JPS5821193A - 原子燃料集合体 - Google Patents
原子燃料集合体Info
- Publication number
- JPS5821193A JPS5821193A JP56119118A JP11911881A JPS5821193A JP S5821193 A JPS5821193 A JP S5821193A JP 56119118 A JP56119118 A JP 56119118A JP 11911881 A JP11911881 A JP 11911881A JP S5821193 A JPS5821193 A JP S5821193A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- support
- rod guide
- fuel assembly
- grid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は原子燃才１集合体の改良に関するものである
。
。
加圧水型原子炉の態別集合体はその骨格を、支持格子と
制御棒案内シンプルもしくはイノサートと呼ばれるブー
ス（以下制御棒案内シ゛・フルという）を剛結合して形
成１〜だのち、燃料棒を支持格子のセルに挿入し、最後
に制御棒案内シンプルの端部に上部および下部ノズルを
固着し組立られる。
制御棒案内シンプルもしくはイノサートと呼ばれるブー
ス（以下制御棒案内シ゛・フルという）を剛結合して形
成１〜だのち、燃料棒を支持格子のセルに挿入し、最後
に制御棒案内シンプルの端部に上部および下部ノズルを
固着し組立られる。
このような構造の燃料集合体を原子炉内で使用した場合
、中性子照射による成長、熱膨張等による燃料棒の軸方
向の伸びが非一様であること等に基因する曲げモーメン
トが支持格子を５由して骨格に直接作用し、燃料集合体
の変形（典型的には軸方向弓なり）を惹起する結果とな
る。燃料集合体が変形すると、燃料集合体の炉心からの
取り出しあるいは炉心への装荷作業が著しく困難になり
、作業時間の遅延のみならず燃料集合体の無理な装荷取
出しにより燃料集合体が損傷するなどの問題があった。
、中性子照射による成長、熱膨張等による燃料棒の軸方
向の伸びが非一様であること等に基因する曲げモーメン
トが支持格子を５由して骨格に直接作用し、燃料集合体
の変形（典型的には軸方向弓なり）を惹起する結果とな
る。燃料集合体が変形すると、燃料集合体の炉心からの
取り出しあるいは炉心への装荷作業が著しく困難になり
、作業時間の遅延のみならず燃料集合体の無理な装荷取
出しにより燃料集合体が損傷するなどの問題があった。
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであっ
て、燃料棒に軸方向非一様の伸びが生じても燃料集合体
の変形を容易に低減し得る原子燃料集合体を提供するこ
とを目的とするものである。
て、燃料棒に軸方向非一様の伸びが生じても燃料集合体
の変形を容易に低減し得る原子燃料集合体を提供するこ
とを目的とするものである。
この目的に対応して、この発明の原子燃料集合体は、複
数本の制御棒案内シンプルの上端に上部ノズル、下端に
下部ノズルがそれぞれ固着され、制御棒案内シンプルの
軸方向に複数個の支持格子が隔置され、かつ、支持格子
の格子セルに燃料棒が挿通される原子燃料集合体におい
て、支持格子の制御棒案内シンプルを挿通させる格子セ
ルは格子帯板の１］より長いカラーを備え、カラー内に
挿通した制御棒案内シンプルとカラーとの保合を、最上
段支持格子および最下段支持格子においては機械的結合
あるいは冶金的接合による剛結合とし、最上段および最
下段支持格子を除く他の支持格子の−若しくは二以上に
おいては、挿通しだ制御棒案内シンプルの軸方向にノノ
ラーの長さより大きな間隔で二つの突起を形成し、二つ
の突起間に支持格子を軸方向に摺動可能に受は入れだこ
とを特徴としている。
数本の制御棒案内シンプルの上端に上部ノズル、下端に
下部ノズルがそれぞれ固着され、制御棒案内シンプルの
軸方向に複数個の支持格子が隔置され、かつ、支持格子
の格子セルに燃料棒が挿通される原子燃料集合体におい
て、支持格子の制御棒案内シンプルを挿通させる格子セ
ルは格子帯板の１］より長いカラーを備え、カラー内に
挿通した制御棒案内シンプルとカラーとの保合を、最上
段支持格子および最下段支持格子においては機械的結合
あるいは冶金的接合による剛結合とし、最上段および最
下段支持格子を除く他の支持格子の−若しくは二以上に
おいては、挿通しだ制御棒案内シンプルの軸方向にノノ
ラーの長さより大きな間隔で二つの突起を形成し、二つ
の突起間に支持格子を軸方向に摺動可能に受は入れだこ
とを特徴としている。
以下この発明の詳細を一実施例を示す図面について説明
する。
する。
第１図及び第２図において１００は原子燃料集合体であ
り、原子燃料集合体１００は複数の制御棒案内ジノプル
１の軸方向に複数個の支持格子２が隔置された関係で結
合されており、前記支持格子２は制御棒案内シンプルが
挿通されるセル４′のほか燃料棒５が挿通される多数の
セル４を有している。
り、原子燃料集合体１００は複数の制御棒案内ジノプル
１の軸方向に複数個の支持格子２が隔置された関係で結
合されており、前記支持格子２は制御棒案内シンプルが
挿通されるセル４′のほか燃料棒５が挿通される多数の
セル４を有している。
燃料集合体１００の組立は複数本の制御棒案内シンプル
１に複数個の支持格子２を剛結合および摺動可能に嵌合
して骨格３を形成したのち、格子セル４に燃料棒５を挿
通し、最後に上部ノズル６および下部ノズル７を前記制
御棒案内シンプル１の端部に公知の手段により冶金的あ
るいは機械的に固着結合する。（第１図、第２図では、
骨格３を明確にするだめ、燃料棒５は２本のみ示し他は
省略しである。） 第３図は制御棒案内シンプル１と支持格子２の間の剛結
合構造を示すもので、支持格子２の制御棒案内シンプル
挿通セル４′には格子帯板の巾Ｗより長い円筒状のカラ
ー８がろう付等の方法によシ固着される。制御棒案内シ
ンプル１は前記カラー８内に挿通され前記支持格子２を
軸方向の所定位置に位置決めしたのち前記制御棒案内シ
ンプル１の内側から拡管冶具を用いて膨出加工産施し拡
管部９を形成することにより支持格子と制御棒案内シン
プルを剛結合する。この剛結合方式は従来公知の加圧水
型原子燃料集合体において全ての支持格子の結合に採用
きれていたもので、この発明の原子燃料集合体１００に
おいては少なくとも最上段支持格子２ａと最下段支持格
子２ｂに適用する。
１に複数個の支持格子２を剛結合および摺動可能に嵌合
して骨格３を形成したのち、格子セル４に燃料棒５を挿
通し、最後に上部ノズル６および下部ノズル７を前記制
御棒案内シンプル１の端部に公知の手段により冶金的あ
るいは機械的に固着結合する。（第１図、第２図では、
骨格３を明確にするだめ、燃料棒５は２本のみ示し他は
省略しである。） 第３図は制御棒案内シンプル１と支持格子２の間の剛結
合構造を示すもので、支持格子２の制御棒案内シンプル
挿通セル４′には格子帯板の巾Ｗより長い円筒状のカラ
ー８がろう付等の方法によシ固着される。制御棒案内シ
ンプル１は前記カラー８内に挿通され前記支持格子２を
軸方向の所定位置に位置決めしたのち前記制御棒案内シ
ンプル１の内側から拡管冶具を用いて膨出加工産施し拡
管部９を形成することにより支持格子と制御棒案内シン
プルを剛結合する。この剛結合方式は従来公知の加圧水
型原子燃料集合体において全ての支持格子の結合に採用
きれていたもので、この発明の原子燃料集合体１００に
おいては少なくとも最上段支持格子２ａと最下段支持格
子２ｂに適用する。
前記複数の支持格子のうち、最上段および最下段支持格
子２ａ、２ｂｆｆ：除く他の支持格子２Ｃ１２ｄ・・・
・・と制御棒案内シンプルとの保合構造は第４図に示す
ように支持格子２に固着されたカラー８内に制御棒案内
シンプル１を挿通したのち前記カラー８の長さＬより大
きな間隔を以って前記制御棒案内シンプルに突起１０お
よび１−０′を形成する。突起１０．１０′の形成は膨
出冶具による拡管加工でもよいし、あるいは第５図に示
すように制御棒案内シンプル１の外側に筒状のストッパ
ー１１および１１′を溶接あるいはネヅ嵌めしてもよい
。
子２ａ、２ｂｆｆ：除く他の支持格子２Ｃ１２ｄ・・・
・・と制御棒案内シンプルとの保合構造は第４図に示す
ように支持格子２に固着されたカラー８内に制御棒案内
シンプル１を挿通したのち前記カラー８の長さＬより大
きな間隔を以って前記制御棒案内シンプルに突起１０お
よび１−０′を形成する。突起１０．１０′の形成は膨
出冶具による拡管加工でもよいし、あるいは第５図に示
すように制御棒案内シンプル１の外側に筒状のストッパ
ー１１および１１′を溶接あるいはネヅ嵌めしてもよい
。
このように構成した原子燃料集合体１００においては、
最上段支持格子２ａおよび最下段支持格子２ｂは制御棒
案内シンプル１に剛結合されており、多数の支持格子セ
ル４に挿通された燃料棒５の□全重量および燃料棒５に
生起する力は前記支持格子を経由して前記剛結合部から
制御棒案内シンプル１へと伝わる。一方、前記最上段お
よび最下段支持格子２ａ、 ２ｂを除く他の７個の支持
格子２ｃ、 ２ｄ・・・・・・は各格子セル４内におい
て燃料棒５を弾性支持し、冷却材チャンネルを維持する
効果をもつという点では前記剛結合した最上段および最
下段支持格子２ａ、２ｂと同様であるが、制御棒案内シ
ンプル１との嵌合部が第４図、第５図に示した様に摺動
可能な構造のため燃料棒５に生起する軸力を制御棒案内
シンプル１に伝達することがない。また、前記ダ持格子
が原子炉内を下から上に向って流れる冷却材により押し
上げられようとしたり、あるいは、支持格子自身の重量
等によりずり落ちようとすると制御棒案内シンプルに設
けた突起１０．１０亦支持格子のカラー８に当って、軸
方向の変位を限定した範囲内に止める。
最上段支持格子２ａおよび最下段支持格子２ｂは制御棒
案内シンプル１に剛結合されており、多数の支持格子セ
ル４に挿通された燃料棒５の□全重量および燃料棒５に
生起する力は前記支持格子を経由して前記剛結合部から
制御棒案内シンプル１へと伝わる。一方、前記最上段お
よび最下段支持格子２ａ、 ２ｂを除く他の７個の支持
格子２ｃ、 ２ｄ・・・・・・は各格子セル４内におい
て燃料棒５を弾性支持し、冷却材チャンネルを維持する
効果をもつという点では前記剛結合した最上段および最
下段支持格子２ａ、２ｂと同様であるが、制御棒案内シ
ンプル１との嵌合部が第４図、第５図に示した様に摺動
可能な構造のため燃料棒５に生起する軸力を制御棒案内
シンプル１に伝達することがない。また、前記ダ持格子
が原子炉内を下から上に向って流れる冷却材により押し
上げられようとしたり、あるいは、支持格子自身の重量
等によりずり落ちようとすると制御棒案内シンプルに設
けた突起１０．１０亦支持格子のカラー８に当って、軸
方向の変位を限定した範囲内に止める。
第６図および第７図は、構造強度解析結果を示すもので
、第６図は制御棒案内シンプルに剛結合する支持格子数
と集合体変形量の関係を示し、第７図は剛結合した支持
格子数と支持格子１個に作用する荷重の関係を示してい
る。
、第６図は制御棒案内シンプルに剛結合する支持格子数
と集合体変形量の関係を示し、第７図は剛結合した支持
格子数と支持格子１個に作用する荷重の関係を示してい
る。
これら第６図、第７図から明らかな」こうに、原子燃料
集合体において制御棒案内シンプル１に剛結合される支
持格子数が増すにつれ集合体変形量が犬となり、支持格
子１個あたりに働く荷重は逆に小さくなる。
集合体において制御棒案内シンプル１に剛結合される支
持格子数が増すにつれ集合体変形量が犬となり、支持格
子１個あたりに働く荷重は逆に小さくなる。
しだがって、燃料棒軸力のアンバランスによって生じる
曲はモーメントが制御棒案内シンプルに作用しないよう
にするには、制御棒案内シンプルに剛結合する支持格子
数を少くすればする程効果的なことが明らかであるが、
すべての支持格子について制御棒案内シンプルとの剛結
合を解くと、燃料棒の重量を支えることができずに支持
格子２は燃料棒５と共に燃料棒下端が下部ノズル７に座
着するまでずり落ちてし丑い、捷だ、構造的にも不安定
になる。好ましい一例としての原子燃料集合体において
は、前記解析結果に基づき最適条件として最」二段およ
び最下段支持格子金剛結合とし、他の支持格子を摺動可
能としだものである。
曲はモーメントが制御棒案内シンプルに作用しないよう
にするには、制御棒案内シンプルに剛結合する支持格子
数を少くすればする程効果的なことが明らかであるが、
すべての支持格子について制御棒案内シンプルとの剛結
合を解くと、燃料棒の重量を支えることができずに支持
格子２は燃料棒５と共に燃料棒下端が下部ノズル７に座
着するまでずり落ちてし丑い、捷だ、構造的にも不安定
になる。好ましい一例としての原子燃料集合体において
は、前記解析結果に基づき最適条件として最」二段およ
び最下段支持格子金剛結合とし、他の支持格子を摺動可
能としだものである。
まだ、更に構造的に万全を期すならば、最上段支持格子
２ａとその直下の支持格子２ｃおよび最下段支持格子２
ｂの３個を制御棒案内シンプルと剛結合することによ部
構造的に安定で、がっ、燃料集合体変形にも効果がある
ことが解析の結果明らかとなった。尚、前記のものは９
個の支持格子を持つ燃料集合体の解析結果であるが、他
のタイプ（例えば７グリノドの燃料集合体）についても
同様の結果が得られた。
２ａとその直下の支持格子２ｃおよび最下段支持格子２
ｂの３個を制御棒案内シンプルと剛結合することによ部
構造的に安定で、がっ、燃料集合体変形にも効果がある
ことが解析の結果明らかとなった。尚、前記のものは９
個の支持格子を持つ燃料集合体の解析結果であるが、他
のタイプ（例えば７グリノドの燃料集合体）についても
同様の結果が得られた。
以上は通常運転時の燃料の健全性を重視した構造例であ
るが、地震時には燃料集合体は軸方向中央部支持格子を
最大変位とする弓形の振動をし、その場合当該支持格子
には、衝突に伴う地震衝撃力が加わるので、地震力が大
きい場合にはその配慮が必要となる場合もある。すなわ
ち、大きい地震力に対ｌ〜ても燃料集合体の健全性を維
持するには、集合体軸方向中央部およびその近傍の支持
格子を制御棒案内シンプルと剛結合し、燃料集合体の構
゛造強度を補強するのが望ましいことが耐震解析の結果
わかった。したがって、前述のような場合にあっては、
燃料集合体の耐震性能を補強するため、集合体軸方向中
央部の支持格子のいくつが（２ｆ等）を制御棒案内シン
プルと剛結合することが好ましい。
るが、地震時には燃料集合体は軸方向中央部支持格子を
最大変位とする弓形の振動をし、その場合当該支持格子
には、衝突に伴う地震衝撃力が加わるので、地震力が大
きい場合にはその配慮が必要となる場合もある。すなわ
ち、大きい地震力に対ｌ〜ても燃料集合体の健全性を維
持するには、集合体軸方向中央部およびその近傍の支持
格子を制御棒案内シンプルと剛結合し、燃料集合体の構
゛造強度を補強するのが望ましいことが耐震解析の結果
わかった。したがって、前述のような場合にあっては、
燃料集合体の耐震性能を補強するため、集合体軸方向中
央部の支持格子のいくつが（２ｆ等）を制御棒案内シン
プルと剛結合することが好ましい。
以上説明したように、この発明の原子燃料集合体は制御
棒案内シンプルに剛結合する支持格子数を必要最少限か
つ最適に配置し、更に、軸方向摺動可能な支持格子を設
けたので、燃料棒に生起する軸方向非一様の伸びを吸収
し、燃料集合体の変形を容易に低減することができる。
棒案内シンプルに剛結合する支持格子数を必要最少限か
つ最適に配置し、更に、軸方向摺動可能な支持格子を設
けたので、燃料棒に生起する軸方向非一様の伸びを吸収
し、燃料集合体の変形を容易に低減することができる。
また摺動可能な支持格子の制御棒案内シンプル嵌合部以
外は従来の燃料集合体構造と全く同一であるため設計変
更も極めて容易で、かつ、加工も簡便である。
外は従来の燃料集合体構造と全く同一であるため設計変
更も極めて容易で、かつ、加工も簡便である。
第１画は本発明の燃料集合体構造図、第２図は第１図に
おけるＡ−Ａ部断面拡大図、第３図は支持格子剛結合構
造概略図、第４図は支持格子摺動構造概略図、第５図は
摺動構造の他の実施例を示す図、第６図および第７図は
構造強度解析結果を示すグラフである。 １・・・・・、制御棒案内シンプル、 ２・・・・・・
支持格子、３ ・・・・・骨格、 ４ ・・・・・・
セル、 ５ ・・・・・・燃料棒、８・・・・・カラ
ー、 ９・・・・・・拡管部、 １０．１０′ ・・
・・・・突起、１１．１１′・−・・・・ストッパー特
許出願人 三菱原子カニ業株式会社代理人弁理士
川 井 治 男（１１） ↓９篭事学り 、こし４？ンヤノ−ｒ（・Ｖヶ４ｔｊ、、ン７引、菌（
医 Ｏ 綜 艶Ｉ 法
おけるＡ−Ａ部断面拡大図、第３図は支持格子剛結合構
造概略図、第４図は支持格子摺動構造概略図、第５図は
摺動構造の他の実施例を示す図、第６図および第７図は
構造強度解析結果を示すグラフである。 １・・・・・、制御棒案内シンプル、 ２・・・・・・
支持格子、３ ・・・・・骨格、 ４ ・・・・・・
セル、 ５ ・・・・・・燃料棒、８・・・・・カラ
ー、 ９・・・・・・拡管部、 １０．１０′ ・・
・・・・突起、１１．１１′・−・・・・ストッパー特
許出願人 三菱原子カニ業株式会社代理人弁理士
川 井 治 男（１１） ↓９篭事学り 、こし４？ンヤノ−ｒ（・Ｖヶ４ｔｊ、、ン７引、菌（
医 Ｏ 綜 艶Ｉ 法
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）複数本の制御棒案内シフ・フルの上端に上部ノズ
ル、下端に下部ノズルがそれぞれ固着され１．前記制御
棒案内シンプルの軸方向に複数個の支持格子が隔置され
、かつ、前記支持格子の格子セルに燃料棒が挿通され、
前記−ヒ下部ノズルと前記燃料棒間に適当な間隙が設け
られた原子燃料集合体にし・いて、前記支持格子の前記
制御棒案内シンプルを挿通ｆ−Ｉ辷る格子セルは格子帯
板の巾より長いカラーを備え、前記カラー内に挿通した
前記制御棒“案内シンプルと前記カラーとの保合を、最
上段支持格子およびＭ°下段支持格子においては機械的
結合あるいは冶金的接合に」６る剛結合とし、前記最十
段および最下段支持格子を除く他の支持格子の−若しく
は二以上におい−ては、前記挿通した制御棒案内シンプ
ルの軸方向に前記カラーの長さより大きな間隔で二つの
突起を形成し、前記二つの突起間に前記支持格子を軸方
向に摺動可能に受は人わ、たととを特徴とする原子燃料
集合体１、（２）前記他の支持格子のうち、最上段支持
格子に最も近い一つの支持格子と前記制御棒案内ジノプ
ルとの保合を前記剛結合としたことをｆＨ＝、Ｗ徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の原子燃料集合体。 （３）前記他の支持格子のうち燃料集合体軸方向中央部
の一つ捷たけ二つ以上の支持格子と前記制御棒案内ジノ
プルとの保合を前記剛結合と（〜だことを特徴とする特
許請求の範囲第１項−ｉたけ第２項記載の原子燃才〕１
集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56119118A JPS5821193A (ja) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | 原子燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56119118A JPS5821193A (ja) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | 原子燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5821193A true JPS5821193A (ja) | 1983-02-07 |
| JPS6260039B2 JPS6260039B2 (ja) | 1987-12-14 |
Family
ID=14753371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56119118A Granted JPS5821193A (ja) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | 原子燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5821193A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01229998A (ja) * | 1988-03-09 | 1989-09-13 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 原子燃料集合体 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5296196U (ja) * | 1976-01-12 | 1977-07-19 | ||
| JPS5546599A (en) * | 1978-09-28 | 1980-04-01 | Exxon Research Engineering Co | Package for semiconductor optoelectronic device |
-
1981
- 1981-07-31 JP JP56119118A patent/JPS5821193A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5296196U (ja) * | 1976-01-12 | 1977-07-19 | ||
| JPS5546599A (en) * | 1978-09-28 | 1980-04-01 | Exxon Research Engineering Co | Package for semiconductor optoelectronic device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01229998A (ja) * | 1988-03-09 | 1989-09-13 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 原子燃料集合体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6260039B2 (ja) | 1987-12-14 |
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