JPS5847291A - 高速増殖炉の炉心構成要素誤装荷防止装置 - Google Patents

高速増殖炉の炉心構成要素誤装荷防止装置

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JPS5847291A
JPS5847291A JP56145275A JP14527581A JPS5847291A JP S5847291 A JPS5847291 A JP S5847291A JP 56145275 A JP56145275 A JP 56145275A JP 14527581 A JP14527581 A JP 14527581A JP S5847291 A JPS5847291 A JP S5847291A
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藤木 憲治
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高速増殖炉の炉心構成要素の誤装荷を防止する
装置に関する。。
一般に液体金属冷却形高速増殖炉は第1図および第2図
に示す如く構成されている。すなわち、1は原子炉容器
であって、この原子炉容器1の上端は遮蔽プラグ2によ
って閉塞されている そして、この原子炉容器1内には
炉心互が収容されている。そして、液体す) IJウム
等の冷却材は冷却材入口配管4から原子炉容器1内下部
に流入し、炉心そを上方に通過して冷却材出口配管5か
ら流出するように構成されている。。
なお、6は炉心上部機構である。
そして、上記炉心lおよびその支持構造は以下の如く構
成されている。すなわち、7は炉心支持板であって、こ
の炉心支持板7は原子炉容器1内を水平方向に横断して
設けられている。
そして、この炉心支持板7の下方には高圧プレナム8お
よび低圧プレナム9が形成され、冷却材は原子炉容器1
の下部からこれら高圧プレナム8および低圧プレナム9
に流入するように構成されている。そして、この高圧プ
レナム8内における冷却材の圧力は高圧に、また低圧プ
レナム9内における冷却材の圧力は低圧に維持されるよ
うに構成されている。そして、上記炉心支持板には炉心
主を構成する炉心構成要素10゛・・・の装荷位置に対
応して多数の連結管11・・・が設けられている。これ
ら連結管11・・・は高圧プレナム8・・・を上下に貫
通し、その上端は炉心支持板7の上面に開口し、また下
端は低圧プレナム9に開口している。また、上記炉心構
成要素10・・・の下端部にはそれぞれエントランスノ
ズル12・・・が設けられ、これらエントランスノズル
12・・・は上記の連結管11・・・内に挿入嵌合され
、炉心構成要素10・・・が所定の装荷位置に保持され
る。そして、上記炉心構成要素10・・・には機能の異
なる数種類のもの、たとえばPU239等の核分裂物質
を収容した燃料集合体、減損ウラン等の親物質を収容し
たブランケット燃料集合体、中性子反射材からなる反射
体、制御棒要素を収容した制御棒集合体などがちる。そ
して、燃料集合体は炉心lの中央部の領域に装荷され、
その周囲を囲むブランケット領域にはブランケット燃料
集合体が装荷され、さらにこの周囲を囲んで反射体が装
荷され、また制御棒集合体は炉心の中央部に所定のパタ
ーンで装荷されている。
そして、上記の如き炉心構成要素1θ・・・のエントラ
ンスノズル12・・・と連結管11・・・の嵌合構造は
第2図の如く構成されている。、すなわち、上記エント
ランスノズル12の上端部には下向の基準段部13が設
けられており、この基準段部13は連結管1ノの上端に
形成された着座面14に着座し、この炉心構成要素10
の上下方向の装荷位置を所定の位置に規制する。また、
エントランスノズル12の上部には上部嵌合部15、下
部には下部嵌合部16が形成されている。そして、連結
管11の内周面には上記エントランスノズル12の上部
嵌合部15および下部嵌合部16に対応してそれぞれ上
部嵌合面17、下部嵌合面18が形成されている。そし
て、エントランスノズル12の上部嵌合部15および下
部嵌合部16は連結管1ノの上部嵌合面17、下部嵌合
面18にそれぞれ密嵌し、炉心構成要素10の振れを防
止している。そして、たとえば燃料集合体等ではエント
ランスノズル12の中間部の周面に複数のオリフィス孔
19・・・が形成されるとともに連結管11の周壁に流
通孔20が形成され、高圧プレナム8内の冷却材はこの
5− 流通孔20およびオリフィス孔19・・・を通ってエン
トランスノズル12内に流入し、燃料集合体内を上方に
流れる。
ところで、上記炉心構成要素10・・・はいずれも六角
柱状をなし、その外形形状および寸法が同一である。壕
だ、液体ナトリウム等の冷却材は不透明であるので、こ
れら炉心構成要素1゜・・・を装荷する際、その装荷位
置を目視によって直接確認するととができない。乙のた
め、このような炉心構成要素10・・・を装荷する際に
その装荷位置を誤まるいわゆる誤装荷を生じる可能性が
ある。、そして従来のものはこの誤装荷を防止するため
、炉心構成要素1o・・・の種類毎にエントランスノズ
ル12の上部嵌合部15、下部嵌合部16の径および連
結管11・・・の上部嵌合面12、下部嵌合面18の径
をそれぞれ変え、正しい装荷位置でなければ炉心構成要
素10のエントランスノズル12が連結管11内に挿入
できないように構成していた。
しかし、上記エントランスノズル12の上部6− 嵌合部15、下部嵌合部16と連結管1ノの上部嵌合面
17、下部嵌合面18とのはめ合い公。
差は熱変形、高速中性子の照射による材料の?イドスエ
リング等の影響を考慮した厳密なものであり、エントラ
ンスノズル12の上部嵌合部15、下部嵌合部16、連
結管11の上部嵌合面17、下部嵌合面18は厳密な仕
上が要求される。したがって、このような部分の径が異
なると径の異なる毎に異なった公差で厳密な仕上が必要
となり、製造がきわめて面倒になる不具合があった。
また、高速増殖炉では炉心の核特性の設計上炉心構成要
素10・・・を小さな間隔で配置しなければならず、よ
って連結管1ノ、・・・の径方向の寸法の余裕がない。
このためエントランスノズル12の上部嵌合部15、下
部嵌合部16、連結管1ノの上部嵌合面17、T部嵌合
面18の径をあまり大幅に変えることができず、これら
の径を異ならせる場合その径の種類数をあまり多くする
ことができない。このため炉心が大形で炉心構成要素の
種類が多くなるとこれに対応することができない不具合
があった。
本発明は以上の事情忙もとづいてなされたもので、その
目的とするところは製造が容易であるとともに炉心構成
要素の種類が多い場合にも対応することができる炉心構
成要素誤装荷防止装置を得ることにある。
すなわち本発明の構成は炉心構成要素のエントランスノ
ズルの上部および下部に下向の上段部および下段部を形
成し、炉心構成要素を装荷位置に対応して複数の群Gl
、G2・・・G+1−1”ylに分け、各群毎の炉心構
成要素の基準段部がら上段部までの距離をA+、A1・
・・An−1+ An s基準段部から下段部までの距
離をB++B2・・・Bn−1r Bnとしたとき、 A I> A t > ・・・An−1〉へ・・・・叩
(1)B1 くB2〈・・・Bn−1〈Bn ・凹曲(
2)とし、またこれら炉心構成要素を支持する連結管の
内周面には炉心構成要素が正しい位置に装荷された場合
に上記炉心構成要素の上段部および下段部にわずかの間
隙をもって下方から対向する上支持段部および下支持段
部を形成し、炉心構成要素を誤った位置の連結管に挿入
した場合には基準段部が連結管の上端に形成された着座
面に着座する前にこの炉心構成要素の上段部または下段
部のいずれかが連結管の上支持段部または下支持段部に
当接して炉心構成要素が浮き上シ、この浮き上りにより
誤装該を検知し、誤装荷を防止するものである。
以下本発明の一実施例を第3図ないし第8図を参照して
説明する。
図中101は原子炉容器であって、この原子炉容器10
1の上端は遮蔽プラグ102によって閉塞されている。
そして、この原子炉容器101内には炉心103が収容
されている。そして、液体ナトリウム等の冷却材は冷却
材入口配管104から原子炉容器101内下部に流入し
、炉心103を上方に通過して冷却材出口配管105か
ら流出するように構成されている。
なお、106は炉心上部機構である。
9− そして、上記炉心103およびその支持構造は以下の如
く構成されている。す々ゎち107は炉心支持板であっ
て、この炉心支持板107は原子炉容器101内を水平
方向に横断して設けられている。そして、この炉心支持
板107の下方には高圧プレナム10Bおよヒ低圧プレ
ナム109が形成され、冷却材は原子炉容器10ノの下
部からこれら高圧プレナム10Bおよび低圧プレナム1
09に流入するように構成されている。そして、この高
圧プレナム10B内における冷却材の圧力は高圧に、ま
た低圧プレナム109内における冷却材の圧力は低圧に
維持されるように構成されている。そして、上記炉心支
持板107には炉心103を構成する炉心構成要素11
0・・・の装荷位置に対応して多数の連結管11ノ・・
・が設けられている。これら連結管11ノ・・・は高圧
プレナム10Bを上下に貫通し、その上端は炉心支持板
107の上面に開口し、また下端は低圧プレナム109
に開口している。また、上記炉心構成要素110・・・
の 10− 下端部にはそれぞれエントランスノズル112・・・が
設けられ、これらエントランスノズル112・・・は上
記の連結管111・・・内に挿入嵌合され、炉心構成要
素110・・・が所定の位置に保持されるように構成さ
れている。そして、上記炉心構成要素110・・・は機
能のそれぞれ異なる複数種類のもの、たとえばPU23
9等の核分裂物質を収容した燃料集合体110a・・・
、減損ウラン等の親物質を収容したブランケット燃料集
合体110b・・・、制御棒要素を収容した制御棒集合
体110c・・・、中性子反射材からなる反射体110
d・・・の4種類のものがある。そしてこれら各種の炉
心構成要素110・・・はいずれも六角柱状をなし、外
形形状2寸法が等しい。そして、燃料集合#J10 a
・・・は炉心103の中央部の領域に装荷され、またこ
の中央部の領域を囲むブランケット領域にはブランケッ
ト熱料集合体110b・・・が装荷され、さらにこのブ
ランケット領域を囲む領域には反射体110d・・・が
装荷これ、また制御棒集合体110c・・・は炉心10
3の中央部の領域に所定の・ぞターンで装荷でれる。
そして、−上記の如き炉心構成要素110・・・のエン
トランスノズル112・・・と連結W111・・・の嵌
合構造は以下の如く構成されている1、すなワチ、上記
エントランスノズル112の上端部には下向の基準段部
113が設けられている、。
この基準段部113は球面状をなし、この基準段部11
3から炉心構成要素110の上端部での長さはいずれの
炉心構成要素110・・・においても等しく設定されて
いる。そしてこの基準段部113は連結管111の上端
に形成された着座面114に着座し、炉心構成要素11
0の上下方向の位置を規制している。また、このエント
ランスノズル112には上方から順に上部嵌合部115
、中間部116、下部嵌合部117が形成されておシ、
これらの部分の径は上部嵌合部115、中間部116、
下部嵌合部117の順に大きく形成されている。そして
、上部嵌合部116と中間部117との境界部には環状
をなす下向のチー・そ状の上段部118が形成されてい
る。捷だ、中間部116と下部嵌合部117との間の境
界部には環状をなす下向のテーパ状の下段部119が形
成されており、この下段部119の径は当然ながら上段
部118の径より小ざい。そして、燃料集合体110a
・・・やブランケット燃料集合体110b・・・では中
間部1160周壁に複数のオリフィス孔120・・・が
形成されるとともにこれら燃料集合体110a・・・や
ブランケット燃料集合体110b・・・が挿入される連
結管111・・・の周壁には流通孔121・・・が形成
されている。そして、高圧プレナム10B内の冷却材は
この流通孔121・・・およびオリフィス孔120・・
・を介してエントランスノズル112・・・内に流入し
、この燃料集合体110a・・・あるいはブランケット
燃料集合体110b・・・内を上方に流れるように構成
されている。なお、反射体110d・・・や制御棒集合
体110C・・・内にはエントランスノズル112・・
の底壁に形成されたオリフィス孔(図示せず)から低圧
プレナム109内の冷却材が導入される。
そして、これら炉心構成要素110・・・はその装荷領
域たとえば種類毎に複数の群に分けられ、各群毎にその
上段部118および下段部119の位置が異ならせであ
る。すなわち、との一実施例は燃料集合体110a・・
・を第1の群G+ 、ブランケット燃料集合体110b
・・・を第2の群GH1制御棒集合体110c・・・を
第3の群Gl1%反射体110d・・・を第4の群G4
としである。
そして、基準段部113から上段部118・・・までの
距離をG+群ではA H+ 02群ではA2 。
03群ではA B  + G 4群ではA4とし、また
基準段部113から下段部118までの距離11群では
B 1  + G 2群ではBtrGB群ではB3゜0
4群ではB、としたとき、 AI>At >A3 >A4   ・・・・・・・・・
(1)B 1 < B 2 < B B < B 4 
  ・・・・・・・・・(2)となるように設定されて
いる。なお、この一実施例のものの具体的寸法を表に示
す。なお、この場合の基準段部113からエントランス
ノズル112の先端までの長さlはいずれもl=510
叫である。。
表 また、前記連結管111・・・の内周面には炉心m成要
tzzo・・・のエントランスノズル112・・・の上
部嵌合部115・・・および下部嵌合部117・・・に
それぞれ対応して上部嵌合1fr122・・・、下部嵌
合面123・・・が形成され、これら上部嵌合面122
・・・の下縁および下部嵌合面123・・・の上縁には
前記エントランスノズル112・・・の上段部118お
よび下段部119にそれぞれ対応して上向の上支持段部
124および下支持段部125がそれぞれ形成されてい
る。そして、たとえばブランケット燃料集合体110b
・・・を装荷するブランケット領域にある連結管111
・・・では第4図に示す如くこの連結管111では、こ
の領域に装荷されるべきブランケット燃料集合体110
bが装荷され、そのエントランスノズル112の基準段
部113が連結管111の着座面114に着座した状態
において、上記の上支持段部124および下支持段部1
25がエントランスノズル112の上段部118および
下段部119に下方かられずかな間隙をもって対向する
ように構成されている。また、他の領域たとえば反射体
110d・・・が装荷される領域にある連結管111に
おいても第5図に示す如くこの領域に装荷されるべき反
射体110dが装荷され、そのエントランスノズル11
2の基準段部113が連結管111の着座面114に着
座した状態において、この連結管111の上支持段部1
24および下支持段部125がエントランスノズル11
2の上段部118および下段部119に下方かられずか
な間隙をもって対向するように構成されている。さらに
他の領域すなわち燃料集合体110a・・・や制御棒集
合体110c・・・が装荷される領域にある連結管11
1・・・においても装荷されるべき燃料集合体110a
・・・や制御棒集合体110c・・・が装荷され、エン
トランスノズル112・・・の基準段部113・・・が
これら連結管111・・・の着座面114・・・に着座
した状態においてこれら連結管111・・・の上支持段
部124・・・および下支持段部125・・・がエント
ランスノズル112・・・の上段部118・・・および
下段部119・・・に下方かられずかな間隙をもって対
向するように構成されている。
以上の如く構成された本発明の一実施例は、炉心構成要
素110・・・を1体ずつ燃料交換機(図示せず)によ
って原子炉容器101内に搬入し、炉心103に装荷す
る。そして、これらの炉心構成要素110・・・が正し
い位置に装荷されれば第4図および第5図に示す如くエ
ントランスノズル112・・・の基準段部113・・・
が連結管111の着座面114に着座する。1そして、
この基準段部113・−・から炉心構成要素110・・
・の上端までの高さは所定の高さ位置に位置する。
これに対し、炉心構成要素110・・・が誤装荷された
場合、たとえば反射体110d・・・を装荷すべき領域
にブランケット燃料集合体110bを装荷した場合には
、前述の如く、 A+ >At >As >A+   ・・・・・・・・
・(1)であるから A t > A 4 であシ、第7図に示す如くエントランスノズル112の
基準段部113が連結管11ノの着座面114に着座す
る前にエントランスノズル112の上段部118が連結
管111の上支持段部124に当接し、これ以上の挿入
が不能となるのでこのブランケット燃料集合体110b
の上端は正規の位置より上方に浮上る。そして、燃料交
換機には炉心構成要素110・・・の挿入量を検出する
装置が設けられているので、これによりブランケット燃
料集合体110bの浮き上りを検出し、誤装荷であるこ
とが検知されるまた、たとえば反射体11θd・・・を
ゾランヶット燃料集合体110b・・・を装荷すべき領
域に誤装荷した場合には AI )As >All >A4   ・・・・・・・
・・(1)であるから A、)A。
でアリ、エントランスノズル112の基準段部113が
連結管11ノの着座面114に着座する前に上段部11
8が上支持段部124に着座することはない3.シかし
、 Bl <B2 <Ba 〈B4   ・・・・・・・・
・(2)であるから Bv<B+ となり、第8図に示す如く基準段部113が着座面11
4に着座する前にエントランスノズル112の下段部1
19が連結管11ノの下支持段部125に当接し、やは
シこの反射体110dの上端は浮き上る2、よってこの
浮き上シによシ誤装荷を検出することができる。
したがって、いずれの炉心構成要素110・・・におい
ても誤装荷した場合そのエントランスノズル112・・
・の上段部11B・・・または下段部119・・・のい
ずれかが連結管111・・・の上支持段部124・・・
または下支持段部125・・・に当接してこの炉心構成
要素110・・・が浮上り、誤装荷を検知することがで
き、誤装荷を防止することができる。
なお、本発明は上記の一実施例には限定されない、。
たとえば、前記実施例はエントランスノズルの上段部お
よび下段部、連結管の上支持段部および下支持段部はエ
ントランスノズルの上部嵌合部、下部嵌合部、連結管の
下部嵌合部、下部嵌合部の縁に形成される段部を利用し
たが、この上段部、下段部、上支持段部、下支持段部は
上記の段部とは別に設けてもよく、このようにすればエ
ントランスノズルの上部嵌合部、下部嵌合部等の長さを
すべての炉心構成要素について等しくすることもできる
上述の如く本発明は炉心構成要素のエントランスノズル
の上部および下部に下向の上段部および下段部を形成し
、炉心構成要素を装荷位置に対応して複数の群G1gG
2・・・Gn−1”nに分け、各群毎の炉心構成要素の
基準段部から上段部までの距離をA I  + A 2
・・・An、、An、基準段部から下段部−までの距離
をBl+B!・・・Bn−1゜Bとしだとき、 AI >A、)−・・An−1〉An B、<B2<−・・B11−1<Bn とし、またこれら炉心構成要素を支持する連結管の内周
面には炉心構成要素が正しい位置に装荷された場合に上
記炉心構成要素の上段部および下段部にわずかの間隙を
もって下方から対向する上支持段部および下支持段部を
形成しだものである。したがって、炉心構成要素を誤っ
た位置の連結管に挿入した場合には基準段部が連結管の
上端に形成された着座面に着座する前にこの炉心構成要
素の上段部または下段部のいずれかが連結管の上支持段
部または下支持段部に当接して炉心構成要素が浮き上り
、この浮き上シにより誤装荷を検知し、誤装荷を防止す
るととができる。1そして、とのようにすれば公差や加
工の百倒寿エントランスノズルと連結管との嵌合部の径
を変えたものを多数種類製造する必要は々く、製造が容
易となり、しかもエントランスノズルや連結管の長さは
比較的大であるので段部の位置を数多く変えることがで
き、炉心構成要素の種類が多い大形の高速増殖炉にも充
分に対応することができる等その効果は犬である。
【図面の簡単な説明】
5何1図および第2図は従来例を示し、第1図は縦断面
図、第2図は炉心構成要素のエントランスノズルを連結
管内に挿入した状態の縦断面図である。第3図ないし第
8図は本発明の一実施例を示し、第5図は縦断面図、第
4図および第5図は炉心構成要素のエントランスノズル
を正しい装荷位置にある連結管に挿入1〜だ状態の縦断
面図、第6図(a) 、 (b) 、 (c) 、 (
d)は各炉心構成要素のエントランスノズルの上段部お
よび下段部の位置関係を示す側面図、第7図および第8
図は炉心構成要素のエントランスノズルを誤った装荷位
置にある連結管に挿入した状態の縦断面図である。 101・・・原子炉容器、103・・・炉心、107・
・・炉心支持板、110・・・炉心構成要素、111・
・・連結管、112・・・エントランスノズル、1ノ3
・・・基準段部、114・・・着座面、118・・・上
段部、119・・・下段部、124・・・上支持段部、
125・・・下支持段部。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦−23= 第1図 第2図 第3図 06 02 110     110     10103 1os               l−11211
2107 〜108〜 〜109〜 111        111 04 第4図 第5図 第6 (a)     (b) (C)(d) 第7図 第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 炉心構成要素のエントランスノズルの上端部にこの炉心
    構成要素の上端から一定の距離に下向の基準段部を形成
    し、また上記エントランスノズルの外周面上部に環状を
    なす下向の上段部を形成するとともに上記エントランス
    ノズルの外周面下部には上記上段部よシ小径の環状をな
    す下向の下段部を形成し、上記炉心構成要素を装荷され
    るべき領域に対応してG 1  * G 宜・・・G 
      、G の複数群に分け、層群に属する炉心−In 構成要素の上記基準段部から上段部までの距離をA11
    A2・・・An−1”n上記基準段部から下段部までの
    距離をそれぞれBl、B宜・・・Bn、。 Bとしたとき、 A+>At>・・・An−1〉An Bl  <B、<・・・Bn−1〈Anとし、 また炉心支持板に設けられ上記炉心構成要素のエントラ
    ンスノズルが挿入されてこの炉心構成要素を支持する連
    結管の内面にはその連結管の位置に装荷されるべき群の
    炉心構成要素のエントランスノズルが挿入されその炉心
    構成要素の基準段部がその連結管の上端に形成された着
    座面に着座した状態においてこの炉心構成要素の上記上
    段部および下段部にそれぞれわずかな間隙をもって下側
    から対向する上向の上支持段部および下支持段部を形成
    したことを特徴とする高速増殖炉の炉心構成要素誤装荷
    防止装置3゜
JP56145275A 1981-09-14 1981-09-14 高速増殖炉の炉心構成要素誤装荷防止装置 Granted JPS5847291A (ja)

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JP56145275A JPS5847291A (ja) 1981-09-14 1981-09-14 高速増殖炉の炉心構成要素誤装荷防止装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013117500A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 原子炉

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JP2013117500A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 原子炉

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