JPS5938559B2 - 燃料集合体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炉心頂部より北方の位置にフローベントを設け
て、ラッパ管の肉厚を薄くすると共に中性子効率を向と
させた燃料集合体に関する。

例えば高速増殖炉は、原子炉内に挿入された天然ウラン
もしくは劣化ウランを燃料から放出される中性子でＵ２
３２をＵ２３３又はＵ２３９をＰｕ２３９に変換させる
。

Ｕ２３２又はＵ２３８は連鎖反応を起こさないので原子
燃料としては使用できないが、Ｕ２３３又はｐｕ２３９
は連鎖反応を起こすので原子燃料として使用できる。

したがって、原子炉炉心内に中性子がたくさんあれば、
それた／ｒｊ Ｕ”３３． Ｐｕ２”９へ多く変換され
ることになる。

従来の高速増殖炉は第１図および第２図に示す如＜ｕ２
３３あるいはｐｕ２３９を入った多数本の燃料集合体１
と、この燃料集合体１の周りドーナツ状に、配置された
ブランケット燃料集合体２と、このブランケット燃料集
合体２の外側に配置された反射体３とから構成されてい
る。

前記多数本の燃料集合体１は１つ円柱体になるように配
置されている。

これら燃料集合体１、ブランケット燃料集合体２及び反
射体３は炉心支持体４で支持される。

炉心支持体４は北部支持板４ａと下部支持体４ｂで構成
される。

前記燃料集合体１は第３図に示す如く六角筒状のラッパ
管５と、このラッパ管５の下端に固設された円筒状のエ
ントランスノズル６と、前記ラッパ管５に整然と配置さ
れた多数の燃料ピン１とから構成される。

前記エントランスノズル６の側面には複数個のオリフィ
ス孔８が穿設されている。

冷却材はこのオリフィス孔８からエントランスノズル６
内に流入し、ラッパ管５内を上方に向って流れる。

前記燃料ピン７はＰｕＯ２とＵＯ２のペレットが装填さ
れた炉心部７ａと、この炉心部７ａのＥ下に位置しＵＯ
２ペレットが装填されたＬ部軸ブランケット部７ｂ、下
部軸ブランケット部１ｃと、前記上部軸ブランケット部
７ｂに北方に設けられたプレナム７ｄとから構成されて
いる。

前記ブラケット燃料集合体２は前記燃料集合体１と同一
形状でかつ燃料ピン７の炉心部１ａをブランケットにし
たものである。

ところで、このような構成された燃料集合体１、ブラン
ケット燃料集合体２及び反射体３にはエントランスノズ
ル６のオリフィス孔８から流入して燃料ピン７を冷却す
る冷却材により、熱的機械的圧力が作用する。

従って従来の燃料集合体１及びブランケット燃料集合体
２はそのラッパ管５の肉厚を厚くする必要があった。

しかしながら、燃料集合体１及びブランケット燃料集合
体２は中性子経済とから考慮すると前記ラッパ管５の肉
厚を薄くすることが好ましい。

ところが、前述の如くラッパ管５には冷却材による圧力
がラッパ管５の内側から外側に向けて作用している。

これは、ラッパ管５の内側の圧力が外側の圧力より高い
からである。

このため前記ラッパ管５の肉厚を必要以北に薄くするこ
とができない。

本発明はと述の事情に鑑みてなされたもので、ラッパ管
の管壁に作用する内外の圧力差を小さくしてラッパ管の
管壁の肉厚を薄くすることができる燃料集合体を提供す
ることを目的とする。

すなわち、本発明は多角筒状のラッパ管と、このラッパ
管の下部に取付けられ冷却材を流入するエントランスノ
ズルと、前記ラッパ管内に整然と配置された多数の燃料
ピンとから構成された燃料集合体において、前記ラッパ
管の管壁の一部にフローベントが前記燃料ピンの炉心部
より１方の位置でかつ該ラッパ管の一面置きに穿設され
ていることを特徴とする燃料集合体である。

以下第４図から第６図を参照して本発明に係る燃料集合
体の一実施例を説明する。

尚、従来と同一作用構造の部品には同一符号を付して詳
述を省く。

第４図および第５図に示す如くラッパ管５の管壁に数個
の孔（フローベント）４３が設けられている。

このフローベント４３は、燃料集合体１の炉心部７ａよ
りＬ方に設ける。

又、隣接する燃料集合体のフローベントと干渉しないよ
うにするため、第５図に示す如く六角筒状のラッパ管５
の管壁に１面置きにフローベント４３を穿孔する。

そして、第６図に示す如く隣接する燃料集合体１の管壁
で他の燃料集合体１のフローベント４３を覆うように設
置する。

つまり燃料集合体は隣接する燃料集合体同志でフローベ
ント４３が対面しないようにして炉心内に装荷すること
が必要である。

次に北記燃料集合体の作用を説明する。

エントランスノズル６のオリフィス孔８からラッパ管５
外に流入した冷却材は燃料ピン７の下部軸ブランケット
部ＩＣ及び炉心部７ａを冷却しながらと昇する。

炉心部７ａまで上昇した冷却材はほぼ１００％加熱され
ている。

Ｌ部軸ブランケット部７ｂに達すると加熱された冷却材
の１部は、フローベント４３を通ってラッパ管５究へ流
出する。

ラッパ管５外へ流出した１部の冷却材は、ラッパ管５と
ラッパ管５との隙間を通ってと昇し前記ラッパ管５の管
壁を外側から内側に向かつ加圧する。

又、デフ／ＶｉｆＳ内に残った大部分の冷却材は上部軸
ブランケット部７ｂ及びプレナム７ｄを冷却しながら上
昇する。

これにラッパ管５に作用する内側の圧力と外側の圧力と
の圧力差が小さくなりラッパ管５の肉厚を薄く出来る。

また、フローベント４３が炉心部７ａの１方に位置して
いるため、ラッパ管５外へ流出した冷却材によって冷却
材の出口湯度が低下することもない。

さらに、隣接する燃料集合体１は、そのフローベント４
３同志が対面しないように炉心内に装荷させているため
、隣りの燃料集合体１から隣りの燃料集合体１へ冷却材
が移動することもない。

以北説明のように本発明の燃料集合体は構成されている
ため、ラッパ管の管壁の肉厚を薄くでき中性子経済が向
とする。

この中性子経済の向丘により増殖比が増大して燃料サイ
クル費を節約できる。

また燃料集合体の圧力損失が減少すると共に、燃料集合
体の軽量化を計ることができる。

尚、本発明の燃料集合体は第７図および第８図に示す如
くラッパ管５の角に前述のフローベント４３を設けるこ
とによって、彎曲変形量が少なくなって反応度の安定化
をより計ることができる。

なんとなれば隣り同志のラッパ管５が接触して相互作用
しあってもラッパ管５の弾性低下によって他に大きな力
を加えないからである。

又、フローベント４３の形状は、ラッパ管５の形状から
長孔（円形も含む）が機械的強度から考慮して好ましい
Ｏ

【図面の簡単な説明】

第１図は高速増殖炉の炉心のと平面を示す半平面図、第
２図は第１図における炉心の概略縦断面図、第３図は従
来の燃料集合体を１部を切断して示す斜視図、第４図は
本発明の燃料集合体の１実施例を１部を切断して示す斜
視図、第５図は第４図を■−■線で切断し矢視方向に見
た横断面図、第６図は第４図に示す燃料集合体の配置状
態を示す説明図、第７図および第８図は本発明の他の実
施例を示す斜視図である。 ５・・・・・・ラッパ管、６・・・・・・エントランス
ノズル、７・・・・・・燃料ピン、４３・・・・・・フ
ローベント。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多角筒状のラッパ管と、このラッパ管の下部に喉付
   けられ冷却材を流入するエントランスノズルと、前記ラ
   ッパ管内に整然と配置された多数の燃料とピンから構成
   された燃料集合体において、前記ラッパ管の管壁の一部
   にフローベントが前記燃料ピンの炉心部より北方の位置
   でかつ該ラッパ管の一面置きに穿設されていることを特
   徴とする燃料集合体。 ２ フローベントはラッパ管の角に穿設されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料集合体。