JPS60115894A - チヤンネルボツクス - Google Patents

チヤンネルボツクス

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Publication number
JPS60115894A
JPS60115894A JP58223326A JP22332683A JPS60115894A JP S60115894 A JPS60115894 A JP S60115894A JP 58223326 A JP58223326 A JP 58223326A JP 22332683 A JP22332683 A JP 22332683A JP S60115894 A JPS60115894 A JP S60115894A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel box
channel
guide roller
fuel
control rod
Prior art date
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Pending
Application number
JP58223326A
Other languages
English (en)
Inventor
桑江 良昇
佐藤 金光
東中川 恵美子
服部 靖弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP58223326A priority Critical patent/JPS60115894A/ja
Publication of JPS60115894A publication Critical patent/JPS60115894A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Wrapping Of Specific Fragile Articles (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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、原子炉内に装荷された燃料集合体のチャンネ
ルボックス間を移動する制御棒の上部ガイドローラーと
の相互作用で誘起されるフレッティングコロ−ジョンに
よる劣化を改善したチャンネルボックスに関するもので
ある。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に沸騰水型軽水炉において、従来の燃料集合体は第
1図に示すように形成されている。
この燃料集合体1は、核燃料を含む燃料棒2を通常数十
本1組として並行に束状に配置して上部タイプレート3
および下部タイプレート4に挿入して固定すると共に、
燃料スペーサ5により燃料棒2の横および縦方向の支持
を行なっている。チャンネルボックス6は、これらを囲
む外枠で、通常ジルカロイ−4と呼ばれるジルコニウム
基合金で形成されている。このチャンネルボックス6は
、一般的に正方形断面を有しており、隣接し合う燃料集
合体1,1間に制御棒移動用の通路を形成すると共に、
燃料棒2を冷却するだめの高圧冷却水の通路を確保する
吐において重要な構成部品である。
このように組立てられた燃料集合体1は、一つの原子炉
内に数百体装荷される。炉内におけるこれら燃料集合体
1の固定は第2図に示す如く、その下部タイプレート4
を燃料支持金具7に挿着し、またその上部を上部格子板
8の開口部9に挿入することにより支持する。前記上部
格子板8は5US304ステンレス銅製の薄肉帯板のは
りに切シ込みを入れ、お互に障子のさん状に直角に組合
わせたもので、周辺部を除き正方形の開口部をもち、各
開口部9に、夫々4本の燃料集合体1が、そのチャンネ
ルボックス6の最上部近傍が開口部9に位置するように
挿入されている。
一方、制御棒は、余分の中性子を吸収し、核分裂の連鎖
反応をコントロールするもので、第3図に示す形をして
いる。制御棒10は水圧によるピストン駆動により原子
炉圧力容器下部から燃料集合体10チヤンネルボツクス
6の間に挿入される。制御棒の主構成部分としては、B
4Cなどの中性子吸収材料粉末を充てんしたボイズンチ
ー−ブ11と、複数本のポイズンチューブUを納入する
だめの十字形をしたグレード12と、・制御棒の最下部
に位置し制御棒と制御棒駆動機構とを連絡するカップリ
ングソケット13と、ブレード12とカップリングソケ
ット13の中間に位置し制御棒が何らかの原因で落下す
る際の落下速度を小さくするスピードリミッタ−14と
、制御棒の最上部に位置し制御棒の装荷時並びに使用終
了後の引き抜き時に使用されるつり上げハンドル15が
ある。また制御棒の上部および下部には各々、4個のガ
イドローラー(各々、1617)があり、周囲の構造物
と円滑に接触し、制御棒の挿入、引き抜きが容易に行え
るようになっている。特に上部ガイドローラー16は、
燃料果合体のチャンネルボックス6に接触して、制御棒
10とチャンネルボックス6との間の距離を一定に保つ
役割も果たしている。上部ガイドローラ16は耐摩耗性
に優れたCoを約50係含む通称ステライトと呼ばれる
コバルト基合金で作られている。第4図は上部格子板8
の開口部に位置する燃料集合体1のチャンネルボックス
6の間に制御棒10を挿入した状態を平面概略図により
示したものである。
このような燃料集合体1や、制御棒】0は、原子炉運転
中に沸騰水によって周期的な振動が力えられるため、一
定期間使用すると、上部ガイドローラー16と、これに
接するチャンネルボックス6との間にフレッティングコ
ロ−シロンが発生する慮れがある。このフレッティング
コロ−ジョンとは任意の圧力で押し付けられた2物体が
、接触面において微少振幅の繰返しで相対すべりを行な
う場合に、接触面に生ずる特殊な摩耗現象である。この
現象を定性的に見ると、内接触面の局部的な凸部同士が
、かなり高い圧力で押付けられるため、溶着し、ここに
剪断力が働き、その一部が削シ取られて摩耗粉を生じる
。この摩耗粉は相対すべりが小さいため、接触面間に堆
積し、研摩粉の作用をしながら、次第に摩耗が進行する
。なお生じた摩耗粉は、大気中や水中のような環境下で
は酸化により変質する場合もある。この現象から分るよ
うにフレッティングコロ−ジョンは接触する2物体のう
ち、硬度が小さく、丑だ耐食性の劣る物体側で進行する
。即ち上部ガイドローラー(ステライト)と、チャンネ
ルボックス(ジルカロイ−4)の組合せでは、チャンネ
ルボックス側により激1〜いフレッティングコロ−ジョ
ンが起る可能性がある。
また、原子炉運転を通じて、一般に制御棒は全引き抜き
の状態が最も長いため、全引き抜きの状態で上部ガイド
ローラーに対向するチャンネルボックス部位に、特にフ
レッティングコロ−ジョンが集中するおそれがある。
この対策として、フレッティングコロ−ジョンによる腐
食化を考慮して、チャンネルボックス材料の全体の板厚
を大きくすることも考えられるが、この方法はチャンネ
ルボックスの場合には、中性子経済の観点から好ましく
ない。
〔発明の目的〕
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、種々研究を
行なった結果、上部ガイドローラーとの接触面における
フレッティングコロ−ジョンによる劣化を解消したチャ
ンネルボックスを提供するものである。
〔発明の概要〕
本発明は上部格子板の開1コ部に挿着支持される燃料集
合体の、外枠を構成するチャンネルボックスの、制御棒
の上部ガイドローラーとの対同面にチャンネルプロテク
タを突設して、ジルコニウム基合金で形成されたチャン
ネルボックスと、コバルト基合金などで形成された上部
ガイドローラーとの直接接触を避け、フレッティングコ
ロ−ジョンの発生を防止したものである。
本発明に用いるチャンネルプロテクタは、材質は何でも
良いが、ガルバニック腐食によるチャンネルボ・クスの
損傷を防止するためには、類似のジルカロイ−4、ジル
カロイ−2などのジルコニウム基合金材料を用いる方が
望ましく、またその形状並びに大きさは、チャンネルボ
ックスと上部格子板との直接接触を避ける突起形状であ
れば何れのものでも良い。また上述の如く、フレッティ
ングコロ−ジョンは制御棒全列き抜き時における上部ガ
イドローラーに接触するチャンネルボックス部位に、集
中して発生するり能性が強いので、チャンネルプロテク
タの形状並びに大きさは、少なくとも制御棒全列き抜き
時における上部ガイドローラーとチャンネルボックスと
の接触を妨げるものでなければならない。
〔発明の実施例〕
以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明するが、本実
施例は本発明の範囲を何ら拘束するものではない。
第5図は本発明の一実施例を示すもので、ジルカロイー
−4で形成された厚さ3mm、幅2cm1長さ3801
Mの帯板状をなし、複数個のリベット孔を開孔したチャ
ンネルプロテクタ18を、同様にジルカロイ−4で形成
された長さ約420鋸のチャンネルボックス6の、制御
棒10の上部ガイドローラー16と対向する全表面にリ
ベット19で取付けた。このチャンネルボックス6を用
いて組立てた燃料集合体1′f、第6図に示すように4
本1組にしてSUS 304ステンレス鋼板で形成され
た上部格子板8の開口部9に挿着する。
このように装荷した状態で、チャンネルボックス6と上
部ガイドローラー16とは、チャンネルプロテクタ18
を介して接触し、直接には接触していないので、原子炉
運転中におけるフレッティングコロ−ジョンによる摩耗
を防止することができる。
この効果を確認するだめ、第5図に示すチャンネルボッ
クス6から、チャンネルプロテクタ18を含む5×5C
rnの試片20を切9出し、直径3陥の丸棒形状の上部
ガイドローラー16の形成材料であるステライト試片2
1を用意し、第7図に示すように組合せて、複雑な炉内
条件を単純化した条件でチャンネルボックス6の耐フレ
ツテイングコロ−ジョン性を評価した。
この試験条件&;i: 2棟の試片20.21を290
℃、719/r2の高温高圧水中で振動数540cpm
、接触面圧37〜/cJ、相対すべC0,9mmの条件
で67800サイクル−まで接触させた。試験終了後、
チャンネルボックス6から採取した試片20の表面状態
を観察したところ試験前とほぼ同じであった。(ただし
チャンネルプロテクタ18の表面にはフレッティングコ
ロ−ジョンが見られた) 一方、チャンネルプロテクタ18を取付けていない、従
来のチャンネルボックス6から採取した試片についても
、上記と同様に試験を行なったところ、試片の表面にフ
レッティングコロ−ジョンによる摩耗が観察された。
なお、チャンネルプロテクタの形成方法としては上記し
た方法以外に、上部ガイドローラーと対向するチャンネ
ルボックスの外衣面部bLのメッキによるコーティング
など、チャンネルボックスと上部ガイドローラーとの直
接接触を妨げるものであれば何でもよい。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明に係るチャンネルボックスに
よれば上部ガイドローラーとジルコニウム基合金で形成
されたチャンネルボックスの直接接触を避けて、フレッ
ティングコロ−ジョンによる劣化を防止することができ
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のチャンネルボックスを組み込んだ燃料
集合体の部分欠截断面図、第2図は従来のチャンネルボ
ックスを組み込んだ燃料集合体を上部格子板と支持金具
で保持した状態を示す斜視図、第3図は制御棒の部分欠
載斜視図第4図は従来のチャンネルボックスを組み込ん
だ燃料集合体のチャンネルボックスの間に制御棒を挿入
した状態を示す平面概略図、第5図は本発明の一実施例
を示すもので、チャンネルプロテクタを取付けたチャン
ネルボックスの斜視図、第6図は本発明に係るチャンネ
ルプロテクタを取付けたチャンネルボックスを組み込ん
だ燃料集合体のチャンネルボックス間に制御棒を挿入し
た状態を示す平面概略図、舘7図は本発明に係るチャン
ネルプロテクタを取付けだチャンネルボックスからチャ
ンネルプロテクタを含む部分を切り出した試片による試
験状態を示す斜視図である。 1、・・・燃料集合体 2・・・燃料棒3・・・上部タ
イプレート 4・・・下部タイプレート5・・・燃料ス
ペーサ 6・・・チャンネルボックス 7・・・燃料支持金具 8・・・上部格子板9・・・開
口部 10・・・制御棒 11・・・ポイズンチューブ 12・・・フ゛レート1
3・・・カップリングソケット 14・・・スピードリミッタ− 15・・・つシ上ケハンドル 16・・上部ガイドローラー 17・・・下部ガイドローラー 18・・チャンネルプロテクタ 19・・・リベッ) 20.21・・・試片第8図 第4図 第5図 第6図 tρ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 燃料集合体の外枠を構成するチャンネルボックスにおい
    て、チャンネルボックス間を移動する制御棒の上部ガイ
    ドローラーとの対向面にチャンネルプロテクタを設けた
    ことを特徴とするチャンネルボックス。
JP58223326A 1983-11-29 1983-11-29 チヤンネルボツクス Pending JPS60115894A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58223326A JPS60115894A (ja) 1983-11-29 1983-11-29 チヤンネルボツクス

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JP58223326A JPS60115894A (ja) 1983-11-29 1983-11-29 チヤンネルボツクス

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JPS60115894A true JPS60115894A (ja) 1985-06-22

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ID=16796394

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58223326A Pending JPS60115894A (ja) 1983-11-29 1983-11-29 チヤンネルボツクス

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2411983A1 (en) * 2009-03-25 2012-02-01 Westinghouse Electric Sweden AB A fuel assembly

Cited By (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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