JPS60203892A - 加圧水型原子炉用の核燃料集合体 - Google Patents
加圧水型原子炉用の核燃料集合体Info
- Publication number
- JPS60203892A JPS60203892A JP59061738A JP6173884A JPS60203892A JP S60203892 A JPS60203892 A JP S60203892A JP 59061738 A JP59061738 A JP 59061738A JP 6173884 A JP6173884 A JP 6173884A JP S60203892 A JPS60203892 A JP S60203892A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- nuclear fuel
- flow
- holding force
- fuel rod
- 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.)
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-
- 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
- Catalysts (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (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】
（技術分野）
本発明は、バッフルジェット流による振動を防止するよ
うにした核燃料集合体に関するものである。
うにした核燃料集合体に関するものである。
（従来技術とその問題点）
加圧水型炉では原子炉内のバッフル板のすき間から炉心
内にジェット流が流れ込む場合のあることが知られてい
る。このジェット流によりバッフル板の当該箇所に瞬接
する燃料棒は、カルマン渦振動または流力弾性振動によ
り共鳴振動を起し、燃料棒と支持格子の接触部に貫通孔
があいたり、振幅が大きい場合には、燃料棒がバッフル
板と衝突し、岸耗により貫通孔が発生する等の破損が生
ずる。
内にジェット流が流れ込む場合のあることが知られてい
る。このジェット流によりバッフル板の当該箇所に瞬接
する燃料棒は、カルマン渦振動または流力弾性振動によ
り共鳴振動を起し、燃料棒と支持格子の接触部に貫通孔
があいたり、振幅が大きい場合には、燃料棒がバッフル
板と衝突し、岸耗により貫通孔が発生する等の破損が生
ずる。
従来は、バッフル板のすき間からの横流れジェット流に
よる燃料棒の共鳴振動を防止するために、バッフル板の
すき間を機械的に狭小化するピーニングを実施して来て
いる。しかしながら、たとえピーニング処置を施しても
、バッフル板間同士の効、変形の相異、およびバッフル
板内外の圧力差により、バッフル板接合部にギャップが
形成される。
よる燃料棒の共鳴振動を防止するために、バッフル板の
すき間を機械的に狭小化するピーニングを実施して来て
いる。しかしながら、たとえピーニング処置を施しても
、バッフル板間同士の効、変形の相異、およびバッフル
板内外の圧力差により、バッフル板接合部にギャップが
形成される。
このギャップを介して、バッフル板の外側から炉心内へ
冷却材が横向きに流入する。この冷却拐の横向きの流れ
は、バッフル板接合部付近に装荷されている核燃料集合
体の外周部の燃１ｓｌ俸に当り、あるいは燃料の間をす
り抜けて集合体内部へ流入し、その流速が比較的遅い場
合はカルマン渦による振動が、また流速が速くなると流
力弾性振動により燃料棒が共鳴振動を起す。
冷却材が横向きに流入する。この冷却拐の横向きの流れ
は、バッフル板接合部付近に装荷されている核燃料集合
体の外周部の燃１ｓｌ俸に当り、あるいは燃料の間をす
り抜けて集合体内部へ流入し、その流速が比較的遅い場
合はカルマン渦による振動が、また流速が速くなると流
力弾性振動により燃料棒が共鳴振動を起す。
この燃料棒の振動は、それを支持している支持格子の支
持点との間で触擦を生じ、４１ｊ！度の低い被覆管の方
が摩耗して被覆管の破損を招き、内部の核分裂生成物の
漏洩による冷却材の汚染という事態に至る恐れがある。
持点との間で触擦を生じ、４１ｊ！度の低い被覆管の方
が摩耗して被覆管の破損を招き、内部の核分裂生成物の
漏洩による冷却材の汚染という事態に至る恐れがある。
（発明の構成）
本発明は上記の点に鑑みなされた核燃料集合体で、その
特徴は、少なくともバッフル板のギャップに隣接する部
分の支持格子セルの保持力を５〜１０ｋｇである支持力
を有するものにしたことである。
特徴は、少なくともバッフル板のギャップに隣接する部
分の支持格子セルの保持力を５〜１０ｋｇである支持力
を有するものにしたことである。
本発明に至った理由について説明を補足する。
横向き流れの流速が比較的遅い場合のカルマン渦振動に
ついては、燃料棒の外径、配列形状、および固有振動数
によってその振動発生流速Ｖ、が決まり、これを式で示
せば下記ｆｉ１式の通りである。
ついては、燃料棒の外径、配列形状、および固有振動数
によってその振動発生流速Ｖ、が決まり、これを式で示
せば下記ｆｉ１式の通りである。
ｖ、 −ｆ −Ｄ／Ｓ −−−−（１１但し、ｆは燃料
棒の固有振動数、Ｄは燃料棒円形断面の直径、Ｓは燃料
棒配列形状で定まるストロ−ハル数である。
棒の固有振動数、Ｄは燃料棒円形断面の直径、Ｓは燃料
棒配列形状で定まるストロ−ハル数である。
また横向き流れの流速が速く、ジェット流である場合の
流力弾性振動については、その振動発生流速Ｖ２は下記
（２）式の如く、系の形状、質量が同じならば燃料棒の
固有振動数ｆと対数減衰￥Σによって定まる。
流力弾性振動については、その振動発生流速Ｖ２は下記
（２）式の如く、系の形状、質量が同じならば燃料棒の
固有振動数ｆと対数減衰￥Σによって定まる。
但しく２）式においてｆは燃料棒の固有振動数、Ｄは燃
料棒円形断面の直径１Ｍは燃料棒の質量、Ｓは燃料棒の
対数減衰率、ｒは水の密度Ｉ Ｋｃ？は限界係数である
。
料棒円形断面の直径１Ｍは燃料棒の質量、Ｓは燃料棒の
対数減衰率、ｒは水の密度Ｉ Ｋｃ？は限界係数である
。
ところで核燃料集合体において燃料棒は複数本が平行に
束ねられ、その軸方向に間隔をあけて複数の支持格子に
より配列支持されており、その固有振動数ｆは下記（３
）式のように表すことができる。
束ねられ、その軸方向に間隔をあけて複数の支持格子に
より配列支持されており、その固有振動数ｆは下記（３
）式のように表すことができる。
こ＼で！は燃料棒の長さ、Ｅは燃料棒のヤング率、■は
、燃料棒の断面二次モーメント、ｇは重力加速度、γは
燃料棒の単位体積当りの重量、Ａは燃料棒の断面積、ス
Ｊは境界条件によって定まる定数であり、燃料棒が同じ
ならはその（２）有振動故ｆは境界条件によって戻わる
ことになる。
、燃料棒の断面二次モーメント、ｇは重力加速度、γは
燃料棒の単位体積当りの重量、Ａは燃料棒の断面積、ス
Ｊは境界条件によって定まる定数であり、燃料棒が同じ
ならはその（２）有振動故ｆは境界条件によって戻わる
ことになる。
この発明の目的は燃料棒の固有振動数を高くするような
支持構造を持った核燃料集合体を提供することにあり、
それによってバッフル板接合部からの冷却材の横向き流
れが作用しても燃料棒が共振を起さないようにして、フ
レツチング摩耗の原′ 因を取り除こうとするものであ
る。
支持構造を持った核燃料集合体を提供することにあり、
それによってバッフル板接合部からの冷却材の横向き流
れが作用しても燃料棒が共振を起さないようにして、フ
レツチング摩耗の原′ 因を取り除こうとするものであ
る。
換言すれば、本発明は燃料棒の固有振動数の値を大きく
するために、支持格子の燃料棒を支える保持力を大きく
することにある。
するために、支持格子の燃料棒を支える保持力を大きく
することにある。
支持格子の支持力を大きくすると、固有振動数が上昇す
ることが解析的に解明されており、実際の実験において
も％１図に示すとおり裏付けされている。
ることが解析的に解明されており、実際の実験において
も％１図に示すとおり裏付けされている。
次に、保持力をパラメトリックに変えて共鳴振動を発生
させる限界流速をめた。その結果、保持力が共鳴振動を
発生させるしきい値に影響を与え、保持力を大きくすれ
はする程、共鳴振動発生のしきい値が大きくなり、保持
力を大きくすると、摩耗破損の防止に有効であることが
明らかになった。
させる限界流速をめた。その結果、保持力が共鳴振動を
発生させるしきい値に影響を与え、保持力を大きくすれ
はする程、共鳴振動発生のしきい値が大きくなり、保持
力を大きくすると、摩耗破損の防止に有効であることが
明らかになった。
原子炉内で照射されると、支持格子の燃料棒を支持する
保持力が大きく緩和する。この効果を十分に考慮し、ま
た、保持力が極端に大きいと、燃料棒が自由に伸びるこ
とができなく、燃料俸曲がりの原因となることから支持
格子部での保持力として５−ｉｏＩ９が最適であること
がわかった。
保持力が大きく緩和する。この効果を十分に考慮し、ま
た、保持力が極端に大きいと、燃料棒が自由に伸びるこ
とができなく、燃料俸曲がりの原因となることから支持
格子部での保持力として５−ｉｏＩ９が最適であること
がわかった。
特に、Ｓｋｇ以上としたのは第２図より保持力がＳｋｇ
以上であれば共鳴振動発生バッフル流流速が通常バッフ
ル部で生じる最大流速である／４ ｍ／ Ｓｅｃより大
きくなり、共鳴振動が起こらなくなるためである。
以上であれば共鳴振動発生バッフル流流速が通常バッフ
ル部で生じる最大流速である／４ ｍ／ Ｓｅｃより大
きくなり、共鳴振動が起こらなくなるためである。
上記のように、バッフル流対策として保持力が５Ｉｃ９
以上必要であり、燃料俸曲りの観点から１０ｋｇ以下が
最適である。
以上必要であり、燃料俸曲りの観点から１０ｋｇ以下が
最適である。
従って、保持力をｊ〜１０ ｋｇにすることが最適であ
る。
る。
なお、保持力とは第３図（イ）、（すに示すＰの値を定
義するもので、１は燃料棒、２はハードストップ、３は
ソフトストップである。
義するもので、１は燃料棒、２はハードストップ、３は
ソフトストップである。
ｒ発明の効果）
本発明の核燃料集合体の効果は、少なくともバッフル板
のギャップに隣接する部分の支持格子セルの保持力が５
〜１０ｋｇであるので、バッフルジェット流による振動
を防止できることである。
のギャップに隣接する部分の支持格子セルの保持力が５
〜１０ｋｇであるので、バッフルジェット流による振動
を防止できることである。
第１図は保持力と固有振動数との関係グラフ。
第２図は保持力と共鳴振動発生バッフル流流速との関係
グラフ、第３図は支持格子セルの燃料俸保持力定鵜の説
明図で、（イ）は縦断面図、（すは横断面図である。 １・・・燃料ｍ、２・・・ハードストップ、３・・・ソ
フトストップ。 Ｗ１図 官 （イ） ３図 （ロ）
グラフ、第３図は支持格子セルの燃料俸保持力定鵜の説
明図で、（イ）は縦断面図、（すは横断面図である。 １・・・燃料ｍ、２・・・ハードストップ、３・・・ソ
フトストップ。 Ｗ１図 官 （イ） ３図 （ロ）
Claims (1)
- ／、ｙ７Ｌ子炉に装荷される核燃料集合体において、少
すくともパンフル板のギャップに隣接する部分の支持格
子セルの燃料棒保持力がＳ〜１０〜である支持格子を有
してなることを特徴とする核燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59061738A JPS60203892A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 加圧水型原子炉用の核燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59061738A JPS60203892A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 加圧水型原子炉用の核燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60203892A true JPS60203892A (ja) | 1985-10-15 |
| JPH053553B2 JPH053553B2 (ja) | 1993-01-18 |
Family
ID=13179829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59061738A Granted JPS60203892A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 加圧水型原子炉用の核燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60203892A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6846223B2 (en) | 2000-12-09 | 2005-01-25 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Abrasive wheels with workpiece vision feature |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5266185A (en) * | 1975-11-28 | 1977-06-01 | Genshi Nenryo Kogyo | Lattice for supporting reactor fuel assembly |
| JPS58169086A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-05 | 原子燃料工業株式会社 | 核燃料集合体 |
| JPS5963588A (ja) * | 1982-08-05 | 1984-04-11 | ウエスチングハウス エレクトリツク コ−ポレ−シヨン | 燃料棒の支持グリツド |
-
1984
- 1984-03-28 JP JP59061738A patent/JPS60203892A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5266185A (en) * | 1975-11-28 | 1977-06-01 | Genshi Nenryo Kogyo | Lattice for supporting reactor fuel assembly |
| JPS58169086A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-05 | 原子燃料工業株式会社 | 核燃料集合体 |
| JPS5963588A (ja) * | 1982-08-05 | 1984-04-11 | ウエスチングハウス エレクトリツク コ−ポレ−シヨン | 燃料棒の支持グリツド |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6846223B2 (en) | 2000-12-09 | 2005-01-25 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Abrasive wheels with workpiece vision feature |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH053553B2 (ja) | 1993-01-18 |
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