JPS61160082A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- JPS61160082A JPS61160082A JP60000799A JP79985A JPS61160082A JP S61160082 A JPS61160082 A JP S61160082A JP 60000799 A JP60000799 A JP 60000799A JP 79985 A JP79985 A JP 79985A JP S61160082 A JPS61160082 A JP S61160082A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- channel box
- coolant
- fuel rods
- guide member
- 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.)
- Pending
Links
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
- Inert Electrodes (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は沸騰水型原子炉の炉心部イニ装荷されて用いら
れる燃料集合体に関する。
れる燃料集合体に関する。
沸騰水型原子炉で用いられる従来の燃料集合体を第５図
により説明する。多数の燃料棒１．１・・・が格子状に
配列され、これらの上端および下端はそれぞれ、上部タ
イプレート３および下部タイプレート４により支持され
ている。上部タイプレート３および下部タイプレート４
には上下方向に冷却材が流れるような流路が設けられて
いる。燃料棒１，１・・・全体の側面は角筒状のチャン
ネルボックス５で覆われている。上部タイプレート３と
下部タイプレート４の間には複数個の格子状燃料スペー
サ６があ・つて、燃料棒１，１・・・相互間および燃料
棒１，１・・・とチャンネルボックス５内面との間隔を
保ち、かつチャンネルボックス５内の上下方向の流路を
確保するようにをっている。
により説明する。多数の燃料棒１．１・・・が格子状に
配列され、これらの上端および下端はそれぞれ、上部タ
イプレート３および下部タイプレート４により支持され
ている。上部タイプレート３および下部タイプレート４
には上下方向に冷却材が流れるような流路が設けられて
いる。燃料棒１，１・・・全体の側面は角筒状のチャン
ネルボックス５で覆われている。上部タイプレート３と
下部タイプレート４の間には複数個の格子状燃料スペー
サ６があ・つて、燃料棒１，１・・・相互間および燃料
棒１，１・・・とチャンネルボックス５内面との間隔を
保ち、かつチャンネルボックス５内の上下方向の流路を
確保するようにをっている。
この燃料集合体全沸騰水型原子炉（図示せず）に装荷し
て運転している状態において、冷却材は液単相で下部タ
イブレート４下部の開口部より流の熱が冷却材に伝えら
れ、冷却材は温度上昇しで、さらに沸騰する。この燃料
棒１．１・・・から冷却材への伝熱によって燃料棒１，
１・・・の過熱が防止され、燃料棒１．．１・・・の燵
全性が保たれている。温度上昇し、沸騰して気液二相流
となった冷却材は上部タイブレート３を通過してチャン
ネルボックス５外へ流出する。沸騰水型原子炉はこうし
て得られた高温の気液二相流のうちの蒸気を分離し、利
用するものである。
て運転している状態において、冷却材は液単相で下部タ
イブレート４下部の開口部より流の熱が冷却材に伝えら
れ、冷却材は温度上昇しで、さらに沸騰する。この燃料
棒１．１・・・から冷却材への伝熱によって燃料棒１，
１・・・の過熱が防止され、燃料棒１．．１・・・の燵
全性が保たれている。温度上昇し、沸騰して気液二相流
となった冷却材は上部タイブレート３を通過してチャン
ネルボックス５外へ流出する。沸騰水型原子炉はこうし
て得られた高温の気液二相流のうちの蒸気を分離し、利
用するものである。
し背景技術の問題点〕
燃料棒１を過熱させないで、なるべく多くの熱を冷却材
に伝、えるには、燃料チャンネル４内に供給された冷却
材を各燃料棒５に有効に接触させて冷却効率を高める必
要がある。
に伝、えるには、燃料チャンネル４内に供給された冷却
材を各燃料棒５に有効に接触させて冷却効率を高める必
要がある。
ところで、チャンネルボックス５内に流入した冷却材の
分布状態はチャンネルボックス５の中央部より周辺部近
傍に集中する傾向にある。これは中央部が燃料棒工の核
反応により高温であるのに対し、周辺部分は低温である
ため、冷却材は流動抵抗の小さな低温周辺部（＝流れる
からである。したがって、チャンネルボックス５内にお
いて、冷却材はチャンネルボックス５の内周面に浴って
多く流れ、各燃料棒間を流れる冷却材量が少なくなる。
分布状態はチャンネルボックス５の中央部より周辺部近
傍に集中する傾向にある。これは中央部が燃料棒工の核
反応により高温であるのに対し、周辺部分は低温である
ため、冷却材は流動抵抗の小さな低温周辺部（＝流れる
からである。したがって、チャンネルボックス５内にお
いて、冷却材はチャンネルボックス５の内周面に浴って
多く流れ、各燃料棒間を流れる冷却材量が少なくなる。
各燃料棒１の冷却効率を向上させるため（二は、チャン
ネルボックス５の内周面に沿う冷却材流量仝押、ｔ、各
燃料棒１内に多量の冷却材を案内できるようにすればよ
い。
ネルボックス５の内周面に沿う冷却材流量仝押、ｔ、各
燃料棒１内に多量の冷却材を案内できるようにすればよ
い。
しかしながら、従来のチャンネルボックス５は内周面が
なめらかな平面で形成されているので、チャンネルボッ
クス５の内周面に沿う冷却材はその−ｉｔスムーズに上
昇し、各燃料棒１間に案内することはできなかった。し
たがって、各燃料棒１の冷却（−冷却材を有効か−り積
極的に利用することができず、このため燃料棒１の冷却
効率は必らずしも高いものでなかった。
なめらかな平面で形成されているので、チャンネルボッ
クス５の内周面に沿う冷却材はその−ｉｔスムーズに上
昇し、各燃料棒１間に案内することはできなかった。し
たがって、各燃料棒１の冷却（−冷却材を有効か−り積
極的に利用することができず、このため燃料棒１の冷却
効率は必らずしも高いものでなかった。
これに対し、チャンネルボックス５に沿う冷却材を燃料
棒１間書二案内するようなガイド部材をチャンネルボッ
クス５内に設けることが考えられる。
棒１間書二案内するようなガイド部材をチャンネルボッ
クス５内に設けることが考えられる。
しかしこの場合、この燃料集合体組立時において、燃料
棒１、上部タイブレート３、下部タイプレート４、燃料
スペーサ６等が組み立った状態にチャンネルボックス５
をかぶせる工程で、このガイド部材と燃料スペーサ６の
外側がぶつかるのを避けるため鑞二は極めて小さなガイ
ド部材しか設けることができなかった。
棒１、上部タイブレート３、下部タイプレート４、燃料
スペーサ６等が組み立った状態にチャンネルボックス５
をかぶせる工程で、このガイド部材と燃料スペーサ６の
外側がぶつかるのを避けるため鑞二は極めて小さなガイ
ド部材しか設けることができなかった。
本考案は上記問題点に鑑みてなされたもので、チャンネ
ルボックスの内面に沿って上昇してくる冷却材を各燃料
棒間に積極的に案内し、これによって各燃料棒の冷却効
率を高めるとともに、組立て時の不具合が生じないよう
な燃料集合体を提供することを目的とする。
ルボックスの内面に沿って上昇してくる冷却材を各燃料
棒間に積極的に案内し、これによって各燃料棒の冷却効
率を高めるとともに、組立て時の不具合が生じないよう
な燃料集合体を提供することを目的とする。
本発明は、多数の燃料棒と、これらを結合する上部タイ
ブレートおよび下部タイプレートと、燃料棒全体の側面
を覆うチャンネルボックスと、燃料棒相互間および燃料
棒とチャンネルボックスの間の間隔を保つための格子状
のスペーサとを具備する燃料集合体において、常温時に
はチャンネルボックス内面に沿って平坦であり、常温よ
り高い温度では上方に向かって燃料チャンネルの内側（
二向くような形状変化をする形状記憶合金からなる冷却
材ガイド部材がチャンネルボックス内面に取着されでい
ることを特徴とするものであって、これにより、燃料棒
の冷却効率を高めるととも（二、組立で時の不具合を生
じないようにすることができる。
ブレートおよび下部タイプレートと、燃料棒全体の側面
を覆うチャンネルボックスと、燃料棒相互間および燃料
棒とチャンネルボックスの間の間隔を保つための格子状
のスペーサとを具備する燃料集合体において、常温時に
はチャンネルボックス内面に沿って平坦であり、常温よ
り高い温度では上方に向かって燃料チャンネルの内側（
二向くような形状変化をする形状記憶合金からなる冷却
材ガイド部材がチャンネルボックス内面に取着されでい
ることを特徴とするものであって、これにより、燃料棒
の冷却効率を高めるととも（二、組立で時の不具合を生
じないようにすることができる。
本発明に係る燃料集合体の実施例を第１図から第４図に
より説明する。第１図で、多数の燃料棒１．１・・・は
格子状に配列され、これらの上端および下端はそれぞれ
、上部タイプレート３および下部タイプレート４（二よ
り支持されでいる。上部タイプレート３および下部タイ
プレート４には上下方向に冷却材が流れるような流路が
設けられている。燃料棒１，１・・・全体の側面は角筒
状のチャンネルボックス５で覆われている。上部タイプ
レート３と下部タイプレート４の間には複数個の格子状
燃料スペーサ６．６があって燃料棒１，１・・・相互間
および燃料棒１，１・・・とチャンネルボックス５内面
との間隔を保ち、かつチャンネルボックス５内の上下方
向の流路を確保するようになっている。
より説明する。第１図で、多数の燃料棒１．１・・・は
格子状に配列され、これらの上端および下端はそれぞれ
、上部タイプレート３および下部タイプレート４（二よ
り支持されでいる。上部タイプレート３および下部タイ
プレート４には上下方向に冷却材が流れるような流路が
設けられている。燃料棒１，１・・・全体の側面は角筒
状のチャンネルボックス５で覆われている。上部タイプ
レート３と下部タイプレート４の間には複数個の格子状
燃料スペーサ６．６があって燃料棒１，１・・・相互間
および燃料棒１，１・・・とチャンネルボックス５内面
との間隔を保ち、かつチャンネルボックス５内の上下方
向の流路を確保するようになっている。
燃料スペーサ６．６の間のチャンネルボックス５の内面
には複数の冷却材ガイド部材１０ 、１０が、それぞれ
の下部がチャンネルボックス５に溶接されて取着されて
いる。この冷却材ガイド部材１０は、燃料スペーサ６．
６間を例えば３等分した場合、上方から１／３の位置に
配設される。この冷却材ガイド部材１０は、重量比１対
１のニッケル・チタンから成る形状記憶合金製であって
、常温（１００℃以下）においては、第２図（ａ）に示
すようにチャンネルボックス５内面に沿って平坦となり
、１００℃以上の高温にすると、第２図（ｂ）に示すよ
うに上部がチャンネルボックス５の流路中心に向かって
角度αだけ傾くように形状変化する。
には複数の冷却材ガイド部材１０ 、１０が、それぞれ
の下部がチャンネルボックス５に溶接されて取着されて
いる。この冷却材ガイド部材１０は、燃料スペーサ６．
６間を例えば３等分した場合、上方から１／３の位置に
配設される。この冷却材ガイド部材１０は、重量比１対
１のニッケル・チタンから成る形状記憶合金製であって
、常温（１００℃以下）においては、第２図（ａ）に示
すようにチャンネルボックス５内面に沿って平坦となり
、１００℃以上の高温にすると、第２図（ｂ）に示すよ
うに上部がチャンネルボックス５の流路中心に向かって
角度αだけ傾くように形状変化する。
燃料スペーサ６は第３図に示すように、板状部材１１を
格子状に組み立てたもので、各格子孔１２゜１２・・・
内に燃料棒１．ｌ・・・が収容され、燃料棒１゜、１・
・・はガイド部材１３ 、１４ 、 ｉｓにより所定位
置に保持される。板伏部材口の外周辺外側には複数の突
起１６があって、板状部材１１とチャンネルボックス５
の間隔を保つようになっている。冷却材ガイド部材１０
、１０・・・はこの突起１６ 、１６・・・を避ける
位置にあり、その厚さは突起１６の高さよりも小さい。
格子状に組み立てたもので、各格子孔１２゜１２・・・
内に燃料棒１．ｌ・・・が収容され、燃料棒１゜、１・
・・はガイド部材１３ 、１４ 、 ｉｓにより所定位
置に保持される。板伏部材口の外周辺外側には複数の突
起１６があって、板状部材１１とチャンネルボックス５
の間隔を保つようになっている。冷却材ガイド部材１０
、１０・・・はこの突起１６ 、１６・・・を避ける
位置にあり、その厚さは突起１６の高さよりも小さい。
なお、第３図は第１図の厘−原線断面図であって燃料棒
１，１・・・の一部は省略しである。
１，１・・・の一部は省略しである。
次に、本実施例の作用を説明する。この燃料集合体を沸
騰水型原子炉（図示せず）に装荷して運転している状態
において、冷却材は液単・相で下部タイブレート４下部
の開口部より流入し、下部タイプレート４を通過してチ
ャンネルボックス５内に流入する。ここで燃料棒１，１
・・・の熱が冷却材に伝えられ、冷却材は温度上昇して
、゛さらに沸騰する。この燃料棒１，１・・・から冷却
材への伝熱によって燃料棒１．１・・・の過熱が防止さ
れ、燃料棒１．１・・・の健全性が保たれている。温度
上昇し、沸騰して気液二相流となった冷却材は上部タイ
プレート３を通過してチャンネルボックス５外へ流出す
る。沸騰水型原子炉はこうして得られた高温の気液二相
流のうちの蒸気を分離し、利用するものである。
騰水型原子炉（図示せず）に装荷して運転している状態
において、冷却材は液単・相で下部タイブレート４下部
の開口部より流入し、下部タイプレート４を通過してチ
ャンネルボックス５内に流入する。ここで燃料棒１，１
・・・の熱が冷却材に伝えられ、冷却材は温度上昇して
、゛さらに沸騰する。この燃料棒１，１・・・から冷却
材への伝熱によって燃料棒１．１・・・の過熱が防止さ
れ、燃料棒１．１・・・の健全性が保たれている。温度
上昇し、沸騰して気液二相流となった冷却材は上部タイ
プレート３を通過してチャンネルボックス５外へ流出す
る。沸騰水型原子炉はこうして得られた高温の気液二相
流のうちの蒸気を分離し、利用するものである。
ところで、原子炉運転時には原子炉内は１００℃以上の
高温状態にあり、このため冷却材ガイド部材１０は第２
図（ｂ）のように、上部がチャンネルボックス５の流路
中心に向かって突出した形状となっている。
高温状態にあり、このため冷却材ガイド部材１０は第２
図（ｂ）のように、上部がチャンネルボックス５の流路
中心に向かって突出した形状となっている。
チャンネルボックス５内の冷却材は、周辺部分が低温で
あるために周辺部すなわちチャンネルボックス５の内面
に沿って多く流れる傾向にある。
あるために周辺部すなわちチャンネルボックス５の内面
に沿って多く流れる傾向にある。
第４図に示すように、チャンネルボックス５の内面に沿
って上昇する冷却材２０は、冷却材ガイド部材１０の位
置に達すると、冷却材ガイド部材１０に案内されてチャ
ンネルボックス５の内方に向けられ、冷却材は各燃料棒
１，１間を上昇する冷却材主流と合流せしめられる。こ
の合流によって燃料棒１の周囲を流れる冷却材流量が増
大し、燃料棒１の冷却効果が増大する。また合流に伴な
って、冷却材２０の主流に乱れが生じ、燃料棒１の表直
に発熱によって生じる蒸気泡と冷却材２０の混合が促進
され、燃料棒１表面が蒸気相で覆われるのが防止される
。
って上昇する冷却材２０は、冷却材ガイド部材１０の位
置に達すると、冷却材ガイド部材１０に案内されてチャ
ンネルボックス５の内方に向けられ、冷却材は各燃料棒
１，１間を上昇する冷却材主流と合流せしめられる。こ
の合流によって燃料棒１の周囲を流れる冷却材流量が増
大し、燃料棒１の冷却効果が増大する。また合流に伴な
って、冷却材２０の主流に乱れが生じ、燃料棒１の表直
に発熱によって生じる蒸気泡と冷却材２０の混合が促進
され、燃料棒１表面が蒸気相で覆われるのが防止される
。
なお、冷却材ガイド部材１０のない従来の燃料集合体で
は燃料棒１上端から１番目の燃料スペーサ６の少し上流
側位置Ｃおいて燃料棒１表面の冷却材２０液膜が切れや
すい傾向があり、こうし九位置（二冷却材ガイド部材１
０を配設するのが％に効果的である。
は燃料棒１上端から１番目の燃料スペーサ６の少し上流
側位置Ｃおいて燃料棒１表面の冷却材２０液膜が切れや
すい傾向があり、こうし九位置（二冷却材ガイド部材１
０を配設するのが％に効果的である。
この燃料集合体の組立て・分解時においでは、常温であ
るので、冷却材ガイド部材１０は第２図（ａ）のよう１
ニチャンネルボックス５内面に沿って平坦（二なってい
る。このため、第３図かられかるように燃料スペーサ６
と冷却材ガイド部材１０が衝突することなくチャンネル
ボックス５をかぶせ、またとりはずすことができる。
るので、冷却材ガイド部材１０は第２図（ａ）のよう１
ニチャンネルボックス５内面に沿って平坦（二なってい
る。このため、第３図かられかるように燃料スペーサ６
と冷却材ガイド部材１０が衝突することなくチャンネル
ボックス５をかぶせ、またとりはずすことができる。
本発明喀二係る燃料集合体においては、原子炉運転時、
チャンネルボックス内周面沿いに上昇する冷却材を内方
に案内し、燃料棒の冷却効率を高めることができる。し
かも燃料集合体の組立で・分解時６二何ら悪影響を及ぼ
すことがない。
チャンネルボックス内周面沿いに上昇する冷却材を内方
に案内し、燃料棒の冷却効率を高めることができる。し
かも燃料集合体の組立で・分解時６二何ら悪影響を及ぼ
すことがない。
第１図は本発明に係る燃料集合体の実施例の一部切欠縦
断面図、第２図（ａ） 、 （ｂ）は第１図のＡ部拡大
図であって（ａ）は常温時、（ｂ）は高温時の状態を示
す図、第３図は第１図の１−１線断面図、第４図は原子
炉運転時における第１図の要部断面図、第５図は従来の
燃料集合体の一部切欠縦断面図である。 １・・・燃料棒 ３・・・上部タイブレート４
・・・下部タイプレート ５・・・チャンネルボックス
６・・・燃料スペーサ １０・・・冷却材ガイド部材
１６・・・突起 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第
１ 図 第８図 第６図
断面図、第２図（ａ） 、 （ｂ）は第１図のＡ部拡大
図であって（ａ）は常温時、（ｂ）は高温時の状態を示
す図、第３図は第１図の１−１線断面図、第４図は原子
炉運転時における第１図の要部断面図、第５図は従来の
燃料集合体の一部切欠縦断面図である。 １・・・燃料棒 ３・・・上部タイブレート４
・・・下部タイプレート ５・・・チャンネルボックス
６・・・燃料スペーサ １０・・・冷却材ガイド部材
１６・・・突起 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第
１ 図 第８図 第６図
Claims (5)
- （１）垂直に配設された多数の燃料棒と、これらの燃料
棒の上部および下部をそれぞれ結合し、上下方向の流路
を有する上部タイプレートおよび下部タイプレートと、
上記燃料棒全体の側面を覆う筒状のチャンネルボックス
と、上記燃料棒相互間および燃料棒とチャンネルボック
スの間の間隔を保つための格子状の複数の燃料スペーサ
とを具備する燃料集合体において、常温時にはチャンネ
ルボックス内面に沿つて平坦であり、常温より高い温度
では上部がチャンネルボックスの流路中央に向かつて突
出するような形状変化をする形状記憶合金から成る冷却
材ガイド部材が上記チャンネルボックス内面に取着され
ていることを特徴とする燃料集合体。 - （２）冷却材ガイド部材はチャンネルボックスの内面の
同方向に適宜間隔をおいて複数個設けられた特許請求の
範囲第１項記載の燃料集合体。 - （３）冷却材ガイド部材は、複数個燃料スペーサの下方
に設けられた特許請求の範囲第１項記載の燃料集合体。 - （４）冷却材ガイド部材は、燃料棒上端から１番めおよ
び２番めの燃料スペーサの下方に設けられた特許請求の
範囲第３項記載の燃料集合体。 - （５）冷却材ガイド部材は、重量比１対１のニッケル・
チタン合金から成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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60000799A JPS61160082A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60000799A JPS61160082A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61160082A true JPS61160082A (ja) | 1986-07-19 |
Family
ID=11483728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60000799A Pending JPS61160082A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61160082A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63261191A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-10-27 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 燃料集合体 |
| JPH0244289A (ja) * | 1988-06-13 | 1990-02-14 | General Electric Co (Ge) | 沸騰水型原子炉用の燃料バンドル |
-
1985
- 1985-01-09 JP JP60000799A patent/JPS61160082A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63261191A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-10-27 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 燃料集合体 |
| JPH0244289A (ja) * | 1988-06-13 | 1990-02-14 | General Electric Co (Ge) | 沸騰水型原子炉用の燃料バンドル |
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