JPS61234392A - 燃料集合体の破片捕捉・係留トラツプ - Google Patents
燃料集合体の破片捕捉・係留トラツプInfo
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- JPS61234392A JPS61234392A JP61076821A JP7682186A JPS61234392A JP S61234392 A JPS61234392 A JP S61234392A JP 61076821 A JP61076821 A JP 61076821A JP 7682186 A JP7682186 A JP 7682186A JP S61234392 A JPS61234392 A JP S61234392A
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- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/3206—Means associated with the fuel bundle for filtering the coolant, e.g. nozzles, grids
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
- G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
- G21C19/307—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps specially adapted for liquids
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- 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
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Sorption (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】
本発明は、一般に原子炉に関し、特に、組立て、修理及
び/又は交換作業の後に原子炉内に残された破片を捕捉
し係留することにより、燃料棒における被覆管の穿孔や
、その他燃料集合体に対する破損を生じさせることのあ
る燃料集合体の内部への該破片の進入又は蓄積を防止す
るために、燃料集合体の下部ノズル内に設けられる破片
捕捉・係留トラップに関するものである。
び/又は交換作業の後に原子炉内に残された破片を捕捉
し係留することにより、燃料棒における被覆管の穿孔や
、その他燃料集合体に対する破損を生じさせることのあ
る燃料集合体の内部への該破片の進入又は蓄積を防止す
るために、燃料集合体の下部ノズル内に設けられる破片
捕捉・係留トラップに関するものである。
先j」支術!g先朋−
原子炉の冷却材循環系を構成する各部の製造中にも、ま
た、その後の据え付は及び修理中にも、種々の運転条件
下に冷却材が循環する原子炉容器とその関連諸系統とか
らの全破片の確実な除去に役立つように、たゆまぬ努力
がなされている。破片除去を確実に行なうのに役立つよ
うに複雑な手順が実施されているが、このような除去を
行なうために用いられるセーフガードにも拘らず、多少
の削片及び金属粒子はなおも諸系統中に隠れて存在する
ことが経験的に確められている。
た、その後の据え付は及び修理中にも、種々の運転条件
下に冷却材が循環する原子炉容器とその関連諸系統とか
らの全破片の確実な除去に役立つように、たゆまぬ努力
がなされている。破片除去を確実に行なうのに役立つよ
うに複雑な手順が実施されているが、このような除去を
行なうために用いられるセーフガードにも拘らず、多少
の削片及び金属粒子はなおも諸系統中に隠れて存在する
ことが経験的に確められている。
特に、底部側の格子にトラップされた破片による燃料集
合体の破損は、近年になって、幾つかの原子炉について
報告されている。この破損は、燃料棒の被覆管外面と接
触する破片のフレッチングによって生じた被覆管の穿孔
である。破片は、形状が球ではなく、比較的薄い矩形の
砕片であることが多い、大部分の破片は、蒸気発生器に
おける修理又は交換後に1次系に残された金属切削屑で
ある。これ等の破片は、最下部の格子の卵詰め枠状のセ
ル壁と燃料棒被覆管の下端部との間のスペース内におい
て、最下部の格子領域に蓄積される。
合体の破損は、近年になって、幾つかの原子炉について
報告されている。この破損は、燃料棒の被覆管外面と接
触する破片のフレッチングによって生じた被覆管の穿孔
である。破片は、形状が球ではなく、比較的薄い矩形の
砕片であることが多い、大部分の破片は、蒸気発生器に
おける修理又は交換後に1次系に残された金属切削屑で
ある。これ等の破片は、最下部の格子の卵詰め枠状のセ
ル壁と燃料棒被覆管の下端部との間のスペース内におい
て、最下部の格子領域に蓄積される。
殆ど全量の破片は、下部炉心支持板にある4個の冷却材
流通開口の直上に沈積する。
流通開口の直上に沈積する。
原子炉から破片を除去する幾つかの解決手段がこれまで
に提案され実行されている。これ等の解決手段の多くは
、米国特許第4.096.032号明細書に論述されて
いる。この米国特許に記載された解決手段の全ては、成
る程度まで良好な動作を示し、該解決手段が設計されて
いる作動条件の範囲内ではほぼその目的を達成している
が、原子炉において破片を除去する問題に対する別の新
しい解決手段の必要性が依然として存在している。
に提案され実行されている。これ等の解決手段の多くは
、米国特許第4.096.032号明細書に論述されて
いる。この米国特許に記載された解決手段の全ては、成
る程度まで良好な動作を示し、該解決手段が設計されて
いる作動条件の範囲内ではほぼその目的を達成している
が、原子炉において破片を除去する問題に対する別の新
しい解決手段の必要性が依然として存在している。
11へ11
本発明は、上述の必要性を満たすように構成された破片
捕捉・係留トラップを提供する。破片捕捉・係留トラッ
プは、燃料集合体の既存の下部ノズルを変更せずに該下
部ノズルに嵌合するように適合した金網及び/又は穿孔
板製の中空囲い又はケージを備えている。破片捕捉・係
留トラップは、下部ノズルのアダプタ板と下部炉心支持
板の上面との間に配置され、下部炉心支持板の冷却材流
通開口に数及び相対位置が対応するトラップの流入開口
が下部炉心支持板の流通開口上に整列するようになって
いる。トラップを゛通って冷却材を拡散させ分配すると
共に、トラップの開口を通る破片の一方向の運動のみを
許容するように、トラップの流入開口に組み合わされた
幾つかの異なる特徴を備えた2つの実施例による破片捕
捉・係留トラップが開示されている。破片は、次の燃料
交換の際にトラップ及び燃料集合体と共に取り出される
ように、中空のトラップ内に保持もしくは係留され、そ
の際、トラップを横切る方向の圧力降下又は圧力損失は
最小値に保たれる。
捕捉・係留トラップを提供する。破片捕捉・係留トラッ
プは、燃料集合体の既存の下部ノズルを変更せずに該下
部ノズルに嵌合するように適合した金網及び/又は穿孔
板製の中空囲い又はケージを備えている。破片捕捉・係
留トラップは、下部ノズルのアダプタ板と下部炉心支持
板の上面との間に配置され、下部炉心支持板の冷却材流
通開口に数及び相対位置が対応するトラップの流入開口
が下部炉心支持板の流通開口上に整列するようになって
いる。トラップを゛通って冷却材を拡散させ分配すると
共に、トラップの開口を通る破片の一方向の運動のみを
許容するように、トラップの流入開口に組み合わされた
幾つかの異なる特徴を備えた2つの実施例による破片捕
捉・係留トラップが開示されている。破片は、次の燃料
交換の際にトラップ及び燃料集合体と共に取り出される
ように、中空のトラップ内に保持もしくは係留され、そ
の際、トラップを横切る方向の圧力降下又は圧力損失は
最小値に保たれる。
従って、本発明は、複数の燃料棒と、該燃料棒を組織化
された配列に支持する少くとも1つの格子と、該格子の
近傍に配設された端部ノズルとを含み、液体冷却材が該
端部ノズルを通って流入する燃料集合体において、該冷
却材の流れによって運ばれる破片を、これ等の破片が前
記燃料集合体に入るのを防止するように捕捉し係留する
破片捕捉・係留トラップであって、(a)前記端部ノズ
ルに近接して、該端部ノズルの、前記格子とは反対側に
配設され、前記液体冷却材は透過させるが該液体冷却材
によって運ばれる破片は透過させない材料から形成され
ている中空の囲いを備え、(b)該囲にか、該囲いの内
部に破片捕捉・係留室を画定するように、外周で相互に
連結され且つ相互に離間した上部壁及び下部壁を有し、
(C)該下部壁を通って前記囲いの前記破片捕捉・係留
室に開口する少なくとも1つの開口を画定する、前記囲
い上の開口画定手段を備え、前記開口は、前記冷却材の
流れによって運ばれた破片が該開口を通って前記囲いの
前記破片捕捉・係留室に入るように、該冷却材の流れ方
向に関して所定の位置関係に配設されており、(cl)
前記破片捕捉・係留室に開口する前記開口を取り囲むよ
うに、前記囲いの前記破片捕捉・係留室内に配設された
下部手段を備え、該下部手段は、前記開口を通って該破
片捕捉・係留室中に前記冷却材によって運び込まれた破
片を、該破片が前記開口から出ないように係留する形状
を有しており、(e)前記囲いの前記破片捕捉・係留室
内において、前記下部手段及び前記開口の実質的に上方
に隔てられて該下部手段及び該開口に整列し配設された
上部手段を備え、該上部手段は、前記開口から前記破片
捕捉・係留室に入る前記冷却材の流れを前記端部ノズル
を横切るように実質的に一様に分配する形状を有してい
る、燃料集合体の破片捕捉・係留トラップを提供する。
された配列に支持する少くとも1つの格子と、該格子の
近傍に配設された端部ノズルとを含み、液体冷却材が該
端部ノズルを通って流入する燃料集合体において、該冷
却材の流れによって運ばれる破片を、これ等の破片が前
記燃料集合体に入るのを防止するように捕捉し係留する
破片捕捉・係留トラップであって、(a)前記端部ノズ
ルに近接して、該端部ノズルの、前記格子とは反対側に
配設され、前記液体冷却材は透過させるが該液体冷却材
によって運ばれる破片は透過させない材料から形成され
ている中空の囲いを備え、(b)該囲にか、該囲いの内
部に破片捕捉・係留室を画定するように、外周で相互に
連結され且つ相互に離間した上部壁及び下部壁を有し、
(C)該下部壁を通って前記囲いの前記破片捕捉・係留
室に開口する少なくとも1つの開口を画定する、前記囲
い上の開口画定手段を備え、前記開口は、前記冷却材の
流れによって運ばれた破片が該開口を通って前記囲いの
前記破片捕捉・係留室に入るように、該冷却材の流れ方
向に関して所定の位置関係に配設されており、(cl)
前記破片捕捉・係留室に開口する前記開口を取り囲むよ
うに、前記囲いの前記破片捕捉・係留室内に配設された
下部手段を備え、該下部手段は、前記開口を通って該破
片捕捉・係留室中に前記冷却材によって運び込まれた破
片を、該破片が前記開口から出ないように係留する形状
を有しており、(e)前記囲いの前記破片捕捉・係留室
内において、前記下部手段及び前記開口の実質的に上方
に隔てられて該下部手段及び該開口に整列し配設された
上部手段を備え、該上部手段は、前記開口から前記破片
捕捉・係留室に入る前記冷却材の流れを前記端部ノズル
を横切るように実質的に一様に分配する形状を有してい
る、燃料集合体の破片捕捉・係留トラップを提供する。
具体的には、好適な実施例においては、下部手段は、下
部壁にその開口の周囲において固着された環状のラッパ
ロリングを含み、このラッパロリングは、外側のほぼ直
立した環状壁と、内側のほぼ上向き外方に湾曲した環状
壁とを有し、内側の環状壁は、それぞれの上部縁で外側
壁と合体している。上部手段は、はぼ外向き上方に開い
た環状のディフューザリングを含み、該ディフューザリ
ングは下部手段のラッパロリング及び開口の上方に隔て
られ、向かい合う底部縁及び頂部縁を有し、底部縁の直
径は開口の直径よりも小さく、頂部縁の直径は開口の直
径よりも大きい。そのため、開口を経て破片捕捉・係留
室に入る冷却材の一部は、ディフューザリングから外方
に上向きに流れ、他の冷却材はディフューザリングを経
て上向きに流れる。また、中空の囲いは、下部壁の開口
付近に少なくとも1つの隅角部材を有し、ディフューザ
リングは、ラッパロリング及び開口の上方にこれ等との
整列関係において隅角部材に取着されている。隅角部材
には、端部ノズルの内部に中空の囲いを解放可能にロッ
クするための折曲可能な舌片が形成されている。
部壁にその開口の周囲において固着された環状のラッパ
ロリングを含み、このラッパロリングは、外側のほぼ直
立した環状壁と、内側のほぼ上向き外方に湾曲した環状
壁とを有し、内側の環状壁は、それぞれの上部縁で外側
壁と合体している。上部手段は、はぼ外向き上方に開い
た環状のディフューザリングを含み、該ディフューザリ
ングは下部手段のラッパロリング及び開口の上方に隔て
られ、向かい合う底部縁及び頂部縁を有し、底部縁の直
径は開口の直径よりも小さく、頂部縁の直径は開口の直
径よりも大きい。そのため、開口を経て破片捕捉・係留
室に入る冷却材の一部は、ディフューザリングから外方
に上向きに流れ、他の冷却材はディフューザリングを経
て上向きに流れる。また、中空の囲いは、下部壁の開口
付近に少なくとも1つの隅角部材を有し、ディフューザ
リングは、ラッパロリング及び開口の上方にこれ等との
整列関係において隅角部材に取着されている。隅角部材
には、端部ノズルの内部に中空の囲いを解放可能にロッ
クするための折曲可能な舌片が形成されている。
別の実施例によれば、下部手段は、下部壁の開口の回り
に唇状部を形成するように該開口の回りにおいて下部壁
に取着された環状の円筒形リングを含み、上部手段は、
下部壁の開口及び円筒形リングの上方に、これ等と整列
して、中空の囲いの上部壁に取着された逆円錐部材を備
えている。逆円錐部材の最大直径は、開口の最大直径よ
りも小さいことが好ましい。
に唇状部を形成するように該開口の回りにおいて下部壁
に取着された環状の円筒形リングを含み、上部手段は、
下部壁の開口及び円筒形リングの上方に、これ等と整列
して、中空の囲いの上部壁に取着された逆円錐部材を備
えている。逆円錐部材の最大直径は、開口の最大直径よ
りも小さいことが好ましい。
これ等の利点及びその他の利点は、図面に示した本発明
の好適な実施例に関する以下の詳細な説明を読むことに
よって当業者に一層明らかとなろう。
の好適な実施例に関する以下の詳細な説明を読むことに
よって当業者に一層明らかとなろう。
t ■の@日
各図において同一の数字は、同一の部分又は対応した部
分を表わすように用いられている。更に、以下の説明に
おいて、「前方」、「後方」、「左側」、「右側」、「
上方J又は「下方」等の用語は、単に説明の都合上使用
されているに過ぎず、本発明を制限するものと解釈すべ
きではない。
分を表わすように用いられている。更に、以下の説明に
おいて、「前方」、「後方」、「左側」、「右側」、「
上方J又は「下方」等の用語は、単に説明の都合上使用
されているに過ぎず、本発明を制限するものと解釈すべ
きではない。
二1呟r11
図面、特に第1図には、燃料集合体が、垂直方向の長さ
を短縮して、全体として符号10により表わされでいる
。燃料集合体10は、加圧水型原子炉に使用される形式
のものであり、基本的に、原子炉(図示しない)の炉心
領域において下部炉心支持板14上に燃料集合体10を
支持するための下端構造、即ち下部ノズル(端部ノズル
)12と、該下部ノズル12から上方に突出する多数の
長手方向の案内管即ち案内シンプル16とを含んでいる
。また、燃料集合体10は、案内シンプル16に沿って
軸方向に隔てられた複数の横方向の格子18と、横方向
に隔てられて格子18により軸方向に支持された長い燃
料棒20の組織化された配列とを含んでいる。更に、燃
料集合体10は、中央の計装管22と、案内シンプル1
6の上端に取着された上端構造、即ち上部ノズル24と
を含んでいる。このように各部を配列して、燃料集合体
10は、燃料集合体10の各部を損傷させることなく慣
用される仕方で取り扱うことの可能な〒体的なユニット
を形成する。
を短縮して、全体として符号10により表わされでいる
。燃料集合体10は、加圧水型原子炉に使用される形式
のものであり、基本的に、原子炉(図示しない)の炉心
領域において下部炉心支持板14上に燃料集合体10を
支持するための下端構造、即ち下部ノズル(端部ノズル
)12と、該下部ノズル12から上方に突出する多数の
長手方向の案内管即ち案内シンプル16とを含んでいる
。また、燃料集合体10は、案内シンプル16に沿って
軸方向に隔てられた複数の横方向の格子18と、横方向
に隔てられて格子18により軸方向に支持された長い燃
料棒20の組織化された配列とを含んでいる。更に、燃
料集合体10は、中央の計装管22と、案内シンプル1
6の上端に取着された上端構造、即ち上部ノズル24と
を含んでいる。このように各部を配列して、燃料集合体
10は、燃料集合体10の各部を損傷させることなく慣
用される仕方で取り扱うことの可能な〒体的なユニット
を形成する。
前述したように、燃料集合体10における列状の燃料棒
20は、燃料集合体10の長さに沿って隔てられた格子
18によって相互から隔てられた関係に保持されている
。各燃料棒20は、図示しない燃料ベレットを含み、両
端部が上部端栓26及び下部端栓28により閉止されて
いる。核燃料物質からできている燃料ペレットは、原子
炉の反応出力の発生源である。液体減速材・冷却材、例
えば水又はホウ素含有水は、下部炉心支持板14にある
複数の流通開口30を経て燃料集合体10に向かって上
方に圧送される。各燃料集合体10の下部ノズル12は
、その上部中央にあるアダプタ板34に、一連の流通孔
32を画成しており、冷却材は、燃料集合体10中に発
生した熱を有用な仕事のため取り出すように、流通孔3
2を経て、燃料集合体10の案内シンプル16を上方に
通り、燃料棒20に沿って流れる。
20は、燃料集合体10の長さに沿って隔てられた格子
18によって相互から隔てられた関係に保持されている
。各燃料棒20は、図示しない燃料ベレットを含み、両
端部が上部端栓26及び下部端栓28により閉止されて
いる。核燃料物質からできている燃料ペレットは、原子
炉の反応出力の発生源である。液体減速材・冷却材、例
えば水又はホウ素含有水は、下部炉心支持板14にある
複数の流通開口30を経て燃料集合体10に向かって上
方に圧送される。各燃料集合体10の下部ノズル12は
、その上部中央にあるアダプタ板34に、一連の流通孔
32を画成しており、冷却材は、燃料集合体10中に発
生した熱を有用な仕事のため取り出すように、流通孔3
2を経て、燃料集合体10の案内シンプル16を上方に
通り、燃料棒20に沿って流れる。
複数の制御棒(図示しない)は、核分裂過程を制御する
ために、燃料集合体10中の所定位置に配設された案内
シンプル16の内部において往復運動しうる。即ち、上
部ノズル24は、半径方向に延びる複数の腕又はフルー
グ40を備えた雌ねじ廿日筒形部材を含む制御棒クラス
タ36を備えている。各部40は制御棒に相互に連結さ
れているので、制御棒クラスタ36は、案内シンプル1
6内において制御棒を垂直に移動させるように作動可能
であり、それにより、全て周知の態様で燃料集合体10
における核分裂過程を制御する。
ために、燃料集合体10中の所定位置に配設された案内
シンプル16の内部において往復運動しうる。即ち、上
部ノズル24は、半径方向に延びる複数の腕又はフルー
グ40を備えた雌ねじ廿日筒形部材を含む制御棒クラス
タ36を備えている。各部40は制御棒に相互に連結さ
れているので、制御棒クラスタ36は、案内シンプル1
6内において制御棒を垂直に移動させるように作動可能
であり、それにより、全て周知の態様で燃料集合体10
における核分裂過程を制御する。
・ トー・・ブの を
前述したように、最下方の格子18にトラップされた破
片による燃料集合体の破損が近年問題になっている。従
って、破損の発生を防止するために、最下方の格子18
に到達する前に破片をトラップし除去することが強く望
まれている。
片による燃料集合体の破損が近年問題になっている。従
って、破損の発生を防止するために、最下方の格子18
に到達する前に破片をトラップし除去することが強く望
まれている。
本発明は、第1図に示すように、全体が符号42によっ
て示された破片捕捉・係留トラップに関係しており、該
トラップ42は、上部ノズル12の内部において、上部
中央のアダプタ板34に近接してその下方で、隅脚部4
4間に設けられている。トラップ42は、流れている冷
却材から、小さなばらばらの砕片のような破片を捕集し
、燃料集合体10に入らないようにするために、下部炉
心板14の流通開口30からアダプタ板34の流通孔3
2への冷却材の流れを横切って配置されている。破片は
、代わりにトラップ42中に保持されるため、次の燃料
交換の際にトラップ42及び燃料集合体10と共に破片
を除去することが可能となる。
て示された破片捕捉・係留トラップに関係しており、該
トラップ42は、上部ノズル12の内部において、上部
中央のアダプタ板34に近接してその下方で、隅脚部4
4間に設けられている。トラップ42は、流れている冷
却材から、小さなばらばらの砕片のような破片を捕集し
、燃料集合体10に入らないようにするために、下部炉
心板14の流通開口30からアダプタ板34の流通孔3
2への冷却材の流れを横切って配置されている。破片は
、代わりにトラップ42中に保持されるため、次の燃料
交換の際にトラップ42及び燃料集合体10と共に破片
を除去することが可能となる。
第2図〜第4図に示された実施例による破片捕捉・係留
トラップ42は、上部壁48、下部壁50及び幾つかの
く好ましくは4個)側部壁5Zを有する中空の囲い46
を含み、これ等の側部壁は、破片捕捉・係留室54を囲
い46の内部に画成するように、上部壁48と下部壁5
0とを互いに離間してそれ等の外周部で相互に接続する
。側部壁5Zは、囲い46を通る冷却材流量を増すよう
に、下部壁50から上部壁48まで内側上方に傾斜して
いる。中空の囲い46の上部壁48、下部壁50及び側
部壁52は、液体冷却材は透過させるが冷却材によって
運ばれる破片は透過させないような適当な材料から形成
される。、−れ等の壁は、−例として図示のように穿孔
シート材から形成することができるが、しかし金網、層
状材又は穿孔シート材と金網との組み合わせからも容易
に形成しうる0例えば、下部壁50は穿孔シート材から
、また上部壁48及び側部壁52の残部は金網からそれ
ぞれ形成することができる6第1図及び第2図に示すよ
うに、破片捕捉・係留トラップ42の囲い46は、下部
ノズル12の外周のスカート58中に隅脚部44間で嵌
合すると共に、下部ノズル12のアダプタ板34とほぼ
同一平面に延びるような横断面の寸法を備えている。は
ぼノツチ状の凹み60は、囲い46の隅部のところに形
成されている。対角線上の1対の凹み60は、対角線上
の1対の整列ビン62に対する適切なスペースを形成す
る。更に、これ等の整列ビンは、下部炉心支持板14か
ら垂直に立上り、対角線上の1対の隅脚部44のフラン
ジ66に形成された開口64に嵌合している。囲い46
の対角線上で向がい合う隅部の各凹み60には、側部壁
52を相互に連結する隅角部材68が配設されている。
トラップ42は、上部壁48、下部壁50及び幾つかの
く好ましくは4個)側部壁5Zを有する中空の囲い46
を含み、これ等の側部壁は、破片捕捉・係留室54を囲
い46の内部に画成するように、上部壁48と下部壁5
0とを互いに離間してそれ等の外周部で相互に接続する
。側部壁5Zは、囲い46を通る冷却材流量を増すよう
に、下部壁50から上部壁48まで内側上方に傾斜して
いる。中空の囲い46の上部壁48、下部壁50及び側
部壁52は、液体冷却材は透過させるが冷却材によって
運ばれる破片は透過させないような適当な材料から形成
される。、−れ等の壁は、−例として図示のように穿孔
シート材から形成することができるが、しかし金網、層
状材又は穿孔シート材と金網との組み合わせからも容易
に形成しうる0例えば、下部壁50は穿孔シート材から
、また上部壁48及び側部壁52の残部は金網からそれ
ぞれ形成することができる6第1図及び第2図に示すよ
うに、破片捕捉・係留トラップ42の囲い46は、下部
ノズル12の外周のスカート58中に隅脚部44間で嵌
合すると共に、下部ノズル12のアダプタ板34とほぼ
同一平面に延びるような横断面の寸法を備えている。は
ぼノツチ状の凹み60は、囲い46の隅部のところに形
成されている。対角線上の1対の凹み60は、対角線上
の1対の整列ビン62に対する適切なスペースを形成す
る。更に、これ等の整列ビンは、下部炉心支持板14か
ら垂直に立上り、対角線上の1対の隅脚部44のフラン
ジ66に形成された開口64に嵌合している。囲い46
の対角線上で向がい合う隅部の各凹み60には、側部壁
52を相互に連結する隅角部材68が配設されている。
2つの隅角部材68のみについて図示されているが、各
隅角部材68は、トラップ42を内部に取り付けた時に
下部ノズル12のフランジ66と係合する折曲可能な舌
片70の形態のロック手段を備えている。囲い46の上
部壁48は、好ましくは、トラップ42の取付位置にお
いて、アダプタ板34から僅かな距離下方に隔てられて
いるため、アダプタ板34の流通孔32を通る水流は妨
げられない。
隅角部材68は、トラップ42を内部に取り付けた時に
下部ノズル12のフランジ66と係合する折曲可能な舌
片70の形態のロック手段を備えている。囲い46の上
部壁48は、好ましくは、トラップ42の取付位置にお
いて、アダプタ板34から僅かな距離下方に隔てられて
いるため、アダプタ板34の流通孔32を通る水流は妨
げられない。
トラップ42は、燃料集合体10を炉心から取り出した
後、燃料集合体10の底部から組み付ける。舌片フ0は
、トラップ42を所定位置にロックするように取り付け
た後、フランジ66の上方に外側に曲げ、トラップ42
が燃料集合体10と共に移動しうるようにする。トラッ
プ42を取り出すには、板材のテーパー状くさびを、各
隅角部材68とフランジ66の内面との間に挿入する。
後、燃料集合体10の底部から組み付ける。舌片フ0は
、トラップ42を所定位置にロックするように取り付け
た後、フランジ66の上方に外側に曲げ、トラップ42
が燃料集合体10と共に移動しうるようにする。トラッ
プ42を取り出すには、板材のテーパー状くさびを、各
隅角部材68とフランジ66の内面との間に挿入する。
舌片70はこれによって内方に押され、トラップ42の
取り出しが可能になる。
取り出しが可能になる。
破片捕捉・係留トラップ42の中空囲い46は、2つの
目的で、囲い46の上部壁48と下部壁50との間に取
り付けられた環状スリーブ72を中心部に備えている。
目的で、囲い46の上部壁48と下部壁50との間に取
り付けられた環状スリーブ72を中心部に備えている。
第1に、下方炉心支持板14上に載置されたスリーブ7
2は、中空囲い46の構造的な健全性を支持するために
用いられる。第2に、スリーブ72は、アダプタ板34
への計装管22の取付個所である下端部への接近を許容
する。
2は、中空囲い46の構造的な健全性を支持するために
用いられる。第2に、スリーブ72は、アダプタ板34
への計装管22の取付個所である下端部への接近を許容
する。
第2図〜第4図に示すように、破片捕捉・係留トラップ
42の好適な実施例は、開口画定手段でもある下部壁5
0を貫いて囲い46の室54に至る複数の開ロフ4も含
んでいる。これ等の開ロフ4は、その数が下部炉心支持
板14のにある流通開口30と対応すると共に、該流通
開口30に整列しているため、下部炉心支持板14の流
通開口30からの液体冷却材流によって運ばれた破片は
、開ロア4を経て囲い46の室54に入る。
42の好適な実施例は、開口画定手段でもある下部壁5
0を貫いて囲い46の室54に至る複数の開ロフ4も含
んでいる。これ等の開ロフ4は、その数が下部炉心支持
板14のにある流通開口30と対応すると共に、該流通
開口30に整列しているため、下部炉心支持板14の流
通開口30からの液体冷却材流によって運ばれた破片は
、開ロア4を経て囲い46の室54に入る。
また、トラップ42は、囲い46の室54内に配設され
た複数の環状ラッパロリング76の形態の下部手段も備
えている。各リング76は、該リングが1つの開ロフ4
の回りで下部壁50の内面上に着座し取着された時にそ
の間ロア4中にきっちりと嵌合する下部フランシフ8を
有する。開ロア4を囲むリング76は、はぼ直立した外
側環状壁80を備えている。環状壁80は、開ロア4及
びリング76を介して室54内に冷却材によって運び込
まれた破片を、該破片が開ロア4から出ないように係留
するために用いられる。リング76は、はぼ外向き上方
に湾曲している内側環状壁82も有し、この内側環状壁
は、外側壁80にそれぞれの上部縁で合体している。
た複数の環状ラッパロリング76の形態の下部手段も備
えている。各リング76は、該リングが1つの開ロフ4
の回りで下部壁50の内面上に着座し取着された時にそ
の間ロア4中にきっちりと嵌合する下部フランシフ8を
有する。開ロア4を囲むリング76は、はぼ直立した外
側環状壁80を備えている。環状壁80は、開ロア4及
びリング76を介して室54内に冷却材によって運び込
まれた破片を、該破片が開ロア4から出ないように係留
するために用いられる。リング76は、はぼ外向き上方
に湾曲している内側環状壁82も有し、この内側環状壁
は、外側壁80にそれぞれの上部縁で合体している。
最後に、破片捕捉・係留トラップ42は、はぼ外向き上
方に開いた複数の環状ディフューザリング84の形態の
上部手段を有し、該リングは、囲い46の室54内に配
設され、室54の開ロア4及び下方のラッパロリング7
6のほぼ上方でそれ等と整列されている。各ディフュー
ザリング84は、向かい合う底部縁86及び頂部縁88
を有し、底部縁86の直径は、下方のラッパロリング7
6の最小直径よりも小さく、頂部縁88の直径は該最小
直径よりも大きい、ディフューザリング84の曲率は一
般にラッパロリングフロの内側環状壁82の曲率と同一
である。ラッパロリング76とディフューザリング84
との形状及び離隔関係によって、ラッパロリング76及
び開ロア4を経て室54に流入した冷却材の一部は、デ
ィフューザリング84の外側を上方に、リング84.7
6の間のスペースを通って流れうるようになると共に、
冷却材の他の部分は、リング84を通って上方に直接に
流れうるようになる。このようにリング76.84は、
下部ノズル12を横切って実質的に一様な冷却材流量の
分配を与えるえめに、流入する冷却材流を比例配分し案
内するように協働する。この流量分配はベーン型の流れ
ガイドを用いて行なわれるので、旋回損失が最小に減少
する。
方に開いた複数の環状ディフューザリング84の形態の
上部手段を有し、該リングは、囲い46の室54内に配
設され、室54の開ロア4及び下方のラッパロリング7
6のほぼ上方でそれ等と整列されている。各ディフュー
ザリング84は、向かい合う底部縁86及び頂部縁88
を有し、底部縁86の直径は、下方のラッパロリング7
6の最小直径よりも小さく、頂部縁88の直径は該最小
直径よりも大きい、ディフューザリング84の曲率は一
般にラッパロリングフロの内側環状壁82の曲率と同一
である。ラッパロリング76とディフューザリング84
との形状及び離隔関係によって、ラッパロリング76及
び開ロア4を経て室54に流入した冷却材の一部は、デ
ィフューザリング84の外側を上方に、リング84.7
6の間のスペースを通って流れうるようになると共に、
冷却材の他の部分は、リング84を通って上方に直接に
流れうるようになる。このようにリング76.84は、
下部ノズル12を横切って実質的に一様な冷却材流量の
分配を与えるえめに、流入する冷却材流を比例配分し案
内するように協働する。この流量分配はベーン型の流れ
ガイドを用いて行なわれるので、旋回損失が最小に減少
する。
各ディフューザリング84は、下部壁50の1つの開ロ
ア4付近に配設された隅角部材68の1つと、中心部の
スリーブフ2に結合された半径方向ブラケッ)−90と
によって、向かい合った内側面及び外側面で支持されて
いる。このようにディフューザリング84は、各1つの
開ロフ4及びリング76の上方にあってこれ等に対し整
列された関係に、それぞれの隅角部材68と中心部のス
リーブフ2との間に横方向に延びている。
ア4付近に配設された隅角部材68の1つと、中心部の
スリーブフ2に結合された半径方向ブラケッ)−90と
によって、向かい合った内側面及び外側面で支持されて
いる。このようにディフューザリング84は、各1つの
開ロフ4及びリング76の上方にあってこれ等に対し整
列された関係に、それぞれの隅角部材68と中心部のス
リーブフ2との間に横方向に延びている。
従って、一般的に述べると、破片は、開ロア4に対する
唇状部として作用するリング76によって、破片捕捉・
係留トラップ42中に係留される。しかし、ディフュー
ザリング84を直接通って流れる冷却材によって運ばれ
た成る破片は、上部壁48によって係留され、主冷却材
ポンプの停止時に存在するような低流速条件下に再び開
ロア4を通って流下することがありうる。後者の場合も
、破片は、燃料集合体に入ることはなく、原子炉の次の
始動サイクルの際にトラップ42中に捕捉されうるよう
に位置している。実際には起こりえないが、成るトラッ
プ42が部分的に閉寒されることによって冷却材の貫流
量が減少する場合、前記の構成によれば、隣接した燃料
集合体10からの下部ノズル12の下方における横行流
の自由な交換が可能となって、不足分を補う。
唇状部として作用するリング76によって、破片捕捉・
係留トラップ42中に係留される。しかし、ディフュー
ザリング84を直接通って流れる冷却材によって運ばれ
た成る破片は、上部壁48によって係留され、主冷却材
ポンプの停止時に存在するような低流速条件下に再び開
ロア4を通って流下することがありうる。後者の場合も
、破片は、燃料集合体に入ることはなく、原子炉の次の
始動サイクルの際にトラップ42中に捕捉されうるよう
に位置している。実際には起こりえないが、成るトラッ
プ42が部分的に閉寒されることによって冷却材の貫流
量が減少する場合、前記の構成によれば、隣接した燃料
集合体10からの下部ノズル12の下方における横行流
の自由な交換が可能となって、不足分を補う。
上述の破片捕捉・係留トラップ4Zによる従来技術の構
造に対する改良点は次の通りである。第1に、トラップ
の圧力損失又は圧力降下は、少なくとも1/3に減少す
る。第2に、流量分配構造の付加によって、下部ノズル
を横切る方向の圧力損失が減少する。第3に、下部ノズ
ルの上方の混合乱流は、下部ノズルの下方の改善された
流量分布によって著しく減少する。これにより第1格子
まで、そしてこの第1格子のところで、圧力損失が減少
する。第4に、隣接した燃料集合体からのろ過冷却材の
下部ノズル下方での横行流が許容されることによって、
成るトラップの部分的な閉塞が補われる。第5に、これ
等の改良点の組み合わせよって、トラップによる挿入損
失を零に近い値とすることができる。これは、炉心内の
一部の燃料集合体にのみトラップを配設する場合に特に
望ましく、。
造に対する改良点は次の通りである。第1に、トラップ
の圧力損失又は圧力降下は、少なくとも1/3に減少す
る。第2に、流量分配構造の付加によって、下部ノズル
を横切る方向の圧力損失が減少する。第3に、下部ノズ
ルの上方の混合乱流は、下部ノズルの下方の改善された
流量分布によって著しく減少する。これにより第1格子
まで、そしてこの第1格子のところで、圧力損失が減少
する。第4に、隣接した燃料集合体からのろ過冷却材の
下部ノズル下方での横行流が許容されることによって、
成るトラップの部分的な閉塞が補われる。第5に、これ
等の改良点の組み合わせよって、トラップによる挿入損
失を零に近い値とすることができる。これは、炉心内の
一部の燃料集合体にのみトラップを配設する場合に特に
望ましく、。
稼動中の既存原子炉にこの要素(トラップ42)を計画
的に導入することが可能となる。
的に導入することが可能となる。
・ トラップの別の 1
第5図及び第6図に示した変形実施例による破片捕捉・
係留トラップ92は、第1図〜第4図に示した好適な実
施例によるトラップ42とほぼ同様であるが、このトラ
ップ42に比較して、次の2つの点で改変されている。
係留トラップ92は、第1図〜第4図に示した好適な実
施例によるトラップ42とほぼ同様であるが、このトラ
ップ42に比較して、次の2つの点で改変されている。
第1に、トラップ92の下部手段は、複数の環状の円筒
形リング94として形成され、これ等の円筒形リングは
、下部壁50’ に取着され、室54′へのそれぞれの
開ロア4′ を囲んでいる。各リング94は、1つの
開ロア4°の回りに唇状部を形成する形状を有し、この
唇状部は、開ロア4′ を経て冷却材により室54′
に運びこまれた破片が開ロア4° を経て逆流しないよ
うに拘束するために用いられる。第2に、上部手段は、
複数の逆円錐形部材もしくはリング96の形態を有し、
該逆円錐形部材は、下方のリング94及び開ロア4′
の概して上方でこれ等に対し整列され、中空の囲い46
′ の上部壁48′ に固着されている。各逆円錐形部
材96のこの形状により、開ロア4′ を経て室54′
に流入する冷却材の、下部ノズル12を横切る方向に
おける実質的に一様な分配も達せられる。特に、各逆円
錐形部材96は、開ロア4°の最大直径よりも小さな最
大直径を有し、囲い46′ と同じ材料からできている
。
形リング94として形成され、これ等の円筒形リングは
、下部壁50’ に取着され、室54′へのそれぞれの
開ロア4′ を囲んでいる。各リング94は、1つの
開ロア4°の回りに唇状部を形成する形状を有し、この
唇状部は、開ロア4′ を経て冷却材により室54′
に運びこまれた破片が開ロア4° を経て逆流しないよ
うに拘束するために用いられる。第2に、上部手段は、
複数の逆円錐形部材もしくはリング96の形態を有し、
該逆円錐形部材は、下方のリング94及び開ロア4′
の概して上方でこれ等に対し整列され、中空の囲い46
′ の上部壁48′ に固着されている。各逆円錐形部
材96のこの形状により、開ロア4′ を経て室54′
に流入する冷却材の、下部ノズル12を横切る方向に
おける実質的に一様な分配も達せられる。特に、各逆円
錐形部材96は、開ロア4°の最大直径よりも小さな最
大直径を有し、囲い46′ と同じ材料からできている
。
この構造は類似しているが、予定された応用に必ずしも
受は入れられないとは限らない前述した実施例に比べて
多少大きな圧力降下を示すものと思われる。
受は入れられないとは限らない前述した実施例に比べて
多少大きな圧力降下を示すものと思われる。
本発明をその特定実施例について以、Eに説明したが、
本発明は、前述した実施例以外にも種々変更して実施で
きるので、前述した特定の構成は、単なる例示に過ぎず
、本発明を限定するものではない。
本発明は、前述した実施例以外にも種々変更して実施で
きるので、前述した特定の構成は、単なる例示に過ぎず
、本発明を限定するものではない。
第1図は、本発明の一実施例による破片捕捉・係留トラ
ップを組み込んだ燃料集合体を、その垂直方向の長さを
短縮し一部を切り欠いて示す、一部断両立面図、第2図
は、第1図の2−2線に沿い切断して示した拡大断面図
であり、本発明の好適な実施例による破片捕捉・係留ト
ラップを示し、また燃料集合体の下部ノズルの脚部を一
部断面によって示し、更に、破片捕捉・係留トラップの
中空の囲いの上下部壁の部分と、破片捕捉・係留トラッ
プの流通開口に組み合わされたラッパロリング及びディ
フューザリングと共に示す図、第3図は、第2図の3−
3線に沿い切断して示す部分的な断面図であり、破片捕
捉・係留トラップの基板に固着したラッパロリングを示
す図、第4図は、第2図の4−4線に沿い切断して示す
部分的な断面図であり、ロック用舌片を有する破片捕捉
・係留トラップの隅角部材に固着されラッパロリングの
上方に配設されたディフューザリングを示す図、第5図
は、本発明の別の実施例による破片捕捉・係留トラップ
の平面図であり、破片捕捉・係留トラップの中空囲いの
上下部壁の一部分を、破片捕捉・係留トラップの流通開
口に組み合わされた拡散用の逆円錐形部材及び破片係留
唇状部と共に示す図、第6図は、第5図の6−6線に沿
った側断面図であり、破片捕捉・係留トラップの流通開
口に組み合わされた拡散用の逆円錐形部材及び破片係留
唇状部を示す図である。 10・・・燃料集合体 12・・・下部ノズル(端部ノ
ズル)18・・・格子 20・・・燃料棒46.
46”・・・囲い 48・・・上部壁50.50′・・
・下部壁(開口画定手段)54.54′・・・破片捕捉
・係留室 74.74′・・・開口 アロ・・・ラッパロリング(下部手段)84・・・ディ
フューザリング(上部手段)94・・・円筒形リング(
下部手段) 96・・・逆円錐形リング(上部手段)出願人 ウェス
チングハウス・エレクトリック・コーポレーション
ップを組み込んだ燃料集合体を、その垂直方向の長さを
短縮し一部を切り欠いて示す、一部断両立面図、第2図
は、第1図の2−2線に沿い切断して示した拡大断面図
であり、本発明の好適な実施例による破片捕捉・係留ト
ラップを示し、また燃料集合体の下部ノズルの脚部を一
部断面によって示し、更に、破片捕捉・係留トラップの
中空の囲いの上下部壁の部分と、破片捕捉・係留トラッ
プの流通開口に組み合わされたラッパロリング及びディ
フューザリングと共に示す図、第3図は、第2図の3−
3線に沿い切断して示す部分的な断面図であり、破片捕
捉・係留トラップの基板に固着したラッパロリングを示
す図、第4図は、第2図の4−4線に沿い切断して示す
部分的な断面図であり、ロック用舌片を有する破片捕捉
・係留トラップの隅角部材に固着されラッパロリングの
上方に配設されたディフューザリングを示す図、第5図
は、本発明の別の実施例による破片捕捉・係留トラップ
の平面図であり、破片捕捉・係留トラップの中空囲いの
上下部壁の一部分を、破片捕捉・係留トラップの流通開
口に組み合わされた拡散用の逆円錐形部材及び破片係留
唇状部と共に示す図、第6図は、第5図の6−6線に沿
った側断面図であり、破片捕捉・係留トラップの流通開
口に組み合わされた拡散用の逆円錐形部材及び破片係留
唇状部を示す図である。 10・・・燃料集合体 12・・・下部ノズル(端部ノ
ズル)18・・・格子 20・・・燃料棒46.
46”・・・囲い 48・・・上部壁50.50′・・
・下部壁(開口画定手段)54.54′・・・破片捕捉
・係留室 74.74′・・・開口 アロ・・・ラッパロリング(下部手段)84・・・ディ
フューザリング(上部手段)94・・・円筒形リング(
下部手段) 96・・・逆円錐形リング(上部手段)出願人 ウェス
チングハウス・エレクトリック・コーポレーション
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 複数の燃料棒と、該燃料棒を組織化された配列に支持す
る少くとも1つの格子と、該格子の近傍に配設された端
部ノズルとを含み、液体冷却材が該端部ノズルを通って
流入する燃料集合体において、該冷却材の流れによって
運ばれる破片を、これ等の破片が前記燃料集合体に入る
のを防止するように捕捉し係留する破片捕捉・係留トラ
ップであって、 (a)前記端部ノズルに近接して、該端部ノズルの、前
記格子とは反対側に配設され、前記液体冷却材は透過さ
せるが該液体冷却材によって運ばれる破片は透過させな
い材料から形成されている中空の囲いを備え、 (b)該囲いが、該囲いの内部に破片捕捉・係留室を画
定するように、外周で相互に連結され且つ相互に離間し
た上部壁及び下部壁を有し、 (c)該下部壁を通って前記囲いの前記破片捕捉・係留
室に開口する少なくとも1つの開口を画定する、前記囲
い上の開口画定手段を備え、前記開口は、前記冷却材の
流れによって運ばれた破片が該開口を通って前記囲いの
前記破片捕捉・係留室に入るように、該冷却材の流れ方
向に関して所定の位置関係に配設されており、 (d)前記破片捕捉・係留室に開口する前記開口を取り
囲むように、前記囲いの前記破片捕捉・係留室内に配設
された下部手段を備え、該下部手段は、前記開口を通っ
て該破片捕捉・係留室中に前記冷却材によって運び込ま
れた破片を、該破片が前記開口から出ないように係留す
る形状を有しており、 (e)前記囲いの前記破片捕捉・係留室内において、前
記下部手段及び前記開口の実質的に上方に隔てられて該
下部手段及び該開口に整列し配設された上部手段を備え
、該上部手段は、前記開口から前記破片捕捉・係留室に
入る前記冷却材の流れを前記端部ノズルを横切るように
実質的に一様に分配する形状を有している、 燃料集合体の破片捕捉・係留トラップ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US720109 | 1985-04-04 | ||
US06/720,109 US4678627A (en) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | Debris-retaining trap for a fuel assembly |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61234392A true JPS61234392A (ja) | 1986-10-18 |
JPH0463352B2 JPH0463352B2 (ja) | 1992-10-09 |
Family
ID=24892686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61076821A Granted JPS61234392A (ja) | 1985-04-04 | 1986-04-04 | 燃料集合体の破片捕捉・係留トラツプ |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4678627A (ja) |
EP (1) | EP0196611B1 (ja) |
JP (1) | JPS61234392A (ja) |
KR (1) | KR860008566A (ja) |
CN (1) | CN86102206A (ja) |
DE (1) | DE3673846D1 (ja) |
ES (1) | ES8707367A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6391591A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-22 | 三菱原子燃料株式会社 | 核燃料集合体の下部ノズル |
Families Citing this family (50)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4781884A (en) * | 1987-03-02 | 1988-11-01 | Combustion Engineering, Inc. | Debris catching strainer grid |
DE3881951D1 (de) * | 1987-05-05 | 1993-07-29 | Westinghouse Electric Corp | Brennelement mit truemmerfaenger-fussstueck. |
US4900507A (en) * | 1987-05-05 | 1990-02-13 | Westinghouse Electric Corp. | Nuclear fuel assembly debris filter bottom nozzle |
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