JPS6196490A - 燃料集合体 - Google Patents

燃料集合体

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JPS6196490A
JPS6196490A JP59218109A JP21810984A JPS6196490A JP S6196490 A JPS6196490 A JP S6196490A JP 59218109 A JP59218109 A JP 59218109A JP 21810984 A JP21810984 A JP 21810984A JP S6196490 A JPS6196490 A JP S6196490A
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JP
Japan
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fuel
tie plate
mox
handle
elements
Prior art date
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Pending
Application number
JP59218109A
Other languages
English (en)
Inventor
川田 能成
斎藤 荘蔵
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS6196490A publication Critical patent/JPS6196490A/ja
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    • 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

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、原子炉用燃料集合体に係り、特に、選択的に
一部の燃料要素を交換するのに好適な燃料集合体の構造
に関する。
〔発明の背景〕
第2図に示すように従来の原子炉用燃料集合体は、上部
及び下部タイプレート1.2により核燃料要素3および
ウォーターロンドの上下端を固定し、さらに上下タイプ
レート間に配置された数個のスペーサ4によシ核燃料要
素を束ねるような構造となりている。
従来の燃料集合体においては、上部タイプレート1は、
第・3図(、)及び(b)に示すように、燃料集合体を
吊り運搬するために取付けられたハンドル5を有し1ま
た。に′−図鳴匍\へ下部タイプレートにネジ結合(不
図示)している幾つかの結合燃料要素3の上部端栓のネ
ジ6を上部タイプレート1に貫通しナツト7で締めるこ
とによって、燃料要素全体を軸方向に拘束して支える構
造となっている。(結合燃料要素以外の燃料要素の上部
端栓は上部タイプレートを単に貫通しているだけである
。)それ故、任意の燃料要素を抜き取る場合には、全て
の結合燃料゛要素の上部端栓に着いているネジ6からナ
ツト7を取シはずし、上部タイプレート1  。
を抜いた後に始めて目的の燃料要素を引き抜くことがで
きる。部用8×8型燃料集合体には8本の結合燃料要素
があるので、かかる作業は手間が  ″多大であり、容
易でない。
ところで、世界的な資源節約と燃料サイクルの確立の目
的で、ウラニウム以外の核分裂性物質が利用されるよう
になり、特に核的な利用価値が高く化学的にも安定な物
質であるプルトニウムが使用されるようになった。
実際、プルトニウムをウラン粉末に少量混ぜてペレット
とし、それを装填した燃料要素は、MOX(Mixed
 0xide )燃料要素と称している。
プルトニウムは熱中性子を吸収して核分裂を起こすが、
さらに高いエネルギーを持つ中性子に対して、ウラニウ
ム235よりも核分裂を起こす確率が高い。このため、
熱中性子よりも高エネルギーの中性子が多い燃料集合体
中央部に上記のMOX燃料要素を配置すると、熱中性子
の割合が多い燃料集合体周辺部に配置する場合に比べて
、効率良(MOX燃料を燃やすことができるとともに、
燃料集合体内の出力分布を平坦化できる。このようにし
た燃料集合体を特に、アイランド型燃料集合体と称して
いる。
核分裂により生成された中性子は、数MeV(106・
V)の高いエネルギーを持っているが、減速剤である水
(H2O)との衝突でエネルギーを失い数eV程度の熱
中性子となる。したがって水の量が多い燃料体周辺部は
熱中性子が多く、燃料体中央部は周辺部に比べて熱中性
子の割合が少く高エネルギーの中性子の割合が多い領域
となっている。
MOX燃料要素を集合体を央部に配置するとその燃焼の
効率が良くなるのは、このためである。
ところで、従来、MOX燃料要素はプルトニウムを含ま
ないU02燃料要素と共に前述のような構造の同一燃料
集合体に組込まれているので、そこからMOX燃料要素
だけを選択的に取出すことは容易でない。
しかし、MOX燃料要素は、我国では試行段階にあるこ
とから、測定、検査及び調整等の頻度が高く、これを容
易に実施できるようにするために何らかの形でMOX燃
料要素のみを燃料集合体から選択的に取り出せる方が都
合が良い。また実用段階となってからも、燃料集合体に
対しMOX燃料要素のみを選択的に着脱可能とすること
はMOX燃料製造工程を簡素化できる可能性がある。さ
らにMOX燃料要素の破損が万一発生した場合に、人体
に対し毒性の強いプルトニウムを含むMOX燃料要素の
みを早急に除去して新しいMOX燃料要素を装着し、し
かも残りの未だ健全々UO2燃料要素および燃料集合体
各部材(上下両タイプレート、スペーサ等)をそのtま
継続的に利用できるようにするためにも、燃料集合体に
おいてMOX燃料要素のみを選択的に扱えるような構造
が望ましい。
また、従来のようにMOX燃料要素をUO2燃料要素と
共に一つの燃料集合体に選択的取出困難な状態で組み込
むことは、その燃料集合体全体をMOX燃料集合体全体
て管理することを要し、MOX燃料要素に係わる管理を
必要としないUO□燃料要素も余分に管理することにな
り、しかも空間的に余分の管理スペースを要する。従っ
て、この意味からも、MOX燃料要素のみを選択的に取
出せるような燃料集合体の構造が望まれる。
なおMOX燃料要素に限らず、一般に燃料集合体中の特
定種類の燃料要素のみを選択的に取扱可能とすることが
望まれる場合がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、燃料集合体を構成する複数本の燃料要
素のうち、特定の種類の燃料要素のみを選択的に装脱し
得る構造の燃料集合体を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明の燃料集合体の特徴は、上部タイプレートを一部
体が他部体に対して上方へ分離可能な二部体に分割し、
上記前者の一部体に特定種類の燃料要素のみを軸方向に
拘束保持したことにある。
〔発明の実施例〕
本発明の幾つかの実施例を、MOX燃料要素を有するア
イランド型燃料集合体の場合について、以下に説明する
第1図(a) 、 (b) 、 (C)に示した一実施
例においては、上部タイゾレートは外側タイプレート1
.と内側タイプレート1□とからなる。不図示のMOX
燃料要素(4?に引抜く必要性のある燃料要素)は、第
3図の6,7と同様のネジとナツトにより全て内側タイ
プレート1□に保持され、その他の通常の燃料要素(f
ルトニウムを含まず酸化ウランからなるペレットが充填
されたウラン燃料要素)は外側タイプレート11に従来
と同様に保持されている。内側タイプレート1□は、ウ
ラン燃料要素を保持する外側タイプレート11と独立し
て分離できる別体構造をなし、外側タイプレート11に
段付き嵌合して載る形で結合できるようになっている。
すなわち、本実施例の燃料集合体は、前述したように係
合される外側タイプレート1.及び内側タイプレート1
□からなる上部タイプレート、下部タイプレート、外側
タイプレート1.と下部タイプレートに両端部が保持さ
れる複数のウラン燃料要素、内側タイプレート1□と下
部タイプレートに両端部が保持される複数のMOX燃料
要素、及び外側タイプレート11に取付けられて前述の
燃料要素の束を取囲むチャンネルデックスから構成され
る。外側タイプレート11と下部タイプレートは、複数
のタイロッドによって連結される。このタイロッドには
、何本かのウラン燃料要素が用いられる。MOX燃料要
素の下端部は、下部タイプレートと着脱自在に嵌合され
ているだけである。
この内側タイプレート1□を持ち上げてMOX燃料要素
のみを引き抜く際に、第3図に示す従来の上部タイプレ
ートのように燃料集合体の吊下運搬用ハンドル5が対角
線に配置されていたのでは、干渉する。これを解決する
ため本実施例では外側タイプレート11の両サイドに逆
V形のハンドル51を取付け、これに設けたガイド長孔
8にハンドル棒9を自由に平行移動できるよう遊嵌した
構造になっている。また内側タイプレート1□にはそれ
自体の吊下運搬用ハンドル5□が取付けられている。
燃料集合体の全体を吊り上げる場合には、燃料交換機に
よりこのハンドル棒9をつかみ、徐々に引き上げるに従
って、ハンドル棒9はガイド長孔8に沿って中央部に寄
り、中央の長孔終端に位置した後、燃料集合体は吊り上
げられる。
逆に、MOX燃料要素及びウラン燃料要素を有する燃料
集合体の全体を原子炉内等に装荷する場合には、ハンド
ル棒9をつかんで燃料集合体を炉内に吊下げ着座させた
後、燃料交換機がハンドル棒9を離すと、ハンドル棒9
は自重によりガイド長孔8に沿って燃料集合体周辺部(
図の二点鎖線位置)に落ち着く。この状態では第1図(
b)により明らかな様に、MOX燃料要素のみを吊り上
げるだめの内側タイプレート1□の動きと干渉しない所
にへン°ドル棒9が位置している。
ハンドル棒9がこのような位置にあるときには、MOX
燃料要素用の内側タイプレート1□に着いている小ハン
ドル52を燃料交換機等によりつかみ、引き抜けば、燃
料集合体のハンドル(5,,9)と干渉せずにMOX燃
料要素のみを引き抜くことができる。
引き抜くべきMOX燃料要素の存在する範囲を考慮して
ハンドル棒9の寄せる場所を設定するが、これはガイド
長孔8の範囲で設定されることになる。
本発明の第2の実施例を第4図に示す。この実施例は、
ハンドル構造は前記第1実施例に示したものと回しであ
るが、上部タイプレートの構造は異なっている。すなわ
ち、この実施例では、第4図に示すように上部タイプレ
ートは下側タイグレー)1−1とそれに載った上側タイ
プレート1−2とからなる。全てのMOX燃料要素は、
その上部端栓を下側および上側両タイプレート1−1お
よび1−2に貫通させて第3図(b)と同様のネジとナ
ツトで上側タイプレート1−2に保持されている。
その他のウラン燃料要素は、その上部端栓を下側および
上側両タイプレート1−1および1−2に貫通させ、そ
のうちの結合燃料要素の上部端栓のネジをナツト(これ
は上側および下側タイプレートの間に形成された不図示
の空所内に位置する)で締めることにより、下側タイプ
レート1−1に保持されている。
MOX燃料のみを取付けた上側タイプレート1−2は第
4図(a) K示す線AAとBBとの間のみに亘ってお
り、これにより、下側タイプレート1−1に取付けられ
たハンドル51との干渉を避けている。
本実施例においても、小ハンドル5□を掴んで上側タイ
プレート1−2のみを引き上げることによリ、MOX燃
料要素のみを引き抜くことができる。
MOX燃料要素の両端部が貫通する下側タイプレート1
−1の貫通孔の直径は、その貫通孔と対向している上側
タイプレート1−2に設けられた貫通孔のそれよりも大
きく、MOx燃料要素の被覆管の直径より若干大きい。
第5図に示す本発明の第3の実施例は、上部タイプレー
トの構造は第1実施例と同じでおり、ハンドル構造のみ
が異っている。
この実施例では、第1図に示すハンドル51は、第5図
のように根元で外側タイプレート11にビン10により
回転できるように枢着された1対のリンクsl4.5T
からなっており、これらリンクは一方のリンク5″、に
設けられた長孔8に沿って摺動自在なハンドル棒9によ
りて相互に連結されている。
ハンドル棒9を燃料交換機によって持ち上げると、ハン
ドル棒9が長孔8の末端に至りてこれらリンク511.
51;は逆V形のフレームを形成して、燃料集合体全体
を吊り上げる。また、燃料集合体を炉心に着座した後、
燃料交換機がハンドル棒9を離すに落着き、ハンドル棒
9は、MOX燃料要素を引き抜く際の内側タイゾレート
1□の動きに干渉しない。
本発明の第4実施例を第6図に示す。この実施例も上部
タイプレートの構造は第1実施例と同じでおるが、ハン
ドル構造のみが異っている。すなわち、外側タイプレー
ト11に対角線的に跨りて取付けられたハンドル51の
上半分が回転できるようになっており、通常は自重によ
92点鎖線で示す倒れた位置で止9ており、従って、M
OX燃料要素専用の内側タイゾレート12の吊上げ吊下
げ動作に干渉しない。燃料集合体全体を操作するときに
はハンドル5.の上半部を燃料交換機で掴めばよい。
なお、以上の諸実施例で述べた構造を持つ上部タイプレ
ートとハンドルとの組合せは、これらに記載した具体例
に限るものではなく、互に置き換えた異る組合せも可能
であることは勿論である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、燃料集合体からMOX燃料要素の如き
特定種類の燃料要素のみを引き抜くことができるので、
次に示す効果がある。
(1)例えばMOX燃料要素を選択的に引抜き、測定、
検査及び調整等を容易に実行でき、しかも頻繁な対応が
可能であるから、MOX燃料が試行段階にある我国にお
いて、好都合である。
(2)例えばMOX燃料の製造及び管理において、UO
2燃料要素に比べ、より慎重な対応と、密封度の高い設
備を必要とするMOX燃料要素を、まとめて製造及び管
理することができ、U02燃料要素は別途、製造、管理
することが可能となるから、製造・管理設備の縮小と簡
素化を図ることができる。
(3)実炉に装荷し運転している除に万−MOX燃料が
破損した場合に、MOX燃料要素のみを選択的に取り出
し、その他の燃料要素及び部材を無駄にすることなく継
続的に使用できる。
(4)簡単な構造によりMOX燃料要素をまとめて燃料
集合体の軸方向に装入または引き抜きができる。このこ
とは、現在の一般の燃料集合体構造では燃料要素を軸方
向に挿入するようになりているること及び実際の原子炉
内での燃料取扱い等を考慮すると、好都合であることは
いうまでもない。
なお、MOX燃料要素に限らず、一般に燃料集合体にお
いて一部の燃料要素を他の燃料要素とは区別して別個に
取扱いたい場合に本発明は広く適用可能であることは云
うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) 、 (b) 、 (e)は夫々本発明の
第1実施例に係る上部タイプレートとハンドルの平面図
、側断面図および小ハンドル側面図、第2図は現行燃料
集合体の立断面図、第3図(a) 、 (b)は夫々第
2図の上部タイプレートとハンドルの平面図および側断
面図、第4図(a) 、 (b) 、 (c)は夫々本
発明の第2実施例に係る上部タイゾレートとハンドルの
平面図、側断面図および小ハンドル側面図、第5図(a
) 、 (b) 。 (、)は本発明の第3実施例に係る上部タイプレートと
ハンドルの平面図、側断面図および小ハンドル側面図、
第6図Ga) 、 (b) 、 (c)は同じく第4実
施例に係る上部タイプレートとハンドルの平面図、側断
面図および小ハンドル側面図である。 1・・・上部タイプレート 2・・・下部タイプレート
11,1□、1−1.1−2・・・上部タイプレートの
部体3・・・燃料要素    4・・・スペーサ5 +
 51+ 5’1+ 5’1・・・ハンドル5・・・小
ハンドル   6・・・上部端栓のネジ7・・・ナツト
   ゛ 8・・・長孔9・・・ハンドル棒   10
・・・ピン(b) 第2図 Cb) hA4図 (b) 第5図 (b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 少くとも二種類の複数本の燃料要素をスペ ーサーで束ね、該燃料要素の上下端を上部タイプレート
    及び下部タイプレートで保持してなる燃料集合体におい
    て、上部タイプレートは一部体が他部体に対して上方へ
    分離可能な二部体に分割されており、上記前者の一部体
    に上記燃料要素のうちの特定種類の燃料要素のみが軸方
    向に拘束保持されていることを特徴とする燃料集合体。
JP59218109A 1984-10-17 1984-10-17 燃料集合体 Pending JPS6196490A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59218109A JPS6196490A (ja) 1984-10-17 1984-10-17 燃料集合体

Applications Claiming Priority (1)

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JP59218109A JPS6196490A (ja) 1984-10-17 1984-10-17 燃料集合体

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Publication Number Publication Date
JPS6196490A true JPS6196490A (ja) 1986-05-15

Family

ID=16714767

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59218109A Pending JPS6196490A (ja) 1984-10-17 1984-10-17 燃料集合体

Country Status (1)

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JP (1) JPS6196490A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008234891A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Chugoku Electric Power Co Inc:The 圧縮ヘッドの支持器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008234891A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Chugoku Electric Power Co Inc:The 圧縮ヘッドの支持器

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