JPS62110188A - Fuel aggregate - Google Patents

Fuel aggregate

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Publication number
JPS62110188A
JPS62110188A JP60248855A JP24885585A JPS62110188A JP S62110188 A JPS62110188 A JP S62110188A JP 60248855 A JP60248855 A JP 60248855A JP 24885585 A JP24885585 A JP 24885585A JP S62110188 A JPS62110188 A JP S62110188A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
tie plate
fuel assembly
rod
combined
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
Application number
JP60248855A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
竹中 昌夫
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60248855A priority Critical patent/JPS62110188A/en
Publication of JPS62110188A publication Critical patent/JPS62110188A/en
Pending legal-status Critical Current

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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

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は沸騰水型原子炉の燃料に係り、特に、タイプレ
ート(燃料支持板)を有する燃料集合体に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a fuel for a boiling water nuclear reactor, and particularly to a fuel assembly having a tie plate (fuel support plate).

〔発明の背景〕[Background of the invention]

燃料集合体の落下時の燃料棒破損防止対策に関連するも
のとしては、特開昭58−147682号があるが、こ
れは下部タイプレート部に弾性体を装着することにより
、落下時の衝突エネルギを吸収して燃料棒破損を防止す
るものであり、製造上タイプレートの鋳物金具等のかな
りの変更を要するものであるが本特許では燃料棒のうち
最も破損しやすい結合燃料棒のタイプレート支持部に着
目して製造上容易に燃料棒破損対策を構じるものである
JP-A-58-147682 is related to measures to prevent fuel rod breakage when fuel assemblies fall, and this method reduces the impact energy when falling by attaching an elastic body to the lower tie plate. This is to prevent fuel rod breakage by absorbing water, and requires considerable changes to the cast metal fittings of the tie plate during manufacturing, but in this patent, the tie plate supports the combined fuel rods, which are the most easily damaged of the fuel rods. The objective is to easily take measures against fuel rod damage during manufacturing.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は燃料取扱時に燃料集合体を支持し、燃料
落下時には最も破損しやすい結合燃料棒に着目して、こ
れをネジ部で固定するタイプレートのボス部にて欠切部
を設けて燃料集合体落下時においては、上記ボス部に破
損を発生させて、燃料棒の破損を防止する燃料集合体の
構造を提供するものである。
The purpose of the present invention is to provide a notch in the boss of the tie plate that supports the fuel assembly during fuel handling and is most likely to be damaged when the fuel falls, by fixing it with a screw. The present invention provides a fuel assembly structure that prevents damage to the fuel rods by causing damage to the boss portion when the fuel assembly falls.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は沸騰水型原子炉燃料の取扱作業等において発生
する可能性がある燃料集合体の落下事例における燃料棒
の破損防止を目的としたもので燃料棒の破損が燃料集合
体落下時におけるタイプレートの格子板の変形により生
じる曲げ応力による結合燃料棒の破損防止を目的として
タイプレートの結合燃料棒の支持部の強度を低減し落下
時にはボス部を破損させ上記曲げ応力を緩和させる構造
のものである。
The present invention is aimed at preventing damage to fuel rods in cases where fuel assemblies fall, which may occur during work handling boiling water reactor fuel. In order to prevent damage to the combined fuel rods due to bending stress caused by deformation of the tie plate lattice plate, the strength of the support part of the combined fuel rods of the tie plate is reduced, and the boss part is damaged in the event of a fall to alleviate the bending stress. It is.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

沸騰水型原子炉に使用される燃料集合体は第1図に示す
ように複数本の燃料棒4の水平方向間隔を一定に保持す
るスペーサ3と、このスペーサ3の上下方向間隔を一定
に保持するウォータロッド5と燃料棒4及びウォータロ
ッド5を支持し、かつその間隔を一定に保持する上部タ
イプレート1及び下部タイプレート2から構成されてい
る。
As shown in Fig. 1, a fuel assembly used in a boiling water reactor includes a spacer 3 that maintains a constant horizontal spacing between a plurality of fuel rods 4, and a vertical spacing between these spacers 3 that maintains a constant spacing. The fuel rod 4 is composed of an upper tie plate 1 and a lower tie plate 2 that support the water rod 5, the fuel rod 4, and the water rod 5, and maintain a constant spacing between them.

上記燃料棒4に対して、燃料棒の上下端をネジ止めして
、燃料集合体のハンドソングを行う際には燃料集合体の
重量を支持する機能を有する結合燃料棒6は、他の燃料
棒4の上部及び下部端栓が上部及び下部タイプレート1
,2に設けられたボス部7と呼ばれる穴に挿入されてい
るだけで燃料集合体の軸方向には自由に移動できるのに
対して上部及び下部タイプレートにネジで拘束されてい
る。第2図に下部タイプレート2の詳細図を示す。
The upper and lower ends of the fuel rods are screwed to the fuel rods 4, and the combined fuel rods 6, which have the function of supporting the weight of the fuel assembly when performing the hand song of the fuel assembly, are used to hold other fuels. The upper and lower end plugs of the rod 4 are connected to the upper and lower tie plates 1.
, 2, and can move freely in the axial direction of the fuel assembly, but is restrained by screws to the upper and lower tie plates. FIG. 2 shows a detailed view of the lower tie plate 2.

結合燃料棒6はタイプレートの最外周部に各面2本配置
され、タイプレートに設けられたボス部7にネジ止めさ
れて固定されている。また、ボス部7にはリブ8と呼ば
れる長方体状の突出部が各ボス間にあり、これにより各
ボス部を支持している。
Two combined fuel rods 6 are arranged on each side of the outermost periphery of the tie plate, and are screwed and fixed to a boss portion 7 provided on the tie plate. Further, the boss portion 7 has rectangular parallelepiped protrusions called ribs 8 between each boss, thereby supporting each boss portion.

以上のような構造を有している燃料集合体において、燃
料取扱時に燃料集合体の落下事故が生じた場合、落下時
の加速度及び燃料集合体の自重(約310kg)により
発生する荷重により落下時に過大な衝撃力が燃料集合体
の下部タイプレート2の下端部に作用する。上記衝撃荷
重により下部タイプレートの格子状の部分が変形し、そ
れにより燃料棒4の下部端栓部に曲げ応力が発生する。
In a fuel assembly having the above structure, if a fall accident occurs when the fuel assembly is handled, the load generated by the acceleration at the time of the fall and the fuel assembly's own weight (approximately 310 kg) will cause the fall to occur. An excessive impact force acts on the lower end of the lower tie plate 2 of the fuel assembly. The impact load deforms the lattice-shaped portion of the lower tie plate, thereby generating bending stress in the lower end plug of the fuel rod 4.

しかしながら、通常の燃料棒4は上部及び下部タイプレ
ートとの取合はそれぞれタイプレートに設けられたボス
部7に燃料棒の上部及び下部端栓9が挿入されているだ
けでネジ止めされていないため軸方向に自由に移動がで
きる。そのため上記曲げ応力に対して強度上余裕がある
However, the normal fuel rod 4 is connected to the upper and lower tie plates only by inserting the upper and lower end plugs 9 of the fuel rod into the boss portions 7 provided on the tie plates, respectively, and is not screwed. Therefore, it can move freely in the axial direction. Therefore, there is a margin in terms of strength against the above bending stress.

一方、結合燃料棒6は下部端栓は直接下部タイプレート
のボス部7にネジ込まれており、上部端栓はネジが切ら
れておりナツト11で締付けられている構造となってい
る。
On the other hand, the combined fuel rod 6 has a structure in which the lower end plug is screwed directly into the boss portion 7 of the lower tie plate, and the upper end plug is threaded and tightened with a nut 11.

そのため前述の曲げ応力がまともに作用するため結合燃
料棒6の端栓12はボス部より伝達される過去な荷重に
より破損する恐れがある。
Therefore, since the above-mentioned bending stress acts properly, the end plug 12 of the combined fuel rod 6 may be damaged by the past load transmitted from the boss portion.

過去の事例においても破損が生じたものは結合燃料棒6
が多く見受けられている。
In past cases, the combined fuel rod 6 was damaged.
are often observed.

以上より燃料集合体の落下事故防止対策として本実施例
では第3図に示したように最も破損しやすい結合燃料棒
6に着目して、この部分のボス部7に切欠部10を設は
一部リブ8を削除して強度を通常のハンドリング時には
十分耐えるが、落下時の過大な?#撃力が発生したとき
にはタイプレートのボス部7が破損しやすい構造として
、燃料集合体の落下時にはタイプレートのボス部7を破
損させることにより、ボス部7より結合燃料棒6の端栓
12に伝播される衝撃応力を激減し、結合燃料棒6の破
損を防止する効果がある。
In view of the above, as a measure to prevent fuel assembly falling accidents, in this embodiment, as shown in FIG. By removing part rib 8, the strength will be strong enough to withstand normal handling, but will it withstand too much when dropped? #The boss part 7 of the tie plate is designed to be easily damaged when an impact force is generated, and by damaging the boss part 7 of the tie plate when the fuel assembly falls, the end plug 12 of the combined fuel rod 6 is removed from the boss part 7. This has the effect of drastically reducing the impact stress propagated to the joint fuel rods 6 and preventing damage to the combined fuel rods 6.

燃料集合体のハンドリング時に作用する加速度は、燃料
集合体を燃料検査時等において燃料集合体を炉内から燃
料交換機で持上げる場合と逆に炉内の燃料サポートに着
座させる場合に発生し燃料設計では自重の1gも含めて
約3〜4gの加速度を考慮している。
Acceleration that acts when handling a fuel assembly occurs when the fuel assembly is lifted from the reactor by a refueling machine during fuel inspection, or when it is seated on the fuel support inside the reactor, and is caused by fuel design. In this case, an acceleration of approximately 3 to 4 g is considered, including 1 g of its own weight.

これらの加速度と前述の結合燃料棒6の下部端栓12に
発生する応力の関係を第4図に示す。
The relationship between these accelerations and the stress generated in the lower end plug 12 of the aforementioned combined fuel rod 6 is shown in FIG.

一方、タイプレートのボス部に発生する応力も燃料集合
体に発生する加速度の増加に伴い高くなり、さらにボス
部に発生する応力は本発明により設けた切欠部10の形
状に対応した応力集中係数にαの関数として変動する。
On the other hand, the stress generated in the boss portion of the tie plate also increases as the acceleration generated in the fuel assembly increases, and the stress generated in the boss portion is further increased by a stress concentration factor corresponding to the shape of the notch 10 provided according to the present invention. varies as a function of α.

従って結合燃料棒6に発生する応力が端栓12の降伏応
力σy1に達する加速度をα0とすると。
Therefore, let α0 be the acceleration at which the stress generated in the combined fuel rod 6 reaches the yield stress σy1 of the end plug 12.

第5図に示すようにこのα0の加速度でタイプレートの
ボス部7に発生する応力がタイプレートの降伏応力σy
2以上になるような応力集中係数にαの切欠形状をタイ
プレートのボス部に設ければ、燃料集合体落下時に必ず
まずタイプレートのボス部7が破損することになり、ボ
ス部7からの結合燃料棒6の端栓に伝播される曲げ応力
は緩和され、結合燃料棒12の破損は防止することがで
きる。
As shown in Fig. 5, the stress generated in the boss portion 7 of the tie plate due to the acceleration α0 is the yield stress σy of the tie plate.
If a notch shape of α is provided in the boss part of the tie plate so that the stress concentration coefficient becomes 2 or more, the boss part 7 of the tie plate will always be damaged first when the fuel assembly falls, and the stress from the boss part 7 will be damaged first. The bending stress propagated to the end plug of the combined fuel rod 6 is alleviated, and damage to the combined fuel rod 12 can be prevented.

その結果、燃料集合体の落下時でも燃料棒破損が生じな
いため炉水中に燃料棒内の核分裂性生成ガス等の放出を
回避することが可能となる。
As a result, the fuel rods will not be damaged even when the fuel assembly falls, making it possible to avoid releasing fissile product gas and the like within the fuel rods into the reactor water.

本発明に関し、前述した公知側特開昭58−14768
2号では下部タイプレート部に弾性体を装着することに
より、燃料集合体落下時の衝撃エネルギを吸収して燃料
棒破損を防止するものであるが。
Regarding the present invention, the above-mentioned publicly known Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-14768
In No. 2, an elastic body is attached to the lower tie plate to absorb the impact energy when the fuel assembly falls and prevent damage to the fuel rods.

タイプレートの製造上、鋳物金型等の製作が従来技術の
タイプレート構造に比べて建しくなる。
In manufacturing the tie plate, it is easier to manufacture casting molds, etc. compared to the tie plate structure of the prior art.

一方1本発明ではタイプレートのボス部7に前述した切
欠部10を設けるだけで製造上は従来技術に比較しても
特に麗しいものではない。
On the other hand, in the present invention, the above-mentioned notch 10 is simply provided in the boss portion 7 of the tie plate, and the manufacturing process is not particularly beautiful compared to the prior art.

第3図に示した実施例では下部タイプレートの結合燃料
棒6の端栓ボス部7に切欠部10を設けたものであるが
、ナツト11で固定される結合燃料棒6の上部端栓部に
切欠部を設けても結合燃料棒の破損防止に対して有効で
ある。
In the embodiment shown in FIG. 3, a notch 10 is provided in the end plug boss 7 of the combined fuel rod 6 of the lower tie plate, but the upper end plug of the combined fuel rod 6 fixed with a nut 11 has a notch 10. Providing a notch in the fuel rod is also effective in preventing damage to the combined fuel rod.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、比較的簡単な構造変更により燃料集合
体の取扱時において、万一燃料集合体が落下するという
事故が発生しても、落下時に生じる過大な衝撃力の結合
燃料棒端栓部への影響を低減することが可能になり、結
合燃料棒が破損することによる原子炉内への核分裂生成
ガス等の漏洩を防止することができる。
According to the present invention, by making a relatively simple structural change, even if an accident occurs in which a fuel assembly falls while handling the fuel assembly, the connecting fuel rod end plug can prevent the excessive impact force generated at the time of the fall from occurring. This makes it possible to prevent the leakage of fission product gas and the like into the reactor due to damage to the combined fuel rods.

さらに、上部タイプレート及び下部タイプレートのボス
部に切欠部を設けるために、その分燃料集合体内の冷却
材流路断面積が若干大きくなるため燃料集合体内を流れ
る冷却材の圧力損失の低減の効果も期待できる。
Furthermore, since the notches are provided in the boss portions of the upper and lower tie plates, the cross-sectional area of the coolant flow path within the fuel assembly becomes slightly larger, which reduces the pressure loss of the coolant flowing within the fuel assembly. You can also expect good results.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の燃料集合体の概略図、第2
図は下部タイプレートの詳細図、第3図は本発明実施例
の平断面図、第4図は加速度と端栓発生応力の関係線図
、第5図は加速度とタイプレートボス部に発生する応力
の関係線図である。 1・・・上部タイプレート、2・・・下部タイプレート
、3・・・スペーサ、4・・・通常燃料棒、5・・・ウ
ォータロッド、6・・・結合燃料棒、8・・・リブ部、
10・・・切欠部。
FIG. 1 is a schematic diagram of a fuel assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a detailed view of the lower tie plate, Figure 3 is a cross-sectional plan view of an embodiment of the present invention, Figure 4 is a diagram showing the relationship between acceleration and stress generated in the end plug, and Figure 5 is a diagram showing the relationship between acceleration and stress generated at the tie plate boss. It is a relationship diagram of stress. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Upper tie plate, 2... Lower tie plate, 3... Spacer, 4... Normal fuel rod, 5... Water rod, 6... Combined fuel rod, 8... Rib Department,
10... Notch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、複数本の燃料棒を複数個の燃料スペーサにより正方
格子状に配列支持されている沸騰水型原子炉用燃料集合
体において、燃料棒の上部及び下部端栓部を支持してい
る上部のタイプレート及び下部タイプレートの、どちら
か一方のタイプレートの結合燃料棒を保持するボス部に
切欠部を設けたことを特徴とする燃料集合体。
1. In a fuel assembly for a boiling water reactor in which a plurality of fuel rods are arranged and supported in a square grid by a plurality of fuel spacers, the upper part that supports the upper and lower end plugs of the fuel rods is A fuel assembly characterized in that a notch is provided in a boss portion of one of a tie plate and a lower tie plate that holds a combined fuel rod.
JP60248855A 1985-11-08 1985-11-08 Fuel aggregate Pending JPS62110188A (en)

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JP60248855A JPS62110188A (en) 1985-11-08 1985-11-08 Fuel aggregate

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JP60248855A Pending JPS62110188A (en) 1985-11-08 1985-11-08 Fuel aggregate

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