JPS6296891A - 燃料集合体 - Google Patents

燃料集合体

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JPS6296891A
JPS6296891A JP60238237A JP23823785A JPS6296891A JP S6296891 A JPS6296891 A JP S6296891A JP 60238237 A JP60238237 A JP 60238237A JP 23823785 A JP23823785 A JP 23823785A JP S6296891 A JPS6296891 A JP S6296891A
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JP
Japan
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fuel
fuel assembly
tie plate
cooling water
foreign matter
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Pending
Application number
JP60238237A
Other languages
English (en)
Inventor
横田 徳信
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.)
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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Publication date
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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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、沸騰水型原子炉に適用される燃料集合体に
係り、特に燃料被覆管を破損から防止するようにした燃
料集合体に関する。
〔発明の技術的背慎とその問題点〕
沸騰水型原子炉等の軽水炉には、多数の燃料集合体が装
荷されて原子炉炉心が構成される。燃料集合体は第7図
に示すように、角筒状のブレンネルボックス1内に多数
の燃料棒2がスペーサ3によって所定の間隔に保持され
、収容されたものCある。各燃料棒2の上下両端部は、
上部タイプレート4および下部タイプレート5によって
それぞれ拘束され固定される。
このうち、下部タイブレー1〜5は、タイプレート本体
6と燃料棒支持部7とが一体成形されて構成される。各
燃料棒2の下部端栓8は、燃料棒支持部7の孔9に嵌合
または螺合されて拘束される。
さらに、燃料棒支持部7には、冷IA水流路1oが形成
される。また、タイブレー1一本体6の下端部にt、L
冷1お水流人口11が間口され、この冷却水流入口11
から流入した冷却水が冷却水流路10を通過してデセン
ネルボックス1内に案内される。
ところで、Lt子炉の定朋虚構中には、原子炉圧万古2
;の上部の藍を開けて燃料集合体の交換を行なっている
。この虚構作業中には、作業に使用したはりがね等の金
属片が原子炉圧力容器内に落下することがある。また、
1止子か構造物が酸化または他の原因で一部剥離し、こ
の剥離片が原子炉圧力容器内に同様に落下することもあ
る。これら金属片や剥1ill八等の異物は通常型1,
1が小さいために、原子炉運転中に冷u1水の流動に伴
って炉心へ導かれ、その一部が冷u1水とともに燃料集
合体内に流入する。燃料集合体内−[・部タイプレート
5に流入した冷7JI水Jヌよび巽糎は、燃料棒支持部
7の冷却水流路10を通過り−る。この冷7JI水流路
10は流路面積が広いので人さくK7rd vIJLl
外は引11Fらず、流路面積の最も狭いスベーリ3部に
小さな異物が引1卦ることになる。
タイプレート5やスペー1)3等で流れが乱されたり、
燃料集合体の上部でボイドが発生り−る等のために局所
的に流速が変化する。この流速の変化等の影響によ・)
で、燃料棒2が微小振動している。
万一、この振動する燃料棒2に、スベー1ノ3に引11
トっだ金属片等の異物が当接づると、フレッティング現
象が発生ずる虞れがある。このフレッティング現象は、
金属片等の異物が、振動づる燃料棒2の被覆管に当接し
てこの被覆管にfJ着した腐食被膜を剥離させ、この剥
離部が新たに腐食され、これらの剥離と腐食との相乗作
用により被覆管の侵食が進行する現象である。このフレ
ッティング現象が進むと、燃料棒2の被N管に孔が開き
、この孔から燃料棒2内に冷却水が侵入する。この侵入
した冷却水と被覆管内面等が反応して水素化物が生成さ
れ、被覆管が破損づる。このような被覆管の破損により
、燃料棒2内の放射能が冷却水中に多聞に拡散し、原子
炉の安全性が損われる虞れがある。
(発明の目的) この発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、
燃料棒の健全性を維持して原子炉の安全性を向上さUる
ことができる燃料集合体を提供することを[1的とづる
〔発明の概要〕
上記1]1的を達成づるために、この発明に係る燃料集
合体は、沸騰水型原子炉の炉心を構成づるものにおいて
、燃料集合体の下部タイプレートに異物捕獲部材が取り
付()られ、この貸物捕獲部材が燃料集合体内へ流入力
る冷却水の流れ方向に対し直角位置に配置されたもので
あり、炉水中の異物を上記)?物捕穫部材で捕食して、
燃料集合体内に異物が流入しないようにしたものである
〔発明の実施例〕
以下、この発明の実施例を図面に基いて説明する。
第2図に示づように、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器
21内には、炉心22が収容されるとともに、冷却月が
充填される。炉心22は、環状シュラウド23内に装荷
された多数の燃料集合体24により構成される。これら
の燃料集合体24は、上部および下部炉心支持格子板2
5A、25Bにより支持される。
冷却水は原子炉圧力容器21内の下部ブレナム26から
炉心22へ導かれ、燃料集合体24内を上方に向って強
制流動される間に、燃料棒により加熱されて蒸気に変化
する。この蒸気は、炉心22の上方に設()られた気水
分l!!を器27を軽出しここで水滴が除去された後、
タービン28へ供給される。蒸気は、タービンで仕事を
した後、コンデンサにおいて復水となり、ポンプ30に
より原子炉圧力容器21に戻される。この間の炉心22
の反応度は、燃料集合体24間に配置された制御棒31
Aの挿抜により制御される。
さて、燃料集合体24は第3図に承りように、横断面が
ほぼ正方形をなづ角筒状のブレンネルボックス31内に
多数の燃料棒32がスベーリ゛32Aによって所定の間
隔に保持され、収容されたものである。燃料棒32は、
例えば縦横各7列あるいは8列づつ整列配置される。さ
らに、各燃料棒32の上下両端部は、上部タイプレート
33および下部タイプレート34によりそれぞれ拘束さ
れ固定される。ここで、各燃料棒32はジルカロイ製の
燃料被覆管35内にUO2等の燃料ペレット36が多数
装填され、その上下端が上部端栓37および下部端栓3
8でそれぞれ閉塞されたものである。
上記−り部タイプレート33はチャンネルボックス31
に取り付けられるが、下部タイプレート34は固定され
ず下端フリーな構造となっている。
このうち、上部タイプレート33には、上部端栓37を
挿通する図示しない孔や冷却水流路40が多数設けられ
るとともに、燃料集合体24を取り扱う操作ハンドル4
1が固定されている。
一方、下部タイプレート34は、第1図に一部を切り欠
き拡大して示すように、タイプレート本体42と燃料棒
支持部43とが一体成形されて構成される。タイプレー
ト本体42の下端部には冷却水流入口44が開口される
とともに、エントラ支持部43は、円筒形状の多数の支
持部ピース46をブリッジ47を介して互いに連結して
構成される。これら支持部ピース46は燃料棒32と同
数段けられ、各支持部ピース46に燃料棒32の下部端
栓38が嵌合または螺合されて、燃料棒32の下部が拘
束される。さらに、ブリッジ47にて連結された支持部
ピース46間が冷却水流路48として構成される。した
がって、タイプレート本体42の冷却水流入口44から
流入した冷却水は、冷却水流路48を介してチャンネル
ボックス31内へ案内されるようになっている。
さて、下部タイプレート34の燃料棒支持部43上には
、異物捕獲部材としての金網49が冷却水の流れ方向に
対し直角位置に載置される。この金網49は燃料棒支持
部43の支持部ピース46に対応する位置に多数の開口
50が設けられる。
したがって、金網49は、燃料棒32の下部端栓38が
この開口50を貫通して支持部ピース4G内に挿入され
ることにより、燃料棒支持部43および下部端栓38間
に支持され、浮上り等が防止される。
このような金網49が下部タイプレート34に配設され
たことにより、冷却水中の金属片や剥離片等の異物が冷
却水とともに冷却水流入口44から燃料集合体24内へ
流入しても、大ぎな異物は冷却水流路48を構成する燃
料棒支持部43の下部に引掛り、小さな異物は金網49
に引掛り捕獲されることになる。その結果、原子炉運転
中に燃料棒32の存在するチャンネルボックス31内へ
異物が流入することがなく、燃料棒32の7レツテイン
グ現象による破損が防止される。そのため、燃料棒32
の健全性を維持することができるとともに、原子炉の安
全性を向上させることができる。
また、上記実施例では、既存の下部タイプレート34に
金網49を取り付けたもので、下部タイプレート34を
設計変更する必要がないことから、燃料集合体24のコ
ストの上昇を招くこともない。
第4図(A)、(B)および第5図〈A)。
(B)はこの発明に係る燃料集合体の第2、第3実施例
をそれぞれ示す。この両実施例において、前記実施例と
同様な部分は同一の符号を付すことにより説明を省略す
る。
第2実施例が第1実施例と異なる点は、第4図に示すよ
うに、金網51が下部タイプレート34の燃料棒支持部
43における支持部ピース46間に配設され、したがっ
て、冷却水流路48内に設けられたことである。また、
第3実施例が第1実施例と異なる点は、第5図に承り”
ように、金網53が下部タイプレート34の燃料棒支持
部43下部に取り付けられたことである。この金網53
にも、支持部ピース46に対応した位置に開口54が形
成される。第2実施例においては、冷却水中の大きな異
物が燃料棒支持部43の下部に、小さな買物が金網51
によって捕獲されることによって、また第3実施例にお
いては大小の異物が金網53に捕獲されることによって
、イれぞれ燃料集合体24内への異物の流入が防止され
、燃It捧32の健全性を確保することができる。
さらに、第6図(A)、(B)は、この発明に係る燃料
集合体の第4実施例を示す。この実施例においても、第
1実施例と同様な部分は同一の符号を付すことにより説
明を省略する。
この実施例では異物捕獲部材としての金網55が下部タ
イプレート34の下端部に冷却水流入口44を覆うよう
にして設けられる。この場合にも、冷却水中の異物が金
網55により捕獲され、燃料棒32の健全性を確保する
ことができる。
〔発明の効果〕
以−トのように、この発明に係る燃料集合体によれば、
燃料集合体の下部タイプレートに異物捕獲部材が取り付
けられ、この異物捕獲部材が燃料集合体内へ流入づる冷
却水の流れ方向に対し直角位首に配置されたことから、
燃料集合体内への異物の流入が防止されて燃料棒の健全
性を維持することがでさ、その結果、原子炉の安全性を
向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図(A>はこの発明に係る燃料集合体の一部を切欠
いて示す要部断面図、第1図(B)は第1図(Δ)のI
l、3−IB線に沿う矢視図、第2図は第1図の燃料集
合体を装荷した沸騰水型原子炉を示す管路図、第3図は
第1図の燃料集合体内全体を示す断面図、第4図(A)
、第5図(A)、第6図(△)はこの発明に係る燃料集
合体のそれぞれ第2、第3、第4実施例を示す部分的拡
大断面図、第4図(B)、第5図(B)、第6図(B)
はイれぞれ第4図(A)、第5図(A)、第6図(A 
) k: オケルIV B−IV B線、VB−VB線
、■B−VIB線に沿う矢視図、第7図は従来の燃料集
合体を示す断面図である。 22・・・炉心、24・・・燃料集合体、32・・・燃
料棒、34・・・下部タイプレート、42・・・タイプ
レート本体、43・・・燃料棒支持部、44・・・冷却
水流入口、49・・・金網。 第1図(A) 第2図 第3図 第4図(A) 第5図(A) 第5図(B) 第6図(A)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、沸騰水型原子炉の炉心を構成する燃料集合体におい
    て、燃料集合体の下部タイプレートに異物捕獲部材が取
    り付けられ、この異物捕獲部材は燃料集合体内へ流入す
    る冷却水の流れ方向に対し直角位置に配置されたことを
    特徴とする燃料集合体。 2、異物捕獲部材は金網から構成された特許請求の範囲
    第1項記載の燃料集合体。 3、異物捕獲部材は、下部タイプレートの燃料棒支持部
    に取り付けられた特許請求の範囲第1項または第2項記
    載の燃料集合体。 4、異物捕獲部材は、下部タイプレートの下端部に取り
    付けられた特許請求の範囲第1項または第2項記載の燃
    料集合体。
JP60238237A 1985-10-24 1985-10-24 燃料集合体 Pending JPS6296891A (ja)

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