JPS63208786A - 燃料集合体 - Google Patents

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】 ｒ発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、原子炉の燃料集合体に関する。

（逆来の技術） 一般に、第５図に示すように原子炉」の炉心部２には、
多数の燃料集合体３，３・・・が装架されている。各燃
料集合体３は、第６図に示すように角筒状の燃料チャン
ネル４内に多数の燃料棒５，５・・・および１本のウォ
ータロッド６が燃料スペーサ７に支持されて収容される
。燃料スペーサ７は燃料チャンネル４の軸方向に適宜間
隔をおいて複数個設けられる。収容された多数の燃料棒
５およびウォータロッド６は上下端が上部タイプレート
８および下部タイブレート９により支持される。

下部タイプレート９には軽水等の冷却材を導入する導入
孔９ａが形成されており、導入孔９ａに案内さ九た冷却
材は燃料チャンネル４内に案内され、各燃料棒５，５・
・・間および燃料棒Ｅ５と燃料チャンネル４の内周面と
の間に形成される冷却材流路１０を通って上昇する。冷
却材がその流路１０を通る間に燃料棒５，５・・・が保
有する熱エネルギーを吸収し、各燃料棒５，５・・・を
冷却する。この燃料棒の冷却により、燃料棒５，５・・
・がバーンアウトするのが防■ヒされる。また、各燃料
棒５，５・・・の限界出力を増大させるためには、燃料
チャンネル４内に供給された冷却材を各燃料棒５，５・
・・に有効的に接触させて冷却効率を高くする必要があ
る。

ところで、燃料チャンネル４内に流入された冷却材の分
布状態は、燃料チャンネル４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５，５・
・・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、冷却材は流路抵抗の小さな低温周辺部に
流れるからである。

したがって、燃料チャンネル４内において、冷却材は燃
料チャンネル４の内周面に沿って多量流れ。

各燃料棒間を流れる冷却材量が少なくなる。

また、各燃料棒５，５・・・の冷却効率を向上させるた
めに畔、燃料チャンネル４の内周面に沿う冷却材流量を
押え、各燃料棒５，５・・・間に多量の冷却材を案内で
きるようにすればよい。

従来このような設計要求を満足させるために様々な燃料
集合体が提案されている。その代表的なものの一つとし
て第７図（燃料集合体の水平断面図の四分の−を示す）
及び第８図に示されるように燃料チャンネル部材の内周
面に、上方に向って内方を向くように傾斜させて′設け
られたガイド部材１１がある。第８図は第７図のＩＩ　
−ＩＩ断面を示している。各冷却材ガイド部材１１は第
８図に示されるようにくさび状に形成され、ガイド而１
２が上方に向かって漸次内方を向くように傾斜している
。

これにより、第８図に示すように、燃料チャンネル４の
内周壁面沿いに上昇する冷却材１３は、燃料チャンネル
４の内周面の冷却材ガイド部材１１の設置位置にくると
、そのガイドＩＭ１２ｎに案内されて内方に向けられ、
冷却材流は各燃料棒５，５間を上昇する冷却材主流と合
流せしめられる。

この合流により、燃料棒５の周囲を流れる冷却材流紙が
増大し、燃料棒の冷却効果が増加する。

また、この合流に伴って、冷却材１３の主流に乱れが生
じ、燃料棒５の表面に核反応によって生じる蒸気泡と冷
却材１３との気液混合が促進され、さらに、気液混合が
均一に行なわれ、各燃料棒５の伝熱面が気相で覆われる
のが防止される。

また、燃料チャンネル４内の上方部では、各燃料棒５，
５・・・まわりの液相部は上昇するに従って薄くなり、
バーンアウト現象が生じ易くなるが。

燃料チャンネル４の内周面に冷却材ガイド部材１１を設
けることにより、燃料チャンネル４内周面沿いに上昇す
る冷却材１３を各燃料棒５，５・・・側に積極的に案内
するので、冷却材（液相部分）を有効的に活用すること
ができ、燃料棒５，５・・・のバーンアウト現象を有効
的にかつ未然に防止することができる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このガイド部材１１は、第８図に示されるよ
うにくさび形の形状をしている。従って、燃料チャンネ
ル４を燃料集合体３に取付ける際には燃料チャンネル４
は下方に移動するため、ガイド部材１１が上部タイプレ
ート８または燃料スペーサ７と干渉することがあっても
比較的滑らかに動くことができる。

しかしながら、燃料チャンネル４を燃料集合体３から取
外す際には燃料チャンネル４は上方に移動するため、ガ
イド部の先端が上部タイプレート８または燃料スペーサ
７と干渉すると燃料チャ゛ンネルを取外すことは極めて
困難となる。

本発明は上記事実を考１／ｌＬ、てなされたものであり
、各燃料棒の冷却効率を高め、原子炉の限界出力を向上
させると共に、脱着を安全、容易かつ確実に行なえろ燃
料チャンネルを有する燃料集合体を提供することを目的
とする。

〔発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 本発明は、燃料チャンネル内に設けられたガイド部にお
いて、ガイド部の縦断面の形状を下方ばかりではなく上
方にも傾斜部をもたせた二等辺三角形状とすると共に、
ガイド部の高さ、巾、取付位置を燃料チャンネルを脱着
する際に燃料スペーサ７及び」一部タイブレート８と干
渉することがないように決定していることを特徴として
いる。

（作　　用） 本発明の燃料集合体に係る燃料チャンネルは。

ガイド部の上方、下方に傾斜部を有すると同時に、高さ
、巾、取付位れを燃料スペーサ及びと部タイプレートと
干渉しないように設定しているため。

燃料チャンネルを脱着する際に干渉することがなく、ま
た万一干渉することがあっても滑らかに脱着することが
できる。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図は本発明の燃料集合体に係る燃料チャ
ンネルの平面図及び断面図である。第２図は第１図の！
−１断面を示している。本発明の燃料集合体に係る燃料
チャンネルの全体的な構成は第５．図〜第８図に示す従
来例と異ならないので。

説明を□省略する。

本発明に係る燃料チャンネルが備えるガイド部材には第
２図に示すように上方にも下方にも傾斜部１２Ａが設け
られている。また、高さｈは第３図に示す上部タイプレ
ート８のロープ而１４の高さ１１い第４図に示す燃料ス
ペーサのロブ面１５の高さ１１□より低くなるように形
成されている。また、燃料チャンネル４の内のりからの
距離ｄは、第：（図に示す、上部タイプレート８のロブ
面１４から隣接するロブ面を有するボス１５までの距ａ
　ｏ　ｉとロブ面１４と燃料チャンネル４との間の距ｆ
ｌ！ｉ　ｇ　ｓの２倍とを足した値（Ｄｔ　＋　２ｇ＋
　）よりも大きく、また、第４図に示す燃料スペーサ７
のロブ面Ｉ６から隣接するロブ面の底面部までの距＃ｌ
１３．とロブ面１５と燃料チャンネル４との間の距離ｇ
２の２倍とを足した値（Ｄｉ　＋２Ｋｚ　）より大きく
なるように形成されている。

このガイド部材＋１Ａは、燃料チャンネル４の内周壁面
に溶接等により一体あるいは一体的に固着しても、ある
いは、燃料チャンネル４を機械加工により外周ｍｉ側か
ら凹設して一体成形するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明の燃料集合体は、燃料棒の冷却効率を高めるガイ
ド部材を具備すると共に、その部材の形状及び位置等が
燃料集合体を構成する上部タイプレート、燃料チャンネ
ルと干渉しないように、また万一干渉した場合において
も滑らかに摺動するように形成されているため、燃料チ
ャンネルの脱着を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る燃料チャンネルの平面図。 第２図は第１図のＩ−１線に沿う縦断面図、第３図は本
発明にかかる上部タイプレートと燃料チャンネルとの取
合図、第４図は本発明にかかる燃料スペーサと燃料チャ
ンネルとの取合図、第５図は従来の原子炉を示す概略縦
断面し１．第６図は従来の原子炉の炉心部に装架される
燃料集合体を示す図、第７図は従来のガイド部材を有す
る燃料チャンネルの一実施例を示す部分断手面図、第８
図は第７図のＩＩ　−ＩＩ線に沿う断面図で、冷却材流
の流れの状態を示す部分断面図である。 ；３・・・燃料集合体、　　　４・・・燃料チャンネル
、５・・・燃料棒、　　　　　　７・・・燃料スペーサ
、８・・・上部タイプレート、９・・・下部タイプレー
ト、１１、　ＩＩＡ・・・冷却材ガイド部材、１２、１
２Ａ・・・ガイド面、　　１３・・・冷却材。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　三俣弘文 第　１　図 第２図 第３図 第４図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多数の燃料棒を燃料スペーサを介して内部に収容し
   た燃料チャンネルを有する燃料集合体において、燃料チ
   ャンネル部材の内周面に冷却材ガイド部材を設け、この
   ガイド部材は上部と下部に内方に向って傾斜したガイド
   面を有していることを特徴とする燃料集合体。 ２、冷却材ガイド部材の高さ、幅及び取付位置は、上部
   タイプレート及び燃料スペーサと干渉することがないよ
   うに設定されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の燃料集合体。