JPS636493A - Channel box for nuclear reactor - Google Patents

Channel box for nuclear reactor

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JPS636493A
JPS636493A JP61149456A JP14945686A JPS636493A JP S636493 A JPS636493 A JP S636493A JP 61149456 A JP61149456 A JP 61149456A JP 14945686 A JP14945686 A JP 14945686A JP S636493 A JPS636493 A JP S636493A
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JP
Japan
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channel box
plate material
nuclear reactor
irradiation growth
channel
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Application number
JP61149456A
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Japanese (ja)
Inventor
伸雄 多田
中島 潤二郎
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (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。
(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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子炉用のチャネルボックスに関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a channel box for a nuclear reactor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

原子炉の炉心に装荷される燃料集合体の性能は。 What is the performance of the fuel assembly loaded into the reactor core?

原子炉の円滑且つ安全な運転を図る上で最も重要な要素
の1つであり、特に燃料集合体の最外周部にあって燃料
バンドを覆っているチャネルボ・ツクスは、燃料集合体
の冷却材を確保し、燃料集合体の強度を維持し、隣接す
る制御棒の挿入性を維持する等の重要な役割を有してい
る。従来のチャネルボックスは、強度、耐食性、熱中性
子の吸収特性等を考慮して、ジルコニウム基合金が使用
されているが、このような従来のチャネルボックスは、
チャネルボックス内外の圧力差に起因して機械的変形(
クリープ変形)を生じることが知られている。すなわち
、原子炉運転中においては、チャネル内には冷却材が高
圧力の下で流れているが、この時にチャネルボックス壁
にはチャネルボックス内外の圧力差によって機械的な変
形力が連続的にかかることになる。この圧力は、チャネ
ルボックスの内側において、外側よりも約1 kg/C
m”程度高いため、外方向に拡大変形し、さらに長時間
運転による熱的効果および中性子照射効果によってその
変形が増長される。外部へ膨張したチャネルボックスは
、隣接する制御棒と干渉して制御棒の炉心挿入性を悪化
させ、原子炉の適正かつ安全な運転制御を阻害させるお
それがあった。またチャネルボックスの変形によって、
チャネルボックス内部を流れる冷却材がチャネルボック
スの下端部と下部タイプレートとの間に生じた間隙から
漏洩しやすくなり、燃料バンドルに対する冷却効果が十
分に発揮できなくなるおそれを有している。
One of the most important elements for the smooth and safe operation of a nuclear reactor, the channel box, which is located at the outermost part of the fuel assembly and covers the fuel band, is the coolant for the fuel assembly. It plays an important role in ensuring the strength of the fuel assembly, maintaining the insertability of adjacent control rods, etc. Conventional channel boxes use zirconium-based alloys due to their strength, corrosion resistance, thermal neutron absorption properties, etc.
Mechanical deformation (
Creep deformation) is known to occur. In other words, during reactor operation, coolant flows under high pressure in the channels, and at this time, mechanical deformation force is continuously applied to the channel box walls due to the pressure difference inside and outside the channel box. It turns out. This pressure is approximately 1 kg/C higher inside the channel box than outside.
Since the channel box is about 1.5 m in height, it expands and deforms outward, and the deformation is further amplified by the thermal effect and neutron irradiation effect caused by long-term operation.The channel box that expands outward interferes with the adjacent control rod and is controlled. There was a risk that the insertion of the rod into the reactor core would be deteriorated and the proper and safe operation control of the reactor would be hindered.Also, due to the deformation of the channel box,
The coolant flowing inside the channel box tends to leak from the gap created between the lower end of the channel box and the lower tie plate, and there is a risk that the cooling effect on the fuel bundle will not be sufficiently exerted.

このような問題点を解決するために、例えば特開昭55
−10516号公報に開示されるように製造時に予めチ
ャネルボックス各辺を内側にたわみ変形させて、使用中
の外側への変形と初期の内側への変形を打ち消すように
したり、特開昭55−27320号公報に開示されるよ
うに、チャネルボックスの寿命途中でその上下関係を逆
転させることにより、変形量を軸方向に均一に分散させ
てチャネルボックスの寿命の長期化を図る等の手段が従
来より提案されている。
In order to solve such problems, for example,
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 10516, each side of the channel box is bent inward in advance during manufacture to cancel out the outward deformation during use and the initial inward deformation; As disclosed in Japanese Patent Application No. 27320, conventional methods include reversing the vertical relationship of the channel box midway through its life, thereby uniformly distributing the amount of deformation in the axial direction and prolonging the life of the channel box. More suggested.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、特開昭55−10516号公報に開示さ
れる従来技術のように、チャネルボックスを製造時に予
め内側へ変形させると、燃料集合体を組立てる際にチャ
ネルボックスが燃料バンドルと干渉して製造性を悪化さ
せる可能性を有し、また特開昭55−27320号公報
に開示される従来技術のよ  ・うに、チャネルボック
スの位置関係を逆転して使用する場合には外側の変形そ
のものは依然として発生し、また前述したいずれの従来
技術もチャネルボックスの使用期間を延長すると外側へ
のクリープ変形は進行を続け、やがて許容限界に至る点
に改善すべき問題を有していた。
However, if the channel box is previously deformed inward during manufacturing as in the prior art disclosed in JP-A-55-10516, the channel box interferes with the fuel bundle when assembling the fuel assembly, resulting in poor manufacturing. Moreover, when the channel box is used with the positional relationship reversed, as in the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-27320, the outer deformation itself still occurs. However, all of the above-mentioned conventional techniques have a problem that should be improved in that as the period of use of the channel box is extended, the outward creep deformation continues to progress and eventually reaches the permissible limit.

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところはチャネルボックスのクリープ変
形の発生を防止し、長期使用によってもその機能の健全
性を維持し得る原子炉用チャネルボックスを提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and
The purpose is to provide a channel box for a nuclear reactor that can prevent creep deformation of the channel box and maintain its functional integrity even after long-term use.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、原子炉用チャネルボックスを構成する板材
をその板厚方向で中性子照射成長特性が異なるようにす
ると共に、その中性子照射成長特性は、チャネルボック
ス外面側における周方向照射成長量がチャネルボックス
内面側の周方向照射成長量よりも小さく設定することに
より達成される。
The above purpose is to make the plate material constituting the channel box for a nuclear reactor have different neutron irradiation growth characteristics in the thickness direction, and also to make the neutron irradiation growth characteristics different in the circumferential irradiation growth amount on the outer surface side of the channel box. This is achieved by setting the growth amount in the circumferential direction smaller than that on the inner surface side.

〔作用〕[Effect]

既述したように、チャネルボックスは、その使用期間中
にチャネルボックス内外の圧力差によって、外側に向か
ってクリープ変形が生じる。このクリープ変形の主原因
であるチャネルボックス内外の圧力差及び加速要因であ
る高温ならびに高速中性子束は、原子炉運転時には不可
避のものであるため、クリープによる歪も基本的に不可
避のものである。このクリープによる歪は、次のような
式で表わすことができる。これを第6図のチャネルボッ
クス変形模式図に基づき説明する。チャネルボックス1
は、原子炉内で使用されることによって外側にδだけ変
位する。ここで、チャネルボックスの一辺が−様な曲率
半径rをもってたわむものとすると、チャネルボックス
の一辺が弧となる扇形の中心角θは、チャネルボックス
の一辺の長さをQoとして、 θ= 12o / r で表わされる。
As mentioned above, the channel box undergoes creep deformation toward the outside due to the pressure difference between the inside and outside of the channel box during its period of use. The pressure difference inside and outside the channel box, which is the main cause of this creep deformation, and the high temperature and fast neutron flux, which are the acceleration factors, are unavoidable during nuclear reactor operation, so the distortion due to creep is basically unavoidable. The strain caused by this creep can be expressed by the following formula. This will be explained based on a schematic diagram of a modified channel box in FIG. channel box 1
is displaced outward by δ due to its use in a nuclear reactor. Here, assuming that one side of the channel box bends with a -like radius of curvature r, the central angle θ of the fan shape where one side of the channel box is an arc is θ = 12o / where the length of one side of the channel box is Qo. It is represented by r.

また、この式と前記チャネルボックスの変形量δとの間
には次式の関係がある。
Furthermore, there is a relationship between this equation and the amount of deformation δ of the channel box as shown in the following equation.

δ= r (1−cos(−))二rθ2/8但し、α
が小なるときの近似式 %式% また、チャネルボックス1の板厚をtとすると、チャネ
ルボックス内外面での周方向歪差Δεは、Δε= t 
/ r となる。従って、内外面での周方向歪差Δεと、変形量
δとの関係は次式で表わされる。
δ= r (1-cos(-))2rθ2/8 However, α
Approximate formula when % is small Formula % Also, if the thickness of the channel box 1 is t, the circumferential strain difference Δε on the inner and outer surfaces of the channel box is Δε= t
/r. Therefore, the relationship between the circumferential strain difference Δε between the inner and outer surfaces and the amount of deformation δ is expressed by the following equation.

Δε=8tδ/Qo” 一方、チャネルボックスを構成するジルコニウム基合金
は、応力がかかつていない状態でも高速中性子照射によ
り変形する中性子照射成長特性を有している。この照射
特性を利用すると、板材の表裏に中性子照射によって歪
差をもたせることができる。すなわち、板材の片面(A
面とする)に比較的照射成長量の小さいものを用い、そ
の裏面(B面とする)にA面よりも照射成長量の大きい
ものを用いて高速中性子を照射すると、板材はB面が凸
となるようにたわみ変形を起こす。
Δε=8tδ/Qo" On the other hand, the zirconium-based alloy that makes up the channel box has a neutron irradiation growth characteristic that causes it to deform when exposed to fast neutrons even when no stress is applied.Using this irradiation characteristic, it is possible to It is possible to create a strain difference between the front and back surfaces by neutron irradiation.In other words, one side of the plate (A
If a plate with a relatively small amount of irradiation growth is used on the side (referred to as the B side) and a plate with a larger amount of irradiation growth than the A side is used on the back side (referred to as the B side) and irradiated with fast neutrons, the B side of the plate will be convex. A deflection deformation occurs as follows.

従って、本発明のようにチャネルボックスを構成する板
材として、チャネルボックス外面側における周方向照射
成長量が小さく、内面側の周方向照射成長量が太きいも
のを用いると、原子炉運転時の中性子照射によってチャ
ネルボックスがその内側に向けてたわもうとする。そし
て、この照射成長特性差による歪差Δεcrと前述した
クリープ変形による歪差ΔEを同等にすれば、互いに反
対方向に働く歪差が打ち消し合ってチャネルボックスの
使用中に生じる内外面の全歪差Δεtotを零、すなわ
ち下式のように全変形量δtotを零とすることができ
る。
Therefore, if the plate material constituting the channel box used in the present invention is one in which the amount of circumferential irradiation growth on the outer surface of the channel box is small and the amount of circumferential irradiation growth on the inner surface side is large, neutrons during reactor operation The irradiation causes the channel box to bend inward. If the strain difference Δεcr due to the difference in irradiation growth characteristics and the strain difference ΔE due to the creep deformation described above are made equal, the strain differences acting in opposite directions cancel each other out, and the total strain difference between the inner and outer surfaces that occurs during use of the channel box Δεtot can be set to zero, that is, the total deformation amount δtot can be set to zero as shown in the following equation.

δtot o=Δεtot::Δε−Δεcr=0なお
、板材の内外面で中性子照射成長特性を異なるようにす
るためには、2種の特性の相異なる板材を接合させるの
が最も簡便な方法であるが、最も好ましい素材は、耐食
性2強度、中性子吸収特性等に優れ、原子炉内で充分の
実績のあるジルコニウム基合金であり、この材料を用い
てチャネルボックス内外面の中性子照射成長特性を異な
せるのが望ましい。そして、ジルコニウム基合金を使用
する場合には、次のようにして中性子照射成長特性を異
ならせることができる。
δtot o=Δεtot::Δε−Δεcr=0In order to make the neutron irradiation growth characteristics different on the inner and outer surfaces of the plate material, the simplest method is to join two types of plate materials with different characteristics. However, the most preferable material is a zirconium-based alloy, which has excellent corrosion resistance, strength, neutron absorption properties, etc., and has a sufficient track record in nuclear reactors.Using this material, the neutron irradiation growth characteristics of the inner and outer surfaces of the channel box can be varied. is desirable. When a zirconium-based alloy is used, the neutron irradiation growth characteristics can be varied as follows.

すなわち、ジルコニウム基合金の照射成長の基本的機構
は、中性子照射によって生じた格子欠陥が蓄積すること
により、ジルコニウムの六方晶の結晶がC軸方向(結晶
の中心軸方向)に縮みa軸方向(C軸と直交する方向)
に拡がることによる。
In other words, the basic mechanism of irradiation growth of zirconium-based alloys is that, due to the accumulation of lattice defects caused by neutron irradiation, the hexagonal zirconium crystal shrinks in the C-axis direction (the central axis direction of the crystal) and shrinks in the a-axis direction ( (direction perpendicular to C-axis)
By spreading to.

従ってジルコニウム基合金の中性子照射成長特性は、C
軸がどの方向を向く集合組織をとっているかにより支配
される。この特性を考慮して、チャネルボックスの内外
面での集合組織の結晶方向性を変えることによって、チ
ャネルボックス内外面で照射成長の異なるチャネルボッ
クス板材を得ることができる。このようなジルコニウム
基合金の中性子照射成長特性を異ならせる方法としては
、ジルコニウム基合金の熱処理工程を変える方法がある
。例えば、ジルコニウム基合金を焼鈍した場合には、焼
鈍材は焼鈍前の加工材より照射成長量が小さくなる。従
って、チャネルボックスの内外面での焼鈍条件を変え、
チャネルボックス用ジルコニウム板材の外面側を最終製
造工程で焼鈍し。
Therefore, the neutron irradiation growth characteristics of zirconium-based alloys are C
It is controlled by the direction of the texture of the axis. By taking this characteristic into consideration and changing the crystal orientation of the texture on the inner and outer surfaces of the channel box, it is possible to obtain a channel box plate material with different irradiation growth on the inner and outer surfaces of the channel box. As a method of varying the neutron irradiation growth characteristics of such a zirconium-based alloy, there is a method of changing the heat treatment process of the zirconium-based alloy. For example, when a zirconium-based alloy is annealed, the amount of irradiation growth of the annealed material is smaller than that of the processed material before annealing. Therefore, by changing the annealing conditions on the inner and outer surfaces of the channel box,
The outer surface of the zirconium plate material for the channel box is annealed in the final manufacturing process.

内面側に焼鈍前の加工度を残した場合でもチャネルボッ
クスの内外面で中性子照射成長の異なるチャネルボック
ス板材を得ることができる。
Even if the degree of processing before annealing remains on the inner surface side, it is possible to obtain a channel box plate material with different neutron irradiation growth on the inner and outer surfaces of the channel box.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の一実施例を第1図ないし第3図に基づき説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 3.

第1図(a)は、本発明の一実施例であるチャネルボッ
クスの切欠断面図、第1図(b)は第1図(a)のA部
を拡大して示す集合組織の模式図である。第1図(a)
に示すようにチャネルボックス1を構成する板材は、板
厚の略中央部分で2層にわかれる外層2と内層3とより
なる。外層2と内層3とは、夫ぞれ集合組織の相異なる
ジルコニウム基合金で形成されており、その界面は金属
結合により接合されている。外M2の集合組織をみると
、第1図(b)に示すようにその結晶のC軸は比較的均
一に全方向に向いているが、内層3はC軸が板厚方向に
そろって向くような集合組織となっている。このような
チャネルボックスは、第2図に示すような工程で製造さ
れる。すなわち、チャネルボックスの内M3となる部材
は、第2図の(If)に示すように溶解のあと熱間鍛造
、熱間圧延及び焼鈍で成る程度形状を整えた後、強加工
環の冷間圧延を加える。強加工環の冷間圧延を加えると
結晶C軸の多くが板厚方向を向く。これに対してチャン
ネルボックスの外M2は、第2図の(I)に示すように
溶解、熱間鍛造、熱間圧延。
FIG. 1(a) is a cutaway cross-sectional view of a channel box that is an embodiment of the present invention, and FIG. 1(b) is a schematic diagram of the texture showing an enlarged view of section A in FIG. 1(a). be. Figure 1(a)
As shown in the figure, the plate material constituting the channel box 1 consists of an outer layer 2 and an inner layer 3, which are divided into two layers approximately at the center of the plate thickness. The outer layer 2 and the inner layer 3 are each formed of a zirconium-based alloy having a different texture, and are joined at their interfaces by metal bonding. Looking at the texture of the outer M2, as shown in Figure 1(b), the C-axes of the crystals are relatively uniformly oriented in all directions, but the C-axes of the inner layer 3 are aligned in the thickness direction. It has become a collective organization like this. Such a channel box is manufactured through the steps shown in FIG. That is, as shown in (If) in Fig. 2, the member that becomes M3 in the channel box is melted, then hot-forged, hot-rolled, and annealed to a certain degree, and then cold-worked into a heavily worked ring. Add rolling. When a heavily worked ring is cold rolled, most of the crystal C axes are oriented in the thickness direction. On the other hand, the outer M2 of the channel box is melted, hot forged, and hot rolled as shown in FIG. 2 (I).

焼鈍を経た後に前述のような冷間圧延による強加工環を
加えることなく形成され、結晶C軸の方向性に比較的偏
りがなくランダムな状態となっている。そして、前記製
造工程(1)、(n)の工程でチャネルボックス内外層
の板材要素が製造された後に、第2図(m)に示すよう
に各板材要素を合せ溶接で接合し熱間圧延することによ
りチャネルボックス用の一枚板が形成される。この後は
通常のチャネルボックスの製造工程に従い冷間圧延。
After annealing, it is formed without adding a strongly worked ring by cold rolling as described above, and the orientation of the crystal C axis is relatively uniform and random. After the plate elements of the inner and outer layers of the channel box are manufactured in the manufacturing steps (1) and (n), each plate element is joined by welding and hot rolled as shown in FIG. 2(m). By doing so, a single plate for the channel box is formed. After this, it is cold rolled according to the normal channel box manufacturing process.

焼鈍、研摩の後、強加工冷間圧延された面が内側になる
よう成形加工し、焼鈍、仕上げ工程を経てチャネルボッ
クスが形成される。なお、成形加工と焼鈍との間に耐食
性を向上させるための特殊熱処理工程を加えてもよい。
After annealing and polishing, the material is shaped so that the hard cold rolled surface faces inside, and a channel box is formed through annealing and finishing steps. Note that a special heat treatment step may be added between forming and annealing to improve corrosion resistance.

また、外層2となる部分は、後半の工程でC軸がやや板
厚方向に向くが、内層3となる部分に較べてはるかに偏
り方が小さい。
In addition, in the portion that will become the outer layer 2, the C-axis is slightly oriented in the thickness direction in the latter half of the process, but the deviation is much smaller than in the portion that will become the inner layer 3.

従って、このような構造よりなるチャネルボックスによ
れば、発明の「作用」の項でも詳述したようにチャネル
ボックスの材料となるジルコニウム基合金の結晶が、中
性子照射によってC軸方向に縮み、a軸方向に拡がる照
射成長特性を有していることから、C軸の板厚方向への
偏り方を大きくした内層3の方が外層2よりもチャネル
ボックス周方向の照射成長量が大きくなり、その結果チ
ャネルボックス1には内外層に照射成長差が生じて、チ
ャネルボックス内側に向けてたわみ変形しようとする力
が発生する。その結果、第3図に示すように(第3図は
本実施例におけるチャネルボックスの変形量と原子炉の
炉内滞在時間の関係を示す)この照射成長によるチャネ
ルボックス内側向のたわみ変形(内外層の歪差)がクリ
ープ変形によるチャネルボックスの外側に向けての変形
と打ち消し合い、実質的にチャネルボックスの変形を抑
制することができる。特に上記実施例によれば、中性子
照射成長による変形量は内外層のC軸の傾き度の差をコ
ントロールすることにより調整できるので、クリープに
よる外側向きの変形と打ち消し合うための内側向きの照
射成長変形量も任意に調整することができる。
Therefore, according to the channel box having such a structure, the crystals of the zirconium-based alloy, which is the material of the channel box, shrink in the C-axis direction by neutron irradiation, as described in detail in the "effect" section of the invention, and the a Since it has an irradiation growth characteristic that spreads in the axial direction, the amount of irradiation growth in the circumferential direction of the channel box is larger for the inner layer 3, in which the C axis is more biased in the thickness direction, than for the outer layer 2. As a result, a difference in irradiation growth occurs between the inner and outer layers of the channel box 1, and a force is generated that tends to bend and deform the channel box inward. As a result, as shown in Figure 3 (Figure 3 shows the relationship between the amount of deformation of the channel box and the time spent in the reactor in this example), the channel box was deflected inward (inside and out) due to this irradiation growth. The difference in strain between the layers) cancels out the outward deformation of the channel box due to creep deformation, making it possible to substantially suppress the deformation of the channel box. In particular, according to the above embodiment, the amount of deformation due to neutron irradiation growth can be adjusted by controlling the difference in the degree of inclination of the C-axis between the inner and outer layers. The amount of deformation can also be adjusted arbitrarily.

第4図は本発明の他の実施例におけるチャネルボックス
の主な製造工程を示し、第5図はこの製造工程に使用す
るチャネルボックス焼鈍炉を示すものである。第4図の
(1)で示す部分は、ジルコニウム基合金を用いてチャ
ネルボックスを成形加工する従来より知られている製造
工程であり、本実施例は、第4図(1)の−連の製造工
程で成形加工されたチャネルボックスを、更に第4図(
II)に示すように外面のみを焼鈍することによって再
結晶化し、チャネルボックス内面には加工層を残すよう
にしたものである。このようなチャネルボックスは、第
5図に示すように、予め成形加工されたチャネルボック
ス1を最終製造工程時に焼鈍炉4内にセットし、チャネ
ルボックス1の内部に冷却材を通して、内面を冷却しな
がら外面を焼鈍することによって、製造することができ
る。
FIG. 4 shows the main manufacturing process of a channel box in another embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows a channel box annealing furnace used in this manufacturing process. The part indicated by (1) in Fig. 4 is a conventionally known manufacturing process for forming a channel box using a zirconium-based alloy, and this example is the part shown in Fig. 4 (1). The channel box formed in the manufacturing process is further shown in Figure 4 (
As shown in II), recrystallization is performed by annealing only the outer surface, leaving a processed layer on the inner surface of the channel box. As shown in FIG. 5, such a channel box is manufactured by setting a pre-formed channel box 1 in an annealing furnace 4 during the final manufacturing process, and passing a coolant through the inside of the channel box 1 to cool the inner surface. It can be manufactured by annealing the outer surface.

しかして、このようにして製造されるチャネルボックス
は、チャネルボックス外面側が最終製造工程で焼鈍され
るため中性子照射成長量が比較的小さく(すなわち、焼
鈍により結晶C軸がランダム状態にある)、これに対し
てチャネルボックス内面側は冷間圧延による加工度を残
しているため中性子照射成長量が比較的大きい(すなわ
ち、冷間圧延加工度合を残すことにより結晶C軸が板厚
方向に偏向している)ので、原子炉運転時の中性子照射
成長によってチャネルボックス板材がクリープ変形を打
ち消す内向き方向に変形しようとする6従って、本実施
例でも最終的焼鈍時の焼鈍温度或いはチャネルボックス
内面側の冷却条件によってチャネルボックス内外面の照
射成長特性を任意にコントロールできるので、チャネル
ボックスのクリープ変形を実質的に零の状態に抑制する
ことができる。
However, in the channel box manufactured in this way, since the outer surface of the channel box is annealed in the final manufacturing process, the amount of neutron irradiation growth is relatively small (that is, the crystal C axis is in a random state due to annealing). On the other hand, the inner surface of the channel box retains the degree of cold rolling, so the amount of neutron irradiation growth is relatively large. Therefore, due to neutron irradiation growth during reactor operation, the channel box plate material tends to deform inward to counteract the creep deformation6.Therefore, in this example as well, the annealing temperature during final annealing or the cooling of the inner surface of the channel box Since the irradiation growth characteristics of the inner and outer surfaces of the channel box can be controlled arbitrarily depending on the conditions, creep deformation of the channel box can be suppressed to substantially zero.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明によれば、チャネルボックスのクリ
ープ変形の発生を防止し、原子炉内の長期使用によって
もその機能の健全性を維持し得るチャネルボックスを提
供することができる。更に上記効果を奏することにより
、炉内で長期に使用される高燃焼度燃料集合体を実現さ
せ、又燃料サイクルコストの低減及び放射性廃棄物の低
減を図る2次的効果も奏し得る。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a channel box that can prevent creep deformation of the channel box and maintain its functional soundness even after long-term use in a nuclear reactor. Furthermore, by achieving the above effects, it is possible to realize a high burnup fuel assembly that can be used for a long period of time in a reactor, and secondary effects of reducing fuel cycle costs and radioactive waste can also be achieved.

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

第1図(a)は1本発明の第1実施例を示す一部切欠断
面斜視図、第1図(b)は、第1図(a)のA部拡大断
面図、第2図は、上記実施例のチャネルボックスの製造
工程を示す説明図、第3図は上記実施例のチャネルボッ
クスの変形量と炉内滞在時間との関係を示す特性線図、
第4図は、本発明の第2実施例におけるチャネルボック
スの製造工程を示す説明図、第5図は、上記第2実施例
のチャネルボックス製造工程の最終焼鈍工程を示す概略
図、第6図は、チャネルボックスのクリープ変形を示す
模式図である。 1・−・チャネルボックス、2・・・外層、3・・・内
層、4芋 1 図 第 2 目 (1)(丁9 −仇]2 茅4 口
FIG. 1(a) is a partially cutaway sectional perspective view showing a first embodiment of the present invention, FIG. 1(b) is an enlarged sectional view of section A in FIG. 1(a), and FIG. An explanatory diagram showing the manufacturing process of the channel box of the above embodiment, FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of deformation of the channel box of the above embodiment and the residence time in the furnace,
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the manufacturing process of the channel box in the second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a schematic diagram showing the final annealing process of the channel box manufacturing process in the second embodiment, and FIG. is a schematic diagram showing creep deformation of a channel box. 1 - Channel box, 2... Outer layer, 3... Inner layer, 4 Potato 1 Diagram 2nd item (1) (9 - 2) 2 Thatch 4 Mouth

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、原子炉用チャネルボックスを構成する板材をその板
厚方向で中性子照射成長特性が異なるようにすると共に
、前記板材の中性子照射成長特性は、チャネルボックス
外面側における周方向照射成長量がチャネルボックス内
面側の周方向照射成長量よりも小さく設定してなること
を特徴とする原子炉用チャネルボックス。 2、特許請求の範囲第1項において、前記チャネルボッ
クスを構成する板材は、中性子照射成長特性が異なる少
なくとも2層以上の層構造を有してなる原子炉用チャネ
ルボックス。 3、特許請求の範囲第1項又は第2項において、前記チ
ャネルボックスを構成する板材は、ジルコニウム基合金
よりなる原子炉用チャネルボックス。 4、特許請求の範囲第3項において、前記チャネルボッ
クスを構成する板材は、チャネルボックスの内外面で集
合組織の結晶方向性が異なる原子炉用チャネルボックス
。 5、特許請求の範囲第3項において、前記チャネルボッ
クスを構成する板材は、外層側の板材のみをチャネルボ
ックス最終製造工程で焼鈍し、内層側の板材は焼鈍前の
加工層を残してなる原子炉用チャネルボックス。
[Scope of Claims] 1. The plate material constituting the channel box for a nuclear reactor is made to have different neutron irradiation growth characteristics in the thickness direction, and the neutron irradiation growth characteristic of the plate material is different in the circumferential direction on the outer surface side of the channel box. A channel box for a nuclear reactor, characterized in that the amount of irradiation growth is set smaller than the amount of irradiation growth in the circumferential direction on the inner surface side of the channel box. 2. The channel box for a nuclear reactor according to claim 1, wherein the plate material constituting the channel box has a layer structure of at least two or more layers having different neutron irradiation growth characteristics. 3. The channel box for a nuclear reactor according to claim 1 or 2, wherein the plate material constituting the channel box is made of a zirconium-based alloy. 4. The channel box for a nuclear reactor according to claim 3, wherein the plate material constituting the channel box has different crystal orientations of texture on the inner and outer surfaces of the channel box. 5. In claim 3, the plate material constituting the channel box is an atom formed by annealing only the plate material on the outer layer side in the final manufacturing process of the channel box, and leaving the processed layer before annealing on the plate material on the inner layer side. Channel box for furnace.
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