JPS643102Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は加圧水型軽水炉等の原子炉において
使用される燃料集合体に関する。

〔従来技術〕

従来、この種の燃料集合体としては、第１図な
いし第３図に示すものがある。これらの図におい
て、符号１，２は上下に対向配置された上部ノズ
ル、下部ノズルである。これら上部ノズル１と下
部ノズル２との間には、上端部と下端部とがそれ
ぞれ上部ノズル１と下部ノズル２とに支持された
制御棒内管３が設けられている。この制御棒案内
管３には、支持格子４が固定されている。この支
持格子４は、第３図に示すように、剛性支持部５
および弾性支持部６を多数組有するものであり、
これら剛性支持部５および弾性支持部６によつて
燃料棒７がその軸線を上下に向けた状態で挟持固
定されている。この燃料棒７は、多数の燃料ペレ
ツト８を収納するジルカロイ製の被覆管９と、こ
の被覆管９の上下の開口部をそれぞれ密封する端
栓１０とからなるものである。

このように構成された燃料集合体Ａは、第４図
に示すように、原子炉容器１１内の炉心１２に垂
直状態で多数挿入され、上部炉心板１３および下
部炉心板１４に挟持固定される。そして、原子炉
容器１１の流入口１５から流入し、下部プレナム
部１６で反転して上向きに流れる冷却水を、それ
が下部ノズル２のノズル孔２ａを通つて燃料棒
７，７間を通過する際に加熱するものである。な
お、加熱された冷却水は流出口１７から熱交換機
（図示せず）へ送られ、発電に供される。

ところで、上記の燃料集合体Ａは、原子力発電
に用いられるものであるから、トラブルの発生を
極力防止し得るものであることが必要である。特
に、被覆管９についてはそれが燃料ペレツト８を
収納するものであることから、その点が強く要望
される。

ところが、上記従来の燃料集合体Ａにおいて
は、被覆管９の下端部が損傷するおそれがあるこ
とが判明した。すなわち、下部ノズル２のノズル
孔２ａから燃料集合体Ａ内に流入した冷却水は、
燃料棒７の下端部においては流れが激しく乱れて
いる。このため、冷却水中に何らかの原因によつ
てごみ、金属くず等の異物が混入すると、その異
物が被覆管９の下端部に激しく衝突し、この結果
被覆管９の下端部が損傷を受けるおそれがあるの
である。

〔考案の目的〕

この考案は、上記知見に基づいてなされたもの
で、冷却水中に異物が混入したとしても被覆管の
下端部が損傷を受けるのを防止することができる
燃料集合体を提供することを目的とする。

〔考案の構成〕

この考案は、上記の目的を達成するために、下
側の端栓の下端部に、端栓と別体でかつ端栓を加
えた全長が燃料棒の下端部における冷却水の乱流
域の長さに相当する長さになる筒状の保護部を、
その軸線を上下に向けて取り付けたことを構成上
の特徴とするものである。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例について、第５図お
よび第６図を参照して説明する。なお、これらの
図において上記従来例と同様な部分には同一符号
を付してその説明を省略する。

第５図はこの考案に係る燃料集合体A′の上端
部を省略して示す一部切欠き正面図、第６図は第
５図の円部の拡大図である。これらの図に示す
燃料集合体A′においては、下側の端栓１０の下
端部に、端栓１０とほぼ同径になされた筒部１８
ａと、この筒部１８ａの下端部に溶接して固定さ
れた底部１８ｂとからなる保護部１８が取り付け
られている。この保護部１８は、それ自体が冷却
水の当初の激しい乱流域に位置することによつ
て、被覆管９の下端部をそのような激しい乱流域
から離して位置させるようにするためのものであ
る。したがつて、保護部１８の長さは、当初の乱
流域の長さを考慮して決定される。この点につい
て具体的数値をもつて述べると、通常乱流域は、
燃料棒７の下端から約30mm〜100mmの範囲にある。
これに端栓１０の露出部分の長さが約10mmである
点を考慮に入れて保護部１８の長さとしては、約
20mm以上とすべきことが決定される。なお、この
値を当初の乱流域の長さによつて変更するのは勿
論である。

また、この燃料集合体A′においては、最も下
端側の支持格子４を、従来の支持格子が被覆管を
支持していたのに対し、保護部１８を支持するよ
うに配置している。このように配置する関係上、
筒部１８ａについては強度が高いものであること
が望ましく、ステンレス等によつて構成するのが
よい。

しかして、上記構成の燃料集合体A′において
は、端栓１０の下端部に保護部１８を取り付けて
いるから、被覆管９の下端部が冷却水の当初の激
しい乱流域に位置することがない。したがつて、
たとえ冷却水中にごみ、金属くず等の異物が混入
したとしても、被覆管９の下端部が損傷を受ける
ことがない。また、保護部１８が筒状をなしてい
るから、それを中実とした場合に比して燃料集合
体A′の重量を軽減することができる。この点は、
燃料集合体A′が通常燃料棒７を200本程度有し、
しかもこのような燃料集合体A′が原子炉容器中
に100体〜200体設置されることを考慮すると、そ
の効果が大きい。さらに、保護部１８を端栓１０
と別体としているから、保護部１８が損傷した場
合には、それを交換することができる。

また、この実施例においては、最も下端側に位
置する支持格子４が保護部１８を支持するように
なつているから、被覆管９の損傷防止をより一層
確実に行うことができる。すなわち、燃料棒７の
下端部は、乱流状態の冷却水によつて振動せしめ
られる。このとき、支持格子４が被覆管９を支持
していると、被覆管９はそれ自体と剛性支持部５
および弾性支持部６との間に発生する摩擦によつ
て摩耗するおそれがある。特に、冷却水中に異物
が混入した場合には、その異物が剛性支持部５お
よび弾性支持部６との間に噛み込まれて研摩材と
して作用するため、被覆管９の摩耗がより一層顕
著になる。この点、この実施例においては、支持
格子４が保護部１８を支持するようになつている
から、たとえ被覆管９の下端部が振動したとして
もそこが支持格子４によつて損傷を受けるという
いわゆるフレツテイング現象が生じることはな
い。

なお、上記の実施例においては、筒部１８ａに
底部１８ｂを溶接して保護部１８を構成するよう
にしているが、筒部と底部とを一体に構成しても
よい。また、底部１８ｂを設けなくともよい。

また、保護部１８を端栓１０と同一外径の筒状
となしているが、これに限られることなく、流線
形となしてもよい。この流線形となす点について
は、底部１８ｂにのみ適用してもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案の燃料集合体に
よれば、下側の端栓の下端部に、端栓と別体でか
つ端栓を加えた全長が燃料棒の下端部における冷
却水の乱流域の長さに相当する長さになる筒状の
保護部を、その軸線を上下に向けて取り付けてい
るから、たとえ冷却水中に異物が混入したとして
も被覆管の下端部が損傷を受けるのを防止するこ
とができ、また燃料集合体の重量を軽減すること
ができ、さらに保護部を交換することができる等
の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は従来の燃料集合体の一例
を示し、第１図は一部切欠き正面図、第２図は下
端部の拡大正面図、第３図は第２図の円部の拡
大図、第４図はこの種燃料集合体が用いられる原
子炉容器の内部構造の一例を示す縦断面図、第５
図および第６図はこの考案の一実施例を示し、第
５図は下端部を示す拡大正面図、第６図は第５図
の円部の拡大図である。 A′……燃料集合体、１……上部ノズル、２…
…下部ノズル、７……燃料棒、８……燃料ペレツ
ト、９……被覆管、１０……端栓（下側の端栓）、
１８……保護部、１８ａ……筒部、１８ｂ……底
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 上下に対向配置された上部ノズルと下部ノズル
   との間に、燃料ペレツトを収納する被覆管および
   この被覆管の両端をそれぞれ密封する端栓からな
   る複数の燃料棒を、その軸線を上下に向けて並設
   してなる燃料集合体において、前記端栓のうち下
   側の端栓の下端部に、前記端栓と別体でかつ前記
   端栓を加えた全長が前記燃料棒の下端部における
   冷却水の乱流域の長さに相当する長さになる筒状
   の保護部を、その軸線を上下に向けて取り付ける
   ことにより上記被覆管の下端部を上記乱流域より
   上方に位置させたことを特徴とする燃料集合体。