JP2005214838A - Upper nozzle of fuel assembly for pressurized water reactor - Google Patents
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Abstract
【課題】 制御棒が冷却材の流れによって振動を受ける度合いを減少し、制御棒案内シンブルの摩耗量を低減して燃料集合体の強度を維持する。
【解決手段】 上部ノズル本体34のトッププレート32に垂直方向に貫通する複数の流水孔42Aを設けて上部ノズル本体34を上向きに流れてトッププレート32に当たる冷却材Cの大部分をこれらの流水孔42Aを経て上昇して冷却材Cの流れによって制御棒に振動が付与される程度を少なくする。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain the strength of a fuel assembly by reducing the degree to which a control rod receives vibration due to the flow of a coolant and reducing the amount of wear of the control rod guide thimble.
SOLUTION: A plurality of water holes 42A penetrating the top plate 32 of the upper nozzle body 34 in the vertical direction are provided so that most of the coolant C that flows upward through the upper nozzle body 34 and hits the top plate 32 is formed in these water holes. The degree to which vibration is imparted to the control rod by the flow of the coolant C rising through 42A is reduced.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、加圧水型原子炉用燃料集合体上部ノズルの改良に関し、更に詳細に述べると、制御棒の振動を低減することができる加圧水型原子炉用燃料集合体上部ノズルに関するものである。 The present invention relates to an improvement of a pressurized water reactor fuel assembly upper nozzle, and more particularly to a pressurized water reactor fuel assembly upper nozzle capable of reducing vibration of a control rod.
図1に示すように、加圧水型原子炉用燃料集合体10は、複数段の支持格子12によって束ねられた多数の燃料棒14から成り、上下のノズル20、22は、制御棒案内シンブル16によってこの束に結合されている。なお、図1において符号18は、上部ノズル20に取付けられて炉内で上部炉心板に当接するリーフスプリングであり、これは、冷却材によって燃料集合体10が浮き上がるのを防止する機能を有する。
As shown in FIG. 1, the pressurized water
図6に示すように、この加圧水型原子炉の運転中、制御棒クラスタは、燃料集合体から殆ど引き抜かれており、制御棒17の先端部が燃料集合体の上部ノズル20に取付けられた制御棒案内シンブル16に挿入された状態になっている。この挿入深さLは、すべての燃料集合体に対して等しいわけではないが、いずれにしても制御棒17の先端部は、制御棒案内シンブル16内にある。
As shown in FIG. 6, during operation of this pressurized water reactor, the control rod cluster is almost pulled out of the fuel assembly, and the
一方、図6に示すように、原子炉の運転中、燃料集合体10の上部ノズル20のノズルプレート31の流水孔を経て図6の矢印V方向に上向きに流れる冷却材Cは、上部ノズル20のトッププレート34に当たって水平方向に向きを変え制御棒17に向かって水平方向に流れる。
On the other hand, as shown in FIG. 6, during operation of the nuclear reactor, the coolant C flowing upward in the direction of arrow V in FIG. 6 through the flow holes of the
しかし、制御棒案内シンブル16に挿入された制御棒17の先端部は、このような冷却材Cの水平方向の流れを受けると、振動し、制御棒17とこの制御棒の先端が挿入された制御棒案内シンブル16とが繰り返し接触し、制御棒案内シンブル16が摩耗する。
However, the tip of the
制御棒案内シンブル16は、燃料集合体の骨格としての機能を有し、燃料集合体10の全重量を支持しているので、制御棒案内シンブル16が摩耗すると、燃料集合体10の強度が低下し、燃料集合体の品質の低下を招く。
Since the control
本発明が解決しようとする課題は、制御棒が冷却材の流れによって振動を受けるのを低減し、燃料集合体の強度の低下を起すことがない加圧水型原子炉用燃料集合体を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a fuel assembly for a pressurized water reactor in which the control rod is less subject to vibration due to the flow of the coolant and does not cause a decrease in the strength of the fuel assembly. It is in.
本発明の基本的な課題解決手段は、上部ノズル本体の内周面にトッププレートを有する加圧水型原子炉用燃料集合体上部ノズルにおいて、このトッププレートによって発生して制御棒に向かう冷却材の水平方向の流れを低減するように冷却材の流れを制御する冷却材流れ制御手段を備えたことを特徴とする加圧水型原子炉用燃料集合体上部ノズルを提供することにある。 The basic problem-solving means of the present invention is that, in a pressurized water reactor fuel assembly upper nozzle having a top plate on the inner peripheral surface of the upper nozzle body, the coolant generated horizontally by this top plate and directed toward the control rod An object of the present invention is to provide a fuel assembly upper nozzle for a pressurized water reactor, characterized by comprising coolant flow control means for controlling the flow of coolant so as to reduce the flow in the direction.
本発明の基本的な課題解決手段において、冷却材流れ制御手段は、トッププレートに垂直方向に貫通して設けられた複数の流水孔又は流水スリットから成っていてもよいし、上部ノズル本体のトッププレートの下方側の壁部分で水平方向に貫通して設けられて冷却材をトッププレートの下方で上部ノズル本体の外側に誘導する流水孔から成っていてもよい。 In the basic problem-solving means of the present invention, the coolant flow control means may consist of a plurality of flow holes or flow slits that are provided to penetrate the top plate in the vertical direction, or the top of the upper nozzle body. It may consist of a flow hole provided in a horizontal direction in the wall portion on the lower side of the plate and guiding the coolant to the outside of the upper nozzle body below the top plate.
また、本発明の基本的な課題解決手段において、冷却材流れ制御手段は、トッププレートの内周部に冷却材を水平方向ではなく内周部に沿って上方に誘導する丸みを有する誘導面から成っていてもよい。 Further, in the basic problem solving means of the present invention, the coolant flow control means is provided on the inner peripheral portion of the top plate from a guide surface having a roundness that guides the coolant upward along the inner peripheral portion, not in the horizontal direction. It may be made up.
本発明によれば、燃料集合体内を上向きに流れる冷却材は、上部ノズルのトッププレートに当たっても、水平方向に流れないで、垂直流水孔または流水スリットを貫通して又はトッププレートの内周誘導面に沿ってトッププレートの上方に誘導され又は水平流水孔を貫通して上部ノズルの外側に誘導されるので、制御棒がこの冷却材の流れによって振動を受ける度合いが減少し、従って制御棒案内シンブルの摩耗量が低減し、燃料集合体の強度を低下することがない。 According to the present invention, the coolant flowing upward in the fuel assembly does not flow in the horizontal direction even when it hits the top plate of the upper nozzle, passes through the vertical water flow hole or the water flow slit, or the inner peripheral guide surface of the top plate. Along the top plate or through the horizontal water holes and outside the upper nozzle, so that the degree of vibration of the control rods due to this coolant flow is reduced, and therefore the control rod guide thimble This reduces the amount of wear of the fuel assembly and does not reduce the strength of the fuel assembly.
本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に述べると、図2及び図3は、本発明に係わる加圧水型原子炉用燃料集合体上部ノズル20を示し、この上部ノズル20は、下側にノズルプレート31を有し上端縁の内周面に鍔状のトッププレート32を有する略四角形の上部ノズル本体34から成っている。ノズルプレート31には多数の流水孔31WHとシンブル貫通孔31SHとを有する。なお、図2において符号36は、上部ノズル本体34の2つのコーナ立上がり部に設けられたロック部、符号38は、上部ノズル本体34の他の2つのコーナ立上がり部に設けられて各リーフスプリング(図1の符号18参照)の基部を固定するボルトがねじ込まれるねじ孔、また符号40は、トッププレート32に設けられて各リーフスプリングの脚部(図1の符号18a参照)が入り込むスリットである。
The embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 2 and 3 show a pressurized water reactor fuel assembly
本発明の上部ノズル20は、トッププレート32によって発生する傾向があって制御棒に向かう水平方向の冷却材Cの流れを制御する冷却材流れ制御手段42を備えている。図2及び図3の形態では、この冷却材流れ制御手段42は、トッププレート32に垂直方向に貫通して設けられた複数の流水孔42Aから成っている。
The
このように、トッププレート32に垂直流水孔42Aを設けると、燃料集合体10内を上向きに流れる冷却材Cの大部分は、トッププレート32によって水平方向に方向変換することなく、これらの流水孔42Aを経て上昇し、従って、制御棒(図6の符号17参照)が冷却材Cの流れによって振動を受ける度合いが減少するので、制御棒案内シンブル(図1の符号16参照)の摩耗量が低減し、燃料集合体10の強度を低下することがない。
As described above, when the
本発明の他の実施の形態が図3及び図4に示されている。図3の実施の形態では、冷却材流れ制御手段42、トッププレート32の内周面に設けられた複数の垂直スリット42Bから成っており、また図4の形態では、冷却材流れ制御手段42は、トッププレート32の下側で上部ノズル本体34の壁を水平方向に貫通する水平流水孔42Cから成っている。
Another embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the embodiment shown in FIG. 3, the coolant flow control means 42 and a plurality of
図3及び図4の冷却材流れ制御手段42も、図2の垂直流水孔42Aと同様に、冷却材Cの大部分を流水スリット42B(図3)によって垂直方向に、また冷却材Cの相当部分を水平流水孔42C(図4)を経て制御棒とは反対側に水平方向に逃し、従って、制御棒が冷却材Cの流れによって振動を受ける度合いを減少することができる。
The coolant flow control means 42 in FIG. 3 and FIG. 4 also has a large part of the coolant C in the vertical direction by the
本発明の更に他の実施の形態が図5に示されており、この実施の形態では、冷却材流れ制御手段42は、トッププレート32の内周部に冷却材を水平方向ではなく内周部に沿って上方に誘導するように丸みをもって面取りされた誘導面42Dから成っている。
Still another embodiment of the present invention is shown in FIG. 5, in which the coolant flow control means 42 places the coolant on the inner periphery of the
図5の冷却材流れ制御手段42も、冷却材Cの大部分をトッププレート32の内周の丸みを有する誘導面42Dによって垂直方向に誘導するので、制御棒が冷却材Cの流れによって振動を受ける度合いを減少することができる。
The coolant flow control means 42 of FIG. 5 also guides most of the coolant C in the vertical direction by the
本発明の燃料集合体上部ノズルによれば、制御棒が冷却材の流れによって振動を受ける度合いが減少し、従って制御棒案内シンブルの摩耗を低減して燃料集合体の強度の低下を抑制することができる。 According to the fuel assembly upper nozzle of the present invention, the degree to which the control rod is subjected to vibration due to the flow of the coolant is reduced, and therefore the wear of the control rod guide thimble is reduced and the decrease in the strength of the fuel assembly is suppressed. Can do.
10 燃料集合体
12 支持格子
14 燃料棒
16 制御棒案内シンブル
17 制御棒
18 リーフスプリング
18a スプリング脚
20 上部ノズル
22 下部ノズル
31 ノズルプレート
31WH 流水孔
31SH シンプル貫通孔
32 トッププレート
34 上部ノズル本体
36 ロック部
38 スプリング固定用ボルト孔
40 スリット
42 冷却材流れ制御手段
42A 垂直流水孔
42B 流水スリット
42C 水平流水孔
42D 面取り誘導面
C 冷却材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
2. The pressurized water reactor fuel assembly upper nozzle according to claim 1, wherein the coolant flow control means moves the coolant to the inner peripheral portion of the top plate along the inner peripheral portion instead of horizontally. 3. An upper nozzle for a fuel assembly for a pressurized water reactor, characterized by comprising a guiding surface having a roundness that is guided upward.
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