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JP2000028770A - 燃料集合体 - Google Patents

燃料集合体

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JP2000028770A
JP2000028770A JP10193236A JP19323698A JP2000028770A JP 2000028770 A JP2000028770 A JP 2000028770A JP 10193236 A JP10193236 A JP 10193236A JP 19323698 A JP19323698 A JP 19323698A JP 2000028770 A JP2000028770 A JP 2000028770A
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JP
Japan
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control rod
rod guide
dashpot
guide thimble
thimble
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JP10193236A
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JP3999361B2 (ja
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Koichi Nunokawa
公一 布川
Yasuhisa Asano
泰久 浅野
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00Control of nuclear reaction
    • G21C7/06Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
    • G21C7/20Disposition of shock-absorbing devices ; Braking arrangements
    • 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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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御棒案内シンブルの軸方向に作用する圧縮
荷重によって曲げ変形が生ずることを防止できる燃料集
合体を提供することを目的とする。 【解決手段】 ダッシュポット12の下部に制御棒案内
シンブル5と略同径の大径部13を形成し、この大径部
13を除いたダッシュポット12の実質的な有効長Sを
制御棒案内シンブルの長さをLとしたとき、0.03L
〜0.1Lの範囲内に設定したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加圧水型原子炉に
使用される燃料集合体に関する。
【0002】
【従来の技術】加圧水型原子炉に使用される燃料集合体
は、FRAMATOME発行のパンフレット「SNE9
7 −La Coruna- November 5−
7,1997」に開示されているように、加圧水型原子
炉の下部炉心板上に置かれる下部ノズルと、この下部ノ
ズルを下部炉心板に押え付けるための押えバネを有する
上部ノズルと、この上部ノズルの中を通過した制御棒を
下部炉心板へ向けて案内する複数本の制御棒案内シンブ
ルと、これらの制御棒案内シンブルに取り付けられた複
数個の支持格子と、これらの支持格子に制御棒案内シン
ブルと平行に保持された多数本の燃料棒とを備えてい
る。
【0003】このような燃料集合体では、原子炉の緊急
停止時に制御棒駆動装置から切り離された制御棒が制御
棒案内シンブル内を減速されずに落下すると、上部ノズ
ルに過大な衝撃が加わる。このため、制御棒案内シンブ
ルには細管状のダッシュポットが形成されており、この
ダッシュポットによって制御棒案内シンブル内を落下す
る制御棒の速度を減速して上部ノズルに加わる過大な衝
撃を緩和するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た燃料集合体では、制御棒案内シンブルの長さをLとす
ると、ダッシュポットが0.16L〜0.18Lの長さ
を有していることから、制御棒案内シンブルの軸方向に
作用する圧縮荷重によってダッシュポットに曲げ変形が
生ずることがあり、ダッシュポットに曲げ変形が生じた
場合には制御棒の挿入性が損なわれる惧れがある。
【0005】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、制御棒案内シンブルの軸方向に作用する圧縮荷重に
よってダッシュポットに曲げ変形が生ずることを防止で
きる燃料集合体を提供することを目的とするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1の発明は、加圧水型原子炉の下部炉心板
上に置かれる下部ノズルと、この下部ノズルを下部炉心
板に押え付けるための押えバネを有する上部ノズルと、
この上部ノズルの中を通過した制御棒を下部炉心板へ向
けて案内する複数本の制御棒案内シンブルと、これらの
制御棒案内シンブルに取り付けられた複数個の支持格子
と、これらの支持格子に制御棒案内シンブルと平行に保
持された多数本の燃料棒と、前記制御棒の落下速度を減
速するために前記制御棒案内シンブルに形成された細管
状のダッシュポットとを備え、前記ダッシュポットは該
ダッシュポットの下部に前記制御棒案内シンブルと略同
径の大径部を有し、この大径部を除いたダッシュポット
の実質的な有効長が前記制御棒案内シンブルの長さをL
としたとき、0.03L〜0.1Lの範囲内に設定され
ていることを特徴とする。請求項2の発明は、請求項1
記載の燃料集合体において、前記ダッシュポットの実質
的な有効長が0.04L〜0.06Lの範囲内に設定さ
れていることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。図1乃至図3には本発明の第
1の実施形態が示されており、この実施形態に係る燃料
集合体は、加圧水型原子炉の下部炉心板1上に置かれる
下部ノズル2と、この下部ノズル2を下部炉心板1に押
え付けるための押えバネ3を有する上部ノズル4と、こ
の上部ノズル4の中を通過した制御棒を下部炉心板1へ
向けて案内する複数本の制御棒案内シンブル5と、これ
らの制御棒案内シンブル5に取り付けられた複数個の支
持格子6と、これらの支持格子6に制御棒案内シンブル
5と平行に保持された多数本の燃料棒7とを備えてい
る。
【0008】下部ノズル2は正方形状に形成されたプレ
ート部2aの下面四隅に脚部2bを夫々設けて形成され
ており、この下部ノズル2のプレート部2aには、多数
の冷却水流通孔が穿設されているとともに、制御棒案内
シンブル5に対応した数のシンブル取付け孔が穿設され
ている。これらのシンブル取付け孔にはシンブル取付け
ボルト8(図2参照)が下部ノズル2の下面側から挿入
されており、このシンブル取付けボルト8によって制御
棒案内シンブル5の下端が下部ノズル2の上面に固定さ
れている。
【0009】上部ノズル4は正方形状に形成された箱体
の上蓋をくりぬいたような形状に形成されており、この
上部ノズル4には、複数個の制御棒挿入孔9(図3参
照)が形成されている。これらの制御棒挿入孔9は制御
棒案内シンブル5に対応しており、各制御棒挿入孔9に
は、制御棒案内シンブル5の上端を上部ノズル4に連結
する連結管10が溶接されている。この連結管10の内
径は制御棒案内シンブル5の外径よりわずかに大きく形
成されており、制御棒案内シンブル5と連結管10に
は、両者を結合するためのバルジ゛加工が施されてい
る。
【0010】支持格子6は正方形状に形成された枠体の
内側に多数の金属板を格子状に組み込んで形成されてお
り、これらの金属板には複数のスリーブ11が溶接固定
されている。これらのスリーブ11は支持格子6を制御
棒案内シンブル5に取り付けるためのものであり、制御
棒案内シンブル5とスリーブ11には両者を結合するた
めのバルジ加工が施されている。
【0011】制御棒案内シンブル5は直管状に形成され
ており、各制御棒案内シンブル5の下部には細管状のダ
ッシュポット12が形成されている。このダッシュポッ
ト12は制御棒駆動装置から切り離された制御棒の落下
速度を減速して上部ノズル4に加わる衝撃を緩和するた
めのものであり、各ダッシュポット12の下部には大径
部13が形成されている。この大径部13の外径は制御
棒案内シンブル5の外径と略同径に形成されており、こ
の大径部13を除いたダッシュポット12の実質的な有
効長Sは、制御棒案内シンブル5の長さをLとすると、
S=0.03L〜0.1L、好ましくはS=0.04L
〜0.06Lの範囲内に設定されている。
【0012】図3には制御棒を制御棒駆動装置から切り
離した時に上部ノズル4に加わる衝撃力Fと大径部13
を除いたダッシュポット12の実質的な有効長Sとの関
係を解析した解析結果が示されており、この図から明ら
かなように上部ノズル4に加わる衝撃力Fを許容限界値
以下にするためには、ダッシュポット12の実質的
な有効長Sを0.03L以上にすれば良いことが判る。
【0013】次に、図4にはダッシュポット12の曲が
り剛性とダッシュポット12の実質的な有効長Sとの関
係を解析した解析結果が示されており、この図から明ら
かなようにダッシュポット12の実質的な有効長SをS
=0.1Lに設定すると、ダッシュポット12の曲がり
剛性が従来に比べて15%程度高くなり、またダッシュ
ポット12の実質的な有効長SをS=0.05Lに設定
すると、ダッシュポット12の曲がり剛性が従来に比べ
て30%程度高くなる。
【0014】従って、上述した実施形態では大径部13
を除いたダッシュポット12の実質的な有効長SをS=
0.03L〜0.1L、好ましくはS=0.04L〜
0.06Lの範囲内に設定したことにより、上部ノズル
4に加わる衝撃力Fを許容限界値F以下に抑えられる
とともにダッシュポット12の曲がり剛性が高まるの
で、制御棒案内シンブル5の軸方向に作用する圧縮荷重
によってダッシュポット12に曲げ変形が生ずることを
防止できる。
【0015】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。例えば上述した実施形態ではダッシ
ュポット12の下端部の外径を制御棒案内シンブル5の
外径と略同径に形成したが、図6に示す第2の実施形態
のようにダッシュポット12の下端部の外径を制御棒案
内シンブル5の外径より小さく形成しても良い。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダッシュポットの下部に制御棒案内シンブルと略同径の
大径部を形成し、この大径部を除いたダッシュポットの
実質的な有効長を制御棒案内シンブルの長さをLとした
とき、0.03L〜0.1Lの範囲内に設定したことに
より、制御棒案内シンブルの軸方向に作用する圧縮荷重
によって曲げ変形が生ずることを防止できる燃料集合体
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る燃料集合体の側
面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る燃料集合体の下
部ノズルと制御棒案内シンブルとの接続構造を示す図で
ある。
【図3】本発明の第1の実施形態に係る燃料集合体の上
部ノズルと制御棒案内シンブルとの接続構造を示す図で
ある。
【図4】制御棒を制御棒駆動装置から切り離した時に上
部ノズルに加わる衝撃力とダッシュポットの実質的な有
効長との関係を解析した解析結果を示す図である。
【図5】ダッシュポットの曲がり剛性とダッシュポット
の実質的な有効長との関係を解析した解析結果を示す図
である。
【図6】本発明の第2の実施形態に係る燃料集合体の要
部を示す図である。
【符号の説明】
1 下部炉心板 2 下部ノズル 3 押えバネ 4 上部ノズル 5 制御棒案内シンブル 6 支持格子 7 燃料棒 12 ダッシュポット 13 大径部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加圧水型原子炉の下部炉心板上に置かれ
    る下部ノズルと、この下部ノズルを下部炉心板に押え付
    けるための押えバネを有する上部ノズルと、この上部ノ
    ズルの中を通過した制御棒を下部炉心板へ向けて案内す
    る複数本の制御棒案内シンブルと、これらの制御棒案内
    シンブルに取り付けられた複数個の支持格子と、これら
    の支持格子に制御棒案内シンブルと平行に保持された多
    数本の燃料棒と、前記制御棒の落下速度を減速するため
    に前記制御棒案内シンブルに形成された細管状のダッシ
    ュポットとを備え、 前記ダッシュポットは該ダッシュポットの下部に前記制
    御棒案内シンブルと略同径の大径部を有し、この大径部
    を除いたダッシュポットの実質的な有効長が前記制御棒
    案内シンブルの長さをLとしたとき、0.03L〜0.
    1Lの範囲内に設定されていることを特徴とする燃料集
    合体。
  2. 【請求項2】 前記ダッシュポットの実質的な有効長が
    0.04L〜0.06Lの範囲内に設定されていること
    を特徴とする請求項1記載の燃料集合体。
JP19323698A 1998-07-08 1998-07-08 燃料集合体 Expired - Lifetime JP3999361B2 (ja)

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ES99302474T ES2181363T3 (es) 1998-07-08 1999-03-30 Conjunto de combustible para un reactor nuclear.
EP99302474A EP0971364B1 (en) 1998-07-08 1999-03-30 Fuel assembly for a nuclear reactor
US09/810,317 US6631176B2 (en) 1998-07-08 2001-03-16 Fuel assembly

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