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JP2012117921A - Multistage-type foreign matter filter - Google Patents

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JP2012117921A JP2010268029A JP2010268029A JP2012117921A JP 2012117921 A JP2012117921 A JP 2012117921A JP 2010268029 A JP2010268029 A JP 2010268029A JP 2010268029 A JP2010268029 A JP 2010268029A JP 2012117921 A JP2012117921 A JP 2012117921A
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foreign matter
multistage
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matter filter
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JP2010268029A
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Toru Kanazawa
徹 金沢
Jun Saeki
潤 佐伯
Jiro Kimura
次郎 木村
Hiroaki Kagami
弘明 加々美
Noburo Tsutsumi
信郎 堤
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Global Nuclear Fuel Japan Co Ltd
Original Assignee
Global Nuclear Fuel Japan Co Ltd
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multistage-type foreign matter filter that can reduce pressure loss by a foreign matter filter as much as possible.SOLUTION: A multistage-type foreign matter filter 8 comprises: a first filter 81 formed by stacking a plurality of undulated plates 88 in such a manner that a flow passage with a predetermined inclined angle is formed; and a second filter 82 disposed on the downstream side of the first filter 81 and formed by stacking a plurality of undulated plates 88 in such a manner that a flow passage with an inclined angle that is different from the inclined angle of the first filter 81. In the multistage-type foreign matter filter 8, a plurality of flow-passage holes are provided in the undulated plates of the first filter 81.

Description

本発明は、原子炉用燃料集合体の下部タイプレートに装着され、炉心に流入する異物(デブリ)を捕捉する多段式異物フィルタに関する。   The present invention relates to a multistage foreign matter filter that is attached to a lower tie plate of a nuclear fuel assembly and captures foreign matter (debris) flowing into a reactor core.

沸騰水型原子炉(BWR)においては、液体の冷却材が炉心底部から流入し、炉心に装荷された燃料集合体を経て、集合体頂部から水/蒸気混合物として流出する。燃料集合体は、制御棒案内管上に垂直方向に支持された燃料支持金具の上に載置されている。   In a boiling water reactor (BWR), a liquid coolant flows from the bottom of the core, passes through a fuel assembly loaded on the core, and flows out from the top of the assembly as a water / steam mixture. The fuel assembly is placed on a fuel support fitting that is vertically supported on the control rod guide tube.

沸騰水型原子炉で用いられる通常の燃料集合体の構成を図8により説明する。図8(a)は9×9型の燃料集合体1の縦断面図であり、上部タイプレート5および下部タイプレート6、これらのタイプレートに両端が保持される複数の燃料棒3およびウォータロッド4、燃料棒間の間隙を維持する複数の燃料スペーサ7からなる燃料バンドルに、角筒状のチャンネルボックス2を被せた構造を持つ。下部タイプレート6は一般に、冷却材が流入する入口ノズル61と、燃料棒下端部が挿入支持される上部グリッド62からなり、これらを一体鋳造したものが用いられている。   The structure of a normal fuel assembly used in a boiling water reactor will be described with reference to FIG. FIG. 8 (a) is a longitudinal sectional view of a 9 × 9 type fuel assembly 1, and shows an upper tie plate 5 and a lower tie plate 6, a plurality of fuel rods 3 and water rods held at both ends by these tie plates. 4. It has a structure in which a rectangular tube-shaped channel box 2 is covered with a fuel bundle composed of a plurality of fuel spacers 7 that maintain a gap between fuel rods. The lower tie plate 6 is generally composed of an inlet nozzle 61 into which a coolant flows and an upper grid 62 into which a lower end of a fuel rod is inserted and supported, and these are integrally cast.

燃料集合体1を支持する燃料支持金具(図示せず)の上縁部にはシート面が設けられており、このシート面に下部タイプレート6の外周面が密接する。制御棒案内管の外側を上昇してきた冷却材は、燃料支持金具下部の入口オリフィスから支持金具内に流入し、支持金具内部の流路を経て、上縁部に密接している下部タイプレート6の入口ノズル61から下部タイプレート6内に流入する。下部タイプレート6内部で鉛直上方に向かって流路面積が拡大するディフューザ部63を通り、上部グリッド62の流路孔(図示せず)を通過して各々の燃料棒の周囲を流れる。   A seat surface is provided at an upper edge portion of a fuel support fitting (not shown) that supports the fuel assembly 1, and the outer peripheral surface of the lower tie plate 6 is in close contact with the seat surface. The coolant that has risen outside the control rod guide pipe flows into the support fitting from the inlet orifice at the bottom of the fuel support fitting, passes through the flow path inside the support fitting, and is in close contact with the upper edge portion of the lower tie plate 6. Into the lower tie plate 6 from the inlet nozzle 61. Inside the lower tie plate 6, it passes through a diffuser portion 63 whose flow area increases vertically upward, passes through flow hole (not shown) of the upper grid 62, and flows around each fuel rod.

ところで、原子炉内には時間の経過と共に、剥離した金属酸化物や定期検査作業中に混入した金属片などの異物が蓄積される。このような異物は原子炉プラントの使用年数が長くなるにつれて、原子炉の冷却材循環システムに閉塞を来たし、健全な運転状態を阻害する恐れがある。特に、冷却材の流れとともに燃料集合体内に侵入した異物が燃料スペーサにトラップされ、燃料棒被覆管のフレッティング損傷を引き起こすことが知られており、炉心燃料への異物流入を防止するため、様々な形式の異物フィルタが用いられている。   By the way, in the nuclear reactor, foreign substances such as peeled metal oxides and metal pieces mixed during regular inspection work are accumulated with time. Such foreign objects may block the reactor coolant circulation system as the years of use of the reactor plant increase, impairing healthy operating conditions. In particular, it is known that foreign matter that has entered the fuel assembly along with the flow of coolant is trapped by the fuel spacer, causing fretting damage to the fuel rod cladding tube. Various types of foreign matter filters are used.

異物フィルタの基本機能は、網目状または細径化した流路孔により異物を濾過捕捉するものである。しかし、そのようなフィルタでは、網目より大きな異物は捕捉出来るものの、フレッティング損傷の主な原因となる細長い針金状の異物(ワイヤーブラシのワイヤ、螺旋状切子など)に対して濾過効果を期待できない。針金状異物を捕捉出来るほどフィルタをきめ細かくすると、冷却材の流動抵抗が極端に増加したり、鋳物として製造できる最小寸法の限界を超えてしまうという問題が生じる。   The basic function of the foreign matter filter is to filter and capture foreign matter through a mesh-like or narrowed passage hole. However, although such a filter can capture foreign matter larger than the mesh, it cannot be expected to have a filtering effect on elongated wire-like foreign matters (wire brush wires, spiral facets, etc.) that are the main cause of fretting damage. . If the filter is made fine enough to capture the wire-like foreign matter, the flow resistance of the coolant is extremely increased or the limit of the minimum dimension that can be produced as a casting is exceeded.

近年、フレッティングによる燃料破損をできる限り無くそうとする動きが国内外で顕著となり、種々の手段が提案されている。その一つとして、針金状異物まで捕捉できるように、異物フィルタ内部の流路を湾曲させることによって、異物フィルタ入口から出口までの流路が一直線にならないようにすることにより、細長い線状の異物を流路の湾曲部で捕捉する手段が知られている(特許文献1)。   In recent years, movements to eliminate fuel damage due to fretting as much as possible have become remarkable both in Japan and overseas, and various means have been proposed. As one of them, by sloping the flow path from the inlet to the outlet of the foreign matter filter by curving the passage inside the foreign matter filter so that even wire-like foreign matter can be captured, There is known a means for capturing the water at the curved portion of the flow path (Patent Document 1).

また、流路が冷却材流れ方向に対して異なる方向に傾斜する上流側平板集合体と下流側平板集合体からなる多段式の異物フィルタによって、線状異物を捕捉する方法も提案されている(特許文献2、3)。   In addition, a method has been proposed in which a linear foreign matter is captured by a multistage foreign matter filter composed of an upstream flat plate assembly and a downstream flat plate assembly whose flow paths are inclined in different directions with respect to the coolant flow direction ( Patent Documents 2 and 3).

特に、特許文献3に開示の多段式異物フィルタ8は、図9(a)、(b)に示すように、交互に成型された峰と谷を有する波型プレート88を複数、互いに峰と谷を合わせて配置して並べることにより、鉛直上向きの冷却材流れ方向に対してある角度を有する真っ直ぐな流路を形成している。このようなフィルタ(第1のフィルタ)81に対して、流路の傾斜方向が異なる第2のフィルタ82を下流側に設置することにより線状異物を捕捉する。この多段式異物フィルタ8は、下部タイプレート内部で流路面積が拡大しきったディフューザ部の終端に設置されることにより圧力損失を必要以上に増加させず、波型プレート88を積層した構造により線形異物に対する捕捉性能と製造性を同時に満足するものとなっている。   In particular, as shown in FIGS. 9A and 9B, the multistage foreign matter filter 8 disclosed in Patent Document 3 includes a plurality of corrugated plates 88 having peaks and valleys that are alternately formed, and the peaks and valleys of each other. Are arranged and arranged to form a straight flow path having an angle with respect to the vertically upward coolant flow direction. With respect to such a filter (first filter) 81, a linear foreign substance is captured by installing a second filter 82 having a different channel inclination direction on the downstream side. This multi-stage foreign matter filter 8 is installed at the end of the diffuser portion where the flow area is fully expanded inside the lower tie plate, so that the pressure loss does not increase more than necessary, and is linear with a structure in which corrugated plates 88 are laminated. It satisfies the trapping performance and manufacturability for foreign matter at the same time.

特許3065119号公報Japanese Patent No. 3065119 特開2001−141866号公報JP 2001-141866 A 特開2006−189434号公報JP 2006-189434 A

既存炉心の取替用の燃料集合体を設計する場合、炉心全体の流量及び混在する燃料との流量配分を維持するため、圧力損失特性を既存の燃料集合体と同等にする必要がある。そのため現行の燃料集合体は、異物フィルタが付いている燃料集合体でも、異物フィルタが付いていない燃料集合体と圧力損失が同等または許容される範囲内に収まるように設計する必要がある。   When designing a fuel assembly for replacement of an existing core, it is necessary to make the pressure loss characteristic equal to that of an existing fuel assembly in order to maintain the flow rate of the entire core and the flow distribution with mixed fuel. For this reason, the current fuel assembly must be designed so that the pressure loss is within the same or allowable range as the fuel assembly without the foreign matter filter, even if the fuel assembly has the foreign matter filter.

しかしながら、圧力損失特性の良い多段式異物フィルタであっても圧力損失はゼロではないため、取替用の燃料集合体にそれを採用する場合、異物フィルタによる圧損増加分を何らかの方法で削減して、燃料集合体全体の圧力損失をほぼ一定に維持しなければならない。したがって、燃料設計の観点からは、異物フィルタ自身の圧力損失を極力小さくしておくことが重要である。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、異物フィルタによる圧力損失をできるだけ小さくすることができる多段式異物フィルタを提供することを目的とする。
However, even if a multistage foreign matter filter with good pressure loss characteristics is used, the pressure loss is not zero. The pressure loss of the entire fuel assembly must be maintained almost constant. Therefore, from the viewpoint of fuel design, it is important to minimize the pressure loss of the foreign matter filter itself.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a multistage foreign matter filter capable of minimizing the pressure loss due to the foreign matter filter.

上記課題を解決するために、本発明に係る多段式異物フィルタは、所定の傾斜角度を有する流路を形成するように複数の波型プレートを積層してなる第1のフィルタと、前記第1のフィルタの下流側に配置され当該第1のフィルタとは異なる傾斜角度を有する流路を形成するように複数の波型プレートを積層してなる第2のフィルタを備えた多段式異物フィルタにおいて、前記第1のフィルタの波型プレートに複数の流路孔を設けたことを特徴とする。   In order to solve the above problem, a multistage foreign matter filter according to the present invention includes a first filter formed by laminating a plurality of corrugated plates so as to form a flow path having a predetermined inclination angle, and the first filter. In the multi-stage foreign matter filter provided with the second filter, which is disposed on the downstream side of the first filter and is formed by laminating a plurality of corrugated plates so as to form a flow path having an inclination angle different from that of the first filter, A plurality of flow path holes are provided in the corrugated plate of the first filter.

また、本発明に係る多段式異物フィルタは、所定の傾斜角度を有する流路を形成するように複数の波型プレートを積層してなる第1のフィルタと、前記第1のフィルタの下流側に配置され当該第1のフィルタとは異なる傾斜角度を有する流路を形成するように複数の波型プレートを積層してなる第2のフィルタを備えた多段式異物フィルタにおいて、前記第1のフィルタの波型プレートと前記第2のフィルタの波型プレートにそれぞれ互い違いに複数の流路孔を設けることを特徴とする。   The multi-stage foreign matter filter according to the present invention includes a first filter formed by laminating a plurality of corrugated plates so as to form a flow path having a predetermined inclination angle, and a downstream side of the first filter. In the multistage foreign matter filter provided with the second filter, which is disposed and formed by laminating a plurality of corrugated plates so as to form a flow path having an inclination angle different from that of the first filter, A plurality of flow path holes are alternately provided in the corrugated plate and the corrugated plate of the second filter.

本発明によれば、異物の捕捉性能を損なうことなく、フィルタを通過する冷却材の流速分布を平坦化し、フィルタの圧力損失を軽減することができる。また、多段式異物フィルタを取替燃料にバックフィットする際の、圧力損失特性に関する設計変更が容易になる。   According to the present invention, it is possible to flatten the flow velocity distribution of the coolant passing through the filter and reduce the pressure loss of the filter without impairing the foreign matter capturing performance. Moreover, the design change regarding the pressure loss characteristic when the multistage foreign matter filter is backfitted to the replacement fuel is facilitated.

(a)は第1の実施形態に係る多段式異物フィルタの構成図、(b)は第1のフィルタの構成図、(c)は下部タイプレートの全体構成図。(A) is a block diagram of the multistage type | mold foreign material filter which concerns on 1st Embodiment, (b) is a block diagram of a 1st filter, (c) is a whole block diagram of a lower tie plate. 第1の実施形態の変形例に係る多段式異物フィルタの構成図。The block diagram of the multistage type foreign material filter which concerns on the modification of 1st Embodiment. 第2の実施形態の変形例に係る多段式異物フィルタの構成図。The block diagram of the multistage type foreign material filter which concerns on the modification of 2nd Embodiment. 第3の実施形態の変形例に係る多段式異物フィルタの構成図。The block diagram of the multistage type foreign material filter which concerns on the modification of 3rd Embodiment. 第4の実施形態の変形例に係る多段式異物フィルタの構成図。The block diagram of the multistage type foreign material filter which concerns on the modification of 4th Embodiment. (a)は本発明の多段式異物フィルタの平面図、(b)は側面図。(A) is a top view of the multistage type | mold foreign material filter of this invention, (b) is a side view. (a)は第5の実施形態に係る多段式異物フィルタの平面図、(b)は側面図。(A) is a top view of the multistage type foreign material filter concerning a 5th embodiment, and (b) is a side view. (a)は従来の燃料集合体の縦断面図、(b)はA−A断面図。(A) is a longitudinal cross-sectional view of a conventional fuel assembly, and (b) is an AA cross-sectional view. (a)は従来の多段式フィルタを装着した下部タイプレートの構成図、(b)は多段式フィルタの構成図。(A) is a block diagram of the lower tie plate which equipped with the conventional multistage filter, (b) is a block diagram of a multistage filter.

以下、本発明に係る異物フィルタの実施形態を、図面を参照して説明する。
ここで、相互に共通もしくは類似の部分、または、従来技術と共通もしくは類似の部分には、共通の符号を付し重複説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of a foreign matter filter according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Here, parts common to or similar to each other, or parts common to or similar to the prior art are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.

[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る多段式異物フィルタを図1及び図2により説明する。
(構成)
本第1の実施形態の多段式異物フィルタ8は、複数の波型プレートで構成された上流側の第1のフィルタ81と下流側の第2のフィルタ82からなり、下部タイプレート6内のグリッド部62の上流位置に装着されている。また、第1のフィルタと第2のフィルタの中間ゾーンに冷却材が自由に連通可能なギャップ領域85が設けられている。
[First Embodiment]
A multistage foreign matter filter according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Constitution)
The multistage foreign matter filter 8 according to the first embodiment includes an upstream first filter 81 and a downstream second filter 82 formed of a plurality of corrugated plates, and includes a grid in the lower tie plate 6. It is mounted upstream of the part 62. In addition, a gap region 85 in which the coolant can freely communicate is provided in an intermediate zone between the first filter and the second filter.

第1及び第2のフィルタは、交互に峰部と谷部を有するように成型された複数の波型プレート88を、互いに峰と谷を合わせた積層体からなり、第1及び第2のフィルタに形成される流路は、鉛直上向きの冷却材流れ方向に対してそれぞれ異なる所定の傾斜角度を有する真っ直ぐな流路を形成している。   The first and second filters are formed of a laminated body in which a plurality of corrugated plates 88 molded so as to alternately have ridges and valleys, and the ridges and valleys are combined with each other, and the first and second filters The straight channels having different predetermined tilt angles with respect to the vertically upward coolant flow direction are formed.

また、第1のフィルタ81の各波型プレートには、図1(b)に示すように、複数の長円形状の流路孔83が設けられている。図1(b)の例では、流路孔83は波形プレート88の各峰部の両側に流れ方向に対して2つ設けられている。また、第1のフィルタ81の各波型プレート88の上流側端部には概略台形状の複数の切り欠き部84が設けられている。   Each corrugated plate of the first filter 81 is provided with a plurality of oval channel holes 83 as shown in FIG. In the example of FIG. 1B, two flow path holes 83 are provided on both sides of each peak portion of the corrugated plate 88 in the flow direction. In addition, a plurality of notch portions 84 each having a substantially trapezoidal shape are provided at the upstream end portion of each corrugated plate 88 of the first filter 81.

なお、流路孔88の形状、設置個所、大きさ及び個数は、フィルタの製造性及び機械強度に支障が無ければ任意に設定することができる。例えば、図2に示すように、流路孔83の形状を平行四辺形からなる大型の四角形状としてもよい。これにより、フィルタの製造工程の簡素化を図ることができる。    The shape, installation location, size, and number of the channel holes 88 can be arbitrarily set as long as there is no problem in the manufacturability and mechanical strength of the filter. For example, as shown in FIG. 2, the shape of the flow path hole 83 may be a large quadrangular shape made up of parallelograms. Thereby, simplification of the manufacturing process of a filter can be achieved.

また、切り欠き部84の形状は台形状に限定されず、他の形状、例えば、半円状、楕円状、角形状、等の任意の形状を採用することができる。また、切り欠き部84の設置箇所は波型プレートの峰と谷の頂部等、任意の箇所に設けることができる。   Moreover, the shape of the notch 84 is not limited to a trapezoidal shape, and other shapes such as a semicircular shape, an elliptical shape, and a square shape can be adopted. Moreover, the installation location of the notch part 84 can be provided in arbitrary places, such as the peak part of a corrugated plate, and the top part of a trough.

(作用)
下部タイプレート6の入口ノズル61から流入する冷却材の流速分布は、その上流に位置する燃料支持金具の入口オリフィスと支持金具内流路形状の影響で偏った分布となるが、図1(c)の流速分布イメージのように、ほぼ流路中央部に流速のピークを持ち、ディフューザ部63で広がり多段式異物フィルタ8へ流入する。このように、異物フィルタ8に流入する冷却材流速は一様ではないため、異物フィルタの圧力損失は流速の速い領域の圧力降下に支配される。
(Function)
Although the flow velocity distribution of the coolant flowing in from the inlet nozzle 61 of the lower tie plate 6 is unevenly distributed due to the influence of the inlet orifice of the fuel support fitting located upstream and the shape of the flow path in the support fitting, FIG. ) Has a flow velocity peak substantially in the center of the flow path, spreads in the diffuser portion 63 and flows into the multistage foreign matter filter 8. Thus, since the coolant flow rate flowing into the foreign matter filter 8 is not uniform, the pressure loss of the foreign matter filter is governed by the pressure drop in the region where the flow rate is fast.

本第1の実施形態の多段式異物フィルタ8では、第1のフィルタ81の波型プレート88に複数の流路孔83を設けたため、図1(b)の9で示すように、第1のフィルタ内に流入した高速領域の冷却材が、隣接する流路に流出することが可能である。これにより、第1のフィルタ内部で冷却材の流速分布が平坦化される方向に作用するため、高流速領域の圧力損失が軽減される。   In the multistage foreign matter filter 8 of the first embodiment, since the plurality of flow path holes 83 are provided in the corrugated plate 88 of the first filter 81, as shown by 9 in FIG. The coolant in the high speed region that has flowed into the filter can flow out to the adjacent flow path. Thereby, since it acts in the direction in which the flow velocity distribution of the coolant is flattened inside the first filter, the pressure loss in the high flow velocity region is reduced.

また、多段式異物フィルタ8は、第1のフィルタ81と第2のフィルタ82の中間ゾーンに冷却材が自由に連通可能なギャップ領域85を有するため、これより下流側の第2のフィルタ82に流路孔83を設けても流速分布の平坦化効果を期待できない。また、第2のフィルタにも流路孔を設けると、第1のフィルタの流路孔から直線で見通せる位置に配置される恐れがあり、その場合、線状異物を通過させてしまう可能性が生じる。以上の理由から、本第1の実施形態では、第2のフィルタには流路孔を設けていない。   In addition, the multistage foreign matter filter 8 has a gap region 85 in which a coolant can freely communicate with the intermediate zone between the first filter 81 and the second filter 82, so that the second filter 82 on the downstream side of this has a gap region 85. Even if the flow path hole 83 is provided, the flattening effect of the flow velocity distribution cannot be expected. Also, if the second filter is provided with a flow path hole, the second filter may be disposed at a position that can be seen straight from the flow path hole of the first filter, and in that case, there is a possibility that a linear foreign matter will pass through. Arise. For the above reason, in the first embodiment, the second filter is not provided with a channel hole.

また、第1のフィルタ内の流路面積は、フィルタ直前の流路面積に比べてフィルタ構造材の断面積分だけ減少する。この第1のフィルタの入口面における階段的な流路面積の急激な減少により、流れ方向圧力も急激に降下し、それにより第1のフィルタの入口面に衝撃をもたらす。そこで、第1のフィルタの波型プレートの上流側に切り欠き部84を設けることによって、第1のフィルタ入口面においてフィルタ構造材の断面積が急激に階段状に増加するのを避けることにより、流路面積の急激な減少による衝撃を緩和する。   Further, the flow path area in the first filter is reduced by the cross-sectional integral of the filter structure material as compared with the flow path area immediately before the filter. Due to this steep reduction in the step flow area at the inlet face of the first filter, the flow direction pressure also drops sharply, thereby impacting the inlet face of the first filter. Therefore, by providing the notch 84 on the upstream side of the corrugated plate of the first filter, by avoiding a sudden increase in the cross-sectional area of the filter structure material in the first filter entrance surface, Mitigates the impact caused by a sudden decrease in flow area.

(効果)
本第1の実施形態によれば、多段式異物フィルタの上流側のフィルタに複数の流路孔を設けたことにより、異物を確実に除去するとともに、多段式異物フィルタを流れる冷却材の流速分布を平坦化することができる。また、上流側のフィルタに切り欠き部を設けたことにより流路面積の急激な減少による衝撃を緩和することができる。
(effect)
According to the first embodiment, the plurality of flow passage holes are provided in the upstream filter of the multistage foreign matter filter, so that the foreign matter is surely removed and the flow rate distribution of the coolant flowing through the multistage foreign matter filter. Can be flattened. In addition, by providing the cutout portion in the upstream filter, it is possible to mitigate the impact caused by the rapid decrease in the channel area.

[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係る多段式異物フィルタを図3により説明する。
本第2の実施形態は、図3に示すように、第1のフィルタ81の波型プレート88の流路孔83の大きさを、プレート中央部で大きくし、周辺部に向けて段階的に又は徐々に小さくしたことを特徴としている。
[Second Embodiment]
A multistage foreign matter filter according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, as shown in FIG. 3, the size of the flow path hole 83 of the corrugated plate 88 of the first filter 81 is increased at the center of the plate and stepwise toward the periphery. Or, it is characterized by being made smaller gradually.

図1(c)の流速分布に示すように、フィルタ中央付近の冷却材流速が最も速くなっているが、本第2の実施形態では、上記の構成としたことにより、この中央部での横方向流れの抵抗を小さくすることが可能となり、流速分布の平坦化効果をさらに高めることができる。   As shown in the flow velocity distribution in FIG. 1 (c), the coolant flow velocity near the center of the filter is the fastest. In the second embodiment, the above configuration makes it possible to The resistance of the directional flow can be reduced, and the effect of flattening the flow velocity distribution can be further enhanced.

[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態に係る異物フィルタを図4により説明する。
本第3の実施形態は、図4に示すように、第1のフィルタ81の波型プレート88では流路孔83aを峰部に対してひとつおきに設け、また、第2のフィルタ82の波型プレート88にも同様に、第1のフィルタの流路孔83aと互い違いになるように流路孔83bをひとつおきに設けている。さらに、第2のフィルタの下流側端部にも切り欠き84bを設けている。
[Third Embodiment]
A foreign matter filter according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, as shown in FIG. 4, the corrugated plate 88 of the first filter 81 is provided with every other passage hole 83a with respect to the peak portion, and the wave of the second filter 82 is provided. Similarly, the mold plate 88 is provided with every other passage hole 83b so as to be alternated with the passage hole 83a of the first filter. Furthermore, a notch 84b is also provided at the downstream end of the second filter.

これらの構成により、異物の捕捉性能に影響を及ぼすことなく冷却材の流速分布をさらに平坦化することができる。また、多段式異物フィルタ8を上下反転させて、第1のフィルタと第2のフィルタを交替しても使用可能となり、下部タイプレートへの装着性が増すとともに、耐用年数の長期化が期待できる。   With these configurations, the flow velocity distribution of the coolant can be further flattened without affecting the foreign matter capturing performance. In addition, the multistage foreign matter filter 8 is turned upside down so that it can be used even if the first filter and the second filter are interchanged, so that the mounting property to the lower tie plate is increased and the service life can be extended. .

[第4の実施形態]
本発明の第4の実施形態に係る異物フィルタを図5により説明する。
本第4の実施形態は、図5に示すように、波型プレート88によって形成される第1のフィルタの流路を中央部の両側で、下流方向に向けてそれぞれが外周部に向けて所定の角度で傾斜させたことを特徴としている。また、同様に第2のフィルタの流路も、中央部の両側で下流方向に向けてそれぞれが中央部に向かうような傾斜角度としている。
[Fourth Embodiment]
A foreign matter filter according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 5, the flow path of the first filter formed by the corrugated plate 88 is predetermined on both sides of the central portion in the downstream direction, each toward the outer peripheral portion. It is characterized by being inclined at an angle of. Similarly, the flow path of the second filter is also inclined at both sides of the central portion so that each of them is directed toward the central portion in the downstream direction.

上述したように、下部タイプレート内の冷却材流れはディフューザ部で広がる流れとなるが、本第4の実施形態では、第1のフィルタ内の冷却材通路の方向を、下部タイプレート中央部から外周部に向かう方向にすることにより、冷却材の流れ方向を妨げる度合いが少なくなるため、冷却材の流入方向変化による圧力損失を軽減できる。   As described above, the coolant flow in the lower tie plate becomes a flow that spreads in the diffuser portion, but in the fourth embodiment, the direction of the coolant passage in the first filter is changed from the center portion of the lower tie plate. By setting the direction toward the outer peripheral portion, the degree of obstructing the flow direction of the coolant is reduced, so that the pressure loss due to the change in the flow direction of the coolant can be reduced.

[第5の実施形態]
本発明の第5の実施形態に係る多段式異物フィルタを図6及び図7により説明する。
図6(a)、(b)に示す多段式異物フィルタ8は波型プレートの長手方向がフィルタの相対する一組の辺に平行に積層されている。したがって、多段式異物フィルタ8への流入面及び流出面全体にわたって、第1のフィルタ81への流入方向と第2のフィルタ82からの流出方向は一定である。
[Fifth Embodiment]
A multistage foreign matter filter according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The multistage foreign matter filter 8 shown in FIGS. 6A and 6B is laminated so that the longitudinal direction of the corrugated plate is parallel to a pair of opposite sides of the filter. Therefore, the inflow direction to the first filter 81 and the outflow direction from the second filter 82 are constant over the entire inflow surface and outflow surface to the multistage foreign matter filter 8.

一方、燃料支持金具内の流路形状の対称性から、冷却材の流速分布は入口オリフィス(図示せず)の流入方向を含む対角線に対してほぼ左右対称な分布となる。また、入口ノズル61から下部タイプレート6内に流入した冷却材流れは、ディフューザ部で広がる流れになる。   On the other hand, due to the symmetry of the flow path shape in the fuel support bracket, the flow velocity distribution of the coolant is substantially symmetrical with respect to the diagonal line including the inflow direction of the inlet orifice (not shown). Further, the coolant flow that flows into the lower tie plate 6 from the inlet nozzle 61 becomes a flow that spreads in the diffuser portion.

本第5の実施形態では、このような冷却材の流速分布を考慮して、図7(a)、(b)に示すように波型プレートを対角線方向に平行となるように積層してフィルタを構成する。さらに、第1のフィルタ81の流路の傾斜角度と第2のフィルタ82の流路の傾斜角度は、図5に示した構成とする。   In the fifth embodiment, in consideration of such a flow velocity distribution of the coolant, as shown in FIGS. 7A and 7B, the corrugated plates are laminated so as to be parallel to the diagonal direction, and the filter is formed. Configure. Furthermore, the inclination angle of the flow path of the first filter 81 and the inclination angle of the flow path of the second filter 82 are configured as shown in FIG.

これにより、多段式異物フィルタ8に流入する冷却材の流れ方向を極力転換させないでスムーズに多段式異物フィルタ8に導入することができ、流れ方向の転換にともなう流動損失を軽減できる。
なお、本第5の実施形態では、第1のフィルタ81に流通孔を設けていない多段式異物フィルタに対しても同様な効果を奏する。
Thereby, the flow direction of the coolant flowing into the multistage foreign matter filter 8 can be smoothly introduced into the multistage foreign matter filter 8 without changing the flow direction as much as possible, and the flow loss due to the change of the flow direction can be reduced.
In the fifth embodiment, the same effect can be obtained for a multistage foreign matter filter in which the first filter 81 is not provided with a flow hole.

以上、本発明の多段式異物フィルタについて、沸騰水型原子炉用燃料集合体への適用例を述べてきたが、加圧水型原子炉用燃料集合体に適用した場合にも、同様の効果を期待できることを付記しておく。   As described above, the application example of the multistage foreign matter filter of the present invention to the fuel assembly for boiling water reactor has been described, but the same effect can be expected when applied to the fuel assembly for pressurized water reactor. Note what you can do.

また、上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Moreover, said embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, combinations, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…燃料集合体、2…チャンネルボックス、3…燃料棒、4…ウォータロッド、5…上部タイプレート、6…下部タイプレート、61…入口ノズル、62…上部グリッド部、63…ディフューザ部、7…燃料スペーサ、8…多段式異物フィルタ、81…第1のフィルタ、82…第2のフィルタ、83…流路孔、84…切り欠き部、85…ギャップ領域、88…波型プレート。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel assembly, 2 ... Channel box, 3 ... Fuel rod, 4 ... Water rod, 5 ... Upper tie plate, 6 ... Lower tie plate, 61 ... Inlet nozzle, 62 ... Upper grid part, 63 ... Diffuser part, 7 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Fuel spacer, 8 ... Multistage type | mold foreign material filter, 81 ... 1st filter, 82 ... 2nd filter, 83 ... Channel hole, 84 ... Notch part, 85 ... Gap area | region, 88 ... Corrugated plate.

Claims (8)

所定の傾斜角度を有する流路を形成するように複数の波型プレートを積層してなる第1のフィルタと、前記第1のフィルタの下流側に配置され当該第1のフィルタとは異なる傾斜角度を有する流路を形成するように複数の波型プレートを積層してなる第2のフィルタを備えた多段式異物フィルタにおいて、
前記第1のフィルタの波型プレートに複数の流路孔を設けたことを特徴とする多段式異物フィルタ。
A first filter formed by laminating a plurality of corrugated plates so as to form a flow path having a predetermined inclination angle, and an inclination angle different from that of the first filter disposed on the downstream side of the first filter In a multistage foreign matter filter provided with a second filter formed by laminating a plurality of corrugated plates so as to form a flow path having
A multistage foreign matter filter, wherein a plurality of flow path holes are provided in the corrugated plate of the first filter.
前記流路孔を前記第1のフィルタの波型プレートの流れ方向に少なくとも1つ設けたことを特徴とする請求項1記載の多段式異物フィルタ。   2. The multistage foreign matter filter according to claim 1, wherein at least one flow path hole is provided in the flow direction of the corrugated plate of the first filter. 前記流路孔の大きさを中央部から周辺部に向けて徐々に又は段階的に小さくしたことを特徴とする請求項1又は2記載の多段式異物フィルタ。   3. The multistage foreign matter filter according to claim 1 or 2, wherein the size of the flow path hole is gradually or gradually reduced from the central portion toward the peripheral portion. 前記第1のフィルタの流路を中央部の両側でそれぞれ下流側に外周部に向けて傾斜させるとともに、前記第2のフィルタの流路を中央部の両側でそれぞれ下流側に中央部に向けて傾斜させることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の多段式異物フィルタ。   The flow path of the first filter is inclined toward the outer peripheral portion on the downstream side on both sides of the central portion, and the flow path of the second filter is directed on the both sides of the central portion toward the central portion on the downstream side. The multistage foreign matter filter according to any one of claims 1 to 3, wherein the multistage foreign matter filter is inclined. 前記第1のフィルタの波型プレートと前記第2のフィルタの波型プレートを前記異物フィルタの対角線の1つに平行に配置したことを特徴とする請求項4記載の多段式異物フィルタ。   5. The multistage foreign matter filter according to claim 4, wherein the corrugated plate of the first filter and the corrugated plate of the second filter are arranged in parallel to one of the diagonal lines of the foreign matter filter. 前記第1のフィルタの波型プレートの上流側端部に複数の切り欠き部を設けたことを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の多段式異物フィルタ。   The multistage foreign matter filter according to any one of claims 1 to 5, wherein a plurality of notches are provided at an upstream end of the corrugated plate of the first filter. 所定の傾斜角度を有する流路を形成するように複数の波型プレートを積層してなる第1のフィルタと、前記第1のフィルタの下流側に配置され当該第1のフィルタとは異なる傾斜角度を有する流路を形成するように複数の波型プレートを積層してなる第2のフィルタを備えた多段式異物フィルタにおいて、
前記第1のフィルタの波型プレートと前記第2のフィルタの波型プレートにそれぞれ互い違いに複数の流路孔を設けることを特徴とする多段式異物フィルタ。
A first filter formed by laminating a plurality of corrugated plates so as to form a flow path having a predetermined inclination angle, and an inclination angle different from that of the first filter disposed on the downstream side of the first filter In a multistage foreign matter filter provided with a second filter formed by laminating a plurality of corrugated plates so as to form a flow path having
A multistage foreign matter filter, wherein a plurality of flow path holes are alternately provided in the corrugated plate of the first filter and the corrugated plate of the second filter.
前記第1のフィルタの波型プレートの上流側端部と前記第2のフィルタの波型プレートの下流側端部に複数の切り欠き部を設けたことを特徴とする請求項7記載の多段式異物フィルタ。   8. The multistage system according to claim 7, wherein a plurality of notches are provided at an upstream end of the corrugated plate of the first filter and a downstream end of the corrugated plate of the second filter. Foreign matter filter.
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