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JPH03242599A - 核燃料集合体異物フィルター - Google Patents

核燃料集合体異物フィルター

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Publication number
JPH03242599A
JPH03242599A JP2270668A JP27066890A JPH03242599A JP H03242599 A JPH03242599 A JP H03242599A JP 2270668 A JP2270668 A JP 2270668A JP 27066890 A JP27066890 A JP 27066890A JP H03242599 A JPH03242599 A JP H03242599A
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JP
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foreign matter
plate
matter filter
flow
fuel
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JP2270668A
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Iii John E Riordan
ジョン・イー・リオルダン・ザ・サード
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B&W Fuel Co
Original Assignee
B&W Fuel Co
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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    • G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
    • G21C19/307—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps specially adapted for liquids
    • Y—GENERAL 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
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    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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  • Processing Of Solid Wastes (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、原子炉燃料集合体に関するものであり、特に
は燃料集合体と共に使用される異物フィルタと関係する
。
［従来技術］ 産業用の原子炉は多数の燃料集合体を含んでいる。各燃
料集合体は、多数の燃料棒を収納し、燃料棒はその長さ
に沿って間隔をおいて設置される格子組立体により半径
方向に離間して且つ平行状態で配列される。各格子組立
体は、直角に交差して燃料棒の各々を収容する個々のセ
ルを形成する多数の金属ストリップにより卵収納枠設計
様式で形成される。これらストリップには、セル内部へ
燃料棒と当接状態に突出するタブが設けられる。
タブは、燃料棒をそれぞれの半径方向位置に保持しそし
て燃料棒とセルを通して流通する冷却材との最大表面積
接触を提供する目的を果たす。制御棒案内シンプル管も
また、格子組立体の選択されたセルを通して伸延しそし
てそれらの上端及び下端において上端取付は具及び下端
取付は具にそれぞれ付設される。
上端及び下端取付は具はまた、それらが構造保全性及び
燃料集合体に対する荷重担持のための支持を提供する剛
性の板でありそして冷却水流れに対する流れ通流開口を
備えることから、ノズルプレートとして斯界では一般に
呼ばれている。下端取付は具即ちノズルプレートは、原
子炉の下方部分の開口直上に配置されここから冷却材は
炉内へ炉心まで上方に流れる。上下端取付は具の開口間
の結合部は、燃料棒の端と一致し、それにより燃料棒の
上下動を制限している。
製作−据え付は並びに炉、配管及び関連する冷却設備の
補修中、金属粒子、チップ、削り屑のような細片や砕片
を含む様々の異物（ｄｅｂｒｉｓ）が発生する。設備が
大規模でありしかち複雑であることが、運転開始前にそ
うした異物のすべての存在を突き止めそしてそれらを排
除することを妨げている。しかも、都合の悪いことに、
これら異物の幾つかは、設備が運転状態に入って初めて
分離されて装置系内で浮遊物となる。
この異物が従来考えられていたよりも装置系番こ一層重
大な問題を呈することが認識されるよう番こなった。こ
れら異物小片は格子セルの壁と燃料棒との間に係留する
ことが見出された。冷却材流れにより生じる係留した異
物の移動と振動は、燃料棒の擦過とクラッドの除去をも
たらす。これは結局、燃料棒の腐食や放射性核分裂気体
生成物を燃料棒内部に保持し得ないこと等の有害な影響
をもたらす。そうした損傷は、周囲環境の安全性にとっ
て特別に重大ではないけれども、損傷した燃料棒の交換
中運転を休止する必要性により運転効率を低減する恐れ
がある。
斯くして、格子セル壁と燃料棒との間に係留しつる寸法
の異物を２戸遇しつる異物フィルターへの必要性が存在
することが理解されよう。濾過能力以外の重要な考慮事
項は、燃料棒からの熱の回収のために燃料棒周囲での充
分な冷却材流れを維持するために、フィルターを横切っ
ての実質上の冷却材圧力降下が回避されねばならないこ
とである。
この問題に対処した文献としては例えば次のものがある
。
米国特許第４．６８４．４９５号及び４．６８４．４９
６号は、クリスフロス（十文字交差）配列で互いに整列
される複数のストラップから形成されそして多数の小さ
なセルを形成する複数の相互連結壁部分を構成する異物
トラップを開示し、この場合各セルが開口両端とトラッ
プを通しての冷却材流れのための中央チャネルを有して
いる。
米国特許第４．８２８．７９１号は、下方炉心板におけ
る流入流れ穴部整列する切除領域を有する実質上中実の
板である異物耐性底部ノズルを開示する。この板に固定
される別個のクリスフロス構造体が異物トラップとして
働くように切除領域を横断して延在している。
米国特許第４．６６４．８８０号及び４．６７８．６２
７号は、異物を捕捉しそして保持する室を形成するよう
に一つの開口を具備する中空包囲体を構成する、底部ノ
ズル内に取付けられる異物トラップを開示する。
米国特許第４．６５２．４２５号は、底部ノズルと底部
格子との間に配置される異物を捕捉するためのトラップ
を開示する。この構造体は、冷却材によりセル内に連行
される異物を捕捉するため各セル内にデインプルを備え
る燃料棒下方端プラグを収容する多数の中空セルを形成
する。
［発明が解決しようとする課題１ これら従来技術の構造体は、比較的嵩高く、燃料集合体
を通して充分量の冷却材流れを確保するに必ずしも十分
のものでなかった。
本発明の課題は、燃料棒を損傷する恐れのある異物を２
濾過し、同時に燃料集合体を通して充分量の冷却材流れ
を維持することを可能とする手段を確立することである
。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、下端取付は具即ちノズルプレートに付設され
るスクリーンの形態で上記課題への解決策を提供する。
下端取付は具は、制御棒案内管を受容する開口を備える
、壁間に相互連結リブを有する実質上方形のベースから
形成される。各角隅から下方に突出する脚が下方原子炉
内壁上に端取付は具を支持する。下方端取付は具に整合
するように寸法付けられそして異物を濾過する寸法を有
する打抜きスクリーンが下端取付は具に付設される。
本発明は、格子組立体により離間配列において保持され
る複数の燃料棒と、該格子組立体を通して伸延しそして
上下端で冷却材流通用の開口を具備する上端取付は具及
び下端取付は具にそれぞれ付設される案内管と、異物フ
ィルターとを有する各燃料集合体において、 （１）（ａ）前記下端取付は具の下面に取付けられる板
を備え、そして（ｂ）抜板が方形の模様集団をなして配
列される、複数の実質上三角形状の貫通流れ穴を有し、
その場合各前記模様集団における前記流れ穴管の板結合
部が前記板の側辺に対して対角方向に配向されることを
特徴とする異物フィルター 或いは （２）（ａ）前記下端取付は具の上面に取付けられる板
を備え、そして（ｂ）抜板が円形の模様集団をなして配
列される、複数の実質上パイ形状の貫通流れ穴を有し、
その場合各前記模様集団における前記流れ穴管の板結合
部が前記板の側辺に対して対角方向に配向されることを
特徴とする異物フィルター を提供する。
［作用］ 燃料集合体の下端取付は具に燃料棒のすぐ上流で異物フ
ィルターとして機能するスクリーン板が付設される。ス
クリーン板には、多数の流れ穴が燃料棒を損傷する恐れ
のある異物をン濾過し、同時に燃料集合体を通して充分
量の冷却材流れを維持する寸法及び配列で形成される。
〔実施例〕
図面を参照すると、第１図は、参照番号１０により総体
を示される代表的な原子炉核燃料集合体を例示するもの
である。燃料集合体１０は、加圧水型原子炉において使
用される燃料集合体の代表例でありそして一般に複数の
燃料棒１２、格子組立体１４、案内管１６、上端取付は
具１８及び下端取付は具２０から構成される。燃料棒１
２は、格子組立体１４により半径方向に離間された配列
模様に維持されている。案内管１６は、格子組立体１４
を貫通して伸延しそして上下端取付は具１８．２０に付
設されそして集合体全体に構造上保全性を与えるに加え
て制御棒（図示無し）に対する案内として機能する。上
下端取付は具１８．２０は、燃料集合体１０に対する構
造及び荷重担持用支持を与えそしてまた燃料集合体を通
して冷却材が垂直方向に流れることを可能ならしめるよ
うに開口を備えている。下端取付は具２０は、原子炉の
下方炉心支持板（図示無し）上に燃料集合体に向は上方
に冷却材を差し向ける炉心支持板の冷却材開口直上に載
置される。格子組立体の壁におけるデインプル或いはタ
ブが、冷却材が上方に流通するに際して燃料棒１２と冷
却材との最大表面積接触を可能ならしめる。
第４図に見られる下端取付は具２０は、４つの側壁を有
する実質上方形のベース２２から形成される。側壁間に
は、相互連結する複数のリブ２４が設けられ、冷却材流
れが流通可能であるように実質上開放されたベース内部
を残す。複数の案内管ボス２６が、格子組立体１４にお
ける案内管の分布と整合する模様をなしてリブ２４に沿
って設けられる。第２及び３図に見られる脚２８は、ベ
ースに付設される別個の部品としても良いし或いはベー
スと一体としてち良い。２つの対角方向に配置される脚
２８に設けられる開口３０が、原子炉運転中下端取付は
具２０及び燃料集合体１０の移動を防止するために下端
取付は具２０を下方炉心板に付設するのに使用される。
第５図に別途に示されそして第２及び３図には下端取付
は具２０に取り付けて示される異物フィルター３２は、
好ましい具体例においては、作製の容易さから打抜き板
（ｓｔａｍｐｅｄ　ｐｌａｔｅ　）から形成されそして
約０．１インチ厚である。この板は、下端取付は具２０
における案内管ボス２６に整合する模様をなして案内管
開口３４を有するように打抜かれる。三角形の流れ穴３
６が方形模様集団をなして設けられ、この場合各方形模
様集団の間の板の中実部分が燃料棒１２の端と実質上整
合される。これは、燃料棒２０に対してその移動に際し
て必要時に支持を与えそして流れ穴３６、格子組立体１
４及び燃料棒２０周囲を通しての最大冷却材流れを許容
する。好ましい具体例において、各方形模様集団は各側
辺において０．４０５インチの長さを有し、そして各三
角形の流れ穴３６の底辺から方形模様集団の中心に隣り
合う頂点までの長さは０．１８１インチである。これは
約２７ｉｎ”の異物フィルター３２を通しての総流れ面
積を与える。好ましい具体例において、各方形模様集団
における流れ大間の板部分即ち結合部は、運転中異物フ
ィルター３２の破損を防止するに充分の支持を与えるよ
うに約０．０３０インチ巾である。各方形模様集団の流
れ穴間の仮結合部は板の側辺に対して対角方向に配向さ
れる。結合部の対角配向は、燃料棒の投影面積と流れ大
面積とを考慮するとき閉塞されていない流れ面積が最大
限化されるようなものである。第３図に明示されるよう
に、下端取付は具２０におけるリブ２４と異物フィルタ
ー３２の流れ穴３６間の中実部分とは、リブ２４が異物
フィルター３２を通過した後の冷却材流れを妨害しない
ように同等の形態で配列されている。異物フィルター３
２は、溶接による等の任意の適当な手段により下端取付
は具２・０に付設され得る。
本発明のまた別の具体例が第６〜１１図に例示される。
この具体例においては、リブ２４により案内管ボス２６
を支持させる替わりに、下端取付は具２０は複数の流れ
穴４０を設けた穴から形成される。流れ穴４０集団間の
板中実部分は燃料棒１２の端と実質上整列される。第７
図の底面図及び第１′１図の部分側面断面図に見られる
ように、流れ穴４０には文字Ａにより示すように約２０
度の底部面取りが設けられている。案内管ボス２６の周
囲には、可能な最大流れ面積を与えるように半円状流れ
穴４２が配置されている。流れ穴４０の内径は約０．４
０５インチであり、他方面取りされた下縁は約０．４９
５インチ直径である。第８及び１０図の底面図及び側面
図に見られるように、脚２８には先の具体例で説明した
ような開口３０が形成される。
第６図の上面図に見られるように、異物フィルター１３
２はやはり、約０．１インチ厚の打ち抜き板から形成さ
れそして多数の流れ穴４４が設けられる。流れ穴４４は
、実質上パイ形でありそして４つの円形模様集団をなし
てそして案内管開口１３４周囲では２つの半円模様をな
して配列されて、下端取付は具２０における流れ穴４０
の模様と整合する模様を構成する（第８図に例示される
）。各円形模様集団の流れ穴間の板結合部分は約０．０
３０インチ巾である。これは、各パイ形四半円が約０１
８１インチの直径を有しそして円形模様集団が流れ穴４
０と等しい直径を有する結果をもたらす。各円形模様集
団の流れ穴間の仮結合部は板の側辺に対して対角方向に
配向される。フィルター結合部の対角配向は、燃料棒の
投影面積と流れ大面積とを考慮するとき閉塞されていな
い流れ面積が最大限化されるようなものである。これは
圧力降下を最小限とする。異物フィルター１３２により
提供される総流れ面積は約２２ｉｎ”である。第１０図
に見られるように、異物フィルター１３２は下端取付は
具２０の上面に溶接による等の任意の適当な手段により
付設される。第９図は異物フィルター１３２を下端取付
は具２０に付設した状態でのその上面図である。
〔発明の効果〕
下端取付は具即ちノズルプレートに付設されるスクリー
ンの形態で異物フィルターを提供することにより、燃料
棒を損傷する恐れのある異物を濾過し、同時に燃料集合
体を通して充分量の冷却材流れを維持することを可能と
する。
以上、好ましい具体例を説明したが、本発明の範囲内で
多くの改変をなしうることを銘記されたい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、代表的な燃料集合体の部分断面正面図である
。 第２図は、下端取付は具の据え付は姿勢での正面図であ
る。 第３図は、下端取付は具の据え付は姿勢での底面図であ
る。 第４図は、下端取付は具の上面図である。 第５図は、異物フィルターの上面図である。 第６〜１１図は、本発明の別の具体例を例示するもので
あり、ここで第６図は異物フィルターの上面図であり、
第７図は異物フィルターの底面図であり、第８図は異物
フィルターを下端取付は具に付設した状態でのその上面
図であり、第９図は異物フィルターの底面図であり、第
１０図は下端取付は具の据え付は姿勢での正面図であり
、そして第１１図は異物フィルターの部分断面正面図で
ある。 １０　： １２　： １４　： ６ ８ ２０　： ２２　： 　４ ２６　： 　８ ３０　： ３２　： ３４　； ６ ４０　、 ４ ３９　： 　３４ 炉料集合体 燃料棒 格子組立体 案内管 上端取付は具 下端取付は具 ベース リブ 案内管ボス 脚 開口 異物フィルター 案内管開口 流れ穴 ４２：流れ穴 流れ穴 コレット ：案内管開口 ４０；ノズル部材 Ｆｌｏｌ ＦＩＧ、ＩＯ 「ＩＧ３ ＦＩＧ　２

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）格子組立体により離間配列において保持される複数
    の燃料棒と、該格子組立体を通して伸延しそして上下端
    で冷却材流通用の開口を具備する上端取付け具及び下端
    取付け具にそれぞれ付設される案内管と、異物フィルタ
    ーとを有する各燃料集合体において、 （ａ）前記下端取付け具の下面に取付けられる板を備え
    、そして（ｂ）該板が方形の模様集団をなして配列され
    る、複数の実質上三角形状の貫通流れ穴を有し、その場
    合各前記方形模様集団における前記流れ穴管の板結合部
    が前記板の側辺に対して対角方向に配向されることを特
    徴とする異物フィルター。 ２）方形模様集団の各々が各側辺において約０．４０５
    インチの寸法を有する特許請求の範囲第１項記載の異物
    フィルター。 ３）三角形状の流れ穴の各々が底辺から頂点まで約０．
    １８１インチの寸法を有する特許請求の範囲第１項記載
    の異物フィルター。 ４）格子組立体により離間配列において保持される複数
    の燃料棒と、該格子組立体を通して伸延しそして上下端
    で冷却材流通用の開口を具備する上端取付け具及び下端
    取付け具にそれぞれ付設される案内管と、異物フィルタ
    ーとを有する各燃料集合体において、 （ａ）前記下端取付け具の上面に取付けられる板を備え
    、そして（ｂ）該板が円形の模様集団をなして配列され
    る、複数の実質上バイ形状の貫通流れ穴を有し、その場
    合各前記円形模様集団における前記流れ穴管の板結合部
    が前記板の側辺に対して対角方向に配向されることを特
    徴とする異物フィルター。 ５）円形模様集団の各々が各側辺において約０．４０５
    インチの寸法を有する特許請求の範囲第４項記載の異物
    フィルター。 ６）パイ形状の流れ穴の各々が約０．１８１インチの直
    径を有する特許請求の範囲第４項記載の異物フィルター
    。
JP2270668A 1989-10-13 1990-10-11 核燃料集合体異物フィルター Expired - Lifetime JPH07111467B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/421,042 US5037605A (en) 1989-10-13 1989-10-13 Nuclear fuel assembly debris filter
US421042 1989-10-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03242599A true JPH03242599A (ja) 1991-10-29
JPH07111467B2 JPH07111467B2 (ja) 1995-11-29

Family

ID=23668949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2270668A Expired - Lifetime JPH07111467B2 (ja) 1989-10-13 1990-10-11 核燃料集合体異物フィルター

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5037605A (ja)
EP (1) EP0422950B1 (ja)
JP (1) JPH07111467B2 (ja)
KR (1) KR910008736A (ja)
DE (1) DE69012037T2 (ja)
ES (1) ES2057430T3 (ja)
ZA (1) ZA908154B (ja)

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