JP3471192B2 - Fuel assembly - Google Patents
Fuel assemblyInfo
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- JP3471192B2 JP3471192B2 JP12448997A JP12448997A JP3471192B2 JP 3471192 B2 JP3471192 B2 JP 3471192B2 JP 12448997 A JP12448997 A JP 12448997A JP 12448997 A JP12448997 A JP 12448997A JP 3471192 B2 JP3471192 B2 JP 3471192B2
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- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、D格子炉心に装荷
され、複数本の燃料棒の上下端をそれぞれ上部タイプレ
ートと下部タイプレートとで支持するとともに、これら
両タイプレート間で燃料棒相互の間隔を複数の燃料スペ
ーサで保持し、かつその外周をチャンネルボックスで囲
み、前記上部タイプレートと前記チャンネルボックスを
チャンネルファスナで結合した燃料集合体に係り、特
に、地震などの振動により発生する燃料集合体の傾きを
抑制し、D格子炉心で発生する中性子束上昇によるスク
ラム対策を講じた燃料集合体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の燃料集合体におけるチャ
ンネルファスナは、図5(A),(B)に示すようなも
のがある。図5(A),(B)において、チャンネルフ
ァスナ1は、一般にガード2、板スプリング3、ロック
ワッシャ4、およびキャップスクリュー5から構成され
ている。ガード2は、ほぼ三角形状に形成された平上板
6と、この平上板6とで断面L字形をなして下方に延び
る脚体7とが鋳物または鋼板により一体に形成されてい
る。板スプリング3は、その上板部8からガード2の脚
体7の隅角部を間に挟んで2分される2枚のスプリング
脚9を有し、これらのスプリング脚9は、脚体7の外側
面下方に沿って外側に折れ曲がりかつ下方部では脚体7
とのギャップを確保しつつ、先端では内側に折れ曲がっ
て脚体7に接している。
【0003】チャンネルファスナ1は、図6に示すよう
に燃料集合体10に取り付けられ、この燃料集合体10
は原子炉の炉心内に装荷され、炉心下方に設置された受
台としての燃料支持金具(図示せず)上で自立する一
方、その上部は上部格子板により側方の倒れが拘束され
ることにより、鉛直方向に平行状態で整列する。
【0004】すなわち、燃料集合体10は、複数本の燃
料棒の上下端をそれぞれ上部タイプレート11と下部タ
イプレート12とで支持するとともに、これら両タイプ
レート11,12間で燃料棒相互の間隔を複数の燃料ス
ペーサで保持し、かつその外周をチャンネルボックス1
3で囲み、上部タイプレート11とチャンネルボックス
13をチャンネルファスナ1で結合している。
【0005】また、図7に示すように、上部格子板14
の1つの格子内には4体の燃料集合体10が挿入され、
隣り合う燃料集合体10は、チャンネルファスナ1の板
スプリング3のスプリング脚9が互いに押し合うよう
に、脚体7からの高さが設定されているため、残りの側
面は上部格子板14の格子壁面に圧接されている。
【0006】このように構成されたチャンネルファスナ
1において、スプリング脚9に水平方向の外力が加わる
と、スプリング脚9は図5(B)に示すように初期曲げ
高さH1からその先端が脚体7の外面上を接触したまま
下方に移動し、脚体7の下方および側方に設けられてい
るガード高さH2と同じになるまで撓むことができる。
【0007】ところで、4体の燃料集合体10を1組と
して多数の燃料集合体が装荷されている炉心は、各燃料
集合体10の設置間隔が均一なC格子炉心と、設置間隔
が不均一なD格子炉心とに大別される。このD格子炉心
は、図7に示すように4体1組の燃料集合体10間の間
隔が広い部分(ワイドギャップ)と、上部格子板14側
の間隔が狭い部分(ナローギャップ)とで構成されてい
る。なお、図7において、制御棒15は十字形に形成さ
れ、4体の燃料集合体10間に挿入したりまたは引き抜
かれる。
【0008】また、C格子炉心に用いられるチャンネル
ファスナの形状は、図5(A),(B)および図6に示
され、さらにD格子炉心に用いられるチャンネルファス
ナの形状は、図8(A),(B)および図9に示されて
いる。なお、図8(A),(B)および図9では、C格
子炉心に用いられるチャンネルファスナと同一または対
応する部分に同一の符号を用いてその説明を省略する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の燃料集
合体10においては、地震などの振動により水平方向に
加速度が加わると、炉心格子内で4体の燃料集合体10
が揺動され、一方向への加振により片側列の燃料集合体
10が対向する燃料集合体10に向かって押圧され、そ
の結果チャンネルファスナ1のスプリング脚9が圧潰さ
れて脚体7とのギャップがなくなり、燃料集合体10が
傾き、燃料集合体の10の間隔が変化することになる。
【0010】また、沸騰水型原子炉(BWR)にD格子
炉心を採用した場合には、地震などの振動により炉心全
体に亙り燃料集合体10の設置間隔が均一化する方向、
すなわち上部格子板14側の間隔が拡大し、制御棒15
側の間隔が縮小する方向に変位する。このとき、燃料集
合体10間の間隔がわずかに変化しても、D格子炉心で
は炉心の中性子束密度が上昇し、正の反応度が印加され
る特性を有するため、反応度スクラムが発生する場合が
ある。
【0011】一方、全炉心に亙り燃料集合体10の間隔
が均一なC格子炉心では、配置が最も反応度が高い安定
状態のため、地震などの振動により燃料集合体10の間
隔がわずかに変化しても、反応度が低下するのみでスク
ラムすることはない。
【0012】したがって、中性子束上昇による反応度印
加スクラムは、燃料集合体10の間隔をC格子炉心のよ
うに等間隔に配置する以外に抜本的な対策はないが、上
述したような炉心の改造は、運転プラントを長期に亙り
停止させなければ達成することができず、経済的損失が
大きい。
【0013】そこで、本発明は上述した事情を考慮して
なされたもので、炉心での倒れを確実に抑えることがで
きるとともに、炉心への装荷を容易にした燃料集合体を
提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明に係る燃料集合体1は、上部格子板の格
子を通してD格子炉心に装荷され、複数本の燃料棒の上
下端をそれぞれ上部タイプレートと下部タイプレートと
で支持するとともに、その外周をチャンネルボックスで
囲み、前記上部タイプレートと前記チャンネルボックス
を板スプリングおよびガードを有するチャンネルファス
ナで結合した燃料集合体において、前記チャンネルファ
スナの板スプリングは2枚のスプリング脚を有し、上記
スプリング脚の下方の中央部の幅を上方より幅広に形成
するとともに、上記板スプリングによる前記上部格子板
への押付け力を5kgを超え25kg以下に設定し、上
記板スプリングの撓みを制限する前記ガードの高さを
5.9mmを超え7.5mm以下としたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
【0016】図1は本発明に係る燃料集合体の第1実施
形態におけるチャンネルファスナを示す側面図である。
なお、従来の構成と同一または対応する部分には、図5
(A),(B)および図6と同一の符号を用い、互いに
重複する部分の説明を省略する。
【0017】本実施形態の集合体本体としての燃料集合
体10は、図6と同様に複数本の燃料棒の上下端をそれ
ぞれ上部タイプレート11と下部タイプレート12とで
支持するとともに、これら両タイプレート11,12間
で燃料棒相互の間隔を複数の燃料スペーサで保持し、か
つその外周をチャンネルボックス13で囲み、上部タイ
プレート11とチャンネルボックス13をチャンネルフ
ァスナ1で結合している。
【0018】このチャンネルファスナ1は、燃料集合体
10の上端部に設けられ、図1に示すように、ガード
2、板スプリング3、ロックワッシャ4、およびロック
ワッシャ4を介してガード2に板スプリング3を固定す
るキャップスクリュー5から構成され、ガード2は、板
スプリング3を保持し、ほぼ三角形状に形成された平上
板6と、この平上板6とで断面L字形をなして下方に延
びる脚体7とが鋳物または鋼板により一体に形成されて
いる。
【0019】板スプリング3は、その上板部8からガー
ド2の脚体7の隅角部を間に挟んで2分される2枚のス
プリング脚9を有し、これらのスプリング脚9は、脚体
7の外側面下方に沿って外側に折れ曲がりかつ下方部で
は脚体7とのギャップを確保しつつ、先端では内側に折
れ曲がって脚体7に接している。
【0020】このチャンネルファスナ1が取り付けられ
た燃料集合体10は、上部格子板14の格子を通して原
子炉のD格子炉心内に装荷される。上部格子板14の1
つの格子内には、4体の燃料集合体が挿入され、隣り合
う燃料集合体は、チャンネルファスナ1の板スプリング
3のスプリング脚9が互いに押し合う一方、チャンネル
ファスナ1が取り付けられていない燃料集合体の対角側
のコーナー部を含む2側面では前記上部格子板の格子壁
面に圧接されている。
【0021】チャンネルファスナ1の板スプリング3
は、地震時などの横揺れによる燃料集合体10の炉内に
おける傾きの変化量を抑制するため、押付け力が5kg
を超え25kg以下に設定されている。また、板スプリ
ング3の厚さは1.4〜1.7mmの範囲に設定され、
さらに炉心への装荷前の板スプリング3の曲げ高さが従
来の4.8〜5.8mmから5.9〜7.5mmの範囲
に設定されている。
【0022】次に、本実施形態の作用を説明する。
【0023】このように構成された本実施形態による燃
料集合体10のチャンネルファスナ1では、表1に示す
ように、板スプリング3の板厚と板スプリング3の初期
曲げ高さH1を大きくしてばね定数および押付け力を増
大させているため、従来のチャンネルファスナのスプリ
ングよりも潰れにくくなる。また、ガード高さH2を従
来より高く設定することにより、ガード密着時において
板スプリング3の撓み量を抑え、板スプリング3に発生
する応力を低減させている。
【0024】
【表1】
【0025】ところで、図4に示すように従来のD格子
用チャンネルファスナは、上記装荷時の押付け力が5k
gであるが、本実施形態によるチャンネルファスナ1で
は上記押付け力を5kgを超えて装荷性の限界である2
5kg以下に強めたことにより、燃料集合体の炉内にお
ける傾きの変化を抑制することができる。
【0026】前記D格子炉心における中性子束上昇によ
るスクラムを回避するためのチャンネルファスナ1の形
状は、現行の図8(A),(B)に示すようなD格子用
の形状ではなく、図5(A),(B)に示すようなC格
子用の形状をベースとする。これはD格子用のチャンネ
ルファスナは、運転時の熱膨張差や炉内機器の寸法公差
によるばらつきの影響を受け易く、押付け力の強化が困
難であるためである。この押付け力Wは、板スプリング
3のばね定数をk、板スプリング3の撓み量をδとすれ
ば、
【数1】W=k・δ
の関係が成立するため、前記のように押付け力Wを強め
るためには、板スプリング3の板厚を厚くしてばね定数
kを大きくするか、または板スプリング3の撓み量δを
大きくする。つまり、表1に示すように板スプリング3
の初期曲げ高さH1を大きくするか、あるいはその両方
を採用する方法があり、ばね定数kおよび撓み量δは、
押付け力Wが5kgを超え25kg以下の範囲で数1を
満足するように変化することができる。ここで、押付け
力Wが25kgを超えると、炉心への燃料集合体の装荷
性の限界を超えることになる。
【0027】板スプリング3のばね定数kを板スプリン
グ3の板厚増加により増大させるとき、従来のC格子用
チャンネルファスナの板厚は、公称値で1.3mmであ
るが、本実施形態によるチャンネルファスナ1では板厚
を1.4mmからばね定数kが約2倍となる1.7mm
の範囲としている。そして、板厚が1.7mmを超える
と、炉心への燃料集合体の装荷性の限界を超えることに
なる。
【0028】また、ばね定数kを2倍としたのみでは、
W=10kgとなるので、押付け力Wが最大で25kg
となるように、撓み量δも増大させる必要がある。した
がって、数1よりδ=5/k=δminとおけば、
【数2】δmin<δ<2.5δmin
となるように、装荷前の板スプリング3の曲げ高さを高
くする必要がある。
【0029】一方、押付け力Wが増大するに伴い、板ス
プリング3に発生する応力は大きくなり、健全性の観点
から問題となる。チャンネルファスナ1の板スプリング
3は、対向するガード2に密着するまで撓み、それ以上
は変形することができない。
【0030】そこで、本実施形態によるチャンネルファ
スナ1は、チャンネルファスナ1のガード高さH2を従
来の4.8〜5.8mmから5.9〜7.5mmの範囲
に高く設定することにより、ガード2への密着時におい
て板スプリング3の撓み量を抑え、板スプリング3に発
生する応力を低減させている。ここで、ガード高さH2
が7.5mmを超えると、炉心への燃料集合体の装荷性
の限界を超えることになる。
【0031】このように本実施形態によれば、地震時な
どで水平方向に外力が加わった場合でも、上記した構成
の燃料集合体10のチャンネルファスナ1においては、
スプリング脚9の撓みが抑制されるため、燃料集合体1
0の傾きが緩和され、燃料集合体10間隔もほぼ均一に
維持されることになり、D格子炉心の中性子束上昇によ
る核反応度スクラムが発生するのを回避することが可能
となる。
【0032】図2は本発明に係る燃料集合体の第2実施
形態におけるチャンネルファスナを示す側面図である。
なお、前記第1実施形態と同一の部分には同一の符号を
付して説明する。以下の各実施形態も同様である。
【0033】第2実施形態のチャンネルファスナ1で
は、板スプリング3の潰れを抑制するためにスプリング
脚9とガード2との間にガード2自体に変形拘束部材と
してのガード突起18を設けたものである。
【0034】上記のように構成されたチャンネルファス
ナ1において、地震時に振動が加わると、上部格子板1
4の格子内で対向するチャンネルファスナ1のスプリン
グ脚9には水平方向に反力が発生し、このスプリング脚
9の先端は、ガード2の脚体7上を接触したまま下方に
移動するものの、本実施形態によるチャンネルファスナ
1では、ガード突起18を設けたことにより、従来のチ
ャンネルファスナのスプリングよりも潰れにくくなる。
【0035】このように第2実施形態によれば、ガード
突起18を設けたことにより、板スプリング3の潰れを
拘束し、板スプリング3の潰れを抑制することができ
る。これにより、中性子束が上昇し核反応度スクラムの
原因である燃料集合体の炉内における傾きの変化量を抑
制することが可能となる。その他の構成および作用は前
記第1実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【0036】図3は本発明に係る燃料集合体の第3実施
形態におけるチャンネルファスナを示す側面図である。
【0037】図3に示す実施形態は、板スプリング3の
下方の幅を広げたものである。
【0038】これにより、板スプリング3に発生する局
部的な最大応力を低減することができ、上記第1実施形
態および第2実施形態のように板スプリング3の潰れを
抑制するものと組み合わせることにより、燃料集合体の
傾きを抑制することができる。
【0039】以上のように、第1〜第3実施形態によれ
ば、チャンネルファスナ1の板スプリング3の撓みを従
来のものより減少させることにより、振動による炉内で
の燃料集合体の傾きを抑制することができる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、チャンネルファスナの板スプリングによる上部
格子板への押付け力を5kgを超え25kg以下に設定
するとともに、この板スプリングの撓みを制限するガー
ドの高さを5.9mmを超え7.5mm以下としたこと
により、地震時にチャンネルファスナの板スプリングに
水平方向に反力が働いた場合でも、炉内における傾きの
変化量を抑制することができる結果、核反応度スクラム
の可能性を低減させることができる。また、燃料集合体
の炉心への装荷を容易に行うことができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a D-lattice core loaded with a plurality of fuel rods supported by an upper tie plate and a lower tie plate, respectively. A fuel assembly in which the distance between the fuel rods is held between the two tie plates by a plurality of fuel spacers, and the outer periphery thereof is surrounded by a channel box, and the upper tie plate and the channel box are connected by a channel fastener. In particular, the present invention relates to a fuel assembly in which the inclination of the fuel assembly generated by vibration such as an earthquake is suppressed, and a measure against scram caused by an increase in neutron flux generated in the D lattice core is taken. 2. Description of the Related Art Conventionally, there are channel fasteners in this type of fuel assembly as shown in FIGS. 5A and 5B. 5A and 5B, the channel fastener 1 generally includes a guard 2, a plate spring 3, a lock washer 4, and a cap screw 5. The guard 2 has a flat upper plate 6 formed in a substantially triangular shape, and a leg 7 extending downward with an L-shaped cross-section formed by the flat upper plate 6 by casting or steel plate. The leaf spring 3 has two spring legs 9 which are bisected from the upper plate portion 8 with the corner of the leg 7 of the guard 2 interposed therebetween. Is bent outwardly along the lower side of the outer surface of the
The tip is bent inward at the tip and is in contact with the leg 7 while ensuring a gap with the leg 7. The channel fastener 1 is mounted on a fuel assembly 10 as shown in FIG.
Is loaded in the core of the reactor and stands on a fuel support (not shown) as a cradle installed below the core, while its upper part is restrained from falling laterally by the upper grid plate Thereby, they are aligned in a state parallel to the vertical direction. That is, the fuel assembly 10 supports the upper and lower ends of a plurality of fuel rods with an upper tie plate 11 and a lower tie plate 12, respectively. Is held by a plurality of fuel spacers, and the outer periphery of the
The upper tie plate 11 and the channel box 13 are connected by the channel fastener 1. [0005] As shown in FIG.
Four fuel assemblies 10 are inserted in one lattice of
Adjacent fuel assemblies 10 are set at a height from the legs 7 so that the spring legs 9 of the plate spring 3 of the channel fastener 1 press against each other. It is pressed against the wall. In the channel fastener 1 thus configured, when a horizontal external force is applied to the spring leg 9, the spring leg 9 has its leg bent from the initial bending height H1 as shown in FIG. 7 can be moved downward while being in contact with the outer surface of the leg 7, and can bend until it becomes the same as the guard height H <b> 2 provided below and on the sides of the leg 7. [0007] A core in which a large number of fuel assemblies are loaded with the four fuel assemblies 10 as one set includes a C lattice core in which the intervals between the fuel assemblies 10 are uniform, and a non-uniform installation interval. The core is roughly classified into a D lattice core. As shown in FIG. 7, the D-lattice core is composed of a portion having a wide interval between the four fuel assemblies 10 (wide gap) and a portion having a narrow interval on the upper lattice plate 14 side (narrow gap). Have been. In FIG. 7, the control rod 15 is formed in a cross shape, and is inserted or pulled out between the four fuel assemblies 10. The shape of the channel fastener used in the C lattice core is shown in FIGS. 5A, 5B and 6, and the shape of the channel fastener used in the D lattice core is shown in FIG. ), (B) and FIG. 8 (A), (B) and FIG. 9, the same reference numerals are used for the same or corresponding portions as those of the channel fastener used for the C lattice core, and the description thereof is omitted. In the conventional fuel assembly 10 described above, when acceleration is applied in the horizontal direction due to vibration such as an earthquake, four fuel assemblies 10 are provided in the core lattice.
Is rocked, and one side row of the fuel assemblies 10 is pressed toward the opposing fuel assemblies 10 by the vibration in one direction. As a result, the spring leg 9 of the channel fastener 1 is crushed and the The gap disappears, the fuel assembly 10 tilts, and the spacing between the fuel assemblies 10 changes. When a D-lattice core is used in a boiling water reactor (BWR), the installation intervals of the fuel assemblies 10 are made uniform throughout the reactor core due to vibrations such as earthquakes.
That is, the distance between the upper grid plate 14 and the control rod 15 is increased.
Displaces in the direction in which the side spacing decreases. At this time, even if the interval between the fuel assemblies 10 is slightly changed, the neutron flux density of the D-lattice core increases and the reactivity is positive, so that the reactivity scram occurs. There are cases. On the other hand, in a C lattice core in which the spacing of the fuel assemblies 10 is uniform over the entire core, the spacing between the fuel assemblies 10 slightly changes due to vibrations such as earthquakes because the arrangement is in a stable state with the highest reactivity. However, only the reactivity is reduced and no scrum occurs. Accordingly, there is no drastic measure for the reactivity application scram due to the neutron flux increase except for disposing the fuel assemblies 10 at equal intervals like a C-lattice core. Cannot be achieved without shutting down the operating plant for a long period of time, resulting in a large economic loss. Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to provide a fuel assembly which can surely suppress the collapse in the core and facilitates loading the core. And [0014] In order to solve the above-mentioned problems, a fuel assembly 1 according to the present invention is loaded into a D lattice core through a lattice of an upper lattice plate, and a plurality of fuel rods are provided. A fuel assembly in which the upper and lower ends are supported by an upper tie plate and a lower tie plate, respectively, and the outer periphery thereof is surrounded by a channel box, and the upper tie plate and the channel box are connected by a channel fastener having a plate spring and a guard. The leaf spring of the channel fastener has two spring legs, the width of the central portion below the spring legs is formed wider than the upper portion, and the pressing force of the leaf spring against the upper lattice plate is 5 kg. Over 25 kg or less, and the height of the guard for limiting the deflection of the leaf spring is set to 5.9. mm and 7.5 mm or less. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a channel fastener in a first embodiment of the fuel assembly according to the present invention.
Note that the same or corresponding portions as those of the conventional configuration are shown in FIG.
6A and 6B and the same reference numerals as those in FIG. 6, and the description of the overlapping parts will be omitted. A fuel assembly 10 as an assembly body of the present embodiment supports upper and lower ends of a plurality of fuel rods with an upper tie plate 11 and a lower tie plate 12, respectively, as in FIG. The spacing between the fuel rods between the tie plates 11 and 12 is held by a plurality of fuel spacers, the outer circumference of which is surrounded by a channel box 13, and the upper tie plate 11 and the channel box 13 are connected by a channel fastener 1. The channel fastener 1 is provided at the upper end of the fuel assembly 10 and, as shown in FIG. 1, a plate spring is attached to the guard 2 via a guard 2, a plate spring 3, a lock washer 4, and a lock washer 4. The guard 2 holds the leaf spring 3 and has a flat upper plate 6 formed in a substantially triangular shape, and the flat upper plate 6 forms an L-shaped cross section and is downward. The extending leg 7 is integrally formed of a casting or a steel plate. The leaf spring 3 has two spring legs 9 which are bisected from the upper plate portion 8 with the corners of the legs 7 of the guard 2 interposed therebetween. The leg 7 is bent outward along a lower side of the outer surface, and a gap with the leg 7 is secured at a lower portion, while the tip is bent inward at the tip and is in contact with the leg 7. The fuel assembly 10 to which the channel fastener 1 is attached is loaded into the D lattice core of the nuclear reactor through the lattice of the upper lattice plate 14. 1 of upper lattice plate 14
Four fuel assemblies are inserted into one lattice, and adjacent fuel assemblies are fuel assemblies in which the spring legs 9 of the leaf springs 3 of the channel fastener 1 press against each other while the channel fastener 1 is not attached. The two sides including the diagonal corners of the body are pressed against the lattice wall surface of the upper lattice plate. The leaf spring 3 of the channel fastener 1
Has a pressing force of 5 kg in order to suppress the amount of change in the inclination of the fuel assembly 10 in the furnace due to a roll during an earthquake or the like.
And set to 25 kg or less. The thickness of the leaf spring 3 is set in a range of 1.4 to 1.7 mm,
Further, the bending height of the leaf spring 3 before loading on the core is set in a range from 4.8 to 5.8 mm to 5.9 to 7.5 mm. Next, the operation of the present embodiment will be described. In the thus configured channel fastener 1 of the fuel assembly 10 according to the present embodiment, as shown in Table 1, the plate thickness of the plate spring 3 and the initial bending height H1 of the plate spring 3 are increased. Since the spring constant and the pressing force are increased, the spring is less likely to be crushed than the spring of the conventional channel fastener. Further, by setting the guard height H2 higher than in the past, the amount of deflection of the leaf spring 3 during close contact of the guard is reduced, and the stress generated in the leaf spring 3 is reduced. [Table 1] As shown in FIG. 4, the conventional D-grid channel fastener has a pressing force of 5 k at the time of loading.
g, but in the channel fastener 1 according to the present embodiment, the pressing force exceeds 5 kg and the loadability is limited to 2
By increasing the pressure to 5 kg or less, a change in inclination of the fuel assembly in the furnace can be suppressed. The shape of the channel fastener 1 for avoiding the scram due to the neutron flux rise in the D-lattice core is not the current shape for the D-lattice as shown in FIGS. Based on the shape for the C lattice as shown in (A) and (B). This is because the channel fasteners for the D lattice are easily affected by variations due to differences in thermal expansion during operation and dimensional tolerances of furnace equipment, and it is difficult to increase the pressing force. Assuming that the spring constant of the leaf spring 3 is k and the amount of deflection of the leaf spring 3 is δ, the pressing force W satisfies the following relationship: W = k · δ. Is increased by increasing the plate thickness of the leaf spring 3 to increase the spring constant k, or increasing the amount of deflection δ of the leaf spring 3. That is, as shown in Table 1, the leaf spring 3
There is a method of increasing the initial bending height H1 or using both of them. The spring constant k and the amount of deflection δ are
When the pressing force W is more than 5 kg and not more than 25 kg, it can be changed so as to satisfy Expression 1. Here, when the pressing force W exceeds 25 kg, the loading limit of the fuel assembly to the core is exceeded. When the spring constant k of the leaf spring 3 is increased by increasing the thickness of the leaf spring 3, the thickness of the conventional channel fastener for the C lattice is 1.3 mm in nominal value, but the channel according to the present embodiment is not limited to 1.3 mm. The fastener 1 has a plate thickness of 1.4 mm, and the spring constant k is approximately twice as large as 1.7 mm.
Of the range. If the plate thickness exceeds 1.7 mm, the loading limit of the fuel assembly to the core will be exceeded. Further, if the spring constant k is simply doubled,
Since W = 10 kg, pressing force W is 25 kg at maximum.
It is necessary to increase the amount of deflection δ so that Therefore, if δ = 5 / k = δmin from Equation 1, it is necessary to increase the bending height of the leaf spring 3 before loading so that δmin <δ <2.5δmin. On the other hand, as the pressing force W increases, the stress generated in the leaf spring 3 increases, which poses a problem from the viewpoint of soundness. The leaf spring 3 of the channel fastener 1 bends until it comes into close contact with the opposing guard 2, and cannot be further deformed. Therefore, in the channel fastener 1 according to the present embodiment, the guard height H2 of the channel fastener 1 is set to be higher than the conventional range of 4.8 to 5.8 mm to 5.9 to 7.5 mm so that the guard is H. The amount of deflection of the leaf spring 3 during close contact with the plate spring 2 is reduced, and the stress generated in the leaf spring 3 is reduced. Here, the guard height H2
Exceeds 7.5 mm, the load limit of the fuel assembly to the core is exceeded. As described above, according to the present embodiment, even when an external force is applied in the horizontal direction during an earthquake or the like, in the channel fastener 1 of the fuel assembly 10 having the above-described configuration,
Since the deflection of the spring leg 9 is suppressed, the fuel assembly 1
The inclination of zero is alleviated, and the intervals between the fuel assemblies 10 are also maintained substantially uniform, so that it is possible to avoid the generation of the nuclear reactivity scram due to the neutron flux rise in the D-lattice core. FIG. 2 is a side view showing a channel fastener in a second embodiment of the fuel assembly according to the present invention.
The same parts as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals. The same applies to the following embodiments. In the channel fastener 1 of the second embodiment, a guard projection 18 as a deformation restraining member is provided on the guard 2 itself between the spring leg 9 and the guard 2 in order to suppress the flat spring 3 from being crushed. is there. In the channel fastener 1 constructed as described above, when vibration is applied during an earthquake, the upper grid plate 1
4, a counterforce is generated in the horizontal direction on the spring leg 9 of the opposed channel fastener 1 in the lattice of 4, and the tip of the spring leg 9 moves downward while being in contact with the leg 7 of the guard 2. In the channel fastener 1 according to the present embodiment, the provision of the guard projection 18 makes the channel fastener 1 harder to collapse than the spring of the conventional channel fastener. As described above, according to the second embodiment, the provision of the guard projection 18 restrains the crush of the leaf spring 3 and suppresses the crush of the leaf spring 3. This makes it possible to suppress the amount of change in the tilt of the fuel assembly in the reactor, which causes the neutron flux to rise and cause the nuclear reactivity scram. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, and therefore, description thereof will be omitted. FIG. 3 is a side view showing a channel fastener in a third embodiment of the fuel assembly according to the present invention. In the embodiment shown in FIG. 3, the width below the leaf spring 3 is increased. Thus, the local maximum stress generated in the leaf spring 3 can be reduced, and by combining with the above-described first and second embodiments that suppress the collapse of the leaf spring 3. In addition, the inclination of the fuel assembly can be suppressed. As described above, according to the first to third embodiments, the inclination of the fuel assembly in the furnace due to vibration is reduced by reducing the deflection of the plate spring 3 of the channel fastener 1 as compared with the conventional one. Can be suppressed. As described above, according to the first aspect of the present invention, the pressing force of the channel fastener against the upper lattice plate by the plate spring is set to be more than 5 kg and 25 kg or less, and this plate spring is set. By setting the height of the guard that limits the deflection of the channel to more than 5.9 mm and not more than 7.5 mm, even if a horizontal reaction force acts on the plate fastener of the channel fastener during an earthquake, the amount of change in the inclination in the furnace As a result, the possibility of the nuclear reactivity scram can be reduced. Further, the fuel assemblies can be easily loaded into the core.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る燃料集合体の第1実施形態におけ
るチャンネルファスナを示す側面図。
【図2】本発明に係る燃料集合体の第2実施形態におけ
るチャンネルファスナを示す側面図。
【図3】本発明に係る燃料集合体の第3実施形態におけ
るチャンネルファスナを示す側面図。
【図4】ばね力と地震時の燃料集合体の倒れとの関係を
示す図。
【図5】(A),(B)はC格子用の従来のチャンネル
ファスナ構造の平面図,側面図。
【図6】C格子用のチャンネルファスナが取り付けられ
た燃料集合体を示す側面図。
【図7】図6の燃料集合体を炉心内に装荷した状態を部
分的に拡大して示す平面図。
【図8】(A),(B)はD格子用の従来のチャンネル
ファスナ構造の平面図,側面図。
【図9】D格子用のチャンネルファスナが取り付けられ
た燃料集合体を示す側面図。
【符号の説明】
1 チャンネルファスナ
2 ガード
3 板スプリング
4 ロックワッシャ
5 キャップスクリュー
6 平上板
7 脚体
8 上板部
9 スプリング脚
10 燃料集合体(集合体本体)
11 上部タイプレート
12 下部タイプレート
13 チャンネルボックス
14 上部格子板
15 制御棒
18 ガード突起(変形拘束部材)BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view showing a channel fastener in a first embodiment of a fuel assembly according to the present invention. FIG. 2 is a side view showing a channel fastener in a second embodiment of the fuel assembly according to the present invention. FIG. 3 is a side view showing a channel fastener in a third embodiment of the fuel assembly according to the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a spring force and a fall of a fuel assembly during an earthquake. 5A and 5B are a plan view and a side view of a conventional channel fastener structure for a C grating. FIG. 6 is a side view showing a fuel assembly to which a channel fastener for C lattice is attached. FIG. 7 is a partially enlarged plan view showing a state where the fuel assembly of FIG. 6 is loaded in a reactor core. 8 (A) and (B) are a plan view and a side view of a conventional channel fastener structure for a D grating. FIG. 9 is a side view showing a fuel assembly to which a channel fastener for a D lattice is attached. [Description of Signs] 1 Channel fastener 2 Guard 3 Plate spring 4 Lock washer 5 Cap screw 6 Flat upper plate 7 Leg 8 Upper plate 9 Spring leg 10 Fuel assembly (assembly body) 11 Upper tie plate 12 Lower tie plate 13 Channel box 14 Upper lattice plate 15 Control rod 18 Guard protrusion (deformation restraint member)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田辺 朗 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株式会社東芝 横浜事業所内 (56)参考文献 特開 平8−285979(JP,A) 特開 昭59−5991(JP,A) 特開 昭61−258190(JP,A) 特開 平1−212389(JP,A) 実開 平5−73597(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21C 3/00 - 3/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Akira Tanabe 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. -5991 (JP, A) JP-A-61-258190 (JP, A) JP-A-1-212389 (JP, A) JP-A-5-73597 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. . 7, DB name) G21C 3/00 - 3/34
Claims (1)
装荷され、複数本の燃料棒の上下端をそれぞれ上部タイ
プレートと下部タイプレートとで支持するとともに、そ
の外周をチャンネルボックスで囲み、前記上部タイプレ
ートと前記チャンネルボックスを板スプリングおよびガ
ードを有するチャンネルファスナで結合した燃料集合体
において、前記チャンネルファスナの板スプリングは2
枚のスプリング脚を有し、上記スプリング脚の下方の中
央部の幅を上方より幅広に形成するとともに、上記板ス
プリングによる前記上部格子板への押付け力を5kgを
超え25kg以下に設定し、上記板スプリングの撓みを
制限する前記ガードの高さを5.9mmを超え7.5m
m以下としたことを特徴とする燃料集合体。(57) [Claim 1] A D-lattice core is loaded through a lattice of an upper lattice plate, and upper and lower ends of a plurality of fuel rods are supported by an upper tie plate and a lower tie plate, respectively. In a fuel assembly in which the outer periphery is surrounded by a channel box and the upper tie plate and the channel box are connected by a channel fastener having a leaf spring and a guard, the leaf spring of the channel fastener is 2
A plurality of spring legs, a width of a central portion below the spring legs is formed wider than above, and a pressing force of the plate spring against the upper lattice plate is set to be more than 5 kg and 25 kg or less. The height of the guard, which limits the deflection of the leaf spring, exceeds 5.9 mm and 7.5 m
m or less.
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| JP12448997A JP3471192B2 (en) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | Fuel assembly |
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| JP12448997A JP3471192B2 (en) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | Fuel assembly |
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| JPH10319161A JPH10319161A (en) | 1998-12-04 |
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