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JP2667856B2 - Boiling water reactor - Google Patents

Boiling water reactor

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Publication number
JP2667856B2
JP2667856B2 JP63021992A JP2199288A JP2667856B2 JP 2667856 B2 JP2667856 B2 JP 2667856B2 JP 63021992 A JP63021992 A JP 63021992A JP 2199288 A JP2199288 A JP 2199288A JP 2667856 B2 JP2667856 B2 JP 2667856B2
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JP
Japan
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fuel
partition plate
core
reactor
cooling water
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紀行 定岡
宏樹 熊洞
一克 三木
菊男 梅垣
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • 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)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は原子炉に係り、特にチャネルボックスを持た
ない沸騰水型原子炉に好適な原子炉に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nuclear reactor, and more particularly to a nuclear reactor suitable for a boiling water reactor without a channel box.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

現在、高燃焼度化、及び、プルトニウムの有効活用に
よる燃料サイクル費の大幅低減を目指した次世代型軽水
炉として高転換バーナ炉が開発されている(特願昭59−
251389号公報)高転換バーナ炉では、燃料寿命前半に高
転換領域で現行軽水炉より転換比を高め、後半にバーナ
領域で熱中性子利用率を向上させて、核分裂性物質を効
率よく燃焼させる。
Currently, a high conversion burner reactor is being developed as a next-generation light water reactor aiming at high burnup and significant reduction of fuel cycle cost by effective use of plutonium (Japanese Patent Application No. 59-
In the high conversion burner reactor, the conversion ratio is increased in the high conversion region in the first half of the fuel life compared to the current light water reactor, and the thermal neutron utilization rate is improved in the burner region in the latter half to efficiently burn fissionable materials.

高転換領域、及び、バーナ領域の燃料集合体の一例を
それぞれ第4図にAおよびBで示した。また、高転換バ
ーナ炉に用いられる燃料集合体の縦断面図を、第5図に
示す。燃料集合体は、主に上部タイプレート4、スペー
サ13、複数本の燃料棒3、水ロツド12、下部タイプレー
ト5、及び、これらを収納するチヤンネルボツクス11よ
り構成される。燃料棒3は、H/U比を高めるため、三角
配列の最密充填構造となる。そのため、燃料集合体の水
平断面は六角形状となる。上部及び下部タイプレート5
は複数本の燃料棒3の両端を固定している。スペーサ13
は、チヤンネルボツクス11内で軸方向に間隔を置いて複
数個設けられ、複数本の燃料棒を整列支持し燃料バンド
ルを構成する。燃料バンドルを囲むチヤンネルボツクス
11は、水平断面が六角筒状をしている。第6図に、隣接
する三体の燃料集合体の水平断面図を示す。各燃料集合
体には、燃料棒配列の中にクラスタ型制御棒10が制御棒
案内管7に挿入される。隣接する集合体間には、チヤン
ネルボツクスにより区切られるギヤツプが存在し、沸騰
していない冷却水が少量流れている。
Examples of fuel assemblies in the high conversion region and the burner region are shown by A and B in FIG. 4, respectively. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a fuel assembly used in a high conversion burner furnace. The fuel assembly is mainly composed of an upper tie plate 4, spacers 13, a plurality of fuel rods 3, a water rod 12, a lower tie plate 5, and a channel box 11 for containing them. The fuel rods 3 have a close-packed structure in a triangular arrangement in order to increase the H / U ratio. Therefore, the horizontal cross section of the fuel assembly has a hexagonal shape. Upper and lower tie plate 5
Are fixed at both ends of a plurality of fuel rods 3. Spacer 13
Are provided in the channel box 11 at intervals in the axial direction, and a plurality of fuel rods are aligned and supported to form a fuel bundle. Channel box surrounding the fuel bundle
11 has a hexagonal cylindrical horizontal section. FIG. 6 is a horizontal sectional view of three adjacent fuel assemblies. In each fuel assembly, a cluster-type control rod 10 is inserted into a control rod guide tube 7 in a fuel rod arrangement. Between adjacent assemblies, there is a gap separated by a channel box, and a small amount of non-boiling cooling water flows.

燃料集合体に設れられるチヤンネルボツクスは下記の
機能をもつ。
The channel box provided in the fuel assembly has the following functions.

(1)燃料集合体ごとに隔離された冷却材流路を形成す
ることにより、集合体間の出力ミスマツチ、及び、ボイ
ド率の差に起因する冷却材のクロスフローを部止する。
さらに、燃料集合体内を流れる冷却材流量を確保し、冷
却材を均一に流す。
(1) By forming an isolated coolant flow path for each fuel assembly, output mismatches between the assemblies and cross flow of the coolant due to the difference in void ratio are stopped.
Furthermore, the flow rate of the coolant flowing through the fuel assembly is ensured, and the coolant flows evenly.

(2)燃料集合体の剛性を高め、取り扱い容易にする。(2) Increase the rigidity of the fuel assembly and make it easier to handle.

燃料集合体の炉内装荷期間中には、燃料集合体内を流
れる冷却材の圧力損失のため、チヤンネルボツク11の内
外面に圧力差が生じる。そのため、チヤンネルボツクス
11は、中性子照射量の増大に伴い、照射クリープ変形を
生じ、第7図に示すように外側へ膨らむ。このようなチ
ヤンネルボツクスの変形は、上記のチヤンネルボツクス
の機能を低下させる可能性を生じる。さらに、変形が著
しい場合は、チヤンネルボツクス間のギヤツプが閉じ、
燃料集合体が炉内から取り出せなくなる可能性もある。
During the reactor interior loading period of the fuel assembly, a pressure difference occurs between the inner and outer surfaces of the channel box 11 due to the pressure loss of the coolant flowing in the fuel assembly. Therefore, channel box
In No. 11, irradiation creep deformation occurs with an increase in the neutron irradiation amount, and expands outward as shown in FIG. Such deformation of the channel box gives rise to the possibility of deteriorating the function of the channel box. Furthermore, if the deformation is significant, the gap between the channel boxes closes,
The fuel assemblies may not be able to be taken out of the furnace.

大幅な高燃焼度化(燃焼度約100GWd/tU)をめざす高
転換バーナ炉では燃料集合体の炉内装荷期間が十一〜十
二年と長期化する。また、高転換領域でチヤンネルボツ
クス内外の圧力差が現行BWRの場合の1.5〜2倍となる。
更に、高転換領域では、高速中性子束も従来のBWRの場
合の数倍あり、チヤンネルボツクスのふくれ変形量は、
従来のBWRの場合よりさらに増加すると予測できる。従
来の燃料集合体では、中性子経済性を高めるためにチヤ
ンネルボツクスの厚みが1.5mm、集合体間のギヤツプ幅
が1.5mmであり、BWRのチヤンネルボツクス厚み2.5mm,集
合体間ギヤツプ幅15.8mmと比較して小さく、チヤンネル
ボツクスの径方向のふくれに対して厳しい構造となつて
いる。
In a high conversion burner furnace aiming for a significantly higher burnup (burnup of about 100 GWd / tU), the interior loading period of the fuel assembly will be extended to 11 to 12 years. In the high conversion region, the pressure difference between the inside and outside of the channel box is 1.5 to 2 times that of the current BWR.
Furthermore, in the high conversion region, the fast neutron flux is several times that of the conventional BWR, and the amount of swelling deformation of the channel box is
It can be expected to increase even more than in the case of conventional BWR. In the conventional fuel assembly, the channel box thickness is 1.5 mm and the inter-assembly gear box width is 1.5 mm in order to enhance neutron economy, and the BWR channel box thickness is 2.5 mm and the inter-assembly gear group width is 15.8 mm. The structure is relatively small and severe against radial bulging of the channel box.

また、高転換バーナ炉では、燃料集合体間のギヤツプ
幅が小さいため、炉心上部支持構造として、従来のBWR
で用いている上部格子板は使用できない。そのため、第
8図に示したように、炉心最外周に燃料集合体支持リン
グ板を設置する構造をとる。このような構造では、一体
の燃料集合体の曲がりが炉心全体の集合体構成に影響し
てくる。そのため、燃料集合体の曲がりは従来のBWR以
上に抑制する必要がある。一方、高転換バーナ炉では、
前述のように、照射期間が長期化し、高速中性子束も高
くなるため、現在設計されている燃料集合体に生じる曲
がりは、従来のBWR以上に増加すると予測されている。
Also, in the high conversion burner reactor, the gap width between the fuel assemblies is small, so the conventional BWR
The upper lattice plate used in cannot be used. Therefore, as shown in FIG. 8, a structure is adopted in which a fuel assembly support ring plate is installed at the outermost periphery of the core. In such a structure, the bending of the integral fuel assembly affects the assembly configuration of the entire core. Therefore, it is necessary to suppress the bending of the fuel assembly more than the conventional BWR. On the other hand, in the high conversion burner furnace,
As described above, since the irradiation period is extended and the fast neutron flux is also increased, it is predicted that the bending that occurs in the currently designed fuel assembly will be more than that of the conventional BWR.

また、高転換バーナ炉の燃料集合体では、燃料棒の配
列が稠密格子となるため、流路断面積が減少し、集合体
間での圧力損失が増加する。
Further, in the fuel assembly of the high conversion burner furnace, the arrangement of the fuel rods is a dense lattice, so that the flow passage cross-sectional area is reduced and the pressure loss between the assemblies is increased.

さらに、高転換バーナ炉では、照射期間中に燃料集合
体の再組み立てを行なうため、分解・組み立てが簡単な
集合体構造が必要となる。
Further, in the high conversion burner furnace, since the fuel assemblies are reassembled during the irradiation period, an assembly structure that is easy to disassemble and assemble is required.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

本発明の目的は、照射に伴う変形が少なく構造的に安
定で、熱中性子経済性を向上できると共に、圧力損失が
少ない沸騰水型原子炉を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a boiling water nuclear reactor that is structurally stable with little deformation caused by irradiation, can improve thermal neutron economic efficiency, and has little pressure loss.

〔課題を解決するため手段〕[Means for solving the problem]

上記目的は、複数本の燃料棒、制御棒案内管、水ロッ
ド、上部タイプレート、下部タイプレート、及び炉心の
軸方向に複数設けたスペーサよりなる燃料バンドルを備
える沸騰水型原子炉において、前記燃料バンドル内のボ
イドが発生する位置から冷却水のボイド率が燃料集合体
の出口のボイド率に達する位置までの領域において前記
燃料バンドルの相互の冷却水流路を分離する仕切り板
を、前記燃料バンドル間に設けることにより達成され
る。
The above-mentioned object is a boiling water reactor equipped with a plurality of fuel rods, a control rod guide tube, a water rod, an upper tie plate, a lower tie plate, and a fuel bundle consisting of a plurality of spacers provided in the axial direction of the reactor core. A partition plate for separating mutual cooling water flow paths of the fuel bundle in a region from a position where voids are generated in the fuel bundle to a position where the void ratio of the cooling water reaches the void ratio of the outlet of the fuel assembly, This is achieved by providing them in between.

また、複数本の燃料棒、制御棒案内管、水ロッド、上
部タイプレート、下部タイプレート、及び炉心の軸方向
に複数設けたスペーサよりなる燃料バンドルを備える沸
騰水型原子炉において、燃料集合体を炉心支持板から冷
却水のボイド率が該燃料集合体の出口のボイド率に達す
る位置までの領域において前記燃料バンドルの相互の冷
却水流路を分離する仕切り板を、前記燃料バンドル間に
設けることにより達成される。
Further, in a boiling water reactor including a fuel bundle including a plurality of fuel rods, a control rod guide tube, a water rod, an upper tie plate, a lower tie plate, and a plurality of spacers provided in the axial direction of the core, a fuel assembly is provided. Providing a partition plate between the fuel bundles that separates the mutual cooling water flow paths of the fuel bundles in a region from the core support plate to a position where the void ratio of the cooling water reaches the void ratio at the outlet of the fuel assembly. Is achieved by

ここで、燃料バンドル内のボイドが発生する位置から
冷却水のボイド率が燃料集合体の出口のボイド率に達す
る位置までの領域、及び燃料集合体の炉心支持板から冷
却水のボイド率が該燃料集合体の出口のボイド率に達す
る位置までの領域は、燃料バンドル間のボイド率の差及
びミスマッチにより冷却水のクロスフローが生じ易い領
域である。
Here, the region from the position where voids occur in the fuel bundle to the position where the void ratio of the cooling water reaches the void ratio of the outlet of the fuel assembly, and the void ratio of the cooling water from the core support plate of the fuel assembly is The region up to the position where the void rate at the outlet of the fuel assembly is reached is a region where the cross flow of cooling water is likely to occur due to the difference in void rate between fuel bundles and mismatch.

〔作用〕[Action]

本発明によれば、燃料バンドル間に設けた仕切り板に
より、チャネルボックスがなくても、冷却水のクロスフ
ローを防止できる。また、チャンネルボックスがなくな
るため、チャンネルボックスの内外圧力差による径方向
ふくれが解消する。同時に、チャンネルボックスの照射
成長に起因する集合体全体の曲がりも解消し、上部格子
板を用いずに炉心最外周部に集合体の支持リング板を用
いる炉心構造とすることにより、炉心構成要素を構造的
に十分に安定させることができる。
According to the present invention, the partition plate provided between the fuel bundles can prevent the cross flow of the cooling water without the channel box. In addition, since there is no channel box, radial bulging due to a pressure difference between the inside and outside of the channel box is eliminated. At the same time, the bending of the entire assembly due to the irradiation growth of the channel box is also eliminated, and the core structure is constructed by using the support ring plate of the assembly at the outermost periphery of the core without using the upper lattice plate. The structure can be sufficiently stabilized.

また、チャンネルボックスに相当する構造材の量な半
分以下に減少するので、構造材による熱中性子の吸収量
を低減し、熱中性子経済性を向上することができる。同
時に、廃棄物の量も半分以下に減少するので、発電コス
ト全体の低減にも寄与できる。
Further, since the amount of the structural material corresponding to the channel box is reduced to half or less, the amount of thermal neutrons absorbed by the structural material can be reduced and the thermal neutron economic efficiency can be improved. At the same time, the amount of waste is reduced to less than half, which can contribute to a reduction in the entire power generation cost.

また、仕切り板を、炉心高さ方向又は炉心径方向で、
冷却水のクロスフローが生じ易い領域(特定部分)に設
けたことにより、燃料集合体の上下間で生じる圧力損失
を少なく抑えることができる。
In addition, the partition plate, in the core height direction or core diameter direction,
By providing the cooling water in a region (specific portion) where crossflow is likely to occur, it is possible to suppress the pressure loss generated between the upper and lower sides of the fuel assembly.

特に、高転換バーナ炉では、炉心径方向で高転換領域
とバーナ領域に分かれており、2つの領域で熱水力特
性、即ち軸方向出力分布が大きく異なる。このため、仕
切り板を燃料集合体間の特定部分にのみ設けることによ
り、高転換領域とバーナ領域の夫々の軸方向出力分布に
合わせることが可能となり、本発明の効果が最大限に限
られる。
Particularly, in the high conversion burner furnace, the high conversion region and the burner region are divided in the core radial direction, and the thermal-hydraulic characteristics, that is, the axial power distribution is greatly different in the two regions. Therefore, by providing the partition plate only at a specific portion between the fuel assemblies, it is possible to match the axial power distributions of the high conversion region and the burner region, and the effect of the present invention is limited to the maximum.

同時に、仕切り板を炉心高さ方向で冷却水のクロスフ
ローが生じ易い部分にのみ設けることにより、仕切り板
自体の長さが短くなり、仕切り板上部での冷却水流速が
比較的遅くなるので、仕切り板上部の振動に伴う振動疲
労による強度低下は生じない。また、仕切り板を炉心高
さ方向の特定部分にのみ設けることにより、仕切り板の
表面積が減少するので、仕切り板全体の照射変形を抑制
できる。
At the same time, by providing the partition plate only in the portion where the cross flow of the cooling water is likely to occur in the core height direction, the length of the partition plate itself is shortened, and the cooling water flow velocity at the upper portion of the partition plate becomes relatively slow. There is no reduction in strength due to vibration fatigue due to vibration of the upper part of the partition plate. Moreover, since the surface area of the partition plate is reduced by providing the partition plate only at a specific portion in the core height direction, it is possible to suppress irradiation deformation of the entire partition plate.

更に、高転換バーナ炉では、照射期間中に燃料集合体
の再組み立てを行う必要があるため、本発明のようにチ
ャネルボックスがなくなることにより、再組み立て工程
が大幅に簡素化できる。
Furthermore, in the high conversion burner furnace, since it is necessary to reassemble the fuel assembly during the irradiation period, the reassembly process can be greatly simplified by eliminating the channel box as in the present invention.

〔実施例〕〔Example〕

本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。第1図、
第2図、第3図、第9図、第10図、第12図、第13図に本
発明の炉心を構成する各種の仕切り板、燃料集合体を示
した。
The present invention will be described in detail based on examples. FIG. 1,
FIG. 2, FIG. 3, FIG. 9, FIG. 10, FIG. 12, FIG. 13 and FIG. 13 show various partition plates and fuel assemblies that constitute the core of the present invention.

第一の実施例として、第1図に、炉心上部のボイド率
が一定となる領域を除いて、炉心高さ方向に仕切り板1
を設けた例を示した。第2図には、第1図におけるAA′
の横断面図、第3図には、第1図の仕切り板1のみの斜
視図を示した。本実施例では、個々の燃料バンドル2に
対して、冷却水流路を分離する形に仕切り板1が設けら
れる。高転換バーナ炉では、燃料バンドル2が六角形状
であるため、炉心内に設けられる仕切り板1も、第2図
に示したうに、一個のセルが六角形状となる。この仕切
り板1は、炉内全体としては第3図に斜視図で示したよ
うに一体化され、全体として一つのハニカム型の構造物
となる。また、本実施例では、仕切り板1が、炉心高さ
方向に燃料バンドル最上部までは存在せず、下部炉心支
持部6から、炉心上部のボイド率が一定となる高さにま
で設ける。本実施例のように、炉心高さ方向に特定の領
域のみに、仕切り板1を設置することにより、チヤンネ
ルボツクス使用時、又は、炉心高さ方向の全領域にわた
つて仕切り板1を設置した場合に比べて、燃料集合体の
上、下間の圧力損失が12%減少する。
As a first embodiment, the partition plate 1 is shown in FIG. 1 in the core height direction except the region where the void ratio is constant above the core.
The example in which was provided. FIG. 2 shows AA 'in FIG.
FIG. 3 shows a perspective view of only the partition plate 1 of FIG. In this embodiment, a partition plate 1 is provided for each fuel bundle 2 so as to separate a cooling water flow path. In the high conversion burner furnace, since the fuel bundle 2 has a hexagonal shape, the partition plate 1 provided in the core also has a hexagonal shape in one cell as shown in FIG. The partition plate 1 is integrated as a whole in the furnace as shown in the perspective view in FIG. 3, and becomes one honeycomb type structure as a whole. Further, in the present embodiment, the partition plate 1 does not exist in the core height direction up to the uppermost part of the fuel bundle, but is provided from the lower core support part 6 to a height at which the void fraction in the upper part of the core becomes constant. By installing the partition plate 1 only in a specific region in the core height direction as in the present embodiment, the partition plate 1 is installed when the channel box is used or over the entire region in the core height direction. The pressure drop between the top and bottom of the fuel assembly is reduced by 12% compared to the case.

また、本実施例では、仕切り板1の長さが、炉心高さ
方向の全領域にわたつて仕切り板1を設置した場合より
短くなるため、ジルカロイの照射に伴う変形量(照射成
長ひずみ)が少くなる。
Further, in the present embodiment, the length of the partition plate 1 is shorter than the case where the partition plate 1 is installed over the entire region in the core height direction, so that the deformation amount (irradiation growth strain) accompanying the irradiation of zircaloy is reduced. Less.

仕切り板1は、燃料バンドル2の下部タイプレート5
とは、結合させず、下部炉心支持板6に結合させる。仕
切り板1の材質はジルカロイとし、燃料バンドル2を装
荷する前に炉内に設置する。
The partition plate 1 is a lower tie plate 5 of the fuel bundle 2.
Is coupled to the lower core support plate 6 without being coupled. The partition plate 1 is made of Zircaloy, and is installed in the furnace before the fuel bundle 2 is loaded.

また、燃料バンドル2は、チヤンネルボツクス11を除
いた他は、第5図に示した従来の燃料集合体と同様の構
成からなる。チヤンネルボツクスには、燃料集合体の剛
性を確保し、取扱いを容易にする役割がある。本発明の
炉心に装荷する燃料バンドル2では、チヤンネルボツク
ス11が存在しないが、制御棒案内管7が一体の燃料バン
ドル2中に十二本あり、これらで、燃料集合体の剛性を
確保する。本発明の炉心に装荷する燃料バンドル2を取
り扱う場合、集合体重量の計算値から、制御棒案内管7
に加わる荷重は、32.9kg/本となる。この値は、同様の
構成からなる現行PWRの制御棒案内管に加わる荷重(44.
0kg/本)より小さく、燃料バンドル2では、チヤンネル
ボツクス11がなくとも、燃料集合体の剛性が確保可能で
あることがわかる。
The fuel bundle 2 has the same structure as that of the conventional fuel assembly shown in FIG. 5, except that the channel box 11 is omitted. The channel box has a role of securing the rigidity of the fuel assembly and facilitating handling. In the fuel bundle 2 loaded in the core of the present invention, the channel box 11 does not exist, but there are twelve control rod guide tubes 7 in the integral fuel bundle 2, which secure the rigidity of the fuel assembly. When handling the fuel bundle 2 loaded in the core of the present invention, the control rod guide pipe 7
Is 32.9kg / piece. This value is the load applied to the control rod guide tube of the current PWR (44.
It is smaller than 0 kg / piece), and it can be seen that the fuel bundle 2 can secure the rigidity of the fuel assembly even without the channel box 11.

次に、第二の実施例を、第9図に示す。本実施例で
は、冷却水が単相である領域、すなわち、下部炉心支持
板6からボイドが発生しはじめる地点まで、仕切り板14
が、板の中央部が欠け、コーナーの支柱のみ存在する形
状である。さらに、仕切り板14は、炉心高さ方向に燃料
バンドル最上部までは存在せず、炉心上部のボイド率が
一定となる高さまで設けられている。第10図は、第二の
実施例の斜視図である。
Next, a second embodiment is shown in FIG. In this embodiment, the partition plate 14 is formed in a region where the cooling water is in a single phase, that is, from the lower core support plate 6 to the point where voids start to be generated.
However, the shape is such that the central part of the plate is missing and only the pillars at the corners are present. Further, the partition plate 14 does not exist in the height direction of the core up to the uppermost portion of the fuel bundle, but is provided up to a height at which the void ratio in the upper portion of the core becomes constant. FIG. 10 is a perspective view of the second embodiment.

第三の実施例として、高転換領域とバーナ領域で、炉
心高さ方向の長さが異なる仕切り板15、15′を、それぞ
れ用いた例を第11図に示した。高転換領域とバーナ領域
では、第12図に示したように、炉心高さ方向のボイド率
分布が大きく異なる。高転換領域では、ボイドの発生地
点が低く、出口のボイド率に低い位置で達する。一方、
バーナ領域では、ボイドの発生地点が高く、出口のボイ
ド率に高い位置で達する。このため、本実施例では、高
転換領域の仕切り板の高さをバーナ領域の仕切り板の高
さよりも低くする。また、高転換領域とバーナ領域の境
界ではクロスフローが生じやすいために、この境界部の
み、仕切り板15″を集合体最上部まで設置する。
As a third embodiment, FIG. 11 shows an example in which partition plates 15 and 15 'having different lengths in the core height direction are used in the high conversion region and the burner region, respectively. As shown in FIG. 12, the void ratio distribution in the core height direction is significantly different between the high conversion region and the burner region. In the high conversion region, the point of void generation is low, and the void ratio at the exit is reached at a low position. on the other hand,
In the burner region, the point where voids are generated is high, and the void ratio at the exit reaches a high position. For this reason, in the present embodiment, the height of the partition plate in the high conversion region is set lower than the height of the partition plate in the burner region. Further, since a cross flow is likely to occur at the boundary between the high conversion area and the burner area, the partition plate 15 ″ is installed up to the top of the assembly only in this boundary area.

第四の実施例として、第13図に、出力が同等の複数の
燃料バンドルの冷却水流路が一体となるように、炉心高
さ方向にこれらの燃料バンドルを取り囲んだ形状とした
仕切り板16を示した。この実施例においても、第一及び
第二の実施例と同様に、炉心高さ方向の特定の領域のみ
に仕切り板16を設ける。
As a fourth embodiment, FIG. 13 shows a partition plate 16 having a shape surrounding these fuel bundles in the core height direction so that the cooling water flow paths of a plurality of fuel bundles having the same output are integrated. Indicated. Also in this embodiment, similarly to the first and second embodiments, the partition plate 16 is provided only in a specific region in the core height direction.

本発明の炉心の構成は、現在、高転換バーナ炉以外に
次世代軽水炉として研究開発が進められている高転換沸
騰水型炉、Pu増倍型沸騰水炉、及び高速炉の改良炉心と
して最近注目されている超寿命高速炉にも将来適用可能
である。これらの炉では、燃料集合体の炉内装荷期間
が、従来のBWRの二〜三倍、超流寿命高速炉では、十倍
以上にも長期化する。そのような使用条件下では、全燃
料期間を通して一つのチヤンネルボツクスを使用し続け
た場合、チヤンネルボツクスの水平方向ふくれは、設計
許容限界を大幅に超えると予測される。
The configuration of the core of the present invention is an advanced core of a high conversion boiling water reactor, a Pu multiplication type boiling water reactor, and a fast reactor which is currently being researched and developed as a next generation light water reactor in addition to a high conversion burner reactor. It is also applicable in the future to the fast-reacting fast-reactor. In these reactors, the internal loading period of the fuel assembly is two to three times longer than that of conventional BWRs, and in superfluid life fast reactors, it is more than ten times longer. Under such conditions of use, if one channel box is used for the entire fuel period, the horizontal blistering of the channel box is expected to significantly exceed the design allowable limit.

チヤンネルボツクスを用いず、仕切り板を用いて炉心
を構成する本発明によれば、これらの原子炉でも、照射
に伴う変形が少なく構造的に安定で、熱中性子経済性が
向上し、圧力損失が少なく、かつ、燃料集合体の再組み
立てが簡単な構造からなる炉心を提供することができ
る。
According to the present invention in which the reactor core is formed by using partition plates without using the channel box, even in these reactors, deformation due to irradiation is small and structurally stable, thermal neutron economic efficiency is improved, and pressure loss is reduced. It is possible to provide a core having a structure which is small and in which reassembly of the fuel assembly is easy.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、照射に伴う変形が少なく構造的に安
定で、熱中性子経済性を向上できると共に、圧力損失を
少なく抑えることができる。
According to the present invention, deformation due to irradiation is small and structurally stable, thermal neutron economic efficiency can be improved, and pressure loss can be suppressed to be small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の沸騰水型原子炉の一実施例の部用縦断
面図、第2図は本発明による仕切り板を用いた燃料集合
体三体の横断面図、第3図は本発明の仕切り板の一実施
例の斜視図、第4図は従来の高転換バーナ炉炉心構成及
び各炉心領域の燃料集合体の横断面図、第5図は従来の
高転換バーナ炉用燃料集合体の縦断面図、第6図は従来
の高転換バーナ炉用燃料集合体三体の横断面図、第7図
はチヤンネルボツクスの内外圧力差による水平方向のふ
くれを示す図、第8図は従来の高転換バーナ炉の炉心上
部支持構造図、第9図は本発明による沸騰水型原子炉の
一実施例の部分縦断面図、第10図は本発明の仕切り板の
一実施例の斜視図、第11図は本発明の沸騰水型原子炉の
一実施例の一部縦断面図、第12図は現行設計による高転
換バーナ炉の高転換領域及びバーナ領域の軸方向出力分
布及びボイド率分布図、第13図は本発明の仕切り板の一
実施例の斜視図を示す。 1……仕切り板、2……燃料バンドル、3……燃料棒、
4……上部タイプレート、5……下部タイプレート、6
……炉心支持板、7……制御棒案内管、10……制御棒。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a part of an embodiment of the boiling water reactor of the present invention, FIG. 2 is a lateral sectional view of three fuel assemblies using the partition plate according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is a perspective view of one embodiment of a partition plate of the invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional high conversion burner core structure and a fuel assembly in each core region, and FIG. 5 is a conventional fuel assembly for a high conversion burner furnace. FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional fuel assembly for a high conversion burner furnace, FIG. 7 is a view showing a horizontal blister caused by a pressure difference between the inside and outside of a channel box, and FIG. FIG. 9 is a partial longitudinal sectional view of one embodiment of a boiling water reactor according to the present invention, and FIG. 10 is a perspective view of one embodiment of a partition plate of the present invention. FIG. 11, FIG. 11 is a partial vertical cross-sectional view of one embodiment of the boiling water reactor of the present invention, and FIG. 12 is a high conversion of the high conversion burner reactor with the current design. Axial power distribution and void fraction distribution diagram of frequency and the burner area, Figure 13 shows a perspective view of an embodiment of a partition plate of the present invention. 1 ... partition plate, 2 ... fuel bundle, 3 ... fuel rod,
4 ... upper tie plate, 5 ... lower tie plate, 6
... core support plate, 7 ... control rod guide tube, 10 ... control rod.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅垣 菊男 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社 日立製作所エネルギー研究所内 (56)参考文献 実公 昭62−31920(JP,Y2) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kikuo Umegaki 1168 Moriyama-cho, Hitachi, Hitachi, Ibaraki Prefecture Energy Research Laboratory, Hitachi Ltd. (56) References

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数本の燃料棒、制御棒案内管、水ロッ
ド、上部タイプレート、下部タイプレート、及び炉心の
軸方向に複数設けたスペーサよりなる燃料バンドルを備
える沸騰水型原子炉において、 前記燃料バンドル内のボイドが発生する位置から冷却水
のボイド率が燃料集合体の出口のボイド率に達する位置
までの領域において前記燃料バンドルの相互の冷却水流
路を分離する仕切り板を、前記燃料バンドル間に設けた
ことを特徴とする沸騰水型原子炉。
1. A boiling water nuclear reactor comprising a plurality of fuel rods, a control rod guide tube, a water rod, an upper tie plate, a lower tie plate, and a fuel bundle composed of a plurality of spacers provided in the axial direction of the reactor core. A partition plate separating the mutual cooling water flow paths of the fuel bundle in a region from a position where voids are generated in the fuel bundle to a position where the void ratio of the cooling water reaches the void ratio of the outlet of the fuel assembly; A boiling water reactor provided between bundles.
【請求項2】複数本の燃料棒、制御棒案内管、水ロッ
ド、上部タイプレート、下部タイプレート、及び炉心の
軸方向に複数設けたスペーサよりなる燃料バンドルを備
える沸騰水型原子炉において、 燃料集合体を炉心支持板から冷却水のボイド率が該燃料
集合体の出口のボイド率に達する位置までの領域におい
て前記燃料バンドルの相互の冷却水流路を分離する仕切
り板を、前記燃料バンドル間に設けたことを特徴とする
沸騰水型原子炉。
2. A boiling water reactor comprising a plurality of fuel rods, control rod guide tubes, water rods, an upper tie plate, a lower tie plate, and a fuel bundle composed of a plurality of spacers provided in the axial direction of the core. A partition plate for separating the cooling water flow paths of the fuel bundles from each other in a region from the core support plate to a position where the void ratio of the cooling water reaches the void ratio at the outlet of the fuel assembly is provided between the fuel bundles. A boiling water reactor provided in
【請求項3】請求項1又は2において、前記仕切り板
は、出力が同等な複数の燃料バンドルの冷却水流路が一
体となるように、前記軸方向に該複数の燃料バンドルを
取り囲むことを特徴とする沸騰水型原子炉。
3. The partition plate according to claim 1, wherein the partition plate surrounds the plurality of fuel bundles in the axial direction so that the cooling water passages of the plurality of fuel bundles having the same output are integrated. And a boiling water reactor.
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