JP3909140B2 - Channel box alignment fitting method for boiling water reactor fuel assembly - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は沸騰水型原子炉用燃料体に角筒状のチャンネルボックスを被嵌して沸騰水型原子炉用燃料集合体を形成するための被嵌方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
既知の通り、沸騰水型原子炉に使用される沸騰水型原子炉用燃料集合体1は、図4に明示の如く上部タイプレート2と下部タイプレート3との間に、多数の燃料棒4aと連結燃料棒4bおよび水管4cとからなる燃料要素4が、所定の相互間隔gだけ離間した併装立設の状態で連結され、さらに上記の燃料要素4は、その長手方向に離間して複数個だけ被嵌されたスペーサ5により支持されてなる沸騰水型原子炉用燃料体6を具備している。
そして、上記の沸騰水型原子炉用燃料体6における上部タイプレート2と下部タイプレート3とに、角筒状チャンネルボックス7が連装被嵌されることで、前掲沸騰水型原子炉用燃料集合体1が構成されることになる。
【0003】
さて、上記の沸騰水型原子炉用燃料集合体1は、これまた既知の如く原子炉炉心の一部である炉心構成単位セル8を構成するため、図5に示す通り4体が用いられ、当該4体の間にあって十字に空いた隙間Gには、制御棒9が上下動自在なるよう挿入されることで、燃料の出力を制御できるようにしてあり、当該炉心構成単位セル8を多数整列配置することで、原子炉炉心が構成されている。
【0004】
ここで、沸騰型原子炉には、現在4種類の炉心が採択されており、当該種類別は、図5に示す通り角筒状チャンネルボックス7の内面間における対面距離L1と、制御棒9から角筒状チャンネルボックス7までの離間距離L2と、炉心構成単位セル8の境界8aと角筒状チャンネルボックス7との離間距離L3の寸法如何によって定められていると共に、角筒状チャンネルボックス7の種類としては、その対面距離L1が長い大形角筒状チャンネルボックスと、当該対面距離L1が短い小形角筒状チャンネルボックスの2種類が現用されている。
【0005】
このように、沸騰水型原子炉が4種類、そして角筒状チャンネルボックスを2種類用いるようにし、前記の大形角筒状チャンネルボックスを僅少な隙間をもって被嵌することになる大形沸騰水型原子炉用燃料体と、小形角筒状チャンネルボックスを、これまた僅少な隙間をもって被嵌することになる小形沸騰水型原子炉用燃料体との2種類を設計、製作するようにし、これにより夫々大形と小形の沸騰水型原子炉用燃料集合体を得て、炉心に対し選択的に装荷するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術によるときは、沸騰水型原子炉用燃料集合体が、少なくとも大小2種類用意しなければならないことから、夫々につき核設計、構造設計、試作、部品の強度試験、熱水力試験等の全ての手続を、各別に実施しなければならず、この結果当然のことながら可成りの労力を費やすこととなり、当該各沸騰水型原子炉用燃料集合体がコスト高となっている。
【0007】
本発明では上記従来の問題点を解消するために検討されたもので、請求項1にあっては2種類の沸騰水型原子炉用燃料体を用意するのではなく、前記した小形沸騰水型原子炉用燃料体だけを製造するようにし、これに対し前記の大形角筒状チャンネルボックスを適切に加工して残置外側面部と内側凸設部とを形成し、当該内側凸設部により、上記の小形沸騰水型原子炉用燃料体を包持して沸騰水型原子炉用燃料集合体を構成するのである。
そして当該請求項1によるときは、前記の残置外側面部によって大形角筒状チャンネルボックスとしての炉心における寸法諸元の条件をも満足できるようにし、当然のことながら小形沸騰水型原子炉用燃料体に小形角筒状チャンネルボックスを被嵌して使用できることから、大形沸騰水型原子炉用燃料体の製造は廃止してしまい、このことによってこの種製品の製造に要する労力を大幅に軽減すると共に、そのコスト削減を可能にしようとしている。
【0008】
さらに、請求項1では大形角筒状チャンネルボックスに、前記の内側凸設部を突出させるために、外側凹陥部を凹設するようにしたから、前記制御棒9の挿入される角筒状チャンネルボックス7の隙間Gが大となることになり、これにより炉停止余裕が改善され、核設計の自由度増加に寄与できるようにしている。
【0009】
次に請求項2にあっては、請求項1の構成にあって、前記外側凹陥部の凹設位置を選定することで、当該凹設によって残設される残置外側面部に対して、炉心への装荷に際し、制御棒のガイドローラが摺接するようにし、これにより制御棒の上下動による炉心の出力調査が円滑に実施できるようにしている。
【0010】
さらに請求項3にあっては、請求項1におけるチャンネルボックスの被嵌方法とは反対に、大形沸騰水型原子炉用燃料体のみを製造して、小形沸騰水型原子炉用燃料体の製造を廃止することができるようにしようとすることを目的としている。すなわち本発明では、大形沸騰水型原子炉用燃料体に対して、大形角筒状チャンネルボックスを採択するときには、通常の手段で被嵌することにより沸騰水型原子炉用燃料集合体を構成するが、小形角筒状チャンネルボックスを使用して炉心の構成に整合させたいときには、当該小形角筒状チャンネルボックスの内面を削除して拡成内周面を形成し、これに大形沸騰水型原子炉用燃料体を嵌合するのである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため請求項1にあっては所定寸法諸元の小形沸騰水型原子炉用燃料体に対して、所定寸法諸元の大形沸騰水型原子炉用燃料体に整合被嵌される所定寸法諸元の大形角筒状チャンネルボックスを被嵌するようにし、この際当該大形角筒状チャンネルボックスの各辺部に、所要数の外側凹陥部を凹設することによって内側凸設部を突出し、当該各辺部に形成された複数の上記内側凸設部における全周側面により、前記の小形沸騰水型原子炉用燃料体が包持されるようにしたことを特徴とする沸騰水型原子炉用燃料体に対するチャンネルボックスの整合被嵌方法を提供しようとしている。
【0012】
次に請求項2では、上記請求項1において大形角筒状チャンネルボックスの各辺部に所要数の外側凹陥部を凹設することによって内側凸設部を突出する際、上記外側凹陥部の設定位置を、その凹設による残置外側面部が、沸騰水型原子炉の炉心構成単位セルにあって、上下動する制御棒のガイドローラと摺接するように選定したことを内容としている。
【0013】
請求項3の場合には、所定寸法諸元の大形沸騰水型原子炉用燃料体に対して、所定寸法諸元の小形沸騰水型原子炉用燃料体に整合被嵌される所定寸法諸元の小形角筒状チャンネルボックスを被嵌するようにし、この際当該小形角筒状チャンネルボックスの各辺部における全内周面を削除することにより肉薄として拡成内周面を形成し、当該拡成内周面に、前記の大形沸騰水型原子炉用燃料体が嵌合されるようにしたことを特徴とする沸騰水型原子炉用燃料体に対するチャンネルボックスの整合被嵌方法を提供しようとしている。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明に係る沸騰水型原子炉用燃料体に対するチャンネルボックスの整合被嵌方法につき、図1と図2を参照して説示すると、前記のように寸法、形状が特定された所定寸法諸元の小形沸騰水型原子炉用燃料体10Aを用意し、これに対して、所定寸法諸元の同図には示されていない大形沸騰水型原子炉用燃料体10B(図3参照)に整合被嵌される所定寸法諸元の大形角筒状チャンネルボックス11Aを被嵌するのである。
もちろん、そのままでは被嵌状態とはなし得ないが、本発明では先ず、上記大形角筒状チャンネルボックス11Aの全四面である各辺部11aにあって、所要数の外側凹陥部11bを凹設することで、内側凸設部11cを突設させるのである。
【0015】
上記の凹設方法としては、適宜の手段を採択し得るが、プレス加工が好適であり、図1の実施態様では外側凹陥部11bが各辺部11aにあって、夫々2個形成され、従って内側凸設部11cも2個宛突出されており、上記外側凹陥部11bの凹設により、当該加工の施されていない残置外側面部11dが、各辺部1aに両コーナ部に2個と、幅方向中央部に1個宛形成されている。
【0016】
これに対し、図2にあっては上記の残置外側面部11dが、コーナ部にあって夫々残設されていると共に、外側凹陥部11bと内側凸設部11cについては、各辺部11aに1個宛形成されており、従って、図1の内側凸設部11cにおける周側面11eの面積よりも、図2の内側凸設部11cにおける周側面11eの方が広く形成されている。
【0017】
以上の説示から理解される通り、図1と図2にあって二点鎖線で示されているのが、大形角筒状チャンネルボックス11Aの内面ラインLAを示し、LL1がその内面ラインLA間における対面距離であり、本発明にあっては前記した小形沸騰水型原子炉用燃料体10Aが、上記の内側凸設部11cにおける各周側面11e全面によって、当接包被されるよう形成されている。
【0018】
このようにすることで、小形沸騰水型原子炉用燃料体10Aは、大形角筒状チャンネルボックス11Aの全周側面ではないが、その可成り広い周側面部分と接触して被嵌される。
従って、変形加工の当該大形角筒状チャンネルボックス11Aによるときは、小形角筒状チャンネルボックスにより被嵌固定された場合と同等の強度で、沸騰水型原子炉用燃料集合体を構成することができ、このため大形沸騰水型原子炉用燃料体を設計製造することなく、小形沸騰水型原子炉用燃料体10Aのみの製造だけで、要求されている各種の沸騰水型原子炉を構成することが可能となる。
【0019】
また、本発明によるときは、図示の如く制御棒9と変形加工の施された大形角筒状チャンネルボックス11Aとの隙間G、すなわち水ギャップが増大することにより炉停止余裕が改善されて、核設計の自由度を増加することができ、また、大形角筒状チャンネルボックス11Aは、変形加工による凹凸の形成でその強度をも向上できる。
【0020】
次に請求項2にあっては、上記請求項1において前記の如く大形角筒状チャンネルボックス11Aの各辺部11aに、所要数の外側凹陥部11bを凹設することで、内側凸設部11cを突設させる際、当該突出位置を選定するようにしている。
すなわち、上記外側凹陥部11bの設定位置を、その凹設によって決定される残置外側面部11dが、沸騰水型原子炉の図5により説示した炉心構成単位セル8にあって、上下動する制御棒9のガイドローラ9aと摺接可能なるよう選定されており、このようにすることでガイドローラ9aと、大形角筒状チャンネルボックス11Aとの接触を確保し得るようになり、当該炉心の出力制御を円滑に行い得ることになる。
【0021】
請求項3によるときは、図3の如く請求項1に比し大形沸騰水型原子炉用燃料体10Bのみを製造し、小形沸騰水型原子炉用燃料体10Aの製造を不要にしようとしており、所定寸法諸元の大形沸騰水型原子炉用燃料体10Bに対して、所定寸法諸元の小形沸騰水型原子炉用燃料体10A(図1、図2参照)に整合被嵌される所定寸法諸元の小形角筒状チャンネルボックス11Bを被嵌するのである。
このため本発明にあっては、当該小形角筒状チャンネルボックス11Bの各辺部11fにおける内周面の全面にわたって、その肉厚が薄くなるように削除し、このことにより拡成内周面11gを形成するのであり、この際その削除程度を調整することで、この拡成内周面11gに、大形沸騰水型原子炉用燃料体10Bが丁度嵌合するようにし、当該被嵌固定の作業により、沸騰水型原子炉用燃料集合体を構成するのである。
【0022】
図3にあって二点鎖線で示されているのが、小形角筒状チャンネルボックス11Bの前記内周面を示す内面ラインLBであり、SL1がその内面ラインLB間における対面距離を示しており、この内面ラインLBから、大形沸騰水型原子炉用燃料体10Bが被嵌可能となるまで、前記の如く内周面を削除して実線で示されている拡成内周面11gを形成することとなるが、実際上当該加工は切削手段によって行うのがよく、この際、小形角筒状チャンネルボックス11Bの板厚Dが3〜4mm程度である場合、その切削厚dは0.5〜1.5mm程度となり、また切削加工により強度上の問題がある場合には、その外周側面に補強板を付加するようにしてもよい。
【0023】
【発明の効果】
本発明は以上のようにして実施し得るものであるから、請求項1によるときは、小形沸騰水型原子炉用燃料体一種のみの製造で事足り、大形沸騰水型原子炉用燃料体の製造が不要となるため、沸騰水型原子炉用燃料集合体製造に要する労力を大幅に削減して安価に提供でき、かつ制御棒挿入用の水ギャップを大とすることで、核設計の自由度をも増加させることが可能となる。
また既存の大形、小形各角筒状チャンネルボックスや複数サイクル繰り返し使用する同上チャンネルボックスは、沸騰水型原子炉用燃料体を本発明の如く一種に統一しても、これに対し有効に利用することができる。
また請求項2によるときは、大形角筒状チャンネルボックスに対する外側凹陥部の凹設位置を選定することで、制御棒による炉心の出力調整を円滑に実施できることが保証される。
【0024】
そして請求項3によるときは、請求項1とは反対に大形沸騰水型原子炉用燃料体のみの製造ですむようにし、これと小形角筒状チャンネルボックスとの関係では、これを削設により拡成内周面を形成して、被嵌自在としたので、上記の請求項と同等の基本的効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1〜2に係るチャンネルボックスの整合被嵌方法を示した沸騰水型原子炉の要部を示す平面略示図である。
【図2】請求項1〜2に係る同上整合被嵌方法の他実施例を示した要部平面略示図である。
【図3】請求項3に係る同上整合被嵌方法を示した沸騰水型原子炉の要部を示す平面略示図である。
【図4】通常の沸騰水型原子炉用燃料集合体を示す一部切欠の縦断正面図である。
【図5】従来の沸騰水型原子炉における炉心構成単位セルを示した要部を示す平面略示である。
【符号の説明】
8 炉心構成単位セル
9 制御棒
9a ガイドローラ
10A 小形沸騰水型原子炉用燃料体
10B 大形沸騰水型原子炉用燃料体
11A 大形角筒状チャンネルボックス
11B 小形角筒状チャンネルボックス
11a 辺部
11b 外側凹陥部
11c 内側凸設部
11d 残置外側面部
11e 周側面
11f 辺部
11g 拡成内周面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fitting method for forming a boiling water reactor fuel assembly by fitting a rectangular tubular channel box to a boiling water reactor fuel assembly.
[0002]
[Prior art]
As is known, the boiling water reactor fuel assembly 1 used in the boiling water reactor has a large number of
Then, the rectangular
[0003]
Now, the above-described boiling water reactor fuel assembly 1 constitutes a core structural unit cell 8 which is a part of the reactor core as is well known, so that four bodies are used as shown in FIG. The control rod 9 is inserted into the gap G between the four bodies and opened in a cross so that the fuel output can be controlled, and a large number of the core unit cell 8 are aligned. By arranging, a nuclear reactor core is configured.
[0004]
Here, four types of cores are currently adopted for the boiling type reactor, and according to the type, the facing distance L1 between the inner surfaces of the rectangular
[0005]
As described above, four types of boiling water reactors and two types of rectangular tube channel boxes are used, and large boiling water that fits the large rectangular tube channel box with a slight gap. Design and manufacture two types of fuel bodies for large reactors and small boiling water reactor fuel bodies that will fit small square tube channel boxes with a slight gap. Thus, large and small boiling water reactor fuel assemblies are obtained and selectively loaded into the core.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When using the above-mentioned conventional technology, it is necessary to prepare at least two types of boiling water reactor fuel assemblies. Therefore, nuclear design, structural design, trial production, component strength test, thermal hydraulic test, respectively. All of these procedures must be carried out separately. As a result, a considerable amount of labor is naturally consumed, and the fuel assemblies for each boiling water reactor are expensive.
[0007]
The present invention has been studied in order to solve the above-mentioned conventional problems, and in claim 1, instead of preparing two types of boiling water reactor fuel bodies, the small boiling water type described above is used. Only the fuel body for the nuclear reactor is manufactured, and the large rectangular tubular channel box is appropriately processed to form the remaining outer surface portion and the inner projecting portion, and by the inner projecting portion, A fuel assembly for a boiling water reactor is configured by enclosing the above-described small boiling water reactor fuel assembly.
According to the first aspect of the present invention, the remaining outer side surface portion can satisfy the dimensional specification conditions in the core as a large rectangular tubular channel box, and of course, the fuel for the small boiling water reactor. Since a small rectangular tube channel box can be fitted to the body, the production of fuel bodies for large boiling water reactors has been abolished, which greatly reduces the labor required to produce these types of products. At the same time, we are trying to make it possible to reduce costs.
[0008]
Further, in the first aspect of the present invention, since the outer concave portion is provided in the large rectangular tubular channel box so as to project the inner convex portion, the rectangular tube shape into which the control rod 9 is inserted is provided. The gap G of the
[0009]
Next, in
[0010]
Further, in claim 3, contrary to the method of fitting the channel box in claim 1, only the large boiling water reactor fuel element is manufactured, and the small boiling water reactor fuel element is manufactured. The aim is to be able to abolish production. That is, in the present invention, when a large rectangular tubular channel box is adopted for a large boiling water reactor fuel assembly, the boiling water reactor fuel assembly is fitted by usual means. If you want to use a small rectangular tubular channel box to match the core configuration, remove the inner surface of the small rectangular tubular channel box to form an expanded inner peripheral surface, The water reactor fuel assembly is fitted.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a large boiling water reactor fuel element having predetermined dimensions in comparison with a small boiling water reactor fuel element having predetermined dimensions. A large rectangular tube channel box of a predetermined size that fits and fits is fitted, and at this time, a required number of outer concave portions are provided on each side of the large rectangular tube channel box. By projecting the inner projecting portion, the fuel body for the small boiling water reactor is held by the entire peripheral side surfaces of the plurality of inner projecting portions formed on the respective side portions. It is intended to provide a method for fitting a channel box to a boiling water reactor fuel element.
[0012]
Next, in
[0013]
In the case of claim 3, the predetermined dimensions of the large boiling water nuclear reactor fuel element having the predetermined dimensions are matched and fitted to the small boiling water reactor fuel element having the predetermined dimensions. The original small rectangular tube channel box is fitted, and at this time, the entire inner peripheral surface at each side portion of the small rectangular tube channel box is deleted to form a thinned expanded inner peripheral surface, Provided is a method for fitting a channel box to a boiling water reactor fuel body, wherein the large boiling water reactor fuel body is fitted to an expanded inner peripheral surface. Trying to.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Referring to FIG. 1 and FIG. 2, a method for fitting a channel box to a boiling water reactor fuel element according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. A small boiling water
Of course, it cannot be brought into a fitted state as it is, but in the present invention, first, the required number of outer recessed portions 11b are provided in each of the
[0015]
As the above-described recessing method, an appropriate means can be adopted, but press working is preferable, and in the embodiment of FIG. 1, there are two outer recessed portions 11b on each
[0016]
On the other hand, in FIG. 2, the above-described remaining
[0017]
As understood from the above description, what is indicated by a two-dot chain line in FIGS. 1 and 2 is an inner surface line LA of the large rectangular
[0018]
In this way, the small boiling water
Therefore, when the deformed large rectangular
[0019]
Further, according to the present invention, the furnace stop margin is improved by increasing the gap G between the control rod 9 and the deformed large rectangular
[0020]
Next, in
That is, a control rod that moves up and down is provided in the core unit cell 8 illustrated in FIG. 5 of the boiling water reactor, in which the remaining
[0021]
According to claim 3, as shown in FIG. 3, as compared with claim 1, only the large boiling water reactor fuel element 10B is manufactured, and the manufacture of the small boiling water
For this reason, in the present invention, the entire inner peripheral surface of each of the side portions 11f of the small rectangular tubular channel box 11B is deleted so that the thickness thereof is reduced, whereby the expanded inner
[0022]
In FIG. 3, what is indicated by a two-dot chain line is an inner surface line LB indicating the inner peripheral surface of the small rectangular tubular channel box 11B, and SL1 indicates a facing distance between the inner surface lines LB. From the inner surface line LB, until the large boiling water reactor fuel element 10B can be fitted, the inner peripheral surface is deleted as described above to form an expanded inner
[0023]
【The invention's effect】
Since the present invention can be carried out as described above, according to claim 1, it is sufficient to produce only one kind of small boiling water reactor fuel element, and a large boiling water reactor fuel element is sufficient. Since no manufacturing is required, the labor required for the production of fuel assemblies for boiling water reactors can be greatly reduced and provided at low cost, and the water gap for inserting control rods can be increased, resulting in freedom of nuclear design. The degree can also be increased.
In addition, the existing large and small rectangular tube channel boxes and the same channel box that is used repeatedly for multiple cycles can be used effectively even if the fuel bodies for boiling water reactors are unified into one type as in the present invention. can do.
According to the second aspect of the present invention, it is ensured that the power output of the core can be smoothly adjusted by the control rod by selecting the recessed position of the outer recessed portion with respect to the large rectangular tubular channel box.
[0024]
And according to claim 3, contrary to claim 1, only the large boiling water reactor fuel element is required to be manufactured, and in the relationship between this and the small rectangular tubular channel box, Since the expanded inner peripheral surface is formed and can be fitted, the basic effects equivalent to the above-mentioned claims can be exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a main part of a boiling water reactor showing a method for fitting and aligning channel boxes according to
FIG. 2 is a schematic plan view showing a main part of another embodiment of the alignment fitting method according to
FIG. 3 is a schematic plan view showing a main part of a boiling water reactor showing an alignment fitting method according to claim 3;
FIG. 4 is a partially cutaway longitudinal front view showing a normal boiling water reactor fuel assembly.
FIG. 5 is a schematic plan view showing a main part showing a core constituent unit cell in a conventional boiling water reactor.
[Explanation of symbols]
8 Core Unit Cell 9
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