JPS59229475A - 燃料チヤンネルボツクス - Google Patents
燃料チヤンネルボツクスInfo
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- JPS59229475A JPS59229475A JP58102649A JP10264983A JPS59229475A JP S59229475 A JPS59229475 A JP S59229475A JP 58102649 A JP58102649 A JP 58102649A JP 10264983 A JP10264983 A JP 10264983A JP S59229475 A JPS59229475 A JP S59229475A
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- JP
- Japan
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- channel box
- fuel channel
- fuel
- longitudinal direction
- alloy
- Prior art date
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- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/186—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of zirconium or alloys based thereon
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は沸騰水型原子炉用燃料集合体を構成する燃料チ
ャンネルボックスに係シ、特に照射による曲シ変形の少
ない特性を有する制御棒案内面として好適な燃料チャン
ネルボックスに関する。
ャンネルボックスに係シ、特に照射による曲シ変形の少
ない特性を有する制御棒案内面として好適な燃料チャン
ネルボックスに関する。
沸騰水型原子炉の燃料集合体は第１図に示すように、複
数体の核燃料要素２、核燃料要素２の水平方向間隔を一
定値以上に保持するための数個の支持格子３並びに核燃
料要素２を支持しかつその間隔を一定に保持する上部タ
イプレート４及び下部タイプレート５が燃料チャンネル
ボックス６内に収納されている構造を有している。
数体の核燃料要素２、核燃料要素２の水平方向間隔を一
定値以上に保持するための数個の支持格子３並びに核燃
料要素２を支持しかつその間隔を一定に保持する上部タ
イプレート４及び下部タイプレート５が燃料チャンネル
ボックス６内に収納されている構造を有している。
燃料集合体における燃料チャンネルボックス６の主な機
能は核燃料要素２を冷却するに十分な冷却材の確保とそ
の流路の形成、制御棒案内面の形成及び燃料集合体の剛
性の確保でおる。
能は核燃料要素２を冷却するに十分な冷却材の確保とそ
の流路の形成、制御棒案内面の形成及び燃料集合体の剛
性の確保でおる。
燃料チャ／ネルボックス６を構成するジルコニウム合金
は、原子炉の運転に伴う高速中性子の照射によって特定
方向に伸びる所開照射成長伸びを生じる特性があり、前
記照射成長伸びは燃料チャンネルボックス６において特
に長手方向が太きい。
は、原子炉の運転に伴う高速中性子の照射によって特定
方向に伸びる所開照射成長伸びを生じる特性があり、前
記照射成長伸びは燃料チャンネルボックス６において特
に長手方向が太きい。
ところが、例えば原子炉の炉心周辺領域のように高速中
性子束の炉心径方向分布に勾配がある領域では、燃料チ
ャンネルボックスの各側面で高速中性子束（φ）が異な
るため、燃料チャンネルボックスの各側面長手方向の照
射成長伸びた差が生じる。
性子束の炉心径方向分布に勾配がある領域では、燃料チ
ャンネルボックスの各側面で高速中性子束（φ）が異な
るため、燃料チャンネルボックスの各側面長手方向の照
射成長伸びた差が生じる。
このように燃料チャンネルボックスの各側面長手方向に
照射成長伸び差を生じると、第２図に示すように高速中
性子束が大なる方が凸となる湾曲を生じ、特に炉心最外
周部では制御棒側に凸となる曲シが発生するので、制御
棒挿入通路の間隙が減少する可能性がある。
照射成長伸び差を生じると、第２図に示すように高速中
性子束が大なる方が凸となる湾曲を生じ、特に炉心最外
周部では制御棒側に凸となる曲シが発生するので、制御
棒挿入通路の間隙が減少する可能性がある。
そこで、従来は炉心最周部に装荷される燃料については
、燃料チャンネルボックスの曲シという観点から炉心最
外周部の装荷期間、最外周燃料セル内の制御棒をはさん
で対峙する燃料の組合せ並びに燃料シャラフリング等を
考える際、燃料チャンネルボックスの曲シによる影響を
少なくする方法を採っていた。
、燃料チャンネルボックスの曲シという観点から炉心最
外周部の装荷期間、最外周燃料セル内の制御棒をはさん
で対峙する燃料の組合せ並びに燃料シャラフリング等を
考える際、燃料チャンネルボックスの曲シによる影響を
少なくする方法を採っていた。
しかしながら、前記炉心最外周部燃料に関する考慮は燃
料シャラフリング計画を複雑にする要因となっていた。
料シャラフリング計画を複雑にする要因となっていた。
本発明の目的は、沸騰水型原子炉用燃料集合体を構成す
る燃料チャンネルボックスにおいて、照射面シ変形が少
なく制御棒案内面形成機能上すぐれた特性を有する燃料
チャンネルボックスを提供することにある。
る燃料チャンネルボックスにおいて、照射面シ変形が少
なく制御棒案内面形成機能上すぐれた特性を有する燃料
チャンネルボックスを提供することにある。
高速中性子束の炉心径方向勾配が燃料チャンネルボック
スの照射面シ変形の原因のひとつであることは既に述べ
たが、本質的には燃料チャンネルボックスが長手方向に
照射成長伸びを生じることに起因している。
スの照射面シ変形の原因のひとつであることは既に述べ
たが、本質的には燃料チャンネルボックスが長手方向に
照射成長伸びを生じることに起因している。
そこで、本発明は、長手方向の照射成長伸びが少ない特
性を有するジルコニウム合金製板材で構成された燃料チ
ャンネルボックスであれば、仮に高速中性子束の炉心径
方向勾配がある炉心位置に装荷されても照射による曲り
変形が発生しにくいということに着目したものである。
性を有するジルコニウム合金製板材で構成された燃料チ
ャンネルボックスであれば、仮に高速中性子束の炉心径
方向勾配がある炉心位置に装荷されても照射による曲り
変形が発生しにくいということに着目したものである。
以下本発明の一実施例について説明する。
燃料チャンネルボックスを構成しているジルコニウム合
金は特定の結晶方向が、板材の特定方向にかたよった配
列をなす所謂集合組織を形成しており、板材の方向によ
って機械的性質が異なるなどの異方性を有している。こ
のため、照射成長伸び特性も板材の各方向によって異な
っておシ、ジルコニウム合金製板材の板材各方向の照射
伸び特性の差異は前述の集合組織に依存している。
金は特定の結晶方向が、板材の特定方向にかたよった配
列をなす所謂集合組織を形成しており、板材の方向によ
って機械的性質が異なるなどの異方性を有している。こ
のため、照射成長伸び特性も板材の各方向によって異な
っておシ、ジルコニウム合金製板材の板材各方向の照射
伸び特性の差異は前述の集合組織に依存している。
そこで、本発明は燃料チャンネルボックスの長手方向の
照射伸びをジルコニウム合金製板材の集合組織の詞整に
よって低く抑え、照射量）変形を少なくすることをねら
った。
照射伸びをジルコニウム合金製板材の集合組織の詞整に
よって低く抑え、照射量）変形を少なくすることをねら
った。
以上、本実施例について、その効果を含め具体的に説明
する。・ ジルコニウム及びその合金の照射伸びは、照射温度（Ｔ
）集合組織、高速中性子照射量（φｔ）工 並びに冷間カーに依存する。すなわち次式で表せる。
する。・ ジルコニウム及びその合金の照射伸びは、照射温度（Ｔ
）集合組織、高速中性子照射量（φｔ）工 並びに冷間カーに依存する。すなわち次式で表せる。
す・−Ａ （Ｔ）・Ｂ（ｆ）・Ｃ（φｔ）・Ｄ（ｗ）
（１）ζこで、ａ ｇｒ’ ：ジルコニウムない
しその合金の照射成長歪 Ａ（Ｔ）：照射温度（Ｔ）の関数 Ｂ（ｆ）：ジルコニウムないしその合金の集合組織に依
存する関数 Ｃ（φｔ）：高速中性子照射量（φｔ）の関数Ｈ（Ｗ）
：冷間加工率（−）の関数 （５） なお、燃料チャンネルボックスは再結晶化焼鈍を行うの
で式（１）中のＨ（Ｗ）は１となる。また、集合組織に
依存する関数Ｂ（ｆ）は、板材の任意方向においての金
属結晶面（０００２）のＸ線回折強度から算出されるｆ
値（Ｂａ５ａｌ ｐｏｌｅ ｔｅｘｔｕｒｅｆＢｃｔｏ
ｒ）で表され、近似的に次式となる。
（１）ζこで、ａ ｇｒ’ ：ジルコニウムない
しその合金の照射成長歪 Ａ（Ｔ）：照射温度（Ｔ）の関数 Ｂ（ｆ）：ジルコニウムないしその合金の集合組織に依
存する関数 Ｃ（φｔ）：高速中性子照射量（φｔ）の関数Ｈ（Ｗ）
：冷間加工率（−）の関数 （５） なお、燃料チャンネルボックスは再結晶化焼鈍を行うの
で式（１）中のＨ（Ｗ）は１となる。また、集合組織に
依存する関数Ｂ（ｆ）は、板材の任意方向においての金
属結晶面（０００２）のＸ線回折強度から算出されるｆ
値（Ｂａ５ａｌ ｐｏｌｅ ｔｅｘｔｕｒｅｆＢｃｔｏ
ｒ）で表され、近似的に次式となる。
Ｂ （ｆ ） ＝ １−３ ｆ Ｉ（２）ここで、ｆ！
：板材の任意方向ｉ（圧延方向、圧延直角方向、肉厚
方向）のｆ値 したがって式（１） 、 （２）よシ ｇ、 、 ｏｃ １−３ ｆ、 （
３）式（３）よシ、燃料チャンネルボックスの長手方向
（圧延方向）のｆ値がｆｔ中０．３３３であればε５．
＝０となシ、長手方向に照射成長伸びを生じないことに
なる。すなわち、このようなジルコニウム合金製板材で
燃料チャンネルボックスを構成すれば、照射面シ変形を
生じにくい燃料チャンネルボックスが得られることにな
る。
：板材の任意方向ｉ（圧延方向、圧延直角方向、肉厚
方向）のｆ値 したがって式（１） 、 （２）よシ ｇ、 、 ｏｃ １−３ ｆ、 （
３）式（３）よシ、燃料チャンネルボックスの長手方向
（圧延方向）のｆ値がｆｔ中０．３３３であればε５．
＝０となシ、長手方向に照射成長伸びを生じないことに
なる。すなわち、このようなジルコニウム合金製板材で
燃料チャンネルボックスを構成すれば、照射面シ変形を
生じにくい燃料チャンネルボックスが得られることにな
る。
したがって、燃料チャンネルボックス長手方向（６）
のｆ値が０．１５〜０．５の範囲でめれば照射成長伸び
の抑制に有効であるが、好ましくは０．３３３に近い０
．２５〜０．４０の範囲が最も効果があシ、この場合的
シ変形は十分小さく抑えられ、第３図に示すように解析
上は従来の曲り変形の半分以下となる。
の抑制に有効であるが、好ましくは０．３３３に近い０
．２５〜０．４０の範囲が最も効果があシ、この場合的
シ変形は十分小さく抑えられ、第３図に示すように解析
上は従来の曲り変形の半分以下となる。
本発明によって照射面シ変形が従来と比べ半分以下の燃
料チャンネルボックスが得られるので、従来、炉心最外
周部燃料に適用していた考慮事項の撤廃かいし緩和が可
能となシ、燃料シャラフリンク計画の自由度が増す。
料チャンネルボックスが得られるので、従来、炉心最外
周部燃料に適用していた考慮事項の撤廃かいし緩和が可
能となシ、燃料シャラフリンク計画の自由度が増す。
第１図は沸騰水型原子炉用燃料集合体の構造図、第２図
は燃料チャンネルボックスの照射向シ概念図、第３図は
本発明の効果を示す線図である。 １・・・燃料集合体、２・・・核燃料要素、３・・・支
持格子、４・・・上記タイプレート、５・・・下部タイ
プレート、６・・・燃料チャンネルボックス。 代理人 弁理士 高橋明夫 ＄ １ ｍ
は燃料チャンネルボックスの照射向シ概念図、第３図は
本発明の効果を示す線図である。 １・・・燃料集合体、２・・・核燃料要素、３・・・支
持格子、４・・・上記タイプレート、５・・・下部タイ
プレート、６・・・燃料チャンネルボックス。 代理人 弁理士 高橋明夫 ＄ １ ｍ
Claims (1)
- １、ジルコニウム合金製の板材から構成される燃料チャ
ンネルボックスにおいて、結晶面（０００２）のＸ線回
折強度から算出される板材長手方向のｆ値すなわちｆ、
が０．１５〜０．５の範囲を有する板材で構成すること
を特徴とする燃料チャンネルボックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58102649A JPS59229475A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 燃料チヤンネルボツクス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58102649A JPS59229475A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 燃料チヤンネルボツクス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59229475A true JPS59229475A (ja) | 1984-12-22 |
Family
ID=14333087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58102649A Pending JPS59229475A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 燃料チヤンネルボツクス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59229475A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61179859A (ja) * | 1985-01-08 | 1986-08-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Ｚｒ基合金製核燃料被覆管の製造方法 |
| JPH0517837A (ja) * | 1990-11-28 | 1993-01-26 | Hitachi Ltd | 低照射成長ジルコニウム基合金板とその製造法及び用途 |
| US5297177A (en) * | 1991-09-20 | 1994-03-22 | Hitachi, Ltd. | Fuel assembly, components thereof and method of manufacture |
| EP0795618A1 (en) * | 1996-03-13 | 1997-09-17 | Hitachi, Ltd. | Zirconium based alloy of low irradiation growth, method of producing the same, and use of the same |
| WO1998010427A1 (de) * | 1996-09-04 | 1998-03-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Führungsrohr für druckwasserreaktor-brennelement und ein entsprechendes herstellungsverfahren |
| US6704386B2 (en) | 2000-01-21 | 2004-03-09 | Hitachi, Ltd. | Fuel channel box and a method of manufacturing the same |
-
1983
- 1983-06-10 JP JP58102649A patent/JPS59229475A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61179859A (ja) * | 1985-01-08 | 1986-08-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Ｚｒ基合金製核燃料被覆管の製造方法 |
| JPH0517837A (ja) * | 1990-11-28 | 1993-01-26 | Hitachi Ltd | 低照射成長ジルコニウム基合金板とその製造法及び用途 |
| US5223211A (en) * | 1990-11-28 | 1993-06-29 | Hitachi, Ltd. | Zirconium based alloy plate of low irradiation growth, method of manufacturing the same, and use of the same |
| EP0689209A1 (en) | 1990-11-28 | 1995-12-27 | Hitachi, Ltd. | Method of operating a nuclear reactor containing a plurality of nuclear fuel channel boxes and manufacturing said boxes |
| EP0488027B2 (en) † | 1990-11-28 | 2008-12-31 | Hitachi Ltd. | Method of manufacturing a zirconium based alloy fuel channel box |
| US5297177A (en) * | 1991-09-20 | 1994-03-22 | Hitachi, Ltd. | Fuel assembly, components thereof and method of manufacture |
| EP0795618A1 (en) * | 1996-03-13 | 1997-09-17 | Hitachi, Ltd. | Zirconium based alloy of low irradiation growth, method of producing the same, and use of the same |
| US5862194A (en) * | 1996-03-13 | 1999-01-19 | Hitachi, Ltd. | Zirconium based alloy of low irradiation growth, method of producing the same, and use of the same |
| WO1998010427A1 (de) * | 1996-09-04 | 1998-03-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Führungsrohr für druckwasserreaktor-brennelement und ein entsprechendes herstellungsverfahren |
| US6704386B2 (en) | 2000-01-21 | 2004-03-09 | Hitachi, Ltd. | Fuel channel box and a method of manufacturing the same |
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