[发明专利]适于压水核反应堆的燃料组件

说明书

技术领域

本发明涉及在轻水反应堆特别是压水核反应堆(PWR核反应堆)中所 使用的燃料组件，并且具体涉及装配有下面结构的适于PWR核反应堆的燃 料组件，该结构用于限制燃料组件中控制棒外表面和控制棒引导管内表面之 间的摩擦磨损。

背景技术

一般地，如专利文献1(日本专利公开No.S62-46292)和专利文献2 (日本专利公开No.H2-6784)所述，在压水核反应堆中所采用的燃料组件 具有这样的结构，即数个燃料棒被捆扎在一起，即，一般地，每个燃料组件 由捆扎的数个燃料棒组成的数个燃料组件被安装至悬挂在结合有冷却剂入 口喷嘴和出口喷嘴的反应堆容器中。燃料组件具有彼此相对并且隔开、且通 过多个控制棒引导管相互连接的上喷嘴和下喷嘴，并且在此安装有多个支承 栅板。控制棒引导管被插入每个支承栅板的一部分单元中，并且上述数个燃 料棒被插入剩余部分单元中。

图10至13示出了燃料组件的特别配置。参考图10，在压水核反应堆中 所使用的控制棒组件由悬挂于三脚架52的数个控制棒51组成，该控制棒适 于由未示出的控制棒驱动单元驱动。在如上所述的控制棒组件中，如图11 所示，由控制棒驱动单元驱动控制棒51，从而控制棒在安装于核反应堆中的 燃料组件内的控制导管53中深和浅地插入和拉出以控制核反应堆堆芯的反 应性。

但是采用的控制棒51在核反应堆运行过程中被插入燃料组件内的控制 导管53中，同时控制棒51由控制棒驱动机制驱动，因此控制棒51由于在 核反应堆运行过程中冷却剂的流动而振动，从而会与控制导管接触，可能造 成控制棒的外表面被磨损的风险。另外，控制棒引导管53的内表面将可能 由于控制棒51的振动而磨损。

由冷却剂流的湍流所产生的控制棒51振动的影响造成上述磨损，上述 湍流即该流中的冷却剂横向流动通过控制棒引导管54(将在下文称作“G/T”) 和上芯板55(将称作“UCP”)之间的间隙以及UCP 55和位于其下的燃料 组件的上喷嘴56之间的间隙(参考图12)，当由控制棒驱动机制驱动控制棒 组件时该控制棒引导管54起到引导控制棒的作用。因此，可推论控制棒由 于横向流而振动，因此磨损将逐渐增长。

这里要注意的是，和位于靠近支承销57(设置两个销，左-右对称)安 装位置的侧面上以防止G/T 54横向移动的控制棒51相比，位于上面没有支 承销57的侧面上的控制棒51似乎更大地受到冷却剂流的影响。因此，认为 位于上面没有支承销57的侧面上的那些控制棒局部磨损较大。另外，将有 下面的风险，即其中插入那些控制棒51的相关控制棒引导管53在燃料组件 侧上的其内表面处磨损。

如图13所示出，还将认为在组成燃料组件上喷嘴56下部的连接板58 中所形成的流路孔的纵向方向极大地影响磨损程度。即，流路孔58A全部以 一个且相同的方向形成(如图13所示出的由箭头B表示的流路孔58A的纵 向)，因此从燃料组件底部向上流动(沿着从后表面到前表面穿过图3薄层 的方向)的冷却剂流通过上喷嘴56中的流路孔58A，然后受到流路孔形状 的引导喷射入上喷嘴56。流路孔的面积在侧面A上的壁附近即在支承销57 侧上比在没有支承销57的侧面B上的壁附近大，侧面B邻近侧面A，因此 所喷射冷却剂的数量在侧面A上明显较大。由于冷却剂流碰撞在上喷嘴56 上端所形成的突起，然后被引向连接板58的中心，所以喷射程度在侧面A 和侧面B之间不同，造成产生朝向连接器中心的冷却剂流变为不平衡的风 险。

另外，由于朝向连接器56中心的不平衡冷却剂流所造成的不稳定性， 将产生其中插入控制棒51的相关控制棒引导管在其燃料组件侧上的其内表 面处被极大磨损的风险。因此，将产生如下的问题，在其中未设置支承销的 方向与上喷嘴56中的流路孔58A的方向一致的情况下再次造成如上所述的 加速磨损。