FUEL ROD LAYOUT FOR CANDU FUEL BUNDLE

• Main Authors: JUNG, JONG YEOB, PARK, JOO HWAN, RYU, EUN HYUN, SONG, YONG MANN
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 04.07.2016
• Subjects: GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; NUCLEAR ENGINEERING; NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR REACTORS; PHYSICS; REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGYGENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS; TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINSTCLIMATE CHANGE

The present invention relates to a nuclear fuel rod structure for improving critical heat flux of heavy-water reactor fuel bundle. More specifically, the nuclear fuel rod structure comprises: a center rod (10); an inner ring (20) which includes six nuclear fuel rods surrounding the center rod (10); an intermediate ring (30) which includes 12 nuclear fuel rods (FR) surrounding the inner ring (20); and an outer ring (40) which includes 18 nuclear fuel rods (FR) surrounding the intermediate ring (30), wherein the minimum distance between the adjacent nuclear fuel rods (FR) of each ring is 1.8 mm, the minimum height based on a space for preventing contact between the nuclear fuel rods (FR) of the intermediate ring (30) and the nuclear fuel rods (FR) of the adjacent outer ring (40) is 0.64 mm, the radius of the intermediate ring (30) from the center of the center rod (10) is variable, and the ratio of a reference radius (D1) from the center rod (10) to the intermediate ring (30) and a maximum variable radius (D2) of the intermediate ring is 1:1.0174. In other words, according to the present invention, when a flow path sectional area of the inner ring is increased to improve critical heat flux generated around the center rod of the heavy-water nuclear fuel bundle, the critical heat flux is further improved through change in diameter of the intermediate ring, the critical heat flux is improved by finely changing the positional structure of the nuclear fuel rod. Accordingly, there is no change in the sectional area of the entire flow path, and thus the level of safety of the existing nuclear reactor is maintained or improved. 본 발명에 따른 중수로 핵연료다발의 임계열유속 향상을 위한 핵연료봉 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중심에 배치되는 중심봉(10); 중심봉(10)을 둘러싸는 6개의 핵연료봉(FR)으로 구성되는 내부환(20); 내부환(20)을 둘러싸는 12개의 핵연료봉(FR)으로 구성되는 중간환(30); 및 중간환(30)을 둘러싸는 18개의 핵연료봉(FR)으로 구성되는 외곽환(40);을 포함하고, 각 환의 인접한 상기 핵연료봉(FR)들간의 최소 이격거리는 1.8mm이고, 중간환(30)의 핵연료봉(FR)과 이웃한 외곽환(40)의 핵연료봉(FR) 간의 접촉을 방지하기 위한 스페이스에 의한 최소 높이는 0.64mm이며, 중심봉(10)의 중심으로부터 중간환(30)의 반경은 가변되고, 중심봉(10)으로부터 중간환(30)까지의 기준반경(D1)과 중간환의 최대 가변반경(D2)과의 비는 1 : 1.0174인 것을 특징으로 한다. 즉 본 발명은 중수로 핵연료다발의 중심봉 주변에서 발생되는 임계열유속 향상을 위해 내부환의 유로 단면적 증가시키게 되는 경우, 이에 대응하여 중간환의 직경 변화를 통하여 임계열유속을 더욱 향상시킬 뿐만 아니라, 핵연료봉의 위치 구조만을 미소 변경하여 임계열유속을 향상시키게 되므로 유로 전체 단면적 변화가 없어 기존 원자로의 안전성을 그대로 유지하거나, 또는 보다 향상시킬 수 있는 중수로 핵연료다발의 임계열유속 향상을 위한 핵연료봉 구조를 제안하고자 한다.