JP2003057375A - 燃料スペーサ及び燃料集合体 - Google Patents

燃料スペーサ及び燃料集合体

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辺 朗 田
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    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外周部の燃料棒の熱的裕度を改善して限界出
力を向上させた燃料スペーサと、この燃料スペーサを組
み込んだ燃料集合体を得ること。 【解決手段】 複数本の燃料棒と内部に冷却材の一部が
流れるウォータロッドとを正方格子状に配列して構成し
た燃料集合体の軸方向に複数個配列され、ほぼ矩形状に
形成されたバンド９と、このバンド９の内部にバンドと
平行する複数のディバイダ１１を設け、このディバイダ
１１によって格子状に前記燃料棒の挿入空間を形成した
格子型燃料スペーサに関するものであり、前記バンド９
と接するディバイダ１１には、そのバンド９と接する位
置の上流側に切り欠き２４が設けられ、この切り欠き２
４部位置の下流側の前記バンド９には冷却材の流れを燃
料棒側に向けるように傾斜したフロータブ２３が突出形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に外周部の燃料
棒の熱的裕度を改善して、限界出力を向上させるように
構成した燃料スペーサおよびこのスペーサを組み込んだ
燃料集合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、沸騰水型原子炉用燃料集合体は
図８に示すような構成になっている。すなわち、燃料集
合体１は、正方角筒状の燃料チャンネル２内に核燃料を
収容した多数本の燃料棒３と核燃料を収容してないウォ
ータロッド４を正方格子状に配列すると共に、それらの
上下両端部を上部タイプレート５と下部タイプレート６
とによりそれぞれ固定し、その中間部を軸方向に適宜間
隔を保持するように設置した複数個の燃料スペーサ７で
整列支持している。
【０００３】燃料スペーサ７は燃料棒３およびウォータ
ロッド４を整列支持し、燃料棒３の水平方向の振動を拘
束するようになっている。燃料スペーサ７の設計に際し
て考慮すべきことは、燃料棒３の間隔保持、燃料棒３の
熱膨張余裕、燃料集合体組立時の組立容易性、燃料棒３
との接触面の最小化、冷却材流動変化を最小にして熱的
な限界を最大にすること、および派生する中性子吸収の
最小化、さらには運転時の原子炉条件に耐える十分な機
械的強度を有すること等である。
【０００４】このような設計仕様を満足させるために、
従来から各種の燃料スペーサが提案され実用化されてき
たが、その代表的な一例として実公昭４８−０２７３６
０号公報に開示されている図９（ａ），（ｂ）に示した
構造の格子型燃料スペーサ８が公知である。この格子型
燃料スペーサ８は長い間使用されてきたもので、図９
（ａ）は格子型燃料スペーサ８の上面図、（ｂ）は
（ａ）の側面図を示している。図９（ａ），（ｂ）にお
いて、矩形状に形成されたバンド９内に、バー１０およ
びディバイダ１１を縦横に配列して格子を形成し、格子
内の複数個の升目を燃料棒挿通路１２として燃料棒を挿
入するが、バー１０の各交差部に角形スプリング１３を
配設することで燃料スペーサ８が構成されている。
【０００５】このバンド９の側面には外向きに突出する
ローブ（突起）１４が一体的に設けられている。このロ
ーブ１４によりバンド９とそれを取り囲むチャンネルボ
ックス２の間に適切な間隔を持たせるようにしている。
【０００６】バンド９，バー１０およびディバイダ１１
の材質には、ジルコニウムのように中性子吸収断面積が
小さい材料が使用されている。一方、角形スプリング１
３のみは、強度は強いが中性子吸収断面積の大きいばね
材料を使用し、その分量を最小限に抑えることで中性子
経済上好ましいものとしてある。
【０００７】また、燃料スペーサ部での圧力損失の低減
および燃料集合体の限界出力の増加を目的に種々な燃料
スペーサが提案されており、その代表的な丸セル型燃料
スペーサが例えば特開昭５９−０６５２８７号公報に開
示されており、それを図１０（ａ），（ｂ）に示す。
【０００８】丸セル型燃料スペーサ２２は、図１０
（ａ），（ｂ）に示すように、矩形状バンド１５内に複
数の円筒状セル１８を互いに点溶接１７により連結して
配列すると共に、隣接したセル１８相互の２つの側面部
にスプリング１９を配置し、セル１８内を燃料棒挿通路
１６としている。また、図９に示した格子型燃料スペー
サ８と同様にバンド１５の側面にはローブ２０が設けら
れており、上面には限界出力特性向上を目的としてフロ
ータブ２１がそれぞれ複数個配設されている。
【０００９】このような独立したセル１８を配列してな
る丸セル型燃料スペーサ２２は、図８に示した燃料棒３
を押圧保持して特にスペーサ構成部材による冷却材流路
の閉鎖を回避し、また、セル１８の垂直方向の断面形状
の変化を制限して、スペーサ部を通過する際での冷却材
の流れの大きな変化を制御している。その結果、スペー
サ部での圧力損失の増加を制御すると同時に、燃料集合
体の限界出力を増加させることができるものとなってい
る。
【００１０】通常の原子炉運転では、燃料集合体内にお
いて外周に配置された燃料棒は発熱量が大きいことから
熱的裕度が低いため、その燃料棒へ冷却材を多く供給す
る必要がある。そこで、チャンネル内面の液膜や近傍を
流れる冷却材をバンドにより剥ぎ取り、フロータブによ
って外周燃料棒へ導くことにより、熱的裕度を向上させ
ていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年、原子力発
電プラントにおいては、核燃料経済性の向上と、使用済
燃料体数の低減を目的として、燃料集合体１体から取り
出せるエネルギーを増大させる高燃焼度化が進められて
いる。高燃焼度化を実現するためには、燃料集合体の平
均濃縮度を高める必要があり、炉停止余裕が低下すると
いう支障が生じる。これは、平均濃縮度を高めると、原
子炉運転時と停止時の反応度差が拡大し、原子炉停止時
の実効増倍率が増大するからである。
【００１２】ここで、原子炉停止時には全ての制御棒が
炉心に挿入されていて未臨界状態になっているが、仮に
１本の制御棒が挿入されてなくても未臨界であることが
安全設計上要求されており、したがって、最も反応度価
値の高い制御棒が挿入されなかった場合の未臨界度を炉
停止余裕と呼んでいる。
【００１３】この炉停止余裕を改善する最も有効な対策
は、燃料棒間ピッチを僅かに小さくし、チャンネルと最
外周燃料棒との間隔を広げることである。これは、原子
炉停止時において中性子減速過剰領域として働く燃料集
合体外周の非沸騰水領域を広げることにより、原子炉停
止時の無限増倍率を下げる方法で、炉停止余裕を改善で
きる。しかしながら、チャンネルと最外周燃料棒との間
隔を広げるために、バンド側面に設けられているローブ
高さを増大した場合、バンドとチャンネルとの間隔も広
がることになり、バンドにより冷却材を外周燃料棒へ導
く効果が低下し、燃料棒冷却に有効に利用できなくなる
ため、限界出力が低下する可能性がある。
【００１４】本発明は、このような点に鑑み、外周燃料
棒の熱的余裕を向上させた燃料スペーサ、特に燃料集合
体の高燃焼度化を目指した場合に、炉停止余裕の改善を
目的として燃料棒間ピッチを小さくしチャンネルボック
スと最外周燃料棒との間隔を広げた燃料集合体において
も外周部の燃料棒の熱的裕度を改善して限界出力を向上
させた燃料スペーサと、この燃料スペーサを組み込んだ
燃料集合体を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に係る発明は、複数本の燃料棒と内部に冷却材
の一部が流れるウォータロッドとを正方格子状に配列し
て構成した燃料集合体の軸方向に複数個配列され、ほぼ
矩形状に形成されたバンドと、このバンドの内部にバン
ドと平行する複数のディバイダを設け、このディバイダ
によって格子状に前記燃料棒の挿入空間を形成した格子
型燃料スペーサにおいて、前記バンドと接するディバイ
ダには、そのバンドと接する位置の上流側に切り欠きが
設けられ、前記バンドにはこの切り欠き部位置の下流側
に冷却材の流れを燃料棒側に向けるように傾斜したフロ
ータブが突出形成されていることを特徴とする。
【００１６】しかして、ディバイダのバンドと接する位
置の上流側に切り欠きを設けることにより、冷却材の流
路面積を大きく確保することができるとともに、バンド
上流側で剥ぎ取ったチャンネル内面の液膜や近傍を流れ
る冷却材をバンド内の切り欠き部が位置する領域に効率
よく導くことができる。しかもこの切り欠き部位置の下
流側のバンドにフロータブを設けることにより、切り欠
き部の位置する領域に導いたバンド内面の液膜や近傍を
流れる冷却材を外周燃料棒へ効率よく導くことができ、
燃料棒の熱的裕度を向上させることができる。
【００１７】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明において、前記バンドには、前記ディバイダと接する
位置の上流側に切り欠きが設けられていることを特徴と
する。本請求項の発明によれば、請求項１に係る発明と
同様の効果が得られるが、さらに、フロータブの位置す
る領域の上流部での冷却材の流路面積を大きく確保する
ことができる。
【００１８】請求項３に係る発明は、請求項１または２
に係る発明において、前記バンドと外周燃料棒との間隔
が前記ディバイダと燃料棒との間隔に比べて大きくして
あることを特徴とする。本請求項の発明によれば、請求
項１に係る発明と同様の効果が得られるが、バンドと外
周燃料棒との間隔をディバイダと燃料棒との間隔に比べ
て大きくとることにより、バンドとチャンネルとの間隔
を広げることなく、チャンネルと最外周燃料棒との間隔
を広げることができ、バンドがチャンネル内面と近接す
ることにより、特に、バンドによりチャンネル内面の液
膜や近傍を流れる冷却材をバンドル内へ効率よく導くこ
とができる等の効果を奏する。
【００１９】請求項４に係る発明は、複数本の燃料棒と
内部に冷却材の一部が流れるウォータロッドとを正方格
子状に配列して構成した燃料集合体の軸方向に複数個配
列され、ほぼ矩形状に形成されたバンドと、このバンド
内に配列された円筒状の複数のセルと、このセル内に挿
通される前記燃料棒の間隔を保持するスプリングとを有
する丸セル型燃料スペーサにおいて、前記バンドには、
互いに隣接する外周セルと接する部位間の上流側に切り
欠きが設けられるとともに、この切り欠き部位置の下流
側には冷却材の流れを燃料棒側に向けるように傾斜した
フロータブが突出形成されていることを特徴とする。し
かしてこの場合も請求項１に係る発明と同様な効果を奏
する。
【００２０】請求項５に係る発明は、請求項４に係る発
明において、前記バンドと外周燃料棒との間隔が前記各
セル間の間隔に比べて大きくしてあることを特徴とす
る。しかして、この発明も請求項３に係る発明と同様
に、バンドとチャンネルとの間隔を広げることなく、チ
ャンネルと最外周燃料棒との間隔を広げることができ、
バンドがチャンネル内面と近接することにより、特に、
バンドによりチャンネル内面の液膜や近傍を流れる冷却
材をバンドル内へ効率よく導くことができる。
【００２１】請求項６に係る発明は、請求項４または５
に係る発明において、前記バンドには、前記複数のセル
のうち外周セルと接する位置の上下部に内向きの突起が
設けられ、この突起が前記外周セルに接合されているこ
とを特徴とする。しかして、本請求項にかかる発明によ
れば、セルの内向きの突起により、バンドとチャンネル
との間隔を広げることなく、チャンネルと最外周燃料棒
との間隔を広げることができる。バンドがチャンネル内
面と近接することにより、特に、バンドによりチャンネ
ル内面の液膜や近傍を流れる冷却材を外周燃料棒へ効率
よく導くことができる。
【００２２】請求項７に係る発明は、請求項４または５
に係る発明において、前記バンドには、前記複数のセル
のうち外周セルと接する位置の上下方向全長にわたって
内向きの凸部が設けられ、この凸部が前記外周セルと接
合されていることを特徴とする。しかして、前記請求項
５に係る発明と同様の効果が得られるが、さらに、上下
方向全長にわたって凸部を設けているためバンド部の投
影面積が小さく、流路抵抗を低くすることができる。
【００２３】請求項８に係る発明は、請求項４または５
に係る発明において、前記複数のセルのうち前記バンド
と接する位置の上下部に外向きの突起が設けられ、この
突起が前記バンドに接合されていることを特徴とする。
しかして、本請求項に係る発明によれば、セルの外向き
の突起により、最外周燃料棒との間隔を広げることがで
きる。これにより前記請求項５または請求項６記載の発
明と同様の効果が得られる。
【００２４】請求項９に係る発明は、請求項４または５
に係る発明において、前記複数のセルのうち前記バンド
と接する位置の上下方向全長にわたって外向きの凸部が
設けられ、この凸部が前記バンドに接合されていること
を特徴とする。この場合も、前記請求項７に係る発明と
同様の効果が得られるが、さらに、上下方向全長にわた
って凸部を設けているため外周セル部の投影面積が小さ
く、流路抵抗を低くすることができる。
【００２５】請求項１０に係る発明は、複数本の燃料棒
と内部に冷却材の一部が流れるウォータロッドとを正方
格子状に配列して構成した燃料集合体において、請求項
１乃至請求項９記載の燃料スペーサのうち少なくとも１
種類の燃料スペーサが燃料集合体の軸方向に組み込んで
あることを特徴とする。しかして、この燃料集合体にお
いては、上記スペーサによる効果を奏し、外周部の燃料
棒の熱的裕度を改善して限界出力を向上させることが可
能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。図１（ａ）、（ｂ）
は本発明に係る燃料スペーサの第１の実施の形態を示す
要部上面図及び要部側面図であって、図９に示した格子
型燃料スペーサ８と基本的には同様の構造をしている
が、本実施の形態に係る格子型燃料スペーサ３２は、デ
ィバイダ１１の形状が改良されている。したがって、本
実施の形態では従来例と異なった部分のみを説明し、ス
ペーサの全体的な構造は図９（ａ），（ｂ）とほぼ同様
なのでその説明は省略する。
【００２７】図１（ａ）の要部上面図および（ｂ）の要
部側面図に示すように、本実施の形態に係る格子型燃料
スペーサ３２においては、ディバイダ１１がバンド９と
接する位置の上流側において、そのディバイダ１１にバ
ンド９側に向かって上方に傾斜する切り欠き２４が設け
られており、この切り欠き２４部の位置の下流側にはバ
ンド９にバンドの内面側に傾斜されたフロータブ２３が
形成されている。また、バンド９の内面には外周の燃料
棒と対応する位置に突起９ａが形成されており、その突
起９ａにより外周の燃料棒が支持され、バンド９と外周
燃料棒３１との間隔がディバイダ１１と燃料棒３１との
間隔に比べて大きくなるようにしてある。
【００２８】つぎに、本実施の形態による作用を説明す
る。格子型燃料スペーサ３２においては、ディバイダ１
１のバンド９と接する位置の上流側に切り欠き２４が設
けられていることにより、切り欠き２４部が位置する領
域に冷却材の流路面積を大きく確保することができ、バ
ンド９の上流側で剥ぎ取られた冷却材がバンド９内の切
り欠き２４部が位置する領域に効率よく導かれる。この
切り欠き２４部位置の下流側にはバンド９にフロータブ
２３を設けられているので、切り欠き２４部が位置する
領域に導かれたバンド内面の液膜や近傍を流れる冷却材
が外周燃料棒３１の方向に効率よく導かれ、燃料棒の熱
的裕度が向上する。
【００２９】また、炉停止余裕の改善を目的として燃料
棒間ピッチを小さくしチャンネル２と最外周燃料棒との
間隔を広げる際に、燃料スペーサのローブ１４を高くす
るとチャンネル２内面とバンド９の間隔が広がるため、
バンド９によりチャンネル内面近傍を流れる冷却材を剥
ぎ取ることができず、外周燃料棒３１への冷却効果が低
下する。
【００３０】しかしながら、上記格子型燃料スペーサ３
２においては、バンド９に設けた突起９ａにより、バン
ド９と外周燃料棒３１との間隔をディバイダ１１と燃料
棒３１との間隔に比べて大きくとることができ、バンド
９がチャンネル２内面と近接するため、バンド９により
チャンネル２内面の液膜や近傍を流れる冷却材をバンド
９内へ効率よく導くことができる。さらに、ディバイダ
１１のバンド９と接する位置の上流側に切り欠き２４が
設けられていることにより、切り欠き２４部が位置する
領域の冷却材の流路面積を大きく確保することができる
ため、バンド９上流側で剥ぎ取った冷却材をバンド９内
の切り欠き２４部の位置する領域に効率よく導くことが
できる。しかも、この切り欠き２４部位置の下流側には
バンド９にフロータブ２３を設けることにより、切り欠
き２４部の位置する領域に導いたバンド９の内面の液膜
や近傍を流れる冷却材を外周燃料棒３１へ効率よく導く
ことができ、燃料棒の熱的裕度が向上する。
【００３１】つぎに図２は、本発明の第２の実施の形態
を示す図であり、第１実施の形態の変形例である。した
がって、第１実施の形態と同様の作用と効果について
は、説明を省略して相違部分のみを説明する。
【００３２】図２（ａ）の要部上面図および（ｂ）の要
部側面図に示すように、格子型燃料スペーサ３３には、
バンド９がディバイダ１１と接する位置の上流側におい
て、そのバンド９に切り欠き２５が設けられており、こ
の切り欠き２５部の位置の下流側にはバンド９にフロー
タブ２３が形成されている。
【００３３】しかして、この実施の形態も第１の実施の
形態とほぼ同様の作用を奏するとともに、第１の実施の
形態と比べて、さらに、フロータブの位置する領域の上
流部で冷却材の流路面積を大きく確保することができ
る。
【００３４】また、図２（ａ）の要部上面図および
（ｂ）の要部側面図に示すように、この実施の形態に係
る格子型燃料スペーサ３３に於いても、さらに、バンド
９と外周燃料棒３１との間隔がディバイダ１１と燃料棒
３１との間隔に比べて大きくなるようにバンド９が配設
されている。しかして、この場合も図１に示すものと同
様な作用効果を奏する。
【００３５】つぎに図３は本発明の第３の実施の形態を
示す図であり、図１０に示した丸セル型燃料スペーサ２
２と基本的には同様の構造をしているが、本実施の形態
に係る丸セル型燃料スペーサ３４は、バンド１５の形状
が改良されている。したがって、本実施の形態では従来
例と異なった部分のみを説明し、スペーサの全体的な構
造は図１０（ａ），（ｂ）とほぼ同様なのでその説明は
省略する。
【００３６】図３（ａ）の要部上面図および（ｂ）の要
部側面図に示すように、本実施の形態に係る丸セル型燃
料スペーサ３４では、バンド１５には、そのバンド１５
が互いに隣接する外周セル１８と接する部位の中間部の
上流側に切り欠き２７が設けられており、この切り欠き
２７部位置の下流側にはバンド１５にフロータブ２３が
形成されている。
【００３７】しかして、この丸セル型燃料スペーサ３４
においては、バンド１５の外周セル１８と接する部位と
部位間の上流側に切り欠き２７を設けることにより、切
り欠き２７部の位置する領域の冷却材の流路面積が大き
く確保されるため、チャンネル２内面の液膜や近傍を流
れる冷却材をバンド１５内の切り欠き部２７の位置する
領域に効率よく導くことができる。さらに、この切り欠
き２７部位置の下流側にはバンド１５にフロータブ２１
が設けられていることにより、切り欠き２７部の位置す
る領域に導いたバンド１５内面の液膜や近傍を流れる冷
却材が外周燃料棒３１へ効率よく導かれ、燃料棒の熱的
裕度が向上する。
【００３８】つぎに図４は、本発明の第４の実施の形態
を示す図であり、第３の実施の形態の変形例である。し
たがって、第３の実施の形態と同様の作用と効果につい
ては、説明を省略して相違部分のみを説明する。
【００３９】図４（ａ）の要部上面図および（ｂ）の要
部側面図に示すように、本実施の形態に係る丸セル型燃
料スペーサ３５においては、バンド１５に、その外周セ
ル１８と接する位置の上下部に内向きの突起２６が設け
られ、この突起２６と外周セル１８とは上下部で点溶接
により接合されている。バンド１５の突起２６と突起２
６の間に位置する上流側には切り欠き２７が設けられて
おり、この切り欠き２７部位置の下流側にはバンド１５
にフロータブ２３が形成されている。
【００４０】しかして、この丸セル型燃料スペーサ３５
においては、外周セル１８と接する位置のバンド１５上
下部に内向きの突起２６が設けられ、この突起２６部と
外周セル１８とを溶接することにより、バンド１５とチ
ャンネル２の間隔を広げることなく、チャンネル２と最
外周燃料棒３１との間隔を広げることができる。バンド
１５がチャンネル２内面と近接することにより、バンド
１５によりチャンネル２内面の液膜や近傍を流れる冷却
材がバンド１５内へ効率よく導かれる。さらに、バンド
１５の突起２６と突起２６の間に位置する上流側に切り
欠き２７を設けることにより、切り欠き２７部の位置す
る領域の冷却材の流路面積を大きく確保することができ
るため、バンド１５上流側で剥ぎ取ったチャンネル２内
面の冷却材をバンド１５内の切り欠き部２７の位置する
領域に効率よく導くことができる。この切り欠き２７部
位置の下流側にはバンド１５にフロータブ２１を設ける
ことにより、切り欠き２７部の位置する領域に導いたバ
ンド１５内面の液膜や近傍を流れる冷却材を外周燃料棒
３１へ効率よく導くことができ、燃料棒の熱的裕度が向
上する。
【００４１】つぎに図５により本発明の第５の実施の形
態を説明する。第５の実施の形態は第４の実施の形態の
変形例である。したがって、第４の実施の形態と同様の
作用と効果については、説明を省略して相違部分のみ説
明する。
【００４２】図５（ａ）の要部上面図および（ｂ）の要
部側面図に示すように、丸セル型燃料スペーサ３６は、
バンド１５の外周セル１８と接する位置の上下方向全長
にわたって内向きの凸部２８が設けられ、この凸部２８
と外周セル１８とは上下部で点溶接により接合されてい
る。
【００４３】本実施の形態による作用は、第４の実施の
形態とほぼ同様であるが、第４の実施の形態と比べて、
上下方向全長にわたって凸部２８を設けているため、バ
ンド１５部の投影面積を小さくし、流路抵抗を低くする
ことができる。
【００４４】次に図６により本発明の第６の実施の形態
を説明する。第６の実施の形態は第４の実施の形態の変
形例である。したがって、第４の実施の形態と同様の作
用と効果については、説明を省略して相違部分のみを説
明する。
【００４５】図６（ａ）の要部上面図および（ｂ）の要
部側面図に示すように、丸セル型燃料スペーサ３７は、
外周セル１８のうちバンド１５と接する位置の上下部に
外向きの突起２９が設けられ、この突起２９とバンド１
５とが上下部で点溶接により接合されている。
【００４６】本実施の形態による作用は、第４の実施の
形態とほぼ同様であるが、第４の実施または第５の実施
の形態のようにバンド１５側に突起などを設けるのでは
なく、外周セル１８側に突起２９を設けることにより、
バンド１５は従来と同一とすることができる。
【００４７】つぎに図７により本発明の第７の実施の形
態を説明する。第７の実施の形態は第６の実施の形態の
変形例である。したがって、第６の実施の形態と同様の
作用と効果については、説明を省略して相違部分のみを
説明する。
【００４８】図７（ａ）の要部上面図および（ｂ）の要
部側面図に示すように、丸セル型燃料スペーサ３８は、
外周セル１８のうちバンド１５と接する位置の上下方向
全長にわたって外向きの凸部３０が設けられ、この凸部
３０とバンド１５は上下部で点溶接により接合されてい
る。
【００４９】本実施の形態による作用は、第６の実施の
形態とほぼ同様であるが、第６の実施の形態と比べて、
上下方向全長にわたって凸部を設けているため、セル１
８部の投影面積を小さくし、流路抵抗を低くすることが
できる。
【００５０】このようにバンド或いはセルに突起、凸部
を有し、バンドとディバイダとが接触する位置の上流側
にバンド及びディバイダに切り欠きを設けこの切り欠き
部の下流側ではバンドにフロータブを形成した燃料スペ
ーサは、燃料集合体の軸方向に複数個配置することがで
きる。
【００５１】この燃料集合体は、第１の実施の形態から
第７の実施の形態の燃料スペーサのうち１種類もしくは
２種類以上組み合わせて軸方向に配置することができ、
この形態においては、第１の実施の形態から第７の実施
の形態と同様の作用効果を奏するが、限界出力の厳しい
軸方向上部においては第１の実施の形態或いは第４の実
施の形態或いは第６の実施の形態の燃料スペーサを配置
し、軸方向下部では第１の実施の形態あるいは第４の実
施の形態あるいは第６の実施の形態に比べて圧力損失の
小さい第２の実施の形態或いは第５の実施の形態或いは
第７の実施の形態の燃料スペーサを配置することなどに
より、安定性および限界出力に優れた特性を有すること
ができる。
【００５２】
【発明の効果】本発明は、上述のように、バンドとディ
バイダとが接する位置の上流側においてバンド或いはさ
らにディバイダに切り欠きを設けることにより、この切
り欠き部の位置する領域近傍に冷却材の流路面積を大き
く確保することができ、切り欠きの位置の下流側のバン
ドにフロータブを設けることにより、切り欠き部の位置
する領域に導いたバンド内面の液膜や近傍を流れる冷却
材を外周燃料棒へ効率よく導くことができ、燃料棒の熱
的裕度が向上させることができる。さらに、燃料集合体
の高燃焼度化を目指した場合に、炉停止余裕の改善を目
的として燃料棒間ピッチを小さくし、バンドとチャンネ
ルとの間隔を広げることなくチャンネルボックスと最外
周燃料棒との間隔を広げた燃料集合体においては、バン
ドがチャンネル内面と近接することにより、バンドによ
りチャンネル内面の液膜や近傍を流れる冷却材をバンド
内へ効率よく導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係る格子型燃料スペーサの第
１実施の形態のバンドと外周セルの要部を示す上面図、
（ｂ）は（ａ）の側面図。
【図２】（ａ）は本発明に係る格子型燃料スペーサの第
２実施の形態のバンドと外周セルの要部を示す上面図、
（ｂ）は（ａ）の側面図。
【図３】（ａ）は本発明に係る丸セル型燃料スペーサの
第３実施の形態のバンドと外周セルの要部を示す上面
図、（ｂ）は（ａ）の側面図。
【図４】（ａ）は本発明に係る丸セル型燃料スペーサの
第４実施の形態のバンドと外周セルの要部を示す上面
図、（ｂ）は（ａ）の側面図。
【図５】（ａ）は本発明に係る丸セル型燃料スペーサの
第５実施の形態のバンドと外周セルの要部を示す上面
図、（ｂ）は（ａ）の側面図。
【図６】（ａ）は本発明に係る丸セル型燃料スペーサの
第６実施の形態のバンドと外周セルの要部を示す上面
図、（ｂ）は（ａ）の側面図。
【図７】（ａ）は本発明に係る丸セル型燃料スペーサの
第７実施の形態のバンドと外周セルの要部を示す上面
図、（ｂ）は（ａ）の側面図。
【図８】一般的な燃料集合体を示す縦断面図
【図９】（ａ）は従来の格子型燃料スペーサを示す上面
図、（ｂ）は（ａ）において一部断面で示す側面図。
【図１０】（ａ）は従来の丸セル型燃料スペーサを示す
上面図、（ｂ）は（ａ）において一部断面で示す側面
図。
【符号の説明】
１ 燃料集合体 ２ チャンネル ３ 燃料棒 ４ ウォータロッド ５ 上部タイプレート ６ 下部タイプレート ７ 燃料スペーサ ８ 格子型燃料スペーサ ９，１５ バンド １０ バー １１ ディバイダ １２，１６ 燃料棒挿通路 １３ 角形スプリング １４，２０ ローブ １７ 点溶接部 １８ セル １９ スプリング ２１，２３ フロータブ ２２ 丸セル型燃料スペーサ ２４，２５，２７ 切り欠き ２６ 内向き突起 ２８ 内向き凸部 ２９ 外向き突起 ３０ 外向き凸部 ３１ 外周燃料棒 ３２，３３ 本発明の格子型燃料スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田 辺 朗 神奈川県横須賀市内川二丁目３番１号 日 本ニユクリア・フユエル株式会社内 (72)発明者 後 藤 大 輔 神奈川県横須賀市内川二丁目３番１号 日 本ニユクリア・フユエル株式会社内 (72)発明者 山 本 泰 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数本の燃料棒と内部に冷却材の一部が流
    れるウォータロッドとを正方格子状に配列して構成した
    燃料集合体の軸方向に複数個配列され、ほぼ矩形状に形
    成されたバンドと、このバンドの内部にバンドと平行す
    る複数のディバイダを設け、このディバイダによって格
    子状に前記燃料棒の挿入空間を形成した格子型燃料スペ
    ーサにおいて、前記バンドと接するディバイダには、そ
    のバンドと接する位置の上流側に切り欠きが設けられ、
    前記バンドにはこの切り欠き部位置の下流側に冷却材の
    流れを燃料棒側に向けるように傾斜したフロータブが突
    出形成されていることを特徴とする燃料スペーサ。
  2. 【請求項２】前記バンドには、前記ディバイダと接する
    位置の上流側に切り欠きが設けられていることを特徴と
    する、請求項１記載の燃料スペーサ。
  3. 【請求項３】前記バンドと外周燃料棒との間隔が前記デ
    ィバイダと燃料棒との間隔に比べて大きくしてあること
    を特徴とする、請求項１または２記載の燃料スペーサ。
  4. 【請求項４】複数本の燃料棒と内部に冷却材の一部が流
    れるウォータロッドとを正方格子状に配列して構成した
    燃料集合体の軸方向に複数個配列され、ほぼ矩形状に形
    成されたバンドと、このバンド内に配列された円筒状の
    複数のセルと、このセル内に挿通される前記燃料棒の間
    隔を保持するスプリングとを有する丸セル型燃料スペー
    サにおいて、前記バンドには、互いに隣接する外周セル
    と接する部位間の上流側に切り欠きが設けられるととも
    に、この切り欠き部位置の下流側に冷却材の流れを燃料
    棒側に向けるように傾斜したフロータブが突出形成され
    ていることを特徴とする燃料スペーサ。
  5. 【請求項５】前記バンドと外周燃料棒との間隔が前記各
    セル間の間隔に比べて大きくしてあることを特徴とす
    る、請求項４記載の燃料スペーサ。
  6. 【請求項６】前記バンドには、前記複数のセルのうち外
    周セルと接する位置の上下部に内向きの突起が設けら
    れ、この突起が前記外周セルに接合されていることを特
    徴とする、請求項４または５記載の燃料スペーサ。
  7. 【請求項７】前記バンドには、前記複数のセルのうち外
    周セルと接する位置の上下方向全長にわたって内向きの
    凸部が設けられ、この凸部が前記外周セルと接合されて
    いることを特徴とする、請求項４または５記載の燃料ス
    ペーサ。
  8. 【請求項８】前記複数のセルのうち前記バンドと接する
    位置の上下部に外向きの突起が設けられ、この突起が前
    記バンドに接合されていることを特徴とする、請求項４
    または５記載の燃料スペーサ。
  9. 【請求項９】前記複数のセルのうち前記バンドと接する
    位置の上下方向全長にわたって外向きの凸部が設けら
    れ、この凸部が前記バンドに接合されていることを特徴
    とする、請求項４または５記載の燃料スペーサ。
  10. 【請求項１０】複数本の燃料棒と内部に冷却材の一部が
    流れるウォータロッドとを正方格子状に配列して構成し
    た燃料集合体において、請求項１乃至請求項９記載の燃
    料スペーサのうち少なくとも１種類の燃料スペーサが燃
    料集合体の軸方向に組み込んであることを特徴とする燃
    料集合体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008522178A (ja) * 2004-11-30 2008-06-26 アレヴァ エヌペ 核燃料集合体のための燃料棒スペーサ格子、及び対応する燃料集合体
US20070030943A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Global Nuclear Fuel - Americas, Llc Fuel spacer for a nuclear fuel bundle
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