JP2003185774A

JP2003185774A - 燃料集合体

Info

Publication number: JP2003185774A
Application number: JP2001382963A
Authority: JP
Inventors: Katsumasa Haikawa; 勝正配川
Original assignee: Global Nuclear Fuel Japan Co Ltd
Current assignee: Global Nuclear Fuel Japan Co Ltd
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】ウォータロッド同士によるフレッティング腐
食を防止し、燃料集合体の横断面における熱中性子束の
分布をより均一化させる。【解決手段】燃料集合体１は、９行９列の正方格子状
に配列された複数の燃料棒２と、燃料集合体１の中央領
域に、燃料棒２のうちの一部と置き換えられて配置され
た２本のウォータロッド３とを有する。ウォータロッド
３の外径は、燃料棒２の配列ピッチよりも大きい。２本
のウォータロッド３は互いに間隔をおいて配置されてい
る。２本のウォータロッド３の間隔は、ウォータロッド
とそれに隣接する燃料棒との間隔よりも小さい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉に用いられ
る燃料集合体に関し、特に、太径のウォータロッドを有
する燃料集合体に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば沸騰水型原子炉に用いられる燃料
集合体は、多数の燃料棒と１本または複数本のウォータ
ロッドとをスペーサで束ね、これらの上部および下部を
それぞれ上部タイプレートおよび下部タイプレートで支
持して燃料バンドルを形成し、この外周を、燃料棒の保
護および制御棒のガイドの役割を果たすチャンネルボッ
クスで囲んで構成されている。

【０００３】燃料集合体の燃料経済性を向上させるに
は、燃料の燃焼度を大きくすることによって実現するこ
とができる。燃料の燃焼度を大きくするには、燃料ペレ
ットに含まれるウラン２３５の濃縮度を上げればよい
が、減速材／燃料比を大きくしないで濃縮度を上げたの
では中性子スペクトルが硬化してしまい、燃料集合体の
無限増倍率は、その濃縮度における無限増倍率の最大値
とはならない。

【０００４】図７は、燃料の濃縮度が増加するに従っ
て、減速材／燃料比と無限増倍率の関係がどのように変
化するかを示している。図７に示すように、同じ濃縮度
でできるだけ大きい無限増倍率を得るには、濃縮度に応
じた、最適の減速材／燃料比を実現する必要がある。す
なわち、燃料経済性を向上させるために濃縮度を上げる
と、無限増倍率が最大となる減速材／燃料比が大きくな
るので、ウォータロッドの数または横断面積を増やす必
要がある。

【０００５】図８に、従来の燃料集合体の一例の横断面
図を示す。図８に示す燃料集合体１０１では、チャンネ
ルボックス１０４の内部に、燃料棒１０２が８行８列の
格子状に配列され、その中央領域に２本のウォータロッ
ド１０３が配置されている。濃縮度の高い燃料では、さ
らにウォータロッドの数を増やす必要があり、そのよう
な場合には、図９に示すように、４本のウォータロッド
１１３を配置する。

【０００６】図８および図９のいずれに示した燃料集合
体１０１，１１１においても、ウォータロッド１０３，
１１３は、燃料棒１０２，１１２と同等の直径を有し、
燃料集合体１０１，１１１の中央領域に配置される。こ
れは、中央領域での中性子減速効果を高め、燃料集合体
１０１，１１１の周辺部と中央部とで熱中性子束の分布
の均一化を図ることによって、各燃料棒１０２，１１２
の出力分布を均一化するためである。

【０００７】燃料集合体の周辺部と中央部とでの燃料棒
の出力分布を均一にするためには、図９に示した４本の
ウォータロッド１１３を、図１０に示すように、太径の
１本のウォータロッド１２３に置き換えることによっ
て、さらに優れた効果が得られる。これは、図９に示し
た配置よりも図１０に示した配置のほうがウォータロッ
ド内の流路面積が大きく、そのため、減速材／燃料比を
大きくすることができるためである。

【０００８】さらに濃縮度の高い燃料の場合には、図１
１に示すように、太い直径のウォータロッド１３３を２
本とすることが考えられる。この場合、ウォータロッド
１３３および燃料棒１３２の配置は、燃料集合体１３１
の局所出力分布係数を小さくするために対称性を保った
配置となっており、ウォータロッド１３３は対称性が保
たれる範囲内でできるだけ中央部に設置される。なお、
図１１に示す例では、燃料棒１３２は９行９列に配列さ
れている。

【０００９】上述したように、燃料集合体においては、
減速材／燃料比を大きくするためには、ウォータロッド
の数を増やしたり直径を大きくしたりして、ウォータロ
ッド全体の横断面積を大きくすることによって対処して
いた。そのため、ウォータロッドの横断面積が増加した
分だけ、配置できる燃料棒の数が少なくなり、結果的
に、装荷できる燃料の量が減少することになる。一方、
燃料棒が９行９列に配列された燃料集合体において直径
の太い２本のウォータロッドを設ける場合には、図１１
に示した配置が、燃料集合体内での、各構成要素の配置
の対称性、および熱中性子束分布の均一化の点で最も優
れている。しかし、図１１に示した配置では、燃料集合
体の中央にはウォータロッドが存在しないため、熱中性
子束分布の均一化は不十分であった。

【００１０】そこで、特公平７−１３６６３号公報に
は、装荷できる燃料の量の減少を最小限に抑えつつ、熱
中性子束分布の均一化を図った燃料集合体の提案がなさ
れている。同公報に開示された燃料集合体について、図
１２および図１３を参照して説明する。

【００１１】図１２に示す燃料集合体１４１は、複数本
の燃料棒１４２と、燃料棒１４２の間に配置された太径
の２本のウォータロッド１４３と、これらを取り囲むチ
ャンネルボックス１４４とを有する。燃料棒１４２は９
行９列の格子状に配列されており、２本のウォータロッ
ド１４３は、燃料集合体１４１の中央の燃料棒１４２が
３行３列に配置できる領域内で、燃料集合体１４１の対
角線１４５に沿って配置されている。また、２本のウォ
ータロッド１４３は、破線で示す、７本の燃料棒が配置
可能な領域内で、互いに接して配置されている。ウォー
タロッド１４３の外径は、燃料棒１４２の配列ピッチよ
りも大きい。チャンネルボックス１４４の対向する内面
間の距離は、１３．２４〜１３．４１ｃｍの範囲にあ
る。

【００１２】燃料棒１４２およびウォータロッド１４３
を上述のように配置することにより、この燃料集合体１
４１では燃料棒１４２の数は７４本となり、図１１に示
した燃料集合体１３１よりも１本多く配置できる。その
結果、ウォータロッド１４３の配置によって減少する燃
料物質の量が最小限に抑えられる。

【００１３】また、図１２に示した燃料集合体１４１で
は、図１１に示した燃料集合体１３１と比較して、ウォ
ータロッド１４３を燃料集合体１４１の中央部に配置し
ているので、燃料集合体１４１の中央部で発生する中性
子の減速効果を高めることができる。このことは、燃料
集合体１４１の中央部での熱中性子束の増加につなが
り、燃料集合体１４１の横断面における熱中性子束の分
布の均一化すなわち出力分布の均一化をもたらす。

【００１４】一方、図１３に示す燃料集合体１５１は、
２本のウォータロッド１５３を、図１２に示した例と同
じ領域内で互いに離して配置したものであり、燃料棒１
５２の配置やその他の構成については図１２に示した例
と同様である。図１３に示す燃料集合体１５１は、２本
のウォータロッド１４３が互いに離れて配置されている
ので、ウォータロッド１４３同士によるフレッティング
腐食を防止することができる。また、２本のウォータロ
ッド１４３間に大きなクリアランスが形成されるので、
燃料集合体１５１の組み立てが容易になる。ただし、特
公平７−１３６６３号公報には、２本のウォータロッド
１５３間の間隔、およびウォータロッド１５３とそれに
隣接する燃料棒１５２との間隔は明らかではない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１２
に示した燃料集合体では、２本のウォータロッドが互い
に接して配置されているので、ウォータロッド同士によ
るフレッティング腐食の問題が発生してしまう。一方、
図１３に示した燃料集合体では、２本のウォータロッド
が互いに離れて配置されているので、フレッティング腐
食の問題は生じない。しかし、ウォータロッドは燃料集
合体の横断面における中央から離れることになり、しか
も、ウォータロッド同士の間隔およびウォータロッドと
それに隣接する燃料棒との間隔も明らかではないので、
単に２本のウォータロッドを離して配置しただけでは、
燃料集合体の横断面における熱中性子束の分布の均一化
は不十分である。

【００１６】ところで、米国特許第４９２６４５０号明
細書には、隣接するウォータロッド間の間隔を燃料棒の
外径よりも小さくすることが開示されている。しかし、
同明細書においても、ウォータロッド同士の間隔および
ウォータロッドとそれに隣接する燃料棒との間隔は明ら
かにされていない。

【００１７】本発明の目的は、ウォータロッド同士によ
るフレッティング腐食を防止し、かつ燃料集合体の横断
面における熱中性子束の分布をより均一化させる燃料集
合体を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の燃料集合体は、原子炉に用いられる燃料剛体で
あって、格子状に配列された複数の燃料棒と、前記格子
の中央領域に前記燃料棒のうちの一部と置き換えられて
互いに間隔をおいて配置された、外径が前記燃料棒の配
列ピッチよりも大きい２本の太径のウォータロッドとを
有し、前記２本のウォータロッド間の間隔が、前記ウォ
ータロッドとそれに隣接する前記燃料棒との間隔よりも
小さく構成されている。

【００１９】上記のとおり構成された本発明の燃料集合
体では、２本のウォータロッドが互いに間隔をおいて配
置されているので、ウォータロッド同士によるフレッテ
ィング腐食の問題が発生することはない。しかも、２本
のウォータロッドの間隔は、ウォータロッドとそれに隣
接する燃料棒との間隔よりも小さいので、燃料集合体の
中央部で発生する中性子の減速効果が向上し、結果的
に、燃料集合体の横断面での熱中性子束の分布、すなわ
ち出力分布の均一化が達成される。

【００２０】燃料棒が配列される格子は９行９列の正方
格子であり、上記の中央領域は、この正方格子の中央の
３行３列の領域であることが好ましい。この場合、燃料
棒を、中央領域の周囲の領域、および中央領域の１つの
対角線上に位置する２つのコーナ部に配置し、２本のウ
ォータロッドを、中央領域のもう一方の対角線上に配置
することで、燃料棒を９行９列の正方格子中に効率よく
配列することができ、ウォータロッドに置き換えられる
ことによる燃料物質の減少量が最小限に抑えられる。

【００２１】また、２本のウォータロッドの横断面積の
和を、燃料棒１本あたりの横断面積の７倍以上１６倍以
下とすることで、大きな省ウラン効果が得られる。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００２３】図１は、本発明の一実施形態による燃料集
合体の縦断面図であり、図２は、本発明の一実施形態に
よる燃料集合体の横断面図である。また、図３は、燃料
集合体に用いられる燃料棒の、一部を破断した側面図で
ある。

【００２４】図１に示すように、燃料集合体１は、複数
の燃料棒２と、周囲を燃料棒２に囲まれて配置された２
本のウォータロッド３と、各燃料棒２および各ウォータ
ロッド３の互いの間隔が所定の間隔となるように燃料棒
２およびウォータロッド３をその長手方向の適宜位置で
保持する複数のスペーサ５と、これら全体を収納するチ
ャンネルボックス４とを有する。燃料棒２およびウォー
タロッド３は、上端部が上部タイプレート６によって保
持されるとともに、下端部が下部タイプレート７によっ
て保持されている。チャンネルボックス４は、上部タイ
プレート６に取り付けられている。

【００２５】燃料棒２は、図３に示すように、上端部お
よび下端部がそれぞれ上部端栓１３および下部端栓１４
で封止された被覆管１１と、被覆管１１内に積み重ねら
れた状態で格納された複数の燃料ペレット１０とを有す
る。被覆管１１内において、上部端栓１３と最上位置の
燃料ペレット１０との間には、燃料ペレット１０を下向
きに付勢することによって燃料ペレット１０の変位を抑
制するプレナムスプリング１２が設けられている。ま
た、被覆管１１内には、ヘリウムガスが適当な圧力で封
入されている。

【００２６】燃料の濃縮度は、中性子漏洩、減速材の加
熱および沸騰、燃料温度上昇、キセノンおよびサマリウ
ムの中性子吸収作用、並びに燃料の燃焼による反応速度
減少を十分補えるように決定される。従って、燃料集合
体１では、燃料のピーキング係数を適切な値にするため
に、数種類の濃縮度の燃料棒２を使用するとともに、燃
料棒２の軸方向にも濃縮度分布をつけている。また、燃
料中の過剰反応度を適切に抑制するために、一部の燃料
にはガドリニア（Ｇｄ₂Ｏ₃）が混合されている。ガドリ
ニアの濃度は、個々のプラントの要求を満足するように
核設計により決定される。

【００２７】ウォータロッド３は、内部を冷却水が流れ
る、断面が円形の管状体であり、燃料棒２の外径よりも
大きな外径を有している。

【００２８】ここで、図２を参照して、燃料集合体１の
横断面における燃料棒２およびウォータロッド３の配置
について詳細に説明する。

【００２９】燃料棒２は、９行９列の正方格子状に配列
されている。２本のウォータロッド３は、燃料集合体１
の横断面の中央領域で、９行９列の正方格子に対して斜
めの方向、すなわち燃料集合体１の横断面における２つ
の対角線のうちの一方の対角線上に、互いに離れて配置
されている。ここで、燃料集合体１の横断面の中央領域
とは、燃料棒２が配置される９行９列の正方格子の、外
側の３層よりも内側の、燃料棒２が３行３列に配置可能
な領域である。ウォータロッド３は、この中央領域のう
ち、燃料集合体１の横断面における対角線上の３本の燃
料棒およびそれらに隣接する４本の燃料棒の、合計７本
の燃料棒が配置可能な領域に、これら７本の燃料棒と置
き換えられたかたちで配置される。また、この中央領域
のうち、ウォータロッド３が配置されていない２つのコ
ーナ部（中央領域の４つのコーナ部のうちウォータロッ
ド３が配置されている対角線と直交するもう一方の対角
線上に位置するコーナ部）にはそれぞれ燃料棒２が配置
されている。

【００３０】ウォータロッド３の外径は、燃料棒２の配
列ピッチよりも大きく、かつ中央領域のうち７本の燃料
棒が配置可能な領域内に２本配置できる大きさである。
チャンネルボックス４の対向する内面間の距離は１３．
２４〜１３．４１ｃｍの範囲にある。

【００３１】燃料集合体１に２本のウォータロッド３を
配置する場合、燃料集合体１の組み立て上の観点から
は、ウォータロッド３間の間隔Ｓ１と、ウォータロッド
３とそれに隣接する燃料棒２との間隔Ｓ２とを同じにす
るか、または２本のウォータロッド３を互いに接触させ
るのが好ましい。しかし、前述したように、ウォータロ
ッド３間の間隔Ｓ１が広すぎると、燃料集合体１の横断
面における熱中性子束の分布の均一化が不十分となり、
逆に、ウォータロッド３を互いに接触させるとフレッテ
ィング腐食の問題が生じる。

【００３２】そこで本実施形態では、ウォータロッド３
間の間隔Ｓ１が、ウォータロッド３とそれに隣接する燃
料棒２との間隔Ｓ２よりも小さくなるように、燃料棒２
およびウォータロッド３を配置している。このことによ
り、ウォータロッド３同士によるフレッティング腐食の
発生を防止しつつも、冷却水を燃料集合体１の中心によ
り近い位置で流通させ、燃焼度を増加させるために濃縮
度を増加させた場合でも、燃料集合体１の中央部で発生
する中性子の減速効果をより向上させることができる。
その結果、燃料集合体１の中央部での熱中性子束が増加
するので、燃料集合体１の外周部とウォータロッド３の
周囲とでの熱中性子束の分布、すなわち出力分布の均一
化が達成される。

【００３３】燃料集合体１の横断面における、２本のウ
ォータロッド３が位置する対角線に対して、燃料棒２お
よびウォータロッド３の配置は線対称である。また、燃
料集合体１内での燃料棒２およびウォータロッド３の配
置は、燃料集合体１の中心に対する回転対称配置から大
きく外れておらず、しかも、ウォータロッド３間の間隔
Ｓ１をウォータロッド３とそれに隣接する燃料棒２との
間隔Ｓ２よりも小さく配置しているので、濃縮度の等し
い燃料棒２をほぼ回転対称の位置に配置でき、燃料集合
体１の外周部とウォータロッド３の周囲とでの出力分布
をより均一にすることができる。

【００３４】本実施形態の燃料集合体１は、平均濃縮度
が、図８および図９に示す燃料集合体よりも高くなって
いる。しかし、上述したように２本の太径のウォータロ
ッドを備えていることにより減速材／燃料比を大きくす
ることができ、核分裂が効率よく行われるので、燃料集
合体１の燃焼度を大きくすることができる。濃縮度を高
くすると燃料集合体の線出力密度は増大するが、本実施
形態では燃料棒２の配列を９行９列としているので、図
８および図９に示す燃料集合体と同等の線出力密度は増
大しない。

【００３５】また、本実施形態の燃料集合体１は、上述
のように燃料棒２およびウォータロッド３を配置するこ
とによって、７４本の燃料棒２を備えることができる。
したがって、図１１に示す、同様に９行９列の配列を有
する燃料集合体と比べて燃料棒の数が１本多くなり、そ
の分だけ装荷できる燃料物質の量を多くすることができ
る。具体的には、本実施形態の燃料集合体１は、図１１
に示す燃料集合体と比べて、燃料物質の装荷量が１．４
％増加する。換言すれば、本実施形態によれば、ウォー
タロッド３の配置によって減少する燃料物質の減少が最
小限に抑えられる。燃料集合体に装荷される燃料物質の
量が多くなることによって、燃焼度をより増大させるこ
とができ、また、燃焼度を増大させる必要がない場合に
は、燃料集合体の平均濃縮度を低くすることができる。

【００３６】さらに、本実施形態の燃料集合体１におけ
る燃料棒２およびウォータロッド３の配置は、前述した
ように出力分布の均一化をもたらすものであるが、この
ような出力分布の均一化により、燃料集合体１の中央部
で燃え残る核分裂性物質（燃料物質中に含まれる）の量
が減少するので、燃料集合体１内に装荷した核分裂性物
質を有効に利用することができる。これによっても、燃
料集合体１から取り出されるエネルギーが増加し、燃焼
度がより増大する。

【００３７】以上説明したように、本実施形態の燃料集
合体１によれば、濃縮度を高めたことだけでなく、燃料
物質の減少量が少ないこと、および中央部での熱中性子
束の増加に伴う出力分布の均一化によって、燃焼度を著
しく増大させることができる。つまり、燃料集合体１は
寿命が延び、燃料経済性が向上する。

【００３８】図４は、図２に示したレイアウトを適用し
た場合における、燃料集合体内の燃料棒の濃縮度分布を
示す。前述したように、燃料集合体１では、燃料のピー
キング係数を適切な値にするために、濃縮度を変えた複
数種類の燃料棒２を使用している。図４において、燃料
棒２内に付した番号が同じ燃料棒２は、同じ濃縮度を有
する。

【００３９】図４に示す燃料棒２の配置では、燃料集合
体１の中央領域を除いて、燃料集合体１の中心に対して
濃縮度分布が回転対称となるように燃料棒２が配置され
ている。このような構成によって、ウォータロッド３間
の間隔Ｓ１をウォータロッド３とそれに隣接する燃料棒
２との間隔Ｓ２よりも小さく配置していることと相俟っ
て、燃料集合体１内の出力分布の均一化および対称性を
向上させることができる。

【００４０】図５に、特公平７−１３６６３号公報にも
示されているが、燃料集合体１の横断面におけるウォー
タロッド３の全横断面積と燃料集合体１の省ウラン効果
との関係を示す。図５において、横軸は、ウォータロッ
ド３の全横断面積（本実施形態の場合は２本のウォータ
ロッド３の横断面積の合計）Ａ１の、燃料棒１本あたり
の横断面積Ａ２に対する比Ａ１／Ａ２を表す。また、縦
軸は、燃料棒１本あたりの横断面積とウォータロッド１
本あたりの横断面積とが等しい場合を基準として、省ウ
ラン効果を％で表している。つまり、本実施形態では、
２本のウォータロッド３を有するので、Ａ１／Ａ２＝２
のときを省ウラン効果の比較の基準としている。

【００４１】図５から、Ａ１／Ａ２が７以上１６以下の
範囲において省ウラン効果が大きいことがわかる。本実
施形態および後述する実施形態では、ウォータロッドの
全横断面積はこの範囲に入るように設計されている。ま
た一般に、２本のウォータロッドの横断面積は互いに等
しいので、ウォータロッド１本あたりの横断面積は、燃
料棒２の横断面積の３．５倍以上８倍以下となる。

【００４２】図６に、本発明の他の実施形態による燃料
集合体の横断面図を示す。本実施形態の燃料集合体２１
は、標準燃料棒２２ａおよび部分長燃料棒２２ｂ（斜線
で示す）の２種類の燃料棒を有する。これら標準燃料棒
２２ａと部分長燃料棒２２ｂとを合わせた燃料棒の配
置、およびウォータロッド２３の配置は図２に示した配
置と同じであり、特に、ウォータロッド２３間の間隔
を、ウォータロッド２３とそれに隣接する燃料棒との間
隔よりも小さく配置している。

【００４３】標準燃料棒２２ａは、図３に示した構成を
有するものである。部分長燃料棒２２ｂは、標準燃料棒
２２ａの約２／３の長さを有し、燃料有効長さ（図３に
おける、燃料ペレット１０が装填された領域の軸方向長
さ）が短くなっている燃料棒であり、下部タイプレート
に固定されている。そのため、部分長燃料棒２２ｂは、
燃料集合体２１の上部では燃料有効部がなくなるので、
燃料集合体２１の横断面における燃料分布は燃料集合体
２１の下部と上部とで異なる。

【００４４】そこで、燃料集合体２１の上部でも燃料集
合体２１の横断面における燃料分布ができるだけ均一に
なるように、部分長燃料棒２２ｂは燃料集合体２１の横
断面において回転対称となる位置に配置される。図６に
示す例では、部分長燃料棒２２ｂは、燃料集合体２１の
外周から２層目の、４つのコーナ部およびそれらの中間
位置の合計８箇所に配置されている。

【００４５】このように、燃料棒の配置の一部を部分長
燃料棒２２ｂに置き換えた構成としても、ウォータロッ
ド２３間の間隔を、ウォータロッド２３とそれに隣接す
る燃料棒との間隔よりも小さく配置することで、前述し
た実施形態と同様に、燃料集合体２１の横断面における
出力分布をより均一化することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、２
本のウォータロッドを互いに間隔をおいて配置すること
によりフレッティング腐食を防止することができ、しか
も、２本のウォータロッドの間隔を、ウォータロッドと
それに隣接する燃料棒との間隔よりも小さくすること
で、燃焼度を増加させるために濃縮度を増加させた場合
でも、燃料集合体の横断面での出力分布を均一化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による燃料集合体の縦断面
図である。

【図２】本発明の一実施形態による燃料集合体の横断面
図である。

【図３】燃料集合体に用いられる燃料棒の、一部を破断
した側面図である。

【図４】図２に示したレイアウトを適用した場合におけ
る、燃料集合体内の燃料棒の濃縮度分布を示す横断面図
である。

【図５】燃料集合体の横断面におけるウォータロッドの
全横断面積と燃料集合体の省ウラン効果との関係を示す
図である。

【図６】本発明の他の実施形態による燃料集合体の横断
面図である。

【図７】燃料の濃縮度を変化させた場合の、減速材／燃
料比と無限倍増率との関係の変化を示す図である。

【図８】外径が燃料棒の外径と等しい２本のウォータロ
ッドを有する従来の燃料集合体の一例の横断面図であ
る。

【図９】外径が燃料棒の外径と等しい４本のウォータロ
ッドを有する従来の燃料集合体の一例の横断面図であ
る。

【図１０】１本の太径のウォータロッドを有する従来の
燃料集合体の一例の横断面図である。

【図１１】２本の太径のウォータロッドを有する従来の
燃料集合体の一例の横断面図である。

【図１２】２本の太径のウォータロッドを有する従来の
燃料集合体の他の例の横断面図である。

【図１３】２本の太径のウォータロッドを有する従来の
燃料集合体のさらに他の例の横断面図である。

【符号の説明】

１，２１燃料集合体２燃料棒３，２３ウォータロッド４チャンネルボックス５スペーサ６上部タイプレート７下部タイプレート１０燃料ペレット１１被覆管１２プレナムスプリング１３上部端栓１４下部端栓２２ａ標準燃料棒２２ｂ部分長燃料棒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉に用いられる燃料集合体であっ
て、格子状に配列された複数の燃料棒と、前記格子の中央領域に前記燃料棒のうちの一部と置き換
えられて互いに間隔をおいて配置された、外径が前記燃
料棒の配列ピッチよりも大きい２本の太径のウォータロ
ッドとを有し、前記２本のウォータロッド間の間隔が、前記ウォータロ
ッドとそれに隣接する前記燃料棒との間隔よりも小さい
燃料集合体。
【請求項２】前記格子は９行９列の正方格子であり、
前記中央領域は、前記正方格子の中央の３行３列の領域
である、請求項１に記載の燃料集合体。
【請求項３】前記燃料棒は、前記中央領域の周囲の領
域、および前記中央領域の１つの対角線上に位置する２
つのコーナ部に配置され、前記２本のウォータロッド
は、前記中央領域のもう一方の対角線上に配置されてい
る、請求項２に記載の燃料集合体。
【請求項４】前記２本のウォータロッドの横断面積の
和が、前記燃料棒１本あたりの横断面積の７倍以上１６
倍以下である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載
の燃料集合体。
【請求項５】前記２本のウォータロッドは横断面積が
等しい、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の燃料
集合体。