JP2006189434A - デブリフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】原子炉冷却材用の多段式フィルタを提供する。
【解決手段】本多段式フィルタ（２００）は、それらの間に複数の第１の通路（２１６）を形成する複数の隣接するプレート（２０３）を備えた第１のフィルタ（２０２）を含む。第１の通路（２０２）の各々は、第１のフィルタ（２０２）への冷却材の流れ進路（２１２）に対してある角度（２１８）をなしている。第２のフィルタ（２０４）は、それらの間に複数の第２の通路（２２０）を形成する複数の隣接する第２のプレート（２０５）を含む。第２の通路（２２０）の各々は、第１のフィルタ（２０２）からの冷却材の流れ（２１２）に対してある角度（２２２）をなしている。
【選択図】 図２Ｂ

Description

本発明は、原子炉炉心に関し、より具体的には、原子炉の炉心に流入する冷却材用のデブリフィルタに関する。

原子炉においては、液体冷却材又は減速材は、原子炉炉心内に底部から流入し、頂部から水／蒸気混合物として炉心を流出する。炉心は、垂直方向に並んだ関係で配置された複数の燃料バンドルを含み、各バンドルは複数の燃料ロッドを含む。燃料バンドルは各々、上部タイプレートと下部タイプレートとの間に支持される。下部タイプレートは一般的に、上部グリッドと、下部入口ノズルと、入口ノズル及びグリッド間の移行領域とを含み、それによって入口ノズルに流入した冷却材水は、移行領域及びグリッドを通ってほぼ上向きにかつ下部タイプレートによって支持された燃料バンドルの個々の燃料ロッドの周りを流れる。

時間の経過と共に、デブリは、原子炉内に蓄積し、デブリが燃料ロッド被覆中にフレッチングを生じることよって領域内で燃料バンドル破損を引き起こすおそれがある。このようなデブリとしては、例えば原子炉建造により放置された異質の材料並びに運転休止及び修理時に使用した様々な他の材料が含まれることになる。原子炉の年数及び使用が長くなるにつれて、原子炉における冷却減速材循環システムが閉塞し、また時間の経過と共にデブリが蓄積する。過去において、多くのかつ様々な形式のデブリフィルタ又はキャッチャが提案されかつ使用されてきた。１つのこのようなシステムは、下部タイプレートグリッドのウエブ及びボスを散在させた、冷却材流れの方向にほぼ平行に延びる一連の湾曲プレートを利用してデブリを濾過する。この形式のデブリキャッチャにはある程度の利点が生じるが、多様な部品は、製造するのが困難であり、また複雑な組立を必要とする。別の形式のデブリフィルタは、冷却材流れに対して直角になった積重ねワイヤの概念を利用する。これは、デブリを濾過するのには効果的であるが、デブリフィルタのワイヤ自体が、デブリを発生し、燃料バンドル損傷を引き起こすことが知られている。

他のケースでは、原子炉デブリフィルタは、下部タイプレートと一体形に鋳造される。しかしながら、孔寸法及び孔間の小さいリガメントウエブは、インベストメント鋳造による製造可能性限界に非常に近く、多くの場合フィルタを製造するために人手による再加工を必要とする。具体的には、デブリフィルタとして、燃料ロッドを支持する下部タイプレートグリッドのボス／ウエブ構造の底部に冷却材流れの方向と平行に延びる複数の孔を含む一体形鋳造プレートが用いられてきた。この設計は簡単かつ堅牢でありまた下部タイプレートに付加的な小物部品を加えることはないが、デブリ濾過孔の寸法が全て小さいことにより、下部タイプレートを鋳造するのが極めて困難になる。

本発明の様々な実施形態は、原子炉の炉心に流入する冷却材を濾過するためのデブリフィルタを提供する。本発明の発明者は、様々な実施形態で、その生産性及び組立作業を同時に向上させながら、デブリを濾過する際の効率を向上させることができるデブリフィルタを設計してきた。さらに、本発明の幾つかの実施形態では、本デブリフィルタは、下部タイプレート組立体内の流体流れの圧力損失を実質的に増大させないで及び／又はその圧力損失を減少させないで濾過効率を向上させて、バンドルの熱的水圧的設計の全体微調整における自由度を可能にする。

本発明の１つの態様によると、原子炉冷却材用のデブリフィルタは、それらの間に複数の通路を形成する複数の隣接するプレートを含み、通路の各々は、フィルタへの冷却材の流れ進路に対してある角度をなしている。

本発明の別の態様によると、原子炉冷却材用の多段式フィルタは、それらの間に複数の第１の通路を形成する複数の隣接するプレートを備えた第１のフィルタを含む。第１の通路の各々は、第１のフィルタへの冷却材の流れ進路に対してある角度をなしている。第２のフィルタは、それらの間に複数の第２の通路を形成する複数の隣接する第２のプレートを含む。第２の通路の各々は、第１のフィルタからの冷却材の流れに対してある角度をなしている。

本発明のさらに別の態様によると、原子炉冷却材用の多段式フィルタは、それらの間に複数の第１の通路を形成する複数の隣接するプレートを備えた第１のフィルタを含む。第２のフィルタは、それらの間に複数の第２の通路を形成する複数の隣接する第２のプレートを含む。第２のフィルタの各第２の通路は、第１のフィルタの複数の第１の通路に整列している。

本発明のさらに別の態様は、下記に示す詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の実施例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、説明の目的のためだけのものであり、本発明の技術的範囲を限定することを意図したものではないことを理解されたい。

本発明の例示的な実施形態は、本明細書で下記に示す詳細な説明と、その幾つかの図を通して同様の対応する部品を同じ参照符号で表しておりかつ例示としてのみ示し、従って本発明の例示的な実施形態を限定するものではない図面とから一層完全に理解されるようになるであろう。

下記の記載は、単なる例示的な性質のもので、本発明、その用途又は使用法を限定することを意図するものではない。

本発明の幾つかの実施形態では、原子炉冷却材用のデブリフィルタは、それらの間に複数の通路を形成する複数の隣接するプレートを含み、通路の各々は、フィルタへの冷却材の流れ進路に対してある角度をなしている。１つのこのような例示的な実施形態を、図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃに示す。

図１Ａを参照すると、フィルタ１００は、それらの間に複数の流路１０４を形成する複数のプレート１０２を含む。この図示した実施形態では、フィルタ１００は、その形状が矩形であるが、フィルタ１００は、原子炉の内部で使用することができるようになったあらゆる形状又は寸法に形成することができる。フィルタ１００の単一プレート１０２を図１Ｂに示す。各プレート１０２は、互いに所定の間隔をおいて配置された複数の交互する峰１０６及び谷１０８を有する。峰１０６及び谷１０８は、峰と谷を合わせた（ｏｎ ｐｅａｋ ｔｏ ｖａｌｌｅｙ）配列で並べて間隔を置いて配置された時に、それらの間に流路１０４を形成するように構成される。峰１０６及び谷１０８は、三角形又は波形パターンを含む何らかの設計のものとすることができ、幾つかの実施形態では、プレート１０２は波形プレートである。幾つかの実施形態では、峰１０６及び谷１０８は、ほぼ方形断面積を有する通路１０４を形成する。幾つかの実施形態では、断面積は、約０．０４平方インチ以下であり、また別の実施形態では、断面積は、約０．０２５平方インチ以上である。

峰１０６及び谷１０８は、波形プレート１０２の外側面１１４に対する垂直進路からある角度１１２で形成される。角度１１２はあらゆる角度とすることができ、１つの好ましい実施形態では、角度１１２は、約１５度以上である。別の好ましい実施形態では、角度１１２は、約６０度以下である。一般的な作動において、原子炉冷却材（図示せず）は、プレート１０２の外側面に向かってかつ垂直進路１１０にほぼ平行に流れる。峰１０６及び谷１０８は垂直進路１１０に対して角度１１２をなしているので、峰１０６及び谷１０８によって形成された通路１０４内を流れる冷却材は、角度１１２に合わせて流れ方向を強制的に変えるようになる。

このことはさらに図１Ｃに示し、図１Ｃは、並んで配列した複数の波形プレート１０２（実施例として１０２Ａ〜１０２Ｄを参照）を示すフィルタプレート１００の拡大斜視図を示す。各プレート１０２は、その峰１０６が隣接するプレート１０２（例えば、プレート１０２Ａ及びプレート１０２Ｂ）の谷１０８に位置合わせされて、それらの間に通路１０４を形成する。図示するように、プレート１０２Ａの峰１０６Ａ及び１０6Ｂは、それぞれプレート１０２Ｂの谷１０８Ａ及び１０８Ｂに位置合わせされて通路１０４Ｎを形成する。幾つかの実施形態では、各プレート１０２は、これら峰１０６及び谷１０８の幾つかにおいて１つ又はそれ以上の結合ポイント１１６で取付けることができる。これら結合ポイントの取付けは、溶接、ろう付け、或は噴霧又は浸漬によって付加した取付け充填剤又は接着剤を含む何らかの適切な取付け手段とすることができる。図１Ｃから理解できるように、複数のほぼ矩形又は方形流路１０４が、隣接しかつ結合した波形プレート１０２の峰１０６及び谷１０８によって形成される。さらに、各プレート１０２は角度１１２をなして形成した峰１０６及び谷１０８を有するので、通路１０４は、フィルタ１００の外側面１１４に対する垂直進路１１０に対して角度１１２で配置される。上述のように、垂直進路１１０は、外側面１１４でのフィルタへの冷却材又は流体流れの全体的な方向である。従って、フィルタ面１１４において通路１０４に流入する全ての冷却材は、フィルタ１００への冷却材流れ１１０の流れに対する角度１１２の傾斜流れとして通路１０４内に流れることになる。

本発明の他の実施形態では、原子炉冷却材用の多段式フィルタは、それらの間に複数の第１の通路を形成する複数の隣接するプレートを備えた第１のフィルタを含む。第１の通路の各々は、第１のフィルタへの冷却材の流れ進路に対してある角度をなしている。第２のフィルタは、それらの間に複数の第２の通路を形成する複数の隣接する第２のプレートを含む。第２の通路の各々は、第１のフィルタからの冷却材の流れに対してある角度をなしている。

少なくとも第１フィルタ２０２及び第２のフィルタ２０４を備えた多段式フィルタ構成を有する原子炉冷却材用のフィルタ２００の幾つかの例示的な実施形態を図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃに示す。図２Ａでは、第２のフィルタ２０４は、第１のフィルタ２０２に隣接して配置される。他の実施形態では、このような多段式フィルタ内にさらに付加的フィルタを含むことができる。第１のフィルタ２０２及び第２のフィルタ２０４の両方が、それぞれ複数のプレート２０３及び２０５間に形成された複数の流路２１６及び２２０を有することができる。図示するように、第１のフィルタ２０２は、複数の第１の通路２１６を形成する複数の第１のプレート２０３を含む。第２のフィルタ２０４は、複数の第２の通路２２０を形成する複数の第２のプレート２０５を有する。フィルタ２０２及び２０４の各々についての１つのこのような実施形態を、図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃを参照して上に説明している。しかしながら、他の実施形態もまた、本発明の技術的範囲内に含まれる。

幾つかの実施形態では、第２のフィルタ２０４は、第１のフィルタ２０２に直接隣接して配置される。他の実施形態では、第２のフィルタ２０４は、第１のフィルタ２０２からある距離だけ間隔を置いて配置され、それによってそれらの間に中間ゾーン２０６又はギャップが形成される。図２Ｂは、２つの並んだフィルタの例示的な側面図を示す。図示するように、第１のフィルタ２０２は、冷却材（図示せず）の流れを受けるための面２１１を含む。第１のフィルタ２０２は、面２１１に対する垂直進路２１２に対してある角度２１８をなして形成された複数の交互する峰１０６及び谷１０８を含む。

多段式フィルタ２００の第２のフィルタ２０４もまた、複数の交互する峰１０６及び谷１０８を含む。第２のフィルタ２０４は、第１のフィルタ２０２に隣接するか又はそれと並行して配置されかつ中間ゾーン２０６によって分離された状態にすることができる。このような実施形態では、複数の結合部材２０８は、第１のフィルタ２０２及び第２のフィルタ２０４に結合することができかつ２つのフィルタ２０２及び２０４を互いに固定結合することができ、それによって、ギャップ又は間隔２１０を有する中間ゾーンが形成される。第２のフィルタ２０４の峰１０６及び谷１０８は、第１の角度２１８から第２の角度２２４をなして配置される。幾つかの実施形態では、第２の角度２２４は、１５０度以下にするすることができる。別の実施形態では、第２のフィルタ２０４の峰１０６及び谷１０８は、垂直進路２１２から同様に形成された第３の角度２２２とすることができる。このような実施形態では、第３の角度２２２は、第１のフィルタの峰１０６及び谷１０８の第１の角度２１８とは垂直進路２１２の逆方向になる角度とすることができる。１つの実施形態では、第３の角度２２２はその大きさが等しいが、第１のフィルタ２０２の第１の角度２１８の場合と同様に垂直進路２１２に対してその符号が逆である。

図２Ｃの拡大斜視図に示すように、第１のフィルタ２０２及び第２のフィルタ２０４は、第１のフィルタ２０２の第１の通路２１６を通る流れが第２のフィルタ２０４の第２の通路２２０内に流れるように並行して配置される。上で説明したように、第２の角度２２４が第１の角度２１８から１５０度以下の場合には、第１のフィルタ２０２内を流れる冷却材は、第１のフィルタ２０２への冷却材の垂直流れ２１２から第１の角度２１８をなして流れる。次に冷却材は、該冷却材が第１の流路２１６から第２の流路２２０内に流れると方向を変える、言い換えれば例えば第２の角度２２４に等しい方向に変わる。

図２Ｃでは、幾つかの実施形態において、第１のフィルタ２０２の第１の流路２１６は、一対一方式で第２のフィルタ２０４の第２の流路２２０と相互接続することができる。他の実施形態では、第１のフィルタ２０２の峰１０６は、第２のフィルタ２０４の谷１０８に位置合わせすることができる。幾つかのこのような実施形態では、第１の通路２１６は、複数の第２の通路２２０に冷却材流れを供給する。他の実施形態では、第２の流路２２０は、各第２の通路２２０が４つ又はそれ以上の第１の通路２１６に整列するように第１の流路２１６に位置合わせされる。このような実施形態では、第２の通路２２０内の冷却材流れは、４つ又はそれ以上の第１の通路２１６から受けた冷却材を含む。幾つかの実施形態では、各第２の通路２２０のおよそ各１／４が、異なる第１の通路２１６に整列する。

説明したように、結合部材２０８は、第１のフィルタ２０２及び第２のフィルタ２０４を互いに結合することができかつ２つのフィルタ２０２及び２０４間に中間ゾーン２０６を形成することができる。中間ゾーン２０６は、２つのフィルタ２０２及び２０４間に間隔２１０を形成することができ、幾つかの実施形態ではその間隔は、約０．０４インチである。他の実施形態では、間隔２１０は、０．０５インチ以下である。中間ゾーン２０６を備えた実施形態では、中間ゾーン２０６は、各第２の流路２２０に供給される複数の第１の通路２１６からの流れの混合を行う。このことはさらに、濾過特性を高めた多段式フィルタ２００を提供する。様々な実施形態は、ａ）多段式フィルタ２００によってデブリを捕捉すること、ｂ）中間ゾーン２０６内でデブリを捕捉すること及びｃ）捕捉した全てのデブリの周りに流体流れを供給することの１つ又はそれ以上を含むことができる。勿論、フィルタの他の特徴又は特性もまた存在するが、本明細書では説明しないか又は具体的に指摘しない。

上で説明したように、第２のフィルタ２０４の第１のフィルタ２０２との位置合わせにより、第１の通路２１６を１つ又はそれ以上の第２の通路２２０と整列させる。実施例によると、原子炉冷却材用の多段式フィルタの幾つかの実施形態は、それらの間に複数の第１の通路２１６を形成する複数の隣接するプレート２０３を備えた第１のフィルタ２０２を含む。第２のフィルタ２０４は、それらの間に複数の第２の通路２２０を形成する複数の隣接する第２のプレート２０５を含む。第２のフィルタ２０４の各第２の通路２２０は、第１のフィルタ２０２の複数の第１の通路２１６に整列する。１つのこのような実施形態を図３の拡大斜視に示す。

図３の実施例には、第１のプレート２０３を備えた第１のフィルタ２０２と第２のプレート２０５を備えた第２のフィルタ２０４とを示す。図から理解できるように、第１のプレート２０３の各峰は、隣接するプレートの谷と位置合わせされ、それによってそれらの間に第１の通路２１６を形成する。例えば、プレート２０３Ａは、プレート２０３Ｂと位置合わせされ、それらの間に第１の通路２１６Ａが形成される。同様に、第２のフィルタ２０４のプレート２０５Ａは、隣接する第２のプレート２０５Ｂと共に複数の第２の通路２２０を形成する。例えば、図３では、第２のプレート２０５Ａ及び第２のプレート２０５Ｂは、第２の通路２２０Ａ及び２２０Ｂを形成し、第２のプレート２０５Ａ及び第２のプレート２０５Ｃは、別の第２の通路２２０Ｄを形成し、また第２のプレート２０５Ｂ及び第２のプレート２０５Ｄは、別の第２の通路２２０Ｃを形成する。

この例示的な実施形態では、第１の通路２１６を形成する第１のプレート２０３で構成された第１のフィルタ２０２は、第２の通路２２０を形成する第２のプレート２０５で構成された第２のフィルタ２０４に位置合わせされて、複数の第２の通路２２０が各第１の通路２１６と整列するようになる。図示するように、第１の通路２１６Ａは、第２の通路２２０Ａ、２２０Ｂ，２２０Ｃ及び２２０Ｄの各々に整列する。このような構成では、冷却材は、第１の通路２１６の各々を通って流れ、複数の第２の通路２２０、この実施例では４つの第２の通路２２０に分配されかつ供給される。他の実施形態では、各第１の通路２１６は、２つ又はそれ以上の第２の通路２２０に整列させることができる。さらに、他の実施形態ではまた上述したように、中間ゾーン２０６は、第１の通路２１６から第２の通路２２０への冷却材流れの付加的混合を行うことができる。

作動中、本明細書に記載した本発明の様々な実施形態によるデブリフィルタは、原子炉内部で循環する冷却材内のデブリを濾過するようになっている。従って、本発明の他の実施形態は、原子炉用の下部タイプレート組立体を含み、下部タイプレート組立体は、その内部に冷却材を導入するための入口開口部を有するケーシングを含む。ロッド支持部材は、複数の燃料ロッドを受けるように構成される。デブリフィルタは、ロッド支持部材に隣接して配置される。上述のようなかつ上記実施例によるデブリフィルタの様々な実施形態は、このような下部タイプレート組立体において利用することができる。例えば、幾つかの実施形態では、デブリフィルタは、少なくとも第１のフィルタと第２のフィルタとを含むことができる。第１のフィルタは、それらの間に複数の第１の通路を形成する複数の隣接するプレートを有することができる。第１の通路の各々は、第１フィルタへの冷却材の流れ進路に対してある角度をなしている。第２のフィルタは、それらの間に複数の第２の通路を形成する複数の隣接するプレートを有することができる。第２の通路の各々は、第１のフィルタからの冷却材の流れに対してある角度をなしている。第２のフィルタの第２の通路は、各第２の通路における冷却材流れが、複数の第１の通路からの冷却材流れを含むように第１のフィルタの第１の通路からオフセットさせることができる。幾つかの好ましい実施形態では、第１の通路及び第２の通路の各々は、約０．０４平方インチ以下の断面積を有することができる。このような流路断面は、あらゆる形状のものとすることができ、１つの実施形態では、その形状はほぼ方形である。

幾つかの実施形態では、複数の結合部材が、第２のフィルタを第１のフィルタに結合して該第１のフィルタと第２のフィルタとの間に実質的に遮るもののない中間ゾーンを形成する。他の実施形態では、第１通路の角度は、第１のフィルタに流入する冷却材流れから約１５度以上である。さらに、第２の通路の角度は、第１のフィルタからの冷却材流れから約１５０度以下である。

ケーシングは、フィルタの周辺部分に沿った流量よりもフィルタの中心部分においてより多くの流量を供給するような寸法にすることができる。このようなケースでは、流量構成により、濾過したデブリを多段式フィルタの中心部からケーシングと多段式フィルタとの間のケーシングの隅部内に洗い流すことができる。ケーシングはさらに、ロッド支持部材に隣接してケーシング内に多段式フィルタを挿入するようになったフィルタ配置用開口部と閉鎖プレートとを含むように構成することができる。多段式フィルタは一般的に、冷却材のほぼ全部が第１のフィルタ及び第２のフィルタの両方を通って流れるようにケーシングを実質的に満たすような寸法にすることができる。

２つのこのような例示的な実施形態を図４及び図５に示す。先ず図４を参照すると、原子炉用の下部タイプレート組立体４００は、それに対して結合された複数の燃料ロッド４０８を備えた状態で示している。下部タイプレート組立体４００は、入口開口部４０４と流れチャンバ４２０とを形成する下部タイプレートケーシング４０２を含む。冷却材は、符号４１４で示すようにこの入口４０４及びチャンバ４２０を通って原子炉炉心内に流入する。ロッド支持部材４０６は、複数の燃料ロッド４０８を受けかつ支持するためのロッド孔４１２を含み、該燃料ロッドはウォータロッドのような非燃料ロッドを含むことができる。燃料ロッド４０８の一部は、燃料ロッドをロッド支持部材４０６に取付けるためのエンドキャップ４１０を有することができる。燃料支持部材４０６はさらに、ロッド支持部材４０６の下方から燃料ロッド４０８まで及び該燃料ロッド４０８の周りに冷却材を流すのを可能にする複数の開口部４０７を含むことができる。フィルタカバープレート４１８は、フィルタ２００へのアクセスを提供しかつロッド支持部材４０６に隣接して配置することができる。幾つかの実施形態では、フィルタカバープレート４１８及び／又は下部エンドプレートケーシング４０２は、フィルタ２００をロッド支持部材４０６に隣接した位置に支持又は固定結合するようにすることができる。

図示したように、フィルタ２００は、冷却材流れ４１４を入口４０４からチャンバ４２０を介して受ける。フィルタ２００に流入する冷却材は、垂直進路２１２にほぼ平行にすることができる。冷却材は、フィルタ２００を通ってロッド支持部材４０６の下方部分に直接入り、上方にかつロッド支持部材４０６を通って燃料ロッド４０８まで流れる。

下部タイプレートケーシング４０２は、フィルタ２００の中心部分近傍でより多くの流量の冷却材を供給しかつフィルタ２００の周辺部又はその近傍でより少ない流量を供給するように構成することができる。従って、フィルタ２００によって濾過された冷却材内のデブリの少なくとも一部分は、流量及びそれに関連した圧力の差によってチャンバ４２０の１つ又はそれ以上の隅部４１６に向かって押しやられることになる。

次に図５を参照すると、下部タイプレート組立体５００は、本発明の１つの実施形態による個別の部品を示すために分解されている。この例示的な実施形態では、ケーシング４０２には、ケーシング４０２内にフィルタ２００を受けるためのフィルタクセス開口部５０２が形成される。ケーシング４０２のフィルタクセス開口部５０２内にフィルタ２００を挿入した後に、フィルタカバープレート４１８により開口部５０２を閉鎖する。一般的に、フィルタカバープレート４１８は、下部タイプレートケーシング４０２をシールするために溶接されるか又は他の方法で固定取付けされる。

別の実施形態では、沸騰冷却材型原子炉用の燃料組立体は、ロッド支持部材を備えた下部タイプレートと上部タイプレートとを含む。複数の燃料ロッドは、上部タイプレートと下部タイプレートとの間で延びる。ケーシングは、下部タイプレート、上部タイプレート及び燃料ロッドを囲みかつ下部タイプレート組立体を貫通して入口開口部を形成して冷却材を原子炉炉心内に導入するようになっている。デブリフィルタは、ロッド支持部材に隣接して位置する状態で配置される。

幾つかの実施形態では、デブリフィルタは、実施例によって上に説明したデブリフィルタの１つである。１つの実施形態では、フィルタは、第１のフィルタ、第２のフィルタ及び複数の結合部材を含む。第１のフィルタは、複数の第１の流路を形成する複数の第１のプレートを有する。第１の流路の各々は、第１のフィルタへの冷却材の流れ進路に対して第１の角度をなしている。第２のフィルタは、複数の第２の流路を形成する複数の第２のプレートを有する。第２の流路の各々は、第１のフィルタへの冷却材の流れに対して第２の角度をなしている。第２の角度は、第１の角度と逆方向である。第２の流路の各々は、第１の流路の各々からオフセットさせることができる。結合部材は、第２のフィルタを第１のフィルタに固定結合することができかつそれらの間に中間ゾーンを形成することができる。１つの実施形態では、中間ゾーンは、実質的に遮るもののない状態になっている。

原子炉燃料組立体のこのような一部分の１つの実施例を図６に示す。この実施例では、燃料組立体６００の一部分は、冷却材入口４０４とロッド支持部材４０６とを備えた下部タイプレートケーシング４０２を含む。ロッド支持部材４０６は、複数の燃料ロッド４０８を受けるためのロッド孔４１２を含む。フィルタ２００は、ロッド支持部材４０６及びフィルタカバープレート４１８に隣接して配置される。フィルタ２００は、上記にまた本明細書で説明したフィルタの何れかの実施形態とすることができる。

１つ又はそれ以上のスペーサ６０４は、燃料ロッド４０８の上部を支持しかつ間隔を置くようにする。燃料組立体ケーシング６０２は、燃料ロッド４０８、スペーサ６０４、ロッド支持部材４０６、下部タイプレートケーシング４０２及び上部タイプレート（図示せず）を囲むことができる。

本発明の態様又は本発明の実施形態を紹介する場合、「数詞のない」及び「前記」という表現は、構成要素の１つ又はそれ以上が存在することを意味することを意図している。「含む」、「備える」及び「有する」という用語は、列記した構成要素以外の付加的構成要素が存在する場合があることを包含しかつ意味することを意図している。

上記の点から、本発明の幾つかの態様が達成されかつ他の有利な結果が得られることが分かるであろう。本発明の技術的範囲内から逸脱することなく上記の例示的な構成及び方法において様々な変更を加えることができるので、上記の説明に含まれた又は添付図面に示した全ての事項は、限定的な意味ではなく例示として解釈すべきであることを意図している。

さらに、本明細書に記載した手段は、説明し又は図示した特定の順序がそれらの性能に必ず必要であるとして解釈すべきではないことを理解されたい。また、付加的又は代替的手段を利用することができることも理解されたい。

本発明の１つの例示的な実施形態によるデブリフィルタの斜視図。 本発明の別の例示的な実施形態によるデブリフィルタ用のプレートの側面図。 本発明の別の例示的な実施形態による、複数の流路を形成するプレートを示すデブリフィルタの拡大斜視図。 本発明の別の例示的な実施形態による、多段式フィルタを有するデブリフィルタの側面斜視図。 本発明の別の例示的な実施形態による、第１及び第２のフィルタを有する多段式デブリフィルタの斜視図。 本発明の別の例示的な実施形態による、第１及び第２のフィルタを有する多段式デブリフィルタの拡大斜視図。 本発明の別の例示的な実施形態によるデブリフィルタにおける第１及び第２の流路の断面図。 本発明の別の例示的な実施形態による、下部タイプレートを別個のデブリフィルタ及びカバープレートと組立てる方法の断面図。 本発明の別の例示的な実施形態による下部タイプレート組立体の斜視図。 本発明の別の例示的な実施形態による、原子炉用の燃料組立体の断面図。

符号の説明

１０６ 峰
１０８ 谷
２０２ 第１のフィルタ
２０３ 第１のプレート
２０４ 第２のフィルタ
２０５ 第２のプレート
２０６ 中間ゾーン
２０８ 結合部材
２１０ ギャップ
２１２ 垂直進路
２１６ 第１の通路
２１８ 第１の角度
２２０ 第２の通路
２２２ 第３の角度
２２４ 第２の角度

Claims (10)

1. それらの間に複数の第１の通路（２１６）を形成する複数の隣接するプレート（２０３）を有し、前記第１の通路（２１６）の各々がそれへの冷却材の流れ進路（２１２）に対してある角度（２１８）をなしている第１のフィルタ（２０２）と、
   それらの間に複数の第２の通路（２２０）を形成する複数の隣接する第２のプレート（２０５）を有し、前記第２の通路（２２０）の各々が前記第１のフィルタ（２０２）からの冷却材の流れ（２１２）に対してある角度（２２２）をなしている第２のフィルタ（２０４）とを有する原子炉冷却材用の多段式フィルタ（２００）。
2. 前記第２のフィルタ（２０４）の第２の通路（２２０）が、各第２の通路（２２０）における冷却材流れが複数の第１の通路（２０２）からの冷却材を含むように前記第１のフィルタ（２０２）の第１の通路（２１６）からオフセットしていることを特徴とする請求項１記載の多段式フィルタ。
3. 各第１の通路（２０２）が、各第２の通路（２２０）の断面積のおよそ各１／４が４つの異なる第１の通路（２０２）に整列するように４つ又はそれ以上の第２の通路（２２０）に位置合わせされていることを特徴とする請求項２記載の多段式フィルタ。
4. 前記第２のフィルタ（２０４）を前記第１のフィルタ（２０２）に固定結合しかつそれらの間に実質的に遮るもののない中間ゾーン（２１０）を形成するようになった複数の結合部材（２０８）をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の多段式フィルタ（２００）。
5. 前記第２のフィルタ（２０４）が、前記第１のフィルタ（２０２）から約０．０４インチほど間隔を置いて配置されていることを特徴とする請求項４記載の多段式フィルタ（２００）。
6. 前記第１のフィルタ（２０２）の第１のプレート（２０３）の各々及び前記第２のフィルタ（２０４）の第２のプレート（２０５）の各々が、複数の峰（１０６）及び谷（１０８）を含み、隣接するプレート（１０２）の前記峰（１０６）及び谷（１０８）が共に通路（１０４）を形成していることを特徴とする請求項１記載の多段式フィルタ（２００）。
7. 前記第１のフィルタ（２０２）の第１のプレート（２０３）の峰（１０６）が、前記第２のフィルタ（２０４）の第２のプレート（２０５）の谷（１０８）に位置合わせされていることを特徴とする請求項６記載の多段式フィルタ（２００）。
8. 前記第１の通路（２１６）の第１の角度（２１８）は、前記第１のフィルタ（２０２）に流入する冷却材流れ（２１２）から約１５度以上の角度を有し、また前記第２の通路（２２０）の第２の角度（２２２）は、前記第１のフィルタ（２０２）から流入する冷却材流れ（２１２）から約１５０度以上の角度を有し、前記第１の角度（２１８）及び第２の角度（２２２）が逆符号のものとなっていることを特徴とする請求項１記載の多段式フィルタ（２００）。
9. 前記第１の通路（２１６）の角度（２１８）及び前記第２の通路（２２４）の角度（２２２）が、約１５０度以下の相互接続角度を形成していることを特徴とする請求項１記載の多段式フィルタ（２００）。
10. 各第１の通路（２１６）及び各第２の通路（２２０）が、約０．０４平方インチ以下の断面積を有することを特徴とする請求項１記載の多段式フィルタ（２００）。

Images