JP2009282048A - 燃料集合体の下部タイプレート及び燃料集合体 - Google Patents

Abstract

【課題】異物フィルタの設置が可能となる低圧損構造の下部タイプレート、並びに該下
部タイプレートを具備した燃料集合体を提供する。
【解決手段】冷却材入口開口より下方の下端部が燃料支持金具の上面開口部に挿入嵌合される円筒構造を有し、前記冷却材入口開口の上部の外周面は冷却材下流側に向かって次第に拡大する形状を有するノズル部２１と、燃料棒と水ロッドの下端を支持し、複数の冷却材出口開口を有するウェブ部２３と、ノズル部２１とウェブ部２３とを連結する周囲側壁２４とを有し、周囲側壁２４により取り囲まれた冷却材受入れ室２５が形成された原子炉用燃料集合体の下部タイプレートにおいて、
前記ノズル部２１の前記外周面が冷却材下流側に向かって次第に拡大する部分と、前記周囲側壁２４の少なくとも一部の内面が内側に膨出し、冷却材の２次流れを防止するように流路面積が次第に大きくなる凸曲面３９に形成されている
【選択図】図１

Description

本発明は、原子炉用燃料集合体の下部タイプレートに係り、特に下部領域での低圧損化を図った下部タイプレート、及びその下部タイプレートを具備した燃料集合体に関する。

一般に、沸騰水型原子炉の炉心内には、多数の燃料集合体を装荷されている。図１３は、沸騰水型原子炉に採用されている燃料集合体１０の一例を示す図であって、燃料集合体１０は、上部タイプレート１１及び下部タイプレート１２、これらのタイプレートに両端が保持されている複数の燃料棒１３、及びウォータロッド１４、これらの燃料棒を束ねる燃料スペーサ１５、及び燃料スペーサ１５により束ねられた燃料棒束を取り囲み上部タイプレート１１に取り付けられたチャンネルボックス１６を備えている。燃料棒としてはその一部に高さが上部タイプレート１１まで達しない部分長の燃料棒１７が採用される場合がある。原子炉の炉心には上記構成の燃料集合体が格子状に装荷され、４本の燃料集合体１０の中央部に制御棒が配設されるとともに、中性子束を検出するために複数個の局部出力領域モニタが配置されている。

上記燃料集合体１０は、図示しない炉心支持板及び上部格子板で支持され、円筒形のシュラウドに囲まれている。しかして、冷却材は、下方より、燃料支持金具のオリフィス及び各燃料集合体１０の下部タイプレート１２を経由してチャンネルボックス１６内に流入し、燃料集合体により熱せられ、沸騰により蒸気（ボイド）を発生し、気液二相流となる。現在運転されている商用ＢＷＲでの燃料集合体有効長さは、約３．７ｍである。

以上のような沸騰水型原子炉における燃料集合体としては、国内で商用の発電が行われて以来、７×７型、８×８型、改良８×８型、高燃焼度化８×８型、そして、高燃焼度化９×９型が採用されるに至っている。これらの改良により燃料集合体当たりの核分裂性物質の収容量が増加し、燃料集合体内の濃縮度分布の最適化と可燃性毒物の最適配置により、高燃焼度化と長期運転サイクル化が実現され、炉心の経済性が向上されている。高燃焼度化８×８燃料から９×９燃料では、高燃焼度化／長期運転サイクル化に伴うボイド反応度係数絶対値増加による過渡特性と核的要因に基づく安定性の悪化は、２本の太径ウォータロッド１４の採用等により防止されている。また、燃料集合体格子の増加に伴う二相流圧損増加による熱水力的要因に基づく安定性の悪化は、スペーサ圧損係数の低減と８本の部分長燃料棒、および、高圧損型下部タイプレートにより防止されている。

また、近年の高性能化された燃料集合体では、燃料集合体内部に異物が侵入することを防ぐことを目的として、燃料棒及び水ロッドの下端を支持する下部タイプレートのウェブ部にフィルタ機能を付加することにより、燃料の健全性の向上が図られている。先述の９×９燃料の下部タイプレートでは、約５ｍｍの小口径の孔を多数開けることにより、流れに対する抵抗を増加（即ち、高圧損化）する設計が採用されており、炉心の安定性の改善が図られているが、これは異物フィルタの役目も果たしている。

燃料集合体に侵入することが予想される異物としては、プラント建設時に原子炉一次系内に僅かに残された金屑、機器洗浄時の金属性ブラシの折れ片、機器損傷時の破片等が想定されている。その形状も、板状、つるまきバネ状（らせん状）、針金状（直線状）、等、多岐にわたることが予想されている。

最近では、異物フィルタ機能をさらに発展させた下部タイプレートも提案され、ＢＷＲ運転プラントに適用されつつある。図１４は、上記９×９燃料用の異物フィルタ付き下部タイプレートの概略構成を示す断面図であり、上記下部タイプレート１２は、冷却材入口開口２０から下流側に向かって次第に流路が拡大するノズル部２１と、燃料棒１３と水ロッド１４の下端を支持し、冷却材を所定の流れ方向に通すことが可能な複数の出口開口２２を有するウェブ部２３と、前記ノズル部２１とウェブ部２３とを連結する周囲側壁２４とを有し、前記ノズル部２１とウェブ部２３との間に周囲側壁２４により取り囲まれた冷却材受入れ室２５が形成されている。そして、上記ウェブ部２３の下面に、数ｍｍの小口径の孔２６が数百個設けられた異物フィルタ２７が取付けられている。ここで、燃料棒被覆管の下部端栓とウォータロッドの下部端栓は、異物フィルタ２７を貫通している。

すなわち、燃料集合体の下部タイプレート１２は、図１５に示す燃料支持金具３０の開口部３１に嵌合するように構成されており、その嵌合部から冷却材が漏れないように、下部タイプレート１２との接合面を形成する燃料支持金具３０の開口部３１の内面は、逆載頭円錐状に加工され、一方、下部タイプレート１２の下端部は、上記逆載頭円錐状の開口部３１に対応するようにその外面が逆載頭円錐状に形成されている。そのため、下部タイプレート１２の下端部には冷却材入口開口２０から上方に向かって次第に流路が拡大するノズル部２１が形成されている。

しかして、冷却材入口開口２０から冷却材受入れ室２５に流入した冷却材は、下部タイプレート１２のノズル部２１に開けられたリークホール２８からバイパス部への流れを除いて、異物フィルタ２７を必ず通過する。従って、大部分の異物は、チャンネルボックス１６で囲まれた燃料集合体内に入る前に異物フィルタ２７で捕捉される。

特開平７−３０６２８４号公報 特開２００２−６２３９２号公報

従来より提案されている異物フィルタでは、フィルタ部での異物捕捉の特性向上の観点からは、メッシュサイズの詳細化や複数段数の設置等が有望である。しかしながら、このような異物フィルタでは、メッシュサイズの微細化や複数段数の設置等により圧損が著しく増加し、下部タイプレート全体の圧損が増加するという問題がある。下部タイプレートの圧力損失の増加は、炉心流量の低下や、燃料集合体の流量配分の不均衡、熱的余裕度の低下等を引き起こす懸念がある。

本発明は、このような点に鑑み、異物流入防止の性能が向上した高圧損型の異物フィルタが設置可能となるように、フィルタ部以外の部分で低圧損構造となる下部タイプレート、並びに該下部タイプレートを具備した燃料集合体を得ることを目的とする。

第１の発明は、冷却材入口開口から下流側に向かって次第に流路が拡大するノズル部と、燃料棒と水ロッドの下端を支持し、冷却材を所定の流れ方向に通すことが可能な複数の出口開口を有するウェブ部と、前記ノズル部とウェブ部とを連結する周囲側壁とを有し、前記ノズル部とウェブ部との間に周囲側壁により取り囲まれた冷却材受入れ室が形成された原子炉用燃料集合体の下部タイプレートにおいて、前記ノズル部に冷却材導入用の冷却材入口管を設けるとともに、その冷却材入口管の先端部が上記ノズル部とウェブ部間に形成された冷却材受入れ室内に突出されていることを特徴とする。

下部タイプレートの圧力損失の測定によると、下部タイプレートの型式にもよるが、ノズル部とウェブ部での圧損が大半となり、両者は同程度であることがわかった。そのため、ノズル部の圧損を大幅に低減できると、下部タイプレートの圧損は半減できることがわかる。ところが、下部タイプレートのノズル部は前述したように燃料支持金具との接合性を密にする観点より、前述のように外形が逆載頭円錐形状となっているため、ノズル内部では流路面積が急激に拡大する構造となっている。そのため、流体の高速な領域以外で、２次流れ（渦）の領域が発生し、流動抵抗として作用する。

しかるに、第１の発明では、前記構成によりノズル部での冷却材の流路の拡大が抑制された構造となるため、拡大流（減速）による２次流れの発生が防止でき、２次流れ生成による流動抵抗が低減できる。したがって、ノズル部での圧損が低減され、下部タイプレートの圧損を半減することができる。

第２の発明は、冷却材入口開口から下流側に向かって次第に流路が拡大するノズル部と、燃料棒と水ロッドの下端を支持し、冷却材を所定の流れ方向に通すことが可能な複数の出口開口を有するウェブ部と、前記ノズル部とウェブ部とを連結する周囲側壁とを有し、前記ノズル部とウェブ部との間に周囲側壁により取り囲まれた冷却材受入れ室が形成された原子炉用燃料集合体の下部タイプレートにおいて、上記ノズル部の内壁面及びそれに続く周囲側壁の内壁面の一部が、その縦断面において凸曲面に形成され、流路面積が次第に大きくなるように形成されていることを特徴とするものであり、ノズル部の内壁面及びそれに続く周囲側壁の内壁面の一部を上記のように構成することにより、冷却材流路の急激な拡大が抑制される。したがって、拡大流（減速）による２次流れの発生が防止されて２次流れ生成による流動抵抗が低減され、ノズル部での圧損を低減することができる。

第３の発明は、冷却材入口開口から下流側に向かって次第に流路が拡大するノズル部と、燃料棒と水ロッドの下端を支持し、冷却材を所定の流れ方向に通すことが可能な複数の出口開口を有するウェブ部と、前記ノズル部とウェブ部とを連結する周囲側壁とを有し、前記ノズル部とウェブ部との間に周囲側壁により取り囲まれた冷却材受入れ室が形成された原子炉用燃料集合体の下部タイプレートにおいて、上記冷却材受入れ室内に、冷却材入口開口を挟んで互いに平行に配設され、周囲側壁の互いに対向する内壁面及びノズル部の内面に固定された２枚の整流板が設けられていることを特徴とするものであり、上記２枚の整流板により、冷却材入口開口部の下流域側での流路面積の拡大が抑制され、ノズル部での圧損の低下を図ることができる。

第４の発明は、冷却材入口開口から下流側に向かって次第に流路が拡大するノズル部と、燃料棒と水ロッドの下端を支持し、冷却材を所定の流れ方向に通すことが可能な複数の出口開口を有するウェブ部と、前記ノズル部とウェブ部とを連結する周囲側壁とを有し、前記ノズル部とウェブ部との間に周囲側壁により取り囲まれた冷却材受入れ室が形成された原子炉用燃料集合体の下部タイプレートにおいて、前記冷却材入口開口の一側部より上記冷却材入口開口の上方に向かって斜め上方に傾斜した偏流板が設けられていることを特徴とするものであり、上記偏流板により、冷却材入口開口部の下流域側での流路面積の拡大が抑制され、ノズル部での圧損の低下を図ることができる。

第５の発明は、冷却材入口開口から下流側に向かって次第に流路が拡大するノズル部と、燃料棒と水ロッドの下端を支持し、冷却材を所定の流れ方向に通すことが可能な複数の出口開口を有するウェブ部と、前記ノズル部とウェブ部とを連結する周囲側壁とを有し、前記ノズル部とウェブ部との間に周囲側壁により取り囲まれた冷却材受入れ室が形成された原子炉用燃料集合体の下部タイプレートにおいて、前記ウェブ部と前記冷却材入口開口部との軸方向距離を前記冷却材入口開口部の流路の等価直径の１／１〜１／４倍の範囲まで低減したことを特徴とするものである。すなわち、本発明は冷却材入口開口から流出する冷却材が冷却材入口開口の仮想的な円管より減速せずに流出する条件を規定したものであり、この構成により冷却材が減速されないので、２次流れ等の発生が防止でき圧損の低減を図ることができる。

第６の発明は、冷却材入口開口から下流側に向かって次第に流路が拡大するノズル部と、燃料棒と水ロッドの下端を支持し、冷却材を所定の流れ方向に通すことが可能な複数の出口開口を有するウェブ部と、前記ノズル部とウェブ部とを連結する周囲側壁とを有し、前記ノズル部とウェブ部との間に周囲側壁により取り囲まれた冷却材受入れ室が形成された原子炉用燃料集合体の下部タイプレートにおいて、前記ウェブ部を貫通する燃料棒及び水ロッドの下部端栓の長さを、上記冷却材受入れ室内の周辺部における燃料棒又は水ロッドの下部端栓に対して、中央部における燃料棒又は水ロッドの下部端栓が長くなるように形成し、燃料棒又は水ロッドの下部端栓の下端位置と前記冷却材入口開口との軸方向距離を低減したことを特徴とするものである。

本発明は上述のように構成したので、下部タイプレート、特にノズル部内で発生していた二次流れの発生を防止し、ノズル部内での圧損を低減することができる。さらに、同圧損低下分をフィルタ部に振り向けることにより、異物の捕捉性の向上したフィルターを設置することも可能となる等の効果を奏する。

本発明の下部タイプレートの第１の実施の例形態を示す図。 本発明の下部タイプレートの第２の実施の形態を示す図。 本発明の下部タイプレートの第３の実施の形態を示す図。 本発明の下部タイプレートの第４の実施の形態を示す図。 本発明の下部タイプレートの第５の実施の形態を示す図。 本発明の下部タイプレートの第６の実施の形態を示す図。 本発明の下部タイプレートの第７の実施の形態を示す図。 本発明の下部タイプレートの第８の実施の形態を示す図。 （ａ）は本発明の下部タイプレートの第９の実施の形態を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図。 本発明の下部タイプレートの第１０の実施の形態を示す図。 本発明の下部タイプレートの第１１の実施の形態を示す図。 本発明の下部タイプレートの第１２の実施の形態を示す図。 （ａ）は従来の燃料集合体の全体立断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図。 従来の燃料集合体の下部タイプレート付近の拡大立断面図。 部タイプレートが取付けられる燃料支持金具の鳥瞰図。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の燃料集合体の下部タイプレートにおける第１の実施の形態を示す図であり、下部タイプレート１２は、従来例で説明したように、上方すなわち冷却材の下流側に向かって次第に流路が拡大するノズル部２１と、燃料棒１３と水ロッド１４の下端を支持し、冷却材を所定の流れ方向に通すことが可能な複数の出口開口２２を有するウェブ部２３と、前記ノズル部２１とウェブ部２３とを連結する周囲側壁２４とを有し、前記ノズル部２１とウェブ部２３との間に周囲側壁２４により取り囲まれた冷却材受入れ室２５が形成されている。

上記ノズル部２１にはその下端部に、円管状の冷却材入口管３５が貫挿固着されている。上記冷却材入口管３５の下端部はノズル部２１の下面から下方に突出して冷却材入口開口３５ａを形成しており、その冷却材入口管３５の先端部が上記ノズル部２１とウェブ部２３間に形成された冷却材受入れ室２５内に挿入突出されている。

しかして、下部タイプレート１２に供給される冷却材は、冷却材入口管３５の下端部における冷却材入口開口３５ａから冷却材入口管３５に流入し、上記冷却材入口管３５内を流れて冷却材受入れ室２５内に流入する。そのため、冷却材入口開口３５ａの直下流域側での流路の拡大が大幅に低減できるため、２次流れ発生が防止され、ノズル部２１での圧損が低減できる。また、冷却材入口管３５とノズル部２１の内壁面との空間３６では死水領域となるため、比重が大きい針金等の金属デブリは、この空間３６に沈殿し保持される。

ところで、上記第１の実施の形態においては一本の冷却材入口管３５をノズル部２１の下端部に挿入固着しその先端部を冷却材受入れ室２５内に突出させたものを示したが、冷却材入口管３５の下端部をノズル部２１に形成された冷却材入口開口２０に固着することにより上記冷却材入口管の先端部が冷却材受入れ室２５内に挿入突出された状態とすることもできる。

図２は、第２の実施の形態を示す図であり、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様、ノズル部２１の下端より冷却材入口管３５を挿入固着した例であるが、冷却材受入室２５内に突入された冷却材入口管３５の先端に、下流方向に向かって流路面積が次第に大きくなる拡開管部３５ｂが形成され、冷却材入口管３５の先端部の断面積がウェブ部２３における出口開口２２の全面積と一致するか、或いはそれより若干大きくなるようにしてある。

しかして、この実施の形態においては、前記第１の実施の形態と同様、冷却材入口開口３５ａの直下流域側での流路の拡大が大幅に低減できるため、２次流れ発生が防止でき、ノズル部２１での圧損が低減できる。さらに、冷却材入口管３５の流路断面積とウェブ部２３の出口開口２２の全面積が一致しているので、冷却材入口管３５からの拡大流の発生が抑制され、ノズル部２１、しいては下部タイプレート全体での圧損の低減を図ることができる。

図３は第３の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同様、ノズル部２１下端から冷却材入口管３５を挿入固着した例であるが、冷却材入口管３５の先端部とウェブ部２３との軸方向寸法を規定し、冷却材入口管３５の先端位置とウェブ部２３の下端位置との間の軸方向距離Ａを冷却材入口管３５の等価直径の１／１〜１／４倍の範囲としたものである。

この条件は、冷却材入口管３５から流出する冷却材が、冷却材入口管３５の前方の仮想的な円管部側面より減速せず流出する条件により規定したものである。しかして、冷却材入口管３５の先端から流出する冷却材の流速が減速されることがなく、２次流れ等の発生が防止でき、冷却材入口管３５の先端での圧損をさらに低減できる。

図４は、本発明の第４の実施の形態を示す図であり、図１に示す下部タイプレート１２において、ウェブ２３の下面に微細メッシュ口径の異物フィルタ３７が設けられている。

しかして、本実施の形態においては冷却材入口管３５の設置により、ノズル部２１での圧損が低下できるため、微細メッシュ口径の異物フィルタ３７を設置することによる下部タイプレート全体での圧損の増加は防止できる。また、下部タイプレートの型式にも依存するが、従来の下部タイプレートではノズル部２１とウェブ部２３の圧損は同程度であることに着目すると、ノズル部２１での大幅圧損の低減により、ウェブ部の圧損は従来の倍程度まで可能となる。そのため、ウェブ部のメッシュ口径は従来の半分程度まで低減でき、デブリの捕捉特性が大幅に向上できる。

図５は第５の実施の形態を示す図であり、図４に示すものにおいて、冷却材受入れ室２５内にさらに複数段の異物フィルタ３８が設けられている。しかして、本実施の形態は、第１の実施の形態と同様、冷却材入口管３５の設置により、ノズル部２１での圧損が低下できるため、異物フィルタ３８を多段に設置することによる下部タイプレート全体での圧損の増加は防止できる。また、下部タイプレートの型式にも依存するが、従来の下部タイプレートではノズル部２１とウェブ部２３の圧損は同程度であることに着目すると、ノズル部２１での大幅圧損の低減により、ウェブ部２３の圧損は従来の倍程度まで可能となる。そのため、異物フィルタ３８の段数は従来の倍程度まで増強でき、デブリの捕捉特性が大幅に向上できる。

図６は、本発明の第６の実施の形態を示す図であり、ノズル部２１の内壁面及びそのノズル部２１に隣接する周囲側壁２４の内壁面の一部を内側に移動させた例である。すなわち、ノズル部２１の内壁面及びそれに続く周囲側壁２４の内壁面の一部が、その縦断面において凸曲面３９に形成され、流路面積が次第に大きくなるように形成されている。

しかして、この実施の形態においても前記第１の実施の形態と同様、冷却材入口開口２０の下流域側での流路の拡大が大幅に低減できるため、２次流れ発生が防止でき、ノズル部２１での圧損を低減できる。

図７は第７の実施の形態を示す図である。本実施の形態では、ノズル部２１の内壁面及びそれに続く周囲側壁２４の内壁面の一部が、その縦断面において凸曲面３９に形成されて肉厚が増大され、さらに内部に中空部４０が形成されたものである。この実施の形態では、前記第６の実施の形態と同様、冷却材入口開口２０の下流域側での流路の拡大が低減できるため、２次流れ発生が抑制でき、ノズル部２１での圧損が低減できる。さらに、厚肉化したノズル部２１の壁内及び周囲側壁２４の壁内を中空にしたことにより、下部タイプレート１２が軽量化し、運搬等に有利となる。

図８は、第８の実施の形態を示す図であり、流路拡大部分の周囲側壁２４に多数の吸出し管４１を設け、吸出し管４１の吐出し口を下部タイプレート１２の外側面に設けたものである。

流路拡大部分の周囲側壁２４に多数の吸出し管４１を設けたことにより、流れの壁面からの剥離が防止でき、２次流れの発生を抑制できるので、ノズル部２１での圧損がさらに低下できる。さらに、バイパスホールを廃止し、全て吸出し管に変更できる。その場合には吸出し流量が増加できるため、流れの壁面からの剥離をさらに抑制でき、圧損をさらに低下させることができる。

図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の第９の実施の形態を示す図であり、冷却材受入れ室２５内に、冷却材入口開口２０を挟んで互いに２枚の整流板４２が互いに平行に配設され、周囲側壁２４の互いに対向する内壁面及びノズル部２１の内面に固定されている。しかして、２枚の整流板４２、周囲側壁２４の互いに対向する内壁面及びノズル部２１の内面により形成される流路が前記冷却材入口開口２０と連通されている。

しかして、この実施の形態においても、冷却材入口開口２０の下流域側での流路の拡大が低減できるため、２次流れ発生が抑制でき、ノズル部での圧損が低減できる。さらに、整流板４２をノズル部２１の内壁面および周囲側壁２４の内面に固定するため、流体による構造材への振動強度が高まり、信頼性を高くできる。また、整流板４２とノズル部２１との空間４３は死水領域となるため、第１の実施の形態と同様、針金等の金属デブリは比重が大きいので、この空間４３に沈殿し保持できる効果もある。

図１０は、第１０の実施の形態を示す図であり、冷却材入口開口２０の一側部より上記冷却材入口開口２０の上方に向かって斜め上方に傾斜した偏流板４４が設けられており、その偏流板４４の両端がノズル部２１および周囲側壁２４の内面に固定され、偏流板４４、ノズル部２１及び周囲側壁２４の内壁面により形成される流路が冷却材入口開口２０と連通されている。

しかして、前記実施の形態と同様、冷却材入口開口２０の下流域側での流路の拡大が低減できるため、２次流れの発生が抑制でき、ノズル部２１での圧損が低減できる。さらに、偏流板４４のノズル部２１の内壁及び周囲側壁２４への固定により、流体による構造材への振動強度が高まり、信頼性を高くすることができる。また、偏流板４４とノズル部２１の内壁との空間４５は死水領域となり、その空間容積も大きいため、第１の実施の形態と同様、この空間４５により沈殿効果を増大させることができる。

図１１は第１１の実施の形態を示す図であり、前記ウェブ部２３と前記冷却材入口開口２０との間の軸方向距離Ｌを前記冷却材入口開口２０の等価直径の１／１〜１／４倍の範囲まで低減した構造としてある。しかして、下部タイプレート１２の流路が拡大した冷却材受入れ室２５の軸方向長さが規定され、図３に示す実施の形態と同様、冷却材入口開口２０から流出する冷却材が、冷却材入口開口２０の前方の仮想的な円管部側面より、減速せずに流出する条件により規定しているため、冷却材受入れ室２５の前方での冷却材の流速は減速されず、２次流れ等の発生が防止できるため、冷却材入口開口の圧損を低減できる。

また、図１２は第１２の実施の形態を示す図であり、本実施の形態では、前記ウェブ部２３を貫通する燃料棒１３の下部端栓１３ａ、水ロッド１４の下部端栓１４ａが冷却材受入室２５内に大きく突出されており、それらの下端位置と前記冷却材入口開口２０との間の軸方向距離が低減されている。すなわち、上記ウェブ部２３を貫通する燃料棒１３及び水ロッド１４の下部端栓１３ａ、１４ａの長さを、上記冷却材受入れ室２５内の周辺部における燃料棒１３又は水ロッド１４の下部端栓１３ａ、１４ａに対して、中央部における燃料棒又は水ロッドの下部端栓が長くなるように形成し、燃料棒１３又は水ロッド１４の下部端栓１３ａ、１４ａの下端位置と前記冷却材入口開口２０との間の軸方向距離が低減されている。

しかして、上記冷却材受入室２５内に突出されている下部端栓１４ａ、１３ａにより、冷却材主流部での軸方向距離が短くなり、冷却材受入室２５内における冷却材の流速の低下が減少され、２次流れの発生が低減される。したがって、上記構成によっても冷却材入口開口の圧損を低減させることができる。

１０ 燃料集合体
１２ 下部タイプレート
１３ 燃料棒
１４ 水ロッド
２０ 冷却材入口開口
２１ ノズル部
２２ 出口開口
２３ ウェブ部
２４ 周囲側壁
２５ 冷却材受入室
２７ 異物フィルタ
２８ リークホール
３０ 燃料支持金具
３５ 冷却材入口管
３７、３８ 異物フィルタ
３９ 突曲面
４０ 中空部
４１ 吸出し管
４２ 整流板
４４ 偏流板

Claims (5)

1. 冷却材入口開口より下方の下端部が燃料支持金具の上面開口部に挿入嵌合される円筒構造を有し、前記冷却材入口開口の上部の外周面は冷却材下流側に向かって次第に拡大する形状を有するノズル部と、燃料棒と水ロッドの下端を支持し、冷却材を所定の流れ方向に通すことが可能な複数の出口開口を有するウェブ部と、前記ノズル部とウェブ部とを連結する周囲側壁とを有し、前記ノズル部とウェブ部との間に周囲側壁により取り囲まれた冷却材受入れ室が形成された原子炉用燃料集合体の下部タイプレートにおいて、
   前記ノズル部の前記外周面が冷却材下流側に向かって次第に拡大する部分と、前記周囲側壁の少なくとも一部の内面が、内側に膨出し、冷却材の２次流れを防止するように流路面積が次第に大きくなる凸曲面に形成されていることを特徴とする、原子炉用燃料集合体の下部タイプレート。
2. 前記ノズル部の前記冷却材下流側に向かって次第に拡大する部分と、前記周囲側壁の外周面と、前記凸曲面に形成された内面の間を中空としたことを特徴とする、請求項１記載の原子炉用燃料集合体の下部タイプレート。
3. 前記ノズル部の前記冷却材下流側に向かって次第に拡大する部分と、前記周囲側壁の外周面と、前記凸曲面に形成された内面の間の壁体に複数の吸出し管を設け、前記吸出し管の吐出し口を下部タイプレート上部の周囲側壁の側面に設けたことを特徴とする、請求項１または２記載の原子炉用燃料集合体の下部タイプレート。
4. 前記冷却材受入れ室内に少なくとも１段の微細メッシュ口径の異物フィルタを設けたことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の原子炉用燃料集合体の下部タイプレート。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の下部タイプレートを具備したことを特徴とする、燃料集合体。

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