JP2022530665A - コンパクトな容器、長寿命な炉心、及びｐｏｏｌ型原子炉における燃料補給の容易化を支援する一般的なｐｌｅｎｕｍ燃料アセンブリ設計 - Google Patents

Abstract

【解決手段】燃料バンドルと、前記燃料バンドル上に配置されたプレナムヘッダ接続部と、前記燃料バンドルから延びるマストと、前記マストから延びる共通の核分裂ガスプレナムとを備える、原子炉で使用される燃料集合体が開示されている。原子炉は、容器および容器内に配置された冷却材を含む。燃料バンドルは、その中に位置決めされた核燃料材料を含む複数の燃料要素を含む。プレナムヘッダ接続部は、核燃料材料と流体連通する複数の通路を有する。細長いマストは、共通の核分裂ガスプレナムをプレナムヘッダ接続部の複数の通路に接続する内部通路を備え、その結果、共通の核分裂ガスプレナムは、運転中に核燃料材料によって生成された量の核分裂ガスを受け入れるように構成される。共通の核分裂ガスプレナムは、他の点では使用されていない容器の部分に配置される。【選択図】図１Ａ

Description

（関連出願の相互参照） 本出願は、米国仮特許出願第６２／８４０，７７５号（発明の名称:Common Plenum Fuel assembly design supporting a compact vessel、Long-life cores、and Eased refueling in Pool-type reactors、平成３１年４月３０日出願）の利益を主張し、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

液体金属冷却（または将来的には塩冷却）原子炉に燃料を補給する課題は、軽水原子炉の場合よりも著しく高い。これは、燃料補給の間隔を長くすることでメリットが得られる可能性があることを示唆する。特定の高速炉は、独特の燃料サイクルを利用することができ、非常に高いエネルギーコア、有意な増殖を提供し、Ｕ：Ｐｕ、Ｐｕ＋Ｕ：Ｐｕ、Ｕ：Ｔｈ、およびＵ＋ＭｉｎｏｒＡｃｔｉｎｉｄｅｓ：Ｐｕの供給原料を可能にし、ここで、Ｘ：Ｙは種元素：ブランケットブリード材料を表す。しかしながら、高増殖比／高エネルギーコアを利用することに対する主な制限の１つは、プレナム長さの線形単位当たりの核分裂ガスプレナムの体積が比較的小さいことである。現在の技術は、最悪の場合の核分裂ガスを最も制限的なピンに収容するために、有効燃料長より潜在的に長い、非常に長い燃料棒プレナム又は被覆管を実施することにより、この要求に応答している。統合された核分裂ガスの放出、及びそれに伴う高い燃料棒内圧は、被覆管が原子あたりの変位（ｄｐａ）として測定される中性子損傷によって引き起こされる脆化及び膨潤を経験した時、高い燃料曝露で発生する。高い内圧による被覆管の膨潤／脆化と高い被覆管応力との組み合わせは、多くの場合、最大許容燃料暴露（すなわち、炉心滞留時間）を確立し、それによって、平準化された燃料サイクルコストを決定付け、高速炉の利点を利用する肯定的なビジネスケースを得る能力を困難にする。

本開示の少なくとも１つの態様は、燃料暴露を最大化し、それによって複数の手段による燃料補給を単純化することを目標とし、したがって単純化を向上させプラントからコストを削減する。これらの改善およびそれらの実施については、以下でより詳細に説明する。

共通の核分裂ガスプレナム又はタンクは、燃料バンドルの上方に配置された収集ヘッダ又は上端取付具に接続され、それらの上方に配置されている。上端取付部の上方にある共通の核分裂ガスプレナムの位置は、炉心及び炉のフロー領域の上方にあり、これにより、原子炉のフロー領域内又は他の共有されたプレナム設計において可能であるよりも、プレナムの長さあたりの実質的に大きなプレナム体積が可能になる。これは、共通の核分裂ガスプレナムが、以前に使用されていなかった原子炉容器空間内に配置されているため、ペナルティなしに、より大きなサイズの共通の核分裂ガスプレナムを可能にし、また（従来の、燃料棒プレナムと比較して）、バンドルフロー領域のほとんどがが、プレナム体積に対して利用可能である。さらに、共通の核分裂ガスプレナムのための構造材料の量は、個々の燃料棒プレナムの現在の技術に必要とされるものよりもはるかに少ない。

上端取付具又は収集ヘッダは、燃料バンドルから放出された核分裂ガスを収集し、上端取付具の上方に配置された減少された直径のマストに核分裂ガスを導くチャネル又は通路を備える。核分裂ガスは、減少された直径のマスト内の通路を通って、減少された直径のマストの上方に配置された共通の核分裂ガスプレナム内に移動する。上端取付部と、燃料バンドルから出た後に核分裂ガスが移動する共通の核分裂ガスプレナムとの間の通路は、核分裂ガス収集体積を規定すると考えることができる。共通のプレナムは、燃料アセンブリ体の限定条件が、製造及び設計の不確実性の最も制限的なセットで最大出力で作動するピークピンによって規定される必要がない。むしろ、燃料棒内圧及び揮発性核分裂生成物を貯蔵する燃料棒の能力においてはるかに低い不確実性を有する燃料バンドルの平均値によって規定されるように、個々の燃料核分裂ガス放出を均等化する。（注：その後の核分裂生成物または核分裂ガスへの言及は、揮発性核分裂生成物のみを指す。

各燃料棒は、上端取付具内に設けられた接続部を介して共通の核分裂ガスプレナムに接続されている。各燃料棒は、燃料棒漏れが発生した場合、プレナムからの逆流を防止するために一方向弁または流体ダイオードを有してもよい。

共通の核分裂ガスプレナムは、燃料棒内のプレナム空間の必要性を排除し、従って、潜在的に、最大６倍又はそれ以上の燃料棒の長さを最小化する。これにより、燃料スタックが長くなるとバンドル長が短くなり、燃料棒内に従来の核分裂ガスプレナムを採用した設計と比較して燃料負荷を大きくすることができ、結果的に燃料サイクルが長くなる。

上記に加えて、図１Ａは、本開示の少なくとも１つの態様による共通の核分裂ガスプレナム体積と、異なるピッチ対直径比での燃料棒付きプレナム体積との比を示すグラフ表示を示す。この比較はWestinghouse LFRと歴史的（運転中）液体金属高速炉について描かれている。

さらに、上述のことに対して、燃料マスト及び共通の核分裂ガスプレナムは、冷却材の表面を貫通し、従って、燃料の直接的な取り扱いを可能にし、更に、燃料アセンブリの構造に加えられる下向きの垂直方向の保持力（図６の矢印ＤＦ参照）を通して容易な保持を提供し、最も顕著には、冷却材内に位置し、燃料アセンブリ上の浮力、摩擦力及び冷却材の抗力に抵抗する活性燃料部分を含む燃料アセンブリの大部分を保持する。少なくとも１つの実施例では、燃料マスト及び共通の核分裂ガスプレナムは、冷却材の表面に（例えば、表面を貫くことなく）近づくことができる。このような配置では、燃料マスト及び／又は共通の核分裂ガスプレナムが冷却材の表面に侵入することなく、燃料のより容易な取扱いが実現され得る。

本開示の少なくとも１つの態様は、所与の原子炉容器サイズおよび熱出力定格に対する燃料出力密度の低下をもたらす。加えて、本開示の少なくとも１つの態様は、燃料補給期間の負荷を低下させる（例えば、燃料サイクルを長くし、燃料サイクル期間からの全体的な設備利用率の影響を減少するために）。燃料補給の期間の負荷を減らすと、ドライリフト給油が容易になる場合がある。ドライリフト給油は、通常、一次冷却材プールから使用済燃料貯蔵区域又はキャスクへの輸送中に燃料棒の健全性を確保する必要性によって制約される。燃料出力密度の減少及びはるかに大きな利用可能な核分裂ガス貯蔵体積は、燃料棒圧力の構造的制限が生じる前に、燃料統合核分裂の増加に伴って核分裂ガス圧力の速度を減少させることにより、燃料燃焼度及び増殖率の著しい増加を可能にする。燃料出力密度が減少し、利用可能な核分裂ガス貯蔵容積がはるかに大きくなると、燃料サイクルが長くなる可能性がある。

本開示の少なくとも１つの態様は、超長燃料サイクルの実施を容易にするために、燃料棒の被覆管上の応力を下げることを意図しており、その結果、プラント内の使用済み燃料取扱いのためのインフラストラクチャの必要性が低減され、従って、燃料補給作業中に使用済み燃料の転用の可能性に対する懸念が低減される。これらの利点は、成熟した燃料サイクルインフラストラクチャ／セーフガードがない国の原子炉に特に当てはまる。

本開示の少なくとも１つの態様は、重要な高中性子束原子炉領域から遠く離れた（例えば、共通の核分裂ガスプレナムへの再配置）ガス状および不揮発性吸収性核分裂生成物の再配置を可能にする結果として、原子炉核分裂生成物の中性子寄生吸収を下げることを意図している。

さらに、従来のより長い燃料棒設計で実施されるならば、原子炉容器の高さをより厳しく悪化させるであろう容器内の使用済燃料貯蔵のための選択肢は、「カットアンドピンチ」方法論が実装されるマストがより小さい直径のガス輸送経路を伴う点を含むであろう。これは、共通の核分裂ガスプレナムを燃料アセンブリから分離し、それにより、より小さい直径のマスト内で核分裂ガス輸送管の両端内に密封するためである。これにより、各細長い燃料アセンブリは、単一の長い構造よりも比較的容易に収納されるであろう一対の比較的短い細長い構造体に変換されることが可能になるであろう。また、このような構成では、細長い燃料アセンブリの２つの部分は、消耗した燃料用に設計されているが、おそらく共通の核分裂ガスプレナム用に過剰設計されている、１つのコンテナまたはキャスク内での強制貯蔵に対して、それらの要件に適した方法で貯蔵または処理することができる。
共通のプレナムはまた、単に貯蔵することを超えてより良好な処理手段を有することができる。この技術は、石油・ガス産業（噴出防止装置など）などで利用されている。

本明細書に記載される実施形態の様々な特徴は、その利点と共に、以下の添付の図面と併せて以下の説明に従って理解され得る；

本開示の少なくとも１つの態様による共通の核分裂ガスプレナム体積の、異なるピッチ対直径比での燃料棒付きプレナム体積に対する比を示すグラフ図である。

本開示の少なくとも１つの態様による、燃料バンドル上に配置された上端継手の部分切欠図である。

図１の上端取付具及び燃料バンドルの平面図である。

図１の上端取付具及び燃料バンドルの斜視図である。

図１の上端取付具の平面図である。

本開示の少なくとも１つの態様による、各燃料アセンブリが図１の上端取付具および燃料バンドルを備える燃料アセンブリの斜視断面図である。

容器と、容器内の冷却材と、冷却材内の図５からの代表的な量の燃料アセンブリとを有する原子炉の部分斜視図であり、１つの例示的な燃料アセンブリに加えられる下向きの垂直保持力をさらに示す。

燃料バンドルの燃料要素と流体連通する上端取付具内の溝を示す、図５の燃料アセンブリのうちの１つの燃料アセンブリの断面斜視図である。

図５の燃料アセンブリの別の斜視断面図であり、燃料アセンブリの上方に延びるマスト内の中央通路と流体連通する上端取付具内の溝を示す。

図５の燃料アセンブリの別の断面図であり、マスト部分から延びる共通の核分裂ガスプレナム又はタンクを示す図である。

図５の燃料アセンブリの別の断面図であり、燃料バンドル及び冷却材を受け入れるように構成された底部延長部分を示す。

図１及び図３は、冷却材のためのフロー領域及び核分裂ガスのための内部通路を含む活性燃料バンドル２００の頂部に配置されたプレナムヘッダ接続部、すなわち上端取付具１００を示す。活性燃料バンドル２００及び上端取付具１００は、燃料アセンブリ５００（図５参照）の一部である。原子炉は、複数の燃料アセンブリ５００を含み、原子炉は、図５に示す燃料アセンブリ５００の数に限定されず、本開示の意図する範囲から逸脱することなく、任意の適切な数の燃料アセンブリ５００を利用することができることに留意されたい。具体的には、６つの燃料アセンブリ５００が図５に描かれているが、これらは、運転中に所定の原子炉内で受け入れられることになる燃料アセンブリのサブセットにすぎない。

さらに図５を参照すると、燃料アセンブリ５００は、原子炉の低温端部からの冷却材を燃料要素または燃料棒２１０を通過させ、そこで核熱が伝達されるように導くように機能する外面ラッパーまたは細長いダクト５１０を備える。冷却材は、タンクの下のダクト５１０、又は炉心入口よりも高い温度で共通の核分裂ガスプレナム４００から出る。燃料アセンブリ５００は、ダクト５１０の底部から延在する下方端取付具５２０をさらに備える。
ダクト５１０は、複数の燃料要素又は燃料棒２１０を備える燃料バンドル２００を受け入れるように構成されている。燃料アセンブリ５００の各々は、互いに流体連通する第１の部分及び第２の部分を含む。第１の部分は、下方端取付具５２０と、燃料バンドル２００と、上端取付具１００とを備える。第２の部分は、共通の核分裂ガスプレナム４００を含む。燃料アセンブリ５００の第１の部分及び第２の部分は、第１の部分及び第２の部分の中間に位置するマスト３００（すなわち、燃料アセンブリ５００の第３の部分）を介して流体連絡状態で保持される。

主として図１～４を参照すると、燃料バンドル２００は、上述したように複数の燃料棒２１０を含む。
各燃料棒２１０のテーパー付き又はネック付き燃料棒部分２２０は、上端取付具１００内の開口又はプレナム流れ接続部１１０内に受け入れられている。
少なくとも１つの実施例では、くびれた燃料棒部分２２０は、例えば、一方向弁又は流体ダイオードを含むことができる。
いずれにせよ、燃料棒２１０は、上端取付具１００内のプレナムフロー接続部１１０と一方向フロー体連絡状態にある。
各燃料棒２１０の被覆管は、シール溶接されるか、さもなければ、上端取付具１００のプレナムフロー接続部１１０に固着される。

使用中、燃料棒２１０から放出された核分裂ガスは、プレナム流れ接続部１１０から、上端取付具１００内に画定されたチャネル、毛細管、または流路１３０内に逃げる。流路１３０は、燃料棒２１０の上方に配置されたプレナムフロー接続部１１０の各々を相互接続（すなわち、流体的に接続）するように、上端取付部１００内に画定されている。流路１３０は、燃料棒２１０のためのプレナムフロー接続部１１０の中間に並列列の上端取付具１００内に画定されている。流路１３０は、プレナム流接続部１１０の周囲の周りで上端取付具１００に画定される周囲流路、すなわち周囲流路１３５と相互接続される。周辺流路１３５は、図２に示すように、六角形の形状を形成する。プレナムフロー接続部１１０の中間およびプレナムフロー接続部１１０の周囲に位置決めされた流路経路の異なるアレイおよび／またはパターンが考えられることが理解されるべきである。例えば、流路１３０は十字パターンを含むことができる。いずれにせよ、核分裂ガスは、流路１３０、１３５を通って、上端取付具１００の中央のプレナムヘッダ接続部１４０（図７参照）を介して上端取付具１００から外へ移動する。換言すれば、上端取付具１００は、燃料棒２１０の各々を共通の中央接続点（すなわち、プレナムヘッダ接続部１４０）に連結する。核分裂ガスは、図５及び図９に示すように、プレナムヘッダ接続部１４０から上端取付部１００の上方に位置するマスト３００を通ってタンク、又は共通の核分裂ガスプレナム４００に流れる。他の実施形態は、上端取付具１００が燃料棒２１０の各々を、燃料バンドル２００の中心にない上端取付具１００内の共通収集領域にリンクさせる場合を想定している。

再び図５を参照すると、マスト３００は、燃料バンドル２００の最も外側の表面を包含する外径よりも小さい外径と、共通のプレナム４００の最も外側の表面を包含する外径と内側に画定される大部分の表面を含む。換言すれば、マスト３００は、共通の核分裂ガスプレナム４００及び燃料バンドル２００の幅と比較して、幅方向（例えば、マスト３００によって規定される縦軸ＬＡに対して横方向）に小さい。この観点から、マスト３００は、例えば、縮径マストと考えられる。さらに、マスト３００は、上端取付具１００のプレナムヘッダ接続部１４０を共通のプレナム４００に接続する、その中に画定されたパイプライン、すなわち通路３２０を備える。長手方向軸ＬＡは、マスト３００の通路３２０に沿って延び、マスト３００の中心軸を画定する。図示の実施形態では、１つの通路３２０のみが示されているが、２つ以上の通路を有する他の実施形態も考えられる。燃料棒２１０内の核燃料材料と流体連通している上端取付具１００の流路１３０、１３５も、マスト３００の通路３２０を介して共通のプレナム４００と流体連通している。少なくとも１つの実施形態では、共通のプレナム４００は、減少及び／又は停滞した冷却材流を伴う原子炉の領域内に位置し、従って、図６に例示されているように、従来の原子炉と比較してより大きな体積を占めることができる。

更に、マスト３００は、熱交換機器及び原子炉の原子炉冷却材ポンプに対する半径方向（すなわち、縦軸ＬＡに対して横方向）の原子炉冷却材流れを許容する。具体的には、マスト３００は、燃料の上方（すなわち、ノズル３１０内）に、冷却材が燃料バンドル２００から出て、一次熱交換器及び／又は原子炉冷却材ポンプなどの原子炉の他の部分内に自由に移動するフロー領域を含む。より具体的には、マスト３００は、その底端部（すなわち、燃料バンドル２００に最も近いマスト３００の端部）にノズル３１０を備える。ノズル３１０は、図７に示すように、マスト３００と燃料バンドル２００の中間に配置される。

主に図７を参照すると、ノズル３１０の外側は、円錐形状であり、燃料束２００の外面からマスト３００に向かって先細りになっている。ノズル３１０は、燃料バンドル２００に最も近いより広い部分からマスト３００に最も近いより狭い部分に向かって先細になる内部キャビティ３０５を含む。内部キャビティ３０５は、例えば、冷却材が燃料バンドル２００及び上端取付具１００から出た後に内部に冷却材が流れる領域を提供する。内部キャビティ３０５は、中央円錐部分３４０が内部キャビティ３０５によって画定されるように、ノズル３１０内に配置される。中央円錐部分３４０は、上端取付具１００から上方に延び、その中に画定された通路３２０の一部を含む。ノズル３１０は、マスト３００のノズル３１０の周囲に半径方向に離間された開口、すなわち冷却材流路３３０を含む。図示の実施形態では、６つの冷却材流路３３０がノズル３１０内に画定されているが、任意の適切な数の冷却材流路３３０を利用することができる。冷却材流路３３０は、以下により詳細に説明するように、上端取付具１００内の開口部、すなわち冷却材流路１２０を通過した後に、冷却材をノズル３１０から逃がすことを可能にする。

上端取付具１００は、機械加工、フライス削り、エッチング、および／または任意の他の適切な機械加工技術などの手段を使用して、片のうちの１つに形成された核分裂ガス流路１３０、１３５とともに、２つの片で製造されてもよい。次に、第２の部品を、拡散接合または任意の適切な方法を使用して固定して、例えば上端取付具１００などの一体で継ぎ目のない上端取付具またはプレナムヘッダ接続部を形成する。上端取付具１００を製造するための他の手段としては、付加的な製造またはインベストメント鋳造が挙げられるが、これらに限定されない。少なくとも１つの実施例では、上端取付具１００は、等しい寸法の半径方向の区画を一緒に組み合わせることによって作成される。半径方向の区画は、溶接、接合、または任意の適切な方法によって組み合わせることができる。

主として図３及び図４を参照すると、上端取付具１００は、燃料バンドル２００を囲む領域（即ち、上端取付具１００の下方）から上端取付具１００の上方の領域まで、そこを通って冷却材が流れることを可能にする冷却材流路１２０を備える。図示の実施形態では、冷却材流路１２０は、燃料棒２１０の間の空間を占めるような寸法及び形状とされている。しかしながら、他の実施態様は、上端取付具１００内の異なるパターン、アレイ、形状、及び大きさの冷却材流路を有することが想定される。少なくとも１つの実施形態では、冷却材流路１２０は、閉塞の懸念を排除するか、又は従来の燃料アセンブリ上部ノズルに対して圧力損失を著しく増大させるのに十分な大きさである。今日までの設計研究は、燃料棒チャネルに対するフロー面積の＞８０％；多くの現行の燃料ノズルまたは混合グリッドと競合する値を示している。

上述したように、マスト３００の減少された直径部分内に画定されるのは、燃料棒２１０の内部領域を共通のプレナム４００に連結する１つ又は複数の核分裂ガスパイプライン又は通路３２０である。上端取付具１００内の流路１３０、１３５、上端取付具１００内のプレナムヘッダ接続部１４０、マスト３００内の通路３２０、及び共通のプレナム４００は、伝統的な燃料アセンブリにおける結合プレナム面積に対して２００～３００％の体積増加を達成することを通してプレナム圧力の大幅な低減を達成するようなサイズのガス収集体積を形成する。プレナム圧力が低下すると、燃料棒被覆が高い曝されるという課題が緩和され、また、燃料の加熱過渡及び燃料の動き（例えば、ドライリフト等）中の加圧も緩和される。共通のプレナム４００への通路、流路、および接続部はまた、損傷を受けた場合に輸送パイプ（例えば、通路３２０）への逆流を防止するために、１つまたは複数の一方向弁を有してもよい。一方向弁は、例えば、核分裂ガス収集体積に沿った任意の点に、および／または燃料棒２１０の一部として配置されてもよい。

従来の燃料サイクルでは、出力密度、より高いロッド圧力、および短い停止の必要性が、ドライリフト燃料補給（例えば、使用済み燃料アセンブリが、それらの典型的な冷却材が存在しない状態で持ち上げられ、空気または何らかの他のガスによってのみ冷却される燃料補給）をより困難にする。例えば、従来の燃料サイクルは、冷却を強化するために、使用済み燃料のための長い容器内貯蔵時間、及び／又はある量の冷却材と一緒に燃料を持ち上げることを必要とし、全体的に原子炉設計および燃料取扱いを複雑にする。具体的には、燃料は、原子炉容器内の周辺位置に移動され、次いで、冷却材を充填したリフティングコンテナ内に移動されなければならない。ここから、それは持ち上げられ、一時的な保持場所または高減衰熱消費燃料キャスクに移送されてもよい。この周辺位置への移動は、原子炉の冷却材プール内で互いに持ち上げることができる短いアセンブリ（したがって、鉛または他の高速原子炉における押さえつけ特有の課題のための高価なバラストまたはラッチングを必要とする）、または排出されるべき燃料アセンブリを移動させるための空間を作り、部分的に燃焼されたアセンブリを定位置に戻すために容器内でシャッフルされなければならない全高アセンブリのいずれかを必要とする。このシャッフリングは、多数の容器内貯蔵場所を必要とし、容器の大きさと炉内構造物の複雑さの大幅な増加を駆動する。このシャッフリングで必要とされる多くの移動はまた、燃料取扱事故の時間および機会を増加させる。

本開示の少なくとも１つの態様は、炉心内部の燃料位置からの直接的で乾燥したリフトが遮蔽された燃料補給マスト（次いで、乾燥したキャスクに入ることができるように、出力密度、ロッド内圧、及び停止時間圧力を下げることを約束している（例えば、プラントの寿命中に１回又は２回の燃料補給が行われる場合、複数月間の冷却は許容され得る）。これにより、燃料補給装置が簡素化されるだけでなく、容器が縮小し、プラント内の他の燃料補給インフラストラクチャが除去することができる。

主に図９を参照すると、並んで配置された図５からの複数の燃料アセンブリ５００の拡大された切り欠き部分が図示されている。上端取付具１００及び燃料バンドル２００は、各燃料アセンブリ５００のダクト５１０内の燃料アセンブリ５００の第１の部分に配置されている。燃料アセンブリ５００は、共通又は共有された核分裂ガスプレナム４００を使用し、ガスプレナムを燃料棒２１０から燃料アセンブリ５００の第２の部分内のマスト３００の上方に位置する共通のプレナム４００に再配置し、これは、さもなければ、活性燃料及び炉心出口流領域の上方の容器の未使用体積である。冷却材表面よりはるかに下の燃料の水没は、自然対流と両立する方法での一次熱交換器の位置決めに必要である。共通のプレナム４００の追加は、活性炉心領域をはるかに高くすることを可能にしながら、燃料全体の長さにほとんど～全く影響を及ぼさない。これにより、従来の燃料設計と比較して、２００％以上の有効燃料質量の増加が可能になる。さらに、活性炉心領域から離れた共通のプレナム４００は、キセノン、サマリウム、ガドリニウムなどの不揮発性中性子吸収核分裂生成物が炉心反応度に及ぼす負の影響を低減する。

他のいくつかの高速炉設計と同様に、この概念における燃料アセンブリ構造は、冷却材の表面に浸透する可能性があり、したがって、取り扱いを大幅に容易にする。少なくとも１つの実施形態では、共通の核分裂ガスプレナム４００の位置は、冷却材表面にブローチをかけるのに必要な高さを利用し、従って、この余分な長さ及びアセンブリを利用して、燃料補給中の識別情報及び捕捉、並びに保持機能を容易にすることが好都合である。

図１０は、図５の燃料アセンブリ５００の底部端部の拡大された切欠き部分を示す。燃料棒２１０を構成する燃料バンドル２００は、燃料アセンブリ５００のダクト５１０（すなわち、燃料アセンブリ５００の第１の部分）内に配置されている。燃料アセンブリ５００の下方端取付具５２０は、冷却材の進入のための複数の入口穴５４０を含む底部延長部分５３０を備える。冷却材は、入口孔５４０内に、下方端取付具５２０内に、燃料バンドル２００内の燃料棒２１０の周りに、上端取付具１００の冷却材流路１２０を通って流入し、例えばマスト３００のノズル３１０内のクーラント流路３３０から流出する。

鉛または鉛－ビスマスのような重い液体金属冷却材の場合、液体金属の上方に上昇する燃料アセンブリ５００のような長い燃料アセンブリは、複雑な内部構造、ラッチ、または高価なバラストなしに、燃料のより容易な保持を可能にする（注、これらの冷却材では、冷却材が燃料よりも密度が高い場合、燃料は積極的に浮揚し、浮揚する傾向がある）。主に図６を参照すると、矢印ＤＦは、燃料アセンブリ５００のような、燃料アセンブリに加えられる下向きの垂直保持力を示す。炉心および炉心出口流の上方の位置のために、核分裂ガスは、主に比較的低い温度領域（すなわち、棒内温度に対して）にあり、したがって、所与の放出された核分裂ガスモル内容および燃料曝露で共通の核分裂ガスプレナムの圧力を低下させる。

一般的な核分裂ガスプレナム４００は、容器の大きな、未使用の部分内に位置するため、燃料棒又は他の概念において一般的に実用的であろう体積よりも大きな体積を有する。更に、それは、従来の燃料棒内核分裂ガスプレナと比較して、最も高いフルエンス領域、即ち、コアから離れた位置にあり、かくして、核分裂ガス圧とプレナム壁への照射損傷を低下させ；これは、破壊に対する機械的余裕を増大させる。

共通の核分裂ガスプレナム４００を流動する冷却材流から離して配置することにより、流れによって引き起こされる腐食／エロージョンに関連する材料選択の課題を軽減することができる。

もし、燃料棒２１０が漏洩を発生させれば、漏洩からの核分裂ガス放出は、漏洩後に発生する核分裂ガスに限定されるであろう。燃料棒２１０及び共通のプレナム４００の入口内の逆止弁（又は流体ダイオード）は、共通のプレナム４００内の以前に生成（及び貯蔵）された核分裂ガスが原子炉冷却材系に漏出するのを排除するであろう。さらに、逆止弁（または流体ダイオード）は、通路３２０、プレナムヘッダ接続部１４０、および／または上端取付け具１００の流路１３０、１３５内の以前に生成された（および格納された）核分裂ガスが原子炉冷却材システム内に漏れるのを防止することができる。

本開示の少なくとも１つの態様は、個々の燃料棒プレナを採用する従来の設計では実用的でないプレナム圧力を監視することを可能にする。共通のプレナム圧力を監視することにより、漏洩燃料棒を含む燃料アセンブリを識別することができる。

プレナムタンクが大きいため、圧力が低下すると、燃料アセンブリの漏れに関する懸念が緩和される可能性がある。さらに、おそらく、共通のプレナムの制御された通気／収集を行う能力は、他の手段が漏れているアセンブリに対処／軽減することを可能にし得る。

所与の容器サイズ内の低い出力密度、低いロッド圧力、燃料補給の頻度の低さ、および冷却材表面の上または近くに位置することによる燃料処理の容易さは、各位置でのドライリフト燃料補給を可能にし、これらのシステムおよびプラントレイアウト／サイズのコストを大幅に緩和する。冷却材内シャッフリングを伴わない直接抽出は、多くの他の燃料補給スキームと比較して注目すべき単純化である。

共通のプレナム４００を、燃料要素２１０及び上端取付具１００を含む活性燃料領域（例えば、燃料バンドル２００）から分離する「カットアンドピンチ」方法（例えば、石油堀削装置の噴出防止装置で使用される方法と同様の方法）を、減少された直径のマスト部３００、即ち、燃料アセンブリ５００の第３の部分で利用することができる。「カットアンドピンチ」方法論は、使用済燃料又は損傷したアセンブリの長期貯蔵を容易にすることができる（容器内及びキャスク内の両方において）。

燃料棒被覆管へのストレスが低ければ、超長時間の燃料サイクルの実施が容易になり、その結果、使用済み燃料インフラストラクチャの必要性が減り、燃料補給作業中の使用済み燃料の転用の可能性への懸念が減る。これらの利点は、特に、成熟した燃料サイクルのインフラストラクチャ／セーフガードがない国の原子炉に適用される。

本開示の少なくとも１つの態様は、プール型原子炉に配置することができる燃料負荷全体の実質的な増加を可能にし、核分裂ガス圧力を減少させ、液体金属または塩冷却材を使用するプール型プラントにおける燃料補給課題を容易にする。それは、燃料補給間隔を２０年以上に延長する可能性を提供しつつ行われる。これにより、顧客は、頻繁に使用することを意図した、原子力アイランドの不可欠な部分である燃料補給装置を購入することを回避することができる。これは、プラント全体のレイアウトを単純化し、全資本化期間（およびより長い期間）にわたって保証された燃料コストを提供し、生成される使用済み燃料の体積を減少させ、拡散抵抗性を増加させ、さもなければ成熟した燃料サイクルインフラストラクチャ／セーフガードの欠如によって挑戦されるであろう市場へのアクセスを容易にする。コストの節約がもたらされる。他の利点は明らかであろう。

本明細書に記載される主題の様々な態様は、以下の実施例に記載される。

実施例１－容器を有し、さらに容器内に冷却材を配置する原子炉で使用するための燃料アセンブリ。燃料アセンブリは、第１の部分と第２の部分とを備える。第１部分は、細長いダクトと、その中に形成された複数の流路を含むプレナムヘッダ接続部と、細長いダクトの中に配置された複数の燃料要素とを備える。各燃料要素は、その中に形成された内部領域を含む被覆管を含む。内部領域は、その中に位置する核燃料物質を含む。複数の燃料要素の内部領域は、複数の流路と流体連通している。第２の部分は、プレナムヘッダ接続部の複数の流路と流体連通する共通の核分裂ガスプレナムを含む。共通の核分裂ガスプレナムは、他の点では使用されていない容器の部分に配置される。共通の核分裂ガスプレナムは、原子炉の運転中に核燃料材料によって生成される核分裂ガスの量を受け取るように構成される。

実施例２－燃料アセンブリが、冷却材によって燃料アセンブリに加えられる摩擦力、形状抗力、及び浮力のうちの少なくとも１つに抵抗し、複数の燃料要素を冷却材内に保持するように、燃料アセンブリに加えられる保持力を有するように構成される、実施例１に記載の燃料アセンブリ。

実施例３－燃料アセンブリが、第１の部分と第２の部分との中間に配置された第３の部分を含み、第３の部分が、第１の部分と第２の部分とを互いに流体連通させる通路を含む、実施例１または２に記載の燃料アセンブリ。

実施例４－第１の部分が、第１の直径内に画定された第１の最外面を含み、第２の部分が、第２の直径内に画定された第２の最外面を含み、第３の部分が、第１の直径よりも小さい第３の直径内に画定された第３の最外面を含む、実施例３に記載の燃料アセンブリ。

実施例５－第３の直径が第２の直径よりも小さい、実施例４の燃料アセンブリ。

実施例６－前記共通の核分裂ガスプレナム、前記通路、前記流路、前記プレナムヘッダ接続部、及び前記複数の燃料要素のうちの少なくとも１つが、前記共通の核分裂ガスプレナムから前記複数の燃料要素に向かう方向に核分裂ガスが流れないように抵抗する逆止弁を含む、実施例３、４、又は５の燃料アセンブリ。

実施例７－逆止弁が流体ダイオードを含む、実施例６の燃料アセンブリ。

実施例８－前記プレナムヘッダ接続部が、その中に画定された複数の冷却材流路を備える、実施例１、２、３、４、５、６又は７の燃料アセンブリ。

実施例９－プレナムヘッダ接続部が、プレナムヘッダ接続部の複数の流路を第３の部分の通路に流体接続するように構成された中央収集通路をさらに備える、実施例３、４、５、６、又は７の燃料アセンブリ。

実施例１０－容器を有し、さらに容器内に位置する冷却材を有する、原子炉で使用するための燃料アセンブリ。燃料アセンブリは、燃料バンドル、プレナムヘッダ接続部、細長いマスト、及び共通の核分裂ガスプレナムを備える。燃料バンドルは、複数の燃料要素を含む。各燃料要素は、その中に位置決めされた核燃料材料を含む。プレナムヘッダ接続部は、その中に画定された複数の通路を含む。プレナムヘッダ接続部は、燃料バンドル上に配置される。複数の通路は、核燃料物質と流体連通している。細長いマストは、燃料バンドルから延び、内部通路を備える。共通の核分裂ガスプレナムは、細長いマストから延びている。内部通路は、共通の核分裂ガスプレナムをプレナムヘッダ接続部の複数の通路に接続し、その結果、共通の核分裂ガスプレナムは、原子炉の操作中に核燃料材料によって生成された量の核分裂ガスを受け入れるように構成される。共通の核分裂ガスプレナムは、他の点では使用されていない容器の部分に配置される。

実施例１１－燃料アセンブリは、冷却材によって燃料アセンブリに加えられる摩擦力、形状抗力、及び浮力のうちの少なくとも１つに抵抗し、冷却材内に位置する複数の燃料要素を保持するように、燃料アセンブリに加えられる保持力を有するように構成される、実施例１０に記載の燃料アセンブリ。

実施例１２－前記燃料バンドルが、第１の直径内に画定された第１の最外表面を含み、前記共通の核分裂ガスプレナムが、第２の直径内に画定された第２の最外表面を含み、前記細長いマストが、前記第１の直径よりも小さい第３の直径内に画定された第３の最外表面を含む、実施例１０又は１１に記載の燃料アセンブリ。

実施例１３－第３の直径が第２の直径よりも小さい、実施例１２の燃料アセンブリ。

実施例１４－前記共通の核分裂ガスプレナム、前記内部通路、前記通路、前記プレナムヘッダ接続、及び前記複数の燃料要素のうちの少なくとも１つが、前記共通の核分裂ガスプレナムから前記複数の燃料要素に向かう方向に核分裂ガスが流れないよう抵抗する逆止弁を含む、実施例１０、１１、１２、又は１３の燃料アセンブリ。

実施例１５－逆止弁が流体ダイオードを含む、実施例１４の燃料アセンブリ。

実施例１６－プレナムヘッダ接続部が中央収集通路をさらに含み、中央収集通路がプレナムヘッダ接続部の複数の通路を細長いマストの内部通路に流体的に接続する、実施例１０、１１、１２、１３、１４、又は１５の燃料アセンブリ。

実施例１７－原子炉内の燃料アセンブリと共に使用するための核分裂ガスプレナムヘッダ接続部を形成する方法。燃料アセンブリは、複数の燃料要素を含む。本方法は、第１の部分内の材料を機械加工、エッチング、又は他の方法で除去することによって流路を形成するステップと、使用中に燃料アセンブリから放出される核分裂ガスがその中を進むことを可能にするように構成された内部流路を含む一体で継ぎ目のないプレナムヘッダ接続部を形成するために、第２の部分を第１の部分に拡散接合するステップとを含む。

実施例１８－内部に複数のプレナムフロー接続部を形成するために、前記一体で継ぎ目のないプレナムヘッダ接続部から材料を機械加工、エッチング、又はその他の方法で除去する工程をさらに含み、各プレナムフロー接続が、前記燃料アセンブリの前記燃料要素のうちの１つの端部を受け入れるように構成される、実施例１７に記載の方法。

実施例１９－前記内部流路は、前記内部流路及び前記複数のプレナムフロー接続が互いに流体連通するように、前記複数のプレナムフロー接続と相互接続する、実施例１８に記載の方法。

実施例２０－原子炉の冷却材のための流路を形成するために、プレナムヘッダ接続部から材料を機械加工、エッチング、または他の方法で除去する工程をさらに含む、実施例１８又は１９に記載の方法。

特定の実施形態を詳細に説明したが、当業者であれば、本開示の全ての教示に照らして、これらの詳細に対する様々な修正形態および代替形態を開発することができ、例示的な実施形態のうちの１つ又は複数の選択された要素を、開示された概念の範囲から逸脱することなく、他の実施形態からの１つ又は複数の要素と組み合わせることができることを理解されよう。したがって、開示された特定の実施形態は、例示的なものにすぎず、添付の特許請求の範囲およびその任意のおよびすべての均等物の全範囲が与えられるべき本開示の範囲を限定するものではないことが意図されている。

当業者は、一般的に、本明細書で使用される用語、特に添付の特許請求の範囲で使用される用語（例えば、添付の特許請求の範囲の本体）は、一般的に「オープン」用語（例えば、「含んでいる」を含むがこれに限定されない）として解釈されるべきであり、用語「有している」は「少なくとも有している」と解釈されるべきであり、用語「含んでいる」は「含んでいるがこれに限定されない」などとして解釈されるべきであり、さらに、導入された特許請求の範囲の特定の数の記載が意図される場合、そのような意図はクレームに明示的に記載され、そのような記載がない場合、例えば、理解を助けるために、添付の特許請求の範囲は、クレームの記載を導入するための導入用語「少なくとも１つ」及び「１つ以上」の使用を含むことができるが、そのような用語の使用は、以下のように解釈されるべきではない 不明確な物品「ａ」又は「ａｎ」によるクレームの記載の導入は、当該導入されたクレームの記載を含む特定のクレームを、たとえ同じクレームが「１以上」又は「少なくとも１以上」の導入語句及び「ａ」又は「ａｎ」（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は、典型的には「少なくとも１以上」又は「１以上」を意味すると解釈されるべきである）のような不明確な物品を含む場合であっても、当該導入されたクレームの記載を１のみを含むクレームに限定するものであり、クレームの記載を導入するために使用さ。

さらに、たとえ導入された請求項列挙の特定の数が明示的に列挙されたとしても、当業者は、そのような列挙が、典型的には、少なくとも列挙された数を意味すると解釈されるべきであることを認識するであろう（例えば、他の修飾語なしの「２つの列挙」の裸の列挙は、典型的には、少なくとも２つの列挙、又は２つ以上の列挙を意味する）。さらに、「Ａ、Ｂ、及びＣなどのうちの少なくとも１つ」に類似する規約が使用される場合、一般に、そのような構成は、当業者がその規約を理解することを意図する（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、Ａ及びＢ単独、Ａ及びＢ単独、ＡおよびＣ単独、Ａ及びＣ単独、ＢおよびＣ単独、ならびに／またはＡ、ＢおよびＣ単独などを有するシステムを含むが、それらに限定されない）。「Ａ、Ｂ、又はＣなどのうちの少なくとも１つ」に類似する規約が使用される場合、一般に、そのような構成は、当業者がその規約を理解することを意図する（例えば、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、Ａ及びＢ同士、Ａ及びＣ同士、ＢおよびＣ同士、及び／又はＡ、ＢおよびＣ同士などを有するシステムを含むが、それらに限定されない）。さらに、当業者であれば、典型的には、説明、特許請求の範囲、又は図面のいずれかにおいて、２つ以上の代替用語を提示する分離語及び／又は句は、文脈が別段の指示をしない限り、用語のうちの１つ、用語のうちのいずれか、又は両方の用語を含む可能性を企図するものと理解されるべきであることを理解されたい。例えば、語句「Ａ又はＢ」は、典型的には、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むと理解される。

添付の特許請求の範囲に関して、当業者は、その中に列挙された動作が、一般に、任意の順序で実行され得ることを理解するであろう。また、さまざまな動作フロー図がシーケンスで提示されているが、さまざまな動作は、図示されている順序以外の順序で実行されてもよく、又は同時に実行されてもよいことを理解されたい。そのような代替順序付けの例は、文脈が別段の指示をしない限り、オーバーラップ、インターリーブ、中断、並べ替え、増分、準備、補足、同時、逆、又は他の変形順序付けを含むことができる。さらに、「に応答する」、「に関連する」、または他の過去の形容詞のような用語は、文脈が別段の指示をしない限り、一般に、そのような変形例を除外することを意図しない。

「１つの態様」、「１つの態様」、「例示」、「１つの例示」などへの言及は、その態様に関連して説明された特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも１つの態様に含まれることを意味し、したがって、本明細書全体の様々な場所における「１つの態様において」、「１つの態様において」、「１つの例示において」、及び「１つの例示において」という語句の出現は、必ずしもすべて同じ態様を指しているわけではないことに留意されたい。さらに、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ又は複数の態様において任意の適切な方法で組み合わせることができる。

本明細書で言及され、及び／又は任意の出願データシートに列挙された任意の特許出願、特許、非特許公開、または他の開示材料は、組み込まれた材料が本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。したがって、必要な範囲で、本明細書に明示的に記載される開示は、参照により本明細書に組み込まれる任意の矛盾する材料に取って代わる。参照により本明細書に組み込まれると言われているが、本明細書に記載されている既存の定義、ステートメント、又は他の開示材料と矛盾する任意の材料又はその一部は、組み込まれた材料と既存の開示材料との間に矛盾が生じない範囲でのみ組み込まれる。

用語「備える」（及び「備える」及び「備える」などの任意の形成）、「有する」（ならびに「有する」及び「有する」などの任意の形成）、「含む」（及び「含む」及び「含む」などの任意の形成）、及び「含む」（及び「含む」などの任意の形成）は、動詞を結び付けるオープンエンドである。結果として、「備える」、「有する」、「有する」又は「含む」又は「含む」１つまたは複数の要素は、それらの１つ又は複数の要素のみを有するが、それらの１つまたは複数の要素のみを有することに限定されない。同様に、「備える」、「有する」、「有する」、「含む」または「含む」システム、デバイス、又は「含む」装置の要素は、それらの１つ又は複数の特徴を有するが、それらの１つ又は複数の特徴のみを有することに限定されない。

要約すると、本明細書に記載の概念を採用することから生じる多くの利点が記載されている。１つ又は複数の形態の前述の説明は、例示および説明の目的で提示されている。これは、網羅的であることも、開示された厳密な形態に限定することも意図されていない。上記の教示に照らして、修正又は変形が可能である。１つ又は複数の形態は、原理および実用的な適用を例示するために選択され、説明され、それによって、当業者が、意図される特定の使用に適した様々な形態および様々な修正を利用することを可能にした。本明細書で提出される特許請求の範囲は、全体的な範囲を定義することが意図される。

Claims (20)

1. 容器を有し、さらに前記容器内に配置された冷却材を有する原子炉で使用するための燃料アセンブリであって、
   第１の部分と、
   第２の部分と、を備え、
   前記第１の部分は、
   細長いダクトと、
   複数の流路が形成されたプレナムヘッダ接続部と、
   前記細長いダクト内に位置決めされた複数の燃料要素と、を備え、
   各燃料要素は、その中に形成された内部領域を含む被覆管を備え、
   前記内部領域は、その中に位置決めされた核燃料材料を含み、
   前記複数の燃料要素の内部領域は、前記複数の流路と流体連通しており、
   前記第２の部分は、
   前記プレナムヘッダ接続部の前記複数の流路と流体連通している共通の核分裂ガスプレナムを備え、
   前記共通の核分裂ガスプレナムは、前記容器の他の未使用部分内に位置決めされ、
   前記共通の核分裂ガスプレナムは、前記原子炉の運転中に前記核燃料材料によって生成される核分裂ガスの量を受け取るように構成される、燃料アセンブリ。
2. 前記燃料アセンブリは、前記冷却材によって前記燃料アセンブリに加えられる摩擦力、形状抗力、および浮力のうちの少なくとも１つに抵抗し、前記複数の燃料要素を前記冷却材内に保持するために、保持力が加えられるように構成される、請求項１に記載の燃料アセンブリ。
3. 前記燃料アセンブリは、前記第１の部分と前記第２の部分との中間に配置された第３の部分を備え、
   前記第３の部分は、前記第１の部分と前記第２の部分とを互いに流体連通させる通路を含む、請求項１に記載の燃料アセンブリ。
4. 前記第１の部分は、第１の直径内に画定された第１の最外面を含み、
   前記第２の部分は、第２の直径内に画定された第２の最外面を含み、
   前記第３の部分は、前記第１の直径よりも小さい第３の直径内に画定された第３の最外面を含む、請求項３に記載の燃料アセンブリ。
5. 前記第３の直径は、前記第２の直径よりも小さい、請求項４に記載の燃料アセンブリ。
6. 前記共通の核分裂ガスプレナム、前記通路、前記流路、前記プレナムヘッダ接続部、及び前記複数の燃料要素のうちの少なくとも１つは、前記共通の核分裂ガスプレナムから前記複数の燃料要素に向かう方向に核分裂ガスが流れないよう抵抗する逆止弁を含む、請求項３に記載の燃料アセンブリ。
7. 前記逆止弁が流体ダイオードを備える、請求項６に記載の燃料アセンブリ。
8. 前記プレナムヘッダ接続部は、その中に画定された複数の冷却材流路を備える、請求項１に記載の燃料アセンブリ。
9. 前記プレナムヘッダ接続部は、前記プレナムヘッダ接続部の前記複数の流路を前記第３の部分の前記通路に流体接続するように構成された中央収集通路をさらに備える、請求項３に記載の燃料アセンブリ。
10. 容器を有し、さらに前記容器内に配置された冷却材を有する原子炉で使用するための燃料アセンブリであって、
    複数の燃料要素を含む燃料バンドルであって、
    各燃料要素は、その中に位置決めされた核燃料材料を含む、前記燃料バンドルと、
    内部に画定された複数の通路を含むプレナムヘッダ接続部であって、プレナムヘッダ接続部は前記燃料バンドル上に配置され、前記複数の通路は前記核燃料材料と流体連通している、前記プレナムヘッダ接続部と、
    燃料バンドルから延びる細長いマストであって、内部通路を含む前記細長いマストと、
    前記細長いマストから延びる共通の核分裂ガスプレナムであって、前記内部通路が前記共通の核分裂ガスプレナムを前記プレナムヘッダ接続部の複数の通路に接続し、その結果、前記共通の核分裂ガスプレナムは、前記原子炉の運転中に前記核燃料材料によって生成された核分裂ガスの量を受け取るように構成され、前記共通の核分裂ガスプレナムは、前記容器の他の未使用部分内に配置される、前記共通の核分裂ガスプレナムと、を備える、燃料アセンブリ。
11. 前記燃料アセンブリは、前記冷却材によって前記燃料アセンブリに加えられる摩擦力、形状抗力、及び浮力のうちの少なくとも１つに抵抗し、前記冷却材内に位置する前記複数の燃料要素を保持するために、それに加えられる保持力を有するように構成される、請求項１０に記載の燃料アセンブリ。
12. 前記燃料バンドルが、第１の直径内に画定された第１の最外表面を含み、
    前記共通の核分裂ガスプレナムが、第２の直径内に画定された第２の最外表面を含み、
    前記細長いマストが、前記第１の直径よりも小さい第３の直径内に画定された第３の最外表面を含む、請求項１０に記載の燃料アセンブリ。
13. 前記第３の直径は、前記第２の直径よりも小さい、請求項１２に記載の燃料アセンブリ。
14. 前記共通の核分裂ガスプレナム、前記内部通路、前記通路、前記プレナムヘッダ接続部、及び前記複数の燃料要素のうちの少なくとも１つは、前記共通の核分裂ガスプレナムから前記複数の燃料要素に向かう方向に核分裂ガスが流れないよう抵抗する逆止弁を含む、請求項１０に記載の燃料アセンブリ。
15. 前記逆止弁が流体ダイオードを備える、請求項１４に記載の燃料アセンブリ。
16. 前記プレナムヘッダ接続部は、中央収集通路をさらに含み、
    前記中央収集通路は、前記プレナムヘッダ接続部の前記複数の通路を前記細長いマストの前記内部通路に流体的に接続する、請求項１０に記載の燃料アセンブリ。
17. 原子炉内の燃料アセンブリと共に使用するための核分裂ガスプレナムヘッダ接続部を形成する方法であって、前記燃料アセンブリは複数の燃料要素を含み、以下のステップ：
    機械加工、エッチング、又は他の方法で第１の部分内の材料を除去することによって流路を形成すること、及び
    第２の部分を前記第１の部分に拡散接合し、使用中に前記燃料アセンブリから放出された核分裂ガスがその中を移動することを可能にするように構成された内部流路を備える、一体で継ぎ目のないプレナムヘッダ接続部を形成すること、を含む、方法。
18. 前記一体で継ぎ目のないプレナムヘッダ接続部から、材料を機械加工、エッチング、又は他の方法で除去して、その中に複数のプレナムフロー接続部を形成する工程をさらに含み、
    各プレナムフロー接続部は、前記燃料アセンブリの燃料要素のうちの１つの端部を受け入れるように構成される、請求項１７に記載の方法。
19. 前記内部流路は、前記内部流路及び前記複数のプレナムフロー接続部が互いに流体連通するように、前記複数のプレナムフロー接続部と相互接続する、請求項１８に記載の方法。
20. 前記原子炉の冷却材のための流路を形成するために、前記一体で継ぎ目のないプレナムヘッダ接続部から材料を機械加工、エッチング、または他の方法で除去するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
    

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