JP3977969B2

JP3977969B2 - 燃料集合体

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Publication number: JP3977969B2
Application number: JP32644199A
Authority: JP
Inventors: 信郎堤; 潤二郎中島; 泰典別所; 正水野; 孝次椎名; 徹金沢; 淳一小山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2019-11-17
Also published as: JP2001141866A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉用の燃料集合体に係り、特に燃料集合体内部に異物が混入するのを防止するための異物捕捉手段を備えた燃料集合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水型原子炉（以下、ＢＷＲと略す）に用いられる燃料集合体は、一般に、内部に多数の核燃料ペレットを有する複数本の核燃料棒（以下、燃料棒という）及び内部に中性子減速材が流れる水ロッドの上端を上部タイプレートで保持し、これらの下端を下部タイプレートで支持している。これら燃料棒と水ロッドとは、軸方向に並んだ複数のスペーサにより一定間隔に保持されており、冷却材（軽水）は下部タイプレート下端の開口部（入口ノズル）から流入し、核燃料集合体内部に供給される。
【０００３】
ところで、原子力発電プラントの原子炉圧力容器の中には、なんらかの異物が混入する可能性がないとは言えず、このような異物が原子炉運転中に冷却材とともにプラント内を流れ、燃料集合体の燃料棒周辺に流入した場合、燃料棒の間やスペーサに係留され、その流動振動によるフレッティング摩耗によって燃料棒被覆管を損傷し悪影響を与える可能性がある。
【０００４】
上記したように、冷却材は下部タイプレートから燃料集合体へ流入する。このとき下部タイプレートでは、冷却材は下端にある入口ノズルから流入し、下部タイプレート内部を通過した後、上端にある燃料棒支持格子部に形成された冷却材流路から下部タイプレート外へ流出する。燃料集合体の燃料棒周辺への異物の侵入を阻止するために、この下部タイプレートでの冷却材流路に異物捕捉手段（異物フィルタ）を設けた従来技術として、例えば、特開平4−230892 号公報，特開平7−159567号公報、及び特開平7−306284号公報がある。
【０００５】
特開平4−230892 号公報では、下部タイプレートのある部分に、波板を一定の間隔で並べたフィルタを配置し、波板の湾曲部で異物を捕捉する技術が開示されている。特開平7−159567 号公報では、下部タイプレートの上部端にある燃料棒支持格子部の冷却材流路をラビリンス形状にし、異物の通過を阻止する構造が開示されている。特開平7−306284 号公報には、下部タイプレートの燃料支持格子部の冷却材流路に複数の小孔を有する格子を設置し、異物を捕獲する構造が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には以下の問題がある。すなわち、特開平7− 306284号公報では、異物捕捉手段として小孔形状としているが、異物が線状の形状をしていて冷却材流れに沿って流れてきた場合には、その異物を捕捉することが困難である。
【０００７】
また、特開平7−159567 号公報では、異物が線状の形状をしていて冷却材流れに沿って流れてきた場合にもその異物を捕捉することは可能であるが、冷却材の流速が速い燃料棒支持格子部に異物フィルタを設置し、異物フィルタによって冷却材流れをさらに絞ったり曲げたりしているため、圧力損失が大幅に増加するという問題がある。
【０００８】
また、特開平4−230892号公報では、特開平7−159567号公報と同様に、異物が線状の形状をしていて冷却材流れに沿って流れてきた場合にもその異物を捕捉することは可能であり、かつ、冷却材の流速が遅い下部タイプレート矩形部に異物フィルタを設置することで圧力損失もかなり小さくすることが可能である。しかし、より小さな異物を捕捉するためには、波板の間隔をより小さくする、あるいは波板の湾曲率をより大きくする必要があり、圧力損失が増加してしまう。したがって、より小さな異物を捕捉する時でも、できるだけ圧力損失の増加を小さくしたいという課題がある。
【０００９】
以上のように、上記３つの従来技術では、より小さな線状の異物を捕捉でき、かつ、下部タイプレートでの圧力損失の増加をできるだけ小さくする構造としては不十分である。特に、圧力損失が大きく増加すると、冷却材流量が減少して燃料棒の冷却能力が低下するため、健全性を維持するのが困難となり、好ましくない。
【００１０】
本発明の目的は、より小さな線状の異物が冷却材流れに沿って流れてきた場合にも異物を捕捉でき、かつ、下部タイプレートでの圧力損失の増加量を十分に低減できる異物捕捉手段を備えた燃料集合体を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃料集合体は、燃料棒の下端部が挿入される複数の挿入部及びこれらの挿入部を相互に連結する複数の連結部を有する下部タイプレートが、冷却材によって運ばれる異物を捕捉するための異物フィルタを、その挿入部及び連結部よりも下方で内部に設け、この異物フィルタが、複数の第１平板とこれらの第１平板と直交する方向に配置された複数の第２平板を組合せて構成された格子を含む一対の平板集合体を備え、それぞれの平板集合体において、各第１平板が下部タイプレートの軸方向と並行に配置され、各第２平板がその軸方向に対して同じ向きに傾斜して配置され、一対の平板集合体のうちの一方である第１の平板集合体が、軸方向において、他方の第２の平板集合体よりも燃料棒側に配置されており、隣り合う第２平板間に形成される流路が、その軸方向に対して斜めになるように、その入口から出口まで真っ直ぐに形成されており、第２平板集合体に形成される流路が、第１平板集合体に形成される流路と逆方向に傾斜されており、第１平板集合体の第１平板の下端が第２平板集合体の第１平板の上端と接触しており、第２平板集合体の流路の出口における第２平板の位置が、第１平板集合体の流路の入口におけるほぼ中央に配置され、第２平板集合体の流路の入口における第２平板の位置が、第２平板集合体の流路の出口におけるほぼ中央に配置される。
【００１２】
好ましくは、前記異物フィルタが下部タイプレート下端の入口ノズルと下部タイプレート上端の燃料棒支持格子部の中間の矩形部に設置される。
【００１３】
線状の異物が冷却材に含まれる場合、その異物は冷却材流れに沿って縦になって流れることが一般的に知られている。また、平板集合体１つは、冷却材流れ方向に対して斜めに傾斜してはいるが、真っ直ぐな大きな流路を持っている。したがって、冷却材流れに沿って縦に流れてきた線状異物はその方向を変えて傾斜した流路を通過すると考えられるので、平板集合体１つでは異物を捕捉することはできない。冷却材流れに沿って縦に流れてきた線状異物を捕捉するためには、冷却材流れ方向に対して真っ直ぐな流路を無くす必要がある。
【００１４】
２つの平板集合体を用意し、流路の傾斜方向が逆になるように冷却材流れ方向に重ねると、冷却材流れ方向に真っ直ぐに貫通する流路を無くすことができる。捕捉したい異物の大きさに応じて、平板の間隔，平板の高さ，流路の傾斜角度を選定し、決定する。以上より、２つの平板集合体の流路を、流路の傾斜方向が逆になるように冷却材流れ方向に重ねることで、線状の異物が冷却材流れに沿って流れてきた場合にも、異物を捕捉することができる。
【００１５】
圧力損失については、次式が成り立つ。
【００１６】
ΔＰ＝Ｋｖ² …（数１）ここで、ΔＰ：圧力損失、Ｋ：圧力損失係数、ｖ：最大流速である。圧力損失係数Ｋは、流路の拡大，縮小や曲げによって決まる定数である。また、最大流速ｖは、流路が一番絞られている部分での流速である。Ｋもｖも、小さい方が圧力損失ΔＰは小さくなる。
【００１７】
上記圧力損失の数１と図１１から図１４を使って、異物フィルタに従来技術と同等の異物捕捉性能を持たせるときに、圧力損失の増加量をより小さくできる本発明の利点を説明する。
【００１８】
図１１は特開平4−230892 号公報に記載されている異物フィルタの典型的な冷却材流れ方向の断面構造を示したものであり、図１２は本発明の異物フィルタの冷却材流れ方向の断面構造を示したものである。図１１の３０が捕捉できる線状異物の最小長さを示しており、その時の傾斜角度，横流路間隔，横平板間隔がそれぞれ３１，３２，３３で示される。図１２の３４が捕捉できる線状異物の最小長さを示しており、その時の傾斜角度，横流路間隔，横平板間隔がそれぞれ３５，３６，３７で示される。図１２の捕捉できる線状異物の最小長さ３４と傾斜角度３５を、それぞれ図１１の捕捉できる線状異物の最小長さ３０と傾斜角度３１と同じにした場合、図１２の横流路間隔３６は図１１の横流路間隔３２よりも大きくなる。
【００１９】
図１３は図１１のＣＣ断面構造を示したものであり、図１４は図１２のＤＤ断面構造を示したものである。図１３の３８が捕捉できる板状異物の最小幅を示しており、その時の縦流路間隔と縦平板間隔がそれぞれ３９と４０で示される。図１４の４１が捕捉できる板状異物の最小幅を示しており、その時の縦流路間隔と縦平板間隔がそれぞれ４２と４３で示される。図１４の捕捉できる板状異物の最小幅４１を、図１３の捕捉できる板状異物の最小幅３８と同じにした場合、図
１４の縦流路間隔４２は、図１３の縦流路間隔３９よりも大きくなる。
【００２０】
全体に占める流路の割合は、（横流路間隔×縦流路間隔）／（横平板間隔×縦平板間隔）となり、これが大きいほど流速が遅くなる。図１１から図１４を用いて従来技術の構造と本発明の構造を比べると、本発明の（横流路間隔３６×縦流路間隔４２）／（横平板間隔３７×縦平板間隔４３）は、従来技術の（横流路間隔３２×縦流路間隔３９）／（横平板間隔３３×縦平板間隔４０）よりも大きくなるので流速が遅くなる。数１から、流速が遅い方が圧力損失が小さくなるので、本発明の構造の方が従来技術の構造よりも流速の点から圧力損失が小さくなると言える。
【００２１】
数１において、圧力損失係数Ｋの成分としては、流路入口での（ａ）縮小損失と（ｂ）曲げ損失、流路中間での（ｃ）曲げ損失、流路出口での（ｄ）拡大損失と（ｅ）曲げ損失の５つがある。図８から図１１を用いて従来技術の構造と本発明の構造を比較すると、（ａ）縮小損失と（ｄ）拡大損失は、本発明の構造が従来技術の構造よりも小さいと言える。また、（ｂ)，(ｃ)，(ｅ）の各曲げ損失は、本発明の構造は従来技術の構造より、下流平板集合体の縦平板が、上流平板集合体の流路の中間に配置されていることから発生する曲げの効果によって、わずかに大きいと言える。しかし、一般的に圧力損失係数Ｋに対する曲げ損失の寄与は拡大・縮小損失の寄与に比べて小さいことが分かっている。よって、総合的に圧力損失係数Ｋは本発明の構造の方が従来技術の構造よりも小さいと言える。
【００２２】
以上より、圧力損失係数Ｋも最大流速ｖも、本発明の構造の方が従来技術の構造より小さいので、本発明の構造の方が従来技術の構造より圧力損失ΔＰが小さいと言える。
【００２３】
一方、下部タイプレートの入口ノズルや燃料棒支持格子部は、下部タイプレート中間の矩形部に比べて冷却材流路面積が絞られているので、冷却材の流速が速くなっている。また、圧力損失の増加は、流速の２乗に比例することが一般的に知られている。したがって、好ましくは、異物フィルタを下部タイプレート中間の矩形部に設置することで、下部タイプレートで生じる圧力損失の増加量を十分低減することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態による燃料集合体の全体構造を表す縦断面図を図２に示す。本燃料集合体１は、９行９列の正方格子状に配列された燃料棒２及び水ロッド３と、これら燃料棒２及び水ロッド３の下端を支持する燃料棒支持格子部４Ａを備えた下部タイプレート４と、燃料棒２及び水ロッド３の上端を保持する上部タイプレート５と、燃料棒２及び水ロッド３を所定の間隔に保持するスペーサ６と、これらの構造物の外周部を取り囲むチャンネルボックス８とを有している。冷却材（軽水）は、図２中に矢印で示すように、下部タイプレート４の下端開口部である入口ノズル４Ｂから流入し、下部タイプレート４の内部の矩形部４Ｃ及び異物フィルタ９を通過した後、上端部の燃料棒支持格子部４Ａから燃料棒２の周辺領域へと供給される。
【００２５】
下部タイプレート４の詳細構造を表す図２の部分拡大縦断面図を図１に示す。図１において、下部タイプレート４の燃料棒支持格子部４Ａは、各燃料棒２の下端がそれぞれ挿入される挿入口を備えた多数の挿入部材４Ａａと、これら多数の挿入部材４Ａａ間をそれぞれ連結する多数の連結部材４Ａｂとを備え、それら挿入部材４Ａａ及び連結部材４Ａｂの間の領域に多数の冷却材流路１０を形成している。
【００２６】
本実施形態の最も大きな特徴は、下部タイプレート４の内部の矩形部４Ｃに、平板を一定間隔で配列して形成した異物フィルタ９が設けられていることである。この異物フィルタ９の詳細構造について、図１中のＡ部の部分拡大縦断面図を図３に、図１中のＢＢ断面の部分拡大横断面図を図４に示す。
【００２７】
図３と図４において、異物フィルタは冷却材流れの上流と下流に配置された２つの平板集合体より構成されている。上流平板集合体と下流平板集合体の構造は、流路の傾斜方向が逆であることを除いて、まったく同じである。平板集合体は縦平板１１と横平板１２を格子状に組立ててあり、流路入口１３，流路出口１４，斜めに傾斜した流路１５を有している。流路の傾斜角度を１６，縦平板間隔を１７，横平板間隔を１８，縦平板高さを１９，横平板高さを２０とする。本実施形態の平板集合体は、縦平板１１の板厚は１.０mm、横平板１２の板厚は１.０mm、流路の傾斜角度１６は３０°、縦平板間隔１７は７.０mm 、横平板間隔１８は４.０mm、縦平板高さ１９は１０mm、横平板高さ２０は１１.５mmとなっている。図５に縦平板１１の単体の構造を示す。縦平板１１には斜めスリット２１が縦平板高さ１９の半分まで切られており、左右両端には平板集合体枠に固定するための保持部２２がある。縦平板１１の上下両端は、圧力損失の増加を極力小さくするように、面取りあるいはＲ加工が施されている。
【００２８】
図６に横平板１２の単体の構造を示す。横平板１２には垂直スリット２３が横平板高さ２０の半分まで切られており、左右両端には平板集合体枠に固定するための保持部２４がある。横平板１２の上下両端は、圧力損失の増加を極力小さくするように、面取りあるいはＲ加工が施されている。
【００２９】
図７に平板集合体枠２５の構造を示す。外巾２６は下部タイプレート矩形部に納まるように約１２４mmとなっており、高さ２７は縦平板高さの２倍の２０mmとなっている。平板集合体枠２５の２対の辺のうち対向する１対の辺には、縦平板１１の保持部２２がかみ合うように、垂直スリット２８が約７mm間隔に切られている。垂直スリット２８は平板集合体枠２５の上下に約５mmずつの深さで切られており、その垂直スリット２８の位置は上下で間隔７mmの半分の３.５mm ずつずれている。もう一方の対向する１対の辺には、横平板１２の保持部２４がかみ合うように、斜めスリット２９が約４.０mm 間隔に切られている。斜めスリット
２９は平板集合体枠２５の上下に約５mmずつの深さで切られており、その斜めスリット２９の位置は上下で間隔４.０mm の半分の２.０mm ずつずれている。
【００３０】
平板集合体を組立てる際には、図７の平板集合体枠２５の上流側に、まず図６の横平板１２を上流側分全部組込む。その時、平板集合体枠の斜めスリット２９に横平板の保持部２４が入れ込まれる。次に、横平板１２を組込んだ平板集合体枠２５に、図５の縦平板１１を上流側分全部組込む。その時、平板集合体枠の垂直スリット２８に縦平板の保持部２２が入れ込まれ、同時に横平板の垂直スリット２３と縦平板の斜めスリット２１とがかみ合わせられる。以上により、上流側分全部組立てられた状態となる。さらに、平板集合体枠２５と縦平板の保持部
２２および横平板の保持部２４とを溶接で接合して一体化する。
【００３１】
下流側についても同様に組立て、溶接して一体化する。平板集合体枠２５の垂直スリット２８と斜めスリット２９は、予め上流側の縦平板１１および横平板
１２と下流側の縦平板１１および横平板１２の位置がずれるように切ってあるので、垂直スリット２８および斜めスリット２９に沿って縦平板１１および横平板１２を組込むことでずらすことができる。
【００３２】
以上のように構成した異物フィルタ９を図８に示す下部タイプレート４の開口部４Ｄへ挿入する。開口部４Ｄは対面側にも同じ位置と大きさで存在する。異物フィルタ９と下部タイプレート４を溶接により接合する。
【００３３】
以上のように構成した本実施形態の燃料集合体１の作用及び効果を以下に説明する。
【００３４】
（１）平板集合体を２つ重ねた構造による異物捕捉性能の向上
上記構成の燃料集合体１において、冷却材は下部タイプレート４の入口ノズル４Ｂから流入し、下部タイプレート４の内部の矩形部４Ｃを通過した後、燃料棒支持格子部４Ａの冷却材流路１０を通過して、燃料棒２の周辺領域へと流入する。冷却材とともに流れてきた異物は、下部タイプレート４の入口ノズル４Ｂから下部タイプレート４の内部の矩形部４Ｃを介し燃料棒支持格子部４Ａの冷却材流路１０に流入しようとするが、下部タイプレートの内部の矩形部４Ｃにある異物フィルタ９で捕捉されて流入を阻止され、これによって燃料棒２の周辺領域への侵入が防止される。
【００３５】
異物には板状，棒状，らせん状，かたまり状，線状など様々な形状が存在する。異物フィルタ９を平板集合体１つで形成すると、冷却材流れ方向に対して斜めに傾斜されてはいるが、真っ直ぐな流路が大きく存在するので、冷却材流れに沿って縦に流れてきた線状の異物を捕捉することができない。本実施形態においては、もう１つの平板集合体を流路の傾斜方向が逆になるように重ねることによって、冷却材流れ方向に真っ直ぐな流路無くすことができるので、冷却材流れに沿って縦に流れてきた線状の異物を捕捉することができる。この原理を図９と図
１０を用いて具体的に説明する。
【００３６】
図９は、平板集合体１つの時に冷却材流れ方向に真っ直ぐな流路が存在することを示し、図１０は、平板集合体を２つ重ねた時に冷却材流れ方向に真っ直ぐな流路が存在しなくなることを示したものである。図９は、平板集合体１つを冷却材流れと垂直方向から見た断面図である。平板１２ａは、板厚１.０mm，間隔4.0mm，傾斜角度３０°，高さ１１.５mm とした。図中の矢印で示すように、流路は冷却材流れ方向と傾斜はしているが、真っ直ぐに貫通している。図１０は、平板集合体を２つ重ねた時を冷却材流れと垂直方向から見た断面図である。追加で重ねた平板集合体の寸法形状は、図９で示した平板集合体と同じとし、傾斜の方向を逆にしている。図中の矢印で示すように、平板集合体を２つ重ねることで、冷却材流れ方向に真っ直ぐな流路を無くすことができる。
【００３７】
（２）平板集合体をずらして重ねたことによる圧力損失の低減
前述したように、圧力損失を表す数１と図１１から図１４を使って、本発明の異物フィルタの構造は、異物フィルタに従来技術と同等の異物捕捉性能を持たせるときに、圧力損失の増加量をより小さくできる利点を持っていることを示すことができた。
【００３８】
ここでは、定量的にどの程度の効果があるかを示す。圧力損失係数Ｋを定量的に評価することは難しいので、圧力損失係数Ｋが従来技術と本実施形態で同じであると仮定し、流速ｖのみを従来技術と本実施形態で比較して、圧力損失の違いを検討する。圧力損失係数Ｋを従来技術と本実施形態で同じとした仮定は保守的なものである。
【００３９】
流速ｖについて、従来技術構造の流速を１とした時の本実施形態構造の流速を求める。本実施形態の平板集合体は、図３と図４において、縦平板１１の板厚は１.０mm、横平板１２の板厚は１.０mm、流路の傾斜角度１６は３０°、縦平板間隔１７は７.０mm、横平板間隔１８は４.０mm、縦平板高さ１９は１０mm、横平板高さ２０は１１.５mm となっている。この時の図１２における線状異物の最小長さ３４は約７.５mmと計算され、図１４における板状異物の最小幅４１は約２.７mmと計算される。
【００４０】
図１１と図１３で示される従来技術の構造において、線状異物の最小長さ３０が約７.５mm，板状異物の最小幅３８が約２.７mmにするためには、縦平板の板厚１.０mm，横平板の板厚１.０mm，流路の傾斜角度３０°を本実施形態の構造と同じにした場合、縦平板間隔は３.５mm、横平板間隔は３.２mmにしなければならない。
【００４１】
これより、それぞれの流路面積の縮小割合は次のように求まる。
【００４２】
（本実施形態構造の流路面積縮小割合）
＝(縦平板間隔−板厚)×(横平板間隔−板厚)／(縦平板間隔)×(横平板間隔）
＝(７.０−１.０)(４.０−１.０)／(７.０×４.０)＝０.６４
（従来技術構造の流路面積縮小割合）
＝(縦平板間隔−板厚)×(横平板間隔−板厚)／(縦平板間隔)×(横平板間隔)
＝(３.５−１.０)(３.２−１.０)／(３.５×３.２)＝０.４９
よって、従来技術構造の流速を１とした時の本実施形態構造の流速は、0.49／０.６４＝０.７７倍となる。圧力損失の観点からすると、従来技術の構造の圧力損失を１とした時の本実施形態構造の圧力損失は、１×０.７７×０.７７＝0.59倍となる。
【００４３】
以上より、平板集合体をずらして重ねることが、同じ異物捕捉性能とした時の圧力損失増加量の低減に対して有効であることが示された。
【００４４】
（３）異物フィルタを下部タイプレート矩形部に設置したことによる圧力損失の低減
下部タイプレート４の入口ノズル４Ｂや燃料棒支持格子部４Ａは、下部タイプレート４の中でも流路面積が小さく、流速が速い部分である。それに比較して、下部タイプレート４の内部の矩形部４Ｃは、流路面積が大きく、流速が遅い部分である。よって、異物フィルタ設置による圧力損失の増加量を低減するためには、異物フィルタ９を下部タイプレート４の内部の矩形部４Ｃに設置することが有効である。
【００４５】
例えば、下部タイプレートの矩形部の流路面積を１とした時の入口ノズルの流路面積は約１／３倍と小さい。よって、矩形部の流速を１とした時の入口ノズルの流速は約３倍と大きい。図３から図７で説明した本実施形態の構造の異物フィルタを矩形部に設置するかわりに入口ノズルに設置した場合の圧力損失は、圧力損失係数は同じで流速の２乗に比例するので、約９倍（＝３×３）と大幅に大きくなってしまう。
【００４６】
以上より、異物フィルタを下部タイプレートの矩形部に設置することが、圧力損失増加量の低減に対して有効であることが示された。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、線状の異物が冷却材流れに沿って流れてきた場合にも異物を捕捉でき、かつ下部タイプレートでの圧力損失の増加量を十分に低減できる異物捕捉手段を備えた燃料集合体を提供することができる。
【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下部タイプレートの詳細構造を表す部分拡大断面図である。
【図２】図１の下部タイプレートが備えられた燃料集合体の全体構造を表す縦断面図である。
【図３】図１のＡ部の部分拡大縦断面図である。
【図４】図１のＢＢ断面による部分拡大横断面図である。
【図５】異物フィルタを構成する縦平板の部品構造を表す図である。
【図６】異物フィルタを構成する横平板の部品構造を表す図である。
【図７】異物フィルタを構成する平板集合体枠の構造を表す図である。
【図８】異物フィルタを挿入して形成される下部タイプレートの外観を表す図である。
【図９】平板集合体１つで真っ直ぐに貫通する流路が存在することを表す図である。
【図１０】平板集合体を２つ重ねることによって真っ直ぐに貫通する流路を無くすことができることを表す図である。
【図１１】従来技術の異物フィルタ部の部分拡大縦断面図を表す図である。
【図１２】本実施形態の異物フィルタ部の部分拡大縦断面図を表す図である。
【図１３】従来技術の異物フィルタ部の部分拡大横断面図を表す図である。
【図１４】本実施形態の異物フィルタ部の部分拡大横断面図を表す図である。
【符号の説明】
１…燃料集合体、２…燃料棒、３…水ロッド、４…下部タイプレート、４Ａ…燃料棒支持格子部、４Ａａ…挿入部材、４Ａｂ…連結部材、４Ｃ…下部タイプレート矩形部、４Ｄ…異物フィルタ挿入孔、５…上部タイプレート、６…スペーサ、８…チャンネルボックス、９…異物フィルタ、１０…冷却材流路、１１…縦平板、１２…横平板、１３…流路入口、１４…流路出口、１５…傾斜流路、２１…縦平板斜めスリット、２２…縦平板保持部、２３…横平板垂直スリット、２４…横平板保持部、２５…平板集合体枠、２８…平板集合体枠垂直スリット、２９…平板集合体枠斜めスリット。

Claims

正方格子状に配列された複数の燃料棒と、これら複数の燃料棒の下端を支持する下部タイプレートと、前記燃料棒の上端を支持する上部タイプレートと、前記燃料棒の間隔を保持するスペーサとを備えた燃料集合体において、
前記燃料棒の下端部が挿入される複数の挿入部及びこれらの挿入部を相互に連結する複数の連結部を有する前記下部タイプレートが、冷却材によって運ばれる異物を捕捉するための異物フィルタを、前記挿入部及び前記連結部よりも下方で内部に設けており、
前記異物フィルタが、複数の第１平板とこれらの前記第１平板と直交する方向に配置された複数の第２平板を組合せて構成された格子を含む一対の平板集合体を備え、
それぞれの平板集合体において、各前記第１平板が前記下部タイプレートの軸方向と並行に配置され、各前記第２平板が前記軸方向に対して同じ向きに傾斜して配置され、
前記一対の平板集合体のうちの一方である第１の平板集合体が、前記軸方向において、他方の第２の前記平板集合体よりも前記燃料棒側に配置されており、
隣り合う前記第２平板間に形成される流路が、前記軸方向に対して斜めになるように、その入口から出口まで真っ直ぐに形成されており、
前記第２平板集合体に形成される前記流路が、前記第１平板集合体に形成される前記流路と逆方向に傾斜されており、
前記第１平板集合体の前記第１平板の下端が前記第２平板集合体の前記第１平板の上端と接触しており、
前記第２平板集合体の前記流路の出口における前記第２平板の位置が、前記第１平板集合体の前記流路の入口におけるほぼ中央に配置され、前記第１平板集合体の前記流路の入口における第２平板の位置が、前記第２平板集合体の前記流路の出口におけるほぼ中央に配置されたことを特徴とする燃料集合体。
請求項１記載の燃料集合体において、前記異物フィルタが、下部タイプレート下端の入口ノズルと下部タイプレート上端の燃料棒支持格子部の中間の矩形部に設置されたことを特徴とする燃料集合体。