JPH04264291A - 燃料集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水型原子炉（ＢＷ
Ｒ）等の軽水炉用の燃料集合体に係り、特に燃料集合体
間のウォータギャップの流路抵抗を制御することにより
、ＵＯ２燃料とＭＯＸ燃料とが混在する炉心において、
混在率の変化に対してボイド反応度係数の変化の小さな
炉心が得られる燃料集合体に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２１は、ＢＷＲの炉心に装荷される従
来の燃料集合体を示すもので、この燃料集合体１は、角
筒状をなすチャンネルボックス２内に、燃料バンドル３
を収容して構成されている。

【０００３】燃料バンドル３は、図２１に示すように、
複数本の燃料棒４を、例えば８行８列の正方格子状に配
列するとともに、その中央部に太径のウォータロッド５
を配置し、かつこれらを、軸方向に多段に配設したスペ
ーサ６により結束して構成されている。

【０００４】また、各燃料棒４およびウォータロッド５
には、図２１に示すように、その上端部に上部端栓７が
固着されているとともに、下端部に下部端栓８が固着さ
れており、上部端栓７は上部タイプレート９に、また下
部端栓８は下部タイプレート１０に、それぞれ支持され
ている。

【０００５】以上の構成において、下部タイプレート１
０からは、その開口を介し、減速材および冷却材として
の機能を併せ持つ炉水が、図２１の矢印のように導入さ
れ、導入された炉水は、各燃料棒４相互間の間隙を、下
方から上方に向かって昇流する。そしてその際、各燃料
棒４から放出される熱を除去して炉心上部に流れ、気液
二相流となる。

【０００６】一方、ウォータロッド５は、図２１に示す
ように、その下端部の開口５ａから炉水を内部に導入し
、軸方向上方へ案内した後、上端部の排出口５ｂから外
部に流出させ、各燃料棒４の上端部に案内する。

【０００７】ここで、ウォータロッド５内を流れる炉水
は、主として減速材として作用し、緩やかにウォータロ
ッド５内を流れ、炉心上部で前記気液二相流と合流して
混合される。

【０００８】なお、一部では、ウォータロッド５に代え
て、図２２に示すように、十字形の流路形状をなすウォ
ータクロス１１が用いられることもある。このウォータ
クロス１１は、ウォータロッド５と同様、その下端部に
冷却材取入口（図示せず）を有し、上端部は、十字形の
ままで開放されて排出口を構成している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の燃料集合体
において、ＭＯＸ燃料の場合には、ＵＯ２燃料に比較し
て中性子エネルギスペクトルが硬くなり、ボイド係数が
負値で大きくなるため、ＭＯＸ燃料を採用する場合には
、燃料集合体の中央部の一部の燃料棒にのみＭＯＸ燃料
ペレットを充填した燃料棒を使用したり、あるいはＭＯ
Ｘ燃料集合体の炉心への装荷体数を制限したり、さらに
は燃料集合体内部へ組込むウォータロッドの本数あるい
は断面積を増加させる必要があり、ＵＯ２燃料集合体と
ＭＯＸ燃料集合体とで構造を変える必要があるという問
題がある。そして、燃料集合体中の燃料棒をウォータロ
ッドに置き換えた場合には、燃料集合体一体当りに含ま
れる核燃料物質の量が減るため、燃料経済性が悪くなる
という問題もある。

【００１０】また、ＢＷＲの燃料集合体では、軸方向に
ボイド分布が存在するため、ＭＯＸ燃料に対して水対燃
料比を最適化しても、軸方向下部では過減速状態になる
という問題もある。

【００１１】本発明は、このような点を考慮してなされ
たもので、ＵＯ２燃料集合体とＭＯＸ燃料集合体とで、
構造をほぼ同一にすることができるとともに、燃料経済
性を悪くすることもなく、また軸方向のボイド分布によ
る水対燃料比の軸方向分布を補正することができる燃料
集合体を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する手段として、正方格子状に整列配置された複数の
燃料棒を、上部タイプレートと下部タイプレートとの間
に保持するとともに、これらを、冷却材流路を構成する
角筒状のチャンネルボックス内に収容した燃料集合体に
おいて、前記チャンネルボックスを、外筒と内筒とから
二重管構造とし、これら両筒間に、上下端が閉塞する環
状の第１冷却材流路を形成し、前記内筒の下部タイプレ
ートよりも上方位置に、前記第１冷却材流路への冷却材
取入口を設けるとともに、前記内筒の上部タイプレート
よりも下方位置に、前記第１冷却材流路からの冷却材吐
出口を設け、かつ前記第１冷却材流路の下端部に、第１
冷却材流路内を仕切って第２冷却材流路を形成するとと
もに、前記外筒の第２冷却材流路上下端位置に、小開口
をそれぞれ設けたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明に係る燃料集合体においては、二重管構
造をなすチャンネルボックスの内部空間に、第１冷却材
流路および第２冷却材流路が形成される。

【００１４】ところで、水対燃料比を増加させて中性子
エネルギスペクトルを柔らかくするために、運転状態の
炉心に単相の水を導入する方法としては、図１９に示す
ように、ウォータロッドの本数または断面積を増加させ
る方法と、燃料集合体間のウォータギャップ幅を増加さ
せる方法とがある。そして、図２０に示すように、ウォ
ータギャップ幅を増加させる方法の方が、同一水対燃料
比でも中性子エネルギスペクトルを柔らかくし、その結
果として、ボイド反応度係数の絶対値がより有効に減少
する。

【００１５】そこで本発明では、ウォータギャップの領
域を拡張するに当って、その分を二重管構造のチャンネ
ルボックスの環状部の領域として取込み、中性子エネル
ギスペクトルを軟らげる必要があるＭＯＸ燃料集合体の
み、環状部に単相の水を流し、その必要のないＵＯ２燃
料集合体は、環状部に蒸気が充満するようにして、中性
子エネルギスペクトルを制御している。この流量‐ボイ
ド特性は、第１冷却材流路の冷却材出入口の圧損特性、
すなわち冷却材取入口および冷却材吐出口の開口面積を
調節することにより容易に変更できる。換言すれば、Ｕ
Ｏ２燃料集合体とＭＯＸ燃料集合体とは、冷却材取入口
および冷却材吐出口が異なるのみで、他の部分は全く同
一構成とすることが可能となる。

【００１６】一方、下部の第２冷却材流路は、ＵＯ２燃
料集合体およびＭＯＸ燃料集合体ともに、定格炉心流量
でも蒸気が充満しているように設定される。これにより
、ＢＷＲの燃料集合体において、通常軸方向下部が過減
速状態で中性子経済性が悪くなるのが改善される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１ないし図１
０を参照して説明する。

【００１８】図２は、本発明に係る燃料集合体の一例を
示すもので、この燃料集合体２１は、チャンネルボック
ス２２内に燃料バンドル２３を収容して構成されている
。

【００１９】燃料バンドル２３は、図２および図３に示
すように、複数本の燃料棒２４を、例えば８行８列の正
方格子状に配列するとともにその中央部に、太径のウォ
ータロッド２５を配置し、これらを軸方向に多段に配設
したスペーサ２６により結束して構成されている。

【００２０】各燃料棒２４およびウォータロッド２５に
は、図２に示すように、その上端部に上部端栓２７が固
着されているとともに、各燃料棒２４の下端部には、下
部端栓２８が固着されており、上部端栓２７は、上部タ
イプレート２９に支持されるとともに、下部端栓２８は
、下部タイプレート３０の燃料支持部３１に支持されて
いる。下部タイプレート３０の燃料棒支持部３１下方に
は、空間３２が設けられており、またチャンネルボック
ス２２は、上部タイプレート２９に取付けられている。

【００２１】燃料棒２４は、図４に示すように、上部端
栓２７と下部端栓２８とによって上下端が密封された被
覆管３３を備えており、この被覆管３３内には、多数の
燃料ペレット３４が装荷されているとともに、その上部
には、ガスプレナム３５が構成されている。

【００２２】チャンネルボックス２２は、図１ないし図
３に示すように、内筒３６と外筒３７とをスペーサ３８
により連結するとともに、上下端部を、上端カバー３９
と下端カバー４０とにより閉止し、内部に環状空間が形
成される二重管構造をなしており、この環状空間は、そ
の下部を流路区画材４１で仕切ることにより、第１流路
４２と第２流路４３とに区分されている。

【００２３】第１流路４２の内筒３６部分には、図１お
よび図２に示すように、下部タイプレート３０の燃料棒
支持部３１よりも上方位置に、冷却材入口４４が設けら
れているとともに、上部タイプレート２９よりも下方位
置に、冷却材吐出口４５が設けられている。そして、燃
料棒支持部３１上方の燃料束内の冷却材流路の冷却材は
、冷却材入口４４から第１流路４２内に流入して昇流し
、冷却材吐出口４５から、燃料束内の冷却材流路に吐出
されるようになっている。なお、冷却材吐出口４５の軸
方向位置は、燃料棒２４内の燃料ペレット３４が充填さ
れている領域よりも上方のガスプレナム３５の位置にあ
ることが望ましい。

【００２４】冷却材入口４４および冷却材吐出口４５は
、ＭＯＸ燃料集合体に適用される場合には、８０％炉心
流量以上で第１流路４２のボイド率が５％以下となるよ
う、大径に形成されており、一方ＵＯ２燃料集合体に適
用される場合には、８０％炉心流量で第１流路４２のボ
イド率が約９０％になるよう、小径に形成されている。 すなわち、ＭＯＸ燃料集合体とＵＯ２燃料集合体とは、
冷却材入口４４および冷却材吐出口４５の大きさが異な
るのみで、他の基本構造は同一となっている。

【００２５】第２流路４３の外筒３７部分には、図１に
示すように、下部に冷却材入口４６が設けられていると
ともに、上部に冷却材吐出口４７が設けらており、第２
流路４３には、チャンネルボックス２２外のウォータギ
ャップ４８の冷却材が、冷却材入口４６から導入される
とともに、導入された冷却材は、冷却材吐出口４７から
ウォータギャップ４８に吐出されるようになっている。 また、冷却材入口４６および冷却材吐出口４７は、いず
れも小径に形成され、定格炉心流量以上でも、第２流路
４３内が蒸気で充満するようになっている。

【００２６】ウォータロッド２５は、図３および図５に
示すように、内管４９と外管５０とを、開口を有するス
ペーサ５１で連結して二重管状に形成されており、外管
５０の上端部は、上部端栓２７で閉止され、内管４９内
の冷却材上昇流路５２とその外側の環状の冷却材下降流
路５３とは、内管４９上端の開口５４を介し連通してい
る。

【００２７】また、外管５０の下端は、図５に示すよう
に、前記燃料棒支持部３１（図２参照）よりも上方に位
置する環状端５５で封じられており、その上部には、冷
却材吐出口５６が設けられている。

【００２８】一方、内管４９の下端部には、図５に示す
ように冷却材入口５７が設けられており、この冷却材入
口５７は、図２に示すように、燃料棒支持部３１を貫通
して空間３２に開口している。

【００２９】次に、本実施例の作用について説明する。

【００３０】燃料集合体２１をＢＷＲの炉心に装荷して
原子炉を運転すると、冷却水の大部分は、下部タイプレ
ート３０の燃料棒支持部３１の開口を通って、燃料棒２
４の間の冷却水流路に導かれる。下部タイプレート３０
の空間３２に流入した冷却材の残りは、ウォータロッド
２５の冷却材入口５７から冷却材上昇流路５２内に流入
し、さらに冷却材下降流路５３を介して、冷却材吐出口
５６から燃料棒支持部３１より上方位置の冷却水流路に
吐出される。

【００３１】燃料棒２４の間の冷却水流路に導かれた冷
却水の一部は、チャンネルボックス２２の冷却材入口４
４から第１流路４２に入り、第１流路４２を昇流して、
冷却材吐出口４５から上部タイプレート２９より下方に
位置する燃料棒２４の間の冷却水流路に戻される。

【００３２】冷却材吐出口４５，５６から吐出される冷
却水は、冷却材入口４４，５７から流入する冷却水の流
量の多少に応じて液相または蒸気相となる。本実施例で
は、チャンネルボックス２２の第１流路４２のボイド率
については、図６に曲線Ａ，Ｂで示すように、炉心流量
８０％で、それぞれ約９０％、約５％になるよう、冷却
材入口４４、冷却材吐出口４５および第１流路４２の仕
様が決められる。曲線ＡがＵＯ２燃料用、曲線ＢがＭＯ
Ｘ燃料用の第１流路４２の流動特性を示す。また、ウォ
ータロッド２５内のボイド率については、図６に曲線Ｃ
で示すように、炉心流量１１０％で約５％になるよう、
冷却材入口５７、冷却材吐出口５６および流路５２，５
３の仕様が決められる。

【００３３】一方、第２流路４３は、冷却材入口４６お
よび冷却材吐出口４７がウォータギャップ４８に面して
おり、差圧が小さいので第２流路の上昇駆動力はほとん
どない。したがって、燃料からのガンマ線、中性子によ
る加熱で、第２流路４３内の冷却材は、蒸気の形で充満
することになる。

【００３４】図７は、ＵＯ２燃料集合体において、第２
流路４３を設けず第１流路４２のみとした場合の定格炉
心流量近辺での第１流路４２の内部の状態を示す。

【００３５】図７からも明らかなように、第１流路４２
内は蒸気でほぼ満たされるが、第１流路４２下部には、
流動特性上どうしても冷却水の部分が生じる。

【００３６】そこで本実施例では、図１に示すように、
第１流路４２の下部を、冷却材取込みのために必要最小
限の断面として冷却水塊を小さくしている。

【００３７】図８は、本実施例に係る燃料集合体２１を
炉心に装荷した場合の炉心出力、炉心流量の特性例であ
り、１００％定格出力を炉心流量８０〜１１５％の間で
確保する場合を示す。

【００３８】これは、運転サイクルの大半の期間（約７
０〜８０％）、炉心流量を８０％に保ち、制御棒による
反応度調整で燃料の燃焼による反応度変化に対応してお
り、全制御棒を、炉心から全引抜きしても定格出力が維
持できなくなった時点から炉心流量を増加させ、サイク
ル末で最大炉心流量の１１５％にしている。

【００３９】したがって、サイクル運転中には、ＭＯＸ
燃料集合体のチャンネルボックス２２の第１流路４２で
はボイドが発生せず、中性子エネルギスペクトルが柔ら
かくなり、ボイド反応度係数の絶対値が減少する。

【００４０】これに対して、８０％定格炉心流量で運転
するサイクルの大半の期間において、ＵＯ２燃料集合体
のチャンネルボックス２２の第１流路４２ではボイドが
発生し、中性子エネルギスペクトルが硬くなり、中性子
の吸収が減少する。

【００４１】また、ＵＯ２、ＭＯＸ両方の燃料集合体と
も、炉心流量１００％以下のサイクル大半の期間（約８
０％以上）に亘ってウォータロッド２５の内部にボイド
が生じており、中性子の減速効果が抑制されてプルトニ
ウム２３９の生成が促進される。

【００４２】また、ＭＯＸ燃料集合体の第１流路４２の
ボイド率は、ウォータロッド２５の冷却材上昇流路５２
および冷却材下降流路５３のボイド率と同様、低炉心流
量時にボイド率が増加するので、図８に破線の曲線Ｅで
示す従来の流量制御曲線（チャンネルボックス内の燃料
棒周囲の冷却材ボイド率の変化のみによる流量制御曲線
）よりも傾きが急な流量制御曲線Ｄとなり、原子炉の出
力制御にとってより好ましくなる。

【００４３】このように、チャンネルボックス２２の第
１流路４２の流量‐ボイド率特性を、ＵＯ２燃料集合体
とＭＯＸ燃料集合体とで異なるように設計することによ
り、炉心の燃料集合体ピッチを、ＭＯＸ燃料集合体の水
対燃料比で最適化した場合に、ＵＯ２燃料集合体を炉心
に装荷しても、中性子経済性が悪化することがない。特
に、使用済核燃料の再処理によって得られるプルトニウ
ムの蓄積が多くなってきて、軽水炉での利用が必要にな
るときには、ＭＯＸ燃料集合体の炉心への装荷量に関係
なく、ボイド反応度係数が一定であることが炉心特性上
望ましい。ＢＷＲでは、炉心内のボイドが潰れて正の反
応度が印加されるような圧力上昇過渡が、炉心の過渡特
性を決める代表的事象となっているので重要である。本
実施例の炉心では、ＭＯＸ燃料集合体のボイド反応係数
はＵＯ２燃料集合体と同等であり、ＭＯＸ燃料集合体の
炉心への装荷量には制限がない。また、圧力上昇過渡時
には、ＵＯ２燃料集合体のチャンネルボックス２２の第
１流路４２内のボイドが潰れ、ＵＯ２燃料集合体が過減
速状態に移行または接近するので、正の反応度の印加量
が減少する効果がある。

【００４４】また、このようにＭＯＸ燃料集合体のボイ
ド反応度係数の絶対値を緩和した炉心において、ウォー
タロッド２５のスペクトルシフト効果を組合わせること
により、プルトニウム２３９の蓄積有効利用が図れ、燃
料経済性を向上させることができる。

【００４５】なお、ＵＯ２燃料集合体のチャンネルボッ
クス２２においては、第１流路４２内に冷却水を流さず
空洞とすることも考えられるが、空洞とすると、常温常
圧から高温高圧（約２９０℃、７０気圧）までの環境変
化に対して、空洞形状を維持するのは難しい。したがっ
て、前記実施例のように、第１流路４２内に冷却水を流
し、その差圧を小さくする方が好ましい。

【００４６】ところで、ＢＷＲ燃料集合体では、通常軸
方向のボイド分布を考慮し、軸方向の平均ボイド率を選
んで水対燃料比の最適化を行なっている。したがって、
どうしても燃料集合体の軸方向下部のボイド率０〜１０
％部分では、過減速状態になっていることが多い。

【００４７】ところが本実施例では、チャンネルボック
ス２２の下部に、第２流路４３を設け、図９にＭＯＸ燃
料集合体のチャンネルボックス２２の場合を、また図１
０にＵＯ２燃料集合体のチャンネルボックス２２の場合
をそれぞれ示すように、出力運転中ほとんど第２流路４
３内が蒸気で充満されるようにしているので、軸方向の
ボイド分布による水対燃料比の軸方向分布が補正され、
軸方向下部における中性子経済性を改善することができ
る。

【００４８】なお、第２流路４３の軸方向長さは、燃料
集合体の軸方向有効部の下部１５％以下が望ましい。

【００４９】図１１は、本発明の第２実施例を示すもの
で、中央部にウォータロッド２５が２本配置された燃料
集合体６１に適用したものであり、前記第１実施例と同
様の効果が期待できる。

【００５０】図１２は、本発明の第３実施例を示すもの
で、中央部に十字形のウォータロッド７２が配置された
燃料集合体７１に適用したものであり、前記第１実施例
と同様の効果が期待できる。

【００５１】図１３は、本発明の第４実施例を示すもの
で、中央部に角形のウォータロッド８２が配置された燃
料集合体８１に適用したものであり、前記第１実施例と
同様の効果が期待できる。

【００５２】図１４および図１５は、本発明の第５実施
例を示すもので、炉心内の燃料集合体の取扱い数を減じ
、燃料交換作業を軽減するために用いられる大型の燃料
集合体９１に適用したものである。

【００５３】この燃料集合体９１は、図１４および図１
５に示すように、図１３に示す燃料集合体８１の燃料バ
ンドルを、チャンネルボックス２２内に４体配した構造
をなしており、各燃料バンドルの間には、４枚のＬ形板
材９２により構成されるウォータクロス９３が配設され
ている。

【００５４】このウォータクロス９３は、図１４に示す
ように、上端部が閉止されており、内部は、図１５に示
すように、スペーサ９４により仕切られ、前記ウォータ
ロッド２５と同様、内側に冷却材上昇流路９５が、外側
に冷却材下降流路９６がそれぞれ形成されるようになっ
ている。そして、冷却材上昇流路９５の下端は、下部タ
イプレート３０の中央部に設けた吐出口９７に接続され
るようになっている。このウォータクロス９３の流動特
性は、図６の曲線Ｃのような特性が得られるように設定
され、前記ウォータロッド２５と同様な炉心流量による
スペクトルシフト効果が得られるようになっている。

【００５５】なお、前記各燃料バンドルは、下部タイプ
レート３０上に各燃料バンドルに対応して載置された燃
料棒支持部３１で支持されるようになっている。

【００５６】ところで、燃料集合体を大型化する場合、
燃料集合体内にウォータロッドあるいはウォータクロス
を設け、出力分布の平坦化およびボイド反応度係数の絶
対値の低減を図る必要がある。

【００５７】そこで、本実施例のように大型のウォータ
クロス９３を採用し、このウォータクロス９３をスペク
トルシフトに用いると、大型燃料集合体を用いる炉心に
おけるＭＯＸ燃料集合体とＵＯ２燃料集合体との中性子
エネルギスペクトルの差を緩和することができ、かつ大
幅なボイドによるスペクトルシフト効果が期待できる。 このため、ボイド反応度係数の絶対値の小さな炉心、例
えば−２／ｒｖ（％）において有効である。

【００５８】この際、図１６に示すように、チャンネル
ボックス２２の第１流路４２、ウォータロッド８２およ
びウォータクロス９３の流動特性に差をつけることによ
り、定格出力運転状態で運用する炉心流量範囲では、ボ
イド反応度係数の炉心流量依存性が、図１７に示すよう
に穏やかになり、さらに、低炉心流量においては、ボイ
ド反応度係数の絶対値が大きくなり、炉心流量を減少さ
せることにより、大幅に原子炉出力を減少させることが
できる。

【００５９】図１８は、本発明の第６実施例を示すもの
で、前記第５実施例と同様のウォータクロス９３を有す
る通常の大きさの燃料集合体１０１に適用したものであ
り、前記第１実施例と同様の効果が期待できる。

【００６０】なお、前記各実施例においては、ウォータ
ロッド２５，７２，８２あるいはウォータクロス９３が
、いずれもスペクトルシフト効果の大きな構造となって
いる場合について説明したが、図２１に示す従来のウォ
ータロッド５を用いるようにしてもよい。ただし、この
場合には、スペクトルシフト効果が小さくなることは勿
論である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、チャンネ
ルボックスを二重管構造とし、その内部の環状部におい
て中性子エネルギスペクトルを制御するようにしている
ので、ＵＯ２燃料集合体とＭＯＸ燃料集合体とで、構造
をほぼ同一にするとができ、燃料経済性を悪化させるこ
ともない。

【００６２】また、チャンネルボックスの下部には第２
流路が設けられ、その内部は定格炉心流量でも蒸気が充
満しているので、軸方向のボイド分布による水対燃料比
の軸方向分布を補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る燃料集合体のチャン
ネルボックスの構造を示す斜視図。

【図２】本発明の第１実施例に係る燃料集合体を示す部
分断面図。

【図３】図２のＩＩＩ　−ＩＩＩ　線断面図。

【図４】図２の燃料棒の詳細を示す部分断面図。

【図５】図２のウォータロッドの詳細を示す断面図。

【図６】燃料集合体の冷却材流量とウォータロッドある
いはチャンネルボックスの第１流路内のボイド率の関係
を示す特性図。

【図７】チャンネルボックス内が１つの流路となってい
る場合のＵＯ２燃料集合体用のチャンネルボックスの流
路内のボイド分布を示す説明図。

【図８】炉心流量と原子炉出力との関係を示す特性図。

【図９】ＭＯＸ燃料集合体用のチャンネルボックスにお
ける第１流路、第２流路内のボイド分布を低流量時と高
流量時とに分けて示す説明図。

【図１０】ＵＯ２燃料集合体用のチャンネルボックスに
おける第１流路、第２流路内のボイド分布を低流量時と
高流量時とに分けて示す説明図。

【図１１】本発明の第２実施例に係る燃料集合体を示す
相当図。

【図１２】本発明の第３実施例に係る燃料集合体を示す
相当図。

【図１３】本発明の第４実施例に係る燃料集合体を示す
相当図。

【図１４】本発明の第５実施例に係る燃料集合体を示す
部分断面図。

【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線拡大断面図。

【図１６】燃料集合体の冷却材流量とチャンネルボック
スの第１流路、ウォータクロスおよびウォータロッド内
のボイド率の関係を示す特性図。

【図１７】図１６の特性を使用した場合の炉心のボイド
反応度係数の炉心流量依存性を示すグラフ。

【図１８】本発明の第６実施例に係る燃料集合体を示す
相当図。

【図１９】炉心の燃料集合体単位セルにおける減速材を
増やして中性子エネルギスペクトルを柔らかくする方法
として、燃料集合体間のウォータギャップ幅を広くする
方法とウォータロッド数を増やす方法とを示す説明図。

【図２０】図１９の場合の水対燃料比（体積比）とボイ
ド反応度係数との関係を示すグラフ。

【図２１】従来の燃料集合体を示す部分断面図。

【図２２】ウォータクロスを用いた従来の燃料集合体を
示す横断面図。

【符号の説明】

２１，６１，７１，８１，９１，１０１　　燃料集合体
、２２　　チャンネルボックス ２４　　燃料棒 ２５，７２，８２　　ウォータロッド ２９　　上部タイプレート ３０　　下部タイプレート ３６　　内筒 ３７　　外筒 ３８　　スペーサ ３９　　上端カバー ４０　　下端カバー ４１　　流路区画材 ４２　　第１流路 ４３　　第２流路 ４４，４６　　冷却材入口 ４５，４７　　冷却材吐出口 ４８　　ウォータギャップ ９３　　ウォータクロス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正方格子状に整列配置された複数の燃料棒
   を、上部タイプレートと下部タイプレートとの間に保持
   するとともに、これらを、冷却材流路を構成する角筒状
   のチャンネルボックス内に収容した燃料集合体において
   、前記チャンネルボックスを、外筒と内筒とから二重管
   構造とし、これら両筒間に、上下端が閉塞する環状の第
   １冷却材流路を形成し、前記内筒の下部タイプレートよ
   りも上方位置に、前記第１冷却材流路への冷却材取入口
   を設けるとともに、前記内筒の上部タイプレートよりも
   下方位置に、前記第１冷却材流路からの冷却材吐出口を
   設け、かつ前記第１冷却材流路の下端部に、第１冷却材
   流路内を仕切って第２冷却材流路を形成するとともに、
   前記外筒の第２冷却材流路上下端位置に、小開口をそれ
   ぞれ設けたことを特徴とする燃料集合体。