JPH05504201A - 沸騰水形原子炉とその燃料集合体 - 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】 沸騰水形原子炉とその燃料集合体 本発明は請求の範囲第１項の上位概念部分に記載した沸騰水形原子炉とその燃料 集合体に関する。

請求の範囲第１項の上位概念部分に記載した沸瞼水形原子炉の燃料集合体の構造 は一般的なものであり、本発明においても使用される。従ってこの構造は本発明 に基づく燃料集合体および原子炉の構成部品である。沸騰水形原子炉の炉心にお いて液状冷却材は燃料集合体ボックスの下＠（入口端）からその中に流入し、燃 料集合体ボックスの上端（流出端）から液体／蒸気混合物として流出する。

燃料集合体の上部において同時に減速材としても使用される冷却材の増大部分は 蒸気として存在するので、炉心内における垂直流は、そこにも十分な減速材が存 在するように導かれなければばならない、このために液状冷却材用の管（水管） が使用され、１本あるいは数本の燃料棒に置き換えられる。かかる水管は個々の 燃料棒よりも大きな横断面にすることもでき、これは複数の格子目の横断面積に わたって広がっているか、あるいは異なった（例えば十字形の）横断面形状をし ている。燃料集合体ポンクス壁も垂直流を案内するために使用され、特に制御Ｂ シにくい水平流によって吸収要素に原子炉内における反応の規則的な経過および 制御を妨げるような冷却材茶気が集まることを避けなければならない、その場合 吸収要素は燃料集合体の外部に個々の燃料集合体の間の中間室に配置されている 。

一般に燃料棒の外側面には水腹があり、この水腹は、核分裂により加熱される燃 ｎ棒に発生し燃料集合体の上部で液状冷却材を原発させる勢を、隣り合う燃料棒 間の中間室の内部に伝達する。この中間室は炉心内における垂直流に対する流れ サブチャネルを形成している。燃料集合体の出力が高すぎると、この水腹ははぎ 取られるか乾燥してしまう。これは燃料棒における沸Ｍｋ勢伝達あるいはドライ アウトと呼ばれている。これによって燃料棒から冷却材への熱伝達は劣化し、燃 料棒の望ましくない局所的な過熱が生してしまう。

他方では燃料集合体の上部にもなお、ｅａおよび燃料集合体ボックス壁に沿って 流れる液膜の形をしたかなりの冷却材が存在しており、これは高い出力において 冷却作用を改善するために利用される。従って米国特許第４７４９５４３号明細 書において、燃料集合体ボックス壁の内側面に液膜を旋回させる溝（フロートリ ンパ）を加工することが提案されている。

しかしかかる乱流は垂直流における圧力損失を高め、これによって改良された冷 却作用の利点を著しく減殺するか凌駕してしまう。

これに対して加圧水彩原子炉の場合、炉心内の高い圧力によって液体・蒸気混合 物の発生は避けられるので、燃料集合体の高、４ｉ流出端においても十分な液状 減速材が得られ、燃料棒に沸！ｌ熱伝達が生ずることはない、不必要な材料経費 および追加的な中性子吸収しか意味しない燃料集合体ボックスは存在せず、吸収 要素はできるだけ均一に燃料集合体の横断面にわたって分布されている。

これによって全（異なった流れ状態が生ずる。特に燃料集合体の隣り合う流れサ ブチャネルの間および隣り合う燃料集合体の間にも水平流が生ずる。

加圧水彩原子炉の場合かかる水平流は、これによって燃料集合体の高温範囲と低 温範囲との間の温度補償が行われ冷却作用が改善されるので、むしろ望ましいこ とである。

沸騰水形原子炉の燃料集合体の場合にはそれぞれ燃料集合体ボックス壁によって 殆ど阻止されいかなる場合にも燃料集合体の間の吸収要素から遠ざけられるかか る水平流は、加圧水彩原子炉の燃料集合体の場合、流れサブチャネル内における 適当な組込み物あるいは羽根によって発生させることができる。これらの羽根は 、燃料棒の相対間隔を固定するためにもともと必要であるスペーサの帯板に配置 されるか、あるいはドイツ特許出願公開第１５６４６９７号公報の第１図および 第２図に示されているように混合格子の帯板に配置される。その場合個々の燃料 棒の周りに循環流が生し、この循環流によって燃料棒に隣接するすべての流れサ ブチャネルが互いに接続される。この個々の循環流の重なりは、燃料集合体全体 を横断して流れる水平流を生ずる。同し循Ｎ流は、米国特許第４２２４１０７号 明細書の第１図、第８図および第９図における加圧水彩原子炉の格子構造物にお いても生ずる。

ドイツ特許出願公開第２１５７７４３号公報において、加■水形原子炉の各流れ サブチャネルに、流れサブチャネルにおける乱流および燃料棒における高い熱伝 達を発生するために、４枚の羽根をプロペラ状に配置することが提案されている 。しかしかかる羽根は大きな流れ抵抗となり、従って圧力低下を生じて原子炉の 利用率を悪くするので、所望の改良は実際には生しない。

従って加圧水彩原子炉の場合に主としてかかる羽根が水平流を発生するために利 用されている限りにおいて、特にかかる羽根において避けられない垂直流の乱流 とそれに伴う圧力損失をできるだけ小さくすることを考慮しなければならない。

沸騰水形原子炉の場合、水平流を発生しようとするとき、これはもともと燃料集 合体ボックス壁によって中断されるので、水平流を発生するための羽根の利用に よって著しい改善を図ることは期待できない。むしろ沸騰水形原子炉の場合には 、流れサブチャネルにおける圧力損失は特に危険である。

本発明の課題は、燃料集合体の出力を増大し沸騰熱伝達の発生を避けるために、 冷却材の液体・茶気混合物を含む液状部分を利用することにある。

驚くべきことに、加圧水彩原子炉において水平流を発生し強化するために利用さ れ垂直流内におけるできるだけ小さな乱流を発生しようとする羽根あるいはこれ に’ｌ１４Ｑｌした流れ案内面が、沸騰水形原子炉においても正にこの乱流のた めに金利であり、これにより増大する圧力損失の欠点を甘受できることが確認さ れた。

その場合、水平流は燃料集合体ボックス壁によって転向され吸収要素から遠ざけ られねばならないので、この水平流は二次的な問題でしかない。

従って上述の目的は、本発明に基づいて請求の範囲第１項の特数事項を存するＷ Ｊに述べた形式の沸騰水形原子炉によって解決される。この沸騰水形原子炉の燃 料集合体は請求の範囲第６項又は第８項に応じて有利に形成される。

燃料集合体ボックスの横断面内において格子の冷却材下流側に設けられている羽 根によって発生される旋回流は、冷却材の二相混合物内に存在する水滴を流れサ ブチャネルから燃料棒の外側面に向けて振りとばす。そこで水滴は燃料集合体の 増大した出力においても水膜を形成し、この水腹は熱伝達を悪くする燃料棒にお ける沸Ｗａ熱伝達ないしドライアウトを回避する。

他の請求の範囲は、燃料集合体の出力を増加するために燃料棒の外側面に水腹が 大きく形成されるようにする本発明の有利な実施態様を対象としている。

以下図面に示した実施例を参照して本発明とその利点を詳細に説明する。

第１図は沸騰水形原子炉の概略系統図、第２図は第Ｆ図における沸瞼水形原子炉 に対する本発明に基づく燃料集合体の概略側面図、 第３図および第４図はそれぞれ第２図における本発明に基づく燃料集合体の格子 状スペーサの一部平面図および一部側面図、第５図は格子状スペーサの異なった 実施例の平面図、第６図および第７図はそれぞれ第２図における本発明に基づく 燃料集合体の格子状スペーサの異なった２つの実施例の平面図、第８図は第７図 におけるスペーサの一部拡大側面図、第９図は燃料集合体の横断面図、 第１０図は本発明に基づくスペーサの異なった実施例の一部詳ｗｉ横断面図、第 １１図は第１０図におけるＸＩ−ＸＩ線に沿った縦断面図、第１２回は第５図お よび第６図における格子状スペーサの一部拡大斜視図である。

第１図における沸騰水形原子炉は圧力容器２３１を有している。この圧力容器２ ３１の中には第２図から第７図に示すように燃料集合体２３２が垂直に配置され ている炉心が存在している。燃料集合体２３２間には中性子吸収要素２４２が配 置されている。この中性子吸収要素２４２は原子炉を制御するために燃料集合体 間の中間室に挿入されたりそこから引き抜かれる。圧力容器２３１の上部にある 水蕉気の出口２３３は発電機２３５を駆動する薄気タービン２３４に接続されて いる。蒸気タービン２３４に付設された復水器２３６は給水ポンプ２３７を介し て圧力容器２３１の上部の横側にある給水入口２３８に接続されている。この給 水ポンプ２３７は蒸気タービン２３４の復水済み茶気を給水として圧力容器２３ １に戻す。

従来の沸騰水形原子炉の圧力容器２３１は更に給水入口２３８の下側に、燃料集 合体２３２を持った炉心の側方に冷却材出口２３９と、炉心の下側に冷却材入口 ２４１とを有している。冷却材出口２３９および冷却材入口２４１に接続されの 底から搬出し、冷却材人口２４１を介して再び圧力容器２３１の中に搬送し、こ れにより炉心を通る連続した冷却材の流れが、従って圧力容器２３１の底から出 発して燃料集合体２３２を縦方向に流れる冷却材の流れが保証される６Ｉ！に近 の原子炉においてはこのポンプ２４０は圧力容器の内部に配置されている。

第１図における沸騰水形原子炉に対する第２図の燃料集合体２３２は、正方形の 格子板の上側面に取っ手２を持つ燃料集合体頭部（図示せず）を有している。

その正方形の格子板の上側面には更に２本あるいは４本の控え棒（図示せず）が ある、これらの控え棒の上に、燃料集合体に付設されているジルコニウム合金か ら成る板金製の燃料集合体ボックス３が載っている。この燃料集合体ボックス３ は同様にジルコニウム合金から成る板金製の２本あるいは４本の横棒（図面では 見えず）を有している。これらの横棒は燃料集合体ボックス３の上端の２つある いは４つの角の内側に設けられている。これらの各横棒は対応した控え棒にねし 止めされている。燃料集合体ボックス３は横断面正方形をしており、両側端が開 いている。格子板自体は、沸騰水形原子炉の炉心内において冷却材がそこを貫流 する燃料集合体２３２の長手方向に延びる多数の流れｉｔ流路を備えている。こ の格子板は燃料集合体２３２の長手方向に対して直角に延びている。燃料集合体 ボックス３の側壁は燃料集合体を横側から閉鎖している。

第２図における燃料集合体は更に燃料集合体脚部４を備えている。この燃料集合 体脚部４も正方形の格子板（図面では見えない）ををしている、この格子板も沸 騰水形原子炉の炉心における冷却材に対する燃料集合体２３２の長手方向に延び る多数の流れ貫流路を存している。燃料集合体脚部４の格子板は下側面に格子板 に対して開いているはめ合い機構５を備えている。このはめ合い機構５は沸騰水 形原子炉の炉心内にあるいわゆる下側炉心格子板におけるはめ合い開口に挿入さ れる。Ｐ料集合体２３２は上端において沸騰水形原子炉の炉心におけるいわゆる 上側格子板の格子目内に固定される。

第２図における燃料集合体２３２は更に、燃料集合体２３２の頭部および脚部４ に対する保持棒９として形成され核燃料物質が充填されている一連の燃料棒を有 している。これらの保持棒９は燃料集合体胛部４の格子板にねじ込み固定され、 燃０集合体頭部の格子板を！通し、そこで格子板の上側面にあるす、ｌ−で格子 板にねし止めされている。

核燃料物質が充填されている他の燃料棒１０は、それらの両端が燃料集合体の頭 部および脚部４の格子板における貫通部にゆるくはめ込まれている。それらの上 端にコイルばねとして形成された抑えばね即ち圧縮ばねが置かれており、これら のばねはそれぞれ一端がｔ？！料棒１０に、ｆｌｈ端が燃料集合体頭部の格子板 の下側面に支持されている。

第２図における燃料集合体２３２は燃料集合体頭部と燃料集合体脚部との間に複 数の正方形の格子状スペーサを有している。これらのスペーサは燃料集合体ボッ クス３の横断面内にあり、頭部および脚部４の正方形格子板と一致しており、第 ２図にはその内の１つの格子状スペーサ２２が見えている。他の格子状スペーサ はスペーサ２２と全く同しに形成されているが、頭部の格子板および脚部の格子 板と同様に燃料集合体ボックス３の側壁によって覆われており、従って図面では 見えない。

第３図における平面図は、二ノゲル・クロム・鉄合金で作られている格子状スペ ーサ２２の一部の冷却材下流側を示している。この冷却材下流側は燃料集合体２ ３２０頭部に向いている。格子状スペーサ２２は、燃料集合体ボックス３の横断 面内に従って燃ｔＥ４集合体２３２の横断面に存在する平面的で平滑な帯板２３ ．２４の２つのグループを有している。一方のグループの帯板２３（横帯板）お よび他方のグループの帯板２４（縦帯板）は互いに直角にかみ合わされている。

一方のグループの２枚の帯板２３の間隔は他方のグループの２枚の−ＩＦ板２４ の間隔と同じである。従って帯板２３．２４は同じ面積の正方形の格子目２５を 形成している。これらの格子目２５は等間隔で互いに平行に延びる縦列（行Ｚ） と互いに平行に延びる横列（列Ｓ）との交差個所に存在している。各正方形の格 子目２５にはそれぞれ１本の保持棒９あるいは燃料棒１０が通されている。帯板 ２３．２４には格子目２５の内部において、保持棒９ないし燃料棒ｌＯを格子状 スペーサにＮ擦結合で保持する働きをするばねおよび突起（図示せず）が存在し ている。

帯板２３と帯板２４との交差個所２６において帯板２３は、帯Ｆｉ２４の両側に それぞれ立体的に湾曲し冷却材流れ方向に先細に延びている羽根２７．２日を有 うな羽根２７．２８ををしている。これらの羽根２７．２日は漸次に対応した帯 板の縁部から交差する帯板の方向に突出しており、それが帯板２３に存在する場 合には、この帯板２３に対して平行な方向を中心とする反りを有し、それが帯板 ２４に存在する場合には、この帯板２４に対して平行な方向を中心とする反りを 有している。この反りを形成するために、帯板２３と帯板２４の交差個所に存在 する２枚の羽根２７．２日は異なった方向に立体的に湾曲されている。

更に交差個所２６において帯板２３の２枚の羽根２７．２８は帯板２４の両側に 存在しており、この帯ｖｉ、２４も、交差個所２６における羽根２７．２８と同 しように形成されている２枚の羽根２７．２日を有している。帯板２４における これらの羽根２７．２８は交差個所２６の帯板２３における羽根２７．２８と異 なった格子目２５の方向に湾曲されている。

第４図には第３図の矢印入方向から見て２枚の羽根２７．２８を持つ帯板が側面 図で示されている。

このことは、交差個所２６に関連したＩＦ板２３における隣りの交差個所２９に 対しても当てはまる。

交差個所２６ないし２９を直接取り囲む４本の保持棒９ないし燃料棒１０は、交 差個所２６ないし２９が中心に存在する流れサブチャネル３２．３３を規定して いる。

第３図に示されている格子状スペーサを紙面に対して直角に紙面の下側から紙面 の上側に貫流する冷却材は、中心に帯板２３．２４の交差個所を持つ流れサブチ ャネル内において、この流れサブチャネルの中心の回りに矢印３０．３１で示さ れている旋回流を生ずる。実際には各流れサブチャネルの間において水平方向に 実質的な流れが生しないにも拘わらず、隣り合う流れサブチャネルの両腕回流は それらの境界面で幾分混合し、これは温度補償を促進し、隣りの流れサブチャネ ル内で発生する旋回流を助成する。

燃料集合体の上部において冷却材は水と茶気との二相混合物となっており、そこ に配置されている羽根は、水が保持棒９および＃！料椿１０の外側面に向けて振 りとばされて、沸８Ｉ熱伝達あるいはドライアウトをはばむことを保証する。

第５図におけるスペーサの場合、流れサブチャネル３２．３３を境界づける燃料 棒９．１０の位置が破線によって示されている。ここでは各流れサブチャふルの 中に４枚の羽根１０１．１０２．１０３．１０４ないし１０１’、１０２’、１ ０３’、１０４が設けられている。その場合羽根１０１〜１０４は流れサブチャ ネル３２の中心線即ち縦帯板１１０と横帯板１１１との切線の回りに回転対称に 配！されており、そこで両帯板は互いに溶接点１０５によって結合されている。

図中において１０６．１０７は帯板における突起であり、燃料棒間の横倒間隔を 固定するために燃料棒９．１０は反対側にあるばね１０８．１０９によってこれ らの突起１０６．１０７に押し付けられる。

縦帯板１１０は溶接点１０５の両側に羽根１０１．１０３を有し、これらの羽根 １０１．１０３は矢印りの方向に回転対称に配置され湾曲されているが、隣りの 流れサブチャふル３３の中には縦帯板１１０と交差する横帯板１１２が相応した 羽根１０２’、１０４’を有し、これらの羽根１０２′、１０４′は逆方向（矢 印Ｄ’）に回転対称に配置され湾曲されている。従って矢印り、Ｄ’はサブチャ ネル内における旋回流の回転方向を示している。

第３図に対して追加的に設けられた羽根１０２．１０４ないし１０１’、１０３ ′もこの回転対称のもとに置かれており、これは流れサブチャネルのすべての羽 根に対して当てはまる。

第６図における格子状スペーサの場合、保持棒９および燃料棒１０に対する格子 目２５は同様に平行な縦列Ｚとこれと直交する平行な横列Ｓとの交差個所に存在 している。縦列２は横列Ｓと同様に互いに等間隔を有している。更に２つの横列 の間隔は２つの縦列の間隔と同じである。

格子目２５は内側断面および外側断面が同じ中空円筒状ブツシュ７０によって形 成されている。これらのブツシュ７０の中には保持棒９ないし燃料棒１０に対す る図示していない接触ばねおよび接触突起が存在している。各ブツシュ７０はそ の内側断面の中心が行Ｚおよび列Ｓの交差個所に位置している。すべてのグツ／ ニア０の一端は燃料集合体ボックス３の横断面平面内に位置し、すべてのブツシ ュ７０の他端はこの横断面平面に対して平行な横断面平面内に位置している。

隣接するブツシュ７０はそれらが互いに溶接される母線に沿って接している。

２つの隣り合う行Ｚと２つの隣り合う列Ｓの交差個所に配！された４つのブッシ ュア０がそれぞれ１つのグループを成し、この各グループがこれらの４つのブツ シュ７０の中央に位置しブツシュ７０に対して平行な流れサブチャネルを形成し ている。このブツシュ７０の冷却材下流側端に直径線的に対向して位置する２枚 の羽根７２が形成されている。各ブツシュ７０において２枚の羽［７２はブツシ ュ中心におけるその長手軸心に関して回転対称となっている。これらの羽根は冷 却材流出方向に先細に延びている。更にこれらは立体的にそれぞれ流れサブチャ ネルの中に反りを形成しながら湾曲して入り込んでいる。互いに接するブツシュ ７０における羽根７２は当該ブツシュ７０の中心における長手軸心に間して逆向 きに回転対称になっている。

各流れサブチャネルの中にそれぞれ２枚の羽根７２が突出しており、これらの羽 根７２はブツシュ７０に対して平行なこの流れサブチャネルの中心軸線に関して 回転対称となっている。

このようにして成る流れサブチャネルにおける羽根７２は、その流れサブチャネ ルと共にその直ぐ隣りで行Ｚに対して平行な中間行ＵＺあるいは列Ｓに対して平 行な中間列ＵＳに存在する他の流れサブチャネルにおける羽根に対して逆向きに 回転対称にされている。

即ち、第６図の紙面の下側から紙面に対して直角に上側に流れる冷却材は、流れ サブチャネル内において矢印７３ないし７４で暗示的に示した旋回流を生ずる。

成る流れサブチャネルにおける旋回流はその隣りの流れサブチャネルにおける旋 回流を助成し、冷却材内に存在する水滴は第３図における格子状スペーサの場合 のように保持棒９ないし燃料棒１０の外側面に開けて振りとばされる。

流れサブチャネル内に多数の羽根が配置されその横断面積が狭くなればなるほど 垂直流における圧力損失が生ずるにも拘わらず、各流れサブチャネルに４枚の羽 根７２．７５．７６．７７を設けることが有利である。その回転対称的配置およ び形状は第７図におけるスペーサのようになる。

第７図における矢印Ａ方向から見たブツシュ７０が第８図に示されている。その 場合、プノンユにおける凹みによって突起７８が形成されていることが分かる。

燃料棒９、ｌＯは隣り合う２つのブツシュが取り囲むばね７９によって突起７日 に押し付けられる。

外側帯板８０は接触突起８１を介して燃料集合体ボックスの側壁８２に接触して おり、この外側帯Ｆｉ８０はスペーサの外側縁部に沿って延び、舌片８３を存し ている。この舌片８３は（流れサブチャネルにおける羽根と全く同様に）スペー サの下流側に存在し、流れ方向に先細になり、ボックス壁に対して傾斜している 。

圀中において８４は水管の壁であり、この水管はこの実施例の場合、３×３個の 格子目の横断面積を占め、燃料集合体の中央に置かれている。舌片８６付きの内 側帯板８５はスペーサを水管８４に対して境界づけている。

第９図は、水管８４と燃料集合体ボックス８２との間に配置されまずは流れサブ チャネルにおける羽根に対するホルダとしてしか使用されない構造物を詳しく断 ］図で示している。従ってこれは、相応したばね／突起複合体によっていつでも １つのスペーサの形に補完できる混合格子である。

図中において９０は制御可能な吸収要素である。かかる吸収要素は燃料集合体ボ ックスの外部にしか存在せず、従ってボックス壁によって液体／茶気混合物の水 平流から防護される。

第１０図〜第１２図におけるスペーサは正方形をしており、同様にニッケル・ク ロム・鉄合金から成っている。立てて配Ｉされ互いに直角に交差しておりスペー サ２２の角に丸みを形成している２枚の平面的で平滑な外側帯板３２３．３２４ が示されている。スペーサ２２は更に格子目２５を有している。これらの格子目 ２５は、チェス盤模様のように密接した行およびこれに対して直角の列に配置さ れた位置に存在している。燃料集合体２３２の核燃料物質を含んでいる保持棒あ るいは燃料棒（図示せず）はそれぞれ格子目２５を通って延びている。外側帯板 ３２３．３２４は保持棒あるいは燃料棒に対して直角に延び、これらの外側帯板 ３２３．３２４は保持棒あるいは燃料棒に平らに面している。

スペーサ２２の外側帯板３２３．３２４の内部に互いに対を成して一直線に並ん でいる主ブツシュ３２７．３２８があり、これらの主ブッンユは、チェス盤模様 の同し色の領域が行およびこれに対して直角な列においてそれぞれ占められた２ つの位置の間に中間位置を開けた状態で格子目２５の位置に配置されるように、 スペーサ２２内に相互に且つ燃料棒に対して平行な長手軸心を有している。

スペーサ２２のすべての王ブツシュ対の王ブツシュ３２７．３２８は、正八角形 をした外側輪郭の横断面形状をしている。このへ角形の同一の外側帯板３２３又 は３２４に対して平行な２つの辺において主ブッンユ３２７．３２８は結合ウェ ブ３２９．３３０を備えている。これらの結合ウェブは主ブノノユ対３２７．３ ２８の長手軸心に対して平行に延びている。結合ウェブ３２９．３３０は王ブツ シュ３２７．３２８にそれぞれ横断面の外側輪郭を形成する正八角形の辺の中央 にそれぞれ一体成形され、この正八角形の辺の長さのほぼ３分の１の幅を有して いる。この正八角形の互いに平行な辺にある２つの結合ウェブ３２９．３３０は 中央がそれぞれ同し方向に湾曲されており、部ち結合ウェブ３２９は主プノンユ ３２７．３２８に関して外側に湾曲され、結合ウェブ３３０は主ブノノユ３２７ ．３２８に関して内側に湾曲されている。更に王ブツシュ３２７．３２８はその 横断面の正八角形を形成する外側輪郭の辺の中央に主ブンノユ壁に固定突起３３ １ないし３３２を有している。その一方の固定突起３３１は、外側輪郭の辺にお ける結合ウェブ３２９が主ブノンユ３２７ないし３２８に間して外側に向けられ ているとき内側に同けられ、他方の固定突起３３２は、結合ウェブ３３０が王ブ ツシュ３２７ないし３２８に関して内側に向けられているとき外側に向けられて いる。

スペーサ内には対角線上に主ブツシュ３２７．３２８間に互いに一直線に間隔ブ ツシュ３３３．３３４が岨を成して配！されている。それらの横断面積は主ブツ シュ３２７．３２８の横断面積よりも小さく、外側輪郭は正方形をしており、そ の辺の長さは主ブ、ンユ３２７．３２８の横断面正八角形を形成する外側輪郭の 辺の長さと同しである。この間隔ブツシュ３３３ないし３３４は主ブツシュ３２ ７ないし３２８間にあり、２つの間隔ブツシュ部分４３３ないし４３４から形成 されている。それらの間隔ブンシュ部分は外側輪郭の辺において主ブツシュ３２ ７ないし３２８の外側縁に結合ウェブ３２９ないし３３０と突起３３１ないし３ ３２とを持った２つの辺の間に一体成形されている。各間隔ブンシュ部分４３３ ないし４３４は隣接する２つの王ブンンユ３２７ないし３２８の里間隔ブツシェ ３３３ないし３３４である。この半間隔ブッシェ３３３は溶接個所４３９ないし ４４０で互いに溶接されている。主プノノユ３２７はそれに一体成形された間隔 ブツシュ３３３と共にスペーサ２２の第１の部分格子を形成し、主ブツシュ３２ ８はそれに一体溶接された間隔ブツシュ３３４と共に第」の部分格子に対して平 行な第２の部分格子を形成しており、間隔ブツシュ３３３．３３４はそれぞれ部 分格子の外側辺にあり、４本の保持棒９ないし燃帽棒１０の間の中央に形成され ている流れサブチャネル内における補助ブツシュを形成している。これらの４木 の保持棒９ないし燃料棒１０は、隣り合う２つの行および隣り合う２つの列にお ける格子状のスペーサの格子目２６に存在している。

簡略化のために第１１図にしか示されていないが、第４図および第５図における 格子状スペーサの冷却材下流側における間隔ブツシュ３３３は、互いに平行な２ つの両側の冷却材流縁および従って主ブンンユ３２７の冷却材下ｆＲｆｉに、流 れサブチャネルの中に立体的に湾曲して入り込み冷却材流出方向に先細に延びて いる２つの羽根１７２を有している。これらの羽根は間隔ブツシュ３３３の横断 面の対角線の切点を通って延びる流れサブチャスルの中心軸線に対して回転対称 となっている。

間隔ブ、ンユにおける羽根は、主ブツシュ３２７の辺において第６図に示されて いる間隔プノンヱ３３３の主ブツシュ３２７の辺によって規定されている下側行 および下側列に直接に隣接している。この間隔ブツシュにおける羽根は、冷却材 下流縁に羽根を有している。この羽根は第１１図における間隔ブツシュ３３３に おける羽根に対して逆向きに回転対称となっている。

ここでも、流れサブチャネルの図示の羽根対がそれぞれ流れサブチャネルにおけ る回転方向に適合している別の羽根対によって補完されると有利である。これに よって流れ抵抗が増大するという欠点は、液体／１気混合物のうす流の利点によ って過補償される。

ＦＩＧ　４ ＦＩＧ　５ 要約書 沸騰水形原子炉において燃料集合体ボックスの内部に、そのボックス壁に対して 平行な４本の燃料棒によってそれぞれ１つの流れサブチャネルが形成され、この 流れサブチャネルの中に少なくとも２枚好適には４枚の羽根が配置され、これら の羽根が冷却材流の方向に先細になっており、冷却材の垂直流に旋回流を発生す るように立体的に湾曲されている。これによって燃料集合体の比較的大きな出力 が可能となる。

第５図 国際調査報告 Ｉｎ１″″″Ｌｌａｎａｌ　ＡｅｅＭ＜ａ＋ｋＲＮ１１．　ＰＣＴ　／　ＤＥ９ １　／　０Ｏ１３３国際調査報告 ０ε９１００１３３ ＳＡ　４４６０１

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．圧力容器、この圧力容器に接続された蒸気タービン、圧力容器内の原子炉炉 心内にある燃料集合体と制御可能な吸収要素を有し、燃料集合体が、液状冷却材 の入口と冷却材の液体／蒸気混合物に対する出口を有し燃料集合体の側方を閉鎖 し互いに平行に延びる側壁を持った細長い燃料集合体ボックスと、この燃料集合 体ボックス側壁に対して平行に互いに並べて配置されている核燃料物質を含んで いる燃料棒とを有し、吸収要素が燃料集合体の外部に配置され、燃料棒が縦列お よびこの縦列と交差する横列に、燃料棒が面壁に対して実際には垂直な格子の格 子目を通され、隣り合う２つの縦列および隣り合う２つの横列に存在する４本の 燃料棒ごとに側壁に対して平行な１つの冷却材用の流れサブチャネルを形成する ように配置されている沸騰水形原子炉において、少なくとも複数の流れサブチャ ネルの中にそれぞれ少なくとも２枚の羽根が配置され、これらの羽根が冷却材の 流れ方向に先細になっており、燃料集合体ボックス側壁に対して平行な流れサブ チャネルの中心軸線に対して立体的に冷却材にこの中心軸線を中心とした旋回流 が生ずるように湾曲されていることを特徴とする沸騰水形原子炉。
2. ２．複数の各流れサブチャネルに、中心軸線の回りに実際には回転対称に４枚の 羽根が配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の沸騰水形原子炉 。
3. ３．羽根がそれぞれ格子を形成する帯板の冷却材下流側縁に配置されていること を特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の沸騰水形原子炉。
4. ４．帯板が、燃料棒と燃料集合体ボックス側壁との横側間隔を固定する保持要素 を有していることを特徴とする請求の範囲第３項記載の沸騰水形原子炉。
5. ５．流れサブチャネルの中にそれぞれすべての羽根が実際には一方向に回転対称 に中心軸線の回りに配置および成形され、隣りの流れサブチャネルにおけるすべ ての羽根が実質的に逆向きに回転対称に配置および成形されていることを特徴と する請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１つに記載の沸騰水形原子炉。
6. ６．燃料集合体ボックスの内部には制御可能な吸収要素が配置されず、燃料集合 体ボックス側壁に対して平行で核燃料物質を含んでいる燃料棒がそれぞれ、燃料 集合体ボックス側壁に対して平行な側面を持ち互いに平行な複数の縦帯板（２３ ）と互いに平行な側面を持ち縦帯板と交差する横帯板（２４）とから形成されて いる格子の格子目（２５）を通されており、複数の流れサブチャネル内において それぞれ２つの帯板の交差個所にその第１の帯板が２枚の羽根を有し、これらの 羽根がその冷却材下流側根に第２の帯板の両側に配置され、立体的に湾曲され冷 却材流の方向に先細になった形をしており、両方の羽根が異なった方向に湾曲さ れていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の沸騰水形原子炉の燃料集合体 。
7. ７．第１の帯板と交差する第２の帯板がその冷却材下流側縁に立体的に湾曲され 冷却材流の方向に先細になっている２枚の羽根を有し、それぞれこれらの羽根の １つが第１の帯板の片側にあり、第１の帯板と第２の帯板の交差個所とそれらの 羽根の１つとの間には第２の帯板と他の帯板の１つとの交差個所が設けられず、 それら両方の羽根が第１の帯板における羽根とは異なった格子目の方向に湾曲さ れていることを特徴とする請求の範囲第６項記載の燃料集合体。
8. ８．格子目（２５）の中に置かれ互いに平行なブッシュ（７０）が格子の格子目 を形成し、互いに平行で核燃料物質を含んでいる燃料棒で貫通され、流れサブチ ャネルを形成する燃料棒で貫通される４つのブッシュの少なくとも２つがその冷 却材下流側端部にそれぞれ流れサブチャネルの中に立体的に湾曲して入れられ冷 却材流の方向に先細になっている羽根を有し、この羽根が流れサブチャネル内に おいて対角線的に対向して位置し、ブッシュに対して平行な流れサブチャネルの 中心軸線に関して回転対称となっていることを特徴とする請求の範囲第１項ない し第５項のいずれか１つに記載の沸騰水形原子炉の燃料集合体。
9. ９．流れサブチャネル内にブッシュに対して平行に配置されている補助ブッシュ の冷却材下流側に羽根が配置されていることを特徴とする請求の範囲第８項記載 の燃料集合体。