JPH063473A

JPH063473A - 原子燃料集合体

Info

Publication number: JPH063473A
Application number: JP4159499A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sugano; 智菅野; Junjiro Nakajima; 潤二郎中島; Kenji Kanamori; 健児金森; Hajime Umehara; 肇梅原; Shozo Nakamura; 昭三中村; Tadashi Mizuno; 正水野; Masatoshi Inagaki; 正寿稲垣; Tadao Aoyama; 肇男青山; Taisuke Bessho; 泰典別所; Yasuhiro Aizawa; 泰博相澤
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1992-06-18
Filing date: 1992-06-18
Publication date: 1994-01-11
Anticipated expiration: 2015-10-30
Also published as: JP3103201B2

Abstract

(57)【要約】【目的】原子燃料集合体において、圧力損失の低減と同
時にスペーサの強度を確保することにより、スペーサの
強度信頼性を向上させる。【構成】部分長燃料棒７ａの上端より上方に位置するス
ペーサ４Ｂにおいて、対向するバスタブ３間には燃料棒
７に対応する全ての位置に丸セル１があり、それ以外の
領域では部分長燃料棒７ａに対応する位置には丸セルが
なく、部分長燃料棒７ａはスペーサ４Ｂの丸セルのない
位置の下方にのみ配置される。他の実施例として、対向
するバスタブ３間には燃料棒７に対応する全ての位置に
丸セル１があるスペーサ４Ｄとスペーサ４Ｅとで、丸セ
ルのない位置がづれるように丸セルを除去し、これ等ス
ペーサ４Ｄ，４Ｅを燃料棒軸方向に交互に配置する。

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の燃料集
合体に係わり、特にスペーサ構造を改良した原子燃料集
合体に関する。

【０００２】

【従来の技術】沸騰水型原子炉の燃料集合体は、一般
に、正方格子状に配列された複数の燃料棒と、少なくと
も１本の水ロッドと、これら燃料棒及び水ロッドを所定
の間隔に保持する複数のスペーサとを有している。この
原子燃料集合体においては、燃料棒の一部に全長が通常
の燃料棒より短い部分長燃料棒を使用することが検討さ
れている。

【０００３】従来の部分長燃料を用いた原子燃料集合体
は、例えば特開昭６３−１２０２９２号公報に記載のよ
うに、部分長燃料棒の上端より上方に位置するスペーサ
と下方に位置するスペーサとで形状を異ならせており、
具体的には、部分長燃料棒の上端より下方に位置するス
ペーサには燃料棒に対応する全ての位置に丸セルが位置
する構造とし、上方に位置するスペーサでは部分長燃料
棒に対応する位置の丸セルを除く構造としていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、丸
セルの一部を削除することにより圧力損失の低減を図る
ことが可能となる。しかしながら、単に部分長燃料棒位
置の丸セルを除去した場合はスペーサの強度が低下する
ことは明白であり、上記従来技術ではこの点が配慮され
ておらず、スペーサの強度信頼性が低下するという問題
があった。

【０００５】本発明の目的は、圧力損失の低減と同時に
スペーサの強度を確保することにより、スペーサの強度
信頼性を向上させた原子燃料集合体を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、正方格子状に配列された複数の燃
料棒と、少なくとも１本の水ロッドと、これら燃料棒及
び水ロッドを所定の間隔に保持する複数のスペーサとを
有し、前記複数のスペーサが、各々、互いに結合された
複数の丸セルと、これら丸セルの外周に位置するバンド
と、前記バンドに設けられた互いに対向する複数のバス
タブとを有する原子燃料集合体において、前記複数のス
ペーサは、対向するバスタブ間に前記燃料棒に対応する
全ての位置に前記丸セルがあり、それ以外の領域の前記
燃料棒に対応する位置の少なくとも一部に前記丸セルが
ない少なくとも１つの第１のスペーサを含むことを特徴
とする原子燃料集合体が提供される。

【０００７】上記原子燃料集合体において、好ましく
は、前記対向するバスタブ間にある丸セルはその中心が
そのバスタブの中心と一致するよう配列されている。前
記対向するバスタブ間にある丸セルは隣接する２つの丸
セルの境界がそのバスタブの中心と一致するよう配列さ
れていてもよい。

【０００８】また、本発明によれば、正方格子状に配列
された複数の燃料棒と、少なくとも１本の水ロッドと、
これら燃料棒及び水ロッドを所定の間隔に保持する複数
のスペーサとを有し、前記複数の燃料棒が全長が短い部
分長燃料棒を含み、前記複数のスペーサが、各々、互い
に結合された複数の丸セルと、これら丸セルの外周に位
置するバンドと、前記バンドに設けられた互いに対向す
る複数のバスタブとを有する原子燃料集合体において、
前記複数のスペーサのうち前記部分長燃料棒の上端より
上方に位置するスペーサは、対向するバスタブ間に前記
燃料棒に対応する全ての位置に前記丸セルがあり、それ
以外の領域の少なくとも前記部分長燃料棒に対応する位
置に前記丸セルがなく、前記部分長燃料棒は前記第１の
スペーサの前記丸セルのない位置の下方のみに位置して
いることを特徴とする原子燃料集合体が提供される。

【０００９】更に、本発明によれば、正方格子状に配列
された複数の燃料棒と、少なくとも１本の水ロッドと、
これら燃料棒及び水ロッドを所定の間隔に保持する複数
のスペーサとを有し、前記複数の燃料棒が全長が短い部
分長燃料棒を含み、前記複数のスペーサが、各々、互い
に結合された複数の丸セルと、これら丸セルの外周に位
置するバンドと、前記バンドに設けられた互いに対向す
る複数のバスタブとを有する原子燃料集合体において、
前記複数のスペーサのうち前記部分長燃料棒の上端より
上方に位置するスペーサは、対向するバスタブ間に前記
燃料棒に対応する全ての位置に前記丸セルがあり、それ
以外の領域の少なくとも前記部分長燃料棒に対応する位
置に前記丸セルがなく、前記部分長燃料棒は少なくとも
前記第１のスペーサの前記丸セルのない位置の下方に位
置していることを特徴とする原子燃料集合体が提供され
る。

【００１０】また、本発明によれば、正方格子状に配列
された複数の燃料棒と、少なくとも１本の水ロッドと、
これら燃料棒及び水ロッドを所定の間隔に保持する複数
のスペーサとを有し、前記複数のスペーサが、各々、互
いに結合された複数の丸セルと、これら丸セルの外周に
位置するバンドと、前記バンドに設けられた互いに対向
する複数のバスタブとを有する原子燃料集合体におい
て、前記複数のスペーサは、対向するバスタブ間に前記
燃料棒に対応する全ての位置に前記丸セルがあり、それ
以外の領域の前記燃料棒に対応する位置の少なくとも一
部に前記丸セルがない複数の第１のスペーサと、対向す
るバスタブ間には前記燃料棒に対応する全ての位置に前
記丸セルがあり、それ以外の領域で前記丸セルがない位
置が前記第１のスペーサとずれた複数の第２のスペーサ
とを含むことを特徴とする原子燃料集合体が提供され
る。この場合、好ましくは、前記第１のスペーサと第２
のスペーサは少なくとも１つおきに前記燃料棒の軸方向
に交互に配置されている。

【００１１】

【作用】原子燃料集合体では、流動振動や地震によって
荷重がチャンネルボックスから燃料棒に作用する場合、
燃料棒からチャンネルボックスに作用する場合のいずれ
も、荷重は、スペーサの外周に設けられたバンドの突起
部材であるバスタブを介して伝達される。バスタブは、
通常、正方形状のバンドの各辺に２個、対辺において対
向するように合計８個設けられている。したがって、辺
と平行な方向の荷重が作用した場合には一辺のにある２
個のバスタブが上記荷重を負担することになり、この場
合、対向するバスタブの間に位置するセルを除去するこ
とは強度信頼性上で望ましくない。すなわち、当該セル
を除去すると、前記荷重の伝達経路が阻害され、当該阻
害部位の近傍の溶接部には、セル間の変形差から、上記
引張り荷重や剪断荷重が作用すると予測されるためであ
る。

【００１２】したがって、スペーサ強度を確保するため
には、バスタブ直近のセルを除去しないこと、特に対向
するバスタブ３間に位置するセルを除去しないことが重
要である。

【００１３】本発明は、以上の検討に基づくものであ
り、対向するバスタブ間に位置するセル以外のセルを除
去可能なセルとし、この部分の少なくとも一部のセルを
除去することにより、スペーサの強度を損なうことな
く、圧力損失を低減することが可能となる。

【００１４】対向するバスタブ間に位置するセル以外の
どのセルを除去するかについては幾つかの考えがある。
部分長燃料棒を含む原子燃料集合体にあっては、部分長
燃料棒の上端より上方に位置するスペーサについて、除
去可能なセルの位置に部分長燃料棒が配置された場合の
み当該を除去することにより、全ての燃料棒をスペーサ
で支持し、かつスペーサの強度を損なうことなく、圧力
損失を低減することができる。この場合、予め対向する
バスタブ間に位置するセルに対応する位置に部分長燃料
棒を配置しなければ、全ての部分長燃料棒に対応する位
置でセルを除去でき、圧力損失の低減が最も大きくな
る。

【００１５】また、対向するバスタブ間以外の領域で丸
セルがない位置が互いにづれた第１及び第２のスペーサ
を用いてもよく、燃料棒が軸方向の複数の位置でこれら
２種類のスペーサで支持されることにより、燃料棒は必
ずいずれかのスペーサで支持される。この場合、第１及
び第２のスペーサは交互に１つおきに配置されることが
好ましく、これにより燃料棒の健全性が確保される。こ
のスペーサ構造では、丸セルのない位置は部分長燃料棒
の有無と無関係に設定できるので、部分長燃料棒を有し
ない燃料集合体のスペーサにも適用できる。

【００１６】セルとバスタブの位置関係において、流動
振動や地震によって荷重がチャンネルボックスに作用し
た場合を考慮すると、荷重の円滑な伝達が達成されるた
めには、セルとバスタブの中心を一致させるか、２つの
セルの境界をバスタブの中心と一致させることが望まし
い。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。まず、本発明の第１の実施例を図１〜図６により説
明する。図１及び図２において、本実施例の原子燃料集
合体は、１０×１０の正方格子状に配列された複数の燃
料棒７と、燃料棒配列の中央の２×２の格子領域に配置
された１本の太径の水ロッド８Ａと、水ロッド８Ａの周
囲に点対称的に配置された４本の細径水ロッド８Ｂと、
これら燃料棒７及び水ロッド８Ａ，８Ｂを所定の間隔に
保持する複数のスペーサ４Ａ，４Ｂとを有している。燃
料棒７の大部分は通常長さを有する全長燃料棒であり、
その一部は全長が通常の全長燃料棒より短い部分長燃料
棒７ａとなっている。部分長燃料棒７ａは、図２に×印
で示すように、燃料棒配列の最外周各辺中央に隣接して
２個づつと、太径の水ロッドの周囲に点対称的に隣接し
て２個づつの合計１２本が配置されている。全長燃料棒
７及び水ロッド８Ａ，８Ｂの上端は上部タイプレート９
に支持され、下端は下部タイプレート１０に支持されて
いる。燃料棒７，７ａと水ロッド８Ａ，８Ｂの周囲は図
示しないチャンネルボックスで取り囲まれ、原子燃料集
合体を完成する。

【００１８】スペーサ４Ａは部分長燃料棒７ａの上端よ
り下方に配置され、スペーサ４Ｂは部分長燃料棒７ａの
上端より上方に配置されている。スペーサ４Ａは、図３
に示すように、燃料棒７，７ａに対応する位置でこれら
燃料棒７，７ａを捜通支持する多数の丸セル１と、水ロ
ッド８Ａ，８Ｂに対応する位置でこれら水ロッド８Ａ，
８Ｂを捜通支持する丸セル５Ａ，５Ｂとを有している。
これら丸セル１及び５Ａ，５Ｂは円筒形の構造部材から
なり、隣り合うセルが両者の境界で上下端をスポット溶
接されることにより互いに連結されている。これら丸セ
ル１及び５Ａ，５Ｂの外周には正方形状のバンド２が設
けられ、バンド２の外面には突起部材であるバスタブ３
が設けられている。バスタブ３は、バンド２の正方形状
の各辺に２個、対辺において対向するように合計８個設
けられている。対向するバスタブ３間にある丸セル１は
その中心がバスタブ３の中心と一致するよう配列され、
バスタブ３の幅は丸セル１の直径とほぼ等しい。なお、
バスタブ３の幅は丸セル１の直径より小さくてもよい。

【００１９】一方、スペーサ４Ｂは、図４に示すよう
に、全長燃料棒７に対応する位置でこれら燃料棒７を捜
通支持する多数の丸セル１と、水ロッド８Ａ，８Ｂに対
応する位置でこれら水ロッド８Ａ，８Ｂを捜通支持する
丸セル５Ａ，５Ｂとを有している。部分長燃料棒７ａに
対応する位置には丸セルがない。丸セル１及び５Ａ，５
Ｂも円筒形の構造部材からなり、隣り合うセルが両者の
境界で上下端をスポット溶接されることにより互いに連
結されている。これら丸セル１及び５Ａ，５Ｂの外周に
は正方形状のバンド２が設けられ、バンド２の外面には
突起部材であるバスタブ３が設けられている。バスタブ
３は、バンド２の正方形状の各辺に２個、対辺において
対向するように合計８個設けられている。対向するバス
タブ３間にある丸セル１はその中心がバスタブ３の中心
と一致するよう配列され、バスタブ３の幅は丸セル１の
直径とほぼ等しい。なお、バスタブ３の幅は丸セル１の
直径より小さくてもよい。

【００２０】すなわち、スペーサ４Ｂにおいては、対向
するバスタブ３間には燃料棒７に対応する全ての位置に
丸セル１があり、それ以外の領域では部分長燃料棒７ａ
に対応する位置には丸セルがなく、部分長燃料棒７ａは
スペーサ４Ｂの丸セルのない位置の下方にのみ位置して
いる。

【００２１】本実施例において、スペーサ４Ｂに上記構
成を採用する原理は以下のようである。原子燃料集合体
のスペーサ構造において隣合うセル１は、上記のように
両者の境界で上下端がスポット溶接されることにより互
いに連結されている。したがって、当該溶接部に引張り
荷重や剪断荷重が作用すると強度信頼性は低下する。一
方、スペーサの機能は、構成部材であるセル１によって
燃料棒７の間隔を保持することにある。

【００２２】流動振動や地震によって荷重が燃料棒７に
作用すると、荷重は、燃料棒７から当該燃料棒７を保持
するセル１に伝達され、更に隣合うセル間を伝達して、
スペーサの外周に設けられたバンド２の突起部材である
バスタブ３からチャンネルボックスに伝達される。すな
わち、スペーサのバンド２に設けられたバスタブ３が上
記荷重を負担することになる。一方、流動振動や地震に
よって荷重がチャンネルボックスに作用した場合、荷重
は、前述と逆の経路で各セル１に伝達される。別途、解
析した例によれば、いずれの場合もバスタブ３直近のセ
ルの応力が大きくなる。したがって、バスタブ３直近の
セルを除去することはスペーサの強度確保の上で影響が
大きく、望ましくない。

【００２３】バスタブ３は、本実施例で説明したよう
に、通常、正方形状のバンド２の各辺に２個、対辺にお
いて対向するように合計８個設けられている。したがっ
て、正方バンド２の頂点を結ぶ方向の荷重が作用した場
合には隣接する辺の４個のバスタブ３が、辺と平行な方
向の荷重が作用した場合には１辺の２個のバスタブ３
が、それぞれ上記荷重を負担することになる。

【００２４】両者の荷重の作用方向を比較すれば、２個
のバスタブ３が荷重を負担することになる平行方向がス
ペーサの強度に大きな影響を及ぼすことは言うまでもな
く、したがって、対向するバスタブ３の間に位置するセ
ル１を除去することは強度信頼性上で望ましくない。す
なわち、当該セルを除去すると、前記荷重の伝達経路が
阻害され、当該阻害部位の近傍の溶接部には、セル間の
変形差から、上記引張り荷重や剪断荷重が作用すると予
測されるためである。

【００２５】また、前述の解析例では、バスタブ直近以
外の最外周セルの応力が特に小さくなり、更に本実施例
のように中央に太径の水ロッド５Ａが配置されたスペー
サでは、水ロッド近傍に位置するセルの応力が小さくな
る。したがって、当該低応力部位のセルを除去すること
は、スペーサの強度に影響を及ぼさない。

【００２６】また、セル１とバスタブ３の位置関係にお
いて、流動振動や地震によって荷重がチャンネルボック
スに作用した場合を考慮すると、荷重の円滑な伝達が達
成されるためには、セル１とバスタブ３の中心を一致さ
せるか、２つのセル１の境界をバスタブ３の中心と一致
させることが望ましい。すなわち、バスタブ３から複数
のセル１に非平衡に荷重が作用した場合、両者で変形差
が生じ、両者を連結する溶接部に剪断応力が作用すると
考えられる。当該剪断応力は、前述したように、スペー
サの強度信頼性を低下させる。

【００２７】以上より、部分長燃料棒７ａの上端より上
方に位置するスペーサでは、バスタブ３直近のセルを除
去しないこと、特に対向するバスタブ３間に位置するセ
ルを除去しないことが、スペーサの強度を確保する上で
重要であることが分かる。更に、予め当該位置に部分長
燃料棒７ａを配置しなければ、部分長燃料棒の上端より
上方に位置するスペーサにおいて、部分長燃料棒に対応
する位置のセルを除去することが可能となる。

【００２８】本実施例では、以上の検討に基づき、部分
長燃料棒７ａの上端より上方に位置するスペーサ４Ｂに
ついて、図５に示すように、対向するバスタブ３の間に
位置するセル１ａ（実線）以外の位置のセル１ｂ（破
線）を除去可能なセルとし、当該除去可能なセル１ｂの
位置に前記部分長燃料棒７ａが配置された場合のみ当該
セル１ｂを除去したものである。したがって、本実施例
によれば、スペーサの強度を損なうことなく、圧力損失
を低減することができ、流動安定性の余裕増大ととも
に、高信頼性原子燃料集合体の実現が可能となる。

【００２９】上記実施例の変形を図６に示す。この図６
は、９×９の正方格子状に配列された複数の燃料棒を有
し、かつ太径の水ロッドを有しない原子燃料集合体に本
発明を適用する場合の考え方を示したものである。図
中、図５に示す部材と同等の部材には同じ符号を付して
いる。

【００３０】本実施例では、部分長燃料棒７ａ（図１参
照）の上端より上方に位置するスペーサにおいて、対向
するバスタブ３間にある丸セル１ａは隣接する２つの丸
セル１ａの境界がバスタブ３の中心と一致するよう配列
され、バスタブ３の幅は丸セルの直径とほぼ等しくす
る。そして、対向するバスタブ３の間に位置するセル１
ａ（実線）以外の位置のセル１ｂ（破線）を除去可能な
セルとし、当該除去可能なセル１ｂの位置に前記部分長
燃料棒７ａが配置された場合のみ当該セル１ｂを除去す
る。

【００３１】本実施例によっても、スペーサの強度を損
なうことなく、圧力損失を低減することができる。

【００３２】上記実施例の他の変形を図７に示す。この
図７は、１０×１０の正方格子状に配列された複数の燃
料棒を有し、かつ２本の太径の水ロッドと２本の細径水
ロッドを有する原子燃料集合体に本発明を適用した場合
の実施例を示すものである。図中、図４に示す部材と同
等の部材には同じ符号を付している。

【００３３】本実施例では、部分長燃料棒の上端より上
方に位置するスペーサ４Ｃにおいて、図４の実施例と同
様に、対向するバスタブ３間には全長燃料棒に対応する
全ての位置に丸セル１があり、それ以外の領域では部分
長燃料棒に対応する位置には丸セルがなく、部分長燃料
棒７ａはスペーサ４Ｂの丸セルのない位置の下方にのみ
位置している。また、２本の太径の水ロッドと２本の細
径水ロッドを採用したことに伴ってこれら水ロッドを捜
通支持する丸セル５Ａ，５Ｂが配置されている。丸セル
のない位置、すなわち部分長燃料棒の配置位置は図４の
実施例と同じである。本実施例によっても、スペーサの
強度を損なうことなく、圧力損失を低減することができ
る。

【００３４】本発明の第２の実施例を図８〜図１０によ
り説明する。図８において、本実施例の原子燃料集合体
は、燃料棒７の軸方向に交互に配置されたスペーサ４
Ｄ，４Ｅを有しており、それ以外の構成は第１の実施例
と同じである。スペーサ４Ｄは、図９に示すように、対
向するバスタブ３間には燃料棒７に対応する全ての位置
に丸セル１があり、それ以外の領域では所定の位置で丸
セルが除去されている。スペーサ４Ｅも、図１０に示す
ように、対向するバスタブ３間には燃料棒７に対応する
全ての位置に丸セル１があり、それ以外の領域では所定
の位置で丸セルが除去されている。ただし、スペーサ４
Ｄとスペーサ４Ｅとでは、丸セルの除去された位置が互
いに補完し合っている。すなわち、スペーサ４Ｄで丸セ
ルの除去された位置にはスペーサ４Ｅで丸セル１があ
り、スペーサ４Ｅで丸セルの除去された位置にはスペー
サ４Ｄで丸セル１がある。したがって、セル除去位置に
位置する燃料棒７は、１つ置きにスペーサ４Ｄまたは４
Ｅによって支持されることになり、当該燃料棒の健全性
が阻害されることはない。

【００３５】本実施例によっても、第１の実施例と同様
の原理でスペーサの強度を損なうことなく、圧力損失を
低減することができる。

【００３６】図１１及び図１２に第２の実施例の変形を
示す。本実施例でも、上記実施例と同様に、燃料棒７の
軸方向に交互にスペーサ４Ｆ，４Ｇを交互に配置してお
り、スペーサ４Ｆ及び４Ｇは、対向するバスタブ３間に
は燃料棒７に対応する全ての位置に丸セル１があり、そ
れ以外の領域では互いに補完し合う位置で丸セルが除去
されている。また、本実施例では、スペーサ４Ｆ及び４
Ｇは一方を９０°回転させることによって同一形状とな
る。

【００３７】したがって、本実施例によれば、設計・制
作が１つのスペーサ形状で達成できるので、より安価な
構成でスペーサの強度を損なうことなく、圧力損失を低
減することができる。

【００３８】なお、図８〜図１２に示す実施例では部分
長燃料棒７ａを有する燃料集合体に本発明を適用した
が、丸セルのない位置は部分長燃料棒の有無と無関係に
設定できるので、部分長燃料棒を有しない燃料集合体に
対して適用しても同様の効果を得ることができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、原子燃料集合体におけ
るスペーサの強度を確保しつつ、構成部材であるセルを
除去することが可能となり、強度信頼性の向上に大きな
効果があり、したがって流動安定性の余裕増大ととも
に、高信頼性原子燃料集合体の実現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による原子燃料集合体の
外観図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】図１に示す部分長燃料棒の上端より下方に位置
するスペーサの平面図である。

【図４】図１に示す部分長燃料棒の上端より上方に位置
するスペーサの平面図である。

【図５】図１に示す実施例の原理を説明する図である。

【図６】図１に示す実施例の変形例の原理を説明する図
である。

【図７】図１に示す実施例の他の変形例のスペーサを示
す図である。

【図８】本発明の第２の実施例による原子燃料集合体の
外観図である。

【図９】図８に示す２種類のスペーサの一方のものの平
面図である。

【図１０】図８に示す２種類のスペーサの他方のものの
平面図である。

【図１１】第の実施例の変形例での２種類のスペーサの
一方のものの平面図である。

【図１２】同２種類のスペーサの他方のものの平面図で
ある。

【符号の説明】

１セル２バンド３バスタブ４Ａ〜４Ｇスペーサ５Ａ，５Ｂ水ロッド設置用セル７燃料棒７ａ部分長燃料棒８Ａ，８Ｂ水ロッド

フロントページの続き (72)発明者金森健児茨城県日立市幸町３丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者梅原肇茨城県日立市幸町３丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者中村昭三茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者水野正茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者稲垣正寿茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者青山肇男茨城県日立市森山町1168番地株式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者別所泰典茨城県日立市幸町３丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者相澤泰博茨城県日立市幸町３丁目２番１号日立エンジニアリング株式会社内 (72)発明者坂田信二茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正方格子状に配列された複数の燃料棒
と、少なくとも１本の水ロッドと、これら燃料棒及び水
ロッドを所定の間隔に保持する複数のスペーサとを有
し、前記複数のスペーサが、各々、互いに結合された複
数の丸セルと、これら丸セルの外周に位置するバンド
と、前記バンドに設けられた互いに対向する複数のバス
タブとを有する原子燃料集合体において、前記複数のスペーサは、対向するバスタブ間に前記燃料
棒に対応する全ての位置に前記丸セルがあり、それ以外
の領域の前記燃料棒に対応する位置の少なくとも一部に
前記丸セルがない少なくとも１つの第１のスペーサを含
むことを特徴とする原子燃料集合体。
【請求項２】請求項１記載の原子燃料集合体におい
て、前記複数の燃料棒は全長が短い部分長燃料棒を含
み、前記第１のスペーサは前記部分長燃料棒の上端より
上方に位置し、前記部分長燃料棒は前記第１のスペーサ
の前記丸セルのない位置の下方のみに位置していること
を特徴とする原子燃料集合体。
【請求項３】請求項１記載の原子燃料集合体におい
て、前記複数の燃料棒は全長が短い部分長燃料棒を含
み、前記第１のスペーサは前記部分長燃料棒の上端より
上方に位置し、前記部分長燃料棒は少なくとも前記第１
のスペーサの前記丸セルのない位置の下方に位置してい
ることを特徴とする原子燃料集合体。
【請求項４】請求項１記載の原子燃料集合体におい
て、前記複数のスペーサは、対向するバスタブ間に前記
燃料棒に対応する全ての位置に前記丸セルがあり、それ
以外の領域で前記丸セルがない位置が前記第１のスペー
サとずれた少なくとも１つの第２のスペーサを含むこと
を特徴とする原子燃料集合体。
【請求項５】請求項４記載の原子燃料集合体におい
て、前記第１のスペーサと第２のスペーサが前記燃料棒
の軸方向に交互に配置されていることを特徴とする原子
燃料集合体。
【請求項６】請求項１記載の原子燃料集合体におい
て、前記対向するバスタブ間にある丸セルはその中心が
そのバスタブの中心と一致するよう配列されていること
を特徴とする原子燃料集合体。
【請求項７】請求項１記載の原子燃料集合体におい
て、前記対向するバスタブ間にある丸セルは隣接する２
つの丸セルの境界がそのバスタブの中心と一致するよう
配列されていることを特徴とする原子燃料集合体。
【請求項８】正方格子状に配列された複数の燃料棒
と、少なくとも１本の水ロッドと、これら燃料棒及び水
ロッドを所定の間隔に保持する複数のスペーサとを有
し、前記複数の燃料棒が全長が短い部分長燃料棒を含
み、前記複数のスペーサが、各々、互いに結合された複
数の丸セルと、これら丸セルの外周に位置するバンド
と、前記バンドに設けられた互いに対向する複数のバス
タブとを有する原子燃料集合体において、前記複数のス
ペーサのうち前記部分長燃料棒の上端より上方に位置す
るスペーサは、対向するバスタブ間に前記燃料棒に対応
する全ての位置に前記丸セルがあり、それ以外の領域の
少なくとも前記部分長燃料棒に対応する位置に前記丸セ
ルがなく、前記部分長燃料棒は前記第１のスペーサの前
記丸セルのない位置の下方のみに位置していることを特
徴とする原子燃料集合体。
【請求項９】正方格子状に配列された複数の燃料棒
と、少なくとも１本の水ロッドと、これら燃料棒及び水
ロッドを所定の間隔に保持する複数のスペーサとを有
し、前記複数の燃料棒が全長が短い部分長燃料棒を含
み、前記複数のスペーサが、各々、互いに結合された複
数の丸セルと、これら丸セルの外周に位置するバンド
と、前記バンドに設けられた互いに対向する複数のバス
タブとを有する原子燃料集合体において、前記複数のスペーサのうち前記部分長燃料棒の上端より
上方に位置するスペーサは、対向するバスタブ間に前記
燃料棒に対応する全ての位置に前記丸セルがあり、それ
以外の領域の少なくとも前記部分長燃料棒に対応する位
置に前記丸セルがなく、前記部分長燃料棒は少なくとも
前記第１のスペーサの前記丸セルのない位置の下方に位
置していることを特徴とする原子燃料集合体。
【請求項１０】正方格子状に配列された複数の燃料棒
と、少なくとも１本の水ロッドと、これら燃料棒及び水
ロッドを所定の間隔に保持する複数のスペーサとを有
し、前記複数のスペーサが、各々、互いに結合された複
数の丸セルと、これら丸セルの外周に位置するバンド
と、前記バンドに設けられた互いに対向する複数のバス
タブとを有する原子燃料集合体において、前記複数のスペーサは、対向するバスタブ間に前記燃料
棒に対応する全ての位置に前記丸セルがあり、それ以外
の領域の前記燃料棒に対応する位置の少なくとも一部に
前記丸セルがない複数の第１のスペーサと、対向するバ
スタブ間には前記燃料棒に対応する全ての位置に前記丸
セルがあり、それ以外の領域で前記丸セルがない位置が
前記第１のスペーサとずれた複数の第２のスペーサとを
含むことを特徴とする原子燃料集合体。
【請求項１１】請求項１０記載の原子燃料集合体にお
いて、前記第１のスペーサと第２のスペーサは少なくと
も１つおきに前記燃料棒の軸方向に交互に配置されてい
ることを特徴とする原子燃料集合体。