JPH08211175A - 燃料集合体及びそれを使用した原子炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 液体金属冷却型高速炉の冷却材流量減少時と
過出力時とに、負の反応度を生じさせる燃料集合体及び
それを用いた原子炉を得る。 【構成】 燃料集合体１４は、燃料ペレット１’とブラ
ンケット燃料ペレット２とが被覆管に封入された多数の
燃料要素１を下部支持棒８で固定することによって束ね
られた燃料要素束と、燃料要素束の上部に設置された遮
蔽材３と、燃料要素束の中心部に配置された中性子反射
体７とが、冷却材入口９、冷却材出口１０を有するラッ
パ管４により覆われている。冷却材６は、燃料要素間を
流れる。中性子反射体７は、上部が密閉され、下部が冷
却材６に開放されて、内部にガス５が冷却材６と分離し
て封入されている。このような燃料集合体と、通常の中
性子反射体７を備えない燃料集合体とにより炉心が構成
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子炉の炉心に配置さ
れる燃料集合体及び該燃料集合体を使用する原子炉に係
り、特に、液体金属冷却型高速炉に使用した場合に、冷
却材流量減少時と過出力時とにおける炉心の反応度の制
御性を向上させることができる中性子反射体を内蔵した
燃料集合体及びその燃料集合体用いて構成される原子炉
に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速炉の燃料集合体に関する従来技術と
して、例えば、三木良平著、「高速増殖炉」(日刊工業
新聞社)等に記載された技術が知られている。

【０００３】この従来技術は、核燃料物質を被覆管に封
入した燃料要素を、下部支持棒で固定することにより束
ね、この束ねられた燃料要素束をラッパ管で取り囲み、
下部冷却材入口から冷却材を流入させ、この冷却材を複
数の下部支持棒からなる下部支持構造、燃料要素間を通
り、上部冷却材出口から流出させる構成を有するもので
ある。

【０００４】また、このような燃料集合体を用いる高速
炉の炉心は、前記燃料集合体を複数配置した炉心燃料領
域の周囲に、前記燃料集合体の燃料要素の代りに、主に
燃料親物質を被覆管に封入したブランケット要素を使用
したブランケット要素燃料集合体を複数配置したブラン
ケット領域を設け、さらに、前記ブランケット領域の周
囲に、中性子吸収物質を封入した中性子遮蔽体を複数配
置した中性子遮蔽領域を設けて構成されている。

【０００５】また、他の従来技術として、例えば、「デ
ィー．エム．ルコフ、ニュークリア・テクノロジー、第
88巻、21頁(1989)」（D.M.Lucoff,Nuclear Technology,
Vol.88,P21(1989)）等に記載された技術が知られてい
る。

【０００６】この従来技術には、上部を密閉、下部を冷
却材に開放し、内側に不活性ガスと冷却材とを分離して
封入した中空ダクト構造を持つ中性子反射体に関する技
術と、この中性子反射体を高速炉の炉心燃料領域の外周
に配置する炉心構成に関する技術とが開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、液体ナトリウ
ム冷却型高速炉において、冷却材である液体ナトリウム
の温度上昇に伴って炉心の反応度が変化することが、前
者の従来技術により知られている。すなわち、原子炉の
過渡的な事象の発生により、冷却材である液体ナトリウ
ムの温度が上昇すると、熱膨張によりナトリウムの密度
が減少するため、核分裂反応により生じる中性子は、ナ
トリウム原子に衝突しにくくなる。その結果、炉心領域
の中性子の平均エネルギーが高エネルギー側に推移し、
炉心内の核分裂反応が増加する。このとき、同時に、炉
心からの中性子の漏洩量も増大しているが、一般に、大
型高速炉の炉心は、前者の効果の方が大きく、炉心の反
応度が増大する傾向を示す。

【０００８】前述した後者の従来技術による原子炉の炉
心は、外部電源の喪失等による冷却材の流量が減少する
と、ポンプ動圧の低下により、中性子反射体内の冷却材
液面レベルが、炉心上端から炉心下端まで低下する。こ
のため、中性子反射材として作用していた液体金属ナト
リウムが炉心部から無くなり、中性子が中性子反射体内
に漏洩してくる。

【０００９】前述した従来技術による原子炉の炉心は、
この中性子の漏洩による効果により、核分裂反応を増加
させる効果よりも中性子漏洩量を増加させる効果の方を
大きくできるので、外部電源の喪失等による冷却材の流
量が減少した場合にも、反応度を低下させ、原子炉を安
全側に制御することが可能なものである。

【００１０】しかし、前述した従来技術による原子炉
は、制御棒の誤引き抜き等から生じる過出力事象に対し
て原子炉を安全側に制御することが困難であるという問
題点を有している。

【００１１】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、冷却材の流量が減少したときのみならず、制御
棒を誤まって引き抜いたことによる過出力時にも、炉心
からの実効的な中性子漏洩量を増大させ、反応度を低減
させてを原子炉を安全側に制御することを可能とした中
性子反射体を内蔵した燃料集合体及びこの燃料集合体を
用いた原子炉を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、核分裂性物質と燃料親物質とを封入した複数の燃料
要素と前記燃料要素を取り囲むラッパ管からなり、冷却
材が下方から上方へ流れる燃料集合体の前記ラッパ管内
に、上部を密閉、下部を冷却材に開放し、内部にガスと
冷却材とを分離して封入した中空ダクト構造を持つ中性
子反射体を設置して燃料集合体を構成することにより達
成される。

【００１３】また、前記目的は、前記中性子反射体を構
成する中空ダクトを円柱形状とし、あるいは、六角柱形
状とすることにより達成される。

【００１４】さらに、前記目的は、前記中性子反射体を
構成する中空ダクトの炉心部の中央に相当する位置に、
中性子反射体の外周部から冷却材が流入できるように構
成された冷却材保持部を設け、該冷却材保持部の軸方向
の長さを炉心高さの６０％以内とし、その中に常に冷却
材を充満させておくことにより達成される。

【００１５】また、本発明による原子炉は、前記構成の
燃料集合体の複数個を、原子炉の炉心を構成する内側炉
心燃料集合体領域内に分散して、あるいは、中心部に纏
めて配置するように構成することにより得ることができ
る。

【００１６】

【作用】本発明による燃料集合体は、従来技術による燃
料集合体の内部に、冷却材液面レベルの変化により反応
度の変化を生じさせる中性子反射体が設置されており、
従来技術による燃料集合体の場合と同様に、冷却材流量
減少時には、１次系循環ポンプの動圧の低下とガス圧と
の不均衡により、燃料集合体内に設置された中性子反射
体の冷却材液面レベルが低下する。このため、反射材と
して作用していた冷却材(液体金属ナトリウム)が中性子
反射体内からなくなり、燃料集合体内の中性子が中性子
反射体内に漏洩し、燃料集合体に負の反応度を生じる。

【００１７】一方、制御棒の誤引き抜き等から生じる過
出力時には、燃料集合体内の燃料要素の発熱が激しくな
り、この燃料要素間を流れる冷却材(液体金属ナトリウ
ム)と中性子反射体を構成する中空ダクトを介して熱の
移行が生じる。この結果、本発明による燃料集合体は、
中性子反射体内のガス圧を増加させてそのガス圧によ
り、中性子反射体内の冷却材液面レベルを低下させるの
で、中性子反射体内に中性子が漏洩し、負の反応度を生
じさせることができる。

【００１８】前述した本発明による燃料集合体におい
て、冷却材流量減少時、過出力時に、一次系ポンプの動
圧の低下、ガスの熱膨張により、中性子反射体内の冷却
材の液面が炉心上方から炉心下方に低下すると、炉心中
心部での冷却材密度係数が負であるため、正の反応度を
生じ、中性子反射体全体の負の反応度効果が低減されて
しまう。

【００１９】中性子反射体の炉心部の中央に相当する位
置に冷却材保持部を設け、該冷却材保持部の軸方向長さ
を炉心高さの６０％とした本発明による燃料集合体は、
前述したような正の反応度が生じることによる中性子反
射体全体の負の反応度効果の低減を防止することができ
るものである。この燃料集合体は、中性子漏洩効果が小
さく、冷却材密度係数が負となる炉心中央部(炉心高さ
の６０％)に、冷却材保持部を設定し、常に、冷却材に
よって満たされている状態になっており、このため、冷
却材流量減少時、過出力時に、一次系ポンプの動圧の低
下、ガスの熱膨張により、中性子反射体内の冷却材の液
面が炉心上方から炉心下方に低下しても、炉心中央部に
設けられる冷却材保持部により、この部分で冷却材液面
の変化に対して不感領域とすることができ、燃料集合体
の負の反応度効果を５０％程度増大させることができ
る。

【００２０】前述したように、本発明による燃料集合体
は、冷却材流量減少時と過出力時とに、構成要素による
物理的な性質を利用して燃料集合体に負の反応度を生じ
させることができ、炉を安全側に制御することが可能で
ある。

【００２１】前述した燃料集合体により高速炉の炉心を
構成した原子炉は、外部電源の喪失等による冷却材流量
減少時と、制御棒の誤引き抜きによる過出力時とにおい
て、燃料集合体の持つ中性子反射体への中性子の漏洩効
果により、炉心全体の中性子漏洩量を増大させて負の反
応度を生じさせることができるので、炉心の出力上昇を
緩和することができ、原子炉の安全性の向上を図ること
ができる。

【００２２】また、炉心中心部に前述した本発明による
燃料集合体を複数まとめて設置した原子炉は、炉心が径
方向に３領域化されることになり、前述した効果に加え
て、従来の燃料集合体よりも燃料装荷量が少ない燃料集
合体の場合に、通常運転時の炉心出力分布の平坦化を図
ることができるという効果を得ることができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明による燃料集合体及び原子炉の
実施例を図面により詳細に説明する。

【００２４】図１は本発明の第１の実施例による燃料集
合体の構造を示す垂直断面図、図２は中性子反射体内の
冷却材の液面レベルの変化を説明する図である。図１、
図２において、１は燃料要素、１’は燃料ペレット、２
はブランケット燃料ペレット、３は遮蔽材、４はラッパ
管、５はガス、６は冷却材(液体金属ナトリウム)、７は
中性子反射体、８は下部支持棒、９は冷却材入口、１０
は冷却材出口、１１は炉心部、１２は上部軸ブランケッ
ト部、１３は下部軸ブランケット部、１４は燃料集合体
である。

【００２５】図１に示す燃料集合体１４は、液体金属冷
却型高速炉に用いられるものであり、核燃料物質を封入
した燃料要素１の複数を下部支持棒８で固定することに
よって束ねられた燃料要素束と、前記燃料要素束の上部
に設置された遮蔽材３とがラッパ管４により覆われて構
成されている。ラッパ管４は、冷却材６の上流側の端に
冷却材入口９、冷却材６下流側の端に冷却材出口１０を
備えて構成される。前記冷却材６は、ラッパ管４の冷却
材入口９からラッパ管４の内部に流れ込み、燃料要素束
の下部支持棒８の下方から複数の下部支持棒８によって
構成される下部支持構造を通り抜け、燃料要素１相互間
と遮蔽材３相互間を通ってラッパ管４の上方の冷却材出
口１０を経て流れ出る。

【００２６】そして、本発明の第１の実施例による燃料
集合体１４は、前記下部支持棒８に固定された前記燃料
要素１の一部を取り除き、ここに、上部を密閉し、下部
を冷却材６に開放し、内部にガス５と冷却材６とを分離
して封入した中空ダクト構造を持つ中性子反射体７が設
置されて構成されている。また、燃料要素１は、一般に
使用されるものと同様に、核分裂性物質と燃料親物質と
からなる燃料を焼結し、ペレット状に成型加工して作成
された燃料ペレット１’と、主に燃料親物質からなるブ
ランケット燃料から作成されたブランケット燃料ペレッ
ト２とが、燃料ペレット１’を中央部に、ブランケット
燃料ペレット２を燃料ペレット１’の両側に配置して、
被覆管に封入されて構成されている。

【００２７】すなわち、図１に示す本発明の第１の実施
例は、複数の燃料要素１の燃料ペレット１’が炉心部１
１を構成し、その上下にブランケット燃料ペレット２か
らなる上部軸ブランケット部１２、下部軸ブランケット
部１３が設定されて構成されている。また、中性子反射
体７内に封入されるガスとしては、アルゴン（Ａｒ）、
ヘリウム（Ｈｅ）等が使用され、冷却材６としては、液
体金属ナトリウムが使用される。

【００２８】次に、前述した本発明の第１の実施例が、
燃料集合体内に設けた中性子反射体７内の冷却材である
液体金属ナトリウムの液面レベルにより、反応度を制御
することができることを図２を参照して説明する。

【００２９】図２（ａ）は正常時における中性子反射体
７内部の冷却材６の液面の位置を示しており、この場
合、冷却材６の液面の位置は、上部軸ブランケット部１
２の上端にある。この状態で、例えば、外部電源の喪失
等による冷却材の流量減少が生じたものとする。

【００３０】この場合、一次系の冷却材ポンプ動圧の低
下により冷却材の流量が減少し、燃料集合体４内の中性
子反射体７の冷却材６の液面レベルは、従来技術の中性
子反射体の場合と同様に、一次系循環ポンプの動圧の低
下とガス圧の不均衡により、図２（ａ）に示す上部軸ブ
ランケット部１２の上端から、図２（ｂ）に示す下部軸
ブランケット部１３の下端にまで低下する。この結果、
反射材として作用していた冷却材(液体金属ナトリウム)
６が中性子反射体７内からなくなる。このため、燃料集
合体内の中性子が中性子反射体内に漏洩して負の反応度
を生じ、原子炉は安全側に制御される。

【００３１】また、図２（ａ）に示す正常状態から制御
棒の誤引き抜き等が生じたとする。この場合、炉心の反
応度が増加して過出力となり、燃料集合体内の燃料要素
の発熱が激しくなり、この燃料要素間を流れる冷却材
(液体金属ナトリウム)と中性子反射体を構成する中空ダ
クトを介して熱の移行が生じる。この結果、中性子反射
体７内のガス圧が増加して膨張することになり、中性子
反射体７の冷却材６の液面レベルは、図２（ａ）に示す
上部軸ブランケット部１２の上端から、図２（ｃ）に示
す上部軸ブランケット部１２の下端、あるいは、炉心上
部まで低下する。これにより、中性子反射体７内に中性
子が漏洩し、炉心は負の反応度を生じ、原子炉は安全側
に制御される。

【００３２】前述のように、本発明の中性子反射体を内
蔵する燃料集合体は、冷却材流量減少時と過出力時と
に、構成要素による物理的な性質を利用して負の反応度
を生じさせることが可能であり、これにより、原子炉を
常に安全側に制御することが可能となる。

【００３３】前述した制御棒の誤引き抜きの場合の冷却
材６の液面レベルの低下幅は、通常運転時及び過出力時
における冷却材６の温度差と、中性子反射体のガス部の
軸方向の長さとによって決定される。例えば、通常のナ
トリウム冷却型高速炉の場合、通常運転時の冷却材の出
口における温度は５００℃を超える程度で、沸騰までに
は３００℃以上の余裕があり、正常時の中性子反射体７
内のガス部の軸方向長さを５０cmとすれば、３０cm程度
の冷却材液面レベルの低下が可能となる。

【００３４】前述したように本発明の第１の実施例によ
れば、冷却材の流量減少時及び過出力時に、燃料集合体
構成要素による物理的な性質を利用して、原子炉に負の
反応度を生じさせて原子炉を安全側に制御することがで
きるので、原子炉の安全性の向上を図ることができる。

【００３５】なお。前述した本発明の第１の実施例は、
燃料集合体１４及び中性子反射体７の水平断面形状につ
いて言及していないが、これらの形状は一般には任意の
形状でよい。

【００３６】図３、図４は本発明の第２、第３の実施例
による燃料集合体の構造を示す垂直断面及び水平断面を
示す図であり、図の符号は、図１の場合と同一である。
図３、図４に示す本発明の第２、第３の実施例は、燃料
集合体１４及び中性子反射体７の水平断面形状を規定す
るものである。

【００３７】原子炉の炉心は、前述の本発明の第１の実
施例により説明した燃料集合体１４を、軸方向に多数並
べて構成されるので、その配置効率の点から正６角形の
水平断面に構成するのが効果的であり、本発明の第２、
第３の実施例においても、燃料集合体１４の水平断面形
状、すなわち、ラッパ管４の水平断面形状は、正６角形
に形成されている。そして、図３に示す本発明の第２の
実施例は、中性子反射体７が円柱状に構成され、図４に
示す本発明の実施例は、中性子反射体７が６角柱状に構
成されている。また、前述以外の構成は、図１の場合と
同一である。

【００３８】このような、本発明の第２、第３の実施例
においても、前述した本発明の第１の実施例の場合と同
一の効果を奏することができる。

【００３９】図５は本発明の第４の実施例による燃料集
合体の構造を示す垂直断面図、図６は中性子反射体の冷
却材液面レベルによる実効増倍率の変化を説明する図で
ある。図５において、１５は冷却材保持部、１６は連通
管であり、他の符号は図１の場合と同一である。

【００４０】図５に示す本発明の第４の実施例は、前述
した本発明の第１〜第３の実施例における中性子反射体
７の炉心部の位置に、冷却材保持部１５を設けて構成し
たものである。すなわち、中性子反射体７は、その炉心
部で２枚の仕切り板により垂直方向に３分割され、この
上下の仕切り板が連通管１６により連結され、上下の中
性子反射体が連通するように構成される。３分割された
中性子反射体の中央部分は、その側壁に穴が開けられ、
冷却材保持部１５として作用し、冷却材６が中性子反射
体７の外周部から流入して保持できるように構成され
る。この冷却材保持部１５は、その軸方向の長さが炉心
高さの６０％に設定されている。

【００４１】そして、前述の燃料集合体は、中性子漏洩
効果が小さく、冷却材密度係数が負となる炉心中央部
(炉心高さの６０％)に、冷却材保持部が設定され、常
に、冷却材によって満たされている状態になっている。

【００４２】このような本発明の第４の実施例によれ
ば、燃料集合体の中性子反射体７に、冷却材保持部１５
が設置された構成を備えているので、原子炉における負
の反応度を増大することができ、炉心の安全性をさらに
向上することができる。

【００４３】次に、冷却材保持部１５を備えることによ
る効果を、中性子反射体７内の冷却材６の液面レベルに
よる実効増倍率の変化を示す図６を参照して説明する。

【００４４】前述した本発明の第１〜第４の実施例の燃
料集合体において、冷却材流量減少時または過出力時に
は、一次系ポンプの動圧の低下またはガスの熱膨張によ
り、中性子反射体の冷却材液面が炉心上方から炉心下方
へ低下する。このとき、炉心中央に相当する位置まで冷
却材液面が低下すると、前述した本発明の第１〜第３の
実施例による燃料集合体は、その位置での冷却材密度係
数が負となっているため、図６に曲線Ａとして示すよう
に正の反応度を生じ、中性子反射体全体の負の反応度効
果を低減している。これは、燃料集合体が炉心の中央部
に配置されている場合、反射された中性子が炉心の外部
に逃げられず、他の燃料集合体に達して反応してしまう
からである一方、前述した本発明の第４の実施例により
説明したように、中性子反射体に冷却材保持部を設け、
常に冷却材を保持しておくことにより、この冷却材保持
部の部分を、冷却材液面の変化に対して不感領域とする
ことができ、燃料集合体の負の反応度効果を５０％程度
増大することができ、図６に曲線Ｂとして示すように、
正の反応度を抑制することができる。

【００４５】前述した本発明の第４の実施例によれば、
中性子反射体７の内部に、冷却材保持部１５を有し、炉
心中心部に常に冷却材を保持しておくことができるの
で、冷却材液面の低下に対して、冷却材密度係数が負と
なる炉心中心部(炉心高さの６０％)を不感領域とするこ
とができ、炉心の負の反応度を増大することができる。
これにより、本発明の第４の実施例は、冷却材流量減少
時と過出力時とに、燃料集合体構成要素による物理的性
質を利用することができ、炉心の安全性をより向上させ
ることができる。

【００４６】次に、前述した本発明の第１〜第４の実施
例による燃料集合体を用いて構成される高速炉について
説明する。

【００４７】図７は本発明による燃料集合体を用いる高
速炉の炉心の構成例を示す平面図である。図７におい
て、２１は内側炉心燃料集合体、２２は外側炉心燃料集
合体、２３はブランケット燃料集合体、２４は遮蔽体、
２５は制御棒であり、他の符号は図１の場合と同一であ
る。

【００４８】図７に示す高速炉の炉心は、内側炉心燃料
集合体２１、本発明の第１〜第４の実施例による燃料集
合体１４、及び、制御棒２５による内側燃料集合体領域
と、その外周に配置される外側炉心燃料集合体２２、及
び、制御棒２５による外側炉心燃料集合体領域と、その
外周に配置されるブランケット燃料集合体２３による径
方向ブランケット領域と、さらに、その外周に配置され
る遮蔽体２４による遮蔽領域とにより構成される。

【００４９】前述のように構成される高速炉の炉心にお
いて、内側燃料集合体領域と外側炉心燃料集合体領域と
は、炉心領域を構成し、反応度制御のため、制御棒２５
が分散して配置されると共に、前述した本発明の第１〜
第４の実施例のいずれか１つの実施例による燃料集合体
１４の複数が分散して配置されている。なお、内側燃料
集合体領域の燃料集合体１４と制御棒２５以外の部分に
は、多数の従来技術による中性子反射体を備えていない
燃料集合体が配置されている。

【００５０】このような構成の高速炉の炉心を備えて構
成される原子炉は、外部電源の喪失等による冷却材流量
減少時と、制御棒の誤引き抜きによる過出力時とにおい
て、前述した本発明の第１〜第４の実施例で説明した燃
料集合体１４の持つ中性子反射体への中性子の漏洩効果
により、炉心全体の中性子漏洩量を増大させて負の反応
度を生じさせることができるので、炉心の出力上昇を緩
和することができ、原子炉の安全性の向上を図ることが
できる。

【００５１】図８は本発明による燃料集合体を用いる高
速炉の炉心の他の構成例を示す平面図であり、図の符号
は図７の場合と同一である。

【００５２】図８に示す炉心の他の構成例は、炉の全体
の構成が図７により説明したものと同様であり、図７に
示した炉心の構成と相違する点は、内側燃料集合体領域
に配置される本発明の第１〜第４の実施例のいずれか１
つの実施例による燃料集合体１４の複数個を中心部に纏
めて設置した点である。

【００５３】このような構成の高速炉の炉心を備えて構
成される原子炉は、図７により説明した炉心と同様な効
果を得ることができるものであり、さらに、炉心中心部
に燃料集合体を複数まとめて設置したことにより、炉心
が径方向に３領域化されることになり、従来の燃料集合
体よりも燃料装荷量が少ない燃料集合体の場合に、通常
運転時の炉心出力分布の平坦化を図ることができるとい
う効果を得ることができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、液
体金属冷却型高速炉において、冷却材流量減少時と過出
力時とに、燃料集合体内に設置されている、上部を密
閉、下部を冷却材に開放し、内側にガスと冷却材を分離
して封入した中空ダクト構造を持つ中性子反射体の物理
的性質により、負の反応度を生じさせて炉心の出力上昇
を緩和することができ、炉心のより確かな安全性を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による燃料集合体の構造
を示す垂直断面図である。

【図２】中性子反射体内の冷却材の液面レベルの変化を
説明する図である。

【図３】本発明の第２の実施例による燃料集合体の構造
を示す垂直断面及び水平断面を示す図である。

【図４】本発明の第３の実施例による燃料集合体の構造
を示す垂直断面及び水平断面を示す図である。

【図５】本発明の第４の実施例による燃料集合体の構造
を示す垂直断面図である。

【図６】中性子反射体の冷却材液面レベルによる実効増
倍率の変化を説明する図である。

【図７】本発明による燃料集合体を用いる高速炉の炉心
の構成例を示す水平断面図である。

【図８】本発明による燃料集合体を用いる高速炉の炉心
の他の構成例を示す水平断面図である。

【符号の説明】

１ 燃料要素 ２ ブランケット燃料 ３ 遮蔽材 ４ ラッパ管 ５ ガス ６ 冷却材(液体金属ナトリウム) ７ 中性子反射体 ８ 下部支持棒 ９ 冷却材入口 １０ 冷却材出口 １１ 炉心部 １２ 上部軸ブランケット部 １３ 下部軸ブランケット部 １４ 燃料集合体 １５ 冷却材保持部 １６ 連通管 ２１ 内側炉心燃料集合体 ２２ 外側炉心燃料集合体 ２３ ブランケット燃料集合体 ２４ 遮蔽体 ２５ 制御棒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ２１Ｃ 5/00 ＧＤＦ Ａ 7/28 ＧＤＦ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 核分裂性物質と燃料親物質とを封入した
   複数の燃料要素と、前記燃料要素を取り囲むラッパ管と
   からなり、冷却材が下方から上方へ流れる燃料集合体に
   おいて、前記ラッパ管内に、上部を密閉、下部を冷却材
   に開放し、内部にガスと冷却材とを分離して封入した中
   空ダクト構造を持つ中性子反射体を設置したことを特徴
   とする燃料集合体。
2. 【請求項２】 前記中性子反射体の中空ダクトが、円柱
   形状に構成されることを特徴とする請求項１記載の燃料
   集合体。
3. 【請求項３】 前記中性子反射体の中空ダクトが、六角
   柱形状に構成されることを特徴とする請求項１記載の燃
   料集合体。
4. 【請求項４】 前記中性子反射体の炉心部の中央に相当
   する位置に、前記中性子反射体の外周部から冷却材が流
   入可能で、軸方向の長さが炉心高さの６０％以内の冷却
   材保持部を設け、該冷却材保持部内に常に冷却材を充満
   させていることを特徴とする請求項１、２または３記載
   の燃料集合体。
5. 【請求項５】 内側炉心燃料集合体領域を備えて構成さ
   れる炉心を有する原子炉において、請求項１ないし４の
   うち１記載の燃料集合体の複数を前記内側炉心燃料集合
   体領域に分散配置して炉心が構成されることを特徴とす
   る原子炉。
6. 【請求項６】 内側炉心燃料集合体領域を備えて構成さ
   れる炉心を有する原子炉において、請求項１ないし４の
   うち１記載の燃料集合体の複数を前記内側炉心燃料集合
   体領域の中心部に纏めて配置して炉心が構成されること
   を特徴とする原子炉。