JPH09502257A - 原子炉用燃料集合体のろ過底部ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 このノズルは、少なくとも冷却水通過孔の部分にて原子炉の下部コアプレート上に載せられる下部支持部材（１２）、及び、デブリろ過手段（１８）の取り付けられたアダプタプレート（１３）を有している。前記アダプタプレート（１３）の方向に拡がった複数のディフューザ（３０）が前記支持部材（１２）上に固定されている。これらディフューザ（３０）の壁部には、該ディフューザ（３０）のネック部をデブリ捕捉空間（３２）に接続する少なくとも一つの開口（３１）が穿孔されており、この開口内に、前記ろ過手段（１８）によってストップされたデブリが、ディフューザ（３０）の前記ネック部における減圧によって吸い込まれる。この底部ノズル（３３）は特にケーシング形状とすることができ、前記支持部材（１２）は、少なくとも一つの水通過孔（１５）の貫通したプレートから成っている。

Description

【発明の詳細な説明】 原子炉用燃料集合体のろ過底部ノズル 本発明は水冷型、特には加圧水冷型の原子炉用燃料集合体のためのろ過底部ノ ズルに関する。 水冷による原子炉、特に加圧水冷却型の原子炉は全体として角柱状を呈す集合 体から成るコア（炉心）を有している。このコアは複数の燃料棒が配される骨組 を備え、該骨組は、特に二つの端部ノズルを備えている。これら端部ノズルが、 前記骨組を閉塞するとともに、前記骨組内でスライド移動する可能性のある前記 燃料棒を随意保持する。 底部ノズルと呼ばれるこれら二つのノズルの一つは、通常支持脚と開口が穿孔 された横行アダプタプレートとを備えた、原子炉の下部コアプレート上に載るも のとなっている。 前記支持脚の下部は、前記燃料集合体のそれぞれの位置において、水通過孔が 貫通された前記下部コアプレート上に載っている。 前記貫通孔を介して前記下部コアプレートを通過する前記原子炉のコア冷却用 の水は、前記アダプタプレートに形成された貫通孔を介して前記燃料集合体の複 数のロッド間に分配される。 炉をある程度運転した後には、例えば金属片等のデブリ（くず）が前記冷却水 中に浮遊し、これらデブリはその却水中に混入して循環することになる。 前記燃料集合体のロッドはセルを有したスペーサグリッドにより保持され、前 記ロッドはそのセル内部に、バネ等の弾性部材により、剛体であるストッパに押 し付けられて保持される。 前記冷却水が前記集合体の前記ロッドと前記グリッドの壁部との間の隙間より もサイズの大きいデブリを浮遊状態で含んでいる場合、このデブリは、前記冷却 水の循環中に、前記ロッドと前記グリッドの壁部との間にくさび状に入り込んで しまうおそれがある。 前記グリッドにくさび状に入り込みながらも冷却水により揺れ動かされるデブ リは、クラッディング（燃料被覆）を局所的に摩耗させ、場合によってはそれに 穴を開ける可能性すらある。 従って、前記スペーサグリッドの隙間よりも大きいサイズのデブリが燃料集合 体内に入り込まないようにする必要がある。 前記集合体の前記底部ノズルの前記アダプタプレートと、前記スペーサグリッ ドのセル内のロッド周りの隙間寸法に対応した限界サイズよりも大きなサイズを 有したデブリをストップさせることができる冷却水ろ過手段と、の組合せは周知 である。 これらのろ過手段は、前記アダプタプレートに取り付けられた部材により、あ るいはまた前記アダプタプレートに前記集合体のスペーサグリッドに入り込むお それのあるデブリのサイズよりも小さい寸法を有した開口を複数穿孔することに より実現することができる。 このようなろ過手段は、デブリが集合体内に侵入できないように、前記アダプ タプレートの下方でデブリをストップさせることが可能である。しかしなが、通 常そのデブリは前記下部コアプレート上に落ちて、隣接する集合体に向かって運 ばれる可能性がある。 従って、周知のノズルは、移動して前記アダプタプレートで止められたデブリ を捕捉すること、そして原子炉のコアの抜き出し及び燃料交換の作業中にそのデ ブリを除去して冷却水を浄化することはできない。 前記ノズルのアダプタプレートと平行となったプレート状を呈し、各開口に対 してディフューザが固定される複数の開口が形成され、前記ノズルの内部に向か うとともに前記アダプタプレートの方向に拡がった下部支持部材を有した、燃料 集合体のための底部ノズルもまた周知のものである。この下部支持部材は、ディ フューザが取り付けられる前記複数の開口が前記下部コアプレートの貫通孔と重 ね合わされるよう、前記炉の下部コアプレート上に載せられるものとされている 。かかる装置によれば前記流体が該集合体のこの底部ノズルを通過する際の圧力 損失を最適化できるかも知れないが、冷却水に混入したデブリのろ過及び捕捉に ついて何等改善を施すものではない。 複数の開口が穿孔された壁部を有し、ノズル内において該ノズルの前記下部支 持部材と前記アダプタプレートとの間に配された、複雑な形状をしたデブリろ過 ・捕捉装置を備えた底部ノズルもまた周知である。 しかしながら、かかる装置は製造工程が複雑で、かつ燃料集合体の底部ノズル 内において大きな容積を占めることになる。 従って本発明の目的は、原子炉の下部コアプレート上に、該下部コアプレート を貫通した少なくとも一つの冷却水通過孔に対応して載せられ、燃料集合体の長 手方向に沿って拡がった形態を成す少なくとも一つの水ディフューザを備えた下 部支持部材と；複数の冷却水通過孔が穿孔され、前記冷却水に混入したデブリを ろ過しかつ保持する手段が取り付けられた、横方向に延在する上部アダプタプレ ートと；を備え、前記水ディフューザが、前記燃料集合体が載る前記下部コアプ レートの前記水通過孔の軸の延長線内に配されるとともに前記アダプタプレート の方向に拡がって成る水冷型原子炉のための燃料集合体のろ過底部ノズル、を提 供することである。この底部ノズルは、単純な形状を有し、冷却水に混入して前 記ろ過手段によりストップされたデブリを効果的に捕捉することを可能にするも のである。 上記目的を達成するため、前記ディフューザは、前記開口を通過した水流が全 て前記ディフューザを通過するように前記底部コアプレートの水通過孔に重ねら れる入口部と；前記ディフューザの側壁であってネック部と称される前記ディフ ューザの小さい断面を有した部分に形成され、前記支持体の前記下部部材とデブ リ捕捉領域を構成する前記アダプタプレートとの間で、前記ディフューザの内部 空間と前記ノズルの内部空間の捕捉領域とを前記ネック部において連通させる少 なくとも一つの開口と；を備えたものとなっている。 以下、本発明をより解りやすく説明するために、本発明及びいくつかの実施の 形態に係る底部ノズル、及び、デブリ又は原子炉の冷却水に混入した遊離部分を 捕捉するためのその使用について説明する。 図１は、加圧水型原子炉の燃料集合体の下部を、該原子炉の下部コアプレート 上に載った状態で示す一部断面概略立面図である。 図２は、本発明の第一の実施の形態による燃料集合体の底部ノズルを示す縦断 面図である。 図３は、本発明の第二の実施の形態による燃料集合体の底部ノズルの一部を示 す縦断面図である。 図４は、図３に示したノズルの他の実施形態を示す部分縦断面図である。 図５は、本発明の第三の実施の形態による燃料集合体の底部ノズルの一部を示 す縦断面図である。 図６は、本発明の第四の実施の形態による燃料集合体の底部ノズルを示す縦断 面図である。 図１は、全体として符号１で示す、加圧水型原子炉の燃料集合体の下部を示し ている。 前記燃料集合体１は、複数のガイドチューブ２、複数のスペーサ３、及び、前 記ガイドチューブの端部に取り付けられた底部ノズル４の如き複数の端部ノズル ４から成る骨組を含んでいる。ロッド５の如き複数の燃料棒が、これらロッドが 互いに平行でかつ前記スペーサグリッドによって保持された一つの束を構成する ように、該燃料集合体の骨組内に配設されている。また、これらロッドは該集合 体の断面において規則的な網目状を呈するように配設されいる。 前記底部ノズル４はアダプタプレート６及び支持脚７を備えている。燃料集合 体が前記脚部７を介して該原子炉の下部コアプレート８上に載っているときには 、前記アダプタプレート６は、そのコア支持プレート８と平行な配置に置かれる 。このアダプタプレート６は、前記ガイドチューブ２を固定して該集合体の構造 的剛性を高め、かつ、前記ロッド５が前記骨組の前記グリッド３内に滑り込んだ ときにそれらロッド５を保持するものである。 前記下部コアプレート８には符号９で示す如き複数の開口が穿孔されており、 矢印１０で概略的に図示した如き冷却水の通路を形成している。 前記アダプタプレート６にも複数の開口が形成されており、これにより複数本 のロッド５の束とされた該燃料集合体の骨組内部に前記冷却水が行き渡ることが できるようになっている。後に示すように、本発明に係る底部ノズルは、前記コ ア支持プレート８の前記貫通孔９を延長させるように配置され燃料集合体の下部 支持部材に取り付けられて前記アダプタプレート６の方向に拡がったディフュー ザを備えるものである。 前記冷却水をろ過するための手段は、この下部ノズル４のアダプタプレート６ と組み合わせることが可能である。かかるろ過部材は、例えば、環状、四角形、 あるいはその他の形状の開口が穿孔され、アダプタプレート６の下面に対して取 り付けられたプレートから構成することができる。 またこれらのろ過部材は、アダプタプレート６を貫通する複数の小さな穿孔に よる網目に形成することもできる。 通常、前記下部コアプレート８には、符号９で示す如き冷却用流体通路が四つ 形成されており、それらは四角形状に、かつ符号１で示す如き燃料集合体の各々 と整列するように配設されている。 アダプタプレート６と組み合わされたこのデブリろ過手段によって、ある限度 以上の大きさのデブリをアダプタプレート６の下面下方にて止めることができ、 よって、これらデブリが該集合体の内部に進入すること、及び前記スペーサーグ リッド３のセルと前記燃料棒５との間に存在する隙間内に噛み込んで詰まってし まうことを防ぐことができる。 しかし、従来の底部ノズルでは、その集合体がデブリの捕捉手段を有していな ければ、デブリがろ過バリヤと接触して下部コアプレート８上に降り戻り、時間 の経つに従って細かくなるおそれがある。デブリはコア抜き出しの際に取り除く ことができず、原子炉容器内に残留する。 そのデブリは、燃料交換後に原子炉を再稼働させる際に冷却水に再度混入し、 原子炉冷却水内のデブリの量は該炉の稼働期間にわたって絶えず増加するおそれ がある。 図２は、炉冷却流体中に混入したデブリを簡単な方法で捕捉することができる 、本発明に係る燃料集合体底部ノズル１１を示すものである。 本発明によるこの底部ノズル１１は、下部支持プレート１２と、該支持プレー ト１２と平行なアダプタプレート１３と、これら両プレート１２，１３と共に、 底面１２，１３が四角形となる平行六面体形を成すケーシングを構成する側壁１ ４と、を有している。 前記支持プレート１２には複数の流路開口１５が形成されている。これらの流 路開口の径は、燃料集合体の装填の際に該ノズル１１が載る該炉の前記下部コア プレートに形成された前記貫通孔の径と実質的に同じである。 該集合体の前記下部コアプレートは、各集合体に対して四つの冷却水通過孔を 有している。また、前記支持プレート１２自身にも、前記貫通孔と正確に重なる 四つの穴１５が形成されている。 前記アダプタプレート１３には一組の冷却水通過孔１６が穿孔されており、そ れらは、該アダプタプレートの異なる領域において異なった径を持たせることも できる。また、このアダプタプレート１３には、該集合体のガイドチューブ１７ の端部を受け入れてしっかりと固定する開口が複数形成されている。 アダプタプレート１３の下方にはろ過プレート１８が固定されている。このろ 過プレートは、冷却水中に混入した、該集合体における前記ロッドと前記スペー サーグリッドのセルとの間の隙間に入り込んでしまうサイズのデブリを全てここ でストップさせることができるものである。 また、このノズル１１は、燃料集合体の冷却水のための前記各貫通孔１５の位 置において前記支持プレートの上面に固定された複数のディフューザ部材２０を 備えている。 これらディフューザ部材２０は、円錐台形の管状に形成された部材で、前記支 持プレート１２の前記貫通孔１５の縁に沿い、実質的に該開口１５の半径に等し い半径を有した小底部に近接した領域で固定されている。 これらディフューザ２０は、これら各ディフューザの軸が前記各開口１５の軸 の延長線と一致して、すなわち該燃料集合体の長手方向に位置しており、、かつ 前記冷却水通過孔１６を備えた前記アダプタプレート１３の方向に拡がっている 。これらディフューザの入口部分は、前記下部コアプレートを通過する流体がこ れらディフューザの内部に完全に入り込むように前記下部コアプレートの前記貫 通孔に重ねられた前記開口１５から成る。これらディフューザ２０の上端部は前 記ろ過プレート１８から僅かに離間して該ろ過プレートの下方に位置している。 本発明によれば、前記各ディフューザ２０は、該ディフューザの円錐台形のエ ンクロージャ（囲い）の前記小底に近接した領域、すなわち該ディフューザの断 面が最小となる領域に、少なくとも一つの開口２１を有している。この領域は、 前記開口１５を介して該ノズル１１に入り込む冷却流体の流れのためのネック部 を構成している。 このネック部において、流体の高いスピードにより、前記開口２１から流体が 吸引され、該ディフューザの外側の空間２２内の流体を下方に向かわせるのに有 益な動圧を発生する。この吸引力を発生するためのこの動圧のほとんどを取り出 すために、これら小孔２１は前記小孔１５からの噴流に対向するように配向され ている。実用的な実施形態においては、これら小孔２１は種々の手段によって形 成される。以下に二つの例を説明する（図３及び図４）。図２では、小孔２１は 単に概略的に示したものである。前記空間２２内におけるこれら開口２１の方向 の流体の循環は矢印２４で示してある。このように、冷却水に混入して前記ろ過 プレート１８に遮断された符号２５で示す如きデブリは、前記空間２２内に吸い 込まれ、該空間２２の下部において前記支持プレート１２の上面に堆積する。 前記ディフューザ２０の前記底部に形成された前記開口２１の径は前記グリッ ド１８に止められるデブリの径よりも小さいので、前記空間２２内に吸い込まれ たデブリは出ることができずに、該底部ノズル１１内を循環する冷却水の動圧に よって吸引力が付与されている該空間２２内に捕捉される。 これらディフューザ２０を介しての冷却水の全圧損を改善するために、これら ディフューザは、その内面に固定され前記アダプタプレート１３の方向すなわち 上方に拡がった流れ空間を仕切るデフレクタ２６を有していてもよい。 該原子炉の停止中は、冷却水の循環は中断され、前記デブリ２５は、燃料集合 体の前記ノズル１１の如き底部ノズルの前記空間２２内に捕捉されたままとなる 。 従って、捕捉されたデブリは、燃料集合体の抜き出し中に該燃料集合体と共に 該原子炉容器から取り除かれ、これにより、該炉の冷却流体の浄化及び該冷却水 が循環する一次循環路の清掃がなされる。 図３は本発明に係るノズルの他の実施の形態を示している。この実施形態によ れば、ディフューザの取り付けを容易にし、かつ該ディフューザのネック部にお ける吸引効果を最大限に高めることができる。 図３に示した実施の形態において、ディフューザは符号３０で示し、図２に対 応するその他の部材には同一符号を付してある。 このディフューザ３０は、該底部ノズルの前記支持プレート１２の前記貫通孔 １５の出口部において該ディフューザの周縁部に固定されてディフューザの入口 部を構成するカラー２７と、前記支持プレート１２の上面に支持体２９によって 固定することができ、かつ該ディフューザ３０内へ流れる冷却流体のために前記 カラー２７の入口管路を形成する円筒状部分に小底部を介して係合される円錐台 形のエンクロージャ２８と、を有している。 このディフューザ３０の円錐台形の管状を呈するエンクロージャの小さい小底 部の半径は前記カラー２７の前記円筒状部分の半径よりも大きいため、前記開口 １５を通過した冷却流体は全て該ディフューザ内に入り込み、また、前記円錐台 形のエンクロージャは前記カラーの周囲にクリアランスを介して係合し、該カラ ー２７の前記周囲にわたって開口３１を形成する。この開口３１によって、該デ ィフューザ３０の内部空間が、該ノズル内で前記プレート１２の上面と該ディフ ューザ３０の側面の一部とにより区画された空間３２と連通される。 前記流体のための通路断面は、該ディフューザ３０内に入り込む流体が通過す る前記カラー２７の前記円筒状部分において最小となる。 従って、それにより生ずる高い動圧が、支持プレート１２の上方の前記空間３ ２内に、これら空間の下部に向かう方向の吸引力を生ずることとなる。 冷却水に混入し前記フィルタグリッド１８に打ち当たったデブリは、アダプタ プレート１３の下部であって円錐形コーンの大きい方の上底を構成する上部端縁 の上方において該ディフューザの外周部に向かう乱流に乗る。 次いでデブリは、矢印３４で示す如く空間３２内に引き込まれる。 それらのデブリ３５は、その捕捉空間３２の下方において前記支持プレート１ ２の上面に堆積する。 図２に示したノズル１１あるいは図３に示したノズル３３の如き本発明に係る 底部ノズルは、前記アダプタプレート１３の下部へのアクセス、及び開口に係合 した符号１７で示す如き前記ガイドチューブの固定を可能とするために取り外し 可能なものとすべきである。 前記ガイドチューブの結合部にアクセスするためにケーシング，支持プレート ，及びディフューザを全てアダプタプレートから分離すべく、該ノズルのケーシ ングの前記側壁１４とアダプタプレート１３とを取り外し可能に結合することが 可能である。 また、上部にディフューザが固定される前記支持プレート１２を取り外した後 にケーシング内部からアダプタプレート１３の下部にアクセスできるよう、ケー シングの側壁１４とアダプタプレート１３とを固定連結するとともに、支持プレ ート１２とケーシングの側壁１４とを取外し可能に結合することも可能である。 全ての場合において、圧力の減少されるディフューザの前記ネック部と、前記 ケーシングの内部体積の捕捉領域とを接続する前記開口の径は、前記フィルタグ リッドにより止められる有害なデブリの径よりも小さいものである。 図４は、ネック部近傍に開口を有したディフューザの別の実施形態を示すもの である。このディフューザは、ノズルの支持プレート１２に該プレート１２の貫 通孔１５の縁に沿って固定されたカラー３７と、小底部の近傍において小断面を 持った部分により前記カラー３７の上端と係合する円錐台形の管状壁３８とから 構成されている。 この図４に示す変形例において、前記カラー３７は、前記開口１５の縁に沿っ て支持プレート１２に固定され該ディフューザの入口部分を構成する円筒状部分 と、該円筒状部分が延長された円錐台形部分３７ａと、を有している。 前記カラー３７の前記円錐台形部分３７ａの頂角は前記円錐台形の管部３８の 頂角と実質的に等しく、かつ該カラーの最小断面は、前記円錐台形の管部３８の 下部の最小断面よりも小さいものとなっている。これにより、前記カラー３７の 前記円錐台形部分３７ａと前記環状エンクロージャ３８との間には、薄く連続し た環状開口３９が形成されている。 この開口３９によって、該ディフューザの前記円錐台形のエンクロージャ３８ の内部容積が、そのネック部において、該ノズル内部における支持プレート１２ の上面及び該ディフューザの外壁によって区画された一つまたはそれ以上の捕捉 空間３６に接続される。 前記支持プレート１２は、コア支持プレート４２上に、該プレート４２の貫通 孔４１において載せられるものであり、該貫通孔の径は支持プレート１２の開口 １５の径と等しいものとなっている。 該原子炉の冷却水は、これら開口４１，１５を介して、該集合体の底部ノズル の底部コアプレート４２及び支持プレート１２を貫通する。そして、これら開口 １５，４１を通過した冷却水は全て、前記カラー３７を通って該底部ノズル内に 入り込み、該ディフューザ３０′内部において該ノズル内を循環する。 カラー３７の上方部分が拡がっているので、該ディフューザの入口部における 水流の乱れは非常に小さいものとなる。 冷却水は該ディフューザ内で高速で循環するため、該ノズルの捕捉領域３６に 接続された該ディフューザのネック部の圧は減少することになる。 図５は、本発明の第三の実施の形態による底部ノズル４３を示すものである。 この底部ノズルでは、取扱中に例え燃料集合体が１８０°回転して底部ノズルが 上端に位置した場合でも、デブリを該ノズルの内部空間の捕捉領域内に効果的に 拘束しておくことが可能である。 図５におけるノズル４３は、図３に示した前記ノズル３３とほとんど同じであ り、両者に共通する部材には同一符号を付してある。図５に示すノズル４３は、 これらの部材に加え、捕捉空間２２，２２′の上方のデブリを保持するための複 数のバッフルを規定する、符号４４，４５，４６で示す如きデフレクタを備えて いる。偏向壁４５は、該ディフューザ３０ａの円錐台形管２８の外面に固定され た円錐台形のカラーから構成することができる。また、偏向壁４４は、該ノズル ４３の該ディフューザ３０ａに隣接して配置されたディフューザ３０ｂの外面に 固定された円錐台形のカラーから構成することができる。偏向壁４６は、該集合 体の底部ノズル４３のケーシングの壁部１４の内面に取り付けられた傾斜壁であ る。前記円錐台形のカラー４４，４５は、それらの小底部が溶接により前記ディ フューザ３０ａ，３０ｂの壁部に接合されている。前記カラー４４の大底部に沿 った自由端は、捕捉空間２２′上で前記カラー４５の外方自由端とオーバラップ しており、前記支持プレート１２の上面の上方であって前記両ディフューザ３０ ａ，３０ｂ間における前記捕捉空間２２′の底部上方にバッフル４７を構成して いる。同様に前記偏向壁４６は、該ディフューザ３０ａの壁部，該底部ノズル４ ３のケーシングの側壁１４，及び前記支持プレート１２の上面により区画される 前記捕捉空間２２の上方においてその自由端が前記偏向カラー４５の上部に所定 長さオーバラップするように取り付けられている。このように、第二のバッフル ４８が前記捕捉空間２２の上方に構成されている。 前記フィルタグリッド１８によりストップされたデブリは、前記アダプタプレ ート１３に接触してくる冷却水の流れにより生じた渦に乗せられ、該ディフュー ザ３０ａの環状壁部２８の上端にそろって位置した領域に向かう。 そのデブリは、該ディフューザのネック部の前記開口を介して前記捕捉領域２ ２，２２′に伝達されるネック部の減圧により、前記捕捉空間２２，２２′内に 吸い込まれる。 前記デブリは、符号４４，４５，４６で示した如き前記偏向壁に接触し、これ ら偏向壁は、これら偏向面４４，４５，４６が下方に向いているために、前記デ ブリを、前記バッフル４７，４８を介して前記捕捉領域２２，２２′の下部内に 通させる。 デブリは、符号２２，２２′で示す如き前記捕捉空間の下部に捕捉されると、 偏向壁４４，４５，４６が傾斜しているため、取扱操作中に例え燃料集合体が逆 さまに１８０°回転させられたとしても前記バッフル４７，４８を介して戻るこ とはできない。 従って、何れの場合であっても捕捉されたデブリは、符号２２，２２′で示し た如き捕捉空間の下部に保持されるものとなる。 この図５に示した実施形態では、前記捕捉空間２２′の一つは、符号３０ａ， ３０ｂで示した如き隣り合ったディフューザの面によって区画されていることに 留意されたい。 前記捕捉空間２２は、上述したように、前記支持プレートの上面，該ノズルの 側壁，及びディフューザの壁部の一部により区画されている。 上記説明した燃料集合体ノズルは、側方を剛壁により閉じられ下部を支持プレ ートによりかつ上部をアダプタプレートにより区切られたケーシングの形態を成 している。かかるノズルは、できる限り最良の条件下でデブリを捕捉しかつ回収 することが可能であり、また、前記アダプタプレートの下方での冷却流体の分配 を最適化することによって、冷却水が該ノズル及び集合体を通過する際の圧力損 失を抑さえることが可能である。 ところで、かかるノズルでは、隣接する集合体間で該集合体のノズルの下方に おいて流量を再分配することは不可能である。 図６は本発明によるノズル５３を示しており、このノズルは、原子炉のコア内 部の隣接する集合体間の横方向の流れの循環を増進させて、流体の再分配を行う ことが可能である。 このノズル５３は、原子炉の冷却水通過孔５１の形成された下部コアプレート ５２上に載せられる複数の脚４９から成る下部支持部を備えている。 該ノズル５３もまた複数の水通過孔５６が穿孔されたアダプタプレート５４を 備えており、該アダプタプレートは、前記支持脚４９の上端に固定されている。 該集合体の骨組のガイドチューブ５７が下端部において前記アダプタプレート５ ４の開口内に固定されている。 複数の小孔が穿孔されたプレートから成るろ過部材５８がアダプタプレート５ ４の下面に取り付けられている。 このノズル５３は、四角形とされたアダプタプレート５４の各コーナの近傍に 上部が固定された四本の脚４９を備えている。実質的に円錐台形状とされた符号 ５０ａ，５０ｂで示した如きディフューザと中央閉鎖プレート６０とから成る一 つの組が、前記脚４９に留め具５９により取外し可能に取り付けられている。 前記下部コアプレート５２には、底部ノズル５３を有した該集合体において、 実質的に四角形の前記各コーナに配された四つの開口５１が形成されている。該 ノズル５３の前記脚４９に固定された符号５０ａ，５０ｂで示した如き四つのデ ィフューザは、燃料集合体が据え付けられた際に前記複数の開口５１の上部に近 接並置されており、最小の断面を有してこれらディフューザのネック部を構成す る部分が開口５１の上部出口部と実質的に一致するものとなっている。従って、 符号５０ａ，５０ｂで示した如きこれらディフューザは四角形に配置されたもの となっている。 また、前記複数の開口５１を介して前記下部コアプレートを通過した流体は全 て、符号５０ａ，５０ｂで示した如きディフューザ内に入り込む。 前記ディフューザ５０ａ，５０ｂの円錐台形の壁部の下部には開口６１が形成 されている。これら開口６１は、燃料集合体が前記下部コアプレート５２上に正 しく載置された際に、前記ディフューザの内部空間のネック部を、符号５０ａ， ５０ｂで示した如き四つのディフューザの壁部、及び前記四つの開口５１間に位 置して前記下部コアプレート５２の一部と対向するか又は同プレート５２上に載 った前記下部閉塞プレート６０、によって区画された捕捉空間６２に連通させる 。 さらに、これらディフューザ５０ａ，５０ｂの円錐台形壁部はそれそれ、二つ の支持脚４９の間で、ノズル５３の開放された外側の方向に切り欠かれている。 好ましくは、ディフューザ５０ａ，５０ｂの壁部は、該ノズル５３の外側に向 かって下方に傾斜する面内に配された上端５３ａ，５３ｂを有している。 冷却水が前記下部コアプレートの前記開口５１を通過し、符号５０ａ，５０ｂ で示した如き前記ディフューザ内にその下部から入り込むと、該冷却水の速度が 、前記閉塞プレート６０の上面から成る前記空間６２の矢印６３で示す底部から の吸引力を発生させるのに有益な圧力を発生する。 これら小連通孔６１は前記小孔５１からの噴流に対向するように配向されてい る。 よってこの有力な高い動圧が最大限使用される。 前記ろ過プレート５８によりストップされたデブリは前記捕捉空間６２内に吸 引され、デブリはそこにおいて前記閉塞プレート６０の上面に堆積する。前記開 口６１のサイズは前記ろ過プレート５８によりストップされたデブリのサイズよ りも小さいためである。 さらに、前記ディフューザ５０ａ，５０ｂの円錐台形の壁部は対称形を成して いるので、冷却流体の流れ形態を、隣接する集合体に向けて横方向にむけること ができる。そして、該ノズル５３は側方が閉塞されておらず四角形のアダプタプ レート５４の各コーナに支持脚４９を有しているのみであるので、それら隣接す る集合体間に流体を再分配することが可能である。 従って図６に示した該ノズル５３では、冷却流体が該ノズルを通過する際の圧 力損失を許容できる値に維持しつつ、冷却流体の流れの横方向再分配の可能性と 該ノズルによるデブリ捕捉性能との間にある程度の妥協を見ることができる。 これらディフューザ５０ａ，５０ｂ及び前記閉塞プレート６０は全て取り外し 可能であり、前記取り外し可能な留め具５９によって該集合体の前記脚から分離 させることができる。 従って、前記アダプタプレートの下部において、前記ガイドチューブ５７の固 定手段にアクセスすることが可能である。 該原子炉のコアの燃料集合体のノズル下方でのこの流量再分配は、該集合体の 燃料棒がさらされる応力に関して有利である。 全ての実施の形態において、ディフューザは、該集合体内への冷却水の分配が 満足に実行されるように、前記下部コアプレートの円形貫通孔に重ねられるよう にされた底部ネック部分については断面円形を、そしてアダプタプレートより僅 かに下方に位置する上部については断面四角形をしているのが好ましい。 このように、本発明による底部ノズルによれば、アダプタプレートのろ過手段 によってストップされたデブリを、該原子炉の稼働中及び該集合体の取扱中の何 れにおいても、しかもその取扱中に該燃料集合体が完全に転倒（反転）させられ るような場合においても、デブリが該ノズルの内部に残るように捕捉することが できる。これにより、捕捉されたデブリあるいは遊離部分が、原子炉が燃料交換 のために停止してるとき及び燃料集合体の取扱中に、該原子炉の前記下部コアプ レート上に再び落ちてしまうことを防止できる。 従来周知の捕捉装置と比較して、本発明によるこの装置は、冷却流体が高速循 環することのない該ノズルの内部空間の領域内に吸引されかつ保持されたデブリ あるいはチップ等の遊離部分の断片化を防止することができる。従って、静穏な る領域に保持されたデブリあるいは遊離部分が、回収の困難な細かい粒子に細分 化されることがない。 本発明によるこの底部ノズルによれば、該ノズルの中央部において、何れの機 器システムにおいても、該集合体の底部を介して限定された応力のみが前記下部 コアプレートに入り込む流体速度を得ることができる。 さらに、本発明による該装置は、デブリの捕捉及び回収を高効率で行え、かつ 構成は単純であり、しかも前記ノズルのアダプタプレートの下面に容易にアクセ スできるように構成することができる。 本発明は上述した実施の形態のものに限定されるものではない。 よって、前記ディフューザ、その吸引開口部、及びそれらディフューザを前記 ノズルの下部支持部材へ固定するための手段等についてその他の実施形態が考え られる。 本発明は、加圧水型原子炉の断面四角形の燃料集合体だけではなく、その他の 断面形状、例えば断面六角形の燃料集合体にも適用される。 本発明は、集合体を支持する底部ノズル（この底部ノズルを介して炉の冷却水 が該集合体内に入り込む）を有した如何なる水冷型原子炉の燃料集合体にも適用 できる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月７日 【補正内容】 原子炉用燃料集合体のろ過底部ノズル 本発明は水冷型、特には加圧水冷型の原子炉用燃料集合体のためのろ過底部ノ ズルに関する。 水冷による原子炉、特に加圧水冷却型の原子炉は全体として角柱状を呈す集合 体から成るコア（炉心）を有している。このコアは複数の燃料棒が配される骨組 を備え、該骨組は、特に二つの端部ノズルを備えている。これら端部ノズルが、 前記骨組を閉塞するとともに、前記骨組内でスライド移動する可能性のある前記 燃料棒を随意保持する。 底部ノズルと呼ばれるこれら二つのノズルの一つは、通常支持脚と開口が穿孔 された横行アダプタプレートとを備えた、原子炉の下部コアプレート上に載るも のとなっている。 前記支持脚の下部は、前記燃料集合体のそれぞれの位置において、水通過孔が 貫通された前記下部コアプレート上に載っている。 前記貫通孔を介して前記下部コアプレートを通過する前記原子炉のコア冷却用 の水は、前記アダプタプレートに形成された貫通孔を介して前記燃料集合体の複 数のロッド間に分配される。 炉をある程度運転した後には、例えば金属片等のデブリ（くず）が前記冷却水 中に浮遊し、これらデブリはその却水中に混入して循環することになる。 前記燃料集合体のロッドはセルを有したスペーサグリッドにより保持され、前 記デブリはそのセル内部において前記下部コアプレート上に保持され、隣接する 集合体に向かって運ばれる可能性がある。 従って、周知のノズルは、移動して前記アダプタプレートで止められたデブリ を捕捉すること、そして原子炉のコアの抜き出し及び燃料交換の作業中にそのデ ブリを除去して冷却水を浄化することはできない。 前記ノズルのアダプタプレートと平行となったプレート状を呈し、各開口に対 してディフューザが固定される複数の開口が形成され、前記ノズルの内部に向か うとともに前記アダプタプレートの方向に拡がった下部支持部材を有した、燃料 集合体のための底部ノズルもまた周知のものである。この下部支持部材は、ディ フューザが取り付けられる前記複数の開口が前記下部コアプレートの貫通孔と重 ね合わされるよう、前記炉の下部コアプレート上に載せられるものとされている 。かかる装置によれば前記流体が該集合体のこの底部ノズルを通過する際の圧力 損失を最適化できるかも知れないが、冷却水に混入したデブリのろ過及び捕捉に ついて何等改善を施すものではない。 複数の開口が穿孔された壁部を有し、ノズル内において該ノズルの前記下部支 持部材と前記アダプタプレートとの間に配された、複雑な形状をしたデブリろ過 ・捕捉装置を備えた底部ノズルもまた周知である。 しかしながら、かかる装置は製造工程が複雑で、かつ燃料集合体の底部ノズル 内において大きな容積を占めることになる。 従って本発明の目的は、原子炉の下部コアプレート上に、該下部コアプレート を貫通した少なくとも一つの冷却水通過孔に対応して載せられ、燃料集合体の長 手方向に沿って拡がった形態を成す少なくとも一つの水ディフューザを備えた下 部支持部材と；複数の冷却水通過孔が穿孔され、前記冷却水に混入したデブリを ろ過しかつ保持する手段が取り付けられた、横方向に延在する上部アダプタプレ ートと；を備え、前記水ディフューザが、前記燃料集合体が載る前記下部コアプ レートの前記水通過孔の軸の延長線内に配されるとともに前記アダプタプレート の方向に拡がって成る水冷型原子炉のための燃料集合体のろ過底部ノズル、を提 供することである。この底部ノズルは、単純な形状を有し、冷却水に混入して前 記ろ過手段によりストップされたデブリを効果的に捕捉することを可能にするも のである。 上記目的を達成するため、前記ディフューザは、前記開口を通過した水流が全 て前記ディフューザを通過するように前記底部コアプレートの水通過孔に重ねら れる入口部と；前記ディフューザの側壁であってネック部と称される前記ディフ ューザの小さい断面を有した部分に形成され、前記支持体の前記下部部材とデブ リ捕捉領域を構成する前記アダプタプレートとの間で、前記ディフューザの内部 空間と前記ノズルの内部空間の捕捉領域とを前記ネック部において連通させる少 なくとも一つの開口と；を備えたものとなっている。 以下、本発明をより解りやすく説明するために、本発明及びいくつかの実施の 形態に係る底部ノズル、及び、デブリ又は原子炉の冷却水に混入した遊離部分を 捕捉するためのその使用について説明する。 図１は、加圧水型原子炉の燃料集合体の下部を、該原子炉の下部コアプレート 上に載った状態で示す一部断面概略立面図である。 図２は、本発明の第一の実施の形態による燃料集合体の底部ノズルを示す縦断 面図である。 図３は、本発明の第二の実施の形態による燃料集合体の底部ノズルの一部を示 す縦断面図である。 図４は、図３に示したノズルの他の実施形態を示す部分縦断面図である。 図５は、本発明の第三の実施の形態による燃料集合体の底部ノズルの一部を示 す縦断面図である。 図６は、本発明の第四の実施の形態による燃料集合体の底部ノズルを示す縦断 面図である。 図１は、全体として符号１で示す、加圧水型原子炉の燃料集合体の下部を示し ている。 前記燃料集合体１は、複数のガイドチューブ２、複数のスペーサグリッド３、 及び、前記ガイドチューブの端部に取り付けられた底部ノズル４の如き複数の端 部ノズル４から成る骨組を含んでいる。ロッド５の如き複数の燃料棒が、これら ロッドが互いに平行でかつ前記スペーサグリッドによって保持された一つの束を 構成するように、該燃料集合体の骨組内に配設されている。また、これらロッド は該集合体の断面において規則的な網目状を呈するように配設されいる。 前記底部ノズル４はアダプタプレート６及び支持脚７を備えている。燃料集合 体が前記脚部７を介して該原子炉の下部コアプレート８上に載っているときには 、前記アダプタプレート６は、そのコア支持プレート８と平行な配置に置かれる 。このアダプタプレート６は、前記ガイドチューブ２を固定して該集合体の構造 的剛性を高め、かつ、前記ロッド５が前記骨組の前記グリッド３内に滑り込んだ ときにそれらロッド５を保持するものである。 前記下部コアプレート８には符号９で示す如き複数の開口か穿孔されており、 矢印１０で概略的に図示した如き冷却水の通路を形成している。 前記アダプタプレート６にも複数の開口が形成されており、これにより複数本 のロッド５の束とされた該燃料集合体の骨組内部に前記冷却水が行き渡ることが できるようになっている。後に示すように、本発明に係る底部ノズルは、前記コ ア支持プレート８の前記貫通孔９を延長させるように配置され燃料集合体の下部 支持部材に取り付けられて前記アダプタプレート６の方向に拡がったディフュー ザを備えるものである。 前記冷却水をろ過するための手段は、この下部ノズル４のアダプタプレート６ と組み合わせることが可能である。かかるろ過部材は、例えば、環状、四角形、 あるいはその他の形状の開口が穿孔され、アダプタプレート６の下面に対して取 り付けられたプレート１８から構成することができる。 またこれらのろ過部材は、アダプタプレート６を貫通する複数の小さな穿孔に よる網目に形成することもできる。 通常、前記下部コアプレート８には、符号９で示す如き冷却用流体通路が四つ 形成されており、それらは四角形状に、かつ符号１で示す如き燃料集合体の各々 と整列するように配設されている。 アダプタプレート６と組み合わされたこのデブリろ過手段によって、ある限度 以上の大きさのデブリをアダプタプレート６の下面下方にて止めることができ、 よって、これらデブリが該集合体の内部に進入すること、及び前記スペーサーグ リッド３のセルと前記燃料棒５との間に存在する隙間内に噛み込んで詰まってし まうことを防ぐことができる。 しかし、従来の底部ノズルでは、その集合体がデブリの捕捉手段を有していな ければ、デブリがろ過バリヤと接触して下部コアプレート８上に降り戻り、時間 の経つに従って細かくなるおそれがある。デブリはコア抜き出しの際に取り除く ことができず、原子炉容器内に残留する。 そのデブリは、燃料交換後に原子炉を再稼働させる際に冷却水に再度混入し、 原子炉冷却水内のデブリの量は該炉の稼働期間にわたって絶えず増加するおそれ がある。 図２は、炉冷却流体中に混入したデブリを簡単な方法で捕捉することができる 、本発明に係る燃料集合体底部ノズル１１を示すものである。 本発明によるこの底部ノズル１１は、下部支持プレート１２と、該支持プレー ト１２と平行なアダプタプレート１３と、これら両プレート１２，１３と共に、 底面１２，１３が四角形となる平行六面体形を成すケーシングを構成する側壁１ ４と、を有している。 前記支持プレート１２には複数の流路開口１５が形成されている。これらの流 路開口の径は、燃料集合体の装填の際に該ノズル１１が載る該炉の前記下部コア プレートに形成された前記貫通孔の径と実質的に同じである。 該集合体の前記下部コアプレートは、各集合体に対して四つの冷却水通過孔を 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年８月２５日 【補正内容】 原子炉用燃料集合体のろ過底部ノズル 本発明は水冷型、特には加圧水冷型の原子炉用燃料集合体のためのろ過底部ノ ズルに関する。 水冷による原子炉、特に加圧水冷却型の原子炉は全体として角柱状を呈す集合 体から成るコア（炉心）を有している。このコアは複数の燃料棒が配される骨組 を備え、該骨組は、特に二つの端部ノズルを備えている。これら端部ノズルが、 前記骨組を閉塞するとともに、前記骨組内でスライド移動する可能性のある前記 燃料棒を随意保持する。 底部ノズルと呼ばれるこれら二つのノズルの一つは、通常支持脚と開口が穿孔 された横行アダプタプレートとを備えた、原子炉の下部コアプレート上に載るも のとなっている。 前記支持脚の下部は、前記燃料集合体のそれぞれの位置において、水通過孔が 貫通された前記下部コアプレート上に載っている。 前記貫通孔を介して前記下部コアプレートを通過する前記原子炉のコア冷却用 の水は、前記アダプタプレートに形成された貫通孔を介して前記燃料集合体の複 数のロッド間に分配される。 炉をある程度運転した後には、例えば金属片等のデブリ（くず）が前記冷却水 中に浮遊し、これらデブリはその却水中に混入して循環することになる。 前記燃料集合体のロッドはセルを有したスペーサグリッドにより保持され、前 記デブリはそのセル内部において前記下部コアプレート上に保持され、隣接する 集合体に向かって運ばれる可能性がある。 従って、周知のノズルは、移動して前記アダプタプレートで止められたデブリ を捕捉すること、そして原子炉のコアの抜き出し及び燃料交換の作業中にそのデ ブリを除去して冷却水を浄化することはできない。 来国特許出願US-A-5,132,077より、前記ノズルのアダプタプレートと平行とな ったプレート状を呈し、各開口に対してディフューザが固定される複数の開口が 形成され、前記ノズルの内部に向かうとともに前記アダプタプレートの方向に拡 がった下部支持部材を有した、燃料集合体のための底部ノズルもまた周知のも のである。この下部支持部材は、ディフューザが取り付けられる前記複数の開口 が前記下部コアプレートの貫通孔と重ね合わされるよう、前記炉の下部コアプレ ート上に載せられるものとされている。かかる装置によれば前記流体が該集合体 のこの底部ノズルを通過する際の圧力損失を最適化できるかも知れないが、冷却 水に混入したデブリのろ過及び捕捉について何等改善を施すものではない。 複数の開口が穿孔された壁部を有し、ノズル内において該ノズルの前記下部支 持部材と前記アダプタプレートとの間に配された、複雑な形状をしたデブリろ過 ・捕捉装置を備えた底部ノズルもまた周知である。欧州特許出願EP-A-0.196,611 に記載されているような底部ノズルも、複数の水ディフューザを有し得るものと なっている。これらの水ディフューザは複数の開口の領域に固定され、それら開 口を介し、流体の一部が前記ディフューザ内を通過し一部が外側を流れるように ろ過・捕捉装署に入り込む。 しかしながら、かかる装置は製造工程が複雑で、かつ燃料集合体の底部ノズル 内において大きな容積を占め、その一方で前記デブリの捕捉及びろ過に関する問 題を効果的に解消することができない。 従って本発明の目的は、原子炉の下部コアプレート上に、該下部コアプレート を貫通した少なくとも一つの冷却水通過孔に対応して載せられ、燃料集合体の長 手方向に沿って拡がった形態を成す少なくとも一つの水ディフューザを備えた下 部支持部材と；複数の冷却水通過孔が穿孔され、前記冷却水に混入したデブリを ろ過しかつ保持する手段が取り付けられた、横方向に延在する上部アダプタプレ ートと；を備え、前記水ディフューザが、前記燃料集合体が載る前記下部コアプ レートの前記水通過孔の軸の延長線内に配されるとともに前記アダプタプレート の方向に拡がって成る水冷型原子炉のための燃料集合体のろ過底部ノズル、を提 供することである。この底部ノズルは、単純な形状を有し、冷却水に混入して前 記ろ過手段によりストップされたデブリを効果的に捕捉することを可能にするも のである。 上記目的を達成するため、前記ディフューザは、全体が円錐台形状の管から成 り、前記管が、該円錐台形の管の小底部に沿い、前記下部コアプレートの前記水 通過孔の半径と実質的に等しい半径を有し、水通過孔に重ねられる入口部と；前 記アダプタプレートの前記デブリろ過及び保持手段の近傍に配された出口端部と ；前記ディフューザのネック部を構成する前記管の小底部に近接して前記管に形 成され、前記アダプタプレートの前記ろ過及び捕捉手段によってストップされる デブリの寸法よりも小さい寸法を有し、前記下部支持部材と前記アダプタプレー トとの間で、前記管の内部空間と前記ノズルの内部空間の捕捉領域とを接続する 少なくとも一つの開口であって、前記ディフューザの前記管内での前記冷却水の 循環が、それらの開口における吸引により、前記ディフューザの外側の前記捕捉 領域内の水流を下向きとするのに用いられる動圧を発生させる少なくとも一つの 開口と； を備えたものとなっている。 以下、本発明をより解りやすく説明するために、本発明及びいくつかの実施の 形態に係る底部ノズル、及び、デブリ又は原子炉の冷却水に混入した遊離部分を 捕捉するためのその使用について説明する。 図１は、加圧水型原子炉の燃料集合体の下部を、該原子炉の下部コアプレート 上に載った状態で示す一部断面概略立面図である。 図２は、本発明の第一の実施の形態による燃料集合体の底部ノズルを示す縦断 面図である。 図３は、本発明の第二の実施の形態による燃料集合体の底部ノズルの一部を示 す縦断面図である。 請求の範囲 １． 原子炉の下部コアプレート（１２，４２，５２）上に、該下部コアプレー ト（１２，４２，５２）を貫通した少なくとも一つの冷却水通過孔（１５，４１ ， ５１）において載せられ、燃料集合体の長手方向に沿って拡がった形態を成す 少なくとも一つの水ディフューザ（２０，３０，３０′，３０ａ，３０ｂ，５０ ａ，５０ｂ）を備えた下部支持部材（１２，４９，６０）と、 複数の冷却水通過孔（１６，５６）が穿孔され、前記冷却水に混入したデブリ をろ過しかつ保持する手段（１８，５８）が取り付けられた上部アダプタプレー ト（１３，５４）と、備え、 前記水ディフューザ（２０，３０，３０′，３０ａ，３０ｂ，５０ａ，５０ｂ ）が、該炉の前記コア内において前記燃料集合体が適正な位置に載る前記下部コ アプレート（１２，４２，５２）の前記水通過孔（１５，４１，５１）の軸の延 長線内に配されるとともに前記アダプタプレート（１３，５４）の方向に拡がっ て成る、水冷型の原子炉のための燃料集合体のろ過底部ノズルにおいて、 前記ディフューザ（２０，３０，３０′，３０ａ，３０ｂ，５０ａ，５０ｂ） が、全体が円錐台形状の管から成り、前記管が、 該円錐台形の管の小底部に沿い、前記下部コアプレート（１２，４２ ５２） の前記水通過孔（１５，４１，５１）の半径と実質的に等しい半径を有し、水通 過孔（１５，４１，５１）に重ねられる 入口部（２７，３７）と、 前記アダプタプレート（１３，５４）の前記デブリろ過及び保持手段の近傍に 配された出口端部と、 前記ディフューザのネック部を構成する前記管の小底部に近接して前記管に 形成され、前記アダプタプレートの前記ろ過及び捕捉手段（１８）によってスト ップされるデブリの寸法よりも小さい寸法を有し、前記下部支持部材（１２，４ ９，６０）と前記アダプタプレート（１３，５４）との間で、前記管の内部空間 と前記ノズルの内部空間の捕捉領域（２２，２２′，３２，３６，６２）とを接 続する少なくとも一つの開口（２１，３１，３９，６１）であって、前記ディフ ューザの前記管内での前記冷却水の循環が、それらの開口（２１，３１，３９， ６１）における吸引により、前記ディフューザの外側の前記捕捉領域（２２，２ ２′，３２，３６，６２）内の水流を下向きとするのに用いられる動圧を発生さ せる 少なくとも一つの開口（２１，３１，３９，６１）と、 を備えていることを特徴とする水冷型原子炉のための燃料集合体のろ過底部ノ ズル。 ２． 請求項１記載の底部ノズルにおいて、該ノズルは、角柱状のケーシング形 状とされ、該ケーシングの壁部は、少なくとも一つの冷却流体通過孔（１５）が 穿孔されたプレート形状とされた前記支持部材（１２）と、該支持プレート（１ ２）と平行に配された前記アダプタプレート（１３）と、前記支持プレート（１ ２）及び前記アダプタプレート（１３）に接続された複数の一様な剛性側壁（１ ４）とから成り、 前記ディフューザ（２０，３０，３０′，３０ａ，３０ｂ）が、前記ケーシン グの内部空間内に配置され、前記支持プレート（１２）の上面の上方において、 前記ケーシングの前記側壁（１４）と共に少なくとも一つのデブリ捕捉空間（２ ２，２２′，３２，６２）を区画している、ことを特徴とする底部ノズル。 ３． 請求項２記載の底部ノズルにおいて、四つのディフューザ（２０，３０， ３０′，３０ａ，３０ｂ）を有し、これらディフューザは、前記燃料集合体を前 記コア内に取り付ける際に該炉の前記底部コアプレートの四つの開口に重なるよ うに位置された前記支持プレート（１２）の四つの貫通孔（１５）の延長部に配 されていることを特徴とする底部ノズル。 ４． 請求項２又は３記載のノズルにおいて、前記一つ又は複数のディフューザ が前記支持プレート（１２）の上面に固定されていることを特徴とするノズル。 ５． 請求項２ないし４の何れかに記載のノズルにおいて、前記各ディフューザ が、前記支持プレート（１２）の上面に貫通孔（１５）の縁に沿って固定された 環状のカラー（２７，３７）と、 前記ディフューザの前記ネック部を前記捕捉空間（３２，３６）と接続するた めの開口（３１，３９）を形成するように、前記カラー（２７，３７）の上端に 、半径方向のクリアランスを介して自身の小底部が係合する、実質的に円錐台形 の管壁（２８，３８）と、を備えていることを特徴とするノズル。 ６． 請求項５記載のノズルにおいて、前記カラー（３７）が、前記ディフュー ザ（３０′）の前記円錐台形のエンクロージャ（３８）の内部にクリアランス（ ３９）を介して係合する円錐台形状の上端（３７ａ）を備えていることを特徴と するノズル。 ７． 請求項２ないし６の何れかに記載のノズルにおいて、前記ケーシングの前 記側壁（１４）が、前記アダプタプレート（１３）に取外し可能に取り付けられ ていることを特徴とするノズル。 ８． 請求項２ないし６の何れかに記載のノズルにおいて、前記支持プレート（ １２）が、前記ケーシングの前記側壁に取外し可能に取り付けられていることを 特徴とするノズル。 ９． 請求項１記載のノズルにおいて、前記支持部材（４９）が、実質的に四角 形のアダプタプレート（５４）のコーナ部の近傍に該アダプタプレートと直交す る方向に固定された四つの脚から成り、 かつ該ノズルは、前記脚（４９）の間に固定されるとともに前記アダプタプレ ート（５４）と整列されて、実質的に四角形配置とされた四つのディフューザ（ ５０ａ，５０ｂ）を備えており、しかもこれらディフューザは、これらディフュ ーザの壁部間に、開口（６１）を介して前記ディフューザ（５０ａ，５０ｂ）の 前記ネック部と接続されかつ下部が閉塞プレート（６０）によって閉塞された捕 捉空間（６２）を形成するように配されていることを特徴とするノズル。 １０． 請求項９記載のノズルにおいて、前記各ディフューザ（５０ａ，５０ｂ ）は、これらディフューザ間の中央捕捉空間（６２）と対向して前記ノズル（５ ３）の前記支持脚（４９）間の外面に向かって方向付けられた切欠きを有してい ることを特徴とするノズル。 １１． 請求項１ないし１０の何れかに記載のノズルにおいて、前記捕捉空間（ ２２，２２′）の下部の上方に前記デブリを通すためのバッフルを規定する複数 の偏向壁（４４，４５，４６）を備え、これら偏向壁（４４，４５，４６）は、 前記捕捉空間（２２，２２′）の底部に向かうデブリを通過させる一方で、その 反対方向に向かうデブリは通過させないように方向付けられていることを特徴と するノズル。 １２． 請求項１ないし１１の何れかに記載のノズルにおいて、前記一つ又は複 数のディフューザ（２０）は内面に冷却水偏向壁部を有していることを特徴とす るノズル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ノアイイー，ジャン フランス国 69005 リヨン リュ ドゥ トゥールヴィエル 18

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 原子炉の下部コアプレート（４２，５２）上に、該下部コアプレート（４ ２，５２）を貫通した少なくとも一つの冷却水通過孔（１５，５１）において載 せられ、燃料集合体の長手方向に沿って拡がった形態を成す少なくとも一つの水 ディフューザ（２０，３０，３０′，３０ａ，３０ｂ，５０ａ，５０ｂ）を備え た下部支持部材（１２，４９）と、 複数の冷却水通過孔（１６，５６）が穿孔され、前記冷却水に混入したデブリ をろ過しかつ保持する手段（１８，５８）が取り付けられた上部アダプタプレー ト（１３，５４）と、備え、 前記水ディフューザ（２０，３０，３０′，３０ａ，３０ｂ，５０ａ，５０ｂ ）が、該炉の前記コア内において前記燃料集合体が適正な位置に載る前記下部コ アプレート（１２，４２，５２）の前記水通過孔（１５，５１）の軸の延長線内 に配されるとともに前記アダプタプレート（１３，５４）の方向に拡がって成る 、水冷型の原子炉のための燃料集合体のろ過底部ノズルにおいて、 前記ディフューザ（２０，３０，３０′，３０ａ，３０ｂ，５０ａ，５０ｂ） が、 前記開口（４１，５１）を通過した水流が全て前記ディフューザを通過するよ うに前記底部コアプレート（４２，５２）の水通過孔（４１，５１）に重ねられ る入口部（２７，３７）と、 前記ディフューザの側壁であってネック部と称される前記ディフューザの小さ い断面を有した部分に形成され、前記支持体（１２，４９）の前記下部部材とデ ブリ捕捉領域を構成する前記アダプタプレート（１３，５４）との間で、前記デ ィフューザの内部空間と前記ノズルの内部空間の捕捉領域（２２，２２′，３６ ，６２）とを前記ネック部において連通させる少なくとも一つの開口（２１，３ １，３９，６１）と、 を備えていることを特徴とする水冷型原子炉のための燃料集合体のろ過底部ノ ズル。 ２． 請求項１記載の底部ノズルにおいて、該ノズルは、角柱状のケーシング形 状とされ、該ケーシングの壁部は、少なくとも一つの冷却流体通過孔（１５）が 穿孔されたプレート形状とされた前記支持部材（１２）と、該支持プレート（１ ２）と平行に配された前記アダプタプレート（１３）と、前記支持プレート（１ ２）及び前記アダプタプレート（１３）に接続された複数の一様な剛性側壁（１ ４）とから成り、 前記ディフューザ（２０，３０，３０′，３０ａ，３０ｂ）が、前記ケーシン グの内部空間内に配置され、前記支持プレート（１２）の土面の上方において、 前記ケーシングの前記側壁（１４）と共に少なくとも一つのデブリ捕捉空間（２ ２，２２′，３２，６２）を区画している、ことを特徴とする底部ノズル。 ３． 請求項２記載の底部ノズルにおいて、四つのディフューザ（２０，３０， ３０′，３０ａ，３０ｂ）を有し、これらディフューザは、前記燃料集合体を前 記コア内に取り付ける際に該炉の前記底部コアプレートの四つの開口に重なるよ うに位置された前記支持プレート（１２）の四つの貫通孔（１５）の延長部に配 されていることを特徴とする底部ノズル。 ４． 請求項２又は３記載のノズルにおいて、前記一つ又は複数のディフューザ が前記支持プレート（１２）の上面に固定されていることを特徴とするノズル。 ５． 請求項２ないし４の何れかに記載のノズルにおいて、前記各ディフューザ が、前記支持プレート（１２）の上面に貫通孔（１５）の縁に沿って固定された 環状のカラー（２７，３７）と、 前記ディフューザの前記ネック部を前記捕捉空間（３２，３６）と接続するた めの開口（３１，３９）を形成するように、前記カラー（２７，３７）の上端に 、半径方向のクリアランスを介して自身の小底部が係合する、実質的に円錐台形 の管壁（２８，３８）と、を備えていることを特徴とするノズル。 ６． 請求項５記載のノズルにおいて、前記カラー（３７）が、前記ディフュー ザ（３０′）の前記円錐台形のエンクロージャ（３８）の内部にクリアランス（ ３９）を介して係合する円錐台形状の上端（３７ａ）を備えていることを特徴と するノズル。 ７． 請求項２ないし６の何れかに記載のノズルにおいて、前記ケーシングの前 記側壁（１４）が、前記アダプタプレート（１３）に取外し可能に取り付けられ ていることを特徴とするノズル。 ８． 請求項２ないし６の何れかに記載のノズルにおいて、前記支持プレート（ １２）が、前記ケーシングの前記側壁に取外し可能に取り付けられていることを 特徴とするノズル。 ９． 請求項１記載のノズルにおいて、前記支持部材（４９）が、実質的に四角 形のアダプタプレート（５４）のコーナ部の近傍に該アダプタプレートと直交す る方向に固定された四つの脚から成り、 かつ該ノズルは、前記脚（４９）の間に固定されるとともに前記アダプタプレ ート（５４）と整列されて、実質的に四角形配置とされた四つのディフューザ（ ５０ａ，５０ｂ）を備えており、しかもこれらディフューザは、これらディフュ ーザの壁部間に、開口（６１）を介して前記ディフューザ（５０ａ，５０ｂ）の 前記ネック部と接続されかつ下部が閉塞プレート（６０）によって閉塞された捕 捉空間（６２）を形成するように配されていることを特徴とするノズル。 １０． 請求項９記載のノズルにおいて、前記各ディフューザ（５０ａ，５０ｂ ）は、これらディフューザ間の中央捕捉空間（６２）と対向して前記ノズル（５ ３）の前記支持脚（４９）間の外面に向かって方向付けられた切欠きを有してい ることを特徴とするノズル。 １１． 請求項１ないし１０の何れかに記載のノズルにおいて、前記捕捉空間（ ２２，２２′）の下部の上方に前記デブリを通すためのバッフルを規定する複数 の偏向壁（４４，４５，４６）を備え、これら偏向壁（４４，４５，４６）は、 前記捕捉空間（２２，２２′）の底部に向かうデブリを通過させる一方で、その 反対方向に向かうデブリは通過させないように方向付けられていることを特徴と するノズル。 １２． 請求項１ないし１１の何れかに記載のノズルにおいて、前記一つ又は複 数のディフューザ（２０）は内面に冷却水偏向壁部を有していることを特徴とす るノズル。