JPH10253787A - 原子炉内で冷却減速材の減速作用を制御する方法と燃料集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料寿命初期の反応度を低減する方法、それ
も原子炉の後期稼働段階で燃料棒への添加ガドリニウム
残渣が生じないようにする方法を提供する。また、これ
と関連して、ガドリニウム残渣の問題が解消された原子
炉および特に燃料集合体の操作方法を提供する。 【解決手段】 原子炉の稼働の第１段階において、減速
材が中央減速材チャネル１８を通過するのを部分的にブ
ロックし、次いで、原子炉の稼働の第２段階において
は、前記中央減速材チャネル１８を開放し、前記中央減
速材チャネルを通過する減速材流量を増加させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉の燃料集合
体に関するものである。より具体的には、本発明は、沸
騰水型原子炉（ＢＷＲ）の燃料集合体と、燃料集合体内
部の冷却減速材の減速作用を制御する方法とに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】発電用の原子炉の場合、燃料集合体は、
普通はロッド形式であり、この形式の場合、燃料棒は、
通常、概して方形に狭い間隔で配列されている。沸騰水
型原子炉（ＢＷＲ）用の各燃料集合体は、通常、概して
方形の外側チャネルに取り囲まれている。外側チャネル
の内側には、下部タイプレートと上部タイプレートとの
間に互いに平行に細長の燃料棒が延在している。通常、
中央または内部の水チャネルおよび／または水ロッド
も、燃料棒と平行に下部タイプレートと上部タイプレー
トとの間に延在している。中央水チャネルおよび水ロッ
ドは、核分裂過程で放出される中性子の大部分が、燃料
を更に核分裂させるのに適当なエネルギーを有するよう
に中性子を減速させることによって、中性子エネルギー
を減少させる所期の機能を有している。

【０００３】燃料集合体の底部には、冷却用の減速材、
すなわち水が外側チャネルに流入するが、該底部での減
速材の温度は、減速材の飽和温度か、または飽和温度よ
り僅かに低い温度である。減速材は、燃料集合体を通過
して上方へ流れ、エネルギーは、燃料棒から減速材へ伝
えられる。これにより蒸気が発生し、減速材内の蒸気分
が増大する。燃料集合体の上部では、減速材は主に蒸気
となり、その結果、炉心の上部区域では蒸気の分量が多
くなり、このため炉心上部区域は、減速が低下し、核分
裂性ウランまたはプルトニウムの原子の数と比較して水
素原子が乏しくなることによる過剰濃縮が生じる。その
結果、ウランの最適利用が達せられなくなる。

【０００４】燃料集合体の間を通る縦の経路に沿って冷
却用の減速材を案内するための中央または内部の水チャ
ネルは、燃料棒から物理的に間隔をおいて位置してお
り、事実上、どのような横断面または幾何形状を有する
こともできるが、通常は、方形または十字形の横断面を
有している。あるいはまた、燃料集合体の長さに沿って
延びる中空円形の１つの管またはロッド、もしくは複数
の管またはロッドの列の形式をとってもよい。中央水チ
ャネルのそれらの形状は、アメリカ合衆国特許第５２４
７５５２号および第４９１３８７６号明細書に開示され
ている。十分な減速材が、中央の水チャネル、水ロッ
ド、水管を通って循環することで、内包される減速材が
十分に、または完全に液状に維持され、したがって、燃
料集合体中央上部区域での中性子の減速が増大する。

【０００５】燃料集合体の寿命初期には、Ｕ−２３５の
分裂性インベントリーは高く、反応度が高い（事実、制
御棒のみで制御されるには高すぎる）。この高い反応度
は、製造時、燃料にガドリニウム可燃吸収材を添加する
することで補償される。添加されたガドリニウムには、
寄生吸収材残渣を残す欠点があり、この残渣によって、
燃料の寿命末期には、反応度が目標値以下に低下する。
ガドリニウム可燃吸収材の使用は、したがって結果的に
過剰中性子の損失となる。

【０００６】燃料サイクルの初期に炉心の減速材流量を
減量し、燃料サイクルの終わりに向けて増量する措置が
知られている。この“流量スペクトルシフト効果”（fl
ow spectral shift effect）は、燃料棒の冷却に使用す
る有効流に作用し、安全稼働に適当な熱余裕度内に限ら
れている。また、この効果は、燃焼度段階とは無関係
に、炉心内のすべての燃料集合体に同じように作用す
る。この流量スペクトルシフトにより、出力分布に有意
な不均整が生じ、それが熱余裕度の限界を拡張し、その
結果、中性子の漏れまたは損失が増大する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、燃料の寿命初期における沸騰水型原子炉内での
反応度を低減するための方法、それも原子炉の後期稼働
段階で燃料棒への添加ガドリニウム残渣の問題が生じる
おそれのない方法を提供することにある。

【０００８】これに関連する本発明の課題は、ガドリニ
ウム残渣の問題が解消された、原子炉および特に燃料集
合体の操作方法を提供することにある。

【０００９】本発明の別の課題は、可燃吸収材として使
用するガドリニウム量を低減できるようにすると同時
に、反応度に対するガドリニウム残渣のマイナスの影響
を低減できるようにすることである。

【００１０】本発明のさらに別の課題は、燃料寿命初期
の反応度を減速材の一部の排除によって低減する方法を
提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、原子炉の第１稼働段階において、
減速材が中央減速材チャネルを通過するのを部分的にブ
ロックし、次いで、原子炉の第２稼働段階において、前
記中央減速材チャネルを通過する減速材流量を増加させ
るように、前記中央減速材チャネルを開放するようにし
た。

【００１２】また、課題を解決するために本発明の構成
では、上部タイプレートと、下部タイプレートと、前記
下部タイプレートから前記上部タイプレートへ延びる複
数の燃料棒と、前記下部タイプレートと前記上部タイプ
レートとの間に延びる少なくとも１つの中央減速材チャ
ネルと、原子炉の第１稼働段階に、減速材が中央減速材
チャネルを通過するのを部分的にブロックするために、
前記中央減速材チャネルに接続された遮断エレメントと
が備えられており、該遮断エレメントが、選択的に前記
中央減速材チャネルに接続されており、それによって前
記中央減速材チャネルの開放が可能になり、原子炉の第
２稼働段階には前記中央減速材チャネルを通過する減速
材流量が増加し得るようにした。

【００１３】

【発明の効果】本発明は、ここでは減速材チャネルと呼
ぶ中央または内部の水チャネルもしくは１つ以上の水ロ
ッド内の冷却用減速材を効果的に絞ることによる沸騰水
型原子炉での最適減速強化の構想を導入する。本発明
は、原子炉の稼働の最初の１サイクルまたは２サイクル
のさい、その減速が不適の場合には、減速材チャネルを
少なくとも部分的に不働にし、減速材チャネルが目標の
反応度増強を達成した後には、原子炉の稼働の残りのサ
イクルで減速材チャネルを復旧するための方法と装置を
提供する。

【００１４】本発明は、可燃吸収材への依存を減らすた
めに使用でき、流量スペクトルシフト操作の効果を最大
化し、全体として燃料計画および燃料補充計画を最適化
し、それによって燃料サイクルの経済性を改善する。

【００１５】本発明は、したがって、減速材チャネル、
すなわち内部または中央の水チャネル、または１つ以上
の水ロッドを備えた燃料集合体を用いる原子炉内の冷却
用減速材（すなわち水）の減速作用を制御する方法を対
象としている。本発明によれば、該方法は、原子炉の第
１稼働段階において、減速材が中央減速材チャネルを通
過するのを部分的にブロックし、次いで、原子炉の第２
稼働段階においては、前記中央減速材チャネルを開放
し、前記中央減速材チャネルを通過する減速材流量を増
すことができる。

【００１６】好ましくは、中央または内部の水チャネル
または水ロッドは、原子炉の第１稼働段階では、例えば
中央水チャネルまたは水ロッドの端部に栓を差し込むこ
とで完全に閉止される。ブロックされた中央水チャネル
または水ロッド内の減速材は、中性子の減速に無視でき
る効果しか有していない蒸気に取って代わる。原子炉の
第１稼働段階が終わると、中央水チャネルまたは水ロッ
ドは、端部から栓を除去されることで開放され、減速材
流量全体が通過可能になる。

【００１７】あるいはまた、中央または内部水チャネル
または水ロッドは、原子炉の第１稼働段階中、中央水チ
ャネルまたは水ロッド内部に配置された空の密封された
ロッドによって部分的に填塞される。その場合、中央水
チャネルまたは水ロッドは、単に空の密封されたロッド
を除去することにより完全に開放されるか、または異な
る（より小さい）直径の空の付加密封ロッドと交換する
ことで部分的に開放される。

【００１８】また、本発明によれば、例えば順次に閉止
状態、部分閉止状態、開放状態が実現されるように、し
だいに減速材流量を変更することも可能である。したが
って、本発明によれば、燃料集合体が複数の水ロッドを
備えている場合、原子炉の第１稼働段階には、水ロッド
を流れる減速材を部分的にブロックし、原子炉の第３稼
働段階には、水ロッドの少なくとも１つ以上全部未満を
開放することにより、開放された水ロッドを流れる減速
材流量を増すことができる。その場合、この第３稼働段
階は、第１稼働段階（大半が閉止）の後、第２稼働段階
（大半が開放）の前に導入される。

【００１９】原子炉の燃料集合体は、本発明によれば、
上部タイプレートと、下部タイプレートと、下部タイプ
レートから上部タイプレートへ延びる複数燃料棒と、下
部タイプレートから上部タイプレートとの間に延びる少
なくとも１つの中央水チャネルまたは水ロッドと、中央
水チャネルまたは水ロッドに接続された遮断エレメント
とを含んでいる。この遮断エレメントは、原子炉の第１
稼働段階に中央水チャネルまたは水ロッドを通過する水
を少なくとも部分的にブロックする働きを有する。遮断
エレメントは、また選択的に中央水チャネルまたは水ロ
ッドに接続されて、中央水チャネルまたは水ロッドの開
放を可能にし、これにより、原子炉の第２稼働段階に、
中央水チャネルまたは水ロッドを通過する減速材流量を
増すことができる。

【００２０】前述の本発明の特定の実施例によれば、遮
断エレメントは、栓または空の密封されたロッドであ
る。複数の水ロッドが下部タイプレート・上部タイプレ
ート間に延びている場合は、各水ロッドに、原子炉の１
つの稼働段階中に水ロッドの各１つを通過する減速材を
部分的にブロックするためのそれぞれの遮断エレメント
が設けられている。それぞれ遮断エレメントは、各水ロ
ッドを開放するために各水ロッドにシフト可能に接続す
ることが可能であり、それにより、原子炉の他の稼働段
階中に水ロッドを通過する減速材流量を増すことができ
る。

【００２１】初期反応度を制御するために可燃吸収材を
用いる方法と異なり、本発明の減速材を排除する方法で
は、過剰中性子の損失は生じない。その代わり、減速の
低減により、より反応度の高い熱中性子の割合が低減さ
れる一方、高速中性子の割合が増す。増加した高速中性
子束（硬化（hardened)中性子スペクトル）の結果、Ｐ
ｕ−２３９への変換を誘発するＵ−２３８への高速中性
子吸収の割合が増大する。分裂性プルトニウムアイソト
ープの生成増加は、初期濃縮度が等しくとも、燃料集合
体のエネルギー容量を増加させる効果を有し、言い換え
ると、燃料から等しいエネルギー量を得るために、相応
に、より低い初期濃縮度を用いることによる節約が可能
になる。

【００２２】炉心の減速材流量が、稼働サイクルの初期
に低減され、稼働サイクルの終わりへ向かって増加する
従来の流量スペクトルシフトと異なり、本発明による
“機械的なスペクトルシフト”効果は、バイパス流に作
用し、熱の安全余裕度によって制限されない。また、こ
の新規なスペクトルシフトは、特有の最適形式で各束に
作用し、炉心で平均的に作用するものではない。束およ
び出力のひずみ（skew）の問題は、隣接する異なる束が
異なる栓状態を占めることで、軽減される。可燃吸収材
として使用されるガドリニウム量は、本発明により低減
でき、それに伴って、ガドリニウム残渣の、反応度に対
するマイナスの効果も低減される。本発明は、またウラ
ンの濃縮度を低減でき、かつプルトニウムの変換および
利用を最大化できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１に略示したように、原子炉用
の燃料集合体１０は、上部タイプレート１２と、下部タ
イプレート１４と、下部タイプレートから上部タイプレ
ートへ延びる複数の燃料棒１６と、下部タイプレート１
４・上部タイプレート１６間に延びる中央水チャネル、
すなわち中央減速材チャネル１８とを含んでいる。図示
されていないが、燃料棒の外周縁を取り囲んで下部タイ
プレートから上部タイプレートまで、また燃料棒の一部
の長さにわたって、延びている外側水チャネルが、燃料
集合体に含まれていてよい。遮断または閉止エレメント
２０，２２が、それぞれその上端または下端のところで
中央水チャネル１８に接続されている。各遮断または閉
止エレメント２０，２２は、原子炉の第１稼働段階、概
して最初の２サイクルまたは３サイクルで、中央水チャ
ネル１８を通過する減速材を少なくとも部分的にブロッ
クするように設計されている。遮断または閉止エレメン
ト２０，２２は、中央水チャネル１８にシフト可能に接
続され、中央水チャネルを開放でき、それによって原子
炉の第２の、または後続の稼働段階中、減速材流量を増
加できる。

【００２４】遮断または閉止エレメント２０，２２は、
沸騰水型原子炉内での最適減速増強を可能にする。遮断
または閉止エレメント２０，２２は減速材スロットルで
あり、この減速材スロットルは、原子炉の、減速が不利
な最初の２サイクルまたは３サイクルの間、中央水チャ
ネルの減速操作を少なくとも部分的に不能にする。ま
た、この減速材スロットルは、中央水チャネルが目標反
応度増強を達成した場合、原子炉の稼働の残りのサイク
ルには、中央水チャネルの減速作用を回復させるために
除去またはシフトされる。

【００２５】図２のＡ，Ｂに示したように、中央水チャ
ネル１８は、慨して、複数の流出口２６を設けた上端取
り付け具２４を有するように構成されている。これらの
流出口を介して減速材は中央水チャネルから逃がされ
る。原子炉稼働の最初の１サイクル以上の間、流出口２
６は、金属（例えばジルカロイ）製の各栓またはストッ
パ２８で閉じられる。これらの栓またはストッパは、集
合的に遮断または閉止エレメント２０として機能する。
原子炉稼働の第１段階以後、図２のＢに示したように、
栓またはストッパ２８が流出口２６から除去され、矢印
３０で示したように、減速材が中央水チャネル１８を妨
げられずに通過できる。通常、栓またはストッパ２８
は、流出口２６から除去された後、燃料集合体１０から
回収することが考えられる。注意すべき点は、栓または
ストッパ２８がハンドル３２を有しており、これらのハ
ンドル３２が、燃料棒１６の間の間隔より大きいことで
ある。したがって、栓またはストッパ２８が、除去中に
落ちても、紛失して、ルーズパート問題（loose part p
roblem）が発生することはない。

【００２６】図３のＡ〜Ｃには、中央水チャネル１８の
一実施例が示されている。この中央水チャネル１８に
は、外側流路４０と内側流路４２とを画定している各対
の組壁３６，３８が含まれている。中央水チャネル３４
の上端取り付け具４４は、外側流路４０と連通する複数
の第１流出口４６と、内側流路４２と連通する第２流出
口４８とを有している。図３のＡに示したように、流出
口４６，４８は、原子炉稼働の最初の１サイクル以上の
サイクル中、各金属（例えばジルカロイ）製の栓または
ストッパ５０，５２によって閉じられる。次に、図３の
Ｂに示したように、原子炉稼働の第２段階（１サイクル
以上の稼働サイクル）では、栓またはストッパ５０（ま
たは５２）が除去され、減速材が外側流路４０（または
内側流路４２）に沿って妨げられずに流れることができ
る。この第２稼働段階中、他方の栓またはストッパ５２
（または５０）は、それぞれの流出口４８（または４
６）内の所定位置に止まり、それにより燃料集合体は、
部分的に減速される。原子炉の第３稼働段階には、図３
のＣに示したように、残りの栓またはストッパ５２（ま
たは５０）も流出口４８（または４６）から除去され、
減速材が、中央水チャネル３４を双方の流路４０，４２
に沿って妨げられずに流れることができる。栓またはス
トッパ５０，５２は、各流出口４６，４８から除去され
た後、上部タイプレートから燃料集合体の外へ引き出す
ことができる。しかし、栓５０，５２は、上部タイプレ
ート１２の下方（図１）かつ中央水チャネル３４の上端
取り付け具４４の上方に配置したままにすることもでき
る。その場合には、栓またはストッパ５０，５２は、減
速材が流出口４６，４８を通過し、中央水チャネル３４
の上方区域に流入するさい、減速材の流れ（矢印５４）
を最適化するような幾何形状を有するように形成してお
く。この考えは、また本明細書に開示される他の栓形式
の遮断／閉止エレメントにも適用される。

【００２７】図４のＡ〜Ｃには燃料集合体の燃料棒５７
が示されている。この場合、中央水チャネル５８は、１
個の小さな管状の水ロッド６０と、４個の大きな管状の
水ロッド６２との束の形式を有している。原子炉の初期
稼働段階、例えば最初の２サイクルの間、図４のＡに符
号６４のＸで示したように、全ての水ロッド６０，６２
がブロックされる。続く第２稼働段階、例えば次の１サ
イクルでは、図４のＢにＸ印で示したように、４個の大
きな水ロッド６２の内の２個が開放され、残りは閉じた
ままにされる。最後に、次の第３稼働段階では、図４の
Ｃに、開放した太い円で示したように水ロッド６０，６
２のすべてが開放される。

【００２８】図５のＡ〜Ｃには、図１に示し、かつ以上
に説明した遮断または閉止エレメント２０の別の実施例
が示されている。図５のＡに示したように、中央水チャ
ネル６６は、減速材の流路８０を形成するため、外壁６
８と上端の取り付け具またはプレート７０とを有してい
る。上端取り付け具またはプレート７０は、複数の流出
口７２と中心開口７４とを有している。中心開口７４に
は、空の密封された管またはロッド７８が付加取り付け
されたインサート７６が収容されている。減速材の流路
８０を長手方向に貫通して延びる管またはロッド７８
は、したがって、流路の流過横断面を減少させている。
矢印８２は、流路８０と流出口７２を通過する減速材の
流れを示している。原子炉の初期稼働段階後、例えば２
サイクル後、管またはロッド７８は中央水チャネル６６
から除去され、図５のＢに示したように、より横断面の
小さい空の第２の管またはロッド８４と取り替えられ
る。管またはロッド８４の上端は、ディスク状のインサ
ート８６と結合されており、このインサートは、中心開
口７４にほぼ液密にかん合されている。矢印８８で示し
たように、流路８０の流れ横断面が広がり、言い換える
と部分的に開放されることで、いまや減速材流量が増加
する。通常別のサイクルの間続くこの第２稼働段階の終
了時に、管またはロッド８４が中央水チャネル６６から
除去される。その場合、図５のＣに示したように、任意
に流出口９２を有するディスク９０が、中心開口７４に
かん合される。矢印９４で示した減速材の流量は再び増
大する。あるいはまた、中心開口７４は、開放したまま
にしておく、すなわち何もはめ込まないでおき、これに
よりさらに大きな減速材流でさえも中央水チャネル６６
を流過することができる。インサート７６，８６，９０
は、それぞれのシフトロッド９６，９８，１００と結合
されており、減速材の流量を所定時に変更するために、
インサートおよび密封された管またはロッド７８，８４
を遠隔操作することが可能にされている。

【００２９】図６は、減速材流の有効ボイド分（active
void fraction）を４０％として計算した燃焼度の関数
として反応度を示した線図である。この例では、中央水
チャネルによる減速の２つの段階により、ガドリニウム
吸収材が２５％減で同じ反応ピークが得られ、かつ４０
ＧＷＧ／ＭＴの最終燃焼度で１０ｍＫの利得が得られ
る。最終反応度での利得は、吸収材残渣の減少とプルト
ニウム生成の増加によって達せられる。

【００３０】図７は、同量のガドリニウムで中央水チャ
ネルによる１段階のみの減速の場合に、反応度を燃焼度
の関数として示した線図で、ピーク反応度の降下と最終
反応度の上昇という期待される２つの利点を示したもの
である。

【００３１】以上、本発明を特定の実施例および用途の
場合について説明したが、当業者には、以上の説明に照
らして、請求された本発明の精神および範囲を逸脱する
ことなしに、種々の実施例及び変更態様が可能である。
したがって、本明細書の図面および説明は、本発明の理
解を容易にするために提示されたもので、本発明を制限
するものでないことを了解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃料集合体の中央水チャネルの略示部分側面図
で、上部タイプレートと、下部タイプレートと、複数の
燃料棒と、中央水チャネル内の遮断／閉止エレメントと
を示した図である。

【図２】Ａは、図１の中央水チャネルの略示部分縦断面
図で、原子炉の第１稼働段階で、遮断／閉止エレメント
の特定の一実施例が減速材の中央水チャネル通過をブロ
ックする位置にある状態を示した図である。Ｂは、Ａ同
様の縦断面図で、原子炉の次の稼働段階で、遮断／閉止
エレメントが別の位置にあり、中央水チャネルを減速材
が通過できる状態を示した図である。

【図３】Ａは、図１の中央水チャネルの略示部分縦断面
図で、中央水チャネルの一変更態様と、減速材の中央水
チャネル通過を完全にブロックする位置にある遮断／閉
止エレメントの一実施例とを示した図である。Ｂは、Ａ
同様の縦断面図で、遮断／閉止エレメントが別の位置に
あり、減速材が中央水チャネルを部分的に通過できる状
態を示した図である。Ｃは、ＡおよびＢと同様の縦断面
図で、遮断／閉止エレメントが、中央水チャネルを減速
材が事実上妨げられずに通過できる位置にある状態を示
した図である。

【図４】Ａは、図１の燃料集合体の燃料棒と、中央水チ
ャネルの変更態様との略示平面図で、水ロッドのすべて
が閉止された状態の図である。Ｂは、Ａ同様の略示平面
図で、水ロッドの一部が閉止された状態の図である。Ｃ
は、ＡおよびＢ同様の略示平面図で、水ロッドがすべて
開放された状態の図である。

【図５】Ａは、燃料集合体の中央水チャネルの略示部分
縦断面図で、遮断／閉止エレメントの一実施例が、減速
材の中央水チャネル通過を部分的にブロックした状態を
示した図である。Ｂは、Ａ同様の縦断面図だが、中央水
チャネルの遮断／閉止エレメントは、Ａのものとは異な
り、減速材をより多く通過させることができる。Ｃは、
ＡおよびＢ同様の縦断面図だが、中央水チャネルには遮
断／閉止エレメントが配備されておらず、減速材は妨げ
られずに中央水チャネルを通過できる。

【図６】中央水チャネルの２段階の減速材流量の場合
に、減速材流の有効ボイド分を４０％として計算した燃
焼度の関数として反応度を示した線図である。

【図７】図６同様の線図で、１段階の減速材流量の場合
の成績を示した図である。

【符号の説明】

１０ 燃料集合体、 １２ 上部タイプレート、 １４
下部タイプレート、１６ 燃料棒、 １８ 中央水チ
ャネル、 ２０、２２ 遮断／閉止エレメント、 ２６
流出口、 ２８ 栓またはストッパ、 ３０ 矢印、
３２ ハンドル、 ３６，３８ 組壁、 ４０，４２
流路、 ４６，４８ 流出口、 ５０，５２ 栓また
はストッパ、 ５７ 燃料棒、 ６０，６２ 水ロッ
ド、６６中央水チャネル、 ６８ 外壁、 ７０ 上端
の取り付け具またはプレート、７２ 流出口、 ７４
中心開口、 ７６ インサート、 ７８，８４ 管また
はロッド、 ８０ 流路、 ９０ ディスク、 ９６，
９８，１００ シフトロッド

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年３月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの中央減速材チャネルを
   有する燃料集合体を備えた原子炉内で、冷却減速材の減
   速作用を制御する方法において、原子炉の第１稼働段階
   において、減速材が中央減速材チャネルを通過するのを
   部分的にブロックし、次いで、原子炉の第２稼働段階に
   おいて、前記中央減速材チャネルを通過する減速材流量
   を増加させるように、前記中央減速材チャネルを開放す
   ることを特徴とする、原子炉内で冷却減速材の減速作用
   を制御する方法。
2. 【請求項２】 前記中央減速材チャネルが、原子炉の前
   記第１稼働段階においては、前記中央減速材チャネルの
   端部への栓の差し込みによって完全に閉止され、減速材
   全体が前記中央減速材チャネルを通過できるようにする
   ために、前記中央減速材チャネルの開放が、前記中央減
   速材チャネルの前記端部からの前記栓の除去を含んでい
   る、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記中央減速材チャネルが、原子炉の前
   記第１稼働段階では、前記中央減速材チャネル内部に配
   置された空の密封されたロッドによって部分的に填塞さ
   れ、前記中央減速材チャネルの開放が、前記中央減速材
   チャネルから空の密封されたロッドを除去することを含
   んでいる、請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 前記中央減速材チャネルが、原子炉の前
   記第１稼働段階においては、前記中央減速材チャネル内
   部に配置された空の密封されたロッドによって部分的に
   填塞され、前記中央減速材チャネルの開放が、前記中央
   減速材チャネル内の前記空のロッドを異なる直径の付加
   的な空の密封されたロッドと交換することを含んでい
   る、請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 前記中央減速材チャネルが複数の減速材
   ロッドを含み、さらに、原子炉の前記第１稼働段階で
   は、減速材が前記減速材ロッドを通過するのを部分的に
   ブロックし、原子炉の第３稼働段階では、前記減速材ロ
   ッドの内の少なくとも１つ以上の、かつまた全部よりは
   少数のロッドを開放し、開放した減速材ロッドの減速材
   流量が増加するようにし、さらに前記第３稼働段階が、
   前記第１稼働段階の後に、そしてまた前記第２稼働段階
   の前に行われる、請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 原子炉の燃料集合体において、上部タイ
   プレートと、下部タイプレートと、前記下部タイプレー
   トから前記上部タイプレートへ延びる複数の燃料棒と、
   前記下部タイプレートと前記上部タイプレートとの間に
   延びる少なくとも１つの中央減速材チャネルと、原子炉
   の第１稼働段階に、減速材が中央減速材チャネルを通過
   するのを部分的にブロックするために、前記中央減速材
   チャネルに接続された遮断エレメントとが備えられてお
   り、該遮断エレメントが、選択的に前記中央減速材チャ
   ネルに接続されており、それによって前記中央減速材チ
   ャネルの開放が可能になり、原子炉の第２稼働段階には
   前記中央減速材チャネルを通過する減速材流量が増加し
   得ることを特徴とする、原子炉の燃料集合体。
7. 【請求項７】 前記遮断エレメントが、原子炉の前記第
   １稼働段階に、前記中央減速材チャネルの一端に除去可
   能に差し込まれる栓であり、該栓が除去されることによ
   り、前記中央減速材チャネルが開放され、前記中央減速
   材チャネルに完全な減速材の流れが可能になる、請求項
   ６記載の燃料集合体。
8. 【請求項８】 前記遮断エレメントが、原子炉の前記第
   １稼働段階に、前記中央減速材チャネル内部に配置され
   る空の密封されたロッドであり、該空の密封されたロッ
   ドが除去されることで、前記中央減速材チャネルが開放
   されるようになっている、請求項６記載の燃料集合体。
9. 【請求項９】 前記遮断エレメントが、原子炉の前記第
   １稼働段階に、前記中央減速材チャネル内部に配置され
   る空の密封されたロッドであり、該空の密封されたロッ
   ドが除去され、異なる直径の別の空の密封ロッドと交換
   されるようになっている、請求項６記載の燃料集合体。
10. 【請求項１０】 前記中央減速材チャネルが、前記下部
    タイプレートと前記上部タイプレートとの間に延びる複
    数の減速材ロッドを含み、該減速材ロッドのそれぞれ
    が、原子炉の１つの稼働段階中に、減速材が前記減速材
    ロッドのそれぞれ１つを通過するのを少なくとも部分的
    にブロックするために、それぞれの遮断エレメントを備
    えており、該遮断エレメントが、シフト可能に前記減速
    材ロッドの各１つに接続され、それにより前記減速材ロ
    ッドの前記各１つロッドの開放が可能になり、原子炉の
    別の稼働段階中に、前記減速材ロッドの各１つを通過す
    る減速材流量を増加させることができる、請求項６記載
    の燃料集合体。