JPH1138171A - 燃料スペーサ及び燃料集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウォータロッドを適切に保持し、自由度をもた
し、ウォータロッド外壁に沿って流れる液膜を燃料棒方
向に効率よく導く燃料スペーサを提供する。 【解決手段】部分長燃料棒を有する燃料集合体におい
て、ウォータロッド隣接位置の燃料棒が部分長燃料棒と
なった場合、部分長燃料棒上端より上部に設ける燃料ス
ペーサにおいて、ウォータロッド隣接位置のセル及びこ
のセルに溶接固定されているサポートプレートを削除
し、その代りにウォータロッドを保持する部位のウォー
タロッド溶接端２を有し、かつウォータロッドに隣接す
る部位のセルの周辺セルに接する部位の隣接セル接触面
３を有する横断面鋒矢状第１のセル１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は沸騰水型原子炉用燃
料集合体に組み込んで複数の燃料棒及びウォータロッド
を所定の位置に適当な間隔を持たせて保持する燃料スペ
ーサ及びその燃料スペーサを組み込んで構成した燃料集
合体に関する。

【０００２】

【従来の技術】沸騰水型原子炉に装荷される燃料集合体
は図18の縦断面図に示すように、正方角筒状の燃料チャ
ンネル23を有しており、この燃料チャンネル23内に複数
の燃料棒20と、少なくとも１本（図では２本）のウォー
タロッド８が収納されている。この燃料集合体の上下部
にはそれぞれ上部タイプレート24及び下部タイプレート
25が装着され、この上部タイプレート24及び下部タイプ
レート25により前記燃料棒20及びウォータロッド８の両
端が固定されている。

【０００３】このウォータロッド８には、その軸方向に
所定の間隔をおいて複数のスペーサ27が取り付けられ、
このスペーサ27によって燃料棒20及びウォータロッド８
を整列支持するとともに燃料棒20及びウォータロッド８
の湾曲が抑止されている。

【０００４】また、近年開発された９行９列に燃料棒を
配列した９×９燃料集合体は、二相流部での圧損低減
（安定性改善）及び燃料上部の水対ウラン比の増加を図
る目的で、通常の燃料棒20より長さの短い部分長燃料棒
26を有する（図18参照）。

【０００５】燃料集合体の軸方向に所定の間隔をおいて
複数個配列される燃料スペーサ27は、図19の平面図に示
すように、複数個の通常セル７を正方格子状に配列し、
これらの通常セルの周囲をバンド29で取り囲んだ構成と
なっている。バンド29の冷却材流れ下流側の縁部にはフ
ロータブ30が所定の間隔を置いて複数個配設されてお
り、燃料チャンネル23内面の液膜や近傍を流れる冷却材
を燃料棒20方向へ効率的に誘導している。

【０００６】燃料棒20の間隔を保持するスプリング21
は、図20の斜視図に示すように両側を中央部にわん曲突
起21ａを有する板ばねとする形状で、セル７を２個につ
き１個のスプリング21が配置される（１個のスプリング
を２本の燃料棒で共有する）構成となっている。

【０００７】また、図19を局部的に拡大して平面で示す
図21のように、中央部にはウォータロッド（点線で円形
に示す）８を保持するための横断面ほぼカーボーイハッ
ト形状サポートプレート31及びウォータロッドスプリン
グ５とスプリングプレート６が配置されており、サポー
トプレート31はウォータロッド隣接セル32に溶接固定さ
れ、ウォータロッドスプリング５によりウォータロッド
８が接触端33に押し付けられ保持されている。

【０００８】図19〜21に示したスプリング21により各通
常セル７は、図22の斜視図に示すように燃料棒が押し付
けられる接触端19、及び側面に切り欠き部16を有してお
り、この切り欠き部16の側辺上部及び下部に爪部17が二
段形成されている。スペーサ組立時には、図23（ａ）の
横断面図及び図23（ｂ）の縦断面図に示すように、セル
７を２個１組として前記爪部17にスプリング21を挿入
し、爪部17を向かい合わせ方向で重ね合わて、溶接部４
で溶接して一対のセルとする。

【０００９】この一対のセルには、両方に燃料棒20が挿
通されてはじめてスプリング21が適切な押付力で燃料棒
20を保持する構成になっている。２個のセルを一対とし
て、２本の燃料棒で１個のスプリングを共有することを
以下ではセルペアリングと呼ぶ。

【００１０】前記部分長燃料棒26を有する燃料集合体の
場合、部分長燃料棒26の上端から上部にあるスペーサで
は、部分長燃料棒26が挿通されない。このため、部分長
燃料棒26位置のセル以外の通常燃料棒20位置のセルだけ
でセルペアリングを行う必要がある。図24は前述の９×
９燃料集合体における部分長燃料棒の位置を示す断面図
である。図24中、記号Ｐが部分長燃料棒を示している。
この場合、部分長燃料棒26以外の通常燃料棒20位置のセ
ルだけでセルペアリングが可能である。図中、符号８は
ウォータロッドを示す。

【００１１】また、部分長燃料棒26を採用する目的は前
述のように二相流部での圧損低減及び燃料上部の水対ウ
ラン比の増加であるため、部分長燃料棒26の上端から上
部にあるスペーサ部での冷却材に対する流路断面積はで
きるだけ大きくとることが好ましく、前述の９×９燃料
集合体における上部スペーサは図25の平面図に示すよう
に、図24中符号Ｐで付した部分長燃料棒の位置のセルを
削除した構成となっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料スペーサに
おいては、ウォータロッド８と隣接位置のセル32とサポ
ートプレート31を組み合わせてウォータロッド８を保持
する構造となっているため、ウォータロッド８隣接位置
の燃料棒を部分長燃料棒とした場合、部分長燃料棒26の
上端から上部に設けられる燃料スペーサにおいてウォー
タロッド隣接位置のセルを削除することができないとい
う課題がある。

【００１３】また、従来の燃料スペーサにおいては、部
分長燃料棒26の位置を変更した場合、部分長燃料棒26の
上端から上部に設けられる燃料スペーサにおいて通常燃
料棒位置のセルだけでセルペアリングが出来ない場合が
ある。この場合、従来の燃料スペーサを用いた燃料集合
体においては、通常燃料棒位置のセルだけでセルペアリ
ングが出来るように部分長燃料棒の位置を変更する必要
があり、燃料集合体設計を行う上での制約となる課題が
ある。

【００１４】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、ウォータロッド隣接位置の燃料棒を部分長燃
料棒とした場合においても、部分長燃料棒の上端から上
部に設けられたスペーサにおいて、ウォータロッドを適
切に保持することを可能にする燃料スペーサ及び燃料集
合体を提供することを目的とする。

【００１５】また、同時に部分長燃料棒の上端から上部
に設けられる燃料スペーサでのセルペアリングに制約を
受けず、部分長燃料棒の位置に自由度を持たせた設計を
可能にする燃料スペーサ及び燃料集合体を提供すること
を目的とする。さらに、ウォータロッド外壁に沿って流
れる液膜を燃料棒方向に効率よく導くことができる燃料
スペーサ及び燃料集合体を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、部分
長燃料棒を有する燃料集合体において、ウォータロッド
隣接位置の燃料棒が部分長燃料棒となった場合、部分長
燃料棒の上端から上部に設ける燃料スペーサにおいて、
ウォータロッド隣接位置のセル及びこのセルに溶接固定
されているサポートプレートを削除し、その代りにウォ
ータロッドを保持する部位を有し、かつウォータロッド
に隣接する位置のセルの周辺セルに接する部位を有する
横断面鋒矢状第１のセルを組み込んでなることを特徴と
する。

【００１７】この構成によれば、ウォータロッド隣接位
置の燃料棒を部分長燃料棒とした場合に、部分長燃料棒
の上端から上部に設けるスペーサにおいてウォータロッ
ド隣接位置のセルを用いなくともウォータロッドを保持
することが可能となる。

【００１８】請求項２の発明は、部分長燃料棒を有する
燃料集合体におけるウォータロッド隣接位置の燃料棒が
部分長燃料棒となった場合、前記部分長燃料棒の上端か
ら上部に設ける燃料スペーサにおいて、ウォータロッド
隣接位置のセル及びこのセルに溶接固定されているサポ
ートプレートを削除し、代わりにウォータロッドを保持
する部位を有し、かつ前記ウォータロッドに隣接する位
置のセルの周辺セルに接する部位を有する横断面一辺平
坦の山形状第１のプレートが組み込まれてなることを特
徴とする。

【００１９】この構成により、ウォータロッド隣接位置
の燃料棒を部分長燃料棒とした場合に、部分長燃料棒の
上端から上部に設ける燃料スペーサにおいて、ウォータ
ロッド隣接位置のセルを用いなくともウォータロッドを
保持することが可能となる。また、セルの代りにプレー
トを用いることで、加工が容易となる。さらに、部分長
燃料棒は二相流部での圧損低減を目的としているため、
部分長燃料棒の挿通されない上部の燃料スペーサにおい
ても可能な限り圧損低減を図ることが望ましく、セルの
代わりに上記第１のプレートにより、スペーサ部での圧
損低減をはかることが出来る。

【００２０】請求項３の発明は、部分長燃料棒を有する
燃料集合体においてウォータロッド隣接位置の燃料棒が
部分長燃料棒となった場合、部分長燃料棒の上端から上
部に設ける燃料スペーサで、ウォータロッド隣接位置の
セル及びこのセルに溶接固定されているサポートプレー
トを削除し、代わりにウォータロッドを保持する部位を
有する横断面波形状第２のプレートと、ウォータロッド
に隣接する位置のセルの周辺セルに接する部位を有する
一辺開口の八角筒状第３のプレートを組み合わせた体を
組み込んでなることを特徴とする。

【００２１】この構成によれば、上述のウォータロッド
を保持する部位を有し、かつ前記ウォータロッドに隣接
する位置のセルの周辺セルに接する部位を有するプレー
トを用いた場合と同等の効果に加えて、ウォータロッド
を保持する部位を有するプレートに従来の部材を流用す
ることができるため、加工性が容易となる。

【００２２】請求項４の発明は、部分長燃料棒を有する
燃料集合体においてウォータロッド隣接位置の燃料棒が
部分長燃料棒となった場合、部分長燃料棒の上端から上
部に設ける燃料スペーサで、ウォータロッド隣接位置の
セル及びこのセルに溶接固定されているサポートプレー
トを削除し、代わりにウォータロッドを保持する部位を
有する横断面波形状の第２のプレートと、燃料棒を保持
する機能を付与することなくウォータロッドに隣接する
位置のセルの周辺セルに接する部位を有する筒状第２の
セルとの組み合わせ体を組み込んでなることを特徴とす
る。

【００２３】この構成により、ウォータロッド隣接位置
の燃料棒を部分長燃料棒とした場合に、部分長燃料棒の
上端から上部に設ける燃料スペーサにおいて、ウォータ
ロッド隣接位置のセルを用いなくとも従来と同等の強度
を持ってウォータロッドを保持することが可能となる。
また、セル、プレーとともに従来の部材を流用すること
ができるため、加工の容易さも得られる。

【００２４】請求項５記載の発明は、前記横断面鋒矢第
１のセルに前記標準燃料棒または部分長燃料棒の間隙を
保持するスプリングを１個もしくは２個保持する機能を
付与させて隣接するセルと組み合わせることによりスプ
リングを保持してなることを特徴とする。

【００２５】請求項６記載の発明は、前記筒状第２のセ
ルに前記標準棒または部分長燃料棒の間隙を保持する前
記スプリングを１個もしくは２個保持する機能を付与さ
せて隣接するセルと組み合わせることによりスプリング
を保持してなることを特徴とする。

【００２６】請求項７記載の発明は、前記横断面一辺平
坦の山形状第１のプレートに前記標準燃料棒または部分
長燃料棒の間隙を保持する前記スプリングを１個もしく
は２個保持する機能を付与させて隣接するセルと組み合
わせることによりスプリングを保持してなることを特徴
とする。

【００２７】請求項８記載の発明は、前記一辺開口の八
角筒状第３のプレートに前記標準燃料棒または部分長燃
料棒の間隙を保持する前記スプリングを１個もしくは２
個保持する機能を付与させて隣接するセルと組み合わせ
ることによりスプリングを保持してなることを特徴とす
る。

【００２８】請求項５から８の構成によれば、ウォータ
ロッド隣接位置の燃料棒を部分長燃料棒とした場合に、
部分長燃料棒の上端から上部に設ける燃料スペーサにお
いて、部分長燃料棒位置のセル以外の標準燃料棒位置の
セルだけでセルペアリング出来ない場合でも、セルペア
リング出来ないセルを請求項５から７記載のセルもしく
はプレートの隣接位置に持ってくることで、全ての燃料
棒を適切なスプリング押付力により保持することが可能
となる。

【００２９】請求項９の発明は、前記横断面鋒矢状第１
のセルの少なくとも冷却材流れ下流側の縁部に冷却材の
流れを前記燃料棒側に向ける傾斜をしたフロータブを設
けたことを特徴とする。

【００３０】請求項10記載の発明は、前記横断面一辺平
坦の山形状第１のプレートの少なくとも冷却材流れ下流
側の縁部に冷却材の流れを前記燃料棒側に向ける傾斜を
したフロータブを設けたことを特徴とする。

【００３１】請求項９および10の構成により、ウォータ
ロッド隣接位置の燃料棒を部分長燃料棒とした場合に、
部分長燃料棒の上端から上部にあるスペーサにおいて、
ウォータロッドを適正に保持すると同時に、ウォータロ
ッドまわりを流れる液膜を効率よく燃料棒方向に導くこ
とができる。

【００３２】請求項11の発明は、請求項１から10の燃料
スペーサのいずれかを用いることを特徴とする。この構
成により、ウォータロッドの保持構造及び部分長燃料棒
の位置に自由度を持たせた燃料集合体設計が可能とな
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明に係る燃料スペーサの第１
実施の形態について、図１及び図２を参照して説明す
る。図１（ａ）は本第１の実施の形態における燃料スペ
ーサにおいて、ウォータロッドを保持する機能を有する
横断面鋒矢状第１のセル（以下、第１のセル１と記す）
を示す斜視図で、図１（ｂ）は図１（ａ）の対向面側か
ら見た斜視図である。図２は図１における第１のセル１
を組み込んだ燃料スペーサにおける、ウォータロッド周
りの局部拡大平面図である。

【００３４】図１（ａ），（ｂ）に示すように、第１の
セル１は横断面が角形状のウォータロッド接触端２を有
する部材と横断面が山形状の隣接セル接触面３とを有す
る部材とが一体的に形成された横断面鋒矢状筒体からな
っている。この第１のセル１は図２に示すように溶接部
４で隣接する通常セル７に溶接固定される。また、ウォ
ータロッド８はスプリングプレート６で保持されたウォ
ータロッドスプリング５により第１のセル１のウォータ
ロッド接触端２に押し付けられて保持される構成となっ
ている。

【００３５】本実施の形態によれば、燃料スペーサにお
いて図21に示したウォータロッド隣接セル32を用いなく
とも、ウォータロッド８を適切に保持できるため、ウォ
ータロッド隣接位置の燃料棒を部分長燃料棒とした場合
の、燃料スペーサ部におけるウォータロッド保持方法に
自由度を持たせることが可能となる。

【００３６】つぎに本発明に係る燃料スペーサの第２の
実施の形態及び第３の実施の形態について、図３、図４
及び図５、図６を参照して説明する。第２及び第３の実
施の形態が第１の実施の形態と異なる点は図１に示す第
１のセル１の代りに、図３（ａ），（ｂ）に示すように
ウォータロッド接触端10及び横断面Ｖ字状隣接セル接触
面11を有する横断面一辺平坦の山形状第１のプレート
（以下第１のプレート９と記す）を一対組み合せて、こ
の組み合せ体13を図４に示すように置き換えたことにあ
る。

【００３７】図３（ａ）は本第２の実施の形態におけ
る、ウォータロッドを保持する機能を有する第１のプレ
ート９を示す斜視図で、図３（ｂ）は図３（ａ）を対向
面側から見た斜視図である。また、図４は図３における
第１のプレート９を一対一体的に組み合わせた組み合せ
体13を組み込んだ燃料スペーサにおけるウォータロッド
周りの局部を拡大して示す平面図である。

【００３８】第１のプレート９は図１に示した第１のセ
ル１と同様に、ウォータロッド接触端10を有する部材と
隣接セル接触面11を有する部材から構成されており、鏡
面対称の２個一対の第１のプレート９を向い合わせに組
み合せて一体化して組み合せ体13とし、この組み合せ体
13を図４に示すように溶接部４で隣接セル７に溶接固定
されている。

【００３９】第２の実施の形態によれば、第１の実施の
形態と同様に燃料スペーサ部におけるウォータロッド保
持方法に自由度を持たせることが可能となると同時に、
第１の実施の形態のセルに比べてスペーサ部での圧損低
減を図れ、また加工が容易になるという利点を有する。

【００４０】図５（ａ），（ｂ）は本第３の実施の形態
における、ウォータロッドを保持する部位を有する横断
面波形状第２のプレート９ａと隣接セルに接する部位を
有する横断面一辺開口の八角筒状第３のプレート９ｂを
組み合わせた組み合せ体13ａを示す斜視図である。この
ウォータロッドを保持する部位を有する第２のプレート
９ａは図21に示す従来の燃料スペーサにおけるサポート
プレート31と同様の形状となっている。また、図６は図
５における第２のプレート９ａと第３のプレート９ｂの
組み合せ体13ａを組み込んだ燃料スペーサにおけるウォ
ータロッド周りの局部を拡大して示す平面図である。

【００４１】本実施の形態においては、ウォータロッド
接触端10を有する第２のプレート９ａと、ウォータロッ
ド接触端を有さないで、隣接セル接触面11を有する第３
のプレート９ｂを組み合せ、図６に示すように溶接部４
で通常セル７に溶接固定されている。第３の実施の形態
によれば、第２の実施の形態の効果に加え、ウォータロ
ッド接触端を有するプレート部に従来の部材を流用する
ことができる。

【００４２】つぎに本発明に係る燃料スペーサの第４の
実施の形態を、図７及び図８を参照して説明する。本実
施の形態が第１及び第２及び第３の実施の形態と異なる
点は図１に示す第１のセル１及び図４に示す第１のプレ
ート９の組み合せの代りに、ウォータロッド８を保持す
る部位を有する第２のプレート９ａと隣接セルに接する
部位を有する第２のセル12との組み合せ体13ｂに置き換
えたことにある。

【００４３】図７（ａ），（ｂ）は本第４の実施の形態
におけるウォータロッド８を保持する部位を有する第２
のプレート９ａと、隣接セルに接する部位を有する第２
のセルを組み合わせた組み合せ体13ｂを示す斜視図であ
る。このウォータロッドを保持する部位を有する第２の
プレート９ａは図21に示す従来の燃料スペーサにおける
サポートプレート31と同様の形状となっており、隣接セ
ルに接する部位を有する第２のセル12は従来の通常セル
７における燃料棒押付部を省いた形状となっている。

【００４４】図８は図７における第２のセル12と第２の
プレート９ａの組み合せ体13ｂを組み込んだ燃料スペー
サにおけるウォータロッド周りの局部を拡大して示す平
面図である。本実施の形態における第２のプレート９ａ
は図７に示すように、ウォータロッド接触端10を有して
おり、溶接部15で第２のセル12と溶接固定され、図８に
示すように溶接部４で隣接セル７に溶接固定されてい
る。第２のセル12の背面は隣接セル接触面14となってい
る。

【００４５】本実施の形態によれば、第１から第３の実
施の形態と同様に燃料スペーサ部におけるウォータロッ
ド保持方法に自由度を持たせることが可能となると同時
に、従来の燃料スペーサと同等の強度を持ってウォータ
ロッド８を保持することが可能となる。また、第２のプ
レート９ａおよび第２のセル12はともに従来の部材を流
用できるため加工が容易となる。

【００４６】つぎに本発明に係る燃料スペーサの第５の
実施の形態及び第６の実施の形態を、図９及び図10を参
照して説明する。第５の実施の形態は図９（ａ）に示す
ように、第１の実施の形態における第１のセル１の側面
を加工して切り欠き部16及びこの切り欠き部16の側辺に
爪部17とスプリング押付部18を２ヶ所設けて第３のセル
35を構成したことにある。

【００４７】第６の実施の形態は図９（ｂ）に示すよう
に第４の実施の形態における第２のセル12の側面を加工
して切り欠き部16およびこの切り欠き部16の側面に爪部
17およびスプリング押付部18を２ヶ所設けて第４のセル
36を構成したことにある。

【００４８】図９（ａ）は本第５の実施の形態において
第１の実施の形態の第１セル１の側面に設けた切り欠き
部16、爪部17及びスプリング押付部18の関係を示す斜視
図、図10（ａ）は図９（ａ）におけるスプリング保持機
構を備えた第３のセル35と通常のセル７及びスプリング
19を組み合わせた状態を示す横断面図、図９（ｂ）は本
第６の実施の形態において第４の実施の形態の第４のセ
ル36の側面に設けた切り欠き部16、爪部17及びスプリン
グ押付部18の関係を示す斜視図、図10（ｂ）は図９
（ｂ）におけるスプリング保持機構を備えた第４のセル
36と通常セル７及びスプリング19を組み合わせた状態を
示す横断面図である。

【００４９】本実施の形態によれば、燃料スペーサにお
いてウォータロッド隣接セル32を用いなくとも、ウォー
タロッドを適切に保持できると同時に、部分長燃料棒位
置のセル以外の通常燃料棒位置のセルだけでセルペアリ
ング出来ない場合でも、セルペアリング出来ないセルを
第３および第４のセルの隣接位置に持ってくることで、
全ての燃料棒を適切なスプリング押付力により保持する
ことが可能となる。

【００５０】つぎに本発明に係る燃料スペーサの第７の
実施の形態及び第８の実施の形態を、図11及び図12を参
照して説明する。第７の実施の形態は、第５の実施の形
態と同様のスプリング保持機構を、第２の実施の形態の
第１のプレート９の側面に２ヶ所設けたことにある。ま
た、第８の実施の形態は第３の実施の形態の第３のプレ
ート９ｂの側面に第６の実施の形態と同様のスプリング
保持機構を設けたことにある。

【００５１】図11（ａ）は本第７の実施の形態において
第２の実施の形態の第１のプレート９の側面に切り欠き
部16、爪部17及びスプリング押付部18を設けた第４のプ
レート37を２個示す斜視図、図12（ａ）は図11（ａ）に
おける第４のプレート37を２個組み合せた組み合せ体13
ｃと通常セル７及びスプリング19を組み合わせた状態を
示す横断面図である。

【００５２】図11（ｂ）は本第８の実施の形態において
第３の実施の形態における第３のプレート９ｂの側面に
切り欠き部16、爪部17及びスプリング押付部18を設けた
第５のプレート38を示す斜視図、図12（ｂ）は図11
（ｂ）における第５のプレート38と通常セル７及びスプ
リング19を組み合わせた状態を示す横断面図である。

【００５３】本第７及び第８の実施の形態によれば、第
５及び第６の実施の形態と同様に、燃料スペーサにおい
てウォータロッド隣接セル32を用いなくとも、ウォータ
ロッド８を適切に保持できると同時に、部分長燃料棒位
置のセル以外の通常燃料棒位置のセルだけでセルペアリ
ング出来ない場合でも、セルペアリング出来ないセルを
第１または第２のセルの隣接位置に持ってくることで、
全ての燃料棒を適切なスプリング押付力により保持する
ことが可能となる。

【００５４】つぎに本発明に係る燃料スペーサの第９の
実施の形態及び第10の実施の形態を、それぞれ図13、図
14及び図15、図16を参照して説明する。図13は第９の実
施の形態に係り、第１の実施の形態における第１のセル
１の冷却材流れ下流側の縁部に冷却材の流れを前記燃料
棒側に向ける傾斜をしたフロータブ22を形成した状態を
示す斜視図、図14は図13における第１のセル１を組み込
んだ燃料スペーサにおけるウォータロッド周りの局部を
拡大して示す平面図である。なお、図13、図14では第１
の実施の形態の第１のセル１にフロータブ22を形成した
ものを示しているが、第５の実施の形態における第３の
セル35に同様のフロータブを形成した実施例とすること
もできる。

【００５５】また、図15は第10の実施の形態に係り、第
２の実施の形態の第１のプレート９の冷却材流れ下流側
の縁部に冷却材の流れを前記燃料棒側に向ける傾斜をし
たフロータブ22を形成した状態を示す斜視図、図16は図
15における第１のプレート９を一対組み込んだ燃料スペ
ーサにおける、ウォータロッド周りの局部を拡大して示
す平面図である。なお、図15、図16では第２の実施の形
態の第１のプレート９にフロータブ22を形成したものを
示しているが、第３の実施の形態における第２のプレー
ト９ａ及び９ｂに第３のプレート同様のフロータブ22を
形成した実施例とすることもできる。

【００５６】図13及び図15に示すように、図１または図
９に示すウォータロッド８を保持する機能を持つ第１の
セル１、及び図３または図11に示すウォータロッドを保
持する機能を持つ第１のプレート９の冷却材流れ下流側
の縁部に冷却材の流れを燃料棒側に向ける傾斜をしたフ
ロータブ22を設けた構成となっている。これにより、ウ
ォータロッド８まわりを流れる液膜を効率よく燃料棒方
向に導くことができ、燃料棒の熱的裕度が向上する。

【００５７】次に本発明に係る燃料集合体の第１の実施
の形態を図17により説明する。本実施の形態に係る燃料
集合体は角筒状の燃料チャンネル23内に複数の燃料棒20
と中央部に少なくとも１本のウォータロッド８が収納さ
れている。この燃料集合体の上下部にはそれぞれ上部タ
イプレート24及び下部タイプレート25が装着され、この
上部タイプレート24及び下部タイプレート25により前記
燃料棒20及びウォータロッド19の両端が固定されてい
る。

【００５８】このウォータロッドにはその軸方向に所定
の間隔をおいて部分長燃料棒26が挿通される下部スペー
サ27と部分長燃料棒が挿通されない上部スペーサ28が取
り付けられ、これらのスペーサ27と28によって燃料棒20
と部分長燃料棒26を整列支持するとともに燃料棒20及び
部分長燃料棒26の湾曲を抑止する。

【００５９】ここで、部分長燃料棒26が挿通される下部
のスペーサには従来と同様の形状を有する部分長燃料棒
が挿通される下部スペーサ27を用いるが、部分長燃料棒
の挿通されない上部のスペーサには、前述した第１から
第10の実施の形態に係る燃料スペーサのいずれかによる
燃料スペーサ28を用いる。これにより部分長燃料棒26が
挿通されない上部に設ける燃料スペーサでのウォータロ
ッド保持方法に自由度を有し、セルペアリングの制約が
減少し、さらに燃料棒の熱的裕度を向上させた燃料集合
体を提供することができる。

【００６０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ウォータ
ロッド隣接位置の燃料棒を部分長燃料棒とした場合、部
分長燃料棒上端より上部に設ける燃料スペーサにおい
て、ウォータロッド隣接位置の通常セルを削除してもウ
ォータロッドを保持することが可能となる。

【００６１】請求項２記載の発明によれば、部分長燃料
棒上端より上部に設ける燃料スペーサにおいて、ウォー
タロッド隣接位置の通常セルを削除してもウォータロッ
ドを保持できることに加え、加工性の容易さが得られ、
さらに部分長燃料棒上端より上部に設ける燃料スペーサ
において圧損低減を図れる。

【００６２】請求項３記載の発明によれば、請求項２の
発明の効果に加え、従来の部材を流用できるため加工性
がさらに容易となる。請求項４記載の発明によれば、請
求項１の発明の効果を従来の燃料スペーサと同等の強度
を持って達成できるのと同時に、従来の部材を流用する
ことが可能であるため、加工性の容易さが得られる。

【００６３】請求項５及び６及び７及び８記載の発明に
よれば、請求項１から４の発明の効果に加えて、部分長
燃料棒上端より上部に設ける燃料スペーサにおいて、部
分長燃料棒位置のセル以外の通常燃料棒位置のセルだけ
でセルペアリング出来ない場合でも、セルペアリング出
来ないセルを第３，第４のセルまたは第１〜第３のプレ
ートまたは第３，第４のセルと第１〜第３のプレートの
組み合せの隣接位置に持ってくることで、全ての燃料棒
を適切なスプリング押付力により保持することができ
る。

【００６４】請求項９及び10記載の発明によれば、請求
項１から８の発明の効果に加えて、部分長燃料棒上端よ
り上部に設ける燃料スペーサにおいて、ウォータロッド
まわりを流れる液膜を効率よく燃料棒方向に導くことが
でき、燃料棒の熱的裕度を向上させることができる。

【００６５】請求項11記載の発明によれば、部分長燃料
棒上端より上部に設ける燃料スペーサでのウォータロッ
ド保持方法に自由度を有し、セルペアリングの制約が減
少し、さらに燃料棒の熱的裕度を向上させた燃料集合体
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る燃料スペーサの第１の実
施の形態においてウォータロッドを保持する機能を持つ
第１のセルを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の本発明の第
１のセルを対向面側から見た斜視図。

【図２】図１における第１のセルを組み込んだ燃料スペ
ーサにおけるウォータロッド周りの局部を拡大して示す
平面図。

【図３】（ａ）は本発明に係る燃料スペーサの第２の実
施の形態においてウォータロッドを保持する機能を持つ
第１のプレートを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の第１の
プレートを内側から見た斜視図。

【図４】図３における第１のプレートを組み込んだ燃料
スペーサにおけるウォータロッド周りの局部を拡大して
示す平面図。

【図５】（ａ）は本発明に係る燃料スペーサの第３の実
施の形態においてウォータロッドを保持する機能を持つ
第２および第３のプレートを示す斜視図、（ｂ）は
（ａ）の第２および第３のプレートを対向面側から見た
斜視図。

【図６】図５における第２および第３のプレートを組み
込んだ燃料スペーサにおけるウォータロッド周りの局部
を拡大して示す平面図。

【図７】（ａ）は本発明に係る燃料スペーサの第４の実
施の形態においてウォータロッドを保持する機能を持つ
第２のセルと第２のプレートを組み合せた例を示す斜視
図、（ｂ）は（ａ）における第２のセルと第２のプレー
トを組み合せた例の対向面側を示す斜視図。

【図８】図７における本発明の第２のセルと第２のプレ
ートの組み合せ体を組み込んだ燃料スペーサにおけるウ
ォータロッド周りの局部を拡大して示す平面図。

【図９】（ａ）は本発明に係る燃料スペーサの第５の実
施の形態において、第１の実施の形態における第１のセ
ルにスプリングを保持する機能を付与した第３のセルを
示す斜視図、（ｂ）は本発明に係る燃料スペーサの第６
の実施の形態において、第４の実施の形態における第２
のセルにスプリングを保持する機能を付与した第４のセ
ルを示す斜視図。

【図１０】（ａ）は図９（ａ）における第３のセルと通
常セル及びスプリングを組み合わせた状態を示す横断面
図、（ｂ）は図９（ｂ）における第４のセルと通常セル
及びスプリングを組み合わせた状態を示す横断面図。

【図１１】（ａ）は本発明に係る燃料スペーサの第７の
実施の形態において、第２の実施の形態における第１の
プレートにスプリングを保持する機能を付与した第４の
プレートを示す斜視図、（ｂ）は本発明に係る燃料スペ
ーサの第８の実施の形態において、第３の実施の形態に
おける第３のプレートにスプリングを保持する機能を付
与した第５のプレートを示す斜視図。

【図１２】（ａ）は図11（ａ）における本発明第４のプ
レートと通常セル及びスプリングを組み合わせた状態を
示す横断面図、（ｂ）は図11（ｂ）における第５のプレ
ートと通常セル及びスプリングを組み合わせた状態を示
す横断面図。

【図１３】本発明に係る燃料スペーサの第９の実施の形
態において、第１の実施の形態における本発明の第１の
セルの冷却材流れ下流側の縁部にフロータブを形成した
状態を示す斜視図。

【図１４】図13におけるセルを組み込んだ燃料スペーサ
においてウォータロッド周りの局部を拡大して示す平面
図。

【図１５】本発明に係る燃料スペーサの第10の実施の形
態において、第２の実施の形態における第１のプレート
の冷却材流れ下流側の縁部にフロータブを形成した状態
を示す斜視図。

【図１６】図15におけるプレートを組み込んだ燃料スペ
ーサにおいてウォータロッド周りの局部を拡大して示す
平面図。

【図１７】本発明に係る燃料集合体の第１の実施の形態
を一部側面で示す縦断面図。

【図１８】従来の燃料集合体を一部側面で示す縦断面
図。

【図１９】図18の燃料集合体に組み込まれる従来の燃料
スペーサを示す平面図。

【図２０】図19におけるスプリングを拡大して示す斜視
図。

【図２１】図19におけるウォータロッド周りの局部を拡
大して示す平面図。

【図２２】図19におけるセルを拡大して示す斜視図。

【図２３】（ａ）は従来の通常セル２個と図20に示すス
プリングを組み合わせた一対のセルを示す横断面図、
（ｂ）は（ａ）の縦断面図。

【図２４】従来の９×９燃料集合体における部分長燃料
棒の位置を示す横断面図。

【図２５】従来の９×９燃料集合体における部分長燃料
棒の上端から上部に設けるスペーサを示す平面図。

【符号の説明】

１…第１のセル、２…ウォータロッド接触端、３…隣接
セル接触面、４…溶接部、５…ウォータロッドスプリン
グ、６…スプリングプレート、７…通常セル、８…ウォ
ータロッド、９…第１のプレート、９ａ…第２のプレー
ト、９ｂ…第３のプレート、10…ウォータロッド接触
端、11…隣接セル接触面、12…第２のセル、13…組み合
せ体、14…隣接セル接触面、15…溶接部、16…切り欠き
部、17…爪部、18…スプリング押付部、19…燃料棒接触
端、20…燃料棒、21…スプリング、22，30…フロータ
ブ、23…燃料チャンネル、24…上部タイプレート、25…
下部タイプレート、26…部分長燃料棒、27…スペーサ
（部分長燃料棒の挿通される下部スペーサ）、28…部分
長燃料棒の挿通されない上部スペーサ、29…バンド、31
…サポートプレート、32…ウォータロッド隣接セル、33
…ウォータロッド接触端、34…溶接部、35…第３のセ
ル、36…第４のセル、37…第４のプレート、38…第５の
プレート。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さが異なる２種類以上の複数本の標準
   燃料棒と部分長燃料棒及びこれらの燃料棒の外径よりも
   大きな外径の少なくとも１本のウォータロッドを格子状
   に配列して構成した燃料集合体の軸方向に複数個配列さ
   れ、ほぼ矩形状で外枠となるバンドと、このバンド内に
   配列された円筒状の複数個のセルと、このセル内に挿通
   される前記標準燃料棒または部分長燃料棒の間隔を保持
   するスプリングと、前記ウォータロッドを保持する部位
   を有するプレート及び前記ウォータロッドを前記プレー
   トに押し付けるスプリングを有し、前記ウォータロッド
   を保持する部位を有するプレートを前記ウォータロッド
   に隣接する位置の前記セルに固定することにより前記ウ
   ォータロッドを保持する丸セル型燃料スペーサにおい
   て、前記ウォータロッドに隣接する位置に部分長燃料棒
   を配置した場合に、前記部分長燃料棒上端より上部に位
   置する燃料スペーサには前記ウォータロッドを保持する
   部位を有するプレートと前記ウォータロッドに隣接する
   位置の前記セルの代わりに、前記ウォータロッドを保持
   する部位と前記ウォータロッドに隣接する位置の前記セ
   ルの周辺セルに接する部位を有する横断面鋒矢状第１の
   セルが組み込まれてなることを特徴とする燃料スペー
   サ。
2. 【請求項２】 長さが異なる２種類以上の複数本の標準
   燃料棒と部分長燃料棒及び燃料棒の外径よりも大きな外
   径の少なくとも１本のウォータロッドを格子状に配列し
   て構成した燃料集合体の軸方向に複数個配列され、ほぼ
   矩形状で外枠となるバンドと、このバンド内に配列され
   た円筒状の複数個のセルと、このセル内に挿通される前
   記標準燃料棒または部分長燃料棒の間隔を保持するスプ
   リングと、前記ウォータロッドを保持する部位を有する
   プレート及び前記ウォータロッドを前記プレートに押し
   付けるスプリングを有し、前記ウォータロッドを保持す
   る部位を有するプレートを前記ウォータロッドに隣接す
   る位置の前記セルに固定することにより前記ウォータロ
   ッドを保持する丸セル型燃料スペーサにおいて、前記ウ
   ォータロッドに隣接する位置に部分長燃料棒を配置した
   場合に、前記部分長燃料棒上端より上部の燃料スペーサ
   には前記ウォータロッドを保持する部位を有するプレー
   トと前記ウォータロッドに隣接する位置のセルの代わり
   に、前記ウォータロッドを保持する部位と、前記ウォー
   タロッドに隣接する位置のセルの周辺セルに接する部位
   を有する横断面一辺平坦の山形状第１のプレートが組み
   込まれてなることを特徴とする燃料スペーサ。
3. 【請求項３】 長さが異なる２種類以上の複数本の標準
   燃料棒と部分長燃料棒及びこれらの燃料棒の外径よりも
   大きな外径の少なくとも１本のウォータロッドを格子状
   に配列して構成した燃料集合体の軸方向に複数個配列さ
   れ、ほぼ矩形状で外枠となるバンドと、このバンド内に
   配列された円筒状の複数個のセルと、このセル内に挿通
   される前記標準燃料棒または部分長燃料棒の間隔を保持
   するスプリングと、前記ウォータロッドを保持する部位
   を有するプレート及び前記ウォータロッドを前記プレー
   トに押し付けるスプリングを有し、前記ウォータロッド
   を保持する部位を有するプレートを前記ウォータロッド
   に隣接する位置の前記セルに固定することにより前記ウ
   ォータロッドを保持する丸セル型燃料スペーサにおい
   て、前記ウォータロッドに隣接する位置に部分長燃料棒
   を配置した場合に、前記部分長燃料棒上端より上部の燃
   料スペーサは前記ウォータロッドを保持する部位を有す
   るプレートと前記ウォータロッドに隣接する位置のセル
   の代わりに、前記ウォータロッドを保持する部位を有す
   る横断面波形状第２のプレートと前記ウォータロッドに
   隣接する位置のセルの周辺セルに接する部位を有する一
   辺開口の八角筒状第３のプレートとの組み合わせ体を組
   み込んでなることを特徴とする燃料スペーサ。
4. 【請求項４】 長さが異なる２種類以上の複数本の標準
   燃料棒と部分長燃料棒及びこれらの燃料棒の外径よりも
   大きな外径の少なくとも１本のウォータロッドを格子状
   に配列して構成した燃料集合体の軸方向に複数個配列さ
   れ、ほぼ矩形状で外枠となるバンドと、このバンド内に
   配列された円筒状の複数個のセルと、このセル内に挿通
   される前記標準燃料棒または部分長燃料棒の間隔を保持
   するスプリングと、前記ウォータロッドを保持する部位
   を有するプレート及び前記ウォータロッドを前記プレー
   トに押し付けるスプリングを有し、前記ウォータロッド
   を保持する部位を有するプレートを前記ウォータロッド
   に隣接する位置の前記セルに固定することにより前記ウ
   ォータロッドを保持する丸セル型燃料スペーサにおい
   て、前記ウォータロッドに隣接する位置に部分長燃料棒
   を配置した場合に、前記部分長燃料棒上端より上部の燃
   料スペーサは前記ウォータロッドを保持する部位を有す
   るプレートと前記ウォータロッドに隣接する位置のセル
   の代わりに、前記ウォータロッドを保持する部位を有す
   る横断面波形状第２のプレートと、前記燃料棒を保持す
   る機能を付与することなく前記ウォータロッドに隣接す
   る位置のセルの周辺セルに接する部位を有する筒状第２
   のセルとの組み合わせ体を組み込んでなることを特徴と
   する燃料スペーサ。
5. 【請求項５】 前記横断面鋒矢第１のセルに前記標準燃
   料棒または部分長燃料棒の間隔を保持する前記スプリン
   グを１個もしくは２個保持する機能を付与してなること
   を特徴とする請求項１記載の燃料スペーサ。
6. 【請求項６】 前記筒状第２のセルに前記標準燃料棒ま
   たは部分長燃料棒の間隔を保持する前記スプリングを１
   個もしくは２個保持する機能を付与してなることを特徴
   とする請求項１または４記載の燃料スペーサ。
7. 【請求項７】 前記横断面一辺平坦の山形状第１のプレ
   ートに前記標準燃料棒または部分長燃料棒の間隔を保持
   する前記スプリングを１個もしくは２個保持する機能を
   付与してなることを特徴とする請求項２記載の燃料スペ
   ーサ。
8. 【請求項８】 前記一辺開口の八角筒状第３のプレート
   に前記標準燃料棒または部分長燃料棒の間隔を保持する
   前記スプリングを１個もしくは２個保持する機能を付与
   してなることを特徴とする請求項３記載の燃料スペー
   サ。
9. 【請求項９】 前記横断面鋒矢状第１のセルに少なくと
   も冷却材流れ下流側の縁部に冷却材の流れを前記燃料棒
   側に向ける傾斜をしたフロータブを設けたことを特徴と
   する請求項１または５記載の燃料スペーサ。
10. 【請求項１０】 前記横断面一辺平坦の山形状第１のプ
    レートの少なくとも冷却材流れ下流側の縁部に冷却材の
    流れを前記燃料棒側に向ける傾斜をしたフロータブを設
    けたことを特徴とする請求項２または７記載の燃料スペ
    ーサ。
11. 【請求項１１】 燃料チャンネル内に複数本の標準燃料
    棒と部分長燃料棒、及び２本のウォータロッドを格子状
    に配列し、前記各々の燃料棒及びウォータロッドの軸方
    向に所定の間隔を有して複数の燃料スペーサを設けて前
    記各々の燃料棒及びウォータロッドを整列支持し前記標
    準燃料棒及びウォータロッドの上下両端を上部タイプレ
    ート及び下部タイプレートで支持固定してなる燃料集合
    体において、前記燃料スペーサは前記請求項１乃至10記
    載の燃料スペーサから選ばれた少なくとも１個からなる
    ことを特徴とする燃料集合体。