JPH02136785A

JPH02136785A - 燃料集合体

Info

Publication number: JPH02136785A
Application number: JP63290825A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Yanagi; 柳　義彦; Hiromasa Hirakawa; 平川　博将; Yoshinari Kawada; 川田　能成; Junjiro Nakajima; 中島　潤二郎; Shozo Nakamura; 中村　昭三; Tadashi Mizuno; 正水野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-11-17
Filing date: 1988-11-17
Publication date: 1990-05-25
Anticipated expiration: 2013-04-15
Also published as: JP2740660B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は燃料集合体に係り、特に高燃焼度燃料集合体に
好適な下部タイプレートを持つ燃料集合体及びその下部
タイプレートに関する。

〔従来の技術〕

従来の原子炉用燃料集合体は、第１４図に示すように、
複数本の燃料棒１及びウォータロッド２を格子状に配列
し、燃料棒１及びウォータロッド２の上下部にそれぞれ
上部端栓８，９及び下部端栓６．７を溶接し、上部端栓
８．９及び下部端栓６７をそれぞれ格子状に配列したボ
ス穴１０を有する上部タイブレー１〜３及び下部タイプ
レート４により支持している。また、燃料棒１及びウォ
ータロッド２の相互の間隔を保持するために軸方向に複
数個配置したスペーサ５を有している。

下部タイプレート４は、第１５図に示すように、正方格
子状に配列したボス穴１０を有するボス１１及びこのボ
ス１１間を接続するウェブ１２より構成されており、こ
れらボス１１及びウェブ１２間の開口部１３は、隣接燃
料棒１間又は燃料棒１とウォータロッド２間に冷却水を
流すための流路となっている。

以上の構成の燃料集合体は例えば特開昭６３６５３９６
号に記載されている。なお、この従来技術では、燃料集
合体内での水力学的安定性向上のため、短尺燃料棒との
組み合わせで比較的大径のウォータロッドを使用し、こ
れらを支持する下部タイブレー！・は、当該公報の第７
図に示すように、大径ウォータロッドまわりに形成され
た大径ウォータロッドと燃料棒の間に冷却水を流すため
の１７ＦＪロ部の面積が、燃料棒まわりに形成された隣
接燃料林間に冷却水を流すための開口部の面積よりも大
きくなっている。

一方、燃料サイクルコスト低減を目標とした高燃焼度燃
料集合体の構造が開発されている。この高燃焼度燃料集
合体は、特開昭６１２１７１８６号に記載のように、通
常の燃料棒配列が８×８であるのに対して９×９配列の
燃料棒を有しており、その中央部に配置されるウォータ
ロッドとしては、十分な水領域を確保するため比較的大
径のウォータロッドが採用される予定である。この大径
ウォータロッドの形状を後述する第６図（Ａ）〜（Ｄ＞
に示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の燃料集合体では、中央部に大径ウ
ォータロッドを採用した場合、燃料棒とウォータロッド
間を流れる冷却水の圧損係数が、燃料棒と燃料棒間を流
れる圧損係数より小さくなるため、冷却水が中央部の大
径ウォータロッドまわりに集まるという点について配慮
がされておらず、周辺部の燃料棒の熱的余裕が小さくな
るという問題があった。

即ち、上記高燃焼度燃料集合体では、大径ウォータロッ
ドが非発熱体であり、ウォータロッドと燃料棒間は、燃
料棒の機械的健全性を保つため一定の間隔を有する必要
がある。その結果、中央部大径ウォータロッドと燃料棒
間の冷却水圧損係数が、燃料棒と燃料棒間の圧損係数よ
りも小さくなる。一方、燃料棒及びウォータロッドを支
持する下部タイプレートの構造としては、大径ウォータ
ロッドを作用した場合、ウォータロッドと燃料棒間の上
記間隔の設定より、特開昭６３−６５３９６号に記載の
ように、大径ウォータロッドまわりに形成された大径ウ
ォータロッドと燃料棒の間に冷却水を流すための開口部
の面積が、燃料棒まわりに形成された隣接燃料棒間に冷
却水を流すための開口部の面積よりも大きくなるのが普
通である。

このため、下部タイプレートより流入する冷却水の流量
分布が燃料集合体の横断面で見て不均一となり、中央部
大径ウォータロッドまわりに冷却水が集まり、周辺部の
隣接燃料棒間では冷却水が少なくなる。その結果、周辺
部における減速材対燃料比（Ｈ／　Ｕ比）が小さくなり
、周辺部燃料棒の熱的余裕が小さくなる。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、その
目的は、中央部大径ウォータロッドまわりに冷却水が集
まることを防止し、周辺部燃料棒の熱的余裕を向上した
燃料集合体を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、少なくとも１本の大径ウォータロッドを有
する燃料集合体において、下部タイプレートの大径ウォ
ータロッドまわりの第１の領域に形成された大径ウォー
タロッドと燃料棒の間に冷却水を流すための複数の開口
部を第１の冷却水通過用開口部とし、同下部タイプレー
トの前記燃料棒まわりの第２の領域に形成された燃料棒
と燃料棒との間に冷却水を流すための複数の開口部を第
２の冷却水通過用開口部とした場合、これら第１及び第
２の冷却水通過用開口部を、第１の冷却水通過用開口部
での圧損係数が第２の冷却水通過用［１１口部での圧損
係数より大きくなるように構成することにより達成され
る。

第１及び第２の冷却水通過用開口部での圧損係数を上記
のようにするには、典型的には下部タイプレートの開口
面積配分をＩ＆適化すればよいが、この場合好ましくは
、第１の冷却水通過用開口部の前記第１の領域における
開口面積比を第２の冷却水通過用開口部の前記第２の領
域における開口面積比よりも小さくする。

なお、大径ウォータロッドとしては、２本の大径ウォー
タロッドを使用することが好ましい。

〔作用〕

このように構成された本発明の燃料集合体においては、
下部タイプレートの第１の冷却水通過用開口部での圧損
係数が第２の冷却水通過用開口部での圧損係数より大き
くすることにより、ウォータロッドと燃料棒間に燃料棒
の機械的健全性を保つため一定の間隔が確保されていて
も、燃料集合体軸線方向で見た圧力損失がウォータロッ
ドと燃料林間及び燃料棒と燃料棒間でバランスし、冷却
水が中央のウォータロッドまわりに集まることが軽減さ
れる。その結果、周辺部燃料棒まわりにも十分な量の冷
却水が流れ、周辺部燃料棒の熱的安定性が向上する。

ここで、下部タイプレートの開口部を流れる冷却水の圧
損係数を増加させるためには、後述する（１）式から明
らかなように、開口部面積を小さくすることが最も効果
的である。従って、第１の冷却水通過用開口部の前記第
１の領域における開口面積比が第２の冷却水通過用開口
部の前記第２の領域における開口面積比よりも小さくな
るようにすることにより、第１及び第２の冷却水通過用
開口部での圧損係数を上記のように設定することが可能
となる。

また、大径ウォータロッドとしては種々のものが使用で
き、例えば、後述する第８図（Ｄ）に示すような、下部
＠部まで−様な角形横断面形状をした１本のウォータロ
ッドも使用できる。しかしながら、この場合は、中央９
本分の燃料棒領域をその角形ウォータロッドが占めるた
め、ウォータロッドと燃料棒間の冷却水流路面積が小と
なり、ウォータロッドまわりへに冷却水が集まることが
２本の大径ウォータロッドの場合に比較して少ない、換
言すれば、２本の大径ウォータロッドを使用した場合に
〜、ウォータロッドまわりへの冷却水の集まりは最も顕
著に生じる。従って、本発明は大径ウォータロッドとし
て２本の大径ウォータロッドを使用した場合に特に効果
がある。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図により説明す
る。

第２図（Ａ）において、本実施例の燃料集合体は、チャ
ンネルボックス２０内に燃料棒２１を９Ｘ９配列で装填
した高燃焼度燃料集合体として構成されており、中央部
の燃料棒７本分の領域には、高燃焼化に必要な水領域を
確保するため２本の大径ウォータロッド２２，２３が配
置されている。

燃料棒２１及びウォータロッド２２．２３はその上部及
び下部をそれぞれ上部タイプレート２４及び下部タイプ
レート２５により支持されている。

第２図では、この支持部分は下部タイプレート２５側の
みが断面で示されている。即ち、燃料１２１及びウォー
タロッド２２．２３の下部には下部端栓２６．２７が溶
接され、下部端栓２６，２７を下部タイプレート２５の
対応するボス穴３０ａ３０ｂ、３０ｃ　（第２図参照）
に挿入することによりこれら燃料棒２１及びウォータロ
ッド２２゜２３を支持している９図示しないが、上部タ
イプレート２４ｒｒ！！Ｊも同じである。燃料棒２１及
びウォータロッド２２．２３の軸線方向には、相互の間
隔を保持するためのスペーサ２８が複数個配置されてい
る。

ウォータロッド２２．２３は、異なる軸線方向位置の断
面である第２図＜８）及び（Ｃ）図から分かるように、
地震時に最下部のスペーサ２８に加わる応力を低減する
ためその下側部分を細くシ、上部側もこの部分での二相
流における圧力損失低減のため細くした構造となってい
る。

下部タイプレート２５の構造を第１図に示す。

第１図において、下部タイプレート２５は、燃料棒２５
の下部端栓２６を支持するボス穴３０ａを有する燃料棒
用のボス３１ａ、２本のウォータロッド２２．２３の下
部端栓２７を支持するボス穴３０ｂ、３０ｃを有するウ
ォータロッド用のボス３　ｌ　ｂ、　？！ｆ料棒用のボ
ス３１ａとウォータロッド用のポス３１ｂ間を接続する
ウェブ３２ａ、及び隣接する燃料棒用のポス３１ａ間を
接続するウェブ３２ｂを有し、燃料棒用のボス３１ｂは
燃料棒の９Ｘ９配列に対応して同様に９Ｘ９の格子状に
配列されている。これらボス３１ａ、３１ｂ及びウェブ
３２ａ、３２ｂ間は開口部となっており、このうち隣接
する４個の燃料棒用ボス３１ａの中心を結んで形成され
る領域３３ａの斜線で示す開ｎ部を３４ａとし、ウォー
タロッド用ボス３１ｂに隣接する１６個の燃料棒用ボス
３１ａの中心を結んで形成される斜線で示す領域３３ｂ
の開口部を３４ｂとすると、開口部３４ａは燃料棒２１
と燃料棒２１との間に冷却水を流すための流路となって
おり、開口部３４ｂはウォータロッド２２゜２３と燃料
棒２１との間に冷却水を流すための流路となっている。

ここで、ウォータロッド用ボス３１ｂは、燃料棒用ボス
３１ａより径を大きくし、ウォータロッド用ボス３１ｂ
まわりのウェブ３２ｂの肉厚も燃料棒用ボス３１ａのま
わりのウェブ３２ａより厚くしている。その結果、領域
３３ｂに対する１７ＦＩロ部３４ｂの面積比は領域３３
ａに対する開口部３４ａの面積比より小さくなっており
、これにより後述するように、ウォータロッド２２．２
３と燃料棒２１間に流入する冷却水量を抑制する構造と
なっている。

なお、ウォータロッド用ボス３１ｂのボス穴３０ｂ、３
０ｃの中間には下部タイプレート２５の機械加工用のセ
ンタリング穴３０ｄが開けられており、この穴は冷却水
の通過穴もかねている。

また、最外周の燃料棒２１の冷却効果を高めるため、下
部タイプレート２５の最外周部の開口部３４ａの外側に
切り込み３５を設け、最外周部に多くの冷却水を流すよ
うにしている。

再び第２図において、燃料棒２１の中には斜線で示ずよ
うに、背通の燃料棒よりも長さを短くした適当本数の短
尺燃料棒２１Ａが含まれており、また上部タイプレート
２４としては空洞を多くした低圧損型のものが採用され
ている。

次に、以上のように構成した本実施例の下部タイプレー
ト２５において、領域３３ｂに対する開口部３４ｂの面
積比を領域３３ａに対する開口部３４ａの面積比より小
さくした理由を説明する。

一般に、下部タイプレート２５の開口部を冷却水が流れ
るときめ流路抵抗即ち圧損係数には、第３図に示す符号
を用い、下記式にて近似的に表わされる。

ここにＦｏ：下部タイプレート開口部面積Ｆｌ　：下部
タイプレート入口側面積Ｆ２：下部タイプレート出ロ側面積 λ：摩擦圧損係数ｊ　：下部タイプレート高さり、：開口部等価水力直径上記（１）式において、第１項は下部タイプレートへ冷
却水が入り込むことにより生じる縮流効果であり、第２
項は下部タイプレートより冷却水が流れ出るときに生じ
る拡大流効果であり、第３項は冷却水と下部タイプレー
トの間に生じる摩擦圧損である。

上記−数式を第２図に示す下部タイプレート２５の開口
部３４ａ、３４ｂの流れに実際に適用すると、下記のよ
うになる。ここで、本実施例のＦｏ　＋　Ｆ　Ｉ＋　Ｆ
　２には、冷却水にクロスフローがないものとする。

（１）ます、燃料棒２１と燃料棒２１との間に冷却水を
流す開口部３４ａの圧損係数に、は、第４図（Ａ）及び
（Ｂ）を参照して下記式にて決まる。

ここにＦＯＰ：開口部３４ａの面積（領域３３ａ内斜線
部分）ＰＩＦ：領域３３ａの面積Ｆ２．：領ｔｔＡ　３３　ａの面積ＰＩＦから燃料棒が
占める面積を引いた残りの面積Ｄｏ二開開０部３４ａ等価水力直径（２）同様に、ウォータロッド２２．２３と燃料棒２１
との間に冷却水を流す開口部３４ｂの圧損係数に、は、
第５図（Ａ）及び（Ｂ）を参照して下記式にて決まる。

ここにｐ　ｏｗ：全開口部３４ｂの面積（領域３３ｂ内
斜線部分）Ｐａｗ：領域３３ｂの面積Ｆ２ｗ：領域３３ｂの面積Ｆｅｗから燃料棒とウォータ
ロッドが占める面積を引いた残りの面積Ｄｋｖｘ：全開口部３４ｂの等価水力直径まず、上記（
１）式から、ウォータロッド２２゜２３と燃料棒２１の
間に冷却水を流すために設けた下部タイプレート開口部
３４ｂでの圧損係数を増すためには、 ■下部タイプレート入口側での縮流を増す。

（Ｆ　ｏ　／　Ｆ　ｔの比を小さくとる）■下部タイプ
レート出口側での拡大流を増す。

（Ｐ　ｏ　／　Ｆ　２の比を小さくとる）■下部タイプ
レートでの摩擦圧損を大きくする。

（材質表面荒さが同一ならば、Ｄｌを小さくする。即ち
Ｆｏを小さくする）いずれにしてもＦ０即ち開口部面積を小さくすることが
最も効果が大きいことが分かる。

本実施例においては、この知見に基づき、上記（２）式
及び（３）式で表わされる圧損係数ＫＦ、Ｋが、ＫＷ≧ＪＦ＋α　　　　　　　　　・・・（４）ただし
、α：ウォータロッド下部の細径化により生じるウォー
タロッド細径部と燃料棒との間の圧損係数低下分を満たすように、下部タイプレート２５の開口部３４ａ
、３４ｂの流路面積配分を１＆適化している。

その結果、面積比Ｆ　０ｗ／　Ｆ　＋ｗと面積比Ｆ　ｏ
ｒ／　Ｆ　ｌ。

との関係が、Ｆ　ｏｗ／　Ｆ　ｌ＊＜　Ｆ　ａｔ／　Ｆ
　ｒ　ｖとなっている。これにより、燃料棒２１と燃料
棒２１の間及びウォータロッド２２．２３と燃料棒２１
の間の燃料集合体軸線方向の圧力損失のバランスがとら
れ、冷却水の流れが中央にかたよることが解消される。

また、下部タイプレートの特に従来のものと比較してウ
ォータロッドと燃料棒の間に流れ込む冷却水の圧力損失
を増加させることにより、燃料集合体全体の圧損増加が
生じるが、これは、短尺燃料棒２ＬＡ及び低圧損型上部
タイプレート２４を採用することにより全体の圧損は従
来型と同程度になるようにしている。

本実施例は、以上のように構成したので、中央部に大径
ウォータロッド２２．２３を２本を有し、さらにウォー
タロッドの下部側を細径化し、冷却水が中央部に集まる
構造であるが、それを上記のような下部タイプレート２
５により抑制し、全体として冷却水の流れのバランスを
とる構造になり、冷却水が中央のウォータロッドまわり
に集まることが軽減される。このため、周辺部燃料棒ま
わりにも十分な量の冷却水が流れ、周辺部燃料棒の熱的
安定性が向上する。また、冷却水の流量分布が平坦化す
ることにより、燃料棒及びウォータロッドの水力振動に
より生じるフレッテングを防止でき、燃料棒の機械的健
全性も向上する。

更に、燃料集合体全体の圧損を調整するため上短尺燃刺
棒２１Ａ及び低圧損型上部タイプレート２４を採用して
いるが、このことは、単相流部での圧損を増し、二相流
部での圧損を減することになり、燃料集合体の水力学的
安定性が向上し、信頼性が増すという効果もある。

本発明の曲の実施例を第６図〜第８図により説明する。

第６図及び第７図はそれぞれ下部タイプレートの中央部
ウォータロッドまわりの構造を示すもので、共に、２本
のウォータロッドを支持するボス穴３０ｂ、３０ｃ及び
センタリング用の穴３０ｄを有するボス４１ｂ、４２ｂ
を第１図に示す第１の実施例のものよりも大きくして、
ウォータロッドと燃料棒の間に入る冷却水を抑える構造
にしたものである。

第８図（Ａ）〜（Ｄ）は大径ウォータロッドの種々の形
状を示すものであり、第８（Ａ）図は大径２本ウォータ
ロッドであり、第８図（Ｂ）及び（Ｃ）はそれを変形し
た大径１本ウォータロッドであり、第８図（Ｄ）は角形
の大径１本ウォータロッドである。第１図に示す実施例
は第８図（Ａ）の大径２本ウォータロッドを使用してお
り、第６図及び第７図の実施例も同様のウォータロッド
を使用するものとして説明した。しかしながら、第６図
の実施例は、ボス４１ｂの形状より第８図（Ｂ）及び（
Ｃ）のウォータロッドにも適用できる構造である。

本発明の更に他の実施例を第９図及び第１０図により説
明する６本実施例は、ウォータロッドＪｎボス４３ｂの
まわりを板４４にして、この板４４に穴４５を開け、冷
却水がこの穴４５を通るようにしたものである。この場
合も、ウォータロッドと燃料棒との間に流れ込む冷却水
の圧損係数は、燃料棒と燃料棒との間に流れ込む圧損係
数より大きくする。また、開口部４５の圧損増と下部タ
イプレート出口側での流速を抑えるため、第１０図に断
面で示すように、通過穴４５の出口側に拡大部４６を設
けている。このようにすることにより、タイプレート出
口側での冷却水の流速を増加させることなく、拡大部４
６での拡大流による圧損増加を図ることができ、燃料棒
の水力振動はさらに抑えることが可能となる。

本発明の更に他の実施例を第１１図により説明する０本
実施例は、下部タイプレート５０を一枚の板から作り出
したものである。即ち、１枚の板に燃料棒用ボス六３０
ａ、ウォータロッド用ボス穴３０ｂ、３０ｃ、センタリ
ング用の六３０ｄ、冷却水通過用開口部５１を開け、ボ
ス及びウェブをなくしている。なお、最外周部にも冷却
水通過用開口部５２が開けられ、外周部の燃料棒の冷却
効果を高めると共に、冷却水の流速分布を平均化し、燃
料の機械的健全性（燃料棒及びウォータロッドの水力振
動に生じるフレッティング防止）を増すようにしている
。

第９図及び第１１図の実施例は第８図（Ｂ）及び（Ｃ）
の大径１本ウォータロッドにも適用できる。

本発明の更に他の実施例を第１２図及び第１３図を参照
して説明する０本実施例は第８図（Ｄ）に示す角形の１
本ウォータロッドに適用した実施例である。

第８図（Ｄ）に示すウォータロッド槽遣としては、下糸
１まで−様な角形のものが考えられている。

この場合、地震時の第１スペーサに加わる応力は増大す
るが、ウォータロッド自身の同性とスペーサのウォータ
ロッド支持部の強度を増ずことで対応する考え方を用い
る。

本実施例の角形ウォータロッド５３まわりは、第８１Ｊ
（Ｄ）に示したように、燃料棒とウォータロッド間の冷
却水通過面積が小さく、この部分での摩擦圧損が大きく
、これにより基本的には非発熱部である中央角形ウォー
タロッドのまわりに冷却水が集まることが抑制される。

そして更に、ウォータロッド５３を下側から支持する下
部タイプレート５４においても、第１２図に示すように
、中央部にウォータロッド用ボス穴３０ｂを有する角形
の支持板５５を設け、ウォータロッド５３と燃料棒間に
入る冷却水通過用の開［１部５６ｂは、図中に示す斜線
部分のみにしている。これにより、ウォータロッドまわ
りの領ｊ！Ｉｔ！３３ｂでは燃料棒と燃料棒の間に流れ
込む冷却水より大きな縮流効果か発生し、冷却水の圧損
係数は燃料棒と燃料棒の間より大きくなり、冷却水はウ
ォータロッドと燃料棒の間に一層流れ込みにくい構造と
なっている。

なお、下部端部まで−様な角形横断面形状をした１本の
ウォータロッド５３を使用した本実施例の燃料集合体の
場合、中央９本分の燃料棒領域をその角形ウォータロッ
ドが占めるため、ウォータロッドと燃料棒間の冷却水流
路面積が上述したように小となり、ウォータロッドまわ
りへに冷却水が集まることが特に第８図（Ａ）に示すよ
うな２木の大径ウオー・タロヅドを使用した場合に比較
して少ない、換言すれば、２本の大径ウォータロッドを
使用した場合に、ウォータロッドまわりへの冷却水の集
まりは最ら顕著に生じる。従って、２本の大径ウォータ
ロッド２２．２３を使用した燃料集合体を対象とした第
１図〜第１１図の実施例の方が、本発明の下部タイプレ
ートを採用したことによる効果は特に顕著である。

更に、角形の１木ウオータロツドを採用した実施例の場
合、下部タイプレート５４のウォータロッド５３用支持
板５５は冷却水の流れに対して完全にめくらになりかつ
比較的面積が大きくい、このため、下部タイプレート５
４での全体の圧損が必要以上に大きくなる可能性がある
。これを下げるためには、燃料棒支持用のボス径及びウ
ェブ幅を小さくすればよいが、この場合には、下部タイ
プレートの機械的強度か低下する。これに対して、２本
のウォータロッドを採用した燃料集合体に対する例えば
第１図の実施例では、図からも分かるように、領域３３
ｂには中央部まで比較的均一に開口部３４ｂが形成され
、全体の圧損増加を最少限にしている。そしてこの圧損
増加は、前述した短尺燃料棒２１Ａ及び低圧損型タイプ
レート２４で十分補償できる範囲である。従って、第１
図〜第１１図の実施例では燃料棒支持用のボス径及びウ
ェブ幅を小さくする必要がなく、下部タイプレートの機
械的強度の低下は生じない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、９Ｘ９配列の燃料棒と中央部に大径ウ
ォータロッドを有する燃料集合体において、大径ウォー
タロッドまわりに冷却水が集まることを防止でき、燃料
棒の熱的余裕を増し、高燃焼度燃料の達成ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による燃料集合体の下部タイ
プレートの平面図であり、第２図（Ａ）はその燃料集合
体の全体を示す縦断面図であり、第２図（１３）及び（
Ｃ）は、それぞれ第２図（Ａ）のｍＡ−ｍＡ線及びＩＩ
Ｂ−ＩＩＢ線に沿った断面図であり、第３図は下部タイ
プレートの開口部を通過する冷却水の圧撰係数を説明す
るための参考図であり、第４図（Ａ）は同じく本実施例
の下部タイプレートの燃料棒間開口部の作用を説明する
ための参考図であり、第４図（Ｂ）は第４図（Ａ）のＩ
Ｖ−ＩＶ線に沿った断面図であり、第５図（Ａ）も同じ
く本実施例の下部タイプレートのウォータロッドまわり
開口部の作用を説明するための参考図テア’）、第５図
（Ｂ）はｍ４図（Ａ）のＶ−Ｖ線に治った断面図であり
、第６図及び第７図はそれぞれ本発明の他の実施例によ
る下部タイプレートの部分図であり、第８図（Ａ）〜第
８図（Ｄ）は、本発明に適用できるウォータロッドの種
々の形状を示す図であり、第９図は本発明の更に他の実
施例による下部タイプレートの部分図であり、第１０図
は第９図のＸ−Ｘ線に沿った断面図であり、第１１図は
本発明の更に他の実施例による下部タイプレートの平面
図であり、第１２図は本発明のなお更に他の実施例によ
る下部タイプレートの平面図であり、第１３図は第１２
図のＸＩ［［−ＸＩ線に沿った断面図であり、第１４図
は従来の燃料集合体の全体を示す縦断面図であり、第１
５図は従来の燃料集合体の下部タイプレートの平面図で
ある。符号の説明２１・・・燃料棒２２．２３；５３・・・大径ウォータロッド２５；５０
：５４・・・下部タイプレート３３ａ・・・（第２の）
領域３３ｂ・・・（第１の）領域３４ａ・・・開口部３４ｂ・・・開口部第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）９×９配列の複数本の燃料棒と、中央部に位置す
る少なくとも１本の比較的大径のウォータロッドと、前
記燃料棒及び大径ウォータロッドを支持する下部タイプ
レートとを備え、前記下部タイプレートが、前記大径ウ
ォータロッドまわりの第１の領域に形成された大径ウォ
ータロッドと燃料棒の間に冷却水を流すための複数の第
１の冷却水通過用開口部、及び前記燃料棒まわりの第２
の領域に形成された燃料棒と燃料棒との間に冷却水を流
すための複数の第２の冷却水通過用開口部を有する燃料
集合体において、前記下部タイプレートの前記第１及び第２の冷却水通過
用開口部を、第１の冷却水通過用開口部での圧損係数が
第２の冷却水通過用開口部での圧損係数より大きくなる
ように構成したことを特徴とする燃料集合体。
（２）前記大径ウォータロッドが２本の大径ウォータロ
ッドからなることを特徴とする請求項１記載の燃料集合
体。
（３）前記下部タイプレートの第１及び第２の冷却水通
過用開口部は、前記第１の冷却水通過用開口部の前記第
１の領域における開口面積比を前記第２の冷却水通過用
開口部の前記第２の領域における開口面積比よりも小さ
くすることにより、第１の冷却水通過用開口部での圧損
係数を第２の冷却水通過用開口部での圧損係数より大き
くしたことを特徴とする請求項１記載の燃料集合体。
（４）９×９配列の複数本の燃料棒と、中央部に位置す
る２本の比較的大径のウォータロッドと、前記燃料棒及
び大径ウォータロッドを支持する下部タイプレートとを
備え、前記下部タイプレートが、前記大径ウォータロッ
ドに隣接する１６本の燃料棒の中心軸を結んで形成され
る第１の領域に形成された複数の第１の冷却水通過用開
口部、及び前記第１の領域の外側にある隣接する４本の
燃料棒の中心軸を結んで形成される第２の領域の各々に
形成された第２の冷却水通過用開口部を有する燃料集合
体において、前記下部タイプレートの前記第１及び第２の冷却水通過
用開口部を、前記第１の領域に対する第１の冷却水通過
用開口部の面積比が前記第２の領域に対する第１の冷却
水通過用開口部の面積比より小さくなるように構成した
ことを特徴とする燃料集合体。
（５）多数の燃料棒と、中央部に位置する少なくとも１
本の比較的大径のウォータロッドと、前記燃料棒及び大
径ウォータロッドを支持する下部タイプレートとを備え
、前記下部タイプレートが、前記大径ウォータロッドと
燃料棒の間に冷却水を流すための複数の第１の冷却水通
過用開口部及び前記燃料棒と燃料棒との間に冷却水を流
すための複数の第２の冷却水通過用開口部を有する燃料
集合体において、前記下部タイプレートの前記第１及び第２の冷却水通過
用開口部を、第１の冷却水通過用開口部での圧損係数が
第２の冷却水通過用開口部での圧損係数より大きくなる
ように構成したことを特徴とする燃料集合体。
（６）多数の燃料棒と、中央部に位置する少なくとも１
本の比較的大径のウォータロッドとを支持する支持手段
を備え、かつ前記大径ウォータロッドと燃料棒の間に冷
却水を流すための複数の第１の冷却水通過用開口部と、
前記燃料棒と燃料棒との間に冷却水を流すための複数の
第２の冷却水通過用開口部とを有する燃料集合体の下部
タイプレートにおいて、前記第１及び第２の冷却水通過用開口部を、第１の冷却
水通過用開口部での圧損係数が第２の冷却水通過用開口
部での圧損係数より大きくなるように構成したことを特
徴とする燃料集合体の下部タイプレート。