JPH02268290A - 下部タイプレート及び沸騰水型原子炉用の燃料バンドル - Google Patents

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】 本発明は原子炉用の燃料バンドルに関するものであって
、更に詳しく言えば、燃料バンドル内における流体の熱
的・水力学的および熱的・水力学的・核的な不安定性を
抑制するために圧力降下の増大をもたらすような改良さ
れた下部タイプレート構造に関する。

発明の背景 沸騰水型原子炉用の最近の燃料バンドルにおいては、並
列状態で使用される燃料棒の数が増加している。これら
の燃料棒は、様々な核効率を有する配列状態で配置され
る。かかる核効率の中には、総合動力発生率をより大き
くするように個々の燃料棒および燃料バンドルを設計し
得ることも含まれる。

かかる燃料バンドル中における燃料棒の配列密度の増加
の歴史は、使用されてきたマトリクス位置の増加を見れ
ば最も良く理解することができる。

ところで、燃料バンドルマトリクス中の全ての可能な位
置が燃料棒を配置するために使用されるわけではないこ
とは言うまでもない、一部のマトリクス位置はその他の
目的に使用される。たとえば、それらの位置はいわゆる
水管によって占められる。かかる木管は、原子炉運転の
ために必要なあらゆる出力条件および流れ条件の下で燃
料バンドル中に所要量の水を供給するために使用される
のである。

また、一部の燃料棒位置にはいわゆる部分長燃料棒が使
用される。かかる部分長燃料棒は、燃料バンドル上部の
二相領域（すなわち、水と蒸気とから成る領域）内にお
ける圧力降下の減少をもたらすものである。言うまでも
なく、部分長燃料棒はそれ以外にも数多くの利点を有し
ているが、それらを述べることは本発明の目的でない。

最近の燃料バンドル構造においては、使用されるマトリ
クス位置の数が着実に増加してきた。！＆初、ＢＷＲ／
２型原子炉においては７×７のマトリクスが使用されて
いた。後に、８×８のマトリクスが採用された。本発明
の好適な実施の態様においては、９×９のマトリクスが
使用されている。

原子炉における特定の異常運転条件下では、冷却材流量
の振動が起こることがある。このような流量の振動には
、蒸気・水二相混合物中に存在する蒸気量の振動が伴う
。これらの振動は望ましくないから、それを避けるため
に原子炉の運転が制約を受けることになる。

理論的には、それらの不安定性は２つの手段によって低
減させ得ることが知られている。

第１の手段は、水および蒸気の両者が存在する燃料バン
ドルの上部領域（いわゆる二相領域）内における圧力降
下を減少させることである。従来、燃料バンドルの上部
領域内における流路面積を増大させるためにいわゆる「
部分長燃料棒」が使用されてきた。かかる部分長燃料棒
は二相領域内における圧力降下の減少をもたらす、その
結果、不安定性を生じる傾向が低減するのである。

第２の公知手段、そして本発明の対象を成す手段は、下
部タイプレート通過時における圧力降下を増大させるこ
とである。

先行技術の要約 第１図は燃料バンドルの部分断面立面図である。

冷却材の流れはノーズピースを通って燃料バンドルの底
部に入り、次いで上方に移動して下部タイプレートに達
する。下部タイプレートはノーズピースの上部を成すと
共に、燃料棒および木管を支持している。下部タイプレ
ート中には流路が設けられている。

先行技術に従えば、２種の下部タイプレートが使用され
てきた。

第３Ａ図を見れば、先行技術に基づく第１の種類の下部
タイプレートを理解することができる。

この種の下部タイプレートにおいては、燃料棒はボスに
よって支持され、そしてボス同士はリブによって連結さ
れている。リブの厚さおよびボスの直径は、燃料棒を支
持するために必要な最小値に近いものである。かかる下
部タイプレートの流路面積は大きく、従って圧力降下は
小さい。

第３Ｂ図には、先行技術に基づく第２の種類の下部タイ
プレートが示されている。マトリクス状に配置された第
１群の開口は燃料棒支持位置として役立つ、やはりマト
リクス状に配置された第２群の開口は、下部タイプレー
トを通して冷却材を流入させるために役立つ、流れ抵抗
の小さい流路を得るため、冷却材流入用の開口は大きい
のが通例であった。

先行技術においては、流れの不安定性は問題とされてい
なかったから、下部タイプレート通過時の圧力降下を大
きくする必要はなかったのである。

ある種の新しい燃料棒バンドル構造においては、流れの
不安定性を防止するために対策を講じる必要がある。前
述の通り、不安定性を抑制するための手段の１つは下部
タイプレート通過時における圧力降下を大きくすること
である。

圧力降下を増大させるための自明の方法は、第３Ｂ図に
示された従来の下部タイプレートにおいて冷却材流入用
開口の直径を小さくすることである。しかしながら、そ
うすると開口から極めて高速の噴流が流れ出ることにな
る。かかる噴流は燃料棒の振動を引起こす傾向がある０
本発明は、高速の噴流を生じることなしに所要の圧力降
下を得ようとするものである。

発明の要約 本発明に従えば、好ましくは９×９のマトリクスを成す
比較的高い密度の配列状態で配列された燃料棒を含む燃
料バンドルにおいて使用するための、流れ抵抗の増大を
示す改良された下部タイプレートが開示される。かかる
燃料バンドルは下部タイプレート、上部タイプレート、
および鉛直に直立した状態でそれらの間に支持された複
数の燃料棒を含んでいて、それらの燃料棒は正方形横断
面のチャネルによって包囲されている。好適な実施の態
様に従えば、一部の燃料棒は部分長燃料棒である。周囲
のチャネルは、上部タイプレートと下部タイプレートと
の間における冷却材の流れを閉込め、それによって核分
裂反応を受ける燃料棒から熱を抽出するために役立つ。

下部タイプレートは、９×９のマトリクス中の特定の位
置に燃料棒を支持するための第１群の開口を有している
。

適当な数のかかる開口にはねじが切られていて、ねじを
切った燃料棒をその中に装着することによって上部タイ
プレートと下部タイプレートとが連結される。かかるマ
トリクスには欠落部分があって、そこには水管を支持す
るための大きな開口が設けられている。下部タイプレー
ト中にはまた、流体エネルギー放散用のオリフィスとし
て作用する第２群の開口がマトリクス状を成して設けら
れている。これらの流体エネルギー放散用開口は、冷却
材を受入れるため下方に開いた小径の下部開口と、上方
に開いた大径の上部開口とから成っている。なお、かか
る上部開口および下部開口は円形を成しかつ同心的に配
置されていることが好ましい、好適な実施の態様に従え
ば、下部開口の入口側には逃げ手段が設けられていて、
それにより最高度の予測可能性をもって冷却材を流入さ
せることができる。また、下部開口からの出口側には直
角のかど部が設けられていて、それにより上部開口内に
は最大量の予測可能な流体エネルギー放散用乱流を発生
させることができる。

上記のごとき開口内における流体エネルギーの放散は、
下部タイプレート通過時における圧力降下の増大をもた
らす、冷却材の流れが小径の下部開口から大径の上部開
口に移行する際、それは膨張して上部開口を満たす、か
かる膨張に際して流速の低下が起こる結果、下部タイプ
レートの上方に高速の噴流が流出することは回避される
わけである。

発明の目的、特徴および利点 本発明の目的の１つは、冷却材の流れのエネルギーを放
散させ得るような下部タイプレートの構造を開示するこ
とにある０本発明の好適な実施の態様に従えば、かかる
下部タイプレートには第１のマトリクスを成すように配
置された燃料棒支持用の開口が設けられている。好適な
実施の態様においては、それらの開口は９×９の配列状
態を成して燃料棒を支持する。

上記のごとき下部タイプレート中にはまた、第２のマト
リクスを成すように配置された流木エネルギー放散用の
開口も設けられている。これらの流体エネルギー放散用
開口は、燃料棒支持用開口の位置の間に配置されている
。

流体エネルギー放散用開口の各々は、冷却材の流入を可
能にするように下部タイプレートを貫通している。好適
な実施の態様に従えば、かかる流体エネルギー放散用開
口は下部タイプレートの下側に直径の小さい下部開口を
含んでいる。この下部１口が下部タイプレートの下面と
出会う部分には丸みが付けられており、それによって下
部タイプレートの下方の大きい流路面積から下部開口内
の小さい流路面積への円滑な移行が達成される。

かかる円滑な移行の結果、下部開口に流入する冷却材の
流れは予測可能な圧力損失を受けることになる。なお、
下部開口の入口が鋭利なかど部を成していると、生じる
圧力損失はそれの正確な形状によって大きく左右される
ことになる。

下部開口の上方には、それよりも直径の大きい上部開口
が同心的に配置されている。上部開口と下部開口との接
合部には直角のかど部が設けられていることが好ましい
、冷却材が小径の下部開口から大径の上部開口に流れ込
む際、直角のかど部によって乱流が生じる。この乱流は
上部開口内に分散し、次いで下部タイプレートの上方に
おける冷却材の流れの中に分散する。このようにして、
下部タイプレート通過時における圧力降下の増大が得ら
れるのである。

本発明の利点の１つは、下部タイプレートの位置におい
て６／１０ボンド／平方インチ程度の圧力降下増大が得
られることである。

本発明のもう１つの利点は、下部タイプレートの内部お
よび直上において圧力損失が生じることである。下部開
口を通過した冷却材の流れは上部開口の直径にまで膨張
する結果、下部タイプレートの上方における流速はあま
り大きくならない。

なお、流速が大きいと燃料棒の振動を引起こすことがあ
る。

本発明の更にもう１つの利点は、下部開口の入口側に設
けられた丸みのために予測可能な圧力降下が得られるこ
とである。その上、かかる圧力降下は丸みの程度によっ
て大きく左右されない。その結果、製造時において厳し
い許容差が要求されず、従って製造費の低減が得られる
。

本発明の更にもう１つの利点は、下部タイプレート通過
時における圧力降下の増大が燃料バンドルの横断面内に
おける流れの分布をより一様なものにすることである。

本発明のもう１つの目的は、上記のごとき燃料棒支持用
開口および流体エネルギー放散用開口に関する各種の変
形例を開示することにある。

本発明のその他の目的、特徴および利点は、添付の図面
を参照しながら以下の詳細な説明を読めば自ら明らかと
なろう。

発明の詳細な説明 先ず第１図を見ると、燃料バンドルＦの部分断面立面図
が示されている。かかる燃料バンドルは、「象の足」と
して知られる冷却材入口オリフィス（図示せず）に対す
る支持目的のために役立つノーズピースＮを含んでいる
。かかる燃料バンドルはまた、下部タイプレートし、上
部タイプレートＵ、およびそれらの間に位置する複数の
燃料棒Ｒをも含んでいる。マトリクス状に配列された燃
料棒は、正方形横断面のチャネルＣによって包囲されて
いる。一部の燃料棒１４は、燃料バンドルの下方の５７
７のみにわたって存在する部分長燃料棒である。燃料棒
バンドルの全長にわたって十分な量の減速材を供給する
ため、中心部には２本の太い水管Ｗが使用されている。

通常のごとく、燃料バンドル全体の上昇および降下を行
うためにハンドルＨが設けられている。

次に、それの動作について簡単に述べておこう。

冷却材は下部のノーズピースＮに設けられた開口１６を
通って流入する０次いで、それは下部タイプレートＬを
通過し、そして燃料棒Ｒの間を流れる。その際、冷却材
は２つの機能を果たす。

第一に、冷却材は核分裂反応において生じた高速中性子
に対する減速材として作用する。それらの高速中性子は
、冷却材中を通過することにより減速されて熱中性子と
なり、そして臨界核分裂反応を引起こす。

第二に、冷却材の一部は蒸気に変えられる。この蒸気は
、原子炉上部の二相領域内において発生される。（１２
フイ一ト程度の長さを有する）実際の燃料バンドルにお
いては、かかる二相領域は該燃料バンドルの上部の２７
３ないし３／４を占める。

前述のごとき「不安定性」は主として上部の二相領域内
において生じ得ることが理解されよう。

本発明の目的は、下部タイプレート通過時における圧力
降下を増大させ、それによって原子炉上部の二相領域内
における不安定性を低減させることにある。

燃料棒Ｒの一部は、１４として示されるような部分長燃
料棒である。これらの部分長燃料棒の上端は、スペーサ
１６（第２Ｂ図参照）の上方に位置しているのが通例で
ある。これらの部分長燃料棒よりも上方に位置するスペ
ーサは、第２Ｃ図に示されるような特別の構造を有して
いる。

次に第２Ａ図を見ると、本発明の改良された下部タイプ
レートが示されている。かかる下部タイプレートは、燃
料棒を支持するために役立つ第１群の開口６０を有して
いる０図かられかる通り、開口６０は９×９のマトリク
スを成して配置されている。

開口６０の間にはエネルギー放散用の開ロア０が設けら
れている。やはり図かられかる通り、開ロア０は８×８
のマトリクスを成して配置されている。

下部タイプレートの周縁には、追加のエネルギー放散用
開口２２が設けられている。最も外側の開ロア０と下部
タイプレートの外縁との間のスペースが少ないため、そ
れらの開口２２は内部の開ロア０よりも小さくなってい
る。

いずれのマトリクスにも欠落部分があることが認められ
よう。詳しく述べれば、かかる欠落は２つの中心位置２
４に存在している。これらの中心位置２４は、大きい直
径を持ったいわゆる水管を支持するために使用される。

次に第２Ｂ図を見ると、全部で７個のスペーサのうち、
下方の５個のスペーサ１６に関する典型的な構造が示さ
れている０通例、かかる７個のスペーサは長さ１４フイ
ートの燃料バンドルの長さ方向に沿って等間隔で配置さ
れている。

下方の５個のスペーサ１６は、９×９のマトリクスを成
して配置された開口３０を規定している。

これらの開口は中心部においては欠落していて、そこに
は水管を挿入するための大きな開口３２が設けられてい
る。

第１図に関連して説明した通り、部分長燃料棒１４の上
端は５番目のスペーサの直上に位置している。その結果
、残り２個のスペーサにおいては、第２Ｂ図に示された
９×９のマトリクスをそのまま形成する必要はない０次
の第２Ｃ図を見れば、９Ｘ９のマトリクス中に追加の空
所が存在していることが認められよう、これらの空所は
それぞれの部分長燃料棒の上方に位置していて、参照番
号３６によって表わされている。

次に第２Ｄ図を見ると、上部タイプレートＵが示されて
いる。上部タイプレートは、下部タイプレートと異なり
、最大の流路面積および最小の流れ抵抗が得られるよう
に設計されている。上部タイプレートは完全な長さの燃
料棒を支持するためのボスを含んでいるが、それらのボ
スは所要の強度を得るために必要な最小量の材料を用い
て連結されている。第２Ｄ図に示された上部タイプレー
トは、第２ＣＵｆ！Ｕに示された上方の２個のスペーサ
と共に、蒸気・水二相混合物に対する流れ抵抗の小さい
流路を燃料バンドルの上部に形成している。

第１図に示された燃料バンドルの部分断面立面図を使用
しながら、第３Ａおよび３Ｂ図に示された従来の下部タ
イプレートの動作を順次に説明しよう。

先ず第３Ａ図を見ると、少量の材料を使用して成るよう
な第１の下部タイプレートＬ′が示されている。簡単に
述べれば、この下部タイプレートはマトリクス状に配置
された燃料棒支持位置１２を規定している。それらの燃
料棒支持位置は格子部材１１（ごよって連結されている
。かかる燃料棒支持位置と格子部材との組合せは、マト
リクス状の冷却材通路１３を規定する。これらの通路は
、ノーズピースＮから燃料バンドルの内部に至る圧力降
下の小さい流路として役立つ。

次に第３Ｂ図を見ると、先行技術に基づく第２の下部タ
イプレートＬ°°示されている。この下部タイプレート
は、２つのマトリクスを規定する板１５を含んでいる。

かかる板には、第１のマトリクスを成すようにして燃料
棒支持位置１６が設けられている。また、燃料棒支持位
Ｗ１６の間には、第２のマトリクスを成すようにして冷
却材流入用の開口１７が配置されている。

第３Ｂ図に示された第２の下部タイプレートは、第３Ａ
図に示された第１の下部タイプレートよりもやや小さい
流路面積を有している。とは言え、この下部タイプレー
トを通過する際の圧力降下はやはり小さい。

これら従来の下部タイプレートが冷却材の流れに及ぼす
効果は前記に述べた通りであるが、ここで簡単に再述し
ておこう。

第−に、かかる下部タイプレートを通過する際の圧力降
下は非常に小さい。

第二に、かかる下部タイプレートを通る冷却材の流れは
完全に均一なものではない、すなわち、ノーズピースの
直上に位置する下部タイプレートの中心部を通る冷却材
の流れがより多いのである。

第２Ａおよび４図に示された好適な実施の態様について
述べれば、冷却材の流れはノーズピースの下部から入っ
て上方に移動する。かかる流れは、ノーズピースの入口
によって規定された中心部Ｓ内に留まる傾向を示す。

下部タイプレート通過時における圧力降下は、第３Ｂ図
に示された下部タイプレートの寸法を単に小さくするこ
とによっても増大させることができる。しかしながら、
そうすると下部タイプレートから高速の噴流が流出する
ことになる。このような噴流は燃料棒の振動を引起こす
ことがある。

本発明は、段付きの冷却材流入用開口を使用することに
よって高速の噴流を回避するものである。

本発明の好適な実施の態様は第２Ａ、５Ａ、５Ｂおよび
５０図に示されている。第５Ａ図は下部タイプレートの
一部分の平面図である。この下部タイプレートは、マト
リクス状に配ｌされた第１群の開口６０を有している。

開口６０にはねじが切られていないのが通例であって、
それらは個々の燃料棒Ｒの下端を支持するために役立つ
。

第５Ｂ図を見ると、２本の燃料棒Ｒおよび開口６０の中
心を通る断面図が示されている。これは、燃料棒Ｒが下
部タイプレートＬ中に支持された状態を示している。

当業界において公知の通り、燃料棒は核分裂性物質を封
入した被覆管から成っていて、それの上端および下端は
中実の端栓によって閉鎖されている。第５Ｂ図には下部
端栓が示されている。一部の燃料棒はねじを切った端栓
（図示せず）を有していて、それがねじを切った開口（
図示せず）内に装着されている。このような燃料棒は、
上部タイプレートと下部タイプレートとを連結するため
に役立つ。

また、やはりマトリクス状に配置された第２群の開ロア
０が設けられている。これらの開ロア０は流体エネルギ
ー放散用の開口を成している。それらの構造および機能
は第５Ｃ図を参照することによって最も良く理解されよ
う。

第５Ｃ図に示されるごとく、流体エネルギー放散用の開
ロア０は同心的に形成された下部間ロア２を含んでいる
０通例、下部間ロア２は下部タイプレートＬに設けられ
た開ロア０の中心軸７４に対して同心的に配置されてい
る。下部間ロア２は２つの重要な特徴を有している。

第一に、下部間ロア２の入口側には逃げ手段として丸み
７５が設けられている。冷却材５０の流れを示す矢印を
見ればわかる通り、丸み７５は下部間ロア２内への冷却
材５０の流入状態を予測可能なものとするために役立つ
。

開ロア０はまた、同心的に形成された上部開口アロをも
含んでいる。上部開口アロは下部間ロア２よりも大きい
、下部間ロア２に対する上部開口アロの直径の比は１．
１〜２．０の範囲内にある。

下部間ロア２と上部開口アロとの間には、直角のかど部
７８が存在している点に注意されたい。

かかる直角のかど部７８は、冷却材５０の流れの中に最
大量の予測可能な乱流を引起こす、このような乱流およ
びそれに伴うエネルギーの放散は、下部タイプレート道
通時における圧力降下の増大をもたらすのである。

下部タイプレート通過時における圧力降下の増大はより
均一な流れの分布をもたらす、すなわち、第４図に見ら
れるごとく、ノーズピースを通して流入した流れが下部
タイプレートの位置において大きい抵抗に出会うと、そ
の流れは下部タイプレートの外縁にまで拡散することに
なる。実験の結果、大きい圧力降下をもたらす本発明の
下部タイプレートは燃料バンドル下部の全域にわたって
ほぼ均一な流れを引起こすことが判明した。このように
本発明は、冷却材５０が下部タイプレートＬを通過する
際により大きい圧力降下をもたらすばかりでなく、その
圧力降下を利用して下部タイプレートの近傍により均一
かう−様な冷却材の流れを生み出すことが理解されよう
。

次に第５Ｄおよび５Ｂ図を見ると、本発明の別の実施の
態様が示されている。第５Ｄ図においては、小径の下部
開口から大径の上部開口への移行部９０が緩やかになっ
ている。かかる移行部９０は、好適な実施の態様におけ
る直角のかど部とは違って円錐台の形状を有している。

この場合、上部開口と下部開口との直径の比が一定であ
れば、圧力降下はやや小さくなる。

第５Ｅ図の場合には、下部開口の入口側に大きな丸みの
代りに小さな面取り部９５が設けられている。かかる面
取り部９５はより大きい圧力降下をもたらす、しかしな
がら、圧力降下の増大は面取りの程度に極めて敏感であ
る。それ故、圧力降下を制御することは好適な実施の態
様の場合よりも困難になる。

更にまた、第５Ｄ図の緩やかな移行部９０と第５Ｅ図の
小さな面取り部９５とを組合わせた実施の態様（図示せ
ず）も可能である。

本発明の原理はまた、下部開口およびそれの上方に位置
する空間を用いることによっても実現し得ることが理解
されよう、すなわち、下部開口を通って流入した冷却材
のエネルギーを空間内における乱流の発生によって十分
に放散させれば、燃料棒の位置に到達するまでには均一
に分布した乱流が得られることになる。第６Ａ〜６Ｃ図
に示された実施の態様はこのような構造を例示するもの
である。

第６Ａおよび６Ｂ図かられかる通り、個々の燃料棒Ｒは
突出したボス１５２によって支持されている。それらの
ボス１５２は、第２Ａ図に示された好適な９Ｘ９のマト
リクスを成す位置において上方に突出するように鋳造さ
れた円筒から成っている０図かられかる通り、かかるボ
スの間には空間１５３が規定されている。このようなボ
ス間の空間１５３は、所要の乱流を発生させるために利
用される。

次に第６Ａおよび６０図を見ると、冷却材流入用の開口
１６０が示されている。冷却材は開口１６０を通って流
入し、そしてボス１５０間の空間１５３に到達する。乱
流が発生するのはこの空間１５３内においてである。こ
の場合にも、適度のエネルギー放散を伴った乱流が生じ
る。かかる乱流は、上向きに流れる冷却材５０が燃料棒
Ｒの下部に到達する時点においては、下部タイプレート
の全域にわたって一様に存在することになる。

以上、部分長燃料棒を含みかつ９Ｘ９のマトリクスを成
す燃料棒配列状態を有する好適な実施の態様に関連して
本発明を説明しな、とは言え、本発明の下部タイプレー
トはその他の規則的および不規則なマトリクスに対して
も同様に適用し得ることは言うまでもない、たとえば、
かかるマトリクスは８×８または１０×１０のものであ
ってもよい、更にまた、燃料棒支持位置および（または
）冷却材流入用開口が形成するマトリクスが不規則なも
のであっても構わない、要するに、ここで言う「マトリ
クス」とは、燃料棒を互いに離隔した状態で支持する目
的および下部タイプレート中に冷却材流入用開口を形成
する目的のために使用し得る各種の（規則的および不規
則な）パターンを包括するものである。

なお、上記のもの以外にも各種の変更態様が可能である
ことは言うまでもあるまい。

【図面の簡単な説明】

第１図は下部タイプレートの位置を示す燃料バンドルの
部分断面立面図であり、第２Ａ、２Ｂ、２Ｃおよび２Ｂ
図は第１図の燃料バンドル中に含まれる下部タイプレー
ト、下方の５個のスペーサ、上方の２個のスペーサおよ
び上部タイプレートのそれぞれの平面図であって、第２
Ａ図は下部タイプレートの構造を明示するために拡大さ
れており、第３Ａおよび３Ｂ図は先行技術に基づく２種
の下部タイプレートの平面図であり、第４図は本発明の
好適な実施の態様に基づく下部タイプレートの部分断面
立面図であり、第５Ａ図は本発明の好適な実施の態様に
基づく下部タイプレートの一部分の平面図であり、第５
Ｂ図は燃料棒支持用開口の中心を通る第５Ａｌｌの下部
タイプレートの断面図であり、第５Ｃ図は冷却材流入用
開口の中心を通る第５Ａ図の下部タイプレートの断面図
であって、該開口を通る冷却材の流れの状態を示してお
り、施の態様に基づく下部タイプレートの一部分の平面
図であり、第６Ｂ図は燃料棒支持用ボスの中心を通る第
６Ａ図の下部タイプレートの断面図であり、そして第６
Ｃ図は冷却材流入用開口の中心を通る第６Ａ図の下部タ
イプレートの断面図であって、冷却材の流れの状態を示
している。 図中、１４は部分長燃料棒、１６は下方のスペーサ、１
８は上方のスペーサ、２４は水管支持用開口、５０は冷
却材、６０は燃料棒支持用開口、７０は流体エネルギー
放散用開口、７２は下部開口、７５は丸み、７６は上部
開口、７８は直角のかど部、Ｃはチャネル、Ｆは燃料バ
ンドル、Ｈはハンドル、Ｌは下部タイプレート、Ｎはノ
ーズピース、Ｒは燃料棒、そしてＷは水管を表わす。 ８Ｇ、Ｊ。 Ｆｌに　　２Ａ。 ＦＩＱ、Ｊ。 口Ｇ＝５０゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（１）互いに並列しながら直立した状態で燃料棒を
   支持すると共に、高速中性子を減速して熱中性子に変え
   ることによって臨界核分裂反応を維持しかつ蒸気を発生
   するために役立つ減速冷却材を流入させるための下部タ
   イプレート、（２）互いに並列しながら直立した状態で
   燃料棒の上端を支持すると共に、前記減速冷却材および
   発生した蒸気を流出させるための上部タイプレート、（
   ３）前記下部タイプレート上に支持されながら前記上部
   タイプレートに向かって直立し、かつ臨界核分裂反応を
   維持するための核分裂性物質を含有するような、マトリ
   クス状に配列された複数の燃料棒、並びに（４）前記上
   部タイプレートと前記下部タイプレートとの間における
   前記減速冷却材の流れを閉込めることにより、前記減速
   冷却材を加熱して燃料バンドルの上部における沸騰状態
   を引起こすため、前記上部タイプレート、前記燃料棒お
   よび前記下部タイプレートを包囲するチャネルを含むよ
   うな沸騰水型原子炉用の燃料バンドル中に使用するため
   の下部タイプレートにおいて、（ａ）前記燃料棒を直立
   状態で支持するため、第１のマトリクスを成して設けら
   れた燃料棒支持位置、（ｂ）前記下部タイプレートの下
   方から前記下部タイプレートの上方に支持された前記燃
   料棒の位置にまで前記減速冷却材を導入し、かつ前記燃
   料棒の間に前記減速冷却材を分配するため、前記第１の
   マトリクスの間隙内に位置する第２のマトリクスを成し
   て設けられた冷却材流入用開口、並びに（ｃ）前記冷却
   材流入用開口の上方に乱流を発生させるため、各々の前
   記冷却材流入用開口の直上かつ前記燃料棒本体の下端の
   下方に規定された流体エネルギー放散用空間を前記下部
   タイプレートが有する結果、前記下部タイプレート通過
   時における圧力降下が増大すると共に、前記下部タイプ
   レートの直上における前記燃料バンドルの横断面の全域
   にわたつて乱流が発生することを特徴とする下部タイプ
   レート。 ２、前記冷却材流入用開口の各々が、前記下部タイプレ
   ートを通して前記減速冷却材を導入するための下部閉口
   と、前記下部開口よりも大きくてそれと同心的に配置さ
   れかつ前記乱流を発生させるための空間を提供する上部
   開口とから成る請求項１記載の下部タイプレート。 ３、前記下部開口の入口側には冷却材の円滑な流入を可
   能にするための逃げ手段が設けられており、それによっ
   て製造時の許容差に大きく左右されない予測可能な圧力
   降下が得られる請求項２記載の下部タイプレート。 ４、前記下部開口と前記上部開口との接合部が直角を成
   しており、それによって最大量の予測可能な乱流が発生
   される請求項２記載の下部タイプレート。 ５、（１）互いに並列しながら直立した状態で燃料棒を
   支持すると共に、高速中性子を減速して熱中性子に変え
   ることによって臨界核分裂反応を維持しかつ蒸気を発生
   するために役立つ減速冷却材を下方から流入させるため
   の開口を有する下部タイプレート、（２）互いに並列し
   ながら直立した状態で燃料棒の上端を支持すると共に、
   前記減速冷却材および発生した蒸気を流出させるための
   上部タイプレート、（３）前記下部タイプレート上に支
   持されながら前記上部タイプレートに向かって直立し、
   かつ臨界核分裂反応を維持するための核分裂性物質を含
   有するような、マトリクス状に配列された複数の燃料棒
   、並びに（４）前記上部タイプレートと前記下部タイプ
   レートとの間における前記減速冷却材の流れを閉込める
   ことにより、前記減速冷却材を加熱して燃料バンドルの
   上部における沸騰状態を引起こすため、前記上部タイプ
   レート、前記燃料棒および前記下部タイプレートを包囲
   するチャネルを含むような沸騰水型原子炉用の燃料バン
   ドルにおいて、（ａ）前記燃料棒を直立状態で支持する
   ため、第１のマトリクスを成して設けられた燃料棒支持
   位置、（ｂ）前記下部タイプレートの下方から前記下部
   タイプレートの上方に、支持された前記燃料棒の位置に
   まで前記減速冷却材を導入し、かつ前記燃料棒の間に前
   記減速冷却材を分配するため、前記第１のマトリクスの
   間隙内に位置する第２のマトリクスを成して設けられた
   冷却材流入用開口、並びに（ｃ）前記冷却材流入用開口
   の上方に乱流を発生させるため、各々の前記冷却材流入
   用開口の直上かつ前記燃料棒本体の下端の下方に規定さ
   れた流体エネルギー放散用空間を前記下部タイプレート
   が有する結果、前記下部タイプレート通過時における圧
   力降下が増大すると共に、前記下部タイプレートの直上
   における前記燃料バンドルの横断面の全域にわたって乱
   流が発生することを特徴とする燃料バンドル。 ６、前記冷却材流入用開口の各々が、前記下部タイプレ
   ートを通して前記減速冷却材を導入するための下部開口
   と、前記下部開口よりも大きくてそれと同心的に配置さ
   れかつ前記乱流を発生させるための空間を提供する上部
   開口とから成る請求項５記載の燃料バンドル。 ７、前記下部開口の入口側には冷却材の円滑な流入を可
   能にするための逃げ手段が設けられている請求項６記載
   の燃料バンドル。 ８、前記下部開口と前記上部開口との接合部が直角を成
   しており、それによって最大量の予測可能な乱流が発生
   される請求項６記載の燃料バンドル。