JPH0587964A - 沸騰水型原子炉用燃料バンドルにおいて使用される蒸気排出管 - Google Patents

沸騰水型原子炉用燃料バンドルにおいて使用される蒸気排出管

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JPH0587964A
JPH0587964A JP4062023A JP6202392A JPH0587964A JP H0587964 A JPH0587964 A JP H0587964A JP 4062023 A JP4062023 A JP 4062023A JP 6202392 A JP6202392 A JP 6202392A JP H0587964 A JPH0587964 A JP H0587964A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 燃料バンドルから蒸気を局部的に高速で排出
させる発生蒸気の流出を改善するための方法を提供す
る。 【構成】 沸騰水型原子炉用の燃料バンドルＢにおい
て、部分長燃料棒22の上方に１本以上の蒸気排出管Ｔ1
〜Ｔ4を配置する蒸気排出管は、蒸気排出管の内部にお
ける蒸気の流れを促進しかつ蒸気排出管の内部から水を
排除するため、それの長手方向に沿って設けられた一連
の流通口および装置を有する。蒸気排出管は、それの内
部に存在する蒸気と周囲の蒸気−水二相混合物との間の
界面における抵抗を除去するために役立つ。高速蒸気流
路としての蒸気排出管が存在する結果、燃料バンドルＢ
の残部はより高い液体減速材分率を有することになり、
従って燃料バンドルＢの動作状態においてはより平坦な
軸方向気泡分布および出力分布が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は部分長燃料棒を含む燃料バンドル
に関するものである。更に詳しく言えば、燃料バンドル
から蒸気を局部的に高速で排出させるため部分長燃料棒
の上方に配置された蒸気排出管が開示される。また、蒸
気排出管の内部に蒸気を優先的に流入させかつ蒸気排出
管の内部から液体減速材を優先的に排除するため蒸気排
出管に沿って設けられた一連の流通口および装置も開示
される。
【０００２】
【発明の背景】ウエダの特公昭５２−５０４８９号公報
には、特に原子炉の低温停止状態において、燃料バンド
ルの上部二相領域内に改善された燃料／減速材比を生み
出すために部分長燃料棒を使用することが開示されてい
る。詳しく述べれば、１群の部分長燃料棒によって上部
二相領域の中心部に概して円錐形の大きい空所が形成さ
れて成る燃料バンドルが開示されている。
【０００３】ウエダの引例中には２つの実施の態様が記
載されている。第１の実施の態様においては、１群の部
分長燃料棒によって中心部に形成された大きい円錐形の
空所が大形の円錐形水管によって満たされている。第２
のより好適な実施の態様においては、かかる円錐形の空
所内には何も含まれていない。後者の場合について試験
を行ったところ、低温停止状態においては上部二相領域
内に原子力工学的な改善が得られるものの、沸騰水型原
子炉用燃料バンドルの中心部における大きい空所の存在
は伝熱性能の低下（とりわけ臨界出力の低下）をもたら
すことが判明した。詳しく述べれば、かかる大きい空所
内には蒸気が集中することになる。この場合、周囲の二
相混合物はかかる蒸気流路内に流れ込む傾向を示す。そ
の結果、かなりの量の液体冷却材が大きい空所内におけ
る加速された蒸気の流れに引き摺られ、そして空所に隣
接する加熱された燃料棒の表面から離脱するように移動
することになる。このようにして、大きい空所を取巻く
全長燃料棒に隣接した液体冷却材の流量が減少する。か
かる流量の減少に対応して空所に隣接した燃料棒表面上
における臨界出力が低下し、それによって燃料バンドル
の総合効率が低下するのである。
【０００４】「二相圧力降下を低減させるためのＢＷＲ
用燃料集合体」と称する１９８８年４月４日付けのデイ
ックス(Dix) 等の米国特許出願第１７６，９７５号明細
書中には、燃料バンドルの二相領域内に分散して配置さ
れたより小さい開放流路を使用することにより、原子力
工学的な利益を維持しながら有害な熱水力学的な効果を
排除することが記載されている。すなわち、分散状態で
配置された流路の存在により、二相混合物の蒸気相は抵
抗の小さい流路に向かって自発的に移動（「ドリフ
ト」）する傾向を示し、それにより主として蒸気から成
る流れが形成される。蒸気を燃料棒から優先的に遠去け
ることは原子力工学的安定性および熱水力学的利点をも
たらすから、かかる分散状態の流路は沸騰水型原子炉用
燃料バンドルにとって好ましいものであることが判明し
た。
【０００５】
【発明の概要】二相領域内に１本以上の部分長燃料棒を
含む沸騰水型原子炉用の燃料バンドルにおいて、部分長
燃料棒の上方に１本以上の蒸気排出管を配置する技術が
開示される。かかる燃料バンドルは、(a) 減速材として
の水を導入すると共に、複数の燃料棒を直立した並列状
態で支持するために役立つ下部タイプレート、(b) 燃料
バンドルの上部から水および蒸気を排出させると共に、
燃料棒を直立した並列状態に維持するために役立つ上部
タイプレート、(c) 下部タイプレートと上部タイプレー
トとの間において燃料棒を取巻く流路に沿った減速材の
流れを閉込めるために役立つ周囲のチャネル、並びに
(d) 燃料棒を所望の並列状態に維持するため鉛直方向に
沿って一定の間隔で配置されたスペーサを含んでいる。
上記のごとき燃料棒の内には、下部タイプレートから上
方に伸びて上部タイプレートに到達する前に終る１本以
上の部分長燃料棒が含まれていて、かかる部分長燃料棒
の上端部はスペーサによって直立した状態で支持されて
いる。少なくとも１本の部分長燃料棒の上方に蒸気排出
管が配置される。かかる蒸気排出管は、蒸気排出管の内
部における蒸気の流れを促進しかつ蒸気排出管の内部か
ら水を排除するため、それの長手方向に沿って設けられ
た一連の流通口および装置を有している。かかる蒸気排
出管は、それの内部に存在する蒸気と周囲の蒸気−水二
相混合物との間の界面における抵抗を除去するために役
立つ。高速蒸気流路としての蒸気排出管が存在する結
果、燃料バンドルの残部はより高い液体減速材分率を有
することになり、従って燃料バンドルの動作状態におい
てはより平坦な軸方向気泡分布および出力分布が得られ
る。また、蒸気排出管の長手方向に沿って設けられた流
通口を有する蒸気排出管内を高速の蒸気が流れるように
構成することにより、燃料バンドル内における流体の振
動に対する抵抗性が増大する。複数の集合した部分長燃
料棒の上方に配置された蒸気排出管をはじめとする各種
の蒸気排出管が開示される。このような構成によれば、
従来の水管を含む燃料バンドルと異なり、燃料バンドル
の上部横断面の全体が蒸気の発生および減速材の流出に
利用し得るような燃料バンドルが得られることになる。
【０００６】
【発明の目的、特徴および利点】本発明の目的の１つ
は、沸騰水型原子炉用の燃料バンドル内において少なく
とも１本の部分長燃料棒の上方に少なくとも１本の蒸気
排出管を使用する技術を開示することにある。本発明の
この側面に従って述べれば、（下部タイプレートから上
方に伸びかつ上部タイプレートに到達する前に終る）部
分長燃料棒の上方に蒸気排出管が配置される。かかる蒸
気排出管は部分長燃料棒の末端の上方に開口を有すると
共に、部分長燃料棒の末端と上部タイプレートとの間の
距離の少なくとも一部分にわたって伸びている。なお、
かかる蒸気排出管は部分長燃料棒の上方に下端の開口を
有すると共に、上部タイプレートを貫通した位置に上端
の開口を有するのが通例である。部分長燃料棒の末端の
上方に開口を有する結果、蒸気排出管はそれの内部に蒸
気を優先的に流入させ、そして上部タイプレートの位置
において蒸気を急速に排出させるために役立つ。
【０００７】本発明の蒸気排出管の利点の１つは、蒸気
排出管の内部において上方に向かって急速に流れる蒸気
と、蒸気排出管の外部に存在する周囲の蒸気−水二相混
合物との間に仕切り壁が形成されることである。その結
果、流れの摩擦抵抗の減少および流出する蒸気の体積流
量の局部的な増加を示す隔離された蒸気流路が得られる
ことになる。このようにして、上方に流れる蒸気と周囲
の二相混合物との間の乱流界面は除去される。従って、
上方に流れる蒸気と周囲の二相混合物との間における引
きずり現象は排除されるわけである。
【０００８】本発明の蒸気排出管のもう１つの利点は、
燃料バンドルの上部二相領域内に局部的な高速蒸気流路
が形成されることである。その結果、燃料バンドルの上
部二相領域内においては、上方に向かう蒸気の流れによ
って占拠される横断面積が減少することになる。蒸気の
流れによって占拠されない燃料バンドルの上部容積は、
それに代って、水含量のより高い二相混合物によって占
拠される。その結果、液体減速材の全含量をより高い値
に維持し得るような燃料バンドルが得られることにな
る。これはより平坦な軸方向気泡分布および出力分布を
生み出すのである。
【０００９】本発明の蒸気排出管の更にもう１つの利点
は、燃料バンドルの上方部分の全体が蒸気の発生あるい
は水および蒸気の排出のために利用されることである。
なぜなら、燃料／減速材比を増大させるために役立つ
が、同時に流路面積の一部を遮断する大形の水管は不要
となるからである。なお、蒸気排出管の外部に水を排除
するのに際し、流路面積を（遮断することなく）確保し
ながら液体減速材分率の向上をもたらすように働く流通
口を有する蒸気排出管も開示される。
【００１０】本発明の蒸気排出管の更にもう１つの利点
は、通例使用される大形の水管の場合とは逆のやり方で
追加の液体減速材が得られることである。上方に向かっ
て蒸気を優先的に流すための隔離された局部的な流路が
設けられることにより、燃料バンドルの上部二相領域の
残りの部分は液体減速材含量の増加を示す。多くの場
合、かかる液体減速材含量は大形の水管を用いた場合に
得られるものと同等である。それと同時に、燃料バンド
ルの上部二相領域の全ての部分が減速材を流すために使
用し得ることになる。すなわち、流れを遮る水管のため
に燃料バンドル内のいかなる部分をも使用する必要はな
いのである。
【００１１】本発明のもう１つの目的は、蒸気排出管の
内部に蒸気を優先的に流入させかつ蒸気排出管の内部か
ら水を優先的に排除するため蒸気排出管の長手方向に沿
って設けられた一連の流通口を開示することにある。本
発明のこの側面に従って述べれば、蒸気排出管は少なく
とも１個の流通口を有しており、また好ましくはそれの
長手方向に沿って設けられた複数の流通口を設けること
によってマニホルド化されている。これらの流通口は気
液分離を可能にするように設計されていて、蒸気排出管
の内部に蒸気を優先的に流入させると共に、蒸気排出管
の内部から水を優先的に排除するために役立つ。
【００１２】蒸気排出管をマニホルド化することがもた
らす利点は、水力学的振動に対する自発的な抵抗性が得
られることである。すなわち、燃料バンドルの二相領域
内における固有振動数の低い共振は、蒸気排出管内にお
ける固有振動数の高い共振と同調しない。その結果、振
動数の異なる２つの共振系は互いに弱め合うことにな
る。それにより、燃料バンドルが単一の振動数において
共振する傾向は低減するのである。
【００１３】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む
ことによって自ら理解されよう。
【００１４】
【詳細な説明】先ず図１を見ると、本発明に基づく燃料
バンドルＢが示されている。かかる燃料バンドルＢは、
大部分については従来通りのものである。図１に示され
た本発明の好適な実施の態様においては、水管が含まれ
ていないことが認められよう。後記に一層詳しく説明さ
れる通り、本発明の蒸気排出管の存在はかかる水管の必
要性を排除し得るのである。
【００１５】ここに図示された燃料バンドルＢは、全長
燃料棒２０および部分長燃料棒２２を含んでいる。全長
燃料棒２０は従来通りのものであって、下部タイプレー
ト１４と上部タイプレート１６との間の全距離にわたっ
て伸びている。なお、燃料棒が見えるようにチャネルＣ
の一部が切欠かれていることは言うまでもあるまい。ま
た、部分長燃料棒２２も存在している。これらの部分長
燃料棒２２は下部タイプレート１４から上方に伸び、そ
して上部タイプレート１６に到達する前に終っている。
【００１６】更にまた、スペーサが使用されている。通
例、図示のごとくに７個のスペーサが燃料バンドルの全
体にわたって均等に配置されている。この場合、部分長
燃料棒２２はスペーサＳ5 の直ぐ上方で終っている。ス
ペーサＳ6 およびＳ7 の位置には、部分長燃料棒２２の
上方に規定された蒸気排出空間が存在している。本発明
の蒸気排出管Ｔ1 〜Ｔ4 はかかる蒸気排出空間内に配置
されるわけである。
【００１７】なお、ここで使用されている燃料棒の長さ
は例示的なものに過ぎないのであって、それ以外の長さ
を有する燃料棒も使用可能であることは言うまでもな
い。次の図２を見ると、図１の燃料バンドルＢ内に配置
された蒸気排出管が示されている。詳しく述べれば、部
分長燃料棒２２の両側において鉛直方向に伸びる１対の
全長燃料棒２０が燃料バンドルの内部から切取られた状
態で示されている。部分長燃料棒２２は、スペーサＳ5
の直ぐ上方に末端４０を有している。部分長燃料棒２２
の末端４０の上方に配置された状態またはそれに連結さ
れた状態で、円錐形の変流器１９を具備した蒸気排出管
Ｔ1 が設けられている。本発明の蒸気排出管Ｔ1 〜Ｔ4
はかかる蒸気排出空間内に配置されるわけである。部分
長燃料棒２２の末端４０を離れた水の流れ方向を変化さ
せると共に蒸気を優先的に蒸気排出管Ｔ1 内に流入させ
るため、変流器１９は蒸気排出管Ｔ1 から僅かな距離だ
け離隔している。
【００１８】蒸気排出管Ｔ1 は、部分長燃料棒２２の末
端４０を離れた蒸気を受入れるための下端の開口４２を
有している。かかる蒸気排出管Ｔ1 は上方に伸びて上部
タイプレート１６を貫通しており、それにより上端の開
口４４を通して上部タイプレート１６の外部に蒸気を排
出することができる。このような蒸気排出管Ｔ1 は、上
部タイプレート１６並びにスペーサＳ6 およびＳ7 （図
１参照）から懸垂されている。所望ならば、部分長燃料
棒２２の末端４０に近接した位置において、蒸気排出管
Ｔ1 に流通口４４および４６を設けることもできる。こ
れらの流通口は、蒸気排出管Ｔ1 の内部から水を追出す
機能または蒸気を導入する機能を果すことができる。な
お、これらの流通口の機能は図７および８に関連して後
述される。
【００１９】次の図３を見ると、別の実施の態様に基づ
く蒸気排出管Ｔ5 が示されている。この場合にも、末端
４０を有する部分長燃料棒２２が全長燃料棒２０の間に
配置されている。かかる部分長燃料棒２２の上方には、
蒸気排出管Ｔ5 および変流器１９が設けられている。こ
の図を図２と比べると、蒸気排出管Ｔ5 の直径が全長燃
料棒２０および部分長燃料棒２２の直径を越えているこ
とが認められよう。その他の部分（すなわち、下端の開
口４２、上端の開口４４、並びに流通口４４および４
６）については、蒸気排出管Ｔ5 の構造は蒸気排出管Ｔ
1 の場合と同様である。
【００２０】次の図４を見ると、更に別の実施の態様に
基づく蒸気排出管Ｔ6 が示されている。この場合には、
スペーサＳ5 およびＳ6 の間に位置する蒸気排出管Ｔ6
の下端部のみが示されている。図４からわかる通り、４
本の部分長燃料棒２２ａ、２２ｂ、２２ｃおよび２２ｄ
が互いに並列した状態で配置されている。いずれの部分
長燃料棒も末端４０を有していて、それらの末端４０は
燃料バンドルの内部に集合している。その結果、部分長
燃料棒２２の末端４０と上部タイプレートとの間には、
本来ならば４本の全長燃料棒によって占められるべき空
間が存在することになる。
【００２１】蒸気捕捉用の入口を形成するため、第１の
完全な円錐体５０および頂部の切取られた第２の円錐体
５２が設けられている。なお、切取られた頂部５４が見
えるようにするため、第１の円錐体５０の一部分が切欠
かれている。前記の場合と同じく、蒸気排出管Ｔ6 の側
壁には流通口４４および４６が設けられ、それによって
蒸気排出管Ｔ6 はマニホルド化されている。
【００２２】ここで、それぞれの円錐体５０および５２
の位置において水を排除しながら蒸気が導入される過程
を説明しておこう。公知のごとく、液体と蒸気とから成
る二相混合物中においては、液体がより高い密度を有し
ている。それ故、第１の円錐体５０に衝突した後の液体
は（矢印６０によって略示されるごとく）蒸気排出管Ｔ
6 の外面に沿って流れ続けるのが通例である。
【００２３】密度の低い蒸気は別の挙動を示す。通例、
蒸気は（矢印６２によって略示されるごとく）第１の円
錐体５０の内側に回り込み、そして第２の円錐体５２の
切取られた頂部５４から流入する。換言すれば、蒸気は
このような曲りくねった流路に沿って流れることを可能
にするような密度を有するのである。蒸気排出管Ｔ6 の
内部に入った後には、蒸気は上方に向かって流れ続け
る。
【００２４】これまでのところ、例示された蒸気排出管
はいずれも円形の横断面を有していた。次の図５を見る
と、正方形の横断面を有する蒸気排出管Ｔ7が示されて
いる。この場合には、９本の部分長燃料棒２２が複数の
全長燃料棒２０によって包囲されている。これらの部分
長燃料棒２２はいずれも末端４０において終っている。
部分長燃料棒２２は３×３の配列状態を成しているか
ら、部分長燃料棒２２の末端４０の上方には正方形横断
面の蒸気排出管Ｔ7 を配置するのに適した空間が存在す
ることが理解されよう。
【００２５】蒸気排出管Ｔ7 は概して円錐形の底部７０
を有していて、その底部７０が正方形横断面の管本体７
２にまで広がっている。前記の場合と同じく、管本体７
２は上方に伸びて上部タイプレートを貫通しているが、
蒸気排出管Ｔ7 の上端部は示されていない。やはり前記
の場合と同じく、流通口４４および４６が設けられてい
る。
【００２６】次の図６Ａを見ると、燃料バンドルの内部
に存在する概して円錐形の空間内に配置された蒸気排出
管Ｔ8 が示されている。なお、図６Ｂには蒸気排出管Ｔ
8 の平面図が示されている。図６Ｂに示されるごとく、
燃料棒は９×９の配列状態で配置されている。その中に
は、蒸気排出管Ｔ8 の下方で終る２１本の部分長燃料棒
２２が含まれている。図６Ａからわかる通り、中央の部
分長燃料棒２２は第１の高さ９１で終っている。また、
第２群の部分長燃料棒２２は第２の高さ９２で終ってい
る。更に、第３群の部分長燃料棒２２は第３の高さ９３
で終っている。これらの部分長燃料棒２２はウエダの特
公昭５２−５０４８９号公報中に記載されたものと同様
な階段状の構成を成して配置されている結果、下方のス
ペーサＳ5 と上部タイプレートとの間には概して円錐形
の空間が形成されている。
【００２７】このような空間は段付きの蒸気排出管Ｔ8
によって満たされている。かかる蒸気排出管Ｔ8 は、最
も短い部分長燃料棒の末端に隣接してフレア部分１００
を有している。次いで、円筒１０２が平頭円錐体１０４
によって円筒１０６に連結されている。更に、第２の平
頭円錐体１０８が円筒１１０に連結されている。円筒１
１０は上方に伸び、そして場合によっては上部タイプレ
ート１６を貫通している。前記の場合と同じく、流通口
４６および４８が交互に設けられている。
【００２８】次の図７を見ると、矢印１２０によって示
されるごとく蒸気を優先的に流入させるため蒸気排出管
Ｔの側壁に設けられた流通口４６が示されている。かか
る流通口４６は上向きの入口１２２を有すると共に、側
壁１２４よりも外方に突出している。図示のごとく、密
度の低い蒸気は矢印１２０によって示されるような曲り
くねった流路に沿って流れることができる。しかるに、
密度の高い水は矢印１２６によって示されるごとくに入
口１２２の傍を通り過ぎる。なお、図７に示された流通
口は平面状の側壁に設けられていることが認められよ
う。とは言え、かかる流通口は円形の側壁にも容易に適
用することができる。
【００２９】次の図８を見ると、側壁１２４の内側に存
在する水を排除するための流通口４８が示されている。
詳しく述べれば、水は側壁１２４に沿って流れるのが普
通である。流通口４８の入口１３２は下向きに設けられ
ているから、側壁１２４に沿って流れる水は蒸気排出管
Ｔの内部が排除されることになる。それぞれの流通口４
６および４８の位置並びにそれらの寸法は、蒸気排出管
の大きさ、蒸気排出管内を流すべき蒸気の全容積、並び
に蒸気排出管の内部から排除すべき水の全容積に依存す
ることが理解されよう。それ故、設計者は対象となる燃
料バンドルの設計パラメータに従ってかかる流通口の位
置および寸法を決定すればよいわけである。
【００３０】上記に記載された好適な実施の態様におい
ては、水管が使用されていないことが認められよう。と
は言え、水管を追加し得ることは当業者にとって自明で
あろう。更にまた、本発明の蒸気排出管はスペーサおよ
び上部タイプレートにの連結されるものとして記載され
ている。とは言え、蒸気排出管を部分長燃料棒の末端に
連結することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って部分長燃料棒の上方に配置され
た４本の蒸気排出管を含む沸騰水型原子炉用燃料バンド
ルの斜視図である。この図には、上部タイプレートに隣
接した燃料バンドルの上部二相領域が詳しく示されてお
り、また手前に位置する２本の部分長燃料棒および蒸気
排出管を示すためにチャネルおよび全長燃料棒の一部が
切欠かれている。
【図２】図１に示された蒸気排出管の１本を拡大して示
す斜視図である。かかる蒸気排出管は下端の開口を有す
ると共に、上部タイプレートに隣接した上端の開口を有
している。かかる蒸気排出管はまた、下端の開口と上端
の開口との間に設けられた流通口をも有していて、それ
らの流通口は蒸気排出管の内部に蒸気を優先的に導入し
かつ蒸気排出管の内部から水を優先的に排除するために
役立つ。なお、燃料棒および蒸気排出管は不要の部分を
切欠いた状態で示されている。
【図３】本発明の別の実施の態様に基づく蒸気排出管を
示す、図２と同様な部分切欠き斜視図である。この実施
の態様においては、部分長燃料棒の上方に配置された蒸
気排出管は部分長燃料棒よりも大きい直径を有してい
る。
【図４】互いに並列した状態で配置された４本の部分長
燃料棒およびそれらの上方に配置された円形横断面の蒸
気排出管を含む燃料バンドルの斜視図である。部分長燃
料棒の末端の直ぐ上方に変流器が配置されている結果、
蒸気排出管の下端の開口には水を排除しながら蒸気を優
先的に流入させることができる。
【図５】本発明の更に別の実施の態様に基づく蒸気排出
管の斜視図である。かかる蒸気排出管は９本の部分長燃
料棒の上方に配置し得るように拡大された寸法を有する
と共に、それらの部分長燃料棒の上方に存在する空間を
完全に満たすために役立つ正方形の横断面を有してい
る。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは本発明の更に別の実施の
態様に基づく蒸気排出管の側断面図および平面図であ
る。この場合には、相異なる長さを有する複数の部分長
燃料棒によって中心部に形成された大きい円錐形の空間
が円形の横断面を有する単一の大きい蒸気排出管によっ
て満たされている。
【図７】蒸気を優先的に流入させるために役立つ下方の
流通口を示す蒸気排出管の部分切欠き立面図である。
【図８】蒸気排出管の内部から水を優先的に排除するた
めに役立つ上方の流通口を示す蒸気排出管の部分斜視図
である。
【符号の説明】
Ｂ 燃料バンドル Ｃ チャネル Ｓ スペーサ Ｔ 蒸気排出管 １４ 下部タイプレート １６ 上部タイプレート １９ 変流器 ２０ 全長燃料棒 ２２ 部分長燃料棒 ４０ 部分長燃料棒の末端 ４２ 下端の開口 ４４ 上端の開口または流通口 ４６ 流通口 ４８ 流通口

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 (a) 互いに離隔しながら直立した状態で
    配置され、そして減速材としての水の存在下で核分裂反
    応を生起させるための燃料棒群を燃料バンドル内に形成
    する複数の燃料棒、(b) 前記燃料棒間の空隙に水を導入
    すると共に、前記燃料棒を互いに離隔しながら直立した
    状態で支持するために役立つ下部タイプレート、(c) 前
    記燃料バンドルの上部から水および蒸気を排出させると
    共に、前記燃料棒を互いに離隔しながら直立した並列状
    態に維持するために役立つ上部タイプレート、および
    (d) 前記下部タイプレートと前記上部タイプレートとの
    間において前記燃料棒を取巻く流路に沿った減速材の流
    れを閉込めるために役立つ周囲のチャネルを含んでい
    て、前記燃料棒の少なくとも１本は前記下部タイプレー
    トから上方に伸びて前記上部タイプレートに到達する前
    に終る部分長燃料棒であり、そして前記部分長燃料棒の
    上方には前記部分長燃料棒の末端、周囲の燃料棒および
    前記上部タイプレートによって包囲された空間が形成さ
    れるような沸騰水型原子炉用の燃料バンドルにおいて、
    少なくとも１本の前記部分長燃料棒の上方に少なくとも
    １本の蒸気排出管が配置され、前記部分長燃料棒の上方
    に存在する前記空間内において前記蒸気排出管を前記部
    分長燃料棒の末端と前記上部タイプレートとの間に支持
    するための手段が設けられ、前記蒸気排出管は前記部分
    長燃料棒の上方に存在する前記空間内の蒸気を受入れる
    ため前記部分長燃料棒の末端に隣接して配置された開口
    を有し、かつ前記蒸気排出管はまた前記燃料バンドルか
    ら蒸気を排出させるため前記部分長燃料棒の末端から遠
    く離れた前記上部タイプレートに隣接して配置された開
    口をも有することを特徴とする燃料バンドル。
  2. 【請求項２】 (a) 互いに離隔しながら直立した状態で
    配置され、そして減速材としての水の存在下で核分裂反
    応を生起させるための燃料棒群を燃料バンドル内に形成
    する複数の燃料棒、(b) 前記燃料棒間の空隙に水を導入
    すると共に、前記燃料棒を互いに離隔しながら直立した
    状態で支持するために役立つ下部タイプレート、(c) 前
    記燃料バンドルの上部から水および蒸気を排出させると
    共に、前記燃料棒を互いに離隔しながら直立した並列状
    態に維持するために役立つ上部タイプレート、および
    (d) 前記下部タイプレートと前記上部タイプレートとの
    間において前記燃料棒を取巻く流路に沿った減速材の流
    れを閉込めるために役立つ周囲のチャネルを含んでい
    て、前記燃料棒の少なくとも１本は前記下部タイプレー
    トから上方に伸びて前記上部タイプレートに到達する前
    に終る部分長燃料棒であり、そして前記部分長燃料棒の
    上方には前記部分長燃料棒の末端、周囲の燃料棒および
    前記上部タイプレートによって包囲された空間が形成さ
    れるような沸騰水型原子炉用の燃料バンドルにおいて、
    少なくとも１本の前記部分長燃料棒の上方に少なくとも
    １本の蒸気排出管が配置され、前記部分長燃料棒の上方
    に存在する前記空間内において前記蒸気排出管を前記部
    分長燃料棒の末端と前記上部タイプレートとの間に支持
    するための手段が設けられ、前記蒸気排出管は前記部分
    長燃料棒の上方に存在する前記空間内の蒸気を受入れる
    ため前記部分長燃料棒の末端に隣接して配置された開口
    を有し、かつ前記蒸気排出管はまた前記燃料バンドルか
    ら蒸気を排出させるため前記部分長燃料棒の末端から遠
    く離れた前記上部タイプレートに隣接して配置された開
    口をも有することを特徴とする燃料バンドル。
  3. 【請求項３】 前記燃料バンドルが複数の部分長燃料棒
    を含む請求項１または２記載の燃料バンドル。
  4. 【請求項４】 前記複数の部分長燃料棒が互いに離隔し
    て配置されている請求項３記載の燃料バンドル。
  5. 【請求項５】 前記蒸気排出管が複数の部分長燃料棒の
    上方に配置されている請求項１または２記載の燃料バン
    ドル。
  6. 【請求項６】 前記蒸気排出管の側壁を横切って流体を
    流通させるため、前記蒸気排出管の側壁に複数の流通口
    が設けられている請求項１または２記載の燃料バンド
    ル。
  7. 【請求項７】 前記流通口が前記蒸気排出管の内部に蒸
    気を優先的に導入するように形成されている請求項６記
    載の燃料バンドル。
  8. 【請求項８】 前記流通口が前記蒸気排出管の内部から
    水を優先的に排出するように形成されている請求項６記
    載の燃料バンドル。
  9. 【請求項９】 前記部分長燃料棒の上方に配置された前
    記蒸気排出管が正方形の横断面を有する請求項１または
    ２記載の燃料バンドル。
  10. 【請求項１０】 前記部分長燃料棒の上方に配置された
    前記蒸気排出管が円形の横断面を有する請求項１または
    ２記載の燃料バンドル。
  11. 【請求項１１】 前記蒸気排出管が前記蒸気排出管の内
    部を流れる水を前記蒸気排出管の外部に排出する手段を
    有する請求項１または２記載の燃料バンドル。
  12. 【請求項１２】 (a) 減速材としての水の存在下で核分
    裂反応を生起させるための燃料棒群を燃料バンドル内に
    形成する複数の燃料棒を互いに離隔しながら直立した状
    態で配置し、(b) 前記燃料棒間の空隙に水を導入すると
    共に、前記燃料棒を互いに離隔しながら直立した状態で
    支持するために役立つ下部タイプレートを設置し、(c)
    前記燃料バンドルの上部から水および蒸気を排出させる
    と共に、前記燃料棒を互いに離隔しながら直立した並列
    状態に維持するために役立つ上部タイプレートを設置
    し、(d) 前記下部タイプレートと前記上部タイプレート
    との間において前記燃料棒を取巻く流路に沿った減速材
    の流れを閉込めるために役立つ周囲のチャネルを設置
    し、(e) 前記燃料棒の少なくとも１本として、前記下部
    タイプレートから上方に伸びて前記上部タイプレートに
    到達する前に終る部分長燃料棒を使用することにより、
    前記部分長燃料棒の末端、周囲の燃料棒および前記上部
    タイプレートによって包囲された空間を前記部分長燃料
    棒の上方に形成し、(f) 少なくとも１本の前記部分長燃
    料棒の上方に少なくとも１本の蒸気排出管を配置し、
    (g) 前記部分長燃料棒の上方に存在する前記空間内にお
    いて前記蒸気排出管を前記部分長燃料棒の末端と前記上
    部タイプレートとの間に支持し、(h) 前記部分長燃料棒
    の上方に存在する前記空間内の蒸気を受入れるため前記
    蒸気排出管に設けられた開口を前記部分長燃料棒の末端
    に隣接して配置し、(i) 前記燃料バンドルから蒸気を排
    出させるため前記蒸気排出管に設けられた開口を前記上
    部タイプレートに隣接して配置し、そして(j) 減速材と
    しての水の存在下で前記燃料バンドルを反応させること
    により、前記部分長燃料棒に隣接した前記燃料バンドル
    の上部二相領域内に蒸気と水との二相混合物を生成させ
    る諸工程から成る結果、前記部分長燃料棒の末端と前記
    上部タイプレートとの間において蒸気は前記蒸気排出管
    内を優先的に流れることを特徴とする、沸騰水型原子炉
    用燃料バンドル内において発生した蒸気の流出を改善す
    るための方法。
JP4062023A 1991-03-20 1992-03-18 沸騰水型原子炉用燃料バンドルにおいて使用される蒸気排出管 Expired - Lifetime JP2511613B2 (ja)

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US672297 1991-03-20

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