JPH09222488A

JPH09222488A - 沸騰水型原子炉用非対称燃料集合体

Info

Publication number: JPH09222488A
Application number: JP8052286A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Ito; 義章伊藤
Original assignee: Nuclear Fuel Industries Ltd
Current assignee: Nuclear Fuel Industries Ltd
Priority date: 1996-02-15
Filing date: 1996-02-15
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】正方格子配列とした燃料棒を保持するスぺー
サにつき、その対角線上から一コーナ寄りに、ウォータ
チャンネルを偏倚配装した沸騰水型原子炉用非対称燃料
集合体にあって、適所に冷却材変向導入片を延設するこ
とで、燃料棒の熱的余裕を全面にわたり均等化し、燃料
棒の限界出力性能を向上する。【解決手段】角形ウォータチャンネル１４Ａを、スぺ
ーサ１２の軸心から対角線１９上で一コーナ１２ａ側へ
偏倚されることで、燃料棒１３の熱的余裕は、コーナ１
２ａ側で大となるが、領域Ｅ内の燃料棒１３では小とな
り、この結果限界出力特性が低下する。本発明ではウォ
ータチャンネル１４Ａが挿入支持されるスぺーサ１２の
内側枠板１４Ｂにあって、制御棒側冷却材流路Ｇ₁ 側の
辺面板１４ａ、１４ｂから外向き斜め上方へ延設した冷
却材変向導入片２１により、冷却材を領域Ｅ側の燃料棒
１３側へ曲流させて熱的余裕を均等化し、限界出力性能
の向上を図る。

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の炉
心に装荷して使用される原子燃料集合体にあって、正方
格子配列とした多数の燃料棒にあって、当該正方格子に
おける対角線上の一コーナ寄りに角形や丸形のウォータ
チャンネルを偏倚して配装するようにした非対称燃料集
合体に関し、そのスぺーサにおける上記ウォータチャン
ネルを挿入支持するための内側枠体にあって、適切に冷
却材変向導入片を延出したり、同上スぺーサの外側枠体
に設けられている既知のフローベーンにつき、その所定
箇所におけるフローベーンのみを大形化したり、当該フ
ローベーンの折り曲げ角度を大きくすることで、燃料棒
の限界出力性能の向上を実現しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】既知の通り、沸騰水型原子炉の炉心に対
し、その原子燃料集合体ａを装荷するには、図７に開示
の如く、炉心１の下位に配設された炉心支持板２にあっ
て、これに設けられた燃料支持金具３に対し、４個一組
とした原子燃料集合体ａの各下部タイプレート１０を着
座させ、これにより立装状態となった当該原子燃料集合
体ａの各上部側を、炉心１の上位に配設された上部格子
板４の格子枠内４ａに装入させるようにしている。

【０００３】ここで、同上図７にあって５は、炉心１の
下方から燃料支持金具３を通過して立装され、十字状に
形成された既知の制御棒を示しており、これが、上記し
た４個の原子燃料集合体ａ相互間に離間された冷却材流
路Ｇに挿入または引抜き自在なるよう構成されており、
この場合、当該冷却材流路Ｇの構成としては、図６
（Ａ）（Ｂ）に明示の如く、Ｃ格子とＤ格子と呼ばれる
タイプのものが知られている。そして、上記のＣ格子で
は同上図（Ａ）の通り、各制御棒５が挿入される４個一
組の原子燃料集合体ａ₁ 、ａ₂ 、ａ₃ 、ａ₄ 間にあっ
て、離間形成された制御棒側冷却材流路ｇ₁ の離間幅ｗ
₁ と、当該制御棒５の挿入されない４個一組の原子燃料
集合体ａ₄ 、ａ₃ 、ａ₂ 、ａ₁ 間にあって、離間形成さ
れた非制御棒側冷却材流路ｇ₂ の離間幅ｗ₂ とが、相等
しくなっている。

【０００４】これに対し上記のＤ格子と呼ばれるもので
は、図６（Ｂ）の如く制御棒側冷却材流路Ｇ₁ の離間幅
Ｗ₁ と、非制御棒側冷却材流路Ｇ₂ の離間幅Ｗ₂ とが、
Ｗ₁＞Ｗ₂ となるよう設定されている。ここで、上記し
た原子燃料集合体ａなるものは、図８と図９によって理
解される通り、上部タイプレート１１と前記の下部タイ
プレート１０との間に、複数のスぺーサ１２により保持
された多数本の燃料棒１３と少数本のウォータチャンネ
ル１４とが、所定間隔だけ離して縦装されている燃料本
体１５と、この燃料本体１５に被嵌して前記の上部タイ
プレート１１と下部タイプレート１０に固定されたチャ
ンネルボックス１６とを具備している。

【０００５】さらに、上記の原子燃料集合体ａなるもの
は、チャンネルボックス１６の一隅であるコーナ上端部
にあって、図８に明示の如くチャンネルファスナ１７が
取着されており、その一対であるリーフスプリング１７
ａ、１７ｂが、チャンネルボックス１６における一方の
側壁１６ａと、これに直交して連設された他方の側壁１
６ｂとに沿って、夫々離間垂設されている。そして、上
記の如き原子燃料集合体ａは、上記した図８および前記
の図６に明示の通り、原子燃料集合体ａ₁ とａ₂ 、ａ₃
とａ₄ 、ａ₁ とａ₃ 、そしてａ₂ とａ₄ が、上記のチャ
ンネルファスナ１７における夫々のリーフスプリング１
７ａ、１７ｂを相互に当接状態とすることで、これに基
づく弾力により、４個の原子燃料集合体ａ₁ 、ａ₂ 、ａ
₃ 、ａ₄ における各チャンネルボックス１６における一
対の側壁が、前記の炉心１における上部格子板４に弾接
状態となるよう装荷されているのである。

【０００６】さて、上記の如き原子燃料集合体ａを炉心
１に装荷した場合、図６（Ａ）によって前記したＣ格子
の場合にあっては、制御棒側冷却材流路ｇ₁ と非制御棒
側冷却材流路ｇ₂ の各離間幅ｗ₁ 、ｗ₂ が、同幅長に形
成されていることから、冷却材の流量配置が均等となる
ため、燃料要素の濃縮度配置に片寄りがなくとも、原子
燃料集合体ａの出力は全面にわたって平坦となる。

【０００７】しかし、図６（Ｂ）に示したＤ格子にあっ
ては、前記の如く制御棒側冷却材流路Ｇ₁ の離間幅Ｗ₁
が、非制御棒側冷却材流路Ｇ₂ の離間幅Ｗ₂ より大きく
設定されているので、制御棒側冷却材流路Ｇ₁ の方が冷
却材の流量が多くなるため反応し易くなって燃料棒の出
力は増大し、これに対し非制御棒側冷却材流路Ｇ₂ で
は、同上冷却材の流量が少なくなり、従って反応が起こ
りにくいことから、同上出力が低下する傾向にあり、こ
れに伴い局所ピーキング係数が増大するという潜潜在的
な問題を有している。このため、当該局所ピーキング係
数を抑える手段として、現在では原子燃料集合体ａにお
ける広幅とした制御棒側冷却材流路Ｇ₁ 寄りの燃料につ
いては、濃縮度を予め低くしておき、これに対して、狭
幅である非制御棒側冷却材流路Ｇ₂ 寄りの燃料について
は、その濃縮度を高くしておくことで、出力の平坦化が
図られている。

【０００８】しかし、上記の如き濃縮度分布による対応
策によるときは、局所ピーキング係数を低下させること
によって、全体の反応度も低下してしまうことから、中
性子利用率の向上を図るという観点からすれば、最適の
方策とは言えないことになる。

【０００９】一方、原子燃料集合体の高燃焼度化のた
め、図９に示されている通り格子タイプであったり、ま
たリング素子タイプにより燃料棒を正方格子配列とする
スぺーサ１２にあって、その軸心部における燃料棒１３
の複数本が占めていたスペースに、図示のように太い角
形とか、丸形のウォータチャンネル１４Ａを縦装するよ
うにしたものが知られているが、このような原子燃料集
合体に関しても、前記した局所ピーキング係数を抑える
目的から、既に、図９にあって仮想線にて示した如く、
当該ウォータチャンネル１４Ａの配置を偏倚位置１８ま
で変位させた非対称燃料集合体なるものが提案されてい
る。

【００１０】この非対称燃料集合体は、図９から理解さ
れる通りスぺーサ１２の一対角線１９上にあって、一つ
のコーナ１２ａ寄りとなるようウォータチャンネル１４
Ａを偏倚させたものである。このように構成すれば、狭
幅である非制御棒側冷却材流路Ｇ₂ 寄りに角形ウォータ
チャンネル１４Ａが片寄り、この結果、非対称燃料集合
体が炉心１に装荷された状態にあっては、制御棒側冷却
材流路Ｇ₁ 、非制御棒側冷却材流路Ｇ₂ 、そしてチャン
ネルボックス１６内を含む全体からして、減速材分布が
径方向に均一化され、前記の局所ピーキング係数を抑え
る点で効果的となる。

【００１１】これまた既知のように、非対称燃料集合体
にあっては、図１０に例示の如く格子タイプ、リング素
子タイプ何れのスぺーサ１２にあっても、その正方形で
ある外側枠体１２Ａ内における前記偏倚位置に、ウォー
タチャンネル１４Ａを挿入支持するための内側枠板１４
Ｂが固設されており、さらに、上記の外側枠体１２Ａに
は、その四外辺面板１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅで
ある全周にわたり、上向きに流動する冷却材につき、こ
れを当該スぺーサ１２の内側へ向けて曲流可能なるよう
に、各辺面板１２ｂ〜１２ｅの板上端部から内向き斜め
上方へ多数のフローベーン（ＦＬＯＷＶＡＮＥ）２０
が、均一な形態にて延設されている。そして、これらの
フローベーン２０は、縦装された燃料棒１３の冷却材流
通路となる相互間隙へ指向するよう、その延設位置が選
定されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上従来技術として説
示した通り、非対称燃料集合体によるときは、局所ピー
キング係数を抑えるのには効果を発揮し得ることになる
が、燃料棒１３の除熱に寄与するチャンネルボックス１
６内における冷却材の分布につき考察すると、燃料棒は
明らかに非対称配置になることから、チャンネルボック
ス１６によって囲成された当該対象燃料集合体内におけ
る燃料棒１３の熱的余裕については、図９、図１０から
理解されるように、非制御棒側冷却材流路Ｇ₂ 側が大と
なり、これに比し制御棒側冷却材流路Ｇ₁ 側の熱的余裕
は小さくなるから、当該両者間に熱的余裕の差が生ずる
こととなり、この結果限界出力性能は低下してしまうこ
とになる。

【００１３】さらに、当該非対称燃料集合体につき考察
してみると、既知の如く、一般に燃料棒１３の発熱によ
り生じた蒸気は、横断面方向、すなわち、前記した非対
称燃料集合体の径方向において、流路断面積の広い方側
へ移行する傾向のあることが知られている。従って、本
発明に係る図１によって説示すると、非制御棒側冷却材
流路Ｇ₂ に比して離間幅Ｗ₁ は広幅である制御棒側冷却
材流路Ｇ₁ 側における仮想線により明示の領域Ｅ内に存
する燃料棒１３側に蒸気が集まり易く、この結果、当該
領域Ｅにあって蒸気密度が増加し、燃料棒１３に対する
除熱性が低下することで、前掲熱的余裕の低減する傾向
が、さらに大きくなると考えられる。

【００１４】本発明では上記の如き考察に基づき、この
種の非対称燃料集合体にあっては、そのチャンネルボッ
クス内における制御棒側冷却材流路寄りの冷却材流路を
流れる冷却材の流量につき、これをでき得る限り増大さ
せるようにすることが、当該非対称燃料集合体の限界出
力を向上するのに有効であるとの考え方からして、以下
の如き構成を具備させることに着目することができた。

【００１５】本発明は上記の着目に基づき、請求項１の
沸騰水型原子炉用非対称燃料集合体にあっては、そのス
ぺーサにおけるウォータチャンネルの挿入支持用である
内側枠体につき、制御棒側冷却材流路に指向している側
壁の面板状端部から、外向き斜め上方へ向けて曲成した
冷却材変向導入片を延設するようにし、このことによ
り、冷却材を熱的余裕が小さくなることの懸念される制
御棒側冷却材流路寄りにある燃料棒に対し、充分な流入
供与を可能として、冷却材のチャンネルボックス内にお
ける流量分布の均等化を図り、もって燃料棒の熱的余裕
差に基づく限界出力性能の低下を、回避可能にしようと
するのが、その目的である。

【００１６】さらに、請求項２にあっては、新規な冷却
材変向導入片を設けるのではなく、これまでも設けられ
ているスぺーサにおけるフローべーンに着目し、前記の
制御棒側冷却材流路寄りにおけるフローベーンは、非制
御棒側冷却材流路寄りにおけるフローベーンよりも大き
なサイズに形成し、これにより、制御棒側冷却材流路寄
りの燃料棒に対する冷却材の送入流量を増加させ、この
ことで、上記請求項１につき記載した通り燃料棒の熱的
余裕の不均衡による限界出力性能の低下を回避しようと
している。

【００１７】そして、請求項３にあっては、上記請求項
２のようにフローベーンの表面積に大小の差異を設定す
ることにより、所望箇所の燃料棒へ向けて冷却材を導入
するようにしたのに対し、当該フローベーンの折り曲げ
角度に大小の差異を設定し、これにより制御棒側冷却材
流路寄りの燃料棒に対し、より多くの冷却材を流入指向
させるようにし、このことで前記請求項２と同じ目的を
達成しようとしている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため請求項１にあっては、上部タイプレートと
下部タイプレートとの間に、上下配置とした複数の正方
格子配列であるスぺーサにより保持された多数本の燃料
棒と、当該スぺーサの一対角線上にあって一コーナ寄り
に偏倚して配装された一本のウォータチャンネルとが、
所定の間隔だけ離間して縦装された燃料本体と、この燃
料本体に被嵌して前記上部タイプレートと下部タイプレ
ートに固定されているチャンネルボックスとを具備し、
上記のウォータチャンネルが、スぺーサにおける内側枠
板に内挿支持されている非対称燃料集合体において、上
記内側枠板の側壁にあって、沸騰水型原子炉の炉心に装
荷された際、十字形である制御棒の挿入される広幅な制
御棒側冷却材流路側に指向する一対の辺面板には、その
一方または双方の面板上端部から、上向きに流動する冷
却材につき、これを上記制御棒側冷却材流路側における
燃料棒へ向けて曲流可能な冷却材変向導入片が、外向き
斜め上方へ延設されていることを特徴とする沸騰水型原
子炉用非対称燃料集合体を提供しようとしている。

【００１９】次に、請求項２の沸騰水型原子炉用非対称
燃料集合体の場合にあっては、請求項１のスぺーサにお
ける外側枠板にあって上向きに流動する冷却材につき、
これを当該スぺーサの内側へ向けて曲流可能なるよう板
上端部から内向き斜め上方へフローベーンが延設されて
いる非対称燃料集合体において、沸騰水型原子炉の炉心
に装荷された際、十字形である制御棒の挿入される広幅
な制御棒側冷却材流路側に指向する一対の外辺面板にあ
って、その一方または双方から延出の大形フローベーン
は、上記制御棒の挿入されない狭幅な制御棒側冷却材流
路側に指向する一対の外辺面板から延出するフローベー
ンよりも、その冷却材の流当する表面積が大きく形成さ
れていることを、その内容としている。

【００２０】さらに、請求項３にあっては、請求項２の
内容に比し、沸騰水型原子炉の炉心に装荷された際、十
字形である制御棒の挿入される広幅な制御棒側冷却材流
路側に指向する一対の外辺面板にあって、その一方また
は双方から延出の大曲フローベーンは、上記制御棒の挿
入されない狭幅な制御棒側冷却材流路側に指向する一対
の外辺面板から延出するフローベーンよりも、外側枠板
に対する内側への折り曲げ角度が大きく形成されている
ことが相違している。

【００２１】

【発明の実施の形態】本願につき先ず請求項１に関し、
図１における格子タイプのスぺーサを用いた場合と、図
４のリング素子タイプのスぺーサを用いた沸騰水型原子
炉用非対称燃料集合体とにつき以下詳記する。その基本
的構成は、図８と図９によって既に詳記された構成と同
じであり、同一構成部材については従来例における原子
燃料集合体や非対称燃料集合体、そして図７に明示の炉
心における部材について、同一符号が採択されている。
すなわち、燃料本体１５と、これに被嵌固定したチャン
ネルボックス１６とを具有し、燃料本体１５は、上部タ
イプレート１１と下部タイプレート１０との間にあっ
て、上下配置で複数設けられたスぺーサ１２により保持
されている多数本の燃料棒１３と角形ウォータチャンネ
ル１４Ａとが、所定間隔だけ離間された状態で縦装弾持
されたものである。

【００２２】さらに、これまた前記従来例と同じく、チ
ャンネルボックス１６の一隅であるコーナ上端部には、
チャンネルファスナ１７が取着され、これより分岐され
た一対のリーフスプリング１７ａ、１７ｂが、沸騰水型
原子炉の炉心１に装荷された状態にあって、制御棒５が
挿入される広幅とした各制御棒側冷却材流路Ｇ₁ 側へ向
けて突出され、もちろん、隣装された原子燃料集合体ａ
₁ 、ａ₂ におけるチャンネルファスナ１７にあって、そ
のリーフスプリング１７ａ、１７ｂが、相互に弾接状態
にて炉心１に装荷されることも、既述の通りである。

【００２３】また、既述の如く図１乃至図４にあって、
１４Ｂはウォータチャンネル１４Ａを挿入して、これを
支持するためスぺーサ１２に固設された内側枠板、１２
Ａは正方形の外側枠板、図１乃至図３の１２ｆは外側枠
板１２Ａに内装固設した縦横の格子板を示し、そして、
図４と図５にあっては、上記外側枠板１２Ａ内にあっ
て、多数のリング素子１２ｇが外接状態にて固設されて
いる。

【００２４】請求項１では、このような沸騰水型原子炉
用非対称燃料集合体にあって、前記の図１、図４に示さ
れている通り、沸騰水型原子炉の炉心１に装荷された
際、上記内側枠板１４Ｂの側壁における四つの辺面板１
４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのうち、前記した十字形
である制御棒５の挿入される広幅な制御棒側冷却材流路
Ｇ₁ 側に指向する一対の辺面板１４ａ、１４ｂには、そ
の一方または双方の面板上端部から冷却材変向導入片２
１が延設されている。ここで同上図では、内側枠板１４
Ｂに角形のウォータチャンネル１４Ａを嵌装させてある
が、丸形の場合にあっても、上記内側枠板１４Ｂに対し
て内接状態となるよう嵌装させることになる。

【００２５】上記冷却材変向導入片２１は、図１（Ｂ）
により明示の如くウォータチャンネル１４Ａに対して外
向き斜め上方へ向け延出するよう曲成されており、これ
によって矢印によって示されているように、上向きに流
動する冷却材は、当該冷却材変向導入片２１に流当する
ことで、燃料棒１３側へ向けて曲流変向することになる
から、冷却材は前記従来例の説示で明らかにした領域Ｅ
内に存する除熱性低下の燃料棒１３へ向けて導入される
こととなる。

【００２６】ここで、もちろん冷却材変向導入片２１
は、一対の辺面板１４ａ、１４ｂの双方から延設した方
がよく、また、図示例の如く一つの辺面板から複数枚宛
舌片状に延出させることが望ましい。この際、一枚宛の
冷却材変向導入片２１とした場合は、冷却材による圧力
損失が増大することになる。また、図示例では先細りの
台形状に形成された冷却材変向導入片２１を、図１の如
く各格子板１２ｆに指向させて延設しており、このこと
で変向された冷却材が燃料棒１３の相互間隙へ向けて導
入し易いようにしてある。

【００２７】この結果、当該請求項１の発明によるとき
は、上記冷却材変向導入片２１の存在に基づき、非制御
棒側冷却材流路Ｇ₂ 側に配装の燃料棒１３よりも、制御
棒側冷却材流路Ｇ₁ 側に配装されている燃料棒１３に対
する冷却材の供給流量が大となり、この結果、非対称燃
料集合体のウォータチャンネル１４Ａが偏倚しているこ
とによる燃料棒の熱的余裕度に係る不均衡状態が、大幅
に是正され、これにより、限界出力性能の低下という問
題を解消し得ることになる。

【００２８】次に、請求項２に係る沸騰水型原子炉用非
対称燃料集合体につき、図２と図５によってこれを詳記
すると、その基本構成については、請求項１につき説示
した従来例と、これまた同じであり、同一部材について
は、同一符号が用いられることになるが、当該実施例で
は、丸形のウォータチャンネル１４Ａが用いられてお
り、さらに従来例の如くスぺーサ１２の外側枠板１２Ａ
にあって、その板上端部からスぺーサ１２内へ向けて斜
め上方へ、フローベーン２０が全周にわたって延設さ
れ、これにより上向きに流動する冷却材が、図２（Ｂ）
のように当該スぺーサ１２の内側へ向けて曲流可能とな
っている。

【００２９】当該請求項２の構成が、上記従来例と相違
しているところは、前記の広幅である制御棒側冷却材流
路Ｇ₁ 側に指向する一対の外辺面板１２ｂ、１２ｃに、
その一方または双方から延出の大形フローベーン２０Ａ
が、狭幅な非制御棒側冷却材流路Ｇ₂ 側に指向する一対
の外辺面板１２ｄ、１２ｅから延出するフローベーン２
０よりも、その冷却材の流当する表面積が大きく形成さ
れている点であり、図示例では、このため大形フローベ
ーン２０Ａをフローベーン２０よりも長く延出してあ
る。

【００３０】すなわち、外辺面板１２ｄ、１２ｅから延
設のフローベーン２０は、これまでの汎用フローベーン
と同じ流当表面積に形成しておくが、外辺面板１２ｂ、
１２ｃの一方または双方のフローベーンとして、図２
（Ａ）（Ｂ）に明示の如き大形フローベーン２０Ａを採
択するのである。そして、これらのフローベーン２０、
大形フローベーン２０Ａは、これまでのように図２では
格子板１２ｆに沿うよう先細りの形状とするのが望まし
い。

【００３１】このように構成すれば、これまでの説示に
よって理解される通り、小さい方のフローベーン２０に
よって、非制御棒側冷却材流路Ｇ₂ 寄りの燃料棒１３に
供与される冷却材の流量よりも、制御棒側冷却材流路Ｇ
₁ 寄りの燃料棒１３に供与される流量が多くなることか
ら、ウォータチャンネル１４Ａの偏倚によって、燃料棒
１３の熱的余裕が低下する欠陥は、大形フローベーン２
０Ａの延設により解消され、これにより、前記請求項１
につき説示したと同様にして、限界出力性能を向上させ
ることができる。

【００３２】そして、請求項３にあっては、上記請求項
２の構成とその基本的構成は同じであるが、相違してい
るところは、請求項２ではスぺーサ１２におけるフロー
ベーンとして、これまでの小さなフローベーン２０と、
大形フローベーン２０Ａとを適所に配設するようにした
のに対し、フローベーンの大きさに差異を設定するので
はなく、図３によって明示の如く従来例と同じく外側枠
板１２Ａの全周にわたって、同じ大きさのフローベーン
２０を用いたとしても、内側への折り曲げ角度に差異を
設定するようにした点である。

【００３３】さらに詳記すれば、同上図３に開示の如
く、広幅な制御棒側冷却材流路Ｇ₁ 側に指向する一対の
外辺面板１２ｂ、１２ｃにあって、その一方または双方
から延出する大曲フローベーン２２の折り曲げ角度θ₁
を、狭幅な非制御棒側冷却材流路Ｇ₂ 側に指向する一対
の外辺面板１２ｄ、１２ｅから延出するフローベーン２
０の折り曲げ角度θ₂ よりも大きく形成するのであり、
このようにすることで、請求項２の場合と実質的に同様
の効果を発揮することができる。

【００３４】すなわち、折り曲げ角度につきθ₁ ＞θ₂
とすれば、上方へ流動する冷却材は、図２（Ｂ）によっ
て理解される通りフローベーン２０の存在により曲流変
向されて、燃料棒１３へ導入される流量よりも、大曲フ
ローベーン２０Ａの存在により変向されて燃料棒１３へ
導入される流量の方が大となることから、制御棒側冷却
材流路Ｇ₁ 寄りの燃料棒１３側へ多量の冷却水が供与さ
れ、熱的余裕の点で全燃料棒１３についての均一化がす
すみ、これにより、限界出力特性の向上を期待し得るこ
とになる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は以上のようにして構成されるも
のであるから、請求項１にあっては、ウォータチャンネ
ル挿入支持用の内側枠体に関し、その制御棒側冷却材流
路側において、適切に冷却材変向導入片を延設したの
で、局所ピーキング係数を効果的に抑えることのできる
非対称燃料集合体につき、その燃料棒の熱的余裕度を、
冷却材である水の均一な供与によって、チャンネルボッ
クス内全域にわたり均等化することができ、この結果、
限界出力性能の向上を図ることができる。

【００３６】また、請求項２の非対称燃料集合体にあっ
ては、従来例としても採択されていたスぺーサにおける
外側枠板に設けられていたフローベーンにつき、その制
御棒側冷却材流路側における当該フローベーンを大形に
形成することで、また請求項３では大形フローベーンを
採択するのではなく、これに対応する箇所のフローベー
ンに関して、その折り曲げ角度を大にした大曲フローベ
ーンを採択することで、何れも制御棒側冷却材流路側に
おける燃料棒に、充分な冷却材の供給を保証するように
し、これまた請求項１のものと同じく、限界出力性能の
向上を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は請求項１の発明に係る沸騰水型原子炉
用非対称燃料集合体につき、その炉心装荷状態における
正方格子タイプのスぺーサ箇所を示した平面説明図で、
（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線矢視断面の一部を切欠
した部分拡大略示図である。

【図２】（Ａ）は請求項２に係る沸騰水型原子炉用非対
称燃料集合体につき、その炉心装荷状態における正方格
子タイプのスぺーサ箇所を示した平面説明図で、（Ｂ）
は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線矢視断面の一部を切欠した部
分拡大略示図である。

【図３】請求項３に係る沸騰水型原子炉用非対称燃料集
合体につき、その炉心装荷状態における正方格子タイプ
のスぺーサ箇所を示した縦断面の一部切欠による部分拡
大略示図である。

【図４】請求項１に係る沸騰水型原子炉用非対称燃料集
合体につき、その炉心装荷状態における正方リング素子
タイプのスぺーサ箇所を示した平面説明図である。

【図５】請求項２に係る沸騰水型原子炉用非対称燃料集
合体につき、その炉心装荷状態における正方リング素子
タイプのスぺーサ箇所を示した平面説明図である。

【図６】沸騰水型炉心における上部格子板に対する原子
燃料集合体の配装位置を示したもので、（Ａ）はＣ格子
タイプ、（Ｂ）はＤ格子タイプの夫々平面説明図であ
る。

【図７】従来の沸騰水型炉心における原子燃料集合体の
据付状態を示した要部斜視略示図である。

【図８】従来の沸騰水型原子炉用原子燃料集合体につ
き、その炉心装荷状態を示した一部切欠の縦断正面図で
ある。

【図９】従来の角形ウォータチャンネルが夫々軸心位置
と偏倚位置に縦設された原子燃料集合体の炉心装荷状態
における正方格子タイプのスぺーサ箇所を示した略示平
面説明図である。

【図１０】（Ａ）は同上原子燃料集合体の炉心装荷状態
における正方格子タイプのスぺーサ箇所を示した略示説
明図で、（Ｂ）は正方リング素子タイプのスぺーサ箇所
を示した平面略示説明図である。

【符号の説明】１炉心５制御棒１０下部タイプレート１１上部タイプレート１２スぺーサ１２Ａ外側枠板１２ａコーナ１２ｂ外辺面板１２ｃ外辺面板１２ｄ外辺面板１２ｅ外辺面板１３燃料棒１４Ａウォータチャンネル１４Ｂ内側枠板１４ａ辺面板１４ｂ辺面板１５燃料本板１６チャンネルボックス１９対角線２０フローベーン２０Ａ大形フローベーン２１冷却材変向導入片２２大曲フローベーンＧ₁ 制御棒側冷却材流路Ｇ₂ 非制御棒側冷却材流路 θ₁ 大曲フローベーンの折り曲げ角度 θ₂ フローベーンの折り曲げ角度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上部タイプレートと下部タイプレートと
の間に、上下配置とした複数の正方格子配列であるスぺ
ーサにより保持された多数本の燃料棒と、当該スぺーサ
の一対角線上にあって一コーナ寄りに偏倚して配装され
た一本のウォータチャンネルとが、所定の間隔だけ離間
して縦装された燃料本体と、この燃料本体に被嵌して前
記上部タイプレートと下部タイプレートに固定されてい
るチャンネルボックスとを具備し、上記のウォータチャ
ンネルが、スぺーサにおける内側枠板に内挿支持されて
いる非対称燃料集合体において、上記内側枠板の側壁に
あって、沸騰水型原子炉の炉心に装荷された際、十字形
である制御棒の挿入される広幅な制御棒側冷却材流路側
に指向する一対の辺面板には、その一方または双方の面
板上端部から、上向きに流動する冷却材につき、これを
上記制御棒側冷却材流路側における燃料棒へ向けて曲流
可能な冷却材変向導入片が、外向き斜め上方へ延設され
ていることを特徴とする沸騰水型原子炉用非対称燃料集
合体。
【請求項２】上部タイプレートと下部タイプレートと
の間に、上下配置とした複数の正方格子配列であるスぺ
ーサにより保持された多数本の燃料棒と、当該スぺーサ
の一対角線上にあって一コーナ寄りに偏倚して配装され
た一本のウォータチャンネルとが、所定の間隔だけ離間
して縦装された燃料本体と、この燃料本体に被嵌して前
記上部タイプレートと下部タイプレートに固定されてい
るチャンネルボックスとを具備し、上記のスぺーサにお
ける外側枠板にあって上向きに流動する冷却材につき、
これを当該スぺーサの内側へ向けて曲流可能なるよう板
上端部から内向き斜め上方へフローベーンが延設されて
いる非対称燃料集合体において、沸騰水型原子炉の炉心
に装荷された際、十字形である制御棒の挿入される広幅
な制御棒側冷却材流路側に指向する一対の外辺面板にあ
って、その一方または双方から延出の大形フローベーン
は、上記制御棒の挿入されない狭幅な非制御棒側冷却材
流路側に指向する一対の外辺面板から延出するフローベ
ーンよりも、その冷却材の流当する表面積が大きく形成
されていることを特徴とする沸騰水型原子炉用非対称燃
料集合体。
【請求項３】上部タイプレートと下部タイプレートと
の間に、上下配置とした複数の正方格子配列であるスぺ
ーサにより保持された多数本の燃料棒と、当該スぺーサ
の一対角線上にあって一コーナ寄りに偏倚して配装され
た一本のウォータチャンネルとが、所定の間隔だけ離間
して縦装された燃料本体と、この燃料本体に被嵌して前
記上部タイプレートと下部タイプレートに固定されてい
るチャンネルボックスとを具備し、上記のスぺーサにお
ける外側枠板にあって上向きに流動する冷却材につき、
これを当該スぺーサの内側へ向けて曲流可能なるよう板
上端部から内向き斜め上方へフローベーンが延設されて
いる非対称燃料集合体において、沸騰水型原子炉の炉心
に装荷された際、十字形である制御棒の挿入される広幅
な制御棒側冷却材流路側に指向する一対の外辺面板にあ
って、その一方または双方から延出の大曲フローベーン
は、上記制御棒の挿入されない狭幅な非制御棒側冷却材
流路側に指向する一対の外辺面板から延出するフローベ
ーンよりも、外側枠板に対する内側への折り曲げ角度が
大きく形成されていることを特徴とする沸騰水型原子炉
用非対称燃料集合体。