(57)【要約】【課題】燃料集合体に渡って圧力降下が実質的に増大することなしに、より細かなデブリを捕捉することができる燃料集合体を提供する。【解決手段】原子炉燃料集合体用の一体型の多段階デブリ捕捉システムは、複数の高さにある側方にずれたデブリ捕捉円弧部５４を組み込んでいる防護グリッド６０、伸張した燃料棒２２の下部端栓３０、およびデブリフィルタ付下部ノズル１２を有する。下部端栓３０から離隔した、ディンプルおよび対向する対向スプリングならびにデブリ捕捉円弧部５４の総てが、燃料被覆管よりも下の高さに位置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉用の燃料集合体であって、
軸方向に延在する複数の細長い核燃料棒と、
該核燃料棒を組織化された配列で支持すると共に、燃料集合体が原子炉に設置された時に内部に流体冷却材を流し且つ前記核燃料棒を通すようになっている空きスペースが内部に画定されている少なくとも最下部グリッドと、
該最下部グリッド内に通されると共に該最下部グリッドを支持する、前記核燃料棒に沿って延在する複数の案内シンブルと、
前記最下部グリッドよりも下、前記核燃料棒の下端よりも下に配置され、前記案内シンブルを支持すると共に、前記燃料集合体に流体冷却材を流すようになっている下部ノズルと、を備え、
前記下部ノズルは、前記核燃料棒の軸に対しほぼ横断方向に伸延すると共に前記最下部グリッドに向かう上面を有するほぼ水平のプレートを有し、
該プレートの前記上面には、該プレートを完全に貫通する複数のフローホールが内部に画定され、前記プレートの下面から前記プレートの前記上面に冷却材を通すようになっており、
前記冷却材の前記フローホールのそれぞれは、前記空きスペースと流体連通し、
前記最下部グリッドは、燃料集合体の軸に対しほぼ直交する平面に沿って延びる第１の離間した平行配列の細長いストラップ、および燃料集合体の軸に対しほぼ直交する平面に沿って延びると共に、前記核燃料棒および前記案内シンブルが内部を通る複数のセルを画定するエッグクレート格子配列になるべく、前記第１の離間した平行配列の細長いストラップに対し垂直な第２の離間した平行配列の細長いストラップを備え、
前記核燃料棒が通る前記セルの内の第１の複数のセルの各々は、燃料集合体の軸方向の寸法に沿った高さ、および対応する細長いストラップの細長い寸法に沿った幅をそれぞれ有する壁を有し、
前記第１の複数のセルの各々の少なくとも１つの壁は、前記セルへ内側に延びた少なくとも１つの突起を有し、
前記第１の複数のセルの各々は、該第１の複数のセルの壁の高さに沿ってそれぞれ種々の高さにある少なくとも２つの前記突起を有し、該少なくとも２つの突起は、該突起が延びると共に前記核燃料棒から離隔する前記セルの壁の中心からそれぞれ側方にずれている、原子炉用の燃料集合体。
【請求項２】
前記最下部グリッドは、前記下部ノズルにほぼ隣接して配置される、請求項１に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項３】
前記下部ノズルは、デブリフィルタである、請求項２に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項４】
前記第１の複数のセルの各セルの前記突起は、前記セルの壁の幅に沿って互いにずれている、請求項１に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項５】
燃料集合体の軸に対しほぼ垂直な方向において、対応する核燃料棒と接触すると共に該核燃料棒を支持するディンプルを前記最下部グリッドに有する、請求項１に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項６】
前記第１の複数のセルの各セルの前記ディンプルおよび前記突起は、各々、前記セルの壁の前記幅に沿って互いにずれている、請求項５に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項７】
前記最下部グリッドの前記突起の少なくとも幾つかの突起は、前記対応する核燃料棒の下部端栓の高さと一致する前記セルの壁に沿った高さに位置する、請求項１に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項８】
前記最下部グリッドの少なくとも１つの壁にある最下部突起の総ては、前記核燃料棒の前記下部端栓の高さと一致する前記セルの壁に沿った高さに位置する、請求項７に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項９】
前記最下部グリッドの少なくとも１つの壁にある前記突起のほぼ総ては、前記核燃料棒の前記下部端栓の高さと一致する前記セルの壁に沿った高さに位置する、請求項８に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項１０】
前記最下部グリッドの少なくとも１つの壁にある前記突起のほぼ総ては、前記核燃料棒の前記下部端栓の固体部分の高さと一致する前記セル壁に沿った高さに位置する、請求項９に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項１１】
前記突起のほぼ総ては、前記核燃料棒の被覆壁よりも下の高さ位置と一致する前記セルの壁に沿った高さに位置する、請求項９に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項１２】
前記突起は、前記核燃料棒とは接触しない、請求項１に記載の燃料集合体。
【請求項１３】
前記突起は、前記空きスペースに延びる、請求項１に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項１４】
前記突起は、前記第１の複数のセルの各々の隅に近接して位置する、請求項１に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項１５】
前記突起は、円弧部である、請求項１に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項１６】
前記円弧部は、該円弧部の底部の前記セルの壁に接続される前記セルの壁の型押し部分から形成される、請求項１５に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項１７】
前記円弧部は、前記第１の複数のセルの前記セルの壁の幅の一部にわたって横方向に延びる細長寸法を有した細長状である、請求項１５に記載の原子炉用の燃料集合体。
【請求項１８】
核燃料集合体用のグリッドであって、
該燃料集合体の軸に対しほぼ直交する平面に沿って延びる第１の離間した平行配列の細長いストラップと、
該燃料集合体の軸に対しほぼ直交する平面に沿って延びると共に、核燃料棒および案内シンブルが内部を通る複数のセルを画定するエッグクレート格子配列になるべく、前記第１の離間した平行配列の細長いストラップに対し垂直な第２の離間した平行配列の細長いストラップとを備え、
前記核燃料棒が通る前記セルの内の第１の複数のセルの各々は、該燃料集合体の軸方向の寸法に沿った高さ、および対応する細長いストラップの細長い寸法に沿った幅をそれぞれ有する壁を有し、
前記第１の複数のセルの各々の少なくとも１つの壁は、前記セルへ内側に延びた少なくとも１つの突起を有し、
前記第１の複数のセルの各々は、該第１の複数のセルの壁の高さに沿ってそれぞれ種々の高さにある少なくとも２つの前記突起を有し、該少なくとも２つの突起は、該突起が延びると共に前記核燃料棒から離隔する前記セルの壁の中心からそれぞれ側方にずれている、核燃料集合体用のグリッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に原子炉に関し、より詳細には、核燃料集合体用のデブリ（debris）を捕捉するフィルタを備えるグリッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉冷却材循環系の構成要素の製造、それに続く設置、および修繕の際に、様々な運転条件下で一次原子炉冷却材ループ内に冷却材を循環させる原子炉容器およびその関連の系から、総てのデブリを確実に除去しようと絶えず努力している。確実にデブリを除去するために複雑な手順が行われるが、かかる除去を行うのに用いられる保障措置（safeguards）にもかかわらず、幾らかの屑および金属粒子が系内に潜在したままであることが経験により示されている。デブリのほとんどは、蒸気発生器の修繕または交換後に、おそらくは一次系に残ったままである金属切削屑（turnings）から成る。
【０００３】
特に、最下部グリッドにおいて捕捉されたデブリによる燃料集合体の損傷が、ここ最近いくつかの原子炉において指摘されている。デブリは、プラントの起動時に、下部炉心板にある冷却材流開口から燃料集合体の下部ノズルのフローホールを介して進入する。デブリは、燃料集合体の最下部グリッドにおける該グリッドの「エッグクレート（egg-crate：卵仕切枠状構造）」形状のセル壁と燃料棒の下端部との間の空間内に滞留し易い。燃料棒の管の外部と接触したデブリのフレッチングが引き起こす損傷により、燃料棒の管に穴があくことになる。デブリは、下部ノズルのプレートのフローホールにも取り込まれ、冷却材が流れることでデブリが旋回するため、デブリが燃料棒の被覆管（cladding）内を通って傷つける可能性が高い。
【０００４】
原子炉からのデブリの除去を行うための複数の種々のアプローチが提案かつ試行されてきた。これらのアプローチの多くは、メイヤー他に付与された特許文献１において説明されている。他のアプローチは、本願出願人に譲渡されている特許文献２において相互参照されている様々な特許文献で説明かつ記載されている。引用特許文献および相互参照文献に記載されているアプローチの総ては、妥当に作用し、それらが設計された運転条件の範囲下でそれらの目的を概ね達成している。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４，０９６，０３２号明細書
【特許文献２】米国特許第４，９００，５０７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現在開発中のより進歩した燃料設計に必要とされる、下部ノズルにわたる圧力降下を改善して低減することに取り組むよう、原子炉内でのデブリ濾過（filtering）の問題へのアプローチをさらに改善する必要性が依然としてある。改善は、２００４年１月５日付けで出願した米国特許出願第１０／７５１，３４９号明細書にも、部分的に開示されている。またさらに、燃料集合体に渡って圧力降下が実質的に増大することなしに、より細かなデブリを捕捉する必要性も存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の必要性を満たすように設計された、燃料集合体のデブリフィルタ付最下部グリッドを提供する。本発明のデブリフィルタ付最下部グリッドは、燃料集合体の下部ノズルの真上に位置し、離間した列状の、直交に平行配置された、エッグクレート格子パターンで連結された細長いストラップの２つの離間した配列から概して形成される。エッグクレート格子は、複数のセルを画定し、そのほとんどが燃料集合体の燃料棒を支持する。燃料棒用のセルの各々は、種々の高さでセルに延びる少なくとも２つの突起を有する。各々の突起は、突起が延びているセル壁の左右中央からずれた位置でセル壁から延びている。好ましくは、突起は、セル壁から型押しされた円弧部として形成され、その円弧部の底部が壁に取着されている。好適な実施形態では、突起は、露呈した燃料棒の下部端栓に沿って複数の高さでセルの４つ隅に近接して、望ましくは、燃料棒被覆管よりも下に位置し、下部端栓とは接触しない。また、セル壁の内、好ましくは２つからディンプルが延びており、燃料棒を左右方向に支持し、下部端栓で燃料棒と接触するようになっている。好適な実施形態では、ディンプルおよび円弧部は、それぞれ、互いに側方にずれている。
【０００８】
本発明の防護グリッドは、独立型の構成要素（stand alone component）として形成することができるか、または、本発明のデブリ濾過グリッドの構造を従来のグリッドの構造と組み合わせた、より広い一体型のストラップから構成することができる。本発明のデブリフィルタ付最下部グリッドは、好ましくは、上述した米国特許出願第１０／７５１，３４８号明細書に記載されているデブリフィルタ付下部ノズルと組み合わせて好適に作用する。
【０００９】
本発明のさらなる理解は、以下の好適な実施形態の説明を添付の図面とともに読めば得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下の説明では、いくつかの図面中、同様の参照符号は同様または対応する部品を示す。また、以下の説明では「前方」、「後方」、「右」、「左」、「上方」、「下方」等のような語は、便宜上の言葉であり、限定する語として解釈されるべきではないことを理解されたい。
【実施例】
【００１１】
［燃料集合体］
次に、図面、特に図１を参照すると、垂直方向に短縮して表され、包括的に参照符号１０で示された燃料集合体が示されている。燃料集合体１０は、加圧水型原子炉において使用されるタイプのものであり、その下端に構造躯体を有し、デブリフィルタ付下部ノズル１２（米国特許出願第１０／７５１，３４９号にさらに十分に説明されている）を備える。下部ノズル１２は、原子炉（図示せず）の炉心領域の下部炉心板１４に燃料集合体１０を支持する。下部ノズル１２のほかに、燃料集合体１０の構造躯体は、その上端に上部ノズル１６、並びに、下部ノズル１２と上部ノズル１６との間に長手方向に延び且つそれらに両端が強固に取り付けられる複数の制御棒案内管すなわち案内シンブル１８も備える。
【００１２】
燃料集合体１０は、さらに、案内シンブル１８に沿って軸方向に離間していると共に案内シンブル１８に取り付けられている複数の横行きグリッド２０、および横方向に離間していると共にこのグリッド２０により支持されている組織化された列状の細長い燃料棒２２を備える。また、燃料集合体１０は、その中心に配設されていると共に下部ノズル１２及び上部ノズル１６間に延伸し且つそれらノズルに取り付けられている計装管（instrumentation tube）２４を有する。構成部材のこのような配置により、燃料集合体１０は、燃料集合体の構成部材に損傷を与えることなく適宜扱うことが可能な一体型ユニットを形成する。
【００１３】
上述したように、燃料集合体１０において列状となっている燃料棒２２は、燃料集合体の長さに沿って離間したグリッド２０により互いに離間した関係で保持されている。各燃料棒２２は、核燃料ペレット２６を有し、その両端が上部端栓２８及び下部端栓３０により閉鎖されている。核燃料ペレット２６は、上部端栓２８と積み重ねられた頂部ペレットとの間に配置されたプレナムばね３２により積み重ね状態に維持される。核分裂性物質から構成される燃料ペレット２６は、原子炉の反応出力の発生に関与する。水またはホウ素含有水等の液体減速剤／冷却材は、下部炉心板１４の複数の流通開口から燃料集合体に向かって上方に圧送される。燃料集合体１０の下部ノズル１２は、冷却材を、案内シンブル１８を通して燃料集合体の燃料棒２２に沿って上方に通過させて、内部で発生した熱を取り出し、有用な作用が発生するようにする。
【００１４】
核分裂過程を制御するために、複数の制御棒３４は、燃料集合体１０内の所定位置に配置された案内シンブル１８内で往復移動可能に配置されている。具体的には、上部ノズル１６の上方に位置したクラスタ制御機構３６は、制御棒３４を支持する。クラスタ制御機構は、放射状に延びた複数の錨爪（fluke）またはアーム３８を備えた雌ねじ円筒部材３７を有する。各アーム３８は、クラスタ制御機構３６が制御棒３４を案内シンブル１８内で垂直方向に移動させるよう動作可能であるように制御棒３４と相互連結し、それにより、燃料集合体１０での核分裂過程を制御するようになっているが、これら総て既知の方法である。
【００１５】
［デブリフィルタ付下部ノズル］
上述したように、燃料棒の燃料保有領域を支持するグリッド２０のうち最下部の最下部グリッドに、またはこの最下部グリッドの下に捕捉されたデブリによる燃料集合体の損傷が、問題となることが分かっている。従って、かかる損傷が起こらないようにするために、下部ノズルのフローホール、または下部ノズルのフローホールの出口と隣接した構造部とが交差する部分を通るデブリを最小限にとどめることが非常に望ましい。
【００１６】
上述した米国特許出願第１０／７５１，３４９号明細書に記載された発明は、下部炉心板１４に燃料集合体１０を支持することのほかに、損傷を与える可能性がある大きさのデブリを、従来の設計に比して圧力降下が低減した下部ノズルから上方に通過させた冷却材流から濾過して除去するように機能する特徴を含む、下部ノズル１２に関している。下部ノズル１２は、例えば、図２に示したスカート４０のような支持手段を備える。支持手段（この実施形態ではスカート４０）は、下部炉心板１４に燃料集合体１０を支持する複数の隅脚４２を有する。ほぼ矩形の平坦プレート（水平プレート）４６は、スカート４０の上面４４に溶接等により適切に取着される。本発明のデブリフィルタ付下部ノズル１２の平坦プレート４６では、多数の小さな穴（フローホール）４８（図５に示す）が下部炉心板１４に貫設されたフローホールの領域に集中しており、下部ノズルのアダプタプレートとしての平坦プレート４６から燃料集合体１０にわたって悪影響を及ぼす流れまたは圧力降下（平坦プレート４６のあらゆる部分をその長さおよび幅にわたって概ね覆う）を被ることなく、損傷を与える大きさのデブリを濾過して除去することができるようなサイズとなっている。
【００１７】
フローホール４８の直径は、最下部グリッド２０に通常捕捉されるサイズのデブリのほとんどを通さない。デブリがこれらのフローホール４８を通過するほど小さい場合、大抵の場合は、デブリはグリッド２０も通過するが、これは、フローホール４８の直径が、グリッド２０のセル内の空きスペースの断面よりも大きな断面を有するデブリのほとんどを捕捉する程度の小ささであるからである。かかる空きスペースは、通常、グリッド２０から成る交互配置ストラップにより形成される隣接した隅部に見られ、そして、この空きスペースは、隣接した隅部、グリッドのストラップに形成された個々のディンプルおよびスプリング（springs）、ならびにグリッドのセル内に延びる燃料棒２２により画定される。デブリのほとんどがグリッドの空きスペースを通るほど小さいことを保証することにより、デブリフィルタ付下部ノズル１２は、デブリにより引き起こされる燃料棒の損傷の可能性を著しく減らす。上述した米国特許出願第１０／７５１，３４９号明細書は、本発明のように特にフローホール４８の出口が隣接構造と共に効果的に協働して流路をさらに阻む場合、平坦プレート４６のフローホール４８の最も狭い断面がグリッド２０のセル内の空きスペースの最も広い断面寸法以下であることを要求していないことが理解される。例えば、通常は、平坦プレート４６よりも約０．０６４〜０．３１８ｃｍ（０．０２５〜０．１２５インチ）上に位置する本発明の防護グリッド等の防護グリッドを用いる場合、グリッドのストラップおよび突起は、さらに、防護グリッドおよび平坦プレート内およびその間の領域における流れを画定するとともにデブリを捕捉する。
【００１８】
［デブリフィルタ付防護グリッド］
本発明の改良型デブリ捕捉システムは、燃料棒、および冷却材中のデブリを捕捉したフィルタを支持するために、核燃料集合体に用いられる一体型のスペーサグリッド構造を提供する。スペーサグリッド設計は、デブリ濾過機能を提供する多段階のデブリ捕捉機能を有する。濾過機能は、デブリ捕捉円弧部を有し、このデブリを濾過するデブリ捕捉円弧部は、デブリ捕捉円弧部が燃料棒と接触せず、燃料棒の固体の下部端栓の高さでデブリを捕捉することでフレッチング摩耗（fretting wear）を減らすという点以外は、対向するグリッドのスプリングの圧力下で燃料棒を支持するディンプルと同様とすることができる。上述したデブリフィルタ付下部ノズルと協働する２つのデブリ捕捉システムと、伸張した固体の下部端栓とが改良型の一体形グリッド構造を提供する。
【００１９】
本発明の２つの実施形態が図に示されている。第１の実施形態は、図２に示す一体型の混合型防護グリッド６０であり、これは図１に示す中間のグリッド２０と図２に明示された２つの高さ位置（level）のデブリ捕捉円弧部５４を有する下部防護グリッドとの組み合わせであり、図４および図５に関してさらに十分に説明されている。
【００２０】
本発明の第２の実施形態は図３に示されており、この実施形態は、２つの高さ位置のデブリ捕捉円弧部５４を有する独立型（standalone）改良型防護グリッド６２を提供する。
【００２１】
本発明のデブリ捕捉または防護グリッドは、デブリを捕捉するために、および燃料棒を支持すると共に燃料棒間に適切な間隔を維持するために核燃料集合体において用いられる。防護グリッドは、エッグクレート（egg-crate：卵仕切枠状構造）パターンで、交差するストラップ５６が複数のセルを画定する格子部材を形成している格子形状に形成されており、セルのほとんどがその中を通る核燃料棒を支持している。ストラップの交差地点の溶接５８は、ストラップを互いに固定した関係で固定する。残りのセルは、案内シンブルおよび計装管（計装シンブル）を支持する。セルが支持している燃料棒には、２つの隣接した壁に特別に設計されたディンプルが設けられている。ディンプルは、デブリの捕捉を最大限に行うことができるように、かつ燃料集合体での液圧抗力を最小限にするように水平方向に向けられる。ディンプルは、また、横振動および燃料棒の摩耗を最小限にするように、かつ下部ノズルのフローホールを覆うように延びてデブリの捕捉を高めるように燃料棒を保持する。ディンプルに対向する壁のスプリングが固体の下部端栓の高さ位置でディンプルに対し燃料棒を付勢し、よって、その個々のセル内で各燃料棒を支持する。
【００２２】
本発明は、ディンプルと同様とすることができるが燃料棒とは接触しないさらなるデブリ捕捉円弧部５４を提供する。図４に参照符号５４で示される改良された円弧部は、２つの高さに位置している。図５から分かるように、これら円弧部も側方にずれている。図５を参照すると、下部の円弧部５４は、仮想線で示され、側方にずれた上部の円弧部５４は、実線で示されていることがわかる。防護グリッドのディンプル５０に対し上下にずれたデブリ捕捉円弧部５４は、デブリフィルタ付下部ノズルのフローホール４８と協働して、デブリフィルタ付下部ノズルを通過するデブリを捕捉するように設計されている。
【００２３】
２つの高さ位置に円弧部５４をずらす目的は、米国規制ガイド書（U.S. Regulatory Guide 1.82）の要件を満たすことである。ずれにより、想定冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ）の長期冷却（ＬＴＣ）段階の間、特定のデブリにより遮断され易い非常用炉心冷却系統（ＥＣＣＳ）流路に何の流量制限もないことが確実となる。下部端栓の長さは、被覆管がフレッチングしてしまうような、被覆管と捕捉されたデブリとの接触の可能性をなくすように、上部のデブリ捕捉円弧部５４の上に延びるよう、従来の設計に比して若干伸張している。図４に示すように、内側ストラップとデブリフィルタノズルとの間のギャップ隙間、すなわち０．０６４〜０．３１８ｃｍ（０．２５〜０．１２５インチ）は、サンプスクリーン要件（sump screen requirements）を満たすように最適化される。サンプスクリーン要件は、サンプスクリーンが非常用炉心冷却系統（ＥＣＣＳ）流路において最も制限された寸法であることを示す。燃料集合体は、サンプスクリーンの大きさよりも小さなデブリを捕捉するが、それらの流れ通路を詰まらせることはない。
【００２４】
防護グリッド６０／６２、固体の下部端栓３０、デブリ捕捉円弧部５４、およびデブリフィルタ付下部ノズル１２は、ともに活性燃料領域の下に保護ゾーンを形成し、この保護ゾーンにおいて、デブリを安全に捕捉することができる。デブリ片によるフレッチング摩耗は、固体の下部端栓に生じるが、燃料被覆管には生じない。図５に示すように、防護グリッド６０／６２のストラップ５６は、デブリフィルタ付下部ノズルの平坦プレート４６のフローホール４８の保護された流れ領域を細分する。突出したデブリ捕捉円弧部５４は、４つのさらなる円形スクリーンを形成して、各フローホール４８を細分し、活性燃料領域内を通る可能性のある流れデブリの大きさおよび形状をさらに低減するようになっている。
【００２５】
一体型の混合型防護グリッド６０および独立型の改良型防護グリッド６２の場合、デブリ捕捉円弧部の位置は、構造上考慮すべき圧力損失を最小限にするように最適化される。ディンプル５０および円弧部５４の高さ、幅、曲げ、位置、および半径は、グリッドの液圧性能（hydraulic performance）を最大限にするようになっている。図５は、本発明の防護グリッド構造でフローホール配置を覆った典型的な格子セルを示す。シンブルセルを除いて、円弧部５４が各フローホール内に４個の円形スクリーンを形成して、デブリが活性燃料領域に侵入するのを防ぐようになっている。
【００２６】
したがって、本発明は、２つの高さ位置のデブリ捕捉円弧部を提供し、このデブリ捕捉円弧部が、流れが活性燃料領域に進入する前にフローホール４８の流路内に４個の濾過円形スクリーンシステムを形成し、防護グリッドのディンプルと共に作用してデブリ濾過効率を高めるようになっている。
【００２７】
デブリフィルタ付下部ノズルのフローホール４８を分断するグリッドのストラップ５６に設けられた、ずれた上部および下部のデブリ捕捉円弧部により、デブリフィルタ付下部ノズルのデブリ捕捉能力の効率が高められると共に、サンプスクリーン設計要件が満たされる。上部のデブリ捕捉円弧部５４の高さに、またはその高さよりも上方に延びる燃料棒の固体の下部端栓により、捕捉されたデブリが引き起こす固体の下部端栓３０の領域との接触および該領域に対する摩耗が制限される。固体の下部端栓３０上でのみの防護グリッドのディンプル−制御棒の接触により、被覆管を摩耗させることなく、原子炉運転の際に核燃料棒に対し確実なディンプル支持が行われる。本発明は、図３に示すように独立型の改良型防護グリッド６２として、または２つの高さ位置にあるずれたデブリ捕捉円弧部５４を組み込んだ防護グリッドの下部セクション、および中間の支持グリッド２０と構造上ほぼ同じである上部の支持グリッドを備える一体型の混合型防護グリッドとして用いることができる。
【００２８】
本発明の特定の実施形態を詳細に説明してきたが、各種変形およびそれらの詳細に対する代替を、本開示の教示全体に鑑みて行うことができることが当業者には理解されるであろう。したがって、開示された特定の実施形態は、例示にすぎず、本発明の範囲に関する限定は意図されず、添付の特許請求項の全範囲およびあらゆるその等価物が示されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】燃料集合体を部分的に破断して垂直方向に短縮して示す、本発明のデブリ捕捉の好適な実施形態を組み込んだ燃料集合体の部分縦断面図である。
【図２】一体型の混合型防護グリッドを提供する、本発明の一実施形態を示す燃料集合体の下部の側面図である。
【図３】別個の独立型の改良型防護グリッドを提供する、本発明の第２の実施形態を示す燃料集合体の下部の側面図である。
【図４】前側のストラップが取り外されている、本発明の防護グリッドの側部切り欠き断面図である。
【図５】下部ノズルのフローホールの上に位置する、本発明の防護グリッドの上面概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０    燃料集合体
１２    デブリフィルタ付下部ノズル
１４    下部炉心板
１８    案内シンブル（制御棒案内管）
２０    グリッド
２２    燃料棒
３０    下部端栓
４６    平坦プレート（水平プレート）
４８    フローホール
５０    ディンプル
５４    デブリ捕捉円弧部
５６    ストラップ
６０    一体型の混合型防護グリッド
６２    独立型の改良型防護グリッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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