(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型原子炉の燃料アセンブリ（８）の燃料チャネル（１０）を製造する方法であって、前記燃料チャネル（１０）は、使用時に実質的に垂直方向に対応する長さ方向（ＬＤ）を定め、前記方法は、
Ｚｒベースの材料の少なくとも１つの第１のシート（１１）を提供するステップであって、前記少なくとも１つの第１のシートは、第１の厚み（Ｔ）を有する、ステップと、
Ｚｒベースの材料の少なくとも１つの第２のシート（１２）を提供するステップであって、前記少なくとも１つの第２のシートは、第２の厚み（ｔ）を有し、前記第２の厚み（ｔ）は、前記第１の厚み（Ｔ）より小さい、ステップと、
前記燃料チャネル（１０）を一緒に形成すべき異なる要素を組み立てるステップであって、前記要素は、前記少なくとも１つの第１のシート（１１）および前記少なくとも１つの第２のシート（１２）を含み、その結果燃料チャネル（１０）が形成され、前記少なくとも１つの第１のシート（１１）は、前記燃料チャネル（１０）の下方部（ＬＰ）を形成し、これにより、前記燃料チャネル（１０）の前記下方部（ＬＰ）は、周囲全体が実質的に前記第１の厚み（Ｔ）を有し、前記少なくとも１つの第２のシート（１２）は、前記燃料チャネル（１０）の高方部（ＨＰ）を形成し、これにより、前記燃料チャネル（１０）の前記高方部（ＨＰ）は、周囲全体が実質的に前記第２の厚み（ｔ）を有し、前記少なくとも１つの第１のシート（１１）が前記少なくとも１つの第２のシート（１２）と接合されるように前記下方部（ＬＰ）は前記高方部（ＨＰ）と接合される、ステップと、
を含み、
前記下方部と前記高方部との間の継手（１４）は、前記下方部（ＬＰ）が前記燃料チャネル（１０）の長さ（Ｌ）の２０〜７５％を構成するように位置し、
前記組み立てステップは、前記形成された燃料チャネルの前記高方部の横断面内側面積が前記下方部の横断面内側面積よりも大きくなるように実行される、
方法。
【請求項２】
前記高方部（ＨＰ）は、前記燃料チャネルの前記長さ（Ｌ）の２０〜７５％を構成し、前記燃料チャネルの前記長さの３０〜５０％を構成するのが好ましい、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の厚み（ｔ）は、前記第１の厚み（Ｔ）の４０〜８５％であり、前記第１の厚みの５５〜８０％であるのが好ましい、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の厚み（Ｔ）は、２．００〜３．５０ｍｍであり、２．００〜３．００ｍｍであるのが好ましく、２．２０〜２．８０ｍｍであるのがより好ましい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記下方部と前記高方部との間の前記継手（１４）は、溶接またははんだ付けにより形成され、溶接により形成されるのが好ましい、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記組み立てステップは、前記形成された燃料チャネルの前記高方部の外側横断面積が前記下方部の外側横断面積と同じであるかまたは少なくとも実質的に同じであるように実行される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第１のシート（１１）は、前記少なくとも１つの第２のシート（１２）と前記両シートが平坦なときに接合され、その後、前記接合されたシートが場合によっては他の要素と一緒に構成されて設けられ、その結果内側スペース（１６）を取り囲む前記燃料チャネル（１０）が形成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
沸騰水型原子炉の燃料アセンブリ（８）の燃料チャネル（１０）であって、前記燃料チャネル（１０）は、使用時に実質的に垂直方向に対応する長さ方向（ＬＤ）を定め、前記燃料チャネルは、
Ｚｒベースの材料の少なくとも１つの第１のシート（１１）であって、第１の厚み（Ｔ）を有する、少なくとも１つの第１のシート（１１）と、
Ｚｒベースの材料の少なくとも１つの第２のシート（１２）であって、第２の厚み（ｔ）を有し、前記第２の厚み（ｔ）は前記第１の厚み（Ｔ）より小さい、少なくとも１つの第２のシート（１２）と、
を含み、
前記少なくとも１つの第１のシート（１１）および前記少なくとも１つの第２のシート（１２）は、考えられるさらなる要素と一緒に前記燃料チャネル（１０）を形成するように成形されて設けられ、前記少なくとも１つの第１のシート（１１）は前記燃料チャネル（１０）の下方部（ＬＰ）を形成し、これにより、前記燃料チャネル（１０）の前記下方部（ＬＰ）は、周囲全体が実質的に前記第１の厚み（Ｔ）を有し、前記少なくとも１つの第２のシート（１２）は前記燃料チャネル（１０）の高方部（ＨＰ）を形成し、これにより、前記燃料チャネル（１０）の前記高方部（ＨＰ）は、周囲全体が実質的に前記第２の厚み（ｔ）を有し、前記少なくとも１つの第１のシート（１１）は前記少なくとも１つの第２のシート（１２）と接合されており、その結果形成された継手（１４）が前記少なくとも１つの第１のシート（１１）が前記少なくとも１つの第２のシート（１２）と接合されている箇所に設けられ、前記継手（１４）は、前記下方部（ＬＰ）と前記高方部（ＨＰ）との間の継手も形成し、
前記下方部（ＬＰ）と前記高方部（ＨＰ）との間の前記継手（１４）は、前記下方部（ＬＰ）が前記燃料チャネル（１０）の長さ（Ｌ）の２０〜７５％を構成するように位置し、
前記燃料チャネル（１０）は、前記高方部（ＨＰ）の横断面内側面積が前記下方部（ＬＰ）の横断面内側面積よりも大きい、
燃料チャネル（１０）。
【請求項９】
前記高方部は、前記燃料チャネル（１０）の前記長さ（Ｌ）の２０〜７５％を構成し、前記燃料チャネルの前記長さの３０〜５０％を構成するのが好ましい、請求項８に記載の燃料チャネル。
【請求項１０】
前記第２の厚み（ｔ）は、前記第１の厚み（Ｔ）の４０〜８５％であり、前記第１の厚みの５５〜８０％であるのが好ましい、請求項８または９に記載の燃料チャネル。
【請求項１１】
前記第１の厚み（Ｔ）は、２．００〜３．５０ｍｍであり、２．００〜３．００ｍｍであるのが好ましく、２．２０〜２．８０ｍｍであるのがより好ましい、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の燃料チャネル。
【請求項１２】
前記下方部（ＬＰ）と前記高方部（ＨＰ）との間の前記継手（１４）は、溶接継手またははんだ付け継手であり、溶接継手であるのが好ましい、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の燃料チャネル。
【請求項１３】
前記燃料チャネルは、前記高方部（ＨＰ）の外側横断面積が前記下方部（ＬＰ）の外側横断面積と同じであるかまたは少なくとも実質的に同じである、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の燃料チャネル。
【請求項１４】
沸騰水型原子炉用の燃料アセンブリ（８）であって、
互いに実質的に平行に設けられた複数の燃料棒（１８）であって、核燃料物質（２０）を含む、燃料棒（１８）と、
前記燃料棒（１８）を互いに対して所定の位置に保持するように設けられた複数のスペーサ格子（２２）と、
請求項８〜１３のいずれか一項に記載の燃料チャネル（１０）であって、前記燃料棒（１８）および前記スペーサ格子（２２）を取り囲むように設けられた、燃料チャネル（１０）と、
を含む、燃料アセンブリ（８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子炉の燃料アセンブリの燃料チャネルを製造する方法に関する。本発明は、そのような燃料チャネルおよび沸騰水型原子炉の燃料アセンブリにも関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ；ｂｏｉｌｉｎｇ  ｗａｔｅｒ  ｒｅａｃｔｏｒ）の燃料アセンブリにはいくつかの燃料棒があり、核燃料物質を含んでいる。燃料棒の束は燃料チャネルに取り囲まれ、燃料チャネルは燃料アセンブリの周囲壁を形成する。燃料アセンブリが原子炉内で運転中のときには、通常は水である冷媒が燃料アセンブリを上に向かって流れる。この水は、いくつかの機能を果たす。水は、燃料棒が過熱されないように冷却するための冷媒として機能する。水は、中性子減速材としても働く、すなわち水が中性子をより低速に減速する。これにより、炉の反応性が高められる。
【０００３】
水が燃料アセンブリの中を上向きに流れるので、燃料アセンブリの上方部では水がより大きく加熱されている。その結果、燃料アセンブリの上方部の蒸気の部分のほうが下方部の蒸気の部分よりも大きくなる。
【０００４】
運転中の燃料チャネルの内圧は、燃料チャネルの上方部よりも燃料チャネルの下方部のほうが高い。厚みが変動する燃料チャネルを生産することは公知である。燃料チャネルの薄肉部は、例えばフライス削りなど、材料が燃料チャネル壁から除去される何らかの加工によって得られることが多い。
【０００５】
特許文献１は、燃料チャネルを生産する方法を記載する。本文書の図４および図５は、まず２つのＵ字型形材が生産され、次にこれらの形材が溶接されて燃料チャネルが形成されることを示す。
【０００６】
特許文献２は、厚みが変動する燃料チャネルを記載する。
【０００７】
特許文献３は、チャネルボックスの内側表面を段階的に削ることによって得られる、厚みが変動する燃料チャネルを記載する（要約書を参照）。
【０００８】
特許文献４、特許文献５および特許文献６も、厚みが変動する燃料チャネルを示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１４４４８４Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許第４，７４９，５４３号明細書
【特許文献３】米国特許第４，９７０，０４７号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開ドイツ語翻訳第６９７  １６  １８８Ｔ２号明細書
【特許文献５】特開平２‐２１６０８７号公報
【特許文献６】特開昭５３‐４３１９３号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、沸騰水型原子炉の燃料アセンブリの燃料チャネルを製造するための改良された方法を提供することである。それによる目的は、燃料チャネルの生産を単純化することである。さらなる目的は、燃料チャネルを生産する際により少ない材料を使用することである。さらなる目的は、燃料チャネルの性能を単純なやり方で最適化することを可能にすることである。もう１つの目的は、燃料チャネルを生産するための費用を節約することである。
【００１１】
上記目的は、請求項１に規定された燃料アセンブリによって達成される。
【００１２】
燃料チャネルは、互いに接合される厚みの異なる少なくとも第１のシートおよび第２のシートで製造されるため、燃料チャネルを単純なやり方で製造できる。例えば、燃料チャネルの厚みを変動させるために、フライス削りによって材料を除去する必要はない。さらに、薄肉シートが厚肉シートと接続されるため、燃料チャネルの厚みが一定である場合または例えばフライス削りによって材料が除去される場合と比較して、材料が節約される。燃料チャネルの高方部は薄肉シートで製造されるため、燃料チャネルの性能を最適化することが可能である。例えば、燃料チャネルの上方部において燃料チャネルの内側横断面積がより大きくなるように、第２の薄肉シートを設けることができる。これは、燃料チャネルの上方部における圧力降下の減少に寄与する。さらに、燃料チャネルは厚肉の下方部を有し、これは比較的長いため、運転中に下方部に生じるより高い圧力によく適する。さらに、本発明による燃料チャネルは単純なやり方で生産されるため材料も節約され、燃料チャネルを生産する費用が減少する。
【００１３】
燃料チャネルは、例えばボックスもしくはボックス壁またはチャネル壁とも呼称されうる点に注意されたい。
【００１４】
燃料チャネルは通常、その幅（例えば約１．５ｄｍ）と比較して非常に長い（例えば約４ｍ）。したがって燃料チャネルは長さ方向を有し、長さ方向は燃料チャネルの中心縦軸によって定められうる。
【００１５】
原子炉における使用時には、燃料アセンブリおよび燃料チャネルは、主に垂直方向に延びるのが好ましい。したがって、使用時の長さ方向は垂直方向である。「下方」および「高方」の概念および類似の表現は、燃料チャネルを意図した使用位置に配置したときに見られる燃料チャネルの様々な部分を指すために用いられる。
【００１６】
原子炉は、軽水炉であるのが好ましい。
【００１７】
「第１」および「第２」などの概念は、異なる部分を互いに区別するために用いられ、したがって、ある数の部分を指示するものと考えられてはならない。例えば、燃料アセンブリの下方部を一緒に形成するいくつかの「第１のシート」があることも可能である。
【００１８】
Ｚｒベースの材料とは、材料の大部分がＺｒからなることを意味し、Ｚｒ含有量（重量パーセント単位）は、少なくとも９４％、好ましくは少なくとも９７％でありうる。Ｚｒベースの材料はＢＷＲでの使用のために設計された合金、例えばジルカロイ２もしくはジルカロイ４等の合金、もしくはこのような合金の改変物、またはＢＷＲでの使用に適した他の任意のＺｒベースの合金とすることができる。
【００１９】
少なくとも１つの第１のシートは厚みが一定であり、少なくとも１つの第２のシートは厚みが一定であり、組み立てられた燃料チャネルは、少なくとも１つの第１のシートが位置する箇所の厚みが一定の第１の厚みであり（例えばシートを曲げる際に変形によって引き起こされる、考えられる小さな局所的誤差を除く）、少なくとも１つの第２のシートが位置する箇所の厚みが一定の第２の厚みである（例えばシートを曲げる際に変形によって引き起こされる、考えられる小さな局所的誤差を除く）のが好ましい。
【００２０】
本発明の方法の一実施形態によれば、前記高方部は、燃料チャネルの長さの２０〜７５％を構成し、燃料チャネルの長さの３０〜５０％を構成するのが好ましい。運転中の燃料チャネルの内圧が燃料チャネルの下方部よりも低い箇所にこのような高方部を配置するのが適切であるため、このような高方部の長さが適切であることが分かっている。したがってこのような高方部には、より薄肉のシートを使用すれば十分である。
【００２１】
好ましくは、前記下方部と前記高方部とが合わせて燃料チャネルの長さの少なくとも６０％を形成し、少なくとも９０％を形成するのが好ましく、燃料チャネルの長さの１００％を形成するのが最も好ましい（燃料チャネルは壁であり、使用時に燃料アセンブリの燃料棒（の束（単数または複数））を取り囲む）。燃料チャネルが、前記下方部および前記高方部に加えていくつかのさらなる部分を含むことは、本発明の範囲内である。例えば、前記第２の厚みより小さい第３厚みを有する少なくとも１つの第３シートで製造された第２高方部があり、前記少なくとも１つの第３シートは、前記（第１）高方部より上に位置する燃料チャネルの第２高方部を形成し、前記少なくとも１つの第２のシートが前記少なくとも１つの第３シートと接合されて前記（第１）高方部が前記第２高方部と接合されてもよい。同様に、（第１）下方部より下に位置し、前記第１のシートより厚肉のシートで製造された第２下方部があってもよい。このようなさらなる部分により、燃料チャネルの厚みを燃料アセンブリの様々な部分の要件に適合させることができる。
【００２２】
本発明の方法のさらなる実施形態によれば、前記第２の厚みは、前記第１の厚みの４０〜８５％であり、前記第１の厚みの５５〜８０％であるのが好ましい。このような厚みは、十分な強度を提供すると同時に（第２の厚みが第１の厚みと同じである場合と比較して）水または蒸気により多くのスペースを提供するために第２のシートを十分に薄くするため、および使用される材料の量を減少させるために適切であることが分かっている。
【００２３】
本方法のさらなる実施形態によれば、前記第１の厚みは２．００〜３．５０ｍｍであり、２．００〜３．００ｍｍであるのが好ましく、２．２０〜２．８０ｍｍであるのがより好ましい。このような厚みは、不必要に厚いシートを使用することを回避すると同時に、第１のシートが配置される下方部に十分な強度を提供するために適当であることが分かっている。
【００２４】
本方法のさらなる実施形態によれば、前記下方部と前記高方部との間の継手は、溶接またははんだ付けにより形成され、溶接により形成されるのが好ましい。特に溶接を用いることにより、燃料チャネルを単純かつ効率的なやり方で生産でき、このような継手は十分な強度も提供する。
【００２５】
溶接は例えばＴＩＧ溶接でもよいが、他の溶接方法が用いられてもよい。溶接継手は、例えば突合せ溶接によって形成されてもよい。
【００２６】
本方法のさらなる実施形態によれば、組み立てステップは、形成された燃料チャネルの高方部の横断面内側面積が下方部の横断面内側面積より大きくなるように行われる。高方部により大きい内側面積を提供することによって、高方部のスペースがより大きくなる。運転中には、燃料アセンブリの高方部は大量の蒸気を含む。高方部により大きい面積を提供することにより、水の圧力降下が減少する。これにより、高方部内の水が燃料アセンブリをより効率的に流れることができる。
【００２７】
このように内側面積は、燃料チャネルの壁の内側によって制限される燃料チャネルの内側の面積であり、燃料チャネルの壁は少なくとも前記少なくとも第１および第２のシートによって形成される。このように横断面は、燃料チャネルが垂直に延びる意図された使用位置で燃料チャネルを見た場合の水平断面である。高方部の横断面内側面積は下方部の横断面内側面積より例えば０．７〜４．０％、好ましくは１．０〜４．０％、より好ましくは１．５〜３．０％大きくてもよい。
【００２８】
燃料チャネルは、横断面形状が長方形であるのが好ましく、横断面形状が正方形であるのがより好ましい。高方部の対向する２つの側部間の内側距離は、下方部の対向する２つの側部間の内側距離より少なくとも０．５０ｍｍ大きいのが好ましく、少なくとも０．８０ｍｍ大きいのが好ましく、少なくとも１．３０ｍｍ大きいのがより好ましい。
【００２９】
本方法のさらなる実施形態によれば、組み立てステップは、形成された燃料チャネルの高方部の外側横断面積が下方部の外側横断面積と同じであるかまたは少なくとも実質的に同じであるように行われる。このようにして、高方部の内部横断面積を大きくすると同時に平滑な外部表面が得られる。
【００３０】
このように外側横断面積は、燃料チャネルの壁の外側によって囲まれた面積であり、燃料チャネルの壁は前記少なくとも第１および第２のシートによって形成される。
【００３１】
ここで「実質的に同じ」とは、高方部の外側横断面積と下方部の外側横断面積との差が０．５０％未満であることを意味する。この差は、０．２５％未満であるのが好ましく、差が０であるのがより好ましい。
【００３２】
上記のように、燃料チャネルは、長方形の横断面形状を有するのが好ましく、正方形の横断面形状を有するのがより好ましい。この場合、高方部の外側横断面積が下方部の外側横断面積と少なくとも実質的に同じである場合、高方部の対向する２つの外側部間の距離と下方部の対向する２つの外側部間の距離との差は０．５ｍｍ未満であるのが好ましく、０．４ｍｍ未満であるのがより好ましく、０．０ｍｍであるのが最も好ましい。
【００３３】
代替的な実施形態によれば、組み立てステップは、形成された燃料チャネルの高方部の外側横断面積が下方部の外側横断面積より小さくなるように行われる。高方部の外側横断面積をより小さくすることによって、運転中に燃料アセンブリを取り囲む水が、燃料アセンブリ内に配置された燃料棒により近くなる。これは、燃料棒の減速の改良をもたらす。本実施形態においては、下方部の外側横断面積は上方部の外側横断面積より例えば０．６〜４．０％、好ましくは１．０〜４．０％、より好ましくは１．５〜３．０％大きくてもよい。燃料チャネルの横断面形状が長方形である場合、特に横断面形状が正方形である場合には、下方部の対向する２つの外側部間の距離は上方部の対向する２つの外側部間の距離より少なくとも０．６０ｍｍ大きいのが好ましく、少なくとも０．８０ｍｍ大きいのがより好ましく、少なくとも１．３０ｍｍ大きいのが最も好ましい。本実施形態によれば、高方部の横断面内側面積は、下方部の横断面内側面積と同じ（または少なくとも実質的に同じ）であるか、または下方部の横断面内側面積より大きくてもよい。高方部の横断面内側面積が下方部の横断面内側面積と同じである場合、例えば高方部および下方部に配置されるスペーサ格子に同じ寸法を用いることが可能である。
【００３４】
本方法のさらなる実施形態によれば、前記少なくとも１つの第１のシートは前記少なくとも１つの第２のシートと両シートが平坦なときに接合され、その後、接合されたシートが場合によっては他の要素と一緒に構成されて設けられ、その結果内側スペースを取り囲む燃料チャネルが形成される。両シートが平坦なときにシートを互いに接合することが容易であることが分かっている。したがって本実施形態は、シートを接合する単純なやり方を提供する。
【００３５】
代替的なやり方によれば、少なくとも１つの第１のシートが内側スペースを取り囲む燃料アセンブリの下方部に形成され、少なくとも１つの第２のシートが内側スペースを取り囲む燃料アセンブリの高方部に形成され、その後、このように形成された下方部および高方部が互いに接合される。
【００３６】
本発明は、沸騰水型原子炉の燃料アセンブリの燃料チャネルにも関する。燃料チャネルは、使用時に実質的に垂直方向に対応する長さ方向を定める。燃料チャネルは、
Ｚｒベースの材料の少なくとも１つの第１のシートであって、第１の厚みを有する、少なくとも１つの第１のシートと、
Ｚｒベースの材料の少なくとも１つの第２のシートであって、前記少なくとも１つの第２のシートは、第２の厚みを有し、前記第２の厚みは前記第１の厚みより小さい、少なくとも１つの第２のシートと、
を含み、
前記少なくとも１つの第１のシートおよび前記少なくとも１つの第２のシートは、考えられるさらなる要素と一緒に前記燃料チャネルを形成するように成形されて設けられ、前記少なくとも１つの第１のシートは燃料チャネルの下方部を形成し、前記少なくとも１つの第２のシートは燃料チャネルの高方部を形成し、前記少なくとも１つの第１のシートは前記少なくとも１つの第２のシートと接合されており、その結果、形成された継手が前記少なくとも１つの第１のシートが前記少なくとも１つの第２のシートと接合されている箇所に設けられ、前記継手は、前記下方部と前記高方部との間の継手も形成し、
前記下方部と前記高方部との間の継手は、下方部が燃料チャネルの長さの２０〜７５％を構成するように位置する。
【００３７】
このような燃料チャネルは、燃料チャネルを製造する方法と関連して前述した特性に対応する有利な特性を有する。
【００３８】
燃料チャネルのさらなる実施形態は、従属クレームに規定され、本発明による方法の実施形態と関連して前述した利点に対応する利点を有する。
【００３９】
本発明は、沸騰水型原子炉の燃料アセンブリにも関する。燃料アセンブリは、
互いに実質的に平行に設けられた複数の燃料棒であって、核燃料物質を含む、燃料棒と、
燃料棒を互いに対して所定の位置に保持するように設けられた複数のスペーサ格子と、
上述の燃料チャネルであって、前記燃料棒と前記スペーサ格子とを取り囲むように設けられた、燃料チャネルと、
を含む。
このような燃料アセンブリは、燃料チャネルおよび燃料チャネルを製造する方法と関連して上に説明したような有利な特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の燃料アセンブリの一実施形態に係る概略的側断面図である。
【図２】図１の燃料チャネルの第１のシートと第２のシートとが接合される領域の概略的側断面図である。
【図３】燃料チャネルの別の実施形態に係る燃料チャネルの図２と類似の概略図である。
【図４】接合されて燃料チャネルを形成する２つの形材の概略的横断面図である。
【図５】互いに接合された後の形材の図４と同じ概略的横断面図である。
【図６】本発明の方法の一実施形態に係る概略的フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
ここで本発明の燃料アセンブリの実施形態を、まず図１および図２を参照して説明する。
【００４２】
図１は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の燃料アセンブリ８を概略的に示す。燃料アセンブリ８は、複数の燃料棒１８を含む。燃料棒１８は互いに実質的に平行に設けられ、実質的に燃料アセンブリ８の長さ方向ＬＤに延びる。燃料棒１８は、核燃料物質２０を含む（燃料棒１８のうちの１つの少数の燃料ペレットとして図示されるにとどまる）。複数のスペーサ格子２２が、燃料棒１８を互いに対して所定の位置に保持するように設けられる。燃料チャネル１０は、燃料棒１８とスペーサ格子２２とを取り囲むように設けられる。
【００４３】
燃料アセンブリ８は、底板２４および上板２８も含み、その間に燃料棒１８が設けられる。燃料アセンブリ８は、下方トランジションピース２６も含み、これが使用時に燃料アセンブリ８を通って流れる冷媒すなわち水の入口を形成する。
【００４４】
燃料アセンブリは１つ以上の水チャネル３０も含み、これを通って非沸騰水が流れうる。燃料アセンブリ８の頂部には、燃料アセンブリ８の輸送を容易にするために、ハンドル３２が設けられる。
【００４５】
図１は、本発明による燃料アセンブリの１つの可能な実施形態を示すにすぎない点に留意する必要がある。燃料アセンブリの他の設計も可能である。例えば、燃料アセンブリは、図１に示される種類の上板および底板を有する必要はない。例えば、代替的実施形態によれば、燃料アセンブリは、図１に示すような上板２８を一切有しない。代わりに、スペーサ格子２２によって燃料棒１８が適所に保たれ、例えば上方持上デバイスまで延びる（非沸騰水用の）１つ以上の水チャネルによって、または一端が水チャネル（単数または複数）に取り付けられ、他端が上方持上デバイスに取り付けられた支持要素（例えば支持棒）によって燃料アセンブリ全体が一緒に保たれてもよい。
【００４６】
図１に示される燃料チャネル１０（この燃料チャネル１０は、本発明による燃料チャネルの一実施形態を示す）は、Ｚｒベースの材料の少なくとも１つの第１のシート１１を含む。第１のシート１１は、第１の厚みＴを有する。１つ以上のこのような第１のシート１１が、燃料チャネルの下方部ＬＰを形成する。
【００４７】
燃料チャネル１０は、Ｚｒベースの材料の少なくとも１つの第２のシート１２も含む。第２のシート１２は、第２の厚みｔを有する。第２の厚みｔは、第１の厚みＴ未満である。１つ以上の前記第２のシート１２が、燃料チャネル１０の高方部ＨＰを形成する。
【００４８】
１つ以上の第１のシート１１および１つ以上の第２のシート１２は、溶接継手１４が形成されるように溶接によって互いに接合される。溶接継手１４は、例えばＴＩＧ溶接によって形成されうる。このように溶接継手１４は、少なくとも１つの第１のシート１１が少なくとも１つの第２のシート１２と接合されている箇所に設けられる。したがって溶接継手１４は、前述の下方部ＬＰと高方部ＨＰとの間の継手も形成する。
【００４９】
第１のシート（単数または複数）１１の厚みＴは、例えば２．５０ｍｍとすることができる。第２のシート（単数または複数）１２の厚みｔは、例えば１．６０ｍｍとすることができる。
【００５０】
図１に示した実施形態によれば、燃料チャネル１０全体が、記載された２つの異なる厚みのシートで製造される。しかし、前述したように、燃料チャネルのさらなるセクションが存在し、燃料チャネルを構成するシートのさらなる厚みが伴うことも本発明の範囲内である。
【００５１】
燃料チャネル１０は長さがＬであり、これは例えば４．０ｍでありうる。下方部ＬＰは、第１の厚みＴのシート（単数または複数）１１で製造され、長さがｌ１である。高方部ＨＰは、第２の厚みｔのシート（単数または複数）１２で製造され、長さがｌ２である。ｌ１は例えば１．６ｍとすることができ、ｌ２は例えば２．４ｍとすることができる。
【００５２】
図１および図２に示した実施形態では、燃料チャネル１０の高方部ＨＰの横断面内側面積は、下方部ＬＰの横断面内側面積より大きい。高方部ＨＰの外側横断面積は、下方部ＬＰの外側横断面積と同じである。
【００５３】
燃料チャネル１０は、横断面形状が正方形でありうる。図２は、そのような燃料チャネル１０の側断面図を概略的に示す。下方部ＬＰの対向する２つの外側部間の距離Ｄｘは、例えば１４０ｍｍとすることができる。高方部ＨＰの対向する２つの外側部間の距離は、図２のｄｘによって示される。このように本実施形態によれば、Ｄｘはｄｘに等しい。
【００５４】
本実施形態によれば、下方部ＬＰの対向する２つの側部間の内側距離Ｄｉは、１３５ｍｍとすることができる。高方部ＨＰの対向する２つの側部間の内側距離ｄｉは、本実施形態によれば、１３６．８ｍｍとすることができる。
【００５５】
図３は、本発明の燃料チャネル１０の別の実施形態の図２と同じ図を示す。本実施形態によれば、燃料チャネル１０は、内側横断面積が一定である。燃料チャネル１０は、本実施形態でも横断面形状が正方形である。下方部ＬＰの対向する２つの外側部間の距離Ｄｘは、本実施形態においても例えば１４０ｍｍとすることができる。下方部ＬＰの対向する２つの側部間の内側距離Ｄｉは、１３５ｍｍとすることができる。したがって本実施形態によれば、高方部ＨＰの対向する２つの側部間の内側距離ｄｉも１３５ｍｍとすることができる。高方部ＨＰの対向する２つの外側部間の距離ｄｘは、本実施形態によれば１３８．２ｍｍとすることができる。
【００５６】
さらなる実施形態（図示せず）によれば、燃料チャネル１０の設計は、図２および図３に示した実施形態の中間である。本実施形態でも、燃料チャネル１０は横断面形状が正方形でありうる。下方部ＬＰの対向する２つの外側部間の距離Ｄｘは、本実施形態においても例えば１４０ｍｍとすることができる。下方部ＬＰの対向する２つの側部間の内側距離Ｄｉは、１３５ｍｍとすることができる。本実施形態によれば、高方部ＨＰの対向する２つの側部間の内側距離ｄｉは、１３５．９ｍｍとすることができる。高方部ＨＰの対向する２つの外側部間の距離ｄｘは、本実施形態によれば１３９．１ｍｍとすることができる。
【００５７】
次に図６のフローチャートならびに図４および図５を参照して、本発明による方法の一実施形態を説明する。
【００５８】
本実施形態によれば、Ｚｒベースの材料の第１のフラットシート１１が提供される。第１のシート１１は、第１の厚みＴを有する。
【００５９】
同じＺｒベースの材料の第２のフラットシート１２が提供される。第２のシート１２は、Ｔ未満である第２の厚みｔを有する。これらのシートは、溶接によって互いに接合される。このようにして第１のフラット結合シート１１、１２が得られる。
【００６０】
第２のこのような結合シート１１、１２を形成するために、上記ステップが繰り返される。第１の結合シートは、図４の上部に示すようにＵ形材に成形される。第２の結合シートも、図４の下部に示すようにＵ形材に成形される。その後これらの２つのＵ形材が、図５に示すように溶接により接合される。このようにして２つの溶接継手３４が生産され、燃料チャネル１０の（および燃料チャネル１０が燃料アセンブリ８の一部であるときには燃料アセンブリ８の）長さ方向ＬＤに延びる。燃料チャネル１０は、内側スペース１６を形成する。
【００６１】
様々な部分の寸法は、例えば燃料チャネル１０および燃料アセンブリ８の実施形態において上に示した通りに選択される。したがって形成された燃料チャネル１０は、例えば高方部ＨＰの横断面内側面積が下方部ＬＰの横断面内側面積より大きくなりうる。高方部ＨＰの外側横断面積は、例えば下方部ＬＰの外側横断面積と同じであってもよい。
【００６２】
上に示したように、本発明により燃料チャネル１０を製造するその他の様式が存在する。したがって、例えば第１の厚みＴの第１のシート１１の２つのＵ形材をまず形成し、それからこれらの２つのＵ形材を接合することが可能である。この後、第２の厚みｔの第２のシート１２でもう２つのＵ形材が形成され、これらのＵ形材が接合される。このようにして、下方部ＬＰを形成すべき１つの燃料チャネルセクションが形成され、高方部ＨＰを形成すべき１つの燃料チャネルセクションが形成される。その後、これらの２つのセクションが溶接によって互いに接合される、すなわち継手１４が形成される。
【００６３】
本発明は、本明細書に記載の例に限定されず、以下の特許請求の範囲内で変更および修正されることができる。
【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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【図６】
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