(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器内の炉心の上方に装備されるチムニ内に配置され、前記炉心の中央部の上方に設けられ、前記炉心からの冷却材が流れる第１流路と、
前記チムニ内に配置され、前記炉心の周辺部の上方に設けられ、前記炉心からの前記冷却材が流れ、前記冷却材の流れ方向に垂直な断面積が前記第１流路より大きい第２流路とを有し、
前記第１流路の前記冷却材の流れ方向に垂直な断面が第１矩形であり、前記第２流路の前記冷却材の流れ方向に垂直な断面が第２矩形であり、前記第１矩形の最も長い辺の長さは、前記第２矩形の最も長い辺の長さより短いことを特徴とする原子炉のチムニ内の流路形成装置。
【請求項２】
前記炉心の前記中央部と前記周辺部の間の上方に設けられ、前記炉心からの前記冷却材が流れ、前記冷却材の流れ方向に垂直な断面積が前記第１流路より大きく前記第２流路より小さい第３流路をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の流路形成装置。
【請求項３】
前記第３流路の前記冷却材の流れ方向に垂直な断面が第３矩形であり、前記第１矩形の最も長い辺の長さは、前記第３矩形の最も長い辺の長さより短いことを特徴とする請求項２に記載の流路形成装置。
【請求項４】
冷却材を収容可能な原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器内に配置され、前記冷却材を加熱して液体から蒸気を発生させる炉心と、
前記原子炉圧力容器内で前記炉心の上方に配置され、前記液体の対流を促進するチムニとを有する自然循環型沸騰水型原子炉において、
前記チムニが、
前記炉心の中央部の上方に設けられ、前記炉心からの冷却材が流れる第１流路と、
前記炉心の周辺部の上方に設けられ、前記炉心からの前記冷却材が流れ、前記冷却材の流れ方向に垂直な断面積が前記第１流路より大きい第２流路とを有し、
前記第１流路の前記冷却材の流れ方向に垂直な断面が第１矩形であり、前記第２流路の前記冷却材の流れ方向に垂直な断面が第２矩形であり、前記第１矩形の最も長い辺の長さは、前記第２矩形の最も長い辺の長さより短いことを特徴とする自然循環型沸騰水型原子炉。
【請求項５】
前記炉心の前記中央部と前記周辺部の間の上方に設けられ、前記炉心からの前記冷却材が流れ、前記冷却材の流れ方向に垂直な断面積が前記第１流路より大きく前記第２流路より小さい第３流路を、前記チムニがさらに有することを特徴とする請求項４に記載の自然循環型沸騰水型原子炉。
【請求項６】
前記第３流路の前記冷却材の流れ方向に垂直な断面が第３矩形であり、前記第１矩形の最も長い辺の長さは、前記第３矩形の最も長い辺の長さより短いことを特徴とする請求項５に記載の自然循環型沸騰水型原子炉。
【請求項７】
前記炉心の燃料集合体を、前記第１流路または前記第２流路を通して、前記原子炉圧力容器の外側に搬出可能であることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の自然循環型沸騰水型原子炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然循環型沸騰水型原子炉に関し、特に、原子炉のチムニ内の流路形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自然循環型沸騰水型原子炉では、原子炉圧力容器内の冷却材の循環流路を、炉心の上部に設けた円筒状のチムニ胴と炉心の周囲を囲う炉心シュラウドとを利用して形成している。炉心シュラウドとチムニとの外周面と、原子炉圧力容器内面との間の、ダウンカマと呼ばれている下降流路に冷却材を下降させ、炉心シュラウド内側とチムニの内側の上昇流路に冷却材を上昇させて、冷却材を自然循環させることで原子炉圧力容器において冷却材をを循環させている。
【０００３】
このような循環流路を自然循環型沸騰水型原子炉は原子炉圧力容器内に備えているので、炉心で核反応による熱を受けて加熱された冷却材が液体と蒸気を伴う気液二相流となって炉心からチムニ内を通る上昇流路にて上昇し、その気液二相流は液体と蒸気に気水分離器で分離されて、蒸気は原子炉圧力容器外のタービンなどに供給され、液体は下降流路に送られる。
【０００４】
下降流路では冷却材がチムニ内の冷却材よりも低温で蒸気を含まないので密度が大きく、この密度差に基づく自然循環力で冷却材が下降して行く。下降した冷却材の流れは原子炉圧力容器の底部で上昇に転じ、冷却材は再度炉心へ下方から入り加熱され上昇する。このように冷却材は、ポンプを利用しないで自然循環をすることができる（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００５】
その冷却材の自然循環力を向上させるために、チムニ内に流路隔壁でチムニ内の上昇流路を複数の直立した格子流路に仕切って、その複数の格子流路内に炉心から上昇してきた気液二相流を流して、冷却材を上昇させるようにした例もある（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−０９４７９３号公報
【特許文献２】特開平０６−２６５６６５号公報
【特許文献３】特公平０７−０２７０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このチムニ内に、格子状に仕切られた複数の直立した格子流路を設ける場合、格子流路に気液二相流が流れると、格子流路を構成する流路隔壁に圧力変動荷重が掛かることがわかった。
【０００８】
液体と蒸気が混合して流れる気液二相流は上昇するに従い発達し、それぞれの格子流路内の中央部が気相である蒸気で占められ、その蒸気の外側に流路隔壁の壁面に沿って液相である液体が存在するように、蒸気と液体とが分離状態で流れる環状流が生じる。この環状流の前後には、竹の節のように、流路断面内を液体が満たし、中央部に発達した蒸気を分断している。このような気液二相流は、チャーン流に近い流動様式となり、流路隔壁に圧力変動荷重が掛かる。
【０００９】
そして、この圧力変動荷重により、流路隔壁が振動する場合があることがわかった。この振動は、流路隔壁によって格子流路を仕切るための流路隔壁同士の接合部に長期的に損傷等の悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１０】
この振動を抑制するには、圧力変動荷重を分散させればよいので、格子流路の断面の大きさを均一にするように流路隔壁を構成することが考えられるが、流路隔壁の物量が増加する課題を生じる。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、流路隔壁の物量を小さくしながら、流路隔壁の振動を抑制することが可能な流路形成装置および自然循環型沸騰水型原子炉を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の流路形成装置および自然循環型沸騰水型原子炉の基本的要件は、原子炉圧力容器内の炉心の上方に装備されるチムニ内に配置され前記炉心の中央部の上方に設けられ前記炉心からの冷却材が流れる第１流路と、前記チムニ内に配置され前記炉心の周辺部の上方に設けられ前記炉心からの前記冷却材が流れ前記冷却材の流れ方向に垂直な断面積が前記第１流路より大きい第２流路とを有し、前記第１流路の前記冷却材の流れ方向に垂直な断面が第１矩形であり、前記第２流路の前記冷却材の流れ方向に垂直な断面が第２矩形であり、前記第１矩形の最も長い辺の長さは、前記第２矩形の最も長い辺の長さより短い構成にある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、流路隔壁の物量を小さくしながら、流路隔壁の振動を抑制することが可能な流路形成装置および自然循環型沸騰水型原子炉を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（自然循環型沸騰水型原子炉の概要）
次に、本発明の実施の形態に係る自然循環型沸騰水型原子炉１について、図１を参照しながら詳細に説明する。一般に、沸騰水型原子炉内の冷却材（軽水）の駆動方法は２通りあり、一つは再循環ポンプを用いて強制循環させる方法であり、もう一つは再循環ポンプを用いないで自然循環による方法である。本実施の形態は、後者の自然循環による方法である。
【００１５】
自然循環による方法は、冷却材を原子炉圧力容器６内に収容し、原子炉圧力容器６内に収納する炉心７で冷却材を加熱して液体から蒸気を発生させ、蒸気と飽和温度の液体の混合した密度の低い冷却材と、給水配管１６ｂから供給される給水と混合された液体の冷却材との比重差によって自然循環に必要な駆動力を得るものである。
【００１６】
自然循環型沸騰水型原子炉１は、円筒状の原子炉圧力容器６内に、炉心シュラウド８が、同心の円筒状に設けられている。この炉心シュラウド８は、その外側面と原子炉圧力容器６の内側面との間隙に環状空間を形成し、これをダウンカマ９という。また、炉心シュラウド８の内部には、多数の燃料集合体２１が配置された炉心７を収容している。
【００１７】
ダウンカマ９の上方には、復水器３から給水ポンプ４を介して、給水加熱器５で加熱の後、給水入口ノズル１７から原子炉圧力容器６内に供給される冷却材を配給する図示しない給水スパージャが円環状に設けられている。炉心シュラウド８は、シュラウドレグ８ａによって支持される。ダウンカマ９を下降した冷却材は、シュラウドレグ８ａ間の流路から、炉心７の下部の炉心下部プレナム１０に導き入れられる。
【００１８】
炉心７の下部には、炉心支持板２２を、上部には上部格子板２３を設け、燃料集合体２１と制御棒２４の横方向の配置を決めている。炉心支持板２２には、所定の間隔で円形の図示しない貫通孔が設けられ、その貫通孔に制御棒案内管２５が挿入され、制御棒案内管２５の下部は、原子炉圧力容器６の底部を貫通して制御棒２４を上下方向に動かす制御棒駆動機構２６を収容する制御棒駆動機構ハウジング２６ａの上部に組合わされている。
【００１９】
燃料集合体２１は、制御棒案内管２５の上端に取り付けられた図示しない燃料支持金具の上に据えられ、その荷重は制御棒案内管２５および制御棒駆動機構ハウジング２６ａを介して、原子炉圧力容器６の底部に伝えられる。
【００２０】
前記の燃料支持金具は、側面に冷却材入口を有し、そこに図示しないオリフィスが設けられて、冷却材流量を規制している。燃料支持金具の冷却材入口に対応する制御棒案内管２５の側面には開口が設けられ、炉心下部プレナム１０に導かれた冷却材が燃料支持金具を経て、燃料集合体２１内に導かれる。個々の燃料集合体２１は、図示しない四角筒のチャンネルボックスで囲われ軸方向の個別の流路を形成しており、チャンネルボックスは上部格子板２３の上面まで到る構成をしている。前記制御棒２４は図示しない中性子吸収物質を含む有効部を有し、その有効部が前記チャンネルボックスの外面をガイドとして、周囲の４体の燃料集合体２１間に挿入される。
【００２１】
さらに、炉心７内には、中性子検出器を複数含み出力領域の中性子束を計測するＬＰＲＭ（Local Power Range Monitor：局部出力領域モニタ）検出器集合体３３が、配置されている。ＬＰＲＭ検出器集合体３３は、その下部が圧力容器６の底部に設けられた貫通孔を通る炉内核計装ハウジング３３ａに収容され、信号ケーブルが炉内核計装ハウジング３３ａの下端から出ている。
【００２２】
炉心７の上には、炉心７から出た気液二相流の冷却材を上方に導く流路を確保し、冷却材の対流を促進し、自然循環駆動力を増加させるチムニ１１が設けられている。チムニ１１は、原子炉圧力容器６と同心の円筒状のチムニ胴１１ｄを有し、その内部に、流路隔壁Ｒで仕切ることにより格子流路Ｃ０とＣ１を形成する流路形成装置１１ａを有している。なお、個々の格子流路Ｃ０とＣ１を上方に流れる冷却材はチムニ１１内の上部で合流するように、チムニ１１の上部に上部プレナム１１ｃが設けられている。上部格子板２３とチムニ１１の下端とは、ダウンカマ９を下降する冷却材と、炉心７から上昇する冷却材とが混じらないような組み合わせ構造になっている。
【００２３】
チムニ１１の上端は、シュラウドヘッド１２ａで閉じられる。シュラウドヘッド１２ａには、所定の数の冷却材通過用の孔が設けられ、その孔はスタンドパイプ１２ｂを介して気液二相流から飽和蒸気と飽和水とに分離する気水分離器１２につながっている。気水分離器１２の上部には、蒸気乾燥器１３が設けられ、気水分離器１２を出た飽和蒸気に含まれる湿分を除去し、蒸気ドーム１４、蒸気出口ノズル１５、主蒸気配管１６ａを経て、タービン２に飽和蒸気を送る。なお、シュラウドヘッド１２ａとスタンドパイプ１２ｂと気水分離器１２は一体に組み立てられており、燃料交換時には、一体でチムニ１１の上端から取り外し可能な構成である。
【００２４】
自然循環型沸騰水型原子炉１においては、給水入口ノズル１７から供給される冷却材は、気水分離器１２で分離された飽和水と混合し、方向Ａにダウンカマ９を下降する。シュラウドレグ８ａの図示しない間隙によって構成される流路から、冷却材は、炉心シュラウド８内に流入し、炉心７によって加熱される。炉心７からの加熱によって、冷却材は、方向Ｂ１とＢ２に流れる飽和状態の気液二相流となる。この気液二相流は格子流路Ｃ０とＣ１、上部プレナム１１ｃ、スタンドパイプ１２ｂを経て、気水分離器１２に達し、気水分離器１２によって、方向Ｃに流れる飽和蒸気と、方向Ｄに流れる飽和水に分離される。分離された飽和蒸気は、蒸気乾燥器１３を経て、蒸気出口ノズル１５から主蒸気配管１６ａによってタービン２に導かれ発電に供される。
【００２５】
一方、分離された飽和水は、原子炉圧力容器６内の冷却材に混合され、給水入口ノズル１７から供給される冷却材と更に混合されて、再びダウンカマ９を下降して原子炉圧力容器６内を循環する。
【００２６】
（チムニの構造）
図２の（ａ）と（ｂ）に示すように、チムニ１１は、チムニ胴１１ｄと流路形成装置１１ａとを有している。チムニ胴１１ｄは円筒状の形状をしており、この円筒内の空間に上方から見て矩形の格子流路Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２を有する流路形成装置１１ａが配備されている。
【００２７】
図２の（ａ）と図３に示すように、流路形成装置１１ａには、等間隔で平行な列線Ｒ１乃至Ｒ９と、等間隔で平行な行線Ｌ１乃至Ｌ９とを設定することができる。列線Ｒ１乃至Ｒ９の間隔と、行線Ｌ１乃至Ｌ９の間隔は等しい。列線Ｒ１乃至Ｒ９と行線Ｌ１乃至Ｌ９とは直角に交わる。列線Ｒ５と行線Ｌ５とは、チムニ胴１１ｄの円筒の中心の近傍を通る。
【００２８】
そして、隣り合う２本の列線と、隣り合う２本の行線とで囲まれそれぞれが合同の関係にある複数の正方形の領域Ａ１乃至Ａ１５を設定することができる。なお、チムニ１１は円柱形であり、４分の１円分のみ考慮すれば他の領域は円の対称性により類推できるので、対称的に同一符号の領域Ａ１乃至Ａ１５を配置している。
【００２９】
格子流路Ｃ０は、領域Ａ１、Ａ２、Ａ５、Ａ６、Ａ１１、Ａ１２、Ａ１５にそれぞれ１つずつ形成されている。格子流路Ｃ１は、領域Ａ３、Ａ４、Ａ７、Ａ８の４つの領域にわたる領域に１つ形成されている。格子流路Ｃ２は、領域Ａ９、Ａ１０、Ａ１３、Ａ１４の４つの領域にわたる領域に１つ形成されている。
【００３０】
そして、まず、格子流路Ｃ０を形成するために、流路形成装置１１ａには、列線Ｒ１乃至Ｒ９上に、それぞれ等間隔で平行になるように流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９が配置されている。また、流路形成装置１１ａには、行線Ｌ１乃至Ｌ９上に、それぞれ等間隔で平行になるように流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９が配置されている。なお、便宜上、列線Ｒ１乃至Ｒ９、行線Ｌ１乃至Ｌ９と流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９とＬ１乃至Ｌ９とは一対一に対応するので同じ符号を用いている。流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９の間隔と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の間隔とは等しい。流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９とＬ１乃至Ｌ９とは金属製の板であり、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９とを溶接等により接合することで、格子流路Ｃ０が形成される。流路形成装置１１ａは溶接構造になっている。
【００３１】
次に、格子流路Ｃ１を形成するために、領域Ａ３、Ａ４、Ａ７、Ａ８を互いに隔てる流路隔壁を取り除いている。具体的には、流路隔壁Ｒ１とＲ３との間と、流路隔壁Ｒ７とＲ９との間の流路隔壁Ｌ４を取り除き、流路隔壁Ｒ１とＲ３との間と、流路隔壁Ｒ７とＲ９との間の流路隔壁Ｌ６を取り除き、流路隔壁Ｌ３とＬ７との間の流路隔壁Ｒ２を取り除き、流路隔壁Ｌ３とＬ７との間の流路隔壁Ｒ８を取り除いている。
【００３２】
さらに、格子流路Ｃ２を形成するために、領域Ａ９、Ａ１０、Ａ１３、Ａ１４を互いに隔てる流路隔壁を取り除いている。具体的には、流路隔壁Ｒ３とＲ７との間の流路隔壁Ｌ２を取り除き、流路隔壁Ｒ３とＲ７との間の流路隔壁Ｌ８を取り除き、流路隔壁Ｌ１とＬ３との間と、流路隔壁Ｌ７とＬ９との間の流路隔壁Ｒ４を取り除き、流路隔壁Ｌ１とＬ３との間と、流路隔壁Ｌ７とＬ９との間の流路隔壁Ｒ６を取り除いている。
【００３３】
以上により、チムニ１１内の領域Ａ１乃至Ａ１５が格子状に仕切られ、炉心９の上方に直立した大きさの異なる格子流路Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２が複数形成される。格子流路Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２には、炉心７からの前記冷却材が流れる。
【００３４】
格子流路Ｃ０は、チムニ１１の中央部に設けられている。中央部には、領域Ａ１が含まれ、領域Ａ１に隣接する領域が含まれていてもよい。格子流路Ｃ１とＣ２とは、チムニ１１の周辺部に設けられている。周辺部は中央部の外側に位置している。格子流路Ｃ１、Ｃ２の図１の冷却材の流れ方向Ｂ２に垂直な断面積が、格子流路Ｃ０の冷却材の流れ方向Ｂ１に垂直な断面積より大きい。また、格子流路Ｃ０の冷却材の流れ方向Ｂ１に垂直な断面は矩形であり、格子流路Ｃ１、Ｃ２の冷却材の流れ方向Ｂ２に垂直な断面も矩形である。格子流路Ｃ０の矩形の最も長い辺の長さは、格子流路Ｃ１、Ｃ２の矩形の最も長い辺の長さより短い。
【００３５】
原子炉圧力容器６内での冷却材の流れは、ダウンカマ９での図１の方向Ａの下降流と炉心７とチムニ１１の内側での方向Ｂ１とＢ２の上昇流に分けられ、上昇流は炉心７で発生した蒸気を含むため、下降流と比べ密度が小さい。そのため、ダウンカマ９とチムニ１１の内側とで水頭圧の差ができ、冷却材はダウンカマ９を下降し炉心下部プレナム１０から反転上昇して炉心７へ流れ込む。このように自然循環型沸騰水型原子炉１は、冷却材の密度差を利用して対流を起こし、冷却材を自然循環させる。チムニ１１内の冷却材の密度は、蒸気により低くなるものの、チムニ１１の径方向で均一ではない。これは、炉心７での発熱量が、炉心７の中央部で高く、周辺部で低いからである。この炉心７の横断面内での温度の分布により、冷却材は、中央部で周辺部より加熱される。そして、冷却材は、中央部で周辺部より多くの蒸気を発生させ、密度が低くなる。ダウンカマ９との水頭圧の差は、中央部の方が、周辺部より大きくなる。冷却材の流速は、中央部の方向Ｂ１の上昇流の方が、周辺部の方向Ｂ２の上昇流より速くなる。
【００３６】
すなわち、図４に示すように、チムニ１１内において、冷却材の流速は、中心で最も速く、中央部から周辺部に向かうにしたがい遅くなっていく。このように、流速に遅速の分布があると、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９がない場合は、方向Ｂ１とＢ２の方向が曲げられて、上昇流が乱れて、上昇流の流速が低下してしまう。流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９をチムニ１１内に設けることにより、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９をチムニ１１で仕切られた流路Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２それぞれの中での流速の遅速の分布は小さくなり、上昇流の流速は低下しない。
【００３７】
一方、流速に遅速の分布があっても、流速が全体的に遅ければ、上昇流の乱れは抑えられる。チムニ１１の周辺部に注目すれば、周辺部全域は、流速が全体的に遅くなっていると考えられる。したがって、周辺部では、上昇流の乱れは流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９がなくても小さい。そこで、周辺部の流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９を省くことができる。周辺部に配置された格子流路Ｃ１とＣ２は、中央部に配置された格子流路Ｃ０より、横断面積を大きく設定することができる。
【００３８】
このようにチムニ１１内に、格子流路Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２を設ける場合、上昇流は、気液二相流となっているので、チャーン流に近い流動様式になり、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９に圧力変動荷重による分布荷重が掛かっている。
【００３９】
図５に示すように、分布荷重は、チムニ１１内において、蒸気の発生量の多い中心で最も大きく、中央部から周辺部に向かうにしたがい小さくなっていく。分布荷重が大きいと、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９が大きく振動する。振動が大きいと、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９との接合部に長期的に損傷等の悪影響を及ぼす可能性がある。接合部の損傷をなくすためには、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９の互いの間隔と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の互いの間隔とを狭くして、接合部に掛かる荷重を減らせばよい。逆に、中央部で、接合部に掛かる荷重を十分に減らせる程度に流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９の互いの間隔と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の互いの間隔が設定してあれば、周辺部においては、中央部よりさらに接合部に掛かる荷重が低くなっているので、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９の互いの間隔と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の互いの間隔を、中央部より広げることができる。すなわち、周辺部においては、中央部より、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９の互いの間隔と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の互いの間隔を広げても、接合部に掛かる荷重は中央部と同程度かそれより小さく設定することができる。そこで、周辺部の流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９を省くことができ、周辺部に配置された格子流路Ｃ１とＣ２は、中央部に配置された格子流路Ｃ０より、横断面積を大きく設定することができる。また、格子流路Ｃ０の横断面の矩形の最も長い辺の長さより、格子流路Ｃ１、Ｃ２の横断面の矩形の最も長い辺の長さを、長く設定することができる。
【００４０】
図６に示すように、流路隔壁Ｒ５乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ５の配置は、炉心７の燃料集合体２１と制御棒２４の配置と関係付けられている。図６は、炉心７の横断面における燃料集合体２１と制御棒２４の配置と、チムニ１１の横断面における流路隔壁Ｒ５乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ５の配置とを重ねて示したものである。
【００４１】
燃料集合体２１は４体を２×２配列され、その４体で形成される十字形状の隙間に、十字形状の制御棒２４が挿入されている。この４体の燃料集合体２１と挿入される燃料棒２４とを単位セルとする制御棒セルが構成されている。領域Ａ１乃至Ａ１５には、制御棒セルが２×２配列で４セル配置されている。すなわち、各領域Ａ１乃至Ａ１５にはそれぞれ、４×４配列で１６体の燃料集合体２１が配置されている。また、チムニ胴１１ｄと、流路隔壁Ｒ５乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ５とで囲まれた領域にも、燃料集合体２１と制御棒２４が制御棒セルの配列に準じて配列されている。流路隔壁Ｒ５乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ５は、領域Ａ１乃至Ａ１５を分割するように配置されているので、流路隔壁Ｒ５乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ５は、燃料集合体２１と制御棒２４の上を横切らないような配置となっている。このように横切らない配置にすることで、炉心７の燃料集合体２１と制御棒２４を、格子流路Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２を通して、原子炉圧力容器６の外側に搬出することができる。すなわち、燃料集合体２１と制御棒２４の炉心７に対しての装荷・引き抜きに際して、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９を、原子炉圧力容器６の外に取り出す必要がない。
【００４２】
したがって、本発明の実施の形態によれば、チムニ１１内の格子流路Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２の横断面の面積を不均一とし、周辺部の格子流路Ｃ１、Ｃ２の面積を中央部の格子流路Ｃ０の面積より大きくすることで、圧力変動荷重による流力振動を大きくすることなく、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の金属部材の物量を低減でき、材料／製造コストを低減することができる。流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の接合部も減るので、加工／溶接／組み立てに要する時間を減らすことができる。
【００４３】
（流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９の配置の変形例１）
図７に、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９の配置の変形例を示す。図３の配置と比較して異なる点は、格子流路Ｃ３が、新たに、領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１５の３つの領域にわたる領域に形成されている点である。
【００４４】
そして、格子流路Ｃ３を形成するために、領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１５を互いに隔てる流路隔壁を取り除いている。具体的には、Ｒ２とＲ３との間と、Ｒ７とＲ８との間の流路隔壁Ｌ２とＬ８とを取り除き、Ｌ２とＬ３との間と、Ｌ７とＬ８との間の流路隔壁Ｒ２とＲ８とを取り除いている。
【００４５】
以上により、格子流路Ｃ３が新たに形成され、格子流路Ｃ３に、炉心７からの冷却材が流れる。格子流路Ｃ３は、格子流路Ｃ１、Ｃ２と同様に、チムニ１１の周辺部に設けられている。格子流路Ｃ３の図１の冷却材の流れ方向Ｂ２に垂直な横断面積は、格子流路Ｃ０の冷却材の流れ方向Ｂ１に垂直な横断面積より大きい。また、格子流路Ｃ３の横断面の６角形の最も長い辺の長さは、格子流路Ｃ０の矩形の最も長い辺の長さより長い。チムニ１１の周辺部では、周辺部全域において、流速が全体的に遅くなっており、上昇流の乱れは流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９がなくても小さい。そこで、周辺部の流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９を省くことができ、周辺部に配置された格子流路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を、中央部に配置された格子流路Ｃ０より、横断面積で大きく設定することができる。
【００４６】
また、格子流路Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を流れる気液二相流はチャーン流に近い流動様式になり、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９に圧力変動荷重による分布荷重が掛かるが、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９との接合部に掛かる荷重は、周辺部においては、中央部より低くなっているので、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９の互いの間隔と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の互いの間隔を、中央部より広げることができる。そこで、周辺部の流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９を省くことができ、周辺部に配置された格子流路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、中央部に配置された格子流路Ｃ０より、横断面積で大きく設定することができる。また、格子流路Ｃ０の横断面の矩形の最も長い辺の長さより、格子流路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の横断面の図形の最も長い辺の長さを長く設定することができる。また、格子流路Ｃ３を通しても、炉心７の燃料集合体２１と制御棒２４を、原子炉圧力容器６の外側に搬出可能である。
【００４７】
したがって、本発明の実施の形態の変形例１によれば、チムニ１１内の格子流路Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の横断面の面積を不均一とし、周辺部の格子流路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の面積を中央部の格子流路Ｃ０の面積より大きくすることで、圧力変動荷重による流力振動を大きくすることなく、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の金属部材の物量をさらに低減でき、材料／製造コストをさらに低減することができる。流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の接合部もさらに減るので、加工／溶接／組み立てに要する時間をさらに減らすことができる。
【００４８】
（流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９の配置の変形例２）
図８に、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９の配置の変形例を示す。図７の変形例１の配置と比較して異なる点は、格子流路Ｃ３が、格子流路Ｃ３と、格子流路Ｃ３とチムニ胴１１ｄとの間に形成される格子流路とを合体して拡大し、図８上への記載では格子流路Ｃ３がなくなっている点である。
【００４９】
そして、図７の格子流路Ｃ３を拡大するために、図８に示すように領域Ａ１２、Ａ１５と外側の領域を隔てる流路隔壁を取り除いている。具体的には、Ｒ２とＲ３との間と、Ｒ７とＲ８との間の流路隔壁Ｌ１を取り除き、Ｒ１とＲ２との間と、Ｒ８とＲ９との間の流路隔壁Ｌ２を取り除き、Ｒ１とＲ２との間と、Ｒ８とＲ９との間の流路隔壁Ｌ８を取り除き、Ｒ２とＲ３との間と、Ｒ７とＲ８との間の流路隔壁Ｌ９を取り除き、Ｌ２とＬ３との間と、Ｌ７とＬ８との間の流路隔壁Ｒ１を取り除き、Ｌ１とＬ２との間と、Ｌ８とＬ９との間の流路隔壁Ｒ２を取り除き、Ｌ１とＬ２との間と、Ｌ８とＬ９との間の流路隔壁Ｒ８を取り除き、Ｌ２とＬ３との間と、Ｌ７とＬ８との間の流路隔壁Ｒ９を取り除いている。以上により、結果的に図７の格子流路Ｃ３は、図８においてはチムニ胴１１ｄまで拡大されたことになる。
【００５０】
したがって、本発明の実施の形態の変形例２によっても、さらに、周辺部の格子流路Ｃ３の面積を拡大しているので、変形例１の効果が得られるだけでなく、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の金属部材の物量をさらに低減でき、材料／製造コストをさらに低減することができる。流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の接合部もさらに減るので、加工／溶接／組み立てに要する時間をさらに減らすことができる。
【００５１】
（流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９の配置の変形例３）
図９に、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９の配置の変形例を示す。図３の配置と比較して異なる点は、格子流路Ｃ１とＣ２に替わって、新たに、格子流路Ｃ４乃至Ｃ７が形成されている点である。格子流路Ｃ４は隣接する２つの領域Ａ４にわたり形成されている。格子流路Ｃ５は、領域Ａ８、Ａ１２の２つの領域にわたる領域に形成されている。格子流路Ｃ６は、領域Ａ１４、Ａ１５の２つの領域にわたる領域に形成されている。格子流路Ｃ７は隣接する２つの領域Ａ１３にわたり形成されている。他の領域Ａ１乃至Ａ３、Ａ５乃至Ａ７、Ａ９乃至Ａ１１にはそれぞれ格子流路Ｃ０が形成されている。
【００５２】
そして、格子流路Ｃ４を形成するために、隣接する２つの領域Ａ４を互いに隔てる流路隔壁を取り除いている。具体的には、Ｒ１とＲ２との間と、Ｒ８とＲ９との間の流路隔壁Ｌ５を取り除いている。
【００５３】
格子流路Ｃ５を形成するために、領域Ａ８と領域Ａ１２とを互いに隔てる流路隔壁を取り除いている。具体的には、Ｒ１とＲ２との間と、Ｒ８とＲ９との間の流路隔壁Ｌ３とＬ７とを取り除いている。
【００５４】
格子流路Ｃ６を形成するために、領域Ａ１４と領域Ａ１５とを互いに隔てる流路隔壁を取り除いている。具体的には、Ｌ１とＬ２との間と、Ｌ８とＬ９との間の流路隔壁Ｒ３とＲ７とを取り除いている。
【００５５】
格子流路Ｃ７を形成するために、隣接する２つの領域Ａ１３を互いに隔てる流路隔壁を取り除いている。具体的には、Ｌ１とＬ２との間と、Ｌ８とＬ９との間の流路隔壁Ｒ５を取り除いている。
【００５６】
以上により、格子流路Ｃ４乃至Ｃ７が新たに形成され、格子流路Ｃ４乃至Ｃ７に、炉心７からの冷却材が流れる。格子流路Ｃ４乃至Ｃ７は、格子流路Ｃ１、Ｃ２と同様に、チムニ１１の周辺部に設けられている。格子流路Ｃ４乃至Ｃ７の横断面積は、格子流路Ｃ０の横断面積より大きい。また、格子流路Ｃ４乃至Ｃ７の横断面は長方形であり、その長方形の最も長い辺の長さは、格子流路Ｃ０の矩形の最も長い辺の長さより長い。チムニ１１の周辺部では、周辺部全域において、流速が全体的に遅くなっており、上昇流の乱れは流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９がなくても小さい。そこで、周辺部の流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９を省くことができ、周辺部に配置された格子流路Ｃ４乃至Ｃ７を、中央部に配置された格子流路Ｃ０より、横断面積で大きく設定することができる。
【００５７】
また、格子流路Ｃ０、Ｃ４乃至Ｃ７を流れる気液二相流はチャーン流に近い流動様式になり、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９に圧力変動荷重による分布荷重が掛かるが、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９との接合部に掛かる荷重は、周辺部においては、中央部より低くなっているので、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９の互いの間隔と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の互いの間隔を、中央部より広げることができる。そこで、周辺部の流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９を省くことができ、周辺部に配置された格子流路Ｃ４乃至Ｃ７は、中央部に配置された格子流路Ｃ０より、横断面積で大きく設定することができる。また、格子流路Ｃ０の横断面の矩形の最も長い辺の長さより、格子流路Ｃ４乃至Ｃ７の横断面の長方形の長辺の長さを長く設定することができる。また、格子流路Ｃ４乃至Ｃ７を通しても、炉心７の燃料集合体２１と制御棒２４を、原子炉圧力容器６の外側に搬出可能である。
【００５８】
したがって、本発明の実施の形態の変形例３によれば、チムニ１１内の格子流路Ｃ０、Ｃ４乃至Ｃ７の横断面の面積を不均一とし、周辺部の格子流路Ｃ４乃至Ｃ７の面積を中央部の格子流路Ｃ０の面積より大きくすることで、圧力変動荷重による流力振動を大きくすることなく、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の金属部材の物量を低減でき、材料／製造コストを低減することができる。流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の接合部も減るので、加工／溶接／組み立てに要する時間を減らすことができる。
【００５９】
（流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９の配置の変形例４）
図１０に、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９の配置の変形例を示す。図３の配置と比較して異なる点は、格子流路Ｃ１とＣ２に替わって、新たに、格子流路Ｃ８、Ｃ９が形成されている点である。格子流路Ｃ８は、領域Ａ４、Ａ８、Ａ１２の３つの領域にわたる領域に形成されている。格子流路Ｃ９は、領域Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５の３つの領域にわたる領域に形成されている。他の領域Ａ１乃至Ａ３、Ａ５乃至Ａ７、Ａ９乃至Ａ１１にはそれぞれ格子流路Ｃ０が形成されている。
【００６０】
そして、格子流路Ｃ８を形成するために、領域Ａ４、Ａ８、Ａ１２を互いに隔てる流路隔壁を取り除いている。具体的には、Ｒ１とＲ２との間と、Ｒ８とＲ９との間の流路隔壁Ｌ３、Ｌ４、Ｌ６、Ｌ７を取り除いている。
【００６１】
格子流路Ｃ９を形成するために、領域Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５を互いに隔てる流路隔壁を取り除いている。具体的には、Ｌ１とＬ２との間と、Ｌ８とＬ９との間の流路隔壁Ｒ３、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ７を取り除いている。
【００６２】
以上により、格子流路Ｃ８とＣ９が新たに形成され、格子流路Ｃ８とＣ９に、炉心７からの冷却材が流れる。格子流路Ｃ８とＣ９は、格子流路Ｃ１、Ｃ２と同様に、チムニ１１の周辺部に設けられている。格子流路Ｃ８とＣ９の横断面積は、格子流路Ｃ０の横断面積より大きい。また、格子流路Ｃ８とＣ９の横断面は長方形であり、その長方形の最も長い辺の長さは、格子流路Ｃ０の矩形の最も長い辺の長さより長い。チムニ１１の周辺部では、周辺部全域において、流速が全体的に遅くなっており、上昇流の乱れは流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９がなくても小さい。そこで、周辺部の流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９を省くことができ、周辺部に配置された格子流路Ｃ８とＣ９を、中央部に配置された格子流路Ｃ０より、横断面積で大きく設定することができる。
【００６３】
また、格子流路Ｃ０、Ｃ８とＣ９を流れる気液二相流はチャーン流に近い流動様式になり、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９に圧力変動荷重による分布荷重が掛かるが、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９との接合部に掛かる荷重は、周辺部においては、中央部より低くなっているので、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９の互いの間隔と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の互いの間隔を、中央部より広げることができる。そこで、周辺部の流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９を省くことができ、周辺部に配置された格子流路Ｃ８とＣ９は、中央部に配置された格子流路Ｃ０より、横断面積で大きく設定することができる。また、格子流路Ｃ０の横断面の矩形の最も長い辺の長さより、格子流路Ｃ８とＣ９の横断面の長方形の長辺の長さを長く設定することができる。また、格子流路Ｃ８とＣ９を通しても、炉心７の燃料集合体２１と制御棒２４を、原子炉圧力容器６の外側に搬出可能である。
【００６４】
したがって、本発明の実施の形態の変形例４によれば、チムニ１１内の格子流路Ｃ０、Ｃ８とＣ９の横断面の面積を不均一とし、周辺部の格子流路Ｃ８とＣ９の面積を中央部の格子流路Ｃ０の面積より大きくすることで、圧力変動荷重による流力振動を大きくすることなく、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の金属部材の物量を低減でき、材料／製造コストを低減することができる。流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の接合部も減るので、加工／溶接／組み立てに要する時間を減らすことができる。
【００６５】
（流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９の配置の変形例５）
図１１に、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９の配置の変形例を示す。図８の変形例２の配置と比較して異なる点は、格子流路Ｃ１とＣ２に替わって、新たに、格子流路Ｃ１０、Ｃ１１が形成されている点である。格子流路Ｃ１０は、領域Ａ４とＡ８の２つの領域にわたる領域に形成されている。格子流路Ｃ１１は、領域Ａ１３とＡ１４の２つの領域にわたる領域に形成されている。他の領域Ａ１乃至Ａ３、Ａ５乃至Ａ７、Ａ９とＡ１０にはそれぞれ格子流路Ｃ０が形成されている。
【００６６】
そして、格子流路Ｃ１０を形成するために、領域Ａ４とＡ８とを互いに隔てる流路隔壁を取り除いている。具体的には、Ｒ１とＲ２との間と、Ｒ８とＲ９との間の流路隔壁Ｌ４とＬ６とを取り除いている。
【００６７】
格子流路Ｃ１１を形成するために、領域Ａ１３とＡ１４とを互いに隔てる流路隔壁を取り除いている。具体的には、Ｌ１とＬ２との間と、Ｌ８とＬ９との間の流路隔壁Ｒ４とＲ６とを取り除いている。
【００６８】
以上により、格子流路Ｃ１０とＣ１１が新たに形成され、格子流路Ｃ１０とＣ１１に、炉心７からの冷却材が流れる。格子流路Ｃ１０とＣ１１は、格子流路Ｃ１、Ｃ２と同様に、チムニ１１の周辺部に設けられている。格子流路Ｃ１０とＣ１１の横断面積は、格子流路Ｃ０の横断面積より大きい。また、格子流路Ｃ１０とＣ１１の横断面は長方形であり、その長方形の最も長い辺の長さは、格子流路Ｃ０の矩形の最も長い辺の長さより長い。チムニ１１の周辺部では、周辺部全域において、流速が全体的に遅くなっており、上昇流の乱れは流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９がなくても小さい。そこで、周辺部の流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９を省くことができ、周辺部に配置された格子流路Ｃ１０とＣ１１を、中央部に配置された格子流路Ｃ０より、横断面積で大きく設定することができる。
【００６９】
また、格子流路Ｃ０、Ｃ１０とＣ１１を流れる気液二相流はチャーン流に近い流動様式になり、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９に圧力変動荷重による分布荷重が掛かるが、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９との接合部に掛かる荷重は、周辺部においては、中央部より低くなっているので、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９の互いの間隔と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の互いの間隔を、中央部より広げることができる。そこで、周辺部の流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９を省くことができ、周辺部に配置された格子流路Ｃ１０とＣ１１は、中央部に配置された格子流路Ｃ０より、横断面積で大きく設定することができる。また、格子流路Ｃ０の横断面の矩形の最も長い辺の長さより、格子流路Ｃ１０とＣ１１の横断面の長方形の長辺の長さを長く設定することができる。また、格子流路Ｃ１０とＣ１１を通しても、炉心７の燃料集合体２１と制御棒２４を、原子炉圧力容器６の外側に搬出可能である。
【００７０】
したがって、本発明の実施の形態の変形例５によれば、チムニ１１内の格子流路Ｃ０、Ｃ１０とＣ１１の横断面の面積を不均一とし、周辺部の格子流路Ｃ１０とＣ１１の面積を中央部の格子流路Ｃ０の面積より大きくすることで、圧力変動荷重による流力振動を大きくすることなく、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の金属部材の物量を低減でき、材料／製造コストを低減することができる。流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ９の接合部も減るので、加工／溶接／組み立てに要する時間を減らすことができる。
【００７１】
（流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９の配置の変形例６）
図１２に、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９の配置の変形例を示す。図７の変形例１の配置と比較して異なる点は、領域Ａ１において、格子流路Ｃ０に替わって、新たに、格子流路Ｃ１０１乃至Ｃ１０４が形成されている点である。４本の格子流路Ｃ１０１乃至Ｃ１０４は、領域Ａ１に２×２配列されている。図６の領域Ａ１を参照すれば、格子流路Ｃ１０１乃至Ｃ１０４のそれぞれ１つずつの配置位置には、４体の燃料集合体２１とそこに挿入される燃料棒２４とからなる制御棒セルが配置されている。
【００７２】
そして、格子流路Ｃ１０１乃至Ｃ１０４を形成するために、領域Ａ１をさらに分割する流路隔壁Ｒ１０とＬ１０を形成している。具体的には、Ｌ４とＬ６との間に、流路隔壁Ｒ４とＲ５との中間と流路隔壁Ｒ５とＲ６との中間とに位置する流路隔壁Ｒ１０を追加している。Ｒ４とＲ６との間に、流路隔壁Ｌ４とＬ５との中間と流路隔壁Ｌ５とＬ６との中間とに位置する流路隔壁Ｌ１０を追加している。
【００７３】
以上により、格子流路Ｃ１０１乃至Ｃ１０４が新たに形成され、格子流路Ｃ１０１乃至Ｃ１０４に、炉心７からの冷却材が流れる。格子流路Ｃ１０１乃至Ｃ１０４は、チムニ１１の中央部に設けられている。格子流路Ｃ１０１乃至Ｃ１０４の横断面積は、格子流路Ｃ０の横断面積より小さい。また、格子流路Ｃ１０１乃至Ｃ１０４の横断面は矩形であり、その矩形の最も長い辺の長さは、格子流路Ｃ０の矩形の最も長い辺の長さより短い。
【００７４】
チムニ１１の中央部では、流速が速くなっており、さらに速くなると、上昇流の乱れは流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９があっても大きい。そこで、中央部の領域Ａ１にさらに流路隔壁Ｒ１０とＬ１０を加える。中央部に配置された格子流路Ｃ１０１乃至Ｃ１０４を、周辺部に配置された格子流路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３より、さらには、中央部と周辺部の間の中間部に配置された格子流路Ｃ０より、横断面積で小さく設定することができる。
【００７５】
また、格子流路Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ１０１乃至Ｃ１０４を流れる気液二相流はチャーン流に近い流動様式になり、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ９、Ｌ１乃至Ｌ９に圧力変動荷重による分布荷重が掛かるが、流路隔壁Ｒ１０とＬ１０により接合部に掛かる荷重は、中央部においては、中間部と周辺部と同程度に低くできる。これは、格子流路Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の横断面の矩形の最も長い辺の長さより、格子流路Ｃ１０１乃至Ｃ１０４の横断面の矩形の長辺の長さを短く設定しているからである。また、格子流路Ｃ１０１乃至Ｃ１０４を通しても、炉心７の燃料集合体２１と制御棒２４を、原子炉圧力容器６の外側に搬出可能である。
【００７６】
したがって、本発明の実施の形態の変形例６によれば、チムニ１１内の格子流路Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ１０１乃至Ｃ１０４の横断面の面積を不均一とし、周辺部の格子流路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の面積を中間部の格子流路Ｃ０の面積より大きくし、中央部の格子流路Ｃ１０１乃至Ｃ１０４の面積を中間部の格子流路Ｃ０の面積より小さくすることで、圧力変動荷重による流力振動を大きくすることなく、流路隔壁Ｒ１０とＬ１０の金属部材の物量は増加するものの、トータルの流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ１０と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ１０の金属部材の物量は低減でき、材料／製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る自然循環型沸騰水型原子炉１の縦断面図である。
【図２】（ａ）はチムニ１１の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ方向の縦断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る流路形成装置１１ａの格子流路と流路隔壁の配置図である。
【図４】流路隔壁Ｌ４とＬ５の間の領域Ａ１乃至Ａ４に配置された格子流路を流れる冷却材の流速を示すグラフである。
【図５】格子流路に冷却材が流れると、領域Ａ１乃至Ａ４の流路隔壁Ｌ５に印加される分布荷重を示すグラフである。
【図６】炉心７の横断面における燃料集合体２１と制御棒２４の配置と、チムニ１１の横断面における流路形成装置１１ａの流路隔壁の配置とを重ねて示した配置図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る流路形成装置１１ａの格子流路と流路隔壁の配置図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る流路形成装置１１ａの格子流路と流路隔壁の配置図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る流路形成装置１１ａの格子流路と流路隔壁の配置図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る流路形成装置１１ａの格子流路と流路隔壁の配置図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る流路形成装置１１ａの格子流路と流路隔壁の配置図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る流路形成装置１１ａの格子流路と流路隔壁の配置図である。
【符号の説明】
【００７８】
６      原子炉圧力容器
７      炉心
８      炉心シュラウド
９      ダウンカマ
１１    チムニ
１１ａ  流路形成装置
１１ｄ  チムニ胴
２１    燃料集合体
２４    制御棒
Ａ１乃至Ａ１５  領域
Ｃ０乃至Ｃ１１、Ｃ１０１乃至Ｃ１０４  格子流路
Ｒ、Ｒ１乃至Ｒ１０、Ｌ１乃至Ｌ１０  流路隔壁
【図１】
0004392412.tif 000002
【図２】
0004392412.tif 000003
【図３】
0004392412.tif 000004
【図４】
0004392412.tif 000005
【図５】
0004392412.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004392412.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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