(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子燃料を充填した複数の燃料棒が互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒の下部を保持するネットワーク部と、
このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、
前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、
前記仕切り板に設けられ前記複数の燃料棒の下部端栓と複数の筒状フィルタを貫通固定させる穴と、を有し、
前記複数の筒状フィルタは、前記仕切り板の下方および上方に開口部を有するとともに上端部は閉じていて前記仕切り板の上方の前記開口部は前記筒状フィルタの側面に設けられていること、
を特徴とする原子燃料集合体下部タイプレート。
【請求項２】
請求項１に記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、あらかじめ前記仕切り板に前記筒状フィルタを取り付けた後に、前記仕切り板と、前記ネットワーク部と、前記ノズル部とを互いに結合してなること、を特徴とする原子燃料集合体下部タイプレート。
【請求項３】
請求項１または２に記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、前記筒状フィルタは、上端に向かって次第に細く形成されていること、を特徴とする原子燃料集合体下部タイプレート。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、
前記筒状フィルタは、前記仕切り板への取り付け部の上方が前記仕切り板への取り付け部の下方よりも細く形成されており、
前記仕切り板には、前記仕切り板の上方は貫通しかつ前記仕切り板の下方は貫通しない大きさの穴を有すること、
を特徴とする原子燃料集合体下部タイプレート。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、前記筒状フィルタの周囲に環状の水平板が取り付けられており、この水平板が前記仕切り板と結合されていること、を特徴とする原子燃料集合体下部タイプレート。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、
前記筒状フィルタは、下端に設けられた下向き開口部と、前記下向き開口部から上方に向かって滑らかに流路面積が縮小する第１の縮流部と、前記縮流部の上方でかつ前記仕切り板の上方に設けられた横向き大開口部と、前記横向き大開口部の上方に設けられ上方に向かって滑らかに流路面積が縮小する第２の縮流部と、前記第２の縮流部の上方に設けられて前記横向き大開口部よりも小さな複数の横向き小開口部と、を有すること、
を特徴とする原子燃料集合体下部タイプレート。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、前記複数の筒状フィルタの少なくとも一部は、前記格子状に配列された複数の燃料棒同士の間の中央のほぼ真下の位置に配置されていること、を特徴とする原子燃料集合体下部タイプレート。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、前記筒状フィルタは前記仕切り板の下方に延びており、前記筒状フィルタの前記仕切り板の下方を相互に連結する連結材をさらに有すること、を特徴とする原子燃料集合体下部タイプレート。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、
前記燃料棒は、前記仕切り板の下方に延びる下部端栓を有し、
前記筒状フィルタは前記仕切り板の下方に延びており、前記筒状フィルタの前記仕切り板の下方と、前記下部端栓の前記仕切り板の下方とを連結する連結材をさらに有すること、
を特徴とする原子燃料集合体下部タイプレート。
【請求項１０】
原子燃料を充填した複数の燃料棒が互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒の下部を保持するネットワーク部と、
このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、
前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、
前記仕切り板に設けられ前記複数の燃料棒の下部端栓と複数の底部部材を挿入固定する穴と、
上端部は閉じているとともに側面に開口部を有する複数の筒状フィルタと、を有し、
前記底部部材は、前記穴の外側に前記仕切り板の下面に沿って広がる環状のつばと、このつばの内周に接続されて前記穴の上方に延びて上端に開口を持つ筒状部と、からなり、前記筒状フィルタは前記底部部材の前記筒状部を囲むようにして前記仕切り板の上面に立設されていること、
を特徴とする原子燃料集合体下部タイプレート。
【請求項１１】
原子燃料を充填した複数の燃料棒が互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒の下部を保持するネットワーク部と、
このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、
前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、
前記仕切り板に設けられ前記複数の燃料棒の下部端栓と複数の筒状フィルタを貫通固定させる穴と、を有し、
前記複数の筒状フィルタは、前記仕切り板の下方および上方に開口部を有するとともに上端部は閉じていて前記仕切り板の上方の前記開口部は前記筒状フィルタの側面に設けられている原子燃料集合体下部タイプレートの組立て方法において、
前記筒状フィルタを前記仕切り板に取り付ける第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記仕切り板と前記ネットワーク部と前記ノズル部とを相互に結合する第２の工程と、
を有すること、を特徴とする原子燃料集合体下部タイプレートの組立て方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽水型原子炉用の燃料集合体の下部タイプレートに関し、特に、冷却材中に混入した異物が燃料部に流入するのを阻止・抑制できるようにした下部タイプレートに関する。また、その下部タイプレートの組立て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水型原子炉用の燃料集合体は、例えば図１８に示すように、ほぼ正方形の断面を有する筒形のチャンネルボックス１を有し、このチャンネルボックス１内に正方格子状に配列された複数の燃料棒２と少なくとも１本のウォータロッド３が収容されている。この燃料集合体の上下部にはそれぞれ上部タイプレート４および下部タイプレート５が装着されている。ウォータロッド３には、その軸方向に所定の間隔をおいて複数のスペーサ６（図１８では一つだけを示す）が取り付けられ、このスペーサ６によって燃料棒２が整列・支持されている。
【０００３】
下部タイプレート５は、燃料棒２およびウォータロッド３を直接的に固定・支持するネットワーク部７と、ネットワーク部７の周辺部から下方に延びるノズル部８とを有し、これらによって、ネットワーク部７の下方に下部タイプレート空洞９が形成されている。ノズル部８の下部には下部タイプレート入口開口１０が形成されている。
【０００４】
各燃料棒２は被覆管の中に複数の燃料ペレットを充填したものであるが（図示せず）、この被覆管の下端部を閉じる栓として下部端栓１１がある。燃料棒の下部端栓１１の下部は細い円柱の棒状になっていて、この部分が下部タイプレートのネットワーク部７に設けられた挿入孔１３に挿入され、それによって燃料棒の下部端栓１１が支持されている。
【０００５】
一方、ウォータロッド３は中空の金属管であって、チャンネルボックス１内の下部タイプレート５のわずか上方に入口孔２６が設けられ、上部タイプレート４のわずか下方に出口孔２７が設けられている。入口孔２６から液相の冷却材がウォータロッド３内に流入し、液相のままの冷却材がウォータロッド３内を上昇して、出口孔２７から流出するようになっている。
【０００６】
このウォータロッド３の下端部にも燃料棒の下部端栓１１とほぼ同様の構造の下部端栓１２があり、下部端栓１２の下部は細い円柱の棒状になっていて、この部分が下部タイプレートのネットワーク部７に設けられた挿入孔１３に挿入され、それによってウォータロッドの下部端栓１２が支持されている。
【０００７】
下部タイプレートのネットワーク部７は、下部端栓１１、１２が挿入されてそれらの下部端栓１１、１２を支持する挿入孔１３を有するとともに、これら下部端栓１１、１２同士の間を冷却材が通り抜けるための流通孔（図示せず）を有する。
【０００８】
図１８の燃料集合体で、冷却材１５は、下部タイプレート入口開口１０から、下部タイプレート空洞９内に入り、ネットワーク部７の流通孔を通り抜けて、チャンネルボックス１内の燃料棒２およびウォータロッド３の周辺へと流れ、上部タイプレート４を通って燃料集合体の外へ出ていく。
【０００９】
なお、図１８に示すように、下部タイプレートノズル部８の側面には微小なリークホール１７が設けられており、下部タイプレート空洞９内の冷却材１５のうちの若干量がチャンネルボックス１の外側へ流れるようになっている。
【００１０】
近年の高性能化された燃料集合体では、燃料集合体内部に異物が侵入するのを防ぐことを目的としてフィルタ機能を付加するものもある。例えば、下部タイプレートのネットワーク部の流通孔の口径を従来よりも小さく約５ｍｍとすることにより、流れに対する抵抗を増加（即ち、高圧損化）する設計もあり、これによって炉心の安定性の改善が図られているが、これは異物フィルタの役目も果たしている。
【００１１】
燃料集合体に侵入することが予想される異物としては、プラント建設時に原子炉一次系内に僅かに残された金屑、機器洗浄時の金属性ブラシの折れ片、機器損傷時の破片等が想定されている。その形状も、板状、弦巻バネ状（螺旋状）、針金状（直線状）等、多岐にわたることが予想されている。
【００１２】
図１９は、異物フィルタ機能を有する下部タイプレートの例を示す（例えば特開平７−３０６２８４号公報参照）。図１９で、燃料棒２とウォータロッド３の下部端栓１１、１２の下部が、下部タイプレート５のネットワーク部７の挿入孔１３を貫通している。ネットワーク部７の下方には、異物フィルタの機能を有する仕切り板２０が、下部プレート空洞９を横断してほぼ水平に設けられている。仕切り板２０には、図２０に示すように、燃料棒２とウォータロッド３の各下部端栓１１、１２が通る貫通孔２１、２２のほかに、冷却材が流通し、異物の流通を阻止する小孔２４が多数設けられている。
【００１３】
図１９の構成で、冷却材１５は、下部タイプレート入口開口１０から下部タイプレート空洞９内に流入し、仕切り板２０の小孔２４を通り、さらにネットワーク部７の流通孔を通って、チャンネルボックス１内の燃料棒２およびウォータロッド３の周辺へと流れる。このとき、冷却材１５中の異物は、仕切り板２０の小孔２４を通り抜けないので、チャンネルボックス１内への異物流入が阻止される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の異物フィルタを有する下部タイプレートでは、炉心入口部に達した異物を炉心内に侵入することをある程度の確率で防止することはできた。しかしながら、従来の仕切り板２０の小孔２４を通ってネットワーク部７の流通孔を通る流れは、ほぼ鉛直上向きの直線状である。このため、特に直線的な細長い異物が冷却材によって流れに対して縦方向に運ばれたときに、これらの流路を通過してしまう可能性がないとはいえなかった。
【００１５】
本発明の目的は、特に直線的な細長い異物の捕捉性能にすぐれた下部タイプレートとその組立てを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するものであって、請求項１の発明は、原子燃料を充填した複数の燃料棒が互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒の下部を保持するネットワーク部と、このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、
前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、前記仕切り板に設けられ前記複数の燃料棒の下部端栓と複数の筒状フィルタを貫通固定させる穴と、を有し、前記複数の筒状フィルタは、前記仕切り板の下方および上方に開口部を有するとともに上端部は閉じていて前記仕切り板の上方の前記開口部は前記筒状フィルタの側面に設けられていること、を特徴とする。
請求項１の発明によれば、特に直線的な細長い異物の捕捉性能にすぐれた下部タイプレートを提供することができる。
【００１７】
また請求項２の発明は、請求項１に記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、あらかじめ前記仕切り板に前記筒状フィルタを取り付けた後に、前記仕切り板と、前記ネットワーク部と、前記ノズル部とを互いに結合してなること、を特徴とする。
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の作用・効果が得られるほか、かかる下部タイプレートを容易に組み立てることができる。
【００１８】
また請求項３の発明は、請求項１または２に記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、前記筒状フィルタは、上端に向かって次第に細く形成されていること、を特徴とする。
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明の作用・効果が得られるほか、筒状フィルタを出た後の冷却材の流れが滑らかになる。
【００１９】
また請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、前記筒状フィルタは、前記仕切り板への取り付け部の上方が前記仕切り板への取り付け部の下方よりも細く形成されており、前記仕切り板には、前記仕切り板の上方は貫通しかつ前記仕切り板の下方は貫通しない大きさの穴を有することを特徴とする。
請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明の作用・効果が得られるほか、筒状フィルタを仕切り板で確実に支持することができる。
【００２０】
また請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、前記筒状フィルタの周囲に環状の水平板が取り付けられており、この水平板が前記仕切り板と結合されていること、を特徴とする。請求項５の発明によれば、請求項１ないし４のいずれかの発明の作用・効果が得られるほか、筒状フィルタを仕切り板に取り付ける作業が容易になる。
【００２１】
また請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、前記筒状フィルタは、下端に設けられた下向き開口部と、前記下向き開口部から上方に向かって滑らかに流路面積が縮小する第１の縮流部と、前記縮流部の上方でかつ前記仕切り板の上方に設けられた横向き大開口部と、前記横向き大開口部の上方に設けられ上方に向かって滑らかに流路面積が縮小する第２の縮流部と、前記第２の縮流部の上方に設けられて前記横向き大開口部よりも小さな複数の横向き小開口部と、を有すること、を特徴とする。
【００２２】
請求項６の発明によれば、請求項１ないし５のいずれかの発明の作用・効果が得られるほか、何らかの原因で多量の異物が発生した場合にも、横向き大開口部の流路が確保されて燃料部に冷却材が流れるので、安全性が高まる。しかも、通常時は縮流部の効果により異物は横向き大開口部から出ることなく捕捉されることが期待できる。
【００２３】
また請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、前記複数の筒状フィルタの少なくとも一部は、前記格子状に配列された複数の燃料棒同士の間の中央のほぼ真下の位置に配置されていること、を特徴とする。
請求項７の発明によれば、請求項１ないし６のいずれかの発明の作用・効果が得られるほか、下部タイプレート内の冷却材の流れの偏りが比較的小さくなる。
【００２４】
また請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、前記筒状フィルタは前記仕切り板の下方に延びており、前記筒状フィルタの前記仕切り板の下方を相互に連結する連結材をさらに有すること、を特徴とする。
【００２５】
請求項８の発明によれば、請求項１ないし７のいずれかの発明の作用・効果が得られるほか、筒状フィルタの取り付けが確実となり、筒状フィルタの全体または一部の脱落の可能性が小さくなる。
【００２６】
また請求項９の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の原子燃料集合体下部タイプレートにおいて、前記燃料棒は、前記仕切り板の下方に延びる下部端栓を有し、前記筒状フィルタは前記仕切り板の下方に延びており、前記筒状フィルタの前記仕切り板の下方と、前記下部端栓の前記仕切り板の下方とを連結する連結材をさらに有すること、を特徴とする。
【００２７】
請求項９の発明によれば、請求項１ないし８のいずれかの発明の作用・効果が得られるほか、筒状フィルタの取り付けがさらに確実となり、筒状フィルタの全体または一部の脱落の可能性が小さくなる。
【００２８】
また請求項１０は、原子燃料を充填した複数の燃料棒が互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒の下部を保持するネットワーク部と、このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、前記仕切り板に設けられ前記複数の燃料棒の下部端栓と複数の底部部材を挿入固定する穴と、上端部は閉じているとともに側面に開口部を有する複数の筒状フィルタと、を有し、前記底部部材は、前記穴の外側に前記仕切り板の下面に沿って広がる環状のつばと、このつばの内周に接続されて前記穴の上方に延びて上端に開口を持つ筒状部と、からなり、前記筒状フィルタは前記底部部材の前記筒状部を囲むようにして前記仕切り板の上面に立設されていること、を特徴とする。
請求項１０の発明によれば、筒状フィルタを仕切り板に取り付ける作業が容易になる。
【００２９】
また、請求項１１の発明は、原子燃料を充填した複数の燃料棒が互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒の下部を保持するネットワーク部と、このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、前記仕切り板に設けられ前記複数の燃料棒の下部端栓と複数の筒状フィルタを貫通固定させる穴と、を有し、前記複数の筒状フィルタは、前記仕切り板の下方および上方に開口部を有するとともに上端部は閉じていて前記仕切り板の上方の前記開口部は前記筒状フィルタの側面に設けられている原子燃料集合体下部タイプレートの組立て方法において、前記複数の筒状フィルタを前記仕切り板に取り付ける第１の工程と、前記第１の工程の後に、前記仕切り板と前記ネットワーク部と前記ノズル部とを相互に結合する第２の工程と、を有すること、を特徴とする。
請求項１１の発明によれば、特に直線的な細長い異物の捕捉性能にすぐれた下部タイプレートを、容易に組み立てることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１７を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。ただし、従来の技術あるいは互いに、共通もしくは類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は適宜省略する。
【００３１】
まず、図１〜図４を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。この実施の形態では、図１に示すように、下部タイプレートは従来の一体形成のものではなく、ネットワーク部７と、ノズル部８とが別個の部品として構成され、これらの間に挟まれて、水平な板状の仕切り板３０が形成されていて、これらが例えば溶接によって接合されている。そして、仕切り板３０には、仕切り板３０を貫通する多数の筒状フィルタ３２が立設されている。なお、図１では、チャンネルボックス１（図１８）を示すのを省略している。
【００３２】
図２に示すように、筒状フィルタ３２は中空の円筒であって、上端３３は閉じており、下端３４は開いている。寸法は、例えば、直径５ｍｍ、高さ５０ｍｍである。また、側面の上半部に多数の小孔３６が形成されている。小孔３６の直径は、例えば２ｍｍである。
【００３３】
図３に示すように、筒状フィルタ３２は仕切り板３０を貫通し、仕切り板３０が筒状フィルタ３２の中間の高さ位置になるようにして固定されている。小孔３６はすべて仕切り板３０の上方に位置している。
【００３４】
図１および図４からわかるように、仕切り板３０には、筒状フィルタ３２が格子状に配列されて取り付けられるほか、燃料棒２の下部端栓１１が貫通する穴３８、およびウォータロッド３の下部端栓１２が貫通する穴４０が設けられている。仕切り板３０における筒状フィルタ３２の取り付け穴の直径は筒状フィルタ３２の外径とほぼ等しく、筒状フィルタ３２のの取り付け部外周から冷却材中の大きな異物が通り抜けないようになっている。また、穴３８、４０は下部端栓１１、１２の太さよりもわずかに大きく、貫通部の間隙から冷却材中の大きな異物が通り抜けないようになっている。
【００３５】
また、穴３８、４０の位置は、下部端栓１１、１２の水平方向の位置、すなわち燃料棒２およびウォータロッド３の水平方向の位置に合わせて配列されている。また、筒状フィルタ３２は、互いに隣接する下部端栓１１、１２のほぼ中央位置に配置されている。
【００３６】
この実施の形態の下部タイプレートを組み立てるにあたっては、まず、図３および図４に示すように、仕切り板３０に、下部端栓１１、１２を貫通させる穴３８、４０や筒状フィルタ３２を貫通させる穴などの加工をし、この仕切り板３０に筒状フィルタ３２を挿入して、これを溶接などにより固定する。その後、筒状フィルタ３２を取り付けた仕切り板３０をネットワーク部７とノズル部８の間に挟みこむようにして、これらを、例えば溶接によって合体させる。
【００３７】
図１９に示した従来の下部タイプレートでは、ネットワーク部７、ノズル部８、仕切り板２０が初めから一体のものとして鋳造されていたので、仕切り板２０に筒状フィルタ３２を取り付けるような加工は困難であったが、本実施の形態では、ネットワーク部７、ノズル部８、仕切り板３０を初めに別個のものとして作るので、仕切り板３０に筒状フィルタ３２を取り付けるような加工も容易に実施できる。
【００３８】
この実施の形態で、異物を含んだ冷却材１５は、図１に示すように、ノズル部８の下端の下部タイプレート入口開口１０から下部タイプレート空洞９内に流入する。さらに、冷却材１５は筒状フィルタ３２の下端３４から筒状フィルタ３２内に入って小孔３６から横方向に流出する（図３参照）。このとき流れの向きが変えられるので、針金状（例えば長さ２０〜３０mm）の異物は筒状フィルタ３２内で捕捉される。また、小片板状の異物も、フィルタ３２の下端３４で止められる。
【００３９】
小孔３６を通じて筒状フィルタ３２の外側に出た冷却材は、ネットワーク部７の下部端栓１１、１２の貫通部間にある流路４２を通って、燃料棒２およびウォータロッド３の周囲への上昇していく。
【００４０】
なお、仕切り板３０の穴３８、４０とこれを貫通する下部端栓１１、１２の間隙からも若干の冷却材が上方に通り抜けるが、この間隙は小さいので、異物が通り抜けることはない。
上記説明では小孔３６の形状を円形としたが、円形のほか、楕円形、半円形、十字形、星形、三日月形、多角形など、任意の形状とすることもできる。
【００４１】
また、筒状フィルタ３２の形状は、円筒形のほか、多角柱、円錐、多角錐、または、円筒と円錐を直列に繋ぎ合せたもの、あるいは、円筒と多角錐を直列に繋ぎ合せたものなどとすることもできる。
【００４２】
次に、図５〜図１５により、上記第１の実施の形態の筒状フィルタ３２と置き換えることのできる筒状フィルタの他の実施の形態を説明する。筒状フィルタ以外の部分は第１の実施の形態と同様である。
【００４３】
図５は、第２の実施の形態の筒状フィルタ４２を示すものである。この筒状フィルタ４２では、側面の上部のみならず側面全体に多数の小孔３６を設けてある。他の構成は第１の実施の形態の筒状フィルタ３２と同様である。この実施の形態では、筒状フィルタ４２を仕切り板３０（図３など参照）に取り付けたときに、仕切り板３０の上方のみならず下方にも小孔３６が配置される。したがって、冷却材が、筒状フィルタ４２の下端３４のみならず仕切り板３０の下方の小孔３６からも筒状フィルタ４２に流入できる。したがって、冷却材中の異物による筒状フィルタ４２の局所的な流路閉塞の可能性を低下させることができる。
【００４４】
図６は、本発明の下部タイプレートの第３の実施の形態の筒状フィルタ４４を示すものである。この筒状フィルタ４４では、上端部４６が円錐状（逆椀状）になっていて、上方に向かって細くなっている。他の構成は第１の実施の形態の筒状フィルタ３２と同様である。この実施の形態では、冷却材が小孔３６から出た後に上方の下部タイプレートネットワーク部７に向かう流路が滑らかになるので、流動抵抗を低下させることができる。
【００４５】
図７は、本発明の下部タイプレートの第４の実施の形態の筒状フィルタ４８を示すものである。この筒状フィルタ４８は第３の実施の形態の筒状フィルタ４４（図６参照）に変更を加えたものであって、筒状フィルタ４８の側面に段５０があり、段５０の下方は太径円筒部５２になっている。段５０の上方は第３の実施の形態の筒状フィルタ４４と同様であって、上端部４６が円錐状（逆椀状）になっていて、上方に向かって細くなっている。また、段５０の上方に多数の小孔３６が設けられている。太径円筒部５２の下端３４は開放されているが、太径円筒部５２の側面は閉じている。
【００４６】
この実施の形態では、筒状フィルタ４８に段５０が形成されているので、筒状フィルタ４８を仕切り板３０に取り付けるさいに、位置決めが容易である。すなわち、筒状フィルタ４８を仕切り板３０の下面側から取り付け穴に差込み、筒状フィルタ４８の段５０が仕切り板３０の下面に接触する位置で溶接などにより、筒状フィルタ４８を仕切り板３０に、例えば溶接によって固定する。
【００４７】
図８は、本発明の下部タイプレートの第５の実施の形態の筒状フィルタ５４を示すものである。この筒状フィルタ５４は第３の実施の形態の筒状フィルタ４４（図６参照）に変更を加えたものであって、筒状フィルタ５４の下端５６は閉じている。そして、筒状フィルタ５４の側面には、上部のみならず、下部を含めて全体に多数の小孔３６が設けられている。この実施の形態では、第２の実施の形態（図５）と同様に、筒状フィルタ５４が仕切り板３０の穴に挿入されて固定されたとき、仕切り板３０の上方と下方の両方に小孔３６が配置される。
【００４８】
すなわち、この実施の形態では、ノズル部８の下端の下部タイプレート入口開口１０から下部タイプレート空洞９内に流入した冷却材１５は、筒状フィルタ５４の側面の仕切り板３０の下方の小孔３６から筒状フィルタ５４内に入って、仕切り板３０の上方の小孔３６から流出する。
【００４９】
この実施の形態によれば、筒状フィルタ５４の下端５６が閉じていることから、冷却材１５に異物が含まれている場合に、異物が筒状フィルタ５４内に止まり、燃料集合体の取出しの際に異物も炉外に取り出される可能性が高い。すなわち、筒状フィルタの下端が開いている場合は、冷却材の流れが停止したときに、筒状フィルタで捕捉された異物が重力で落下し、下部タイプレート入口開口１０を通して、原子炉圧力容器の底部である下部プレナム（図示せず）に堆積する可能性があるが、この実施の形態では、筒状フィルタ５４の下端５６が閉じていることから、異物が筒状フィルタ５４内に止まる。
【００５０】
図９は、本発明の下部タイプレートの第６の実施の形態の筒状フィルタ５８を示すものである。この筒状フィルタ５８は第４の実施の形態（図７）と第５の実施の形態（図８）を組み合わせたものである。すなわち、第４の実施の形態と同様に、筒状フィルタ５８の側面の途中に段５０が形成され、段５０の下方は太径円筒部５２になっている。段５０の上方は第５の実施の形態の筒状フィルタ５４と同様であって、上端部４６が円錐状（逆椀状）になっていて、上方に向かって細くなっている。太径円筒部５２の下端５６は、第５の実施の形態と同様に閉じていて、太径円筒部５２の側面に多数の小孔６０が形成されている。
【００５１】
第４の実施の形態と同様に、段５０を仕切り板３０の下面と接触するように筒状フィルタ５８を仕切り板３０に取り付けたとき、太径円筒部５２の小孔６０は仕切り板３０の下方に位置する。
【００５２】
図１０は、本発明の下部タイプレートの第７の実施の形態の筒状フィルタ６２を示すものである。この筒状フィルタ６２は第１の実施の形態の筒状フィルタ３２（図２）の側面の外側の途中高さ位置に環状水平板６４が、例えば溶接によって取り付けられている。その他の構成は筒状フィルタ３２と同様である。この実施の形態によれば、筒状フィルタ６２にあらかじめ環状水平板６４が取り付けられているので、これを仕切り板３０に取り付ける際に位置決めが容易であり、例えば環状水平板６４仕切り板３０に溶接することによって、確実に取り付けることができる。
【００５３】
図１１は、本発明の下部タイプレートの第８の実施の形態の筒状フィルタ６６を示すものである。この筒状フィルタ６６は、第３の実施の形態の筒状フィルタ４４（図６）に、第７の実施の形態（図１０）と同様の環状水平板６４を取り付けたものである。この実施の形態によれば、第３の実施の形態と第７の実施の形態の作用・効果を併せ持つことができる。
【００５４】
図１２（ａ）は、本発明の下部タイプレートの第９の実施の形態の筒状フィルタ６８を示すものである。この筒状フィルタ６８は第１の実施の形態の筒状フィルタ３２（図２）とほぼ同様の構成のものであるが、これは、仕切り板３０の取り付け穴に挿入されるのでなく、取り付け穴を囲む位置で仕切り板３０の上面に立設される。このとき仕切り板３０の取り付け穴の下方に、図１２（ｂ）に示す底部部材７０が配置される。底部部材７０は、水平な穴明き円板状（円環状）のつば７２と、つば７２の内周から立ち上がり上方に向かって細くなった筒状部７４とを有する。筒状部７４の上端は開いている。
【００５５】
筒状フィルタ６８を仕切り板３０に取り付けるにあたっては、まず、筒状フィルタ６８取り付け部の仕切り板３０の穴（図示せず）に仕切り板３０の下方から底部部材７０の筒状部７４を挿入し、つば７２が仕切り板３０の下面に密着するようにして、例えば溶接によって、つば７２を仕切り板３０の下面に固定する。このとき仕切り板３０の上面から上方に筒状部７４が突出しているので、この筒状部７４の外側に筒状フィルタ６８を被せるようにして筒状フィルタ６８を仕切り板３０上面上に立設し、溶接などによって固定する。
【００５６】
この実施の形態によれば、つば７２を仕切り板３０に固定することによって底部部材７０が固定され、底部部材７０の筒状部７４に筒状フィルタ６８を被せるようにするので、位置決めが容易であり、しかも仕切り板３０に対して筒状フィルタ６８を確実に取り付けることができる。
【００５７】
図１３（ａ）は、本発明の下部タイプレートの第１０の実施の形態の筒状フィルタ７６を示すものである。この筒状フィルタ７６は第３の実施の形態の筒状フィルタ４４（図６）とほぼ同様の構成のものである。ただし、側面に設けられた小孔として円形の小孔３６のほかに星形の小孔７８も示してある。この筒状フィルタ７６は、第９の実施の形態（図１２）と同様に、図１３（ｂ）に示す底部部材７０によって、位置決めされ、仕切り板３０の上面に立設されて固定される。なお、図１３（ｂ）の底部部材７０は図１２（ｂ）の底部部材７０と同様のものである。
【００５８】
図１４は、本発明の下部タイプレートの第１１の実施の形態の筒状フィルタ８０を示すものである。この筒状フィルタ８０は、第４の実施の形態（図７）と類似しており、以下に相違点を中心として説明する。段５０の高さ（仕切り板３０への取り付け時に仕切り板３０の高さ位置に相当する）の下方の太径円筒部５２の内部は、下端（入口）３４から上端（出口）８２に向けて次第に細くなっていて、たとえば、下端３４では直径１０ｍｍ、上端８２では直径６mmになっている。
【００５９】
段５０の近傍上方の側面には例えば直径５mmの大型側面円形穴８４が設けられている。大型側面円形穴８４より上方の側面には直径２mmの多数の小孔３６が開いている。また、大型側面円形穴８４付側面と小孔３６付側面の内面には、穴明き水平板（環状板）８５が取り付けられている。環状板８５の開口部から上方に向かって細くなる内部テーパ筒８６が取り付けられている。内部テーパ筒８６の上端は開いている。
段５０の上方の流路は例えば直径５mmであり、環状板８５の開口部直径は例えば４ｍｍであり、内部テーパ筒８６の上端開口部直径は例えば３ｍｍである。
【００６０】
この実施の形態の筒状フィルタ８０の下端３４から流入した冷却材は、上端８２を通って上方に向かう。太径円筒部５２の内部は流路が次第に細くなっているのでジェット流となる。このため、冷却材中の針金状の異物は大型側面円形穴８４から横向きに出て行くことなく上方に向かい、内部テーパ筒８６内を上昇する。ここで流れはさらに加速される。
【００６１】
また、小片板状の異物は、筒状フィルタ８０の下端３４で止められる。また、仮に大量の異物が発生した場合には、大型側面円形穴８４を通して、異物が排出されるので、流路が閉塞する可能性が低下する。
【００６２】
図１５は、本発明の下部タイプレートの第１２の実施の形態の筒状フィルタ８８を示すものである。この筒状フィルタ８８は、第１１の実施の形態（図１４）と類似しており、以下に相違点を中心として説明する。この実施の形態では、流路内の環状板８５の代わりに流路外に突出して環状板９０が設けられている。この環状板９０の開口部から上方に向かって細くなる内部テーパ筒８６が取り付けられている点は第１１の実施の形態と同様である。
【００６３】
この実施の形態では、段５０を通り過ぎて上昇する流れが環状板９０で急縮小することなく、滑らかに内部テーパ筒８６内に入って徐々に縮小する。このため、第１１の実施の形態の場合よりも流れが滑らかになる。ここで環状板９０は、内部テーパ筒８６を取り付けるためのものであって、環状板９０を境にして筒状部が上下に分割されており、あらかじめ内部テーパ筒８６を取り付けた環状板９０を挟み込んで結合する。
なお、この実施の形態では多数の円形の小孔３６の代わりに多数の星形の小孔７８を採用しているが、異物捕捉の機能としては特に変わりない。
【００６４】
図１６は、本発明の下部タイプレートの第１３の実施の形態を示す。以下、第１の実施の形態（図１等）と異なる点を説明する。この実施の形態では、燃料棒の下部端栓９２およびウォータロッドの下部端栓９４の、ネットワーク部７より下方の部分が中空になって、流路が形成されており、そこで異物を捕捉できるように構成されている。このように構成することにより、第１の実施の形態と同様に、仕切り板３０に取り付けられた筒状フィルタ３２で異物捕捉が可能なだけでなく、下部端栓９２、９４での異物捕捉もできる。
【００６５】
なお、下部端栓９２、９４自体を中空にしてその内部に流路を形成する代わりに、下部端栓９２、９４にフィルタ部材を取り付けることも同様に可能である。さらに、第２〜第１２の実施の形態と、下部端栓９２、９４の異物捕捉機能を組み合わせることも同様に可能である。
【００６６】
図１７は、本発明の下部タイプレートの第１４の実施の形態を示す。以下、第１３の実施の形態（図１６）と異なる点を説明する。この実施の形態では、筒状フィルタ３２の下端部同士が連結棒９６によって連結されており、さらに下部端栓部９２、９４で固定されている。このような構成により、筒状フィルタ３２が確実に固定されるので、筒状フィルタ３２と仕切り板３０との溶接点数を減らすこともできる。さらに、仮に筒状フィルタ３２の一部が損傷した場合でも、異物となって冷却材とともに流れることを抑制または防止することができる。
【００６７】
なお、筒状フィルタ３２の下端部を相互に連結棒９６で結合することと、筒状フィルタ３２の下端部を下部端栓部９２、９４で固定することは、どちらか一方だけ採用することもできる。
また、筒状フィルタを連結棒などによって連結する構造は、上記第１〜第１３の実施の形態いずれにも適用することが可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、燃料集合体下部タイプレートで異物を捕捉することの確実性を向上させることができる。異物が原因となる燃料破損に対する信頼性が向上し、プラントの運転性能が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料集合体下部タイプレートの第１の実施の形態の模式的立断面図。
【図２】図１の筒状フィルタを単独で取り出して示す斜視図。
【図３】図１の筒状フィルタを１個だけ仕切り板に取り付けた状態を示す模式的立面図。
【図４】図１の筒状フィルタを仕切り板に取り付けた状態を示す模式的平面図。
【図５】本発明に係る燃料集合体下部タイプレートの第２の実施の形態における筒状フィルタを単独で取り出して示す斜視図。
【図６】本発明に係る燃料集合体下部タイプレートの第３の実施の形態における筒状フィルタを単独で取り出して示す斜視図。
【図７】本発明に係る燃料集合体下部タイプレートの第４の実施の形態における筒状フィルタを単独で取り出して示す斜視図。
【図８】本発明に係る燃料集合体下部タイプレートの第５の実施の形態における筒状フィルタを単独で取り出して示す斜視図。
【図９】本発明に係る燃料集合体下部タイプレートの第６の実施の形態における筒状フィルタを単独で取り出して示す斜視図。
【図１０】本発明に係る燃料集合体下部タイプレートの第７の実施の形態における筒状フィルタを単独で取り出して示す斜視図。
【図１１】本発明に係る燃料集合体下部タイプレートの第８の実施の形態における筒状フィルタを単独で取り出して示す斜視図。
【図１２】（ａ）は本発明に係る燃料集合体下部タイプレートの第９の実施の形態における筒状フィルタを単独で取り出して示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の筒状フィルタと組み合わせて用いる底部部材の斜視図。
【図１３】（ａ）は本発明に係る燃料集合体下部タイプレートの第１０の実施の形態における筒状フィルタを単独で取り出して示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の筒状フィルタと組み合わせて用いる底部部材の斜視図。
【図１４】本発明に係る燃料集合体下部タイプレートの第１１の実施の形態における筒状フィルタを単独で取り出して示す斜視図。
【図１５】本発明に係る燃料集合体下部タイプレートの第１２の実施の形態における筒状フィルタを単独で取り出して示す斜視図。
【図１６】本発明に係る燃料集合体下部タイプレートの第１３の実施の形態の模式的立断面図。
【図１７】本発明に係る燃料集合体下部タイプレートの第１４の実施の形態の模式的立断面図。
【図１８】従来の燃料集合体の全体立断面図。
【図１９】図１８の下部タイプレート付近の拡大立断面図。
【図２０】図１９の仕切り板だけを取り出して示す平面図。
【符号の説明】
１…チャンネルボックス、２…燃料棒、３…ウォータロッド、４…上部タイプレート、５…下部タイプレート、６…スペーサ、７…ネットワーク部、８…ノズル部、９…下部タイプレート空洞、１０…下部タイプレート入口開口、１１…燃料棒の下部端栓、１２…ウォータロッドの下部端栓、１３…挿入孔、１５…冷却材、１７…リークホール、２０…仕切り板、２１…燃料棒の下部端栓が通る貫通孔、２２…ウォータロッドの下部端栓が通る貫通孔、２４…小孔、２６…ウォータロッドの入口孔、２７…ウォータロッドの出口孔、３０…仕切り板、３２…筒状フィルタ、３３…上端、３４…下端、３６…小孔、３８…穴、４０…穴、４２…筒状フィルタ、４４…筒状フィルタ、４６…上端部、４８…筒状フィルタ、５０…段、５２…太径円筒部、５４…筒状フィルタ、５６…下端、６０…小孔、６２…筒状フィルタ、６４…環状水平板、６６…筒状フィルタ、６８…筒状フィルタ、７０…底部部材、７２…つば、７４…筒状部、７６…筒状フィルタ、７８…星形の小孔、８０…筒状フィルタ、８２…上端（出口）、８４…大型側面円形穴、８５…穴明き水平板（環状板）、８６…内部テーパ筒、８８…筒状フィルタ、９０…環状板、９２…燃料棒の下部端栓、９４ウォータロッドの下部端栓、９６…連結棒。
【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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【図７】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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