(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉内の下部ノズルに多数並べて形成されたフローノズルに設置する異物フィルタにおいて、下部ノズルのフローホールの中心付近のライン上であって下部ノズル上面の隣接する前記フローホール間に溝を加工し、複数の前記フローホールを横断して同溝にシートをはめこみ固定したことを特徴とする異物フィルタ。  
【請求項２】
前記シートは、前記下部ノズルの幅全長にわたって設けられていることを特徴とする請求項１に記載の異物フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧水型原子炉用の燃料集合体に関し、特に異物対策として冷却材中の燃料有効部への異物の進入を防止する異物フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に加圧水型原子炉において使用されている燃料集合体の立体図を図２５に示す。又、図２６には代表的な原子炉を示す断面図を示す。
燃料集合体は、上、下に離間されて配置された上部ノズル１及び下部ノズル２とこれらの間に所定の間隔をおいて配置され、ストラップにより形成された格子空間を有する複数のグリッド３と、このグリッド３の格子空間内に所定の間隔をおいて挿通され、かつグリッド３の固定部より固定され、更にそれぞれの上、下端部を上部ノズル１と下部ノズル２に連結された制御棒案内管（案内シンブル）４とグリッド３の支持部より弾性的に支持された多数の燃料棒５から構成されたものである。燃料棒５は燃料ペレットとばねを被覆管と上下部の端栓により密封した構造である。最下部のグリッドには、端栓付きの管状のインサート１０を結合しており、このインサート内に案内シンブル４を挿入し、案内シンブル４と下部ノズル２を結合している。この案内シンブル位置の格子空間をシンブルセルと呼び、燃料棒位置の格子空間を燃料棒セルと呼ぶことにする。
【０００３】
前記の下部ノズル２は、原子炉の下方部分の開口直上に配置され、ここから冷却材は炉内炉心上方へ流れる。このため、下部ノズル２には図２７に示す通り、冷却材を流通すためのフローホール６が多数形成されている。
【０００４】
前記冷却材の中には、製作から据え付け並びに配管及び冷却設備の補修中などにおいて、金属粒子、チップ、削り片のような細片や破片を含む様々な異物が混入する恐れがあり、これら異物小片は燃料集合体内部へ流入後、グリッド３のセル内の壁と燃料棒５との間に係留することが考えられる。これらの冷却材流れにより生じる係留した異物の移動と振動は、燃料棒５の擦過と被覆管の除去（被覆管の貫通）をもたらす。これは、燃料棒５の腐食や放射性核分裂気体生成物を燃料棒５内部に保持し得ない等の有害な影響（燃料リーク）をもたらす。
【０００５】
この問題を解決するため、現状異物対策として、第１防御に、冷却材中に混入した異物小片が集合体内への流入を最小限にするため、異物対策下部ノズル（以下ＤＦＢＮと称す）が採用され、冷却材が通流するフローホールを小径化しているのと、更にＤＦＢＮを通過した異物をトラップさせるため、第２防御として最下部グリッドの中に長尺で中実部の下部端栓が入るようになっており、最下部グリッドと長尺の燃料棒下部端栓部との隙間を利用している。すなわち、第２防御である最下部グリッドをすり抜けた異物は、その下流に位置するグリッドでもすり抜け、燃料リークに至ることはないと考えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、今後更に燃料集合体は高燃焼度化に向けて改良され、それに伴い燃料棒の内圧は厳しくなるため、内圧を抑制する目的で燃料棒下部端栓を短尺化し、プレナムボリュームを増加させることが望ましい。
【０００７】
燃料棒下部端栓の短尺化は、燃料棒の照射成長により、燃料棒が下方に移動することにより、最下部グリッドから被覆管が出てしまうことにより、現状の異物対策の第２防御である、燃料棒下部端栓部（中実部）と最下部グリッドとの隙間による異物小片のトラップが全寿命に渡って持続できなくなるという課題が発生する。そこで、本発明は燃料棒下部端栓短尺化仕様に対して、燃料集合体の全寿命にわたって異物トラップ効果が期待できる異物フィルタを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を達成するために、本発明は、原子炉内の下部ノズルに多数並べて形成されたフローノズルに設置する異物フィルタにおいて、下部ノズルのフローホールの中心付近のライン上であって下部ノズル上面の隣接する前記フローホール間に溝を加工し、複数の前記フローホールを横断して同溝にシートをはめこみ固定したことを特徴とする。
また、上記において、前記シートは、前記下部ノズルの幅全長にわたって設けられていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
参考例１．
図１及び図１０は、参考例１に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルとシンブルセルを示し、このような複数のセルで構成された異物フィルタをＤＦＢＮと下部グリッドの間に設置することにより、係る異物小片の燃料有効部（被覆管部）への流入を全寿命にわたって防止する構造を示す。
【００１０】
ＤＦＢＮ２と下部グリッド３の間にストラップにより形成された格子空間を有する本参考例の異物フィルタ７を設置する。図１及び図１０は、参考例１に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルと１つのシンブルセルの拡大図を示す。図１は突出部９の形状がＲ状であるのに対し、図１０の突出部９は加工性に配慮しフラット状の形状としている。なお、突出部の詳細形状はこのかぎりでない。
【００１１】
この異物フィルタ７は、軸方向に連続した突出部９を表裏に設置し、下流側のグリッド部でトラップする異物サイズより小さい（約１／２）異物を捕獲できることを特徴としたストラップで形成されたもので、これにより被覆管部に位置するグリッド下端部で異物がトラップされる前に、この異物フィルタ部で先に異物を捕獲することができる。また、異物フィルタ７の外寸はＤＦＢＮ２と下部グリッド３より、やや小さくした構造である。これにより、後述するが、異物フィルタのアウターストラップは製作容易なフラットで単純な形状とすることができる。また、異物フィルタ７の外寸を小さくすることにより、燃料集合体取り扱い時の隣接燃料集合体との干渉による異物フィルタ損傷の潜在的要因を排除することができる。
【００１２】
構造としては、格子状に形成されるストラップの交差する近傍の各々の内ストラップ８に、軸方向に連続な突出部９を設けた（ストラップ交差近傍で２枚のストラップにより表裏に突出部を設けた）構造である。この突出部９の軸方向長さは、燃料棒５の照射成長（下方への伸び）を考慮している。すなわち、常に燃料棒下部端栓（下端位置）と異物フィルタとでできる異物トラップ寸法が不変であるよう、連続突出部９は内ストラップ８高さの広範囲に施される。
【００１３】
本参考例では、薄い内ストラップ８を２枚重ね合わせ、ストラップ交差近傍で表裏に、且つ軸方向に広範囲の連続な突出部９を設ける方法としている。薄い内ストラップ８を２枚重ね合わせる方法を採用した理由として、軸方向に広範囲の連続な突出部９をストラップ交差近傍の表裏に施すこと以外に、圧損増加の抑制やシンブルでの寸法的な制約（インサート１０との寸法取り合い）も考慮している。また、突出部の形状は、ストラップ成形性や冷却水の規則性のある流れなどにも配慮している。すなわち、ストラップ交差近傍（直交するストラップを組み合わせるためのスリット２３近傍）で高さ（軸）方向にスロットを設けず突出部を成型すると残留歪が大きくなり、ストラップ成型性が悪化する。そこで、図６の（ａ）〜（ｅ）に示すようにストラップ交差部側の高さ方向に突出部成型用のスロット１１を設けて突出部先端は切り離す（片持ちばり状）構造を採用した。なお、図７（ａ）〜（ｃ）に示すようにスロット１１を設けず、切り曲げ２６で製造する方法もあり、図６（ａ）〜（ｅ）に切り曲げ２６製法を、反対に図７（ａ）〜（ｃ）にスロットを設けることも可能である。（軸方向だけでなく、横方向のスロットもなくして切り曲げ製法とすることも可能。）また、突出部は各格子（セル）で規則性のある形状を採用した。
【００１４】
以上のとおり、燃料集合体の全寿命にわたって異物トラップ性能を高めるため、軸方向に連続した突出部を有したストラップで形成した本参考例の異物フィルタは、燃料棒下部端栓短尺仕様に対しても異物フィルタのストラップと下部端栓の最大隙間をグリッド部より小さく（約１／２に）することができ、これにより燃料リークにいたらしめるような異物小片の燃料有効部への進入を最小限に抑える機能をもたすことができる。
【００１５】
本参考例の異物フィルタは燃料棒下部端栓短尺仕様に対して、燃料集合体の全寿命にわたって異物トラップ効果が期待できる構造である。
【００１６】
参考例２．
図２は、参考例２に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルとシンブルセルを示し、参考例１と同様に、このような複数のセルで構成された異物フィルタをＤＦＢＮと下部グリッドの間に設置することにより、係る異物小片の燃料有効部への流入を全寿命にわたって防止する構造を示す。
【００１７】
前述の課題を解決するため、本参考例では冷却材中に混入した燃料リークにいたらしめるような異物小片がＤＦＢＮのフローホールより入り込み、燃料有効部へ流入することを全寿命にわたって防止するため下記の手段を講じる。
【００１８】
ＤＦＢＮ２と下部グリッド３の間にストラップにより形成された格子空間を有する本参考例の異物フィルタ１２を設置する。この参考例２の異物フィルタ１２は、基本的な構造は参考例１と類似である。（図２は、参考例２に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルと１つのシンブルセルの拡大図を示す。なお、突出部の詳細形状はこのかぎりでない。）参考例１では、シンブルセル部において、異物フィルタの突出部がインサートと離れて設置されているのに対し、参考例２ではこの突出部１３がインサート１０の外表面（輪郭）に沿って設置されていることを特徴としている。これにより、異物フィルタ部での冷却材ぬれぶち面積が小さくなる等、更に圧損増加の抑制が期待できる。この異物フィルタを設置した場合でも、参考例１と同等の異物対策効果（異物トラップ性）が期待できる。
【００１９】
参考例３．
図３（ａ）〜（ｃ）は、参考例３に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルとシンブルセルを示し、このような複数のセルで構成された異物フィルタをＤＦＢＮと下部グリッドの間に設置することにより、係る異物小片の燃料有効部への流入を全寿命にわたって防止する構造を示す。
【００２０】
前述の課題を解決するため、本参考例では冷却材中に混入した燃料リークにいたらしめるような異物小片がＤＦＢＮのフローホールより入り込み、燃料有効部へ流入することを全寿命にわたって防止するため下記の手段を講じる。
【００２１】
ＤＦＢＮ２と下部グリッド３の間にストラップにより形成された格子空間を有する本参考例の異物フィルタ１４を設置する。この参考例３の異物フィルタ１４は突出部１５形状が参考例１あるいは参考例２と異なる以外、基本的な思想は参考例１あるいは参考例２と同様である。（図３は、参考例３に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルと１つのシンブルセルの拡大図を示す。なお、突出部の詳細形状はこのかぎりでない。）この参考例３の異物フィルタ１４は、参考例１あるいは参考例２より小さな異物を捕獲でき、参考例１あるいは参考例２以上の異物対策効果（異物トラップ性）が期待できることを特徴としている。
【００２２】
参考例４．
図４（ａ）〜（ｃ）は、参考例４に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルとシンブルセルを示し、このような複数のセルで構成された異物フィルタをＤＦＢＮと下部グリッドの間に設置することにより、係る異物小片の燃料有効部への流入を全寿命にわたって防止する構造を示す。
【００２３】
前述の課題を解決するため、本参考例では冷却材中に混入した燃料リークにいたらしめるような異物小片がＤＦＢＮのフローホールより入り込み、燃料有効部へ流入することを全寿命にわたって防止するため下記の手段を講じる。
【００２４】
ＤＦＢＮ２と下部グリッド３の間にストラップにより形成された格子空間を有する本参考例の異物フィルタを設置する。この参考例４の異物フィルタ１６は、基本的な構造は参考例３と類似である。（図４は、参考例４に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルと１つのシンブルセルの拡大図を示す。なお、突出部の詳細形状はこのかぎりでない。）参考例３では、異物フィルタの突出部輪郭と燃料棒あるいはインサート輪郭とが同心円形状である（突出部輪郭のＲ中心が燃料棒あるいはインサートの中心と同等である）のに対し、参考例４は同心円形状とせず、シンブルセル位置では突出部１７先端がインサート１０と干渉（オーバーラップ）するような形状である。この参考例４の異物フィルタ１６は、参考例３と同等以上の異物対策効果（異物トラップ性）である。ここで、異物フィルタの軸方向位置決めは、インサートと異物フィルタの内ストラップとをグリッド部と同様、スポット溶接により結合する方法が一般的と考えられが、本参考例４の異物フィルタ１６を採用する場合、インサート１８の外表面に切り欠き等を設ければ、異物フィルタ１６の突出部１７先端をはめ込んで機械的に結合させることも可能となる。また、突出部は片持ちばり状であるため、インサートに切り欠き等を設けなくても、突出部はインサート外表面（輪郭）に沿わすこともできる。（異物フィルタストラップとインサートとの結合をスポット溶接にすることもできる。）
【００２５】
参考例５．
図５（ａ）〜（ｂ）及び図１１（ａ）〜（ｂ）は、参考例５に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルとシンブルセルを示し、このような複数のセルで構成された異物フィルタをＤＦＢＮと下部グリッドの間に設置することにより、係る異物小片の燃料有効部への流入を全寿命にわたって防止する構造を示す。
【００２６】
前述の課題を解決するため、本参考例では冷却材中に混入した燃料リークにいたらしめるような異物小片がＤＦＢＮのフローホールより入り込み、燃料有効部へ流入することを全寿命にわたって防止するため下記の手段を講じる。
【００２７】
ＤＦＢＮ２と下部グリッド３の間にストラップにより形成された格子空間を有する本参考例の異物フィルタ１９を設置する。この参考例５の異物フィルタは、基本的な構造は参考例１と類似である。（図５は、参考例５に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルと１つのシンブルセルの拡大図を示す。なお、突出部の詳細形状はこのかぎりでない。）１つのセルのコーナー部において４５゜を境界面とした場合、参考例１では、異物フィルタの突出部の形状が４５゜の境界面に対し左右対称（同心円で同じＲ寸法）となっているのに対し、参考例５では左右の突出部２０を非対象としている。なお、図５（ａ）は参考例１と同様、異物フィルタ突出部輪郭と燃料棒５あるいはインサート１０輪郭とを同心円形状（突出部輪郭のＲ寸法は異なるが、Ｒ中心は燃料棒あるいはインサートの中心と同等）としているのに対し、図５（ｂ）は参考例４と同様、同心円形状とせず、シンブルセル位置では突出部２０先端がインサート１８と干渉（オーバーラップ）するような形状である。一方図１１（ａ）〜（ｂ）は、使用環境（流動）条件下によって上記片持ちばり状の突出部２０の振動が問題となる場合、その振動を抑制するため、各突出部２０の先端を符号２７で示すように溶接結合させた異物フィルタ構造を示す。図１１（ａ）と図１１（ｂ）の違いは、各々の突出部２０先端によるオーバーラップ量２８が違う点であり、図１１（ｂ）はそのオーバーラップ量２８を増加させたタイプである。そのオーバーラップ量２８を増加させるため、突出部２０の側面形状を図７（ｃ）のような形状とする。（なお、詳細形状はこのかぎりでない。）なお、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に関し、仮組性の観点に配慮すると（仮組性をよくするために）、重ね合わせる内側に位置する片持ちばり状の突出部２０は、予めセル（燃料棒）中心側に寄せて成型しておき、突出部先端同士の溶接時には、セル内にピン等をはめてこの内側の突出部を外側の突出部と接触させるようにして溶接する等工夫してもよい。この参考例５の異物フィルタは、参考例１と同等の異物対策効果（異物トラップ性）が期待できる。
【００２８】
参考例６．
図６及び図７は、参考例６に係わる異物フィルタの内ストラップ側面形状（代表セルの拡大図）を示し、これらの側面形状と参考例１〜５で示した断面（上方視）構造を組合せ、燃料リークにいたらしめるような異物小片の燃料有効部への流入を全寿命にわたって防止する異物フィルタ形状、並びに組み合せパターンを示す。また、図８〜１１には、異物フィルタの外ストラップ構造（代表セルの拡大図）を内ストラップ（代表例として参考例１及び参考例５との組み合わせ）との関係も含め示す。
【００２９】
冷却材中に混入した燃料リークにいたらしめるような異物小片がＤＦＢＮのフローホールより入り込み、燃料有効部へ流入することを全寿命にわたって防止するための異物フィルタ２１には、軸方向に連続な突出部２４を設ける。
【００３０】
異物フィルタの内ストラップ側面形状２１を図６及び図７に示す。（突出部やスロット等の詳細形状はこのかぎりでない。）なお、異物フィルタの外寸はＤＦＢＮ２と下部グリッド３より、やや小さくした構造である。このような内ストラップ側面形状２１と参考例１〜５で示した断面（上方視）構造を組み合せるパターンを以下に示す。
【表１】
0004346842.tif 000002
○印は推奨する組み合わせパターン。
△印は推奨する組み合わせではないが採用することは可能なパターン。
【００３１】
また、異物フィルタの外寸を小さくすることにより、異物フィルタの外ストラップ２２構造は、参考例１〜５の内ストラップ断面（上方視）構造との組み合わせであれば、フラットで単純な外ストラップ形状２２とすることができる。
また、最外周のセルの内、外ストラップ２２と燃料棒５との隙間でより小さな異物を捕獲するため、図９〜図１１に示すように内ストラップ８の両端に位置する突出部２５のみ、長さや形状を図８から変更することも可能である。（なお、突出部の詳細形状はこのかぎりでない。）図８〜１１には、異物フィルタの外ストラップ構造（代表セルの拡大図）を内ストラップ（代表例として参考例１及び参考例５との組み合わせ）との関係も含め示す。以上の組み合わせにて構成された本参考例の異物フィルタは、燃料棒下部端栓短尺仕様等に対しても異物フィルタのアウターストラップと下部端栓の最大隙間を下部グリッド部より小さくすることができ、これにより燃料リークにいたらしめるような異物小片の燃料有効部への進入を最小限に抑える機能をもたすことができる。
この異物フィルタを設置することにより、従来以上の異物対策効果（より小さな異物のトラップ性、且つ全寿命にわたる異物トラップ持続性）が期待できる。
【００３２】
参考例７．
図１２（ａ）〜（ｂ）は、参考例７に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルとシンブルセルを示し、このような複数のセルで構成された異物フィルタをＤＦＢＮと下部グリッドの間に設置することにより、係る異物小片の燃料有効部への流入を全寿命にわたって防止する構造を示す。
【００３３】
前述の課題を解決するため、本参考例では冷却材中に混入した燃料リークにいたらしめるような異物小片がＤＦＢＮのフローホールより入り込み、燃料有効部へ流入することを全寿命にわたって防止するため下記の手段を講じる。
【００３４】
ＤＦＢＮ２と下部グリッド３の間にストラップにより形成された格子空間を有する本参考例の異物フィルタ２９を設置する。（図１２は、参考例７に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルと１つのシンブルセルの拡大図を示す。なお、突出部の詳細形状はこのかぎりでない。）構造としては、格子状に形成されるストラップの交差する箇所の各々の内ストラップ８に、軸方向に連続な突出部３０を設けた（ストラップ交差部で２枚のストラップにより表裏に突出部を設けた）構造である。この突出部３０の軸方向長さは、燃料棒５の照射成長（下方への伸び）を考慮している。すなわち、常に燃料棒下部端栓（下端位置）と異物フィルタとでできる異物トラップ寸法が不変であるよう、連続突出部３０は内ストラップ８高さの広範囲に施される。本参考例では、薄い内ストラップ８を離して２枚平行に設置し、ストラップ交差部で表裏に、且つ軸方向に広範囲の連続な突出部３０を設ける方法としている。薄い内ストラップ８を２枚離して平行に設置する方法を採用した理由として、軸方向に広範囲の連続な突出部３０をストラップ交差近傍の表裏に施すこと以外に、異物を燃料棒５周り以外でトラップさせやすくすることにも配慮している。また、図１２に示すようにストラップ交差領域の突出部３０のないストラップ下面には切り欠き３１を設けて、異物がこのストラップ交差領域にはまり込みやすくしてもよい。なお、このストラップ交差領域に入り込んだ異物は、小さな異物までトラップさせるようベーン型の突出部３２も設けている（図１２（ａ））。なお、ストラップ交差部の空間領域を大きく設定し、異物が燃料棒周り以外に入り込みやすくした異物フィルタに対し、図１２（ａ）のようなベーン型突出部３２を設けず、この異物フィルタ２９を下部グリッド直下に配置し、その大きな空間領域を下部グリッドのストラップ３３で２分割して小さな異物までトラップできるようにすることも考えられる（図１２（ｂ））。また、突出部の形状は、ストラップ成形性や冷却水の規則性のある流れなどにも配慮している。すなわち、突出部３０の形状は２セルにまたがった幅の広い形状としている。また、突出部は各格子（セル）で規則性のある形状を採用した。以上のとおり、燃料集合体の全寿命にわたって異物トラップ性能を高めるため、軸方向に連続した突出部を有したストラップで形成した本参考例の異物フィルタは、燃料棒下部端栓短尺仕様に対しても異物フィルタのストラップと下部端栓の最大隙間をグリッド部より小さく（約１／２に）することができ、これにより燃料リークにいたらしめるような異物小片の燃料有効部への進入を最小限に抑える機能をもたすことができる。
本参考例の異物フィルタは燃料棒下部端栓短尺仕様に対して、燃料集合体の全寿命にわたって異物トラップ効果が期待できる構造である。
【００３５】
実施の形態１．
図１３（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１に係わる異物捕獲向上下部ノズルを示し、係る異物小片の燃料有効部への流入を全寿命にわたって防止する構造を示す。
【００３６】
前述の課題を解決するため、本発明では冷却材中に混入した燃料リークにいたらしめるような異物小片がＤＦＢＮのフローホールより入り込み、燃料有効部へ流入することを全寿命にわたって防止するため下記の手段を講じる。
【００３７】
下部ノズル２のフローホール６を通過する異物サイズを小さくするため、このフローホール６の中心付近のライン上（下部ノズル上面）に溝３５を加工し、その溝３５に薄いシート３４をはめこみ、このシート３４と下部ノズル上面ないしは下面とを溶接などで固定した異物捕獲強化下部ノズルの構造を図１３（ａ）に示す。このシートの長さについては、各溝ラインに対し、下部ノズルの幅全長にわたった１枚ものとするのが製造上安価にできるが、案内シンブルなどとの位置関係（インターフェイス）により、このシートを分割して下部ノズル上面の溝にはめ込んでもよい。また、このフローホール６を通過する異物サイズを更に小さくするため、この溝３５を斜めに加工し、すなわちシートを斜めにはめ込んでもよい（図１３（ｂ））。なお、圧損低減の観点からは、シートの板厚を可能なかぎり薄くする他、シート上下面をテーパ形状あるいはＲ形状としてもよい（図１３（ｃ）、（ｄ））。なお、テーパ形状やＲ形状はこのかぎりでない。このテーパ形状は研削や押しつぶしなどの加工方法が考えられ、Ｒ形状はレーザー照射により端面を溶かして表面張力を利用することなどが考えられる。
【００３８】
参考例８．
図１４〜１６は、参考例８に係わる異物フィルタを示し、この異物フィルタをＤＦＢＮと下部グリッドの間に設置することにより、係る異物小片の燃料有効部（被覆管部）への流入を全寿命にわたって防止する構造を示す。
【００３９】
前述の課題を解決するため、本参考例では冷却材中に混入した悪影響を及ぼす（燃料リークにいたらしめるような）異物小片がＤＦＢＮのフローホールより入り込み、燃料有効部へ流入することを全寿命にわたって防止するため下記の手段を講じる。
ＤＦＢＮと下部グリッドの間にストラップにより形成された格子空間を有する本参考例の異物フィルタ３６を設置する。この異物フィルタ３６は図１４に示すように、交互に打ち出しディンプル３７を設けたストラップを２枚重ね合わせたものを格子に組んで形成されたもので、格子空間の数並びにピッチは従来の下部グリッドとほぼ同等とし、外寸寸法はＤＦＢＮと下部グリッドより、やや小さくした構造である。本構造は、ストラップの軸方向に打ち出しディンプル３７を交互に設け、２枚重ね合わすことにより、双方のディンプル間隔が狭くでき、異物捕獲の効果が増す傾向となる。又、図１５の異物フィルタ３８として、上記図１４の打ち出しディンプルを交互でなく、軸方向に連続したストレートディンプル３９とし、更に下部グリッドと異物フィルタとのすきまによる異物の通り抜けを最小限防止する為、異物フィルタのストラップ幅を長くした構造である。尚、本ストラップ幅を長くした構造は本参考例のみならず本参考例以降の参考例にも場合によっては適用可能と考えるものである。又、格子空間の数並びにピッチは従来の下部グリッドとほぼ同等とし、外寸寸法はＤＦＢＮと下部グリッドより、やや小さくした構造である。本構造は、ストラップの軸方向に打ち出しディンプル３９を連続したストレート部分を設け、２枚重ね合わすことにより、双方のディンプル間隔が狭くでき、異物捕獲の効果が増す傾向となる。次に図１６の異物フィルタ４０として、前記異物フィルタ図１４と同様に連続打ち出しディンプル３７を交互に設けたストラップを２枚重ね合わせたものを格子に組んで形成するものだが、この場合双方のストラップを重ねる際に間隔（1mm〜2mm程度）を設けた構造で、格子空間の数並びにピッチは従来の下部グリッドとほぼ同等とし、外寸寸法はＤＦＢＮと下部グリッドより、やや小さくした構造である。間隔をおいた２列のストラップで形成した本参考例の異物フィルタ図１６は、燃料棒下部端栓短尺仕様に対しても、異物フィルタのストラップと下部端栓との最大隙間をグリッド部より小さくすることができ、燃料集合体の全寿命にわたって異物トラップ性能が高まる。
【００４０】
以上、図１４〜１６に示された本参考例の異物フィルタを設置することにより、従来の課題である異物小片を捕獲することができ、且つ全寿命にわたってその異物対策効果が期待できる。
【００４１】
参考例９．
図１７〜２１は、参考例９に係わる異物フィルタを示し、この異物フィルタをＤＦＢＮと下部グリッドの間に設置することにより、係る異物小片の燃料有効部（被覆管部）への流入を全寿命にわたって防止する構造を示す。
【００４２】
前述の課題を解決するため、本参考例では冷却材中に混入した悪影響を及ぼす（燃料リークにいたらしめるような）異物小片がＤＦＢＮのフローホールより入り込み、燃料有効部へ流入することを全寿命にわたって防止するため下記の手段を講じる。
ＤＦＢＮと下部グリッドの間にストラップにより形成された格子空間を有する本参考例の異物フィルタ４１を設置する。この異物フィルタ４１は図１７に示すように、交互に打ち出しディンプル４２を設けたストラップを２枚重ね合わせ、ディンプル形状をセル内に対し内接Ｒ形状にしたものを格子に組んで形成されたもので、格子空間の数並びにピッチは従来の下部グリッドとほぼ同等とし、外寸寸法はＤＦＢＮと下部グリッドより、やや小さくした構造である。本構造は、ストラップの軸方向に打ち出しＲ形状ディンプル４２を交互に設け、２枚重ね合わすことにより、双方のディンプル間隔が狭くでき、異物捕獲の効果が増す傾向となる。又、図１８の異物フィルタ４３として、上記図１７の打ち出しＲ形状ディンプルを交互でなく、軸方向に連続したストレートＲ形状ディンプル４４構造を示し、格子空間の数並びにピッチは従来の下部グリッドとほぼ同等とし、外寸寸法はＤＦＢＮと下部グリッドより、やや小さくした構造である。
本構造は、ストラップの軸方向に打ち出しＲ形状ディンプル４４を連続したストレート部分を設け、２枚重ね合わすことにより、双方のディンプル間隔が狭くでき、異物捕獲の効果が増す傾向となる。
【００４３】
次に図１９の異物フィルタ４５として、図１７に示す前記異物フィルタと同様に交互に打ち出しディンプル４２を設けたストラップを２枚重ね合わせ、ディンプル形状をセル内に対し内接Ｒ形状にしたものを格子に組んで形成されたものするものだが、前記図１７と違う点は、任意で定めた数箇所のセル内において、燃料棒下部端栓に溝加工を行ないその部分にディンプル４６が、かみ込み固定するような構造を示すものである。又、格子空間の数並びにピッチは従来の下部グリッドとほぼ同等とし、外寸寸法はＤＦＢＮと下部グリッドより、やや小さくした構造である。次に図２０の異物フィルタ４７として、前記異物フィルタ図１７と同様に交互に打ち出しディンプルを設けたストラップを２枚重ね合わせ、ディンプル形状をセル内に対し内接Ｒ形状にしたものを格子に組んで形成されたものだが、この場合の内接Ｒ部の隅部を４５°にストレートカット４８した構造とする。又、格子空間の数並びにピッチは従来の下部グリッドとほぼ同等とし、外寸寸法はＤＦＢＮと下部グリッドより、やや小さくした構造である。又、図２１の異物フィルタ４９として、上記図２０の打ち出しＲ形状で内接Ｒ部の隅部を４５°にストレートカットしたディンプルを交互でなく、軸方向に連続したストレートディンプル５０構造を示し、格子空間の数並びにピッチは従来の下部グリッドとほぼ同等とし、外寸寸法はＤＦＢＮと下部グリッドより、やや小さくした構造である。
【００４４】
以上、本参考例の異物フィルタ図１７〜２１を設置することにより、従来の課題である異物小片を捕獲することができ、且つ全寿命にわたってその異物対策効果が期待できる。
【００４５】
参考例１０．
図２２は、参考例１０に係わる異物フィルタを示し、この異物フィルタをＤＦＢＮと下部グリッドの間に設置することにより、係る異物小片の燃料有効部（被覆管部）への流入を全寿命にわたって防止する構造を示す。
【００４６】
前述の課題を解決するため、本参考例では冷却材中に混入した悪影響を及ぼす（燃料リークにいたらしめるような）異物小片がＤＦＢＮのフローホールより入り込み、燃料有効部へ流入することを全寿命にわたって防止するため下記の手段を講じる。
ＤＦＢＮと下部グリッドの間にストラップにより形成された格子空間を有する本参考例の異物フィルタ５１を設置する。この異物フィルタ５１は、図２２に示すように２方向共にストラップ高さ全長にわたって突出部５２を設けた薄いストラップを２枚重ね合わせて構成したものである、突出部５２はストラップ成形性や冷却水の規則性のある流れに配慮し、ストラップは２セルピッチで突出部を設けるとともに、突出部形状はフラット面を設けて突出部の幅も大きくしている。更に本参考例では、燃料棒下部端栓短尺仕様に対しても、異物フィルタのストラップと下部端栓との最大隙間をグリッド部より小さくすることができ、燃料集合体の全寿命にわたって異物トラップ性能が高めるため、上記のストラップを重ねる際に間隔（１ｍｍ〜２ｍｍ程度）を設けた構造としている。格子空間の数並びにピッチは従来の下部グリッドとほぼ同等とし、外寸寸法はＤＦＢＮと下部グリッドより、やや小さくした構造である。
【００４７】
以上、本参考例の異物フィルタ図２２を設置することにより、従来の課題である異物小片を捕獲することができ、且つ全寿命にわたってその異物対策効果が期待できる。
【００４８】
参考例１１．
図２３は、参考例１１に係わる異物フィルタを示し、この異物フィルタをＤＦＢＮと下部グリッドの間に設置することにより、係る異物小片の燃料有効部（被覆管部）への流入を全寿命にわたって防止する構造を示す。
【００４９】
前述の課題を解決するため、本参考例では冷却材中に混入した悪影響を及ぼす（燃料リークにいたらしめるような）異物小片がＤＦＢＮのフローホールより入り込み、燃料有効部へ流入することを全寿命にわたって防止するため下記の手段を講じる。
ＤＦＢＮと下部グリッドの間にストラップにより形成された各セルごとの単体格子空間を有する本参考例の異物フィルタ５３を設置する。この異物フィルタ５３は、図２３に示すように軸方向にスプリング状の突起部５４を設置することを特徴としたストラップで形成されたもので、各セルごとの単体格子空間状態でレーザ溶接にて１つのセル組立体と成すものである。上記セル組立体は、燃料集合体の燃料棒の下部端栓に各セルごとに取付けて組立体となるため、あらかじめ燃料棒端栓には、周方向に溝加工を施工し、その溝に本参考例の軸方向のスプリング状突起部５４が、かみ込み固定する構造となる。尚、上記の溝付き燃料棒下部端栓に本参考例に異物フィルタを取付ける方法としては、格子空間ピッチのボックス型のホルダー（各室独立型）に、異物フィルタセル組立体を収納（燃料棒の数と同じ）し、燃料集合体の下面側より全ての燃料棒下部端栓部に同時に押し込み取付ける方法がある。溝付き燃料棒下部端栓に取り付いた本参考例の異物フィルタは、スプリング状突起部のかえり部がストレートになっているため、はずれることはない。
【００５０】
以上、本参考例の異物フィルタ図２３を設置することにより、従来の課題である異物小片を捕獲することができ、且つ全寿命にわたってその異物対策効果が期待できる。
【００５１】
参考例１２．
図２４は、参考例１２に係わる異物フィルタのアウターストラップ６０構造を示し、これらのアウターストラップ６０と参考例８〜１０で示した基本的なインナーセル構造を組合せて、異物フィルタ外周部での燃料リークにいたらしめるような異物小片の燃料有効部への流入を全寿命にわたって防止する構造、並びに組み合せパターンを示す。
【００５２】
異物フィルタの外周部でも前述の課題を解決するため、本参考例では冷却材中に混入した燃料リークにいたらしめるような異物小片がＤＦＢＮのフローホールより入り込み、燃料有効部へ流入することを全寿命にわたって防止するため下記の手段を講じる。
異物フィルタのアウターストラップ構造を図２４（ａ）〜（ｆ）に示す。なお、異物フィルタの外寸はＤＦＢＮと下部グリッドより、やや小さくした構造である。以下に各タイプの特徴を示す。
−図２４（ａ）のアウターストラップ６０は全体がフラットな形状（突出部の成形なし）。
−図２４（ｂ）はインナーストラップ６１との結合部に突出部を設けた形状で、成形性を考えフラット部を設けている。
−図２４（ｃ）は、図２４（ｂ）の上部近傍の突出部の成形をなくし、隣接燃料間を通過する異物捕獲サイズを小さくしたもの。（突出部は軸方向に連続）
−図２４（ｄ）は、図２４（ｃ）の突出部を軸方向に分離したもの。
−図２４（ｅ）は、図２４（ｂ）〜（ｄ）の突出部形状をＲ状にしたもの。
−図２４（ｆ）は、インナーストラップ６１との結合部近傍位置に突出部を設けた形状。
このようなアウターストラップ６０と参考例８〜１０で示した基本的なインナーセル構造を組み合せるパターンを以下に示す。
【表２】
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＊インナーストラップ６１の両端の突出部をなくすことも可能。
以上の組み合わせにて構成された本参考例の異物フィルタは、燃料棒下部端栓短尺仕様に対しても異物フィルタのアウターストラップ６０と下部端栓の最大隙間を下部グリッド部より小さくすることができ、これにより燃料リークにいたらしめるような異物小片の燃料有効部への進入を最小限に抑える機能をもたすことができる。
この異物フィルタを設置することにより、従来以上の異物対策効果（異物トラップ性）が期待できる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の異物フィルタによれば、燃料集合体の高燃焼度化による燃料棒下部端栓の短尺化等の対策に対して、悪影響を及ぼす（燃料リークにいたらしめるような）異物小片の燃料有効部（被覆管部）への進入を全寿命にわたって防止できる。
このような、異物フィルタを採用することにより、従来以上の異物対策効果（より小さな異物のトラップ性、且つ全寿命にわたる異物トラップ持続性）が期待できる。なお、このような異物フィルタ構造は、長尺下部端栓の燃料棒に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例１に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルと１つのシンブルセルの拡大図を示す。
【図２】  参考例２に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルと１つのシンブルセルの拡大図を示す。
【図３】  参考例３に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルと１つのシンブルセルの拡大図を示す。
【図４】  参考例４に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルと１つのシンブルセルの拡大図を示す。
【図５】  参考例５に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルと１つのシンブルセルの拡大図を示す。
【図６】  参考例６に係わる異物フィルタの内ストラップ側面形状を示す。
【図７】  参考例６に係わる異物フィルタの内ストラップ側面形状を示す。
【図８】  参考例６に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルの拡大図を示す。
【図９】  参考例６に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルの拡大図を示す。
【図１０】  参考例１及び参考例６に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルと１つのシンブルセルの拡大図を示す。
【図１１】  参考例２及び参考例６に係る異物フィルタの構造を示す。
【図１２】  参考例７に係わる異物フィルタの１つの燃料棒セルと１つのシンブルセルの拡大図を示す。
【図１３】  実施の形態１に係わる異物捕獲向上下部ノズルを示す。
【図１４】  参考例８に係わる異物フィルタを示す。
【図１５】  参考例８に係わる異物フィルタを示す。
【図１６】  参考例８に係わる異物フィルタを示す。
【図１７】  参考例９に係わる異物フィルタを示す。
【図１８】  参考例９に係わる異物フィルタを示す。
【図１９】  参考例９に係わる異物フィルタを示す。
【図２０】  参考例９に係わる異物フィルタを示す。
【図２１】  参考例９に係わる異物フィルタを示す。
【図２２】  参考例１０に係わる異物フィルタを示す。
【図２３】  参考例１１に係わる異物フィルタを示す。
【図２４】  参考例１２に係わる異物フィルタのアウターストラップ構造を示す。
【図２５】  燃料集合体を示す立体図である。
【図２６】  代表的な原子炉を示す断面図である。
【図２７】  下部ノズルを示す平面図である。
【符号の説明】
２…ＤＦＢＮ、３…下部グリッド、８，３３…ストラップ、７，１２，１４，１６，１９，２１，２９，３６，３８，４０，４１，４３，４５，４７，４９，５１，５３…異物フィルタ。
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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