(57)【要約】【課題】炉心の軸方向の出力分布を平坦化することができ、かつ燃料経済性を向上できる燃料集合体を提供する。【解決手段】燃料集合体１は、複数の燃料棒２及び蒸気ロッド８の下端部を下部タイプレート３で保持し、それらの上端部を上部タイプレート６で保持する。蒸気ロッド８は上昇管９及び上昇管９の上端部に接続される下降管１２を有する。上昇管９内に形成される上昇通路１０が下降管１２内に形成される下降通路１３に連絡される。下部タイプレート３の燃料保持部４に保持される上昇管９の下端に形成される開口部１１が、燃料保持部４の下方で下部タイプレート３内の空間５に連絡される。下降管１２の下端に形成される開口部１４は、燃料保持部４よりも上方に配置される。上昇通路１０の横断面積は下降通路１３の横断面積よりも小さくなっている。運転サイクル末期前まで、上昇通路１０内に液面２０が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部タイプレートと、下部タイプレートと、内部に核燃料物質が充填されて上端部が前記上部タイプレートに保持され、下端部が前記下部タイプレートの燃料保持部に保持される複数の燃料棒と、内部に上昇通路を形成する上昇通路形成部材、上端部で前記上昇通路形成部材に接続されて内部に前記上昇通路に連絡される下降通路を形成する下降通路形成部材を有し、前記燃料棒に取り囲まれて配置される蒸気ロッドとを備え、
前記上昇通路形成部材の下端部が前記燃料保持部に保持され、前記上昇通路と前記燃料保持部より下方の領域とを連通する第１開口部が、前記上昇通路形成部材の下端部に形成され、前記下降通路に連絡されて前記燃料保持部よりも上方の領域に開放される第２開口部が、前記下降通路形成部材に形成され、
前記上昇通路の流路断面積が前記下降通路のそれよりも小さくなっていることを特徴とする燃料集合体。
【請求項２】
前記下降通路の一部の流路断面積が前記下降通路の他の部分のそれよりも小さくなっている請求項１に記載の燃料集合体。
【請求項３】
流路断面積が小さくなった前記下降通路の前記一部が前記下降通路の下端部に形成されている請求項２に記載の燃料集合体。
【請求項４】
流路断面積が小さくなった前記下降通路の前記一部が前記下降通路の上端部に形成されている請求項２に記載の燃料集合体。
【請求項５】
流路断面積が小さくなった前記下降通路の前記一部が前記下降管を絞ることによって形成されている請求項２ないし４のいずれか１項に記載の燃料集合体。
【請求項６】
流路断面積が小さくなった前記下降通路の前記一部が開口を有する抵抗体を前記下降管に設置することによって形成されている請求項２ないし４のいずれか１項に記載の燃料集合体。
【請求項７】
流路断面積が小さくなった前記下降通路の前記一部が前記第２開口部の開口面積を前記下降通路の流路断面積よりも小さくすることによって形成されている請求項２ないし４のいずれか１項に記載の燃料集合体。
【請求項８】
前記上昇通路形成部材の内径が前記下降通路形成部材の内径の１／６〜１／２の範囲内に設定されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の燃料集合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料集合体に係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適な燃料集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉に用いられる複数の燃料棒を有する燃料集合体では、下部より流入したサブクール水である冷却水が燃料棒内の核燃料物質の核分裂によって発生する熱によって加熱され、その冷却水の一部が蒸気になる。蒸気を含む冷却水が蒸気−水の二相流となってチャンネルボックスで区画された燃料集合体内を上昇する。燃料集合体は横断面における中央部に水ロッドを配置し、その中央部における中性子の減速を促している。
【０００３】
水ロッドの一種であるスペクトルシフトロッド（以下、ＳＳＲという）を有する燃料集合体が提案されている（例えば、特開昭６３−７３１８７号公報及び特開平１−１８７４９４号公報参照）。ＳＳＲは、上昇通路及び上昇通路の上端部に接続される下降通路を有している。上昇通路及び下降通路により逆Ｕ字状の通路が形成される。その燃料集合体は、複数の燃料棒を有し、燃料棒の下端部を下部タイプレートで保持し、燃料棒の上端部を上部タイプレートで保持している。少なくとも１本のＳＳＲが燃料棒の間に配置されている。ＳＳＲの上昇通路の下端部が下部タイプレートに保持され、上昇通路の下端に形成される第１開口部は下部タイプレートの燃料保持部よりも下方の領域に開放されている。上昇通路と下降通路の接続部付近が上部タイプレートに保持される。下降通路の下端に形成される第２開口部は、下部タイプレートの燃料保持部よりも上方に位置しており、その燃料保持部付近に配置されている。
【０００４】
ＢＷＲは、炉心流量を変化させることによって原子炉出力を制御することができる。反応度が余っている運転サイクルの初期では炉心流量を低くして炉心平均ボイド率を大きくする。反応度が不足する運転サイクルの末期で炉心流量を増加させて炉心平均ボイド率を小さくする。ＳＳＲの上昇通路内の冷却水はガンマ線及び中性子線の照射によって加熱されて蒸気になり、上昇通路内に水領域及び蒸気領域が形成される。上昇通路内で水領域と蒸気領域の境界に冷却水の液面が形成される。上昇通路内で発生した蒸気は、下降通路内を下降し、第２開口部からＳＳＲの外側に放出される。上昇通路内の液面の位置は、炉心流量の増大に伴って上昇する。炉心流量がある流量以上になると、上昇通路内が冷却水で満たされた状態になる。このとき、下降通路内も冷却水で満たされる。
【０００５】
上昇通路内に蒸気領域が形成されている状態では、その蒸気領域が存在する燃料集合体の上部で核分裂性物質であるプルトニウム２３９が生成されこのプルトニウム２３９が蓄積される。炉心流量が増大して上昇通路内の蒸気領域が消滅した状態では、燃料集合体の上部に蓄積されたプルトニウム２３９が効率良く燃焼される。
【０００６】
ＳＳＲを有する燃料集合体は、上昇通路内に液面が形成される状態ではＳＳＲ内で上部のボイド率が増大する。一般的に、沸騰水型原子炉では、炉心で蒸気が発生する関係上、炉心上部でのボイド率が高くなる。ＳＳＲの上部のボイド率が大きくなると、炉心上部のボイド率が一層増大し、炉心軸方向の出力分布は下部で一層高くなる傾向を示す。
【０００７】
このような課題を解決する燃料集合体が、特開平４−３３７４９７号公報に記載されている。この燃料集合体は、ＳＳＲの下降通路において下部の流路断面積を上部のその面積よりも大きくし、ＳＳＲ内の下部のボイド率を増大させている。この結果、沸騰水型原子炉の運転中における燃料集合体内のボイド率は、軸方向で平坦化される。特開平４−３３７４９７号公報に記載されている燃料集合体では、上昇通路の流路断面積は、流路断面積が大きくなっている下降通路の下部のそれよりも大きくなっている。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−７３１８７号公報
【特許文献２】特開平１−１８７４９４号公報
【特許文献３】特開平４−３３７４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特開平４−３３７４９７号公報に記載されたＳＳＲを有する燃料集合体は、ＳＳＲの下降通路に蓄えられる蒸気の量を増大でき、炉心軸方向における出力分布を平坦化することができる。炉心の出力分布は、燃料集合体の長寿命化を図る上でも、さらに平坦化することが望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、炉心の軸方向の出力分布を平坦化することができ、かつ燃料経済性を向上できる燃料集合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成するため本発明の特徴は、内部に上昇通路を形成する上昇通路形成部材、上端部で上昇通路形成部材に接続されて内部に上昇通路に連絡される下降通路を形成する下降通路形成部材を有しかつ燃料棒に取り囲まれて配置される蒸気ロッドを備え、
上昇通路形成部材の下端部が燃料保持部に保持され、上昇通路と前記燃料保持部より下方の領域とを連通する第１開口部が、上昇通路形成部材の下端部に形成され、下降通路に連絡されて燃料保持部よりも上方の領域に開放される第２開口部が、下降通路形成部材に形成され、
上昇通路の流路断面積が下降通路のそれよりも小さくなっていることにある。
【００１２】
本発明は、流路断面積が上昇通路よりも大きい下降通路の全域を長期間に亘って蒸気領域に保持できるので、燃料集合体の下部領域におけるボイド率を増大させることができる。このため、運転サイクル末期を除く運転サイクルの大部分の期間において、炉心の軸方向の出力分布を平坦化することができる。冷却水が存在する上昇通路の流路断面積が下降通路よりも小さいので、上記の運転サイクルの大分の期間において中性子の減速効果が小さくなり、生成されて蓄積される核分裂性プルトニウムの量が増大する。この核分裂性プルトニウムを燃料サイクル末期で燃焼させることができるので、燃料経済性がさらに向上する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、炉心の軸方向の出力分布を平坦化することができ、かつ燃料経済性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の好適な一実施例である実施例１の燃料集合体を、図１及び図２を用いて以下に説明する。沸騰水型原子炉に適用される本実施例の燃料集合体１は、沸騰水型原子炉に適用される。
【００１６】
本実施例の燃料集合体１は、複数の燃料棒２、下部タイプレート３、上部タイプレート６、蒸気ロッド８及びチャンネルボックス１７を備えている。核燃料物質がそれぞれの燃料棒２内に充填されている。各燃料棒２は、下端部が下部タイプレート３の燃料保持部４に保持され、上端部が上部タイプレート６に保持される。燃料保持部４は下部タイプレート３の上端部に位置している。空間５が下部タイプレート３内で燃料保持部４の下方に形成されている。複数の燃料棒２は、軸方向に配置された複数の燃料スペーサ７によって束ねられている。これらの燃料スペーサ７は、複数の燃料棒２の相互間に所定の間隔が形成されるように、各燃料棒２を保持する。角筒状のチャンネルボックス１７が、上部タイプレート６に取り付けられ、下部タイプレート３の側壁に向かって伸びている。燃料スペーサ７で束ねられた各燃料棒２はチャンネルボックス１７の内側に配置される。
【００１７】
蒸気ロッド８は、燃料集合体１の横断面の中央部に配置されて燃料棒２の間に配置されている。蒸気ロッド８は、上昇管（上昇通路形成部材）９及び上昇管９の上端部に接続される下降管（下降通路形成部材）１２を有する。この蒸気ロッド８の詳細な構造を、図１を用いて説明する。上昇通路１０が上昇管９内に形成され、下降通路１３が下降管１２内に形成される。上昇通路１０と下降通路１３は、それぞれの上端部で互いに接続されている。上昇通路１０及び下降通路１３は、蒸気ロッド８内に逆Ｕ字状の通路を形成する。蒸気ロッド８の下端部、すなわち、上昇管９の下端部が燃料保持部４に保持され、蒸気ロッド８の上端部が上部タイプレート６に保持されている。開口部１１が、上昇管９の下端部に形成され、燃料保持部４より下方の空間５と上昇通路１０を連絡している。下降管１２の下端に開口部１４が形成されている。開口部１４は、燃料保持部４よりも上方に配置され、燃料棒２の相互間及び燃料棒２と蒸気ロッド８の間にそれぞれ形成される冷却水通路１６と下降通路１３を連絡している。上昇通路１０の横断面積は下降通路１３の横断面積よりも小さくなっている。燃料保持部４に多数の貫通孔１５が形成され、これらの貫通孔１５は空間５と冷却水通路１６を連絡している。
【００１８】
燃料集合体１を炉心に装荷したＢＷＲの運転を開始した後、インターナルポンプ（または再循環ポンプ）の駆動によって冷却水が炉心に供給される。この冷却水は、下部タイプレート３内の空間５に導かれる。大部分の冷却水は、各貫通孔１５を通ってチャンネルボックス１７内の冷却水通路１６に供給され、冷却水通路１６を上昇する間に燃料棒２内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱される。加熱された冷却水の一部は蒸気になり、蒸気を含む冷却水が上部タイプレート６に形成された多数の貫通孔（図示せず）を通って燃料集合体１の上方に排出される。
【００１９】
空間５内に導かれた残りの冷却水は、開口部１１を通って上昇管９内の上昇通路１０に流入する。上昇通路１３内の冷却水は、核分裂によって発生するガンマ線の照射を受けて加熱され、蒸気になる。この蒸気は、上昇通路１０の上端部を通って下降通路１３内に導かれ、開口部１４から冷却水通路１６に放出される。蒸気を発生している上昇通路１０内に冷却水の液面２０が形成される。この液面２０は、上昇管９内の冷却水の水頭が下部タイプレート３の下流側と上流側の差圧、すなわち、燃料保持部４の下流側と上流側の差圧ΔＰとほぼ釣り合う位置に形成される。差圧ΔＰは、燃料保持部４に形成された貫通孔１５の内径及び貫通孔１５の個数によって予め所定の差圧になるように設定できる。上昇管９内では、液面２０より下方に冷却水領域２１が形成され、液面２０より上方に蒸気領域２２が形成される。下降管１２内は蒸気領域２２になっている。
【００２０】
本実施例の燃料集合体１に用いられる蒸気ロッド８は燃料集合体１の燃料有効長の下端からの高さが３．７５ｍであり、上昇管９の内径が１５ｍｍ、下降管１２の内径が３０ｍｍである。このような蒸気ロッド８を有する燃料集合体１では、差圧ΔＰが２３ｋＰａになるように、貫通孔１５の内径及び貫通孔１５の個数が設定されている。
【００２１】
発明者らは、差圧ΔＰが上記の寸法を有する蒸気ロッド８内のボイド率(蒸気ロッド８内の全容積（上昇通路１０の容積と下降通路１３の容積の合計）に対する蒸気領域２２の容積の割合)に与える影響を評価した。この結果を図３に実線で示す。炉心流量が増大して差圧ΔＰが大きくなるにつれて、この差圧ΔＰに釣り合うように液面２０が上昇する結果、徐々に上昇管９内のボイド率、すなわち、蒸気ロッド８内のボイド率が減少する。差圧ΔＰが約２３ｋＰａになったとき、液面２０が上昇通路１０の上端に到達し、上昇通路１０内の冷却水が下降通路１３内に流入する。このため、上昇通路１０及び下降通路１３内が冷却水で満たされ、蒸気ロッド８内のボイド率が大きく低下する。
【００２２】
前述したＳＳＲを有する従来の燃料集合体において、ＳＳＲはこの燃料集合体の燃料有効長の下端からの高さが３．７５ｍであり、上昇管９の内径が３０ｍｍ、下降管１２の内径が１５ｍｍである。発明者らは、差圧ΔＰが上記の寸法を有するＳＳＲ内のボイド率(ＳＳＲ内の全容積（上昇通路の容積と下降通路の容積の合計）に対するＳＳＲ内における蒸気領域の容積の割合)に与える影響を評価した。この結果を図３に点線で示す。ＳＳＲを有する従来の燃料集合体に対しては、図３の縦軸はＳＳＲ内のボイド率を表す。ＳＳＲを有する燃料集合体の下部タイプレートの下流側と上流側の差圧ΔＰの変化に対するＳＳＲ内のボイド率の減少幅が、下降通路の流路断面積が小さいため、本実施例の燃料集合体１の蒸気ロッド８内のボイド率の減少幅に比べて大きくなる。すなわち、差圧ΔＰに対するＳＳＲ内のボイド率は、本実施例における蒸気ロッド８内のそれよりも小さくなる。
【００２３】
図３において、蒸気ロッド８内のボイド率及びＳＳＲ内のボイド率が１．０とは、蒸気ロッド８及びＳＳＲのそれぞれの上昇通路及び下降通路の全域が蒸気領域になっていることを意味する。
【００２４】
沸騰水型原子炉に用いられる燃料集合体における一般的な差圧ΔＰは、およそ２０ｋＰａである。
【００２５】
本実施例では、差圧ΔＰが２３ｋＰａになるように、貫通孔１５の内径及び貫通孔１５の個数が設定されているので、炉心流量が増大して差圧ΔＰが２３ｋＰａになるまで、下降通路１３内は蒸気領域２２になっている。このような状態は、運転サイクルの末期前まで継続され、液面２０は運転サイクルの初期から、運転サイクルの末期前までの間、蒸気ロッド８の上昇通路１０内に形成される。しかも、この期間では、蒸気ロッド８の上昇通路１０内での液面２０の変動幅も小さく、液面２０は、ほぼ、上昇通路１０の上端部に形成される。例えば、１つの運転サイクルが１３ケ月である場合では、運転サイクルの末期は最後の１ケ月、すなわち、その運転サイクル開始から１２ケ月を経過した時点から、その運転サイクルの終了時、すなわち、１３ケ月が終了した時点までの期間である。運転サイクルの末期前の期間は、その運転サイクル開始から１２ケ月を経過するまでの期間である。
【００２６】
本実施例は、運転サイクル末期を除く運転サイクルの大部分の期間で、流路断面積が上昇通路１０よりも大きい下降通路１３の全域及び上昇通路１０の一部である液面２０よりも上方の領域を蒸気領域２２にすることができる。蒸気ロッド８は、上昇通路１０よりも流路断面積が大きい下降通路１３の全域を長期間に亘って蒸気領域２２に保持することができる。このような蒸気ロッド８は、流路断面積の小さい上昇通路１０よりも流路断面積の大きな下降通路の影響を強く受けるので、中性子の減速効果が小さい蒸気ロッドとして機能する。
【００２７】
本実施例は、流路断面積が大きい下降通路１３の全域を長期間に亘って蒸気領域２２に保持できるので、燃料集合体１の下部領域におけるボイド率を増大させることができる。このため、運転サイクル末期を除く運転サイクルの大部分の期間において、下降通路１３の下部領域に存在する蒸気領域２２の作用によって炉心の出力分布の下部ピークを抑えることができるので、炉心の軸方向の出力分布を平坦化することができる。下降通路１３の上部領域にも蒸気領域２２が形成されるが、燃料集合体１の上部領域における冷却水通路１６内のボイド率が大きいので、下降通路１３の上部領域における蒸気領域２２の影響は相対的に小さくなる。したがって、炉心の上部領域における軸方向の出力分布の減少度合いは僅かなものとなり、軸方向の出力分布の平坦化を悪化させる度合いは小さなものとなる。本実施例は、下降通路１３の流路断面積を大きくすることによって、炉心の軸方向の出力分布を平坦化することができる。
【００２８】
運転サイクルの末期では、下降通路１３内が冷却水で充満され炉心の下部領域のボイド率を増大させることはできない。しかしながら、運転サイクルの末期では、炉心内に存在する核燃料物質に含まれる核分裂性物質の量が少なくなるので、炉心の軸方向の出力分布は、下部領域でピークが形成されず、中央部でピークが形成されるようになる。したがって、下降通路１３が冷却水で充満されても、運転サイクル末期における炉心の軸方向の出力分布は平坦化される。
【００２９】
本実施例は、上昇通路１０の流路断面積が下降通路１３のそれよりも小さいので、燃料集合体１における中性子の減速効果が、従来のＳＳＲを有する燃料集合体におけるその減速効果よりも小さくなっている。したがって、運転サイクル末期を除く運転サイクルの大部分の期間において、核分裂によって発生した中性子のうち核燃料物質に含まれるウラン２３８に吸収される割合が増大し、核分裂性物質であるプルトニウム２３９の生成量が増加し、燃料棒２内に蓄積されるその量も従来のＳＳＲを有する燃料集合体（例えば、特開平４−３３７４９７号公報に記載された燃料集合体）よりも増加する。燃料棒２内に蓄積されたプルトニウム２３９は、炉心流量の増大により下降通路１３内が冷却水で充満される運転サイクルの末期で燃焼される。このような本実施例は、燃料経済性を従来のＳＳＲを有する燃料集合体よりも向上させることができ、運転サイクルをさらに伸ばすことができる。
【実施例２】
【００３０】
本発明の他の実施例である実施例２の燃料集合体を、図４を用いて説明する。本実施例の燃料集合体１Ａは、沸騰水型原子炉に適用される。燃料集合体１Ａは、実施例１の燃料集合体１において蒸気ロッド８を蒸気ロッド８Ａに替えた構成を有する。燃料集合体１Ａの他の構造は燃料集合体１と同じである。蒸気ロッド８Ａは、蒸気ロッド８において、下降管１２を、下端部に流路断面積を小さくした絞り部２３を形成した下降管１２Ａに替えた構成を有する。蒸気ロッド８Ａの他の構造は蒸気ロッド８と同じである。すなわち、燃料集合体１Ａは、下端部に絞り部２３を形成した下降管１２Ａを有している構成のみが燃料集合体１と異なっている。
【００３１】
蒸気ロッド８Ａは、燃料集合体１の燃料有効長の下端からの高さが３．７５ｍであり、上昇管９の内径が１５ｍｍである。絞り部２３より上方の下降通路１３の流路断面積は上昇通路１０のそれよりも大きくなっている。下降管１２Ａは、絞り部２３の内径が４ｍｍ、絞り部２３より上方で内径が３０ｍｍとなっている。絞り部２３の軸方向の長さは、下降管１２Ａの下端から０．５ｍである。このような蒸気ロッド８Ａを有する燃料集合体１Ａでは、差圧ΔＰが２５ｋＰａになるように、貫通孔１５の内径及び貫通孔１５の個数が設定されている。
【００３２】
上記の寸法を有する蒸気ロッド８Ａ内のボイド率(蒸気ロッド８Ａ内の全容積（上昇通路１０の容積と下降通路１３Ａの容積の合計）に対する蒸気領域２２の容積の割合)に与える影響を評価した。この結果を図５に点線で示す。図５に示された実線の特性は、実施例１における蒸気ロッド８内の変化を表している（図３の実線の特性と同じ）。蒸気ロッド８Ａは、下降管１２Ａの下端部に絞り部２３を形成しているので、下降管１２Ａでの圧力損失抵抗が大きくなり、下部タイプレート３の下流側とその上流側の差圧ΔＰのより広い範囲において液面２０を上昇管９内に形成することができる。すなわち、差圧ΔＰが２５ｋＰａになるまで、液面２０を上昇通路１０内に形成することができる。図５に示す点線の特性を考慮して、上記したように、燃料集合体１Ａの燃料保持部４が、差圧ΔＰが２５ｋＰａになるように構成されている。
【００３３】
燃料保持部４により発生する差圧ΔＰが２５ｋＰａまで増大されるが、炉心流量の蒸気ロッド８Ａも実施例１における蒸気ロッド８と同様に作用する。すなわち、液面２０は運転サイクルの初期から、差圧ΔＰが２５ｋＰａに到達する運転サイクルの末期の前までの間、蒸気ロッド８の上昇通路１０内に形成される。しかも、この期間では、蒸気ロッド８の上昇通路１０内での液面２０の変動幅も小さく、液面２０は、ほぼ、蒸気通路１０の上端部に形成される。炉心流量の増加によって差圧ΔＰが２５ｋＰａを超えたとき、上昇通路１０内の冷却水が上昇通路１０の上端を越えて蒸気領域２２を形成している下降通路１３Ａ内に流入する。このため、運転サイクル末期では、下降通路１３Ａ内も冷却水で満たされるため、各燃料棒２内に蓄積されたプルトニウム２３９が燃焼される。
【００３４】
本実施例は、実施例１と同様に、炉心の軸方向の出力分布を平坦化することができ、かつ、燃料経済性を向上させることができる。さらに、本実施例は、実施例１よりもより広い差圧ΔＰの範囲で高いボイド率を確保できるので、過渡事象の発生によって差圧ΔＰが増大しても、液面２０の変動を上昇管９内にとどめることができる。すなわち、過渡事象での影響緩和を図ることができ、炉心の出力分布等に与える影響を著しく低減できる。
【実施例３】
【００３５】
本発明の他の実施例である実施例３の燃料集合体を、図６を用いて説明する。本実施例の燃料集合体１Ｂは、沸騰水型原子炉に適用される。燃料集合体１Ｂは、実施例２の燃料集合体１Ａにおいて蒸気ロッド８Ａを蒸気ロッド８Ｂに替えた構成を有する。蒸気ロッド８Ｂは、上端部に絞り部２３Ａを形成した下降管１２Ｂを有している。すなわち、蒸気ロッド８Ｂは、蒸気ロッド８Ａにおいて絞り部２３を下降管１２Ａの上端部に移動した構成を有する。絞り部２３Ａは、絞り部２３と同じ内径及び長さを有する。燃料集合体１Ｂは、下降管１２Ｂの形状が下降管１２Ａと異なっている以外は燃料集合体１Ａと同じ構成になっている。燃料集合体１Ｂの燃料保持部４も、差圧ΔＰが２５ｋＰａになるように構成されている。
【００３６】
燃料集合体１Ｂの蒸気ロッド８Ｂ内のボイド率も、差圧ΔＰの変化により図５の点線に示すように変化する。本実施例も、実施例２で生じる効果を得ることができる。
【実施例４】
【００３７】
本発明の他の実施例である実施例４の燃料集合体を、図７を用いて説明する。本実施例の燃料集合体１Ｃも、沸騰水型原子炉に適用される。燃料集合体１Ｃは、実施例１の燃料集合体１において蒸気ロッド８を蒸気ロッド８Ｃに替えた構成を有する。蒸気ロッド８Ｃは、下降管１２Ｃが内径３０ｍｍよりも小さい直径４ｍｍの開口部１４Ａを下降管１２Ｃの下端部の側壁に形成した構成が蒸気ロッド８と異なっている。すなわち、燃料集合体１Ｃは、直径の小さな開口部１４Ａを下降管に形成している構成を除いて燃料集合体１と同じ構成を有する。ただし、燃料集合体１Ｃの燃料保持部４は差圧ΔＰが２５ｋＰａになるように構成され、下降管１２Ｃの下端が封鎖されている。直径の小さな開口部１４Ａは下降管１２Ｃの下端に形成してもよい。
【００３８】
燃料集合体１Ｃは、直径の小さな開口部１４Ａが絞り部２３と同様に機能するので、燃料集合体１Ａで生じる効果を得ることができる。
【００３９】
直径の小さな開口部１４Ａを形成する替りに、燃料集合体１の下降管１２内または下降管１２の出口にオリフィスのような抵抗体を設置しても、燃料集合体１Ａで生じる効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図２に示す燃料集合体の蒸気ロッド付近の拡大図である。
【図２】本発明の好適な一実施例である実施例１の沸騰水型原子炉に適用される燃料集合体の縦断面図である。
【図３】下部タイプレートの下流側と上流側の差圧と図２に示す蒸気ロッド内のボイド率の関係を示す特性図である。
【図４】本発明の他の実施例である実施例２の燃料集合体の蒸気ロッド付近の縦断面図である。
【図５】下部タイプレートの下流側と上流側の差圧と図４に示す蒸気ロッド内のボイド率の関係を示す特性図である。
【図６】本発明の他の実施例である実施例３の燃料集合体の蒸気ロッド付近の縦断面図である。
【図７】本発明の他の実施例である実施例４の燃料集合体の蒸気ロッド付近の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…燃料集合体、２…燃料棒、３…下部タイプレート、４…燃料保持部、６…上部タイプレート、８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ…蒸気ロッド、９…上昇管、１０…上昇通路、１１，１４，１４Ａ…開口部、１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ…下降管、１３…下降通路、１５…貫通孔、１７…チャンネルボックス、２０…液面、２１…冷却水領域、２２…蒸気領域、２３，２３Ａ…絞り部。
【図１】
2009257874.tif 000003
【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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