(57)【要約】  下部ノズルは、原子炉の下側炉心板（４）に支えられる下部ノズル（１０、４２）の上端（２６）および下端（２８）と、下端（２８）から上端（２６）まで長軸（Ａ）に沿って延在する外側面（３０）とを有する。本発明の一態様によると、外側面（３０）は、長軸（Ａ）に沿って下向きに累進的かつ連続的に先細になっており、かつ、前記外側面（３０）の高さ（Ｈ）の５０％以上に亘って延在する縦長部分（３２）を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧水型原子炉（ＰＷＲ）に使用する核燃料集合体（２）の下部ノズル（１０、４２）であって、原子炉の下側炉心板（４）に支えられる前記下部ノズル（１０、４２）の上端（２６）および下端（２８）と、前記下端（２８）から前記上端（２６）まで長軸（Ａ）に沿って延在する外側面（３０）と、を有するタイプのものであり、
前記外側面（３０）が、長軸（Ａ）に沿って下向きに累進的かつ連続的に先細になっており、かつ、前記外側面（３０）の高さ（Ｈ）の５０％以上に亘って延在する縦長部分（３２）を備えることを特徴とする下部ノズル。  
【請求項２】
先細の前記縦長部分（３２）は、長軸（Ａ）に垂直な任意の横断方向での側面図において下向きに連続的かつ累進的に先細になっていることを特徴とする請求項１に記載の下部ノズル。
【請求項３】
先細の前記縦長部分（３２）は、長軸（Ａ）に対して対称的に先細になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の下部ノズル。
【請求項４】
先細の前記縦長部分（３２）は、線織面であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の下部ノズル。
【請求項５】
先細の前記縦長部分（３２）は、錐体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の下部ノズル。
【請求項６】
先細の前記縦長部分（３２）は、多角形の横断面、すなわち、四角形または六角形の横断面であることを特徴とする請求項５に記載の下部ノズル。
【請求項７】
先細の前記縦長部分（３２）の半錐角は０．５°〜１５°を成すことを特徴とする請求項５または６に記載の下部ノズル。
【請求項８】
先細の前記縦長部分（３２）は、前記外側面（３０）の高さ（Ｈ）の７０％以上に亘って延在することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の下部ノズル。
【請求項９】
前記外側面（３０）は、先細の前記縦長部分（３２）を上向きに前記上端（２６）まで延長する円筒状部分（３４）を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の下部ノズル。
【請求項１０】
前記下端（２８）から下向きに長軸（Ａ）に沿って当該下部ノズルを延長する管状水注入口（２４）を備え、前記水注入口（２４）は、下向きに累進的かつ連続的に先細になる外側面を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の下部ノズル。
【請求項１１】
加圧水型原子炉（ＰＷＲ）に使用する核燃料集合体（２）であって、
細長い燃料棒（６）束と、前記燃料棒を支持する構造体（８）と、を備え、
前記構造体は、長軸方向に離間した下部ノズル（１０、４２）および上部ノズル（１２）と、前記ノズル（１０、１２）間を連結するガイド管（１４）と、前記ガイド管（１４）の長さに沿って分配され固定されるスペーサ格子（１６）と、を備え、前記燃料棒（６）は前記スペーサ格子（１６）によって支持されており、
前記下部ノズル（１０）は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の下部ノズルであることを特徴とする核燃料集合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧水型原子炉に使用される核燃料集合体用下部ノズルに関し、この核燃料アセンブリは、上端と下端とを備え、下部ノズルが、原子炉心の下側炉心板上と、下端から上端への長軸に沿って延在する外側面とに載っているタイプである。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型原子炉（ＰＷＲ）に使用される核燃料集合体は、長軸方向に離間し、長軸管によってのみ連結される、下部ノズル（または下部タイプレート）および上部ノズル（また上部タイプレート）を備える構造体に支持される燃料棒束を備え、燃料棒は、管に固定されたスペーサ格子によって支持される。
【０００３】
使用において、核燃料集合体は、原子炉心に一列に配置される。核燃料集合体は、隣接する集合体の間に垂直に挿入される。
【０００４】
核燃料集合体は、細長く、通常４ｍ〜５ｍの高さで、２０ｃｍ〜２５ｃｍの幅であり、原子炉心内の運転状況、および／またはその構造体の可塑性に応じて、その長さに沿ってたわむ場合がある。
【０００５】
隣接する他の集合体の間に核燃料集合体を挿入中に、このようなたわみは、核燃料集合体の下部ノズルが隣接する核燃料集合体に接触するリスクを増加させ、摩擦を増やし、よって挿入を複雑化し、核燃料集合体を損傷する可能性もある。
【０００６】
核燃料集合体の下部ノズルが、隣接する核燃料集合体の下部ノズルに当接し、それにより、核燃料集合体の完全な挿入を阻止することさえ起こる場合がある。
【０００７】
このような場合、集合体を持ち上げ、核燃料集合体を、長軸を中心に回転させ（例えば、四角形の断面の核燃料集合体では９０°または１８０°）、核燃料集合体を再び下方へ挿入することが可能である。しかしながら、このような作業には時間がかかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、原子炉心の中への核燃料集合体の挿入間の容易さおよび安全性を改善することができる下部ノズルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
最後まで、本発明は、外側面が長軸方向に沿って下向きに累進的かつ連続的に先細になっており、外側面の高さの５０％以上に亘って延在する縦長部分を備える上述のタイプの下部ノズルを提案する。
【００１０】
別の実施形態では、下部ノズルは、単独で、または任意の技術的に実施可能な組み合わせにおいて組み入れられる、１つまたは複数の下記の特徴を備える。
−先細の縦長部分は、長軸に垂直な任意の横断方向での側面図において下向きに連続的かつ累進的に先細になっている。
−先細の縦長部分は、長軸に対して対称に先細になっている。
−先細の縦長部分は、線織面である。
−先細の縦長部分は、錐体である。
−先細の縦長部分は、多角形の横断面、すなわち、四角形または六角形の横面のものである。
−先細の縦長下側部分の半錐角は、０．５°〜１５°の間で構成される。
−先細の縦長部分は、外側面の高さの７０％以上に亘って延在する。
−外側面は、先細の縦長部分を上向きに上端まで延長する円筒状の上側部分を備える。
−管状水注入口は、下端から下向きに長軸に沿って下部ノズルを延長してなり、水注入口は、下向きに累進的かつ連続的に先細になっている外側面を有している。
【００１１】
また、本発明は、加圧水方原子炉で使用する核燃料集合体に関し、構造体は下部ノズルおよび上部ノズル  長軸方向に離間し、ガイド管がノズルとガイド管の全長に亘って分散して固定されるスペーサ格子との間を連結し、燃料棒はスペーサ格子に支持され、下部ノズルは、前述の任意の下部ノズルである。
【００１２】
本発明およびその優位性は、例示目的としてのみ与えられる以下の説明を読み、添付する以下の図を参照することでより良く理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る下部ノズルを有する核燃料集合体の側面図である。
【図２】図1の核燃料集合体の下部ノズルの拡大図である。
【図３】図２の下部ノズルの底面図である。
【図４】原子炉心内への図１の核燃料集合体の位置決めを示す図である。
【図５】別の実施形態による下部ノズルの図２と同様の図である。
【図６】別の実施形態による下部ノズルの図３と同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１の核燃料集合体２は、細長く長軸Ｌに沿って延在する。
【００１５】
使用において、核燃料集合体２は、原子炉心内に挿入され、垂直に配向された長軸Ｌを有する下側炉心板４に支えられるものである。以下配向に関して、下向き、上向きなどは、垂直に延在する長軸Ｌを参照する。
【００１６】
核燃料集合体２は、長軸Ｌに沿って細長い燃料棒（６）の束と、燃料棒（６）を支持する構造体（８）とを備える。
【００１７】
構造体８は、長軸方向に離間した下部ノズル１０および上部ノズル１２と、下部ノズル１０と上部ノズル１２との間で長軸方向に延在するガイド管１４と、下部ノズル１０と上部ノズル１２との間のガイド管１４に沿って分配されたスペーサ格子１６とを備える。
【００１８】
上部ノズル１２はクランプを利用して核燃料集合体２を持ち上げられるように構成される。
【００１９】
ガイド管１４は、下部ノズル１０を上部ノズル１２に連結し、それらの間の縦長の空間を維持する。下部ノズル１０および上部ノズル１２は、ガイド管１４のみで連結される。
【００２０】
ガイド管１４は、燃料棒集合体を挿入できるように管状であり、それは、上部ノズル１２を通じてガイド管１４内に核分裂性物質（図示せず）を含まない。
【００２１】
各スペーサ格子１６は、横断方向に延在し、ガイド管１４および核燃料棒６を受容するセルの格子を画定する。燃料棒６は、セルを通過して延在し、スペーサ格子１６によって支持される。
【００２２】
使用おいて、燃料集合体２は、下部ノズルを介して、下側炉心板４の冷却液挿入口１８の上で下側炉心板４に支えられる。下部ノズル１０は核燃料集合体２を支持し、冷却液が下部ノズル１０を通じて上向き垂直に流れるようにする。
【００２３】
図２および図３に示すように、下部ノズル１０は、上側板２０、上側板２０の周辺部から長軸Ａに沿って下向きに延在する管状ベース２２、およびベース２２を延長する管状注入口２４を備える。
【００２４】
ベース２２は、上端２６と下端２８の間を長軸方向に延在する。上端２６および下端２８は、長軸Ａを中心とした正方形の外形を有し、下端２８の外側の辺の長さは、上端２６のそれより短い。
【００２５】
上側板２０は、ベース２２の上端２６で横断方向に延在し、ガイド管１４（図２で破線で示す）と連結するように構成され、上側板２０を通じて冷却液を流せるようにするための開口を有する。
【００２６】
下端２８は、開口１８の周辺部で下側炉心板４に支えられるものである。ベース２２には、長軸Ａに対して横断方向に延在する座面２９が下端２８に設けられる。座面２９は長軸Ａに対して対称である。
【００２７】
下部ノズル１０は、下端２８の外側周囲と上端２６の外側周囲との開いたに延在する外側面３０を有する。外側面３０は、長軸Ａに対して軸対称である。
【００２８】
外側面３０は、下端２８にすぐ隣接する縦長下側部分３２（または部またはセクション）と、下側部分３２の上端から上端２６まで上向きに延在する縦長上側部分３４（または部またはセクション）とを備える。
【００２９】
下側部分３２は、逆さまのピラミッド形の形状であり、長軸Ａに沿って下向きに覆っている、４つの傾斜面３６を備える。各傾斜面３６は、長軸Ａに対して０．５°〜１５°で構成される角度Θで傾斜している。
【００３０】
ピラミッド形の下側部分３２は、錐体であり、長軸Ａに対する各斜面３６の傾斜が下側部分３２の半錐角に等しい。
【００３１】
下側部分３２は、長軸Ａに沿って下向きに累進的かつ連続的に減少する断面寸法を有する。
【００３２】
下側部分３２は、長軸Ａに対して垂直な任意の方向での側面図において下向きに累進的かつ連続的に先細になっており、長軸Ａに対して対称である。
【００３３】
下側部分３２は、下端２８と上端２６との間で長軸Ａに沿った外側面３０の高さＨの５０％以上、好ましくは７０％以上に亘って延在する。
【００３４】
上側部分３４は、長軸Ａを中心に円筒状である。上側部分３４は、上端２６の外形と同一の一定の正方形の断面図を有する。上側部分３４は長軸Ａに平行な４つの平坦な長軸方向の面３８を有する。
【００３５】
注入口２４は、ベース２２の下端２８から長軸Ａに沿って下向きに延在する。注入口２４は、円形の断面図の円錐状であり、下向きに収束する。
【００３６】
核燃料集合体２は、厳しい運転条件と、下部ノズル１０および上部ノズル１２がガイド管１４のみで連結されているその構造体８とにより長軸方向Ｌに沿ってたわむ場合がある。
【００３７】
隣接する核燃料集合体４０の傍で核燃料集合体２の挿入中に、核燃料集合体２は、上部ノズル１２の位置を調整するためにも持って降ろされる。しかしながら、図４に示すように、下部ノズル１０が横にずれる場合があり、かつ／または、たわみのせいで垂直方向に対して傾斜し、隣接する核燃料集合体４０の下部ノズルに、その下端２８を当接する、または、その外側面をこする場合がある。
【００３８】
上端２６のそれより小さい断面寸法の外形を有する下端２８は、下端２８が、隣接する核燃料集合体４０の下部ノズルに当接するリスクを制限する。
【００３９】
先細の下側部分３２は、隣接する核燃料集合体４０の下部ノズルにこするリスクを制限する。あらゆる接触が、核燃料集合体２の下向きの動きのストロークにおいて遅延され、すなわち損傷のリスクを制限するだろう。長軸方向のストロークにおいて起こる、あらゆるこすれが減少するだろう。
【００４０】
下側部分３２の連続的かつ累進的な先細りは、下側部分３２が平坦であり、突出している当接部分を有さないようにしている。
【００４１】
下部ノズル１０の高さＨの大部分に亘る、先細の下側部分３２の延長部は、当接するリスクおよびこするリスクを大幅に削減させるのと同時に、核燃料集合体２の重量を支持する必要がある下端２８の座面２９のために十分な横断方向の寸法を保つことを可能にする。
【００４２】
例えば、下端２８と上端２６との間で測定される下部ノズル１０の高さＨは、約１０５ｍｍであり、先細の下側部分３２の高さは１００ｍｍである。
【００４３】
円錐形注入口２４は、原子炉注入口２４が挿入される原子炉心の中への核燃料集合体２の位置決め中に注入口が挿入される、下側炉心板４の開口１８の縁に対してより小さな利点をもたらす。
【００４４】
長軸Ａに平行な面３８を有する上側部分３４は、隣接する下部ノズル間に流れる冷却液の流れを制限することができる、隣接する下部ノズル間の重要な流れ抵抗を有する狭い通路を作り出だし、複数の核燃料集合体にバイパスをつけることを可能にする。
【００４５】
上側部分に対する下側部分の比率は、冷却液が核燃料集合体をバイパスして流れることを制限するのと同時に、当接またはこするリスクまたは因果関係を軽減するように決定される。  
【００４６】
図５では、同類の素子に図１〜図４の符号が使用される。
【００４７】
図５の下部ノズル４２は、ベース２２が、上側板２０の周辺部から下向きに延在する管状スカート４４と、スカート４４の角それぞれから下向きに延在する４つの角脚部４６（図５では２つのみ可視である）とを備えるという特徴によって図１〜図４のものと異なる。
【００４８】
脚部４６の対それぞれは、スカート４４の下側縁４７とともに外側開口を画定する。各脚部４６には、その下端４８に下側炉心板４に支えられるための下側座面が設けられる。脚部４６の下端４８は、ベース２２の下端２８を画定する。下端２８は、正方形の外形５０（図６に点線で示めす）を有する。
【００４９】
下部ノズル４２の外側面３０は、脚部４６およびスカート４４に亘って延在する。外側面３０は、全体に逆さまのピラミッド形を示し、４つの面３６を有する下向きに減少する正方形断面の、下向きに先細になった下側部分３２と、一定の正方形断面の円筒状の上側部分３４とを備える。
【００５０】
下側部分３２は、下端２８からスカート４４の下側縁４７よる上のレベルまで長軸方向に延在し、また、上側部分３４はスカート４４の残りの部分に延在する。代替案では、下側部分３２が、スカート４４より下のレベルまで延在する。
【００５１】
下部ノズルの上面および下面は、図１〜図４および図５の実施形態において示されるように正方形の外形に限定されない。
【００５２】
六角形の断面の核燃料集合体のための変形では、下部ノズルが六角形の外形の上面および下面を有し、外側面の先細の部分は、長軸Ａに対して傾斜した面を有する六角形ベースの逆さまのピラミッド形の形状を有する。
【００５３】
より一般的には、下部ノズルは、多角形の外形の横断面を有し、外側面の先細になった部分は、長軸Ａに対して傾斜した面を有する六角形ベースの逆さまのピラミッド形の形状である。
【００５４】
先細の部分は、ピラミッド形に形成された面のような錐体の面に限定されず、より一般的には線織面であってもよい。
【００５５】
ある変形では、下部ノズル多角形の外形（例えば六角形の外形）の上面と円形の下面とを有し、先細の部分が多角形の外形と円形の外形とを通過する直線的な複数の線によって画定される線織面であり、直線的な複数の線が、長軸Ａに対して内向きかつ下向きに傾斜している。
【００５６】
先細の部分は、線織面に限定されず、長軸方向において凹面または凸面を形成してもよい。
【００５７】
一般的には、先細の部分は、長軸Ａに垂直な任意の横断方向での側面図において下向きに連続的かつ累進的に先細になり、好ましくは、下部ノズルの長軸Ａに対して対称である。
【符号の説明】
【００５８】
２  核燃料集合体
４  下側炉心板
６  燃料棒
８  構造体
１０、４２  下部ノズル
１６  スペーサ格子
２４  水注入口
２６  上端
２８  下端
３０  外側面
３２  縦長部分
【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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【国際調査報告】
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