角筒状のチャンネルボックスを装着されて上に向かって冷却材が流れる沸騰水型原子炉の炉心に装荷される燃料集合体において、前記チャンネルボックスの軸方向に複数設けられて前記チャンネルボックスの内側を正方格子状に配列された複数の棒通過領域に仕切るスペーサと、被覆管に核燃料物質を収容して前記棒通過領域を通過する複数の燃料棒と、前記冷却材が流入する流入口およびこの流入口よりも高い位置で前記冷却材が流出する流出口がいずれも側面に形成された第1管部と、前記第1管部と同等の外径で前記第1管部と同軸に配置された第2管部と、前記第1管部と前記第2管部との間を結合し前記第1管部中の前記冷却材の流れを阻害する中間端栓とを備えて前記棒通過領域を通過する中間端栓付ウォータロッドと、を有することを特徴とする燃料集合体。前記中間端栓付ウォータロッドは最外周から2列目までの前記棒通過領域に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料集合体。前記流出口は流出した前記冷却材がコーナおよびそれに隣接する前記棒通過領域に配置された燃料棒の近傍に向かって流れる位置に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の燃料集合体。前記第2管部および前記中間端栓のいずれかには外側に向かって突出したタブが設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の燃料集合体。前記流出口は隣り合う前記スペーサの中間よりも下方に形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の燃料集合体。前記中間端栓は前記第2管部の下端を封じるものであって、前記第2管部には核燃料物質が収められていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の燃料集合体。熱的余裕のうち、線出力密度制限値への余裕に関しては、各燃料棒の有効長延長を行おうとする場合、燃料集合体の上下構造との取り合いのため、大幅な改良を行うことは実質的に困難となっている。このため、10行10列、さらには11行11列以上の燃料棒配列を採用することが解決手段のひとつとなる。しかしながら、11行11列以上の燃料棒配列を採用する場合、燃料棒間や燃料棒-チャンネルボックス間の間隙が従来よりも狭まるため、燃料棒の断面方向の位置を支持するためのスペーサの機械設計および製造性がより困難になると予想される。これらの間隙を広くするために燃料棒外径を小さくする方法もあるが、燃料棒内の燃料ペレット外径の減少を伴うため、単位燃料集合体に装荷されるウラン装荷量が減少し、取替燃料体数の増加、すなわち燃料経済性の低下をもたらす。このため、可能な限り燃料棒外径を大きくとることが重要であるが、このことは冷却材の流路断面積が減少する方向に影響する。また、燃料棒本数の増加により、燃料棒の表面積も増加することから、これらは燃料集合体の圧力損失を増加させる要因となる。しかしながら、この場合にも燃料集合体の圧力損失が従来と同等になるように設計を行う必要があり、この点は後述する限界出力向上の観点で燃料部材スペーサ、チャンネルボックス、ウォータロッドなどの設計を改良していく上で考慮すべき因子のひとつとなる。限界出力への余裕に関しては、主に上述のようなスペーサ改良によって限界出力を向上させる対応が進められている。炉心下部から流入した冷却材は、燃料棒により加熱されて、液相と気相からなる二相流の状態となり、燃料集合体の軸方向上方ほどボイド率冷却材中の蒸気が占める体積割合が高くなる。これに加えて、チャンネルボックスの外側の水ギャップに面した最外周の燃料棒の周辺、なかでもコーナ位置の燃料棒の周辺では、燃料集合体の内周領域に比べて、燃料集合体横断面内における冷却材の流量配分が相対的に少なくなる。このため、これらの領域の燃料棒に対して、限界出力のさらなる向上を図る必要がある。ここで、燃料集合体の設計においては、上述のような燃料集合体の軸方向および横断面方向の冷却材の状態、流量分布の違いによる限界出力への影響を考慮しながら、燃料集合体の圧力損失が従来と同等になるように設計を行う必要がある。スペーサの改良を行う場合、燃料棒表面の液膜への液滴や蒸気の付着を促進する機構を設けることは、一般にはスペーサの投影面積あるいは断面積は増大し、スペーサ部の圧力損失が増大する。また、スペーサの設計が複雑化するため、特に燃料棒の格子配列数が増加していくと、スペーサの機械設計や製造性、燃料集合体の組立性などへの影響がある。チャンネルボックスの内壁にフロートリッパを設けると、この機構がなければ利用されない内壁上の液膜を利用している点、さらに燃料棒の格子配列数が増加していく場合にも利用できる点で、最外周の行列の燃料棒の限界出力を向上させる手段となり得る。しかしながら、最外周の行列の燃料棒の周辺、なかでもコーナ位置の燃料棒の周辺は、燃料集合体横断面内で冷却材の流量が相対的に少ないこともあり、出力密度増加や高燃焼度化を追求していくなかでは、なおも限界出力を向上させる手段の改良が必要とされている。このため、上述の改良方法以外にも限界出力を向上させられる手段を得られれば、燃料集合体の性能を向上させるとともに、設計の自由度が増すこととなる。最外周領域の限界出力の向上に寄与する方法として、部分長のウォータロッドを採用する方法の場合、部分長となる領域の分だけ流路面積が広くなるとともに、ロッドの表面積が減少し、圧力損失を低減できる可能性がある。しかし、部分長のウォータロッドの上端領域から流出する冷却材が、その上方のロッドのない空間を通過してしまい、限界出力の向上に有効に機能しないことが予想される。そこで、本発明は、燃料集合体の限界出力を向上させることを目的とする。上述の目的を達成するため、本発明は、角筒状のチャンネルボックスを装着されて上に向かって冷却材が流れる沸騰水型原子炉の炉心に装荷される燃料集合体において、前記チャンネルボックスの軸方向に複数設けられて前記チャンネルボックスの内側を正方格子状に配列された複数の棒通過領域に仕切るスペーサと、被覆管に核燃料物質を収容して前記棒通過領域を通過する複数の燃料棒と、前記冷却材が流入する流入口およびこの流入口よりも高い位置で前記冷却材が流出する流出口がいずれも側面に形成された第1管部と、前記第1管部と同軸に配置された第2管部と、前記第1管部と前記第2管部との間を結合し前記第1管部中の前記冷却材の流れを阻害する中間端栓とを備えて前記棒通過領域を通過する中間端栓付ウォータロッドと、を有することを特徴とする。本発明によれば、燃料集合体の限界出力を向上させることができる。本発明に係る燃料集合体の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。[第1の実施の形態]図2は、本発明に係る燃料集合体の第1の実施の形態をチャンネルボックスとともに示す側面図である。図3は、本実施の形態の燃料集合体をチャンネルボックスとともに示す平断面図である。本実施の形態におけるスペーサの模式的平面図である。本実施の形態の燃料集合体30は、スペーサ17と、燃料棒8と、中間端栓付ウォータロッド41と、太径ウォータロッド13とを有している。燃料集合体30は、角筒状のチャンネルボックス9を装着されて沸騰水型原子炉の炉心に装荷される。スペーサ17は、チャンネルボックス9の軸方向すなわち鉛直方向の複数の位置に設けられている。燃料集合体30は、たとえば7個のスペーサ17を備えている。スペーサ17は、チャンネルボックス9の内側を正方格子状に配列された複数の棒通過領域81に仕切っている。棒通過領域81は、たとえば11行11列の正方格子状に配列されている。また、スペーサ17の中央付近には、9つの棒通過領域81に相当する大きさの太径ウォータロッド通過領域82が形成されている。燃料棒8は、ウランなどの核燃料物質をたとえば焼き固めたペレットを金属製の被覆管に装填して、被覆管の両端を端栓で封じたものである。燃料棒8は複数であって、それぞれ棒通過領域81を通過するように配置されている。太径ウォータロッド13は、下端および上端近傍に孔が形成された中空の金属管である。太径ウォータロッド13の下端および上端近傍はそれらに挟まれる中間部分よりも細径である。中間端栓付ウォータロッド41は、燃料棒8と外径が同等の管である。中間端栓付ウォータロッド41は、最外周の棒通過領域81のうち、コーナおよび最外周の辺の中央の棒通過領域81を通過するように配置されている。1つの棒通過領域81には、1本の燃料棒8または1本の中間端栓付ウォータロッド41のみが配置される。燃料棒8、中間端栓付ウォータロッド41および太径ウォータロッド13は、下端が下部タイプレート16の格子状に配列されたボス穴部に挿入されて支持されている。一部の燃料棒8の上端は上部タイプレート15に結合されている。残りの燃料棒8、中間端栓付ウォータロッド41および太径ウォータロッド13は、上部タイプレート15に係合している。燃料集合体30に用いられる燃料棒8のうち一部は、他の燃料棒8より短い部分長燃料棒であってもよい。図1は、本実施の形態における中間端栓付ウォータロッドの一部切欠き側面図である。中間端栓付ウォータロッド41は、第1管部51と第2管部52とを有している。第1管部51と第2管部52は、互いに同径の中空の管であって、同軸に配置されている。第2管部52は第1管部51よりも上方に配置されている。第1管部51の下端は、下部端栓2で封じられている。第2管部52の上端は、上部端栓7で封じられている。第1管部51と第2管部52との間には中間端栓6が設けられている。第1管部51の下端近傍には、冷却材が流入する流入口4が形成されている。第1管部51の上端近傍には、冷却材が流出する流出口5が形成されている。流入口4および流出口5は、いずれも複数であってもよく、それらの軸方向位置が異なっていてもよい。また、流入口4を、下部端栓2に形成し、その流入口4から第1管部51に冷却材が流入する構造としてもよい。流出口5は、たとえば燃料有効部下端から燃料有効長の2/5~4/5の高さに形成されている。この軸方向位置は、燃料集合体30の軸方向中央付近に設けられるスペーサ17と、その上方に位置するスペーサ17が設けられる領域に対応した範囲である。中間端栓6は、第1管部6中の冷却材の流れを阻害するものである。本実施の形態において、中間端栓6は第1管部51の上端および第2管部52の下端を封じるものであり、第1管部51中の冷却材の流れを完全に阻害し、第1管部51から第2管部52へ冷却材が流入することはない。図4は、本実施の形態におけるスペーサの模式的平面図である。第1管部51に形成された流出口5は、そこから流出した冷却材が隣接する燃料棒8の近傍に向かって流れる位置に形成されている。沸騰水型原子炉の炉心に装荷された燃料集合体30には、冷却材が下部タイプレートから流れ込み、チャンネルボックス9の内部の領域を上昇し、チャンネルボックス9の上端から流れ出る。冷却材は、チャンネルボックス9の内部を流れる際に、燃料棒8の内部での核分裂により発生した熱で加熱される。この加熱により、冷却材はチャンネルボックス内で沸騰して蒸気ボイドを発生する。これに伴って、チャンネルボックス内の上側領域では、冷却材は気液二相流となって流れる。また、本実施の形態の燃料集合体30では、冷却材は、中間端栓付ウォータロッド41の下端近傍に形成された流入口4から流入し、第1管部51の内部を流れ、第1管部51の上端近傍に形成された流出口5から流出する。第1管部51の内部を流れる冷却材は、燃料棒8に接しながら流れる冷却材とは隔離して流れるため、第1管部51の全体にわたって、ほぼ非沸騰のまま流出口5から流出する。したがって、チャンネルボックス9内の中間端栓付ウォータロッド41の外側の領域が2相流となっている軸方向位置に流出口5を形成することにより、非沸騰の冷却水を2相流領域に供給することができる。中間端栓付ウォータロッド41がない燃料集合体の場合、太径ウォータロッド13内を流れる冷却材流量は、チャンネルボックス9内の全流量の数パーセントのオーダー10パーセント未満に相当する。単純に全燃料棒位置に均等に冷却材の流量が配分されると仮定して1本の燃料棒8あたりに配分される流量を試算すると、たとえば11行11列の燃料棒が配置される燃料集合体では燃料棒8の本数が100本前後となることから、1本の燃料棒8に対する冷却材流量は燃料集合体内の全流量の1パーセント前後に相当する。しかし、中間端栓付ウォータロッド41には、太径ウォータロッド13に比べて径が小さいものの、その断面積比に応じた程度の冷却材が流れると考えられる。本実施の形態では、限界出力の厳しい領域に対して員数を絞り込んだ上で、中間端栓付ウォータロッド41を配置している。このため、中間端栓付ウォータロッド41が存在しない場合に個々の燃料棒8に配分される1前後の流量と比べても有意な量の冷却材を限界出力の厳しい領域に供給できる。その結果、燃料集合体30の限界出力を向上させることができる。また、本実施の形態の中間端栓付ウォータロッド41は、燃料棒8の軸方向全長にわたって延びている。このため、たとえば第2管部52が存在しないような部分長のウォータロッドを採用する場合に比べ、冷却材の流出口5より上方の領域においてチャンネルボックス9内の冷却材の流路面積が小さくなり、この領域で冷却材の流速が相対的に大きくなる。その結果、本実施の形態の燃料集合体30では、第2管部52が存在する領域で、中間端栓付ウォータロッド41の周辺の燃料棒8の表面の熱伝達を向上させることができる。上述の通り、燃料集合体30の軸方向上方ほどボイド率が高くなる。これに加えて、チャンネルボックス9の外側の水ギャップに面した最外周の行列の燃料棒8の領域、なかでもコーナ位置の燃料棒8の領域では、燃料集合体30の内周領域に比べて、燃料集合体30横断面内における冷却材の流量配分が相対的に少なくなる。しかし、本実施の形態では、中間端栓付ウォータロッド41が最外周に配置されているため、冷却材の流量が相対的に少なくなる燃料集合体30の最外周あるいは最外周から2層目程度の領域に対して軸方向の高い位置で非沸騰の冷却材を提供することができる。また、チャンネルボックス9の外側には、非沸騰の水減速材が存在していることから、燃料集合体30の最外周に近い領域では、出力が相対的に高くなる。しかし、本実施の形態では、燃料集合体30の最外周に近い領域の、ボイド率が大きくなった軸方向の高い位置に非沸騰の冷却材を提供できる。さらに、燃料集合体30の最外周位置、特にコーナ部では、限界出力特性が厳しくなる傾向にある。そこで、本実施の形態のように、そのような限界出力特性が厳しい位置の燃料棒8を中間端栓付ウォータロッド41に置き換えることにより、限界出力特性に関する設計上の余裕が得られる。その結果、燃料集合体30の最外周近傍の領域に配置された燃料棒8の限界出力を向上させることができる。また、本実施の形態の燃料集合体30では、中間端栓付ウォータロッド41の外径を燃料棒8と同等としていることから、スペーサ17の中間端栓付ウォータロッド41が通過する棒通過領域81の周辺の構造を他の棒通過領域81の周辺の構造と変える必要がない。このため、中間端栓付ウォータロッド41用に特別な構造のスペーサスプリングなどを用いる必要がない。また、中間端栓付ウォータロッド41の数あるいは配置を変更した場合であっても、同一のスペーサを用いることができる。このため、設計が簡素化され、製造コストが低減する。本実施の形態の燃料集合体30では、中間端栓付ウォータロッド41の外径を棒通過領域81の幅未満としておくと、燃料棒8と同じ間隔で中間端栓付ウォータロッド41を配置することが可能となる。その結果、中間端栓付ウォータロッド41および燃料棒8などを束ねるスペーサ17の設計において、中間端栓付ウォータロッド41を保持するための特別な構造を設ける必要がなく、スペーサや燃料集合体の製造性にも影響しない。スペーサ17は、燃料棒8から離れてチャンネルボックス9内を上昇する液滴や蒸気が燃料棒8表面の液膜に付着するのを促進する役割を果たしている。しかし、ある高さ位置に設置されたスペーサ17からその上方に隣接する次のスペーサ17までの間では、燃料棒8表面の液膜の厚さが減少していく傾向がある。つまり、スペーサ17から上方に離れるに従ってスペーサ17による冷却材の撹拌効果が減少していく。そこで、中間端栓付ウォータロッド41の流出口5は、軸方向に隣り合う2つのスペーサ17の中央よりも上方に形成されていることが好ましい。このようにスペーサ17から上方に離れて流出口5を形成することにより、冷却材の撹拌効果が小さくなった領域に効果的に非沸騰の冷却材を導入し、冷却材の撹拌を促進し、燃料棒8の表面への冷却材の付着を促進する効果をさらに高めることができる。その結果、限界出力を向上させることができる。中間端栓付ウォータロッド41を用いると、同じ位置に燃料棒8を配置する場合に比べて、燃料棒有効長の総和が減少、すなわち、燃料インベントリが減少する。中間端栓付ウォータロッド41の本数や中間端栓6の軸方向位置だけでなく、高さが上部タイプレート15まで達しない部分長の燃料棒の数、長さなどの他の設計因子にも依存するが、燃料棒有効長の総和減少への影響の度合いは燃料棒8の格子配列数が少ない燃料集合体ほど大きくなる。しかし、本実施の形態のように、11行11列以上の燃料集合体では、特に従来の燃料集合体よりもウラン装荷量を増加できる設計となることから、中間端栓付ウォータロッド41を用いることによる燃料棒有効長の総和減少への影響も小さく、ウラン装荷量の観点で利得が得られる範囲で、限界出力の向上を図ることができる。また、11行11列以上の燃料集合体では、燃料棒8間や燃料棒8-チャンネルボックス9間の間隙が従来よりも狭まるため、燃料棒8の断面方向の位置を支持するためのスペーサ17の機械設計および製造性がより困難な方向になる。したがって、本実施の形態のように中間端栓付ウォータロッド41を用いることにより限界出力向上のためにスペーサ17形状を過度に複雑化させる必要性が軽減される点からも、中間端栓付ウォータロッド41の導入効果は燃料棒8の格子配列を増加させた燃料集合体30ほど大きくなる。本実施の形態では、中間端栓6は、第1管部51の上端および第2管部52の下端を完全に塞ぐものであるが、第1管部51を流れた冷却材の一部が第2管部52に流入するような、たとえば中央に上下に貫通する孔が開いた中間端栓を用いてもよい。このような中間端栓を用いた場合であっても、第1管部51を流れた冷却材は、中間端栓で流れを阻害されるため、少なくとも一部は流出口5から第1管部51の外部に流出する。これにより、所定の軸方向位置に非沸騰の冷却材を提供することができる。さらに、このような貫通孔が形成された中間端栓のさらに上方にも中間端栓を設け、その中間端栓の近傍下側に流出口を形成しておくと、複数の軸方向位置に非沸騰の冷却材を提供することも可能となる。流出口5の大きさや、中間端栓に形成する貫通孔の大きさは、流出口から流出させたい冷却材の量に応じて適宜設定すればよい。[第2の実施の形態]図6は、本発明に係る燃料集合体の第2の実施の形態をチャンネルボックスとともに示す平断面図である。図7は、本実施の形態の発明に係る燃料集合体をチャンネルボックスとともに示す一部拡大平断面図である。本実施の形態では、中間端栓付ウォータロッド42は、燃料集合体30の最外周から2層目のコーナの4カ所に配置されている。また、中間端栓付ウォータロッド42の流出口5は、燃料集合体30の最外周のコーナ部の燃料棒8およびその燃料棒8から1本の燃料棒8を挟んで配置された2本の最外周の燃料棒8に向かって3カ所に形成されている。このため、限界出力が小さくなりやすい燃料集合体30のコーナ部やその近傍に配置された燃料棒8に効果的に非沸騰の冷却材を供給できる。このように、本実施の形態の燃料集合体30は、第1の実施の形態と同様に、相対的に冷却材流量が少ない領域に対して非沸騰の冷却材を供給できる。その結果、燃料集合体30の限界出力を向上させることができる。[第3の実施の形態]図8は、本発明に係る燃料集合体の第3の実施の形態における中間端栓付ウォータロッドの一部切欠き側面図である。本実施の形態において中間端栓付ウォータロッド43の第2管部52には、外側に向かって突出したタブ10が設けられている。このタブ10は、第2管部52の一部に切れ込みを形成し、切れ込みで囲まれた領域を外側に若干押し曲げたものである。中間端栓付ウォータロッド43は、実質的に非発熱体であるため、発熱体である燃料棒に比べて、冷却材の液膜がより多く付着している。このため本実施の形態のような中間端栓付ウォータロッドを用いることにより、中間端栓付ウォータロッド43外面の液膜自体を第2管部52の外面から離脱させて向きを変えることができる。これに伴って、中間端栓付ウォータロッド43近傍の液滴や蒸気の向きを変えることもできる。その結果、中間端栓付ウォータロッド43の周囲の燃料棒への冷却材の付着を促進させることができ、それらの燃料棒の限界出力をさらに向上させることができる。[第4の実施の形態]図9は、本発明に係る燃料集合体の第4の実施の形態における中間端栓付ウォータロッドの一部切欠き側面図である。本実施の形態において、中間端栓付ウォータロッド44には、第2管部52の外面にタブ10が取り付けられている。このタブ10は、たとえば第2管部52の外面に沿って延びる金属板である。このタブ10は、たとえば溶接によって第2管部52の外面に固定される。このようなタブ10を設けた中間端栓付ウォータロッド44であっても、第3の実施の形態と同様に、中間端栓付ウォータロッド44の周囲の燃料棒への冷却材の付着を促進させることができ、それらの燃料棒の限界出力をさらに向上させることができる。また、このように第2管部52に切り込みを設けない場合には、第2管部52の内部に冷却材が侵入しない分だけ、第2管部52の外側の領域での流量や速度が高くなり、限界出力を向上させることができる。[第5の実施の形態]図10は、本発明に係る燃料集合体の第5の実施の形態における中間端栓付ウォータロッドの一部切欠き側面図である。本実施の形態の中間端栓付ウォータロッド45は、第1の実施の形態の中間端栓付ウォータロッド41図1参照の第2管部52の内部に、核燃料物質を焼き固めたペレット11を装填したものである。この中間端栓付ウォータロッド45の燃料有効部の上端より上方には燃料ペレット11を設けないプレナム領域を設けるとともに、その空間内にはペレット11の軸方向の移動を抑制するためのコイルスプリングを設けるなど、通常の燃料棒と同等の構造を採用する。このような中間端栓付ウォータロッド45を用いた燃料集合体であっても、第1の実施の形態と同様に、流出口5からの冷却材の流出により、その周囲の燃料棒の限界出力が向上する。さらに、本実施の形態では、第2管部52に核燃料物質が収められているため、燃料集合体全体での燃料インベントリが増加し、燃料経済性が向上する。また、この中間端栓付ウォータロッド45の軸方向下側の第1管部51は実質的に非発熱体であり、発熱体である燃料棒の外面に比べて、液膜の厚さがより厚くなる。このため、燃料棒として機能する中間端栓付ウォータロッド45の第2管部52は、限界出力の観点からは通常の燃料棒よりも液膜厚さの点で有利な条件となる利点がある。燃料棒として使用する領域に対して、その下方のウォータロッドとして冷却材流路として使用する領域と同一の外径とすることにより、燃料に横方向の荷重が加わる場合にも、燃料棒の領域に周囲の燃料棒と比べて過大な応力が発生することもない。[他の実施の形態]上述の各実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれらに限定されない。また、各実施の形態の特徴を組み合わせて実施することもできる。