核燃料集合体
沸騰水型原子炉（１）のための核燃料集合体（３）が提供される。その原子炉は、複数の上記核燃料集合体と、複数の制御棒（４）とを備える。各々の制御棒は、核燃料集合体の間に挿入可能である。核燃料集合体は、長手方向の中心軸（ｚ）を有し、さらに、複数の細長い燃料棒（７）と、細長いチャンネルボックス（６）とを備える。チャンネルボックスは、燃料棒の方を向いている内側（８）と、外側（９）とを備える。各々の内側および外側は、中心軸と平行に延び、チャンネルボックスの長さに沿う長手方向の中心線（ｙ）を有する。複数の突起部（１２）が、外側の少なくとも２つの中心線に沿って分布する。突起部は、外側と隣接する制御棒との間に最小距離（ｄ２）を確保し、制御棒が突起部より上および突起部の上部で容易にスライドできるように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子炉のための核燃料集合体であって、原子炉は、複数の該核燃料集合体と、複数の制御棒とを備え、各々の制御棒は、核燃料集合体の間のそれぞれの制御棒位置において挿入可能であり、核燃料集合体は、長手方向の中心軸を有し、さらに核燃料集合体は、複数の細長い燃料棒であって、各々の燃料棒は、クラッディングによって囲まれた核燃料を備え、燃料棒は、複数のスペーサー格子を用いて互いに対して所定の位置に保持される、燃料棒と、核燃料集合体の外側ケーシングを形成し、燃料棒を囲む細長いチャンネルボックスであって、チャンネルボックスは、燃料棒の方を向いている内側と、外側とを有し、各々の内側および各々の外側は、中心軸に平行に延び、チャンネルボックスの長さに沿う長手方向中心線を有する、チャンネルボックスとを備え、複数の突起部が、外側の少なくとも２つから突出するようにチャンネルボックスに設けられる、核燃料集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の核燃料集合体および制御棒は、沸騰水型原子炉（原子炉ＢＷＲ）のコアに位置する。原子炉ＢＷＲにおける核燃料集合体のチャンネルボックスは、通常、ジルコニウムベースの合金などの低中性子吸収能を有する耐食性材料からなる。
【０００３】
原子炉ＢＷＲのコアにおける環境は、その中に構成要素を配置することを必要とする。その環境は、例えば、高度に酸化している。この原子炉ＢＷＲのコア内の環境の必要性の結果の１つとして、核燃料集合体のチャンネルボックスが変形され得る。チャンネルボックスルは、例えば、隆起するか、または曲がり得る。チャンネルボックスの曲がりは、対向するチャンネルボックス側に対する１つのチャンネルボックス側の伸張に起因する。チャンネルボックスの曲がりは、異なる理由、例えば初期の製造、放射線下の残留応力緩和、異なる照射成長およびシャドー腐食のために生じることが知られている。
【０００４】
原子炉ＢＷＲのコア内のジルコニウムベースの合金を含む構成要素についてのシャドー腐食の問題は長い間知られてきた。シャドー腐食は局部腐食増加であり、構成要素が別の金属と密接に接触する場合にジルコニウムベースの合金の構成要素で見られ得る。上記を参照して、チャンネルボックスの外側のシャドー腐食は、制御棒ブレードが、チャンネルボックスに隣接して挿入される場合、すなわち、ジルコニウムベースの合金からなるチャンネルボックスが、通常、ステンレス鋼の外面を有する制御棒ブレードと密接に接触する場合に生じ得る。
【０００５】
核燃料集合体の耐用期間の初期のシャドー腐食、すなわち、最初の数ヶ月の稼動の間、核燃料集合体に隣接して挿入された制御棒に起因する核燃料集合体のシャドー腐食は、一般に、原子炉ＢＷＲにおけるチャンネルボックスの増大したチャンネル曲がりの問題を引き起こすと考えられている。シャドー腐食は、制御棒に最も近接するチャンネルボックスの外側の増大した吸収された水素誘発成長を生じ得る。増大した吸収された水素誘発成長は、核燃料集合体の耐用期間の後期に制御棒の方向へのチャンネルボックスの曲がりを引き起こし得る。制御棒の方向へのチャンネルボックスの曲がりは、チャンネルボックス−制御棒インターフェースに生じ得、これは、例えば、制御棒がコア内に挿入される場合の摩擦に起因して核燃料集合体を持ち上げさせ得る。
【０００６】
シャドー腐食は、ジルコニウムベースの合金の構成要素と別の金属を含む構成要素との間の距離に強く依存するという研究が示されている。従って、シャドー腐食の発生は、大きな制御棒ブレードおよび制御棒ブレードとチャンネルボックスとの間の小さな距離の場合に最も顕著になる。
【０００７】
特許文献１は、原子炉ＢＷＲのためのチャンネルボックスを開示しており、ここで、チャンネルボックスは、そのチャンネルボックスの外側に軸方向に突出するパッドを有する。突出するパッドは、制御棒が原子炉のコア内に挿入される場合、制御棒の方を向いているチャンネルボックスの２つの外側に設けられる。突出するパッドの目的は、核燃料集合体の間の間隙を確保することであり、たとえチャンネルボックスが、制御棒に対するチャンネルボックスの曲がりにより変形されても、制御棒は挿入される。チャンネルボックスの曲がりは、稼動の間の中性子に対する曝露に起因するチャンネルボックスの伸張により引き起こされると記載されている。従って、たとえチャンネルボックスが制御棒の方へ曲がったとしても、チャンネルボックスの外側上の突出するパッドは、核燃料集合体の間に制御棒を挿入できることを確保する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０５−３２３０６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、原子炉ＢＷＲの核燃料集合体のチャンネルボックス上のシャドー腐食を軽減することであり、それによって、シャドー腐食の増加によるチャンネルボックスの曲がりの危険性を減少させる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、最初に定義される核燃料集合体を用いて達成される。その核燃料集合体は、突起部が少なくとも２つの外側の中心線に沿って分布し、その突起部は、外側と隣接する制御棒との間の最小距離を確保し、制御棒が突起部より上および突起部の上部で容易にスライドできるように構成されることにより特徴付けられる。
【００１１】
従って、本発明による核燃料集合体の設計は、制御棒ブレードが、核燃料集合体のチャンネルボックスに密接することを防ぐ。さらに、突起部の設計は、核燃料集合体の間の制御棒の滑らかな挿入を確保し、制御棒が損傷を受けることを防ぐ。
【００１２】
一実施形態によれば、突起部は、チャンネルボックスの外側の全長、または実質的に全長に沿って分布する。外側の実質的に全長に沿って突起部を分布することによって、核燃料集合体の間に制御棒のより滑らかな挿入が達成され得る。さらに、チャンネルボックスの外側上のシャドー腐食を軽減する作用は、突起部が、外側の実質的に全長に沿って設けられ、分布する場合、外側にわたってより均一になる。
【００１３】
一実施形態によれば、突起部は、チャンネルボックスの外側の各々の中心線に沿って分布する。チャンネルボックスの外側の各々に突起部を設けることによって、ボックスの製造が容易になり、起こり得る製造問題を減少させる。さらに、チャンネルボックスの外側上のシャドー腐食の非対称な形成が防がれ得る。
【００１４】
一実施形態によれば、突起部は、チャンネルボックスの外側から０．５〜１．５ｍｍ、好ましくは０．８〜１．２ｍｍ突出する。例えば０．４ｍｍ〜１．０ｍｍまでの制御棒とチャンネルボックスとの間の距離の増加は、チャンネルボックス上のシャドー腐食を２倍より多く軽減し得ることが研究により示されている。
【００１５】
一実施形態によれば、突起部は、互いから少なくとも５０ｍｍの距離で分布する。
【００１６】
一実施形態によれば、突起部は、互いから多くとも１０００ｍｍの距離で分布する。
【００１７】
例えば、突起部は、互いから８０〜１２０ｍｍ、例えば１００ｍｍなどの距離で分布してもよい。
【００１８】
一実施形態によれば、突起部は、チャンネルボックスの外側の中心線に沿って均一に分布する。好ましくは、突起部は、外側の中心線に沿って互いから等しい距離で分布する。
【００１９】
一実施形態によれば、突起部は湾曲した形状を有し、湾曲した形状は、突起部より上および突起部の上部での制御棒の制御棒ブレードのスライドを容易にする。
【００２０】
一実施形態によれば、チャンネルボックスは、中心軸に平行に延びる４つの壁を備え、その壁は、それぞれ、前記内側および前記外側を備える。
【００２１】
一実施形態によれば、チャンネルボックスは、中心軸の方向に見て実質的に正方形の断面を有する。
【００２２】
一実施形態によれば、核燃料集合体は、さらに、中心軸の方向に延びる細長い支持部材を備え、その支持部材は、中心軸の方向に見て十字形の断面を有し、その支持部材は、中心線に沿って複数の溶接継ぎ手を介してチャンネルボックスの内側に固定される。支持部材によって核燃料集合体に与えられる支持および／または剛性は、ストレスおよび変形を実質的に低減する。従って、支持部材を含む核燃料集合体の構造は、チャンネルボックス壁の厚さの顕著な減少を可能にする。
【００２３】
一実施形態によれば、支持部材は４つのウイングを備え、各々のウイングは、チャンネルボックスのそれぞれの内側に固定される。
【００２４】
一実施形態によれば、支持部材は核燃料集合体の燃料棒を４つの等しいサブグループに分ける。
【００２５】
一実施形態によれば、支持部材は、垂直なチャンネルを形成する中空であり、そのチャンネルを介して、水が核燃料集合体を通して上方に流れ得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、原子炉を備える原子力発電所を概略的に示す。
【図２】図２は、本発明による核燃料集合体を概略的に示す。
【図３】図３は、本発明による核燃料集合体の中心軸の方向における断面図を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明による核燃料集合体を備え得る沸騰水型原子炉の実施形態をまず、図１を参照して記載する。図１は、原子力発電所の一部を示す。原子力発電所は原子炉１を備える。原子炉１は、複数の核燃料集合体３を有するコア２を備える。各々の核燃料集合体３は、長手方向の中心軸ｚを有する（図３を参照のこと）。さらに、各々の核燃料集合体３は、複数の細長い燃料棒７を備える（図３を参照のこと）。各々の燃料棒７は、核燃料７ａおよび核燃料７ａを囲むクラッディング７ｂを備える。燃料棒７は、複数のスペーサー格子（図示せず）を用いて互いに対して所定の位置に保持される。原子炉１はさらに、図１に概略的に示す複数の制御棒４を備える。制御棒４は、核燃料集合体３の間に位置し、駆動部材５に接続される。各々の制御棒４は、十字形に配置される４つの制御棒ブレード４ａを有する（図３を参照のこと）。駆動部材５は、垂直方向ｘにおいて制御棒４を核燃料集合体３の間のそれぞれの位置の中および外へ上下に移動させることができる。
【００２８】
本発明による核燃料集合体の実施形態を、ここで、図２および図３を参照して記載する。図２および図３は、細長いチャンネルボックス６を備える核燃料集合体３を示す。チャンネルボックス６は、核燃料集合体３の外側ケーシングを形成し、中心軸ｚの方向において正方形、または実質的に正方形の断面を有する。チャンネルボックス６は、複数の細長い燃料棒７を囲む。チャンネルボックス６は、４つの壁を備える。その壁は、中心軸ｚに平行に延びる。さらに、チャンネルボックス６は、４つの内側８および４つの外側９を有する。チャンネルボックス６の各々の壁は、それぞれの内側８およびそれぞれの外側９を備えるか、または形成する。チャンネルボックス６の内側８は、燃料棒７の方を向いている。各々の内側８および各々の外側９は、チャンネルボックス６の長さに沿って中心軸ｚに平行して延びる長手方向の中心線ｙを有する。
【００２９】
核燃料集合体３はさらに、中心軸ｚの方向に延びる細長い支持部材１０を備える。支持部材１０は、中心軸ｚの方向に見て、十字形の断面を有する。支持部材１０は、中心線ｙに沿って複数の溶接継ぎ手１１によりチャンネルボックス６の内側８に固定される。図３による実施形態において、支持部材１０は、４つのウイング１０ａを有する。各々のウイング１０ａは、溶接継ぎ手１１によりそれぞれのチャンネルボックス６の内側８に固定される。さらに、支持部材１０は、中心部分１０ｂを有する。この実施形態において、ウイング１０ａおよび中心部分１０ｂは中空である。しかしながら、ウイング１０ａおよび中心部分１０ｂはまた、中実であってもよい。この実施形態の中空の支持部材１０は、垂直チャンネルを形成し、その垂直チャンネルを介して、水が核燃料集合体３を通して上方に流れることができる。さらに、支持部材１０は、核燃料集合体３の燃料棒７を４つの等しいサブグループに分ける。各サブグループは、中心軸ｚの方向に見て、ほぼ正方形の断面を有する。
【００３０】
複数の突起部１２が、外側９のうちの少なくとも２つから突出するようにチャンネルボックス６に設けられる。突起部１２は、外側９の中心線ｙに沿って分布する。突起部１２は、外側９の実質的に全長または完全に全長に沿って分布する。好ましくは、突起部１２は、チャンネルボックス６の外側９の各々の中心線ｙに沿って分布する。さらに、突起部１２は、中心線ｙに沿って均一に分布する。好ましくは、突起部１２は、図２に示すように溶接継ぎ手１１の間に均一に分布する。すなわち、隣接する溶接継ぎ手１１の各々の対の間に突起部１２が存在し得る。突起部１２は、互いから少なくとも５０ｍｍ、および互いから多くとも１０００ｍｍ、８００ｍｍ、６００ｍｍ、４００ｍｍ、２００ｍｍまたはそれ以下の距離ｄ１で分布する。例えば、突起部は、互いから１００ｍｍの距離ｄ１で分布する。
【００３１】
突起部１２は、外側９と隣接する制御棒ブレード４ａとの間の最小距離ｄ２を確保するように構成される。突起部１２は、チャンネルボックス６の外側９から約０．５〜１．５ｍｍの距離ｄ２を突出する。好ましくは、突起部１２は、１．０ｍｍまたはわずかにそれ以下、例えば外側９から０．８〜１．２ｍｍ突出する。さらに、突起部１２は、それらより上およびそれらの上部で制御棒４を容易にスライドできるように構成される。好ましくは、突起部１２は、チャンネルボックス６の中心軸ｚに対して垂直な方向に見ると、少なくとも湾曲した形状を有する（図２を参照のこと）。湾曲した形状は、突起部１２より上および突起部１２の上部での制御棒４のスライドを容易にする。
【００３２】
チャンネルボックス６の外側９と、挿入された制御棒４との間の最小距離ｄ２は、チャンネルボックス６の外側９のシャドー腐食の現象を軽減する。チャンネルボックス６のシャドー腐食の軽減は、制御棒４の方向へのチャンネルボックスが曲がる危険性を減少させる。しかしながら、シャドー腐食は突起部１２で起こる場合もあるものの、局所的のみである。
【００３３】
本発明は、示した実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲の範囲内で変更および修飾されてもよい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子炉のための核燃料集合体であって、原子炉は、複数の該核燃料集合体と、複数の制御棒とを備え、各々の制御棒は、核燃料集合体の間のそれぞれの制御棒位置において挿入可能であり、核燃料集合体は、長手方向の中心軸を有し、さらに核燃料集合体は、複数の細長い燃料棒であって、各々の燃料棒は、クラッディングによって囲まれた核燃料を備え、燃料棒は、複数のスペーサー格子を用いて互いに対して所定の位置に保持される、燃料棒と、核燃料集合体の外側ケーシングを形成し、燃料棒を囲む細長いチャンネルボックスであって、チャンネルボックスは、燃料棒の方を向いている内側と、外側とを有し、各々の内側および各々の外側は、中心軸に平行に延び、チャンネルボックスの長さに沿う長手方向中心線を有する、チャンネルボックスとを備え、複数の突起部が、外側の少なくとも２つから突出するようにチャンネルボックスに設けられる、核燃料集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の核燃料集合体および制御棒は、沸騰水型原子炉（原子炉ＢＷＲ）のコアに位置する。原子炉ＢＷＲにおける核燃料集合体のチャンネルボックスは、通常、ジルコニウムベースの合金などの低中性子吸収能を有する耐食性材料からなる。
【０００３】
原子炉ＢＷＲのコアにおける環境は、その中に構成要素を配置することを必要とする。その環境は、例えば、高度に酸化している。この原子炉ＢＷＲのコア内の環境の必要性の結果の１つとして、核燃料集合体のチャンネルボックスが変形され得る。チャンネルボックスルは、例えば、隆起するか、または曲がり得る。チャンネルボックスの曲がりは、対向するチャンネルボックス側に対する１つのチャンネルボックス側の伸張に起因する。チャンネルボックスの曲がりは、異なる理由、例えば初期の製造、放射線下の残留応力緩和、異なる照射成長およびシャドー腐食のために生じることが知られている。
【０００４】
原子炉ＢＷＲのコア内のジルコニウムベースの合金を含む構成要素についてのシャドー腐食の問題は長い間知られてきた。シャドー腐食は局部腐食増加であり、構成要素が別の金属と密接に接触する場合にジルコニウムベースの合金の構成要素で見られ得る。上記を参照して、チャンネルボックスの外側のシャドー腐食は、制御棒ブレードが、チャンネルボックスに隣接して挿入される場合、すなわち、ジルコニウムベースの合金からなるチャンネルボックスが、通常、ステンレス鋼の外面を有する制御棒ブレードと密接に接触する場合に生じ得る。
【０００５】
核燃料集合体の耐用期間の初期のシャドー腐食、すなわち、最初の数ヶ月の稼動の間、核燃料集合体に隣接して挿入された制御棒に起因する核燃料集合体のシャドー腐食は、一般に、原子炉ＢＷＲにおけるチャンネルボックスの増大したチャンネル曲がりの問題を引き起こすと考えられている。シャドー腐食は、制御棒に最も近接するチャンネルボックスの外側の増大した吸収された水素誘発成長を生じ得る。増大した吸収された水素誘発成長は、核燃料集合体の耐用期間の後期に制御棒の方向へのチャンネルボックスの曲がりを引き起こし得る。制御棒の方向へのチャンネルボックスの曲がりは、チャンネルボックス−制御棒インターフェースに生じ得、これは、例えば、制御棒がコア内に挿入される場合の摩擦に起因して核燃料集合体を持ち上げさせ得る。
【０００６】
シャドー腐食は、ジルコニウムベースの合金の構成要素と別の金属を含む構成要素との間の距離に強く依存するという研究が示されている。従って、シャドー腐食の発生は、大きな制御棒ブレードおよび制御棒ブレードとチャンネルボックスとの間の小さな距離の場合に最も顕著になる。
【０００７】
特許文献１は、原子炉ＢＷＲのためのチャンネルボックスを開示しており、ここで、チャンネルボックスは、そのチャンネルボックスの外側に軸方向に突出するパッドを有する。突出するパッドは、制御棒が原子炉のコア内に挿入される場合、制御棒の方を向いているチャンネルボックスの２つの外側に設けられる。突出するパッドの目的は、核燃料集合体の間の間隙を確保することであり、たとえチャンネルボックスが、制御棒に対するチャンネルボックスの曲がりにより変形されても、制御棒は挿入される。チャンネルボックスの曲がりは、稼動の間の中性子に対する曝露に起因するチャンネルボックスの伸張により引き起こされると記載されている。従って、たとえチャンネルボックスが制御棒の方へ曲がったとしても、チャンネルボックスの外側上の突出するパッドは、核燃料集合体の間に制御棒を挿入できることを確保する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０５−３２３０６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、原子炉ＢＷＲの核燃料集合体のチャンネルボックス上のシャドー腐食を軽減することであり、それによって、シャドー腐食の増加によるチャンネルボックスの曲がりの危険性を減少させる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、最初に定義される核燃料集合体を用いて達成される。その核燃料集合体は、突起部が少なくとも２つの外側の中心線に沿って分布し、その突起部は、外側と隣接する制御棒との間の最小距離を確保し、制御棒が突起部より上および突起部の上部で容易にスライドできるように構成されることにより特徴付けられる。
【００１１】
従って、本発明による核燃料集合体の設計は、制御棒ブレードが、核燃料集合体のチャンネルボックスに密接することを防ぐ。さらに、突起部の設計は、核燃料集合体の間の制御棒の滑らかな挿入を確保し、制御棒が損傷を受けることを防ぐ。
【００１２】
一実施形態によれば、突起部は、チャンネルボックスの外側の全長、または実質的に全長に沿って分布する。外側の実質的に全長に沿って突起部を分布することによって、核燃料集合体の間に制御棒のより滑らかな挿入が達成され得る。さらに、チャンネルボックスの外側上のシャドー腐食を軽減する作用は、突起部が、外側の実質的に全長に沿って設けられ、分布する場合、外側にわたってより均一になる。
【００１３】
一実施形態によれば、突起部は、チャンネルボックスの外側の各々の中心線に沿って分布する。チャンネルボックスの外側の各々に突起部を設けることによって、ボックスの製造が容易になり、起こり得る製造問題を減少させる。さらに、チャンネルボックスの外側上のシャドー腐食の非対称な形成が防がれ得る。
【００１４】
一実施形態によれば、突起部は、チャンネルボックスの外側から０．５〜１．５ｍｍ、好ましくは０．８〜１．２ｍｍ突出する。例えば０．４ｍｍ〜１．０ｍｍまでの制御棒とチャンネルボックスとの間の距離の増加は、チャンネルボックス上のシャドー腐食を２倍より多く軽減し得ることが研究により示されている。
【００１５】
一実施形態によれば、突起部は、互いから少なくとも５０ｍｍの距離で分布する。
【００１６】
一実施形態によれば、突起部は、互いから多くとも１０００ｍｍの距離で分布する。
【００１７】
例えば、突起部は、互いから８０〜１２０ｍｍ、例えば１００ｍｍなどの距離で分布してもよい。
【００１８】
一実施形態によれば、突起部は、チャンネルボックスの外側の中心線に沿って均一に分布する。好ましくは、突起部は、外側の中心線に沿って互いから等しい距離で分布する。
【００１９】
一実施形態によれば、突起部は湾曲した形状を有し、湾曲した形状は、突起部より上および突起部の上部での制御棒の制御棒ブレードのスライドを容易にする。
【００２０】
一実施形態によれば、チャンネルボックスは、中心軸に平行に延びる４つの壁を備え、その壁は、それぞれ、前記内側および前記外側を備える。
【００２１】
一実施形態によれば、チャンネルボックスは、中心軸の方向に見て実質的に正方形の断面を有する。
【００２２】
一実施形態によれば、核燃料集合体は、さらに、中心軸の方向に延びる細長い支持部材を備え、その支持部材は、中心軸の方向に見て十字形の断面を有し、その支持部材は、中心線に沿って複数の溶接継ぎ手を介してチャンネルボックスの内側に固定される。支持部材によって核燃料集合体に与えられる支持および／または剛性は、ストレスおよび変形を実質的に低減する。従って、支持部材を含む核燃料集合体の構造は、チャンネルボックス壁の厚さの顕著な減少を可能にする。
【００２３】
一実施形態によれば、支持部材は４つのウイングを備え、各々のウイングは、チャンネルボックスのそれぞれの内側に固定される。
【００２４】
一実施形態によれば、支持部材は核燃料集合体の燃料棒を４つの等しいサブグループに分ける。
【００２５】
一実施形態によれば、支持部材は、垂直なチャンネルを形成する中空であり、そのチャンネルを介して、水が核燃料集合体を通して上方に流れ得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、原子炉を備える原子力発電所を概略的に示す。
【図２】図２は、本発明による核燃料集合体を概略的に示す。
【図３】図３は、本発明による核燃料集合体の中心軸の方向における断面図を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明による核燃料集合体を備え得る沸騰水型原子炉の実施形態をまず、図１を参照して記載する。図１は、原子力発電所の一部を示す。原子力発電所は原子炉１を備える。原子炉１は、複数の核燃料集合体３を有するコア２を備える。各々の核燃料集合体３は、長手方向の中心軸ｚを有する（図３を参照のこと）。さらに、各々の核燃料集合体３は、複数の細長い燃料棒７を備える（図３を参照のこと）。各々の燃料棒７は、核燃料７ａおよび核燃料７ａを囲むクラッディング７ｂを備える。燃料棒７は、複数のスペーサー格子（図示せず）を用いて互いに対して所定の位置に保持される。原子炉１はさらに、図１に概略的に示す複数の制御棒４を備える。制御棒４は、核燃料集合体３の間に位置し、駆動部材５に接続される。各々の制御棒４は、十字形に配置される４つの制御棒ブレード４ａを有する（図３を参照のこと）。駆動部材５は、垂直方向ｘにおいて制御棒４を核燃料集合体３の間のそれぞれの位置の中および外へ上下に移動させることができる。
【００２８】
本発明による核燃料集合体の実施形態を、ここで、図２および図３を参照して記載する。図２および図３は、細長いチャンネルボックス６を備える核燃料集合体３を示す。チャンネルボックス６は、核燃料集合体３の外側ケーシングを形成し、中心軸ｚの方向において正方形、または実質的に正方形の断面を有する。チャンネルボックス６は、複数の細長い燃料棒７を囲む。チャンネルボックス６は、４つの壁を備える。その壁は、中心軸ｚに平行に延びる。さらに、チャンネルボックス６は、４つの内側８および４つの外側９を有する。チャンネルボックス６の各々の壁は、それぞれの内側８およびそれぞれの外側９を備えるか、または形成する。チャンネルボックス６の内側８は、燃料棒７の方を向いている。各々の内側８および各々の外側９は、チャンネルボックス６の長さに沿って中心軸ｚに平行して延びる長手方向の中心線ｙを有する。
【００２９】
核燃料集合体３はさらに、中心軸ｚの方向に延びる細長い支持部材１０を備える。支持部材１０は、中心軸ｚの方向に見て、十字形の断面を有する。支持部材１０は、中心線ｙに沿って複数の溶接継ぎ手１１によりチャンネルボックス６の内側８に固定される。図３による実施形態において、支持部材１０は、４つのウイング１０ａを有する。各々のウイング１０ａは、溶接継ぎ手１１によりそれぞれのチャンネルボックス６の内側８に固定される。さらに、支持部材１０は、中心部分１０ｂを有する。この実施形態において、ウイング１０ａおよび中心部分１０ｂは中空である。しかしながら、ウイング１０ａおよび中心部分１０ｂはまた、中実であってもよい。この実施形態の中空の支持部材１０は、垂直チャンネルを形成し、その垂直チャンネルを介して、水が核燃料集合体３を通して上方に流れることができる。さらに、支持部材１０は、核燃料集合体３の燃料棒７を４つの等しいサブグループに分ける。各サブグループは、中心軸ｚの方向に見て、ほぼ正方形の断面を有する。
【００３０】
複数の突起部１２が、外側９のうちの少なくとも２つから突出するようにチャンネルボックス６に設けられる。突起部１２は、外側９の中心線ｙに沿って分布する。突起部１２は、外側９の実質的に全長または完全に全長に沿って分布する。好ましくは、突起部１２は、チャンネルボックス６の外側９の各々の中心線ｙに沿って分布する。さらに、突起部１２は、中心線ｙに沿って均一に分布する。好ましくは、突起部１２は、図２に示すように溶接継ぎ手１１の間に均一に分布する。すなわち、隣接する溶接継ぎ手１１の各々の対の間に突起部１２が存在し得る。突起部１２は、互いから少なくとも５０ｍｍ、および互いから多くとも１０００ｍｍ、８００ｍｍ、６００ｍｍ、４００ｍｍ、２００ｍｍまたはそれ以下の距離ｄ１で分布する。例えば、突起部は、互いから１００ｍｍの距離ｄ１で分布する。
【００３１】
突起部１２は、外側９と隣接する制御棒ブレード４ａとの間の最小距離ｄ２を確保するように構成される。突起部１２は、チャンネルボックス６の外側９から約０．５〜１．５ｍｍの距離ｄ２を突出する。好ましくは、突起部１２は、１．０ｍｍまたはわずかにそれ以下、例えば外側９から０．８〜１．２ｍｍ突出する。さらに、突起部１２は、それらより上およびそれらの上部で制御棒４を容易にスライドできるように構成される。好ましくは、突起部１２は、チャンネルボックス６の中心軸ｚに対して垂直な方向に見ると、少なくとも湾曲した形状を有する（図２を参照のこと）。湾曲した形状は、突起部１２より上および突起部１２の上部での制御棒４のスライドを容易にする。
【００３２】
チャンネルボックス６の外側９と、挿入された制御棒４との間の最小距離ｄ２は、チャンネルボックス６の外側９のシャドー腐食の現象を軽減する。チャンネルボックス６のシャドー腐食の軽減は、制御棒４の方向へのチャンネルボックスが曲がる危険性を減少させる。しかしながら、シャドー腐食は突起部１２で起こる場合もあるものの、局所的のみである。
【００３３】
本発明は、示した実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲の範囲内で変更および修飾されてもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型原子炉（１）のための核燃料集合体（３）であって、前記原子炉（１）は、複数の前記核燃料集合体（３）と、複数の制御棒（４）とを備え、各々の前記制御棒（４）は、前記核燃料集合体（３）の間のそれぞれの制御棒位置において挿入可能であり、前記核燃料集合体（３）は、長手方向の中心軸（ｚ）を有し、さらに前記核燃料集合体（３）は、
複数の細長い燃料棒（７）であって、各々の前記燃料棒（７）は、クラッディング（７ｂ）によって囲まれた核燃料（７ａ）を備え、前記燃料棒（７）は、互いに対して所定の位置に保持される、燃料棒（７）と、
前記核燃料集合体（３）の外側ケーシングを形成し、前記燃料棒（７）を囲む細長いチャンネルボックス（６）であって、前記チャンネルボックス（６）は、前記燃料棒（７）の方を向いている内側（８）と、外側（９）とを有し、各々の前記内側（８）および各々の前記外側（９）は、中心軸（ｚ）に平行に延び、前記チャンネルボックス（６）の長さに沿う長手方向中心線（ｙ）を有する、チャンネルボックス（６）と
を備え、
複数の突起部（１２）が、前記外側（９）の少なくとも２つから突出するように前記チャンネルボックス（６）に設けられ、
前記突起部（１２）は、少なくとも２つの前記外側（９）の前記中心線（ｙ）に沿って分布し、前記突起部（１２）は、前記外側（９）と隣接する制御棒（４）との間に最小距離（ｄ２）を確保し、前記制御棒（４）が前記突起部（１２）より上および前記突起部（１２）の上部で容易にスライドできるように構成されることを特徴とする、核燃料集合体。
【請求項２】
前記突起部（１２）は、前記チャンネルボックス（６）の前記外側（９）の実質的に全長に沿って分布する、請求項１に記載の核燃料集合体。
【請求項３】
前記突起部（１２）は、前記チャンネルボックス（６）の前記外側（９）の各々の前記中心線（ｙ）に沿って分布する、請求項１または２に記載の核燃料集合体。
【請求項４】
前記突起部（１２）は、前記チャンネルボックス（６）の前記外側（９）から、０．５〜１．５ｍｍ、好ましくは０．８〜１．２ｍｍ突出している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の核燃焼集合体。
【請求項５】
前記突起部（１２）は、互いから少なくとも５０ｍｍの距離（ｄ１）で分布する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項６】
前記突起部（１２）は、互いから多くとも１０００ｍｍの距離（ｄ１）で分布する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項７】
前記突起部（１２）は、前記チャンネルボックス（６）の前記外側（９）の前記中心線（ｙ）に沿って均一に分布する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項８】
前記突起部（１２）は、湾曲した形状を有し、前記湾曲した形状は、前記突起部（１２）より上および前記突起部（１２）の上部での前記制御棒（４）の制御棒ブレード（４ａ）のスライドを容易にする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項９】
前記チャンネルボックス（６）は、前記中心軸（ｚ）と平行に延びる４つの壁を備え、前記壁は、前記内側（８）および前記外側（９）をそれぞれ備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項１０】
前記チャンネルボックス（６）は、前記中心軸（ｚ）の方向に見て実質的に正方形の断面を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項１１】
前記核燃料集合体はさらに、前記中心軸（ｚ）の方向に延びる細長い支持部材（１０）を備え、前記支持部材（１０）は、前記中心軸（ｚ）の方向に見て十字形の断面を有し、前記支持部材（１０）は、前記中心線（ｙ）に沿って複数の溶接継ぎ手（１１）を介して前記チャンネルボックス（６）の前記内側（８）に固定される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項１２】
前記支持部材（１０）は、４つのウイング（１０ａ）を備え、各々の前記ウイング（１０ａ）は、前記チャンネルボックス（６）のそれぞれの内側（８）に固定される、請求項１１に記載の核燃料集合体。
【請求項１３】
前記支持部材（１０）は、前記核燃料集合体（３）の前記燃料棒（７）を４つの等しいサブグループに分ける、請求項１１または１２に記載の核燃料集合体。
【請求項１４】
前記支持部材（１０）は、垂直チャンネルを形成する中空であり、前記垂直チャンネルを介して、水が前記核燃料集合体（３）を通して上方に流れることができる、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項１】
沸騰水型原子炉（１）のための核燃料集合体（３）であって、前記原子炉（１）は、複数の前記核燃料集合体（３）と、複数の制御棒（４）とを備え、各々の前記制御棒（４）は、前記核燃料集合体（３）の間のそれぞれの制御棒位置において挿入可能であり、前記核燃料集合体（３）は、長手方向の中心軸（ｚ）を有し、さらに前記核燃料集合体（３）は、
複数の細長い燃料棒（７）であって、各々の前記燃料棒（７）は、クラッディング（７ｂ）によって囲まれた核燃料（７ａ）を備え、前記燃料棒（７）は、互いに対して所定の位置に保持される、燃料棒（７）と、
前記核燃料集合体（３）の外側ケーシングを形成し、前記燃料棒（７）を囲む細長いチャンネルボックス（６）であって、前記チャンネルボックス（６）は、前記燃料棒（７）の方を向いている内側（８）と、外側（９）とを有し、各々の前記内側（８）および各々の前記外側（９）は、中心軸（ｚ）に平行に延び、前記チャンネルボックス（６）の長さに沿う長手方向中心線（ｙ）を有する、チャンネルボックス（６）と
を備え、
複数の突起部（１２）が、前記外側（９）の少なくとも２つから突出するように前記チャンネルボックス（６）に設けられ、
前記突起部（１２）は、少なくとも２つの前記外側（９）の前記中心線（ｙ）に沿って分布し、前記突起部（１２）は、前記外側（９）と隣接する制御棒（４）との間に最小距離（ｄ２）を確保し、前記制御棒（４）が前記突起部（１２）より上および前記突起部（１２）の上部で容易にスライドできるように構成されることを特徴とする、核燃料集合体。
【請求項２】
前記突起部（１２）は、前記チャンネルボックス（６）の前記外側（９）の実質的に全長に沿って分布する、請求項１に記載の核燃料集合体。
【請求項３】
前記突起部（１２）は、前記チャンネルボックス（６）の前記外側（９）の各々の前記中心線（ｙ）に沿って分布する、請求項１または２に記載の核燃料集合体。
【請求項４】
前記突起部（１２）は、前記チャンネルボックス（６）の前記外側（９）から、０．５〜１．５ｍｍ、好ましくは０．８〜１．２ｍｍ突出している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の核燃焼集合体。
【請求項５】
前記突起部（１２）は、互いから少なくとも５０ｍｍの距離（ｄ１）で分布する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項６】
前記突起部（１２）は、互いから多くとも１０００ｍｍの距離（ｄ１）で分布する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項７】
前記突起部（１２）は、前記チャンネルボックス（６）の前記外側（９）の前記中心線（ｙ）に沿って均一に分布する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項８】
前記突起部（１２）は、湾曲した形状を有し、前記湾曲した形状は、前記突起部（１２）より上および前記突起部（１２）の上部での前記制御棒（４）の制御棒ブレード（４ａ）のスライドを容易にする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項９】
前記チャンネルボックス（６）は、前記中心軸（ｚ）と平行に延びる４つの壁を備え、前記壁は、前記内側（８）および前記外側（９）をそれぞれ備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項１０】
前記チャンネルボックス（６）は、前記中心軸（ｚ）の方向に見て実質的に正方形の断面を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項１１】
前記核燃料集合体はさらに、前記中心軸（ｚ）の方向に延びる細長い支持部材（１０）を備え、前記支持部材（１０）は、前記中心軸（ｚ）の方向に見て十字形の断面を有し、前記支持部材（１０）は、前記中心線（ｙ）に沿って複数の溶接継ぎ手（１１）を介して前記チャンネルボックス（６）の前記内側（８）に固定される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【請求項１２】
前記支持部材（１０）は、４つのウイング（１０ａ）を備え、各々の前記ウイング（１０ａ）は、前記チャンネルボックス（６）のそれぞれの内側（８）に固定される、請求項１１に記載の核燃料集合体。
【請求項１３】
前記支持部材（１０）は、前記核燃料集合体（３）の前記燃料棒（７）を４つの等しいサブグループに分ける、請求項１１または１２に記載の核燃料集合体。
【請求項１４】
前記支持部材（１０）は、垂直チャンネルを形成する中空であり、前記垂直チャンネルを介して、水が前記核燃料集合体（３）を通して上方に流れることができる、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の核燃料集合体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２０１２−５２１５６２（Ｐ２０１２−５２１５６２Ａ）
【公表日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５０１９６２（Ｐ２０１２−５０１９６２）
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２０１０／０５０２４６
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１０７２１
【国際公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（５０４４４６５４８）ウェスティングハウス エレクトリック スウェーデン アーベー (26)
【公表日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２０１０／０５０２４６
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１０７２１
【国際公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（５０４４４６５４８）ウェスティングハウス エレクトリック スウェーデン アーベー (26)
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