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公開番号2025157858
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-16
出願番号2024060156
出願日2024-04-03
発明の名称沸騰水型原子炉の燃料集合体及び炉心
出願人日立GEベルノバニュークリアエナジー株式会社
代理人ポレール弁理士法人
主分類G21C 3/34 20060101AFI20251008BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】本発明によれば、スペーサを所定の高さに拘束できる沸騰水型原子炉の燃料集合体及び炉心を提供することができる。
【解決手段】本発明の沸騰水型原子炉の燃料集合体は、燃料棒と、スペーサと、チャンネルボックスとを備えた沸騰水型原子炉の燃料集合体において、前記チャンネルボックスの一辺の内壁面上に、前記スペーサの拘束高さ毎に少なくとも1ヶ所の凹部を有し、前記スペーサの前記チャンネルボックスに面するスペーサバンド外側表面上に、前記スペーサが所定の高さに設置された際に前記凹部と面する位置に凸部を有し、前記凸部を有する前記スペーサバンド外周面の対面となる前記スペーサバンド上に弾性体を有することを特徴とする。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
燃料棒と、スペーサと、チャンネルボックスとを備えた沸騰水型原子炉の燃料集合体において、
前記チャンネルボックスの一辺の内壁面上に、前記スペーサの拘束高さ毎に少なくとも1ヶ所の凹部を有し、
前記スペーサの前記チャンネルボックスに面するスペーサバンドの外側表面上に、前記スペーサが所定の高さに設置された際に前記凹部と面する位置に凸部を有し、
前記凸部を有する前記スペーサバンドの外周面の対面となるスペーサバンド上に弾性体を有することを特徴とする沸騰水型原子炉の燃料集合体。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
燃料棒と、スペーサと、チャンネルボックスとを備えた沸騰水型原子炉の燃料集合体において、
前記チャンネルボックスのコーナ部の内壁面上に、前記スペーサの拘束高さ毎に少なくとも1ヶ所の凹部を有し，
前記スペーサの前記チャンネルボックスのコーナ部に面するスペーサバンドの外側表面上に、前記スペーサが所定の高さに設置された際に前記凹部と面する位置に凸部を有し、
前記凸部を有する前記スペーサバンドの外周面の対角方向位置のスペーサバンド上に弾性体を有することを特徴とする沸騰水型原子炉の燃料集合体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の沸騰水型原子炉の燃料集合体において、
前記スペーサバンドの外壁面上に有する前記凸部の上端面または前記上端面と実質的に見なせる部位と前記スペーサバンドの外壁面とが、前記スペーサバンドの表面と垂直かつ鉛直方向に平行な断面内で為す角度のうち小さい方の角度θ１ａが０°より大きく、９０°未満であることを特徴とする沸騰水型原子炉の燃料集合体。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の沸騰水型原子炉の燃料集合体において、
前記スペーサバンドの外壁面上に有する前記凸部の下端面または前記下端面と実質的に見なせる部位と前記スペーサバンドの外壁面とが、前記スペーサバンドの表面と垂直かつ鉛直方向に平行な断面内で為す角度のうち小さい方の角度θ１ｂが0°より大きく、90°未満であることを特徴とする沸騰水型原子炉の燃料集合体。
【請求項５】
請求項４に記載の沸騰水型原子炉の燃料集合体において、
前記スペーサバンドの外壁面上に有する前記凸部の上端面または前記上端面と実質的に見なせる部位と前記スペーサバンドの外壁面とが、前記スペーサバンドの表面と垂直かつ鉛直方向に平行な断面内で為す角度のうち小さい方の角度θ１ａが、前記角度θ１ｂより大きいことを特徴とする沸騰水型原子炉の燃料集合体。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載の沸騰水型原子炉の燃料集合体において、
前記チャンネルボックスの内壁面上に有する前記凹部の上端面または前記上端面と実質的に見なせる部位と前記スペーサバンドの外壁面とが、前記スペーサバンドの表面と垂直かつ鉛直方向に平行な断面内で為す角度のうち小さい方の角度θ２aが0°より大きく、90°未満であることを特徴とする沸騰水型原子炉の燃料集合体。
【請求項７】
請求項１又は請求項２に記載の沸騰水型原子炉の燃料集合体において、
前記チャンネルボックスの内壁面上に有する前記凹部の下端面または前記下端面に相当する部位と前記スペーサバンドの外壁面とが、前記スペーサバンドの表面と垂直かつ鉛直方向に平行な断面内で為す角度のうち小さい方の角度θ２bが０°より大きく、９０°未満であることを特徴とする沸騰水型原子炉の燃料集合体。
【請求項８】
請求項７に記載の沸騰水型原子炉の燃料集合体において、
前記角度θ２bが、前記凹部の上端面または前記上端面と実質的に見なせる部位と前記スペーサバンドの外壁面とが前記スペーサバンドの表面と垂直かつ鉛直方向に平行な断面内で為す角度のうち小さい方の角度θ２aより小さいことを特徴とする沸騰水型原子炉の燃料集合体。
【請求項９】
請求項１又は請求項２に記載の沸騰水型原子炉の燃料集合体において、
前記チャンネルボックスの内壁面上に有する前記凹部が有限長さの垂直方向溝と前記垂直方向溝と連続した鉛直方向に対して傾斜した有限長さの溝で構成されていることを特徴とする沸騰水型原子炉の燃料集合体。
【請求項１０】
請求項１又は請求項２に記載の沸騰水型原子炉の燃料集合体において、
前記チャンネルボックスの内壁面上に有する前記凹部が内部に中心軸が前記チャンネルボックスの内壁面に対して垂直方向かつ先端高さが前記チャンネルボックスの内壁面と前記凹部の底面または実質的に底面と見なせる平面構造の間に位置する回転体構造を有し、かつ前記スペーサバンドの外壁面上に有する凸部上に円孔または切欠きが設けられていることを特徴とする沸騰水型原子炉の燃料集合体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子炉の燃料集合体及び炉心に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料棒、スペーサ及びチャンネルボックス等で構成される沸騰水型原子炉用の燃料集合体、その燃料集合体を1体以上装荷した沸騰水型原子炉の炉心技術に関する。
【０００３】
この技術分野における背景技術として、例えば、特許文献１（特開２０００－２７５３７６号公報）や特許文献２（特開２０２２－６５３５４号公報）がある。
【０００４】
特許文献1には、大型の沸騰水型原子炉の燃料集合体のチャンネルボックス内を断面方向内で分割する十字型の仕切り部材の表面に設けた凸部や板バネで構成したスペーサの拘束機構の構造図が記載されている。
【０００５】
特許文献2には、原子炉運転時に燃料集合体内を上昇する蒸気と水の混合物による流体力で稼働する部材と加工されたチャンネルボックスなどで構成したスペーサの拘束機構の構造図が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０００－２７５３７６号公報
特開２０２２－６５３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、大型の沸騰水型原子炉の燃料集合体のチャンネルボックス内を断面方向内で分割する十字型の仕切り部材の表面に設けた凸部や板バネで構成したスペーサの拘束機構の構造図が記載されている。仕切られた各チャンネルボックス内空間にはそれぞれ別の燃料棒束が設置される。しかしながら、通常の燃料集合体のチャンネルボックスと同様の板状構造の仕切り板表面への突起の形成や板バネの設置には別部材の溶接が必要であり、繰り返される燃料棒束またはチャンネルボックスの着脱の際の荷重による溶接部の破損などを原因とするルースパーツ化のリスクが考えられる。
【０００８】
特許文献２には、原子炉運転時に燃料集合体内を上昇する蒸気と水の混合物による流体力で稼働する部材と加工されたチャンネルボックスなどで構成したスペーサの拘束機構の構造図が記載されている。当該技術は燃料集合体炉心に装荷された原子炉の運転時にスペーサ位置の上への移動を防止するものであるため、スペーサ位置の下への移動は防止できないほか，使用済燃料プール保管時のように流体力が存在しない状態ではスペーサ位置の拘束機能は原理的に期待できない。
【０００９】
本発明の目的は、スペーサを所定の高さに拘束できる沸騰水型原子炉の燃料集合体及び炉心を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の沸騰水型原子炉の燃料集合体は、燃料棒と、スペーサと、チャンネルボックスとを備えた沸騰水型原子炉の燃料集合体において、前記チャンネルボックスの一辺の内壁面上に、前記スペーサの拘束高さ毎に少なくとも1ヶ所の凹部を有し、前記スペーサの前記チャンネルボックスに面するスペーサバンド外側表面上に、前記スペーサが所定の高さに設置された際に前記凹部と面する位置に凸部を有し、前記凸部を有する前記スペーサバンド外周面の対面となる前記スペーサバンド上に弾性体を有することを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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