JP7246295B2 - 沸騰水型原子炉 - Google Patents

Description

本発明は、沸騰水型原子炉に係り、特に、炉心に水排除装置を備えた沸騰水型原子炉に関する。

炉心に複数の燃料集合体を装荷し、横断面が十字形である制御棒を燃料集合体相互間に挿入する沸騰水型原子炉において、複数の燃料棒を燃料集合体のチャンネルボックス内に稠密に配置すると共に、運転中にチャンネルボックス内でボイドを発生させることによって中性子スペクトルを硬化させて核***プルトニウム転換比を向上させた沸騰水型原子炉（以下、低減速スペクトル沸騰水型原子炉と称する）が、提案されている（特開２０１８－６６６９０号公報参照）。沸騰水型原子炉では、運転中、冷却水である軽水が、横断面が正方形状である燃料集合体相互間に形成された水ギャップ領域に流れている。燃料集合体内を上昇する軽水だけでなく、水ギャップ領域内を上昇する軽水も、燃料集合体内に存在する核***性物質の核***により発生した中性子を減速させる。水ギャップ領域内の軽水による中性子の減速は、核***性プルトニウム転換比を低下させることになる。

このような核***性プルトニウム転換比の低下を回避するため、特開２０１８－６６６９０号公報では、燃料集合体相互間に挿入される横断面が十字形である制御棒として、軽水よりも減速能が小さい物質である炭素で構成されたフォロアー部を上半分に設けた制御棒を用いると共に、燃料集合体相互間の、制御棒が挿入されない水ギャップ領域に、軽水より減速能が小さい物質である炭素を封入した水排除板を配置している。このような構成により、特開２０１８－６６６９０号公報では、燃料集合体相互間の水ギャップ領域内の水を排除して核***プルトニウム転換比を向上させている。

特開２０１０－１４４９３号公報でも、燃料集合体相互間の水ギャップ領域に取り外し可能な水排除板を配置している。

特開２０１８－６６６９０号公報 特開２０１０－１４４９３号公報 特開平５－７２３６６号公報 特開平８－２９５７２号公報

特開２０１８－６６６９０号公報及び特開２０１０－１４４９３号公報は、共に、燃料集合体相互間の水ギャップ領域に水排除板を配置することを記載している。特開２０１０－１４４９３号公報は「水排除板を水ギャップ領域に取り外し可能に挿入する」ことを記載しているが、特開２０１８－６６６９０号公報及び特開２０１０－１４４９３号公報のいずれも、燃料集合体相互間の水ギャップ領域に配置した水排除板を、原子炉圧力容器内のどこに設置するかは具体的に説明していない。

燃料集合体相互間の水ギャップ領域に配置した水排除板である水排除装置が、地震発生により、移動しないで炉心内の設置した位置に保持されることが望まれる。

本発明の目的は、上部支持板の格子部材に吊り下げられた水排除装置の、その格子部材に沿った水平方向への移動を阻止できる沸騰水型原子炉を提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の特徴は、水排除装置が、保持部、この保持部に取り付けられて保持部より下方に伸びる吊り下げ部材、その吊り下げ部材の下部に設けられ、軽水よりも減速能が小さい物質を含む水排除部材を有し、その保持部は、水排除装置が吊り下げられる、上部格子板の格子部材の上面に設けられた第１移動阻止部と第２移動阻止部との間に配置されてその保持部材に保持され、その水排除部材が、水排除装置が吊り下げられた格子部材の真下で燃料集合体相互間に形成された水ギャップ領域に配置されることにある。

水排除装置の保持部が上部格子板の格子部材の上面に設けられた第１移動阻止部と第２移動阻止部の間に配置されてその格子部材に保持されているため、地震が発生して、上部格子板の、水排除装置が吊り下げられた格子部材に沿った水平方向に保持部を移動させる揺れが生じた場合には、保持部のその格子部材に沿った水平方向の移動を、第１移動阻止部及び第２移動阻止部によって阻止することができる。

本発明によれば、地震が発生したときにおける、上部支持板の格子部材に吊り下げられた水排除装置の、その格子部材に沿った水平方向への移動を阻止することができる。

本発明の好適な一実施例である実施例１の沸騰水型原子炉の炉心に配置された水排除装置の上部格子板への吊り下げた状態を示す、図５のＩ－Ｉ断面図である。 実施例１の沸騰水型原子炉の縦断面図である。 図２のIII－III断面図である。 図３のIV－IV断面図である。 図１及び図２のＶ－Ｖ断面図である。 図２のVI－VI断面図である。 実施例１の沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に配置された燃料集合体及び燃料支持金具の詳細な配置を示す斜視図である。 図５のVIII－VIII矢視図である。 図３のXI－XI断面図である。 図９に示す状態から水排除装置を取り除いた状態を示す説明図である。 水排除装置の載置部を上部格子板上に置いた状態での、載置部の地震時における上部格子板に沿った移動を阻止する、図９とは異なる他の例の縦断面図である。 図１１に示す状態から水排除装置を取り除いた状態を示す説明図である。 実施例１の沸騰水型原子炉の炉心に配置される水排除装置の斜視図である。 実施例１の沸騰水型原子炉の炉心で下降する水排除装置の状態を示す説明図である。 実施例１の沸騰水型原子炉の炉心内で燃料支持金具の上端付近まで下降した水排除装置の状態を示す説明図である。 実施例１の沸騰水型原子炉の炉心内で燃料支持金具相互間の真上に位置された水排除装置の状態を示す説明図である。 実施例１の沸騰水型原子炉の炉心内で燃料支持金具相互間に下端部が挿入されて上部格子板の上面に設置された水排除装置の状態を示す説明図である。 上部格子板の上面に水排除装置が設置された状態で、ダブルブレードガイドを上部格子板に形成された各升目内に配置した説明図である。 ダブルブレードガイドを上部格子板に形成された各升目内に配置した状態で、一体の燃料集合体を各升目に配置した説明図である。 ダブルブレードガイドを上部格子板に形成された各升目内に配置した状態で、二体の燃料集合体を各升目に配置した説明図である。 本発明の好適な他の実施例である実施例２の沸騰水型原子炉の炉心に配置された水排除装置の下端部を燃料支持金具の相互間に配置した説明図である。 本発明の好適な他の実施例である実施例２の沸騰水型原子炉の炉心に配置された水排除装置の下端部を燃料支持金具の相互間に配置した説明図である。 本発明の好適な他の実施例である実施例３の沸騰水型原子炉の炉心内で上部格子板に吊り下げられて下端が炉心支持板に支持された状態の水排除装置を示す説明図である。 実施例３の沸騰水型原子炉の炉心に配置された水排除装置の下端部を燃料支持金具の相互間に配置した説明図である。

本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の好適な一実施例である沸騰水型原子炉を、図１～図１３を用いて説明する。本実施例の沸騰水型原子炉１は、図２に示される原子炉圧力容器２、炉心シュラウド４、炉心５、炉心支持板６、上部格子板７、制御棒１２及びインターナルポンプ１３、さらに、図１３に示される水排除装置２７を備える。沸騰水型原子炉１は、炉心への冷却水の供給を原子炉圧力容器２の底部である下鏡２Ａに設けられたインターナルポンプ１３で行う改良型沸騰水型原子炉（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂｏｉｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ）である。この改良型沸騰水型原子炉を、以下、ＡＢＷＲという。

沸騰水型原子炉１は、炉心５を内蔵する原子炉圧力容器２を有し、炉心５を取り囲む炉心シュラウド４を原子炉圧力容器２内に設けている。炉心５の下方に配置された炉心支持板６が炉心シュラウド４の内面に取り付けられ、炉心５の上方に配置された上部格子板７も炉心シュラウド４の内面に取り付けられる。炉心５を覆うシュラウドヘッド８が炉心シュラウド４の上端部に取り付けられる。複数の気水分離器９が、原子炉圧力容器２内において、シュラウドヘッド８に取り付けられ、上方に向かって伸びている。蒸気乾燥器１０が、気水分離器９の上方に配置され、原子炉圧力容器２の内面に取り付けられる。

炉心シュラウド４を取り囲む環状のダウンカマ１４が、炉心シュラウド４の内面と原子炉圧力容器２の内面との間に形成される。複数のインターナルポンプ１３が、ダウンカマ１４の位置で、原子炉圧力容器２の下鏡２Ａに取り付けられる。各インターナルポンプ１３のインペラ１３Ａがダウンカマ１４内に配置される。

複数の制御棒駆動機構ハウジング１６が、インターナルポンプ１３よりも内側に配置され、下鏡２Ａを貫通して原子炉圧力容器２に取り付けられる。各制御棒駆動機構ハウジング１６は、下鏡２Ａよりも下方に向かって伸びている。各制御棒駆動機構ハウジング１６内には、制御棒駆動機構（図示せず）が設置されている。複数の制御棒案内管１５が、原子炉圧力容器２内で炉心５よりも下方に配置される。各制御棒案内管１５は、それぞれの制御棒駆動機構ハウジング１６の上端に設置され、上方に向かって伸びている。制御棒案内管１５の上端は、炉心支持板６に設置された燃料支持金具１１の下端部の位置まで達している。各制御棒案内管１５内に配置された制御棒１２は、制御棒駆動機構ハウジング１６内の制御棒駆動機構に連結される。制御棒案内管１５内の制御棒１２は、制御棒駆動機構ハウジング１６内の制御棒駆動機構によって上下に移動される。

炉心支持板６には、図７に示すように、複数の貫通孔５８が形成されている。燃料支持金具１１が、各貫通孔５８に挿入され、図４、図６及び図７に示すように、炉心支持板６に設置される。燃料支持金具１１は、中央部に横断面が十字形状の制御棒挿入孔３８を形成している（図４及び図６参照）。制御棒挿入孔３８は、燃料支持金具１１の軸方向において、燃料支持金具１１を貫通する。燃料支持金具１１は、４つの冷却水流路４３（図４参照）を制御棒挿入孔３８の周囲に形成する。各冷却水流路４３は、燃料支持金具１１の側面に形成された流入口３９、及び燃料支持金具１１の上面に形成された流出口４４を形成している。

燃料集合体３は、図４に示すように、チャンネルボックス２１、複数の燃料棒２３、下部タイプレート２２、上部タイプレート２４及び複数の燃料スペーサ２５を有する。各燃料棒２３の下端部が下部タイプレート２２に支持され、各燃料棒２３の上端部が上部タイプレート２４に支持される。それらの燃料棒２３が、燃料棒２３相互間に所定幅の間隙が形成されるように、軸方向の複数箇所に配置された燃料スペーサ２５によって束ねられる。燃料棒２３相互間に形成された間隙は、冷却水通路となる。横断面が正方形状である筒状体であるチャンネルボックス２１が、燃料スペーサ２５によって束ねられた燃料棒２３の束の周囲を取り囲んでいる。チャンネルボックス２１の上端部が、チャンネルファスナ（図示せず）によって上部タイプレート２４に取り付けられる（特開平５－７２３６６号公報の図１及び特開平８－２９５７２号公報の図１５参照）。このチャンネルファスナは、上部タイプレート２４の一つのコーナー部に位置している。ハンドル２６が上部タイプレート２４に取り付けられる。下部タイプレート２２は、冷却水のリークホール３８Ａ（図８参照）が形成される。スペーサパッド３６が、チャンネルファスナと接触している、チャンネルボックス２１の二つの側面のそれぞれの上端部に取り付けられている。

各燃料棒２３は、核燃料物質として、酸化ウランと酸化プルトニウムを混合して生成された混合酸化物燃料（ＭＯＸ燃料）を用いており、このＭＯＸ燃料で製造された複数の燃料ペレットを、密封された被覆管内に充填している。各燃料棒２３の、核燃料物質充填領域の軸方向における長さ、すなわち、燃料有効長は、１８０ｃｍである。本実施例に用いられる燃料棒２３の長さは、既存の沸騰水型原子炉に適用するために約３７０ｃｍである。各燃料棒２３の被覆管内の、燃料有効長の上端よりも上方には、ガスプレナムが形成される。燃料集合体３の燃料有効長は、燃料棒２３の燃料有効長と同じである。

チャンネルボックス２１内において、複数の燃料棒２３は、燃料集合体３の横断面において、特開２０１８－６６６９０号公報の図１に示すように、正三角形の格子状に稠密配置されている。

炉心５に装荷された各燃料集合体３の下部タイプレート２２が燃料支持金具１１に形成された一つの冷却水流路４３の流出口４４に挿入され、各燃料集合体３が燃料支持金具１１によって支持される。一つの燃料支持金具１１には、４つの冷却水流路４３が形成されているため、４体の燃料集合体３が一つの燃料支持金具１１によって支持される（図７参照）。一つの燃料支持金具１１によって支持される４体の燃料集合体３の上端部は、上部格子板７に形成される、正方形状の一つの升目４５（図４及び図７参照）内に挿入され、上部格子板７によって支持される。上部格子板７は、図３に示すように複数の格子部材７Ａで構成される。一つの升目４５に挿入された４体の燃料集合体３の各上部タイプレート２４の４つのコーナー部のうち互いに向かい合っている一つのコーナー部にそれぞれ取り付けられた上記のチャンネルファスナによって、４体の燃料集合体３は、上部格子板７の、升目４５に面する４つの格子部材７Ａの各側面にそれぞれ押し付けられて保持される（特開平８－２９５７２号公報の図１４参照）。一つの升目４５に挿入された４体の燃料集合体３が、上部格子板７の、升目４５に面する４つの格子部材７Ａの各側面に保持されている状態を図３に示す。

制御棒１２は、図３及び図５に示すように横断面が十字形をしており、軸心位置するタイロッド（図示せず）から４枚のブレードが四方に向かって伸びている。各ブレード内には、中性子吸収材が充填された複数の中性子吸収棒（図示せず）が配置されている。制御棒１２は、フォロアー付き制御棒であり、中性子吸収棒が配置された中性子吸収棒領域の上方に存在するフォロアー部は、軽水よりも減速能が小さい物質、例えば、炭素を内包している。制御棒１２の中性子吸収棒領域の軸方向の長さは、燃料集合体３の燃料有効長と同じである。制御棒駆動装置に連結された制御棒１２は、ＡＢＷＲである沸騰水型原子炉１の運転停止時には、炉心５に全挿入されている。すなわち、制御棒１２は、一つの燃料支持金具１１によって支持されて上部格子板７によって支持される４体の燃料集合体３の相互間に形成される水ギャップ領域、すなわち、水ギャップ領域４２（図１参照）に挿入されている。この制御棒１２は、燃料支持金具１１に形成された制御棒挿入孔３８を通して水ギャップ領域４２に挿入される（図４、図６及び図７参照）。なお、各制御棒１２は、上部格子板７の真下には存在していない。

水排除装置２７の詳細な構成を、図１３を用いて説明する。水排除装置２７は、一対の板状の水排除部材２８、一対の板状のストッパー部材２９、吊下げ部材３０、拘束部材３１、ハンドル部３２、振れ止め部材３３及び保持部３４を有する。水排除部材２８及びストッパー部材２９は、炉心５に供給される冷却水である軽水よりも減速能が小さい物質、例えば、炭素を内包している。吊下げ部材３０は、上部垂直部（第１吊り下げ部）３０Ａ、傾斜部３０Ｂ及び下部垂直部（第２吊り下げ部）３０Ｃを有する。上部垂直部３０Ａの下端が傾斜部３０Ｂの上端に接続され、下部垂直部３０Ｃの下端が傾斜部３０Ｂの下端に接続される。上部垂直部３０Ａの軸心と下部垂直部３０Ｃの軸心は、水平方向においてずれて配置される。傾斜部３０Ｂは、傾斜しており、水平方向にずれて配置された上部垂直部３０Ａと下部垂直部３０Ｃを繋いでいる。ハンドル部３２及び保持部３４の一端が上部垂直部３０Ａの上端部に取り付けられる。ハンドル部３２及び保持部３４が、水平方向において平行に配置され、上部垂直部３０Ａから下部垂直部３０Ｃの真上に向かって伸びている。拘束部材３１が上部垂直部３０Ａと平行に配置され、拘束部材３１にはハンドル部３２及び保持部３４の他端部が取り付けられる。上部垂直部３０Ａ及び拘束部材３１の対向する側面間の間隔Ｓ（図１４参照）は、上部格子板７、すなわち、格子部材７Ａの水平方向における厚みｔ（図１４参照）と同じである。

一対のストッパー部材２９は、下部垂直部３０Ｃの、ハンドル部３２及び保持部３４のそれぞれの軸方向における二つの側面にそれぞれ取り付けられる。一対の板状の水排除部材２８は、下部垂直部３０Ｃの、ストッパー部材２９が取り付けられていない残りの二つの側面にそれぞれ取り付けられる。これらの板状の水排除部材２８は、ハンドル部３２及び保持部３４のそれぞれの軸方向において、下部垂直部３０Ｃから互いに反対方向に伸びている。板状の振れ止め部材３３が、下部垂直部３０Ｃ及び一対の水排除部材２８のそれぞれの下端に取り付けられている。このような振れ止め部材３３は、水排除装置２７が吊り下げられる格子部材７Ａと平行に配置され、格子部材７Ａの長手方向に伸びている。

水排除装置２７の保持部３４を上部格子板７、具体的には、該当する格子部材７Ａの上面に置くことによって、一対の板状の水排除部材２８及び一対のストッパー部材２９が、吊下げ部材３０によって上部格子板７、すなわち、格子部材７Ａから吊り下げられて（図１参照）、図５に示すように、隣接する燃料集合体３の相互間に配置される。保持部３４が格子部材７Ａの上面に置かれることによって、水排除装置２７、特に、水排除部材２８及びストッパー部材２９が、炉心５内の所定の位置に保持される。

水排除部材２８等が吊下げ部材３０によって上部格子板７から吊り下げられているとき、上部垂直部３０Ａは、格子部材７Ａの、燃料集合体３が接触する側面とは反対側の側面に接触する。拘束部材３１の、保持部３４よりも下方に存在する拘束部３１Ａは、格子部材７Ａの、燃料集合体３が接触する側面に接触する。このため、格子部材７Ａは、上部垂直部３０Ａと拘束部３１Ａの間に位置することになる。

吊下げ部材３０が傾斜部３０Ｂを有しているため、下部垂直部３０Ｃが上部格子板７の真下に位置し、これと併せて、水排除部材２８も上部格子板７の真下に位置することになる。水排除部材２８は、燃料集合体相互間に形成される水ギャップ領域のうち上部格子板７の真下に存在する水ギャップ領域（第１水ギャップ領域）４１（図１参照）に配置される。中性子計装配管１７は、上部格子板７の真下に配置されており、水ギャップ領域４１内に存在する。

水排除装置２７の、水ギャップ領域４１内に配置される一対の水排除部材２８は、図５に示すように、各燃料集合体３のチャンネルボックス２１の、制御棒１２に面していない側面と対向するように配置される。水排除部材２８と直交するように設けられたストッパー部材２９は、水ギャップ領域４１とは別の、燃料集合体３相互間に形成されて制御棒１２が挿入される水ギャップ領域（第２水ギャップ領域）４２内に配置され、水平方向において、制御棒１２のブレードの先端部付近まで達している。

水排除部材２８及びストッパー部材２９の高さは、燃料集合体３の燃料有効長に等しいか、その燃料有効長よりも若干長くなっている。水排除部材２８及びストッパー部材２９は、燃料集合体３の核燃料物質充填領域と対向して配置される。

水排除装置２７が吊下げ部材３０によって上部格子板７に吊り下げられたとき、水排除装置２７の振れ止め部材３３は、隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙内に挿入される。隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙の水平方向における幅は、図６に示すように、振れ止め部材３３が挿入される部分で最も狭くなっている。振れ止め部材３３の下端は燃料支持金具１１の上面と接触し、水排除装置２７の重量は、上部格子板７だけでなく燃料支持金具１１によっても支えられる。

次に、上部格子板７である格子部材７Ａの、水排除装置２７の保持部３４を載せた格子部材７Ａの構成を、図９及び図１０を用いて具体的に説明する。上部格子板７の、水排除装置２７の保持部３４を載せる格子部材７Ａの上面には、図１０に示すように、移動阻止部５９Ａ及び５９Ｂが、間に、保持部３４を挿入する挿入部６０を形成するように、例えば、溶接により取り付けられる。すなわち、移動阻止部５９Ａ及び５９Ｂが格子部材７Ａの上面に設けられる。水排除装置２７の保持部３４が、その挿入部６０内に上方より挿入され、格子部材７Ａの上面に置かれる（図９参照）。移動阻止部（第１移動阻止部）５９Ａと移動阻止部（第２移動阻止部）５９Ｂの間隔Ｓ１は、図９に示すように、保持部３４の、上部格子板７の格子部材７Ａに沿った水平方向における幅Ｗ４と同じである。上部格子板７、すなわち、格子部材７Ａの高さは、図９に示すようにＨである。

図９及び図１０に示す構造の替りに、図１１及び図１２に示す構造を用いてもよい。この構造例は、図１２に示すように、図１０に示す移動阻止部５９Ａ及び５９Ｂを設けておらず、前述の挿入部６０に対応する挿入部６１を上部格子板７の格子部材７Ａの上面に形成している。挿入部６１の対向する側面６２Ａ及び側面６２Ｂのそれぞれを形成している、上部格子板７の部分、すなわち、格子部材７Ａの部分が、移動阻止部５９Ａ及び５９Ｂに相当する移動阻止部である。水排除装置２７の保持部３４が、その挿入部６１内に上方より挿入され、上部格子板７の格子部材７Ａに形成された挿入部６１の底面６１Ａ上に置かれる（図１１参照）。挿入部６１内では、底面６１Ａは上部格子板７、すなわち、格子部材７Ａの上面である。挿入部６１内の保持部３４は上部格子板７の上面に置かれていると言える。図１２においても、側面６２Ａで形成される移動阻止部（第１移動阻止部）及び側面６２Ｂで形成される移動阻止部（第２移動阻止部）が、図１０と同様に、上部格子板７の上面（挿入部６１の底面６１Ａ）に設けられている。側面６２Ａと側面６２Ｂの間隔Ｓ１は、図１１に示すように、保持部３４の上記の幅Ｗ４と同じである。本構造例における上部格子板７の格子部材７Ａの下面から底面６１Ａまでの高さは、図９及び図１０に示す構造例における格子部材７Ａの高さと同じ、Ｈである。図１１及び図１２に示す格子部材７Ａの高さは、挿入部６１の深さの分だけ図９に示す格子部材７Ａの高さＨよりも高くなっており、Ｈａである。

沸騰水型原子炉１では、運転開始後、水ギャップ領域４２に挿入されている制御棒１２が、制御棒駆動機構により引き抜かれ、炉心５が臨界になる。やがて、原子炉出力が上昇されて１００％となり、定格運転状態になる。ダウンカマ１４内を下降する冷却水が、インターナルポンプ１３の駆動によりインペラ１３Ａで昇圧され、各燃料集合体３に供給される。昇圧された冷却水は、各燃料支持金具１１に形成された冷却水流路４３の流入口３９から冷却水流路４３内に達し、燃料集合体３の下部タイプレート２２内へと導かれる。下部タイプレート２２に流入した冷却水は、下部タイプレート２２の上方でチャンネルボックス２１内の燃料棒２３相互間に形成された冷却水通路を燃料棒２３に接触しながら上昇する。この冷却水は、燃料集合体３内で燃料棒２３内に存在する核燃料物質に含まれる核***性プルトニウムの核***によって発生する熱で加熱され、一部が蒸気になる。

冷却水及び蒸気を含む気液二相流が、燃料集合体３から排出されて気水分離器９内に流入する。気水分離器９内で気液二相流から分離された蒸気は、蒸気乾燥器１０でさらに湿分が除去され、その後、主蒸気配管１８を通してタービン（図示せず）に供給される。タービンから排出された蒸気は復水器（図示せず）で凝縮され、蒸気が凝縮されて生成された水は、給水として、復水器から給水配管１９を通して原子炉圧力容器２に供給される。

また、気水分離器９で分離された液体の冷却水は、ダウンカマ１４を下降してインターナルポンプ１３のインペラ１３Ａに流入し、インペラ１３Ａにより昇圧される。

下部タイプレート２２内に供給された冷却水の一部は、下部タイプレート２２に形成されたリークホール３８Ａを通して燃料集合体３相互間に形成された水ギャップ領域（水ギャップ領域４１及び４２）に導かれ、水ギャップ領域を上昇する。水ギャップ領域を上昇する冷却水は、非沸騰状態で上部格子板７よりも上方に達する。水排除装置２７の振れ止め部材３３の、水排除装置２７が吊り下げられた格子部材７Ａに沿った水平方向における幅Ｗ３は、その水排除装置２７の水排除部材２８と対向する一つの燃料支持金具１１に支持されて隣り合う燃料集合体３のそれぞれの下部タイプレート２２に形成されたリークホール３８Ａ間の距離Ｄよりも短い（図８参照）。このため、リークホール３８Ａから流出した冷却水流は振れ止め部材３３によって妨げられないため、その排出した冷却水流による水排除部材２８及び振れ止め部材３３の流動振動を抑制することができる。

水排除装置２７の炉心５内への配置方法を、図１４～図１７を用いて説明する。水排除装置２７の炉心５内への配置は、新設の沸騰水型原子炉１では原子炉圧力容器２内の炉心５に燃料集合体３を装荷する前に、運転を経験した既設の沸騰水型原子炉１では炉心５に装荷されている全ての燃料集合体３を、沸騰水型原子炉１の運転を停止した状態で燃料交換機（図示せず）を用いて原子炉圧力容器２から取り出して燃料貯蔵プール（図示せず）に移送した後に行われる。本実施例では、既設の沸騰水型原子炉１の炉心５内への水排除装置２７の配置方法を説明する。

定期点検及び使用済燃料の交換のために沸騰水型原子炉１の或る運転サイクルでの運転が停止された後、原子炉圧力容器２の上蓋が取り外され、炉心５に装荷されている、使用済燃料集合体及び非使用済燃料集合体を含む全ての燃料集合体３が燃料交換機（図示せず）を用いて原子炉圧力容器２から燃料貯蔵プール（図示せず）に移送される。使用済燃料集合体及び非使用済燃料集合体は、燃料貯蔵プール内で別々の領域に保管される。

燃料交換機によってハンドル部３２を把持された水排除装置２７が、燃料交換機に吊り下げられて原子炉圧力容器２内に搬送され、原子炉圧力容器２内を下降される。下降される水排除装置２７は、上部格子板７の一つの升目４５内に挿入される（図１４参照）。吊下げ部材３０の傾斜部３０Ｂが上部格子板７の升目４５を通過したとき、燃料交換機を操作して、水排除装置２７が水平方向で升目４５に面する、格子部材７Ａの一つの側面に向かって移動させる（図１５参照）。この水平方向への移動によって、吊下げ部材３０の上部垂直部３０Ａの一つの側面が、格子部材７Ａのその一つの側面に接触される（図１６参照）。このとき、下部垂直部３０Ｃが上部格子板７の真下に位置される。この状態で、水排除装置２７をさらに下降させることにより、その格子部材７Ａが上部垂直部３０Ａと拘束部３１Ａの間に挿入される。水排除装置２７の下降に伴って、保持部３４が、移動阻止部５９Ａと移動阻止部５９Ｂとの間に形成される挿入部６０内に挿入される。そして、保持部３４が格子部材７Ａの上面に置かれる（図１７参照）。水排除装置２７の下降により、振れ止め部材３３が隣り合う燃料支持金具１１の相互間に挿入され、振れ止め部材３３の下端が炉心支持板６の上面に接触される（図６及び図１７参照）。

以上述べた作業が、炉心５内に配置すべき所定個数の水排除装置２７に対して繰り返される。所定個数の全ての水排除装置２７の炉心５内への配置が終了したとき、水排除装置２７の配置作業が終了する。

全ての水排除装置２７の炉心５内への配置終了後に、燃料蔵プールに保管されている使用済燃料集合体以外の非使用済の燃料集合体３、及び燃焼度０ＧＷｄ／ｔの新しい燃料集合体３の炉心５への移送が開始される。燃料集合体３の炉心５への移送開始前に、ダブルブレードガイド４６が、原子炉圧力容器２内を下降され、上部格子板７に形成された各升目４５内に挿入される。

ダブルブレードガイド４６は、横断面が正方形の一対のブレードガイド本体４７及び４８、及びハンドル部４９を有する。ハンドル部４９はブレードガイド本体４７及び４８のそれぞれの上端に取り付けられる。ブレードガイド本体４７及び４８のそれぞれは燃料集合体３の外形と実質的に同じ形状を有し、ブレードガイド本体４７及び４８のそれぞれの軸方向の長さは燃料集合体３の軸方向の長さと同じである。

ダブルブレードガイド４６を最初に上部格子板７の升目４５内に配置する前においては、上部格子板７に形成された全ての升目４５には、燃料集合体３が挿入されていない。ダブルブレードガイド４６は、燃料交換機によってハンドル部４９が把持されて燃料交換機に吊り下げられ、升目４５内を下降する。ダブルブレードガイド４６の一対のブレードガイド本体４７及び４８は、升目４５の一本の対角線の方向で２体の燃料集合体３が配置されるそれぞれの位置に配置され（図１８参照）、ブレードガイド本体４７及び４８のそれぞれの下端部に存在するノーズが、升目４５のその一本の対角線の方向に存在する、燃料支持金具１１に形成された二つの冷却水流路４３のそれぞれの流出口４４に挿入されて、燃料支持金具１１によって支持される。ダブルブレードガイド４６が上部格子板７に形成された或る升目４５内に配置されたとき、ダブルブレードガイド４６の一つのブレードガイド本体４７の、直交して隣り合う二つの側面が、その升目４５に面する四つの格子部材７Ａのうちの二つの格子部材７Ａの、その升目４５側のそれぞれの側面に接触する。また、ダブルブレードガイド４６の他のブレードガイド本体４８の、直交して隣り合う二つの側面が、その四つの格子部材７Ａのうちの残り二つの格子部材７Ａの、その升目４５側のそれぞれの側面に接触する。ダブルブレードガイド４６は、上部格子板７に形成された全ての升目４５内に配置され、該当する燃料支持金具１１によって支持される。

全てのダブルブレードガイド４６の設置が終了した後、全制御棒１２が、一体の燃料集合体３も装荷されていない炉心５内に全挿入される（図１８参照）。ダブルブレードガイド４６が設置されているため、全挿入された制御棒１２は、ダブルブレードガイド４６のブレードガイド本体４７及び４８によって保持され、転倒が防止される。

その後、燃料交換機に吊り下げられた非使用済の燃料集合体３及び燃焼度０ＧＷｄ／ｔの新しい燃料集合体３が、燃料貯蔵プールから一体ずつ原子炉圧力容器２内に順次搬送され、図１９に示すように、上部格子板７に形成された各升目４５内の、ブレードガイド本体４７及び４８が存在しない位置に一体ずつ装荷される。装荷された燃料集合体３は、燃料支持金具１１によって支持される。さらに、升目４５内に装荷された燃料集合体３を通る、升目４５の他の対角線方向で、各升目４５内の、ブレードガイド本体４７及び４８が存在しない他の位置に、燃料貯蔵プールから搬送された燃料集合体３が装荷され、そして、この燃料集合体３も燃料支持金具１１によって支持される（図２０参照）。各升目４５内で、一つの対角線方向に２体の燃料集合体３が配置された後、各升目４５内に配置された全てのダブルブレードガイド４６が、燃料交換機に把持されて原子炉圧力容器２外に搬送される。ダブルブレードガイド４６が取り除かれても、全挿入された制御棒１２は、対角線方向に配置された二体の燃料集合体３によって保持されるため、転倒が防止される。

ダブルブレードガイド４６が取り除かれた後、各升目４５内の、ブレードガイド本体４７及び４８が配置されていた各位置に、燃料貯蔵プールから搬送された二体の燃料集合体３が装荷され、これらの燃料集合体３も燃料支持金具１１によって支持される。

非使用済の燃料集合体３及び燃焼度０ＧＷｄ／ｔの新しい燃料集合体３のそれぞれは、予め定められた、炉心５内の位置に装荷される。

上記の燃料集合体３の炉心５への装荷作業が終了した後、沸騰水型原子炉１１が起動され、沸騰水型原子炉１１の運転が行われる。

本実施例では、炉心５内で燃料集合体３相互間に形成される水ギャップ領域のうち制御棒１２が挿入されない水ギャップ領域４１に、水排除装置２７の一対の板状の水排除部材２８を配置しているため、炉心５における水対燃料体積比を低減することができ、核***性プルトニウム転換比を向上させることができる。さらに、水排除部材２８に対して直角に設けられた、水排除装置２７の一対のストッパー部材２９が、制御棒１２のブレードの先端部と水排除部材２８の間の、制御棒１２が挿入される水ギャップ領域４２に配置されるため、炉心５における水対燃料体積比をさらに低減することができ、核***性プルトニウム転換比をさらに向上させることができる。

また、本実施例では、フォロアー付き制御棒である制御棒１２を用いているので、炉心５に全挿入された制御棒１２が、沸騰水型原子炉１の運転に伴って炉心５から引き抜かれ、例えば、全引き抜き状態になって制御棒１２の中性子吸収棒領域が炉心５の下端の位置まで下降したとしても、隣り合う燃料集合体３の、核燃料物質充填領域の相互間には、制御棒１２のフォロアー部が存在する。すなわち、制御棒１２の引き抜きに伴って、隣り合う燃料集合体３の、核燃料物質充填領域の相互間に存在するフォロアー部の割合が増加する。このため、隣り合う燃料集合体３の、核燃料物質充填領域の相互間に存在するフォロアー部によっても、炉心５における水対燃料体積比が低減され、核***性プルトニウム転換比をさらに向上させることができる。

水排除装置２７は、上部格子板７に吊り下げられるため、交換が容易となる。すなわち、水排除装置２７の水排除部材２８及びストッパー部材２９は、吊下げ部材３０を介して上部格子板７の該当する格子部材７Ａの上面に置かれる保持部３４に取り付けられているため、吊下げ部材３０に取り付けられたハンドル部３２を燃料交換機により把持することにより、水排除装置２７を炉心５から容易に引き上げることができる。また、新しい水排除装置２７のハンドル部３２を燃料交換機で把持してこの新しい水排除装置２７を原子炉圧力容器２内で下降させ、保持部３４を上部格子板７の上面に置くことによって、新しい水排除装置２７を容易に上部格子板７に吊り下げることができる。

水排除装置２７の保持部３４が上部格子板７の格子部材７Ａの上面に設けられた移動阻止部５９Ａと移動阻止部５９Ｂの間に配置されているため、地震が発生して、上部格子板７の、保持部３４が置かれている格子部材７Ａに沿った水平方向に保持部３４を移動させる第１の揺れが生じた場合には、保持部３４の、移動阻止部５９Ａに面する側面が移動阻止部５９Ａの、挿入部６０に面する側面５９Ｃと接触し、保持部３４の、移動阻止部５９Ｂに面する側面が移動阻止部５９Ｂの、挿入部６０に面する側面５９Ｄと接触する。このため、その第１の揺れに基づいた、保持部３４、すなわち、吊下げ部材３０の上端部のその格子部材７Ａに沿った水平方向の移動を、移動阻止部５９Ａ及び５９Ｂによって阻止することができる。第１の揺れが生じたときに吊下げ部材３０の上端部の、格子部材７Ａに沿った水平方向への移動が阻止されるので、燃料集合体交換時において燃料集合体３を炉心５から取り出すために引き上げる際に、引き上げられる燃料集合体３が吊下げ部材３０の上端部と接触し、この燃料集合体３が破損することを回避することができる。

また、地震によって上記の第１の揺れが生じたとき、水ギャップ領域４２に配置された一対のストッパー部材２９の、その格子部材７Ａに沿った水平方向の移動を、水ギャップ領域４２を間に挟んで対向している二体の燃料集合体３によって阻止でき、吊下げ部材３０の下部のその水平方向における移動を阻止できる。第１の揺れが生じたときにおける吊下げ部材３０の上端部の、格子部材７Ａに沿った水平方向への移動の阻止は、水排除部材２８の中性子計装配管１７への接触による、中性子計装配管１７の破損を回避できる。

ストッパー部材２９は、核***性プルトニウム転換比を向上させる機能、及び吊下げ部材３０の下部の上記の格子部材７Ａに沿った水平方向における移動を阻止する機能の二つの機能を発揮する。

図９及び図１０に示す構造の替りに図１１及び図１２に示す構造を用いた場合には、水排除装置２７の保持部３４が上部格子板７の格子部材７Ａの上面に形成された挿入部６１内に配置されて、保持部３４の、移動阻止部に相当する移動阻止部である側面６２Ａに面する側面がその側面６２Ａと接触し、保持部３４の、移動阻止部に相当する移動阻止部である側面６２Ｂに面する側面がその側面６２Ｂと接触するため、地震が発生して、上部格子板７の、保持部３４が置かれる底面６１Ａが形成された格子部材７Ａに沿った水平方向に上記の第１の揺れが生じた場合でも、その第１の揺れに基づいた、保持部３４、すなわち、吊下げ部材３０の上端部のその格子部材７Ａに沿った水平方向の移動を、側面６２Ａ及び６２Ｂによって阻止することができる。

上部格子板７の、保持部３４が上面に置かれる格子部材７Ａが上部垂直部３０Ａと拘束部材３１、すなわち、拘束部３１Ａの間に挿入されて、上部垂直部３０Ａが、格子部材７Ａの、一つの升目４５に面する側面と接触し、拘束部３１Ａが、その格子部材７Ａの、他の一つの升目４５に面する他の側面と接触するため、地震が発生して、上部格子板７の、保持部３４が置かれた格子部材７Ａの側面に垂直な方向に保持部３４を移動させる第２の揺れが生じた場合でも、その第２の揺れに基づいた、保持部３４、すなわち、吊下げ部材３０の上端部のその格子部材７Ａの側面に垂直な方向への移動を、上部垂直部３０Ａと拘束部３１Ａの間に挿入されたその格子部材７Ａによって阻止することができる。特に、水排除装置２７では、拘束部３１Ａを吊下げ部材３０の上部垂直部３０Ａに対向させて設けているため、第２の揺れが生じた場合でも、上部垂直部３０Ａ及び拘束部３１Ａにより、吊下げ部材３０の、上端部の格子部材７Ａの側面に垂直な方向への移動が阻止され、吊下げ部材３０が格子部材７Ａからはずれて水排除部材２８が炉心５内に存在する制御棒１２または燃料集合体３に接触し、いずれかを破損することを回避できる。

また、振れ止め部材３３が隣り合う燃料支持金具１１の相互間に挿入されているため、第２の揺れによる水排除部材２８の、水排除部材２８の側面に垂直な方向への移動を、振れ止め部材３３と向かい合っている一対の燃料支持金具１１によって阻止することができる。水排除部材２８の下端部の、水排除部材２８の側面に垂直な方向への移動が燃料支持金具１１によって阻止されるので、第２の揺れにより、水排除部材２８の下部が水排除部材２８の側面に垂直な方向において揺れて、水排除部材２８が制御棒１２または燃料集合体３に接触し、いずれかを破損することを回避することができる。

上記したように、地震の発生時における第２の揺れによる水排除装置２７の、保持部３４が置かれた格子部材７Ａの側面に垂直な方向への移動を、その格子部材７Ａ及び燃料支持金具１１によって阻止することができる。

保持部３４が上部格子板７の上面に置かれて振れ止め部材３３の下端が炉心支持板６の上面に接触することにより水排除装置２７が炉心５に配置され、水排除装置２７が機械的な機構により原子炉圧力容器２内の構造部材に取り付けられていないため、水排除装置２７の炉心５内への配置及び炉心５からの取出しを、ハンドル部３２を燃料交換機で把持するだけで簡単に行うことができる。

水排除装置２７の振れ止め部材３３の下端が炉心支持板６の上面に接触しているので、水排除装置２７の荷重が上部格子板７だけでなく炉心支持板６にも加わるようになる。炉心支持板６に加わる水排除装置２７の荷重が低減され、上部格子板７の変形を低減することができる。

水排除装置２７の吊下げ部材３０において、上部垂直部３０Ａと下部垂直部３０Ｃが傾斜部３０Ｂによってつながっているため、保持部３４を上部格子板７の格子部材７Ａの上面に置いたとき、一対の板状の水排除部材２８を、格子部材７Ａの真下で隣り合う燃料集合体３の相互間に位置させることができる。

本発明の好適な一実施例である実施例２の沸騰水型原子炉を、図２１を用いて説明する。本実施例の沸騰水型原子炉は、実施例１の沸騰水型原子炉１と、水排除装置２７の構成が異なっているだけである。本実施例の沸騰水型原子炉の、水排除装置２７以外の構成は、沸騰水型原子炉１の、水排除装置２７以外の構成と同じである。さらに、本実施例の沸騰水型原子炉における水排除装置２７は、実施例１の沸騰水型原子炉１における水排除装置２７が備えている一対のストッパー部材２９を備えていなく、沸騰水型原子炉１における水排除装置２７の振れ止め部材３３を図２１に示す振れ止め部材５０に替えた構成を有する。

振れ止め部材５０は、第１振れ止め部５１及び第２振れ止め部５２を有する。第１振れ止め部５１は、実施例１で用いられる水排除装置２７の振れ止め部材３３と同様に、板状であり、下部垂直部３０Ｃ及び一対の水排除部材２８のそれぞれの下端に取り付けられている。振れ止め部材５０の第１振れ止め部５１は、本実施例に用いられる水排除装置２７が吊り下げられる格子部材７Ａと平行に配置され、格子部材７Ａの長手方向に伸びる。

第２振れ止め部５２は、第１振れ止め部５１の、水排除装置２７が吊り下げられた格子部材７Ａに沿った水平方向における両端部にそれぞれ設けられる。各第２振れ止め部５２は、水排除装置２７が吊り下げられる格子部材７Ａの側面と直交して水平方向に配置される。第２振れ止め部５２の高さは、第１振れ止め部５１の高さと同じである。第２振れ止め部５２は、隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙内に挿入される。隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙の水平方向における幅Ｇは、図２１に示すように、第１振れ止め部５１が挿入される部分で最も狭くなっている。各振れ止め部材５０の上端は、一対の水排除部材２８のそれぞれの下端に取り付けられる。第２振れ止め部５２の、格子部材７Ａの側面と直交する方向における幅Ｗ１は、上記した幅Ｇよりも広くなっている。第２振れ止め部５２は、隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙に挿入されるが、幅Ｇの最も狭い間隙の部分よりも広くなっている間隙の部分に配置される。

第１振れ止め部５１及び第２振れ止め部５２のそれぞれの機能について説明する。隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙の幅は、第２振れ止め部５２が配置された位置から、隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙の最も狭い幅Ｇの部分に向かって減少している。地震によって前述の第１の揺れが生じたとき、隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙の、第２振れ止め部５２の上記幅Ｗ１よりも狭くなる部分で、振れ止め部材５０の、水排除装置２７が吊り下げられた格子部材７Ａに沿った水平方向における移動を、それらの燃料支持金具１１によって阻止することができる。このため、地震時に第１の揺れが生じても、水排除装置２７の下端部、すなわち、水排除部材２８の下端部の、その格子部材７Ａに沿った水平方向における移動が阻止される。水排除部材２８の下端部の、その格子部材７Ａに沿った水平方向における移動が阻止されることにより、水排除部材２８の中性子計装配管１７への接触による、中性子計装配管１７の破損を回避することができる。

地震によって前述の第２の揺れが生じたとき、隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙に挿入された振れ止め部材５０の、水排除装置２７が吊り下げられた格子部材７Ａの側面に垂直な方向で水平な方向における移動を、それらの燃料支持金具１１によって阻止することができる。このため、地震時に第２の揺れが生じても、水排除装置２７の下端部の、その格子部材７Ａの側面に垂直な方向における移動が阻止される。

なお、地震時の第１の揺れによる、水排除装置２７の上端部の、水排除装置２７が吊り下げられた格子部材７Ａに沿った水平方向の移動、及び第２の揺れによる、水排除装置２７の上端部の、水排除装置２７が吊り下げられた格子部材７Ａの側面に垂直な方向で水平な方向における移動は、実施例１と同様に阻止することができる。

本実施例は、ストッパー部材２９によって得られる効果を除いて実施例１で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、振れ止め部材５０が第２振れ止め部５２を有しているため、ストッパー部材２９が存在しない本実施例において、第２振れ止め部５２により、地震時に第２の揺れが生じても、水排除装置２７の下端部の、その格子部材７Ａの側面に垂直な方向における移動を阻止することができる。また、振れ止め部材５０において、第１振れ止め部５１の、水排除装置２７が吊り下げられた格子部材７Ａに沿った水平方向における両端部にそれぞれ設けられた第２振れ止め部５２の外側側面間の幅は、隣り合う燃料集合体３のそれぞれの下部タイプレート２２に形成されたリークホール３８Ａ間の距離Ｄよりも短いため、リークホール３８Ａから流出した冷却水流は振れ止め部材５０によって妨げられないため、その排出した冷却水流による水排除部材２８及び振れ止め部材５０の流動振動を抑制することができる。

本発明の好適な一実施例である実施例３の沸騰水型原子炉を、図２３及び図２４を用いて説明する。本実施例の沸騰水型原子炉は、実施例１の沸騰水型原子炉１で用いる水排除装置２７の替りに、水排除装置５３が用いられる。本実施例の沸騰水型原子炉の、水排除装置５３以外の構成は、沸騰水型原子炉１の、水排除装置２７以外の構成と同じである。

水排除装置５３の構成を図２２を用いて説明する。水排除装置５３は、沸騰水型原子炉１における水排除装置２７の振れ止め部材３３を図２２に示す振れ止め部材５４に替えた構成を有する。すなわち、水排除装置５３の、振れ止め部材５４以外の構成は、実施例１の沸騰水型原子炉１における水排除装置２７の、振れ止め部材３３以外の構成と同じである。

振れ止め部材５４は、第１振れ止め部５５及び第２振れ止め部５６を有する。第１振れ止め部５５は、実施例１で用いられる水排除装置２７の振れ止め部材３３と同様に、板状であり、下部垂直部３０Ｃ及び一対の水排除部材２８のそれぞれの下端に取り付けられている。振れ止め部材５４の第１振れ止め部５５は、水排除装置５３が吊り下げられた格子部材７Ａの真下でこの格子部材７Ａと平行に配置され、この格子部材７Ａに沿った水平方向に伸びている。一対の第２振れ止め部５６も、水排除装置５３が吊り下げられた格子部材７Ａの真下でこの格子部材７Ａと平行に配置され、この格子部材７Ａに沿った水平方向に伸びている。一対の第２振れ止め部５６は、第１振れ止め部５５の、上記の格子部材７Ａに沿った水平方向における両端部にそれぞれつながっており（図２４参照）、一対の第２振れ止め部５６のそれぞれの上端は一対の水排除部材２８のそれぞれの下端に別々に取り付けられている。

一対の水排除部材２８は、水排除装置５３が吊り下げられた格子部材７Ａの真下に配置される。この状態で、振れ止め部材５４、すなわち、及び第１振れ止め部５５及び一対の第２振れ止め部５６のそれぞれの下端部は隣り合う燃料支持金具１１の相互間に挿入され、一対の第２振れ止め部５６の第１振れ止め部５５のそれぞれの下端は炉心支持板６の上面に接触している。水排除装置５３の荷重は、水排除装置５３が吊り下げられた格子部材７Ａだけでなく、炉心支持板６にも加わっている。第１振れ止め部５５の下端部は、隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙の、水平方向で最も狭くなっている幅Ｇの部分に挿入され、各第２振れ止め部５６の下端部は、隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙の、水平方向で、幅Ｇの部分よりも幅が広くなっている部分に挿入される（図２４参照）。第２振れ止め部５６の、水排除装置５３が吊り下げられた格子部材７Ａの側面に垂直な方向における幅Ｗ２は、隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙の、水平方向で最も狭くなっている部分の幅Ｇよりも広くなっている。

Ｗ２の上記幅を有する各第２振れ止め部５６の、水排除装置５３が吊り下げられた格子部材７Ａに沿った方向における端面が、水排除部材２８の、その格子部材７Ａに沿った方向における端面と同じ位置に存在する。一対の第２振れ止め部５６が存在しているため、水排除装置５３の振れ止め部材５４の重量は、実施例１における振れ止め部材３３の重量、及び実施例２における振れ止め部材５０の重量よりも重くなる。

地震によって前述の第１の揺れが生じたとき、隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙に挿入された第２振れ止め部５６が、隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙の、第２振れ止め部５６の上記幅Ｗ２より狭くなる部分で、振れ止め部材５４の、水排除装置５３が吊り下げられた格子部材７Ａに沿った水平方向における移動を、それらの燃料支持金具１１によって阻止することができる。このため、地震時に第１の揺れが生じても、水排除装置５３の下端部の、その格子部材７Ａに沿った水平方向における移動が阻止される。なお、水排除装置５３は、実施例１で用いられる水排除装置２７と同様に、水ギャップ領域４２に挿入された一対のストッパー部材２９を有しているため、振れ止め部材５４の、その第１の揺れによるその格子部材７Ａに沿った水平方向における移動を、一対のストッパー部材２９の燃料集合体３との接触によっても阻止することができる。

地震によって前述の第２の揺れが生じたとき、隣り合う燃料支持金具１１の相互間に形成された間隙に挿入された振れ止め部材５４の、水排除装置５３が吊り下げられた格子部材７Ａの側面に垂直な方向で水平な方向における移動を、それらの燃料支持金具１１によって阻止することができる。このため、地震時に第２の揺れが生じても、水排除装置５３の下端部の、その格子部材７Ａの側面に垂直な方向における移動が阻止される。

なお、地震時の第１の揺れによる、水排除装置５３の上端部の、水排除装置５３が吊り下げられた格子部材７Ａに沿った水平方向の移動、及び第２の揺れによる、水排除装置５３の上端部の、水排除装置５３が吊り下げられた格子部材７Ａの側面に垂直な方向で水平な方向における移動は、実施例１と同様に阻止することができる。

本実施例は実施例１で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、一対の第２振れ止め部５６を有する振れ止め部材５４の重量が実施例１における振れ止め部材３３の重量及び実施例２における振れ止め部材５０の重量よりも重いため、燃料集合体３内に供給された冷却水の一部が下部タイプレート２２に形成されたリークホール３８Ａから水ギャップ領域に排出された冷却水流が水排除装置５３の振れ止め部材５４に衝突しても、振れ止め部材５４の流動振動は抑制される。

ＡＢＷＲである実施例１ないし３のそれぞれの沸騰水型原子炉の、水排除装置及び上部格子板７等を含む炉心部の構成を、再循環ポンプを備え冷却材として水（冷却水）を原子炉圧力容器外へ通流し再び原子炉圧力容器内のダウンカマへ流入させることで冷却水を循環させる通常の沸騰水型原子炉（Ｂｏｉｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ：ＢＷＲ）、及びＡＢＷＲにおけるインターナルポンプを不要とする高経済性単純化沸騰水型原子炉（Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｂｏｉｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ：ＥＳＢＷＲ）に適用してもよい。

１…沸騰水型原子炉、２…原子炉圧力容器、３…燃料集合体、５…炉心、６…炉心支持板、７…上部格子板７…格子部材、１１…燃料支持金具、１２…制御棒、２１…チャンネルボックス、２２…下部タイプレート、２３…燃料棒、２４…上部タイプレート、２７，５３…水排除装置、２８…水排除部材、２９…ストッパー部材、３０…吊下げ部材、３０Ａ…上部垂直部、３０Ｃ…下部垂直部、３１…拘束部材、３３，５０，５４…振れ止め部材、３４…保持部、３８Ａ…リークホール、４１，４２…水ギャップ領域、４５…升目、５１，５５…第１振れ止め部、５２，５６…第２振れ止め部、５９Ａ，５９Ｂ…移動阻止部、６０，６１…挿入部、６２Ａ，６２Ｂ…側面（移動阻止部）。

Claims (11)

1. 原子炉圧力容器と、原子炉圧力容器内の炉心に装荷された複数の燃料集合体の下端部を支持する、炉心支持板上の複数の燃料支持金具、及びそれらの燃料集合体の上端部を支持する上部格子板と、複数の水排除装置とを備え、
   前記水排除装置は、保持部、前記保持部に取り付けられて前記保持部より下方に伸びる吊り下げ部材、前記吊り下げ部材の下部に設けられ、軽水よりも減速能が小さい物質を含む水排除部材を有し、
   前記保持部は、前記水排除装置を吊り下げる、前記上部格子板の格子部材の上面に設けられた第１移動阻止部と第２移動阻止部との間に配置されて前記格子部材に保持され、
   前記水排除部材が、前記水排除装置が吊り下げられた前記格子部材の真下で前記燃料集合体相互間に形成された第１水ギャップ領域に配置されることを特徴とする沸騰水型原子炉。
2. 前記上部格子板は、各前記燃料支持金具に下端部が支持される複数の前記燃料集合体の各上端部が挿入される横断面が矩形の複数の升目を形成する複数の格子部材を有し、各前記升目が複数の格子部材によって取り囲まれており、前記升目内に挿入された前記複数の燃料集合体のそれぞれのチャンネルボックスの一つの側面の上端部が、前記格子部材の側面に接触している請求項１に記載の沸騰水型原子炉。
3. 前記水排除装置が吊り下げられた前記格子部材が、前記吊り下げ部材と前記保持部の、前記吊り下げ部材との取り付け端とは反対側の他端に取り付けられた拘束部材との間に配置された請求項１に記載の沸騰水型原子炉。
4. 前記吊り下げ部材は前記水排除装置が吊り下げられた前記格子部材の一つの側面に接触し、前記拘束部材はその格子部材の他の側面に接触している請求項３に記載の沸騰水型原子炉。
5. 前記吊り下げ部材は、前記保持部が取り付けられた第１吊り下げ部、傾斜部、及び前記第１吊り下げ部よりも下方に位置して前記水排除部材が取り付けられた第２吊り下げ部を有し、前記傾斜部は、前記第１吊り下げ部と前記第２吊り下げ部をつないでおり、前記第１吊り下げ部から前記水排除装置が吊り下げられた前記格子部材の真下に位置する前記第２吊り下げ部に向かって傾斜している請求項３または４に記載の沸騰水型原子炉。
6. 軽水よりも減速能が小さい前記物質を含むストッパー部材が、前記水排除部材の側面と直交する方向に配置されて前記水排除部材のその側面に取り付けられ、前記ストッパー部材が、前記燃料集合体相互間に形成されて制御棒が挿入される、前記第１水ギャップ領域とは別の第２水ギャップ領域に配置される請求項３ないし５のいずれか１項に記載の沸騰水型原子炉。
7. 前記水排除装置が前記水排除部材の下端に振れ止め部材を取り付けており、前記振れ止め部材が前記炉心支持板上に置かれた前記燃料支持金具相互間に配置されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の沸騰水型原子炉。
8. 前記燃料支持金具相互間に配置された前記振れ止め部材の下端が、前記炉心支持板の上面に接触している請求項７に記載の沸騰水型原子炉。
9. 前記振れ止め部材の、前記水排除装置が吊り下げられた前記格子部材に沿った水平方向における幅が、その水排除装置の前記水排除部材と対向する一つの前記燃料支持金具に支持されて隣り合う燃料集合体のそれぞれの下部タイプレートに形成されたリークホール間の距離よりも短い請求項７または８に記載の沸騰水型原子炉。
10. 前記燃料支持金具相互間に配置された前記振れ止め部材が、前記燃料支持金具相互間に形成された間隙の、前記水排除装置が吊り下げられた前記格子部材の側面に直交する方向で最も幅が狭くなる部分に配置される第１振れ止め部、及び前記第１振れ止め部の、前記格子部材に沿った水平方向における両端部にそれぞれ設けられ、前記格子部材の側面に直交して水平方向に配置される第２振れ止め部を有する請求項７ないし９のいずれか１項に記載の沸騰水型原子炉。
11. 前記第２振れ止め部の前記格子部材の側面に直交する方向における長さは、前記燃料支持金具相互間に形成された間隙の、前記水排除装置が吊り下げられた前記格子部材の側面に直交する方向で最も幅が狭くなる部分の幅よりも長くなっており、前記第２振れ止め部は、地震が発生したときにおける、前記振れ止め部材の、前記水排除装置が吊り下げられた前記格子部材に沿った水平方向における移動が、前記格子部材の側面に直交する方向で最も幅が狭くなる部分よりも幅が広くなっている前記間隙の部分でこの間隙を挟んで対向する前記燃料支持金具によって阻止されるように、構成されている請求項１０に記載の沸騰水型原子炉。

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