特許 7590288 沸騰水型原子炉

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】沸騰水型原子炉

(51)【国際特許分類】

   G21C 15/00 20060101AFI20241119BHJP

   G21C 3/33 20060101ALI20241119BHJP

   G21C 3/34 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

G21C15/00 B

G21C3/33 510

G21C3/34 100

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021135858

(22)【出願日】2021-08-23

(65)【公開番号】P2023033260

(43)【公開日】2023-03-10

【審査請求日】2023-08-24

(73)【特許権者】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 慶太

(72)【発明者】

【氏名】菊地 義春

(72)【発明者】

【氏名】瀬戸 武裕

(72)【発明者】

【氏名】大滝 健斗

(72)【発明者】

【氏名】三浦 宏起

(72)【発明者】

【氏名】赤池 正則

(72)【発明者】

【氏名】安田 賢一

(72)【発明者】

【氏名】早川 啓朗

【審査官】藤田 健

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１１７７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５１５４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２３００７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０７３５９７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ２１Ｃ １５／００

Ｇ２１Ｃ ３／３３

Ｇ２１Ｃ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料集合体の側面を囲むように配置された四角筒状のチャンネルボックスと、
前記チャンネルボックスの側面上部を支持する円板状の格子板と、を備え、
前記チャンネルボックスの上部には、他のチャンネルボックスを板ばねで押して隙間を確保するチャンネルファスナと、前記チャンネルファスナの板ばねが縮んだ場合において他のチャンネルボックスとの間の隙間を維持するチャンネルスペーサと、が取り付けられており、
前記チャンネルボックスの側面上部が前記格子板に支持されている状態において、前記チャンネルファスナの下端と前記チャンネルスペーサの下端は、前記格子板の厚さの１／２よりも下に配置され、
前記チャンネルファスナは、ファスナガードを有しており、
前記チャンネルファスナの取付部は、前記チャンネルファスナの下端が浮き上がった場合にファスナガードの下端が前記格子板の上面に引っ掛からないように、機械加工された機械加工面として形成されている
ことを特徴とする沸騰水型原子炉。

【請求項2】

請求項１に記載の沸騰水型原子炉において、
一体の前記チャンネルボックスが挿入される孔が形成された前記格子板の領域を１バンドルセルとし、二体の前記チャンネルボックスの上部が挿入される孔が形成された前記格子板の領域を２バンドルセルとし、
前記１バンドルセルと前記２バンドルセルで、前記チャンネルボックスの側面上部が前記格子板に支持されている状態において、前記チャンネルファスナの下端と前記チャンネルスペーサの下端は、前記格子板の厚さの１／２よりも下に配置される
ことを特徴とする沸騰水型原子炉。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、沸騰水型原子炉に関する。

【背景技術】

【0002】

沸騰水型原子炉は、正方格子状に並べられた複数の燃料集合体の側面を四角筒状のチャンネルボックスで囲み、チャンネルボックスを介して燃料集合体の側面上部を格子板で支持する構成になっている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

ところで、改良型沸騰水型原子炉を含む今後の新設沸騰水型原子炉（以下、「新設ＢＷＲ型原子炉」と称する）では、従来型沸騰水型原子炉（以下、「従来ＢＷＲ型原子炉」と称する）の格子板よりも板厚（鉛直方向の幅）が薄い格子板（以下、「薄型格子板」と称する）を用いている。新設ＢＷＲ型原子炉は、薄型格子板の上面を従来とおおよそ同じ位置に配置するとともに、薄型格子板の下面を従来よりも高い位置に配置している。

【0004】

近年、自立型制御棒が海外（日本国外）ＢＷＲ５型原子炉において採用されている。自立型制御棒は、制御棒を格子板に届くように延長することで、制御棒全挿入時に格子板を支えとして自立する構造とした制御棒である。これにより、ダブルブレードガイドを用いずに燃料交換を実施することが可能となる。

【0005】

自立型制御棒を新設ＢＷＲ型原子炉に用いる場合、薄型格子板の板厚が従来ＢＷＲ型原子炉の格子板の板厚よりも薄いため、薄型格子板の上面を従来ＢＷＲ型原子炉とおおよそ同じ位置に配置した構成では、格子板の下面位置が高くなるため、自立型制御棒を成立させるためには、制御棒の全長をより長くする必要がある。しかしながら、制御棒を長くすると、原子炉の運転中に全引き抜きされた制御棒が受ける照射の影響が大きくなる等の影響があるため、新設ＢＷＲ型原子炉では自立型制御棒の成立が困難である。そこで、薄型格子板の上面を従来よりも低い位置に配置することが考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平８－２７８３８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、薄型格子板の上面を従来よりも低い位置に配置した場合、炉心外周部において、取り合い上、チャンネルボックス（燃料集合体）の水平方向の支持性能（サポート性能）が低い。

【0008】

本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、チャンネルボックス（燃料集合体）の支持性能（サポート性能）を向上させた沸騰水型原子炉を提供することを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成するため、本発明は、沸騰水型原子炉であって、燃料集合体の側面を囲むように配置された四角筒状のチャンネルボックスと、前記チャンネルボックスの側面上部を支持する円板状の格子板と、を備え、前記チャンネルボックスの上部には、他のチャンネルボックスを板ばねで押して隙間を確保するチャンネルファスナと、前記チャンネルファスナの板ばねが縮んだ場合において他のチャンネルボックスとの間の隙間を維持するチャンネルスペーサと、が取り付けられており、前記チャンネルボックスの側面上部が前記格子板に支持されている状態において、前記チャンネルファスナの下端と前記チャンネルスペーサの下端は、前記格子板の厚さの１／２よりも下に配置され、前記チャンネルファスナは、ファスナガードを有しており、前記チャンネルファスナの取付部は、前記チャンネルファスナの下端が浮き上がった場合にファスナガードの下端が前記格子板の上面に引っ掛からないように、機械加工された機械加工面として形成されている構成とする。
その他の手段は、後記する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、チャンネルボックス（燃料集合体）の支持性能（サポート性能）を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態１に係る沸騰水型原子炉の内部構造を示すために一部を切断して示した斜視図である。

【図2】実施形態１に係る沸騰水型原子炉に配置される燃料集合体の支持構造を示す斜視図である。

【図3A】実施形態１に係るチャンネルボックスの側面図である。

【図3B】実施形態１に係るチャンネルボックスの上部の上面図である。

【図4】実施形態２に係るチャンネルボックスの側面図である。

【図5A】実施形態３に係るチャンネルボックスの側面図である。

【図5B】実施形態３に係るチャンネルボックスの部分断面図である。

【図5C】実施形態３に係るチャンネルボックスの背面図である。

【図6A】実施形態４に係るチャンネルボックスの側面図である。

【図6B】実施形態４に係るチャンネルボックスの部分断面図である。

【図7A】実施形態５に係るチャンネルボックスの側面図である。

【図7B】実施形態５に係るチャンネルボックスに取り付けられる一体型部品の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）について詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示しているに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

【0013】

［実施形態１］
＜沸騰水型原子炉の構成＞
以下、図１を参照して、本実施形態１に係る沸騰水型原子炉１１の構成について説明する。図１は、本実施形態１に係る沸騰水型原子炉１１の内部構造を示すために一部を切断して示した斜視図である。

【0014】

図１に示すように、本実施形態１に係る沸騰水型原子炉１１は、原子炉圧力容器１２と、炉心１３と、炉心シュラウド１４と、制御棒案内管１５と、制御棒駆動機構ハウジング１６と、格子板１７と、炉心支持板１８と、を備え、炉心１３に燃料集合体２０が装荷されるようになっている。

【0015】

原子炉圧力容器１２の内部には、複数の燃料集合体２０が装荷される炉心１３と、炉心１３（燃料集合体２０）を取り囲む炉心シュラウド１４と、制御棒２５（図２参照）が格納される制御棒案内管１５と、炉心シュラウド１４の上部に配置され燃料集合体２０の横方向の支持の役目を持つ格子形状をした格子板１７と、炉心シュラウド１４の下部に配置され燃料集合体２０を支持する炉心支持板１８と、が配置されている。

【0016】

原子炉圧力容器１２の底部には、複数の制御棒駆動機構ハウジング１６が設けられている。制御棒駆動機構ハウジング１６の上部は、原子炉圧力容器１２の底部を貫通して、制御棒案内管１５の下部と接続されている。制御棒案内管１５の上部は、炉心支持板１８（燃料支持金具１９）に嵌め込まれている。制御棒駆動機構ハウジング１６の内部には、制御棒駆動機構（図示せず）が設けられており、制御棒案内管１５に格納された制御棒２５（図２参照）を炉心１３に挿入することができるようになっている。

【0017】

＜燃料集合体の支持構造＞
図２は、沸騰水型原子炉１１に配置される燃料集合体２０の支持構造を示す斜視図である。図２では、手前側の燃料集合体２０と格子板１７の一部を切断して示している。

【0018】

図２に示すように、炉心１３を構成する燃料集合体２０は、複数の燃料棒２１が正方格子状に並べられている。燃料集合体２０の側面は、四角筒状のチャンネルボックス２２で囲まれている。チャンネルボックス２２の上部側面は、格子板１７によって支持されている。

【0019】

格子板１７は、円板状の形状を呈している。格子板１７は、原子炉圧力容器１２（図１参照）の内部に水平に配置される。格子板１７は、ステンレス鋼によって構成されている。格子板１７の内部には、チャンネルボックス２２の上部が挿入される複数の孔が設けられている。本実施形態では、格子板１７は、従来ＢＷＲ型原子炉の格子板よりも板厚（鉛直方向の幅）が薄い薄型格子板として構成されている。本実施形態に係る沸騰水型原子炉１１は、新設ＢＷＲ型原子炉で自立型制御棒を適用するために格子板１７の上面の位置を従来の格子板よりも下げた構成になっている。

【0020】

チャンネルボックス２２（燃料集合体２０）の上部には、チャンネルファスナ２３とチャンネルスペーサ２４が取り付けられている。チャンネルファスナ２３は、板ばね（以下、「ファスナスプリング」と称する場合もある。）を有しており、隣り合うチャンネルボックス２２（燃料集合体２０）を板ばねで押し合うことで、チャンネルボックス２２間の水ギャップを確保する構成要素である。チャンネルスペーサ２４は、地震等でチャンネルボックス２２の上部に横方向の荷重が加わり、チャンネルファスナ２３の板ばねが縮んだ場合でも水ギャップを維持する構成要素である。ただし、図３Ａに示すように、チャンネルスペーサ２４は、その他の構造に同様の機能を持たせる場合にはチャンネルボックス２２に取り付けないようにしてもよい。

【0021】

炉心支持板１８には、複数の燃料支持金具１９が配置されている。燃料集合体２０は、４体を１組として、燃料支持金具１９によって支持されるようになっている。これにより、４体を１組として支持される燃料集合体２０の相互間には、水ギャップ（図示せず）が形成される。燃料支持金具１９の下側には、制御棒案内管１５の上部が嵌め込まれている。

【0022】

制御棒２５は、制御棒駆動機構ハウジング１６（図１参照）の内部に設けられた制御棒駆動機構（図示せず）により駆動されるようになっている。制御棒駆動機構（図示せず）を動作させることにより、十字断面の制御棒２５は、制御棒案内管１５から燃料支持金具１９に形成される十字断面の貫通孔１９ａを通って、４体を１組として支持される燃料集合体２０の間の水ギャップ（図示せず）に挿入されるようになっている。

【0023】

＜チャンネルボックスの構成＞
本実施形態では、格子板１７は、従来ＢＷＲ型原子炉の格子板よりも板厚が薄い薄型格子板として構成されており、かつ従来（日本国内の既設の改良型沸騰水型原子炉）の格子板よりも低い位置に設置されている。そのため、格子板１７は、炉心外周部分においてチャンネルボックス２２を支持する性能が低下している。そこで、沸騰水型原子炉１１は、チャンネルボックス２２の構成を改良することによって、チャンネルボックス２２の側面上部を格子板１７に係合（支持）させ易くしている。

【0024】

以下、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、チャンネルボックス２２の構成について説明する。図３Ａは、チャンネルボックス２２の側面図である。図３Ｂは、チャンネルボックス２２の上部の上面図である。

【0025】

図３Ａに示すように、チャンネルボックス２２の本体部１２２は、第１部材３１と第２部材３２とを溶接部３３で固定した構成になっている。溶接部３３は、第１部材３１と第２部材３２とを周溶接で固定している。第１部材３１は、本体部１２２の下部を構成する部材である。第２部材３２は、本体部１２２の上部を構成する部材である。チャンネルボックス２２の上部には、他のチャンネルボックス２２を押して隙間を確保するための板ばね４１が取り付けられている。板ばね４１の縦幅（高さ方向の長さ）は、第２部材３２の縦幅より若干短くなっている。板ばね４１は、上部が格子板１７よりも上に位置し、下部が格子板１７の内部に入り込むように、配置される。板ばね４１は、ボルト４２で燃料体４３の上部に締結されている。

【0026】

図３Ｂに示すように、チャンネルボックス２２の上部を構成する第２部材３２は、上面視で四角形の形状を呈しており、隣り合う２つの面が肉薄部３２ａとして構成されており、他の隣り合う２つの面が肉厚部３２ｂとして構成されている。肉薄部３２ａは、板厚が薄い部分であり、チャンネルボックス２２の下部を構成する第１部材３１の板厚と同等の板厚になっている。肉厚部３２ｂは、肉薄部３２ａよりも板厚が厚い部分である。

【0027】

肉薄部３２ａの表面は、格子板１７に当接する。肉薄部３２ａの表面は、好ましくは、平坦な機械加工面３５として形成されているとよい。

【0028】

２つの肉厚部３２ｂの互いが隣接する角付近には、溝状の取付部３４が設けられている。取付部３４は、板ばね４１の下部が収まる部位である。なお、図３Ｂに示す例では、チャンネルスペーサ２４（図２参照）がチャンネルスペーサ２４に取り付けられていないが、チャンネルボックス２２の上部を厚くした部分（肉厚部３２ｂ）がチャンネルスペーサ２４（図２参照）の機能を果たす。

【0029】

図３Ａに示すように、チャンネルボックス２２は、好ましくは、上部（第２部材３２）の横幅（横方向の長さ）が下部（第１部材３１）の横幅よりもチャンネルスペーサ２４（図２参照）の板厚相当に厚くなっているとよい。つまり、チャンネルボックス２２は、上部（第２部材３２）の横幅（横方向の長さ）が下部（第１部材３１）の横幅よりもチャンネルスペーサ２４（図２参照）の板厚と同等の厚さ分大きいとよい。そして、チャンネルボックス２２は、その厚い部分に板ばね４１を追設した構造になっている。

【0030】

＜沸騰水型原子炉の主な特徴＞
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、本実施形態に係る沸騰水型原子炉１１は、燃料集合体２０の側面を囲むように配置された四角筒状のチャンネルボックス２２と、チャンネルボックス２２の側面上部を支持する円板状の格子板１７と、を備えている。チャンネルボックス２２は、上部（第２部材３２）の横幅が下部（第１部材３１）の横幅よりもチャンネルスペーサ２４の板厚相当に厚くなっているとともに、その厚い部分に板ばね４１（ファスナスプリング）を追設した構造になっている。

【0031】

本実施形態では、格子板１７は、従来の格子板よりも板厚が薄くなっている（他の実施形態も同様）。また、沸騰水型原子炉１１は、新設ＢＷＲ型原子炉で自立型制御棒を適用するために格子板１７の位置を従来の格子板よりも下げた構成になっている（他の実施形態も同様）。このような構成において、格子板１７は、従来の格子板よりも板厚が薄く、位置が低いことから、炉心外周部分においてチャンネルボックス２２を支持する性能が低下している。

【0032】

そこで、本実施形態では、チャンネルボックス２２の上部（第２部材３２）の横幅をチャンネルボックス２２の下部（第１部材３１）の横幅よりもチャンネルスペーサ２４の板厚相当に厚く（大きく）するとともに、その厚い部分に板ばね４１を追設したことで、チャンネルファスナ２３の板ばね４１を格子板１７に確実に当接させるようにしている。このような本実施形態に係る沸騰水型原子炉１１は、チャンネルボックス２２を格子板１７に係合（支持）させることができ、チャンネルボックス２２（燃料集合体２０）の支持性能（サポート性能）を向上させることができる。

【0033】

［実施形態２］
以下、図４を参照して、本実施形態２に係るチャンネルボックス２２Ａの構成について説明する。図４は、本実施形態２に係るチャンネルボックス２２Ａの側面図である。

【0034】

図４に示すように、本実施形態２に係るチャンネルボックス２２Ａは、実施形態１に係るチャンネルボックス２２（図３Ａ参照）と比較すると、本体部１２２Ａが単一の部材で構成されている点、及び、本体部１２２Ａの横幅が全体的に均一になっている（つまり、上部と下部で同じ大きさになっている）点で相違している。

【0035】

図４に示すように、チャンネルボックス２２Ａの上部には、チャンネルファスナ２３と、チャンネルスペーサ２４と、が取り付けられている。チャンネルファスナ２３とチャンネルスペーサ２４は、それぞれ、上部が格子板１７よりも上に位置し、下部が格子板１７の内部に入り込むように、配置される。

【0036】

チャンネルファスナ２３は、地震時に隣接する燃料集合体との水ギャップを確保するのに必要な厚さを有するファスナガード４０を有している。ファスナガード４０は、上部が格子板１７よりも上に位置し、下部が格子板１７の内部に入り込むように、配置される。チャンネルボックス２２Ａの本体部１２２Ａにおいて、チャンネルファスナ２３の取付部は、溝状の平坦な機械加工面３６として形成されている。これにより、チャンネルファスナ２３の取付部は、ファスナガード４０の下端の少なくとも一部がチャンネルボックス２２Ａ側に設けられた凹部（溝状の平坦な機械加工面３６）の深さ内に収まるような取り合いとする構造になっている。ここで、チャンネルファスナやチャンネルボックスの製造誤差やチャンネルファスナのチャンネルボックスへの取り付け誤差により、チャンネルボックス２２Ａの本体部１２２Ａからチャンネルファスナ２３のファスナガード４０の下端が浮き上がった状態で取り付けられる場合がある。この浮き上がりはファスナガード４０が長手方向に長いほど大きくなる可能性があり、浮き上がりが過大な状態になると、燃料集合体の取扱い時（炉心への装荷時など）に、ファスナガード４０の下端が格子板１７の上面等に引っ掛かる可能性がある。機械加工面３６は、チャンネルファスナ２３の下端が浮き上がった場合の格子板１７の上面等への引っ掛かり対策として、形成されている。機械加工面３６には、加工されたチャンネルボックス２２Ａの深さ方向の範囲内に、ファスナガード４０の下端が厚さ方向に埋め込まれるように取り付けられている。ファスナガード４０の下端には傾斜面が設けられ、ファスナガード４０の下端に浮き上がりがある場合にも、炉心への燃料集合体の装荷中に格子板１７の上面とこの傾斜面が接触する取り合いにする。チャンネルスペーサ２４は、格子板１７よりも上方の、チャンネルスペーサ２４の上端付近の位置で、リベット５４によりチャンネルボックス２２Ａに固定されている。リベット５４は、燃料体４３に当たらないように、好ましくは、チャンネルスペーサ２４の上端付近の位置でチャンネルボックス２２Ａに留められるようにするとよく、さらに好ましくは、チャンネルファスナ２３から離間した位置で留められるようにするとよい。

【0037】

チャンネルファスナ２３とチャンネルスペーサ２４は、図４のハッチングを付した部分で格子板１７に当接する。チャンネルボックス２２Ａは、チャンネルボックス２２Ａ（燃料集合体２０）の支持性能（サポート性能）を向上させるために、チャンネルボックス２２Ａを格子板１７に係合（支持）させ易くするとよい。そのためには、チャンネルボックス２２Ａは、図４のハッチングを付した部分の面積をできるだけ大きくするとよい。

【0038】

そこで、本実施形態では、チャンネルボックス２２Ａの側面上部が格子板１７に支持されている状態において、チャンネルファスナ２３の下端とチャンネルスペーサ２４の下端は、格子板１７の厚さの１／２よりも下に配置される（格子板１７の厚さの１／２よりも下に伸ばした）。具体的には、格子板１７の上面からチャンネルファスナ２３の下端までの長さＴ２３は、格子板１７の厚さＴ１７の半分（すなわち、厚さＴ１７／２）よりも長い（大きい）とよい。また、格子板１７の上面からチャンネルスペーサ２４の下端までの長さＴ２４は、格子板１７の厚さＴ１７の半分（すなわち、厚さＴ１７／２）よりも長い（大きい）とよい。

【0039】

本実施形態では、格子板１７は、従来の格子板よりも板厚が薄い薄型格子板として構成されている。また、沸騰水型原子炉１１は、新設ＢＷＲ型原子炉で自立型制御棒を適用するために格子板１７の位置を従来の格子板よりも下げた構成になっている。このような構成において、格子板１７は、従来の格子板よりも板厚が薄く、位置が低いことから、炉心外周部分においてチャンネルボックス２２を支持する性能が低下している。

【0040】

そこで、本実施形態に係るチャンネルボックス２２Ａは、チャンネルファスナ２３の下端とチャンネルスペーサ２４の下端が格子板１７の厚さの１／２よりも下に配置される構成になっている。また、原子炉運転中における中性子の照射により燃料集合体に寸法変化が生じ、燃料集合体の全長は増加することが知られているが、このような本実施形態に係るチャンネルボックス２２Ａは、上述した構成とともに、原子炉における燃料集合体の使用期間中を通して、チャンネルファスナ２３及びチャンネルスペーサ２４と格子板１７との当接部４１ａ、２４ａの当接が維持される構成とする。また、好ましくはチャンネルファスナ２３とチャンネルスペーサ２４の格子板１７との当接面積をできるだけ大きくして、チャンネルファスナ２３の板ばね４１やチャンネルスペーサ２４を格子板１７により確実に当接させる構成とする。沸騰水型原子炉１１は、このような本実施形態に係るチャンネルボックス２２Ａを用いることで、チャンネルボックス２２Ａ（燃料集合体２０）の支持性能（サポート性能）を向上させることができる。

【0041】

［実施形態３］
以下、図５Ａ乃至図５Ｃを参照して、本実施形態３に係るチャンネルボックス２２Ｂの構成について説明する。図５Ａは、本実施形態３に係るチャンネルボックス２２Ｂの側面図である。図５Ｂは、チャンネルボックス２２Ｂの部分断面図である。図５Ｃは、チャンネルボックス２２Ｂの背面図である。

【0042】

図５Ａに示すように、本実施形態３に係るチャンネルボックス２２Ｂは、実施形態２に係るチャンネルボックス２２Ａ（図４参照）と比較すると、以下の点で相違している。
（１）本体部１２２Ｂに機械加工面３６（図４参照）が形成されていない点。
（２）ファスナガード４０（図４参照）の代わりにファスナガード１４０を有するチャンネルファスナ２３が取り付けられている点。
（３）チャンネルスペーサ２４（図４参照）の代わりに、チャンネルスペーサ１２４が取り付けられている点。

【0043】

本実施形態では、チャンネルファスナ２３は、ファスナガード４０（図４参照）の代わりにファスナガード１４０を有している。ファスナガード１４０は、ファスナガード４０（図４参照）よりも縦幅が短くなっており、格子板１７の内部に配置される。ファスナガード１４０は、板ばね４１の左右における片方の端部（チャンネルスペーサ１２４に近い方の端部）の一部分と、板ばね４１の下端部とを保護する形状になっている。チャンネルファスナ２３は、リベット１５０でチャンネルボックス２２Ｂの本体部１２２Ｂに固定されている。本体部１２２Ｂは、四角筒状の形状を呈しており、その横幅が全体的に均一になっている（つまり、上部と下部で同じ大きさになっている）。リベット１５０は、板ばね４１の下端よりも下の位置で、チャンネルファスナ２３のファスナガード１４０をチャンネルボックス２２Ｂに留めている。

【0044】

チャンネルスペーサ１２４は、チャンネルスペーサ２４（図４参照）よりも縦幅が短くなっており、格子板１７の内部に配置される。チャンネルスペーサ１２４は、従来の格子板（図示せず）よりも下げられた格子板１７の位置に合わせて、従来のチャンネルスペーサ（図示せず）の取付位置よりも低い位置に、リベット１５４でチャンネルボックス２２Ｂの本体部１２２Ｂに留められている。リベット１５４は、格子板１７と重なる位置（格子板１７の上面から下面までの間の位置）で、チャンネルスペーサ１２４をチャンネルボックス２２Ｂに留めている。

【0045】

図５Ｂは、チャンネルボックス２２Ｂのチャンネルスペーサ１２４の取付部を図５Ａに示すＹ１－Ｙ１線に沿って切断して得られる断面を、側面方向（矢印方向）から見たレイアウトを示している。図５Ｂに示すように、チャンネルスペーサ１２４の取付部において、チャンネルボックス２２Ｂは、外側に凸加工（ディンプル加工）された凸加工部２０１として形成されている。凸加工部２０１では、チャンネルスペーサ１２４は、チャンネルボックス２２Ｂの内側からリベット１５４が挿入されて外側で溶接部２０２により溶接固定されている。なお、リベット１５４をはじめ、リベットの固定は溶接には限られない（以下同じ）。

【0046】

チャンネルボックス２２Ｂは、内部に燃料体４３が入るため、燃料体４３がリベット１５４に当たらないように、チャンネルボックス２２Ｂのリベット１５４が挿入される部分を外側に凸加工（ディンプル加工）している。つまり、チャンネルボックス２２Ｂは、チャンネルスペーサ１２４を取り付ける部分を凸加工（ディンプル加工）することで、固定用のリベット１５４がチャンネルボックス２２Ｂの内径側にならず、燃料体４３と干渉しない構造になっている。

【0047】

図５Ｃは、チャンネルボックス２２Ｂのチャンネルスペーサ１２４の取付部に形成された凸加工部２０１を内側（燃料体４３側（図５Ａ参照））から見た構成を示している。図５Ｃに示すように、凸加工部２０１は、四角形の形状を呈しており、チャンネルスペーサ１２４の回り止めを行う構成になっている。

【0048】

なお、図示していないが、チャンネルファスナ２３の取付部も、チャンネルスペーサ１２４の取付部と同様の構成になっている。すなわち、チャンネルファスナ２３の取付部において、チャンネルボックス２２Ｂは、外側に凸加工（ディンプル加工）された凸加工部として形成されている。その凸加工部では、チャンネルファスナ２３は、チャンネルボックス２２Ｂの内側からリベット１５０が挿入されて外側で溶接固定されている。つまり、チャンネルボックス２２Ｂは、チャンネルファスナ２３を取り付ける部分を凸加工（ディンプル加工）することで、固定用のリベット１５０がチャンネルボックス２２Ｂの内径側にならず、燃料体４３と干渉しない構造になっている。リベット１５０は、板ばね４１の下端よりも下の位置で、チャンネルファスナ２３をチャンネルボックス２２Ｂに留めている。

【0049】

本実施形態に係るチャンネルボックス２２Ｂは、チャンネルファスナ２３のファスナガード１４０と、チャンネルスペーサ１２４をそれぞれリベット１５０，１５４でチャンネルボックス２２Ｂの本体部１２２Ｂに固定している。そして、チャンネルボックス２２Ｂのチャンネルファスナ２３の取付部とチャンネルスペーサ１２４の取付部は、外側に凸加工（ディンプル加工）されている。このようなチャンネルボックス２２Ｂは、チャンネルファスナ２３の板ばね４１やファスナガード１４０、チャンネルスペーサ１２４が格子板１７に確実に当接させる構成になっている。沸騰水型原子炉１１は、このような本実施形態に係るチャンネルボックス２２Ｂを用いることで、チャンネルボックス２２Ｂを格子板１７に係合（支持）させることができ、チャンネルボックス２２Ｂ（燃料集合体２０）の支持性能（サポート性能）を向上させることができる。

【0050】

［実施形態４］
以下、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、本実施形態４に係るチャンネルボックス２２Ｃの構成について説明する。図６Ａは、本実施形態４に係るチャンネルボックス２２Ｃの側面図である。図６Ｂは、チャンネルボックス２２Ｃの部分断面図である。

【0051】

図６Ａに示すように、本実施形態４に係るチャンネルボックス２２Ｃは、実施形態３に係るチャンネルボックス２２Ｂ（図５Ａ参照）と比較すると、ファスナガード１４０（図５Ａ参照）の代わりにファスナガード２４０を有するチャンネルファスナ２３が取り付けられている点で相違している。

【0052】

本実施形態では、チャンネルファスナ２３は、ファスナガード１４０（図５Ａ参照）の代わりにファスナガード２４０を有している。ファスナガード２４０は、ファスナガード１４０（図５Ａ参照）よりも縦幅が長くなっており、上部が格子板１７よりも上に位置し、下部が格子板１７の内部に入り込むように、配置される。ファスナガード２４０は、板ばね４１の左右における片方の端部（チャンネルスペーサ１２４に近い方の端部）の全域と、板ばね４１の下端部とを保護する形状になっている。チャンネルファスナ２３は、リベット２５０でチャンネルボックス２２Ｂの本体部１２２Ｃに固定されている。本体部１２２Ｃは、四角筒状の形状を呈しており、その横幅が全体的に均一になっている（つまり、上部と下部で同じ大きさになっている）。リベット２５０は、格子板１７の上面よりも上の位置で、チャンネルファスナ２３のファスナガード２４０と板ばね４１を共にチャンネルボックス２２Ｃに留めている。

【0053】

図６Ｂに示すように、チャンネルファスナ２３は、板ばね４１を保護するファスナガード２４０を有している。ファスナガード２４０の内面側には、板ばね４１の上部が挿入される溝部２４１が形成されている。チャンネルファスナ２３は、板ばね４１の上部が溝部２４１に挿入された状態で、チャンネルボックス２２Ｃの内側からリベット２５０が挿入されて外側で溶接部２０３により溶接固定されている。チャンネルスペーサ１２４は、チャンネルボックス２２Ｃの内側からリベット１５４が挿入されて外側で溶接部２０２（図５Ｂ参照）により溶接固定されている。

【0054】

本実施形態に係るチャンネルボックス２２Ｃは、実施形態５に係るチャンネルボックス２２Ｂ（図５Ａ参照）と同様に、チャンネルファスナ２３の板ばね４１やファスナガード１４０、チャンネルスペーサ１２４が格子板１７に確実に当接させる構成になっている。沸騰水型原子炉１１は、このような本実施形態に係るチャンネルボックス２２Ｃを用いることで、チャンネルボックス２２Ｃを格子板１７に係合（支持）させることができ、チャンネルボックス２２Ｃ（燃料集合体２０）の支持性能（サポート性能）を向上させることができる。

【0055】

しかも、本実施形態に係るチャンネルボックス２２Ｃは、実施形態５に係るチャンネルボックス２２Ｂ（図５Ａ参照）と異なり、リベット２５０により、格子板１７の上面よりも上の位置で、板ばね４１をチャンネルボックス２２Ｃに留めている。本実施形態では、リベット２５０を留める位置が燃料体４３よりも上にすることができるため、リベット２５０を留める場所に凸加工（ディンプル加工）を行わなくてもよい。そのため、本実施形態に係るチャンネルボックス２２Ｃは、実施形態５に係るチャンネルボックス２２Ｂ（図５Ａ参照）よりも製造コストを低減することができる。また、板ばね４１の長さを押さえることができ、ばね力の低下を防ぐことができる。

【0056】

［実施形態５］
以下、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、本実施形態５に係るチャンネルボックス２２Ｄの構成について説明する。図７Ａは、本実施形態５に係るチャンネルボックス２２Ｄの側面図である。図７Ｂは、チャンネルボックス２２Ｄに取り付けられる一体型部品３００の上面図である。

【0057】

図７Ａに示すように、本実施形態５に係るチャンネルボックス２２Ｄは、本体部１２２Ｄの上部に、一体型部品３００が取り付けられた構成になっている。一体型部品３００は、チャンネルファスナとして機能するファスナ部３０１とチャンネルスペーサとして機能するスペーサ部３０２とが一体化された部品である。一体型部品３００は、好ましくは、ステンレス鋼製であるとよい。

【0058】

一体型部品３００は、従来の格子板（図示せず）よりも下げられた格子板１７の位置に合わせて、従来のチャンネルスペーサ（図示せず）の取付位置よりも低い位置に、リベット３０３でチャンネルボックス２２Ｄの本体部１２２Ｄに留められている。本体部１２２Ｄは、四角筒状の形状を呈しており、その横幅が全体的に均一になっている（つまり、上部と下部で同じ大きさになっている）。リベット３０３は、格子板１７と重なる位置（格子板１７の上面から下面までの間の位置）で、一体型部品３００のスペーサ部３０２をチャンネルボックス２２Ｄに留めている。一体型部品３００は、チャンネルボックス２２Ｄの取付部において、チャンネルボックス２２Ｄの内側からリベット３０３が挿入されて外側で溶接固定されている。チャンネルボックス２２Ｄと一体型部品３００の熱延び対策のため、リベット３０３を留める位置は、好ましくは、できるだけＬ字の角寄りの位置にするとよい。

【0059】

チャンネルボックス２２Ｄは、内部に燃料体４３が入るため、燃料体４３がリベット３０３に当たらないように、チャンネルボックス２２Ｄのリベット３０３が挿入される部分を外側に凸加工（ディンプル加工）している。

【0060】

図７Ｂに示すように、一体型部品３００は、上面視でＬ字の形状を呈している。ファスナ部３０１は、溝部が形成されていて、その溝部に板ばね４１が取り付けられている。

【0061】

本実施形態に係るチャンネルボックス２２Ｄは、チャンネルファスナ（ファスナ部３０１）の板ばね４１とチャンネルスペーサ（スペーサ部３０２）が格子板１７に確実に当接させる構成になっている。沸騰水型原子炉１１は、このような本実施形態に係るチャンネルボックス２２Ｄを用いることで、チャンネルボックス２２Ｄを格子板１７に係合（支持）させることができ、チャンネルボックス２２Ｄ（燃料集合体２０）の支持性能（サポート性能）を向上させることができる。

【0062】

しかも、本実施形態に係るチャンネルボックス２２Ｄは、チャンネルファスナ（ファスナ部３０１）とチャンネルスペーサ（スペーサ部３０２）とが一体型部品３００として一体化されているため、チャンネルファスナとチャンネルスペーサを容易に本体部１２２Ｄに取り付けることができる。そのため、本実施形態に係るチャンネルボックス２２Ｄは、チャンネルスペーサを有する他の実施形態のチャンネルボックス２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃよりも製造コストを低減することができる。

【0063】

本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に他の構成を加えることも可能である。また、各構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0064】

前記した実施形態１から実施形態５の構成は、燃料集合体のシャフリング計画を基に、格子板１７の必要となる領域でのみ適用されるようにしてもよい。燃料集合体のシャフリング計画とは、核燃料の燃焼度の均一化と有効利用を図るため、使用されている燃料の位置を入れ替えることを意味する。格子板１７の必要となる領域とは、例えば、１バンドルセルと２バンドルセルである。１バンドルセルとは、一体のチャンネルボックス２２の上部が挿入される領域を意味する。また、２バンドルセルとは、二体のチャンネルボックス２２の上部が挿入される領域を意味する。この点について、詳述すると、格子板１７の内部には、チャンネルボックス２２の上部が挿入される複数の孔が形成されている。各孔は、通常、四体のチャンネルボックス２２の上部が挿入される。しかしながら、孔が設けられている最外周部分において、一体のチャンネルボックス２２の上部が挿入される領域（１バンドルセル）や二体のチャンネルボックス２２の上部が挿入される領域（２バンドルセル）が生じる。前記した実施形態１から実施形態５の構成は、これら１バンドルセルと２バンドルセルでのみ適用するようにしてもよい。

【0065】

また、例えば、前記した実施形態２において、チャンネルファスナ２３の取付部が溝状の平坦な機械加工面３６として形成されていることを説明したが、この構成は実施形態１以外の他の実施形態の構成にも適用することができる。

【符号の説明】

【0066】

１１ 沸騰水型原子炉
１２ 原子炉圧力容器
１３ 炉心
１４ 炉心シュラウド
１５ 制御棒案内管
１６ 制御棒駆動機構ハウジング
１７ 格子板
１８ 炉心支持板
１９ 燃料支持金具
１９ａ 貫通孔
２０ 燃料集合体
２１ 燃料棒
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ チャンネルボックス
２３ チャンネルファスナ
２４，１２４ チャンネルスペーサ
２４ａ 当接部
２５ 制御棒
３１ 第１部材
３２ 第２部材
３２ａ 肉薄部
３２ｂ 肉厚部
３３，２０２，２０３ 溶接部
３４ 取付部
３５，３６ 機械加工面
４０，１４０，２４０ ファスナガード
４０ａ 当接部
４１ 板ばね
４１ａ 当接部
４２ ボルト
４３ 燃料体
５４，１５０，１５４，２５０，３０３ リベット
１２２，１２２Ａ，１２２Ｂ，１２２Ｃ，１２２Ｄ 本体部
２０１ 凸加工部
２４１ 溝部
３００ 一体型部品
３０１ ファスナ部
３０２ スペーサ部
Ｔ１７ 厚さ
Ｔ２３，Ｔ２４ 長さ

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】