JP2000035492A - 沸騰水型原子炉用の炉心板 - Google Patents

沸騰水型原子炉用の炉心板

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JP2000035492A
JP2000035492A JP10242789A JP24278998A JP2000035492A JP 2000035492 A JP2000035492 A JP 2000035492A JP 10242789 A JP10242789 A JP 10242789A JP 24278998 A JP24278998 A JP 24278998A JP 2000035492 A JP2000035492 A JP 2000035492A
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ジャック・トシオ・マツモト
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    • G21CNUCLEAR REACTORS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】一体のステンレス鋼の鍛造品から製造された鍛
造炉心板を提供する。 【解決手段】炉心板200は略円形であり、制御棒ブレ
ードを炉心に通すことができるようにすると共に、燃料
集成体を通越して循環流を送り込むことができるように
するために、炉心板200に通抜け部202が設けられ
る。特に、各々の通抜け部202は、制御棒ブレード及
び制御棒ブレード案内管を通すことができるようにする
中心の通抜けの孔を含む。各々の通抜け部202は4つ
の周辺の盲孔をも含んでいて、案内管の側面にある流れ
用の孔に循環流を送り込む。盲孔は炉心板200を完全
に通抜けない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は全般的に沸騰水型原子炉に関
し、更に具体的にいえば、このような原子炉用の鍛造炉
心板に関する。
【0002】
【発明の背景】沸騰水型原子炉(BWR)の原子炉圧力
容器(RPV)は典型的には全体的に円筒形であって、
例えば底部ヘッド及び着脱自在の頂部ヘッドにより、両
端が閉じている。上部ガイドが典型的にはRPV内の炉
心板の上方に隔たっている。炉心シュラウド又はシュラ
ウドが典型的には炉心板を取り囲んでいて、シュラウド
支持構造によって支持されている。特に、シュラウドは
全体的に円筒形であって、炉心板及び上部ガイドの両方
を取り囲んでいる。上部ガイドは幾つかの開口を持ち、
燃料束がこれらの開口を介して挿入されて、炉心板によ
って支持される。
【0003】公知の炉心板は何枚かのステンレス鋼の板
及び成形されたリング・セグメントを溶接によって結合
して製造される。典型的な炉心板は200を越える溶着
部を持つ。このような炉心板の製造は非常に労力を要す
る。更に、溶着部の歪み並びに何枚かの板及びリング・
セグメントの間の許容公差の積み重ねのため、必要とさ
れる炉心板の形状を保つことは困難である。
【0004】更に炉心板の溶着部は、炉心板の材料が粒
間応力腐蝕割れ(IGSCC)の名前で知られる有害な
影響の受け易さを増す。現在では炉心板に割れが起こる
ことは知られていないが、溶着部の熱影響区域に割れが
起こり得る。従って、炉心板にある溶着部をなくせば、
溶着部に発する割れの恐れがなくなる。
【0005】
【発明の概要】上記並びにその他の目的は、一体のステ
ンレス鋼の鍛造品から製造された鍛造炉心板によって達
成する事ができる。炉心板は略円形であり、炉心板に通
抜け部を設けて、制御棒ブレードを炉心に入れることが
できるようにすると共に、燃料集成体を通り越すように
循環流を送り込むことができる。通り抜け部は、1つの
通抜け部当たり「5つの孔」を加工することによって作
られる。特に、各々の通抜け部は中心の通抜け孔を持っ
ていて、制御棒ブレード並びに制御棒ブレード案内管を
通すことができるようにしている。通抜けの孔は、炉心
板の上面では直径を一層小さくして、案内管の外径に一
層ぴったりとはまるようにして整合状態を保つと共に、
流れの漏れを最小限に抑える。通抜けの孔は、炉心板の
下面で拡大して、案内管の取付け及び取外しを改善する
ための隙間を作る。
【0006】各々の通抜け部は、周辺の4つの盲孔をも
持っていて、案内管の側面にある流管に循環流を送り込
む。盲孔は完全に炉心板を通抜けない。案内管を炉心板
に取付けた時、案内管の側面にある流管は、炉心板の上
面からの通り道の約1/3の所に配置される。上に述べ
た炉心板は溶着部をなくし、製造のために必要な鍛造品
の寸法を最小にし、公知の炉心板にあるのと全て同じ流
路を持ち、生産性を改善することが出来る。具体的にい
うと、炉心板にある全ての溶着部がなくなり、溶着部の
熱影響区域における割れの可能性がなくなる。更に、製
造の間並びに使用寿命の間、溶着部を検査する必要がな
い。溶着部をなくしたことにより、溶着部の歪みがなく
なり、こうして生産性が改善される。一体の構造である
ことにより、取付けの条件もなくなり、その為、生産性
が改善される。
【0007】更に、5つの孔のパターンが、全ての中心
燃料支持箇所に対して同じである。このパターンが、燃
料支持箇所の4辺に構造的なウェブを作り、それによっ
て炉心板に要求される深さが最小になる。板を溶接する
ことによって製造された炉心板は、各々の燃料支持箇所
の1辺又は2辺にだけ構造的なウェブを持っている。更
に、燃料に対して炉心板を通る全ての流路が同じであ
り、それによって燃料オリフィスの設計が標準化され
る。板を溶接することによって製造された炉心板は、各
々の燃料支持箇所で2つ又は3つの異なる流路を持って
いる。更に、5つの孔の形式はフライス加工ではなくド
リル加工によって加工することができ、これによって生
産性が改善される。5つの孔の形式は小さい半径の隅肉
をなくすことによっても生産性を改善する
【0008】
【詳しい説明】図1は、原子炉圧力容器(RPV)10
2を含む沸騰水型原子炉100の一部分を断面で示した
略図である。RPV102は全体的に円筒形であり、1
端では底部ヘッド106により、そして他端では着脱自
在の頂部ヘッド(図に示していない)によって閉じられ
ている。上部ガイド108がRPV102内で炉心板1
10の上方に隔たっている。シュラウド112が炉心板
110を取り囲み、シュラウド支持構造114によって
支持されている。シュラウド112とRPV102の壁
との間に環状部分116が形成される。リング形状を持
つじゃま板118が、シュラウド支持構造114とRP
V102の壁との間でRPV102に沿って伸びる。勿
論、RPV102は水で充たされる。
【0009】図1にはRPV102が運転停止の状態で
示されており、多くの部品は取除いてある。例えば、運
転中は、多数の燃料束及び制御棒(図に示していない)
が上部ガイド108及び炉心板110の間の区域に配置
される。更に、運転中は、気水分離器及び蒸気乾燥器及
びその他の多くの部品(図に示していない)が上部ガイ
ド108の上方の区域に配置される。
【0010】上部ガイド108は、上部ガイド開口12
8を構成する幾つかの上部ガイド・ビーム126を含む
格子構造である。炉心板110が、上部ガイド開口12
8と略整合した幾つかの引っ込んだ面130を持ってい
て、上部ガイド108及び炉心板110の間に燃料束を
位置決めするのを容易にしている。燃料束は、上部ガイ
ド開口128及び引っ込んだ面130を利用することに
より、上部ガイド108及び炉心板110の間の区域に
挿入される。特に、各々の燃料束が上部ガイド開口12
8から挿入され、炉心板110及び上部ガイド・ビーム
126によって水平方向に支持される。燃料は垂直方向
には、炉心板の開口130を通る制御棒案内管によって
支持される。
【0011】図2は、本発明の1実施例による鍛造炉心
板200を上から見た斜視図である。炉心板200は金
属で作られ、BWR内で燃料集成体を支持する。炉心板
200は、シュラウド内で循環する水を方向付けするた
めのじゃま板としても作用する。炉心板200にかかる
主な荷重は、循環流を制限することによって炉心板20
0にかかる差圧の圧力降下である。
【0012】本発明では、炉心板200が一体のステン
レス鋼の鍛造品から製造される。炉心板200は略円形
であって、炉心板200には、炉心に制御棒ブレードを
通すことができるようにすると共に、燃料集成体を通越
して循環流を差し向けることができるようにするための
通抜け部202が必要である。制御棒ブレードは十字型
であって、円筒形の案内管の中に収容されるが、これは
上から炉心板の通抜け部202を通らなければならな
い。
【0013】図3は炉心板200を下から見た斜視図で
ある。図3に示すように、各々の通抜け部202はその
下端では上端とは異なる幾何学的な形を持っている。図
3に示した円A内にある炉心板の一部分の斜視図である
図4を参照し、並びに図4に示した線B−Bで切った炉
心板の断面図である図5を参照して、更に具体的にいう
と、通抜け部202は、1つの通り抜け部202当たり
「5つの孔」を加工することによって形成される。制御
棒ブレード及び制御棒ブレード案内管を通抜け部202
に通すことができるようにするために、中心の通抜けの
孔204が必要である。通抜けの孔204は、炉心板2
00の上面206(図2)では直径が一層小さくなっ
て、案内管の外径に対して一層ぴったりしたはめ合わせ
になるようにして、整合状態を保つと共に流れの漏れを
最小限に抑える。通抜けの孔204は炉心板200の下
面208で拡大して、案内管の取付け及び取外しを良く
するために、隙間を作る。
【0014】4つの周辺の盲孔210を設けて、案内管
の側面にある流れ用の孔に循環流を送り込む。盲孔21
0は、図4及び5にはっきりと示されているように、炉
心板200を完全に通抜けない。案内管を炉心板に取付
けた時、案内管の側面にある流れ用の孔は、炉心板20
0の上面206からの通り道の約1/3の所にある。炉
心板200の厚さT1は垂直荷重を支えるように選ばれ
ている。通常の運転では、炉心板200には上向きの圧
力による荷重がかかる。緊急状態では、炉心板200
は、ある燃料集成体からの下向きの荷重を支えることが
必要になることがある。然し、このような荷重状態で
は、荷重は圧力による荷重よりも小さい。その為、炉心
板200の厚さは、圧力による荷重を支えるように選ば
れる。
【0015】図4について具体的に説明すると、特定の
1実施例では、厚さT1は325mmであり、厚さT2
は50.8mmである。この実施例では、盲孔210は
64mmの半径R1を持ち、下面208から上面206
に向かって274.2mmだけ伸びる。盲孔210の中
心は約156.6mmの間隔S1だけ隔たっている。通
抜けの孔204は、下面208から上面206に向かっ
て測って約274.2mmの深さまでは直径D1が約2
84.5mmであり、その後274.2mmから完全に
上面206を通抜けるまでの通抜けの孔204の直径D
2は276.2mmである。通抜けの孔204の中心は
互いに約309.9mmの間隔S2だけ隔たっている。
【0016】上に述べた炉心板は、溶着部をなくすこと
ができ、製造に必要な鍛造品の寸法を最小にし、全ての
中心の燃料集成体に対して同じ流路を持ち、生産性を改
善している。具体的にいうと、炉心板内の全ての溶着部
がなくなり、その為、溶着部の熱影響区域における割れ
の可能性もなくなる。更に、製造の間並びに使用寿命の
間、溶着部を検査する必要がない。溶着部がなくなった
ことにより、溶着部の歪みもなくなり、その為に生産性
が改善される。一体の構造であることにより、はめ合わ
せの条件もなくなり、その為に生産性が改善される。
【0017】更に、5つの孔のパターンは、全ての中心
の燃料支持箇所に対して同じである。このパターンは、
燃料支持箇所の4辺に構造的なウェブを作り、それが炉
心板に要求される深さを最小にする。更に、燃料に対し
て炉心板を通る全ての流路が同じであり、その為に燃料
オリフィスの設計が標準化される。5つの孔の形式は、
フライス加工ではなくドリル加工によって加工すること
ができ、これによっても生産性が改善される。5つの孔
の形式は、小さい半径の隅肉をなくしたことによって
も、生産性を改善する。
【0018】本発明の種々の実施例についてこれまでに
説明したところから、本発明の目的が達成されたことは
明らかである。本発明を詳しく説明して図面に示した
が、これは例示の為であって、本発明を制約するものと
解してはならいことを明確に承知されたい。従って、本
発明の範囲は特許請求の範囲によって限定されることを
承知されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】沸騰水型原子炉の一部分を断面で示した略図。
【図2】本発明の1実施例による鍛造炉心板を上から見
た斜視図。
【図3】図2に示した炉心板を下から見た斜視図。
【図4】図2に示した炉心板の一部分を示した斜視図。
【図5】図4に示した線B−Bで切った炉心板の断面
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アレックス・ブレイアー・ファイフ アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サ ン・ホセ、リトル・フォールズ・ドライ ブ、6555番

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 沸騰水型原子炉用の炉心板(200)に
    於て、複数個の通抜け部(202)を有し、各々の通抜
    け部(202)が1つの通抜けの孔(204)及び複数
    個の盲孔(210)を有している炉心板(200)。
  2. 【請求項2】 前記炉心板(200)が一体のステンレ
    ス鋼の鍛造品から作られている請求項1記載の炉心板
    (200)。
  3. 【請求項3】 前記通抜けの孔(204)は、炉心板下
    面(208)における該通抜けの孔(204)の直径に
    比べて、炉心板上面(206)では一層小さい直径を持
    っている請求項1記載の炉心板(200)。
  4. 【請求項4】 前記通抜けの孔(204)が炉心板下面
    (208)で拡大している請求項1記載の炉心板(20
    0)。
  5. 【請求項5】 前記盲孔(210)が前記炉心板(20
    0)を完全に通抜けていない請求項1記載の炉心板(2
    00)。
  6. 【請求項6】 前記炉心板(200)の厚さが垂直荷重
    を支えるように選ばれている請求項1記載の炉心板(2
    00)。
  7. 【請求項7】 沸騰水型原子炉用の炉心板(200)に
    於て、複数個の通抜け部(202)を有し、各々の通抜
    け部が1つの通り抜けの孔(204)及び4個の盲孔
    (210)で構成され、前記通抜けの孔(204)が炉
    心板下面(208)で拡大している炉心板(200)。
  8. 【請求項8】 前記炉心板(200)が略円形である請
    求項7記載の炉心板(200)。
  9. 【請求項9】 前記通抜けの孔(204)が、前記炉心
    板下面(208)における該通抜けの孔(204)の直
    径に比べて、前記炉心板上面(206)では直径が一層
    小さい請求項7記載の炉心板(200)。
  10. 【請求項10】 前記盲孔(210)が前記炉心板(2
    00)を完全に通抜けていない請求項7記載の炉心板
    (200)。
JP24278998A 1997-08-29 1998-08-28 沸騰水型原子炉用の炉心板 Expired - Lifetime JP3448221B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US5801797P 1997-08-29 1997-08-29
US60/058017 1997-08-29
US09/016903 1997-08-29
US09/016,903 US5920603A (en) 1997-08-29 1998-02-02 Forged core plate for a boiling water reactor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2549423C2 (de) * 1975-11-04 1977-10-13 Kraftwerk Union AG, 4330 Mulheim Kerntragstruktur für Kernkraftwerke, vorzugsweise fur Leichtwasserreaktoren

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