JP2000111684A - Heating object fluid mixing promoting structure in reactor vessel - Google Patents

Heating object fluid mixing promoting structure in reactor vessel

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JP2000111684A
JP2000111684A JP10284532A JP28453298A JP2000111684A JP 2000111684 A JP2000111684 A JP 2000111684A JP 10284532 A JP10284532 A JP 10284532A JP 28453298 A JP28453298 A JP 28453298A JP 2000111684 A JP2000111684 A JP 2000111684A
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reactor vessel
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武彦 筒井
Tsutomu Kurimura
力 栗村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating object fluid mixing promoting structure in a reactor vessel having a shape and arrangement capable of promoting to level a temperature of a heating object fluid flowing in an outlet nozzle and capable of reducing passage resistance in an upper plenum. SOLUTION: In an upper plenum 40 defined in the upper part of a reactor core 33 where a heating object fluid separately flows to a low temperature area (a) and a high temperature area (d) and fluidly communicated with an outlet nozzle 12 provided in the side part of a reactor vessel 10, a heating object fluid (b') flowing out of the low temperature area of the reactor core 33 is guided up to the vicinity of the outlet nozzle 12, 2/3 or more is diametrically thinned, and a heating object fluid guide member 1 composed of the thin diameter part 6 and the thick diameter part 5 having a diametrically contracting rate not less than at least 15% is arranged in the upper plenum 40.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱体と被加熱流
体とが熱交換を行う加圧水型原子炉の内部構造物の形状
及び配置に関し、特に、上部プレナム部の出口ノズル近
傍における内部構造物の形状及び配置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal structure of a pressurized water reactor in which a heating element and a fluid to be heated exchange heat, and more particularly to an internal structure near an outlet nozzle of an upper plenum. The shape and arrangement of the

【0002】[0002]

【従来の技術】動力用原子炉は、燃料棒内部で発生した
核反応熱を軽水等の冷却材で冷却する装置であり、即ち
核燃料と冷却材との間で熱交換が行われる。図9は、原
子炉の代表的一例である加圧水型原子炉の内部構造を示
している。原子炉容器10の内部には、炉内構造物、核
燃料集合体、及び冷却材がある。これらを簡単に説明す
ると、軽水である原子炉冷却材の入口ノズル11及び出
口ノズル12が一体的に形成された原子炉容器10の中
に、炉心槽30が垂下支持されている。入口ノズル11
及び出口ノズル12の数は、原子炉の出力に応じた冷却
材循環ループの数と一致しており、通常それぞれ2乃至
4個であるが、これら複数の入口ノズル11及び出口ノ
ズル12は、円周方向に間隔を置いて配置されている。
炉心槽30の内部下方には、水平方向に広がる下部炉心
支持板32及び下部炉心板31が設けられ、それらの下
方に下部プレナム41が形成されている。
2. Description of the Related Art A power reactor is a device for cooling nuclear reaction heat generated inside a fuel rod with a coolant such as light water, that is, heat is exchanged between the nuclear fuel and the coolant. FIG. 9 shows the internal structure of a pressurized water reactor, which is a typical example of a nuclear reactor. Inside the reactor vessel 10, there are reactor internals, nuclear fuel assemblies, and coolant. Briefly describing these, a reactor core vessel 30 is suspended and supported in a reactor vessel 10 integrally formed with an inlet nozzle 11 and an outlet nozzle 12 of a reactor coolant, which is light water. Inlet nozzle 11
The number of outlet nozzles 12 and the number of coolant circulation loops corresponding to the output of the nuclear reactor correspond to the number of coolant circulation loops, usually two to four, respectively. They are arranged at intervals in the circumferential direction.
A lower core support plate 32 and a lower core plate 31 extending horizontally are provided below the inside of the core tank 30, and a lower plenum 41 is formed below them.

【0003】下部炉心板31の上には、多数の燃料集合
体33が相隣接して装荷され、炉心を形成している。燃
料集合体33の上部には、上部炉心板21が上部炉心支
持柱23を介して上部炉心支持板20により支持されて
おり、この上部炉心板21により燃料集合体33を押さ
えて、冷却材流による浮き上り等を防止している。上部
炉心板21の上面には、複数の制御棒クラスタ案内管2
2の下端が図示しない支持ピン等により支持され、この
制御棒クラスタ案内管22は、上部炉心支持板20を通
って上方に延出している。図示しない制御棒クラスタ
を、制御棒クラスタ案内管22の中に炉心から引き込
み、或いは、制御棒クラスタ案内管22の中から炉心の
燃料集合体33の中に挿入することにより、炉心の熱出
力が調整される。
[0003] A large number of fuel assemblies 33 are loaded adjacent to each other on a lower core plate 31 to form a core. On the upper part of the fuel assembly 33, an upper core plate 21 is supported by an upper core support plate 20 via an upper core support column 23, and the upper core plate 21 presses the fuel assembly 33 to form a coolant flow. Floating and the like are prevented. A plurality of control rod cluster guide tubes 2
The lower end of 2 is supported by a support pin (not shown) or the like, and the control rod cluster guide tube 22 extends upward through the upper core support plate 20. By drawing a control rod cluster (not shown) from the core into the control rod cluster guide tube 22 or inserting the control rod cluster from the control rod cluster guide tube 22 into the fuel assembly 33 of the core, the heat output of the core is reduced. Adjusted.

【0004】図10は、燃料集合体33の上部の構造を
示す拡大構成図である。この図に示すように、上部炉心
板21と上部炉心支持板20とは、上部炉心支持柱23
によって構造上、強度を保つように連結されていて、ま
た、上部炉心支持板20を貫通する制御棒クラスタ案内
管22も、上部炉心支持板20に固定され横方向に支持
されている。このように連結された上部炉心板21と上
部炉心支持板20との間には、上部プレナム40が画成
されている。
FIG. 10 is an enlarged view showing the structure of the upper part of the fuel assembly 33. As shown in FIG. As shown in this figure, the upper core plate 21 and the upper core support plate 20 are
The control rod cluster guide tube 22 which is structurally connected to maintain the strength and penetrates the upper core support plate 20 is also fixed to the upper core support plate 20 and is supported in the lateral direction. An upper plenum 40 is defined between the upper core plate 21 and the upper core support plate 20 connected as described above.

【0005】次に、上記のように構成された原子炉容器
10の内部の冷却材たる軽水の流れを説明する。入口ノ
ズル11から流入した低温の軽水は、図9及び図10の
矢印で示すように流れる。即ち、炉心槽30と原子炉容
器10の内面との間の環状下降空間を流れ下り、下部プ
レナム41で反転する。上向きに方向を変えた軽水は、
下部炉心支持板32及び下部炉心板31を通って炉心内
に流入する。炉心内を上昇する軽水は、ほぼ平行な流れ
となって流れ、燃料集合体33の燃料棒から核反応熱を
奪って温度が上昇する。上部炉心板21を通った後横方
向に転向し、出口ノズル12から流出し、出口配管42
を通って図示しない蒸気発生器へ向かう。
Next, the flow of light water as a coolant inside the reactor vessel 10 configured as described above will be described. The low-temperature light water flowing from the inlet nozzle 11 flows as shown by arrows in FIGS. 9 and 10. That is, it flows down the annular descending space between the core vessel 30 and the inner surface of the reactor vessel 10, and is inverted by the lower plenum 41. Light water that changed its direction upwards,
It flows into the core through the lower core support plate 32 and the lower core plate 31. The light water rising in the reactor core flows as a substantially parallel flow, deprives the fuel rods of the fuel assembly 33 of the nuclear reaction heat, and the temperature rises. After passing through the upper core plate 21, it turns laterally, flows out of the outlet nozzle 12, and flows out of the outlet pipe 42.
Through to a steam generator (not shown).

【0006】ここで、複数体の燃料集合体33で構成さ
れる炉心は、通常、サイクル毎に約1/3程度の燃料を
交換するため、3サイクルの異なる燃焼度の燃料集合体
で構成され、燃焼度に応じて燃料集合体毎の出力が異な
る。また、原子炉出力を制御する制御棒が装荷された燃
料位置と炉心外周部とは、炉外への中性子束漏れもあ
り、炉心中心部に比べて低い中性子束分布となっている
ため、出力は低くなる。
[0006] Here, a core composed of a plurality of fuel assemblies 33 is usually composed of fuel assemblies having different burnups in three cycles in order to exchange about 1/3 of the fuel every cycle. The output of each fuel assembly differs depending on the burnup. In addition, the neutron flux leaks out of the reactor at the fuel position where the control rods controlling the reactor power are loaded and the neutron flux leaks out of the reactor. Will be lower.

【0007】従って、炉心内の軽水の流れを若干詳しく
見ると、上記のような炉心内の中性子束分布の影響によ
り、核分裂反応が盛んな中心部を流れる矢印dの流れ
は、比較的よく加熱されて相対的に高温になって、炉心
から上部プレナム40に入る。そして、制御棒クラスタ
案内管22の内部及び周囲を流れて上部炉心支持板20
の下面に至り、横方向に案内されて、図10の矢印e、
f及びgのように流れて出口ノズル12へ流入する。
Therefore, when the flow of light water in the reactor core is examined in more detail, the flow of the arrow d flowing through the center where fission reactions are active is relatively well heated due to the influence of the neutron flux distribution in the reactor core. As a result, it becomes relatively hot and enters the upper plenum 40 from the core. Then, it flows inside and around the control rod cluster guide tube 22, and flows into the upper core support plate 20.
, And is guided in the lateral direction, and the arrow e in FIG.
It flows like f and g and flows into the outlet nozzle 12.

【0008】一方、中性子束密度が相対的に小さい炉心
周辺部を流れた周辺部流aは、加熱されるが中央部に比
べて相対的に低温のまま、炉心から上部プレナム40に
流出する。周辺部流の炉心出口から出口ノズル12へ向
かう矢印bの流れは、炉心槽30の内側において上部炉
心構造物が無く、比較的抵抗が少ない領域を流れるた
め、直接的ないし短流路で出口ノズル12に流入する。
On the other hand, the peripheral stream a flowing through the periphery of the core having a relatively low neutron flux density is heated but flows out of the core into the upper plenum 40 at a relatively low temperature as compared with the center. The flow of the arrow b from the core outlet of the peripheral flow toward the outlet nozzle 12 flows through a region where there is no upper core structure inside the core tank 30 and a relatively low resistance, so that the outlet nozzle flows through a direct or short flow path. It flows into 12.

【0009】従って、出口ノズル12に接続した出口配
管42内では、相対的に低温の周辺部流が矢印cに示す
ように配管内の底部を流れ、相対的に高温の炉心の中心
部流が矢印gに示すように天井部を流れる。即ち、出口
配管42及び出口ノズル12内には、上部に冷却材の高
温層、下部に冷却材の低温層が形成されて成層化現象が
生じ、出口配管等に大きな熱勾配を持った温度分布とな
る。また、この温度差を持つ流れは、炉内構造物を通過
するときに渦を生ずることにより、流体の温度揺らぎを
発生するため、配管内温度計測に対して原子炉の平均温
度計測を行う場合の障害となり易い。
Accordingly, in the outlet pipe 42 connected to the outlet nozzle 12, a relatively low-temperature peripheral flow flows through the bottom of the pipe as shown by the arrow c, and a relatively high-temperature core flow flows. It flows through the ceiling as shown by arrow g. That is, in the outlet pipe 42 and the outlet nozzle 12, a high-temperature layer of the coolant is formed in the upper part and a low-temperature layer of the coolant is formed in the lower part, causing a stratification phenomenon, and a temperature distribution having a large thermal gradient in the outlet pipe and the like. Becomes In addition, when the flow with this temperature difference generates a vortex when passing through the internal structure of the reactor, the temperature of the fluid fluctuates. Easily become obstacles.

【0010】そこで、原子炉容器内に設置された炉内構
造物の形状により、被加熱流体の流れを変えて、被加熱
流体の温度差を小さくするために混合を促進する構造
が、特開昭9−72985号公報に開示されており、図
11に、その構造を示す。この従来例では、発熱部の外
周部総てにスロット付き管24を配置し、外周部から流
出する温度の低い軽水の矢印aの流れの一部は、矢印
b'のように適宜配設されたスロット付き管24の中に
入って流れ、しかる後上方に設けられたスロットから上
部プレナム40内に流出し、矢印c'に示すように出口
ノズル12に向かう。このように流れると、スロット付
き管24内を流れた相対的に低温である周辺部流の一部
と前述の中心部流d,eとは、上部プレナム40内部で
程よく混合して、出口ノズル12に流入する冷却材たる
軽水の温度の平均化が図られ、十分混合した軽水が出口
配管42内を流れる。
Therefore, a structure for promoting mixing to reduce the temperature difference of the heated fluid by changing the flow of the heated fluid depending on the shape of the reactor internal structure installed in the reactor vessel is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-157,873. It is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-72985, and FIG. 11 shows its structure. In this conventional example, the pipes 24 with slots are arranged on the entire outer peripheral portion of the heat generating portion, and a part of the flow of the arrow a with the low temperature light water flowing out from the outer peripheral portion is appropriately arranged as shown by the arrow b ′. Flows into the slotted tube 24 and then flows out of the upper slot into the upper plenum 40 and toward the outlet nozzle 12 as shown by arrow c '. With this flow, a part of the relatively low-temperature peripheral flow flowing through the slotted tube 24 and the above-described central flows d and e mix moderately inside the upper plenum 40, and the outlet nozzle The temperature of the light water as the coolant flowing into the cooling water 12 is averaged, and the sufficiently mixed light water flows through the outlet pipe 42.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、外径を太くした管状のスロット付き管24の
内部に低温の軽水を導き、この軽水を上部炉心板21の
位置から出口ノズル12の上部高さ近くまで上方へ案内
する構造物は、内部に軽水を通さない形状の上部炉心支
持柱23に比べ外径が太いため、上部プレナム40にお
いて出口ノズル12に向かう横流れ流路が狭くなり、構
造物の流路抵抗が大きくなる。その結果、上部炉心支持
柱23及び制御棒クラスタ案内管22の流体荷重が増加
するため、制御棒クラスタ案内管22の構造健全性に影
響を与える可能性が有る。
However, as described above, low-temperature light water is introduced into the inside of a tubular slotted tube 24 having a large outer diameter, and the light water is introduced from the position of the upper core plate 21 to the outlet nozzle 12. Since the structure that guides upward to near the upper height has a larger outer diameter than the upper core support column 23 having a shape that does not allow light water to pass through, the lateral flow passage toward the outlet nozzle 12 in the upper plenum 40 becomes narrower, The flow resistance of the structure increases. As a result, the fluid load on the upper core support column 23 and the control rod cluster guide tube 22 increases, which may affect the structural integrity of the control rod cluster guide tube 22.

【0012】また、炉心外周部に対応する燃料集合体の
上部の制御棒クラスタ案内管以外の総ての位置におい
て、上部炉心板21と上部炉心支持板20との間にスロ
ット付き管24を配設する場合にも、上部プレナム40
内における構造物の流路抵抗が大きくなり、制御棒クラ
スタ案内管22にかかる流体荷重は、スロット付き管2
4を取り付けない場合の約2倍以上になる。特に、制御
棒クラスタ案内管22の下端部は、前述したように支持
ピン等で上部炉心板21にピン止めされているので、安
全性の面からも流体荷重が増加することは好ましくな
い。
At all positions other than the control rod cluster guide tubes on the upper part of the fuel assembly corresponding to the core outer peripheral portion, slotted tubes 24 are arranged between the upper core plate 21 and the upper core support plate 20. When installing, the upper plenum 40
The flow resistance of the structure in the inside becomes large, and the fluid load applied to the control rod cluster guide tube 22 is limited to the slotted tube 2.
It is about twice or more than when 4 is not attached. In particular, since the lower end of the control rod cluster guide tube 22 is pinned to the upper core plate 21 with the support pin or the like as described above, it is not preferable that the fluid load increases from the viewpoint of safety.

【0013】そこで、上記問題点を解決するために、本
発明は、出口ノズルに流入する冷却材の温度の平均化を
促進すると共に、上部プレナム内における流路抵抗を減
少させることのできる形状及び配置の原子炉容器内の被
加熱流体混合促進構造を提供することを目的とする。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention promotes the averaging of the temperature of the coolant flowing into the outlet nozzle and reduces the flow resistance in the upper plenum. It is an object of the present invention to provide a heated fluid mixing promoting structure in a nuclear reactor vessel having an arrangement.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る本発明は、被加熱流体が低温域及び
高温域に分かれて流れる炉心上部に画成されると共に、
原子炉容器の側部に備えられた出口ノズルに流体連通す
る上部プレナムにおいて、前記炉心の前記低温域から流
出する前記被加熱流体を前記出口ノズル近傍まで案内す
ると共に、2/3以上を細径にし且つ縮径率が少なくと
も15%以上である細径部及び太径部から成る被加熱流
体案内部材を前記上部プレナムに配設する原子炉容器内
の被加熱流体混合促進構造を提供する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a fluid to be heated is defined at an upper part of a core where the fluid flows separately in a low temperature region and a high temperature region.
In the upper plenum, which is in fluid communication with an outlet nozzle provided on the side of the reactor vessel, the fluid to be heated flowing out of the low-temperature region of the core is guided to the vicinity of the outlet nozzle, and at least 2/3 of the diameter is reduced. A heated fluid mixing promoting structure in a reactor vessel, wherein a heated fluid guide member having a small diameter portion and a large diameter portion having a diameter reduction ratio of at least 15% or more is provided in the upper plenum.

【0015】前記被加熱流体案内部材の前記細径部に
は、前記出口ノズルの内径にほぼ対応する位置且つ長さ
に亙って複数の細長スロットを設けるのが好ましい。ま
た、前記被加熱流体案内部材の前記太径部と前記細径部
との間に且つ連接するようにテーパ部が設けられ、該テ
ーパ部に複数の窓孔を設けることもできる。さらに、前
記被加熱流体案内部材は、前記上部プレナムの外周部に
設けられる既存の上部炉心支持柱の位置に且つ交換して
配設するのが望ましい。
It is preferable that a plurality of elongated slots are provided in the small diameter portion of the heated fluid guiding member at positions and lengths substantially corresponding to the inner diameter of the outlet nozzle. Further, a tapered portion is provided between the large-diameter portion and the small-diameter portion of the heated fluid guide member so as to be connected, and a plurality of window holes may be provided in the tapered portion. Further, it is desirable that the heated fluid guide member is disposed at a position of an existing upper core support column provided on an outer peripheral portion of the upper plenum and is exchanged.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適な実施の形態
を、添付図面を参照しながら説明するが、図中、同一符
号は、同一又は対応部分を示すものとする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

【0017】図1は、本発明の被加熱流体案内管を取り
つけた加圧水型原子炉の全体を示す断面図であり、図2
は、その上部プレナム40の詳細を示す拡大図である。
これらの図において、加圧水型原子炉の内部構造は、前
述の従来構造のものと大部分において同一であるため、
重複する部分の説明は、省略する。前述の従来構造と異
なる部分は、被加熱流体案内管としてのスロット付き管
1の形状である。スロット付き管1は、上部プレナム4
0内に、全く新しく設けてもよい。また、出口ノズル1
2への流出側に隣接した制御棒クラスタ案内管以外の既
設部材と交換して、スロット付き管1を設けても良い。
FIG. 1 is a sectional view showing the whole of a pressurized water reactor equipped with a heated fluid guide tube according to the present invention.
3 is an enlarged view showing details of the upper plenum 40. FIG.
In these figures, since the internal structure of the pressurized water reactor is largely the same as that of the conventional structure described above,
Description of overlapping parts is omitted. The part different from the above-described conventional structure is the shape of the slotted tube 1 as the heated fluid guide tube. The slotted tube 1 has an upper plenum 4
It may be completely new within zero. Outlet nozzle 1
The slotted pipe 1 may be provided in place of an existing member other than the control rod cluster guide pipe adjacent to the outflow side to 2.

【0018】図3に、スロット付き管1の拡大側面図を
示す。スロット付き管1は、筒状に形成され、その下端
3は、開放されており、このスロット付き管1を上部炉
心板21に取り付けた際に、上部炉心板21の穴を介し
て炉心に連通して、炉心から流出した冷却材がスロット
付き管1の内部を流れるようになっている。スロット付
き管1の上端側は、前述した上部炉心支持柱23と同様
に、上部炉心支持板20に取り付けて固定するように、
細径の取付部4とフランジ部4aとを形成している。
FIG. 3 is an enlarged side view of the slotted tube 1. The slotted tube 1 is formed in a tubular shape, and its lower end 3 is open. When the slotted tube 1 is mounted on the upper core plate 21, the tube 1 communicates with the core through a hole in the upper core plate 21. Thus, the coolant flowing out of the core flows through the inside of the tube 1 with the slot. The upper end side of the slotted tube 1 is attached and fixed to the upper core support plate 20 in the same manner as the upper core support column 23 described above.
A small-diameter mounting portion 4 and a flange portion 4a are formed.

【0019】また、スロット付き管1の下端3からフラ
ンジ部4aの下端までの部分、すなわち、設置した際に
上部プレナム40内に位置する部分であってフランジ部
4aを除いた部分は、下側が太径部5に、上側が細径部
6で形成されており、太径部5から細径部6に移行する
部分に、テーパ部7が設けられている。ここで、太径部
5と細径部6との長さ割合は、少なくとも1:3、すな
わち、スロット付き管1は、テーパ部7及びフランジ部
4aを有することから、上部プレナム40内に位置する
部分の2/3以上を細径部6にするのが好ましい。ま
た、細径部6は、少なくとも15%以上、太径部5より
外径を縮小化する。
The portion from the lower end 3 of the slotted tube 1 to the lower end of the flange portion 4a, that is, the portion located in the upper plenum 40 when installed and excluding the flange portion 4a, has a lower side. The upper side of the large diameter portion 5 is formed by a small diameter portion 6, and a tapered portion 7 is provided at a portion where the large diameter portion 5 transitions to the small diameter portion 6. Here, the length ratio between the large-diameter portion 5 and the small-diameter portion 6 is at least 1: 3, that is, since the slotted tube 1 has the tapered portion 7 and the flange portion 4a, it is located in the upper plenum 40. It is preferable that at least two-thirds of the part to be formed be the small diameter part 6. Further, the outer diameter of the small diameter portion 6 is smaller than that of the large diameter portion 5 by at least 15% or more.

【0020】次に、スロット付き管1の上部プレナム4
0内における配置位置を図4に示す。図4は、上部プレ
ナム40における原子炉容器10の横断面の1/4を示
し、各構造物の要部のみを示している。白抜きの4角形
は、制御棒クレスタ案内管22、X字形は、上部炉心支
持柱23、丸形は、従来のスロット付き管24が配設さ
れた位置で、その内、斜線付きのものは、本発明に従う
スロット付き管1を取り付けた位置である。この図から
分かるように、従来は、炉心外周部に対応する総ての位
置において、スロット付き管24を配設していたが(図
における白及び斜線付き丸印の位置)、この実施形態に
おいては、その配置位置を既存の上部炉心支持柱23が
ある位置に限定し、この上部炉心支持柱23と交換して
スロット付き管1を配設している(図における斜線付き
丸印の位置)。
Next, the upper plenum 4 of the slotted tube 1
FIG. 4 shows the arrangement position within 0. FIG. 4 shows a quarter of the cross section of the reactor vessel 10 in the upper plenum 40, and shows only a main part of each structure. The open square is the control rod crester guide tube 22, the X-shaped is the upper core support column 23, and the round is the position where the conventional slotted tube 24 is provided. , The position where the slotted tube 1 according to the invention is mounted. As can be seen from this figure, conventionally, the tubes 24 with slots are provided at all positions corresponding to the outer peripheral portion of the core (the positions of white and hatched circles in the figure). Is limited to a position where the existing upper core support column 23 is located, and the slotted tube 1 is disposed in place of the upper core support column 23 (the position of the hatched circle in the figure). .

【0021】ここで、図5〜図8は、図4における各構
造物の配置位置をモデル化したもので、図5は、スロッ
ト付き管を全く取り付けしない従来の一般的な既設炉の
4ループプラントの配置図、図6は、炉心外周部に対応
する燃料集合体の上部総ての位置にスロット付き管24
を取り付けた従来の配置図、図7は、既設炉の外周部に
配置された上部炉心支持柱23をスロット付き管24に
交換して配設した配置図、そして図8は、図7における
スロット付き管24を本発明に係るスロット付き管1に
交換して配置した図である。これらの図5〜図8におけ
る、スロット付き管1の配置位置及びその外径の低減割
合における制御棒クラスタ案内管22に作用する流体荷
重の変化の解析結果を表1に示す。
Here, FIGS. 5 to 8 model the arrangement positions of the respective structures in FIG. 4, and FIG. 5 shows a four-loop structure of a conventional general existing furnace without any slotted pipe. FIG. 6 shows the arrangement of the plant, and FIG.
FIG. 7 is a layout view in which the upper core support column 23 arranged on the outer peripheral portion of the existing furnace is replaced with a slotted tube 24, and FIG. 8 is a layout view in FIG. FIG. 2 is a diagram in which a tube with a slot 24 is replaced with a tube with a slot 1 according to the present invention and arranged. Table 1 shows the analysis results of the change in the fluid load acting on the control rod cluster guide tube 22 at the arrangement position of the slotted tube 1 and the reduction ratio of the outer diameter in these FIGS.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】この表2において、外径の低減割合は、従
来の外径が太いスロット付き管24の外径を基準とし、
本発明に係るスロット付き管1としては、細径部6が約
20%減少しているものを使用しているため、その低減
割合は、約0.8となる。また、既設炉の上部炉心支持
柱23は、従来の太いスロット付き管24に対して、低
減割合が0.5となる。一方、制御棒クラスタ案内管2
2に作用する流体荷重は、図5に示す既設炉の場合を基
準とする。
In Table 2, the reduction rate of the outer diameter is based on the outer diameter of the conventional slotted tube 24 having a large outer diameter.
As the slotted tube 1 according to the present invention, a tube having the small-diameter portion 6 reduced by about 20% is used, and the reduction ratio is about 0.8. Also, the reduction ratio of the upper core support column 23 of the existing furnace is 0.5 compared to the conventional thick slotted tube 24. On the other hand, control rod cluster guide tube 2
The fluid load acting on 2 is based on the existing furnace shown in FIG.

【0024】この表1から分かるように、従来の外径の
太いスロット付き管24を、炉心外周部に対応する燃料
集合体の上部位置総てに配設した場合(図6の配置)に
は、流路閉栓率が大きくなり、上部プレナム40内の出
口ノズル12周辺構造物、例えば、制御棒クラスタ案内
管22に作用する流体荷重が既設炉の2.5倍と増加
し、流れに対する影響が大きい。次に、図7に示すよう
に、本発明に係る配置、すなわち、既設炉の外周部に配
置された上部炉心支持柱23を外径の太いスロット付き
管24に交換した場合だけで、制御棒クラスタ案内管2
2に作用する流体荷重は、1.5倍程度に抑えることが
できる。さらに、図8に示すように、従来の太いスロッ
ト付き管24を本発明に係るスロット付き管1に取り替
えると、制御棒クラスタ案内管22に作用する流体荷重
は、既設炉の1.3倍にしかならないことが分かる。な
お、実験により、スロット付き管1を炉心外周部に対応
する燃料集合体の上部総ての位置に取り付けることな
く、図8に示す配置にするだけで、冷却材の高温及び低
温の混合を促進することができることが判明した。
As can be seen from Table 1, when the conventional thick-walled tube 24 having an outer diameter is disposed at all positions above the fuel assembly corresponding to the outer periphery of the core (arrangement in FIG. 6). In addition, the flow path closing rate increases, and the fluid load acting on the structure around the outlet nozzle 12 in the upper plenum 40, for example, the control rod cluster guide tube 22 increases to 2.5 times that of the existing furnace, thereby affecting the flow. large. Next, as shown in FIG. 7, the control rods are arranged only when the arrangement according to the present invention, that is, when the upper core support column 23 arranged on the outer peripheral portion of the existing furnace is replaced with a tube 24 having a large outside diameter and a slot. Cluster guide tube 2
2 can be suppressed to about 1.5 times. Further, as shown in FIG. 8, when the conventional thick slotted tube 24 is replaced with the slotted tube 1 according to the present invention, the fluid load acting on the control rod cluster guide tube 22 is 1.3 times that of the existing furnace. It turns out that it can only be done. According to the experiments, the mixing of the coolant at a high temperature and a low temperature is promoted by merely arranging the slotted tube 1 at the position shown in FIG. It turns out that you can.

【0025】図3に戻り、スロット付き管1の細径部6
には、このスロット付き管1を取り付けた際に、被加熱
流体の出口と共に、出口ノズル12近傍の横流れが大き
い部分の流路閉栓を最小とするため、出口ノズル12高
さの横流れの強い部分に対応する位置(図2参照)に、
細長スロット2を複数設ける。
Returning to FIG. 3, the small-diameter portion 6 of the slotted tube 1
When the pipe 1 with a slot is attached, the outlet of the fluid to be heated and the flow passage close to the outlet nozzle 12 at the portion where the lateral flow is large are minimized. At the position corresponding to (see FIG. 2)
A plurality of elongated slots 2 are provided.

【0026】また、太径部5から外径を細径化するテー
パ部分7において、スロット付き管1内部を流れる冷却
材の軸流に対する流動抵抗(圧力損失)が増加する。こ
の流動抵抗が大き過ぎると、上部炉心板21(図2参
照)を通過する冷却材の流量が不均一なり、炉心部で横
流れを生ずる影響がでることがある。従って、この流量
不均一を避けるため、細径部6で流路断面が縮小する相
当分以上の流路断面積を有する窓孔8を、スロット付き
管1のテーパ部7に複数設け、この窓孔8から冷却材の
一部が放出するようにする。このテーパ部7に設けられ
た窓孔8の流動抵抗、すなわち圧力損失の低減割合の実
験結果を表2に示す。
The flow resistance (pressure loss) of the coolant flowing through the slotted tube 1 with respect to the axial flow increases in the tapered portion 7 where the outer diameter is reduced from the large diameter portion 5. If the flow resistance is too large, the flow rate of the coolant passing through the upper core plate 21 (see FIG. 2) may be uneven, which may cause a side flow in the core. Therefore, in order to avoid the non-uniform flow rate, a plurality of window holes 8 having a flow path cross-sectional area of a considerable amount or more that the flow path cross-section is reduced in the small-diameter portion 6 are provided in the tapered portion 7 of the slotted tube 1. A part of the coolant is discharged from the hole 8. Table 2 shows the experimental results of the flow resistance of the window 8 provided in the tapered portion 7, that is, the reduction ratio of the pressure loss.

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】上記の表2から明らかなように、この窓孔
8を、図2に示すように出口ノズル12より下側に設置
することにより、圧力損失が低減する。また、窓孔8の
向きは、スロット付き管1の内部の流れに対して、この
スロット付き管1からの冷却材の放出に効果的な方向で
ある。
As is apparent from Table 2 above, by disposing the window hole 8 below the outlet nozzle 12 as shown in FIG. 2, the pressure loss is reduced. Further, the direction of the window hole 8 is a direction that is effective for discharging the coolant from the slotted tube 1 with respect to the flow inside the slotted tube 1.

【0029】次に、上記のような構成のスロット付き管
1を原子炉容器10内部の上部プレナム40に配設した
場合の炉心内の軽水の流れを説明する。しかし、従前の
流れの例と大部分は同一のため、説明を省略し、図2を
用いて上部プレナム40から出口ノズル12までの流れ
を詳述する。
Next, the flow of light water in the reactor core when the slotted tube 1 having the above-described configuration is disposed in the upper plenum 40 inside the reactor vessel 10 will be described. However, since the flow is largely the same as the previous example, the description is omitted, and the flow from the upper plenum 40 to the outlet nozzle 12 will be described in detail with reference to FIG.

【0030】上述したように、核分裂反応が炉心中心部
を流れる矢印dの流れは、比較的よく加熱されて相対的
に高温になって炉心から上部プレナム40に入り、制御
棒クラスタ案内管22の中及び周囲を流れて上部炉心支
持板20の下面に至り、横方向に案内されて図2の矢印
e及びfのように出口ノズル12に向かう。一方、中性
子束密度が相対的に小さい炉心周辺部を流れた周辺部流
aは、加熱されるが相対的には低温で炉心から上部プレ
ナム40に流出する。そして、その流れの一部は、適宜
配設されたスロット付き管1の中に入って流れ、出口ノ
ズル12に対応する位置に設けられたスロット2から矢
印b'の流れのように上部プレナム40内に流出して、
出口ノズル12に向かう。
As described above, the flow of the arrow d in which the fission reaction flows through the center of the core is heated relatively well and becomes relatively high temperature, enters the upper plenum 40 from the core, and flows through the control rod cluster guide tube 22. It flows inside and around to the lower surface of the upper core support plate 20, and is guided laterally toward the outlet nozzle 12 as shown by arrows e and f in FIG. On the other hand, the peripheral flow a that has flowed around the core where the neutron flux density is relatively small flows out of the core into the upper plenum 40 at a relatively low temperature while being heated. A part of the flow flows into the appropriately disposed slotted tube 1 and flows from the slot 2 provided at a position corresponding to the outlet nozzle 12 as shown by the arrow b ′ in the upper plenum 40. Leaked into
Heads to outlet nozzle 12.

【0031】このように相対的に低温である冷却材をス
ロット付き管1内を流すことにより、低温の周辺部流と
高温の中心部流とは、程よく混合して出口ノズル12に
矢印Aの流れのように流入し、冷却材である軽水の温度
の平均化が図られ、十分混合した冷却材が出口配管42
内を流れる。なお、スロット2を出口ノズル12に対応
する位置及び長さに亙ってスロット付き管1に設けてあ
るので、上部プレナム40内における冷却材の横流れが
大きい部分の流路閉栓を最小にすることができる。
As described above, by flowing the relatively low-temperature coolant through the slotted pipe 1, the low-temperature peripheral flow and the high-temperature central flow are mixed appropriately, and the outlet nozzle 12 The temperature of light water as coolant flows in like a flow, and the temperature of light water is averaged.
Flowing inside. In addition, since the slot 2 is provided in the slotted tube 1 over the position and length corresponding to the outlet nozzle 12, it is possible to minimize the plugging of the passage in the portion where the lateral flow of the coolant in the upper plenum 40 is large. Can be.

【0032】また、スロット付き管1の上部2/3の長
さの細径部6の径は、下部の太径部5に比べ15%以上
細くなっているので、出口ノズル12近傍の構造物に働
く流体荷重を低減するため、高温の中心部流が矢印f'
の流れのように、スロット付き管1のスロット2を貫通
して出口ノズル12に向かってスムーズに流れる。さら
に、低温の周辺部流と高温の中心部流との混合を促進す
ることができる。
The diameter of the small diameter portion 6 having a length of 2/3 of the upper part of the slotted tube 1 is smaller than the large diameter portion 5 by 15% or more. In order to reduce the fluid load acting on the
Flows smoothly toward the outlet nozzle 12 through the slot 2 of the slotted tube 1 as shown in FIG. Further, mixing of the cold peripheral stream and the hot central stream can be facilitated.

【0033】さらに、スロット付き管1には、太径部5
から細径部6へ移行するテーパ部7に窓孔8を設けたの
で、径縮小分の流量を細径部6に至る前に、スロット付
き管1内部から上部プレナム40に放出することができ
る。このため、スロット付き管1内部を通過する軸流量
の低下が避けられ、上部炉心板21の流路孔を通過する
冷却材の流量が不均一になることがなく、また、低温の
冷却材と高温の冷却材との混合がさらに促進されて均温
化が進む。
Further, the slotted tube 1 has a large diameter portion 5.
Since the window hole 8 is provided in the tapered portion 7 that transitions from the inside to the small diameter portion 6, the flow rate corresponding to the diameter reduction can be discharged from the inside of the slotted tube 1 to the upper plenum 40 before reaching the small diameter portion 6. . Therefore, a decrease in the axial flow rate passing through the inside of the slotted tube 1 is avoided, the flow rate of the coolant passing through the flow passage holes of the upper core plate 21 is not uneven, and the flow rate of the coolant at a low temperature is reduced. Mixing with the high-temperature coolant is further promoted, so that the temperature equalization proceeds.

【0034】[0034]

【発明の効果】請求項1に係る本発明は、被加熱流体が
低温域及び高温域に分かれて流れる炉心上部に画成され
ると共に、原子炉容器の側部に備えられた出口ノズルに
流体連通する上部プレナムにおいて、前記炉心の前記低
温域から流出する前記被加熱流体を前記出口ノズル近傍
まで案内すると共に、2/3以上を細径にし且つ縮径率
が少なくとも15%以上である細径部及び太径部から成
る被加熱流体案内部材を前記上部プレナムに配設する原
子炉容器内の被加熱流体混合促進構造としたので、炉心
外周部の低温域を流れた低温被加熱流体が、高温域を流
れた高温加熱流体の流れの中まで導かれて混合すると共
に、該非加熱流体案内部材による上部プレナム内部の構
造物の流体荷重の増加を低減することができるため、出
口ノズルに続く管内での熱成層化現象の発生を防止し、
且つ、制御棒クラスタ案内管等の構造物の健全性を高め
る。
According to the first aspect of the present invention, a fluid to be heated is defined at an upper portion of a reactor core where the fluid flows separately in a low temperature region and a high temperature region, and a fluid is supplied to an outlet nozzle provided on a side portion of the reactor vessel. In the communicating upper plenum, the fluid to be heated flowing out of the low temperature region of the core is guided to the vicinity of the outlet nozzle, and the diameter is reduced to 2/3 or more and the diameter reduction rate is at least 15% or more. The heated fluid guide member comprising a portion and a large diameter portion has a heated fluid mixing promoting structure in the reactor vessel provided in the upper plenum, so that the low-temperature heated fluid flowing through the low-temperature region on the outer peripheral portion of the core, Since the flow of the high-temperature heated fluid flowing through the high-temperature region is guided and mixed into the flow and the increase in the fluid load of the structure inside the upper plenum due to the non-heated fluid guide member can be reduced, the pipe following the outlet nozzle can be used. To prevent the occurrence of thermal stratification phenomenon in,
In addition, the soundness of structures such as the control rod cluster guide tube is improved.

【0035】請求項2に係る本発明は、前記被加熱流体
案内部材の前記細径部に、前記出口ノズルの内径にほぼ
対応する位置且つ長さに亙って複数の細長スロットを設
けるので、上部プレナム内における冷却材の横流れが大
きい部分の流路閉栓を最小にすることができ、出口ノズ
ルに向かう被加熱流体の流れが滑らかになり、上部プレ
ナム内部の構造物の流体荷重がさらに低減すると共に、
出口ノズル内での被加熱流体の混合が促進される。
According to the second aspect of the present invention, since a plurality of elongated slots are provided in the small diameter portion of the heated fluid guide member at positions and lengths substantially corresponding to the inner diameter of the outlet nozzle. The flow passage of the heated fluid toward the outlet nozzle can be smoothed, and the fluid load of the structure inside the upper plenum can be further reduced by minimizing the flow passage closure in the portion where the lateral flow of the coolant is large in the upper plenum. Along with
Mixing of the heated fluid in the outlet nozzle is promoted.

【0036】請求項3に記載の本発明は、前記被加熱流
体案内部材の前記太径部と前記細径部との間に且つ連接
するようにテーパ部が設けられ、該テーパ部に複数の窓
孔が設けられているので、被加熱流体案内部材内部にお
ける径縮小分の流量を、細径部に至る前に被加熱流体案
内部材から上部プレナムに放出することができ、被加熱
流体案内部材内部の軸流量低下を避けることにより、炉
心部における横流れを防止すると共に、上部プレナム内
において低温被加熱流体と高温被加熱流体との混合が促
進され均温化が進む。
According to a third aspect of the present invention, a tapered portion is provided between the large-diameter portion and the small-diameter portion of the heated fluid guide member so as to be connected thereto, and a plurality of tapered portions are provided in the tapered portion. Since the window hole is provided, the flow rate corresponding to the diameter reduction inside the heated fluid guide member can be discharged from the heated fluid guide member to the upper plenum before reaching the small diameter portion, and the heated fluid guide member can be released. By avoiding a decrease in the internal axial flow rate, a lateral flow in the core is prevented, and the mixing of the low-temperature heated fluid and the high-temperature heated fluid in the upper plenum is promoted, so that the temperature becomes even.

【0037】請求項4に記載の本発明は、前記被加熱流
体案内部材が、前記上部プレナムの外周部に設けられる
既存の上部炉心支持柱の位置に且つ交換して配設される
ので、上部プレナム内部の構造物に作用する流体荷重を
さらに低減させることができ、構造物の健全性がさらに
高められる。
According to a fourth aspect of the present invention, since the heated fluid guide member is disposed at a position of an existing upper core support column provided on an outer peripheral portion of the upper plenum and is exchanged, the upper portion is disposed in the upper plenum. The fluid load acting on the structure inside the plenum can be further reduced, and the soundness of the structure is further enhanced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施形態に係る加圧水型原子炉の要
部を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a main part of a pressurized water reactor according to an embodiment of the present invention.

【図2】 前記実施形態の上部プレナム近傍の要部を示
す部分拡大断面図である。
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view showing a main part near an upper plenum of the embodiment.

【図3】 スロット付き管の一部切欠き拡大側面図であ
る。
FIG. 3 is a partially cut-away enlarged side view of a slotted tube.

【図4】 上部プレナム内の構造物の配置を示す1/4
平面構成図である。
FIG. 4 is a quarter showing the arrangement of structures in the upper plenum.
FIG.

【図5】 上部プレナム内の構造物の配置をモデル化し
た図である。
FIG. 5 is a diagram modeling the arrangement of structures in an upper plenum.

【図6】 上部プレナム内の構造物の配置をモデル化し
た図である。
FIG. 6 is a diagram modeling an arrangement of structures in an upper plenum.

【図7】 上部プレナム内の構造物の配置をモデル化し
た図である。
FIG. 7 is a diagram modeling the arrangement of structures in an upper plenum.

【図8】 上部プレナム内の構造物の配置をモデル化し
た図である。
FIG. 8 is a diagram modeling the arrangement of structures in an upper plenum.

【図9】 既設の一般的な加圧水型原子炉の要部を示す
縦断面図である。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a main part of an existing general pressurized water reactor.

【図10】 図9の加圧水型原子炉の上部プレナム近傍
の要部を示す部分拡大断面図である。
10 is a partially enlarged cross-sectional view showing a main part in the vicinity of an upper plenum of the pressurized water reactor of FIG.

【図11】 従来のスロット付き管を取りつけた上部プ
レナム近傍の要部を示す部分拡大断面図である。
FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view showing a main part near an upper plenum to which a conventional slotted tube is attached.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スロット付き管(細径型)、2…スロット、3…下
端、4…取付部、5…太径部、6…細径部、7…テーパ
部、8…窓孔、10…原子炉容器、11…入口ノズル、
12…出口ノズル、20…上部炉心支持板、21…上部
炉心板、22…制御棒クラスタ案内管、23…上部炉心
支持柱、24…スロット付き管(従来型:太径型)、3
0…炉心槽、31…下部炉心板、32…下部炉心支持
板、33…燃料集合体、40…上部プレナム、41…下
部プレナム、42…出口配管。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tube with a slot (small diameter type), 2 ... Slot, 3 ... Lower end, 4 ... Mounting part, 5 ... Large diameter part, 6 ... Small diameter part, 7 ... Tapered part, 8 ... Window hole, 10 ... Nuclear reactor Container, 11 ... inlet nozzle,
12 outlet nozzle, 20 upper core support plate, 21 upper core plate, 22 control rod cluster guide tube, 23 upper core support column, 24 pipe with slot (conventional type: large diameter type), 3
0: core tank, 31: lower core plate, 32: lower core support plate, 33: fuel assembly, 40: upper plenum, 41: lower plenum, 42: outlet piping.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年9月22日(1999.9.2
2)
[Submission date] September 22, 1999 (September 9, 1999
2)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る本発明は、被加熱流体が低温域及び
高温域に分かれて流れる炉心上部に画成されると共に、
原子炉容器の側部に備えられた出口ノズルに流体連通す
る上部プレナムにおいて、前記炉心の前記低温域から流
出する前記被加熱流体を前記出口ノズル近傍まで案内す
ると共に、前記出口ノズルの内径にほぼ対応する位置且
つ長さに亙って複数の細長スロットが設けられている
径部及び太径部から成る被加熱流体案内部材を前記上部
プレナムに配設する原子炉容器内の被加熱流体混合促進
構造を提供する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a fluid to be heated is defined at an upper part of a core where the fluid flows separately in a low temperature region and a high temperature region.
In an upper plenum that is in fluid communication with an outlet nozzle provided on a side of the reactor vessel, the fluid to be heated flowing out of the low-temperature region of the core is guided to the vicinity of the outlet nozzle, and the inner diameter of the outlet nozzle is substantially equal to that of the outlet nozzle. Corresponding position
A heated fluid mixing promoting structure in a reactor vessel, in which a heated fluid guide member having a small diameter portion and a large diameter portion provided with a plurality of elongated slots over the length of the pipe is provided in the upper plenum. provide.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Correction target item name] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0015】前記被加熱流体案内部材の前記太径部と前
記細径部との間に且つ連接するようにテーパ部を設け
該テーパ部に複数の窓孔を設けることができる。また
前記被加熱流体案内部材は、前記上部プレナムの外周部
に設けられる既存の上部炉心支持柱の位置に且つ交換し
て配設するのが望ましい。
[0015] provided a tapered portion so and to articulate between the large diameter portion and the small diameter portion of the heated fluid guide member,
A plurality of window holes can be provided in the tapered portion . Also ,
It is preferable that the heated fluid guide member is disposed at a position of an existing upper core support column provided on an outer peripheral portion of the upper plenum and is exchanged.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0034[Correction target item name] 0034

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0034】[0034]

【発明の効果】請求項1に係る本発明は、被加熱流体が
低温域及び高温域に分かれて流れる炉心上部に画成され
ると共に、原子炉容器の側部に備えられた出口ノズルに
流体連通する上部プレナムにおいて、前記炉心の前記低
温域から流出する前記被加熱流体を前記出口ノズル近傍
まで案内すると共に、前記出口ノズルの内径にほぼ対応
する位置且つ長さに亙って複数の細長スロットが設けら
れている細径部及び太径部から成る被加熱流体案内部材
を前記上部プレナムに配設する原子炉容器内の被加熱流
体混合促進構造としたので、炉心外周部の低温域を流れ
た低温被加熱流体が、高温域を流れた高温加熱流体の流
れの中まで導かれて混合すると共に、上部プレナム内に
おける冷却材の横流れが大きい部分の流路閉栓を最小に
することができ、該非加熱流体案内部材による上部プレ
ナム内部の構造物の流体荷重の増加を低減することがで
きるため、出口ノズルに続く管内での熱成層化現象の発
生を防止し、且つ、制御棒クラスタ案内管等の構造物の
健全性を高める。
According to the first aspect of the present invention, a fluid to be heated is defined at an upper portion of a reactor core where the fluid flows separately in a low temperature region and a high temperature region, and a fluid is supplied to an outlet nozzle provided on a side portion of the reactor vessel. In the communicating upper plenum, the heated fluid flowing out of the low temperature region of the core is guided to the vicinity of the outlet nozzle, and substantially corresponds to the inner diameter of the outlet nozzle.
A plurality of elongate slots over the location and length
The heated fluid guide member comprising the small-diameter portion and the large-diameter portion is provided in the upper plenum so as to promote mixing of the heated fluid in the reactor vessel. The heated fluid is guided into and mixed with the flow of the high-temperature heated fluid flowing through the high-temperature region, and enters the upper plenum.
The flow passage of the coolant in the area where the lateral flow of the coolant is large
Since the increase in the fluid load of the structure inside the upper plenum by the unheated fluid guiding member can be reduced, the occurrence of thermal stratification in the pipe following the outlet nozzle can be prevented and the control can be performed. Improve the soundness of structures such as rod cluster guide tubes.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0035[Correction target item name] 0035

【補正方法】削除[Correction method] Deleted

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0036[Correction target item name] 0036

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0036】請求項に記載の本発明は、前記被加熱流
体案内部材の前記太径部と前記細径部との間に且つ連接
するようにテーパ部が設けられ、該テーパ部に複数の窓
孔が設けられているので、被加熱流体案内部材内部にお
ける径縮小分の流量を、細径部に至る前に被加熱流体案
内部材から上部プレナムに放出することができ、被加熱
流体案内部材内部の軸流量低下を避けることにより、炉
心部における横流れを防止すると共に、上部プレナム内
において低温被加熱流体と高温被加熱流体との混合が促
進され均温化が進む。
According to a second aspect of the present invention, a tapered portion is provided between the large-diameter portion and the small-diameter portion of the heated fluid guide member so as to be connected to each other. Since the window hole is provided, the flow rate corresponding to the diameter reduction inside the heated fluid guide member can be discharged from the heated fluid guide member to the upper plenum before reaching the small diameter portion, and the heated fluid guide member can be released. By avoiding a decrease in the internal axial flow rate, a lateral flow in the core is prevented, and the mixing of the low-temperature heated fluid and the high-temperature heated fluid in the upper plenum is promoted, so that the temperature becomes even.

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0037[Correction target item name] 0037

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0037】請求項に記載の本発明は、前記被加熱流
体案内部材が、前記上部プレナムの外周部に設けられる
既存の上部炉心支持柱の位置に且つ交換して配設される
ので、上部プレナム内部の構造物に作用する流体荷重を
さらに低減させることができ、構造物の健全性がさらに
高められる。
According to the third aspect of the present invention, since the heated fluid guide member is disposed at the position of an existing upper core support column provided on the outer peripheral portion of the upper plenum and is exchanged with the existing upper plenum, The fluid load acting on the structure inside the plenum can be further reduced, and the soundness of the structure is further enhanced.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筒井 武彦 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 栗村 力 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 泉 元 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takehiko Tsutsui 1-1-1 Wadasaki-cho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 1-1-1, Tazakicho Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., Kobe Shipyard (72) Inventor Izumimoto 2-1-1, Araicho, Araimachi, Takasago-shi, Hyogo Pref.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被加熱流体が低温域及び高温域に分かれ
て流れる炉心上部に画成されると共に、原子炉容器の側
部に備えられた出口ノズルに流体連通する上部プレナム
において、前記炉心の前記低温域から流出する前記被加
熱流体を前記出口ノズル近傍まで案内すると共に、2/
3以上を細径にし且つ縮径率が少なくとも15%以上で
ある細径部及び太径部から成る被加熱流体案内部材を前
記上部プレナムに配設する原子炉容器内の被加熱流体混
合促進構造。
1. An upper plenum in which a fluid to be heated is defined at an upper portion of a core flowing separately in a low-temperature region and a high-temperature region, and is in fluid communication with an outlet nozzle provided on a side of a reactor vessel. Guiding the heated fluid flowing out of the low-temperature region to a position near the outlet nozzle,
A heated fluid mixing promoting structure in a reactor vessel, wherein a heated fluid guide member having a small diameter portion and a large diameter portion having a small diameter of at least 3 and a diameter reduction ratio of at least 15% is disposed in the upper plenum. .
【請求項2】 前記被加熱流体案内部材の前記細径部に
は、前記出口ノズルの内径にほぼ対応する位置且つ長さ
に亙って複数の細長スロットが設けられている請求項1
に記載の原子炉容器内の被加熱流体混合促進構造。
2. The small diameter portion of the heated fluid guide member is provided with a plurality of elongated slots at positions and lengths substantially corresponding to the inner diameter of the outlet nozzle.
4. The structure for promoting mixing of a fluid to be heated in a nuclear reactor vessel according to claim 1.
【請求項3】 前記被加熱流体案内部材の前記太径部と
前記細径部との間に且つ連接するようにテーパ部が設け
られ、該テーパ部に複数の窓孔が設けられている請求項
1または2に記載の原子炉容器内の被加熱流体混合促進
構造。
3. A tapered portion is provided between the large-diameter portion and the small-diameter portion of the heated fluid guide member so as to be connected to each other, and a plurality of window holes are provided in the tapered portion. Item 3. A structure for promoting mixing of a fluid to be heated in a reactor vessel according to Item 1 or 2.
【請求項4】 前記被加熱流体案内部材は、前記上部プ
レナムの外周部に設けられる既存の上部炉心支持柱の位
置に且つ交換して配設される請求項1乃至3のいずれか
1項に記載の原子炉容器内の被加熱流体混合促進構造。
4. The method according to claim 1, wherein the fluid guide member to be heated is disposed at a position of an existing upper core support column provided on an outer peripheral portion of the upper plenum and is exchanged. A mixed fluid promoting structure in a reactor vessel as described in the above.
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