JP2011523696A5 - - Google Patents

Description

上述したように、原子炉炉心から容器に照射される中性子束により原子炉容器の材料が脆化することが判明している。そのため、原子炉容器に照射される最大フルエンスは規則ガイド１．９９に原子力規制委員会により制限されている。これらの制限の超過を回避するため、一部の原子炉では、図３に示す中性子遮蔽体５８が炉心槽の周りにおいて、燃料集合体の近接によりフルエンスが最大である基点軸を中心とする、円周方向で離隔した場所に配置される。中性子遮蔽体は本質的に、炉心内の燃料要素とほぼ同じ高さにそって延びる。中性子遮蔽体５８の厚さは規則ガイド１．９９により設定された制限未満に原子炉容器１０への中性子フルエンスを減少させるように調整される。図３からわかるように、中性子遮蔽体は入来冷却材の流れを方向付けて炉心１４に到達させる、容器１０と炉心槽３２の壁との間の降水領域を狭くし、従って冷却材の流れを制限する。本発明は、炉心槽側のほぼ凹形表面と圧力容器の内壁の凸形表面とを有する中性子遮蔽パネルを各パネルの凹形表面と凸形表面との間の厚さが円周方向において一様でないように設計することによってその制限を最小限に抑えるものである。

図６は、炉心槽の壁への中性子遮蔽パネル５８の接続態様を側面図で示す、一部が破断された炉心槽３２の立面図である。図６に示す中性子遮蔽パネル５８は３つの別個の矩形部分６６より成るが、これは炭素鋼である炉心槽とステンレス鋼である中性子遮蔽パネルの部分６６との間の熱膨張の違いにより矩形部分６６を炉心槽３２に固着するボルト６０にかかる応力を減少するためである。図６に示すように、パネルの各セグメント６６は実質的に矩形であり、長い辺が垂直方向に向いている。一般的に、上方のパネル部分６６の面取りした上方端縁部６４は別にして、パネルの３つの部分６６は全てほぼ同一設計である。

図６の右側の中性子遮蔽パネルからわかるように、パネルのセグメント６６の間のインターフェイスは傾斜した対向端縁部６８を有し、この端縁部は隣接するセグメント６６の対向端縁部の傾斜に逆方向にマッチし、隣接する対向端縁部を互いに離隔するため、原子炉冷却材はその間を通過でき、セグメントが冷却される。各セグメント６６はステンレス鋼で構成するのが好ましい。

図７は中性子遮蔽パネルセグメント６６の側面図であり、図８は中性子遮蔽パネルセグメント６６の前面図である。図７及び８には、図６に関して上述した面取りした頂部６４と、傾斜した下部６８とがよく示されている。さらに、パネルのセグメント６６の下側には冷却をさらに促進するために円周方向の冷却チャンネル７４が設けられている。

本発明の重要な特徴の１つは、凹形表面と凸形表面との間の中性子遮蔽パネルの厚さがフルエンスが最も高い所で最も厚く、フルエンスレベルがそれより低い隣接場所での厚さが薄いように、円周方向においてパネルの厚さが一様でないことである。この構成により比較的直径の小さい原子炉容器の構成が可能となり、これにより発電所の他のコンポーネントに対する影響が少なくなる。さらに、円周方向において厚さが一様でないこと、降水管内の流れが妨げられる度合いが減少するため、原子炉圧力容器の圧力降下及び内部構造の振動レベルが従来型原子炉に用いられる厚さが均一なパネルの場合よりも小さくなる。パネルが高フルエンスの場所で最も厚いため、必要とされる所での厚さの利益が得られ、フルエンスが低い所でのその利益が少ない。

Claims (12)

1. 内側の側壁を有する圧力容器と、
   圧力容器内に位置して炉心を円周方向において取り囲み、圧力容器の側壁と共に降水領域を画定する炉心槽と、
   降水領域に位置して円周方向に離隔した複数の中性子遮蔽パネルとより成り、
   各パネルは炉心槽側の凹形表面と、圧力容器側壁側の凸形表面とを有し、各パネルは凹形表面と凸形表面との間で円周方向において一様でない厚さを有し、中心の厚さが最も大きくほぼ７．６２ｃｍであり、ほぼ２．５４ｃｍの側部に向かってテイパーしている原子炉。
2. 中性子遮蔽パネルはステンレス鋼で形成されている請求項１の原子炉。
3. 中性子遮蔽パネルの頂部は面取りされている請求項１の原子炉。
4. 炉心槽は垂直方向に延びる中心軸を有し、中性子遮蔽パネルは垂直方向に並置された複数の別個のセグメントにより構成されている請求項１の原子炉。
5. 各セグメントは矩形であり、２つの長い側部が垂直方向に延びる請求項４の原子炉。
6. 各セグメントはほぼ同一サイズである請求項４の原子炉。
7. セグメントの数は３個である請求項４の原子炉。
8. 各セグメントは炉心槽にボルト止めされている請求項４の原子炉。
9. 中性子遮蔽パネルの凹形表面の少なくとも一部は離隔部材により炉心槽の外表面から離隔している請求項４の原子炉。
10. 離隔部材は座金である請求項９の原子炉。
11. 中性子遮蔽パネルの各セグメントは傾斜した両端端縁部を有し、傾斜した端縁部は隣接するセグメントの対向端縁部の傾斜と逆方向にマッチしており、隣接する対向端縁部はその間を原子炉冷却材が通過して中性子遮蔽パネルのセグメントを冷却できるように互いに離隔している請求項４の原子炉。
12. 中性子遮蔽パネルの凹形表面には冷却を促進するために炉心槽に向いた溝が設けられている請求項１の原子炉。