JP2011523696A5 - - Google Patents

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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凹形表面と、圧力容器側壁側凸形表面とを有し、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の原子炉。
  7. セグメントの数は3個である請求項の原子炉。
  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の原子炉。
  10. 離隔部材は座金である請求項の原子炉。
  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。
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