JP3605247B2 - Method of changing coolant flow path in pressurized water reactor and upper core structure in pressurized water reactor vessel - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は原子炉の内部構造に関し、特に加圧水型原子炉の上部炉心構造物に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の加圧水型原子炉の代表的な内部構造の一例が図7に示されている。この構造及びその機能を概説すると、原子炉容器1と一体的に形成された入口ノズル3から冷却材5が原子炉容器1内に流入し、ダウンカマー7を流れ下り、底部プレナム9に至る。底部プレナム9で反転した冷却材5は、多数の燃料集合体からなる炉心11を上向きに貫流し、その際加熱されて高温となり、上部炉心構造物13の上部炉心板15を通って上部プレナム17に至る。その上部プレナム17は、上部炉心板15と、これを上部炉心支持柱19を介して吊り下げ支持する上部炉心支持板21とにより画成され、原子炉容器1に一体的に形成された出口ノズル23を通って冷却材5が流出する。原子炉容器1の上部開口は着脱自在の上蓋25により閉じられているが、上蓋25の上方に設けられた制御棒駆動装置27に対応して、制御棒クラスタ案内管29が上部炉心支持板21に挿通されて設けられている。
燃料集合体の中空案内管に1本づつ挿入される複数の制御棒は、スパイダ部材によりクラスタ状に組み立てられ、制御棒組立体又は制御棒クラスタと呼ばれているが、これは制御棒駆動装置27により上下方向に駆動されるときに制御棒クラスタ案内管29により案内される。この制御棒クラスタ案内管29の構造が図8及び図9に示されている。
【0003】
図8及び図9に示すように、制御棒クラスタ案内管29は略矩形断面の上筒29aと下筒29bからなり、中部フランジ29cにより上部炉心支持板21に固定されている。下筒29bの下部フランジ29dは上部炉心板15に隣接して狭い隙間31を形成すると共に下筒29bの側面下部には流れ窓29eが穿設されている。従って、冷却材5は矢印に示すように流れて、隙間31と流れ窓29eとを分かれて通って上部プレナム17に流出することになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
而して、前述の上部炉心構造物では、隙間31は流れ窓29eに比して相対的に小さいから、冷却材のかなりの部分が主流となって流れ窓29eを流れる。この主流は下筒29b内で流れ方向を変えるので、制御棒クラスタの細い制御棒を横切って流れるから、これに流体励起振動を与える。このため制御棒が、制御棒クラスタ案内管の水平案内支持板に接触して摩耗が大きくなるという問題があった。
従って、本発明の課題は、制御棒の流体励起振動を抑制しうる加圧水型原子炉の上部炉心構造物を提供することにあり、或いは既に設置されている加圧水型原子炉の上部炉心構造物において制御棒の流体励起振動を抑制するように原子炉冷却材の流路を変更する改造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
如上の課題を解決するため、本発明によれば、炉心を構成する燃料集合体群を押さえる上部炉心板と、その炉心に挿脱される制御棒クラスタを案内する制御棒クラスタ案内管と、前記上部炉心板の上方で前記制御棒クラスタ案内管を通して支持する上部炉心支持板と、を原子炉容器内の上部に有する加圧水型原子炉において、冷却材の流路変更を行うための改造方法は、前記制御棒クラスタ案内管の中部フランジと前記上部炉心支持板の上面との間にシムプレート構造物を追加的に介装して制御棒クラスタ案内管下端と上部炉心板上面との間に改造前の隙間より相対的に大きな間隙を付加することから構成される。
又、本発明によれば、炉心を構成する燃料集合体群を押さえる上部炉心板と、炉心に挿脱される制御棒クラスタを案内する制御棒クラスタ案内管と、上部炉心板の上方で前記制御棒クラスタ案内管を通して支持する上部炉心支持板とを有する加圧水型原子炉容器内の上部炉心構造物は、制御棒クラスタ案内管の中部フランジと上部炉心支持板の上面との間にシムプレート構造物が介装され、制御棒クラスタ案内管下端と上部炉心板上面との間にシムプレート構造物の厚さに対応する間隙が形成され、その隙間を通して原子炉冷却材のかなりの部分が流れるようになっていることを特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。尚、前述の図面を含む全図に亙って同一部分には同一の符号を付している。
図1において、制御棒クラスタ案内管29の中部フランジ29cと上部炉心支持板21との間にシムプレート33が挟装されている。このシムプレート33の取付け状態が図2の(b)図に拡大して示されている。シムプレート33の詳細は図3(a),(b)に示されているが、取付け厚さはTであり、シムプレート33の無い従来状態(a)に比して厚さTだけ制御棒クラスタ案内管29の高さが嵩上げされた形となっている。制御棒クラスタ案内管29は、主として上部炉心支持板21に支持されるから、上部炉心板15の支持ピン等で位置決めされる制御棒クラスタ案内管29の下部フランジ29dが図4(b)に示すようにその分だけ上部炉心板15から離れ、嵩上げされた形になる。図4(a)は、シムプレート33が取り付けられないときの下部フランジ29dと上部炉心板15との関係を示している。図4(a)の隙間31は、図4(b)の隙間35より明らかに厚さTだけ小さい。
更に、図2(b)の一部を拡大して示す図5に示すように、中部フランジ29cはインロウ式の嵌合構造を形成する環状突起29fを有し、これに対応して上部炉心支持板21は環状凹み21aを有する。更にシムプレート33は、環状突起29fを受け入れ且つ環状凹み21a内に入り込む内周端部33aを有し、図示のように互いに組合わさって所定の位置決め精度が得られる。そして図2に示すように、制御棒クラスタ案内管29の中部フランジ29cは、固定ボルト37により上部炉心支持板21に確りと固定される。
【0007】
上述のようにシムプレート33を介して上部炉心支持板21に固定される制御棒クラスタ案内管29は、図6に示すように並んで配置され、適宜な位置に配置された上部炉心支持柱19により上部炉心支持板21と上部炉心板15とが連結されて上部炉心構造物113が構成される。既に設置されている原子炉の上部炉心構造物13を上述の上部炉心構造物113に改造するには、各制御棒クラスタ案内管29について固定ボルト37を緩めて取外しし、各制御棒クラスタ案内管29を引き抜き、シムプレート33をこれに嵌装し、再び各制御棒クラスタ案内管29を図1に示すように上部炉心支持板21に挿入し、図2(b)に示すように固定ボルト37で締付固定する。このようにして、下部フランジ29dと上部炉心板15との間に大きな隙間35が形成されると、流体抵抗との関連から多くの冷却材がここを貫流することになる。即ち冷却材の流路が変更され、流れ窓29eを通る冷却材の量が減り、制御棒の流体起振力が減少して制御棒の流体励起振動及びこれによる摩耗が低減される。
【0008】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、既設の加圧水型原子炉の上部炉心構造物に含まれる制御棒クラスタ案内管をシムプレート構造物を介装するだけで、制御棒クラスタ案内管と上部炉心板との間の隙間を拡大して冷却材流路を変更し、制御棒の流体励起振動及びこれによる摩耗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施形態の要部を示す部分側面図である。
【図2】図1の要部を拡大して示す説明図である。
【図3】図1の要部を拡大して示す説明図である。
【図4】図1の要部を拡大して示す説明図である。
【図5】図2(b)の一部を拡大して示す部分断面図である。
【図6】前記実施形態による改造後の上部炉心構造物を示す立断面図である。
【図7】従来の加圧水型原子炉の内部構造の一例を示す概念的立断面図である。
【図8】図7のVIII部をしめす拡大部分立面図である。
【図9】図8の一部を示す拡大部分立面図である。
【符号の説明】
1 原子炉容器
5 冷却材
11 炉心
15 上部炉心板
19 上部炉心支持柱
21 上部炉心支持板
29 制御棒クラスタ案内管
29a 上筒
29b 下筒
29c 中部フランジ
29d 下部フランジ
29e 流れ窓
31 隙間
33 シムプレート
35 隙間
37 固定ボルト[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal structure of a nuclear reactor, and more particularly to an upper core structure of a pressurized water reactor.
[0002]
[Prior art]
An example of a typical internal structure of a conventional pressurized water reactor is shown in FIG. In general, the structure and its function are as follows. A
The plurality of control rods inserted one by one into the hollow guide tube of the fuel assembly are assembled in a cluster by a spider member, and are called a control rod assembly or a control rod cluster. When driven in the vertical direction by 27, it is guided by the control rod
[0003]
As shown in FIGS. 8 and 9, the control rod
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described upper core structure, the
Therefore, an object of the present invention is to provide an upper core structure of a pressurized water reactor that can suppress fluid-induced vibration of a control rod, or to provide an upper core structure of an already installed pressurized water reactor. An object of the present invention is to provide a remodeling method for changing a flow path of a reactor coolant so as to suppress fluid-induced vibration of a control rod.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
To solve the problems According to the process 30, according to the present invention, the upper core plate to press the fuel assembly group constituting the core, a control rod cluster guide tubes for guiding the control rod clusters are inserted into and removed from the reactor core, the An upper core support plate supporting the control rod cluster guide tube above the upper core plate, and, in a pressurized water reactor having an upper part in a reactor vessel, a remodeling method for changing a flow path of a coolant includes: Before remodeling between the lower end of the control rod cluster guide tube and the upper core plate upper surface by additionally interposing a shim plate structure between the middle flange of the control rod cluster guide tube and the upper surface of the upper core support plate Is formed by adding a gap relatively larger than the gap.
Further, according to the present invention, an upper core plate for holding a fuel assembly group constituting a core, a control rod cluster guide tube for guiding a control rod cluster to be inserted into and removed from the core, and the control unit above the upper core plate. An upper core structure in a pressurized water reactor vessel having an upper core support plate supported through a rod cluster guide tube comprises a shim plate structure between a middle flange of the control rod cluster guide tube and an upper surface of the upper core support plate. A gap corresponding to the thickness of the shim plate structure is formed between the lower end of the control rod cluster guide tube and the upper surface of the upper core plate so that a considerable portion of the reactor coolant flows through the gap. It is characterized by becoming.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same parts are denoted by the same reference numerals throughout the drawings including the above-described drawings.
In FIG. 1, a
Further, as shown in FIG. 5 which is an enlarged view of a part of FIG. 2 (b), the
[0007]
The control rod
[0008]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the control rod cluster guide tube included in the upper core structure of the existing pressurized water reactor is simply provided with the shim plate structure, and the control rod cluster guide tube and the upper The gap between the core plate and the core plate is enlarged to change the coolant flow path, so that the fluid-induced vibration of the control rod and the wear caused by the vibration can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial side view showing a main part of an embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an enlarged main part of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a main part of FIG. 1 in an enlarged manner.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an enlarged main part of FIG. 1;
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a part of FIG. 2B in an enlarged manner.
FIG. 6 is an elevational sectional view showing the upper core structure after the modification according to the embodiment.
FIG. 7 is a conceptual vertical sectional view showing an example of the internal structure of a conventional pressurized water reactor.
FIG. 8 is an enlarged partial elevation view showing a portion VIII of FIG. 7;
FIG. 9 is an enlarged partial elevation view showing a part of FIG. 8;
[Explanation of symbols]
Claims (3)
前記炉心に挿脱される制御棒クラスタを案内する制御棒クラスタ案内管と、
前記上部炉心板の上方で前記制御棒クラスタ案内管を通して支持する上部炉心支持板と、を原子炉容器内の上部に有する加圧水型原子炉において、
前記制御棒クラスタ案内管の中部フランジと前記上部炉心支持板の上面との間にシムプレート構造物を追加的に介装して前記制御棒クラスタ案内管下端と前記上部炉心板上面との間に相対的に大きな間隙を付加することを特徴とする加圧水型原子炉内の冷却材流路変更方法。An upper core plate for holding the fuel assemblies constituting the core,
A control rod cluster guide tube for guiding a control rod cluster inserted into and removed from the core ,
An upper core support plate supporting the control rod cluster guide tube above the upper core plate, and a pressurized water reactor having an upper part in a reactor vessel,
A shim plate structure is additionally interposed between the middle flange of the control rod cluster guide tube and the upper surface of the upper core support plate to provide a shim plate structure between the lower end of the control rod cluster guide tube and the upper core plate upper surface. A method for changing a coolant flow path in a pressurized water reactor, characterized by adding a relatively large gap.
前記炉心に挿脱される制御棒クラスタを案内する制御棒クラスタ案内管と、
前記上部炉心板の上方で前記制御棒クラスタ案内管を通して支持する上部炉心支持板と、を有する加圧水型原子炉容器の上部炉心構造物において、
前記制御棒クラスタ案内管の中部フランジと前記上部炉心支持板の上面との間にシムプレート構造物が介装され、
前記制御棒クラスタ案内管下端と前記上部炉心板上面との間に前記シムプレート構造物の厚さに対応する間隙が形成され、
同隙間を通して原子炉冷却材のかなりの部分が流れるようになっていることを特徴とする加圧水型原子炉容器内の上部炉心構造物。An upper core plate for holding the fuel assemblies constituting the core,
A control rod cluster guide tube for guiding a control rod cluster inserted into and removed from the core,
An upper core support plate supporting the control rod cluster guide tube above the upper core plate , and an upper core structure of a pressurized water reactor vessel having:
A shim plate structure is interposed between a middle flange of the control rod cluster guide tube and an upper surface of the upper core support plate,
A gap corresponding to the thickness of the shim plate structure is formed between the lower end of the control rod cluster guide tube and the upper core plate upper surface,
An upper core structure in a pressurized water reactor vessel, wherein a significant portion of the reactor coolant flows through the gap.
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