JP4458489B2 - 流路形成装置、および自然循環型沸騰水型原子炉 - Google Patents

Description

本発明は、自然循環型沸騰水型原子炉に関し、特に、原子炉のチムニ内の流路形成装置に関する。

自然循環型沸騰水型原子炉では、原子炉圧力容器内の冷却材の循環流路を、炉心の上部に設けた円筒状のチムニ胴と炉心の周囲を囲う炉心シュラウドとを利用して形成している。炉心シュラウドおよびチムニの外周面と、原子炉圧力容器内面との間に設けられているダウンカマと呼ばれている下降流路を形成して冷却材を下降させるとともに、炉心シュラウドの内側とチムニの内側に上昇流路を形成して、冷却材を上昇させている。このようにして、原子炉圧力容器において冷却材を自然循環させている。

このような自然循環型沸騰水型原子炉は、循環流路を原子炉圧力容器内に備えているので、炉心で核反応による熱を受けて加熱された冷却材が液体と蒸気の気液二相流となって炉心からチムニ内を通る上昇流路にて上昇し、その気液二相流は液体と蒸気に気水分離器で分離されて、蒸気は上昇し蒸気乾燥器でさらに湿分が除かれて原子炉圧力容器外のタービンなどに供給され、液体は下降流路に送られる。

下降流路では冷却材がチムニ内の冷却材よりも低温で蒸気を含まないので密度が大きく、この密度差に基づく水頭差で冷却材が下降して行く。下降した冷却材の流れは原子炉圧力容器の底部で上昇に転じ、冷却材は再度炉心へ下方から入り加熱され上昇する。このように冷却材を、ポンプを利用しないで自然循環をさせることができる（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

その冷却材の自然循環力を向上させるために、チムニ内において流路隔壁でチムニ内の上昇流路を複数の直立した格子流路に仕切り、その複数の格子流路内に炉心から上昇してきた気液二相流を流して、冷却材を上昇させるようにした例もある（例えば、特許文献３参照）。

特開平０８−０９４７９３号公報 特開平０６−２６５６６５号公報 特公平０７−０２７０５１号公報

自然循環型沸騰水型原子炉を含め一般的に原子炉では、炉心まわりの定期点検が義務付けられており、炉心シュラウドや炉心下部プレナムの点検が行われる。そして、この点検の結果によっては、保守が必要になる場合がある。

点検保守の際には、炉心でテレビカメラや検査装置を使用するために、原子炉圧力容器の上部から炉心までテレビカメラや検査装置を移動させることになる。この移動の経路上には、特許文献１と２においては、蒸気乾燥器と気水分離器とが配置されており、特許文献３においては、蒸気乾燥器と気水分離器とに加えて、チムニ内の流路隔壁も配置されている。点検保守の際には、テレビカメラや検査装置を効率よく操作するために、蒸気乾燥器と気水分離器と流路隔壁とを原子炉圧力容器の外に取り出す必要がある。

蒸気乾燥器と気水分離器と流路隔壁とは放射能に汚染されているので、取り出された蒸気乾燥器と気水分離器と流路隔壁とは、放射線の遮へいされた一時保管場所に保管する必要がある。一時保管場所としては、水を満たしたプールが用いられる。プールは原子炉が収容される原子炉建屋の中に設置される。プール内に、蒸気乾燥器と気水分離器とに加えて、流路隔壁を保管しようとすれば、プールの設置面積が大きくなり、ひいては、原子炉建屋の敷地面積が大きくなり、原子炉の建設費用が増加してしまう。

したがって、本発明の目的は、プールの設置面積を大きくすることなしに、流路隔壁をもプールに保管可能な流路形成装置および自然循環型沸騰水型原子炉を提供することである。

本発明の流路形成装置および自然循環型沸騰水型原子炉の基本的要件は、原子炉圧力容器内の炉心の上方に装備されるチムニ内に配置され、前記炉心からの冷却材が流れる複数の流路を形成し、前記複数の流路に仕切る流路隔壁と、前記流路隔壁の上端を支持し前記複数の流路の上が開口した上部支持板と、前記流路隔壁の下端を支持し前記複数の流路の下が開口した下部支持板とを有し、少なくとも２つに分割されている流路形成装置にある。

本発明によれば、プールの設置面積を大きくすることなしに、流路隔壁をもプールに保管可能な流路形成装置および自然循環型沸騰水型原子炉を提供できる。

（自然循環型沸騰水型原子炉の概要）
次に、本発明の実施の形態に係る自然循環型沸騰水型原子炉１について、図１を参照しながら詳細に説明する。一般に、沸騰水型原子炉内の冷却材（軽水）の駆動方法は２通りあり、一つは再循環ポンプを用いて強制循環させる方法であり、もう一つは再循環ポンプを用いないで自然循環による方法である。本実施の形態は、後者の自然循環による方法である。

自然循環による方法は、冷却材を原子炉圧力容器６内に収容し、原子炉圧力容器６内に収納する炉心７で冷却材を加熱して液体から蒸気を発生させ、蒸気と飽和温度の液体の混合した密度の低い冷却材と、給水配管１６ｂから供給される給水と混合された液体の冷却材との比重差によって自然循環に必要な駆動力を得るものである。

自然循環型沸騰水型原子炉１は、円筒状の原子炉圧力容器６内に、炉心シュラウド８が、同心の円筒状に設けられている。この炉心シュラウド８は、その外側面と原子炉圧力容器６の内側面との間隙に環状空間を形成するように配設され、この環状空間をダウンカマ９という。また、炉心シュラウド８の内部には、多数の燃料集合体２１が配置された炉心７を収容している。

ダウンカマ９の上方には、復水器３から給水ポンプ４を介して、給水加熱器５で加熱の後、給水入口ノズル１７から原子炉圧力容器６内に供給される冷却材を配給する図示しない給水スパージャが円環状に設けられている。炉心シュラウド８は、シュラウドレグ８ａによって支持される。ダウンカマ９を下降した冷却材は、シュラウドレグ８ａ間の流路から、炉心７の下部の炉心下部プレナム１０に導き入れられる。

炉心７の下部には、炉心支持板２２を、上部には上部格子板２３を設け、燃料集合体２１と制御棒２４の横方向の配置を決めている。炉心支持板２２には、所定の間隔で円形の図示しない貫通孔が設けられ、その貫通孔に制御棒案内管２５が挿入され、制御棒案内管２５の下部は、原子炉圧力容器６の底部を貫通して制御棒２４を上下方向に動かす制御棒駆動機構２６を収容する制御棒駆動機構ハウジング２６ａの上部に組合わされている。

燃料集合体２１は、制御棒案内管２５の上端に取り付けられた図示しない燃料支持金具の上に据えられ、その荷重は制御棒案内管２５および制御棒駆動機構ハウジング２６ａを介して、原子炉圧力容器６の底部に伝えられる。

前記の燃料支持金具は、側面に冷却材入口を有し、そこに図示しないオリフィスが設けられて、冷却材流量を規制している。燃料支持金具の冷却材入口に対応する制御棒案内管２５の側面には開口が設けられ、炉心下部プレナム１０に導かれた冷却材が燃料支持金具を経て、燃料集合体２１内に導かれる。個々の燃料集合体２１は、図示しない四角筒のチャンネルボックスで囲われ軸方向の個別の流路を形成しており、チャンネルボックスは上部格子板２３の上面まで到るように構成されている。前記制御棒２４は図示しない中性子吸収物質を含む有効部を有し、その有効部が前記チャンネルボックスの外面をガイドとして、周囲の４体の燃料集合体２１間に挿入される。

さらに、炉心７内には、中性子検出器を複数含み出力領域の中性子束を計測するＬＰＲＭ（Local Power Range Monitor：局部出力領域モニタ）検出器集合体３９が、配置されている。ＬＰＲＭ検出器集合体３９は、その下部が圧力容器６底部に設けられた貫通孔を通る炉内核計装ハウジング３９ａに収容され、信号ケーブルが炉内核計装ハウジング３９ａの下端から出ている。

炉心７の上には、炉心７から出た気液二相流の冷却材を上方に導く流路を確保し、冷却材の対流を促進し、自然循環駆動力を増加させるチムニ１１が設けられている。チムニ１１は、原子炉圧力容器６と同心の円筒状のチムニ胴１１ｄを有し、その内部に、流路隔壁Ｒで仕切ることにより格子流路１１ａを形成する流路形成装置１１Ａ、１１Ｂを有している。なお、個々の格子流路１１ａを上方に流れる冷却材はチムニ１１内の上部で合流するように、チムニ１１の上部に上部プレナム１１ｃが設けられている。上部格子板２３とチムニ１１の下端とは、ダウンカマ９を下降する冷却材と、炉心７から上昇する冷却材とが混じらないような組み合わせ構造になっている。

チムニ１１の上端は、チムニヘッド１２ａで閉じられる。チムニヘッド１２ａには、所定の数の冷却材通過用の孔が設けられ、その孔はスタンドパイプ１２ｂを介して気液二相流から飽和蒸気と飽和水とに分離する気水分離器１２につながっている。気水分離器１２の上部には、蒸気乾燥器１３が設けられ、気水分離器１２を出た飽和蒸気に含まれる湿分を除去し、蒸気ドーム１４、蒸気出口ノズル１５、主蒸気配管１６ａを経て、タービン２に飽和蒸気を送る。なお、チムニヘッド１２ａとスタンドパイプ１２ｂと気水分離器１２は一体に組み立てられており、燃料交換時や炉心７の点検保守には、一体でチムニ１１の上端から取り外し可能な構成である。

自然循環型沸騰水型原子炉１においては、給水入口ノズル１７から供給される冷却材は、気水分離器１２で分離された飽和水と混合し、方向Ａにダウンカマ９を下降する。シュラウドレグ８ａの図示しない間隙によって構成される流路から、冷却材は、炉心シュラウド８内に流入し、炉心７によって加熱される。炉心７による加熱によって、冷却材は、方向Ｂに流れる飽和状態の気液二相流となる。この気液二相流は格子流路１１ａ、上部プレナム１１ｃ、スタンドパイプ１２ｂを経て、気水分離器１２に達し、気水分離器１２によって、方向Ｃに流れる飽和蒸気と、方向Ｄに流れる飽和水に分離される。分離された飽和蒸気は、蒸気乾燥器１３を経て、蒸気出口ノズル１５から主蒸気配管１６ａによってタービン２に導かれ発電に供される。

一方、分離された飽和水は、原子炉圧力容器６内の冷却材に混合され、給水入口ノズル１７から供給される冷却材と更に混合されて、再びダウンカマ９を下降して原子炉圧力容器６内を循環する。

（チムニの構造）
図１および図２の（ａ）と（ｂ）に示すように、チムニ１１は、冷却材の上昇流と下降流とを分けるチムニ胴１１ｄと、上昇流が流れる複数の流路を形成する流路形成装置１１Ａと１１Ｂと、流路形成装置１１Ａと１１Ｂとを支える台座１１ｇと、台座１１ｇに立てられたピン３５と、チムニ胴１１ｄと流路形成装置１１Ａ、１１Ｂとの間に打ち込まれたくさび３３とを有している。チムニ胴１１ｄは円筒状の形状をしており、この円筒内に流路形成装置１１Ａと１１Ｂとが配備されている。
図２の（ａ）と（ｂ）と図３と図５に示すように、流路形成装置１１Ａと１１Ｂは、上部支持板１１ｅと、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５、Ｌ１乃至Ｌ５と、下部支持板１１ｆとを有する。

流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５、Ｌ１乃至Ｌ５により、上方から見て矩形の複数の格子流路１１ａが形成されている。格子流路１１ａには炉心７からの冷却材が流れる。流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５、Ｌ１乃至Ｌ５は、炉心７からの流れを複数の格子流路１１ａに仕切っている。

複数の流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５は、等間隔で平行に配置されている。複数の流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ５も、等間隔で平行に配置されている。流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５の間隔と、流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ５の間隔とは等しく、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ５とは直角に交わっている。流路隔壁Ｒ３と流路隔壁Ｌ３とは、チムニ胴１１ｄの円筒の中心軸の近傍を通っている。

そして、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５の隣り合う２枚と、流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ５の隣り合う２枚とで囲まれそれぞれが合同の関係にある複数の格子流路１１ａが形成されている。流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５とＬ１乃至Ｌ５は金属製の板であり、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ５とを溶接等により接合することにより、格子流路１１ａが形成される。また、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５、Ｌ１乃至Ｌ５は、上部支持板１１ｅと下部支持板１１ｆとに溶接等により接合されている。流路形成装置１１Ａと流路形成装置１１Ｂはそれぞれ溶接構造になっている。

上部支持板１１ｅは、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ５の上端を支持している。上部支持板１１ｅは、複数の格子流路１１ａ毎の上方が個々独立して開口している。このことにより、上部支持板１１ｅには、格子状に複数の開口が開けられている。開口の形状は、格子流路１１ａの横断面の形状と相似形になり、具体的には正方形になっている。

上部支持板１１ｅは、チムニ１１の周囲に配置されたチムニ胴１１ｄに支持されている。図２（ａ）（ｂ）と図７（ａ）（ｂ）に示すように、上部支持板１１ｅのチムニ胴１１ｄによる支持のために、上部支持板１１ｅとチムニ胴１１ｄとの間にくさび３３が打ち込まれている。上部支持板１１ｅの側面のくさび３３が接する箇所にはテーパ部３７が設けられ、くさび３３とテーパ部３７とは互いに面で接触する。このことにより、上部支持板１１ｅを含め流路形成装置１１Ａ、１１Ｂを水平方向に支持することができ、水平方向耐震強度を高めることができる。くさび３３には脱着する際にクレーン等に引っ掛けるためのフック３４が設けられている。

図２（ａ）（ｂ）と図３に示す下部支持板１１ｆは、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５と流路隔壁Ｌ１乃至Ｌ５の下端を支持している。下部支持板１１ｆは、複数の格子流路１１ａ毎の下方が個々独立して開口している。このことにより、下部支持板１１ｆには、格子状に複数の開口が開けられている。開口の形状は、それぞれの直上に位置する格子流路１１ａの横断面の形状と相似形で、それぞれの直上に位置する上部支持板１１ｅの開口の形状に対して合同の関係、つまりは、正方形になる。

下部支持板１１ｆは、チムニ１１の周囲に配置されたチムニ胴１１ｄに支持されている。図２（ａ）（ｂ）と図８に示すように、下部支持板１１ｆのチムニ胴１１ｄによる支持のために、下部支持板１１ｆとチムニ胴１１ｄとに設けられたピン３５と孔３６とを合わせている。具体的には、図２（ｂ）のように下部支持板１１ｆの下端に台座１１ｇを図示しないボルトで固定し、台座１１ｇの上にピン３５を設けている。台座１１ｇは、円環の形状をしており、円環の上面の外側はチムニ胴１１ｄに接して固定され、円環の上面の内側はチムニ胴１１ｄの内側に張り出している。台座１１ｇの円環の上面の内側には複数本のピン３５がチムニ胴１１ｄに沿って上向きに設けられている。下部支持板１１ｆは、台座１１ｇの上に置かれ、このことにより、下部支持板１１ｆを含め流路形成装置１１Ａ、１１Ｂは垂直方向に支持される。下部支持板１１ｆにはピン３５に対応する位置に孔３６が形成されており、ピン３５を孔３６に嵌め込むことにより、下部支持板１１ｆを含め流路形成装置１１Ａ、１１Ｂを水平方向に支持することができ、水平方向耐震強度を高めることができる。

図３から図４への変化に示すように、さらには、図５から図６への変化に示すように、流路形成装置１１Ａ、１１Ｂは、流路形成装置１１Ａと流路形成装置１１Ｂとの少なくとも２つに、冷却材が流れる方向と平行な分割面３１で縦割り方向に、分割されている。自然循環型沸騰水型原子炉１を稼動させる場合は、流路形成装置１１Ａの分割面３１と、流路形成装置１１Ｂの分割面３１とを図３と図５のように合わせた状態で、流路形成装置１１Ａ、１１Ｂはチムニ胴１１ｄ内に収められて使用される。自然循環型沸騰水型原子炉１を停止させ、炉心７の点検保守をする場合には、流路形成装置１１Ａ、１１Ｂを原子炉圧力容器６から取り出し、流路形成装置１１Ａの分割面３１と、流路形成装置１１Ｂの分割面３１とを、図４と図６のように離した状態で保管することができる。

図９に示すように、自然循環型沸騰水型原子炉１は、原子炉建屋４１に収められている。自然循環型沸騰水型原子炉１の上方にオペレーションフロア４２が設けられている。自然循環型沸騰水型原子炉１とオペレーションフロア４２との間には遮蔽壁４４が設けられている。オペレーションフロア４２には、気水分離器１２、蒸気乾燥器１３、流路形成装置１１Ａ、１１Ｂを保管するＤＳプール４６と、使用済み燃料を貯蔵する燃料プール４３が設けられている。炉心７の点検保守をする場合には、自然循環型沸騰水型原子炉１を停止させ、原子炉圧力容器６内の水位を上げて遮蔽を十分にした後、遮蔽壁４４、図１の蒸気ドーム１４を形成する原子炉圧力容器６の上部をはずし、原子炉圧力容器６内の水位を、ＤＳプール４６内の水位と同じレベルまで上げる。ゲート仕切りブロック４５を取り除いてゲートを開け、原子炉圧力容器６内からゲートを介してＤＳプール４６までの水中搬送経路を形成する。

図１０に示すように、蒸気乾燥器１３は、原子炉圧力容器６から取り外され水中搬送経路を通ってＤＳプール４６に運ばれ保管される。同様に、気水分離器１２も、原子炉圧力容器６から取り外され水中搬送経路を通ってＤＳプール４６に運ばれ保管される。続いて、流路形成装置１１Ａと１１Ｂも、図１１に示すように、原子炉圧力容器６から取り外され水中搬送経路を通ってＤＳプール４６に運ばれ保管される。分割面３１は、冷却材が流れる方向と平行な面であるので、保管の際の設置面積は、流路形成装置１１Ａと流路形成装置１１Ｂとを合わせると、分割の前後で変化はしないが、個々の設置面積が分割によって小さくなるので、保管場所であるＤＳプール４６において、気水分離器１２と、蒸気乾燥器１３を保管した隙間に、流路形成装置１１Ａと１１Ｂとを保管することができる。つまり隙間の有効活用を図ることができる。保管が完了すれば、炉心７が原子炉圧力容器６の奥に現れるので、容易にテレビカメラや検査装置を炉心７へと移動させることができ、短時間で炉心７等の点検保守を行うことができる。流路形成装置１１Ａと１１Ｂとは、気水分離器１２と、蒸気乾燥器１３を保管したＤＳプール４６の隙間に保管することができるので、ＤＳプール４６の設置面積を大きくする必要がなく、原子炉建屋４１を大型化しなくてよい。

図１２に示すように、冷却材が流れる方向と平行な２面の分割面３１と３２とによって縦割り方向に４分割された流路形成装置１１Ｃ乃至１１Ｆを形成してもよい。分割の数を多くし、流路形成装置１１Ｃ乃至１１Ｆの個々の設置面積を小さくすることにより、ＤＳプール４６内に生じた小さな隙間にも、流路形成装置１１Ｃ乃至１１Ｆを保管することが可能になる。逆に、ＤＳプール４６に気水分離器１２と、蒸気乾燥器１３を保管した際のＤＳプール４６に生じた隙間の形状に合うように、流路形成装置１１Ｃ乃至１１Ｆを分割してもよい。

図１３に示すように、複数の格子流路１１ａを複数の角管Ｐ１乃至Ｐ７を千鳥配置することで構成してもよい。角管Ｐ１乃至Ｐ７の４面の側壁が、流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５、Ｌ１乃至Ｌ５として機能している。具体的には、それぞれの角管Ｐ１乃至Ｐ７の内側が格子流路１１ａとして機能し、４本の角管Ｐ１乃至Ｐ７で囲まれた領域も格子流路１１ａとして機能している。より具体的には、４本の角管Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５で囲まれた領域や、４本の角管Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７で囲まれた領域が、格子流路１１ａとして機能している。分割面３１と３２とは、複数の角管Ｐ１乃至Ｐ７の間を通っている。具体的には、分割面３１は、角管Ｐ１と角管Ｐ４の間を通り、角管Ｐ４と角管Ｐ５の間を通り、角管Ｐ５と角管Ｐ７の間を通っている。分割面３２は、角管Ｐ３と角管Ｐ５の間を通り、角管Ｐ５と角管Ｐ４の間を通り、角管Ｐ４と角管Ｐ６の間を通っている。角管Ｐ１乃至Ｐ７は横断面が四角形断面であるがゆえに、大きな振動強度と水平方向耐震強度とを有するが、その角管Ｐ１乃至Ｐ７は分割後においても角管の形状を保持しており、角管Ｐ１乃至Ｐ７に由来する大きな振動強度と水平方向耐震強度とを流路形成装置１１Ｃ乃至１１Ｆも発揮することができる。

（チムニ１１の変形例１）
図１４（ａ）（ｂ）と図１５に、チムニ１１の変形例１を示す。図２（ａ）（ｂ）のチムニ１１と比較して、変形例１のチムニ１１が異なる点は、上部支持板１１ｅがピン５２によってチムニ胴１１ｄに支持されている点である。ピン５２を使用するために、ピン５２を立てる台座５１が、複数個、チムニ胴１１ｄの内側の上部に設けられている。炉心７の点検保守で流路形成装置１１Ａと１１Ｂとを原子炉圧力容器６から抜き出すために、流路形成装置１１Ａと１１Ｂとをチムニ胴１１ｄから取り出すとき、下部支持板１１ｆがピン５２も含めた台座５１につかえずに取り出せるように、台座５１の直下の下部支持板１１ｆには、図１５の切り欠き部５４を配置し、隣接する２つの台座５１の間の隙間の直下の下部支持板１１ｆに凸部５７を配置している。そして、この凸部５７に孔３６を設けている。このように、台座５１の配置と、凸部５７の配置を、互い違いの位置にすることにより、流路形成装置１１Ａと１１Ｂとを、チムニ胴１１ｄに干渉しないで出し入れすることができる。

図１６に示すような上部支持板１１ｅを、図１４（ａ）の上部支持板１１ｅに替えて用いてもよく、上部支持板１１ｅの金属部材の物量を低減でき、材料／製造コストを低減することができる。

（チムニ１１の変形例２）
図１７（ａ）（ｂ）に、チムニ１１の変形例２を示す。図２（ａ）（ｂ）のチムニ１１と比較して、変形例２のチムニ１１が異なる点は、冷却材が流れる方向と平行な法線を有する分割面６２で流路形成装置１１Ａ乃至１１Ｆが輪切り方向に分割されている点である。この相違点により、流路形成装置１１Ａ乃至１１Ｆが上下２段に形成され、下段には、流路形成装置１１Ａと１１Ｂが配置され、上段には流路形成装置１１Ｃ乃至１１Ｆが配置されている。下段の流路形成装置１１Ａと１１Ｂとは、図５と図６に示すように２つに分割でき、上段の流路形成装置１１Ｃ乃至１１Ｆは、図１２に示すように４つに分割できる。

下段の流路形成装置１１Ａ、１１Ｂは、上端に流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５とＬ１乃至Ｌ５とを支持する上部支持板５９を有する。上段の流路形成装置１１Ｃ乃至１１Ｆは、下端に流路隔壁Ｒ１乃至Ｒ５とＬ１乃至Ｌ５とを支持する下部支持板５８を有する。上部支持板５９と下部支持板５８とが接する面が分割面６２になっている。上部支持板５９には上を向いたピン６１が立てられている。下部支持板５８には孔６０が形成されている。ピン６１が孔６０を貫通して合わせられることにより、上部支持板５９と下部支持板５８とを互いに支持することができる。この支持によっても流路形成装置１１Ａ乃至１１Ｆの水平方向耐震強度を高めることができる。また、分割面６２による分割により、下段の流路形成装置１１Ａと１１Ｂにおいては、上部支持板５９と下部支持板１１ｆとの間隔が狭くなり、上段の流路形成装置１１Ｃ乃至１１Ｆにおいても、上部支持板１１ｅと下部支持板５８との間隔が狭くなり、流路形成装置１１Ａ乃至１１Ｆの水平方向耐震強度と振動強度を高めることができる。

そして、図１８に示すように、蒸気乾燥器１３と気分離器１２とをＤＳプール４６に保管し、さらに、流路形成装置１１Ａ乃至１１Ｆも、ＤＳプール４６に保管することができる。流路形成装置１１Ａ乃至１１Ｆを分割面６２で分割し設置面積が２倍に増えているにもかかわらず、ＤＳプール４６の設置面積を大きくすることなく流路形成装置１１Ａ乃至１１Ｆすべてを保管できている。流路形成装置１１Ａ乃至１１Ｆにより形成される格子流路１１ａが高いほど冷却材の自然循環力が高まる傾向があるので、流路形成装置１１Ａ乃至１１Ｆの上段と下段を加えた高さは、蒸気乾燥器１３、気水分離器１２それぞれの高さより高くなる場合があり、このような場合に、上段下段に分割することによりＤＳプール４６の深さを深くすることなく流路形成装置１１Ａ乃至１１Ｆを保管することができる。このように、ＤＳプール４６の設置面積を大きくする必要がなく、深さも深くする必要がないので、原子炉建屋４１を大型化しなくてよい。

なお、本発明の実施の形態の具体的な構成は、前記した実施の形態と変形例１と２とに限られるものではなく、例えば、流路形成装置１１Ａ乃至１１Ｆの分割面３１、３２による縦割り方向の分割では、分割面３１、３２はチムニ１１の円筒形の中心軸を通らなくてもよく、分割数も２分割、４分割に限らず３分割や５分割など任意の数に分割することができる。また、分割面６２による輪切り方向の分割では、下段の流路形成装置１１Ａと１１Ｂとの高さと、上段の流路形成装置１１Ｃ乃至１１Ｆの高さとは異なっていてもよい。

本発明の一実施の形態に係る自然循環型沸騰水型原子炉の縦断面図である。 （ａ）はチムニの上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ方向の縦断面図である。 本発明の一実施の形態に係り、分割面で互いに接している流路形成装置の鳥瞰図である。 本発明の一実施の形態に係り、互いに離れている流路形成装置の鳥瞰図である。 本発明の一実施の形態に係り、分割面で互いに接している流路形成装置の上面図である。 本発明の一実施の形態に係り、互いに離れている流路形成装置の上面図である。 （ａ）は、図２（ａ）のくさびの周辺を拡大したチムニの一部分の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ方向の断面図である。 図２（ｂ）のピンの周辺を拡大したチムニの一部分の断面図である。 本発明の一実施の形態に係る自然循環型沸騰水型原子炉を収容する原子炉建屋の縦断面図である。 原子炉建屋に収容され、気水分離器と蒸気乾燥器とを保管するＤＳプールの上面図である。 原子炉建屋に収容され、気水分離器と蒸気乾燥器と流路形成装置とを保管するＤＳプールの上面図である。 本発明の一実施の形態に係り、分割面で互いに接している流路形成装置の上面図である。 本発明の一実施の形態に係り、分割面で互いに接している流路形成装置の上面図である。 （ａ）は本発明の一実施の形態に係る自然循環型沸騰水型原子炉のチムニの上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸＶ−ＸＶ方向の縦断面図である。 流路形成装置の下部支持板の上面図である。 流路形成装置の上部支持板の上面図である。 （ａ）は本発明の一実施の形態に係る自然循環型沸騰水型原子炉のチムニの上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ方向の縦断面図である。 原子炉建屋に収容され、気水分離器と蒸気乾燥器と下段２分割された流路形成装置と、上段４分割された流路形成装置とを保管するＤＳプールの上面図である。

符号の説明

６ 原子炉圧力容器
７ 炉心
８ 炉心シュラウド
９ ダウンカマ
１１ チムニ
１１Ａ乃至１１Ｆ 流路形成装置
１１ａ 格子流路
１１ｄ チムニ胴
１１ｅ 上部支持板
１１ｆ 下部支持板
２１ 燃料集合体
２４ 制御棒
３１、３２ 分割面
３３ くさび
３５ ピン
３６ 孔
３７ テーパ部
４６ ＤＳプール
６２ 分割面
Ｒ、Ｒ１乃至Ｒ５、Ｌ１乃至Ｌ５ 流路隔壁

Claims (12)

1. 原子炉圧力容器内の炉心の上方に装備されるチムニ内に配置され、前記炉心からの冷却材が流れる複数の流路を形成する流路形成装置において、
   前記複数の流路に仕切る流路隔壁と、
   前記流路隔壁の上端を支持し、前記複数の流路の上が開口した上部支持板と、
   前記流路隔壁の下端を支持し、前記複数の流路の下が開口した下部支持板とを有し、
   少なくとも２つに分割されていることを特徴とする流路形成装置。
2. 前記冷却材が流れる方向と平行な面で縦割り方向に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の流路形成装置。
3. 前記冷却材が流れる方向と平行な法線を有する面で輪切り方向に分割されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流路形成装置。
4. 前記複数の流路が格子状の格子流路であり、
   前記格子流路は複数の角管を千鳥配置することで構成され、
   前記面が前記複数の角管の間を通っていることを特徴とする請求項２に記載の流路形成装置。
5. 冷却材を収容可能な原子炉圧力容器と、
   前記原子炉圧力容器内に配置され、前記冷却材を加熱して蒸気を発生させる炉心と、
   前記原子炉圧力容器内で前記炉心の上方に配置され、前記冷却材の自然循環を促進するチムニとを有する自然循環型沸騰水型原子炉において、
   前記チムニが、前記炉心からの冷却材が流れる複数の流路を形成し、少なくても２つに分割されている流路形成装置を有し、
   前記流路形成装置が、
   前記複数の流路に仕切る流路隔壁と、
   前記流路隔壁の上端を支持し、前記複数の流路の上が開口した上部支持板と、
   前記流路隔壁の下端を支持し、前記複数の流路の下が開口した下部支持板とを有することを特徴とする自然循環型沸騰水型原子炉。
6. 前記流路形成装置が、前記冷却材が流れる方向と平行な面で縦割り方向に分割されていることを特徴とする請求項５に記載の自然循環型沸騰水型原子炉。
7. 前記流路形成装置が、前記冷却材が流れる方向と平行な法線を有する面で輪切り方向に分割されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の自然循環型沸騰水型原子炉。
8. 前記上部支持板が、前記チムニの周囲に配置されたチムニ胴に支持されていることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の自然循環型沸騰水型原子炉。
9. 前記上部支持板の前記チムニ胴による支持構造において、前記上部支持板と前記チムニ胴との間にくさびを打ち込んで支持する構造であることを特徴とする請求項８に記載の自然循環型沸騰水型原子炉。
10. 前記下部支持板が、前記チムニの周囲に配置されたチムニ胴に支持されていることを特徴とする請求項５乃至請求項９のいずれか１項に記載の自然循環型沸騰水型原子炉。
11. 前記下部支持板の前記チムニ胴による支持構造において、前記下部支持板と前記チムニ胴とに設けられたピンと孔とを合わせて支持する構造であることを特徴とする請求項１０に記載の自然循環型沸騰水型原子炉。
12. 前記複数の流路が格子状の格子流路であり、
    前記格子流路は複数の角管を千鳥配置することで構成され、
    前記面が前記複数の角管の間を通っていることを特徴とする請求項６に記載の自然循環型沸騰水型原子炉。

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