JP5449716B2 - 沸騰水型原子炉 - Google Patents
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Description
図1は本発明に係る沸騰水型原子炉の第1実施形態を示す基本構成図であり、この沸騰水型原子炉の炉心の平面図である。図2は本実施形態の沸騰水型原子炉に装荷される燃料集合体の縦断面図である。図3は図2に示す燃料集合体のA−A断面図である。
(1) 冷却材のうちアウトチャンネルを流れるアウトチャンネル流Fo(図2、図6参照)の流量を、原子炉運転サイクル中に増減可能なアウトチャンネル流量制御機構50を備える。すなわち、アウトチャンネルを流れるアウトチャンネル流Foのボイド率制御を通じて炉心平均ボイド率を制御する構成を備える。このため、従来問題となっていた炉心の熱的余裕低下から受ける燃料チャンネルボックス23内部の平均ボイド率の上限値制限を解消でき、燃焼初期における中性子スペクトルの硬化ならびに燃焼後期における中性子スベクトルの軟化を容易に実現できる。その結果、燃焼初期の余剰反応度増大を制御でき且つ燃焼初期にプルトニウムを生成・蓄積して燃焼後期にプルトニウムを効率的に燃焼できる。
図10は本発明に係る沸騰水型原子炉の第2実施形態を示す図であり、第2実施形態の要部を示したものである。本実施形態は、第1実施形態の沸騰水型原子炉1におけるアウトチャンネル流量制御機構50のうち燃料支持金具側の流路閉塞構造52の構成を変更した例である。なお、第1実施形態と同様の構成は、同一符号を付して説明を省略し、第1実施形態の構成を変更し或いは新たに追加した構成は、符号末尾に「A」を付して説明する。
図12は本発明に係る沸騰水型原子炉の第3実施形態を示す図であり、第3実施形態の要部を示したものである。本実施形態は、第1実施形態の沸騰水型原子炉1におけるアウトチャンネル流量制御機構50の構成を変更した例である。なお、第1実施形態と同様の構成は、同一符号を付して説明を省略し、第1実施形態の構成を変更し或いは新たに追加した構成は、符号末尾に「B」を付して説明する。
図14および図15は本発明に係る沸騰水型原子炉の第4実施形態を示す図であり、第4実施形態の要部を示したものである。本実施形態は、第1実施形態の沸騰水型原子炉1におけるアウトチャンネル流量制御機構50の構成を変更した例である。なお、第1実施形態と同様の構成は、同一符号を付して説明を省略し、第1実施形態の構成を変更し或いは新たに追加した構成は、符号末尾に「C」を付して説明する。
Claims (6)
- 燃料集合体の外殻を成して複数の燃料棒を格納する燃料チャンネルボックスの内側と外側に冷却材の流路が形成され、燃料チャンネルボックスの内側を流れるインチャンネル流の沸騰による蒸気をタービン駆動力とする沸騰水型原子炉において、
前記冷却材のうち燃料チャンネルボックスの外側を流れるアウトチャンネル流の流量を、原子炉運転サイクル中に増減可能なアウトチャンネル流量制御機構を備え、
前記アウトチャンネル流量制御機構は、炉心下部からアウトチャンネル流の流路に挿入される制御棒の上下移動に伴い、そのアウトチャンネル流の流路を拡大縮小するように構成され、
前記アウトチャンネル流量制御機構は、
炉心下部からアウトチャンネル流の流路に挿入される制御棒に設けられてアウトチャンネル流の流路を縮小するように張り出した制御棒側の流路閉塞構造と、燃料集合体の下端を支持する燃料支持金具に設けられてアウトチャンネル流の流路を縮小するように張り出した燃料支持金具側の流路閉塞構造と、を有し、
前記制御棒の上下移動に伴い、各流路閉塞構造が互いに接触することによりアウトチャンネル流の流路を閉塞し、各流路閉塞構造の接触が解除されることによりアウトチャンネル流の流路を開放することを特徴とする沸騰水型原子炉。 - 前記燃料支持金具側の流路閉塞構造は、前記アウトチャンネル流の流路を縮小するように張り出して制御棒の上下移動に伴い制御棒側の流路閉塞構造と接触可能に設けられる当接部材と、前記当接部材と燃料支持金具との間に介設され、その当接部材を支持すると共に当接部材により伝達される制御棒の押力により撓む可撓性部材と、を有し、
前記制御棒側の流路閉塞構造と当接部材が互いに圧接可能に構成されることを特徴とする請求項1に記載の沸騰水型原子炉。 - 前記燃料支持金具側の流路閉塞構造は、燃料支持金具の内側に設けられてアウトチャンネル流が流れるアウトチャンネル流案内通路と、アウトチャンネル流の流路を縮小するように張り出して制御棒の上下移動に伴い制御棒側の流路閉塞構造と接触可能に設けられ且つアウトチャンネル流案内通路に導かれたアウトチャンネル流を貯留すると共にアウトチャンネル流の貯留量に応じて容積可変なアウトチャンネル流貯留体と、を有し、
前記制御棒側の流路閉塞構造と燃料支持金具側の流路閉塞構造が互いに接近し或いは接触してアウトチャンネル流の流路を閉塞したとき、アウトチャンネル流がアウトチャンネル流案内通路に選択的に流れてアウトチャンネル流貯留体の容積が増大し且つこのアウトチャンネル流貯留体の容積の増大に応じて制御棒側の流路閉塞構造とアウトチャンネル流貯留体の相互の圧接力が増大するように構成されることを特徴とする請求項1に記載の沸騰水型原子炉。 - 前記燃料支持金具側の流路閉塞構造は、前記制御棒の一部に設けられる磁気部材を有し、前記燃料支持金具側の流路閉塞構造は、前記制御棒の上下移動に伴い制御棒側の流路閉塞構造に設けられる磁気部材が接近した際、その磁気部材に吸着する磁気駆動部材を有し、
前記磁気部材と磁気駆動部材が互いに磁気吸着することにより前記アウトチャンネル流の流路が閉塞されるように構成されることを特徴とする請求項1に記載の沸騰水型原子炉。 - 前記アウトチャンネル流量制御機構は、
炉心下部からアウトチャンネル流の流路に挿入される制御棒に設けられてアウトチャンネル流の流路を縮小するように張り出した制御棒側の流路閉塞構造と、
燃料集合体の下部タイプレートに設けられて下部タイプレートの内側と外側を連通する連通路と、この連通路に挿通され、制御棒の押力により連通路を開放するように変位し且つ制御棒の押力が作用しないときは連通路を閉塞状態で維持する連通路栓部材とを有する下部タイプレート側の流路閉塞構造と、を有し、
前記制御棒の上下移動に伴い、各流路閉塞構造が互いに接触することによりアウトチャンネル流の流路を閉塞し、各流路閉塞構造の接触が解除されることによりアウトチャンネル流の流路を開放することを特徴とする請求項1に記載の沸騰水型原子炉。 - 前記燃料集合体の下部タイプレートと燃料チャンネルボックスが一体的に構成されることを特徴とする請求項1に記載の沸騰水型原子炉。
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