JP6676505B2 - 原子炉炉心支持構造 - Google Patents
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Description
また、制御棒案内管と補強ビームの間の流路を通して冷却材が流入出し、冷却材の円滑な流動が阻害されて、冷却材流量の変化に対する圧力損失の変化幅が大きくなる可能性もある。
なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を適宜省略する。
以下の実施形態においては、本発明の原子炉炉心支持構造を沸騰水型原子炉(BWR)に適用した場合について説明する。
まず、図1〜図8を参照しながら、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、燃料集合体101を鉛直方向に支持する構造の全体斜視図である。
水平断面が正方形状を呈する柱状の燃料集合体101は、燃料支持金具102に正方配列で4体挿入される。燃料支持金具102の下部は、制御棒案内管103の上端部に挿入されている。燃料支持金具102の下部の側壁、および制御棒案内管103の側壁には、周方向4箇所(BWRでは約90°間隔)に冷却材流入用のオリフィス104,105がそれぞれ開口している。制御棒案内管103のオリフィス105は、燃料支持金具102のオリフィス104よりも直径が若干大きく設定されている。
燃料支持金具102は、原子炉圧力容器内において燃料集合体101を支持するものである。燃料支持金具102の上部の外周部には、周方向に4箇所、燃料集合体101を挿入するための燃料集合体挿入用孔201が設けられている。燃料支持金具102の中央部には、十字型の制御棒(図示せず)挿入用の貫通孔202が設けられている。
炉心支持板301は、制御棒案内管103を挿入するための孔302を有している。また、炉心支持板301は、その最外周部において燃料集合体101の1体を挿入するための孔303を有している。炉心支持板301の側面には、円筒形状のリング304が配置されている。また、炉心支持板301の下面には、複数の補強ビーム305が格子状に配置されている。
補強ビーム305は、板状を呈しており、炉心支持板301の下面に、制御棒案内管103挿入用の孔302の4つを囲うように正方格子状に配置されている。補強ビーム305の端部は、炉心支持板301の外周部で、リング304と接続されている。
炉心支持板301にある孔302には、制御棒案内管103が挿入されて貫通する。制御棒案内管103の上端部501には、燃料支持金具102の下部が挿入される。このとき、燃料支持金具102の下部の側壁に設けられたオリフィス104と、制御棒案内管103の側壁に設けられたオリフィス105とは、炉心支持板301の下面よりも下側にあり、両者の軸心が略一致している。
炉心支持板301を補強する補強ビーム305は、4本の制御棒案内管103を囲うように正方格子状に設けられている。正方格子状に配置された補強ビーム305の四隅部、すなわち、複数の補強ビーム305が交差することによって形成されている隅部601の頂点602に向かって、オリフィス104,105が開口している。冷却材は、補強ビーム305と制御棒案内管103に囲まれる流路603を下方から上方へと流れて、オリフィス104,105に流入する。
本実施形態に係る原子炉炉心支持構造は、補強ビーム305が交差することによって形成されている隅部601(図6参照)に設置されている補強部材701を備えている。本実施形態では、補強部材701は、水平断面が直角三角形を呈する柱状である。この直角三角形において、直角を挟む二辺は、直交する2つの補強ビーム305のそれぞれの表面に当接しており、直角に対向する斜辺は、オリフィス104,105に対向している。補強部材701の鉛直方向長さ(高さ)は、例えば補強ビーム305の鉛直方向長さ(高さ)と同じとされるが、特に限定されるものではない(後記する他の実施形態でも同様)。
原子炉圧力容器の下方から上昇する冷却材は、図7に示した流路702を経てオリフィス104の前面左右の領域からオリフィス104に流入する。そして、図8の流線801に示すようにオリフィス104周縁からの流入形態となることで、オリフィス104の実効流入面積が増大し、圧力損失が低減して安定した流動となる。
また、L1>L4かつL1>L5とされているため、制御棒案内管103と補強ビーム305の間の流路を通して流入出する冷却材の流量を少なくすることができる。したがって、補強ビーム305の交差部において、冷却材の円滑な流動の実現および流動変動の抑制が可能となる。
しかも、補強部材701を設けることによって炉心支持板301がさらに補強される。
すなわち、本実施形態によれば、炉心支持板301の構造強度を低下させることなく、炉心入口の圧力損失を低減できるとともに、圧力損失の冷却材流量による変化幅を低減できる原子炉炉心支持構造を提供することができる。
次に、図9を参照しながら、本発明の第2実施形態について、前記した第1実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点の説明を適宜省略する。
図9は、本発明の第2実施形態に係る原子炉炉心支持構造における補強ビーム305の交差部周辺を示す水平断面図である。
次に、図10を参照しながら、本発明の第3実施形態について、前記した第1実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点の説明を適宜省略する。
図10は、本発明の第3実施形態に係る原子炉炉心支持構造における補強ビーム305の交差部周辺を示す水平断面図である。
次に、図11を参照しながら、本発明の第4実施形態について、前記した第1実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点の説明を適宜省略する。
図11は、本発明の第4実施形態に係る原子炉炉心支持構造における補強ビーム305の交差部周辺を示す水平断面図である。
次に、図12を参照しながら、本発明の第5実施形態について、前記した第4実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点の説明を適宜省略する。
図12は、本発明の第5実施形態に係る原子炉炉心支持構造における補強ビーム305の交差部周辺を示す水平断面図である。
102 燃料支持金具
103 制御棒案内管
104 オリフィス
105 オリフィス
201 燃料集合体挿入用孔
301 炉心支持板
302 孔
305 補強ビーム
501 上端部
601 隅部
701 補強部材
703 表面
704 外周
705 外周
706 法線
901 補強部材
902 表面
1001 補強部材
1002 表面
1101 補強部材
1102 表面
1201 補強部材
1202 表面
Claims (2)
- 原子炉圧力容器内において燃料集合体を支持する燃料支持金具と、
前記燃料支持金具の下部が上端部に挿入されている制御棒案内管と、
前記制御棒案内管が貫通する孔を有する炉心支持板と、
前記炉心支持板の下面に格子状に配置されている複数の補強ビームと、
前記補強ビームが交差することによって形成されている隅部に設置されている補強部材と、を備え、
前記燃料支持金具の側壁および前記制御棒案内管の側壁には、冷却材が流入するオリフィスが前記隅部に向かって開口するようにそれぞれ設けられており、
前記オリフィスの中心を通り前記補強部材の表面に垂直な法線上における前記燃料支持金具の外周と前記補強部材の表面との距離をL1、前記オリフィスの周縁の左端を通り前記法線と平行な直線上における前記燃料支持金具の外周と前記補強部材の表面との間の距離をL2、前記オリフィスの周縁の右端を通り前記法線と平行な直線上における前記燃料支持金具の外周と前記補強部材の表面との間の距離をL3、前記オリフィスの周縁の左端に最も近い前記補強ビームの表面と前記制御棒案内管の外周との間の最短の距離をL4、前記オリフィスの周縁の右端に最も近い前記補強ビームの表面と前記制御棒案内管の外周との間の最短の距離をL5としたとき、L1<L2かつL1<L3、およびL1>L4かつL1>L5に設定されており、
前記補強部材は、水平断面が前記オリフィスに向かって凸状の曲線を有する柱状であることを特徴とする原子炉炉心支持構造。 - 原子炉圧力容器内において燃料集合体を支持する燃料支持金具と、
前記燃料支持金具の下部が上端部に挿入されている制御棒案内管と、
前記制御棒案内管が貫通する孔を有する炉心支持板と、
前記炉心支持板の下面に格子状に配置されている複数の補強ビームと、
前記補強ビームが交差する部分に設けられている補強部材と、を備え、
前記燃料支持金具の側壁および前記制御棒案内管の側壁には、冷却材が流入するオリフィスが、前記補強ビームが交差することによって形成されている隅部に向かって開口するようにそれぞれ設けられており、
前記オリフィスの中心を通り前記補強部材の表面に垂直な法線上における前記燃料支持金具の外周と前記補強部材の表面との距離をL1、前記オリフィスの周縁の左端を通り前記法線と平行な直線上における前記燃料支持金具の外周と前記補強部材の表面との間の距離をL2、前記オリフィスの周縁の右端を通り前記法線と平行な直線上における前記燃料支持金具の外周と前記補強部材の表面との間の距離をL3、前記オリフィスの周縁の左端に最も近い前記補強ビームの表面と前記制御棒案内管の外周との間の最短の距離をL4、前記オリフィスの周縁の右端に最も近い前記補強ビームの表面と前記制御棒案内管の外周との間の最短の距離をL5としたとき、L1<L2かつL1<L3、およびL1>L4かつL1>L5に設定されており、
前記補強部材は、水平断面が円形または楕円形を呈する柱状であることを特徴とする原子炉炉心支持構造。
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