JPH05150081A

JPH05150081A - 沸騰水炉の並列流再循環系

Info

Publication number: JPH05150081A
Application number: JP4117161A
Authority: JP
Inventors: Larry E Fennern; ラリー・エドガー・フエナーン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1991-05-13
Filing date: 1992-05-11
Publication date: 1993-06-18
Anticipated expiration: 2016-07-23
Also published as: US5082620A; JP3190726B2; EP0514088A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】再循環系を改良すると共に，ポンプトリップ発
生の場合に自然再循環を増大し，遷移沸騰を減らしたり
無くしたりするのに有効な冷却材再循環系を提供する。【構成】容器２４の中の炉冷却材３０の再循環を増大す
るために，環状ポンプデッキ４４を含む再循環系を設
け，このポンプデッキ４４を下降管２８の中に配置し，
炉心入口３２に近接した炉心１６の下部で容器２４およ
び炉心シュラウド２６に固定的に結合する。円周方向に
間隔を置いて配置された複数の通常の羽根車駆動式炉内
部ポンプ４６を下降管２８の中に配置し，ポンプデッキ
４４に固定する。円周方向に間隔を置いて配置された複
数の流体駆動式ジェットポンプ４８を下降管の中に配置
し，支持デッキ４４に固定的に結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に沸騰水炉に関する
ものであり、更に詳しくはそのための冷却材再循環系に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】沸騰水炉（ＢＷＲ−ｂｏｉｌｉｎｇｗ
ａｔｅｒｒｅａｃｔｏｒ）には通常、原子炉圧力容器
の中に直列流関係に配置された下側プレナム、炉心、上
側プレナム、汽水分離器、および蒸気乾燥器が含まれ
る。環状下降管を形成するように圧力容器から半径方向
内側に間隔を置いて配置された環状シュラウドが通常、
炉心を囲んでいる。圧力容器は炉心より上のある高さま
で水のような炉冷却材で部分的に充たされる。炉冷却材
は下側プレナムから炉心に入り、これにより加熱され
る。したがって、その濃度が減少するので、上側に上昇
する。水は炉心によって加熱されて蒸気を発生する。蒸
気は汽水分離器および蒸気乾燥器で水分から分離され、
出口ノズルを通して圧力容器から吐出され、通常の蒸気
タービンに流れ、たとえば発電機の動力源となる。

【０００３】タービンからの凝縮した蒸気は通常の給水
ポンプによって加圧され、圧力容器の中に配置された通
常の給水散布器を介して圧力容器に戻される。下降管の
中で、比較的冷たい給水が熱い炉冷却材と混合される。
これにより炉冷却材は冷却されて、その濃度が増大し、
重力により下降管内を下降して下側プレナムに達し、再
循環ループが完成する。下降管の中と炉心の中の炉冷却
材の温度差に基づく炉冷却材のこの自然の重力駆動再循
環の流量は比較的小さいので、容器内の冷却材流の強制
再循環系が通常、炉に含まれる。

【０００４】たとえば、駆動流体を噴流としてミキサ内
に、引き続いてディフューザ内に噴出するためのノズル
が通常のジェットポンプに含まれる。ディフューザは下
降管内の炉冷却材の一部をミキサ内に吸込むことによ
り、強制再循環を行う。ノズルには圧力容器の外部に配
置された駆動ポンプからの駆動流体が与えられる。この
駆動流体はそれぞれのジェットポンプと流れが通じてい
る圧力容器を通って伸びる対応する供給管を通って与え
られる。圧力容器からの出口は適当な供給管により駆動
ポンプに結合される。炉冷却材の一部が駆動ポンプに与
えられて加圧される。

【０００５】このようなジェットポンプは一般に望まし
くない。このようなジェットポンプは外部の駆動ポンプ
および配管ループを必要とするので、系の複雑さが増
し、系製造の際に必要とされる溶接数が増加し、またそ
の中の再循環冷却材による放射線を封じ込めるようにジ
ェットポンプを適当に構成しなければならないからであ
る。更に、ジェットポンプへの流れおよびジェットポン
プからの流れを通すために容器内で必要とされる入口お
よび出口により、炉冷却材の漏れのもととなり得る場所
も増える。これらの入口および出口は通常、炉心の上面
より下に配置されているので、漏れ事故の際に炉心を露
出させることがある。

【０００６】ジェットポンプは流体で駆動されるので、
駆動用ポンプおよび外部配管を必要とするのに対し、通
常の炉内部ポンプ（ＲＩＰ−ｒｅａｃｔｏｒｉｎｔｅ
ｒｎａｌｐｕｍｐ）は羽根車で駆動され、原子炉圧力
容器内に封じ込めることができる。これによりジェット
ポンプに使用される外部ループおよび駆動用ポンプ、な
らびにそれらに付随する問題が解消する。ＲＩＰは通常
の速度調整可能な駆動装置を使用することにより炉心を
通る炉冷却材の改良された流量制御も行う。

【０００７】しかし、ＲＩＰ再循環系ではかね合いが必
要となる。たとえば、すべてのＲＩＰが動作不可能とな
るポンプトリップ状態では、ＲＩＰは下降管を下る炉冷
却材の自然再循環に対して大きな順方向抵抗を与える。
これにより、炉心入口の流量が大幅に減り、たとえば制
御棒を挿入することにより炉心出力レベルが下がるまで
炉心の流量が不安定、すなわち振動性になることがあ
る。したがって、不安定な動作を防止するため、偶発事
対策が通常、設計に含まれる。これにより、系全体の複
雑さが増大する。

【０００８】更に、ポンプトリップ時、ＲＩＰはその低
回転慣性により非常に迅速に惰力が低下するので、それ
につれて炉心流量も急速に減少する。ポンプトリップの
生起時、原子炉も緊急停止されるが、核燃料の加熱能力
は即座に停止することができないので、炉冷却材はこれ
により加熱され続ける。炉心流量が減った状態で、遷移
沸騰（transition boiling）が生じることがあり得る。
この場合、炉冷却材が加熱され、核泡の代わりに燃料集
合体のまわりに蒸気膜が形成される。これにより、燃料
集合体の中の燃料棒を取り囲むクラッディングが過熱さ
れることがあり、それが破損したり、寿命が短くなる可
能性がある。

【０００９】ポンプトリップ状態での遷移沸騰の発生を
防止するため、冗長で独立な電源を用いて全ポンプトリ
ップの確率を下げてもよいし、あるいはＲＩＰに質量を
付加することによりポンプ系に慣性を組み入れてもよ
い。あるいは、もう一つの実施例では、通常の電動機−
発電機セットをいくつかのＲＩＰに対する電源として使
ってもよい。電気的に駆動される電動機−発電機セット
がＲＩＰに電気を与える。ポンプトリップの場合には、
電動機−発電機セットはそれに接続されたＲＩＰの惰力
低下を遅くするための充分な付加的な慣性をそなえてお
り、遷移沸騰を減らすか、または消去する。

【００１０】

【発明の目的】したがって、本発明の一つの目的は沸騰
水炉に対する新しい改良された再循環系を提供すること
である。本発明のもう一つの目的はポンプトリップ発生
の場合に増大した自然再循環をそなえた冷却材再循環系
を提供することである。

【００１１】本発明のもう一つの目的はポンプトリップ
発生の場合に遷移沸騰を減らしたり、無くしたりするの
に有効な冷却材再循環系を提供することである。本発明
のもう一つの目的は良好な制御特性をそなえ、構成が比
較的簡単な冷却材再循環系を提供することである。

【００１２】

【発明の開示】沸騰水炉用の再循環系には、炉冷却材の
第一の部分に対してポンピングを行うため下降管の中の
円周方向に間隔を置いて配置された、羽根車で駆動され
る複数の炉内部ポンプ、および下降管内の冷却材の残り
の部分に対してポンピングを行うため下降管の中の円周
方向に間隔を置いて配置された、流体で駆動される複数
のジェットポンプが含まれる。一実施例では、原子炉に
与えられる給水の一部によってジェットポンプが駆動さ
れる。

【００１３】本発明の特徴と考えられる新規な特徴は特
許請求の範囲に記載されている。本発明の目的および利
点とともに実施例を付図による以下の詳細な説明で述べ
る。

【００１４】

【発明の実施態様】図１に沸騰水炉（ＢＷＲ）の一例が
示されている。下部および上部の圧力ヘッドをそなえた
ほぼ円筒形の原子炉圧力容器２４の内側に縦の中心線軸
１２を中心として下側プレナム１４、炉心１６、上側プ
レナム１８、汽水分離器２０、および蒸気乾燥器２２を
含む通常の構成要素が直列流の関係で配置されている。
通常の環状下降管２８を形成するように容器２４から半
径方向内側に間隔を置いて配置された通常の円筒形炉心
シュラウド２６が炉心１６を取り囲んでいる。

【００１５】容器２４は炉心１６より上の高さまで水の
ような炉冷却材３０で部分的に充たされる。冷却材３０
は下側プレナム１４から炉心１６の下部入口３２で炉心
１６に入り、炉心１６の中の核燃料によって加熱され
る。これにより、その濃度が低下するので、上向きの矢
印３０ｒで示されるように冷却材３０は上昇する。上昇
する冷却材３０ｒも加熱されて蒸気を発生し、通常の水
／蒸気混合物を形成する。水の体積に対する蒸気の体積
は通常、蒸気ボイド率として知られている。上昇する冷
却材３０ｒが炉心１６の中の上向きの経路に沿って加熱
されるにつれて、蒸気ボイド率が大きくなる。汽水分離
器２０および蒸気乾燥器２２の中で冷却材３０ｒから水
分が除去され、比較的乾燥した蒸気３０ｓが発生する。

【００１６】蒸気３０ｓは出口ノズル３４を介して容器
２４から吐出され、通常、通常の蒸気タービン３６に送
られる。蒸気タービン３６はたとえば、通常の発電機３
８を回転させる。蒸気３０ｓは通常の復水器３７で復水
され、給水３０ｆを形成する。給水３０ｆは通常の給水
ポンプ４０によって加圧され、容器２４および下降管２
８の中に配置された通常の給水散布器４２に送られる。
給水３０ｆは汽水分離器２０を通る行程の端で、上昇す
る冷却材３０ｒから分離された液体３０と混合される。
これにより、その温度が低下し、その密度が増大する。
したがって、下降管の中を下降する炉冷却材３０で示す
ように、混合物は重力により下降管２８の中を降下す
る。

【００１７】容器２４の中の炉冷却材３０の再循環を増
大するために、本発明の一実施例による再循環系が設け
られ、これには環状ポンプデッキ４４が含まれている。
このポンプデッキ４４は下降管２８の中に配置され、炉
心入口３２に近接した炉心１６の下部で容器２４および
炉心シュラウド２６に固定的に結合されている。円周方
向に間隔を置いて配置された複数の通常の羽根車駆動式
炉内部ポンプ（ＲＩＰ）４６が下降管２８の中に配置さ
れて、通常ポンプデッキ４４に固定的に取り付けられて
いて、炉冷却材３０の第一の部分に対してポンプ動作を
行う。これにより炉冷却材３０の第一の部分は下降管の
中を下降してＲＩＰ吐出し流３０ａとして下側プレナム
１４に入り、炉心入口３２に流入する。円周方向に間隔
を置いて配置された複数の流体駆動式ジェットポンプ
（ＪＰ）４８も下降管２８の中に配置されて、通常、支
持デッキ４４に固定的に結合されていて、炉冷却材３０
の残りの第二の部分に対してポンプ動作を行う。これに
より炉冷却材３０の第二の部分は下降管２８の中を下降
してＪＰ吐出し流３０ｂとして下側プレナム１４に入
り、ＲＩＰ吐出し流３０ａと並列に炉心入口３２に流入
する。

【００１８】図２に示すように、ＲＩＰ４６はＪＰ４８
の互いに隣接したものの間に等間隔に配置することが好
ましい。これにより、下降管２８から炉冷却材３０の一
様な流れがポンプデッキ４４を通って、下側プレナム１
４に入り、炉心入口３２に入る。図１および２に示すよ
うに、通常の各ＲＩＰ４６には駆動軸５２に固定的に結
合された羽根車５０が含まれている。駆動軸５２は下側
プレナム１４および容器２４の下部ヘッドを通って下向
きに通常の電動機５４へと伸びる。電動機５４は選択的
かつ可変式に羽根車５０を駆動することにより、それか
ら出るＲＩＰ吐出し流３０ａの流量を制御する。

【００１９】図１に示すように各ＪＰ４８には、ＪＰ駆
動流体を噴流５８として通常の入口６０の中に噴出する
ための通常のノズル５６が含まれている。入口６０は噴
流５８および下降管冷却材３０ｄの第二の部分を受け入
れる。通常の円筒形ミキサ６２はＪＰ入口６０から下向
きに伸びる。噴流５８および下降管冷却材の第二の部分
は混合される。その混合流はＪＰミキサ６２から下向き
に伸びる通常の散開するディフューザ６４に流れる。デ
ィフューザ６４は混合された噴流５８と下降管冷却材の
第二の部分を拡散させる。円筒形のＪＰ出口６６はＪＰ
ディフューザ６４から下向きに伸び、混合され拡散され
た噴流５８と下降管冷却材の第二の部分をＪＰ吐出し流
３０ｂとして吐出す。

【００２０】ＪＰ４８の動作は通常のものである。噴流
５８はＪＰ入口６０で吸込み圧力を作り、その中に下降
管冷却材の第二の部分を引き込む。ＪＰディフューザは
炉冷却材と混合された噴流５８の運動エネルギーを低下
した速度でのそれの静圧の増加に変換する。炉１０のた
めの単一の再循環系でＲＩＰ４６およびＪＰ４８の両方
を使うことの一つの利点は、全ポンプトリップの場合に
重力による増大した自然再循環炉心流が得られることで
ある。下降管冷却材３０ｄは動作不能のＲＩＰ４６に比
べて大幅に小さい前方流れ抵抗で動作不能のＪＰ４８を
通って流れることができるからである。このようにし
て、ＲＩＰ４６の使用の利点を維持することができると
ともに、更に全ポンプトリップ時にＪＰ４８を通る炉心
流が増大する。

【００２１】ＪＰ４８を駆動するために通常の外部駆動
ポンプおよび関連の外部配管を使うことができるが、Ｊ
Ｐ駆動流体５８として給水３０ｆまたは蒸気３０ｓを使
うことなど他の手段によりＪＰ４８を駆動することによ
り系全体の複雑さをかなり減少させることができる。本
発明の一実施例によれば、ＪＰ駆動流体５８をＪＰノズ
ル５６に供給するための手段６８が各ＪＰ４８に含まれ
ている。

【００２２】図１に示すような本発明の実施例では、Ｊ
Ｐ駆動流体供給手段６８は、給水３０ｆを加圧するため
の給水駆動ポンプ４０、給水駆動ポンプ４０と流れが通
じるように配置されている通常の流量制御弁７０、およ
び圧力容器２４内部に配置されて流量制御弁７０と流れ
が通じている給水散布器４２を含んでおり、制御弁７０
も給水散布器４２と並列流関係にＪＰノズル５６と流れ
が通じるように配置される。通常の制御器７２が動作
上、給水駆動ポンプ４０および流量制御弁７０に接続さ
れており、給水３０ｆの全流量および散布器４２とＪＰ
ノズル５６との間での給水３０ｆの分量を変える。

【００２３】ＪＰ４８に動力を供給するためのＪＰ駆動
流体５８として給水３０ｆの一部を使うことにより、通
常必要とされる別個の駆動流体ポンプがそのために必要
とされる関連するすべての外部配管とともに除去され
る。流量制御弁７０は選択的に容器２４の内部に配置し
てもよく、容器２４を介して単一の通常の導管および通
常の給水入口ノズルによりポンプ４０からの給水３０ｆ
を流量制御弁７０に与えてもよい。これにより、ＪＰ４
８に動力を供給するために付加的な外部配管ループが不
要となる。ＪＰノズル５６および入口６０は炉心１６よ
り上方に配置することが好ましい。これにより、ＪＰノ
ズル５６に供給する管路に破断が生じた場合に、炉心シ
ュラウド２６の中の冷却材液位が炉心１６の上面より上
にとどまる。

【００２４】本発明の給水で駆動される実施例では、蒸
気流３０ｓの増大する要求に応じて給水流３０ｆが自動
的に増大されるので、容器２４内部の冷却材３０の再循
環流が必然的に増大する。したがって、炉１０がより多
くの蒸気３０ｓを発生するにつれて、より多くの蒸気３
０ｓがタービン３６の中で復水され、給水３０ｆの量が
増大し、その結果、散布器４２およびＪＰノズル５６に
通される給水３０ｆの量が増大する。散布器４２とＪＰ
ノズル５６との間での給水３０ｆの分量は各々の特定の
設計に対して決めることができ、またそれのＪＰノズル
５６への流量は散布器４２への流量の減少につれて増大
するようにすることができる。

【００２５】しかし、給水で駆動されるＪＰ４８は定格
からずれた炉条件に対して、蒸気流３０ｓ、給水流３０
ｆ、および炉心１６を通る冷却材３０ｒの再循環流を整
合させるのが難しい。一つの困難な点はＪＰ４８のノズ
ルに送らなければならない給水流の割合が高く、典型的
には給水駆動式ジェットポンプだけで構成される再循環
系の場合は総給水流の８０％にもなることに関係する。
更に、給水駆動式ＪＰ４８は容器２４の中の冷却水位３
０および炉心入口３２への冷却材の流量の独立した制御
を必要とするプラントの変動状態または過渡状態に適応
するのが困難である。

【００２６】たとえば、タービン３６のトリップ後に生
じ得る、炉１０の動力発生状態からのトリップ停止の
際、図には一つだけ示してある通常の制御棒７４が通常
の制御棒駆動７６により炉心１６に挿入されることによ
り炉心１６の中の反応度が低下し、原子炉１０の運転が
停止される。しかし、二三秒の間生じることがある、ト
リップ直後の過渡期間の間、通常の原子炉の中の炉心流
量は独立に減らされることにより、蒸気ボイドが崩壊し
て炉心１６の中を移されるときの冷却材３０の液位の低
下を遅くする。また、上昇する冷却材３０ｒのボイド率
を増大することにより、冷却材液位３０を更に制御し、
炉心１６の中の反応度を低下させる。同時に、可能なと
き給水３０ｆの流量も通常、大きくされ、これにより冷
却材３０の液位の低下に合わせて安全な運転停止が行わ
れるように原子炉１０内の液位が維持または上昇する。
このような過渡状態で炉心流を素早く減らすとともに給
水流を増大することをこのように独立に行うことは給水
駆動式ＪＰ４８だけでは容易に行えない。

【００２７】しかし、ＪＰ４８とＲＩＰ４６の両方を含
む上記のような本発明はこれができる。何故なら、ＪＰ
４８および散布器４２を使うことにより、容器２４内の
冷却材３０の液位を維持または上昇させることができ、
またＲＩＰ４６を独立に使うことにより、羽根車５０の
速度を低下させて炉心入口３２を通る炉心流量を素早く
減少させることができるからである。ＪＰ４８とＲＩＰ
４６の両方を独立に動作させ得ることにより、定格から
ずれた状態でも蒸気３０ｓ、給水３０ｆ、および炉心１
６を通る再循環３０ｒの流量を整合させる能力が向上す
る。

【００２８】したがって、原子炉１０のトリップ時に、
ＪＰ４８は圧力容器２４内の水位を維持、上昇させるよ
うに働くのに対して、ＲＩＰ４６は炉心入口３２に入る
炉冷却材の総流量を減らし、炉心１６内の蒸気ボイド率
を大きくし、冷却材３０の液位を維持し、炉心１６の反
応度を低下させるように働く。ＪＰ４８は給水３０ｆの
一部を容器２４内に供給し、炉心１６を通して上向きに
通される総炉心入口流量３０ｒの一部、すなわちＪＰ吐
出し流３０ｂを供給する。炉心入口流の残りはＲＩＰ４
６、すなわちＲＩＰ吐出し流３０ａにより供給される。
給水で駆動されるＪＰ４８の個数のＲＩＰ４８の個数に
対する比は特定の各設計に対して決めることができ、定
格状態および定格からずれた（すなわち、自然循環流）
状態での、給水駆動式ＪＰ４８が供給することが望まし
い流量の比率、および給水ポンプヘッドの必要条件に対
するかね合いで決まる。典型的には、再循環ポンプの半
分は給水駆動式ＪＰ４８で、残り半分はＲＩＰ４６にす
るが、任意の適当な比を使ってもよい。図２に示すよう
にＪＰ４８をＲＩＰ４６相互の間に配置することによ
り、動作中に炉心入口３２を通る炉心流がより一様にな
るようにする。

【００２９】本発明の実施例では、ＲＩＰ４６およびＪ
Ｐ４８に異なった、すなわち独立の原動力源を持たせる
ことにより、それらの機能の同時喪失の可能性を低減す
るとともにそれらが独立な動作を行えるようにする。た
とえば、ＲＩＰ４６に動力を供給する電動機５４に通常
の第一の電源７８を設け、給水駆動ポンプ４０に別個
の、すなわち異なった通常の第二の電源８０を設けるこ
とが好ましい。したがって、ＪＰ４８はＲＩＰ４６とは
別個の動力源を持つことになる。たとえば、いくつかの
給水駆動ポンプ４０は蒸気タービンを使用して蒸気で駆
動するようにし、他方、ＲＩＰ４６は電気的に駆動す
る。

【００３０】更に、過渡的な炉トリップの間の遷移沸騰
の可能性はＪＰ４８とＲＩＰ４６の両方を使用すること
により、無くならないにしても大幅に少なくなる。各Ｒ
ＩＰ４６は通常比較的低いＲＩＰ流慣性をそなえてい
る。ＲＩＰ流慣性は単に、大部分が羽根車５０の回転慣
性によるＲＩＰ吐出し流３０ａの慣性である。ＲＩＰ４
６がトリップすると、羽根車４６は比較的急速に減速し
て停止し、ＲＩＰ吐出し流３０ａが比較的急速に減少す
る。すべてＲＩＰ４６の再循環系では、通常知られてい
るようにこのような比較的低いＲＩＰ流慣性は原子炉ト
リップ内の遷移沸騰の可能性を増大し、そのために適当
な通常の対応処置が行われなければならない。たとえ
ば、通常の原子炉内のいくつかのＲＩＰに通常の電動機
−発電機セットの別個の動力源を設けることによりＲＩ
Ｐ流慣性を大きくしてトリップ事象の際の惰走を長くす
ることができる。あるいは代案として、羽根車５０また
は駆動軸５２に質量を付加することにより、その回転慣
性を増大してＲＩＰ流慣性を大きくすることができる。

【００３１】本発明の一つの目的によれば、各ＪＰ４８
はＲＩＰ流慣性より大きくなるように予め定められたＪ
Ｐ流慣性をそなえている。これはたとえば、ＲＩＰ流慣
性より大きいＪＰ流慣性が得られるように給水駆動ポン
プ４０の寸法を定めることにより達成することができ
る。給水駆動ポンプ４０は通常、約５００軸馬力のオー
ダの比較的大きい駆動電動機をそなえた比較的大きいポ
ンプである。給水駆動ポンプ４０のトリップ時に、その
慣性によりポンプ４０が惰走するときの低下する速度で
ポンピング動作を継続することができる。これにより、
ポンプ４０はＪＰ４８からＪＰ吐出し流をポンプで送り
込み続ける。

【００３２】したがって、全ＲＩＰ４６がトリップした
場合、ＪＰ４８は動作し続けて、入口３２を通る炉心流
を維持する。この炉心流はＲＩＰ４６が動作している状
態での総炉心流より小さいが、炉心１６内の遷移沸騰を
防止するのには充分である。同様に、全ＪＰ４８がトリ
ップした場合、ＲＩＰ４６は同様に低下した流量である
が炉心１６の中の遷移沸騰を防止するのに適した流量で
炉心流を入口３２に供給するように動作し続ける。ＲＩ
Ｐ４６とＪＰ４８の両方を含む全ポンプのトリップの場
合は、より大きなＪＰ流慣性自体を使ってＲＩＰ４６と
は独立に遷移沸騰を防止することができる。更に、従来
ＲＩＰ４６に対し使用されていた電動機−発電機セット
または付加的な回転子質量を除去することにより、系全
体の複雑さとコストが低減され、ＪＰ４８によって全ポ
ンプトリップ状態の間に必要な炉心流を供給して遷移沸
騰が防止される。

【００３３】したがって、ＲＩＰ４６およびＪＰ４８の
全ポンプのトリップの場合でも比較的穏やかな過渡状態
となり、遷移沸騰を生じない。更に、全ポンプのトリッ
プ状態での自然再循環のもとでのプラント安定度マージ
ンはＪＰ４８によって与えられるより高い炉心流のため
大きくなる。原子炉１０の出力マップに於ける部分的な
ポンプのトリップ状態または自然再循環流状態のもとで
安定度排除領域を実現する必要はない。更に、上記のよ
うなＲＩＰ４６から通常の電動機−発電機セットを除去
することができる。不安定な動作体制を避けるために低
炉心流状態のもとで制御棒７４を自動的に挿入する必要
も無くすことができる。上記のようにプラントの変動状
態または過渡状態からの改良された回復も得ることがで
きる。

【００３４】図３には冷却材再循環系の代替実施例が示
されている。この実施例では、ＪＰ駆動流体５８は蒸気
である。この蒸気はたとえば、原子炉出口ノズル３４か
ら蒸気タービン３６に送られる蒸気３０ｓの一部とする
ことができる。給水駆動ポンプ４０は通常のように給水
散布器４２にだけ結合され、ＪＰ駆動流体すなわち蒸気
を供給する手段６８が炉１０の出口ノズル３４と流れが
通じるように配置され、出口ノズル３４から吐出される
蒸気３０ｓの一部を受けてＪＰノズル５６に流す。この
実施例では蒸気供給手段６８には、ＪＰノズル５６と出
口ノズル３４との間に流れが通じるように接続され、ま
たそれを通る蒸気流量を変えるように制御器７２に動作
接続された通常の蒸気制御弁８２が含まれている。蒸気
供給手段６８には、出口ノズル３４から受けた蒸気３０
ｓを再加熱して、蒸気３０ｓの温度を上げ、ＪＰノズル
５６へ流すそのエネルギーを増大するための通常の手段
８４を設けることが好ましい。代案として、通常知られ
ているように、ジェットポンプの上流に配置されたノズ
ル混合区間で蒸気と給水を予め混合することにより、蒸
気を復水して熱エネルギーを駆動流として使用される高
速噴流の形式の運動エネルギーに変換することもでき
る。

【００３５】蒸気をＪＰ駆動流体５８として使うことに
より、ＪＰ４８に対してＲＩＰ４６とは異なる原動力を
得るためのもう一つの構成が得られる。これから上記の
ような種々の利点が得られる。本発明の好適実施例と考
えられるものを説明してきたが、開示した内容から熟練
した当業者は本発明の他の変形を考えつき得る。したが
って、本発明の趣旨と範囲に入るこのような変形はすべ
て請求の範囲に包含されると考える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による冷却材再循環系を含む
沸騰水炉の一例の概略立断面図である。

【図２】線２−２に沿って見た図１に示す炉の横断面図
である。

【図３】本発明のもう一つの実施例による冷却材再循環
系を示す図１の炉の一部の概略図である。

【符号の説明】

１０沸騰水炉１４下側プレナム１６炉心２４原子炉圧力容器２６炉心シュラウド２８下降管３０炉冷却材３０ａＲＩＰ吐出し流３０ｂＪＰ吐出し流３２炉心入口３４出口ノズル４０給水駆動ポンプ４２給水散布器４６炉内部ポンプ４８ジェットポンプ５６ＪＰノズル５８ＪＰ駆動流体６０ＪＰ入口６２ＪＰミキサ６４ＪＰディフューザ６６ＪＰ出口６８蒸気供給手段７０流量制御弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉心を取り囲み、圧力容器から半径方向
内側に隔たって配置されることにより環状の下降管を形
成する円筒形シュラウドを含み、上記環状下降管が再循
環炉冷却材を下向きに通して容器の下側プレナムに配置
された炉心入口へ導くようになっている沸騰水炉用の再
循環系に於いて、上記下降管の中の上記冷却材の第一の部分を下向きに上
記炉心入口へポンブ吐出し流として送り出すように上記
下降管の中に配置された複数の円周方向に間隔を置いて
設けられた羽根車駆動式炉内部ポンプ（ＲＩＰ）、およ
び上記下降管の中の上記冷却材の残りの第二の部分を下
向きに上記炉心入口へポンプ吐出し流として上記ＲＩＰ
の吐出し流と並列に送り出すように上記下降管の中に配
置された複数の円周方向に間隔を置いて設けられた流体
駆動式ジェットポンプ（ＪＰ）を含むことを特徴とする
沸騰水炉用再循環系。
【請求項２】上記ＲＩＰおよび上記ＪＰはそれらの同
時トリップを防止するため異なった原動力源をそなえて
いる請求項１記載の沸騰水炉用再循環系。
【請求項３】上記各ＲＩＰはＲＩＰ流慣性を有し、上
記各ＪＰは上記ＲＩＰ流慣性より大きいＪＰ流慣性を有
している請求項２記載の沸騰水炉用再循環系。
【請求項４】上記各ＪＰは、ＪＰ駆動流体を噴流として噴出するためのノズル、上記ＪＰ駆動流体の噴流および上記下降管冷却材の第二
の部分を受けるための入口、上記噴流と上記冷却材の第二部分を混合するためのミキ
サ、上記の混合された噴流と冷却材第二部分を拡散するため
のディフューザ、上記の混合され拡散された噴流と冷却材第二部分を上記
ＪＰ吐出し流として吐出すための出口、および上記ＪＰ
駆動流体を上記ノズルに供給する手段を含んでいる請求
項３記載の沸騰水炉用再循環系。
【請求項５】上記ＪＰのノズルおよび入口が上記炉心
より上方に配置されている請求項４記載の沸騰水炉用再
循環系。
【請求項６】上記ＪＰ駆動流体が蒸気である請求項４
記載の沸騰水炉用再循環系。
【請求項７】上記ＪＰ駆動流体供給手段が上記沸騰水
炉の蒸気出口ノズルと流れが通じるように配置されてい
て、上記沸騰水炉から吐出される蒸気の一部分を受けて
上記ＪＰ駆動流体として上記ＪＰノズルに流す請求項６
記載の沸騰水炉用再循環系。
【請求項８】上記出口ノズルからの上記蒸気を再加熱
することにより上記蒸気の温度を上昇させて上記ＪＰノ
ズルに流すための手段が上記ＪＰ駆動流体供給手段に含
まれている請求項７記載の沸騰水炉用再循環系。
【請求項９】上記ＪＰ駆動流体が給水である請求項４
記載の沸騰水炉用再循環系。
【請求項１０】上記ＪＰ駆動流体供給手段は、上記給
水を加圧するための給水駆動ポンプ、上記給水駆動ポン
プと流れが通じるように配置された流量制御弁、および
上記圧力容器の内側に配置されて上記流量制御弁と流れ
が通じている給水散布器を含み、上記流量制御弁が上記
給水散布器と並列流関係に上記ＪＰノズルと流れが通じ
るように配置されている請求項９記載の沸騰水炉用再循
環系。
【請求項１１】上記ＪＰ流慣性が上記ＲＩＰ流慣性よ
り大きくなるように上記給水駆動ポンプの寸法が定めら
れている請求項１０記載の沸騰水炉用再循環系。
【請求項１２】上記沸騰水炉のトリップ時に、上記Ｊ
Ｐは上記圧力容器内の水位を維持および上昇させるよう
に働き、上記ＲＩＰは上記炉心入口に入る上記炉冷却材
の総流量を減少させて上記炉心内の蒸気ボイド率を増大
させ上記炉心の反応度を低下させるように働く請求項１
０記載の沸騰水炉用再循環系。