JPH0713668B2 - 沸騰水型原子炉 - Google Patents

沸騰水型原子炉

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JPH0713668B2
JPH0713668B2 JP60056508A JP5650885A JPH0713668B2 JP H0713668 B2 JPH0713668 B2 JP H0713668B2 JP 60056508 A JP60056508 A JP 60056508A JP 5650885 A JP5650885 A JP 5650885A JP H0713668 B2 JPH0713668 B2 JP H0713668B2
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reactor pressure
nozzle
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、原子炉圧力容器内に冷却水循環ポンプを有す
る沸騰水型原子炉に関する。
〔発明の技術的背景〕
従来の沸騰水型原子炉(以下BWRと称する)では原子炉
圧力容器の外部に設けられた再循環ポンプと原子炉圧力
容器内のジェットポンプとで構成される再循環系によ
り、炉心を通して原子炉圧力容器内の冷却水を強制循環
させるが、再循環系が複雑な構成となり、ジェットポン
プはキャビテーションを起しやすく、また、原子炉圧力
容器と再循環ポンプとの間を接続する再循環配管は冷却
水のバウンダリとなるため、万一、この配管が破断する
ようなことがあると冷却水喪失のおそれがある。
そこで、原子炉圧力容器内で直接冷却水を強制循環させ
る冷却水循環ポンプを備えたBWR(以下A−BWRと称す
る)が開発されている。
第4図はA−BWRの概略構成を示すもので、原子炉圧力
容器1内にはシュラウド2が設けられ、その内部には炉
心3が収容され、さらに原子炉圧力容器1内には冷却水
4が収容されている。炉心3は炉心シュラウド2内に収
容されており、原子炉圧力容器1の内周面とシュラウド
2との間の円筒空間すなわちダウンカマ5の底部には、
複数の冷却水循環ポンプ6が周方向等間隔に取付けてあ
る。
また、シュラウド2の上端に設けられたシュラウドヘッ
ド7の上には気水分離器8が設置され、さらにその上方
には蒸気乾燥器9が設けられている。図中10は原子炉圧
力容器1内で発生した高温高圧の蒸気を外部へ取出す主
蒸気出口ノズルであり、11は給水入口ノズルである。
そこで原子炉運転中は、原子炉圧力容器1内の冷却水
は、自然循環に加え、冷却水循環ポンプ6により炉心3
を通して強制循環される。
炉心3より上昇した蒸気と水の混合流は気水分離器8で
分離され、蒸気成分は蒸気乾燥器9で湿分を除去され主
蒸気出口ノズル10より発電機駆動ターピン(図示せず)
へその駆動源として取出される。そしてタービン駆動源
の蒸気は凝縮液化された後、給水入口ノズル11より原子
炉圧力容器1内へ戻される。
また原子炉停止時においては、炉心3の核反応を停止さ
せた後、原子炉圧力容器1内の冷却水を循環させて核燃
料の崩壊熱を除去する必要がある。
そこで、再循環系を有するBWRであればその再循環系の
配管を利用し、原子炉圧力容器内の冷却水を循環させて
核燃料の崩壊熱を除去することができるが、A−BWRで
は再循環系がないため、次のような炉心冷却装置が設け
られている。
すなわち原子炉圧力容器1周壁の、炉心3上面と冷却水
液面との間の高さ位置には冷却水流入ノズル12が設けら
れ、このノズル12と炉心3上面との間の高さ位置には冷
却水吸出しノズル13が設けられている。また原子炉圧力
容器1の外部には、炉心冷却水循環ポンプ14及び熱交換
器15が冷却水吸出しノズル13に順次連結されて設けら
れ、炉心冷却水循環ポンプ14によって冷却水吸出しノズ
ル13より外部へ取出された冷却水4は熱交換器15で冷却
された後、冷却水流入ノズル12より原子炉圧力容器1内
へ供給される。
原子炉圧力容器1内には、前記冷却水流入ノズル12に接
続する冷却水噴射配管16が設けられている。この噴射配
管16は、第5図に示すように円弧形状をなし、炉心3よ
りも高位置に、ほぼ水平に配置されている。なお、この
ような炉心冷却装置は、原子炉圧力容器1に対して周方
向等間隔に複数設けられており(図ではその1つを示
す)、複数の冷却水噴射配管16が圧力容器1の全周に円
環状に配置されている。
各冷却水噴射配管16にはそれぞれ複数のノズル孔17が、
炉心3の中心に向けて設けられている。
そこで、原子炉停止時には冷却水循環ポンプ6は停止さ
れるが、これに代って炉心冷却水循環ポンプ14が起動す
る。そして、原子炉圧力容器1内の冷却水4は冷却水吸
出しノズル13を通して原子炉圧力容器1の外部へ取出さ
れ、熱交換器15で冷却された後、冷却水流入ノズル12及
び冷却水噴射配管16を経由してノズル孔17より炉心3上
面に噴射される。
このとき、ノズル孔17より噴射され冷却水はシュラウド
2と原子炉圧力容器1内周面との間のダウンカマ5を通
って下方へ流れ、冷却水循環ポンプ6のインペラー部の
隙間を通って炉心3の下方へ導かれ、炉心3を上方へ通
過してこれを冷却し、気水分離器8の開口部を通って自
然循環する。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、以上のような構成では、冷却水吸出しノ
ズル13が冷却水噴射配管16より下方で、しかも冷却水噴
射配管16の近傍位置にあるために、ノズル孔17より炉心
3へ向けて噴射された冷却水4の一部が冷却水吸出しノ
ズル13を通して外部へ吸出されてしまい、炉心3を冷却
するために有効に利用されないので、炉心3の冷却効率
が悪くなってしまう問題がある。その結果、原子炉の定
期検査の開始時期を早めることが困難になるので、この
開始時期を始めるためには熱交換器15の容量を大きくす
る等の対策を講じる必要が生じる。
なお、冷却水吸出しノズル13を冷却水噴射配管16より上
方に設置することによって、ノズル孔17より噴射された
冷却水4が冷却水吸出しノズル13より吸出されることを
防止することも考えられないことではないが、このよう
にすると、原子炉圧力容器1内における冷却水4の液面
から冷却水吸出しノズル13までの揚程が小さくなってし
まうため、冷却水4の吸出し量が減少して冷却水吸出し
ノズル13付近にキャビテーションが発生する原因ともな
り、好ましくない。キャビテーションを防止するために
冷却水吸出しノズル13の開口面積を大きくすると、この
炉心冷却装置の配管系に破断事故が発生した場合、多量
の冷却水が漏洩するおそれがあるので、冷却水吸出しノ
ズル13の開口面積を大きくすることも望ましくない。
〔発明の目的〕
本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
で、その目的は、炉心冷却水循環ポンプにより原子炉圧
力容器内から取り出された冷却水を冷却する熱交換器の
容量を大きくしたり、冷却水吸出しノズルを冷却水流入
ノズルよりも上方に設けたりすることなく、運転停止時
における炉心を冷却水噴射配管から噴射される冷却水に
よって効率良く冷却することのできる沸騰水型原子炉を
提供することにある。
〔発明の概要〕
以上の目的達成のため、本発明は、冷却水流入ノズルか
ら原子炉圧力容器内に直管形の冷却水噴射配管を下方に
向けて延設し、この冷却水噴射配管に熱交換器で冷却さ
れた冷却水を炉心シュラウドの周面部に向けて噴射する
複数の冷却水噴射ノズルを上下方向に間隔を存して設け
たことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図及び第2図にもとづい
て説明する。なお、第4図と同一の部分は同一符号で示
してある。
第1図は本発明装置を適用したA−BWRの概略構成を示
すもので、炉心冷却装置を除き従来考えられたものと同
様の構成である。
炉心冷却装置の構成は、次の通りである。
すなわち原子炉圧力容器1周壁の、炉心3上面と冷却水
液面との間の高さ位置には冷却水流入ノズル21が設けら
れ、このノズル21と炉心3上面との間の高さ位置には冷
却水吸出しノズル22が設けられている。また原子炉圧力
容器1の外部には、炉心冷却水循環ポンプ23及び熱交換
器24が冷却水吸出しノズル22に順次連結して設けられ、
炉心冷却水循環ポンプ23によって冷却水吸出しノズル22
より外部へ取出された冷却水4は熱交換器24で冷却され
た後、冷却水流入ノズル21より原子炉圧力容器1内へ供
給される。
原子炉圧力容器1内には、前記冷却水流入ノズル21に接
続する冷却水噴射配管25が設けられている。この噴射配
管25は第2図に示すように冷却水吸出しノズル22の上方
に位置する冷却水流入ノズル21から下方に向けて延設さ
れ、その下端は噴射配管25の下端開口を閉塞する盲板26
を介して原子炉圧力容器1の内周面に固着されている。
なお、1基の原子炉に対して例えば一対の炉心冷却装置
が、原子炉圧力容器1に対して周方向180°の位相差を
もって設置されている。
前記冷却水噴射配管25にはそれぞれ複数のノズル孔27
が、例えば左右2列に、いずれも炉心3の中心に向けて
設けられている。
そこで、原子炉停止時には冷却水循環ポンプ6は停止さ
れるが、これに代って炉心冷却水循環ポンプ23が起動す
る。そして、原子炉圧力容器1内の冷却水4は冷却水吸
出しノズル22を通して原子炉圧力容器1の外部へ取出さ
れ、熱交換器24で冷却された後、冷却水流入ノズル21か
ら冷却水噴射配管25内に流入し、冷却水噴射配管25に設
けられたノズル孔27から炉心シュラウド2の周面部に向
けて噴射される。ノズル孔27より噴射された冷却水はシ
ュラウド2と原子炉圧力容器1内周面との間のダウンカ
マ5を通って下方へ流れ、冷却水循環ポンプ6のインペ
ラー部の隙間を通って炉心3の下方へ導かれ、炉心3を
上方へ通過してこれを冷却し、気水分離器8の開口部を
通って自然循環する。
以上の構成では、冷却水噴射配管25のノズル孔27から噴
出した冷却水は炉心シュラウド2の周面に当たり、炉心
シュラウド2の周面の沿って下方に流れた後、炉心シュ
ラウド2の内部に流入するので、熱交換器24で冷却され
た冷却水が炉心冷却水循環ポンプ23によって冷却水吸出
しノズル22から吸い出されてしまうことがない。したが
って、熱交換器24の容量を大きくしたり、冷却水吸出し
ノズル22を冷却水流入ノズル21よりも上方に設けたりす
ることなく、運転停止時における炉心3を冷却水噴射配
管25から噴射される冷却水によって効率良く冷却するこ
とができる。したがって、原子炉の定期検査の開始時期
を早めること、熱交換器24の容量を小さくすること等も
可能になる。
しかも冷却水吸出しノズル22は冷却水流入ノズル21から
充分下方位置に設けることができるので、冷却水4の液
面から冷却水吸出しノズル22までの揚程を大きくとるこ
とができ、冷却水吸出しノズル22付近におけるキャビテ
ーションの発生を防止することができる。したがってキ
ャビテーション発生を防止するために冷却水吸出しノズ
ル22の開口面積を大きくする必要もないので、万一、炉
心冷却装置の配管系に破断事故が発生した場合でも、こ
の系から多量の冷却水が漏洩するおそれはない。
なお、本発明は上記実施例に必ずしも限定されるもので
はない。例えば冷却水噴射配管に設けられるノズル孔は
単なる孔でなく、第3図に示すような、ノズル・オリフ
ィス状のノズル孔28としててもよい。
〔発明の効果〕
以上のように本発明は、冷却水流入ノズルから原子炉圧
力容器内に直管形の冷却水噴射配管を下方に向けて延設
し、この冷却水噴射配管に熱交換器で冷却された冷却水
を炉心シュラウドの周面部に向けて噴射する複数の冷却
水噴射ノズルを上下方向に間隔を存して設けたことを特
徴とするものである。したがって、冷却水噴射ノズルか
ら噴出した冷却水は炉心シュラウドの周面に当たり、炉
心シュラウドの周面に沿って下方に流れた後、炉心シュ
ラウド内に流入するので、熱交換器で冷却された冷却水
が炉心冷却水循環ポンプによって冷却水吸出しノズルか
ら吸い出されてしまうことがない。よって、熱交換器の
容量を大きくしたり、冷却水吸出しノズルを冷却水流入
ノズルよりも上方に設けたりすることなく、運転停止時
における炉心を冷却水噴射配管から噴射される冷却水に
よって効率良く冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の一実施例を示すもので、第
1図は冷却水循環ポンプ内蔵型の沸騰水型原子炉の概略
構成を示す縦断面図、第2図はこの原子炉に設けられた
炉心冷却装置一部を示す斜視図、第3図は本発明の他の
実施例における炉心冷却装置の一部を示す斜視図、第4
図及び第5図は従来例を示すもので、第4図は冷却水循
環ポンプ内蔵型の沸騰水型原子炉の概略構成を示す縦断
面図、第5図はこの原子炉に設けられた炉心冷却装置一
部を示す斜視図である。 1……原子炉圧力容器、2……シュラウド、3……炉
心、4……冷却水、21……冷却水流入ノズル、22……冷
却水吸出しノズル、23……炉心冷却水循環ポンプ、24…
…熱交換器、25……冷却水噴射配管、27,28……ノズル
孔。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原子炉圧力容器と、この原子炉圧力容器内
    に設けられた炉心シュラウドと、この炉心シュラウド内
    を上方に向かって流通した冷却水の中から蒸気を取り出
    す気水分離器と、この気水分離器により冷却水と分離さ
    れた蒸気中の湿分を除去する蒸気乾燥器と、前記原子炉
    圧力容器内に設けられた冷却水循環ポンプと、前記原子
    炉圧力容器の周壁部に設けられた冷却水流入ノズルと、
    この冷却水流入ノズルの下方に設けられた冷却水吸出し
    ノズルと、この冷却水吸出しノズルより原子炉圧力容器
    内の冷却水を外部へ取り出す炉心冷却水循環ポンプと、
    この炉心冷却水循環ポンプから吐出された冷却水を冷却
    して前記冷却水流入ノズルに供給する熱交換器とを具備
    してなる沸騰水型原子炉において、 前記冷却水流入ノズルから原子炉圧力容器内に直管形の
    冷却水噴射配管を下方に向けて延設し、この冷却水噴射
    配管に前記熱交換器で冷却された冷却水を前記炉心シュ
    ラウドの周面部に向けて噴射する複数の冷却水噴射ノズ
    ルを上下方向に間隔を存して設けたことを特徴とする沸
    騰水型原子炉。
JP60056508A 1985-03-20 1985-03-20 沸騰水型原子炉 Expired - Lifetime JPH0713668B2 (ja)

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JPS61213793A JPS61213793A (ja) 1986-09-22
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