JPH0727890A

JPH0727890A - 原子炉

Info

Publication number: JPH0727890A
Application number: JP5168837A
Authority: JP
Inventors: Masataka Hidaka; 政隆日▲高▼; Shinichi Kashiwai; 進一柏井; Yoshinori Saito; 義則齋藤; Terufumi Kawasaki; 照文河崎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-07-08
Filing date: 1993-07-08
Publication date: 1995-01-31
Also published as: US5513233A

Abstract

(57)【要約】【目的】原子炉の下部プレナムにおける燃料集合体への
冷却材の流れの混合に係る余裕，燃料集合体における二
相流の流動安定性，炉心の圧力損失低減を達成して原子
炉の運転性と経済性を向上する。【構成】制御棒案内管９に嵌め込まれた燃料支持金具１
２内と流路１６を連通する冷却材案内管６０を設け、燃
料支持金具１２内で冷却材案内管６０の外側の領域を開
口部７９から冷却材が下降する冷却材案内流路６１とす
る。下部プレナム７内の冷却材は、開口部７９から流路
６１を下降しその後上昇して案内管６０内に入り、燃料
集合体３内に流入する。これにより、燃料集合体３への
冷却材の流れの混合が促進され、冷却材の慣性も増加し
て燃料集合体３内の流動安定性を向上し、圧力損失も低
減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子炉に関するもので
あり、特に沸騰水型原子炉の炉心に適用するのに好適な
炉心下部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に示す現行の沸騰水型原子炉のよう
に、原子炉圧力容器１内には、シュラウド２に囲まれ多
数の原子炉燃料集合体３からなる炉心６が設けられる。

【０００３】炉心６は上部格子４と下部格子５に挾ま
れ、下部格子５より下方の領域を下部プレナム７と呼
ぶ。下部プレナム７内には、原子炉圧力容器１の底板を
貫通した制御棒駆動機構ハウジング８とその制御棒駆動
機構ハウジング８に取り付く制御棒案内管９が設置され
る。

【０００４】図４，図５に、下部プレナム７内の炉心下
部構造の縦断面図及び横断面図を示す。

【０００５】原子炉圧力容器１の底板に溶接された制御
棒駆動機構ハウジング８の上に制御棒案内管９が嵌め込
まれて直立する。

【０００６】さらに、制御棒案内管９の頂部に原子炉燃
料集合体３を４体乗せることのできる燃料支持金具１２
が嵌め込まれる。

【０００７】したがって、原子炉燃料集合体３の重量
は、燃料支持金具１２，制御棒案内管９及び制御棒駆動
機構ハウジング８を介して原子炉圧力容器１の底板によ
って支持される。

【０００８】インターナルポンプ１１から下部プレナム
７内に吐出された冷却材は、制御棒案内管９の外側を上
昇し、制御棒案内管９の上端近くの側壁に設けられた開
口部７９から燃料支持金具１２に入り、原子炉燃料集合
体３内に導かれる。

【０００９】燃料支持金具１２の冷却水入口には、原子
炉燃料集合体３毎の冷却材流量配分を最適化するための
入口オリフィス１８が設けられる。

【００１０】インターナルポンプ１１から吐出された冷
却水は、制御棒案内管９群を上昇する間にその流れが十
分に混合してポンプ動圧等による圧力の偏りが消滅し、
各原子炉燃料集合体への流量配分が適正化される。

【００１１】冷却材は、制御棒案内管９の外側を上昇
し、流れ方向を９０度変えるとともに入口オリフィス１
８で絞られて燃料支持金具１２内に入り、燃料支持金具
１２内で上昇流に変わる。

【００１２】その後、その上昇流は拡大している流路１
６を通り、原子炉燃料集合体３内に流入する。このよう
に、冷却材は複雑な流路内を流れるだけでなく、入口オ
リフィス１８によっても絞られるため、圧力損失が大で
ある。

【００１３】一般に、原子炉燃料集合体３内の二相流に
おける流動安定性が高いほど、原子炉の運転性は高い。

【００１４】原子炉燃料集合体３内の圧力損失が原子炉
燃料集合体３入口までの圧力損失よりも過大になると、
原子炉燃料集合体３内の二相流における流動安定性は低
下する。

【００１５】前記の燃料支持金具１２及び入口オリフィ
ス１８による圧力損失が大きいほど、原子炉燃料集合体
３内の二相流における流動安定性は向上するが、その反
面、インターナルポンプ１１には大きな吐出圧力が要求
され、原子炉の製造及び運転に係る経済性が低下する。

【００１６】したがって、原子炉の運転性と経済性を向
上するためには、原子炉燃料集合体３内における二相流
の流動安定性の向上と、原子炉燃料集合体３入口までの
圧力損失の低減が必要とされている。

【００１７】原子炉燃料集合体入口までの圧力損失を低
減する従来技術として、特開平2−168195号記載のよう
に、炉心支持板補強材を制御棒案内管及び燃料支持金具
の冷却材入口の近傍に設ける形式の原子炉において、制
御棒案内管及び燃料支持金具の冷却材流入口を炉心支持
板補強材の下端部近傍に設けることにより入口オリフィ
スまでの圧力損失を低減するものがある。

【００１８】また、原子炉燃料集合体内における二相流
の流動安定性を向上し、原子炉燃料集合体入口までの圧
力損失を低減する従来技術として、原子力工業３８巻１
１号２８記載のように、下部プレナムから原子炉燃料集
合体入口にわたる冷却材案内管を設け、管内を流れる高
流速の冷却材の慣性を利用して安定性を向上するものが
ある。この場合、冷却水案内管の入口は、下部プレナム
の下方となる。

【００１９】また、慣性の効果を得るためには、冷却材
案内管の管長を長くするか、あるいは管断面積を小さく
する必要が有る。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】特開平2−168195 号に
示した従来技術では、制御棒案内管外側から入口オリフ
ィスに至る流れの圧力損失は低減できるが、原子炉燃料
集合体内の二相流における流動安定性を確保するために
は入口オリフィスにおける圧力損失を大きくする必要が
有るため、原子炉燃料集合体入口までの全圧力損失を低
減することはできない。

【００２１】また、入口オリフィスの設けられる高さが
従来の原子炉と比較して低くなるため、インターナルポ
ンプから吐出された冷却水が制御棒案内管群を上昇する
距離が短くなり、流れの混合に係る余裕が小さくなる。

【００２２】また、原子力工業３８巻１１号２８に示し
た従来技術では、原子炉燃料集合体内の二相流における
流動安定性を向上するためには、冷却材案内管の管長を
長くするか管径を小さくする必要が有り、管径を長くす
る場合には、その最大値が炉心下部構造物の高さに制限
される。

【００２３】また、管径を小さくすると、圧力損失が増
大し、原子炉燃料集合体入口までの圧力損失を十分に低
減することができない。

【００２４】したがって、原子炉燃料集合体内の二相流
における流動安定性を向上し、かつ原子炉燃料集合体入
口までの圧力損失を十分に低減するためには、冷却材案
内管の管長を長くする必要がある。また、冷却材案内管
の入口が下部プレナムの下方となるため、インターナル
ポンプから吐出された冷却水の流れの混合に係る余裕が
小さくなる。

【００２５】本発明は、炉心下部構造物高さの制限内に
おいて、管内を流れる高流速の冷却材の慣性を利用して
安定性を向上する冷却材案内管の管長と管径を増加し、
原子炉燃料集合体内の二相流における流動安定性を向上
させ、原子炉燃料集合体入口までの圧力損失を十分に低
減し、かつ冷却材案内管への冷却材の流れの混合に係る
余裕を高めることにより原子炉の運転性を向上するとと
もに原子炉の経済性を向上することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段は、原子炉燃料集合体に、原子炉燃料集合体より
も下方の下部プレナムから冷却材を供給する原子炉にお
いて、下部プレナムと原子炉燃料集合体の冷却材入口を
連通して冷却材を原子炉燃料集合体に供給する曲路から
なる冷却材流路を設けることにより達成される。

【００２７】

【作用】上記手段によれば、冷却材は下部プレナムで混
合された後に曲路を含む冷却材流路内を通過して原子炉
燃料集合体内に供給される作用が得られる。

【００２８】曲路を含む冷却材流路の流路長は、曲路を
採用することで直路だけによるものよりも伸ばすことが
できる。

【００２９】これにより、従来の技術において下部プレ
ナムと原子炉燃料集合体を連通した直管の冷却材案内管
と比較して、流路長を増加できるので冷却材の慣性を増
加する効果が促進され、原子炉燃料集合体内の二相流に
おける流動安定性を大幅に向上できる。

【００３０】この場合、原子炉燃料集合体内の二相流に
おける流動安定性を従来と同じ値とすると、冷却材流路
の管径を大きくできるので、原子炉燃料集合体入口まで
の圧力損失を十分に低減できる。

【００３１】原子炉燃料集合体への流量配分の適正化を
促進し、原子炉燃料集合体内の二相流における流動安定
性を向上し、原子炉燃料集合体入口までの圧力損失を低
減できるので、原子炉の運転性と経済性を向上する作用
が得られる。

【００３２】

【実施例】本発明の第１の実施例を図１，図２により説
明する。

【００３３】図１は、本発明による原子炉下部構造を図
３に示した沸騰水型原子炉に適用した例であり、以下、
その適用により変更した個所について説明し、他の構成
は従来通りである。

【００３４】図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

【００３５】原子炉圧力容器１の底部に固着された制御
棒駆動機構ハウジング８には制御棒案内管９が接続さ
れ、制御棒案内管９内には制御棒１３が格納される。制
御棒１３の下端はカップリング１５で制御棒駆動ロッド
１７の上端に着脱自在に連結されている。この制御棒駆
動ロッド１７は、制御棒駆動機構ハウジング８内に上下
動自在に通されている。

【００３６】制御棒案内管９の上部が差し込まれている
格子板５は、原子炉燃料集合体３が設置される炉心領域
とその下部の下部プレナム７との間を区画している。

【００３７】１本の制御棒案内管９に対して燃料支持金
具１２を介して４体の原子炉燃料集合体３が搭載されて
おり、燃料支持金具１２内には各原子炉燃料集合体３毎
に一つの流路１６を備えている。

【００３８】制御棒案内管９上部には、燃料支持金具１
２を貫通する開口部が設けられ、制御棒案内管９の外か
ら冷却材が燃料支持金具１２内に流入可能である。この
開口部には、原子炉燃料集合体３３への冷却材流量を調
整するための入口オリフィス１８を必要に応じて設置す
ることができる。

【００３９】燃料支持金具１２内の流路１６には、流路
１６と燃料支持金具１２内を仕切る支持板６２ととも
に、支持板に接続され燃料支持金具１２内の下部と流路
１６を連通する冷却材案内管６０からなる構造物が設け
られる。

【００４０】燃料支持金具１２内で冷却材案内管６０の
外側の領域は、開口部７９から冷却材が下降する冷却材
案内流路６１となる。

【００４１】冷却水案内流路６１と流路１６は、支持板
６２と燃料支持金具１２の接合面において隔てられ、相
互の冷却水の流通が防止される。

【００４２】また、好ましくは、冷却材案内管６０の流
路面積と冷却材案内流路６１の流路面積は、冷却材の縮
流，拡大に伴う圧力損失の発生を防ぐ観点から、ほぼ等
しい値とすることが有効である。

【００４３】以下、本実施例の作用，効果について図６
を用いて説明する。図６は、原子力工業３８巻１１号２
８記載の単管の冷却材案内管による原子炉燃料集合体の
安定性及び圧力損失の特性（図中の破線）と、本実施例
による冷却材案内管の特性（図中の実線）を比較した特
性図である。

【００４４】図中の白点は、冷却材案内管を用いない場
合の値を示す。

【００４５】横軸は、入口オリフィスによる抵抗の相対
値であり、縦軸は原子炉燃料集合体の安定性の指標であ
る減幅比と定格運転時の圧力損失の相対値である。

【００４６】インターナルポンプ１１から下部プレナム
７内に吐出された冷却材は、制御棒案内管９の外側を上
昇し、制御棒案内管９の上端近くの側壁に設けられた開
口部７９から燃料支持金具１２内に入り、冷却材案内流
路６１を下降し、燃料支持金具１２内の下部において冷
却材案内管６０内に入る。

【００４７】さらに、冷却材は冷却材案内管６０内を上
昇し、燃料支持金具１２上部の流路１６から原子炉燃料
集合体３内に流入する。

【００４８】制御棒案内管９における開口部７９は従来
の制御棒案内管９及び燃料支持金具１２における冷却材
の入口オリフィス１８と同位置にあるため、冷却材は制
御棒案内管９群を上昇する間に十分に混合され、流れの
混合に係る余裕を十分に確保することができる。

【００４９】また、原子力工業３８巻１１号２８に示し
た単管の冷却材案内管と比較して、冷却材の取り入れ口
が上方にあるため、冷却材は制御棒案内管９群を上昇す
る間に十分に混合され、流れの混合に係る余裕をさらに
大きくすることができる。また、単管の冷却材案内管と
比較すると、本実施例の制御棒案内管９の開口部７９か
ら入った冷却材は、一旦、冷却材案内流路６１を下降し
た後に再び冷却材案内管６０内を上昇するため流路長が
長くなる。

【００５０】したがって、燃料支持金具１２の下端を制
御棒案内管９の下端まで延長することにより燃料支持金
具１２内の冷却材流路長を、最大で単管の冷却材案内管
の約２倍まで伸ばすことができる。

【００５１】図６において破線で示した単管の冷却材案
内管では、冷却材案内管を用いない場合と比較して、同
じ入口オリフィスによる抵抗値を与えても、慣性の効果
により図６Ａ点に示すように減幅比が減少して原子炉燃
料集合体の安定性が向上する。

【００５２】また、図６Ｂ点に示すように安定性を従来
と同じにした場合には、定格圧損を減少することができ
る。

【００５３】これに対して、本実施例の冷却材案内管６
０において燃料支持金具１２の下端を制御棒案内管９の
下端まで伸ばし冷却材流路長を単管の冷却水案内管の約
２倍に伸ばした場合の特性を図６中実線で示す。

【００５４】入口抵抗の相対値が１.０の場合、流路長
がさらに長くなるため、減幅比は図６Ｅ点に示すように
単管の冷却材案内管より減少し、原子炉燃料集合体３の
安定性がさらに向上する。

【００５５】また、図６Ｆ点に示すように単管の冷却材
案内管のＡ点と同じ減幅比を得る場合には、定格圧損は
Ａ点と比較して大幅に減少する。

【００５６】このように、本実施例では、原子炉燃料集
合体３に流入する冷却材の慣性の効果が促進されるので
単管の冷却材案内管と比較して原子炉燃料集合体の二相
流の安定性を大幅に向上でき、定格圧損についても同等
以上の低減効果を有する。

【００５７】本実施例によれば、下部プレナム内におけ
る原子炉燃料集合体への冷却材の流れの混合に係る余裕
を大きくし、原子炉燃料集合体内の二相流における流動
安定性を向上し、原子炉燃料集合体入口までの圧力損失
を低減できるので、原子炉の運転性と経済性を向上でき
る。

【００５８】本発明の第２の実施例を図７，図８により
説明する。

【００５９】図７は、本発明による原子炉下部構造を図
３に示した沸騰水型原子炉に適用した例である。

【００６０】図８は、図７のＡ−Ａ矢視断面図である。

【００６１】燃料支持金具１２内には、開口部７９と燃
料支持金具１２内の下部を連通する冷却材案内管７２が
設けられる。燃料支持金具１２内で冷却材案内管７２の
外側の領域は、冷却材案内管７２の下部開口部から冷却
材が上昇する冷却材案内流路７３となる。

【００６２】好ましくは、冷却材案内管７２の流路面積
と冷却材案内流路７３の流路面積は、冷却材の縮流，拡
大に伴う圧力損失の発生を防ぐ観点から、ほぼ等しい値
とすることが有効である。

【００６３】また、本実施例では、開口部７９より上方
の燃料支持金具１２内の冷却材案内流路７３の流路面積
を開口部より下方の冷却材案内流路７３の流路面積とほ
ぼ等しくするため、流路面積調整用構造物７４が設けら
れる。

【００６４】以下、本実施例の作用について説明する。
インターナルポンプ１１から下部プレナム７内に吐出さ
れた冷却材は、制御棒案内管９の外側を上昇し、制御棒
案内管９の上端近くの側壁に設けられた開口部７９から
燃料支持金具１２内の冷却材案内管７２に入り、下降す
る。

【００６５】冷却材案内管７２下部の開口部から燃料支
持金具１２内に流入した冷却材は、冷却材案内流路７３
を通り、燃料支持金具１２上部の流路１６から原子炉燃
料集合体３内に流入する。

【００６６】制御棒案内管９における開口部７９は従来
の制御棒案内管９及び燃料支持金具１２における冷却材
の入口オリフィス１８と同位置にあるため、冷却材は制
御棒案内管９群を上昇する間に十分に混合され、流れの
混合に係る余裕を十分に確保することができる。

【００６７】さらに、原子力工業３８巻１１号２８に示
した単管の冷却材案内管と比較して、冷却材の取り入れ
口が上方にあるため、冷却材は制御棒案内管９群を上昇
する間に十分に混合され、流れの混合に係る余裕をさら
に大きくすることができる。また、直線単管の冷却材案
内管と比較すると、本実施例の制御棒案内管９の開口部
７９から入った冷却材は、一旦、冷却材案内流路６１を
下降した後に再び冷却材案内管６０内を上昇するため流
路長が長くなる。

【００６８】したがって、燃料支持金具１２の下端を制
御棒案内管９の下端まで延長することにより燃料支持金
具１２内の冷却材流路長を、最大で単管の冷却材案内管
の約２倍まで伸ばすことができる。

【００６９】これにより、原子炉燃料集合体３に流入す
る冷却材の慣性の効果が促進され、原子炉燃料集合体３
における二相流の流動安定性が大幅に向上するととも
に、第１の実施例に示したように定格圧損についても同
等以上の低減効果が得られる。本実施例によれば、下部
プレナム内における原子炉燃料集合体への冷却材の流れ
の混合に係る余裕を大きくし、原子炉燃料集合体内の二
相流における流動安定性を向上し、原子炉燃料集合体入
口までの圧力損失を低減できるので、原子炉の運転性と
経済性を向上できる。

【００７０】本発明の第３の実施例を図９，図１０によ
り説明する。

【００７１】図９は、本発明による原子炉下部構造を図
３に示した沸騰水型原子炉に適用した例である。

【００７２】図１０は、図９のＡ−Ａ矢視断面図であ
る。

【００７３】燃料支持金具１２内には、流路１６と開口
部７９近傍を隔てる支持板６２に接続されて燃料支持金
具１２内の底部に接続し、燃料支持金具１２内の下部に
連通孔を有するバッフル板６６が設けられる。

【００７４】燃料支持金具１２内は、バッフル板６６に
よって冷却材の下降流路である冷却材案内流路６１と上
昇流路である冷却材案内流路６５に分けられる。

【００７５】好ましくは、冷却材案内流路６１の流路面
積と冷却材案内流路６５の流路面積は、冷却材の縮流，
拡大に伴う圧力損失の発生を防ぐ観点から、ほぼ等しい
値とすることが有効である。

【００７６】以下、本実施例の作用について説明する。

【００７７】インターナルポンプ１１から下部プレナム
７内に吐出された冷却材は、制御棒案内管９の外側を上
昇し、制御棒案内管９の上端近くの側壁に設けられた開
口部７９から燃料支持金具１２内の冷却材案内流路６１
に入り下降する。

【００７８】冷却材案内流路６５下部の開口部から冷却
材案内流路６５内に流入した冷却材は、燃料支持金具１
２上部の流路１６から原子炉燃料集合体３内に流入す
る。

【００７９】制御棒案内管９における開口部７９は従来
の制御棒案内管９及び燃料支持金具１２における冷却材
の入口オリフィス１８と同位置にあるため、冷却材は制
御棒案内管９群を上昇する間に十分に混合され、流れの
混合に係る余裕を十分に確保することができる。

【００８０】さらに、原子力工業３８巻１１号２８に示
した単管の冷却材案内管と比較して、冷却材の取り入れ
口が上方にあるため、冷却材は制御棒案内管９群を上昇
する間に十分に混合され、流れの混合に係る余裕をさら
に大きくすることができる。また、単管の冷却材案内管
と比較すると、本実施例の制御棒案内管９の開口部７９
から入った冷却材は、一旦、冷却材案内流路６１を下降
した後に再び冷却材案内流路６５を上昇するため流路長
が長くなる。したがって、燃料支持金具１２の下端を制
御棒案内管９の下端まで延長することにより燃料支持金
具１２内の冷却材流路長は、最大で単管の冷却材案内管
の約２倍まで伸ばすことができる。

【００８１】これにより、原子炉燃料集合体３に流入す
る冷却材の慣性の効果が促進され、原子炉燃料集合体３
における二相流の流動安定性が大幅に向上するととも
に、第１の実施例に示したように定格圧損についても同
等以上の低減効果が得られる。本実施例によれば、下部
プレナム内における原子炉燃料集合体への冷却材の流れ
の混合に係る余裕を大きくし、原子炉燃料集合体内の二
相流における流動安定性を向上し、原子炉燃料集合体入
口までの圧力損失を低減できるので、原子炉の運転性と
経済性を向上できる。

【００８２】本発明の第４の実施例を図１１，図１２に
より説明する。図１１は、本発明による原子炉下部構造
を図３に示した沸騰水型原子炉に適用した例である。図
１２は、図１１のＡ−Ａ矢視断面図である。

【００８３】燃料支持金具１２内の流路１６には、流路
１６と燃料支持金具１２内を仕切る支持板６２ととも
に、支持板に接続され燃料支持金具１２内の下部に下降
し開口部７９までを連通する冷却材案内管６０からなる
構造物が設けられる。

【００８４】以下、本実施例の作用について説明する。

【００８５】インターナルポンプ１１から下部プレナム
７内に吐出された冷却材は、制御棒案内管９の外側を上
昇し、制御棒案内管９の上端近くの側壁に設けられた開
口部７９から燃料支持金具１２内の冷却材案内管６０に
入り、下降する。

【００８６】冷却材は、冷却材案内管６０内を、一旦、
燃料支持金具１２内の下部に下降した後、上昇し燃料支
持金具１２上部の流路１６から原子炉燃料集合体３内に
流入する。

【００８７】制御棒案内管９における開口部７９は従来
の制御棒案内管９及び燃料支持金具１２における冷却材
の入口オリフィス１８と同位置にあるため、冷却材は制
御棒案内管９群を上昇する間に十分に混合され、流れの
混合に係る余裕を十分に確保することができる。

【００８８】さらに、原子力工業３８巻１１号２８に示
した単管の冷却材案内管と比較して、冷却材の取り入れ
口が上方にあるため、冷却材は制御棒案内管９群を上昇
する間に十分に混合され、流れの混合に係る余裕をさら
に大きくすることができる。また、単管の冷却材案内管
と比較すると、本実施例の制御棒案内管９の開口部７９
から入った冷却材は、一旦、冷却材案内管６０を下降し
た後に再び冷却材案内管６０内を上昇するため流路長が
長くなる。

【００８９】したがって、燃料支持金具１２の下端を制
御棒案内管９の下端まで延長することにより燃料支持金
具１２内の冷却材流路長を、最大で単管の冷却材案内管
の約２倍まで伸ばすことができる。

【００９０】これにより、原子炉燃料集合体３に流入す
る冷却材の慣性の効果が促進され、原子炉燃料集合体３
における二相流の流動安定性が大幅に向上するととも
に、第１の実施例に示したように定格圧損についても同
等以上の低減効果が得られる。本実施例によれば、下部
プレナム内における原子炉燃料集合体への冷却材の流れ
の混合に係る余裕を大きくし、原子炉燃料集合体内の二
相流における流動安定性を向上し、原子炉燃料集合体入
口までの圧力損失を低減できるので、原子炉の運転性と
経済性を向上できる。

【００９１】本発明の第５の実施例を図１３，図１４に
より説明する。図１３は、本発明による原子炉下部構造
を図３に示した沸騰水型原子炉に適用した例である。図
１４は、図１３のＡ−Ａ矢視断面図である。

【００９２】燃料支持金具１２内の流路１６には、流路
１６と燃料支持金具１２内を仕切る支持板６２ととも
に、支持板に接続され燃料支持金具１２内の下部と流路
１６を連通する冷却材案内管６０からなる構造物が設け
られる。

【００９３】燃料支持金具１２内で冷却材案内管６０の
外側の領域には、螺旋構造の仕切板によって仕切られた
螺旋状の冷却材案内流路７５が設けられる。

【００９４】冷却材案内流路７５は、冷却材案内管６０
と連通した管路で構成することも可能である。

【００９５】好ましくは、冷却材案内管６０の流路面積
と冷却材案内流路７５の流路面積は、冷却材の縮流，拡
大に伴う圧力損失の発生を防ぐ観点から、ほぼ等しい値
とすることが有効である。

【００９６】以下、本実施例の作用を説明する。

【００９７】インターナルポンプ１１から下部プレナム
７内に吐出された冷却材は、制御棒案内管９の外側を上
昇し、制御棒案内管９の上端近くの側壁に設けられた開
口部７９から燃料支持金具１２内に入り、冷却材案内流
路７５を螺旋状に下降し、燃料支持金具１２内の下部に
おいて冷却材案内管６０内に入る。

【００９８】さらに、冷却材は冷却材案内管６０内を上
昇し、燃料支持金具１２上部の流路１６から原子炉燃料
集合体３内に流入する。

【００９９】制御棒案内管９における開口部７９は従来
の制御棒案内管９及び燃料支持金具１２における冷却材
の入口オリフィス１８と同位置にあるため、冷却材は制
御棒案内管９群を上昇する間に十分に混合され、流れの
混合に係る余裕を十分に確保することができる。

【０１００】さらに、原子力工業３８巻１１号２８に示
した単管の冷却材案内管と比較して、冷却材の取り入れ
口が上方にあるため、冷却材は制御棒案内管９群を上昇
する間に十分に混合され、流れの混合に係る余裕をさら
に大きくすることができる。また、単管の冷却材案内管
と比較すると、本実施例の制御棒案内管９の開口部７９
から入った冷却材は、一旦、冷却材案内流路７５を螺旋
状に下降した後に再び冷却材案内管６０内を上昇するた
め流路長が長くなる。

【０１０１】したがって、燃料支持金具１２の下端を制
御棒案内管９の下端まで延長することにより燃料支持金
具１２内の冷却材流路長を、単管の冷却材案内管の２倍
以上に伸ばすことができる。

【０１０２】これにより、原子炉燃料集合体３に流入す
る冷却材の慣性の効果が促進され、原子炉燃料集合体３
における二相流の流動安定性が大幅に向上するととも
に、第１の実施例に示したように定格圧損についても同
等以上の低減効果が得られる。本実施例によれば、下部
プレナム内における原子炉燃料集合体への冷却材の流れ
の混合に係る余裕を大きくし、原子炉燃料集合体内の二
相流における流動安定性を向上し、原子炉燃料集合体入
口までの圧力損失を低減できるので、原子炉の運転性と
経済性を向上できる。

【０１０３】本発明の第６の実施例を図１５，図１６に
より説明する。

【０１０４】図１５は、本発明による原子炉下部構造を
原子力工業３８巻１１号２８記載の単管の冷却材案内管
を用いた沸騰水型原子炉に適用した例である。

【０１０５】図１６は、図１５のＡ−Ａ矢視断面図であ
る。

【０１０６】原子炉圧力容器１の底部には、制御棒駆動
機構ハウジング８が固着される。外周がシュラウド（図
３中の符号２）に接するとともに制御棒駆動機構ハウジ
ング８の頭部に嵌め込まれた仕切板２６によって、原子
炉圧力容器１内の下部プレナムは上下に区画され、仕切
板２６の下方にインターナルポンプから送られる冷却材
を受け入れる容器底部流路２７が形成される。

【０１０７】冷却材案内管２８が燃料支持金具２４の冷
却材入口に嵌め込まれ、燃料支持金具２４の上端には原
子炉燃料集合体３の冷却材入口が嵌め込まれている。

【０１０８】冷却材案内管２８の外周囲には、支持部材
としての支持管４５が冷却材案内管２８を内蔵するよう
に併設され、支持管４５の上端で燃料支持金具２４を支
持し、仕切板２６によって支持管４５が支持される。

【０１０９】支持管４５と冷却材案内管２８の間に形成
される環状領域は冷却材案内流路６８となり、冷却材案
内管２８の下端が冷却材案内流路６８に開口される。

【０１１０】容器底部流路２７と支持管４５の外側領域
は連通口７６で連通され、支持管４５の外側領域と冷却
材案内流路６８は支持管４５上部の開口部７７で連通さ
れる。

【０１１１】この一連の流路により、容器底部流路２７
からの冷却材が原子炉燃料集合体３内に流入する。

【０１１２】前記の一連の流路の一部に入口オリフィス
等の圧力損失を与える部材を設けることにより、各原子
炉燃料集合体３への冷却材の流量を調整することができ
る。好ましくは、冷却材案内管２８の流路面積と冷却材
案内流路６８の流路面積は、冷却材の縮流，拡大に伴う
圧力損失の発生を防ぐ観点から、ほぼ等しい値とするこ
とが有効である。

【０１１３】以下、本実施例の作用を説明する。

【０１１４】インターナルポンプ１１から下部プレナム
７内に吐出された冷却材は、容器底部流路２７から連通
口７６を通って支持管４５の外側を上昇し、支持管４５
上部の開口部７７から冷却材案内流路６８内に入る。

【０１１５】冷却材案内流路６８内を下降した冷却材は
支持管４５内の下部から冷却材案内管２８内に入って上
昇し、燃料支持金具２４内から原子炉燃料集合体３内に
流入する。

【０１１６】支持管４５における開口部７７は、従来の
原子炉における制御棒案内管及び燃料支持金具に取り付
けた冷却材の入口オリフィスと同等の位置にあるため、
冷却材は支持管４５群を上昇する間に十分に混合され、
流れの混合に係る余裕を十分に確保することができる。

【０１１７】さらに、原子力工業３８巻１１号２８に示
した単管の冷却材案内管と比較して、冷却材の取り入れ
口が上方にあるため、冷却材は支持管４５群を上昇する
間に十分に混合され、流れの混合に係る余裕をさらに大
きくすることができる。

【０１１８】また、単管の冷却材案内管と比較すると、
本実施例の支持管４５の開口部７７から入った冷却材
は、一旦、冷却材案内流路６８を下降した後に再び冷却
材案内管２８内を上昇するため流路長が長くなる。

【０１１９】したがって、冷却材案内管２８の下端を仕
切板２６近傍まで延長することにより、冷却材流路長を
最大で単管の冷却材案内管の約２倍まで伸ばすことがで
きる。これにより、原子炉燃料集合体３に流入する冷却
材の慣性の効果が促進され、原子炉燃料集合体３におけ
る二相流の流動安定性が大幅に向上するとともに、第１
の実施例に示したように定格圧損についても同等以上の
低減効果が得られる。本実施例によれば、下部プレナム
内における原子炉燃料集合体への冷却材の流れの混合に
係る余裕を大きくし、原子炉燃料集合体内の二相流にお
ける流動安定性を向上し、原子炉燃料集合体入口までの
圧力損失を低減できるので、原子炉の運転性と経済性を
向上できる。

【０１２０】本発明の第７の実施例を図１７，図１８に
より説明する。図１７は、本発明による原子炉下部構造
を原子力工業３８巻１１号２８記載の単管の冷却材案内
管を用いた沸騰水型原子炉に適用した例である。

【０１２１】図１８は、図１７のＡ−Ａ矢視断面図であ
る。

【０１２２】第６の実施例に示した原子炉炉心下部構造
において、連通口７６と開口部７７を連通する冷却材案
内管７８を設ける。

【０１２３】好ましくは、冷却材案内管７８の流路面積
と冷却材案内流路６８の流路面積は、冷却材の縮流，拡
大に伴う圧力損失の発生を防ぐ観点から、ほぼ等しい値
とすることが有効である。

【０１２４】また、本実施例では、制御棒１３の下端に
ハの字型断面の落下速度制限器８０が設けられる。

【０１２５】これは、制御棒１３の引き抜き時にカップ
リング１５が外れて制御棒１３が残り、その後、制御棒
１３が単独で落下する際の急激な炉心反応度の投入を防
止するものであり、前記落下速度制限器８０が流動抵抗
となって落下速度を制限するものである。

【０１２６】本実施例では、冷却材案内管７８を設ける
ことにより支持管４５の外側の制御棒１３近傍の冷却材
の流れがほとんど無くなるため落下速度制限器８０の設
置が容易になるとともに、冷却材案内流路の長さが第６
の実施例と比較して約１.５倍まで増加する。

【０１２７】これにより、原子炉燃料集合体３に流入す
る冷却材の慣性の効果が促進され、原子炉燃料集合体３
における二相流の流動安定性が大幅に向上するととも
に、第１の実施例に示したように定格圧損についても同
等以上の低減効果が得られる。本実施例によれば、原子
炉燃料集合体内の二相流における流動安定性をさらに向
上し、原子炉燃料集合体入口までの圧力損失を低減でき
るので、原子炉の運転性と経済性を向上できる。

【０１２８】本発明の第８の実施例を図１９，図２０，
図２１により説明する。

【０１２９】図１９は、本発明による原子炉下部構造を
原子力工業３８巻１１号２８記載の単管の冷却材案内管
を用いた沸騰水型原子炉に適用した例である。

【０１３０】図２０，図２１は、図１９のＡ−Ａ矢視断
面図である。

【０１３１】直線単管の冷却材案内管を用いた原子炉炉
心下部構造において、容器底部流路２７と支持管４５内
の冷却材案内流路６８を連通する冷却材案内管６７を設
ける。

【０１３２】好ましくは、冷却材案内管６７の流路面積
と冷却材案内流路６８の流路面積及び冷却材案内管２８
の流路面積は、冷却材の縮流，拡大に伴う圧力損失の発
生を防ぐ観点から、ほぼ等しい値とすることが有効であ
る。

【０１３３】また、流路面積の調整にあたっては、冷却
材案内管６７の断面形状は、図２０に示すように円筒あ
るいは図２１に示すように扇上にしても良い。

【０１３４】さらに、本実施例では、制御棒１３の下端
にハの字型断面の落下速度制限器８０が設けられる。

【０１３５】本実施例では、冷却材案内管６７を支持管
４５内に設けることにより、支持管４５外の断面積を大
きくできるので、大型の落下速度制限器８０の設置が容
易になり、第７の実施例と比較して原子炉の安全性がさ
らに向上する。

【０１３６】また、冷却材案内管による安定性向上効果
及び定格圧損の低減効果についても、実施例７と同等の
効果が得られる。

【０１３７】本実施例によれば、原子炉燃料集合体内の
二相流における流動安定性を向上し、原子炉燃料集合体
入口までの圧力損失を低減できるので、原子炉の運転性
と経済性を向上できる。

【０１３８】本発明の第９の実施例を図２２，図２３に
より説明する。

【０１３９】図２２は、本発明による原子炉下部構造を
原子力工業３８巻１１号２８記載の単管の冷却材案内管
を用いた沸騰水型原子炉に適用した例である。

【０１４０】図２３は、図２２のＡ−Ａ矢視断面図であ
る。

【０１４１】第６の実施例に示した原子炉炉心下部構造
において、支持管４５の外周囲に第２の支持管６９を設
け、支持管６９と支持管４５の間の環状流部を冷却材案
内流路８１とし、連通口８２を通して容器底部流路２７
と冷却材案内流路８１を連通する。

【０１４２】支持管６９は、支持管４５とともに燃料支
持金具２４を支持するため、支持できる強度が大幅に増
加する。

【０１４３】好ましくは、冷却材案内流路８１の流路面
積と冷却材案内流路６８の流路面積及び冷却材案内管２
８の流路面積は、冷却材の縮流，拡大に伴う圧力損失の
発生を防ぐ観点から、ほぼ等しい値とすることが有効で
ある。

【０１４４】本実施例では、燃料支持金具２４の支持強
度が増加し、設計の自由度が拡大して原子炉の経済性が
向上する。

【０１４５】また、冷却材案内流路の長さが第８の実施
例と比較してほぼ等しく、安定性向上効果と定格圧損低
減効果についても第８の実施例と同等の効果が得られ
る。

【０１４６】本実施例によれば、原子炉設計の自由度を
拡大し、原子炉燃料集合体内の二相流における流動安定
性を向上し、原子炉燃料集合体入口までの圧力損失を低
減でき、原子炉の運転性と経済性を向上できる。

【０１４７】本発明の第１０の実施例を図２４，図２５
により説明する。

【０１４８】図２４は、本発明による原子炉下部構造を
原子力工業３８巻１１号２８記載の単管の冷却材案内管
を用いた沸騰水型原子炉に適用した例である。

【０１４９】図２５は、図２４のＡ−Ａ矢視断面図であ
る。

【０１５０】支持管４５を有し燃料支持金具２４内と容
器底部流路２７を連通する単管の冷却材案内管２８にお
いて、冷却材案内管２８を螺旋状構造とする。

【０１５１】これにより、冷却材案内流路の長さが原子
力工業３８巻１１号２８記載の単管の冷却材案内管より
増加し、原子炉燃料集合体３に流入する冷却材の慣性の
効果が促進され、原子炉燃料集合体３における二相流の
流動安定性が大幅に向上するとともに、第１の実施例に
示したように定格圧損についても同等以上の低減効果が
得られる。

【０１５２】本実施例の螺旋状の冷却材案内管２８は、
図１５に示した第６の実施例の冷却材案内管にも適用可
能である。

【０１５３】この場合、開口部７７から螺旋状に下降す
る冷却材案内流路または冷却材案内管を支持管４５中央
の直管状の冷却材案内管２８に連通することにより冷却
材案内流路の長さを第６の実施例よりさらに増加でき
る。

【０１５４】また、同様に開口部７７から直管状に下降
した冷却材案内流路を支持管４５内の下部で螺旋状の冷
却材案内管に連通することもできる。

【０１５５】本実施例によれば、原子炉燃料集合体内の
二相流における流動安定性を向上し、原子炉燃料集合体
入口までの圧力損失を低減できるので、原子炉の運転性
と経済性を向上できる。

【０１５６】本発明の第１１の実施例を図２６により説
明する。

【０１５７】図２６は、第１の実施例から第１０の実施
例にわたる冷却材案内管の特性図である。横軸は冷却材
案内管の流路長さを流路面積で割った値（Ｌ／Ａ）であ
り、縦軸は原子炉燃料集合体の二相流における流動安定
性を表す減幅比の相対値であり、冷却材案内管が有る場
合の値を冷却材案内管が無い場合の値で割ったものであ
る。

【０１５８】減幅比は、流動振幅の減衰を表す値で、こ
の値が小さいほど流動不安定が減衰しやすい。

【０１５９】したがって、縦軸の相対値が小さいほど、
冷却材案内管の効果が大きく、原子炉燃料集合体内の流
動安定性が高いことを示す。

【０１６０】図２６の解析結果では、Ｌ／Ａが２００ま
では減幅比の相対値がほぼ１であり、冷却材案内管の効
果が見られないが、Ｌ／Ａがさらに増加するにしたがっ
て、冷却材案内管の流動安定性増加の効果は高くなる。

【０１６１】好ましくは、Ｌ／Ａが４００以上とするこ
とにより、減幅比は冷却材案内管を用いない場合より１
０％以上減少し、冷却材案内管を用いることによる効果
が顕著に表れる。

【０１６２】本実施例によれば、原子炉燃料集合体内の
二相流における流動安定性を向上し、原子炉燃料集合体
入口までの圧力損失を低減できるので、原子炉の運転性
と経済性を向上できる。

【０１６３】

【発明の効果】本発明の請求項１から請求項８，請求項
１６から請求項２０によれば、原子炉燃料集合体内の二
相流における流動安定性を向上し、原子炉燃料集合体入
口までの圧力損失を低減できるので、原子炉の運転性と
経済性を向上できる。

【０１６４】請求項９，請求項１０，請求項１１から請
求項１３によれば、下部プレナム内における流れの混合
に係る余裕を大きくし、原子炉燃料集合体内の二相流に
おける流動安定性を向上し、原子炉燃料集合体入口まで
の圧力損失を低減できるので、原子炉の運転性と経済性
を向上できる。

【０１６５】請求項１４，請求項１５によれば、下部プ
レナム内における流れの混合に係る余裕を大きくし、原
子炉燃料集合体内の二相流における流動安定性を向上
し、原子炉燃料集合体入口までの圧力損失を低減でき、
設計の自由度を拡大できるので、原子炉の運転性と経済
性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における原子炉炉心下部構
造の縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】現行の沸騰水型原子炉の縦断面図である。

【図４】現行の沸騰水型原子炉炉心下部構造の縦断面図
である。

【図５】図４のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図６】本発明の冷却材案内管の特性図である。

【図７】本発明の第２実施例における原子炉炉心下部構
造の縦断面図である。

【図８】図７のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図９】本発明の第３実施例における原子炉炉心下部構
造の縦断面図である。

【図１０】図９のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図１１】本発明の第４実施例における原子炉炉心下部
構造の縦断面図である。

【図１２】図１１のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図１３】本発明の第５実施例における原子炉炉心下部
構造の縦断面図である。

【図１４】図１３のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図１５】本発明の第６実施例における原子炉炉心下部
構造の縦断面図である。

【図１６】図１５のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図１７】本発明の第７実施例における原子炉炉心下部
構造の縦断面図である。

【図１８】図１７のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図１９】本発明の第８実施例における原子炉炉心下部
構造の縦断面図である。

【図２０】図１９のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図２１】図１９の変形例におけるＡ−Ａ矢視断面図で
ある。

【図２２】本発明の第９実施例における原子炉炉心下部
構造の縦断面図である。

【図２３】図２２のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図２４】本発明の第１０実施例における原子炉炉心下
部構造の縦断面図である。

【図２５】図２４のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図２６】本発明の冷却材案内管の特性図である。

【符号の説明】

１…原子炉圧力容器、２…シュラウド、３…原子炉燃料
集合体、４…上部格子、５…下部格子、６…原子炉炉
心、７…下部プレナム、８…制御棒駆動機構ハウジン
グ、９…制御棒案内管、１０…ダウンカマ、１１…イン
ターナルポンプ、１２…燃料支持金具、１３…原子炉制
御棒、１４…制御棒落下速度制限器、１５…カップリン
グ、１６…流路、１７…制御棒駆動ロッド、１８…入口
オリフィス、２３，３８…格子板、２４…燃料支持金
具、２６…仕切板、２７…容器底部流路、２８，６０，
６７，７２，７８…冷却材案内管、４５…管状支持部
材、６１，６５，６８，７３，７５，８１…冷却材案内
流路、６２…支持板、６６…バッフル板、６９…支持
管、７０，７７，７９…開口部、７４…流路面積調整用
構造物、７６，８２…連通口、８０…落下速度制限器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河崎照文茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所エネルギー研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉圧力容器内の原子炉燃料集合体に、
前記原子炉燃料集合体よりも下方の下部プレナムから冷
却材を供給する原子炉において、前記下部プレナムと前
記原子炉燃料集合体の冷却材入口を連通して前記冷却材
を原子炉燃料集合体に供給する曲路からなる冷却材流路
を備えていることを特徴とした原子炉。
【請求項２】請求項１において、前記曲路からなる前記
冷却材流路の流路長さは、前記原子炉燃料集合体の冷却
材入口における垂線と前記曲路からなる前記冷却材流路
の冷却材入口における水平線の交点に対して曲路からな
る前記冷却材流路の冷却材入口から交点までの長さと交
点から前記原子炉燃料集合体の冷却材入口までの長さの
和よりも大であることを特徴とする原子炉。
【請求項３】請求項２において、前記曲路の一部が直路
を形成することを特徴とする原子炉。
【請求項４】請求項２または３において、前記曲路の一
部が冷却材入口を有する空間部を形成し、前記空間部内
部と前記原子炉燃料集合体の冷却材入口を連通する冷却
材流路を設け、前記原子炉燃料集合体への冷却材流路内
と該冷却材流路外の空間部が連続した曲路からなる冷却
材流路を形成することを特徴とする原子炉。
【請求項５】請求項２または３において、前記曲路の一
部が空間部を形成し、空間部内部と前記原子炉燃料集合
体の冷却材入口を連通し、前記曲路からなる冷却材流路
の冷却材入口と前記空間部を連通する冷却材流路を設
け、前記曲路からなる冷却材流路の冷却材入口からの冷
却材流路内と該冷却材流路外の空間部が連続した曲路か
らなる冷却材流路を形成することを特徴とする原子炉。
【請求項６】請求項２または３において、前記曲路の一
部が空間部を形成し、前記曲路からなる冷却材流路の冷
却材入口と前記空間部を連通する冷却材流路を設け、前
記空間部内部と前記原子炉燃料集合体の冷却材入口を連
通する冷却材流路を設け、前記曲路からなる冷却材流路
の冷却材入口からの冷却材流路内と該冷却材流路外の空
間部と前記原子炉燃料集合体の冷却材入口への冷却材流
路内が連続した曲路からなる冷却材流路を形成すること
を特徴とする原子炉。
【請求項７】請求項２または３において、前記曲路から
なる冷却材流路が環状構造を有することを特徴とする原
子炉。
【請求項８】請求項２または３において、前記曲路から
なる冷却材流路が螺旋状構造を有することを特徴とする
原子炉。
【請求項９】請求項２または３において、原子炉圧力容
器の底部に固着された制御棒駆動機構ハウジングに載置
され内部に制御棒を上下に移動可能に収容するとともに
制御棒とその周囲の冷却水流路を隔てている複数の制御
棒案内管上部に内接して装着され制御棒案内管外に連通
する開口部を有する複数の燃料支持金具内部を前記曲路
からなる冷却材流路とし、前記原子炉燃料集合体の冷却
材入口と前記燃料支持金具内部を連通する冷却材流路を
設け、前記原子炉燃料集合体の冷却材入口への冷却材流
路内と該冷却材流路外の燃料支持金具内部が連続した曲
路からなる冷却材流路を形成することを特徴とする原子
炉。
【請求項１０】請求項２または３において、原子炉圧力
容器の底部に固着された制御棒駆動機構ハウジングに載
置され内部に制御棒を上下に移動可能に収容するととも
に制御棒とその周囲の冷却水流路を隔てている複数の制
御棒案内管上部に内接して装着され制御棒案内管外に連
通する開口部を有する複数の燃料支持金具内部を前記曲
路からなる冷却材流路とし、前記原子炉燃料集合体の冷
却材入口と前記燃料支持金具内部を連通し、前記開口部
と前記燃料支持金具内部を連通する冷却材流路を設け、
前記開口部からの冷却材流路内と該冷却材流路外の燃料
支持金具内部が連続した曲路からなる冷却材流路を形成
することを特徴とする原子炉。
【請求項１１】請求項２または３において、原子炉圧力
容器の底部に固着された制御棒駆動機構ハウジングに載
置され内部に制御棒を上下に移動可能に収容するととも
に制御棒とその周囲の冷却水流路を隔てている複数の制
御棒案内管上部に内接して装着され制御棒案内管外に連
通する開口部を有する複数の燃料支持金具内部を前記曲
路からなる冷却材流路とし、前記原子炉燃料集合体の冷
却材入口と前記燃料支持金具内部を連通する冷却材流路
を設け、前記開口部と前記燃料支持金具内部を連通する
冷却材流路を設け、前記開口部からの冷却材流路内と該
冷却材流路外の燃料支持金具内部と前記原子炉燃料集合
体の冷却材入口への冷却材流路内が連続した曲路からな
る冷却材流路を形成することを特徴とする原子炉。
【請求項１２】請求項２または３において、原子炉圧力
容器の下部プレナム内を上下に仕切るとともに連通孔を
有する仕切板を設け、前記仕切板に支持され冷却水が流
れる環状構造の冷却水案内管を設け、前記冷却水案内管
によって原子炉燃料集合体を支持し、前記冷却水案内管
の環状構造によって区切られる環状流路と内管流路を連
通して前記曲路からなる冷却材流路とし、前記環状流路
を前記案内管外と連通し、前記内管を前記原子炉燃料集
合体の冷却水入口と連通したことを特徴とする原子炉。
【請求項１３】請求項２または３において、原子炉圧力
容器の下部プレナム内を上下に仕切る仕切板を設け、前
記仕切板に支持され冷却水が流れる環状構造の冷却水案
内管を設け、前記冷却水案内管によって原子炉燃料集合
体を支持し、前記冷却水案内管の環状構造によって区切
られる環状流路と内管流路を連通して前記曲路からなる
冷却材流路とし、前記内管を前記案内管外と連通し、前
記環状流路を前記原子炉燃料集合体の冷却水入口と連通
したことを特徴とする原子炉。
【請求項１４】請求項２または３において、原子炉圧力
容器の下部プレナム内を上下に仕切る仕切板を設け、前
記仕切板に支持され冷却水が流れる二重環状構造の冷却
水案内管を設け、前記冷却水案内管によって原子炉燃料
集合体を支持し、前記冷却水案内管の二重環状構造によ
って区切られる外環状流路と内環状流路と内管流路を連
通して前記曲路からなる冷却材流路とし、前記外環状流
路を前記案内管外と連通し、前記内管を前記原子炉燃料
集合体の冷却水入口と連通したことを特徴とする原子
炉。
【請求項１５】請求項２または３において、原子炉圧力
容器の下部プレナム内を上下に仕切る仕切板を設け、前
記仕切板に支持され冷却水が流れる二重環状構造の冷却
水案内管を設け、前記冷却水案内管によって原子炉燃料
集合体を支持し、前記冷却水案内管の二重環状構造によ
って区切られる外環状流路と内環状流路と内管流路を連
通して前記曲路からなる冷却材流路とし、前記内管を前
記案内管外と連通し、前記外環状流路を前記原子炉燃料
集合体の冷却水入口と連通したことを特徴とする原子
炉。
【請求項１６】請求項１または２において、前記曲路か
らなる冷却材流路を形成する手段は冷却材流路を管路で
構成することを特徴とする原子炉。
【請求項１７】請求項２または３において、前記曲路か
らなる冷却材流路を形成する手段は冷却材の流れる空間
に仕切板を設けることを特徴とする原子炉。
【請求項１８】請求項２または３において、前記曲路か
らなる冷却材流路を形成する手段は冷却材の流れる空間
に管路を設けるとともに、前記管路外の前記空間を曲路
として管路に連通することを特徴とする原子炉。
【請求項１９】請求項９または１１において、前記燃料
支持金具の上部開口部上に管路を接続し上部開口部面積
より面積が大の支持板を装着し、支持板上に原子炉燃料
集合体を載置し、前記支持板の装着面と前記原子炉燃料
集合体の載置面で前記燃料支持金具内部と前記原子炉燃
料集合体下部の間を水封するとともに原子炉燃料集合体
の冷却材入口と前記燃料支持金具内部を連通する冷却材
流路を固定することを特徴とする原子炉。
【請求項２０】請求項１から１９までのいずれか一項に
おいて、前記曲路からなる冷却材流路の流路長さを流路
面積で割った値が４００以上であることを特徴とする原
子炉。