JPH0743488A - 原子炉の炉心支持構造 - Google Patents
原子炉の炉心支持構造Info
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- JPH0743488A JPH0743488A JP5189609A JP18960993A JPH0743488A JP H0743488 A JPH0743488 A JP H0743488A JP 5189609 A JP5189609 A JP 5189609A JP 18960993 A JP18960993 A JP 18960993A JP H0743488 A JPH0743488 A JP H0743488A
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- core support
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】炉心燃料物質を充填した複数の燃料集合体１を
支える炉心上部支持板３と炉心下部支持板４の二つの支
持板をつなぐ複数の連結管５からなる炉心支持構造で、
径方向中心に位置する連結管の厚さを他の連結管よりも
十分厚くした連結管から構成される炉心支持構造。 【効果】高速増殖炉の炉心支持板の径方向中心に位置す
る連結管の剛性を大きくすることにより、冷却材流量喪
失時に、炉心内に負の径方向膨張反応度を生じさせ、炉
心の安全性を向上することが可能となる。
支える炉心上部支持板３と炉心下部支持板４の二つの支
持板をつなぐ複数の連結管５からなる炉心支持構造で、
径方向中心に位置する連結管の厚さを他の連結管よりも
十分厚くした連結管から構成される炉心支持構造。 【効果】高速増殖炉の炉心支持板の径方向中心に位置す
る連結管の剛性を大きくすることにより、冷却材流量喪
失時に、炉心内に負の径方向膨張反応度を生じさせ、炉
心の安全性を向上することが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は原子炉、特に高速炉に係
わり、特に、炉心の反応度制御性向上に好適な炉心支持
構造を用いた炉心に関する。
わり、特に、炉心の反応度制御性向上に好適な炉心支持
構造を用いた炉心に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子炉炉心の半径方向の膨張により、炉
心の反応度が減少することが、例えば、Ａ.Ｅ.ウォルタ
ー，Ａ.Ｂ.レイノルズ著，ファスト ブリーダー リア
クターズ「Fast Breeder Reactors」(Pergamon Press
社）の第８章において論じられている。
心の反応度が減少することが、例えば、Ａ.Ｅ.ウォルタ
ー，Ａ.Ｂ.レイノルズ著，ファスト ブリーダー リア
クターズ「Fast Breeder Reactors」(Pergamon Press
社）の第８章において論じられている。
【０００３】従来、高速増殖炉の炉心支持構造は、図１
に示しているように、核燃料物質または核燃料親物質を
充填した複数の燃料集合体を支える炉心上部支持板と炉
心下部支持板の二つの炉心支持板をつなぎ、燃料集合体
の下部にあるエントランスノズルを嵌合する複数の連結
管からなっており、炉心上部支持板と炉心下部支持板の
間は、一次冷却系ポンプによって圧力の高められた冷却
材（液体金属ナトリウム）が流れる高圧プレナムとなっ
ている。
に示しているように、核燃料物質または核燃料親物質を
充填した複数の燃料集合体を支える炉心上部支持板と炉
心下部支持板の二つの炉心支持板をつなぎ、燃料集合体
の下部にあるエントランスノズルを嵌合する複数の連結
管からなっており、炉心上部支持板と炉心下部支持板の
間は、一次冷却系ポンプによって圧力の高められた冷却
材（液体金属ナトリウム）が流れる高圧プレナムとなっ
ている。
【０００４】この場合、炉心が径方向に膨張する主要な
原因は、炉心内の冷却材と高圧プレナム内の冷却材間の
圧力差により、炉心上部支持板が凸状にたわみ、燃料集
合体の間隔が増大することである。
原因は、炉心内の冷却材と高圧プレナム内の冷却材間の
圧力差により、炉心上部支持板が凸状にたわみ、燃料集
合体の間隔が増大することである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般に、原子炉運転時
には、高圧プレナムを流れる冷却材（液体金属ナトリウ
ム）の圧力が炉心内よりも高いため、図２に示すよう
に、炉心上部支持板が凸状にたわみ、燃料集合体間隔が
炉心上部で広がる性質がある。この場合、冷却材を炉内
に循環しているポンプが、故障またはなんらかの原因で
停止すると、高圧プレナムを流れる液体金属ナトリウム
の圧力が減少し、炉心支持板の軸方向のたわみが小さく
なる。これは、図３で示しているように、炉心上端で広
がっていた燃料集合体が、炉心径方向中心に向かって移
動することになり、炉心上部への中性子漏洩効果が減少
して、炉心に正の反応度が入り、原子炉出力が上昇する
可能性がある。出力が上昇した場合には、制御棒挿入に
より出力低下できるが、炉心上部支持板のたわみによる
反応度を低下させることが望ましい。
には、高圧プレナムを流れる冷却材（液体金属ナトリウ
ム）の圧力が炉心内よりも高いため、図２に示すよう
に、炉心上部支持板が凸状にたわみ、燃料集合体間隔が
炉心上部で広がる性質がある。この場合、冷却材を炉内
に循環しているポンプが、故障またはなんらかの原因で
停止すると、高圧プレナムを流れる液体金属ナトリウム
の圧力が減少し、炉心支持板の軸方向のたわみが小さく
なる。これは、図３で示しているように、炉心上端で広
がっていた燃料集合体が、炉心径方向中心に向かって移
動することになり、炉心上部への中性子漏洩効果が減少
して、炉心に正の反応度が入り、原子炉出力が上昇する
可能性がある。出力が上昇した場合には、制御棒挿入に
より出力低下できるが、炉心上部支持板のたわみによる
反応度を低下させることが望ましい。
【０００６】本発明の目的は、炉心上部支持板のたわみ
を調整することによって、一次冷却系ポンプが停止など
に起因する冷却材流量喪失時に、炉心に負の反応度を生
じさせることにより、安全性向上を図った高速増殖炉の
炉心支持構造を提供することにある。
を調整することによって、一次冷却系ポンプが停止など
に起因する冷却材流量喪失時に、炉心に負の反応度を生
じさせることにより、安全性向上を図った高速増殖炉の
炉心支持構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は炉心を支えている炉心支持板の径方向中心
に位置する連結管の剛性を他の連結管よりも大きくす
る。
に、本発明は炉心を支えている炉心支持板の径方向中心
に位置する連結管の剛性を他の連結管よりも大きくす
る。
【０００８】また、前記炉心支持板の径方向中心に位置
する前記連結管を厚肉とすることにより、他の連結管よ
りも剛性を大きくする。
する前記連結管を厚肉とすることにより、他の連結管よ
りも剛性を大きくする。
【０００９】また、前記炉心支持板の径方向中心に位置
する前記連結管を中実とすることにより、他の連結管よ
りも剛性を大きくする。
する前記連結管を中実とすることにより、他の連結管よ
りも剛性を大きくする。
【００１０】さらに、前記炉心支持板の径方向中心に位
置する前記連結管と、この近傍に存在する一つ以上の連
結管の剛性を、他の連結管よりも大きくする。
置する前記連結管と、この近傍に存在する一つ以上の連
結管の剛性を、他の連結管よりも大きくする。
【００１１】
【作用】本発明に基づく高速増殖炉の炉心支持構造で
は、通常の運転時には、図４に示すように、炉心上部支
持板が径方向中心と周辺を固定端として凸状にたわむの
で、内側にある燃料集合体の上端は炉心中心に向けて集
まっており、外側にある燃料集合体の上端は炉心周辺に
向けて広がっている。一方、従来の炉心支持構造では、
図２に示しているように、炉心上部支持板全体が凸状に
たわんでいるため、全ての燃料集合体の上端は炉心周辺
に向けて広がっている。一次冷却系ポンプの停止等によ
り、冷却材の流量喪失が生じた場合には、高圧プレナム
を流れている冷却材の圧力が減少し、炉心支持板のたわ
みが小さくなるため、従来の炉心支持構造では、全ての
燃料集合体が炉心中心に集まり、炉心に正の反応度が入
るが、本発明の炉心支持構造では、炉心の内側にある燃
料集合体が炉心周辺に向けて広がり、炉心の外側にある
燃料集合体が炉心中心に向けて集まる。ここで、炉心中
心から任意の距離にある円周上の全ての燃料集合体が、
炉心周辺に向けて単位長さ変化したときの炉心に入る負
の反応度の割合を解析した結果を図５に示す。図５よ
り、本発明によると、冷却材の流量喪失が生じて炉心上
部支持板のたわみが小さくなる場合、炉心外側の燃料集
合体は炉心中心に向けて集まり、正の反応度(ρ1）が投
入され、炉心内側の燃料集合体は炉心周辺に向けて広が
り負の反応度(−ρ2）が投入され、合計ρ1−ρ2が投入
されるが、従来の炉心上部支持板よりも炉心周辺部のた
わみ量が小さくなるように設計すると、投入される反応
度が従来より少なくともρ2 だけ小さくなる。また、図
５に、本発明による炉心上部支持板の凸状のたわみのピ
ーク位置を点線で示しているが、反応度曲線に対して点
線よりも左半分を積分した量が、点線よりも右半分を積
分した量よりも大きくなるように炉心を設計すると、ρ
1−ρ2が負になり、炉心の安全性を向上できる。
は、通常の運転時には、図４に示すように、炉心上部支
持板が径方向中心と周辺を固定端として凸状にたわむの
で、内側にある燃料集合体の上端は炉心中心に向けて集
まっており、外側にある燃料集合体の上端は炉心周辺に
向けて広がっている。一方、従来の炉心支持構造では、
図２に示しているように、炉心上部支持板全体が凸状に
たわんでいるため、全ての燃料集合体の上端は炉心周辺
に向けて広がっている。一次冷却系ポンプの停止等によ
り、冷却材の流量喪失が生じた場合には、高圧プレナム
を流れている冷却材の圧力が減少し、炉心支持板のたわ
みが小さくなるため、従来の炉心支持構造では、全ての
燃料集合体が炉心中心に集まり、炉心に正の反応度が入
るが、本発明の炉心支持構造では、炉心の内側にある燃
料集合体が炉心周辺に向けて広がり、炉心の外側にある
燃料集合体が炉心中心に向けて集まる。ここで、炉心中
心から任意の距離にある円周上の全ての燃料集合体が、
炉心周辺に向けて単位長さ変化したときの炉心に入る負
の反応度の割合を解析した結果を図５に示す。図５よ
り、本発明によると、冷却材の流量喪失が生じて炉心上
部支持板のたわみが小さくなる場合、炉心外側の燃料集
合体は炉心中心に向けて集まり、正の反応度(ρ1）が投
入され、炉心内側の燃料集合体は炉心周辺に向けて広が
り負の反応度(−ρ2）が投入され、合計ρ1−ρ2が投入
されるが、従来の炉心上部支持板よりも炉心周辺部のた
わみ量が小さくなるように設計すると、投入される反応
度が従来より少なくともρ2 だけ小さくなる。また、図
５に、本発明による炉心上部支持板の凸状のたわみのピ
ーク位置を点線で示しているが、反応度曲線に対して点
線よりも左半分を積分した量が、点線よりも右半分を積
分した量よりも大きくなるように炉心を設計すると、ρ
1−ρ2が負になり、炉心の安全性を向上できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例１を図１により説明す
る。
る。
【００１３】図１は、本発明になる高速増殖炉の炉心支
持構造を示したもので、複数の燃料集合体１の下部にあ
るエントランスノズル２を、炉心上部支持板３と炉心下
部支持板４をつなぐ連結管５に嵌合することによって、
複数の燃料集合体を支持しており、高圧プレナム６の中
を一次系冷却ポンプによって圧力が高められた冷却材
（液体金属ナトリウム）が流れる構成である。
持構造を示したもので、複数の燃料集合体１の下部にあ
るエントランスノズル２を、炉心上部支持板３と炉心下
部支持板４をつなぐ連結管５に嵌合することによって、
複数の燃料集合体を支持しており、高圧プレナム６の中
を一次系冷却ポンプによって圧力が高められた冷却材
（液体金属ナトリウム）が流れる構成である。
【００１４】本実施例では、炉心支持板の径方向中心に
位置する連結管の厚さを他の連結管に比べ十分厚くする
ことにより、その剛性を大きくしたものである。本発明
では、通常の原子炉運転時に、炉心上部支持板が径方向
中心と周辺を固定端とした凸状のたわみになるので、図
４に示したように、そのピーク位置よりも内側にある燃
料集合体は、炉心中心に向けて集まっており、そのピー
ク位置よりも外側にある燃料集合体は、炉心外周に向け
て広がっている。そこで、図５に示した、炉心中心から
任意の距離にある円周上の全ての燃料集合体が、炉心周
辺に向けて単位長さ変化したときの炉心に入る負の反応
度の割合を表した曲線において、本発明による炉心上部
支持板の凸状のたわみのピーク位置を示している点線よ
りも左側を積分した量が点線よりも右側を積分した量よ
りも大きくなるように炉心を設計すると、冷却材流量喪
失時に、炉心支持構造中の高圧プレナムの圧力が減少す
ることにより、炉心の外側にある燃料集合体は炉心の内
側に集まり、正の反応度が投入されるが、炉心内側にあ
る燃料集合体は炉心の外側に拡がり、前者よりも大きい
負の反応度を生じるので、これらの合計として、炉心に
負の径方向膨張反応度を生じさせることが可能となる。
本発明を適用した炉心上部支持板は、冷却材流量喪失時
に、負の反応度を生じさせ、炉心の安全性を向上でき
る。
位置する連結管の厚さを他の連結管に比べ十分厚くする
ことにより、その剛性を大きくしたものである。本発明
では、通常の原子炉運転時に、炉心上部支持板が径方向
中心と周辺を固定端とした凸状のたわみになるので、図
４に示したように、そのピーク位置よりも内側にある燃
料集合体は、炉心中心に向けて集まっており、そのピー
ク位置よりも外側にある燃料集合体は、炉心外周に向け
て広がっている。そこで、図５に示した、炉心中心から
任意の距離にある円周上の全ての燃料集合体が、炉心周
辺に向けて単位長さ変化したときの炉心に入る負の反応
度の割合を表した曲線において、本発明による炉心上部
支持板の凸状のたわみのピーク位置を示している点線よ
りも左側を積分した量が点線よりも右側を積分した量よ
りも大きくなるように炉心を設計すると、冷却材流量喪
失時に、炉心支持構造中の高圧プレナムの圧力が減少す
ることにより、炉心の外側にある燃料集合体は炉心の内
側に集まり、正の反応度が投入されるが、炉心内側にあ
る燃料集合体は炉心の外側に拡がり、前者よりも大きい
負の反応度を生じるので、これらの合計として、炉心に
負の径方向膨張反応度を生じさせることが可能となる。
本発明を適用した炉心上部支持板は、冷却材流量喪失時
に、負の反応度を生じさせ、炉心の安全性を向上でき
る。
【００１５】次に、実施例２を図６により説明する。
【００１６】本実施例は、上記実施例１で説明した炉心
支持板の径方向中心に位置する連結管を中実とし、その
位置にあった燃料集合体を取り除いたものに相当する。
本発明の効果は、上記実施例１で説明したものと同等で
ある。
支持板の径方向中心に位置する連結管を中実とし、その
位置にあった燃料集合体を取り除いたものに相当する。
本発明の効果は、上記実施例１で説明したものと同等で
ある。
【００１７】最後に、実施例３を図７により説明する。
【００１８】本実施例は、上記実施例１と実施例２で説
明した炉心支持板の径方向中心に位置する連結管と、こ
の連結管に隣接している六つの連結管の厚さを他の連結
管に比べ十分厚くすることにより、その剛性を大きくし
たものである。本発明の効果は、上記実施例１と実施例
２で説明したものと同等である。
明した炉心支持板の径方向中心に位置する連結管と、こ
の連結管に隣接している六つの連結管の厚さを他の連結
管に比べ十分厚くすることにより、その剛性を大きくし
たものである。本発明の効果は、上記実施例１と実施例
２で説明したものと同等である。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、高速増殖炉において、
一次冷却系ポンプの停止等に起因する冷却材流量喪失時
に、負の径方向膨張反応度を生じさせることにより、過
渡時における炉心の安全性を向上することができる。
一次冷却系ポンプの停止等に起因する冷却材流量喪失時
に、負の径方向膨張反応度を生じさせることにより、過
渡時における炉心の安全性を向上することができる。
【図１】炉心支持構造の断面図。
【図２】通常の原子炉運転時に冷却材の圧力によって変
形している上部支持板と燃料集合体の断面図。
形している上部支持板と燃料集合体の断面図。
【図３】冷却材流量喪失時の炉心上部支持板と燃料集合
体の断面図。
体の断面図。
【図４】本発明を用いた原子炉の通常運転時における炉
心上部支持板と燃料集合体の断面図。
心上部支持板と燃料集合体の断面図。
【図５】炉心中心から任意の距離にある円周上の全ての
燃料集合体が、炉周辺に向けて単位長さ変化したときの
炉心に入る負の反応度の割合の説明図。
燃料集合体が、炉周辺に向けて単位長さ変化したときの
炉心に入る負の反応度の割合の説明図。
【図６】炉心支持構造の断面図。
【図７】炉心支持構造の断面図。
１…燃料集合体、２…エントランスノズル、３…炉心上
部支持板、４…炉心下部支持板、５…連結管、６…高圧
プレナム。
部支持板、４…炉心下部支持板、５…連結管、６…高圧
プレナム。
Claims (4)
- 【請求項１】炉心を構成する複数の燃料集合体を支える
炉心上部支持板と炉心下部支持板、前記二つの炉心支持
板をつなぎ、前記燃料集合体の下部にあるエントランス
ノズルを嵌合する複数の連結部材からなる原子炉の炉心
支持構造において、炉心の径方向中心に位置する前記連
結部材の剛性を他の連結部材よりも大きくしたことを特
徴とする原子炉の炉心支持構造。 - 【請求項２】炉心を構成する複数の燃料集合体を支える
炉心上部支持板と炉心下部支持板、および前記二つの炉
心支持板をつなぎ、前記燃料集合体の下部にあるエント
ランスノズルを嵌合する複数の連結管からなる原子炉の
炉心支持構造において、炉心の径方向中心に位置する前
記連結管を厚肉とすることにより、他の連結管よりも剛
性を大きくしたことを特徴とする原子炉の炉心支持構
造。 - 【請求項３】請求項１または２において、炉心の径方向
中心に位置する前記連結管を中実とする原子炉の炉心支
持構造。 - 【請求項４】請求項１または２において、炉心の径方向
中心に位置する前記連結管と、この近傍に存在する一つ
以上の連結管の剛性を他の連結管よりも大きくした原子
炉の炉心支持構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5189609A JPH0743488A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 原子炉の炉心支持構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5189609A JPH0743488A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 原子炉の炉心支持構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0743488A true JPH0743488A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=16244176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5189609A Pending JPH0743488A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 原子炉の炉心支持構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743488A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012108238A1 (ja) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | 国立大学法人東京工業大学 | 原子炉および発電設備 |
| JP2012168100A (ja) * | 2011-02-16 | 2012-09-06 | Tokyo Institute Of Technology | 原子炉および発電設備 |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP5189609A patent/JPH0743488A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012108238A1 (ja) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | 国立大学法人東京工業大学 | 原子炉および発電設備 |
| US9543045B2 (en) | 2011-02-10 | 2017-01-10 | Tokyo Institute Of Technology | Nuclear reactor and power generation facility |
| JP2012168100A (ja) * | 2011-02-16 | 2012-09-06 | Tokyo Institute Of Technology | 原子炉および発電設備 |
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