JPH1073689A - 原子炉圧力容器の一体型頭部組立体、原子炉容器の一体型頭部組立ユニット、及び一体型頭部組立ユニットにおける制御棒駆動機構の冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密閉頭部と、該密閉頭部から上方に延在する
制御棒駆動機構集合体とを含む原子炉圧力容器用の一体
型頭部組立体のために、実質的な冷却を行い且つ燃料交
換時間及び放射線被曝を低減する冷却構造を提供する。 【解決手段】 密閉頭部２０の上方に配置された耐震支
持部２４が、制御棒駆動機構集合体２２に対し側方支持
を行う。該耐震支持部２４は、制御棒駆動機構を囲繞し
密閉頭部から耐震支持部へと上方に延びるシュラウド３
２の内部と連通する空気流孔８４を有する。シュラウド
は、周囲の雰囲気と直接空気流連通関係にある空気ポー
ト９６を有し、密閉頭部、シュラウド及び耐震支持部
は、広汎な導管配列を用いずに、低運転電力で空気ポー
ト９６を介し周囲の雰囲気と直接連通する空気流通路を
画成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉圧力容器の
ための密閉頭部組立体に関し、特に、簡略化した構造の
一体型頭部組立体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】商用の加圧水形原子炉設備において、燃
料集合体を格納する圧力容器は、制御棒駆動機構（ＣＲ
ＤＭとも略称する）により作動される制御棒を備えてい
る。制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）は、圧力容器にボルト
固定されて、側方で耐震支持台により支持され且つ垂直
方向において飛翔体シールドにより拘束される着脱可能
な密閉頭部上に機械的に支持されている。加えるに、密
閉頭部は、ＣＲＤＭコイル領域を通して格納容器内の相
当量の周囲空気を連続的に流すために密閉頭部上に配設
された複雑な換気システムを機械的に支持しなければな
らない。この点に関し、多くの商用設備で見受けられる
頭部構造を示す米国特許第４,６７８,６２３号明細書の
図１を参照されたい。概述するに、同米国特許明細書の
図１には、ここには同図を示さないが、耐震支持プラッ
トホームより下側の周囲空気がＣＲＤＭ集合体のバッフ
ルが設けられていない上部部分を横切って吸引され、Ｃ
ＲＤＭ集合体のバッフルが設けられている電磁コイルに
沿い下方向に流されて下部プレナム内に流入し、そこか
らダクトを経て上向きに流れ、上部プレナム内に流入
し、次いで、ファンにより該ファンの上方の雰囲気内に
排出される。このように空気を上向きに排出することに
より、ＣＲＤＭ集合体からの高温の排出空気は格納室内
の雰囲気全体に拡散することができ、それにより、原子
炉容器の密閉頭部近傍の燃料交換用カナルの壁は、さほ
ど加熱されることはない。これと関連して、コンクリー
ト壁は、約６６℃（１５０°Ｆ）の温度には曝れるべき
ではなく、好ましくは４９℃（１２０°Ｆ）を越える温
度に曝れないようにすべきである。換気システムに加え
て、同上米国特許の図１に示してあるように、密閉頭部
はまた、放射性のＣＲＤＭから保守作業員を保護するた
めにＣＲＤＭを囲繞するシールドを支持することが必要
となる場合があり得る。

【０００３】燃料交換作業中、密閉頭部、ＣＲＤＭ集合
体並びに該密閉頭部上に配設されているＣＲＤＭ集合体
の支持構造物及び他の装置を分解し持ち上げて取り外
し、次いで密閉頭部を取り外して、下方の圧力容器の炉
心内の使用済み燃料集合体を配置替えしたり或いは新燃
料集合体と交換する。原子炉の燃料交換を行うために密
閉頭部を取り外すのに要する時間を減少する目的で、１
９８０年代に、上述の構造に対し事後的に装着すること
が可能な一体型頭部組立体が開発された。米国特許第
４,６７８,６２３号明細書の図２に示すように、この一
体型頭部組立体においては、下部プレナムから上部プレ
ナムに延びるダクトが、ＣＲＤＭを部分的に取り囲む複
数のダクト配列で置換されている。

【０００４】この型式の配列もしくは構成においては、
耐震支持部より下方の周囲空気がＣＲＤＭの露出した上
部部分に沿って吸い込まれ、バッフルが設けられている
電磁コイルを下方向に通過し、下部プレナムへと流入
し、そこから上述のダクト配列を経て上方に流れて上部
プレナム内に流入し、次いでファンにより雰囲気内に排
出される。この設備は、他の設備と共に出力運転中密閉
頭部により支持され、燃料交換作業中、密閉頭部から１
つのユニットとして持ち上げることができる点で有利で
ある。他の一体型頭部組立体の構造に関しては、米国特
許第４,８３０,８１４号及び英国特許願第２,１００,４
９６号各明細書を参照されたい。１９８０年代に導入さ
れた一体型頭部組立体の設計構造は、その企図せる目的
を成功裡に申し分なく達成しているが、関連の集合体も
しくは組立体及びそれらのサブアセンブリの全てを稼働
中の放射性原子炉設備に事後的に装着することは困難で
あることが判明している。

【０００５】既述の米国特許第４,６７８,６２３号明細
書の図１に示した原子炉のように稼働中の設備において
一層容易に事後装着することが可能な自然対流換気構造
が、換気ファンを必要とすることなくＣＲＤＭコイルを
冷却するために提案されている。自然対流換気設計を開
発する過程において、上述の強制循環換気方式を採用し
た密閉頭部構造では、ファン出力の殆どが空気ダクトを
介して冷却空気を吸い込むのに利用され、ＣＲＤＭ電磁
コイル領域を経て冷却空気を循環するのには比較的僅か
な出力しか利用されていないことが判明した。

【０００６】上述の自然循環設計構造においては、自然
通風を増したり、頭部領域における空気の流れ抵抗を減
少するための他の要因を改良する目的で、再設計された
背の高い冷却シュラウドが用いられている。しかし、こ
の自然冷却設計構造に関し有限要素分析を行ったとこ
ろ、自然対流では、設計上要求される４８,０００ｆｔ³
／分（ＣＦＭ）（約１,３５９ｍ³／分）の僅か約４分の
１しか実現することができない。連続的に逓昇する熱負
荷推定量１２ｋｗ／ＣＲＤＭに基づく計算によれば、上
記の構成では、約１９３℃（３８０°Ｆ）までものコイ
ル表面ピーク温度が生じ得ることが判った。確かに、コ
イルにおける特定ピーク許容温度２００℃（３９２°
Ｆ）の観点からすれば、上記のような状態は許容し得る
と考えられるが、上記設計では僅か１７.８℃(３２°
Ｆ）の温度余裕しか確保されず、そのため、上昇温度で
の数年間の運転後には頻繁なコイルの交換が必要とされ
るであろう。

【０００７】以上のように、原子力産業分野において
は、ＣＲＤＭを実質的に冷却し、燃料交換に要する時間
及び放射線被曝を減少する完全に満足すべき一体型頭部
組立体は未だ開発されていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電磁
コイルを含めＣＲＤＭ集合体に対し実質的な冷却を行い
且つ燃料交換時間及び放射線被曝を低減する実用的な密
閉頭部組立体構造を提供することにある。本発明の更に
他の目的は、新しく建造される原子炉設備に採用するこ
とが可能なのは勿論のこと、現存の商用原子炉設備に事
後的に装着することができる設計の一体型頭部組立体を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的に鑑み、本発
明は、圧力容器の密閉頭部を含む一体型頭部組立体を提
供するものであり、空気通流孔を有するＣＲＤＭ耐震支
持部が密閉頭部上方に配置され、ＣＲＤＭは該密閉頭部
からＣＲＤＭ耐震支持部を貫通し且つＣＲＤＭ耐震支持
部の空気通流孔間を上方に延在する。ＣＲＤＭを囲繞す
るシュラウドは、密閉頭部から耐震支持部へと上方に延
在し、耐震支持部の空気通流孔と空気流連通関係で配置
される。シュラウドは、１つの空気ポート、好ましくは
２つ以上の空気ポートを有し、これら空気ポートは、雰
囲気と直接空気流連通関係に置かれる。少なくと１つの
換気ファン（好ましくは３個又は４個のファン）を密閉
頭部、シュラウド及び耐震支持部によって画成される空
気流通路と空気流連通関係で密閉頭部上方に配置し、空
気を雰囲気と空気流通路との間で循環させ、密閉頭部組
立体内のＣＲＤＭ集合体を冷却する。有利なことに、出
力運転中ファンの出力の殆どが空気ダクト内で消費され
ることはなく、多量の冷却空気で密閉頭部組立体の換気
を行い、ＣＲＤＭを冷却することができる。加えるに、
燃料交換作業中、密閉頭部組立体全体を一ユニットとし
て持ち上げて移送することができる。また、ＣＲＤＭ囲
繞シュラウドを備えたこの密閉頭部組立体は、米国特許
第４,６７８,６２３号明細書の図２に示してある密閉頭
部組立体を設置するのに要する時間の３分の１で設置す
ることができ、それにより、設置中及び後の保守作業
中、放射線被曝が減少するものと予測された。更に、一
体型頭部組立体は、新規に建造される原子炉においても
採用可能なばかりでなく、１９８０年代からの一体型頭
部組立体を有する設備をも含め現存の商用設備において
も容易に装着することができ、更に現存のリフト装置を
用いて組み付けることが可能である。

【００１０】本発明の好適な実施の形態においては、一
体型頭部組立体は、周囲空気をＣＲＤＭ集合体上に吹き
付けて１つ又は複数の空気ポートを介し燃料交換カナル
内の密閉頭部組立体周囲の雰囲気内に排出するためにＣ
ＲＤＭ耐震支持部の上方に隣接して配置された飛翔体シ
ールドに支持されている下方向吹き出し換気ファンを備
える。有利なことに、商用設備の燃料交換カナルにおけ
る自然空気循環で、（約７１．１℃（１６０°Ｆ）まで
の温度で）密閉頭部組立体からの空気は、燃料交換用カ
ナルから上方に循環される。

【００１１】本発明は、単なる例として添付図面に示し
た好適な実施の形態に関しての以下の詳細な説明から一
層明瞭に理解されるであろう。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を実施した一体型
頭部組立体１４を有して原子炉キャビティ１２内に格納
された圧力容器１０を示す。該一体型頭部組立体１４
は、燃料交換用カナル１６の一端部において上方向に突
出している。本発明を実施した密閉頭部組立体１４は、
新しい構造物において用いることもできるし、また、先
に引用した特許明細書に開示されている種々の密閉頭部
組立体の内の任意のものと交換すべく事後的に装着する
こともできる。尚、原子炉容器及び一体型頭部組立体並
びにそれらの構成部品の構造に関し、先に述べた米国特
許第４,６７８,６２３号明細書の開示内容を参考までに
本明細書において援用する。図１は、概ね出力運転中に
見られる状態で密閉頭部組立体１４を示す図である。

【００１３】図１に示した好適な一体型頭部組立体１４
は、一般に、原子炉容器密閉頭部２０と、複数個の制御
棒駆動機構即ちＣＲＤＭ２２（図には１つのＣＲＤＭだ
けを示す）と、複数個のＣＲＤＭに対し側方支持を与え
る耐震支持部２４と、複数個のＣＲＤＭを垂直方向にお
いて拘束するための飛翔体シールド２６と、１つ又は複
数のファン室２８及び２個又は３個以上の換気ファン３
０（尚、ファン室２８は、図１に示すように個々のファ
ン３０からの空気を分配する１つの大きなファン室２８
としても良いし或いは各ファン３０と関連して設けられ
た小さいファン室２８としても良い。）と、複数個のＣ
ＲＤＭを囲繞するシュラウド３２とを備えている。重要
なのは、シュラウド３２が、密閉頭部２０から耐震支持
部２４へと延在していることである。図示のように、シ
ュラウド３２は、支持リング３３又は他の適当な手段を
介して密閉頭部２０により支持することができる。ファ
ン３０は、商用設備においてはスペアを含んでおり、そ
の場合、ファン３０は、後ドラフトダンパを有すること
になろう。他のプラント設計（図示せず）においては、
飛翔体シールドは採用しなくても良いしまた密閉頭部組
立体に組み込む設計にしなくても良い。例えば、既述の
米国特許第４,６７８,６２３号明細書に示されているよ
うな、ビームにより支持されたブロック型の飛翔体シー
ルドを、一体的な飛翔体シールド２６の代わりに採用す
ることも可能である。

【００１４】図１に示すように、密閉頭部２０は、原子
炉容器１０に取り付けられ、密閉頭部絶縁体２１で覆わ
れている。図示のように、耐震支持部２４には、ボルト
締着具４０を支持するための可動ホイスト３８を支持す
る周辺軌道３６を設けることができる。該スタッド締着
具は、１５８.２Ｋｇ／ｃｍ²（２２５０ｐｓｉ）もしく
はそれ以上の圧力及び３４３℃（６５０°Ｆ）又はそれ
以上の温度での出力運転中、密閉頭部２０を圧力容器１
０に当接して密封するボルト４１を締め付けたり或いは
緩めたりするためのものである。更に、耐震支持部２４
及び飛翔体シールド２６は、密閉頭部２０上の取付けブ
ラケット４４にボルト固定されているリフト棒４２によ
り支持されている。該リフト棒４２は、リフト・リグ４
６の一体的部分を構成している。該リフト・リグ４６は
またリフト・アイ４８を有しており、このリフト・アイ
４８には、一体型頭部組立体１４を１つのユニットとし
て取り外し交換する際に、高架クレーン（図示せず）が
係合できるようになっている。また、図１に示すよう
に、ＣＲＤＭ用ケーブル、制御棒位置インジケータ（Ｒ
ＰＩとも略称する）用ケーブル、熱電対ワイヤ及び電気
ワイヤを支持するようにケーブル・トレイ或いはブリッ
ジ５０を図１に示すように飛翔体シールド２６に取り付
けることができる。これらケーブル及びワイヤは、作業
デッキ上方の格納室壁に設けられたパネルの箇所或いは
圧力容器の箇所でプラント・システムに接続することが
できる。尚、利用可能な空間が過度に小さい事例におい
ては、ケーブル・トレイ５０は、飛翔体シールド２６又
は他の箇所に枢動可能に取り付けて、燃料交換作業中、
密閉頭部１４の移送を容易にすることができよう。

【００１５】図２は、密閉頭部組立体１４の概略断面図
であって、駆動棒５２及び電磁コイル５４、ＲＰＩ（制
御棒位置インジケータ）コイル５６並びに総てのＣＲＤ
Ｍ２２の電磁コイル５４を囲繞する空気流バッフル５８
を含む代表的なＣＲＤＭ２２を示す。設備がオンライン
状態にあって電力を発生している場合には、ＣＲＤＭ
は、図２に示すように飛翔体シールド２６の下側部に隣
接する位置まで上昇されている。図２に示すように、飛
翔体シールド２６は複数個の小さい孔６０及び比較的大
きな孔６２を有している。小孔６０は、下側のＣＲＤＭ
２２からのＣＲＤＭ用ケーブル６１及び下側のＲＰＩコ
イル５６からのケーブル６３の通路を提供しており、こ
れらケーブルは上側の室２８を経てケーブル・トレイ５
０に達している。この場合、１５０〜１６０個或いはそ
れ以上の個数の小孔６０を設けることができる。これら
小孔６０はまた、換気用の空気が通流する通路をも構成
している。大孔６２も、換気用空気流のための付加的な
通路を構成している。小孔及び大孔の総面積は、密閉頭
部組立体１４を通流する空気の圧力降下を減少するため
に、約９１４ｃｍ（３０ｆｔ）／秒より低い空気流速、
好ましくは約６９．６ｃｍ（２０ｆｔ）／秒よりも低い
空気流速が得られるように充分な面積とするのが有利で
ある。従って、商用原子炉設備においては、充分なケー
ブル及び空気流の通路を得るために、図２及び図３に示
したのと同様の繰り返し孔パターン又は類似の孔パター
ンが採用されている。

【００１６】飛翔体シールド２６は、故障したＣＲＤＭ
２２に生じ得る運動量を減少するために、図１及び図２
に示すように、耐震支持部２４の上方に配設するのが好
ましい。図２に示すように、耐震支持部２４は、数個の
伸縮ナット組立体７４を介して周辺の支持リング７２に
より周辺部が支持された開口付きのＲＰＩ連動スペーサ
板７０を備えている。これら連動スペーサ板７０は、Ｃ
ＲＤＭ２２及びそれらケーブル６１並びにＲＰＩコイル
５６及びそれらのケーブル６３が貫通する通路を画成す
るように配列されている。ＲＰＩコイル５６には、連動
スペーサ板７０により側方支持することができるフラン
ジ７６を設けることが可能である。

【００１７】図４に最も明瞭に示すように、開口付き連
動スペーサ板７０は大きな空気流通路８４を有してい
る。図４に示すように、該スペーサ板は交差部材８８に
より支持され、各辺が約３０.５ｃｍ(１ｆｔ）までの溶
接枠部材８６の形態で製作することができる。通路８４
の総面積は、空気が耐震支持部２４を流れる際の空気流
の圧力降下を減少するために約９１４ｃｍ（３０ｆｔ）
／秒、好ましくは約６１０ｃｍ（２０ｆｔ）／秒よりも
小さい空気流速が得られるように充分な面積とするのが
良い。

【００１８】図１及び図２に示したシュラウド３２は、
下部部分９２にフランジを介しボルト９３により固定さ
れた上部部分９０を備えている。更に、各部分９０及び
（又は）９２は、１〜３或いはそれ以上の区分から構成
することができる。例えば、各部分９０及び（又は）９
２は、溶接その他適当な仕方で結合し合わされた３個の
１２０°の円弧区分もしくはセグメントから構成するこ
とができよう。上部部分９０は、約０.７５ｉｎ（約１.
９０ｃｍ）の厚さとするのが有利である。下部部分９２
は、作業員に対し一層完全なガンマ遮蔽を行うように約
０.７５ｉｎ(約１.９０ｃｍ）〜約１.５ｉｎ(約３.８１
ｃｍ）の厚さにするのが有利である。加えるに、シュラ
ウド３２は、熱電対カラム（図示せず）を点検するため
の出入り口ドア９４を有することができる。

【００１９】図１及び図２に示したシュラウド３２は、
ドア９８で塞ぐことができる１個又は２個以上の空気ポ
ート９６を有している。この場合、該ドア９８は、出力
運転中は、通流している空気を排出するために通常開か
れており、保守作業中は、保守作業員をＣＲＤＭに付着
した残渣による放射から保護するために閉じることがで
きる。空気ポート９６は、ＣＲＤＭの電磁コイル５４
と、該コイル５４をシュラウド内で包入するバッフル５
８との下方に配設するのが好ましい。空気ポート９６は
長方形その他の正則又は非正則な断面を有することがで
きる。また、空気ポート９６は、それぞれ異なった大き
さを有することができる。従って、例えば、燃料交換用
カナルの近接する壁に面する空気ポート９６は、約１
５.２ｃｍ(６ｉｎ）又はそれより大きい開口とし、他
方、燃料交換用カナルの遠隔位置にある壁に面する他の
空気ポートは約６１ｃｍ（２４ｉｎ）又はそれより広い
開口として、それにより相対空気流を制御できるように
する。空気ポート９６の総横断面積は、約９１４ｃｍ
（３０ｆｔ）／秒より低い速度、好ましくは約３０５ｃ
ｍ（１０ｆｔ）／秒より低い速度に冷却空気流量を維持
するのに充分なように選択し、以て、既述の圧力降下を
減少し、排出された空気が燃料交換用カナル１６を横切
って流れ、その壁の加熱を防止するのが好ましい。

【００２０】ファン３０上方の格納空間からの空気は、
図２に示したＲＰＩコイル７８（約１２ｆｔ（約３６６
ｃｍ）の長さ）及びバッフルが設けられたＣＲＤＭ電磁
コイル５４の全長に亙って下方向に吹き込まれ、空気ポ
ート９６を介して燃料交換用カナル１６内に流出する。
この空気は、更に電気ケーブルやコネクタをも冷却す
る。本設計によるＲＰＩ領域における流速を、米国特許
第４,６７８,６２３号明細書の図１に示されている従来
の設計におけるものと比較したところ、本発明によりＲ
ＰＩ領域において達成される空気流速は、従来の設計に
おいては約１ｆｔ（３０．５ｃｍ）／秒と低いのに対
し、少なくとも約８ｆｔ（２４４ｃｍ）／秒であった。

【００２１】燃料交換用カナル１６の壁を過度に加熱す
ることなく、密閉頭部組立体１４を冷却するために、空
気は、約７１．１℃（１６０°Ｆ）より低い温度、更に
好ましくは約６６℃（１５０°Ｆ）より低い温度でシュ
ラウド３２から流出するようにする。また、空気を燃料
交換用カナル内に導くために、原子炉のボルト絶縁体上
にバッフル（図示せず）を取り付けることができる。ま
た、シュラウド３２のドア９８及び原子炉スタッド絶縁
体に取り付けたバッフルは、設置された状態で流れを整
調し適正な流れパターンが達成されるように調整するこ
とができよう。このような調整が可能であれば、設置前
に費用の掛かる流れ試験を行う必要性が不要になるとい
う利点が得られる。

【００２２】密閉頭部組立体１４から排出されて燃料交
換用カナル１６内に流入し、該カナル１６の壁に衝突す
る空気の作用効果を評価するために、熱−流体力学の有
限要素解析法を用いて、密閉頭部２０、燃料交換用カナ
ル１６及び格納室をモデル化した。この有限要素法で
は、適正なファン入口空気流速度及び等価入口面積を用
い軸対称モデル化近似を採用した。密閉頭部組立体１４
の周囲に熱プルームもしくは熱柱(thermal plume）が発
生するが、この熱柱は、燃料交換室壁から明らかに分離
していることが判明した。この判断は、熱シンクとして
利用可能な平均面積をシミュレートするために約８５
３.４４ｃｍ(２８ｆｔ）の半径の燃料交換室（これはシ
ュラウド３２からの熱風が半径方向に見て遠隔の格納室
壁部分に向け排出されることを意味する）並びに雰囲気
温度が４９℃（１２０°Ｆ）であるという前提に基づ
く。上の結果は、熱交換カナル内に、密閉頭部組立体か
ら該カナル内に落とされる熱を除去するために、雰囲気
の自然循環を発生するのに充分な表面積が燃料交換用カ
ナル内に得られることを示している。燃料交換室の半径
方向に接近した側壁の効果を評価するための別の評価の
実施において、有限要素解析プログラムを、加熱された
空気を空気ポート９６から実質的に真直ぐ上方に押し上
げる非常に厳密なバッフル効果を有する設計を前提に実
行した。熱柱は、壁温度が約４９℃（１２０°Ｆ）に留
どまる程充分に凝集することが観察された。しかし、空
気ポート９６には、排出空気を接近した側壁から離間す
るようにして約８０°の２つの円弧に亙り燃料交換用カ
ナルの広い側部に指向するようにバッフルを設けるのが
有利である。

【００２３】また、上の解析から、本発明によれば、米
国特許第４,６７８,６２３号明細書の図１に示してある
従来の設計構造のものと比較して、燃料交換用カナル１
６内で周囲空気の良好な循環が得られることが判明し
た。従来の換気方式では、燃料交換用カナル内に０〜約
９.１ｃｍ（０.３ｆｔ）／秒の範囲内の空気流速が得ら
れるのに対し、本発明によれば、シュラウドから、約３
０．５ｃｍ（１ｆｔ）／秒又はそれ以上の流速が実現さ
れることが判った。

【００２４】有利なことに、図１の密閉頭部組立体１４
は、米国特許第４,６７８,６２３号明細書の図１に示し
てあるような密閉頭部組立体と交換するために容易に事
後的に装着することが可能である。また、同米国特許の
図１に示してある大きな飛翔体シールド及び冷却ファン
を取り外して、より有効な装置と交換することができ
る。更に、現用のリフト・リグは、持ち上げるべき全重
量が増加しない限りプラント内で試験する必要なくその
まま使用することが可能である。更に、ケーブル配線を
変更する必要はなく、所望ならば、密閉頭部上での切断
ルーチンは省くことができる。また、密閉頭部絶縁部及
び密閉頭部侵入領域の検査のための接近もしくはアクセ
スの可能性が改善される。

【００２５】本発明の別の実施形態において、空気ポー
ト９６を介しシュラウド３２内に空気を吸引して密閉頭
部組立体１４上方に空気を排出するようにファン３０を
設置することも可能である。前の実施形態と同様、この
実施形態の構造によれば、先に述べた例と比較し消費電
力が顕著に減少する。この実施形態の付加的な利点は、
比較的に高温の空気が燃料交換用カナル１６から排出さ
れて該カナルから再循環することがない点に見られる。
尤も、再循環が関心事である場合には、前の実施形態に
おけるシュラウド３２、耐震支持部２４又は飛翔体シー
ルド２６に補助バッフルを設置することが可能である。

【００２６】他の実施形態として、ファン３０を空気ポ
ート９６に配置し、空気が、飛翔体シールド２６の孔６
０及び６２と雰囲気との間で循環するようにしても良
い。しかし、利用し得る空間は非常に限定されているの
で、特別に設計されたファンが必要となるであろう。

【００２７】以上、本発明の好適な実施形態を図示し説
明したが、本発明は、その範囲を逸脱することなく他の
種々な形態で実施し得ることを理解されたい。例えば、
本発明は、各請求項に記載のものに限定されず、次のよ
うな種々の態様で実施可能である。 ａ） 前記換気ファンが、前記制御棒駆動機構組立体間
に配置された前記耐震支持部の空気通流孔と空気流連通
関係で前記耐震支持部の上方に配置されている請求項１
に記載の一体型頭部組立体。 ｂ） 前記換気ファンが、前記シュラウドの前記空気ポ
ートに配置されている請求項１に記載の一体型頭部組立
体。 ｃ） 前記換気ファンが、前記密閉頭部、前記シュラウ
ド及び前記耐震支持部により画成された前記空気流通路
内に空気を吹き込むようになっている請求項１に記載の
一体型頭部組立体。 ｄ） 前記換気ファンが、前記密閉頭部、前記シュラウ
ド及び前記耐震支持部により画成された前記空気流通路
から空気を排出するようになっている請求項１に記載の
一体型頭部組立体。 ｅ） 前記シュラウドが、前記雰囲気に直接開放してい
るポート付きの下端部と、前記通気装置と空気流連通関
係にある上端部とを有している請求項２に記載の一体型
頭部組立ユニット。 ｆ） 開口が設けられた耐震支持板と開口が設けられた
飛翔体シールドとが、前記シュラウド及び前記通気装置
と空気流連通関係で、該シュラウドと該通気装置との間
に配置されている上記ｅ）項に記載の一体型頭部組立ユ
ニット。 ｇ） 前記シュラウドが少なくとも１個のポートを有す
る下端部を有し、前記通気装置が前記ポート内に配置さ
れている請求項２に記載の一体型頭部組立ユニット。 ｈ） 開口が設けられた耐震支持板と開口が設けられた
飛翔体シールドとが、前記シュラウド及び該シュラウド
を囲繞する雰囲気と空気連通関係で、前記シュラウドと
前記雰囲気との間に配置されている上記ｇ）項に記載の
一体型頭部組立ユニット。 ｉ） 前記冷却空気を、少なくとも約２４４ｃｍ／秒の
速度で前記制御棒駆動機構の制御棒位置インジケータを
通過するように強制する請求項３に記載の冷却方法。 ｊ） 冷却空気を、約９１４ｃｍ／秒を超えない速度で
制御棒駆動機構の耐震支持板に設けられている開口を強
制的に通流するステップを含む請求項３に記載の冷却方
法。 ｋ） 冷却空気が、前記シュラウドから前記雰囲気に、
約９１４ｃｍ／秒を超えない速度で排出される請求項３
に記載の冷却方法。 ｌ） 約６１０ｃｍ／秒を超えない速度で冷却空気を前
記制御棒駆動機構の耐震支持板に設けられた開口を通し
て強制的に通流するステップを含み、前記冷却空気は、
少なくとも約２４４ｃｍ／秒の速度で前記制御棒駆動機
構の制御棒位置インジケータ及び電磁コイルを通過し、
約３０５ｃｍ／秒を超えない速度で前記雰囲気に直接流
出するように強制される請求項３に記載の冷却方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態による密閉頭部組立体の簡
略図である。

【図２】 図１に示した密閉頭部組立体の断面を略示す
る図である。

【図３】 図１に示した飛翔体シールドの簡略平面図で
ある。

【図４】 図１に示した耐震支持部の一部分を構成する
制御棒位置インジケータ（ＲＰＩ）スペーサ板の簡略平
面図である。

【符号の説明】

１０…圧力容器、１２…原子炉キャビティ、１４…一体
型頭部組立体、１６…燃料交換用カナル、２０…密閉頭
部、２１…密閉頭部絶縁体、２２…制御棒駆動機構（Ｃ
ＲＤＭ）、２４…耐震支持部、２６…飛翔体シールド、
２８…ファン室、３０…換気ファン、３２…シュラウ
ド、３３…支持リング、３６…周辺軌道、３８…可動ホ
イスト、４０…ボルト締着具、４１…ボルト、４２…リ
フト棒、４４…取付けブラケット、４６…リフト・リ
グ、４８…リフト・アイ、５０…ケーブル・トレイ、５
２…駆動棒、５４…ＣＲＤＭ電磁コイル、５６…制御棒
位置インジケータ（ＲＰＩ）コイル、５８…空気流バッ
フル、６０，６２…孔、６１…ＣＲＤＭ用ケーブル、６
３…ケーブル、７０…開口付きＲＰＩ連動スペーサ板、
７２…周辺支持リング、７４…伸縮ナット組立体、７６
…フランジ、７８…ＲＰＩコイル、８４…空気流通路、
８６…溶接枠部材、８８…交差部材、９３…ボルト、９
４…出入り口ドア、９６…空気ポート、９８…ドア。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・エム・マシュー アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、ピッ ツバーグ、ブルーブリッジ・ロード 644 (72)発明者 アラン・イー・テイラー アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、ピッ ツバーグ、ジュリアン・ドライブ 33

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉圧力容器の一体型頭部組立体であ
   って、 圧力容器の密閉頭部と、 該密閉頭部の上方に配置されて複数個の空気通流孔を有
   する制御棒駆動機構の耐震支持部と、 前記空気通流孔間で前記制御棒駆動機構の耐震支持部を
   通って前記密閉頭部から上方に延びる複数個の制御棒駆
   動機構組立体と、 前記制御棒駆動機構組立体を囲繞し、前記耐震支持部の
   空気通流孔と空気流が連通するように前記密閉頭部から
   前記耐震支持部へと上向きに延び、雰囲気と直接空気流
   連通関係にある空気ポートを有し、前記密閉頭部及び前
   記耐震支持部と共に、前記空気ポートを介し前記雰囲気
   と直接連通する空気流通路を画成するシュラウドと、 前記空気流通路と空気流連通関係で前記密閉頭部上方に
   配置された換気ファンと、 を含む原子炉圧力容器の一体型頭部組立体。
2. 【請求項２】 原子炉容器のための一体型頭部組立ユニ
   ットであって、 複数個の制御棒駆動機構と、 該制御棒駆動機構を囲繞するシュラウドと、 大気が前記シュラウド内に流入して前記制御棒駆動機構
   に沿って通流し、前記シュラウドから雰囲気内に直接流
   出するように前記空気を循環するための通気装置と、 を含む原子炉容器の一体型頭部組立ユニット。
3. 【請求項３】 原子炉圧力容器の一体型頭部組立ユニッ
   トにおける制御棒駆動機構を冷却するための方法であっ
   て、 前記制御棒駆動機構をシュラウドで囲繞し、 冷却空気を前記制御棒駆動機構を通して強制的に通流
   し、 前記シュラウドから周囲の雰囲気中に冷却空気を直接排
   出する、 ステップを含む一体型頭部組立ユニットにおける制御棒
   駆動機構の冷却方法。