JPS584799B2 - 原子炉 - Google Patents
原子炉Info
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- JPS584799B2 JPS584799B2 JP50106078A JP10607875A JPS584799B2 JP S584799 B2 JPS584799 B2 JP S584799B2 JP 50106078 A JP50106078 A JP 50106078A JP 10607875 A JP10607875 A JP 10607875A JP S584799 B2 JPS584799 B2 JP S584799B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C5/00—Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
- G21C5/02—Details
- G21C5/06—Means for locating or supporting fuel elements
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C5/00—Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
- G21C5/02—Details
- G21C5/10—Means for supporting the complete structure
-
- 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
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- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は原子炉に関し、特に炉心支持構造を有する原子
炉に関するものである。
炉に関するものである。
原子炉は圧力容器を備え、この中には、高速増殖炉用に
は液体ナ}リウム、現在の商用原子炉用には沸騰水ある
いは加圧水等の熱伝達流体がポンプで圧送される。
は液体ナ}リウム、現在の商用原子炉用には沸騰水ある
いは加圧水等の熱伝達流体がポンプで圧送される。
この流体は炉心を通って流れて加熱され、高温流体は圧
力容器を出、熱は機械的に分離された一次および二次ル
ープを介して発電設備に伝えられる。
力容器を出、熱は機械的に分離された一次および二次ル
ープを介して発電設備に伝えられる。
圧力容器内には炉心構成要素を支持する支持構造が在る
。
。
消費する以上の核燃料を生成する液体金属冷却高速増殖
炉に於では、炉心構成要素は燃料棒束即ち燃料集合体、
制御棒集合体、ブランケット燃料親物質即ち燃料親物質
棒集合体および取外し可能の半径方向遮蔽集合体からな
る。
炉に於では、炉心構成要素は燃料棒束即ち燃料集合体、
制御棒集合体、ブランケット燃料親物質即ち燃料親物質
棒集合体および取外し可能の半径方向遮蔽集合体からな
る。
「炉心集合体」あるいは「炉心構成要素集合体」あるい
は「集合体」なる用語は、ここで炉心の構成要素に関し
て使用する場合には、これらの集合体の1種類以上の型
式を意味するものである。
は「集合体」なる用語は、ここで炉心の構成要素に関し
て使用する場合には、これらの集合体の1種類以上の型
式を意味するものである。
炉心支持構造は、これらの集合体を位置付けし、支持し
、軸方向および半径方向に拘束し集合体に冷却材を分配
する作用をする。
、軸方向および半径方向に拘束し集合体に冷却材を分配
する作用をする。
これらの集合体およびその支持装置の構成材料は冷却材
よりも大きな比重を持ち、他の力が作用しない場合には
、炉心集合体およびその支持装置は重力により圧力容器
内に保持される。
よりも大きな比重を持ち、他の力が作用しない場合には
、炉心集合体およびその支持装置は重力により圧力容器
内に保持される。
しかしながら、集合体および支持装置の重量と反対に作
用する力が存在する。
用する力が存在する。
熱伝達流体が圧力下で集合体の下部に噴射され、集合体
に分配されて集合体に沿って案内される。
に分配されて集合体に沿って案内される。
流体が集合体に沿って流れると流れ方向に圧力降下が生
じ、炉心から出る流体は入る流体よりも実質的に圧力が
低くなり、その結果、この圧力差が重力による力に抗す
るのである。
じ、炉心から出る流体は入る流体よりも実質的に圧力が
低くなり、その結果、この圧力差が重力による力に抗す
るのである。
従来技術に依れば、炉心集合体の支持装置は支持構造に
固定されていた。
固定されていた。
代表的には謂ゆる「炉心バスケット」の概念が、相当に
大きな電力を発生する原子炉よりも相当に小さな寸法の
実験設備に適用されていた。
大きな電力を発生する原子炉よりも相当に小さな寸法の
実験設備に適用されていた。
或る代表的な例では157個という多数の集合体受容器
が炉心バスケットの上部板および下部板に溶接されてい
る。
が炉心バスケットの上部板および下部板に溶接されてい
る。
これらの板は円筒形スカートにより結合され、集合体を
含む溶接構造全体がスカートと炉心支持構造空洞との間
に流体シールを挿入して圧力容器内に設置された溶接部
を形成している。
含む溶接構造全体がスカートと炉心支持構造空洞との間
に流体シールを挿入して圧力容器内に設置された溶接部
を形成している。
流体シールは代表的には、圧力容器の代表的材料である
304ステンレス鋼と液体ナトリウム中で滑り接触する
ように用いられる場合、良好な腐食特性および摩耗特性
を有するインコネル(INCONEL)ニッケルー銅合
金等のピストンリングである。
304ステンレス鋼と液体ナトリウム中で滑り接触する
ように用いられる場合、良好な腐食特性および摩耗特性
を有するインコネル(INCONEL)ニッケルー銅合
金等のピストンリングである。
流体は上部シールおよび下部シール間のスカート部の周
縁で、即ち炉心集合体の挿入される受容器の横方向に噴
射される。
縁で、即ち炉心集合体の挿入される受容器の横方向に噴
射される。
上述の溶接集合体は実験設備用のものであっても高価で
ある。
ある。
数百の溶接個所が在り、それらは全て欠陥の全く無いも
のでなければならない。
のでなければならない。
不完全な溶接があっても集合体は非常に高価であるので
スクラップとすることができず、溶接を修理しなければ
ならない。
スクラップとすることができず、溶接を修理しなければ
ならない。
流体の半径方向流れのために、集合体間の流体分配は一
様とならず、内側の集合体要素の受ける流体は外側の集
合体要素の受ける流体よりも圧力が低い。
様とならず、内側の集合体要素の受ける流体は外側の集
合体要素の受ける流体よりも圧力が低い。
大出力原子炉、例えば原子炉で975メガワット、発電
機で約 300メガワットの大出力原子炉に於では、こ
の問題の重要性は数倍となる。
機で約 300メガワットの大出力原子炉に於では、こ
の問題の重要性は数倍となる。
このような原子炉では数百の受容器を有し代表的には約
2.5m(約100in)の直径の支持構造が必要であ
り、燃料親物質用の受容器は互いにまた燃料棒用のもの
と、も異なるものでなければならない。
2.5m(約100in)の直径の支持構造が必要であ
り、燃料親物質用の受容器は互いにまた燃料棒用のもの
と、も異なるものでなければならない。
満足すべき大直径のピストンリングシールを製作するこ
とは非常に困難である。
とは非常に困難である。
又、別の従来型の原子炉に於では、炉心集合体は支持構
造にボルト結合された受容器内に支持されている。
造にボルト結合された受容器内に支持されている。
このような装置から受容器を交換あるいは修理のために
取外すことは非常に困難である。
取外すことは非常に困難である。
交換あるいは修理時には原則として原子炉は停止できず
、圧力容器から冷却材を抜けない。
、圧力容器から冷却材を抜けない。
欠陥のある受容器を取外すためには、冷却材(液体ナト
リウム)中に没したボルトを遠隔操作マニピュレーター
により取外さねばならず、これは困難な作業である。
リウム)中に没したボルトを遠隔操作マニピュレーター
により取外さねばならず、これは困難な作業である。
本発明の目的は、上述の欠点を解消し、従来型のものの
如く炉心支持構造に困難な構造上の工学的要求が無く、
合理的価格で製造可能であり、同時に炉心構成要素への
冷却材の分配を改良する、特にナトリウム冷却高速増殖
型の原子炉を提供することである。
如く炉心支持構造に困難な構造上の工学的要求が無く、
合理的価格で製造可能であり、同時に炉心構成要素への
冷却材の分配を改良する、特にナトリウム冷却高速増殖
型の原子炉を提供することである。
この目的のために、本発明は、圧力容器と、上記圧力容
器に冷却流体を供給する装置と、上記圧力容器内に支持
構造に支持され、核分裂によりエネルギーを発生する複
数の燃料集合体を有する炉心とを備えた原子炉に於で、
上記支持構造に取外し可能に複数のモジュラーユニット
が取付けられ、各上記モジュラーユニットは上記燃料集
合体の幾つかを受入れる受容器を有し、上記燃料集合体
はそれらの対応する受容器から取外され得、各上記モジ
ュラーユニットは上記支持構造と係合するライナー内に
延びる端部を有し、上記ライナーは上記モジュラーユニ
ットを通して上記燃料集合体に冷却材を入れる側開口を
有し、上記ライナーの上記モジュラーユニットより下の
内部は上記圧力容器の低圧部と連通ずるように配置され
て上記冷却材が上記原子炉を通って循環するとき上記モ
ジュラーユニットを上記ライナー内に液圧により保持す
ることを特徴とする原子炉に在る。
器に冷却流体を供給する装置と、上記圧力容器内に支持
構造に支持され、核分裂によりエネルギーを発生する複
数の燃料集合体を有する炉心とを備えた原子炉に於で、
上記支持構造に取外し可能に複数のモジュラーユニット
が取付けられ、各上記モジュラーユニットは上記燃料集
合体の幾つかを受入れる受容器を有し、上記燃料集合体
はそれらの対応する受容器から取外され得、各上記モジ
ュラーユニットは上記支持構造と係合するライナー内に
延びる端部を有し、上記ライナーは上記モジュラーユニ
ットを通して上記燃料集合体に冷却材を入れる側開口を
有し、上記ライナーの上記モジュラーユニットより下の
内部は上記圧力容器の低圧部と連通ずるように配置され
て上記冷却材が上記原子炉を通って循環するとき上記モ
ジュラーユニットを上記ライナー内に液圧により保持す
ることを特徴とする原子炉に在る。
代表的な975Mwt液体金属冷却高速増殖炉は、15
0本の半径方向ブランケット集合体および324本の遮
蔽集合体に囲まれた198本の六角柱炉心燃料集合体を
持っている。
0本の半径方向ブランケット集合体および324本の遮
蔽集合体に囲まれた198本の六角柱炉心燃料集合体を
持っている。
この原子炉に於では、集合体は各々7個の受容器を持つ
61個の入口モジュール内に受入れられている。
61個の入口モジュール内に受入れられている。
熱伝達流体即ちナトリウム冷却材の速度および分配状態
は、冷却される集合体あるいは要素の種類により変化す
る。
は、冷却される集合体あるいは要素の種類により変化す
る。
この速度は取外し不可の要素内では約9.1m7s(約
30ft/s)であるが、着脱式の要素内では入口側低
温端部で約15m/S(約50ft/s)出口側高温端
部で約12m/S(約40ft/s)である。
30ft/s)であるが、着脱式の要素内では入口側低
温端部で約15m/S(約50ft/s)出口側高温端
部で約12m/S(約40ft/s)である。
燃料棒内では約6.2m/s(25ft/s)である。
冷却材の80%が炉心に分配され、半径方向ブランケッ
トに12%制御集合体に1.6%、遮蔽、バイパスおよ
び漏洩に残りが分配される。
トに12%制御集合体に1.6%、遮蔽、バイパスおよ
び漏洩に残りが分配される。
本発明の原子炉は次の利点を持つ。
(1)入口プレナムからの入口流れが上向きで全てのモ
ジュールに直接流れるため、流れ分布が改良される。
ジュールに直接流れるため、流れ分布が改良される。
従来この流れは半径方向であり、周辺のモジュールには
直接流れるが内部モジュールには回り道をして流れるも
のであった。
直接流れるが内部モジュールには回り道をして流れるも
のであった。
(2)モジュールの取外しが容易であり、保守および交
換が容易である。
換が容易である。
高度の保守および交換機能性を有する全ての集合体がモ
ジュール内に挿入されているため、これらの集合体を保
守および交換のために取外すことが容易にできる。
ジュール内に挿入されているため、これらの集合体を保
守および交換のために取外すことが容易にできる。
(3)非常に大きな直径のピストンリング状シールを製
造する新しい技術を開発する必要が無い。
造する新しい技術を開発する必要が無い。
(4)製造が簡単である。
修理の必要となるような割れを有する多数の溶接による
単一構造を採用しなくて良い。
単一構造を採用しなくて良い。
(5)モジュールおよびその受容器の交換が容易である
。
。
次に添附図面に示す実症例に沿って本発明を説明する。
なお、第1図に示す支持構造は、円錐台形スカートに接
続された一体板を有し、第4図、第5図および第6図に
示す支持構造が円板および環からなる複合板を有する点
で異なるが、この相違は本発明に於ては重要なものでは
ない。
続された一体板を有し、第4図、第5図および第6図に
示す支持構造が円板および環からなる複合板を有する点
で異なるが、この相違は本発明に於ては重要なものでは
ない。
図示の原子炉は、入口プレナム25を形成するベル23
により底が閉ざされた略々円筒形の圧力容器21を備え
ている。
により底が閉ざされた略々円筒形の圧力容器21を備え
ている。
圧力容器21はベル23上方に複数の入口ノズル27を
持ち、液体ナトリウム等の熱伝達流体即ち冷却材がこの
入口ノズル27を通って入口プレナム25に圧力下で供
給される。
持ち、液体ナトリウム等の熱伝達流体即ち冷却材がこの
入口ノズル27を通って入口プレナム25に圧力下で供
給される。
圧力容器21は又出ロプレナム29を有し、ここから複
数の出口ノズル31を通って高温冷却材が出る。
数の出口ノズル31を通って高温冷却材が出る。
圧力容器21には、出口プレナム29およびその上下の
周囲部を囲む熱ライナー33が設けてある。
周囲部を囲む熱ライナー33が設けてある。
冷却材の許容上限レベルおよび最低安全レベルを第1A
図および第1B図に線35および37で示す。
図および第1B図に線35および37で示す。
冷却材の表面37上には、大気圧より高い、低い正の差
ゲージ圧力のアルゴン等の不活性ガスが充填されている
。
ゲージ圧力のアルゴン等の不活性ガスが充填されている
。
圧力容器21の頂部はヘッド41で閉じてある。
ヘッド41は圧力容器21のフランジ45にボルト結合
された固定外側環43を持っている。
された固定外側環43を持っている。
環43およびフランジ45の結合部は図示してないボル
トの内側でオメガシール47によりシールされている。
トの内側でオメガシール47によりシールされている。
圧力容器21はコンクリート格納容器の支持縁49に支
持されている。
持されている。
環43は支持縁49にボルト結合されている。
ヘッド41は複数の回転プラグ51,53,55を備え
、これらは原子炉カバーガスの格納建物雰囲気への漏れ
を防ぐためにシールされている。
、これらは原子炉カバーガスの格納建物雰囲気への漏れ
を防ぐためにシールされている。
大直径のプラグ51は圧力容器と同軸である。
固定項43は環状立上り57およびベアリング59を介
してプラグ51を支持している。
してプラグ51を支持している。
中程度の直径のプラグ53と、小直径のプラグ55は圧
力容器21の軸心に対して偏心している。
力容器21の軸心に対して偏心している。
プラグ51は環状立上り61およびベアリング63を介
してプラグ53を支持し、プラグ53は環状立上り65
およびベアリング67を介してプラグ55を支持してい
る。
してプラグ53を支持し、プラグ53は環状立上り65
およびベアリング67を介してプラグ55を支持してい
る。
立上り57,61および65は、固定環43、プラグ5
1および53の周縁上の円筒形延長部である。
1および53の周縁上の円筒形延長部である。
立上り57,61および65は、ベアリング59,63
.67、プラグ用圧力シール(図示してない)およびプ
ラグ駆動機構(図示してない)の一部を取付ける作用を
する。
.67、プラグ用圧力シール(図示してない)およびプ
ラグ駆動機構(図示してない)の一部を取付ける作用を
する。
回転プラグ51,53および55により燃料棒および制
御棒交換機を全ての炉心集合体上に位置させることがで
きる。
御棒交換機を全ての炉心集合体上に位置させることがで
きる。
プラグ55は圧力容器内移送機孔71を偏心して支持し
ている。
ている。
プラグ51は圧力容器外移送機孔73を偏心して支持し
ている。
ている。
プラグ53は上部内部機構77を支持する柱75、主制
御棒集合体駆動機構81、補助制御棒駆動機構83およ
び1つ以上の封止監視孔85を支持している。
御棒集合体駆動機構81、補助制御棒駆動機構83およ
び1つ以上の封止監視孔85を支持している。
プラグ51,53および55を回転させると、圧力容器
内移送機孔71を第2図の矢印87で示す如く圧力容器
内の種々の要素上に、また矢印89で示す如く圧力容器
外移送機孔73上に位置させることができる。
内移送機孔71を第2図の矢印87で示す如く圧力容器
内の種々の要素上に、また矢印89で示す如く圧力容器
外移送機孔73上に位置させることができる。
プラグ53の回転中、柱75、制御棒駆動機構81およ
び83ならびに監視孔85は矢印91で示す如く回転す
る。
び83ならびに監視孔85は矢印91で示す如く回転す
る。
プラグ51,53および55が回転するときには、制御
棒駆動機構81および83は被駆動部から切り離される
。
棒駆動機構81および83は被駆動部から切り離される
。
典型的には、圧力容器内移送機孔71は、プラグ51,
53および55を各々180°回転させると燃料移送孔
上に来るようにしてある。
53および55を各々180°回転させると燃料移送孔
上に来るようにしてある。
圧力容器21内には上部内部機構77の他に炉心93お
よび下部内部機構95が在る。
よび下部内部機構95が在る。
炉心93は、第3図に示す如く、低濃縮度(典型的には
18.7%。
18.7%。
符号ICで示す)の燃料集合体103(典型的には10
8本)の内側ゾーン101と、高濃縮度(典型的には2
7.1%。
8本)の内側ゾーン101と、高濃縮度(典型的には2
7.1%。
符号OCで示す)の燃料集合体107(典型的には90
本)の外側ゾーン105とを有する。
本)の外側ゾーン105とを有する。
外側ゾーン105の囲りには半径方向ブランケット集合
体111(典型的には150本。
体111(典型的には150本。
符号RBで示す)の半径方向ブランケット109が在る
。
。
半径方向ブランケット109の囲りには符号RSで示す
取外し可能の半径方向遮蔽集合体115の遮蔽ゾーン1
13が在る。
取外し可能の半径方向遮蔽集合体115の遮蔽ゾーン1
13が在る。
固定の遮蔽は炉心バレル118により囲まれている。
炉心拘束成形環120が炉心の変形を拘束するために炉
心に沿って離間して設けられている。
心に沿って離間して設けられている。
内側ヅーン101は、燃料集合体の他に、主制御棒集合
体117(典型的には15本であり、符号PCで示す)
および補助制御棒集合体119(典型的には4本であり
、符号SCで示す)を備えている。
体117(典型的には15本であり、符号PCで示す)
および補助制御棒集合体119(典型的には4本であり
、符号SCで示す)を備えている。
制御棒集合体駆動機構81および83を制御棒集合体1
17が完全に取外されるかあるいは炉心93内の任意の
軸方向位置に置かれるように設定することができる。
17が完全に取外されるかあるいは炉心93内の任意の
軸方向位置に置かれるように設定することができる。
ゾーン101および105内を低濃縮度および高濃縮度
に分けることにより、炉心93内の出力発生を一様にす
る。
に分けることにより、炉心93内の出力発生を一様にす
る。
典型的には、各燃料棒集合体は217本の燃料棒を含ん
でいる。
でいる。
燃料棒束(第3A図)は、冷却材を集合体を通して案内
し、取扱い中に保護する作用をする薄い壁の六角形の導
管121内に収納されている。
し、取扱い中に保護する作用をする薄い壁の六角形の導
管121内に収納されている。
燃料ピンは燃料上にプレナム122を有し、気体の核分
裂生成物を吸収する軸方向ブランケット部を有している
。
裂生成物を吸収する軸方向ブランケット部を有している
。
導管121の端の中間には炉心拘束負荷パツド124が
在る。
在る。
燃料棒結合装置(図示してない)が導管121の下部に
設けられ、一様な流れ分布を形成し、燃料棒を軸方向に
拘束するようにしてある。
設けられ、一様な流れ分布を形成し、燃料棒を軸方向に
拘束するようにしてある。
結合装置小組立体軌条が導管121の底部端キャップ1
23のキー穴溝と区別的に係合し、異なる濃縮度を混ぜ
てしまわないようにしてある。
23のキー穴溝と区別的に係合し、異なる濃縮度を混ぜ
てしまわないようにしてある。
導管121は入口ノズル125および出口ノズル127
を有している。
を有している。
入口ノズル125は冷却材が通って導管121に入ル横
開口129を持っている。
開口129を持っている。
この開口129の下方には集合体をソケットに挿入した
とき開口129下方の部分を流体流れに対して封止する
ピストンリング用の円周溝131が設けてある。
とき開口129下方の部分を流体流れに対して封止する
ピストンリング用の円周溝131が設けてある。
導管に流体流れを制御するオリフイス板(図示してない
)を設けても良い。
)を設けても良い。
入口ノズル125の端には、燃料集合体103あるいは
107が制御棒位置に装荷できないようにする区別孔1
33が在る.出口ノズル127は流体を上部内部機構7
7の遮蔽即ちシュラウド135内の格子状の流れ集合器
に向けて流す。
107が制御棒位置に装荷できないようにする区別孔1
33が在る.出口ノズル127は流体を上部内部機構7
7の遮蔽即ちシュラウド135内の格子状の流れ集合器
に向けて流す。
半径方向ブランケット集合体111の主な作用は、燃料
親物質(典型的には減損U−238)を中性子捕獲によ
り核分裂物質(典型的にはPu)に変えることである。
親物質(典型的には減損U−238)を中性子捕獲によ
り核分裂物質(典型的にはPu)に変えることである。
ブランケット集合体111の次の作用は、燃料集合体1
03および107からの中性子を吸収し反射し、ブラン
ケット外側の構造を遮蔽することである。
03および107からの中性子を吸収し反射し、ブラン
ケット外側の構造を遮蔽することである。
半径方向ブランケット集合体111は又エネルギーの発
生もする。
生もする。
半径方向ブランケット109の動作上の特徴は、ゾーン
105近傍の位置から周縁位置へのプランケット集合体
111の移動設備である。
105近傍の位置から周縁位置へのプランケット集合体
111の移動設備である。
半径方向ブランケット109の内側の列の新しい燃料親
物質集合体は核分裂物質が無いため殆んどエネルギーを
発生しない。
物質集合体は核分裂物質が無いため殆んどエネルギーを
発生しない。
核分裂物質の増加に従い発生するエネルギーは増大する
。
。
ブランケット集合体111をブランケット109の外側
の列に移動すれば、被覆が設計値を越える過剰な高温に
なるのを防ぐことができる。
の列に移動すれば、被覆が設計値を越える過剰な高温に
なるのを防ぐことができる。
半径方向ブランケット集合体111を移動するとブラン
ケット109に発生するエネルギーを均一化して半径方
向の温度勾配を小さくする。
ケット109に発生するエネルギーを均一化して半径方
向の温度勾配を小さくする。
典型的にはブランケット集合体111の移動は燃料交換
の際に毎年行なわれる。
の際に毎年行なわれる。
制御棒集合体117および119、ブランケット集合体
111ならびに半径方向遮蔽集合体115は、上述の如
く、炉心拘束負荷パッド136,138,140および
入口ノズル143,145,147を有する導管121
と同じ外形の導管137,139,141を持っている
。
111ならびに半径方向遮蔽集合体115は、上述の如
く、炉心拘束負荷パッド136,138,140および
入口ノズル143,145,147を有する導管121
と同じ外形の導管137,139,141を持っている
。
炉心93はブランケット109に近接した監視標本14
9とバレル118に近接した別の標本151を備えてい
る。
9とバレル118に近接した別の標本151を備えてい
る。
監視標本151は流れ案内153および155に囲まれ
ている。
ている。
又、バレル118に近接し流れ案内157に囲まれた燃
料移送および貯蔵容量157も設けてある。
料移送および貯蔵容量157も設けてある。
上部内部構造77は、柱75に溶接された板165,1
67,169,171を含むサンドイツチ板構造161
および163および支持柱75を含む溶接体により支持
されている。
67,169,171を含むサンドイツチ板構造161
および163および支持柱75を含む溶接体により支持
されている。
炉心出口流れを出口プレナム29の上部に案内する出口
モジュール173は、サンドイツチ板161および16
3の短かい管175内に収容されている。
モジュール173は、サンドイツチ板161および16
3の短かい管175内に収容されている。
制御棒シュラウド管177は出口モジュール173の夫
々の煙突142内に中心合わせされ、その上端で中間回
転プラグ53から吊下されたンユラウド管延長部179
と適合している。
々の煙突142内に中心合わせされ、その上端で中間回
転プラグ53から吊下されたンユラウド管延長部179
と適合している。
制御棒シュラウド管177はその下端で制御棒集合体導
管137内に挿入されている。
管137内に挿入されている。
上部内部構造全体は、詳細には示してない持上げ封止装
置183を介して回転プラグ53から支持されている。
置183を介して回転プラグ53から支持されている。
この構造は炉心バレル上部構造の溝に係合するキーによ
り下端に設置されている。
り下端に設置されている。
熱的邪魔板185がシュラウド135の格子状流れ集合
器の下方に設けてある,上部内部構造77は燃料棒一制
御棒集合体117および119ならびにそれらの駆動装
置81および83間での整列を維持している。
器の下方に設けてある,上部内部構造77は燃料棒一制
御棒集合体117および119ならびにそれらの駆動装
置81および83間での整列を維持している。
上部内部構造は又炉心冷却材を集めシュラウド管を通過
させる,冷却材流れを制御棒駆動線179に平行に整流
することにより、横方向流れにより誘導される駆動線の
振動が防止される。
させる,冷却材流れを制御棒駆動線179に平行に整流
することにより、横方向流れにより誘導される駆動線の
振動が防止される。
整流された冷却材は又出口プレナム29内での混合を促
進し、出口プレナム構造および出口ノズル31に及ぼす
熱遷移の影響を減少させる。
進し、出口プレナム構造および出口ノズル31に及ぼす
熱遷移の影響を減少させる。
上部内部構造77は次の作用をする。
即ち、(1)炉心ハイドロリンクホールドダウン方式が
悪作用をする場合に炉心93に補助機械的ホールドダウ
ンを与える。
悪作用をする場合に炉心93に補助機械的ホールドダウ
ンを与える。
(2)炉心計装の定置、保護、案内および支持をする。
(3)定常状態および地震条件下で制御棒システムの整
列を確実にし、制御棒駆動線179を流れによる振動か
ら保護する。
列を確実にし、制御棒駆動線179を流れによる振動か
ら保護する。
(4)スクラム中に流れの層形成を最少限とするように
圧力容器出口プレナム29内の流れを制御する。
圧力容器出口プレナム29内の流れを制御する。
下部内部構造95(第4図乃至第19図)は、圧力容器
21に一体に溶接された倒立円錐台形の支持板191(
第4図)を含んでいる。
21に一体に溶接された倒立円錐台形の支持板191(
第4図)を含んでいる。
炉心バレル118はこの支持板の水平板193の周縁に
溶接されている。
溶接されている。
水平板193全体に亘って各々頂部および底部に肩部を
有する複数の開口195が形成されている。
有する複数の開口195が形成されている。
開口195は側路開口197を有している。
水平板193も又全体に側路溝198(第1図)を有し
ている。
ている。
支持板193の周縁囲りには、バレル118を支持板に
結合する溶接199に接続された半径方向剪断ウエブ2
01が在る。
結合する溶接199に接続された半径方向剪断ウエブ2
01が在る。
ライナー203(第5図、第7図、第8図)が各開口1
95内に滑動的に取付けられている。
95内に滑動的に取付けられている。
ライナー203の底から入口プレナム25内に流れ分配
および閉塞防止円板205が吊下されている。
および閉塞防止円板205が吊下されている。
ライナー203は、ライナー203にねじ込まれ溶接さ
れ、対応する開口195附近の凹部に沿って板193と
係合するカラー207により板193の頂部から吊され
ている。
れ、対応する開口195附近の凹部に沿って板193と
係合するカラー207により板193の頂部から吊され
ている。
ライナー203は、開口195囲りで板193の底に係
合する肩部300を持ち、ピン209により円周方向に
定置されている。
合する肩部300を持ち、ピン209により円周方向に
定置されている。
ボス211がライナー203の底部から上方に延びてい
る。
る。
ボス211内にはドエルピン215により整列柱213
が保持されている。
が保持されている。
この整列柱213はライナー203に挿入されるモジュ
ールに依って変えても良く、モジュールの整列作用に加
えて各ライナーが正しいモジュールを受入れるようにで
きる。
ールに依って変えても良く、モジュールの整列作用に加
えて各ライナーが正しいモジュールを受入れるようにで
きる。
ライナーは板193の下方に溝付開口217を有し、入
口プレナム25から冷却材を圧力下で送入できるように
してある。
口プレナム25から冷却材を圧力下で送入できるように
してある。
ライナーは又、開口195の一側の側路孔197と同延
の孔219を持ち、側路流体を圧力容器21の低圧周縁
部に供給するようにしてある。
の孔219を持ち、側路流体を圧力容器21の低圧周縁
部に供給するようにしてある。
モジュラーユニット221(第9図および第10図)あ
るいは223(第11図および第12図)は各ライナー
203内に取外し可能に取付けてある。
るいは223(第11図および第12図)は各ライナー
203内に取外し可能に取付けてある。
板193の任意の位置でライナー203内に取付けられ
たモジュラーユニット221あるいは223はその目的
に依るものである。
たモジュラーユニット221あるいは223はその目的
に依るものである。
ユニット221は高速の流体冷却流れを必要とする制御
棒集合体117あるいは119の燃料集合体103ある
いは107を受入れ、ユニット223はブランケット集
合体111あるいは着脱式遮蔽集合体115を受入れる
。
棒集合体117あるいは119の燃料集合体103ある
いは107を受入れ、ユニット223はブランケット集
合体111あるいは着脱式遮蔽集合体115を受入れる
。
モジュラーユニット221(第9図、第10A図、第1
0B図および第10C図)は部分的に中空の六角ヘッド
225およびヘッド225の肩部から延びる中空円筒桿
227を有する長い部材である。
0B図および第10C図)は部分的に中空の六角ヘッド
225およびヘッド225の肩部から延びる中空円筒桿
227を有する長い部材である。
桿227は底部でテーパーしており、ライナー203の
整列ピン213を受け入れる穴230を有している。
整列ピン213を受け入れる穴230を有している。
ヘッド225の頂部229には複数の開口が形成され、
この中に様々な型の受容器231および233が置かれ
て固定されている。
この中に様々な型の受容器231および233が置かれ
て固定されている。
各受容器231あるいは233は中空円筒形で、その内
部寸法は燃料棒集合体103あるいは107の導管12
1の入口ノズル125(第3A図)、あるいは制御棒集
合体117あるいは119の導管あるいは燃料親物質集
合体139の導管あるいは着脱式遮蔽集合体141の導
管を受入れるようにしてある。
部寸法は燃料棒集合体103あるいは107の導管12
1の入口ノズル125(第3A図)、あるいは制御棒集
合体117あるいは119の導管あるいは燃料親物質集
合体139の導管あるいは着脱式遮蔽集合体141の導
管を受入れるようにしてある。
燃料集合体導管121は受容器231に挿入された状態
で破線で糸してある。
で破線で糸してある。
受容器233は、各受容器が受入れる異なる集合体を区
別するように受容器内にピン236により固定される数
種類の区別部品を表わすブロック235を含む点で受容
器231と異なる。
別するように受容器内にピン236により固定される数
種類の区別部品を表わすブロック235を含む点で受容
器231と異なる。
各受容器231あるいは233は、受容器に挿入された
集合体の導管の溝129と整列した溝237を持ってい
る6受容器231に関して示す如く、集合体は溝237
の上下にピストンリング239および261あるいは他
の封止装置を持っている。
集合体の導管の溝129と整列した溝237を持ってい
る6受容器231に関して示す如く、集合体は溝237
の上下にピストンリング239および261あるいは他
の封止装置を持っている。
このピストンリング239および261は、溝237に
入る圧力流体がピストンリング239上方あるいはピス
トンリング261下方の低圧部に実質的に侵入するのを
防ぐ。
入る圧力流体がピストンリング239上方あるいはピス
トンリング261下方の低圧部に実質的に侵入するのを
防ぐ。
封止装置であるピストンリング239および261の代
りに、導管121あるいは123の入口ノズルを受容器
231の整合部に密接させることもでき、受容器の低圧
部に侵入する流体はいずれにしても排出される。
りに、導管121あるいは123の入口ノズルを受容器
231の整合部に密接させることもでき、受容器の低圧
部に侵入する流体はいずれにしても排出される。
集合体103,107,117あるいは119はいずれ
も比重が冷却材よりも大きい。
も比重が冷却材よりも大きい。
集合体上下の圧力が平衡しているため、集合体は受容器
231あるいは233に自重により留まる。
231あるいは233に自重により留まる。
各受容器231あるいは233は下端でテーパーして中
空スタツド251となっており、スタッド251がスパ
イダー255の腕253に係合して固定されている。
空スタツド251となっており、スタッド251がスパ
イダー255の腕253に係合して固定されている。
スパイダー255はピン257によりヘッド255の壁
259に固着されている。
259に固着されている。
周縁シール261が各スタツドと腕253の壁との間に
設けられ冷却材の漏洩を防止しており、冷却材はスタツ
ド251と腕253との間の結合部を通してスタツド2
51回りでは加圧されている。
設けられ冷却材の漏洩を防止しており、冷却材はスタツ
ド251と腕253との間の結合部を通してスタツド2
51回りでは加圧されている。
ボス263がスパイダー255の腕253の下面から延
びている。
びている。
冷却材用の整流流れ分配板265がボス263に係合し
そこに環267により固着されている。
そこに環267により固着されている。
この分配板265は冷却材を分配し、受容器231ある
いは233内への固体異物の侵入を防ぐ。
いは233内への固体異物の侵入を防ぐ。
スパイダ−255の各腕253には空洞271が設けて
ある。
ある。
各スタツド251の穴273は対応する受容器231あ
るいは233の内部と連通し、かつ空洞271と連通し
ており、封止装置261からの漏れが対応する空洞27
1内に流れるようにしてある。
るいは233の内部と連通し、かつ空洞271と連通し
ており、封止装置261からの漏れが対応する空洞27
1内に流れるようにしてある。
空洞271はキャップ274によりシールされている。
各モジュラーユニットの空洞271は側路流れ排出管2
75に連通し、この管275はスパイダ=255からモ
ジュール221の全長に亘って延びモジュールの下端と
ライナー203との間の空間277に開いている。
75に連通し、この管275はスパイダ=255からモ
ジュール221の全長に亘って延びモジュールの下端と
ライナー203との間の空間277に開いている。
管275は又ライナー203の壁の整列開口219およ
びモジュールの桿227の開口218を通して溝198
(第1図)に連通ずる横開口279を持っている。
びモジュールの桿227の開口218を通して溝198
(第1図)に連通ずる横開口279を持っている。
溝198は冷却材を圧力容器21の低圧部に移送する。
モジュール221の桿227は、ライナー203(第1
0B図および第10C図)の開口211と整列した中実
端285上の開口283を有している。
0B図および第10C図)の開口211と整列した中実
端285上の開口283を有している。
これらの開口217および283の各側には、封止装置
287および289(典型的にはピストンリングシール
)が設けられている。
287および289(典型的にはピストンリングシール
)が設けられている。
矢印291で示す如く、入口プレナム25内の高圧流体
は、開口217および283を通って桿227内に流れ
、桿227を昇り、整流器265、開口237、導管1
21の開口129を通り、集合体103あるいは107
に沿って流れる。
は、開口217および283を通って桿227内に流れ
、桿227を昇り、整流器265、開口237、導管1
21の開口129を通り、集合体103あるいは107
に沿って流れる。
流体は出口プレナム29に低圧で放出される。
シール289はモジュラーユニット221下方の流体流
れを抑制し、圧力が平衡するようにする。
れを抑制し、圧力が平衡するようにする。
ユニット221は流体よりも比重が大きく、重力により
ライナー203内に確実に保持される。
ライナー203内に確実に保持される。
シール287も又このシール上方のライナー203およ
びモジュール221間の環状部内の流体流れを抑制する
。
びモジュール221間の環状部内の流体流れを抑制する
。
シール289からの漏れは空間271を通り排出管21
5に流れ、開口279,281,219から出て圧力容
器の低圧部に流れる(破線の矢印293で示す)。
5に流れ、開口279,281,219から出て圧力容
器の低圧部に流れる(破線の矢印293で示す)。
シール261からの漏れは空洞271を通り排出管27
5に流れる(鎖線の矢印295で示す)。
5に流れる(鎖線の矢印295で示す)。
モジュール223(第11図および第12図)は燃料親
物質集合体111および遮蔽集合体115を受入れる作
用をする。
物質集合体111および遮蔽集合体115を受入れる作
用をする。
これらの集合体の或るものは燃料集合体103あるいは
制御棒集合体107よりも冷却が少なくて良い。
制御棒集合体107よりも冷却が少なくて良い。
冷却材流れを減少するために、これらのモジュール22
3は桿305の底部および受容器307内にオリフイス
板のスタック301および303を備えている。
3は桿305の底部および受容器307内にオリフイス
板のスタック301および303を備えている。
これらのスタックは流体流れを妨害し、流体に相当の圧
力降下を生じさせる。
力降下を生じさせる。
流体は開口309に入り、矢印311および313で示
す如く2つの流路即ち受容器への直接流路311および
側路流路313を辿る。
す如く2つの流路即ち受容器への直接流路311および
側路流路313を辿る。
流路311の流体はオリフイス板303を通り直接流路
を流れて燃料親物質集合体117および遮蔽集合体11
9に流れる。
を流れて燃料親物質集合体117および遮蔽集合体11
9に流れる。
流路313の流体はオリフイス板301を通り排出管3
15を流れて開口319から出る。
15を流れて開口319から出る。
オリフイス板303を通る流体はオリフイス板303か
ら、垂直な穴(図示してない)を内部に有する殼314
および306間を上昇する。
ら、垂直な穴(図示してない)を内部に有する殼314
および306間を上昇する。
これらの穴を通過する流体は2つの流路308および3
10を辿る。
10を辿る。
流路308内の流体は受容器307内に挿入された導管
に入り、流路310内の流体は桿312を降下して排出
管315に入る。
に入り、流路310内の流体は桿312を降下して排出
管315に入る。
モジュール223は他の点についてはスパイ5ダー32
3および整流器325を持つモジュール221と同様で
ある。
3および整流器325を持つモジュール221と同様で
ある。
モジュール221と同様である。
モジュール223内の異なる集合体には異なる冷却材流
れが必要である。
れが必要である。
これらの要求はオリフイス板301および303の数を
変えることあるいはオリフイス板301あるいは303
の一方あるいは他方の組を完全に除去してしまうことに
より満足させられる。
変えることあるいはオリフイス板301あるいは303
の一方あるいは他方の組を完全に除去してしまうことに
より満足させられる。
第1A図および第1B図は本発明の原子炉の断面図、第
2図は第1図の原子炉の平面図、第3図は第1図の原子
炉の炉心構成要素を示す横断面図、第3A図は燃料集合
体を示す図、第4図は第1図ノ原子炉の入口モジュラー
ユニット用支持装置を示す断面図、第5図は第4図の支
持装置にライナ一が挿入された状態を示す断面図、第6
図はライナーに入口モジュラーユニットが挿入された状
態を示す第4図および第5図と同様の断面図、第7図は
入口モジュラーユニットが挿入されたライナーの断面図
、第8図は第7図の線■一■に沿った断面図、第9図は
或る型式の入口モジュラーユニットの頂部の平面図、第
10A図、第10B図、第10C図は第7図の詳細を示
す断面図、第11図は別の型式の入口モジュラーユニッ
トの頂部の平面図、第12図は第11図の線■−■に沿
った断面図、第13図、第14図、第15図、第16図
、第17図および第18図はそれぞれ第10図の線X■
−XI、X■−X■、xv−xv、X■−X■、X■−
X■およびX■一X■に沿った断面図、第19図はモジ
ュラーユニットの底部の平面図である。 21・・・・・・圧力容器、121・・・・・・集合体
、191・・・・・・支持構造、203・・・・・・ラ
イナー、221・・・・・モジュラーユニット、225
・・・・・・受容器、285・・・・・・端部、309
・・・・・・側開口。
2図は第1図の原子炉の平面図、第3図は第1図の原子
炉の炉心構成要素を示す横断面図、第3A図は燃料集合
体を示す図、第4図は第1図ノ原子炉の入口モジュラー
ユニット用支持装置を示す断面図、第5図は第4図の支
持装置にライナ一が挿入された状態を示す断面図、第6
図はライナーに入口モジュラーユニットが挿入された状
態を示す第4図および第5図と同様の断面図、第7図は
入口モジュラーユニットが挿入されたライナーの断面図
、第8図は第7図の線■一■に沿った断面図、第9図は
或る型式の入口モジュラーユニットの頂部の平面図、第
10A図、第10B図、第10C図は第7図の詳細を示
す断面図、第11図は別の型式の入口モジュラーユニッ
トの頂部の平面図、第12図は第11図の線■−■に沿
った断面図、第13図、第14図、第15図、第16図
、第17図および第18図はそれぞれ第10図の線X■
−XI、X■−X■、xv−xv、X■−X■、X■−
X■およびX■一X■に沿った断面図、第19図はモジ
ュラーユニットの底部の平面図である。 21・・・・・・圧力容器、121・・・・・・集合体
、191・・・・・・支持構造、203・・・・・・ラ
イナー、221・・・・・モジュラーユニット、225
・・・・・・受容器、285・・・・・・端部、309
・・・・・・側開口。
Claims (1)
- 1 圧力容器と、上記圧力容器に冷却流体を供給する装
置と、上記圧力容器内に支持構造に支持され、核分裂に
よりエネルギーを発生する複数の燃料集合体を有する炉
心とを備えた原子炉に於で、上記支持構造に取外し可能
に複数のモジュラーユニットが取付けられ、各上記モジ
ュラーユニットは上記燃料集合体の幾つかを受け入れる
受容器を有し、上記燃料集合体はそれらの対応する受容
器から取外され得、各上記モジュラーユニットは上記支
持構造と係合するライナー内に延びる端部を有し、上記
ライナーは上記モジュラーユニットを通して上記燃料集
合体に冷却材を入れる側開口を有し、上記ライナーの上
記モジュラーユニットより下の内部は上記圧力容器の低
圧部と連通ずるように配置されて上記冷却材が上記原子
炉を通って循環するとき上記モジュラーユニットを上記
ライナー内に液圧により保持することを特徴とする原子
炉。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US50314874A | 1974-09-04 | 1974-09-04 | |
US503148 | 2000-02-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5153192A JPS5153192A (ja) | 1976-05-11 |
JPS584799B2 true JPS584799B2 (ja) | 1983-01-27 |
Family
ID=24000913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50106078A Expired JPS584799B2 (ja) | 1974-09-04 | 1975-09-03 | 原子炉 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS584799B2 (ja) |
DE (1) | DE2538483C2 (ja) |
FR (1) | FR2284169A1 (ja) |
GB (1) | GB1505575A (ja) |
SU (1) | SU667168A3 (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3736226A (en) * | 1970-11-06 | 1973-05-29 | Atomic Power Dev Ass Inc | Hold-down arrangement for nuclear reactor fuel subassemblies |
-
1975
- 1975-08-29 DE DE2538483A patent/DE2538483C2/de not_active Expired
- 1975-09-03 GB GB36205/75A patent/GB1505575A/en not_active Expired
- 1975-09-03 FR FR7527001A patent/FR2284169A1/fr active Granted
- 1975-09-03 JP JP50106078A patent/JPS584799B2/ja not_active Expired
- 1975-09-04 SU SU752170260A patent/SU667168A3/ru active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1505575A (en) | 1978-03-30 |
DE2538483C2 (de) | 1987-02-12 |
JPS5153192A (ja) | 1976-05-11 |
FR2284169A1 (fr) | 1976-04-02 |
FR2284169B1 (ja) | 1981-09-18 |
DE2538483A1 (de) | 1976-03-18 |
SU667168A3 (ru) | 1979-06-05 |
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