JPS60114789A - 沸騰水形原子炉 - Google Patents
沸騰水形原子炉Info
- Publication number
- JPS60114789A JPS60114789A JP58222087A JP22208783A JPS60114789A JP S60114789 A JPS60114789 A JP S60114789A JP 58222087 A JP58222087 A JP 58222087A JP 22208783 A JP22208783 A JP 22208783A JP S60114789 A JPS60114789 A JP S60114789A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shroud
- pressure vessel
- reactor
- core
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明Ｆｉ、原子炉、特に沸Ａ＋１水形原子炉の改良に
関する。
関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
従来の沸騰水形原子炉を第１図の砧、略図を参照して説
明する。同図に示すように給水ポンプ（図示せず）によ
り原子炉圧力容器１内に流入された給水を炉心２で加熱
して蒸気となし、この蒸気は気水分離器３．蒸気乾燥器
４を経てタービン（図示せず）へ供給して仕事をした後
、復水となり再び給水ポンプにより原子炉圧力容器１内
に流入される。また、原子炉圧力容器１の炉心部には冷
却材ポンプとしてジェットポンプ５がｃｕｅ 置されて
おり、原子炉圧力容器１内の冷却水の抛ｊ星を行なって
いる。なお６は再循環ポンプである。また、第２図は冷
却材ポンプとして第１図のジェットポンプ５の代りに内
筒冷却材ポンプ７を−また、再循環ポンプ６の代りにモ
ータ８を用いる以外は同一イｉｔ成であるので同一箇所
には同一符号を附してその詳細な説明は省略するものと
する。
明する。同図に示すように給水ポンプ（図示せず）によ
り原子炉圧力容器１内に流入された給水を炉心２で加熱
して蒸気となし、この蒸気は気水分離器３．蒸気乾燥器
４を経てタービン（図示せず）へ供給して仕事をした後
、復水となり再び給水ポンプにより原子炉圧力容器１内
に流入される。また、原子炉圧力容器１の炉心部には冷
却材ポンプとしてジェットポンプ５がｃｕｅ 置されて
おり、原子炉圧力容器１内の冷却水の抛ｊ星を行なって
いる。なお６は再循環ポンプである。また、第２図は冷
却材ポンプとして第１図のジェットポンプ５の代りに内
筒冷却材ポンプ７を−また、再循環ポンプ６の代りにモ
ータ８を用いる以外は同一イｉｔ成であるので同一箇所
には同一符号を附してその詳細な説明は省略するものと
する。
ところで、第３図は、第１図の炉心部の横断面図を示す
もので、同図に示すように、原子炉圧力容器１内に配置
６′される炉心２は４体の燃料集合体９と１体の制御棒
１０とがセットとなり、このセットが多数束まって炉心
２を構成している。そして、この炉心２を囲むように通
常断面円形のシュラウド１１が配置されている。このシ
ュラウド１１は、炉心内を上昇する冷却材の流ルと、シ
ュラウド１１と圧力容器１との間に配設されたジェット
ポンプ等の冷却材ポンプ■２内を下降する冷却材の流れ
とを隔離する機能と圧力容器１に対する熱しゃへいおよ
び放射線しゃへい機能とを有している。
もので、同図に示すように、原子炉圧力容器１内に配置
６′される炉心２は４体の燃料集合体９と１体の制御棒
１０とがセットとなり、このセットが多数束まって炉心
２を構成している。そして、この炉心２を囲むように通
常断面円形のシュラウド１１が配置されている。このシ
ュラウド１１は、炉心内を上昇する冷却材の流ルと、シ
ュラウド１１と圧力容器１との間に配設されたジェット
ポンプ等の冷却材ポンプ■２内を下降する冷却材の流れ
とを隔離する機能と圧力容器１に対する熱しゃへいおよ
び放射線しゃへい機能とを有している。
ところか、シュラウド１１は上述したように断面円形で
あるので、斜脚て示す隙間都１３が形成さオ］１、その
分圧力容器１は大形となるという不具付があった。
あるので、斜脚て示す隙間都１３が形成さオ］１、その
分圧力容器１は大形となるという不具付があった。
一方、圧力容器は通邦厚さｌＱｃ＋＋＋程贋の烏級鉄材
が使用されており、かつ圧力容器自体が上述したように
大形となると、その製造加工は必然的に難しくなり、高
価になるという不具合があった。
が使用されており、かつ圧力容器自体が上述したように
大形となると、その製造加工は必然的に難しくなり、高
価になるという不具合があった。
［発明の目的コ
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、原子炉圧力容器目体を小形としてコストダウンを計
ったθト騰水形原子炉を提供するにある。
は、原子炉圧力容器目体を小形としてコストダウンを計
ったθト騰水形原子炉を提供するにある。
「発明の概要」
本発明は、上記目的を達成するために、原子炉圧力容器
内に炉心を内蔵した沸騰水形原子炉において、前記圧力
容器内に配設されるシュラウドの形状を前記炉心の外周
境界に沿った形状とはソ同−形状となし、前記シュラウ
ドと前記圧力容器との間に複数の冷却材ポンプを配置１
２′するとともにその一部の冷却材ポンプを−ＩＪ記シ
ュラウド外周面の２面と対峙するように配置し、また、
他の冷却材ポンプを前記シュラウド外周面の１曲と対峙
するように配置し、さらに前記シュラウドがジルコニウ
ム合金又はジルコニウム合金で被覆したマグネシウム合
金で構成されるものである。そして、シュラウドと圧力
容器内面との間に厚さ１．５譚〜２．０個の不銹鋼製の
放射線しゃへい板を設置している０次に、本発明による
沸騰水形原子炉が小形となる理由について、後述する本
発明の一実施例である第４図を参照して説明する。
内に炉心を内蔵した沸騰水形原子炉において、前記圧力
容器内に配設されるシュラウドの形状を前記炉心の外周
境界に沿った形状とはソ同−形状となし、前記シュラウ
ドと前記圧力容器との間に複数の冷却材ポンプを配置１
２′するとともにその一部の冷却材ポンプを−ＩＪ記シ
ュラウド外周面の２面と対峙するように配置し、また、
他の冷却材ポンプを前記シュラウド外周面の１曲と対峙
するように配置し、さらに前記シュラウドがジルコニウ
ム合金又はジルコニウム合金で被覆したマグネシウム合
金で構成されるものである。そして、シュラウドと圧力
容器内面との間に厚さ１．５譚〜２．０個の不銹鋼製の
放射線しゃへい板を設置している０次に、本発明による
沸騰水形原子炉が小形となる理由について、後述する本
発明の一実施例である第４図を参照して説明する。
今、圧力容器１４の内側半径なＲ９冷却材ポンプ１５の
直径なｄ、燃料集合体１７の一辺の長さを１とすると、
Ｒは下記（１）式で表わされる。
直径なｄ、燃料集合体１７の一辺の長さを１とすると、
Ｒは下記（１）式で表わされる。
Ｒ＝（Ｑ点からｂ点までの長さ） ＋ ｄ −−−−−
−−−−（１）ここで、０点は炉中心、ｂ点はシュラウ
ド外周の最長辺の中央点である。第４図では炉中心の０
点からｂ点まで燃Ｈ集合体は７層であるから、上記（１
）式は下記（２）式で表わされる。
−−−−（１）ここで、０点は炉中心、ｂ点はシュラウ
ド外周の最長辺の中央点である。第４図では炉中心の０
点からｂ点まで燃Ｈ集合体は７層であるから、上記（１
）式は下記（２）式で表わされる。
Ｒｚ ７．ｔ ＋ ｄ −−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−（２）一方ｓ ９’
Ｅ来では冷却制ポンプはＢ８Ｊ４図のシュラウド外周の
最長辺の端であるａ点の外側に設置されているので、従
来の圧力容器の内側半径をＲ′とするとＲ′は下記（８
）式で表わされる。
−−−−−−−−−−−−−−−−（２）一方ｓ ９’
Ｅ来では冷却制ポンプはＢ８Ｊ４図のシュラウド外周の
最長辺の端であるａ点の外側に設置されているので、従
来の圧力容器の内側半径をＲ′とするとＲ′は下記（８
）式で表わされる。
Ｒ’ ｘ Ｊ（７Ｊ）２＋ （３−Ｌ）” ’ ＋ ｄ
−−−−−−−−−−−−−−（８１沸ｒ１＊水形原
子炉の圧力容器は通常１１８１５ ｃ−であるから、上
記（２）式と（８）式よりその差Ｒ’−Ｒをめると、本
発明の圧力容器の内側半径は約ＩＯσ小さくすることが
できるので、原子炉も小形とすることが可能となる。
−−−−−−−−−−−−−−（８１沸ｒ１＊水形原
子炉の圧力容器は通常１１８１５ ｃ−であるから、上
記（２）式と（８）式よりその差Ｒ’−Ｒをめると、本
発明の圧力容器の内側半径は約ＩＯσ小さくすることが
できるので、原子炉も小形とすることが可能となる。
［発明の実施例］
本発明の一実施例を図面な浴照して説明する。
第４図は本発明の一実施例の横断面図であり、同図に示
すように原子炉圧力容器１４内に配湯される炉心１７は
、４体の燃料集合体■８と１体の側倒１俸■９とがセッ
トとなり、このセットが多鮪集まって炉心１７を構成し
ている。この炉心１７を囲むようにシュラウド１６が配
設されているが、とのシュラウド１６の形状は炉心１７
の最外周燃料束合体によって形成される境界に沿った形
状となっている。冷却材ポンプ１５ａ、 １５ｂをシュ
ラウド１ｂと圧力容器１４との間に第４図のように配置
する。すなわち％ １部の冷却材ポンプ１５ａをシュラ
ウド１６の外周面の２面と対峙するように配置し、他の
冷却材ポンプ１５ｂをシュラウド１６の外周面の１而と
対峙するように配置する。また、シュラウド１６にはジ
ルコニウム合金又はジルコニウム台金で被覆したマグネ
シウム合金を用いる。
すように原子炉圧力容器１４内に配湯される炉心１７は
、４体の燃料集合体■８と１体の側倒１俸■９とがセッ
トとなり、このセットが多鮪集まって炉心１７を構成し
ている。この炉心１７を囲むようにシュラウド１６が配
設されているが、とのシュラウド１６の形状は炉心１７
の最外周燃料束合体によって形成される境界に沿った形
状となっている。冷却材ポンプ１５ａ、 １５ｂをシュ
ラウド１ｂと圧力容器１４との間に第４図のように配置
する。すなわち％ １部の冷却材ポンプ１５ａをシュラ
ウド１６の外周面の２面と対峙するように配置し、他の
冷却材ポンプ１５ｂをシュラウド１６の外周面の１而と
対峙するように配置する。また、シュラウド１６にはジ
ルコニウム合金又はジルコニウム台金で被覆したマグネ
シウム合金を用いる。
本実施しＩ］は上記のように冷却材ポンプを設置したの
で、圧力容器の内径を小さくすることができる。また、
このような構成にすると、シュラウドと炉心境界とが従
来より近接することとなり、炉心からもれ出る中１１．
子とシュラウド物質とが反応する割合が高くなる。しか
して、従来使用されていた小銃鋼ではもれ出た中性子を
吸収してしまうという性質を有しているが、本実施例の
ジルコニウム合金又はジルコニウムで被覆したマグネシ
ウム合金は中１１−１・子を吸収する割合が約り。と非
常に弱いので、炉心からもれ出た中性子はシュラウドを
負；１１−４ Ｌ、てシュラウドと圧力容器との間にあ
る水と衝突して−ＲＩＳは再び炉心に戻ることになる。
で、圧力容器の内径を小さくすることができる。また、
このような構成にすると、シュラウドと炉心境界とが従
来より近接することとなり、炉心からもれ出る中１１．
子とシュラウド物質とが反応する割合が高くなる。しか
して、従来使用されていた小銃鋼ではもれ出た中性子を
吸収してしまうという性質を有しているが、本実施例の
ジルコニウム合金又はジルコニウムで被覆したマグネシ
ウム合金は中１１−１・子を吸収する割合が約り。と非
常に弱いので、炉心からもれ出た中性子はシュラウドを
負；１１−４ Ｌ、てシュラウドと圧力容器との間にあ
る水と衝突して−ＲＩＳは再び炉心に戻ることになる。
したがって、不銹鋼の場合に比べて中性子のもれる割合
が減るので、炉心の大きさを減らすことができる。これ
を反射的節約と呼び“δ″で表わすと、δは下記（４）
で表わすことができる。
が減るので、炉心の大きさを減らすことができる。これ
を反射的節約と呼び“δ″で表わすと、δは下記（４）
で表わすことができる。
δ−’ ｊａｎ−１（”’ ｔａｎｈ （ｔ ４ ）３
Ｉ３ｍｌ）ｒに ここで、Ｄは炉心の拡散係数、Ｄｒは水の拡散係数、善
は水の厚さすなわち圧力容器とシュラウドとの巾、Ｂｍ
は炉心の材料バックリング、には拡散距離の逆数である
。
Ｉ３ｍｌ）ｒに ここで、Ｄは炉心の拡散係数、Ｄｒは水の拡散係数、善
は水の厚さすなわち圧力容器とシュラウドとの巾、Ｂｍ
は炉心の材料バックリング、には拡散距離の逆数である
。
沸騰水形原子炉の場合δは数個であり、炉心半径を減少
させることになり、このことは圧力容器の小形化につな
がるものである。
させることになり、このことは圧力容器の小形化につな
がるものである。
なお、マグネシウムは、ジルコニウムよりもさらに中性
子を吸収する性質が弱く約すでかつジルコニウムより女
いが、高温の水に弱いのでジルコニウム付会で被覆する
必要がるる。
子を吸収する性質が弱く約すでかつジルコニウムより女
いが、高温の水に弱いのでジルコニウム付会で被覆する
必要がるる。
集５図は本発明の他の実施例の横断ｍ１図であり、同図
に示すようにシュラウドＩ６と圧力容器１４内血との間
に厚さが１．５．〜２．Ｏｍの不銹鋼製の放射約しゃへ
い板２０を圧力容器１４内面から０．５ｔＭ以上離し。
に示すようにシュラウドＩ６と圧力容器１４内血との間
に厚さが１．５．〜２．Ｏｍの不銹鋼製の放射約しゃへ
い板２０を圧力容器１４内面から０．５ｔＭ以上離し。
かつ冷却材ポンプ１５ａ、 １５ｂより外側に設置した
構成が第４図の原子炉の構成と相違するのみでその他の
構成については同一であるので、同一箇所には同一符号
を附してその詳細な説明は省略するものとする。
構成が第４図の原子炉の構成と相違するのみでその他の
構成については同一であるので、同一箇所には同一符号
を附してその詳細な説明は省略するものとする。
本実施例によれば上述したように圧力容器の半径は約用
個小さくすることができるが、これは圧力容器内面がそ
れだけ炉心側に近ずくことを意味する。つまり、圧力容
器と炉心境界との間が４０側から３Ｑｏ＋＋となり、水
の厚さが３０＝＋−になったことになるＯ ところで、炉心からもれ出た中性子は約５傭の水の厚さ
かめれば炉心に戻されるので、水の、＃さ３０創ハ中性
子に対しては充分じゃへいの役割を果す０しかしながら
、炉心からはガンマＭ （ｒ）ももれ出てくるが、この
ガンマ線は中性子よりも透過力が強く約４０鋼の厚さの
水でも透過し圧力容器内面に達する。ところが上述した
ように水の厚さは３０３となっているので、圧力容器内
面には従来よりもより強いガンマ線の照射を受ける。し
かも圧力容器はガンマ線に照射されると発熱し、熱応力
をより強く受け、ひｙ割れする恐れがある。したがって
ガンマ勝を弱める必要が必る〇 一般にγ統の強恣は、ｅ−ｐｘｄで減辰することが知ら
れている。ここでμはｒ線の吸収係数で〔門〕の単位を
もち、ｄは物質の厚さである。しかして、炉心で発生す
るｒ１ハエネルギースベクトルをもち、凡そ次の第１表
に示すようなエネルギースペクトルをもっている。
個小さくすることができるが、これは圧力容器内面がそ
れだけ炉心側に近ずくことを意味する。つまり、圧力容
器と炉心境界との間が４０側から３Ｑｏ＋＋となり、水
の厚さが３０＝＋−になったことになるＯ ところで、炉心からもれ出た中性子は約５傭の水の厚さ
かめれば炉心に戻されるので、水の、＃さ３０創ハ中性
子に対しては充分じゃへいの役割を果す０しかしながら
、炉心からはガンマＭ （ｒ）ももれ出てくるが、この
ガンマ線は中性子よりも透過力が強く約４０鋼の厚さの
水でも透過し圧力容器内面に達する。ところが上述した
ように水の厚さは３０３となっているので、圧力容器内
面には従来よりもより強いガンマ線の照射を受ける。し
かも圧力容器はガンマ線に照射されると発熱し、熱応力
をより強く受け、ひｙ割れする恐れがある。したがって
ガンマ勝を弱める必要が必る〇 一般にγ統の強恣は、ｅ−ｐｘｄで減辰することが知ら
れている。ここでμはｒ線の吸収係数で〔門〕の単位を
もち、ｄは物質の厚さである。しかして、炉心で発生す
るｒ１ハエネルギースベクトルをもち、凡そ次の第１表
に示すようなエネルギースペクトルをもっている。
第１表
この第１表から水の厚さｌＯ備のしゃへい効果と等価な
鉄の厚さをめると約１．５６ｎとなる。したがって、ガ
ンマ線のばらつき等を考慮して犀さ１．５＝ｙ＋〜２．
Ｏａ−の不銹鋼からなる放射約しゃへい板を圧力容器内
面で冷却材ポンプの外側に設置すると有効なことが分る
。
鉄の厚さをめると約１．５６ｎとなる。したがって、ガ
ンマ線のばらつき等を考慮して犀さ１．５＝ｙ＋〜２．
Ｏａ−の不銹鋼からなる放射約しゃへい板を圧力容器内
面で冷却材ポンプの外側に設置すると有効なことが分る
。
「発明の効果」
以上説明したように、本発明によれば圧力容器の内径を
小さくすることができるので、圧力′８器の加工が容易
でかつ材料費も節約できる。また、シュラウドとしてジ
ルコニウム合金又はジルコニウム合金で抜機したマグネ
シウム合金を使用することにより反射体効果な上けて炉
心最外周燃料の出力を効率的に利用することができる。
小さくすることができるので、圧力′８器の加工が容易
でかつ材料費も節約できる。また、シュラウドとしてジ
ルコニウム合金又はジルコニウム合金で抜機したマグネ
シウム合金を使用することにより反射体効果な上けて炉
心最外周燃料の出力を効率的に利用することができる。
さらに。
放射線しゃへい体を圧力容器内側と冷却材ポンプとの間
に配置しているので、特にガンマ線による圧力容器のひ
ソ割れ等の損傷を防止することができる。したがって原
子炉圧力容器を小形としてコストダウンとなる原子炉を
提供することができる。
に配置しているので、特にガンマ線による圧力容器のひ
ソ割れ等の損傷を防止することができる。したがって原
子炉圧力容器を小形としてコストダウンとなる原子炉を
提供することができる。
４、図面（Ｄ ｆ’ｆｌｉ ｊＩ”ｌ Ｋ’ｔｌ 明第
１図および第２図は、いずれも従来の沸騰水形原子炉の
構造の概略図、第３図は従来の沸騰水形原子炉の佃町１
面図、第４図は本発明の一実施例の横断面図、第５図は
本発すＪの他の実施例の横断面図である。
１図および第２図は、いずれも従来の沸騰水形原子炉の
構造の概略図、第３図は従来の沸騰水形原子炉の佃町１
面図、第４図は本発明の一実施例の横断面図、第５図は
本発すＪの他の実施例の横断面図である。
１４・・・圧力容器 １５ａ、１５ｂ・・・冷却材ポン
プ１６・・・シュラウド １７・・・炉心１８・・・燃
料集合体 １９・・・制御棒２０・・・しやへい板
プ１６・・・シュラウド １７・・・炉心１８・・・燃
料集合体 １９・・・制御棒２０・・・しやへい板
Claims (2)
- （１）原子炉圧力容器内に炉心を内蔵した沸騰水形原子
炉において前記圧力容器内に配設されるシュラウドの形
状を前記炉心の外周境界に沿った形状とはｙ同一形状と
なし、前記シュラウドと前記圧力容器との間に＆数の冷
却材ポンプを配置するとともにその一部の冷却材ポンプ
を前記シュラウド外周面の２面と対峙するように配置し
、また、他の冷却材ポンプを前日己シュラウド外周面の
１面と対峙するように配ｆηし、さらに前記シュラウド
がジルコニウム合金又はジルコニウム合金で抜機したマ
グイ・シウム合金で構成されていることを特徴とする沸
騰水形原子炉。 - （２） シュラウドと圧力容器内面との間に厚さが１．
５百〜２．０個の不銹鋼製の放射線しゃへい板を設置し
ている特許請求の範囲第１項記載の沸騰水形原子炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58222087A JPS60114789A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 沸騰水形原子炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58222087A JPS60114789A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 沸騰水形原子炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60114789A true JPS60114789A (ja) | 1985-06-21 |
Family
ID=16776919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58222087A Pending JPS60114789A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 沸騰水形原子炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60114789A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5436945A (en) * | 1993-12-03 | 1995-07-25 | Combustion Engineering, Inc. | Shadow shielding |
-
1983
- 1983-11-28 JP JP58222087A patent/JPS60114789A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5436945A (en) * | 1993-12-03 | 1995-07-25 | Combustion Engineering, Inc. | Shadow shielding |
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