JPS60233591A - 原子炉構造 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉の構造に関する。

従来の加圧水型軽水炉では、原子炉冷却材は。

炉心を通って加熱されながら上昇し、上部炉心板の多数
の穴を通過後、炉心槽、上部支持板及び上ｉ炉心板よシ
画成される出口プレナム内で流れ方向を横方向へ変え、
制御棒案内管及び上部炉心支持柱の間の広いすき間を通
って出口ノズルに向って流れる。

制御棒案内管は、制御棒集合体を鉛直方向に案内すると
共に、原子炉容器の半径方向外方すなわち横方向に向う
冷却材の流れから細い制御要素を保護し、制御要素の長
期にわたる摩耗を防いでいる。

しかるに、制御要素の数が非常に多くなシ。

それらが炉心全体にわたって分布しているような原子炉
では、前述のような炉内上部構造をとると、隣接した制
御棒案内管間のすき間がほとんどなくなシ、出ロノズル
に向う冷却材の流れが妨害されて、十分な冷却材流量が
得られがたい。又、たとえ流量が得られるようにしえて
も流速が必然的に犬きくなシ、該案内管に作用する流体
力が大きくなって２種々の不具合を招来する。

本発明は、前記した事情に鑑みなされたものである。

すなわち１本発明は、鉛直方向に駆動される制御棒集合
体を個別に取シ囲むと共に冷却材炉心出口流のほとんど
を制御棒集合体の長手方向に沿って上方に導く制御棒集
合体案内筒を多数炉心の上方に互いに隣接して配設し、
更にこの案内筒の上方及び下方に管構造体及びカランド
リア構造体をそれぞれ配設し制御棒集合体の駆動軸のみ
を個別に取シ囲む管構造体の保護管のまわシのみに冷却
材主流の出口転向プレナムを形成した原子炉構造を提供
するものである。本発明によれば、細い制御要素のまわ
シでは冷却材はその長手方向に沿って流れ、横向き流を
生じないから、制御要素の流体振動発生が抑制されると
共に、事故に際し管構造体とカランドリア構造体の間に
冷却材循環流路が形成されて原子炉を安全に保持するこ
とができる。

以下本発明を図示の実施例に基づいて説明する。鏑１図
において、蓋１が着脱自在に取着された原子炉容器３の
中に炉心槽５が垂下支持されておシ、これは、容器３の
胴部と協働して環状流路３７１に画成する。炉心槽５の
下方に位置する下部炉心支持板７の上に、多数の燃料集
合体１１よシなる炉心９を支持している。炉心９を形成
する燃料集合体１１は多数あるが１図面の複雑化をさけ
るため２体だけ図示されている。

燃料集合体１１は１通常のもので、平行に配置された多
数の燃料棒と制御要素案内管とが卵枠状の支持グリッド
によ多束状に固定され、更に上下に端板ノズルをもつも
のである。

炉心９の上部には、燃料集合体１１を位置決めする上部
炉心板１３が水平方向に展延し、後述するように炉内上
部構造体１５を形成する。

炉内上部構造体１５の内筒１７は、下端が上部炉心板１
３の外周部に連結し、上端が上部支持板１９に接合して
いる。

上部支持板１９と上部炉心板１３の間には。

中間支持板すなわち中板２１が水平方向に展延して設け
られ、多数の制御棒集合体？３（一部分を図示）ｔ−個
別に取シ囲む複数の案内筒２５が上下に延びて設けられ
ている。制御棒集合体２３の制御要素が炉心９の中−に
下されたときは。

案内筒２５内に制御棒集合体２３の駆動軸２７が位置し
、制御棒集合体２３が引き上げられたとき制御要素が案
内筒２５内に引きこまれる。

制御棒集合体２３の数は、案内筒２５の数と対応してい
る。

制御棒集合体２３は、駆動軸２７の下端に位置するスパ
イダ（図示しない。）に、細棒状の制御要素が多数房状
に垂下したもので、炉心９内では制御要素は、燃料集合
体１１の制御要素案内管の中を動く。蓋１の上に設けら
れた複数の駆動装置２９．３１は１個々に多数の制御棒
集合体２３の−に連結され、原子炉の運転中これらを上
下させ１反応度制御、出力制御を行なう。

中板２１と上部支持板１９に上下端が連結された複数の
保護中空管すなわち中空チューブ３３は、駆動軸２７の
みを個別に取シ囲んでいる。

案内筒２５の下端は、カランドリア構造体６０の上側管
板６１の上面に固定されている。カテンドリア構造体６
０の下側管板６３は、上部炉心板１３の上側に位置し１
両管板６１．６３は。

制御棒集合体２３０制御要素を個別に取シ囲む短い多数
の中空チューブ６５によって連結されている。

第２図は、案内筒２５の平断面を示したもので、はソ矩
形断面の無孔のキャン４１とその軸方向の適所に配置さ
れた案内板４３奢もつ。

制御要素は、案内板４３の小孔４５を通って横方向に支
持され、駆動軸２７は、中心部の大孔４７を通る。多数
の小孔４５を相互に連結するせまい通路は、制御要素を
一体的に連結するスパイダが通る。

冷却材は、キャン４１と案内板４３の間を主として通っ
て上昇し、中空チ二−ブ３３の外側に形成された転向プ
レナム４９に流出する。

前記した構成の実施例において１図示しない一次冷却系
配管から容器３０入口ノズル３５？！−通って流入した
冷却材は、環状流路３７の中を下向きに流れ、下部プレ
ナム３９に至る。

下部プレナム３９内で流れ方向を反転した冷却材は、下
部炉心支持板７００図示ない流れ孔を通って上昇し、炉
心９に入る。　７ 炉心９内において、冷却材は、燃料集合体１１の燃料棒
のまわり’ｒ上昇し、この間に核反応熱を受けて加熱さ
れる。しかる後、上部炉心板１３および下側管板６３０
図示しない孔を通って。

カランドリア構造体６０の中空チューブ６５の内外に流
入する。中空チューブ６５の中では。

制御要素の長手方向に沿い、中空チューブ６５の外では
これに沿い、冷却材は流れ、上側管板６１の孔を通って
、主に案内筒２５の中に流入する。

冷却材のごく少量は、案内筒２５の間のせまい隙間を流
れる。

案内筒２５の中を、制御棒集合体２３の駆動軸２７又は
制御要素の外面に沿って、その軸方向に流れた冷却材の
主流は、中板２１の孔全通って、中板２１と上部支持板
１９の間の転向プレナム４９内に流出する。

転向プレナム４９の中で、横方向に流れの向きを変えた
冷却材は、内筒１７の上部の複数の孔５１を通って内筒
３の外側の出口環状流路６７に流出し、さらに下降して
出口ノズル５３から容器３の外へ流出し、−次冷却系配
管内へ流入する。これらの昇温した冷却材は１通常の一
次冷却系に含まれる蒸気発生器を経て、入口ノズル３５
へ戻る。

カランドリア構造体６０の短い中空チューブ６５の間の
空間は、内筒１７の下方の小孔５５を介して出口環状流
路６７に連通しておシ、冷却材のごく一部は、孔５５．
出ロ環状流路６５を介して出口ノズル５３へ流れ、圧力
損失が比較的小さくなる。又、−次冷却系配管等が破損
した場合には、炉心９がスクラムされ、循環ポンプは停
止する。

炉心９のスクラム後も燃料集合体１１は、崩壊熱を出し
、これによって加熱された冷却材は。

カランドリア構造体６０の両管板６１，６３の間で向き
をかえ、自然循環するので、スクラムされた炉心９を効
率よく冷却し、高い安全性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の実施例を示す断面図、第２図は第１
図の部分断面図である。 １・・・蓋、３・・・容器、９・・・炉心、１５・・・
炉内上部構造体。 稟１図 １８開８ｒｊＧＯ−２３３５９１（４）第２聞

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上方側部に冷却材用入口ノズルと出口ノズルとを具えた
   原子炉容器、該容器の上方開口部に着脱自在に取着され
   た蓋、該容器内に垂下支持され該容器と協働して該冷却
   材の下降環状空間を形成する炉心槽、該炉心槽の底部に
   支持され水平方向に展延した下部炉心支持板、該下部炉
   心支持板の上に鉛直方向を向いて装荷され炉心を構成す
   る複数の燃料集合体、該蓋の上部に材膜された複数の制
   御棒駆動装置、及びそれぞれが１本の駆動軸と複数の制
   御要素とを具え該制御要素が該燃料集合体の案内管に挿
   通されて動かされると共に該駆動軸が各別に該駆動装置
   に連結された複数の制御棒集合体を有する原子炉におい
   て、該制御棒集合体を個別に取シ囲む複数の案内筒、該
   制御棒集合体の駆動軸のみを個別に取り囲み、まわシに
   該冷却材のま出口流用転向プレナムを形成する複数の保
   護中空管、該炉心の直上に位置する炉心板と該案内筒の
   下端との間に位置すると共に該制御要素を個別に取り囲
   む短スリーブを含むカランドリア構造体。 及び該案内筒と該カランドリア構造体とを取り囲み該炉
   心槽と協動して該冷却材の出口環状流路を形成する内筒
   をもつ上部炉内構造物を該炉心の上方に設けてなること
   １ｗ像とする原子炉構造。