JPS6045392B2

JPS6045392B2 - boiling water reactor

Info

Publication number: JPS6045392B2
Application number: JP52127473A
Authority: JP
Inventors: アンテイ・スバント; ラルス・ライネ
Original assignee: ASEA Atom AB
Current assignee: Westinghouse Electric Sweden AB
Priority date: 1976-10-25
Filing date: 1977-10-24
Publication date: 1985-10-09
Also published as: SE7611807L; JPS5354688A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、減速材タンクと、該タンクの上に設けられた
緊急冷却タンクとを包囲する蓋と、該緊急冷却タンク上
に配置された複数の蒸気分離器とを備える原子炉容器を
備え、該原子炉容器が、複７数の燃料組立体と、該組立
体を支持する如く〜配置された入口部とを各々が有する
モジュールから形成された炉心を包囲し、該各モジュー
ルが、制御棒フィンガ用の複数の垂直溝を有し、前記蓋
の上に配置された制御棒押圧装置から突出る制御棒軸と
を備え前記制御棒フィンガに連結されたヨークに取付け
られた制御部材を備え、前記入口部が、前記減速材タン
クに取付けられた孔明きデッキに休止し、該デッキと共
に前記原子炉容器の底部で支持され、前記緊急冷却タン
クが、主として静止する水の他に、前記炉心から前記蒸
気分離器へ発生する水と蒸気の混合物を導く様に配置さ
れた複数の蒸気管を収容する如く構成された沸騰水型原
子炉に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention includes a lid enclosing a moderator tank, an emergency cooling tank disposed above the tank, and a plurality of vapor separators disposed above the emergency cooling tank. a nuclear reactor vessel surrounding a reactor core formed from modules each having a plurality of fuel assemblies and an inlet positioned to support the assemblies; each module having a plurality of vertical grooves for control rod fingers and a control rod shaft projecting from a control rod pusher disposed on the lid and mounted on a yoke coupled to the control rod fingers; a control member, the inlet section resting on a perforated deck attached to the moderator tank, supported together with the deck at the bottom of the reactor vessel, and the emergency cooling tank is configured to operate primarily on stationary water. The present invention also relates to a boiling water nuclear reactor configured to house a plurality of steam pipes arranged to conduct a generated water and steam mixture from the core to the steam separator.

この型式の原子炉は、米国特許第３９７９２５７号によ
つて公知である。This type of nuclear reactor is known from US Pat. No. 3,979,257.

この型式の原子炉では、特に、原子炉容器の底部は、制
御棒の押圧用ブッシュを備えなくてもよいことの利点が
得られる。This type of reactor has the advantage, in particular, that the bottom of the reactor vessel does not have to be provided with bushes for pressing the control rods.

これ等を原子炉容器の．蓋の上に装着することにより、
強度と、製造との観点から著しい利点が得られる。更に
、心の上と、前記蒸気管の間とに比較的大量の静止した
水があり、これは、緊急冷却の観点から有利である。沸
騰水型原子炉が、下部から心内へ挿入される制御棒て一
般に構成される理由の１つは、心の上に例えば、米国特
許第３９７９２５７号に示す態様て配置された制御棒が
、急速に通過する気水混合物のためにキャビテーション
状の応力を容易に受ける・ことてある。These are placed in the reactor vessel. By attaching it to the lid,
Significant advantages are obtained from a strength and manufacturing point of view. Furthermore, there is a relatively large amount of standing water above the core and between the steam pipes, which is advantageous from an emergency cooling point of view. One of the reasons why boiling water reactors are generally constructed with control rods inserted into the core from below is that control rods arranged above the core in the manner shown in, for example, U.S. Pat. No. 3,979,257, It is easily subject to cavitation-like stresses due to rapidly passing air-water mixtures.

これは、本発明による原子炉ては、制御棒フィンガが、
静止する水によつてのみ包囲される如く、蒸気管と制御
棒とを形成、配置することによつて防止される。本発明
の特徴は、本特許請求の範囲によつて明瞭である。This means that in the nuclear reactor according to the present invention, the control rod fingers are
This is prevented by forming and arranging the steam pipes and control rods so that they are surrounded only by stationary water. The features of the invention are clear from the claims.

本発明は、添附図面を参照して下記に説明する。The invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第１、第２、第３図において、１は、蓋２を有し、減速
材タンク３内に収容された炉心３″を備える原子炉容器
を示し、該炉心は、複数の心モジュール４から構成され
ている。1, 2 and 3, 1 designates a reactor vessel having a lid 2 and comprising a reactor core 3'' housed in a moderator tank 3, which core comprises a plurality of core modules 4. It is configured.

各心モジュールは、３帽の８角形燃料組立体５と、該組
立体が休ノ止する入口部６とを有している。総ての心モ
ジユーールは、減速材タンクに取付けられた孔明きデッ
キ６″で支持される。燃料組立体の間には、各々が１つ
の制御棒フィンガ９を包囲することを意図する制御棒案
内管８（第４図には図示せず）をその幾つかが備える垂
直溝７が形成されている。制御棒案内管８は、その下部
で入口部６に取付けられている。１つの同一の心モジュ
ールに属する各制御棒フィンガは、原子炉容器の蓋に装
着された制御棒押圧装置１２から出る制御棒軸１１の下
端に取付けられた８角形ヨーク１０に取付けられている
。Each core module has a three-cap octagonal fuel assembly 5 and an inlet section 6 in which the assembly rests. All core modules are supported by a perforated deck 6'' attached to the moderator tank. Between the fuel assemblies there are control rod guides each intended to enclose one control rod finger 9. A vertical groove 7 is formed, several of which are provided with tubes 8 (not shown in Figure 4).The control rod guide tube 8 is attached to the inlet section 6 at its lower part. Each control rod finger belonging to the core module is attached to an octagonal yoke 10 attached to the lower end of a control rod shaft 11 emerging from a control rod pusher 12 mounted on the lid of the reactor vessel.

制御棒軸の中心線は、矩形入口部６の中心と、ヨーク１
０の中心とに一致する。ヨーク１０は、等しい腕の交差
する形状で８つの制御棒フィンガを支持する中央部を有
している。各心モジュール４は、制御棒フィンガ９用導
入管（図示せず）と、蒸気管１５に各々が連結される２
つの出口スタット１４とを有する出口箱１３をその上部
に備えている。蒸気管１５は、緊急冷却タンク１６で包
囲され、総ての心モジュール４に共通の分配箱１７へ開
口している。蒸気は、分配箱１７から蒸気分離器１８へ
流れ、分離器１８の数は、蒸気管１５の数と同一でもよ
い。これと異なり、蒸気分離器を装着する分配箱の半径
方向外部を利用することにより、より多い数を使用して
もよい。心モジュールに連結される蒸気管１５の水平の
各突起は、４角な入口部６の同一の対角にある２つの象
限の１つへ落ちる。心モジュールのＦ，ｌｌ御棒のヨー
ク１０は、心モジュールに連結された２つの蒸気管１５
との機械的接触と、隣接する心モジュールに属する４つ
の蒸気管１５とにより軸方向に案内される。この機械的
接触は、好ましくは、ヨークに装着された案内ホィール
で行われる。各蒸気管１５は、垂直面にある３つのステ
イ板１９で３つの他の蒸気管１５に機械的に連結され、
連結された蒸気管の各グループは、異なる心モジュール
に属する蒸気管をのみ包含する。各蒸気管１５は、緊急
冷却タンク１６内に位置する部分を有し、該部分の長さ
は、炉心３″の活性部分の軸方向寸法に少くとも等しい
。第２図に示す如く、その適当な制御棒ヨークと制御棒
フィンガとを有する各心モジュールは、燃料再充填の際
に持上げ可能なユニットとして処理可能である。The center line of the control rod axis is between the center of the rectangular inlet section 6 and the yoke 1.
It coincides with the center of 0. The yoke 10 has a central portion that supports eight control rod fingers in a cross-shaped configuration of equal arms. Each core module 4 has an inlet pipe (not shown) for a control rod finger 9 and two pipes each connected to a steam pipe 15.
An outlet box 13 with two outlet studs 14 is provided in its upper part. The steam pipe 15 is surrounded by an emergency cooling tank 16 and opens into a distribution box 17 common to all core modules 4. Steam flows from distribution box 17 to steam separators 18 , the number of separators 18 may be the same as the number of steam pipes 15 . Alternatively, a higher number may be used by utilizing the radial exterior of the distribution box to mount the steam separator. Each horizontal projection of the steam pipe 15 connected to the core module falls into one of the two identical diagonal quadrants of the square inlet section 6. The yoke 10 of the F,ll control rod of the heart module has two steam pipes 15 connected to the heart module.
axially guided by mechanical contact with and four steam pipes 15 belonging to adjacent heart modules. This mechanical contact preferably takes place with a guide wheel mounted on the yoke. Each steam pipe 15 is mechanically connected to three other steam pipes 15 by three stay plates 19 in a vertical plane,
Each group of connected steam tubes includes only steam tubes belonging to different heart modules. Each steam pipe 15 has a section located in the emergency cooling tank 16, the length of which section is at least equal to the axial dimension of the active part of the reactor core 3''. Each core module with a control rod yoke and control rod fingers can be treated as a liftable unit during refueling.

クラブ２２は、持上げ部材２３に取付けられ、各制御棒
案内管ことの多数の把持部材２１を有している。各制御
棒案内管８の上端は、フランジを有し、把持部材２１は
、フランジの下を把握することを意図する。クラブ２２
に取付けられた制御棒案内管は、心モジュールと、ヨー
クと、制御棒フィンガとの全体重量に対する寸法を有し
ている。第５、第６、第７図に示す実施例では、各心モ
ジュール３０は、該モジュールの総てに共通な混合室３
３に緊急冷却タンク３２と共に連通する４つの蒸気管３
１に連結されている。心モジュール３０は、各燃料組立
体３５に対する孔を有する４角形の入口部３４を備えて
いる。これに対応する孔は、デッキ孔３６に設けられて
いる。制御棒軸３７は、ヨーク３８の中心と、入口部３
４の中心とに一致する中心線を有している。制御棒案内
管は、３９で示され、制御棒フィンガは４０で示されて
いる。心モジュールの各蒸気管３１は、他の心モジュー
ルに連結された３つの蒸気管を有する案内交差部を介し
て機械的に連結されている。ヨーク３８は、蒸気管で同
様に軸方向に案内されているが、ヨーク１０とは異なり
、ヨークに対応するモジュールに属する蒸気管でのみ案
内されている。第８図に示す本発明の実施例では、心モ
ジュールは、１８個の燃料組立体４１を収容する。The club 22 is attached to a lifting member 23 and has a number of gripping members 21 for each control rod guide tube. The upper end of each control rod guide tube 8 has a flange, and the gripping member 21 is intended to grip underneath the flange. club 22
The control rod guide tube attached to the control rod guide tube has dimensions relative to the overall weight of the core module, yoke, and control rod fingers. In the embodiments shown in FIGS. 5, 6, and 7, each cardiac module 30 has a mixing chamber 3 common to all of the modules.
Four steam pipes 3 communicating with 3 together with an emergency cooling tank 32
1. The core module 30 includes a rectangular inlet section 34 with holes for each fuel assembly 35 . A corresponding hole is provided in the deck hole 36. The control rod shaft 37 is connected to the center of the yoke 38 and the inlet portion 3.
It has a center line that coincides with the center of 4. The control rod guide tube is shown at 39 and the control rod fingers are shown at 40. Each steam tube 31 of the heart module is mechanically connected via a guiding intersection with three steam tubes connected to other heart modules. The yoke 38 is likewise axially guided by steam pipes, but unlike the yoke 10 it is guided only by steam pipes belonging to the module corresponding to the yoke. In the embodiment of the invention shown in FIG. 8, the core module houses 18 fuel assemblies 41. In the embodiment of the invention shown in FIG.

心モジュールは、４２で図示され、影で視覚的に強調さ
れている。フィンガ制御棒のヨーク４３は、等しい腕の
交差で形成されている。各心モジュール４２は、２つの
蒸気管４４に連結されている。図示の本発明の総ての実
施例では、溝７の他に燃料組立体間に垂直な溝７″も設
けられていて、該溝７″は、制御棒フィンガ用に意図さ
れていない。中性子検出器は、少くとも幾つかの溝７″
に配置される。これ等の検出器用案内管は、第１図で４
４で示されている。図面の簡単な説明第１図は本発明の
一実施例の原子炉の縦断面図、第２図は同上の原子炉の
心モジュールの第４図の■一■線に沿う立面図、第３図
は第４図の■−■線に沿う断面図、第４図は第３図の■
−■線に沿う水平断面図、第５図は本発明の他の実施例
における原子炉の第７図の■−■線に沿う心モジュール
の立面図、第６図は第７図の■−■線に沿う断面図、第
７図は第６図の■−■線に沿う水平断面図、第８図は第
５図、第６図、第７図の実施例とは主としてモジュール
への心の区画の仕方の異なつている原子炉の■−■線に
沿う断面と同じレベルにおける水平断面図を示す。The cardiac module is illustrated at 42 and visually highlighted with shading. The finger control rod yoke 43 is formed by a crossing of equal arms. Each heart module 42 is connected to two steam pipes 44 . In all the illustrated embodiments of the invention, in addition to the grooves 7, there are also vertical grooves 7'' between the fuel assemblies, which grooves 7'' are not intended for control rod fingers. The neutron detector has at least some grooves 7″
will be placed in The guide tubes for these detectors are 4 in Figure 1.
4. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a nuclear reactor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an elevational view of the core module of the same reactor taken along line Figure 3 is a sectional view along the line ■-■ in Figure 4, and Figure 4 is a cross-sectional view along the line ■ in Figure 3.
5 is an elevational view of the core module along line 7 in FIG. 7, and FIG. 6 is a horizontal sectional view along line 7 in FIG. 7 is a horizontal sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 6, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line ■-■ in FIG. A horizontal cross-sectional view at the same level as a cross-section along the line ■-■ of a nuclear reactor with different heart compartments is shown.

１・・・・・・原子炉容器、２・・・・・・蓋、３・・
・・・・減速材タンク、３″・・・・炉心、４・・・・
・・心モジュール、５・・・・・燃料組立体、６・・・
・・・入口部、６″・・・・・・孔明きデッキ、７・・
・・・・垂直溝、８・・・・・・制御棒案内管、９・・
・・・・制御棒フィンガ、１０・・・・・・ヨーク、１
１・・・・・・制ノ御棒軸、１２・・・・・・制御棒押
圧装置、１５・・・・・・蒸気管、１６・・・・・・緊
急冷却タンク、１７・・・・・・分配箱、１８・・・・
・・蒸気分離器、１９・・・・・・ステイ板、２１・・
・・把持部材。1... Reactor vessel, 2... Lid, 3...
...Moderator tank, 3" ... Core, 4 ...
... Core module, 5 ... Fuel assembly, 6 ...
...Entrance, 6''...Perforated deck, 7...
...Vertical groove, 8...Control rod guide tube, 9...
...Control rod finger, 10...Yoke, 1
1... Control rod shaft, 12... Control rod pressing device, 15... Steam pipe, 16... Emergency cooling tank, 17... ...Distribution box, 18...
...Steam separator, 19...Stay plate, 21...
...Gripping member.

Claims

[Claims] 1. A lid 2 surrounding a moderator tank 3 and an emergency cooling tank 16 disposed above the tank 3;
a nuclear reactor vessel having a plurality of steam separators 18 disposed over a plurality of fuel assemblies 5;
and an inlet 6 arranged to support the assembly 5, each module 4 having a plurality of vertical grooves 7 for control rod fingers. and a control member having a control rod pushing device 12 disposed on the lid 2, and a control rod shaft 11 protruding from the pushing device 12 and attached to a yoke 10 connected to the control finger 9. , the inlet section 6 is a perforated deck 6' attached to the moderator tank 3.
The emergency cooling tank 16 rests above and is supported together with the deck 6' at the bottom of the reactor vessel 1, and the emergency cooling tank 16, in addition to mainly stationary water, supplies the steam separator 18 with steam generated from the reactor core 3'. A plurality of steam pipes 1 arranged to guide the mixture
In a boiling water reactor configured to accommodate 5;
Each module has at least two steam pipes 15, each steam pipe 15 having a portion located in the emergency cooling tank 16, the length of which corresponds to the activity of the reactor core 3'. each said yoke 10 at least equal to the axial dimension of the portion.
are guided vertically by mechanically contacting the plurality of steam pipes 15, and when all the control rod fingers 9 are withdrawn from the core 3', the emergency cooling tank 16
A nuclear reactor characterized by being located in stationary water. 2 at least some of said control rod finger grooves 7 each have a control rod guide tube 8 for a control rod finger 9 and intended to be fixed in said inlet 6; a gripping device 2 for lifting the cardiac module 4;
1. A nuclear reactor according to claim 1, wherein said nuclear reactor is configured to engage with said nuclear reactor. 3. Nuclear reactor according to claim 1, characterized in that a plurality of stay plates (19) in a vertical plane are arranged as mechanical connections between steam pipes belonging to different modules. 4. A nuclear reactor according to claim 1, characterized in that the upper end of the steam pipe opens into a distribution box 17 common to all the modules. 5. The center line of the control rod axis is aligned with the center of the inlet portion 6;
2. The nuclear reactor according to claim 1, wherein the yoke 10 has a cross-shaped portion and coincides with the center of the yoke 10. 6 the inlet portion is quadrangular, and the heart module 4
the upper end is connected to an outlet box mechanically and hydraulically connected to two of the steam pipes, the horizontal projection of the steam pipe being in one of the two quadrants located on the same diagonal of the inlet section; 6. The nuclear reactor according to claim 5, wherein the horizontal protrusions of the yoke 10 are octagonal and mainly surround the other quadrants of the inlet.