JPS6111394B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は原子炉圧力容装置に係り、特に炉内の
冷却材温度分布の均一化を図るのに好適な原子炉
冷却装置に関する。

従来の原子炉冷却装置は、第１図ａ，ｂに示す
ように内部に炉心２が配された原子炉圧力容器
１、原子炉圧力容器１内に同心状に配置された円
筒３、原子炉圧力容器１に設けられた出口ノズル
４および入口ノズル５および出口ノズル４からの
高温冷却材を熱交換して入口ノズル５に戻す熱交
換機構（図示せず）等から構成されている。そし
て、炉内の冷却材液面を低下させた状態で冷却を
行なう場合には、円筒３の周壁に設けられた小孔
６を介して冷却材を出口ノズル４に導びいてい
る。

しかしながら従来の冷却装置においては、小孔
６と出口ノズル４とが上下方向のほぼ同位置に設
けられており、また低冷却材液面で冷却を行なう
場合、アニユラス部７の液面は第１図ａに示すＡ
の位置にあり、ために小孔６を出た高温冷却材は
直接出口ノズル４に導びかれ、炉内の冷却材温度
分布が不均一になるという問題がある。特に、炉
の出力が変化して炉内の冷却材温度が変化した場
合、あるいは第１図ｂに示すように複数設けられ
た出口ノズル４ａ，４ｂ，４ｃのうちの一部のノ
ズル４ｂ，４ｃのみを用いて炉内の冷却を行なう
場合には、炉内の冷却材温度分布の不均一の度合
が激しくなる。

本発明はかかる従来の問題点を解決するために
創案されたもので、その目的とするところは、炉
内の冷却材温度が変化した場合、あるいは一部の
出口ノズルを用いて炉内の冷却を行なう場合、さ
らには炉内の液面を低下させた状態で冷却を行な
う場合に、炉内の冷却材温度分布をできるだけ均
一に保持することができる原子炉冷却装置を提供
するにある。

本発明は、従来の難点が、小孔を出口ノズルと
ほぼ同一高さ位置に設け、また低液面冷却運転時
にアニユラス部の冷却材液面を小孔位置より高位
としていたことに起因する点に着目し、小孔を出
口ノズルより高位置に設け、かつ低液面運転時に
アニユラス部の冷却材液面を小孔位置より下位に
保持し、これにより冷却材温度分布の均一化を図
るようにしたものである。

以下本発明を第２図ないし第５図に示す一実施
例に基づいて説明する。

第２図において１１は有底円筒状の原子炉圧力
容器であり、この原子炉圧力容器１１の内部に
は、炉心支持板１８を介して炉心１２が支持され
ているとともに、原子炉圧力容器１１と同心状を
なす円筒１３が固着されている。そして、この円
筒１３と原子炉圧力容器１１の周壁との間には、
図示するように円筒状のアニユラス部１７が形成
されている。

前記原子炉圧力容器１１には、その周壁に第５
図ｂに示すようにアニユラス部１７に連通する３
個の出口ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃ（以下符
号１４で代表させる）がそれぞれ突設されている
とともに、底部に炉心１２と連通する入口ノズル
１５が設けられている。そして、出口ノズル１４
と入口ノズル１５との間には、第３図および第４
図に示すように中間熱交換器１９、循環ポンプ２
０および逆止弁２１が配管２２を介して直列に接
続されている。

前記円筒１３には、第２図に示すように出口ノ
ズル１４よりも上下方向の上部位置に多数の小孔
１６がリング状に穿設されている。

第２図においてＢは正常冷却運転時の冷却材液
面を示し、炉内冷却液は円筒１３の上端を介して
矢印のようにアニユラス部１７に流れ込み、出口
ノズル１４を介して中間熱交換器１９側に供給さ
れるようになつている。また第２図においてＣは
液面低下運転時の炉内冷却材液面、Ｄはその時の
アニユラス部１７の冷却材液面をそれぞれ示し、
両液面Ｃ，Ｄは、低回転運転される循環ポンプ２
０の流量およびヘツドと、円筒１３に設けられた
小孔１６との相互関係から決定されるが、液面Ｃ
は小孔１６より上方に位置し、かつ液面Ｄは小孔
１６より下方で出口ノズル１４より上方に位置す
るように設定されている。そして、液面Ｄから出
口ノズル１４までの最短距離はガスを巻き込むこ
とのない充分な長さとなつている。

なお、図において２３は、原子炉圧力容器１１
の上端部に取付けられた遮蔽プラグである。

次に作用について説明する。

通常冷却運転時には、第３図に示すように循環
ポンプ２０により加圧、吐出された冷却材は、逆
止弁２１を介して入口ノズル１５から原子炉圧力
容器１１に供給され、炉心１２を冷却して炉内を
上昇し、この間に充分混合されて温度分布の均一
化が図られる。そして、内筒１３の上端からオー
バーフローしてアニユラス部１７に入る。

アニユラス部１７に導びかれた高温冷却材は、
出口ノズル１４を介して中間熱交換器１９に供給
され、ここで２次系との熱交換が行なわれる。そ
して、降温した冷却材は再び循環ポンプ２０に戻
される。

次に、複数の冷却ループのうちのあるループ
が、冷却部材漏洩あるいはメンテナンス等の理由
で冷却材を一部ドレンし、炉内液面を低下させた
状態で運転させる場合には、第４図および第５図
に示すように炉心１２を冷却した冷却材は、低回
転数で運転されている循環ポンプ２０のヘツド等
により、その液面がＣの位置に保持される。そし
て、小孔１６を介してアニユラス部１７に導びか
れる。

この際、アニユラス部１７の液面Ｄは、小孔１
６より下方に位置しているので、第５図ｂに矢印
で示すように出口ノズル１４ａが閉塞されても小
孔１６からの冷却材はアニユラス部１７に均等に
供給され、かつ一種のダム効果により温度の均一
化が図られる。

均一温度となつた冷却材は、他の出口ノズル１
４４ｂ，１４ｃから中間熱交換器１９に送られ、
前記する通常運転の場合と同様に熱交換が行なわ
れる。

以上説明したように本実施例によれば、通常運
転時のみならず、低液面運転時においても、冷却
材温度分布を均一にすることができ、圧力容器の
異常変形および異常応力の発生を防止することが
できる。

なお、前記実施例では単一の原子炉圧力容器１
１に３個の出口ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃが
設けられている場合について説明したが、その数
に制限されるものではないことは云うまでもな
い。

以上本発明を好適な実施例に基づいて説明した
が、本発明によれば、いかなる運転状況下におい
ても炉内の冷却材温度分布の均一化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来例を示す垂直断面図、同図ｂは
同水平断面図、第２図は本発明に係る原子炉の断
面図、第３図および第４図は本発明の一実施例を
示す概略系統図、第５図ａは本発明に係る原子炉
の垂直断面図、同図ｂは同水平断面図である。 １１……原子炉圧力容器、１２……円筒、１
４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ……出口ノズル、１
５……入口ノズル、１６……小孔、１７……アニ
ユラス部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉圧力容器と、この圧力容器内に同心状
   に配され周壁所要高さ位置に多数の小孔がリング
   状に設けられた円筒と、前記圧力容器の側壁に設
   けられた出口ノズルと、圧力容器の底部に設けら
   れた入口ノズルとを備え、通常冷却運転時には、
   炉内冷却材の液面を円筒上端より高くし、円筒か
   らのフロー冷却材を、円筒と圧力容器周壁との間
   に形成されたアニユラス部を介して出口ノズルに
   導びき、また低液面運転時には、冷却材を前記小
   孔およびアニユラス部を介して出口ノズルに導び
   き、出口ノズルからの冷却材を熱交換して入口ノ
   ズルに供給する原子炉冷却装置において、前記小
   孔を口ノズルより高位置に設け、かつ低液面運転
   時にアニユラス部の冷却材液面を小孔位置より下
   位に保持したことを特徴とする原子炉冷却装置。