JPS61122593A

JPS61122593A - 軽水冷却型原子炉

Info

Publication number: JPS61122593A
Application number: JP59245635A
Authority: JP
Inventors: 長　宥孝; 小田　順朗
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1984-11-20
Filing date: 1984-11-20
Publication date: 1986-06-10

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】「産業上の利用分野」本発明は、一次冷却系内のほう酸水濃度により出力の制
御を行なうようにするとともに、特に一次冷却水を熱交
換器に送り込む循環ポンプをインターナルポンプとした
軽水冷却型原子炉に関するものである。

「従来の技術」一次冷却系内のほう酸水濃度により出力の制御を行なう
ようにした軽水冷却型原子炉は、万一、内部温度の異常
上昇が生じたときに、炉心の付近とその周囲のプール水
との温度差等によって、流体の比重の差が生じ対流を起
こす現象を利用して、プール水であるほう酸水を炉心に
送り込むことにより、原子炉を自然停止状態に導くよう
にしたもので、いわゆるフールプルーフ式の固有の安全
性　　。

をもった原子炉となっており、近年、原子力発電プラン
トの都市接近等の立地条件を十分考慮しなければならな
いところから、注目されている。

その従来構造例について、第３図及び第４図に基づき説
明すると、はう酸水からなるプール水Ｗを収納するため
の圧力容器３３は、厚いプレストレストコンクリート壁
によって構成されろととらに、圧力容器３３のライナ３
４の中に炉心５が設けられ、該炉心５は二重構造の外側
ケース２２及び炉心用ケ−ンノグ２１で囲まれ、また、
二重ケース２１・２２の上部に二重の筒状をなすライザ
管６・内側筒体１６が連設され、炉心用ケーゾング２１
は二重筒体６・１６の間の環状流路２５に、二重ケース
２１・２２の間の環状流路２３は連通管２４を経由して
内側筒体１６に接続され、ライザ管６の上部は熱交換器
（蒸気発生器）３の一次冷却水入り口４に、内側筒体１
６の上部は熱交換器３の一次冷却水出口１５にそれぞれ
接続されている。また、熱交換器３の下部には、一次冷
却水を強制循環させるためのポンプ３５が設けられてい
る。

そして、二重筒体６・１６の上方位置には、一次冷却水
入り口４及び一次冷却水出口１５への配管を貫通状態に
支持するための上部プレナム用ケーソング１３が設けら
れるとともに、該ケーゾング１３の上にカバー３６が取
り付けられ、さらに、前記圧力容器３３等の上部に遮蔽
蓋３７が配設された構造であり、内側筒体１６と一次冷
却水入り口４との間には、ら　　　　　　　　環状流路
２５と上部プレナム用ケーノング１３の内部との連通路
を有する入り０用ヘッダ３８が設けられ、ライザ管６と
上部プレナム用ケーノノグ１３の下部との間は、一次冷
却水及び一次系外のプール水（はう酸水）Ｗの緩やかな
通過を許容するための上部境界２０とされている。

このような構造を有する原子炉を運転状態とすると、第
３図に実線の矢印で示すように、一次冷却水が、炉心５
、炉心用ケーゾング２１、環状流路２５、一次冷却水入
り口４、熱交換器３、一次冷却水出口Ｉ５、内側筒体１
６、連通管２４、環状流路２３、炉心５を経由する循環
流となり、このとき、上部プレナム用ケーシング１３の
中に液面レベルｗＬｌが、また、カバー３６の中に液面
レヘルＶＬ２がそれぞれ形成される。一方、運転停止状
籾とすると、第３　′図に破線の矢印で示すように自然
循環が生じる。

即ち、一次冷却水が炉心５、炉心用ケーゾング２１、環
状流路２５、上部境界２０、ライザ管６等の周囲である
プール水Ｗ、外側ケース２２の下部開口、炉心５を経由
する循環流となり、このとき、はう酸水の濃変の高いプ
ール水Ｗが順次炉心５に供給されることにより、核分裂
反応が抑制されて自然停止に導かれるものである。

［発明が解決しようとする問題点」しかしなから、前記従来例のような構造であると、熱交
換器の下部にポンプ３５が吊持された構造であるために
、圧力容器３３の上部からのポンプ３５の組立、分解、
点検時等を実施する場合における作業性が著しく低下す
るとともに、一次冷却水入り口４に近接した下方位置に
、一次冷却水とプール水Ｗとを連通させる上部境界２０
が設けられ、一次冷却水入り口４とポンプ３５とが離れ
ているために、熱交換器３等の流路抵抗、一次冷却水の
温度等に起因して、一次冷却水とプール水Ｗとの間で相
互干渉が生じ易く、このため、温度なら、プール水Ｗの
取り込みによる原子炉の出力変動等の問題点が考えられ
る。本発明は、これらの問題点を有効に解決することを
目的としている。

「問題点を解決するための手段及び作用」本発明は、圧
力容器の上部に一次冷却水を面記熱交換器の一次冷却水
入り口に送り込む循環ポンプを設けるとともに、該循環
ポンプは、インペラ部を圧力容器内に、その駆動部を圧
力容器外に配設したインターナルポンプよりなることを
特徴としており、炉心で加熱された一次冷却水を循環ポ
ツプで捕捉して、熱交換器に送り込むことにより、一次
冷却系の循環作用を生じさせるとともに、循環ポンプを
圧力容器の上部位置に取り付けることにより、一次冷却
系の主要部を圧力容器の上部に集中させるものである。

「実施例」第１図及び第２図に示すように、本実施例における軽水
冷却型原子炉は、圧力容器１が、鋼製とされるとともに
その上部に、胴部よりも直径を挟めた状態の機器搬入口
２が設けられている但、熱交換器（蒸気発生器）３の一
次冷却水入り口４と炉心５とが、ライザ管６の上部にお
いて循環ポンプ７を介して連結されている点、循環ポツ
プ７が圧力容器ｌの上部位置に取り付けられているへ、
該循環ポンプ７がインターナルポンプで構成されている
点等が、第３図及び第４図の従来例と著しく相異するも
のである。

これらの詳細について説明すると、前記圧力容器１は、
その壁の厚さが例えば数百ｍｍで耐圧性を有する一体構
造とされるととらに、第１図に示すように、上部にのみ
配管貫通部が設けられ、また、機器搬入口２には、これ
を閉塞するための半球状の上蓋８が取り付けられ、核上
Ｍ８にはエア抜き９が設けられる。

前記機器搬入口２の付近には、これを通り抜ける大きさ
のキャップ１Ｇが設けられ、該キャップＬＱの内側の気
相部に、圧力制御系及び蒸気逃し系統の接続管Ｌ１が挿
入されて、圧力ガス室１２及び液面？ベルＷＬ２が形成
される構造である。また、前記ライザ管６とキャップ１
０との間には、上部ブレナム用ケーンング１３が配設さ
れて、ライザ管６と圧力ガス室１２とを連結している。

前記熱交換器３は、圧力容器ｌの中に、第２図に示すよ
うにライザ管６の回りに等間隔で複数配設され、一次冷
却水入り口４と、ライザ管６の上部開口とが、上部ブレ
ナム用ケーシング１３を貫通へ　　　　　オ、よ□。Ｘ
’５ｙＦ１４つ、ツ３．ｔ！ア、７゜イアベラ部７ａを
介して連結される。なお、インペラ部７ａを作動させる
駆動部７ｂは、圧力容器ｌの上部鏡部を貫通して設けら
れている。一方、熱交換器３の一次冷却水出口１５は、
上部プレナム用ケーノング１３を貫通して、内側筒体１
６の上部に内側クロスヘッド１７を介して接続され、一
次冷却水と熱交換される二次冷却水の入り口１８及び出
口Ｉ９が、圧力容器１の上部を貫通して設けられる。し
たがって、前記駆動部７ｂのみが、圧力容器１の上部外
側に配設される構造である。

そして、内側クロスヘッド１７のやや下方に、ライザ管
６及び上部クロスヘッド１４の内部と上部プレナム用ケ
ーンング１３との間に、原子炉の運転停止時等に一次冷
却水をプール水（はう酸水）Ｗへ援やかに通過させるた
めの上部境界２０が形成されている。

また、前記炉心５の周囲には、炉心用ケーノング２１と
その回りを囲む外側ケース２２とが設けられて、その間
に環状流路ｚ３を形成しており、該環状流路ｚ３は連通
管２４を介して前記内側筒体１６に、かつ、炉心用ケー
ノノグ２Ｉはライザ管６と内側筒体１６との間の環状流
路２５を介して上部クロスヘッドＩ４に連通状態に接続
される構造である。なお、外側ケース２２の下部開口と
、圧力容器ｌの下鏡部付近との間は、下部プレナム部２
６となっており、該下部プレナム部２６と炉心入りロプ
レナム部２７との間は、プレナム用仕切２８により区画
されるとともに、該ブレナム用仕切２８に一次系外のプ
ール水（はう酸水）Ｗの緩やかな通過を許容するための
下部境界２９が形成されている。

前記循環ポンプ７は、上部クロスヘッド■４を充満して
いる一次冷却水の一部を複数に分流してイノベラ分流７
ａに吸い込み、訪記一次冷却水入り口４に押し込むよう
にしたものであり、それぞれ１基ずつ、つまり４基配設
されている。第２図例では、４基の熱交換器３の一次冷
却水出口１５と内側筒体１６を内側クロスヘッド１７て
連結している。

前記上部ブレナム用ケーノング１３は、その外径が機器
搬入口２の内径よりも小さく形成されて、機器搬入口２
を経由して上方へ引き抜き可能とされるとともに、その
開口上部に液面レベルＷＬＩが形成される構造である。

なお、図中符号３０はプール水冷却器、符号３１は上部
クロスヘプト１４に連結されほう酸水と純水を置換する
配管の一部、符号３２は内側筒体１６の上部におけるサ
イフオンブレーカで、熱交換器３の伝熱管破損等により
、一次冷却水あるいはプール水Ｗが二次系の入り口１８
、出口１９を経由して外部に連続的に流出する最悪の状
態を想定して、圧力容器ｌの内部の冷却水の喪失をこの
位置で停止させるためのらのである。

このような構造を育する軽水冷却型原子炉を運転状態と
すると、第１図に実線の矢印で示すように、一次冷却水
が循環ポンプ７を経由して一次冷却水入り口４に押し込
まれる点以外は、従来例の第３図と類似する循環系とな
る。また、原子炉か運転されている状態では、上部プレ
ナム用ケーノング１３の中に液面レヘルＷＬＩが、キャ
ップＩＯの中に液面レヘルＷＬ２がそれぞれ形成され、
液面レベルＹＬＩは、水温に基づく比重差により液面レ
ヘルｆＬ２よりも若干上方に位置することになる。

また、軽水冷却型原子炉を運転停止状態とした場合も、
第１図に破線の矢印で示すように、従来例の第３図と類
似する循環系となる。このとき、はう酸水の濃度の高い
プール水Ｗが順次炉心５に供給されて、当初の純水に混
入することにより、核分裂反応が抑制されて自然停止に
導かれ、放射性物質の核崩壊熱を除去し得ることになる
ものである。

一方、熱交換器３を分解する場合は、上蓋８を取り外し
て機器搬入口２を開放した状態とし、キャップｌＯ１上
部プレナム用ケーノング１３、上部クロスヘッド１４、
ライザ管６、内側筒体１６等を除去し、機器搬入口２を
経由して圧力容器ｌの外に出して、中央にスペースを形
成した後、熱交換器３を１基ずつ中央のスペースに寄せ
て、機器搬入口２から吊り出すことにより行なわれる。

また、熱交換器３を圧力容器Ｉに挿入して組み立てる場
合は、逆手順となることは勿論である。

へ　　　　　　　　「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば、次のような優れ
た効果を奏することができる。

■圧力容器上部に循環ポンプを配設することにより、圧
力容器貫通配管、熱交換器、循環ポンプ等を圧力容器上
部に集中配置して、メンテナンス性を向上させることが
できる。

■ポンプをインナーポンプとすることにより、炉心と鳩
交換器の一次冷却水入り口との間への循環ポンプ挿入を
容易にし、一次冷却水系管路の長さを短くすることがで
きる。

■循環ポンプ、熱交換器等を上部位置にまとめることに
より、径が大きくなる圧力容器貫通部を上部に集め、圧
力容器の形状の単純化、調製化による耐久性の向上等を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の軽水冷却型原子炉の一実施例を示す縦
断面図、第２図は第１図の「−■線矢視図、第３図は軽
水冷却型原子炉の従来例を示す縦断面図、第４図は第３
図の■−■線矢視図である。 ■　・・・・圧力容器、２・・・・・機器搬入口、３・
・・・・・熱交換器、４・・・・一次冷却水入り口、５
・・・・・・炉心、６・・・・・・ライザ管、７・・・
・・・循環ポンプ、７ａ・・・、・・インペラ部、７ｂ
・・・・・駆動部、８・・・・上蓋、１０　　・・キャ
ップ、１３・・・・・・上部プレナム用ケーノング、１
４・・・・・・上部クロスヘッド、［５・・・・・・一
次冷却水出口、【６・・・・内側筒体、１７・・・・・
内側クロスヘッド、２０・・・・・・上部境界、２５・
・・・環状流路、２９・・・・下部境界、Ｗ・・・・・
プール水。

Claims

【特許請求の範囲】

炉心及びその一次冷却系用熱交換器をほう酸水のプール
水中に設け、一次冷却水のほう酸水の濃度を調整するこ
とにより、炉出力を制御する軽水冷却型原子炉において
、圧力容器の上部に一次冷却水を前記熱交換器の一次冷
却水入り口に送り込む循環ポンプを設けるとともに、該
循環ポンプは、インペラ部を圧力容器内に、その駆動部
を圧力容器外に配設したインターナルポンプよりなるこ
とを特徴とする軽水冷却型原子炉。