JPS6134497A - 炉内循環ポンプ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、沸騰水型原子炉の炉内の冷却材を強制循環さ
せる炉内循環ポンプに関する。

（従来の技術） 従来の沸騰水型原子炉冷却材再循環システムは、第３図
に示すように、円筒形原子炉本体即ち圧力容器１の中心
部に燃料集合体（炉心）２が配置され、発熱体である該
燃料集合体２とその近傍の冷却材との熱交換を加速して
炉の熱効率を上げるために、炉内の冷却材を強制循環さ
せる複数台のジェットポンプ３が、該炉心２の周〕を囲
繞する形で設けられている。

そしてこれらのジェットポンプ３の駆動水を送り込む駆
動源として、該原子炉圧力容器１の外部にポンプ４が設
けられ、該ポンプ４の吸込口には導管５を経て原子炉圧
力容器１内の冷却材が吸込まれ、また該ポンプの吐出側
の高圧水は、導管７をｉてジェットポンプ３のスロート
部に設けられたジェット部５＆に導かれる。このようＫ
して炉外のポンプ４は、炉内の水を吸込み、再びジェッ
トポンプ３部を経て炉内に送シ込む循環経路を構成し、
再循環ポンプと呼ばれている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のような従来の原子炉冷却材循環装置は、次のよう
な特質ないし問題点を持っていた。

ｆｉ＋　　原子炉の外部に、高温、高圧の炉水を人世に
循環する大動力のポンプを設けるために、大口径の再循
環流路とこれを速断する弁が必要となる。

また、この再循環系ポンプ、弁、配管等は、高温。

高圧の炉水を循環するために圧力パウンダリーとしてこ
れに耐える設計−施工を必要とする。

（２）　　この再循環系のどこかが破断すると大量の冷
却材が炉内から流失するＬＯＣＡ　（冷却材喪失事故）
となシ、燃料の過熱につながるので、配管。

弁、ポンプとも信頼性の高いものでなければならない。

ｆ３Ｊ　　再循環ポンプは、回転機械として軸シールを
必要とし、消耗部品であるにも拘らず、長期間の寿命と
高度の信頼性を要求される。

このように、原子炉のような高温、高圧槽の循環システ
ムとして槽外に循環機を設けて配管で連結し、高い信頼
性を維持するためには、高度の技術と厳しい品質管理を
必要とする。

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決し、安全な
システムとして炉内に設置することが可能な冷却材循環
システムを提供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） 本発明は、沸騰水型原子炉圧力容器内に、ポンプ羽根車
を備えた循環ポンプと、タービンロータを備えた蒸気タ
ービンとを、ポンプ羽根車とタービンロータを一軸に取
付けるようにして一体にして設け、上記蒸気タービンに
よって循環ポスプを駆動し、該蒸気タービンは原子炉圧
力容器の内部又は外部の蒸気によって駆動するように構
成されている。

（作用〕 本発明は、上記のように構成されているので、沸騰水型
原子炉圧力容器内に備えられた蒸気タービンは、該原子
炉圧力容器内の蒸気によって、又は始動時等には原子炉
圧力容器外から供給される蒸気によシ、また原子炉内に
蒸気が発生した後は＃原子炉圧力容器内の蒸気に切換え
るなどしてそれぞれ駆動されると、該蒸気タービンのタ
ービン四−夕と一軸上に取付けら・れたポンプ羽根車を
介して循環ポンプも駆動される。

上記のようにして循環ポンプが駆動されると、該ポンプ
の吸込側から原子炉圧力容器内の冷却材が吸込まれ、ポ
ンプで加圧された冷却材は原子炉圧力容器内へ吐出され
、これによって燃料集合体〔炉心〕の周りを冷却材が強
制循環される。

この際循環ポンプ吐出液を直接原子炉圧力容器内へ吐出
させて冷却材を強制循環させることができるし、また、
該循環ポンプの吐出液を、圧力容甲内に配設されたジェ
ットポンプの駆動用圧力流体として利用する場合は、該
吐出液によシジェットポンプを経て炉内の冷却材が強制
的に炉心の周りに強制循環される。

（実　施　例） 次に、本発明の実施例を図面と共に説明する。

第１ａ図は、本発明の一実施例を示す、炉内循環ポンプ
を設けたジェットポンプのない場合の沸騰水型原子炉の
冷却材循環システムの系統図であって、この図に示す符
号のうち、第３図に示す符号と同一のものは、同一ない
し同類部分を示すものとする。

図において、原子炉圧力容器１の炉内壁の下降流部に炉
内循環ポンプ１１が配設され、駆動用蒸気タービン１２
によって駆動される。これらの循環ポンプ１１と蒸気タ
ービン１２とは、第１ｂ図の袈部説Ｅｌｌｊ図に示すよ
うに、それぞれに内蔵されているポンプ羽根車１ｆａと
タービンロータ１２ａを同一軸１７上に取付けるように
して一体に構成されている。

上記蒸気タービン１２には、気相部８に開口する入口１
６から、炉外に設けられた弁１４を経て蒸気が供給され
、排気は弁１５を経て炉外に抽出される。また該蒸気タ
ービン１２は弁１６を経て炉外の蒸気によって駆動する
こともできる。

始動時、気相部の蒸気圧が低い間は、弁１４を閉じ弁１
６を開いて炉外の蒸気を導いて蒸気タービン１２を駆動
し、次いで気相部８の蒸気圧が定常圧力まで上昇した段
階で、弁１４を開き弁１６を閉じ、炉内の蒸気によって
タービン１２を駆動する。

このようにして循環ポンプ１１は、炉内の冷却材を吸込
み、ポンプ吐出口よシ直接炉内に吐出することによって
、原子炉圧力容器内の冷却材は強制循環される。

第２図は、本発明の他の実施例を示す冷却材循環システ
ムの系統図であって、この実施例では、炉内循環ポンプ
２１は、原子炉内の液相部６に配置されており、これを
駆動する蒸気タービンは図示されていないが、循環ポン
プ２１と同軸上に一体に構成されている。そして該ポン
プ２１の吸込口は導１ｇ２１　ａを経て炉内の一部に開
口し、同ポンプの吐出液は導管２１ｂを経て、炉心の周
りに配設されたジェットポンプ３のジェット部３ａに導
かれ、ジェットポンプ３に高圧駆動水を供給するように
構成されている。なお、図中、高圧駆動水は１個のジェ
ットポンプにのみ供給されるように示されているが、循
環作用を促進するために各ジェットポンプに供給するこ
とができる。

この実施例によれば、第１実施例と比較して複数個のジ
ェットポンプを利用することによシ、原子炉圧力容器内
の冷却材の強制循環作用をよシ積極的に促進させること
ができる利点がある。

なお、前記両実施例において、炉内に設置される蒸気タ
ービンと一体に構成される循環ポンプを集約大型ポンプ
とした例について説明したが、蒸気タービンと共に容量
的に分割して分散小型ポンプとすることも可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、（１）　　従来
のような複雑な炉外再循環系流路はなくなシ、タービン
蒸気の切替、調節弁を含むコントロール部だけになる。

従って、ポンプ・弁。

配管及びそれらの溶接構造部に対する安全性は飛躍的に
向上する。

（ＩＩ）　　更に、従来、ポンプを固定していた大型懸
架装置、ポンプ速度制御用の周波数変換装置も不要とな
る。ポンプの速度制御は蒸気タービンに供給する蒸気を
調節することによって容易に実施する仁とができる。

（＋Ｕ）　　また、炉内に設置する循環ポンプは、ポン
プケーシング内外の圧力差がポンプ発生揚程分だけとな
るので、炉外再循環ポンプのような高圧容器としての配
慮は不要となり、小型軽量化が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図及び第２図は、本発明の異なる実施例を示す炉
内循環ポンプを備えた沸騰水型原子炉冷却材循環システ
ムの系統図、第１ｂ図は要部説明図、第３図は従来の沸
騰水型原子炉冷却材再循環システムの系統図である。 １・−・沸騰水型原子炉圧力容器。 ２・・・燃料集合体（炉心）。 ３・・・ジェットポンプ。 １１．２１・・・循環ポンプ。 １１ａ・・・ポンプ羽根車。 １２・・・蒸気タービン。 １２ａ・・・タービンロータ、　１３・・・軸。 第１ａ図 第１ｂ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、沸騰水型原子炉圧力容器内に、一軸に取付けられた
   ポンプ羽根車とタービンロータをそれぞれ備えた循環ポ
   ンプと蒸気タービンとを一体にして設け、上記蒸気ター
   ビンによつて循環ポンプを駆動するようにしたことを特
   徴とする炉内循環ポンプ。 ２、前記蒸気タービンを、原子炉圧力容器内の蒸気で駆
   動する特許請求の範囲第１項記載の炉内循環ポンプ。 ３、前記蒸気タービンを、始動時等には原子炉圧力容器
   外から供給される蒸気で駆動し、原子炉内に蒸気が発生
   した後、該原子炉圧力容器内の蒸気に切換えて駆動する
   特許請求の範囲第１項記載の炉内循環ポンプ。 ４、前記循環ポンプの吐出口を直接原子炉圧力容器内に
   開放した特許請求の範囲第１項記載の炉内循環ポンプ。 ５、前記循環ポンプからの吐出液を、原子炉圧力容器内
   において炉心の周りに設けられたジェットポンプの駆動
   用として使用する特許請求の範囲第１項記載の炉内循環
   ポンプ。 ６、前記循環ポンプと蒸気タービンを容量的に分割して
   原子炉圧力容器内に設置した特許請求の範囲第１項記載
   の炉内循環ポンプ。