JPS62151793A - 炉内燃料貯蔵装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は高速増殖炉の原子炉容器において燃料を貯蔵す
る炉内燃料貯蔵装置に関する。

［発明の技術的背景］ 第３図乃至第５図を参照して従来例を説明する。

第３図はタンク型高速増殖炉の構成を示す縦断面図であ
り、図中符号１は原子炉容器である。この原子炉容器１
内には冷却材２および炉心３が収容されている。上記炉
心３は図示しない複数の燃料集合体および制御棒等から
構成されており、炉心支持機構４を介して原子炉容器１
に支持されている。原子炉容器１の上部開口１Ａはルー
フスラブ５により閉塞されている。このルーフスラブ５
は、原子炉容器１に固定された固定プラグ５Ａと、この
固定プラグ５Ａの内周側に回転可能に設置された大回転
プラグ５Ｂと、この大回転プラグ５Ｂの内周側に回転可
能に設置された中回転プラグ５Ｃど、この中回転プラグ
５Ｃの内周側に回転可能に設置された小回転プラグ５Ｄ
とから構成されている。上記炉心３の上方には炉心上部
機構６が中回転プラグ５Ｃを貫通して配置されている。

この炉心上部機構６には図示しない制御棒駆動機構が設
置されており、この制御棒駆動機構により前記制罪棒を
炉心３内に挿入、あるいは引揃いて炉心出力の制御をな
す。前記炉心支持機構４内であって炉心３の外周にはブ
ランケット４Ａが設置されている。また炉心支持機構４
の外周側には可動遮蔽体７、炉内燃料貯蔵装置８および
固定遮蔽体９が順次設置されている。上記固定遮蔽体９
と原子炉容器１との間には隔壁１０が設置され、この隔
壁１０により原子炉容器１内を上下に二分し、上方を上
部ブレナム３３、下方を下部ブレナム３４としている。

また上記隔壁１０および固定プラグ５Ａを貫通して中間
熱交換器１２および循環ポンプ１３が周方向交互に等間
隔に設置されている。

前記炉心支持機構４の下方には上部支持板２１、および
この上部支持板２１と間隔を存して下部支持板２２が設
置されている。そして炉心支持機構４の下方の上部支持
板２１および下部支持板２２との間には高圧ブレナム２
３が形成されているとともに、この高圧ブレナム２３の
周囲には横プレナム２４が形成されている。尚図中符号
３１は前記小回転プラグ５Ｄに設置された燃料取扱機で
あり、また符号３２はポンプノズルである。

上記構成によると冷却材２は炉心３を上方に向って流通
し、その際炉心３の核反応熱により昇温する。昇温した
冷却材２は炉心３の上方の上部ブレナム３３内に流出し
て中間熱交換器１２内に流入口１２Ａを介して流入する
。そこで二次側冷却材と熱交換して冷却され下部ブレナ
ム３４内に流出する。流出した冷却材２は循環ポンプ１
３に吸引されて加圧され再度炉心３の下方に供給される
。

以下同様のサイクルをくりかえす。

また通常運転時には図にも示すように炉心上部機構６が
炉心３の直上に位置し、制御棒駆動機構のガイドをなす
。これに対して定期点検・燃料交換時には前記大回転プ
ラグ５Ｂ、中回転プラグ５Ｃおよび小回転プラグ５Ｄの
回転相互作用により燃料取扱機３１を炉心３、ブランケ
ット４Ａ。

可動遮蔽体７および炉内燃料貯蔵装置８の上方の任意の
位置に移動させる。そして燃料取扱機３１により燃料お
よび上記可動遮蔽体７の交換および炉内移送作業を行な
う。

次に第４図を参照してブランケット４Ａ周辺の構成をさ
らに詳細に説明する。高圧ブレナム２３内には複数の連
結管４１が配置されている。この連結管４１には複数の
連結管ホール４２が形成されている。また上部支持板２
１には上記連結管４１に対応して上部支持板貫通孔４３
が形成されている。燃料集合体４４はそのエントランス
ノズル４５を上記上部支持板貫通孔４３に貫通させた状
態で装着されている。燃料集合体４４には上部パット４
６および中間パット４７が形成されており、図に示すよ
うに隣接する燃料集合体４４の上部パット４６および中
間パット４７は相互に接触している。上記上部パット４
６により耐震性の向上を図るとともに、中間パット４７
によりスウェリング等による変形の規制を図っている。

尚図中符号４８は区画壁であり、また符号４９は区画壁
４８に形成された連通孔である。

次に使用済となった燃料集合体４４について説明する。

原子炉出力運転を経て使用済となった燃料集合体４４は
、通常１０ｋｗ〜数十ｋｗの残留発熱量を有しており、
よってそのままの状態で原子炉から取出すのではなく、
炉内燃料貯蔵袋ａ８内に原子炉運転１サイクルの間貯蔵
される。それによって崩壊熱の除去をなす。そして崩壊
熱が除去されて残留発熱量が数ｋｗ程度になる次の定期
点検・燃料交換時に原子炉から取出される。

そこで第５図を参照して炉内燃料貯蔵装置８の槙或につ
いて説明する。第５図は炉内燃料貯蔵装置８の周辺を詳
細に示した図で、横ブレナム２４を形成する上部支持板
２１には減圧装置５１が設置されている。この減圧装置
５１はその上端を支持板５２と隔壁５３とにより形成さ
れたサブブレナム５４内に突出させている。上記支持板
５２上には燃料貯蔵ラック５５が設置されている。そし
て燃料集合体４４は上記燃料貯蔵ラック５５の下部流通
孔５６にエントランスノズル４５を貫通させ、サブブレ
ナム５４内に突出させた状態で設置されている。また上
記燃料貯蔵ラック５５は支持部材５７を介して可動遮蔽
体７および固定遮蔽体９とともに炉心支持機構４に支持
されている。尚横ブレナム２４内には前記ポンプノズル
３２の先端が開口している。また区画板４８によって横
ブレナム２４内の圧力が所定の圧力に保持されている。

上記燃料貯蔵ラック５５内の燃料集合体４４は、原子炉
停止時には崩壊熱および炉心３から燃料集合体４４に到
達する中性子による核分裂・崩壊熱により発熱する。そ
こで燃料集合体４４の健全性を維持するためにこれを冷
却することがなされて、いる。この冷却について説明す
ると、燃料貯蔵ラック５５近傍の冷却材流れはまず循環
ポンプ１３から横ブレナム２４内に流入する。横プレナ
ム１＋　　　　２４内に流入した冷却材２は連通孔４９
を介して高圧ブレナム２３内に流入するとともに、その
一部は減圧装置５１内に流入する。この減圧装置５１内
に流入した冷却材２は、サブブレナム５４内に流入しさ
らに燃料貯蔵ラック５５内の燃料集合体４４内に流入す
る。これに対して高圧ブレナム２３内に流入した冷却材
２は、連結管フローホール４２を介して連結管４１内に
流入し、さらにエントランスノズル４５を介して燃料集
合体４４内に流入する。上記燃料貯蔵ラック５５内の燃
料集合体４４内に流入する冷却材２の量は、減圧装置５
１と燃料集合体４４によって発生する圧力損失の和が炉
心圧力損失と釣合うようなものである。

そこで減圧装置５１の抵抗の大きさを定めることにより
所望量の冷却材２を燃料集合体４４に流量配分すること
ができる。

［背景技術の問題点］ 上記構成によると炉心３の外周位置には炉内燃料貯蔵装
置８が設置され、この炉内燃料貯蔵装置８内に使用済燃
料を一定期間収容して残留熱の除去を図っているが、そ
の一方で原子炉の径をできるだけ小さくするという要求
もある。かかる意味で現状の炉内燃料貯蔵装置８の構成
は好ましいものではなく、また以下に示すような問題も
ある。

すなわち炉内燃料貯蔵装置８内に収容される使用済の燃
料集合体４４は、原子炉出力運転中に偏つた方向から放
射線の照射を受けたものである。その結果燃料集合体４
４はスウェリング等により変形している。よって炉内燃
料貯蔵装置８の構成ではかかる変形を吸収し得るような
構成である必要があり、例えばブランケット４Ａの領域
のように密な構造とすることはできず、ラック方式を採
用することとなる。その結果、炉内燃料貯蔵装置８内に
貯蔵される燃料集合体４４の数にも限界があり、そのた
め例えば残留発熱ｍが大きい燃料集合体４４のみを貯蔵
し、残留発熱量の小さいものについては原子炉の外に搬
出し炉外に貯蔵・冷却するための設備を設けなければな
らないという問題もあった。

［発明の目的］ 本発明は以上の点に基づいてなされたものでその目的と
するところは、スウェリング等により変形した使用済燃
料集合体を確実に装荷・引仮することができる状態で、
可能な限り密な燃料集合体配列を提供することが可能な
炉内燃料貯蔵装置を提供することにある。

［、発明の概要］ すなわち本発明による炉内燃料貯蔵装置は、原子炉容器
内の炉心外周に配置され使用済の燃料集合体を収容する
炉内燃料貯蔵装置において、上記燃料集合体を下端で支
持し燃料集合体の下端のエントランスノズルが貫通する
支持板貫通孔を燃料集合体を最も密な状態で配列させる
に要するピッチより若干大きなピッチで形成した支持板
と、上記支持板貫通孔に対応して同ピッチで形成された
中間支持板貫通孔を有しこの中間支持板貫通孔に上記燃
料集合体の中間パットを挿入させた状態で支持する中間
支持板とを具備したことを特徴とするものである。

つまり燃料集合体を最も密な状態で配列させるに要する
ピッチより若干大きなピッチで形成された支持板貫通孔
および中間支持板貫通孔を夫々有する支持板および中間
支持板とにより使用済の燃料集合体を支持することによ
り使用済燃料集合体を貯蔵するものである。

［発明の実施例］ 以下第１図および第２図を参照して本発明の一実施例を
説明する。第１図は本実施例による炉内燃料貯蔵装置を
示す断面図である。尚従来と同一部分には同一符号を付
して示しその説明は省略する。本実施例では従来のよう
に燃料貯蔵ラックを特に設けることなく、燃料集合体４
４を支持板５２および中間支持板１０１により支持する
ものである。上記支持板５２には支持板貫通孔１０２が
形成されている。この支持板貫通孔１０２のピッチは、
燃料集合体４４を最も密な状態で配列するに要するピッ
チより若干大きなものである。具体的には上部支持板貫
通孔４３のピッチより若干大きいピッチで形成されてい
る。一方上記中間支持板１０１にも中間支持板貫通孔１
０３が上記支持板貫通孔１０２と鉛直方向同位置に同ピ
ッチで形成されており、この中間支持板貫通孔１０３に
は燃料集合体４４の中間パット４７が挿入されている。

上記中間支持板貫通孔１０３は中間パット４７の断面形
状（例えば六角形）と略同じ形状をなしている。またそ
の上端部は面取されて接触面１０５となっている。なお
使用済燃料集合体４４の炉心３から炉内燃料貯蔵装置へ
の移送は燃料取扱機３１によりなされるが、この燃料取
扱！３１は燃料集合体４４を把持するとともに、燃料集
合体４４の中心軸を中心に回転させる機能をも備えてい
る。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず使用済の燃
料集合体４４は燃料取扱Ｉａ３１により炉心３から炉内
燃料貯蔵装置内に移送される。そして各燃料集合体４４
は、支持板５２および中間支持板１０１により夫々支持
される。その際燃料集合体４４の配列ピッチは、支持板
貫通孔１０２のピッチと同じとなり、ブランケット４Ａ
の密な状態より若干余裕をもった状態で支持される。そ
して燃料集合体４４の中間パット４７は中間支持板貫通
孔１０３に挿入された状態で支持される。上記中間パッ
ト４７および中間支持板貫通孔１０３は共にその断面形
状が六角形をなしており、よって中間支持板貫通孔１０
３に対して中間パット４７が回転角度偏差無しの状態で
挿入される場合には円滑に挿入される。しかしながら偏
差がある場合には、中間パット４７が中間支持板貫通孔
１０３に対して第２図に示すような状態で接触する。こ
の時中間パット４７の挿入面１０６と、中間支持板貫通
孔１０３の接触面１０５とが相互に接触し、その接触面
の方向と重力の相互作用により第２図中矢印で示す方向
に燃料集合体４４が回転する。その結果偏差が無くなり
燃料集合体４４は挿入される。またこのように自動的に
偏差修正がなされる場合には良いが何等かの理由により
偏差の自動修正ができないような場合には、前述したよ
うに燃料取扱機３１により燃料集合体４４を回転させれ
ばよく、容易に偏差を無くして挿入させることができる
。

以上本実施例によれば以下のような効果を奏することが
できる。

（１）まず本実施例による炉内燃料貯蔵装置の場合には
、使用済の燃料集合体４４をブランケット４Ａの密な状
態より若干余裕をもった状態で貯蔵する構成であるので
、スウェリング等による変形を吸収し得る状態でより多
くの使用済燃料集合体４４を収容することができる。よ
って従来のように残留熱の大きい燃料集合体４４のみを
貯蔵するのではなく残留熱の小さい燃料集合体４４をも
貯蔵することができ、原子炉外の燃料貯蔵装置の簡素化
を図ることができる。

（２）また燃料集合体４４は支持板５２と中間支持板１
０１との２箇所にて支持される構成であるので、構造健
全性および耐震性の点でも何等問題はない。

（３）さらに中間パット４７の挿入面１０６と中間支持
板貫通孔１０３の接触面１０５どの相互作用により中間
パット４７と中間支持板貫通孔１０３との偏差を自動的
に修正することができるとともに、燃料取扱ＦＭ３１に
よって燃料集合体４４を回転させることもできるので、
使用済の燃料集合体４４を確実に装着することができる
。

「発明の効果」 以上詳述したように本発明による炉内燃料貯蔵装置によ
ると、スウェリング等により変形した使用済燃料集合体
を燃料貯蔵装置としての機能を十分に備えた状態でより
多く収容することができ、原子炉外の燃料冷却貯蔵設備
の小径化を図ることができ、プラントの簡素化を図る上
で極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す図で、第
１図は炉内燃料貯蔵装置の要部を示す断面図、第２図は
炉内燃料貯蔵装置の一部平面図、第３図乃至第５図は従
来例を示す図で、第３図はタンク型高速増殖炉の縦断面
図、第４図は第３図の一部を詳細に示す断面図、第５図
は第３図の一部を詳細に示す断面図である。 １・・・原子炉容器、３・・・炉心、５２・・・支持板
、１゛　　　　１０１・・・中間支持板、１０２・・・
支持板貫通孔、１０３・・・中間支持板貫通孔。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１　図 第２図 第３図 ２ｚ 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子炉容器内の炉心外周に配置され使用済の燃料
   集合体を収容する炉内燃料貯蔵装置において、上記燃料
   集合体を下端で支持し燃料集合体の下端のエントランス
   ノズルが貫通する支持板貫通孔を燃料集合体を最も密な
   状態で配列させるに要するピッチより若干大きなピッチ
   で形成した支持板と、上記支持板貫通孔に対応して同ピ
   ッチで形成された中間支持板貫通孔を有しこの中間支持
   板貫通孔に上記燃料集合体の中間パットを挿入させた状
   態で支持する中間支持板とを具備したことを特徴とする
   炉内燃料貯蔵装置。
2. （２）上記中間支持板貫通孔の上端縁には、面取加工が
   施されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の炉内燃料貯蔵装置。