JPS63153492A

JPS63153492A - 原子炉

Info

Publication number: JPS63153492A
Application number: JP61176842A
Authority: JP
Inventors: ルイ、プラダル; ジエラール、シアレルリ
Original assignee: Fragema
Current assignee: Fragema
Priority date: 1985-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1988-06-25
Also published as: FR2585499A1; DE3625022A1; FR2585499B1; US4746488A

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】この発明は、炉心内を上方に流れる冷却材が燃料集合体
に及ぼす力の作用を受けてこの燃料集合体が持揚がり離
れようとするのを防止するための水圧抑え付装置に関す
るものである。この抑え付装置は、下方に向は燃料集合
体に作用させると共に冷却材が炉心又は少くともその一
部を通過する際この冷却材によって起される圧力降下に
基づく力に逆らうようにした水圧力の出現をもたらすよ
うに計画しである。この装置は、軽水冷却兼減速原子炉
でその組立てにハウジンを用いない場合に特に重要な利
用価値が認められる。

更に詳細に述べると、この発明は、原子炉内の燃料集合
体を水圧で抑え付ける装置に関するものであって、下部
炉心支持プレートと、このプレートに当たるフット材を
持つフレームによって正常位置に保持された１束の部材
から成るノ・ウジング無しの燃料集合体と、冷却材をプ
レートの下方に持ちきたし且つ炉心を通って流れた冷却
材を炉心の上方に位置する冷却材集収装置内に集める装
置とを備えており、更に各集合体のフット材には、プレ
ートの下のスペースに連結され、集合体の流れセクショ
ンよりも小さなセクションを持ち、フット材の環状領域
の集収装置に連結した下面によって限定シたスペースに
よって取囲まれた冷却材取入中心通路を持たせるように
したものである。

米国特許第４，１７４，２５７号明細書には簡単な下部
炉心プレートを持つこの種の装置についての記載がある
。下方に向く圧力を創り出すためにはフット材は案内管
によって炉心上部に位置する領域と連通状態に置いた環
状空所を形成しなげればならない。このような配置は多
くの欠点を持っている。即ち、室内に優勢である圧力は
、案内管を通って流れる間にオリフィスを貫く水によっ
て受ける圧力損失に極めて多く依存する。この圧力降下
は、制御棒が炉心の外にある場合は極めて小さいが、炉
心内にある場合は極めて大きくなる。従って水圧抑え付
方を制御棒が挿入されている場合充分な状態にとどめて
おくためには、制御棒が炉心外に在る場合案内管を通し
て極めて高い流量を持つことが必要である。さてこの高
い流量は炉心を短絡させ、炉心の出口で温度を下げ、熱
効率を著しく減少させる。

この発明の目的は、改良された抑え付装置、特に集合体
の周を通過している場合流量の変動を少くする点に於て
改良された装置を提供するにある。

このためにこの装置は上述のような型式の装置を提供す
るものであって、この場合その支持プレートが内部体積
を形成するベッドプレートを形成し又各集合体と組合わ
された前記スペースはベッドプレートの体積に連結され
る。

簡単な解答は、炉心から前記スペースを通ってベッドプ
レートの内部体積の方へ著しい圧力降下を持つ漏洩路を
創成することにある。

このより低い方の圧力は、特に、炉心以上の冷却材集収
装置内に於て支配的である圧力であればよい。そうする
と、冷却材集収装置をベッドプレートの内部に連結すれ
ば充分である。

以下この発明をその実施例に基づき添付図を用いて詳細
に説明する。

現在広く使用している圧力水型原子炉の構造に類似する
一般構造を備えた原子炉に組込んだ状態に於て、この抑
え付装置を説明することとする。

このようなＰＷＨの記載は、例えば１９８４年１０月バ
リーフランス発送電会社（ＥＤＦ　）発行のパンフレッ
トＣｅｎｔｒａｌｅｓ　Ｎｕｃｌｉａｉｒｅｓ　ＥＤＦ
　ｄｅ　ｉ　３［１［］ＭＷｅに見られる。

第１図に、原子炉の冷却材及び減速材を形成する軽水の
圧力に耐える原子炉容器１０の一部を示す。この容器内
に置いたケーシング１２により、管路１４を通って到達
する下向きの水の流れを炉心を通る上昇流れから分離す
る。この流れを矢印ｆＯで示す。　ケーシング１２に固
着した炉心下部プレート１６で燃料集合体１８を支える
が、図には１つの集合体だけ示しである。各燃料集合体
は上端ピース２０、フット材２２を備えた下端ピース、
上下両端ピースを連結させる引張棒２４、及びこの引張
棒２４に沿い相互に隔てたグリッド２６によって形成し
たフレームを備えている。燃料集合体１８には、更に規
則正しい格子の節点に於て互に隔てた１束の燃料棒２８
を備え、若干の節点は引張棒２４によって占領されるよ
うにする。

燃料棒２８は、グリッド２６によって正常位置に保持す
る。冷却材はフット材２２を通って集合体に入り、上端
ピース２０を通って集合体から出る。

冷却材はプレナムに集められ、出口管（図示してない）
を通って原子炉容器１０を去る。

燃料集合体を通過する際、管路１４を通って圧力Ｐ１で
原子炉内に供給された冷却材は、水頭損失を受けこのた
め圧力は収集装置又はゾレナム内に於て低い値Ｐ２に下
がる。

上述の装置は従来型のものである。併し、フット材装置
の構造は従来のＰＷＨの燃料集合体の構造とは全く異る
。水圧抑え付力を生じさせるため、この発明による抑え
付装置は、集合体内で優勢である圧力よりも小さい圧力
状態にある低圧領域がフット材の下方に出現するように
しなければならない。集合体が外径ｄ１の管を通して軸
線方向にフィードされ又フット材が直径ｄ２の円で区切
った領域に亘って低圧にさらされていたとすれば、水圧
抑え付力は、直径がそれぞれｄｌ及びｄ２の円によって
区切られた角度付領域上に及ぶのがせいぜいであって、
せいぜい（Ｐｌ　−”Ｏ）　４　（ｄ２−ｄｌ）　　に
等しい（ＰＯは得られる減少圧力である）。

以下述べる実施例では、圧力ウェルとして炉心下部プレ
ートを形成するベッドプレート１６を使用する。このた
めに、ベッドプレートにより取入れ圧力Ｐ１に比して低
い圧力ＰＯを持つ体積３０を形成する。この低い圧力を
得るための簡単な解答は、ボリューム即ち体積３０を冷
却材の出口集成装置に低い圧力降下を持つ環状スペース
即ち管路３２によって連結することにある。このような
状態のもとでは体積３０内の圧力ＰＯは圧力Ｐ２に近い
。環状スペース３２は、例えば、ケーシング１２と炉心
の形状を持つ分離壁３３との間に形成する。

フット材には、その側面に、環状光面の下にＰＯに近い
圧力が生ずるような形を持たせる。集合体の下部に於け
る圧力（Ｐｌに極めて近い）と体積３０内の圧力ＰＯと
の差がフット材に下向きの力を及ぼす。

この実施例では、このような結果は、相当大きな圧力降
下を持たせた（流量を制限するために）漏洩路を、冷却
材が実用上Ｐ１に等しい圧力になっている炉心の下部か
ら、体積３０の方に向って創成することによって達成さ
耗る。この場合圧力降下の主要部分はフット材の直径ｄ
２の環状領域の下方面によって形成され集合体の全セク
ションのうちの相当な部分を代表する圧力作用の有効セ
クションに対応するスペースの上流で起る。第１図に矢
印ｆ１で線図的に示す漏洩路ｆ１は、集合体フット材２
２とベッドプレート１６に永久的に固着したフィード装
置３４とによって規定しである。

構成部品を第６、第４図に示しである第２図の実施例で
は、高い圧力降下の漏洩路が二重になっている。フィー
ド装置３４には２個の同軸管を持たせる。内管３８は、
ベッドプレートの底板４０に固着され冷却材取入通路を
形成する。外管４２はベッドプレートの頂板４４に固着
されフット２２の支持材として働く。第３、第４図に示
す構造に於ては、スペーサを形成するソケット４６がベ
ッドプレートの底板及び頂板を連結する。内管３８及び
外管４２は底板４０及び頂板４４に直接には固定せず、
ソケット４６を通して固定する。

ソケット４６には穴４８を設け、これによりベッドプレ
ートの内部体積３０をソケット４６内に形成されスペー
ス５０内に出てくる通路４９と連通させる。

内管３８及びフット材２２の内部穴によって漏波路の第
１の脚を形成する。この郡内に於ける圧力降下は、受容
れ得る状態にとどまっている流量に対してＰｌ−ＰＱに
対応しなければならない。フット材２２をフィード装置
３６内で精密な心出しを必要とせずにこのような結果に
到達するために漏洩路がラビリンス内に一連の狭い部分
及び広い部分を提供するように、これらの部品の形状を
定める。このラビリンスは、フット材２２の穴をなめら
かにしておくと共に管内３８の上部部分に第２、第６図
に示すように都合よく非対称プロフィルを持つねじ山又
は周辺みぞを加工することによって、形成することがで
きる。

第２の漏洩路は、燃料集合体がフィード装置３６上に正
しく当っている場合には、閉じている。

この漏洩路は外管４２の内面とフット材の外面との間に
できる環状の隙間を備えている。この漏洩路は、又外管
４２のなめらかな内面とフット材の下方部分のねじ山付
外面とで形成したラビリンスを備え、形状が円筒形で直
径ｄ１を持ち集合体及びフット材の頂部の流れ部分の横
断面よりも可成り小さいセクションを形成する。

フット材２２は、外管４２の外径に近い直径の領域で外
管４２に当てる。このために、フット材２２には、円錐
台形表面５２に当てるようにした球状部５１を持たせる
。この球状部５１は、燃料棒２８の束の形状に相当する
多角形の形状を持つ端部ピース５４に連結領域によって
連結する。

球状部５１の円錐への衝合接触は、普通流体密にしてあ
り、外方ラビリンスからの漏洩流量を取消にするが、し
かしこれは集合体が僅か上がるような場合抑え付装置の
安定のため、又このような場合水圧抑え付力を保つため
に依然必要となっている。

２つの漏洩流れが体積３０内に集められ、次いで炉心の
出口へ低圧降下通路を通って持戻されることは理解され
よう。従って、フット材の下方に実際上Ｐｉ−ＰＱに等
しい圧力差が得られる。

内管３８は衝撃に対して保護するために外管４２０レベ
ル以下で終らせる。

この実施例は、フット材２２の構造が簡単で鍛造素材か
ら単一ピースとして機械加工することができるという利
点を持つ。フット材の長さは実際上最小になる。

水圧抑え付力を最大にすることを望むならば、第２、第
４図に示した例は第５図に示す実施例で置き換えればよ
い。第５図では、上述の例と対応する部品には同一参照
数字を付しであるが、外管４２は薄いスリーブから成り
、操作中相当な半径方向の力には耐えられない。従って
、内管３８には長い長さを持たせて、スリーブ４２から
上に向って突き出す必要がある。検査又は修理のため内
管３８への接近を容易にし亮いような場合には、２つの
管の互に直面する表面の完全な同軸組立てが必要であり
、それらの管が単一ピースの中になければこのような組
立てをすることは困難である。

その場合には、第６、第７図に、示す配置で採用する。

第６、第７図に於ても抑え付装置は燃料集合体フット材
２２及びフィード装置３４を持つ。漏洩路は反対方向の
流れを持つ２つのラビリンスを備えた単−脚を持つ。第
１のラビリンスは、フィード装置３４の頂部の直径の大
きいなめらかな穴とフィツト材２２の上部５６の外表面
に機械加工を施したねじ山とから成る。漏洩流れｆｌは
ラビリンスを通り、スペース５０及びソケット４６の穴
５８から逃げ、体積３０内に放出される。

第２の２ビリンスは、ソケット４６内のフィード装置３
４の直径よりも可成り小さい直径を持つ穴と、フット材
２２下部６０の機械加工したねじ山とで形成する。フッ
ト材２２の下部６０は、フィード装置３４と共にスペー
ス５０を形成する円錐台形連結表面によってフット材２
２の上部５６に連結する。

フィード装置３４の円筒部分の内部表面はなめらかであ
るので、硬度を高くするため、例えばステライトで被覆
することによって処理することができる。みぞ或いはね
じ山は、フット材上に、即ち燃料集合体と共に除かれ従
って容易に検査及び修理を行なうことのできる部分上に
、形成する。

フット材は又この場合も簡単であり、鍛造素材から形成
することができる。更に、フィード装置３４は、第６、
第７図に示しであるように複数のピースではなく、単一
ピースとして容易に形成することもできる。

以上この発明を添付図面を用い実施例に基づいて詳細に
説明したが、これらの実施例は、この発明の精神を逸脱
することなく、種々の変化変型をなし得ることは云うま
でもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉のベッドプレート及びこのベッドプレー
トに嘔付けた燃料集合体を示す概略側面ダイヤグラムで
ベッドプレート内に於けるフット材の取付は及び抑え付
は力を決めるために働き始めるパラメータを示すもの、
第２図は燃料集合体の軸線を通る平面による立面切断ダ
イヤグラム、第６図は第４図と共にこの発明の第１の実
施例の垂直平面による立面切断図、第５図は変型実施例
の第６図と類似の立面切断図、第６図、第７図は更に別
の実施例の第６、第４図と類似の立面切断図である。１０・・・原子炉（圧力）容器、１２・・・ケーシング
、１４・・・管路、１６・・・炉心下部プレート、ベッ
ドプレート、１８・・・燃料集合体、２０・・・１８の
上端ピース、２２・・・１８の下端ピース、フット材、
２４・・・引張棒、２６・・・グリッド、２８・・・燃
料棒、３０・・・（内部）体（容）積、３２・・・環状
スペース、管路、３３・・・分離壁、３４．３６・・・
フィード装置、３８・・・内管、４０・・・１６の底板
、４２・・・外管（スリーブ）、４４・・・１６の頂板
、４６・・・ソケット、４８・・・穴、４９・・・通路
、５０・・・スペース、５１・・・２２の球状部、５２
・・・３４．３６の円錐台形面、５４・・・端部ピース
、５６・・・２２の上部、５８・・・穴、　　　６０・
・・２２の下部。手続補正書（方式）昭和６３年　１月２１日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（イ）圧力容器と、（ロ）この圧力容器に入れた
炉心と、（ハ）この炉心を支えるベッドプレートであつ
て、このベッドプレート及び炉心を横切りこの炉心の上
方に位置する出口プレナム内に至る冷却材の上向きの流
れ用に配置したベッドプレートとを備え前記炉心に複数
の燃料集合体、即ち前記ベッドプレートに係合させ且つ
この燃料集合体内への冷却材入口を形成させるようにし
た下端ピースと、上端ピースと、これらの下端及び上端
両ピースを連結する引張棒とを備えた構造物で支えた燃
料棒の束を持つ、ハウジングを欠く燃料集合体を持たせ
るようにした原子炉に於て、ベッドプレートによりこの
ベッドプレート下の冷却材圧力よりも低い圧力の冷却材
を容れる内方体積を形成し、各燃料集合体の下端ピース
に前記ベッドプレート上方の燃料集合体の横断面積より
も小さい横断面積を持ち前記ベッドプレートと協力して
前記炉心内への冷却材の流れ用の通路を形成する下部延
長部を持たせ、この延長部を前記内方体積と連通し前記
下端ピースの下方に面する外表面によつて形成した環状
室で取囲むようにして成る原子炉。
（２）炉心の下方部分から各室を経て体積に至る冷却材
流れ用の冷却材漏洩路を持たせて成る特許請求の範囲第
（１）項記載の原子炉。
（３）冷却材の流れ用通路を燃料集合体のそれぞれの１
つに軸線方向に位置させ、冷却材漏洩路に、下端ピース
の管との衝合よりも下方にある下端ピースのセクション
によつて、ベッドプレート端部に固く連結した管の半径
方向の内部表面によつて形成したラビリンスを持たせ、
前記半径方向の内部表面に前記通路の横断流れよりもず
つと大きい水平の横断面積を持たせ前記ラビリンスを室
内に開くようにして成る特許請求の範囲第（２）項記載
の原子炉。
（４）漏洩路に、下端ピースの内方円筒形表面とベッド
プレートに固着し下端ピース内に突出させた内管の一部
とで形成した第２の脚を持たせて成る特許請求の範囲第
（３）項記載の原子炉。
（５）漏洩路に、ベッドプレートを横切るスリーブ内に
突出た下端ピース延長部と、スリーブのなめらかな内表
面とで形成した第２の脚を持たせて成る特許請求の範囲
第（３）項記載の原子炉。
（６）ラビリンスを、円筒形のなめらかな表面と、周辺
みぞ又はヘリカルねじ山とで形成して成る特許請求の範
囲第（３）項記載の原子炉。