JP3098888B2 - 原子炉炉心下部構造及び制御棒案内機構並びに沸騰水型原子炉 - Google Patents
原子炉炉心下部構造及び制御棒案内機構並びに沸騰水型原子炉Info
- Publication number
- JP3098888B2 JP3098888B2 JP05102904A JP10290493A JP3098888B2 JP 3098888 B2 JP3098888 B2 JP 3098888B2 JP 05102904 A JP05102904 A JP 05102904A JP 10290493 A JP10290493 A JP 10290493A JP 3098888 B2 JP3098888 B2 JP 3098888B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- separator
- drive mechanism
- guide tube
- reactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水型原子炉に係わ
り、特に、冷却材案内管を有する原子炉において制御棒
の円滑・正常な動作を保障することができる原子炉炉心
下部構造及び制御棒案内機構並びに沸騰水型原子炉を提
供することである。
り、特に、冷却材案内管を有する原子炉において制御棒
の円滑・正常な動作を保障することができる原子炉炉心
下部構造及び制御棒案内機構並びに沸騰水型原子炉を提
供することである。
【0002】
【従来の技術】従来技術における沸騰水型原子炉の全体
構造の一例を図4に示す。図4において、沸騰水型原子
炉は、原子炉圧力容器101と、原子炉圧力容器101
内に多数配置された燃料集合体103と、燃料集合体1
03を囲うように配置されるシュラウド102と、上部
格子板104と下部格子105との間の領域からなる炉
心106とを有する。
構造の一例を図4に示す。図4において、沸騰水型原子
炉は、原子炉圧力容器101と、原子炉圧力容器101
内に多数配置された燃料集合体103と、燃料集合体1
03を囲うように配置されるシュラウド102と、上部
格子板104と下部格子105との間の領域からなる炉
心106とを有する。
【0003】原子炉圧力容器101の内壁面とシュラウ
ド102との間の環状流路110を流下してきた冷却材
は、インターナルポンプ111によって下部格子105
より下の領域である下部プレナム107に圧送される。
この下部プレナム107には、燃料集合体103に挿入
される制御棒を駆動する制御棒駆動機構(図示せず)を
収納する制御棒駆動機構ハウジング108が原子炉圧力
容器101の底板を貫通して設けられ、また制御棒駆動
機構ハウジング108の上部には制御棒の挿入・引抜き
時においてガイドとなる制御棒案内管109が取り付け
られている。
ド102との間の環状流路110を流下してきた冷却材
は、インターナルポンプ111によって下部格子105
より下の領域である下部プレナム107に圧送される。
この下部プレナム107には、燃料集合体103に挿入
される制御棒を駆動する制御棒駆動機構(図示せず)を
収納する制御棒駆動機構ハウジング108が原子炉圧力
容器101の底板を貫通して設けられ、また制御棒駆動
機構ハウジング108の上部には制御棒の挿入・引抜き
時においてガイドとなる制御棒案内管109が取り付け
られている。
【0004】制御棒及び制御棒案内管の構造を図5に示
す。図5はこれらの十字型の制御棒ブレードと45゜方
向(後述の図6におけるV−V断面)の縦断面図であ
る。図5において、制御棒案内管109は、原子炉圧力
容器101の底板に溶接された制御棒駆動機構ハウジン
グ108の上に制御棒案内管109が直立して嵌め込ま
れ、さらに制御棒案内管109の頂部には燃料集合体1
03が4個載置される燃料支持金具112が嵌め込まれ
ている。すなわち燃料集合体103の重量は、燃料支持
金具112、制御棒案内管109、制御棒駆動ハウジン
グ108を介して最終的には原子炉圧力容器1の底板に
支持される構造となっている。また下部格子105は制
御棒案内管109の頂部の横振れを防止する。
す。図5はこれらの十字型の制御棒ブレードと45゜方
向(後述の図6におけるV−V断面)の縦断面図であ
る。図5において、制御棒案内管109は、原子炉圧力
容器101の底板に溶接された制御棒駆動機構ハウジン
グ108の上に制御棒案内管109が直立して嵌め込ま
れ、さらに制御棒案内管109の頂部には燃料集合体1
03が4個載置される燃料支持金具112が嵌め込まれ
ている。すなわち燃料集合体103の重量は、燃料支持
金具112、制御棒案内管109、制御棒駆動ハウジン
グ108を介して最終的には原子炉圧力容器1の底板に
支持される構造となっている。また下部格子105は制
御棒案内管109の頂部の横振れを防止する。
【0005】制御棒113は制御棒案内管109に内蔵
され、制御棒駆動機構ハウジング108内に収納されて
いるロッド117の先端に設けられたカップリング部1
15と連結されている。カップリング部115は滑節支
持となっており、制御棒113とロッド117との回転
方向のずれを必要量許容可能である。また制御棒113
の中心軸とロッド117の中心軸との微小なずれは、ロ
ッド117のフレキシビリティにより吸収可能な構造と
なっている。また制御棒113は、下部には制御棒案内
管109との摺動抵抗を低減させるための制御棒ガイド
ローラ114を有し、これが制御棒案内管109の内面
に接触することにより円滑に挿入・引抜きができるよう
図られている。すなわち、制御棒ロッド117が上方へ
移動すると、制御棒113は制御棒案内管109にガイ
ドされつつ上昇し、燃料支持金具112の切欠き部11
2Aを貫通して炉心106内に配置された燃料集合体1
03の間に挿入される。この制御棒113の中性子吸収
能力は使用時間によって低下するので、決められた値ま
で吸収能力が低下すると交換される。このときは、交換
する制御棒113の制御棒案内管109に乗っている4
体の燃料集合体103及び燃料支持金具112を吊りあ
げて取り除いた後、カップリング部115を切離した制
御棒113を吊りあげて取り除き交換を行う。
され、制御棒駆動機構ハウジング108内に収納されて
いるロッド117の先端に設けられたカップリング部1
15と連結されている。カップリング部115は滑節支
持となっており、制御棒113とロッド117との回転
方向のずれを必要量許容可能である。また制御棒113
の中心軸とロッド117の中心軸との微小なずれは、ロ
ッド117のフレキシビリティにより吸収可能な構造と
なっている。また制御棒113は、下部には制御棒案内
管109との摺動抵抗を低減させるための制御棒ガイド
ローラ114を有し、これが制御棒案内管109の内面
に接触することにより円滑に挿入・引抜きができるよう
図られている。すなわち、制御棒ロッド117が上方へ
移動すると、制御棒113は制御棒案内管109にガイ
ドされつつ上昇し、燃料支持金具112の切欠き部11
2Aを貫通して炉心106内に配置された燃料集合体1
03の間に挿入される。この制御棒113の中性子吸収
能力は使用時間によって低下するので、決められた値ま
で吸収能力が低下すると交換される。このときは、交換
する制御棒113の制御棒案内管109に乗っている4
体の燃料集合体103及び燃料支持金具112を吊りあ
げて取り除いた後、カップリング部115を切離した制
御棒113を吊りあげて取り除き交換を行う。
【0006】また、冷却水は、制御棒案内管109の外
側を上昇し、制御棒案内管109の上端近くの側壁に設
けたオリフィス118から燃料支持金具112に入り、
燃料支持金具112内の流路116から燃料集合体10
3に導かれて加熱される。
側を上昇し、制御棒案内管109の上端近くの側壁に設
けたオリフィス118から燃料支持金具112に入り、
燃料支持金具112内の流路116から燃料集合体10
3に導かれて加熱される。
【0007】制御棒113及び制御棒案内管109並び
に燃料集合体103の横断面を図6に示す。図6は図5
に示した制御棒113及び燃料集合体103のVI−VI断
面図である。すなわち、図6の左半面は燃料支持金具1
12における断面を示し、右半面は燃料集合体103下
部における断面を示している。図6の左半面において、
十字型の制御棒113は円形の制御棒案内管109にひ
とつづつ収納されており、燃料集合体103に冷却材を
導く燃料支持金具112の4つの流路116に囲われて
形成される略十字型のスリット112Bを貫通して炉心
へ挿入され、図6の右半面において4つの燃料集合体1
03の間隙に挿入される構造である。
に燃料集合体103の横断面を図6に示す。図6は図5
に示した制御棒113及び燃料集合体103のVI−VI断
面図である。すなわち、図6の左半面は燃料支持金具1
12における断面を示し、右半面は燃料集合体103下
部における断面を示している。図6の左半面において、
十字型の制御棒113は円形の制御棒案内管109にひ
とつづつ収納されており、燃料集合体103に冷却材を
導く燃料支持金具112の4つの流路116に囲われて
形成される略十字型のスリット112Bを貫通して炉心
へ挿入され、図6の右半面において4つの燃料集合体1
03の間隙に挿入される構造である。
【0008】図5において、制御棒113のうち制御棒
案内管109の中にある部分は発熱量が少ないので、制
御棒案内管109の中には冷却材をほとんど流さない。
すなわち、冷却材の流れは制御棒案内管109の外側を
上昇し、90度流れ方向を変えてオリフィス118から
燃料支持金具112内に入り、燃料支持金具112内で
さらに90度流れ方向を変えて上昇流となる。このとき
のオリフィス118は燃料集合体103ごとの冷却材分
配量を安定化する役割を果たすが、その一方で絞りによ
る圧力損失をもたらす。また燃料支持金具112内の上
昇流は、片側に偏って拡大した形状の流路116を流れ
るのでこれによる圧力損失も大きい。これによって燃料
支持金具112から燃料集合体103の入口までの圧力
損失は、燃料集合体103内の圧力損失よりはるかに大
きくなっている。このことは、燃料集合体103内の二
相流安定性が維持されるという効果がある一方で、イン
タ−ナルポンプ111には大きな吐出圧が要求されるこ
ととなる。
案内管109の中にある部分は発熱量が少ないので、制
御棒案内管109の中には冷却材をほとんど流さない。
すなわち、冷却材の流れは制御棒案内管109の外側を
上昇し、90度流れ方向を変えてオリフィス118から
燃料支持金具112内に入り、燃料支持金具112内で
さらに90度流れ方向を変えて上昇流となる。このとき
のオリフィス118は燃料集合体103ごとの冷却材分
配量を安定化する役割を果たすが、その一方で絞りによ
る圧力損失をもたらす。また燃料支持金具112内の上
昇流は、片側に偏って拡大した形状の流路116を流れ
るのでこれによる圧力損失も大きい。これによって燃料
支持金具112から燃料集合体103の入口までの圧力
損失は、燃料集合体103内の圧力損失よりはるかに大
きくなっている。このことは、燃料集合体103内の二
相流安定性が維持されるという効果がある一方で、イン
タ−ナルポンプ111には大きな吐出圧が要求されるこ
ととなる。
【0009】またインタ−ナルポンプ111が万一トリ
ップした場合、炉心の流量低下に比べて熱流束の低下が
遅いので、核沸騰から膜沸騰に遷移する出力(限界出
力)を運転出力で割った値である限界出力比(以下、C
PRと表示する。CPRは大きい方が安全である。)の
余裕が一時的に小さくなるおそれがある。
ップした場合、炉心の流量低下に比べて熱流束の低下が
遅いので、核沸騰から膜沸騰に遷移する出力(限界出
力)を運転出力で割った値である限界出力比(以下、C
PRと表示する。CPRは大きい方が安全である。)の
余裕が一時的に小さくなるおそれがある。
【0010】ところで、沸騰水型原子炉の炉心において
燃料集合体と制御棒とを大型化し、炉心のウラン量に対
する水量の比率を適正化して燃料の高燃焼化し、経済性
の向上を図る構成が特開昭63-73192号公報や特開昭63-2
61192号公報において提唱されている。この公知技術に
よる炉心の平面図を図7に示す。図7において、炉心
は、燃料集合体203の4辺に制御棒213が接する配
置となっている。このような大型化・高燃焼化が図られ
た炉心に対して、1つの制御棒案内管109が4つの燃
料集合体103を支持する上記従来技術(図8)と同じ
構造を適用しようとしても、隣り合う制御棒案内管10
9同士が干渉することになって適用できない(図9)。
燃料集合体と制御棒とを大型化し、炉心のウラン量に対
する水量の比率を適正化して燃料の高燃焼化し、経済性
の向上を図る構成が特開昭63-73192号公報や特開昭63-2
61192号公報において提唱されている。この公知技術に
よる炉心の平面図を図7に示す。図7において、炉心
は、燃料集合体203の4辺に制御棒213が接する配
置となっている。このような大型化・高燃焼化が図られ
た炉心に対して、1つの制御棒案内管109が4つの燃
料集合体103を支持する上記従来技術(図8)と同じ
構造を適用しようとしても、隣り合う制御棒案内管10
9同士が干渉することになって適用できない(図9)。
【0011】そこで、この問題を解決すべく、例えば十
字型或いはそれに近い形状の制御棒案内管309を有す
る炉心構成が提唱されている(図10)。この構成によ
れば制御棒案内管309同士の干渉を避けることができ
る。しかし、このように十字型にかつ長い軸方向に精度
良く制御棒案内管309を製作することは容易ではなく
コストの増大を招くという難点があった。
字型或いはそれに近い形状の制御棒案内管309を有す
る炉心構成が提唱されている(図10)。この構成によ
れば制御棒案内管309同士の干渉を避けることができ
る。しかし、このように十字型にかつ長い軸方向に精度
良く制御棒案内管309を製作することは容易ではなく
コストの増大を招くという難点があった。
【0012】そこでさらにこの問題点を解決するべく、
原子力工業第38巻11号(1992)記載の構造が提
唱されている。これを図11に示す。すなわち、1つの
燃料集合体403に対して、制御棒駆動機構ハウジング
408の上部で支える隔離板426と隔離板426との
上に直立し外周がシュラウドに接する1つの冷却材案内
管428を設け、燃料集合体403の自重を支持すると
ともに、冷却材を燃料集合体403に導く流路を確保す
るものである。
原子力工業第38巻11号(1992)記載の構造が提
唱されている。これを図11に示す。すなわち、1つの
燃料集合体403に対して、制御棒駆動機構ハウジング
408の上部で支える隔離板426と隔離板426との
上に直立し外周がシュラウドに接する1つの冷却材案内
管428を設け、燃料集合体403の自重を支持すると
ともに、冷却材を燃料集合体403に導く流路を確保す
るものである。
【0013】上記構造によれば、燃料集合体1体に1本
の冷却材案内管428が対応する構成であるので、図7
に示した炉心配置にも使用できる。また、冷却材案内管
428は流路面積に対してその長さが長く冷却材の流速
が大きくなるので、冷却材の慣性が大きくなって流量変
化が起こりにくく、二相流安定性も確保される。すなわ
ち、制御棒案内管を設けた場合よりも圧力損失を小さく
しつつ二相流安定性が維持され、またポンプトリップ時
の限界出力比(CPR)の一時的低下を防止することが
できる。
の冷却材案内管428が対応する構成であるので、図7
に示した炉心配置にも使用できる。また、冷却材案内管
428は流路面積に対してその長さが長く冷却材の流速
が大きくなるので、冷却材の慣性が大きくなって流量変
化が起こりにくく、二相流安定性も確保される。すなわ
ち、制御棒案内管を設けた場合よりも圧力損失を小さく
しつつ二相流安定性が維持され、またポンプトリップ時
の限界出力比(CPR)の一時的低下を防止することが
できる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記公知
技術には、以下の課題が存在する。図11の構造におい
ては、制御棒駆動機構ハウジング408は原子炉圧力容
器401の下部に約200本林立しており、燃料集合体
403の荷重が冷却材案内管428及び隔離板426を
介してこれらの制御棒駆動機構ハウジング408に負荷
される。このとき、燃料集合体403の荷重が隔離板4
26に加わることによって隔離板426が変形し、これ
により制御棒駆動機構ハウジング408と一様に接触
し、燃料集合体403の荷重は制御棒駆動機構ハウジン
グ408に平均的に分散して負荷される構造である。
技術には、以下の課題が存在する。図11の構造におい
ては、制御棒駆動機構ハウジング408は原子炉圧力容
器401の下部に約200本林立しており、燃料集合体
403の荷重が冷却材案内管428及び隔離板426を
介してこれらの制御棒駆動機構ハウジング408に負荷
される。このとき、燃料集合体403の荷重が隔離板4
26に加わることによって隔離板426が変形し、これ
により制御棒駆動機構ハウジング408と一様に接触
し、燃料集合体403の荷重は制御棒駆動機構ハウジン
グ408に平均的に分散して負荷される構造である。
【0015】しかしながら、隔離板426には水平方向
に熱応力が加わるので必ずしも期待するような変形が得
られるとは限らないので、燃料集合体403の荷重が分
散して負荷されずに、例えば、多数本の燃料集合体40
3及びその下部の隔離板426の荷重がある1本の制御
棒駆動機構ハウジング408に集中して負荷されると、
制御棒駆動機構ハウジング408は座屈し変形するおそ
れがある。したがってかかる場合には制御棒413の円
滑・正常な動作が阻害されるおそれがある。
に熱応力が加わるので必ずしも期待するような変形が得
られるとは限らないので、燃料集合体403の荷重が分
散して負荷されずに、例えば、多数本の燃料集合体40
3及びその下部の隔離板426の荷重がある1本の制御
棒駆動機構ハウジング408に集中して負荷されると、
制御棒駆動機構ハウジング408は座屈し変形するおそ
れがある。したがってかかる場合には制御棒413の円
滑・正常な動作が阻害されるおそれがある。
【0016】また、制御棒案内管を有する図5に示した
従来の構造においては、制御棒ガイドローラが制御棒案
内管109の内面に接触することにより制御棒113の
円滑な挿入・引抜きを確保していたが、図11の構造に
おいては制御棒案内管が削除されるので、なんらの手当
をしなければ円滑な挿入・引抜きが確保されず、制御棒
413の正常な動作が阻害されるおそれがある。すなわ
ち、原子炉スクラム等急激に制御棒413を炉心に挿入
しようとした場合に制御棒413が円滑に挿入されない
と、制御棒ロッド417と制御棒413とを接続するピ
ン結合のカップリング部415に過大な力がかかりカッ
プリング部は415変形して折れ曲がってしまう。
従来の構造においては、制御棒ガイドローラが制御棒案
内管109の内面に接触することにより制御棒113の
円滑な挿入・引抜きを確保していたが、図11の構造に
おいては制御棒案内管が削除されるので、なんらの手当
をしなければ円滑な挿入・引抜きが確保されず、制御棒
413の正常な動作が阻害されるおそれがある。すなわ
ち、原子炉スクラム等急激に制御棒413を炉心に挿入
しようとした場合に制御棒413が円滑に挿入されない
と、制御棒ロッド417と制御棒413とを接続するピ
ン結合のカップリング部415に過大な力がかかりカッ
プリング部は415変形して折れ曲がってしまう。
【0017】本発明の目的は、コストを増大させること
なく燃料集合体及び制御棒の大型化・高燃焼化を図るこ
とができ、かつ制御棒の円滑・正常な動作を保障するこ
とができる原子炉炉心下部構造及び制御棒案内機構並び
に沸騰水型原子炉を提供することである。
なく燃料集合体及び制御棒の大型化・高燃焼化を図るこ
とができ、かつ制御棒の円滑・正常な動作を保障するこ
とができる原子炉炉心下部構造及び制御棒案内機構並び
に沸騰水型原子炉を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、原子炉圧力容器内の炉心に配置さ
れる燃料集合体と、前記燃料集合体の燃焼制御を行う制
御棒と、前記制御棒を駆動して炉心に挿入する制御棒駆
動機構と、前記制御棒駆動機構の上に嵌め込んで設けら
れる隔離板と、前記隔離板の上に直立して設けられ前記
燃料集合体を支持するとともに冷却材を供給する冷却材
案内管とを有する沸騰水型原子炉の原子炉炉心下部構造
において、前記隔離板は、少なくとも1個の前記冷却材
案内管を載置する複数個の隔離板部材に分割された構造
であることを特徴とする原子炉炉心下部構造が提供され
る。
に、本発明によれば、原子炉圧力容器内の炉心に配置さ
れる燃料集合体と、前記燃料集合体の燃焼制御を行う制
御棒と、前記制御棒を駆動して炉心に挿入する制御棒駆
動機構と、前記制御棒駆動機構の上に嵌め込んで設けら
れる隔離板と、前記隔離板の上に直立して設けられ前記
燃料集合体を支持するとともに冷却材を供給する冷却材
案内管とを有する沸騰水型原子炉の原子炉炉心下部構造
において、前記隔離板は、少なくとも1個の前記冷却材
案内管を載置する複数個の隔離板部材に分割された構造
であることを特徴とする原子炉炉心下部構造が提供され
る。
【0019】好ましくは、前記原子炉炉心下部構造にお
いて、前記隔離板は前記制御棒駆動機構と同数の前記隔
離板部材に分割され、かつ該隔離板部材はその中心部に
おいて1つの前記制御棒駆動機構に嵌め込まれ支持され
ることを特徴とする原子炉炉心下部構造が提供される。
いて、前記隔離板は前記制御棒駆動機構と同数の前記隔
離板部材に分割され、かつ該隔離板部材はその中心部に
おいて1つの前記制御棒駆動機構に嵌め込まれ支持され
ることを特徴とする原子炉炉心下部構造が提供される。
【0020】また好ましくは、前記原子炉炉心下部構造
において、前記隔離板部材は、前記制御棒駆動機構に嵌
め込まれた中心部を挟んで対向する位置にそれぞれL字
型断面の端面を有することを特徴とする原子炉炉心下部
構造が提供される。
において、前記隔離板部材は、前記制御棒駆動機構に嵌
め込まれた中心部を挟んで対向する位置にそれぞれL字
型断面の端面を有することを特徴とする原子炉炉心下部
構造が提供される。
【0021】さらに好ましくは、前記原子炉炉心下部構
造において、前記隔離板部材は、前記制御棒駆動機構に
嵌め込まれた中心部を挟んで対向する位置にそれぞれ逆
L字型断面の端面を有することを特徴とする原子炉炉心
下部構造が提供される。
造において、前記隔離板部材は、前記制御棒駆動機構に
嵌め込まれた中心部を挟んで対向する位置にそれぞれ逆
L字型断面の端面を有することを特徴とする原子炉炉心
下部構造が提供される。
【0022】また好ましくは、前記原子炉炉心下部構造
において、前記隔離板部材は、前記制御棒駆動機構に嵌
め込まれた中心部の両側にそれぞれ1つずつの冷却材案
内管を載置することを特徴とする原子炉炉心下部構造が
提供される。
において、前記隔離板部材は、前記制御棒駆動機構に嵌
め込まれた中心部の両側にそれぞれ1つずつの冷却材案
内管を載置することを特徴とする原子炉炉心下部構造が
提供される。
【0023】さらに好ましくは、前記原子炉炉心下部構
造において、前記複数個の隔離板部材はすべて同一の形
状を有することを特徴とする原子炉炉心下部構造が提供
される。
造において、前記複数個の隔離板部材はすべて同一の形
状を有することを特徴とする原子炉炉心下部構造が提供
される。
【0024】また好ましくは、前記原子炉炉心下部構造
において、前記複数個の隔離板部材のすべての端面の形
状はL字型及び逆L字型のうちのひとつであり、かつ隣
り合う隔離板部材は、一方の隔離板部材のL字型断面の
端面の上に他方の隔離板部材の逆L字型断面の端面が載
置されて衝合される構造であることを特徴とする原子炉
炉心下部構造が提供される。
において、前記複数個の隔離板部材のすべての端面の形
状はL字型及び逆L字型のうちのひとつであり、かつ隣
り合う隔離板部材は、一方の隔離板部材のL字型断面の
端面の上に他方の隔離板部材の逆L字型断面の端面が載
置されて衝合される構造であることを特徴とする原子炉
炉心下部構造が提供される。
【0025】さらに上記目的を達成するために、本発明
によれば、原子炉圧力容器内の炉心に配置される燃料集
合体と、前記燃料集合体の燃焼制御を行う制御棒と、前
記制御棒を駆動して炉心に挿入する制御棒駆動機構と、
前記制御棒駆動機構の上に嵌め込んで設けられる隔離板
と、前記隔離板の上に直立して設けられ前記燃料集合体
を支持するとともに冷却材を供給する冷却材案内管とを
有する沸騰水型原子炉の制御棒案内機構において、前記
冷却材案内管に接して前記制御棒の回転方向の動きを拘
束しつつ該制御棒の軸方向の動きをガイドするガイド手
段を有することを特徴とする制御棒案内機構が提供され
る。
によれば、原子炉圧力容器内の炉心に配置される燃料集
合体と、前記燃料集合体の燃焼制御を行う制御棒と、前
記制御棒を駆動して炉心に挿入する制御棒駆動機構と、
前記制御棒駆動機構の上に嵌め込んで設けられる隔離板
と、前記隔離板の上に直立して設けられ前記燃料集合体
を支持するとともに冷却材を供給する冷却材案内管とを
有する沸騰水型原子炉の制御棒案内機構において、前記
冷却材案内管に接して前記制御棒の回転方向の動きを拘
束しつつ該制御棒の軸方向の動きをガイドするガイド手
段を有することを特徴とする制御棒案内機構が提供され
る。
【0026】好ましくは、前記制御棒案内機構におい
て、前記ガイド手段は、前記制御棒と前記制御棒駆動機
構のロッドとの中間に備えられた連結部材から伸びる突
起と、その突起の先端に取り付けられ前記冷却材案内管
に接する回転自在の回転体とを有することを特徴とする
制御棒案内機構が提供される。
て、前記ガイド手段は、前記制御棒と前記制御棒駆動機
構のロッドとの中間に備えられた連結部材から伸びる突
起と、その突起の先端に取り付けられ前記冷却材案内管
に接する回転自在の回転体とを有することを特徴とする
制御棒案内機構が提供される。
【0027】また好ましくは、前記制御棒案内機構にお
いて、前記冷却材案内管は、軸方向全長にわたって前記
ガイド手段により接触される凹みを設けたことを特徴と
する制御棒案内機構が提供される。
いて、前記冷却材案内管は、軸方向全長にわたって前記
ガイド手段により接触される凹みを設けたことを特徴と
する制御棒案内機構が提供される。
【0028】さらに上記目的を達成するために、上記原
子炉炉心下部構造を有する沸騰水型原子炉が提供され
る。
子炉炉心下部構造を有する沸騰水型原子炉が提供され
る。
【0029】
【作用】以上のように構成した本発明においては、制御
棒駆動機構の上に嵌め込んで設けられる隔離板が複数個
の隔離板部材に分割される構造であることにより、全燃
料集合体の荷重が冷却材案内管及び隔離板を通じてある
特定の制御棒駆動機構のハウジングに集中して負荷され
ることがない。よって過大な荷重の集中により制御棒駆
動機構ハウジングが座屈・変形することを防止できる。
棒駆動機構の上に嵌め込んで設けられる隔離板が複数個
の隔離板部材に分割される構造であることにより、全燃
料集合体の荷重が冷却材案内管及び隔離板を通じてある
特定の制御棒駆動機構のハウジングに集中して負荷され
ることがない。よって過大な荷重の集中により制御棒駆
動機構ハウジングが座屈・変形することを防止できる。
【0030】また、前記制御棒駆動機構と同数個の前記
隔離板部材がその中心部において1つの前記制御棒駆動
機構に支持されることにより、1つの制御棒駆動機構に
は1つの隔離板及びその上部の冷却材案内管及びさらに
上部の燃料集合体の荷重が負荷されるので、全燃料集合
体及び冷却材案内管の荷重はすべての制御棒駆動機構の
ハウジングにほぼ均等に分散されて分担される。よって
過大な荷重の集中によって特定の制御棒駆動機構ハウジ
ングが座屈・変形することを防止できる。さらに、前記
隔離板部材は中心部を挟んでL字型断面の端面を有する
ことにより、隣り合う隔離板部材からL字型断面の端面
に加わる力によって生じる中心部まわりのモーメントは
減殺され、隔離板部材における力のバランスが保たれ
る。よって隔離板全体における構造上の安定性が良好で
ある。また、前記隔離板部材は中心部を挟んで逆L字型
断面の端面を有することにより、隣り合う隔離板部材か
ら逆L字型断面の端面に加わる力によって生じる中心部
まわりのモーメントが減殺され、隔離板部材における力
のバランスが保たれる。よって隔離板全体における構造
上の安定性が良好である。さらに、前記隔離板部材は中
心部の両側にそれぞれ1つずつの冷却材案内管を載置す
ることにより、燃料集合体と制御棒の数の比は2:1で
あるので制御棒駆動機構ハウジング1本毎に独立して燃
料集合体2体分の荷重を均等に分担し支持できる。また
これら冷却材案内管の荷重による隔離板部材中心部まわ
りのモーメントが減殺され、1つの隔離板部材における
力のバランスが保たれる。よって隔離板全体における構
造上の安定性が良好である。また、前記複数個の隔離板
部材をすべて同一形状とすることにより、隔離板の構造
の簡易化を図って設計が容易となり、かつ大量生産が可
能となりコストの低減を図れる。さらに、隣り合う隔離
板部材はL字型断面の端面と逆L字型断面の端面とが衝
合される構造であることにより、隔離板部材どうしの間
には若干の隙間が設けられ、一部の冷却材がこの隙間か
ら燃料集合体外側のバイパス領域に漏洩してバイパス領
域におけるγ線発熱を冷却できる。
隔離板部材がその中心部において1つの前記制御棒駆動
機構に支持されることにより、1つの制御棒駆動機構に
は1つの隔離板及びその上部の冷却材案内管及びさらに
上部の燃料集合体の荷重が負荷されるので、全燃料集合
体及び冷却材案内管の荷重はすべての制御棒駆動機構の
ハウジングにほぼ均等に分散されて分担される。よって
過大な荷重の集中によって特定の制御棒駆動機構ハウジ
ングが座屈・変形することを防止できる。さらに、前記
隔離板部材は中心部を挟んでL字型断面の端面を有する
ことにより、隣り合う隔離板部材からL字型断面の端面
に加わる力によって生じる中心部まわりのモーメントは
減殺され、隔離板部材における力のバランスが保たれ
る。よって隔離板全体における構造上の安定性が良好で
ある。また、前記隔離板部材は中心部を挟んで逆L字型
断面の端面を有することにより、隣り合う隔離板部材か
ら逆L字型断面の端面に加わる力によって生じる中心部
まわりのモーメントが減殺され、隔離板部材における力
のバランスが保たれる。よって隔離板全体における構造
上の安定性が良好である。さらに、前記隔離板部材は中
心部の両側にそれぞれ1つずつの冷却材案内管を載置す
ることにより、燃料集合体と制御棒の数の比は2:1で
あるので制御棒駆動機構ハウジング1本毎に独立して燃
料集合体2体分の荷重を均等に分担し支持できる。また
これら冷却材案内管の荷重による隔離板部材中心部まわ
りのモーメントが減殺され、1つの隔離板部材における
力のバランスが保たれる。よって隔離板全体における構
造上の安定性が良好である。また、前記複数個の隔離板
部材をすべて同一形状とすることにより、隔離板の構造
の簡易化を図って設計が容易となり、かつ大量生産が可
能となりコストの低減を図れる。さらに、隣り合う隔離
板部材はL字型断面の端面と逆L字型断面の端面とが衝
合される構造であることにより、隔離板部材どうしの間
には若干の隙間が設けられ、一部の冷却材がこの隙間か
ら燃料集合体外側のバイパス領域に漏洩してバイパス領
域におけるγ線発熱を冷却できる。
【0031】また、本発明においては、ガイド手段が冷
却材案内管に接して制御棒の回転方向の動きを拘束しつ
つ冷却材案内管との摩擦を防止し制御棒の軸方向の動き
をガイドすることにより、制御棒の挿入・引き抜きにお
ける制御棒の円滑・正常な動作を保障する。
却材案内管に接して制御棒の回転方向の動きを拘束しつ
つ冷却材案内管との摩擦を防止し制御棒の軸方向の動き
をガイドすることにより、制御棒の挿入・引き抜きにお
ける制御棒の円滑・正常な動作を保障する。
【0032】さらに、前記ガイド手段が連結部材から伸
びる突起を有しその突起の先端に前記冷却材案内管に接
する回転自在の回転体を有することにより、突起の先端
の回転体が冷却材案内管に接触して制御棒の回転方向の
動きを拘束して横振れを防止しかつ回転体が回転して制
御棒の軸方向の動きをガイドし、円滑に制御棒の挿入・
引抜きを行うことができる。また、前記冷却材案内管の
軸方向全長にわたって凹みが設けられることにより、ガ
イド手段による制御棒の軸方向のさらなる円滑なガイド
を保障する。
びる突起を有しその突起の先端に前記冷却材案内管に接
する回転自在の回転体を有することにより、突起の先端
の回転体が冷却材案内管に接触して制御棒の回転方向の
動きを拘束して横振れを防止しかつ回転体が回転して制
御棒の軸方向の動きをガイドし、円滑に制御棒の挿入・
引抜きを行うことができる。また、前記冷却材案内管の
軸方向全長にわたって凹みが設けられることにより、ガ
イド手段による制御棒の軸方向のさらなる円滑なガイド
を保障する。
【0033】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図3により
説明する。本実施例は、本発明の炉心下部構造及び制御
棒案内機構を沸騰水型原子炉に適用した場合の実施例で
ある。本実施例の炉心下部構造及び制御棒案内機構の縦
断面を図1に示す。図1は、冷却材案内管方向(後述の
図2におけるI−I方向)の縦断面図である。図1に示
す炉心下部構造において、原子炉圧力容器1の底板に
は、頭部に段付部8aを有する制御棒駆動機構ハウジン
グ8が溶接されている。制御棒駆動機構ハウジング8の
段付部8aには外周がシュラウド(図4参照)に接する
隔離板26が嵌め込めれ容器底部流路27を形成してい
る。また隔離板26の上には冷却材案内管28が差し込
み・溶接等により直立して設けられ、その下端は容器底
部流路27に開口している。さらに冷却材案内管28の
上には格子板23と一体の燃料支持金具24が嵌めこま
れ、その上には1体の燃料集合体3が載置されいる。す
なわち、冷却材案内管28は燃料集合体3の真下に配置
され燃料集合体3の自重を支持する構造である。冷却材
は、容器底部流路27から冷却材案内管28に入り、上
昇流のまま燃料支持金具24を通過して燃料集合体3に
入る。
説明する。本実施例は、本発明の炉心下部構造及び制御
棒案内機構を沸騰水型原子炉に適用した場合の実施例で
ある。本実施例の炉心下部構造及び制御棒案内機構の縦
断面を図1に示す。図1は、冷却材案内管方向(後述の
図2におけるI−I方向)の縦断面図である。図1に示
す炉心下部構造において、原子炉圧力容器1の底板に
は、頭部に段付部8aを有する制御棒駆動機構ハウジン
グ8が溶接されている。制御棒駆動機構ハウジング8の
段付部8aには外周がシュラウド(図4参照)に接する
隔離板26が嵌め込めれ容器底部流路27を形成してい
る。また隔離板26の上には冷却材案内管28が差し込
み・溶接等により直立して設けられ、その下端は容器底
部流路27に開口している。さらに冷却材案内管28の
上には格子板23と一体の燃料支持金具24が嵌めこま
れ、その上には1体の燃料集合体3が載置されいる。す
なわち、冷却材案内管28は燃料集合体3の真下に配置
され燃料集合体3の自重を支持する構造である。冷却材
は、容器底部流路27から冷却材案内管28に入り、上
昇流のまま燃料支持金具24を通過して燃料集合体3に
入る。
【0034】図1のII−II横断面を図2に示す。図2に
おいて、隔離板26は、2本の冷却材案内管28と1本
の制御棒駆動機構ハウジング8とを含むような単位領域
からなる複数個の同一形状の隔離板ピース26Aに分割
された構造であり、すなわちこれら複数個の隔離板ピー
ス26Aの集合によって隔離板26全体が構成される。
1個の隔離板ピース26Aについてみると、左右両側に
それぞれ1本ずつの冷却材案内管28が載置された隔離
板ピース26Aの中心部を、隔離板ピース26Aの中心
下方に配置された1本の制御棒駆動機構ハウジング8の
段付部8aで支持する構造である。
おいて、隔離板26は、2本の冷却材案内管28と1本
の制御棒駆動機構ハウジング8とを含むような単位領域
からなる複数個の同一形状の隔離板ピース26Aに分割
された構造であり、すなわちこれら複数個の隔離板ピー
ス26Aの集合によって隔離板26全体が構成される。
1個の隔離板ピース26Aについてみると、左右両側に
それぞれ1本ずつの冷却材案内管28が載置された隔離
板ピース26Aの中心部を、隔離板ピース26Aの中心
下方に配置された1本の制御棒駆動機構ハウジング8の
段付部8aで支持する構造である。
【0035】また1個の隔離板ピース26Aは、その端
面が中心部を挟んで対向する形でL字型端面26a,2
6a及び逆L字型端面26b,26bとなっており、隣
り合う隔離板ピース26Aは、一方の隔離板ピース26
AのL字型端面26aの上に他方の隔離板ピース26A
の逆L字型端面26bが載置されて衝合される構成であ
る。このようにそれぞれの隔離板ピース26Aは隣り合
う隔離板ピース26Aの上に重なる部分(逆L字型端面
26bの部分)と下に差し込まれる部分(L字型端面2
6aの部分)を有するので、隔離板ピース26Aを設置
するときには、一旦仮設置した後に周辺の隔離板ピース
26Aを仮設置し相互に調整しつつ衝合をおこない、最
終的な固定を順次行っていく。
面が中心部を挟んで対向する形でL字型端面26a,2
6a及び逆L字型端面26b,26bとなっており、隣
り合う隔離板ピース26Aは、一方の隔離板ピース26
AのL字型端面26aの上に他方の隔離板ピース26A
の逆L字型端面26bが載置されて衝合される構成であ
る。このようにそれぞれの隔離板ピース26Aは隣り合
う隔離板ピース26Aの上に重なる部分(逆L字型端面
26bの部分)と下に差し込まれる部分(L字型端面2
6aの部分)を有するので、隔離板ピース26Aを設置
するときには、一旦仮設置した後に周辺の隔離板ピース
26Aを仮設置し相互に調整しつつ衝合をおこない、最
終的な固定を順次行っていく。
【0036】また一方、図1において、制御棒13は制
御棒駆動機構ハウジング8内に収納されているロッド1
7の先端に設けられたカップリング部15と連結されて
いる。カップリング部15は滑節支持となっており、制
御棒13とロッド17との回転方向のずれを必要量許容
可能である。また制御棒13の中心軸とロッド17の中
心軸との微小なずれは、ロッド17のフレキシビリティ
により吸収可能な構造となっている。
御棒駆動機構ハウジング8内に収納されているロッド1
7の先端に設けられたカップリング部15と連結されて
いる。カップリング部15は滑節支持となっており、制
御棒13とロッド17との回転方向のずれを必要量許容
可能である。また制御棒13の中心軸とロッド17の中
心軸との微小なずれは、ロッド17のフレキシビリティ
により吸収可能な構造となっている。
【0037】制御棒13の下端付近の横断面を図3に示
す。図1及び図3において、制御棒案内機構は、カップ
リング部15に設けられ冷却材案内管28に接する回転
自在の制御棒ガイドローラ14と、制御棒ガイドローラ
14に接触される冷却材案内管28外面に軸方向全長に
わたって設けられた凹み28aとを有する。
す。図1及び図3において、制御棒案内機構は、カップ
リング部15に設けられ冷却材案内管28に接する回転
自在の制御棒ガイドローラ14と、制御棒ガイドローラ
14に接触される冷却材案内管28外面に軸方向全長に
わたって設けられた凹み28aとを有する。
【0038】図3において、制御棒ガイドローラ14
は、制御棒13下方のカップリング部15から制御棒1
3の十字形のブレード方向と45゜をなす方向に向かっ
て伸びる溶接等により固定された4本の突起34の先端
に取り付けられている。この制御棒ガイドローラ14は
それぞれ対向する冷却材案内管28の凹み28aに接触
している。
は、制御棒13下方のカップリング部15から制御棒1
3の十字形のブレード方向と45゜をなす方向に向かっ
て伸びる溶接等により固定された4本の突起34の先端
に取り付けられている。この制御棒ガイドローラ14は
それぞれ対向する冷却材案内管28の凹み28aに接触
している。
【0039】上記構成において、ロッド17が上方へ移
動すると、制御棒13は凹み28aに接して走行する制
御棒ガイドローラ14によって回転方向の動きを拘束さ
れて横振れが防止され円滑にガイドされつつ上昇し、格
子板23を貫通して炉心6内に配置された燃料集合体3
の間に挿入される。
動すると、制御棒13は凹み28aに接して走行する制
御棒ガイドローラ14によって回転方向の動きを拘束さ
れて横振れが防止され円滑にガイドされつつ上昇し、格
子板23を貫通して炉心6内に配置された燃料集合体3
の間に挿入される。
【0040】以上の本実施例の炉心下部構造において
は、隔離板26は2本の冷却材案内管28,28が載置
される領域である隔離板ピース26Aを一単位として分
割され、この隔離板ピース26Aが1本の制御棒駆動機
構ハウジング8に支持されることにより、2本の冷却材
案内管28,28及びその上部の2つの燃料集合体3,
3の荷重が各制御棒駆動機構ハウジング8に均等に分散
されて分担される。すなわち全燃料集合体3の荷重が冷
却材案内管28及び隔離板26を通じてある特定の制御
棒駆動機構ハウジング8に集中して負荷されることがな
い。よって過大な荷重の集中により制御棒駆動機構ハウ
ジング8が座屈・変形することを防止できる。また、1
つの隔離板ピース26Aにおいて、L字型端面26a,
26aがそれぞれ隣接する隔離板の逆L字型端面26
b,26bの下に差し込まれその端面26b,26bに
押さえられて衝合し、また逆L字型端面26b,26b
がそれぞれ隣接する隔離板のL字型端面26a,26a
の上にはめ込まれて衝合することにより、制御棒駆動機
構ハウジング8で支持される点を中心として力のモーメ
ントの和がゼロとなって1つの隔離板ピース26Aにお
ける力のバランスが保たれ、隔離板26全体における構
造上の安定性が良好である。さらに、1つの隔離板ピー
ス26Aにおいては、制御棒駆動機構ハウジング8で支
持される点を中心として左右に冷却材案内管28,28
が載置されることにより、その支持点において力のモー
メントの和がゼロとなって1つの隔離板ピースにおける
力のバランスが保たれ、隔離板26全体における構造上
の安定性が良好である。また、複数個の隔離板ピース2
6Aをすべて同一形状とすることにより、構造の簡易化
を図って設計が容易となり、かつ大量生産が可能となり
コストの低減を図れる。また、隔離板26を複数個の隔
離板ピース26Aに分割し、隣り合う隔離板ピース26
AはL字型断面の端面と逆L字型断面の端面とが衝合さ
れる構造であることにより、隔離板部材どうしの間には
若干の隙間が設けられ、容器底部流路27からの一部の
冷却材は冷却材案内管28に流入せず、隔離板ピース2
6Aと隔離板ピース26Aとが接触する部分の隙間から
燃料集合体3の外側のバイパス領域に漏洩する。これに
より、バイパス領域のγ線発熱分を冷却する冷却材の量
(全冷却材の約10%程度)を確保することができる。
さらに、本実施例の制御棒駆動機構においては、カップ
リング部15に取り付けた制御棒ガイドローラ14が常
に冷却材案内管28外面に設けられた凹み28aに接触
した状態で挿入・引抜きされることにより、制御棒13
は回転方向の動きが拘束されて冷却材案内管28との摩
擦や横振れを防止しつつガイドされ、円滑な動作が保障
される。
は、隔離板26は2本の冷却材案内管28,28が載置
される領域である隔離板ピース26Aを一単位として分
割され、この隔離板ピース26Aが1本の制御棒駆動機
構ハウジング8に支持されることにより、2本の冷却材
案内管28,28及びその上部の2つの燃料集合体3,
3の荷重が各制御棒駆動機構ハウジング8に均等に分散
されて分担される。すなわち全燃料集合体3の荷重が冷
却材案内管28及び隔離板26を通じてある特定の制御
棒駆動機構ハウジング8に集中して負荷されることがな
い。よって過大な荷重の集中により制御棒駆動機構ハウ
ジング8が座屈・変形することを防止できる。また、1
つの隔離板ピース26Aにおいて、L字型端面26a,
26aがそれぞれ隣接する隔離板の逆L字型端面26
b,26bの下に差し込まれその端面26b,26bに
押さえられて衝合し、また逆L字型端面26b,26b
がそれぞれ隣接する隔離板のL字型端面26a,26a
の上にはめ込まれて衝合することにより、制御棒駆動機
構ハウジング8で支持される点を中心として力のモーメ
ントの和がゼロとなって1つの隔離板ピース26Aにお
ける力のバランスが保たれ、隔離板26全体における構
造上の安定性が良好である。さらに、1つの隔離板ピー
ス26Aにおいては、制御棒駆動機構ハウジング8で支
持される点を中心として左右に冷却材案内管28,28
が載置されることにより、その支持点において力のモー
メントの和がゼロとなって1つの隔離板ピースにおける
力のバランスが保たれ、隔離板26全体における構造上
の安定性が良好である。また、複数個の隔離板ピース2
6Aをすべて同一形状とすることにより、構造の簡易化
を図って設計が容易となり、かつ大量生産が可能となり
コストの低減を図れる。また、隔離板26を複数個の隔
離板ピース26Aに分割し、隣り合う隔離板ピース26
AはL字型断面の端面と逆L字型断面の端面とが衝合さ
れる構造であることにより、隔離板部材どうしの間には
若干の隙間が設けられ、容器底部流路27からの一部の
冷却材は冷却材案内管28に流入せず、隔離板ピース2
6Aと隔離板ピース26Aとが接触する部分の隙間から
燃料集合体3の外側のバイパス領域に漏洩する。これに
より、バイパス領域のγ線発熱分を冷却する冷却材の量
(全冷却材の約10%程度)を確保することができる。
さらに、本実施例の制御棒駆動機構においては、カップ
リング部15に取り付けた制御棒ガイドローラ14が常
に冷却材案内管28外面に設けられた凹み28aに接触
した状態で挿入・引抜きされることにより、制御棒13
は回転方向の動きが拘束されて冷却材案内管28との摩
擦や横振れを防止しつつガイドされ、円滑な動作が保障
される。
【0041】以上説明した本実施例の原子炉炉心下部構
造よれば、隔離板26は2本の冷却材案内管28,28
が載置される領域である隔離板ピース26Aを一単位と
して分割されるので、全燃料集合体3の荷重が冷却材案
内管28及び隔離板26を通じてある特定の制御棒駆動
機構ハウジング8に集中して負荷されることがない。よ
って過大な荷重の集中により制御棒駆動機構ハウジング
8が座屈・変形することを防止でき、沸騰水型原子炉の
安全性・信頼性が向上する。このとき冷却材案内管28
が設けられているので、例えば十字形等の制御棒案内管
を製造することによるコスト増大を招くことなく燃料集
合体3及び制御棒13の大型化・高燃焼化を図ることが
できる。よって制御棒案内管を設置することが困難な原
子炉においても制御棒13の円滑・正常な動作を保障す
ることができる。また、1つの隔離板ピース26Aにお
いて、L字型端面26a,26aが逆L字型端面26
b,26bの下に差し込まれて衝合しまた逆L字型端面
26b,26bがL字型端面26a,26aの上にはめ
込まれて衝合するので、制御棒駆動機構ハウジング8で
支持される点を中心として力のモーメントの和がゼロと
なり、隔離板26全体における構造上の安定性が良好で
ある。さらに、制御棒駆動機構ハウジング8で支持され
る点を中心として左右に冷却材案内管28,28が載置
されるので、力のモーメントの和がゼロとなって1つの
隔離板ピースにおける力のバランスが保たれ、隔離板2
6全体における構造上の安定性が良好である。また、複
数個の隔離板ピース26Aをすべて同一形状とするの
で、構造の簡易化を図って設計が容易となり、かつ大量
生産が可能となりコストの低減を図れる。また、L字型
断面の端面と逆L字型断面の端面とが衝合される構造で
あるので、隔離板部材26Aどうしの間の隙間から燃料
集合体3の外側のバイパス領域に漏洩する。よってバイ
パス領域のγ線発熱分を冷却する冷却材の量(全冷却材
の約10%程度)を確保することができる。
造よれば、隔離板26は2本の冷却材案内管28,28
が載置される領域である隔離板ピース26Aを一単位と
して分割されるので、全燃料集合体3の荷重が冷却材案
内管28及び隔離板26を通じてある特定の制御棒駆動
機構ハウジング8に集中して負荷されることがない。よ
って過大な荷重の集中により制御棒駆動機構ハウジング
8が座屈・変形することを防止でき、沸騰水型原子炉の
安全性・信頼性が向上する。このとき冷却材案内管28
が設けられているので、例えば十字形等の制御棒案内管
を製造することによるコスト増大を招くことなく燃料集
合体3及び制御棒13の大型化・高燃焼化を図ることが
できる。よって制御棒案内管を設置することが困難な原
子炉においても制御棒13の円滑・正常な動作を保障す
ることができる。また、1つの隔離板ピース26Aにお
いて、L字型端面26a,26aが逆L字型端面26
b,26bの下に差し込まれて衝合しまた逆L字型端面
26b,26bがL字型端面26a,26aの上にはめ
込まれて衝合するので、制御棒駆動機構ハウジング8で
支持される点を中心として力のモーメントの和がゼロと
なり、隔離板26全体における構造上の安定性が良好で
ある。さらに、制御棒駆動機構ハウジング8で支持され
る点を中心として左右に冷却材案内管28,28が載置
されるので、力のモーメントの和がゼロとなって1つの
隔離板ピースにおける力のバランスが保たれ、隔離板2
6全体における構造上の安定性が良好である。また、複
数個の隔離板ピース26Aをすべて同一形状とするの
で、構造の簡易化を図って設計が容易となり、かつ大量
生産が可能となりコストの低減を図れる。また、L字型
断面の端面と逆L字型断面の端面とが衝合される構造で
あるので、隔離板部材26Aどうしの間の隙間から燃料
集合体3の外側のバイパス領域に漏洩する。よってバイ
パス領域のγ線発熱分を冷却する冷却材の量(全冷却材
の約10%程度)を確保することができる。
【0042】さらに、本実施例の制御棒駆動機構によれ
ば、制御棒ガイドローラ14が常に冷却材案内管28外
面に設けられた凹み28aに接触した状態で挿入・引抜
きされるので、制御棒13は回転方向の動きが拘束され
て冷却材案内管28との摩擦や横振れを防止しつつガイ
ドされ、円滑な動作が保障される。よって、制御棒13
を急挿入したとしても制御棒13とロッド17とを接続
するカップリング部15に過大な力がかかって変形する
ことがなく、沸騰水型原子炉の安全性・信頼性が向上す
る。このとき冷却材案内管28が設けられているので、
例えば十字形等の制御棒案内管を製造することによるコ
スト増大を招くことなく燃料集合体3及び制御棒13の
大型化・高燃焼化を図ることができる。すなわち制御棒
案内管を必要としない構造を提供することができるの
で、制御棒案内管の設置が困難な原子炉においても制御
棒13の挿入・引抜きを円滑にすることができる。
ば、制御棒ガイドローラ14が常に冷却材案内管28外
面に設けられた凹み28aに接触した状態で挿入・引抜
きされるので、制御棒13は回転方向の動きが拘束され
て冷却材案内管28との摩擦や横振れを防止しつつガイ
ドされ、円滑な動作が保障される。よって、制御棒13
を急挿入したとしても制御棒13とロッド17とを接続
するカップリング部15に過大な力がかかって変形する
ことがなく、沸騰水型原子炉の安全性・信頼性が向上す
る。このとき冷却材案内管28が設けられているので、
例えば十字形等の制御棒案内管を製造することによるコ
スト増大を招くことなく燃料集合体3及び制御棒13の
大型化・高燃焼化を図ることができる。すなわち制御棒
案内管を必要としない構造を提供することができるの
で、制御棒案内管の設置が困難な原子炉においても制御
棒13の挿入・引抜きを円滑にすることができる。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、制御棒駆動機構の上に
嵌め込んで設けられる隔離板が複数個の隔離板部材に分
割される構造であるので、全燃料集合体の荷重がある特
定の制御棒駆動機構のハウジングに集中して負荷される
ことがなく、制御棒駆動機構ハウジングが座屈・変形す
ることを防止できる。よって制御棒の円滑・正常な動作
を保障することができ、沸騰水型原子炉の安全性・信頼
性が向上する。このとき冷却材案内管が設けられている
ので、例えば十字形等の制御棒案内管を製造することに
よるコスト増大を招くことなく燃料集合体及び制御棒の
大型化・高燃焼化を図ることができる。よって制御棒案
内管を設置することが困難な原子炉においても制御棒の
円滑・正常な動作を保障することができる。
嵌め込んで設けられる隔離板が複数個の隔離板部材に分
割される構造であるので、全燃料集合体の荷重がある特
定の制御棒駆動機構のハウジングに集中して負荷される
ことがなく、制御棒駆動機構ハウジングが座屈・変形す
ることを防止できる。よって制御棒の円滑・正常な動作
を保障することができ、沸騰水型原子炉の安全性・信頼
性が向上する。このとき冷却材案内管が設けられている
ので、例えば十字形等の制御棒案内管を製造することに
よるコスト増大を招くことなく燃料集合体及び制御棒の
大型化・高燃焼化を図ることができる。よって制御棒案
内管を設置することが困難な原子炉においても制御棒の
円滑・正常な動作を保障することができる。
【0044】また、制御棒駆動機構と同数個の隔離板部
材がその中心部において1つの制御棒駆動機構に支持さ
れるので、全燃料集合体及び冷却材案内管の荷重はすべ
ての制御棒駆動機構のハウジングにほぼ均等に分散され
て分担され、特定の制御棒駆動機構ハウジングが座屈・
変形することを防止できる。よって制御棒の円滑・正常
な動作を保障することができる。さらに、隔離板部材は
中心部を挟んでL字型断面の端面を有するので、隔離板
部材の中心部まわりのモーメントは減殺され、隔離板部
材における力のバランスが保たれる。よって隔離板全体
における構造上の安定性が良好である。また、隔離板部
材は中心部を挟んで逆L字型断面の端面を有するので、
隔離板部材の中心部まわりのモーメントが減殺され隔離
板部材における力のバランスが保たれる。よって隔離板
全体における構造上の安定性が良好である。さらに、隔
離板部材は中心部の両側にそれぞれ1つずつの冷却材案
内管を載置するので、制御棒駆動機構ハウジング1本毎
に独立して燃料集合体2体分の荷重を均等に分担し支持
できる。また隔離板部材中心部まわりのモーメントが減
殺され、1つの隔離板部材における力のバランスが保た
れる。よって隔離板全体における構造上の安定性が良好
である。また、複数個の隔離板部材をすべて同一形状と
するので、隔離板の構造の簡易化を図って設計が容易と
なり、かつ大量生産が可能となりコストの低減を図れ
る。さらに、L字型断面の端面と逆L字型断面の端面と
が衝合される構造であるので、一部の冷却材が隙間から
燃料集合体外側のバイパス領域に漏洩してバイパス領域
におけるγ線発熱を冷却できる。
材がその中心部において1つの制御棒駆動機構に支持さ
れるので、全燃料集合体及び冷却材案内管の荷重はすべ
ての制御棒駆動機構のハウジングにほぼ均等に分散され
て分担され、特定の制御棒駆動機構ハウジングが座屈・
変形することを防止できる。よって制御棒の円滑・正常
な動作を保障することができる。さらに、隔離板部材は
中心部を挟んでL字型断面の端面を有するので、隔離板
部材の中心部まわりのモーメントは減殺され、隔離板部
材における力のバランスが保たれる。よって隔離板全体
における構造上の安定性が良好である。また、隔離板部
材は中心部を挟んで逆L字型断面の端面を有するので、
隔離板部材の中心部まわりのモーメントが減殺され隔離
板部材における力のバランスが保たれる。よって隔離板
全体における構造上の安定性が良好である。さらに、隔
離板部材は中心部の両側にそれぞれ1つずつの冷却材案
内管を載置するので、制御棒駆動機構ハウジング1本毎
に独立して燃料集合体2体分の荷重を均等に分担し支持
できる。また隔離板部材中心部まわりのモーメントが減
殺され、1つの隔離板部材における力のバランスが保た
れる。よって隔離板全体における構造上の安定性が良好
である。また、複数個の隔離板部材をすべて同一形状と
するので、隔離板の構造の簡易化を図って設計が容易と
なり、かつ大量生産が可能となりコストの低減を図れ
る。さらに、L字型断面の端面と逆L字型断面の端面と
が衝合される構造であるので、一部の冷却材が隙間から
燃料集合体外側のバイパス領域に漏洩してバイパス領域
におけるγ線発熱を冷却できる。
【0045】また本発明によれば、ガイド手段が制御棒
の回転方向の動きを拘束しつつ該制御棒の軸方向の動き
をガイドするので、制御棒の挿入・引き抜きにおける制
御棒の円滑・正常な動作を保障することができる。よっ
て制御棒を急挿入したとしても制御棒とロッドとを接続
する連結部材に過大な力がかかって変形することがな
く、沸騰水型原子炉の安全性・信頼性が向上する。この
とき冷却材案内管が設けられているので、例えば十字形
等の制御棒案内管を製造することによるコスト増大を招
くことなく燃料集合体及び制御棒の大型化・高燃焼化を
図ることができる。よって制御棒案内管を設置すること
が困難な原子炉においても制御棒の円滑・正常な動作を
保障することができる。
の回転方向の動きを拘束しつつ該制御棒の軸方向の動き
をガイドするので、制御棒の挿入・引き抜きにおける制
御棒の円滑・正常な動作を保障することができる。よっ
て制御棒を急挿入したとしても制御棒とロッドとを接続
する連結部材に過大な力がかかって変形することがな
く、沸騰水型原子炉の安全性・信頼性が向上する。この
とき冷却材案内管が設けられているので、例えば十字形
等の制御棒案内管を製造することによるコスト増大を招
くことなく燃料集合体及び制御棒の大型化・高燃焼化を
図ることができる。よって制御棒案内管を設置すること
が困難な原子炉においても制御棒の円滑・正常な動作を
保障することができる。
【0046】さらに、ガイド手段が連結部材から伸びる
突起と回転自在の回転体を有するので、制御棒の回転方
向の動きを拘束して横振れを防止しつつ冷却材案内管と
の摩擦を防止し、円滑に制御棒の挿入・引抜きを行うこ
とができる。また、冷却材案内管の軸方向全長にわたっ
て凹みが設けられるので、ガイド手段による制御棒の軸
方向のさらなる円滑なガイドを保障する。
突起と回転自在の回転体を有するので、制御棒の回転方
向の動きを拘束して横振れを防止しつつ冷却材案内管と
の摩擦を防止し、円滑に制御棒の挿入・引抜きを行うこ
とができる。また、冷却材案内管の軸方向全長にわたっ
て凹みが設けられるので、ガイド手段による制御棒の軸
方向のさらなる円滑なガイドを保障する。
【図1】本発明の一実施例の炉心下部構造及び制御棒案
内機構の縦断面図である。
内機構の縦断面図である。
【図2】炉心下部構造の横断面図である。
【図3】制御棒ガイドローラ付近の横断面図である。
【図4】沸騰水型原子炉の全体構造図である。
【図5】制御棒及び制御棒案内管の構造図である。
【図6】制御棒及び制御棒案内管並びに燃料集合体の横
断面図である。
断面図である。
【図7】高燃焼化を図る公知技術における炉心の平面図
である。
である。
【図8】従来技術における炉心の平面図である。
【図9】高燃焼化を図る公知技術に従来の炉心構造を適
用した場合の平面図である。
用した場合の平面図である。
【図10】十字型形状の制御棒案内管の一例である。
【図11】冷却材案内管を有する公知技術における制御
棒及び冷却材案内管の構造図である。
棒及び冷却材案内管の構造図である。
1 原子炉圧力容器 3 燃料集合体 8 制御棒駆動機構ハウジング 13 制御棒 14 制御棒ガイドローラ 15 カップリング 17 ロッド 26 隔離板 26A 隔離板ピース 26a L字型端面 26b 逆L字型端面 28 冷却材案内管 28a 凹み 34 突起
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−273556(JP,A) 特開 平5−249275(JP,A) 特開 平5−249276(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21C 7/14 - 7/16 GDB G21C 5/00 - 5/10 GDB G21C 13/00 GDB G21C 15/02 GDB JICSTファイル(JOIS)
Claims (12)
- 【請求項1】 原子炉圧力容器内の炉心に配置される燃
料集合体と、前記燃料集合体の燃焼制御を行う制御棒
と、前記制御棒を駆動して炉心に挿入する制御棒駆動機
構と、前記制御棒駆動機構の上に嵌め込んで設けられる
隔離板と、前記隔離板の上に直立して設けられ前記燃料
集合体を支持するとともに冷却材を供給する冷却材案内
管とを有する沸騰水型原子炉の原子炉炉心下部構造にお
いて、 前記隔離板は、少なくとも1個の前記冷却材案内管を載
置する複数個の隔離板部材に分割された構造であること
を特徴とする原子炉炉心下部構造。 - 【請求項2】 請求項1記載の原子炉炉心下部構造にお
いて、前記隔離板は前記制御棒駆動機構と同数の前記隔
離板部材に分割され、かつ該隔離板部材はその中心部に
おいて1つの前記制御棒駆動機構に嵌め込まれ支持され
ることを特徴とする原子炉炉心下部構造。 - 【請求項3】 請求項2記載の原子炉炉心下部構造にお
いて、前記隔離板部材は、前記制御棒駆動機構に嵌め込
まれた中心部を挟んで対向する位置にそれぞれL字型断
面の端面を有することを特徴とする原子炉炉心下部構
造。 - 【請求項4】 請求項2記載の原子炉炉心下部構造にお
いて、前記隔離板部材は、前記制御棒駆動機構に嵌め込
まれた中心部を挟んで対向する位置にそれぞれ逆L字型
断面の端面を有することを特徴とする原子炉炉心下部構
造。 - 【請求項5】 請求項2記載の原子炉炉心下部構造にお
いて、前記隔離板部材は、前記制御棒駆動機構に嵌め込
まれた中心部の両側にそれぞれ1つずつの冷却材案内管
を載置することを特徴とする原子炉炉心下部構造。 - 【請求項6】 請求項1記載の原子炉炉心下部構造にお
いて、前記複数個の隔離板部材はすべて同一の形状を有
することを特徴とする原子炉炉心下部構造。 - 【請求項7】 請求項1記載の原子炉炉心下部構造にお
いて、前記複数個の隔離板部材のすべての端面の形状は
L字型及び逆L字型のうちのひとつであり、かつ隣り合
う隔離板部材は、一方の隔離板部材のL字型断面の端面
の上に他方の隔離板部材の逆L字型断面の端面が載置さ
れて衝合される構造であることを特徴とする原子炉炉心
下部構造。 - 【請求項8】 原子炉圧力容器内の炉心に配置される燃
料集合体と、前記燃料集合体の燃焼制御を行う制御棒
と、前記制御棒を駆動して炉心に挿入する制御棒駆動機
構と、前記制御棒駆動機構の上に嵌め込んで設けられる
隔離板と、前記隔離板の上に直立して設けられ前記燃料
集合体を支持するとともに冷却材を供給する冷却材案内
管とを有する沸騰水型原子炉の制御棒案内機構におい
て、 前記冷却材案内管に接して前記制御棒の回転方向の動き
を拘束しつつ該制御棒の軸方向の動きをガイドするガイ
ド手段を有することを特徴とする制御棒案内機構。 - 【請求項9】 請求項8記載の制御棒案内機構におい
て、前記ガイド手段は、前記制御棒と前記制御棒駆動機
構のロッドとの中間に備えられた連結部材から伸びる突
起と、その突起の先端に取り付けられ前記冷却材案内管
に接する回転自在の回転体とを有することを特徴とする
制御棒案内機構。 - 【請求項10】 請求項8記載の制御棒案内機構におい
て、前記冷却材案内管は、軸方向全長にわたって前記ガ
イド手段により接触される凹みを設けたことを特徴とす
る制御棒案内機構。 - 【請求項11】 請求項1,4,5,7のうちいずれか
1項記載の原子炉炉心下部構造を有する沸騰水型原子
炉。 - 【請求項12】 請求項8〜10のうちいずれか1項記
載の制御棒案内機構を有する沸騰水型原子炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05102904A JP3098888B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 原子炉炉心下部構造及び制御棒案内機構並びに沸騰水型原子炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05102904A JP3098888B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 原子炉炉心下部構造及び制御棒案内機構並びに沸騰水型原子炉 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06308270A JPH06308270A (ja) | 1994-11-04 |
JP3098888B2 true JP3098888B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=14339851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05102904A Expired - Fee Related JP3098888B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 原子炉炉心下部構造及び制御棒案内機構並びに沸騰水型原子炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3098888B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1120793A1 (en) * | 2000-01-25 | 2001-08-01 | General Electric Company | Support structure for changeable fuel lattice for boiling water reactor |
-
1993
- 1993-04-28 JP JP05102904A patent/JP3098888B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06308270A (ja) | 1994-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3977532B2 (ja) | 燃料集合体、原子炉の炉心及びチャンネルボックス | |
WO2023087898A1 (zh) | 一种燃料组件格架、燃料组件及压水堆堆芯 | |
WO2018074341A1 (ja) | 燃料集合体及びそれを装荷する沸騰水型原子炉の炉心 | |
JP3098888B2 (ja) | 原子炉炉心下部構造及び制御棒案内機構並びに沸騰水型原子炉 | |
CN102804283B (zh) | 具有流量控制组件的核裂变反应堆 | |
JPS61284696A (ja) | 原子炉 | |
US5167911A (en) | Fuel assembly and boiling water reactor | |
JPS6244686A (ja) | 原子炉の制御棒案内構造 | |
US6337892B1 (en) | Boiling water reactor core, boiling water reactor, and method of operating boiling water reactor | |
JP3079877B2 (ja) | 燃料集合体 | |
CN101770821B (zh) | 具有实现水力平衡的混合叶片布局的支撑栅格 | |
US11398315B2 (en) | Fuel element, fuel assembly, and core | |
JP7495871B2 (ja) | 高速炉及び高速炉の制御棒操作方法 | |
JP7297699B2 (ja) | 高速炉の炉心および高速炉の運転方法 | |
JPS6166989A (ja) | 沸騰水型原子炉の炉心反応度制御装置 | |
JP2958047B2 (ja) | 燃料集合体 | |
JPH02249995A (ja) | 燃料集合体 | |
JP3788170B2 (ja) | 燃料集合体及び原子炉炉心 | |
JPS61196192A (ja) | 燃料集合体 | |
JPH02112795A (ja) | 燃料集合体、スペクトルシフトロツド、原子炉及び原子炉の出力制御方法 | |
JPS63175797A (ja) | 沸騰水型原子炉用制御棒とそれを用いた沸騰水型原子炉の運転方法 | |
JPS6378093A (ja) | 燃料集合体 | |
JPH0422893A (ja) | 燃料集合体 | |
JPH0718940B2 (ja) | 高転換高燃焼圧力管型原子炉 | |
JPH07244185A (ja) | 加圧水型原子炉の運転方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |