JPH01297595A - 原子炉用上方内部装備 - 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】 に産業上の利用分野〕 本発明は、それぞれ取りはずしできるカバーの近くに位
置させた少なくとも１個の冷却材流入ノズル及び少なく
とも１１１ｉ！ｉＩの冷却材流出ノズルを持ち前記カバ
ーにより閉じた圧力容器と、燃料集合体から形成され冷
却材が内部で上向きに流れる炉上・と５．前記カバーを
貫いて突出する駆動軸により駆動する複数の制御クラス
タとを備えた原子炉用上方内部装備において、炉心から
出力ノズルに向かって出る冷却材を収集する収集アセン
ブリと、この収集アセンブリ又はプレナム及び前記炉心
の間に挿入した、各制御クラスタ及び各１駆動軸用案内
を持ち、前記炉心から出る冷却材用の通路全形成した下
部板と前記収集アセンブリに向かう冷却材用の通路を形
成した上部板と前ムピの下部板及び上部板を相互に連結
する周辺囲い板とｔ−備え、冷却材流れを分別する分離
装置とを備えた原子炉上方内部装備に関する。

本発明はとくに、限定するわけではないがＰＷＲと呼ば
れる加圧水型原子炉に使うのに適していも又は本発明は
スペクトルシフト型原子炉の場合にとくに有利である。

このような原子炉では、制御クラスタは、原子炉の出力
を調整するために寄生中性子吸収を生ずるＬ物質を含む
棒となるべくは燃料親物質を含む水排除棒とを持つクラ
スタである。

〔従来の技術〕

仏国特許第２，５９５，５０１最明細蓄に記載して必る
前記したような装備では、流れ分離装置は、この分離装
置の上部板及び下部板の冷却材通路を相互に連結し谷ク
ラスタ案内間に位置するスペーサ管を儒えている。

この構造により多くの問題が解決される。しかし多くの
スペーサ′ｇの変動に適応することはむずかしい。スペ
クトル７７ト型原子炉では多数のクラスタ従って多数の
クラスタ案内を備える場合に、原子炉の炉心の上方の案
内構造が複雑になり建造が困離である。

他の従来の構造（欧州特許第０．２２２，３７５号明細
１１）では、冷却材はクラスタ案内囲い板肉で軸線方向
に流れる。谷クラスタの棒に沿って流れる高速の冷却材
により各俸が振動する。スペーサの設けてない部分を補
償するように、炉ひ上部板は億めて厚くしなげればなら
ない。

〔発明の要約〕

本発明の目的は、新規な原子炉上方内部装備を提供する
ことにある。ことに本発明の目的は、冷却材訛れ分離装
置内に各クラスタ案内金−層容易に位置させることので
きる上方内部装備を提供することにある。

このために前記したような上方内部装備は、上部板及び
下部板に対し実質的に冷却材密にそれぞれ連結され冷却
材の上向き流れ用の穴を設げてない外部ケーシングを備
えたクラスタ案内を待つ。

１実施例ではこれ等のケーシングの少なくトモ若干は、
上部板及び下部板の一方に固定され他方には滑動自在に
受入れて前記ケーシングが１Ｍｍ方向に自由に膨張する
ことができるようにしである。

〔実施例〕

実施例について図面を参照して説明するとｉｉ図におい
て加圧水型原子炉１は、本説明に参照した欧州特許第０
，２３８，３９０最明則書に記載しであるのと同様な一
般構造を持つ。原子炉１は冷却水の圧力に耐える圧力容
器２ｔ−備えている。容器２は、取りはずしできるカバ
ー３により閉じられ冷却材用の流入ノズル４及び流出ノ
ズル５を持つ。

容器２には、燃料集合体９のような燃料果合体への冷却
材の上向きａ路用の穴８を形成した下部支持板７に支え
た炉心６を納めである。制御クラスタ１０は、カバー３
の上方に突出する駆動軸１１により上下方向に可１幼で
ある。

スペクトルシフト型原子炉では２檀鎗の？ｌ１ｉｌＪ御
クラスタを設けである。第１の種類のクラスタは中性子
吸収＃質を含む棒を持つ。これ等は出力全制御するのに
使う。他方のクラスタは、これ等のクラスタを炉心に挿
入したときに炉心から水を排除するためのものである。

この上プな棒は、初期の解決手段では中性子に透明であ
りすなわち「グンイ」である。これ等の棒は、ば化物の
形の天然の（又は減損した）ウラン又はトリウム或はこ
れ等の両方のような燃料親物質を含むのがよい。燃料親
物質を宮むスペクトル変動クラスタをこれ等が照射済み
になった後炉心から除くときは、これ等のクラスタは、
除去しなければならない熱を送出す。後述のように冷却
は、本発明によるＬ方内部装備内の冷却材の遅い下向き
流れによって行われる。第１図には２つだけのクラスタ
とその駆動軸１１とだけを例示しである。

原子炉１はさらに炉心６及びカバー３の間に上方内部装
備１２金補えている。カバー３及び容器２の間に締付け
た上部フラ／ゾ１５金持ち容器２の内面１４から間隔を
隔てた外部円筒体１３は、ノズル４を、涌て流入する冷
却材の流れ全導きこれを容器２の内面１４に沿って下方
に差向ける。次いでこの冷却材は、燃料集合体９の下部
部分を経て炉心６に入る。

原子炉１０カバー３と原子炉上方内部装備１２とにより
仕切った８４部ＩＴに流入ノズル４かも少量の冷却材を
導くように、７ランジ１５を横切って通路手段１６を形
成しである。

上方内部装備の上部部分は、倒立の帽子の形を持つクラ
スタ案内支持体１８と、各駆動軸１１又は各シンプルを
滑動自在に受入れて案内する上部スペーサ１８ａとから
成っている。

原子炉１から出る冷却材を収集する収集アセンブリ１９
では、冷却材は、円筒体１３に形成した６穴２υを経て
原子炉外部の熱交侠循項路（図示してない）に連緬した
流出ノズル５に向かい横方向にそらされる。６穴２０は
各流出ノズル５に整合している。収集アセンブリ１９は
、駆動軸１１用の案内管２１を備え、ノズル５に向かっ
て流れる冷却材の乱流に対して各＠１１を保護する。

上方内部装備１２はさらに、炉心６と収集アセンブリ１
９又はｒゾレナムｊとの間に配置したクラスタ案内流れ
分離装＋１２２（第２図）を備えている。

装置２２は、炉心６かも出る冷却材の入る穴２５と制御
クラスタ１０用の穴２６を形成した下部板２４を備えて
いる。装置２２はさらに、冷却材を収集アセンブリ１９
内に流入させることのできる穴２８と各案内管２１及び
谷穴２６にＬ下方向に整合した：１！ｒ駆動ＪＩＩｌｌ
１１１用穴２９とを形成した上部板２７を備えている。

各クラスタ案内２３は各冷却部材流れ穴２６．２９に連
通している。

装置２２の２枚の下部板２４及び上部板２７はその周辺
を囲い板すなわち円筒体１３により相互に運、ｄされ、
装置２２の全体がケーソンを形成するようにしてめる。

前記の囲い板は検音孔に関するものを除いて穴をあけな
いのがよい。このケーソンの剛・注は、上部板及び下部
板を互いに連結する愼械的部材により高める。このよう
な部材には、上部板２７及び下部板２４に固定されこれ
等の板を相互に連結するスペーサがある。このようなス
ペーサの１例を第２図にスペーサ３１として例示しであ
る。又スペーサとして若干の（又は全部の）クラスタ案
内２３を、これ４を下部板２４及び上部板２７に固定す
ることにより使うことができる。

流れ分離装＋１２２はさらに、分離装置２２°を横切り
収集アセンブリ１９に向かう上向きの冷却部材流れに対
してクラスタ１０及び駆動軸１１を保護する案内２３を
備えている。

各クラスタ案内２３はたとえば、連ｉ！した案内スリー
ブ３３に沿い又クラスタ案内２３の全高さにわたって延
びる方形の区間３４に沿って上下方向に配分した水平の
切取り板３２又は厚板を持つ溶接アセンブリ（第５図）
である。本発明によれば各クラスタ案内２３は、冷却材
通路穴を形成してない壁を持ち上部板２７及び下部板２
４に実質的に水密に連結した外部ケーシング３５を備え
ている。

ケーシング３５により仕切った流路は各案内管２１によ
り仕切った流路内に上向きに開口している。案内管２１
は、支持体１８を越えて上向きに突出し後述のように容
積部１７に直接又は校正した穴を経て連通している。ケ
ーシング３５はたとえば実質的に六角形の横断面を持つ
。

方形の区間３４又は案内スリーブ３３或はこれ等両者は
、任意普通の方法でたとえば溶接ビード３７により外部
ケーシング３５に固定しである（第５図）。谷切取り板
３２は、たとえば付加的な溶接出張りにより取付は中に
ケーシング３５に対して半径方向に衝合する位置に保持
しである。

各クラスタの連続的な案内は必ずしも必要でない。若干
の場合に、クラスタ案内２３の全高さにわたって延びク
ラスタ棒の一部を案内することのできるみそ封管を設け
れば十分である。切取り板３２はたとえばピンにより、
方形区間３４でなく外部ケーシング３５に直接固定すれ
ばよい。

第６図は案内管２１及び上部板２７間の接合部の構造を
示す。図示の実施例では案内管２１は複合のものである
。案内管２１は、支持体１８及び上部板２７間の距離に
はぼ等しい長さを持ち本来案内管２１を構成する外部管
と、上部板２７を越えて下向きに又スペーサ１８ａを越
えて上向きに突出する内部スリーブ３９とにより構成し
である。

たとえば４個又は６個の複数個の冷却材用穴２８は各案
内管２１のまわりに配分しである。

各クラスタ案内２３のケーシング３５の上部７ランジは
、たとえばボルト及びナツト３８により、各案内管２１
の内部スリーブ３９の下部部分に固定しである。

前記したように各クラスタ案内２３は下部板２４及び上
部板２７を連結するスペーサを構成する。

この場合これ等のスペーサの各端部部分は下部板２４及
び上部板２７に同定しである。しかしとくにスペクトル
シフト型原子炉では多数の案内が設けられ成る程度は過
剰である。この場合若干の案内２３は下部板及び上部板
の一方だけにたとえば溶接により固着するが、これ等の
案内の他端部は他方の板肉に滑！助自在に受入れて分離
装置２２内で各クラスタ案内の自由な差動膨張ができる
ようにするのがよい。さらにこの構造により、組立てよ
うとする各管の長さの製造上の変動に基づいて通常はむ
ずかしい組立てが容易になる。

第４図には滑動自在な連結の構造を例示してるる。ケー
シング３５の下端部分は各穴２６内にすべりばめにしで
ある。従ってケーシング３５は下部板２４内の滑動によ
り伸縮する。各人２６の下部部分は、対応する燃料集合
体９の各上部ノズル３６を滑動自在に受入れる。ノズル
３６には、制１ｆｆｌ棒の細長い要素の形状に対応する
形状を持つ穴を形成しである。従って冷却材の上向きの
流れは、クラスタの各捧が少なくとも上部ノズル内には
まるときは矢印４０により示すように横方向にそらされ
る。

第６図に示すように軸１１及びスリーブ３９の谷直径は
一般に故ＸＸ　（たとえば燃料税クラスタに対して約１
２１又中性下吸収クラスタに対して約１０ｍ）の半径方
向すきまＪ′ｔ−保持するような寸法割合にして、容積
部１７及び各クラスタ案内２３０間を連通させるように
しである。軸１１を第６図に例示した最下部位置に動か
したときに軸１１のふくらみ部を受入れるようにスリー
ブ３９の局部的制限部を設けである。すきまＪは一般に
、吸収クラスタに対するよりも燃料税スペクトル変動ク
ラスタの軸に対して大きくしである。その理由は燃料税
スペクトル変動クラスタの方が一層冷却を必要とするか
らである。

第６図に示すようにこのすきまは、ねじ連結により連結
した複数の部品から成るスリーブ３９の上部部分に形成
した穴４２を経て冷却材を受ける。

第２図に例示したようにこのすきまは、穴４２ｔ−経て
受ける冷却材のほかに又はこの冷却材の代りに、公知の
構造を持つチューリップ形熱防護体４４に形成した各人
を経て冷却材を受ける。

前記したような内部装備を備えた原子炉の運転は通常条
件のもとでは次の通りである。主冷却材流れは第１図、
第２図、第６図及び第４図に黒色、−の矢印４０により
示した径路に追従する。低温の冷却材は原子炉１に流入
ノズル４を経て入る。

冷却材の大部分は、外部用１笥体１３により下向きにそ
らされ、次いで原子炉１の炉心６の燃料集合体９を経て
上向きに流れる。燃料集合体９から流出する高温の冷却
材は、分離装［２２内に開口する各人２５に向かい上部
ノズル３６により各クラスタ案内２３間にそらされる。

炉心６かもの冷却材は次いで谷クラスタ案内２３のケー
シング３５間で分離装置２２に一通過し各人２８を経て
収集アセンブリ１９内に入る。次いでこの冷却材は、駆
動軸１１用の谷案内管２１の間にそらされ円筒体１３か
ら各人２０を経て流出し最終的に流出ノズル５を経て出
る。

この原子炉から出る冷却材は従って、各制御り２スタ及
びその駆動軸を包囲する答積内冷却材体から全冷却材径
路にわたって隔離される。制御クラスタ及びその駆動軸
は、これ等を分離装置２２の残りの部分から隔離するケ
ーシング３５内と収集アセンブリ１９を経て循環する冷
却材から隔離する案内管２１内とに密封状態で納めてめ
る。

又ケーシング３５及び案内管２１により仕切った流路は
、原子炉カバー３の下側にあり燃料集合体から出る冷却
材の圧力よりわずかに高い圧力にある容積部１Ｔに直接
連結しである。

軸線方向下向き流れ〔第１図及び第２図に白色矢印４１
により示しである〕は従って、案内管２１及びケーシン
グ３５内に行きわたり、クラスタとくにスペクトルシフ
ト型原子炉内の燃料税クラスタの冷却作用を生ずる。こ
の下向きの流れは、さらに必要に応じて全クラスタの温
度降下に役立ち、原子力安全性の方向に役立つ。

冷却材の少量の流れを原子炉カバー３の下方のドームす
なわち容積部１７に送給できる通路手段１６は、円筒体
１３の７ランゾ１５を横切って形成した各人でよい。

以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本発
明はなおその精神を逸脱しないで種燻の変化変型を行う
ことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明上方内部装備の１実施例を備えた原子炉
と一部を上下方向断面にして示す側面図、第２図は第１
図の上方内部装備を拡大して示す軸断面である。第３図
は第２図に示した構造を持つ流れ分離装置から出る冷却
材の流出区域の構造例の拡大縦断面図、第４図は本発明
の有利な構造によるクラスタ案内に対する滑動接合部の
レベルにおける下部流れ分離板の一部の拡大縦断面図、
第５図は第２図のＶ　−Ｖ　ｊｌＡに沿う拡大断面図で
ある。 １・・・原子炉、２・・・炉心、３・・・カバー、４・
・・流入ノズル、５・・・流入ノズル、６・・・炉心、
９・・・燃料集合体、１０・・・クラスタ、１１・・・
駆動軸、１２・・・上方内部装備、１３・・・囲い板、
ＩＴ・・・容積部、１９・・・収集アセンブリ、２１・
・・案内管、２２・・・分離装置、２３・・・クラスタ
案内、２４・・・下部板、２５・・・穴、２７・・・上
部板、２８・・・穴、３５・・・ケージング図面の１テ
；（内宮に２更なし） ＦＩＧ、３゜ 手続ネｒｌｉ正書（ｊ＞＝＝Ｆ、）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）それぞれ取りはずしできるカバーの近くに位置さ
   せた少なくとも１個の冷却材流入ノズル及び少なくとも
   １個の冷却材流出ノズルを持ち前記カバーにより閉じた
   圧力容器と、燃料集合体から形成され冷却材が内部で上
   向きに流れる炉心と、前記カバーを貫いて突出する各駆
   動軸により駆動する複数の制御クラスタとを備えた原子
   炉用上方内部装備において、 それぞれ駆動軸の１本ずつを受入れる複数の案内管を持
   ち冷却材を収集してこの冷却材を出力ノズルに向かい差
   向ける収集アセンブリと、この収集アセンブリ及び炉心
   の間に位置させた制御クラスタ及び駆動軸用案内を持ち
   、又前記炉心から出る冷却材用の通路を形成した下部板
   と前記収集アセンブリに向かう冷却材用の通路を形成し
   た上部板と前記の下部板及び上部板を相互に連結する周
   辺囲い板とを備え、冷却材流れを分別する分離装置とを
   包含し、 この流れ分離装置の前記各クラスタ案内に、穴を形成し
   ないで前記下部板及び上部板に実質的に冷却材密に連結
   され前記案内管の各１本に実質的に冷却材密に連結した
   外部ケーシングを設け、前記各案内管に前記収集アセン
   ブリ内には穴を形成してない側壁を設け前記各案内管が
   取りはずしできるカバーの下側に形成され流入ノズルか
   ら冷却材を送給される容積部内に開口するようにした原
   子炉用上方内部装備。 （２）少なくとも若干のクラスタ案内のケーシングを、
   上部板及び下部板の一方に固着し前記の上部板及び下部
   板の他方にその中で自由に伸縮するように滑動自在に受
   入れた請求項１記載の上方内部装備。 （３）各ケーシングがほぼ六角形の形状を持つようにし
   た請求項１記載の上方内部装備。（４）原子炉容器内に
   位置しこの容器の内面に協働し冷却材が上向きに各燃料
   集合体内に流れる空間に流入ノズルから下向きに冷却材
   が循環する通路を仕切る円筒体を備え、この円筒体を前
   記容器にフランジにより連結し、このフランクに、流入
   ノズルからカバーの下側の容積部に炉心から流出する冷
   却材の圧力より高い圧力で低温の冷却材の制御した流れ
   を送出す手段を形成した請求項１記載の上方内部装備。 （５）分離装置内の各クラスタ案内に上下方向に配分し
   た複数の水平板を設け、これ等の水平板の少なくとも若
   干を各ケーシングに固着した請求項１記載の上方内部装
   備。