(57)【要約】  【課題】  原子炉における燃料棒の破損を抑え安全性の向上が得られるようにした異物回収方法を提供すること。  【解決手段】  原子炉停止中に、再循環ポンプ１のポンプ本体部１Ａの上に異物捕捉用のフィルタ網体２１ｂを内蔵した異物回収用具２０を取付け、再循環ポンプ１を運転することにより、圧力容器１０内に循環流を形成して、異物をフィルタ網体２１ｂで捕捉した後、再循環ポンプ１を停止し、異物回収用具２０を圧力容器１０から取出し、異物回収用具２０と一緒に異物を回収するようにしたもの。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器とシュラウド間に形成されたダウンカマに再循環ポンプを備えた沸騰水型原子炉において、
前記原子炉停止中、前記再循環ポンプの上部にフィルタが内蔵された異物回収用具を設置する処理と、前記再循環ポンプを運転させ前記圧力容器内に冷却水の循環流を形成する処理と、前記冷却水の循環流に前記圧力容器内の異物を乗せ前記フィルタに捕捉させる処理と、前記再循環ポンプを停止して前記異物回収用具を前記圧力容器内から回収する処理とを実行し、
この後、前記異物回収用具を回収することにより前記フィルタに捕捉された異物が回収されること特徴とする異物回収方法。
【請求項２】
請求項１に記載の異物回収方法において、
前記異物回収用具が、再循環ポンプ据付用のガイドレールを利用して設置されることを特徴とする異物回収方法。
【請求項３】
請求項１に記載の異物回収方法において、
前記再循環ポンプが少なくとも２台設置され、
これら再循環ポンプの中の少なくとも１台には前記異物回収用具を設置せず、且つ他の再循環ポンプが運転されているときも停止させたままに保つことを特徴とする異物回収方法。
【請求項４】
請求項３に記載の異物回収方法において、
前記再循環ポンプの運転と停止が複数回繰り返されることを特徴とする異物回収方法。
【請求項５】
圧力容器とシュラウド間に形成されたダウンカマに再循環ポンプを備えた沸騰水型原子炉において、
前記原子炉停止中、前記シュラウド内の燃料支持金具にフィルタが内蔵された異物回収用具を設置する処理と、前記再循環ポンプを運転させ前記シュラウド内に冷却水の循環流を形成する処理と、前記冷却水の循環流に前記圧力容器内の異物を乗せ前記フィルタに捕捉させる処理と、前記再循環ポンプを停止して前記異物回収用具を前記圧力容器内から回収する処理とを実行し、
この後、前記異物回収用具を回収することにより前記フィルタに捕捉された異物が回収されること特徴とする異物回収方法。
【請求項６】
圧力容器とシュラウド間に形成されたダウンカマに再循環ポンプを備えた沸騰水型原子炉において、
前記原子炉停止中、異物捕捉用のフィルタが内蔵された模擬燃料集合体を前記シュラウド内に設置する処理と、前記再循環ポンプを運転させ前記シュラウド内に冷却水の循環流を形成する処理と、前記冷却水の循環流に前記圧力容器内の異物を乗せ前記フィルタに捕捉させる処理と、前記再循環ポンプを停止して前記模擬燃料集合体を前記圧力容器内から回収する処理とを実行し、
この後、前記模擬燃料集合体を回収することにより前記フィルタに捕捉された異物が回収されること特徴とする異物回収方法。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の異物回収方法において、
前記再循環ポンプの運転と停止が複数回繰り返されることを特徴とする異物回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントにおける異物回収方法に係り、特に、沸騰水型原子炉における圧力容器内の異物回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉を用いた発電プラントでは、圧力容器内の燃料集合体から発生される熱により水(冷却水)を加熱して蒸気とし、これによりタービンを駆動して発電している。そして、タービンを通過した蒸気は復水器で水に戻され、給水加熱器で昇温されて圧力容器に戻されるようになっている。
【０００３】
ここで、圧力容器には燃料集合体が格納されているが、このとき燃料集合体を取り囲むようにしてシュラウドを設置し、これにより圧力容器の内壁とシュラウドの間にダウンカマと呼ばれる空間が形成されるようになっている。そして、このダウンカマに、ジェットポンプ又はインターナルポンプによる再循環ポンプを設置し、圧力容器内の冷却水を循環させている。
【０００４】
この場合、燃料集合体は、燃料ペレットを燃料被覆管の中に充填して燃料棒とし、これを複数列の正方格子状に配列し、その外周をチャンネルボックスで取り囲んで構成されている。ここで燃料被覆管は、原子炉運転中に発生した核分裂生成物を閉じ込めるという重要な役割を担っている。そして、このとき、燃料棒の配列ピッチを所定の状態に維持するため、鉛直方向の複数個所にスペーサが取付けられている。
【０００５】
ところで、原子力プラントでは、その建設作業や定期検査、補修、点検などの作業に際して、針金などの小さな異物が原子炉内に混入してしまう虞が生じる。ここで、もしも異物が混入したとすると、炉内での冷却水の循環により、異物が燃料集合体へ流れ込み、スペーサ等に引っかかる虞がある。
【０００６】
このとき、燃料集合体の内部では、流量の揺らぎやボイド、スペーサなどの影響により冷却水の流れに乱れが発生し、局所的には流速が常に変化している。そこで、この影響により燃料棒や異物が振動し、異物が燃料棒を擦るような形で磨耗が進み、最終的には燃料被覆管に小さな孔が開いてしまうことがある。
【０００７】
このようにして燃料被覆管に孔が開いたとすると、当該燃料被覆管の中に閉じ込められていた核分裂生成物のうち、ガス状の物質が冷却水中に漏れ出してしまう虞があり、この場合、安全上、原子炉の運転を停止し、孔が開いてしまった燃料被覆管が含まれている燃料集合体を炉内から取り出す必要がある。
【０００８】
しかし、一般的な原子炉の場合、通常、燃料棒は数万本もあるので、これらの中から孔が開いた燃料棒を探し出すには多くの日時を要し、従って、この場合、原子炉の稼働率を大幅に低下させてしまう虞がある。
【０００９】
そこで、異物を燃料集合体内に流入させないようにし、これにより、燃料棒に破損が生じてしまう確率を低減させ、原子炉の安全性が向上されるようにする方法として、燃料支持金具に圧力損失の小さいフィルタを設置し、異物が燃料集合体に流入する前に捕捉する方法が従来から提供されている(例えば、特許文献１参照。)。
【特許文献１】特開２００３−１２１５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来技術には、以下の課題が存在する。
【００１１】
まず、従来技術では、フィルタの設置により燃料集合体への異物の流入は阻止できるが、ポンプが停止され、冷却水の流れがなくなってしまうと、フィルタの網目に嵌まり込んで捕捉された異物を除き、それ以外の異物は重力によりフィルタから落下し、下部プレナムに堆積してしまうことになる。この堆積した異物は、そのままにしておくと他の構造物に傷をつけてしまう虞がある上、腐食や切断されて小さくなると、運転再開時にフィルタを通過してしまう可能性がある。
【００１２】
また、従来技術では、圧力損失を抑えるため、フィルタの網目を比較的大きくせざるを得ず、線径の小さい針金などの異物はフィルタを通過してしまう可能性があり、従って、このような異物は回収できない。また、フィルタを用いている結果、異物がフィルタの網目を塞いで圧力損失の増大をもたらし、網目が塞がれた燃料集合体では冷却水の流量が減少してしまうなど、炉心の流量バランスが変化し、原子炉制御に影響を与える可能性がある。
【００１３】
本発明の目的は、原子炉における燃料棒の破損を抑え安全性の向上が得られるようにした異物回収方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は、圧力容器とシュラウド間に形成されたダウンカマに再循環ポンプを備えた沸騰水型原子炉において、前記原子炉停止中、前記再循環ポンプの上部にフィルタが内蔵された異物回収用具を設置する処理と、前記再循環ポンプを運転させ前記圧力容器内に冷却水の循環流を形成する処理と、前記冷却水の循環流に前記圧力容器内の異物を乗せ前記フィルタに捕捉させる処理と、前記再循環ポンプを停止して前記異物回収用具を前記圧力容器内から回収する処理とを実行し、この後、前記異物回収用具を回収することにより前記フィルタに捕捉された異物が回収されるようにして達成される。
【００１５】
従来技術の場合、フィルタは、運転中も含めて圧力容器内に常設されている。しかし、運転中、圧力容器は閉じた系となるため、異物が混入する経路がない。従って、定期検査時など、異物が混入する可能性が作業が終了した後に仮設の異物回収用具を設置して異物を回収すればよい。
【００１６】
従って、上記手段によれば、原子炉が運転前の回収作業になるので、圧力損失増加の問題を考慮する必要がなく、異物回収装置に網目の小さなフィルタを内蔵させ、これを設置することにより微小な異物も容易に取り除くことができる。
【００１７】
このとき、前記異物回収用具が、再循環ポンプ据付用のガイドレールを利用して設置されるようにしてもよく、この場合、異物回収用具を再循環ポンプの真上に正確に設置することが容易になると共に、異物回収用具の固定に必要な部品点数が少なくなり、回収作業におけるコストを低減することができる。
【００１８】
また、このとき、前記再循環ポンプが少なくとも２台設置され、これら再循環ポンプの中の少なくとも１台には前記異物回収用具を設置せず、且つ他の再循環ポンプが運転されているときも停止させたままに保つようにしてもよい。
【００１９】
これにより、停止している再循環ポンプに下部プレナムからダウンカマへの逆流が生じ、下部プレナムに堆積している異物をダウンカマへ誘導する。ダウンカマへ移動した異物は、運転されている再循環ポンプへ誘導され、設置されている異物回収用具のフィルタに捕捉される。つまり、燃料集合体を通過させずに異物を回収することができる。
【００２０】
同じくまた、この場合、再循環ポンプの運転と停止を複数回、繰り返すようにしてもよく、これにより、従来技術の燃料集合体下部に取付けるフィルタに捕捉され、再循環ポンプを停止したときに下部プレナムへ落下した異物を回収することが可能となる。
【００２１】
次に、上記目的は、圧力容器とシュラウド間に形成されたダウンカマに再循環ポンプを備えた沸騰水型原子炉において、前記原子炉停止中、前記シュラウド内の燃料支持金具にフィルタが内蔵された異物回収用具を設置する処理と、前記再循環ポンプを運転させ前記シュラウド内に冷却水の循環流を形成する処理と、前記冷却水の循環流に前記圧力容器内の異物を乗せ前記フィルタに捕捉させる処理と、前記再循環ポンプを停止して前記異物回収用具を前記圧力容器内から回収する処理とを実行し、この後、前記異物回収用具を回収することにより前記フィルタに捕捉された異物が回収されるようにしても達成される。
【００２２】
これにより、圧力容器内に形成された循環流に乗って異物が異物回収用具に誘導され、異物回収用具に入った異物はフィルタで捕捉される。再循環ポンプを停止し、循環流が喪失した場合、重力の作用により異物は落下するので、異物が落下しない構造をした異物回収装置を設置する。異物が堆積した異物回収装置を圧力容器から取り出すことにより異物を回収することができる。この発明では、再循環ポンプの運転により異物が巻き上がる初期の位置に異物回収装置を設置しているため、効率よく異物を回収することができる。
【００２３】
更に、上記目的は、圧力容器とシュラウド間に形成されたダウンカマに再循環ポンプを備えた沸騰水型原子炉において、前記原子炉停止中、異物捕捉用のフィルタが内蔵された模擬燃料集合体を前記シュラウド内に設置する処理と、前記再循環ポンプを運転させ前記シュラウド内に冷却水の循環流を形成する処理と、前記冷却水の循環流に前記圧力容器内の異物を乗せ前記フィルタに捕捉させる処理と、前記再循環ポンプを停止して前記模擬燃料集合体を前記圧力容器内から回収する処理とを実行し、この後、前記模擬燃料集合体を回収することにより前記フィルタに捕捉された異物が回収されるようにしても達成される。
【００２４】
このとき、前記再循環ポンプの運転と停止が複数回繰り返されるようにしてもよく、これにより、従来技術の燃料集合体下部に取付けるフィルタに捕捉され、再循環ポンプを停止したときに下部プレナムへ落下した異物を回収することが可能となると共に、従来の定期検査工程を大きく増加させずに異物回収作業ができる。
【００２５】
更に、この場合、燃料集合体部だけでなく、必要に応じてポンプ部でも異物が回収できようにすることができ、異物回収率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、原子炉停止中に異物回収作業が行なわれるので、通常運転中に原子炉内の圧力損失を増加させることがない。また、圧力容器内の微小な異物も回収することができる。
【００２７】
従って、本発明によれば、原子炉制御に影響を与えることなく、燃料棒が破損する可能性を、更に低減させることが可能となり、原子炉の安全性を大きく向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明による異物回収方法について、実施の形態により詳細に説明する。ここでまず、図２は、本発明の一実施形態が適用される沸騰水型原子炉の一例で、これはインターナルポンプからなる再循環ポンプを備えた沸騰水型原子炉、いわゆる改良型沸騰水型原子炉を示したものである。
【００２９】
そして、この図２において、１が再循環ポンプで、これは、図示のように、圧力容器１０の中にポンプ本体１Ａが設置されている。そして、この圧力容器１０内にあるシュラウド２の中に燃料集合体３を設置し、原子炉の運転を開始させたとき、この燃料集合体３が発熱し、圧力容器１０内にある冷却水が加熱されて蒸気が発生されるようにしてあり、この蒸気が上部プレナム４の中を通って気水分離器５と蒸気乾燥器６に誘導され、ここで液相が分離され、乾燥した蒸気が主蒸気配管７を介してタービンに供給されるようになっている。
【００３０】
こうしてタービンを駆動した蒸気は復水器により凝結され、給水加熱器を経て給水管８から圧力容器１０内に給水として戻されるが、このとき、冷却水を再循環させるための空間として、圧力容器１０の内壁面とシュラウド２の外壁面の間にダウンカマ９が形成してあるが、ここで改良型沸騰水型原子炉の場合は、このダウンカマ９の下部に再循環ポンプ１が設置されるようになっている。なお、通常の沸騰水型原子炉では、ジェットポンプが設置される。
【００３１】
このとき、再循環ポンプ１は複数台、つまり再循環ポンプ１(1)から再循環ポンプ１(n)までｎ台あり、これらがダウンカマ９内で円周方向に並んでポンプデッキ３３(後述)に設置してある。そして、これら複数台の再循環ポンプ１を運転させることにより、ダウンカマ９内にある冷却水が下部プレナム１２を通って燃料集合体３に強制的に送られるようになる。
【００３２】
他方、気水分離器５で気相が分離された水は、重力によりダウンカマ９に戻り、この結果、シュラウド３の内部とダウンカマ９の間に冷却水の循環流が形成される。
【００３３】
次に、図１により、本発明による異物回収方法の第１の実施の形態について説明する。ここで、この図１は、図２の再循環ポンプ１を備えた沸騰水型原子炉、いわゆる改良型沸騰水型原子炉に本発明を適用した場合の一実施の形態で、ここでは図２の左下の部分が拡大して示されている。
【００３４】
従って、この図１には、再循環ポンプ１の本体１Ａと、ダウンカマ９を形成している圧力容器１０の一部とシュラウド２の一部が示されている。そして、この図１において、２０は異物回収用具で、３２はガイドレール、そして３３はポンプデッキであり、ここでガイドレール３２はシュラウド２の外周面に固定されていて、再循環ポンプ１をダウンカマ９内に据付ける際に使用される部材であり、このとき再循環ポンプ１の本体１Ａはポンプデッキ３３に保持されている。
【００３５】
そして、異物回収用具２０は、図示のように、フィルタ構造体２０ａとフィルタ本体２０ｂで構成されているが、ここで、まず、図３(a)は、異物回収用具２０の一例の詳細であり、この例は、フィルタ構造体２０ａが扇形をした枠状の部材で作られ、その枠の中にフィルタ網体２０ｂが水平に張られた状態で取付けたものになっている。そして、このフィルタ網体２０ｂとしては、所定の大きさの網目をもった網状体が用いられている。
【００３６】
なお、この図３(a)に示した異物回収用具２０が扇形に作られている理由は、図４に示すように、ダウンカマ９の平面形状がリング形をしているからで、このリング形の中で円周方向に沿って配置できるようにするためであり、このときフィルタ構造体２０ａの内周側、つまりにシュラウド側が円筒状に膨らんでいるのは、再循環ポンプ１の本体１Ａの形状に合わせたものであるが、これは、同時に図４に示すシュラウド上部の切欠き形状にも合わせたものとなっている。
【００３７】
図２に示されているように、上部プレナム４はシュラウド２よりも径が大きく、シュラウド２の外周から突き出ているので、圧力容器１０内での再循環ポンプ１の出し入れに障害となる。そこで、再循環ポンプ１が上部プレナム４の周囲を通れるようにするため、図４に示すように、対面する２箇所に円形の切欠き部３１が設けてある。そこで、これにフィルタ構造体２０の形状を合わせているのである。
【００３８】
一方、図３(b)は、円筒形をした異物回収用具２０の一例であり、従って、この場合、フィルタ構造体２０ａは円筒形の部材で作られ、円筒の中にフィルタ網体２０ｂを張りわたして取付けたものになっている。そして、このときも、フィルタ網体２０ｂとしては、所定の大きさの網目をもった網状体が用いられている。
【００３９】
次に、この実施形態による異物回収動作について説明する。いま、ここで本発明の適用対象が原子力発電プラントであるとする。そうすると、その建設後、発電開始までに動作や安全性の確認のための様々な試験が行われるのが通例であり、初期の段階では、圧力容器内に燃料集合体を装荷せずにポンプの動作確認試験が行われる。
【００４０】
そこで、この実施形態では、このとき、つまり燃料集合体が装荷されていない状態のとき、異物回収動作を行うもので、このため、まず、図１に示すように、ダウンカマ９の中にある再循環ポンプ１の上から、その本体１Ａにかぶせるようにして、図３(a)又は図３(b)に示した異物回収用具２０の何れかをポンプデッキ３３の上に設置する。
【００４１】
なお、この異物回収用具２０の設置に際しては、図１に示されている再循環ポンプ据付用のガイドレール３２を利用することができ、このように固定されたガイドレール３２を利用することにより、異物回収用具２０を正確に再循環ポンプ１の真上に設置することができる。また、このとき異物回収用具２０をガイドレール３２に固定することで、ポンプデッキ３３に新たに異物回収用具固定用の金具などが不要になるので、部品数の低減につながり、異物回収作業に必要なコストを抑えることができる。
【００４２】
こうして、図１に示すように、異物回収用具２０を再循環ポンプ上部に設置したら、ここで再循環ポンプ１を運転する。そうすると、ポンプの働きにより、図１に矢印で示したように、ダウンカマ９から下部プレナム１２に向かう冷却水の流れが作り出され、この結果、下部プレナム１２からシュラウド２内を上に向かった後、シュラウド２の上端からダウンカマ９に流れ、再循環ポンプ１に戻る循環流が発生する。
【００４３】
そうすると、この循環流に、圧力容器１０内で、特に重力の作用により下部プレナム１２に沈降していた異物が乗り、水流と一緒にシュラウド２内を上昇し、ダウンカマ９に移動された後、再循環ポンプ１に吸い込まれようとするが、このとき異物回収用具２０のフィルタ網体２０ｂにより捕捉されてしまう。
【００４４】
ここで、現行の改良型沸騰水型原子炉には、再循環ポンプ１が複数台、例えば１０台設置されている(ｎ＝１０)。そして、再循環ポンプ１を停止させるときは、通常、１台ずつ順番に停止させている。そうすると、このとき停止された再循環ポンプ１では、下部プレナム１２からダウンカマ９に逆流が生じてしまうことがあり、この場合、異物回収用具２０のフィルタ網体２０ｂに捕捉されていた異物が、逆流により巻き上げられてしまうことが考えられる。
【００４５】
しかし、この場合、逆流が発生しても、それがダウンカマ９を越えてシュラウド２の内部に到達することはなく、このため異物はダウンカマ９内にとどまる。従って、逆流により巻き上がった異物が現われたとしても、いずれは重力の作用によりフィルタ網体２０ｂの上に堆積されるだけなので特に問題は生じない。
【００４６】
ここで、肝要なことは、異物回収用具２０のフィルタ網体２０ｂが、図１に示されているように、再循環ポンプ１の上で水平になっていることであり、このため、この実施形態では、フィルタ構造体２０ａを枠状体や円筒状にし、その中にフィルタ網体２０ｂを張り、これにより再循環ポンプ１にかぶせたとき、フィルタ網体２０ｂが自然に水平になるようにしているのである。
【００４７】
そこで、再循環ポンプ１の全てを停止させた後、ガイドレール３２を使って異物回収用具２０をダウンカマ９から引き上げ、圧力容器１０から取り出すことにより、当該異物回収用具２０と一緒に圧力容器１０内の異物も取り出されるので、異物が回収されることになる。
【００４８】
ここで、上記の実施形態における異物回収用具２０は、異物の回収動作を行うときだけ仮設されるもので、原子炉が運転中は設置されない。よって、この実施形態では、原子炉運転中は異物回収に伴う圧力損失の虞がない。また、この実施形態による異物の回収は、原子炉が停止されているときに行われるので、下部プレナム１２にある異物を巻き上げるのに必要な流量が確保されればよく、このため冷却に必要な冷却水の流量とは関係無く、少ない流量にすることができ、この少ない流量が確保できなくなるまで圧力損失の増加が許容できる。
【００４９】
従って、その分、この実施形態によれば、異物回収用具２０のフィルタ網体２０ｂの網目を小さくすることができるので、従来技術の燃料集合体に取付けるフィルタを通過できるような微小な異物も回収することができる。
【００５０】
次に、本発明による異物回収方法の第２の実施形態について説明すると、この第２の実施形態は、定期検査時のように、燃料集合体３がシュラウド２内に装荷されているときに異物回収動作を行うもので、このため異物回収動作に際しては、まず、複数台の再循環ポンプ１(1)〜１(n)のうち、例えば図５において、左側の再循環ポンプ１(1)に異物回収用具２０を設置する。なお、このときもガイドレール３２を利用することができる。
【００５１】
次に、異物回収用具２０を設置してない右側の再循環ポンプ１(n)は停止させたままにして左側の再循環ポンプ１(1)を運転する。こうすると、ダウンカマ９から冷却水が再循環ポンプ１(1)に吸い込まれ、この吸い込まれた冷却水が下部プレナム１２を通り、停止している再循環ポンプ１(n)を通り抜けてダウンカマ９に戻るという冷却水の循環流が生じる。
【００５２】
そこで、この循環流に乗って、下部プレナム１２に沈降していた異物がダウンカマ９の中に移動し、冷却水が再び再循環ポンプ１(1)に吸い込まれるとき、異物回収用具２０に誘導され、フィルタ網体２０ｂに捕捉されるようになる。
【００５３】
このとき、運転している再循環ポンプ１(1)を通った冷却水の全量が停止している再循環ポンプ１(n)に流れ込み、ダウンカマ９に送られるわけではなく、一部はシュラウド２内の燃料集合体３を通ってダウンカマ９に戻ってしまう。そこで、この第２の実施形態の場合、異物が燃料集合体内部を通過しないように、従来技術と同じように、燃料集合体の入口にフィルタを取付け、異物が燃料集合体内部を通過しないようにする必要がある。
【００５４】
この場合、燃料集合の入り口に取付けてあるフィルタに捕捉された異物は、再循環ポンプ１(1)を停止させると、流れがなくなるのでフィルタから離れ、重力により下部プレナム１２に落下する。そこで、頃合いを見計らって再び再循環ポンプ１(1)を運転させてやると、下部プレナム１２に落下していた異物の一部が再び流れに乗り、フィルタ網体２０ｂに捕捉されるようになる。
【００５５】
そこで、このように、再循環ポンプ１(1)の運転と停止を複数回、繰り返えしてやれば、次々と異物が下部プレナム１２からダウンカマ９に移動され、フィルタ網体２０ｂに捕捉されるようになり、従って、この実施形態によっても、ほぼ完全に異物を回収することができる。なお、このとき、他の再循環ポンプ１(2)〜１(n)についても、同じように異物回収用具２０を装着し、同じ動作を順次実行するようにしてもよい。
【００５６】
このとき、燃料集合体の上方に、例えば蓋などのような流動抵抗となる構造物を設置してやれば、シュラウド２内を通る冷却水の流量が抑えられるので、その分、停止している再循環ポンプ１(n)を通ってダウンカマ９に流れる水量が増加し、従って、効率よく異物を捕捉することができる。
【００５７】
ところで、この第２の実施形態の場合、運転している再循環ポンプ１(1)を停止させたとき、ここで冷却水に逆流が生じ、異物回収用具２０のフィルタ網体２０ｂに捕捉されていた異物が巻き上げられてしまうという可能性がある。
【００５８】
このとき、この実施形態では、運転していない再循環ポンプ１(n)には、異物回収用具２０が取付けられていないので、逆流によりダウンカマ９内に異物が巻き上げられてしまうと、この異物は停止している再循環ポンプ１(n)を通って下部プレナム１２に移動してしまい、回収できなくなってしまうという可能性がある。
【００５９】
従って、この実施形態の場合は、逆流時にも異物を巻き上げないようにした異物回収用具を用いる必要があり、このような異物巻上げが防止できるようにいた異物回収用具の一例を図６に示す。
【００６０】
ここで、この図６に示した異物回収用具２０は、フィルタ構造体２０ａとフィルタ網体２０ｂについては、図１で説明した異物回収用具２０と同じであるが、更に天井部２０ｃと蓋２０ｄ、スプリング２０ｅ、それにストッパ部材２０ｆが設けられている点で異なっている。
【００６１】
ここで、まず天井部２０ｃは、その名称のとおり、フィルタ構造体２０ａの頂部に設けられていて、中心に開口部が形成してある。そして、この開口部の下に位置するようにして、蓋２０ｄがスプリング２０ｅにより天井部２０ｃの下側に保持してあるが、このとき蓋２０ｄは、スプリング２０ｅにより天井部２０ｃの下側に張り付くようにされていて、通常は開口部が塞がれているように作られている。
【００６２】
ここで、いま、再循環ポンプ１(1)が運転されたとすると、ポンプの吸い込み負圧力により、スプリング２０ｅの弾力に抗して蓋２０ｄが下方に引っ張られるので、天井部２０ｃの開口部が開き、ダウンカマ９から異物回収用具２０内に冷却水が引き込まれるようになる。このとき、ストッパ部材２０ｆは、蓋２２ａが引き込まれ過ぎてばね２３が破損しないように、蓋２０ｄの移動を止める働きをする。
【００６３】
そこで、再循環ポンプ１ａが停止されて逆流が生じたとすると、ばね２３の作用と逆流の圧力により蓋２２ａが閉じ、この結果、異物回収用具内のフィルタ２１ｂと天井の間が閉じた空間となるので、フィルタ２１ｂで捕捉した異物が異物回収用具２０から流出することはない。
【００６４】
そして、この実施形態のように、異物が流出しないようにした異物回収用具２０を用いた場合は、例えば図３(a)に示したように、扇形をしていてダウンカマ９全体をカバーすることができるようにした異物回収用具を設置する必要はなく、図３(b)に示すような円形の異物回収用具で十分に異物を回収することができる。
【００６５】
こうして、全ての再循環ポンプ１(1)〜１(n)の停止後、ガイドレール３２を使って異物回収用具２０をダウンカマ９から引き上げることにより、下部プレナム１２に残された異物を回収することができる。
【００６６】
ここで、この第２の実施形態においても、異物回収用具は仮設のものであり、このとき下部プレナム１２にある異物を巻き上げるのに必要な流量を確保すればよいので、必要な流量を確保できなくなるまで圧力損失の増加が許容できる。つまり、フィルタ２１ｂの網目を小さくすることができるので、微小な異物も回収することができる。
【００６７】
次に、本発明による異物回収方法の第３の実施形態について説明する。例えば、原子炉におけるシュラウドの交換作業では、全燃料集合体を圧力容器の外に取り出してシュラウドの切断作業を行うが、このシュラウド切断時には、切断屑なども下部プレナムに堆積されてしまう可能性がある。この第３の実施形態は、このような場合に好適な実施形態である。
【００６８】
このため、この第３の実施形態では、例えば図２の圧力容器１０において、シュラウド２の交換後、燃料集合体３を燃料支持金具に設置する前に、当該燃料支持金具に、例えば図７に示すような異物回収用具２１を、燃料集合体３に代えて設置する。
【００６９】
この異物回収用具２１は、図示のように、外管２１ａと内管２１ｂの二重管構造となっており、外管２１ａの外周面に開口を形成し、ここに異物捕捉用のフィルタ網体２１ｃを取付ける。そして、このとき内管２１ｂの下部を外管２１ａに取付けることにより、この部分にポケット部２１ｄを形成させたたものである。
【００７０】
こうして燃料支持金具に異物回収用具２１を取付けたら、この後、再循環ポンプ１を運転する。ここで、この再循環ポンプ１としては、上記したインターナルポンプに限らず、ジェットポンプでも良い。従って、この第４の実施形態は、図２に示した改良型沸騰水型原子炉だけではなく、つまりジェットポンプを備えた通常の沸騰水型原子炉も適用対象にすることができる。
【００７１】
この再循環ポンプ１の運転により、ダウンカマ９から下部プレナム１２に冷却水が流れ込む。この流れにより、下部プレナム１２に堆積していた異物が巻き上げられ、水流に乗ってシュラウド２内に流入し、中にある異物回収用具２１に誘導される。そして異物回収用具に流れ込んだ異物は、図７に矢印で示すように、冷却水が外管２１ａのフィルタ網体２１ｃを通って装置の外部に流れ出る際に、このフィルタ網体２１ｃに捕捉される。
【００７２】
ここで、再循環ポンプ１を停止させ、冷却水の流れを止めると、フィルタ網体２１ｃに捕捉されていた異物は、重力により落下するが、このとき、内管２１ｂと外管２１ａの間にポケット部２１ｄが形成してあるので、落下した異物は、下部プレナム１２に戻ることはなく、ポケット部２１ｄの中に堆積する。そこで、再循環ポンプの運転を停止させた後、異物回収用具２１を圧力容器１０から取り出すことにより、圧力容器１０内に残されていた異物を回収することができる。
【００７３】
このときの異物回収用具としては、、図８に示す構造の装置を設置しても良い。この図８の異物回収用具２２は、外管２２ａの上部をエルボ形状に作り、エルボの出口に相当する部分にフィルタ網体２２ｂを設置したもので、このとき、フィルタ２２ｂの内側に仕切りを設け、これによりポケット部２２ｃが形成してある。
【００７４】
この異物回収用具２２は、図７で説明した異物回収用具２１と同様にして、燃料支持金具に設置し、再循環ポンプを運転することにより、前述した異物回収用具２１のときと同様な原理により、圧力容器１０内に残されていた異物を回収することができる。
【００７５】
この第３の実施形態では、異物回収用具２１、又は異物回収用具２ふを燃料支持金具上に、多数個、例えば８００個以上も設置する。そこで、再循環ポンプを運転して、異物の回収を行うと、これらの異物回収用具２１、２２から水平方向に冷却水が流出するようになる。
【００７６】
そうすると、このとき隣接した異物回収用具２１、２２から流出する流れが互いに干渉し、異物回収用具に振動などの問題が発生する可能性がある。そこで、この場合には、高さを変えた異物回収用具を用意し、隣接する異物回収用具２１、２２では、フィルタ網体２１ｃ又はフィルタ網体２２ｂの位置が重ならないようにすれば、流れの干渉を大幅に低減することができる。
【００７７】
また、この第３の実施形態では、上記したように、改良型沸騰水型原子炉と通常の沸騰水型原子炉の何れにも適用できるが、ここでインターナルポンプによる再循環ポンプ１を備えた改良型沸騰水型原子炉に本実施形態を適用する場合には、燃料支持金具上に設置する異物回収用具２１、２２に加えて、第１及び第２の実施形態で説明した再循環ポンプ１上に設置する異物回収用具２０を併用しても良い。この場合、燃料集合体部と再循環ポンプ部の双方で異物が回収されることになり、異物回収率を向上させることができる。
【００７８】
次に、本発明による異物回収方法の第４の実施形態について説明する。例えば、原子炉の定期検査時には、通常、圧力容器に装荷されている燃料集合体のうち、１／４〜１／３の燃料集合体を新たな燃料集合体に交換するのであるが、このとき燃焼を終えた燃料集合体を原子炉から取り出し、新たな燃料集合体を装荷するまでは、残っている制御棒などが傾いたりしないように、抜かれてしまった燃料集合体に代え、ブレードガイドと呼ばれている模擬燃料集合体が設置される。
【００７９】
そこで、この第４の実施形態では、例えば図９に示すように、異物捕捉用のフィルタ網体４０ａが内蔵された筒状のブレードガイド４０を用意し、これを模擬燃料集合体としてシュラウド内に設置し、異物回収を行うようにするのである。
【００８０】
そして、このブレードガイド４０の中には、フィルタ網体４０ａの下側になるようにして落下異物捕捉用の蓋４０ｂが設けられているが、この蓋４０ｂは、開口部材４０ｃの上に載かれていて、下部プレナム１２からブレードガイド４０の中に冷却水が流れ込んだとき、その流入圧力により開放されるようにしてあり、このとき、蓋４０ｂが上昇してフィルタ網体４０ａの下側をふさいでしまうことがないように、ストッパ部材４０ｃが設けられている。
【００８１】
そして、この第４の実施形態による異物回収動作に際しては、まず、ブレードガイド４０を模擬燃料集合体としてシュラウド２内に設置する。このとき、交換しない燃料集合体には、異物流入を防止するために、従来技術で説明したフィルタを取付けておく。そして再循環ポンプを運転する。
【００８２】
そうすると、ダウンカマ９から下部プレナム１２に冷却水が流れ込み、この流れにより下部プレナム１２に堆積していた異物が巻き上げられるので、これが水流に乗って燃料集合体部３に誘導される。このとき、上記したように、交換しない燃料集合体にはフィルタが取付けられているので、巻き上がった異物は、一部は燃料集合体部のフィルタに捕捉され、残りはブレードガイド４０へ流れ込む。
【００８３】
そして、ブレードガイド４０に流れ込んだ異物は、そこに内蔵されているフィルタ網体４０ａに捕捉されるようになる。そこで、再循環ポンプを停止すると、重力により、燃料集合体のフィルタに捕捉されていた異物は下部プレナム１２に落下してしまう。また、このときブレードガイド４０のフィルタ網体４０ａに捕捉された異物も重力により落下するが、このときは、蓋４０ｂも重力で開口部材４０ｃの上に落下し、開口を閉じるため、下部プレナム１２に落下することなく、ブレードガイド４０内に留まり、そこに捕捉されることになる。
【００８４】
ここで、いま、例えば全燃料集合体の１／３にブレードガイド４０を設置したとし、燃料集合体とブレードガイドの圧力損失が同程度とすると、単純にいって、一度の再循環ポンプの運転で回収できる異物は全体の１／３になる。そこで、次に再循環ポンプの運転、停止を行うと、最初の異物回収作業で回収できなかった異物の１／３を回収することができる。
【００８５】
従って、このように再循環ポンプの運転と停止を繰り返すことにより、次々と異物を回収することができる。例えば、６回、再循環ポンプの運転、停止を繰り返すと、確率的には９０％以上の異物が回収できることになる。
【００８６】
こうして、再循環ポンプの運転、停止を必要な回数、繰り返えした後、ブレードガイド４０を燃料集合体部から取出すことにより、圧力容器１０の中から異物を回収することができるが、このときのブレードガイドの設置移動作業は、通常の定期検査の工程に組み込まれている。
【００８７】
従って、この第４の実施形態によれば、再循環ポンプの運転、停止による異物回収作業を他の定期検査作業と干渉しない期間に組み込むことにより、定期検査の工程を延長させることがなく、原子炉の稼働率を低下させることなく、異物回収が行えるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施形態における異物回収用具の設置状態を説明するための断面図である。
【図２】本発明が適用対象とする原子炉圧力容器の縦断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態において使用される異物回収用具の一例を示す断面図である。
【図４】本発明が適用対象とする原子炉圧力容器の横断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における異物回収用具の設置状態を説明するための断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態において使用される異物回収用具の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態において燃料支持金具上に設置して用いられる二重管構造の異物回収用具の一例を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態において燃料支持金具上に設置して使用されるエルボ型の異物回収用具の一例を示す断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態において使用される異物回収機能を備えたブレードガイドの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１、１(1)〜１(n)：再循環ポンプ
２：シュラウド
３：燃料集合体
４：上部プレナム
５：気水分離器
６：蒸気乾燥器
７：主蒸気配管
８：給水管
９：ダウンカマ
１０：圧力容器
１２：下部プレナム
２０：異物回収用具(第１の実施形態)
２０ａ：フィルタ構造体
２０ｂ：フィルタ網体
２０ｃ：天井部
２０ｄ：蓋
２０ｅ：スプリング
２０ｆ：ストッパ部材
２１：異物回収用具(二重管構造)
２１ａ：外管
２１ｂ：内管
２１ｃ：フィルタ網体
２１ｄ：ポケット部
２２：異物回収用具(エルボ型構造)
２２ｂ：フィルタ網体
２１ｃ：ポケット部
３１：切欠き部
３２：ガイドレール
３３：ポンプデッキ
４０：ブレードガイド(異物回収用具となるブレードガイド)
４０ａ：フィルタ網体
４０ｂ：蓋
４０ｃ：ストッパ部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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