(57)【要約】【課題】原子炉における冷却水の原子炉下部プレナム内の冷却水の流れを均一にし、また、レグ開口部からの吐出流を原子炉圧力容器底に沿った流れにする。【解決手段】原子炉圧力容器１内のシュラウドサポート１３と、シュラウドサポート１３の外周囲に、周方向に分散配備した複数の１次冷却水循環ポンプ２と、前記１次冷却水循環ポンプ２の中心と前記シュラウドサポート１３の中心を結ぶ線上から外れた位置に、前記シュラウドサポート１３を前記原子炉圧力容器１から支持するように、前記１次冷却水循環ポンプ２の数よりも多数配備され、少なくとも隣接する前記１次冷却水循環ポンプ２間の配置角度の中心角の位置に一つが配備されている複数のシュラウドサポートレグ１４と、前記シュラウドサポートレグ１４間に設けられた複数のレグ開口とを備えた１次冷却水循環ポンプ内蔵型原子炉。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器内に配備されたシュラウドサポートと、
前記原子炉圧力容器内であって、前記シュラウドサポートの外周囲に、周方向に分散して配備された複数の１次冷却水循環ポンプと、
前記１次冷却水循環ポンプの中心と前記シュラウドサポートの中心を結ぶ線上から外れた位置で前記原子炉圧力容器内に設置されて前記シュラウドサポートを支持し、前記１次冷却水循環ポンプの数よりも多く設けられたシュラウドサポートレグと、
前記シュラウドサポートレグ間に形成されて、前記１次冷却水循環ポンプから吐出された冷却水を前記シュラウドサポートより外側の領域から前記シュラウドサポートより内側の領域に導く冷却水通路とを備え、
一部の前記シュラウドサポートレグは、前記シュラウドサポートの中心から隣接しあう前記各１次冷却水循環ポンプの各中心に向って延びる２本の線が成す鋭角を二等分する各線上にそれぞれ配置され、残りの前記シュラウドサポートレグは前記各線から外れた位置に配置される１次冷却水循環ポンプ内蔵型原子炉。
【請求項２】
請求項１において、前記１次冷却水循環ポンプを４個とし、前記シュラウドサポートレグの本数を１２本としたことを特徴とする１次冷却水循環ポンプ内蔵型原子炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１次冷却水循環ポンプ内蔵型の沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１次冷却水循環ポンプを原子炉圧力容器とシュラウドとの間に形成されるダウンカマ下方に設けた１次冷却水循環ポンプ内蔵型の沸騰水型原子炉では、ダウンカマからの冷却水の流れを１次冷却水循環ポンプによって昇圧してシュラウドの支持脚であるシュラウドサポートレグの間（レグ開口部）を通じて、炉心の下方である原子炉下部プレナム内に流入させている。
【０００３】
さらに、原子炉下部プレナムに流入した冷却水は、原子炉下部プレナム内に配備された制御棒案内管の間を通りシュラウドで囲われている炉心へ流入し、その炉心を冷却できるようにしてある。
【０００４】
１次冷却水循環ポンプの間に一本のシュラウドサポートレグを１次冷却水循環ポンプ間の真ん中に設けて配置する例と、１次冷却水循環ポンプ間の間に２本のシュラウドサポートレグを配置する例とが公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６１−１４９８９５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ｎ個の１次冷却水循環ポンプを有する原子炉において、１次冷却水循環ポンプと同数のｎ本のシュラウドレグサポートを配置する構造の場合、原子炉下部プレナム内へ流入する場所がｎヶ所であるため、１次冷却水循環ポンプの台数が４台や５台のように比較的少ない場合、各々のレグ開口部からの冷却水の混合流が均一になりにくい可能性がある。
【０００７】
１次冷却水循環ポンプ間の間に２本のシュラウドサポートレグを配置する例では、１次冷却水循環ポンプ間の中央部でレグ開口部が生じる。その１次冷却水循環ポンプ間の中央部では下向きの流れの勢力が弱くなっているのでその中央部でレグ開口部から原子炉下部プレナムへ吐出する冷却水は吐出した直後に上昇流となって、原子炉圧力容器底部に沿った流れになりにくい。
【０００８】
本発明の目的は、原子炉下部プレナム内の冷却水の流れをより均一にし、かつレグ開口部からの吐出流が圧力容器底部に沿った流れとなる１次冷却水循環ポンプ内蔵型原子炉を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の原子炉の基本的構成は、原子炉圧力容器内に配備されたシュラウドサポートと、前記原子炉圧力容器内であって、前記シュラウドサポートの外周囲に、周方向に分散して配備された複数の１次冷却水循環ポンプと、前記１次冷却水循環ポンプの中心と前記シュラウドサポートの中心を結ぶ線上から外れた位置で前記原子炉圧力容器内に設置されて前記シュラウドサポートを支持し、前記１次冷却水循環ポンプの数よりも多く設けられたシュラウドサポートレグと、前記シュラウドサポートレグ間に形成されて、前記１次冷却水循環ポンプから吐出された冷却水を前記シュラウドサポートより外側の領域から前記シュラウドサポートより内側の領域に導く冷却水通路とを備え、一部の前記シュラウドサポートレグは、前記シュラウドサポートの中心から隣接しあう前記各１次冷却水循環ポンプの各中心に向って延びる２本の線が成す鋭角を二等分する各線上にそれぞれ配置され、残りの前記シュラウドサポートレグは前記各線から外れた位置に配置される１次冷却水循環ポンプ内蔵型原子炉である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例を説明する。図１のように、１次冷却水循環ポンプ２を原子炉圧力容器１と円筒状のシュラウド２１との間に形成されるダウンカマ２０下部空間に設け、前記シュラウド２１の上部のフランジに上部格子板をボルトで締結し、前記上部格子板のフランジにシュラウドヘッドをシュラウドヘッドボルトで締結し、前記シュラウド２１の下部のフランジ２２に炉心支持板２３をボルト１０で締結し、前記シュラウド２１は円筒状のシュラウドサポート１３に結合し、前記シュラウドサポート１３は複数のシュラウドサポートレグ１４によって前記原子炉圧力容器１に結合される。
【００１１】
炉心支持板２３より下方で前記シュラウド２１とシュラウドサポート１３で囲われた内側は、原子炉下部プレナム２４であり、その原子炉下部プレナム２４内には、原子炉圧力容器１の底部から林立している制御棒駆動機構ハウジング１５と、その制御棒駆動機構ハウジング１５で支持されている制御棒案内管１２とが複数配備されている。
【００１２】
図２に示す原子炉圧力容器１とシュラウドサポート１３の外周囲と間の空間に４個の１次冷却水循環ポンプ２を図６に示す隣接しあう前記１次冷却水循環ポンプ間の配置角度ａ、即ち９０°置きに配置した。その配置角度ａは、図６のように、隣接しあう１次冷却水循環ポンプ２の各中心Ｂとシュラウドサポートの中心Ａを結ぶ線が成す鋭角であると定義した、その１次冷却水循環ポンプ２の配置台数よりも数の多い１２本のシュラウドサポートレグ１４を配置角度３０°置きに配置している。隣接しあうシュラウドサポートレグ１４間はシュラウドサポート１３の外周囲から原子炉下部プレナム２４への冷却水の通路として開口しており、その開口をレグ開口或いはレグ開口部と称せられている。そのレグ開口とは、１次冷却水循環ポンプ２から吐出された冷却水をシュラウドサポート１３より外側の領域からシュラウドサポート１３より内側の領域に導く冷却水通路である。
【００１３】
このシュラウドサポートレグ１４の長さの総和
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【００１４】
（ｍはシュラウドサポートレグの本数、Ｌｉ  はシュラウドサポートレグ１４の各々の長さ）は、前記シュラウドサポートの内径（直径）をＤｍとした時、１．２２×Ｄｍと同じかそれ以上であるように設定されている。その内径（直径）Ｄｍの中心がシュラウドサポート１３の中心Ａであり原子炉の炉心の中心でもある。本実施例では、図７のように、本数ｍが１２でＬｉ  がＬ１〜Ｌ１２である。
【００１５】
シュラウドサポートレグ１４の配置にあたっては、１次冷却水循環ポンプ２の正面にはシュラウドサポートレグ１４を配置しないようにする。これは１次冷却水循環ポンプの正面にシュラウドサポートレグ１４を配置すると流路抵抗が大きくなり、圧損が増加するからである。また、１次冷却水循環ポンプ２の正面にシュラウドサポートレグ１４を配置せず、レグ開口部とすると、１次冷却水循環ポンプ２からの下向き流れがそのまま原子炉圧力容器１底部に沿う流れとなって下部プレナム部へ流入する。
【００１６】
図３に第１実施例における１次冷却水循環ポンプ２から吐出された冷却水の流れを矢印で示す。１次冷却水循環ポンプ２から吐出された流れは、シュラウドサポートレグ１４と原子炉圧力容器１の間の空間において、隣接する１次冷却水循環ポンプ２から吐出された流れと衝突する。シュラウドサポートレグ１４を１２本とし、隣接する１次冷却水循環ポンプ２の配置角度ａの中心角ｂ、即ち隣接する１次冷却水循環ポンプ２間の配置角度ａの二等分の角度、に想定され線Ｃ上の位置にシュラウドサポートレグ１４を配置しているのは、衝突した流れは、下向き流れの成分が小さくなっており、そのまま原子炉下部プレナム２４内へ流入すると原子炉圧力容器１底部に沿った流れとならないから、その流れがそのまま下部プレナム内へ流入するのを阻止するためである。
【００１７】
図４に本発明の第２実施例を示す。圧力容器とシュラウドの間の空間に４個の１次冷却水循環ポンプ２を配置角度９０°置きに配置し、１２本のシュラウドサポートレグ１４を配置している。この際１次冷却水循環ポンプ２の正面のレグ開口部の週方向幅を他のレグ開口部の周方向の幅より狭くしている。レグ開口部の幅が全て同じである場合、１次冷却水循環ポンプ２正面のレグ開口部からの吐出流が他のレグ開口部よりも多くなることから、１次冷却水循環ポンプ２正面のレグ開口部の幅を他のものよりも狭くして、各レグ開口部から原子炉下部プレナム２４内への１次冷却水の流入がより均等になるようにしている。その他の構成は第１実施例と同じである。
【００１８】
図５に本発明の第３実施例を示す。原子炉圧力容器１とシュラウドサポート
１３の外周囲と間の空間に４個の１次冷却水循環ポンプ２を配置角度９０°置きに配置し、又１２本のシュラウドサポートレグ１４でシュラウドサポート１３を支持している。この際、１次冷却水循環ポンプ２の正面のレグ開口部を他のレグ開口部の幅より広くしている。１次冷却水循環ポンプ２の正面以外のレグ開口部からの流れは、１次冷却水循環ポンプ２の正面のレグ開口部からの流れと比べると、１次冷却水循環ポンプ２から離れているため下向き成分が少し弱くなっている。本実施例の構成では、１次冷却水循環ポンプ２の正面以外のレグ開口部から原子炉下部プレナム２４へ流入する流れを少なくすることにより、原子炉圧力容器１底部に沿って原子炉下部プレナム２４内へ流入する流れを多くしている。
【００１９】
いずれの実施例においても、ｎ個（ｎは２以上）の１次冷却水循環ポンプ２を内蔵した原子炉において、シュラウドサポートレグ１４の本数を（ｎ＋１）本以上とし、隣接する前記１次冷却水循環ポンプ２の配置角度ａの中心角ｂの位置に前記シュラウドサポートレグ１４を配置し、前記１次冷却水循環ポンプ２の中心Ｂと炉中心Ａを結ぶ線上にシュラウドレグサポートを配置しない１次冷却水循環ポンプ内蔵型原子炉を提供している。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、原子炉下部プレナム内の冷却水の流れを均一にし、また、レグ開口部からの吐出流を原子炉圧力容器底に沿った流れにすることによって、より健全性の高い原子炉プラントを提供することに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための原子炉炉内構造縦断面である。
【図２】本発明の第１実施例によるシュラウドサポート部の水平断面図で、図１のＶ−Ｖ矢視断面相当図である。
【図３】本発明の第１実施例における冷却材の流れの概略図である。
【図４】本発明の第２実施例によるシュラウドサポート部の水平断面図で、図１のＶ−Ｖ矢視断面相当図である。
【図５】本発明の第３実施例によるシュラウドサポート部の水平断面図で、図１のＶ−Ｖ矢視断面相当図である。
【図６】隣接する１次冷却水循環ポンプの配置角度及びその中心角の定義を示す図である。
【図７】本発明の実施例によるシュラウドサポートレグの長さの規定例を示す図である。
【符号の説明】
１…原子炉圧力容器、２…１次冷却水循環ポンプ、１２…制御棒案内管、１３…シュラウドサポート、１４…シュラウドサポートレグ、１５…制御棒駆動機構ハウジング。
【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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