(57)【要約】【課題】液滴のキャリーオーバー量を低減でき、かつ、炉心内の燃料集合体の冷却能力を向上できる沸騰水型原子炉を提供する。【解決手段】炉心３を取り囲む炉心シュラウド４が原子炉圧力容器２内に配置される。チムニー６が炉心３の上方に配置される。環状のダウンカマ５が、原子炉圧力容器２と炉心シュラウド４及びチムニー６のそれぞれの間に形成される。多数の貫通孔が形成されて炉心３の真上に配置されたバッフル板９が、チムニー６の上端と水面１４の間に配置されている。バッフル板９はダウンカマ５の真上には存在しない。バッフル板９の設置により、水面１４より上方での蒸気上昇速度が低下し、液滴のキャリーオーバー量が低下する。バッフル板９がダウンカマ５の真上に存在しないので、バッフル板９の上方よりダウンカマ５に向かって下降する冷却水の流量が増加し、炉心３内の各燃料集合体の冷却能力が増大する。【選択図】図１
2013257254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に配置されて複数の燃料集合体が装荷されている炉心と、前記原子炉圧力容器内に配置されて前記炉心を取囲む筒状の炉心シュラウドと、前記原子炉圧力容器と前記炉心シュラウドにより形成される環状のダウンカマと、前記炉心上端の上方で前記原子炉圧力容器内に充填された冷却水の水面より下方でかつ前記炉心の真上に配置され、複数の貫通孔を有するバッフル板と、前記水面より上方で前記原子炉圧力容器内に配置された蒸気乾燥器とを備え、
前記バッフル板が前記ダウンカマの真上に配置されていないことを特徴とする沸騰水型原子炉。
【請求項２】
チムニーが原子炉圧力容器内で前記炉心の上方に配置され、前記バッフル板が前記チムニーの上端と前記水面の間に配置される請求項１に記載の沸騰水型原子炉。
【請求項３】
インターナルポンプが前記原子炉圧力容器の底部に設けられ、前記インターナルポンプのインペラが前記ダウンカマに配置される請求項１に記載の沸騰水型原子炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子炉に係り、特に、重力による気液分離を行う自然循環型沸騰水型原子炉に適用するのに好適な沸騰水型原子炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
改良型沸騰水型原子炉（以下、ＡＢＷＲという）は、原子炉圧力容器に複数のインターナルポンプを設けており、これらのインターナルポンプを駆動することにより原子炉圧力容器内に配置された炉心に冷却水を供給する。供給された冷却水は、炉心に装荷された燃料集合体内を上昇する過程で、燃料集合体に含まれる核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱され、一部が蒸気になることにより蒸気と水の気液二相流となる。この気液二相流は気水分離器に流入して気水分離器内で旋回流になる。気液二相流に含まれる冷却水は、気水分離器内に生じる旋回流による遠心力の作用により蒸気から分離される。気水分離器から排出された蒸気は蒸気乾燥器に流入し、この蒸気に含まれた湿分は蒸気乾燥器内に設けられた波板により除去される。蒸気乾燥器で乾き度が上昇した蒸気が、主蒸気配管を通ってタービンに送られ、タービンを回転させる。タービンに連結された発電機が回転し、発電が行われる。
【０００３】
また、自然循環型沸騰水型原子炉として、例えば、特開２００７−２３２４２３号公報に記載された自然循環型沸騰水型原子炉が知られている。この自然循環型沸騰水型原子炉は、原子炉圧力容器内において、炉心の上方にチムニーを設置し、チムニーの上方に気水分離器及び蒸気乾燥器を配置している。炉心から排出された、蒸気及び冷却水を含む気液二相流が気水分離器に流入し、気液二相流に含まれた冷却水が、気水分離器によって分離され、炉心を取り囲む炉心シュラウドと原子炉圧力容器の間に形成された環状のダウンカマに排出される。気水分離器から吐出された蒸気は、蒸気乾燥器内で湿分がさらに除去されて主蒸気配管に排出され、タービンに導かれる。
【０００４】
また、熱出力が比較的小さい自然循環型沸騰水型原子炉においては、気水分離器及び蒸気乾燥器を有する２段階の気液分離システムを削除する、ないしは改良することによって再循環流路の圧力損失を低減させた自然循環型沸騰水型原子炉がある。この自然循環型沸騰水型原子炉の例が、例えば、茶木雅夫らの「中小型炉システム(DMS)の開発」第10回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集、155-158頁 (2005)に記載されている。茶木雅夫らの「中小型炉システム(DMS)の開発」第10回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集、155-158頁 (2005)に記載された自然循環型沸騰水型原子炉では、遠心分離作用を活用した気水分離器を削除することにより、原子炉圧力容器内に形成された冷却水の水面から上方に向かって飛び出す液滴を重力により落下させ、続いて蒸気乾燥器により湿分を除去することでタービンへ送る蒸気の乾き度を増している。なお、重力による気液分離システムの気液分離特性に関しては、種々のプール水体系における実験がされており、それらをまとめた形での評価式が提案されている（例えば、“Mechanistic Modeling of Pool Entrainment Phenomenon”, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 27, pages 1999-2014 (1984)を参照）。
【０００５】
特開２００５−２３３７０４号公報の実施の第３形態に記載された自然循環型原子炉は、原子炉容器内に複数の燃料集合体を装荷した炉心を有し、炉心を取り囲む円筒状のシュラウドを原子炉容器内に設置している。シュラウドは炉心の下端から原子炉容器の頂部に達している。炉心より上方でシュラウド内に上昇通路が形成され、環状のダウンカマが原子炉容器とシュラウドの間に形成される。冷却水が原子炉容器内に充填されており、炉心より上方で上昇通路及びダウンカマ内にそれぞれ水面が形成される。上昇通路内の水面の波を低減する第１バッフルが、炉心より上方でその水面より下方で上昇通路内に配置され、シュラウドの内面に取り付けられている。上昇通路とダウンカマを連絡する複数の第１開口部が、炉心の上端と第１バッフルの間でシュラウドに形成され、シュラウドの周方向に並んでいる。各第１開口部はダウンカマ内に形成される水面よりも下方に形成される。第２バッフルが、第１開口部よりも下方でダウンカマ内に配置され、シュラウド及び原子炉容器に取り付けられている。第１及び第２バッフルには、多数の開口が形成されている。ライザ気相部がシュラウド内で上昇通路内の水面よりも上方に形成され、ダウンカマ気相部がシュラウドの外側でダウンカマの水面よりも上方に形成される。ライザ気相部とダウンカマ気相部を連絡する複数の第２開口部が、シュラウドに形成され、シュラウドの周方向に並んでいる。液相部冷却器が、ダウンカマ内に形成された水面よりも下方でダウンカマ内に配置される。気相部冷却器が、ダウンカマ気相部内に配置される。
【０００６】
炉心で発生した蒸気、及び炉心を通過した冷却水を含む気液二相流が、炉心から上昇通路内に排出され、第１開口部を通ってダウンカマ内に流入し、第２バッフルに達する。第２バッフルにおいて気液二相流に含まれる蒸気の気泡が分離され、気泡が分離された冷却水が第２バッフルを通過してダウンカマ内を下降し、炉心へと流入する。第２バッフルで分離された蒸気の気泡はダウンカマ内を上昇してダウンカマ気相部に到達する。炉心から排出されてシュラウド内の上昇通路を上昇する気液二相流に含まれる一部の蒸気の気泡は、第１バッフルを通過してライザ気相部に達する。ライザ気相部に到達した蒸気は第２開口部を通ってダウンカマ気相部に流入し、気相部冷却器によって冷却されて凝縮し、水になってダウンカマ内の水面に向かって落下する。液相部冷却器は、第１開口部を通ってダウンカマ内に流入した冷却水を冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２３２４２３号公報
【特許文献２】特開２００５−２３３７０４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】茶木雅夫ら、「中小型炉システム(DMS)の開発」第10回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集、155-158頁 (2005)
【非特許文献２】“Mechanistic Modeling of Pool Entrainment Phenomenon”, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 27, pages 1999-2014 (1984)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
自然循環型沸騰水型原子炉では、原子炉圧力容器内に配置された気水分離器を除去して圧力損失を低減し、前述したように重力による液滴の除去を行うことによって、自然循環による炉心への冷却水の供給量の増大、及び蒸気乾燥器に流入する液滴の減少を図っている。重力によって液滴を分離して蒸気乾燥器に流入する液滴量を減少させるためには、その水面から蒸気乾燥器までの高さを高くする必要があり、結果的に、原子炉圧力容器の大型化を招くことになる。
【００１０】
原子炉圧力容器内の冷却水の水面から蒸気乾燥器までの高さを低くするためには、その水面からの液滴のキャリーオーバー量を減少させる必要がある。発明者らは、この液滴のキャリーオーバー量を低減する対策を検討した結果、多数の貫通孔を形成したバッフル板を、原子炉圧力容器内において炉心上方に配置されたチムニーの上端と冷却水の水面との間で水平に配置すればよいとの結論に達した。原子炉圧力容器内でチムニーの上端と冷却水の水面との間で水平に配置されたバッフル板に形成された各貫通孔は、原子炉圧力容器の軸方向を向いている。
【００１１】
特開２００５−２３３７０４号公報の実施の第３形態に記載された自然循環型原子炉は、前述したように、第１バッフルを上昇通路内でかつ炉心上方で冷却水の水面の下方に配置し、第２バッフルをダウンカマ内に配置している。特開２００５−２３３７０４号公報では、第１バッフルが上昇通路内（シュラウドの内側）で上昇通路の横断面全面に亘って配置され、第２バッフルが環状のダウンカマの横断面全面に亘って配置されている。このため、第１及び第２バッフルが、実質的に、原子炉容器内を仕切っている。
【００１２】
そこで、発明者は、特開２００５−２３３７０４号公報のように、多数の貫通孔が形成されたバッフル板を、原子炉圧力容器内で、原子炉圧力容器の横断面全面に亘って配置した構成について検討した。このようなバッフル板の配置では、バッフル板よりも上方に達した冷却水が下降してダウンカマに流入する際にバッフル板が抵抗になり、バッフル板上方からダウンカマに流入する冷却水の下降流に対して圧力損失の増加要因になる。このため、ダウンカマ及び炉心を通る自然循環流の流量が減少する。このため、自然循環流量を増加させて、炉心内の燃料集合体の冷却能力を増大させることが望まれる。
【００１３】
本発明の目的は、液滴のキャリーオーバー量を低減でき、かつ、炉心内の燃料集合体の冷却能力を向上できる沸騰水型原子炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため本発明の特徴は、原子炉圧力容器内に配置されて複数の燃料集合体が装荷されている炉心と、原子炉圧力容器内に配置されて炉心を取囲む筒状の炉心シュラウドと、原子炉圧力容器と炉心シュラウドにより形成される環状のダウンカマと、炉心上端の上方で原子炉圧力容器内に充填された冷却水の水面より下方でかつ炉心の真上に配置され、複数の貫通孔を有するバッフル板と、その水面より上方で原子炉圧力容器内に配置された蒸気乾燥器とを備え、バッフル板がダウンカマの真上に配置されていないことにある。
【００１５】
本実施例によれば、複数の貫通孔を形成したバッフル板を冷却水の水面より下方でかつ炉心の真上に配置しているので、炉心から排出された気液二相流がバッフル板の各貫通孔を上方に向かって通過するが、冷却水が蒸気のボイドに比べてその貫通孔を通過し易く、この結果、水面より上方の領域での蒸気の上昇速度が低下し、液滴のキャリーオーバー量が低下する。また、ダウンカマの真上にバッフル板を配置していないので、バッフル板と水面の間でバッフル板の上面に沿った領域からダウンカマに向かって下降する冷却水の流量が増加し、炉心に装荷されている各燃料集合体の冷却能力が増大する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、液滴のキャリーオーバー量を低減でき、かつ、炉心内の燃料集合体の冷却能力を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の自然循環型沸騰水型原子炉の縦断面図である。
【図２】原子炉圧力容器内の冷却水の水面から上方への距離と液滴の質量流量割合との関係を示す特性図である。
【図３】本発明の他の実施例である実施例２の自然循環型沸騰水型原子炉の縦断面図である。
【図４】本発明の他の実施例である実施例３の沸騰水型原子炉の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
発明者は、その水面から上方に放出された蒸気の速度をパラメータにして、気水分離器を備えていない自然循環型沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内における冷却水の水面から上方に向かう距離と液滴の質量流量割合との関係を検討した。この検討結果を図２に示す。図２から明らかであるように、水面からの距離が同一の高さにおいては、水面からの液滴の質量流量割合、すなわち、液滴のキャリーオーバー量は、蒸気の上昇速度が減少するほど減少する。
【００１９】
発明者は、蒸気の上昇速度を小さくする構成を検討した結果、原子炉圧力容器内において炉心より上方で冷却水の水面よりも下方に多数の貫通孔を有するバッフル板を水平に配置すればよいとの結論に達した。炉心で発生する蒸気の質量流量が変わらないと仮定すると、冷却水がボイドよりも相対的にバッフル板に形成された貫通孔を通過しやすくなり、この結果、バッフル板よりも下方の領域でのボイド率が増加する。バッフル板を通過する蒸気の流量が相対的に減少し、原子炉圧力容器内に形成された冷却水の水面よりも上方における蒸気の上昇速度が小さくなる。このため、液滴のキャリーオーバー量が減少する。
【００２０】
多数の貫通孔を形成したバッフル板を、特開２００５−２３３７０４号公報の実施の第３形態に記載されたように、原子炉圧力容器内の横断面全面に亘って配置した場合には、バッフル板の貫通孔内を上昇した冷却水は、バッフル板の上方で反転してバッフル板を通って下降し、炉心シュラウドと原子炉圧力容器の間に形成されたダウンカマ内に達する。発明者がこのような冷却水の流動を対象に解析を行った結果、バッフル板が原子炉圧力容器内の横断面全面に亘って配置されていると、このバッフル板がバッフル板の上方からバッフル板の下方に向かって流れる冷却水に対して抵抗となって、圧力損失を増大させ、炉心を通る自然循環流量が減少することが分かった。
【００２１】
そこで、発明者は、バッフル板を、環状のダウンカマの上方に配置しないで炉心シュラウドの外面よりも内側で炉心の真上でチムニーの上方、すなわち、チムニーの真上に配置することにした。そして、発明者は、このような構造を対象にして、バッフル板の貫通孔を通過した冷却水の流動状態を解析した。この解析結果により、多数の貫通孔が形成されたバッフル板がチムニーの真上に配置されているので、バッフル板よりも下方の領域におけるボイド率が増大して原子炉圧力容器内の冷却水の水面よりも上方における蒸気の上昇速度が小さくなり、ダウンカマの真上にバッフル板を配置していないので、バッフル板を通過した冷却水が、その水面より下方で原子炉圧力容器の内面に向う水平流となり、さらにバッフル板の外周面と原子炉圧力容器の内面の間の領域を通過してダウンカマに向かう下降流となり、この下降流の流量が増加することが分かった。これは、ダウンカマの真上にバッフル板が配置されていないことにより、バッフル板の外周面と原子炉圧力容器の内面の間の領域の圧力損失が低下することに起因する。上記したダウンカマに下降する冷却水の流量の増大は自然循環駆動力を強めるため、炉心に供給される冷却水量が増加し、炉心に装荷された燃料集合体の冷却能力が増大する。なお、バッフル板の外周面と原子炉圧力容器の内面の間の領域を通過してダウンカマに向かう冷却水の流量が増加するので、バッフル板の外周面と原子炉圧力容器の内面の間の領域を通って上昇する蒸気の量は少ない。
【００２２】
したがって、炉心の上方で冷却水の水面より下方に複数の貫通孔を形成したバッフル板を配置し、バッフル板をダウンカマの真上に配置しないで炉心の真上に配置することにより、原子炉圧力容器内に形成された冷却水の水面からの液滴のキャリーオーバー量を低減でき、かつ、炉心内の燃料集合体の冷却能力を向上することができる。
【００２３】
上記の検討結果を反映した、本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００２４】
本発明の好適な一実施例である実施例１の沸騰水型原子炉を、図１を用いて説明する。本実施例の沸騰水型原子炉は自然循環型沸騰水型原子炉である。
【００２５】
本実施例の自然循環型沸騰水型原子炉１は、原子炉圧力容器２、炉心３、炉心シュラウド４、チムニー６、蒸気乾燥器１２及び多数の貫通孔を形成したバッフル板９を備えている。複数の燃料集合体（図示せず）が装荷された炉心３が原子炉圧力容器２内に配置される。炉心３を取り囲む円筒状の炉心シュラウド４が、原子炉圧力容器２内に配置されて原子炉圧力容器２に設置される。チムニー６が炉心３の上方に配置される。チムニー６は、円筒状のチムニー胴、及びチムニー胴内に配置されてチムニー胴に取り付けられる格子隔壁７を有する。格子隔壁７の設置により、横断面が正方形である複数の冷却水流路８がチムニー胴内に形成される。環状領域であるダウンカマ５が、原子炉圧力容器２と炉心シュラウド４及びチムニー６のチムニー胴のそれぞれの間に形成される。
【００２６】
炉心３に出し入れされて原子炉出力を制御する複数の制御棒１０が原子炉圧力容器２内に配置され、各制御棒１０は原子炉圧力容器２の底部に設けられた制御棒駆動機構１１に連結されている。
【００２７】
冷却水が原子炉圧力容器２内に充填され、冷却水の水面１４がチムニー６の上端よりも上方に形成される。多数の貫通孔が形成されたバッフル板９が、チムニー６の上端と水面１４の間で水平方向に配置されている。バッフル板９は、例えば、棒状の複数の支持部材（図示せず）によってチムニー６の上端に設置される。バッフル板９に形成された各貫通孔の中心軸は原子炉圧力容器２の軸心と平行になっている。リング状に配置された蒸気乾燥器１２が、バッフル板９よりも上方で原子炉圧力容器２内に配置され、原子炉圧力容器２に取り付けられる。蒸気乾燥器１２は水面１４よりも上方に位置している。バッフル板９はダウンカマ５の真上及びダウンカマ５内に配置されていない。環状堰１３が原子炉圧力容器２内に配置され、環状堰１３の下端が水面１４よりも上方で原子炉圧力容器２の内面に取り付けられ、環状堰１３の上端が蒸気乾燥器１２に取り付けられる。主蒸気配管１５が原子炉圧力容器２に接続される。環状堰１３は、蒸気乾燥器１２の蒸気排出口と主蒸気配管１５を連絡する蒸気通路を、蒸気乾燥器１２の蒸気流入口に連絡される、原子炉圧力容器２内の領域から隔離している。給水配管１６が、原子炉圧力容器２に接続され、ダウンカマ５に連絡される。
【００２８】
自然循環型沸騰水型原子炉１の通常運転時において、ダウンカマ５内を下降する冷却水が、炉心３の下方から炉心３に装荷された各燃料集合体内に供給される。冷却水は、燃料集合体内を上昇する間に、燃料集合体に含まれる核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱され、一部が蒸気になる。蒸気及び冷却水を含む気液二相流が生成され、この気液二相流が炉心３の上端から排出されてチムニー６内に供給される。チムニー６内において気液二相流はそれぞれの冷却水流路８内を上昇する。各冷却水通路８を上昇してチムニー６の上端より排出された気液二相流は、バッフル板９に形成された各貫通孔内を通ってバッフル板９の上方に達する。
【００２９】
バッフル板９の上方に達した冷却水は、バッフル板９の上方の領域において原子炉圧力容器２の内面に向って流れ、バッフル板９と原子炉圧力容器２の間の領域を通過してダウンカマ５内に流入する。ダウンカマ５内に存在する冷却水の密度がチムニー６の冷却水流路８内を上昇する気液二相流の密度よりも大きいので、ダウンカマ５、炉心３、冷却水通路８、バッフル板９の貫通孔、バッフル板９と原子炉圧力容器２の間の領域及びダウンカマ５と流れる冷却水の自然循環流が生じ、炉心３に冷却水が供給される。チムニー６の煙突効果により、冷却水の自然循環が促進される。
【００３０】
バッフル板９の各貫通孔を通過した蒸気は、水面１４よりも上方に達して蒸気乾燥器１２内に流入する。蒸気に含まれる液滴は、蒸気が水面１４から蒸気乾燥器１２に向かって流れる間で重力の作用により水面１４に向かって落下し、蒸気から除去される。蒸気乾燥器１２内に流入した蒸気に含まれる湿分は、蒸気乾燥器１２により除去される。湿分の除去により乾き度が増した蒸気は、蒸気乾燥器１２から排出され、環状堰１３により確定された、蒸気乾燥器１２の蒸気排出口と主蒸気配管１５を連絡する蒸気通路を通って主蒸気配管１５内に流入する。この蒸気は、主蒸気配管１５によりタービン（図示せず）に導かれ、タービンを回転させる。タービンに連結された発電機（図示せず）が回転され、発電が行われる。タービンから排気された蒸気は、復水器（図示せず）で凝縮され、水になる。この水は、給水として、給水配管１６を通って原子炉圧力容器２内のダウンカマ５に流入する。給水は、ダウンカマ５内を下降する冷却水と混合され、炉心３に供給される。
【００３１】
気液二相流がバッフル板９の貫通孔を通過するとき、相対的に、冷却水のほうが蒸気のボイドよりも上昇速度が速くなる。すなわち、冷却水が蒸気のボイドよりもその貫通孔を通過しやすくなる。この結果、炉心で発生する蒸気の質量流量が変化しないとすると、バッフル板９より上方に到達する蒸気量の減少により、水面１４より上方での蒸気の上昇速度が低下するとともに、バッフル板９よりも下方の領域、具体的には冷却水通路８内では蒸気のボイドの割合が増加するためボイド率が上昇する。
【００３２】
水面１４より上方での蒸気の上昇速度の低下は、前述したように、液滴のキャリーオーバー量の低下をもたらす。このため、蒸気乾燥器１２に流入する蒸気に含まれる液滴量が少なくなり、蒸気乾燥器１２から排出される蒸気の乾き度もさらに増大する。
【００３３】
冷却水通路８内におけるボイド率の上昇により、チムニー胴及び炉心シュラウドの内側における気液二相流の平均密度が小さくなり、ダウンカマ５を下降する冷却水の平均密度とその気液二相流の平均密度の差が大きくなる。この結果、自然循環駆動力が増加し、炉心３に供給される冷却水の流量が増加する。
【００３４】
一例として、電気出力４０万ｋＷ級の自然循環型沸騰水型原子炉を対象にして、流路閉塞率を２０％とした複数の貫通孔を形成したバッフル板９を原子炉圧力容器２内でチムニー６の上端よりも上方で水面１４よりも下方に配置した場合における水面１４より上方の領域での蒸気速度、及び炉心流量を評価した。水面１４下でチムニー６の上端よりも上方にバッフル板９を配置した場合は、バッフル板９を配置しない場合と比較して、炉心流量が同等で、水面１４より上方の領域での蒸気の上昇速度が約５％低減された。蒸気の上昇速度の減少により液滴のキャリーオーバーが減少し、乾き度を増した蒸気をタービンに供給することができる。
【００３５】
ダウンカマ５の真上にバッフル板９を配置していない本実施例では、バッフル板９の外周面と原子炉圧力容器２の内面の間の領域における圧力損失が減少する。このため、バッフル板９の各貫通孔を通過した冷却水が、バッフル板９と水面１４の間でバッフル板９の上面に沿って原子炉圧力容器２の内面に向う水平流となり、さらにバッフル板９の外周面と原子炉圧力容器２の内面の間の領域を通過してダウンカマ５に向かう下降流になるが、ダウンカマ５に向かうその下降流の流量が増加する。この下降流の流量の増加は自然循環駆動力を強めるため、ダウンカマ５を通って炉心３に供給される冷却水量が増加し、炉心３に装荷された燃料集合体の冷却能力を増大させることになる。ダウンカマ５内にもバッフル板９が配置されていないので、ダウンカマ５の圧力損失は増加しない。
【００３６】
本実施例によれば、多数の貫通孔を形成したバッフル板９をチムニー６の上方で水面１４より下方でかつ炉心３の真上に水平方向に配置しているので、チムニー６の各冷却通路８から排出された気液二相流がバッフル板９の各貫通孔を上方に向かって通過するが、冷却水が蒸気のボイドに比べてその貫通孔を通過し易く、この結果、水面１４より上方の領域での蒸気の上昇速度が低下し、液滴のキャリーオーバー量が低下する。また、ダウンカマ５の真上にバッフル板９を配置していないので、バッフル板９と水面１４の間でバッフル板９の上面に沿った領域からダウンカマ５に向かって下降する冷却水の流量が増加し、炉心３に装荷されている各燃料集合体の冷却能力が増大する。
【実施例２】
【００３７】
本発明の他の実施例である実施例２の沸騰水型原子炉を、図３を用いて説明する。本実施例の沸騰水型原子炉は自然循環型沸騰水型原子炉である。
【００３８】
本実施例の自然循環型沸騰水型原子炉１Ａは、実施例１の自然循環型沸騰水型原子炉１において蒸気乾燥器１２及び環状堰１３を削除した構成を有する。自然循環型沸騰水型原子炉１Ａの他の構成は自然循環型沸騰水型原子炉１と同じである。
【００３９】
バッフル板９を設置した自然循環型沸騰水型原子炉１Ａは、同じ熱出力を発生してバッフル板９を配置しない自然循環型沸騰水型原子炉に対して、液滴のキャリーオーバー量を減少させることができる。このため、蒸気乾燥器１２を削除しても所定の乾き度以上の蒸気をタービンに供給することができる。
【００４０】
本実施例は実施例１で生じる各効果を得ることができる。本実施例では、蒸気乾燥器１２を削除することができるので、自然循環型沸騰水型原子炉１Ａを構造を簡素化することができ、さらに、したがって、本発明による沸騰水型原子炉では、更なる機器削減、及び、蒸気乾燥器１２の保守点検が不要になる。
【実施例３】
【００４１】
本発明の他の実施例である実施例３の沸騰水型原子炉を、図４を用いて説明する。本実施例の沸騰水型原子炉は、強制循環型の沸騰水型原子炉である改良型沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲ）である。
【００４２】
本実施例の改良型沸騰水型原子炉１Ｂは、チムニー６を備えていないが、実施例１の自然循環型沸騰水型原子炉１のように原子炉圧力容器２、炉心３、炉心シュラウド４、バッフル板９、制御棒及１０及び制御棒駆動機構１１を有している。複数の燃料集合体を装荷している炉心３が原子炉圧力容器２内に配置されており、炉心３を取り囲む炉心シュラウド４と原子炉圧力容器２の間に環状領域であるダウンカマ５が形成される。複数のインターナルポンプ１７が原子炉圧力容器２の底部に取り付けられ、各インターナルポンプ１７のインペラがダウンカマ５に配置される。多数の貫通孔が形成されたバッフル板９が、炉心３の上端よりも上方で炉心３の真上に配置され、さらに冷却水の水面１４よりも下方に配置される。蒸気乾燥器１２Ａが水面１４よりも上方で原子炉圧力容器２内に配置され、原子炉圧力容器２に設置される。自然循環型沸騰水型原子炉１と同様に、ダウンカマ５の真上及びダウンカマ５内にはバッフル板９が配置されていない。改良型沸騰水型原子炉１Ｂは、原子炉圧力容器２内に気水分離器を設置していない。
【００４３】
本実施例の改良型沸騰水型原子炉１Ｂにおいても、炉心３の真上に配置されたバッフル板９は、自然循環型沸騰水型原子炉１のバッフル板９と同じ機能を発揮するので、炉心３から排出された気液二相流がバッフル板９の各貫通孔を上方に向かって通過するが、冷却水が蒸気のボイドに比べてその貫通孔を通過し易く、この結果、水面１４より上方の領域での蒸気の上昇速度が低下し、液滴のキャリーオーバー量が低下する。また、ダウンカマ５の真上にバッフル板９を配置していないので、バッフル板９と水面１４の間でバッフル板９の上面に沿った領域からダウンカマ５に向かって下降する冷却水の流量が増加し、炉心３に装荷されている各燃料集合体の冷却能力が増大する。
【符号の説明】
【００４４】
１，１Ａ…自然循環型沸騰水型原子炉、１Ｂ…改良型沸騰水型原子炉、２…原子炉圧力容器、３…炉心、４…炉心シュラウド、５…ダウンカマ、６…チムニー、７…格子隔壁、８…冷却水流路、９…バッフル板、１０…制御棒、１２，１２Ａ…蒸気乾燥器、１４…水面、１７…インターナルポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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