(57)【要約】【課題】プレナム内における冷却材の温度差をより低減可能な原子炉容器の混合促進構造体を提供する。【解決手段】原子炉容器の混合促進構造体は、冷却材が通過可能な流路孔を有する上部炉心板と、前記上部炉心板の上方に位置し、前記上部炉心板とともにプレナムを形成する上部炉心支持板と、前記流路孔を覆うように前記プレナム内又は前記流路孔内に設けられ、前記プレナムに向かって前記流路孔を通過する冷却材の上方に向かう噴流を前記流路孔の半径方向外方に向かう流れに変向させるように構成された噴流変向部と、前記噴流変向部を前記上部炉心板に支持する複数の支持部と、を備え、前記複数の支持部は、前記噴流変向部によって流れ方向が前記半径方向外方に変向された前記冷却材が通過可能となるように、前記流路孔の周方向において互いに離れた位置に設けられる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却材が通過可能な流路孔を有する上部炉心板と、
前記上部炉心板の上方に位置し、前記上部炉心板とともにプレナムを形成する上部炉心支持板と、を含む原子炉容器に設けられる混合促進構造体であって、
前記流路孔を覆うように前記プレナム内又は前記流路孔内に設けられ、前記プレナムに向かって前記流路孔を通過する冷却材の上方に向かう噴流を前記流路孔の半径方向外方に向かう流れに変向させるように構成された噴流変向部と、
前記噴流変向部を前記上部炉心板に支持する複数の支持部と、を備え、
前記複数の支持部は、前記噴流変向部によって流れ方向が前記半径方向外方に変向された前記冷却材が通過可能となるように、前記流路孔の周方向において互いに離れた位置に設けられたことを特徴とする原子炉容器の混合促進構造体。
【請求項２】
前記噴流変向部は、前記流路孔の中心軸に対して傾斜した傾斜壁を有することを特徴とする請求項１に記載の原子炉容器の混合促進構造体。
【請求項３】
前記傾斜壁は、前記原子炉容器の半径方向内側に向かうにつれて前記上部炉心支持板に近づくように形成された第１傾斜面を含むことを特徴とする請求項２に記載の原子炉容器の混合促進構造体。
【請求項４】
前記傾斜壁は、前記原子炉容器の半径方向内側に向かうにつれて前記上部炉心支持板から遠ざかるように形成された第２傾斜面を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の原子炉容器の混合促進構造体。
【請求項５】
前記噴流変向部は、下端部に頂点を有する錐体部を含み、
前記傾斜壁は、前記錐体部の側面を含むことを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の原子炉容器の混合促進構造体。
【請求項６】
前記噴流変向部は、複数の前記流路孔のうち前記原子炉容器の最外周側に位置する流路孔を覆うように設けられる第１噴流変向部を含み、
前記第１噴流変向部は、前記原子炉容器の半径方向内側に向かうにつれて前記上部炉心支持板に近づくように形成された第１傾斜面を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の原子炉容器の混合促進構造体。
【請求項７】
前記噴流変向部は、複数の前記流路孔のうち前記原子炉容器の最外周側に位置する前記流路孔よりも内側に位置する流路孔を覆うように設けられる第２噴流変向部を含み、
前記第２噴流変向部は、前記原子炉容器の半径方向内側に向かうにつれて前記上部炉心支持板から遠ざかるように形成された第２傾斜面を含むことを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の原子炉容器の混合促進構造体。
【請求項８】
前記プレナムから前記冷却材を前記原子炉容器の外部に排出するための出口ノズルをさらに備え、
前記噴流変向部は、前記出口ノズルの下端部よりも低い位置に設けられたことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の原子炉容器の混合促進構造体。
【請求項９】
前記噴流変向部の少なくとも一部が前記上部炉心板の前記流路孔内に設けられたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の原子炉容器の混合促進構造体。
【請求項１０】
冷却材が通過可能な流路孔を有する上部炉心板と、
前記上部炉心板の上方に位置し、前記上部炉心板とともにプレナムを形成する上部炉心支持板と、
請求項１乃至９の何れか一項に記載の原子炉容器の混合促進構造体と、
を備えることを特徴とする原子炉容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は原子炉容器の混合促進構造体及び原子炉容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉容器の炉心内において、燃料との熱交換により加熱される冷却材の温度は、炉心内の位置によって差が生じる場合があり、一般的に、炉心中心部において比較的高く、炉心外周部において比較的低いことが知られている。このように温度差を有する冷却材が、温度差を有したまま炉心上方のプレナムを経由して原子炉容器の出口ノズルに流入すると、冷却材の温度差に起因した熱応力が生じる等、冷却材が流れる配管等に影響を及ぼす場合がある。
このような冷却材の温度差を低減させるための方策として、特許文献１には、炉心の低温域から上部炉心板に設けられた孔を通ってプレナム内に流出する冷却材を、この孔から出口ノズル近傍まで案内するための案内部材（管）を、上部炉心板の孔の上方に設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９７１４６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の案内部材によれば、炉心からの冷却材が上部炉心板の孔を通って直接プレナム内に流入する場合に比べて、冷却材の流入位置が出口ノズルの高さに近くなる。このため、案内部材から上方に向かって流れ出る比較的低温の冷却材と、プレナム内部から出口ノズルに向かって径方向に流れる高温水との混合が、出口ノズルの高さ近傍で促進される。これによりプレナム内における冷却材の温度差が緩和され得る。しかしながら、プレナム内における冷却材の温度差をより一層低減することが望まれる。
【０００５】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、プレナム内における冷却材の温度差をより低減可能な原子炉容器の混合促進構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る原子炉容器の混合促進構造体は、
冷却材が通過可能な流路孔を有する上部炉心板と、
前記上部炉心板の上方に位置し、前記上部炉心板とともにプレナムを形成する上部炉心支持板と、を含む原子炉容器に設けられる混合促進構造体であって、
前記流路孔を覆うように前記プレナム内又は前記流路孔内に設けられ、前記プレナムに向かって前記流路孔を通過する冷却材の上方に向かう噴流を前記流路孔の半径方向外方に向かう流れに変向させるように構成された噴流変向部と、
前記噴流変向部を前記上部炉心板に支持する複数の支持部と、を備え、
前記複数の支持部は、前記噴流変向部によって流れ方向が前記半径方向外方に変向された前記冷却材が通過可能となるように、前記流路孔の周方向において互いに離れた位置に設けられる。
【０００７】
上記（１）の構成では、上部炉心板の流路孔を通過して上方に向かう冷却材の噴流を、噴流変向部によって流路孔の半径方向外方に変向させるようにした。これにより、変向されて流路孔の半径方向外方に向かう冷却材の流れと、噴流変向部の周囲の流路孔からの冷却材の噴流とを混合させることができる。すなわち、原子炉容器の半径方向において異なる位置に存在する流路孔を通過した、異なる温度を有する流れどうしを混合させることができる。このため、上述の噴流変向部を設けない場合に比べて、プレナム内における冷却材の温度差をより低減することができる。
また、上記（１）の構成では、噴流変向部を上部炉心板に支持するための複数の支持部を、それらの間を噴流変向部によって変向された冷却材が通過可能となるように設けたので、変向された冷却材の流路孔半径方向外方への流れが大きく妨げられることがない。このため、原子炉容器の半径方向において異なる位置に存在する冷却材の混合が促進されるため、プレナム内における冷却材の温度差を低減することができる。
【０００８】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記噴流変向部は、前記流路孔の中心軸に対して傾斜した傾斜壁を有する。
上記（２）の構成によれば、噴流変向部が流路孔の中心軸に対して傾斜した傾斜壁を有するので、この傾斜壁の向きに応じた方向に、上部炉心板の流路孔を通過して上方に向かう冷却材の噴流を変向させることができる。したがって、傾斜壁の向きを変化させることで、冷却材の変向方向を適切に調節して、プレナム内における冷却材の温度差を低減することができる。
【０００９】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記傾斜壁は、前記原子炉容器の半径方向内側に向かうにつれて前記上部炉心支持板に近づくように形成された第１傾斜面を含む。
上記（３）の構成によれば、第１傾斜面を原子炉容器の半径方向内側に向かうにつれて上部炉心支持板に近づくように形成したので、第１傾斜面によって、冷却材の噴流を原子炉容器の半径方向内側に向けて変向させることができる。このため、プレナム内における冷却材の温度差を低減することができる。例えば、原子炉容器の最外周付近の比較的低温の冷却材の流れを、より内周側に存在する比較的高温の流れに向けて変向させてこれらの流れを混合させることができ、これにより冷却材の温度差を低減することができる。
【００１０】
（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）の構成において、前記傾斜壁は、前記原子炉容器の半径方向内側に向かうにつれて前記上部炉心支持板から遠ざかるように形成された第２傾斜面を含む。
上記（４）の構成によれば、第２傾斜面を原子炉容器の半径方向内側に向かうにつれて上部炉心支持板から遠ざかるように形成したので、第２傾斜面によって、冷却材の噴流を原子炉容器の半径方向外側に向けて変向させることができる。このため、プレナム内における冷却材の温度差を低減することができる。例えば、原子炉容器の最外周よりも内側の比較的高温の冷却材の流れを、最外周側に存在する比較的低温の流れに向けて変向させてこれらの流れを混合させることができ、これにより冷却材の温度差を低減することができる。
【００１１】
（５）幾つかの実施形態では、上記（２）〜（４）の何れかの構成において、
前記噴流変向部は、下端部に頂点を有する錐体部を含み、
前記傾斜壁は、前記錐体部の側面を含む。
上記（５）の構成によれば、錐体部の側面を傾斜壁としたので、この傾斜壁で冷却材の噴流を、錐体部の頂点を中心として放射状に（すなわち複数の方向に向けて）変向させることができる。このように変向された冷却材の流れにより、原子炉容器の半径方向において異なる位置に存在する冷却材の混合が促進されるため、プレナム内における冷却材の温度差を低減することができる。
【００１２】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の何れかの構成において、
前記噴流変向部は、複数の前記流路孔のうち前記原子炉容器の最外周側に位置する流路孔を覆うように設けられる第１噴流変向部を含み、
前記第１噴流変向部は、前記原子炉容器の半径方向内側に向かうにつれて前記上部炉心支持板に近づくように形成された第１傾斜面を含む。
上記（６）の構成によれば、冷却材の噴流を原子炉容器の半径方向内側に向けて変向可能な第１噴流変向部を、原子炉容器の最外周側に位置する流路孔を覆うように設けた。これにより、原子炉容器の最外周付近の比較的低温の冷却材の流れを、より内周側に存在する比較的高温の流れに向けて変向させてこれらの流れを混合させることができ、これにより冷却材の温度差を低減することができる。
【００１３】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（６）の何れかの構成において、
前記噴流変向部は、複数の前記流路孔のうち前記原子炉容器の最外周側に位置する前記流路孔よりも内側に位置する流路孔を覆うように設けられる第２噴流変向部を含み、
前記第２噴流変向部は、前記原子炉容器の半径方向内側に向かうにつれて前記上部炉心支持板から遠ざかるように形成された第２傾斜面を含む。
上記（７）の構成によれば、冷却材の噴流を原子炉容器の半径方向外側に向けて変向可能な第２噴流変向部を、原子炉容器の最外周側に位置する流路孔よりも内側の流路孔を覆うように設けた。これにより、原子炉容器の最外周よりも内周側の比較的高温の冷却材の流れを、より外周側に存在する比較的低温の流れに向けて変向させてこれらの流れを混合させることができ、これにより冷却材の温度差を低減することができる。
【００１４】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（７）の何れかの構成において、
前記原子炉容器は、前記プレナムから前記冷却材を前記原子炉容器の外部に排出するための出口ノズルをさらに備え、
前記噴流変向部は、前記出口ノズルの下端部よりも低い位置に設けられる。
上記（８）の構成では、噴流の流れを流路孔の半径方向外方に変向させるための噴流変向部を出口ノズルの下端部よりも低い位置に設けた。このため、噴流変向部が、プレナム内において出口ノズルの高さ付近において出口ノズルに向かって流れる原子炉容器半径方向の冷却材の流れから受ける力が大きくならないため、噴流変向部の構造健全性を高くすることができる。
【００１５】
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（８）の何れかの構成において、
前記噴流変向部の少なくとも一部が前記上部炉心板の前記流路孔内に設けられる。
上記（９）の構成では、噴流の流れを流路孔の半径方向外方に変向させるための噴流変向部の少なくとも一部を、上部炉心板の流路孔内に設けた。このため、噴流変向部が、プレナム内において出口ノズルの高さ付近において出口ノズルに向かって流れる原子炉容器半径方向の冷却材の流れにから受ける力が大きくならないため、噴流変向部の構造健全性を高くすることができる。
【００１６】
（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る原子炉容器は、
冷却材が通過可能な流路孔を有する上部炉心板と、
前記上部炉心板の上方に位置し、前記上部炉心板とともにプレナムを形成する上部炉心支持板と、
上記（１）乃至（９）の何れかの原子炉容器の混合促進構造体と、
を備える。
【００１７】
上記（１０）の構成では、上部炉心板の流路孔を通過して上方に向かう冷却材の噴流を、噴流変向部によって流路孔の半径方向外方に変向させるようにした。これにより、変向されて流路孔の半径方向外方に向かう冷却材の流れと、噴流変向部の周囲の流路孔からの冷却材の噴流とを混合させることができる。すなわち、原子炉容器の半径方向において異なる位置に存在する流路孔を通過した、異なる温度を有する流れどうしを混合させることができる。このため、上述の噴流変向部を設けない場合に比べて、プレナム内における冷却材の温度差をより低減することができる。
また、上記（１０）の構成では、噴流変向部を上部炉心板に支持するための複数の支持部を、それらの間を噴流変向部によって変向された冷却材が通過可能となるように設けたので、変向された冷却材の流路孔半径方向外方への流れが大きく妨げられることがない。このため、原子炉容器の半径方向において異なる位置に存在する冷却材の混合が促進されるため、プレナム内における冷却材の温度差を低減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、プレナム内における冷却材の温度差をより低減可能な原子炉容器の混合促進構造体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態に係る原子炉容器の内部構成を示す概略図である。
【図２】図１の原子炉容器におけるプレナム近傍の拡大図である。
【図３】一実施形態に係る混合促進構造体の構成を示す図である。
【図４】一実施形態に係る混合促進構造体の構成を示す図である。
【図５】一実施形態に係る混合促進構造体の構成を示す図である。
【図６】一実施形態に係る混合促進構造体の構成を示す図である。
【図７】一実施形態に係る混合促進構造体の構成を示す図である。
【図８】一実施形態に係る混合促進構造体の構成を示す図である。
【図９】一実施形態に係る混合促進構造体の構成を示す図である。
【図１０】一実施形態に係る混合促進構造体の構成を示す図である。
【図１１】一実施形態に係る混合促進構造体の構成を示す図である。
【図１２】一実施形態に係る混合促進構造体の構成を示す図である。
【図１３】一実施形態に係る原子炉容器のプレナム内における構造物の配置を示す図である。
【図１４】一実施形態に係る原子炉容器のプレナム内における構造物の配置を示す図である。
【図１５】一実施形態に係る原子炉容器のプレナム内における構造物の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２１】
まず、図１及び図２を用いて、一実施形態に係る原子炉容器の構成の概要について説明する。図１は、一実施形態に係る原子炉容器の内部構成を示す概略図であり、図２は、図１の原子炉容器におけるプレナム近傍の拡大図である。図１に示すように、原子炉容器１の内部には、種々の炉内構造物が設けられる。なお、図１に示す実施形態に係る原子炉容器１は、加圧水型原子炉で用いられる原子炉容器１である。他の実施形態では、原子炉容器１は、加圧水型以外の原子炉で用いられるものであってもよく、例えば、沸騰水型原子炉で用いられる原子炉容器であってもよい。
【００２２】
図１に示すように、原子炉容器１には、冷却材を原子炉容器１の内部に導入するための入口ノズル１１及び外部に導出するための出口ノズル１２が設けられる。入口ノズル１１及び出口ノズル１２の数は、原子炉の出力に応じた冷却材循環ループの数と一致しており、通常それぞれ２乃至４個である。これら複数の入口ノズル１１及び出口ノズル１２は、円周方向に間隔を置いて配置される。
原子炉容器１の内部には、複数の燃料棒を含む燃料集合体３３が相隣接して装荷され、炉心を形成している。
原子炉容器１は、燃料集合体３３が形成する炉心の上部に設けられる上部炉心板２１と、上部炉心板２１の上方に位置する上部炉心支持板２０を備える。上部炉心板２１は、上部炉心支持柱２３を介して上部炉心支持板２０により支持されており、この上部炉心板２１により燃料集合体３３を押さえて、冷却材流による浮き上り等を防止している。上部炉心板２１と、上部炉心支持板２０との間には、上部プレナム（プレナム）４０が形成される。また、上部炉心板２１には、冷却材が通過可能な流路孔４５（図１３等を参照）が形成されている。
炉心の内部下方には、水平方向に広がる下部炉心支持板３２及び下部炉心板３１が設けられ、それらの下方に下部プレナム４１が形成されている。
なお、本明細書において、「上部プレナム」を、単に「プレナム」と称することがある。
【００２３】
上部炉心板２１の上方には、制御棒クラスタを案内するための複数の制御棒クラスタ案内管２２が設けられる。制御棒クラスタ案内管２２は、下端部において支持ピンにより上部炉心板２１に固定されるとともに、上部炉心支持板２０を通って上方に延出している。
【００２４】
図１において、原子炉容器１の内部における冷却材の流れが矢印で表される。原子炉容器１の内部において、入口ノズル１１から流入した冷却材は、炉心と原子炉容器１の内面との間の環状下降空間を流れ下り、下部プレナム４１で反転する。上向きに方向を変えた冷却材は、下部炉心支持板３２及び下部炉心板３１を通って炉心内に流入する。炉心内を上昇する冷却材は、ほぼ平行な流れとなって流れ、燃料集合体３３の燃料棒から核反応熱を奪って温度が上昇する。炉心で加熱された冷却材はさらに上昇し、上部炉心板２１の流路孔を通過して噴流となって上部プレナム４０に流入した後横方向に転向し、出口ノズル１２から流出し、出口配管４２を通って図示しない蒸気発生器へ向かう。
なお、一実施形態において、冷却材としては軽水が用いられる。
【００２５】
原子炉容器１の炉心において、原子炉出力を制御する制御棒が装荷された燃料位置と炉心外周部とは、炉心槽への中性子照射低減の目的で、炉心中心部に比べて低い中性子束分布が低い燃料を設置するため、出力は低くなる。このような炉心内の中性子束分布の影響により、核分裂反応が盛んな中心部を流れる矢印ｄの流れは、比較的よく加熱されて相対的に高温になって、炉心から上部プレナム４０に入る。そして、制御棒クラスタ案内管２２の内部及び周囲を流れて上部炉心支持板２０の下面に至り、ここで衝突・転向して横方向に案内され、図４の矢印ｅ、ｆ及びｇのように流れて出口ノズル１２へ流入する。
【００２６】
一方、中性子束密度が相対的に小さい炉心周辺部を流れた周辺部流ａは、加熱されるが中央部に比べて相対的に低温のまま、炉心から上部プレナム４０に流出する。周辺部流の炉心出口から出口ノズル１２へ向かう矢印ｂの流れは、炉心において上部炉心構造物が無く、比較的抵抗が少ない領域を流れるため、直接的ないし短流路で出口ノズル１２に流入する。
【００２７】
このように、一般的に、プレナム４０に流入する冷却材の温度は、原子炉容器１の半径方向において、内側において比較的高く、外側において比較的低くなっている。
【００２８】
原子炉容器１は、図２に示すように、上部炉心板２１の流路孔４５を覆うように設けられた噴流変向部７と、噴流変向部７を上部炉心板２１に支持する複数の支持脚（支持部）８と、を含む混合促進構造体２を備える。噴流変向部７は、上部プレナム４０に向かって流路孔４５を通過する冷却材の上方に向かう噴流を、流路孔４５の半径方向外方に向かう流れに変向させるような形状及び配置となっている。なお、図１においては、噴流変向部７及び支持脚（支持部）８の図示は省略している。
【００２９】
次に、図３〜図１５を参照して、一実施形態に係る混合促進構造体２について説明する。図３〜図６は、それぞれ、一実施形態に係る噴流変向部７を含む混合促進構造体２の構成を示す図である。図３及び図４において、（ａ）は混合促進構造体２の正面図であり、（ｂ）は混合促進構造体２の側面図であり、（ｃ）は流路孔４５を覆うように設置された噴流変向部７を上部炉心板２１の流路孔４５とともに示す図である。また、図５及び図６において、（ａ）は混合促進構造体２の正面図（及び側面図）であり、（ｂ）は流路孔４５を覆うように設置された噴流変向部７を上部炉心板２１の流路孔４５とともに示す図である。
【００３０】
図３〜図６に示すように、幾つかの実施形態に係る混合促進構造体２は、冷却材の噴流を受けて変向させるための噴流変向部７を有する噴流変向部材６と、噴流変向部７を含む噴流変向部材６を上部炉心板２１に支持するための２つの支持脚（支持部）８と、噴流変向部材６と２つの支持脚８とを接続する接続部４と、を含む。
【００３１】
図３〜図６に示す実施形態では、噴流変向部７は、流路孔４５の中心軸Ｏに対して傾斜した傾斜壁９を含む。これにより、傾斜壁９の向きに応じた方向に、上部炉心板２１の流路孔４５を通過して上方に向かう冷却材の噴流を変向させることができる。
【００３２】
また、図５及び図６に示す実施形態では、噴流変向部７は円錐体（錐体部）であり、円錐体の側面により傾斜壁９が形成される。これにより、傾斜壁９において、冷却材の噴流を、円錐体の頂点を中心として放射状に（すなわち複数の方向に向けて）変向させることができる。
噴流変向部７において、円錐体（錐体部）の頂点は、中心軸Ｏ上に配置されていてもよい。
【００３３】
複数の支持脚８は、噴流変向部７によって、流れの方向が流路孔４５の半径方向外方に変向された冷却材が通過可能となるように、流路孔４５の周方向において互いに離れた位置に設けられる。
図３〜図６に示す実施形態では、２つの支持脚８は、流路孔４５の周囲において、流路孔４５の中心軸を中心として周方向において１８０°離れて配置される。これにより、噴流変向部７（傾斜壁９）によって流路孔４５の半径方向外方に変向された冷却材の流れが２つの支持脚８の間を通って通過可能である。
また、図３及び図４に示す実施形態では、２つの支持脚８は、傾斜壁９によって冷却材が変向される方向、すなわち傾斜壁の傾斜方向を避けて配置される。これにより、噴流変向部７（傾斜壁９）によって流路孔４５の半径方向外方に変向された冷却材の流れが大きく妨げられないようになっている。
支持脚８は、ボルト等の締結部材によって上部炉心板２１に固定されていてもよい。
【００３４】
噴流変向部７は、上部炉心板２１の流路孔４５を覆うように設けられる（図３（ｃ）、図４（ｃ）、図５（ｂ）及び図６（ｂ）参照）。
幾つかの実施形態では、噴流変向部７は、図３（ｃ）又は図５（ｂ）に示すように、上部プレナム４０内において、流路孔４５の上方に設けられる。また、幾つかの実施形態では、噴流変向部７は、図４（ｃ）又は図６（ｂ）に示すように、その一部又は全部が、流路孔４５内に設けられる。
【００３５】
噴流変向部７によって、上部炉心板２１の流路孔４５を通過して上方に向かう冷却材の噴流を流路孔４５の半径方向外方に変向させるようにすることで、変向されて流路孔４５の半径方向外方に向かう冷却材の流れと、噴流変向部７の周囲に設けられた流路孔からの冷却材の噴流とを混合させることができる。すなわち、原子炉容器１の半径方向において異なる位置に存在する流路孔を通過した、異なる温度を有する流れどうしを混合させることができる。このため、上述の噴流変向部７を設けない場合に比べて、プレナム４０内における冷却材の温度差をより低減することができる。
【００３６】
ここで、図７〜図１２は、それぞれ、一実施形態に係る噴流変向部の構成を示すとともに、噴流変向部による噴流の変向を説明するための図である。これらのうち、図７及び図８は、図３に示す噴流変向部による噴流の変向を、図９及び図１０は、図４に示す噴流変向部による噴流の変向を、図１１及び図１２は、図５に示す噴流変向部による噴流の変向を示している。
また、図１３〜図１５は、それぞれ、一実施形態に係る原子炉容器のプレナム内における構造物の配置を示す図である。
【００３７】
図７及び図９に示す実施形態では、傾斜壁９は、原子炉容器１の半径方向内側に向かうにつれて、上部炉心板２１の上方に配置される上部炉心支持板２０に近づくように形成された第１傾斜面９Ａである。この第１傾斜面９Ａによって、冷却材の噴流を原子炉容器１の半径方向内側に向けて変向させることができる。
図７及び図９に示すように、原子炉容器１の外周側の比較的低温の冷却材（以降において「低温水」とも称する）の流れを、より内周側に存在する比較的高温の冷却材（以降において「高温水」とも称する）の流れに向けて変向させてこれらの流れを混合させることができる。これによりプレナム４０内における冷却材の温度差を低減することができる。
【００３８】
一実施形態では、図１３に示すように、上述のような第１傾斜面９Ａを含む噴流変向部７は、上部炉心板２１に設けられた複数の流路孔４５のうち、原子炉容器１の最外周側に位置する流路孔４５Ａを覆うように設けられる第１噴流変向部７Ａである。
これにより、原子炉容器１の最外周付近の比較的低温の冷却材（低温水）の流れを、より内周側に存在する比較的高温の流れ（高温水）に向けて変向させてこれらの流れを混合させることができ、これにより冷却材の温度差を低減することができる。
また、原子炉容器１の最外周に位置する流路孔４５Ａを覆うように噴流変向部７を含む混合促進構造体２を設けるため、設置が容易である。
【００３９】
図８及び図１０に示す実施形態では、傾斜壁９は、原子炉容器１の半径方向内側に向かうにつれて、上部炉心板２１の上方に配置される上部炉心支持板２０から遠ざかるように形成された第２傾斜面９Ｂである。この第２傾斜面９Ｂによって、冷却材の噴流を原子炉容器１の半径方向外側に向けて変向させることができる。
図８及び図１０に示すように、原子炉容器１の内周側の比較的高温の冷却材（高温水）の流れを、より外周側に存在する比較的低温の冷却材（低温水）の流れに向けて変向させてこれらの流れを混合させることができる。これによりプレナム４０内における冷却材の温度差を低減することができる。
【００４０】
一実施形態では、図１４に示すように、上述のような第２傾斜面９Ｂを含む噴流変向部７は、上部炉心板２１に設けられた複数の流路孔４５のうち、原子炉容器１の最外周に位置する流路孔４５よりも内側に位置する流路孔４５Ｂを覆うように設けられる第２噴流変向部７Ｂである。
これにより、原子炉容器１の最外周よりも内周側の比較的高温の冷却材（高温水）の流れを、より外周側に存在する比較的低温の流れ（低温水）に向けて変向させてこれらの流れを混合させることができ、これにより冷却材の温度差を低減することができる。
【００４１】
図１１及び図１２に示す実施形態では、傾斜壁９は円錐体の側面により形成されており、この傾斜壁９により、冷却材の噴流を、円錐体の頂点を中心として放射状に（すなわち複数の方向に向けて）変向させることができる。これにより、原子炉容器１の半径方向において異なる位置に存在する高温水と低温水との混合が促進される。
【００４２】
また、図１１、図１２に示すように、原子炉容器１の半径方向において異なる位置に設けられた流路孔４５のそれぞれに、錐体部を有する噴流変向部７が設けられる。このような噴流変向部７の原子炉容器１内における配置は、例えば図１５に示すようになる。
これにより、原子炉容器１の外周側の比較的低温の冷却材（低温水）の流れを、より内周側に存在する比較的高温の流れ（高温水）に向けて変向させるとともに、原子炉容器１の内周側の比較的高温の冷却材（高温水）の流れを、より外周側に存在する比較的低温の流れ（低温水）に向けて変向させることができ、低温水と高温水の混合がより促進される。
【００４３】
幾つかの実施形態では、図１５に示すように、噴流変向部７は、上部炉心板２１に設けられた複数の流路孔４５のうち、原子炉容器１の最外周に位置する流路孔４５Ａを覆うように設けられる噴流変向部７と、原子炉容器１の最外周に位置する流路孔４５よりも内側に位置する流路孔４５Ｂとを覆うように設けられる噴流変向部７とを含む。
【００４４】
一実施形態では、原子炉容器１の最外周側に設けられる噴流変向部７及び最外周よりも内側に設けられる噴流変向部７は、円錐体の側面を傾斜壁９として有する噴流変向部である。
一実施形態では、原子炉容器１の最外周側に設けられる噴流変向部７は、上述の第１傾斜面９Ａを含む第１噴流変向部７Ａであり、最外周よりも内側に設けられる噴流変向部７は、第２傾斜面９Ｂを含む第２噴流変向部７Ｂである。
【００４５】
これらの実施形態では、原子炉容器１の最外周付近の比較的低温の冷却材（低温水）の流れを、より内周側に存在する比較的高温の流れ（高温水）に向けて変向させるとともに、原子炉容器１の最外周よりも内周側の比較的高温の冷却材（高温水）の流れを、より外周側に存在する比較的低温の流れ（低温水）に向けて変向させることができる。これにより、高温水の流れと低温水の流れの混合をより促進させることができる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、  図２に示すように、噴流変向部７は、出口ノズル１２の下端部よりも低い位置に設けられる。これにより、噴流変向部７が、プレナム４０内において出口ノズル１２の高さ付近において出口ノズル１２に向かって流れる原子炉容器１の半径方向の冷却材の流れから受ける力が大きくならないため、噴流変向部７の構造健全性を高くすることができる。
【００４７】
また、図９、図１０及び図１２に示す実施形態では、噴流変向部７の一部が上部炉心板２１の流路孔４５内に設けられる。これにより、噴流変向部７が、プレナム４０内において出口ノズル１２の高さ付近において出口ノズル１２に向かって流れる原子炉容器１の半径方向の冷却材の流れから受ける力がより低減されるので、噴流変向部７の構造健全性をより高くすることができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【００４９】
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【符号の説明】
【００５０】
１        原子炉容器
２        混合促進構造体
４        接続部
６        噴流変向部材
７        噴流変向部
７Ａ      第１噴流変向部
７Ｂ      第２噴流変向部
８        支持脚
９        傾斜壁
９Ａ      第１傾斜面
９Ｂ      第２傾斜面
１１      入口ノズル
１２      出口ノズル
２０      上部炉心支持板
２１      上部炉心板
２２      制御棒クラスタ案内管
２３      上部炉心支持柱
３１      下部炉心板
３２      下部炉心支持板
３３      燃料集合体
４０      上部プレナム
４１      下部プレナム
４２      出口配管
４５      流路孔
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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