JP6101185B2 - Reactor - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、原子炉に関する。 Embodiments of the present invention relate to a nuclear reactor.
沸騰水型原子炉内における冷却材の流路は、ダウンカマー部と炉心部とに形成される。冷却材は、ダウンカマー部でインターナルポンプまたはジェットポンプにより加圧され、制御棒案内管および燃料支持金具を介して炉心部に流入する。 The coolant flow path in the boiling water reactor is formed in the downcomer portion and the core portion. The coolant is pressurized by an internal pump or a jet pump in the downcomer portion, and flows into the core portion through the control rod guide tube and the fuel support fitting.
炉心部に流入した冷却材は、燃料(燃料集合体)により加熱されて沸騰し、蒸気と水とを含む二相流となり、気水分離器により蒸気と水とに分離される。分離された蒸気は、蒸気乾燥器を経てタービンに導入され、発電機を駆動させる。タービンから排出された蒸気は、給水加熱器で加熱された後、給水として原子炉圧力容器に戻る。一方、分離された水は、ドレン水としてダウンカマー部に戻る。 The coolant that has flowed into the core is heated by the fuel (fuel assembly) and boiled to form a two-phase flow including steam and water, and is separated into steam and water by the steam separator. The separated steam is introduced into a turbine through a steam dryer, and drives a generator. The steam discharged from the turbine is heated by the feed water heater and then returned to the reactor pressure vessel as feed water. On the other hand, the separated water returns to the downcomer section as drain water.
なお、原子炉内の燃料は、燃料支持金具、制御棒案内管、制御棒駆動機構ハウジング、スタブチューブを介して、原子炉圧力容器の下鏡部により上下方向に支持される。また、原子炉内の燃料は、炉心シュラウド、上部格子板、炉心支持板、シュラウドサポートを介して、原子炉圧力容器の下鏡部により水平方向に支持される。 The fuel in the reactor is supported in the vertical direction by the lower mirror portion of the reactor pressure vessel via the fuel support fitting, the control rod guide tube, the control rod drive mechanism housing, and the stub tube. Further, the fuel in the nuclear reactor is supported in the horizontal direction by the lower mirror portion of the reactor pressure vessel through the core shroud, the upper lattice plate, the core support plate, and the shroud support.
原子炉は、何らかの要因により緊急停止する場合、すべての制御棒を炉心部に挿入するスクラムにより停止することができる。しかしながら、原子炉がスクラムして原子炉停止状態となっても、全電源喪失などにより原子炉注水機能や原子炉冷却機能が喪失した場合には、燃料の崩壊熱により冷却材の温度が上昇する。この状態が長く続くと、原子炉圧力が上昇する。 If an emergency shutdown occurs due to some reason, the reactor can be shut down by a scram that inserts all control rods into the core. However, even if the reactor is scrammed and the reactor is shut down, the coolant temperature rises due to the decay heat of the fuel if the reactor water injection function or the reactor cooling function is lost due to the loss of all power sources, etc. . If this state continues for a long time, the reactor pressure rises.
原子炉圧力が過度に上昇するのを防止するために、原子炉には逃し安全弁が設置されている。そのため、原子炉圧力が一定圧力以上に上昇した場合には、原子炉内の蒸気を放出し、原子炉圧力を低下させることができる。しかしながら、原子炉注水機能が喪失されていると、原子炉内の蒸気の放出に伴い原子炉水位が低下してしまう。 In order to prevent the reactor pressure from rising excessively, a relief safety valve is installed in the reactor. Therefore, when the reactor pressure rises above a certain pressure, the steam in the reactor can be released and the reactor pressure can be lowered. However, if the water injection function of the reactor is lost, the reactor water level is lowered with the release of steam in the reactor.
また、外部の仮設ポンプ等を用いて原子炉に注水して、原子炉を冷却および原子炉水位を回復するためには、原子炉を減圧する必要がある。しかしながら、原子炉を急激に減圧すると、減圧沸騰により原子炉水位が低下し、燃料集合体が露出する可能性がある。そして、燃料集合体が露出した状態が長く続くと、燃料自体が溶融する可能性がある。そのため、このようなシビアアクシデントに対する対策が求められる。 Further, in order to inject water into the nuclear reactor using an external temporary pump or the like to cool the nuclear reactor and recover the nuclear reactor water level, it is necessary to depressurize the nuclear reactor. However, if the reactor is depressurized rapidly, the reactor water level may drop due to reduced pressure boiling, and the fuel assembly may be exposed. If the state where the fuel assembly is exposed continues for a long time, the fuel itself may be melted. Therefore, countermeasures against such severe accidents are required.
そこで、本発明は、シビアアクシデントに対する裕度を向上させることが可能な原子炉を提供する。 Therefore, the present invention provides a nuclear reactor capable of improving the tolerance to a severe accident.
本発明に係る原子炉は、燃料を収容する原子炉圧力容器と、前記燃料を燃料支持金具を介して支持する複数の制御棒案内管とを備える。さらに、前記原子炉は、前記制御棒案内管を制御棒駆動機構ハウジングを介して支持し、前記原子炉圧力容器の下鏡部により支持されている複数のスタブチューブを備える。さらに、前記下鏡部の上面に対する前記スタブチューブの上面の高さは、前記下鏡部の中心軸と前記スタブチューブとの距離が短くなるほど増加する。 The nuclear reactor according to the present invention includes a nuclear reactor pressure vessel that accommodates fuel, and a plurality of control rod guide tubes that support the fuel via fuel support fittings. Further, the nuclear reactor includes a plurality of stub tubes that support the control rod guide tube via a control rod drive mechanism housing and are supported by a lower mirror portion of the reactor pressure vessel. Furthermore, the height of the upper surface of the stub tube with respect to the upper surface of the lower mirror portion increases as the distance between the central axis of the lower mirror portion and the stub tube becomes shorter.
本発明によれば、炉心溶融時における溶融炉心の原子炉圧力容器外への流出を抑制することができる。 According to the present invention, the outflow of the molten core to the outside of the reactor pressure vessel at the time of melting the core can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の原子炉の構造を示す断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the nuclear reactor according to the first embodiment.
この原子炉は、沸騰水型原子炉であり、半球状の下鏡部11aおよび筒状の胴体部11bを有する原子炉圧力容器11と、炉心シュラウド12と、炉心支持板13と、シリンダ部14a、プレート部14b、およびレグ部14cを有するシュラウドサポート14と、複数の制御棒案内管15と、複数の制御棒駆動機構ハウジング16と、複数のスタブチューブ17と、複数の燃料支持金具18とを備えている。図1はさらに、原子炉圧力容器11内に収容された燃料(燃料集合体)19を示している。
This nuclear reactor is a boiling water reactor, and includes a
炉心シュラウド12は、原子炉圧力容器11内の冷却材の流れを形成する。また、炉心支持板13は、燃料19を下部から支持している。また、シュラウドサポート14は、炉心シュラウド12および炉心支持板13を支持しており、原子炉圧力容器11の下鏡部11aにより支持されている。シュラウドサポート14は、炉心シュラウド12に接する筒状のシリンダ部14aと、シリンダ部14aから下鏡部11aへ横方向に延びる板状のプレート部14bと、シリンダ部14aから下鏡部11aへ縦方向に延びるレグ部14cとを有している。
The
制御棒案内管15は、燃料19を燃料支持金具18を介して支持している。また、スタブチューブ17は、制御棒案内管15を制御棒駆動機構ハウジング16を介して支持しており、下鏡部11aにより支持されている。
The control
制御棒案内管15は、制御棒(図示せず)の動作を案内するための管である。制御棒駆動機構ハウジング16は、制御棒を駆動する制御棒駆動機構(図示せず)を収容するハウジングである。スタブチューブ17は、制御棒駆動機構ハウジング16を下鏡部11aに固定するためのチューブである。燃料支持金具18は、燃料19を支持する金具であり、制御棒案内管15と炉心支持板13により支持されている。
The control
以下、燃料19が溶融した場合のシビアアクシデントについて説明する。
Hereinafter, a severe accident when the
溶融した燃料19は高温であるため、溶融した燃料19と接触した原子炉機器は、機器の融点以上に加熱される可能性がある。この場合、原子炉機器が溶融してしまう可能性がある。
Since the
原子炉機器が溶融すると、原子炉機器は溶融した燃料19を保持できなくなる。そのため、燃料19は、原子炉機器を伝い原子炉圧力容器11の炉底部に到達し、原子炉圧力バウンダリー部を破壊し、原子炉圧力容器11外に流出する可能性がある。
図1の原子炉において、原子炉圧力バウンダリー部のうち最も損傷の可能性が高い部分は、制御棒駆動機構ハウジング16とスタブチューブ17とを溶接した溶接部21(図2参照)と考えられる。
When the reactor equipment melts, the reactor equipment cannot hold the
In the nuclear reactor of FIG. 1, the portion of the reactor pressure boundary portion that is most likely to be damaged is considered to be a welded portion 21 (see FIG. 2) in which the control rod drive mechanism housing 16 and the
溶融した燃料19が原子炉圧力容器11の炉底部に至る経路としては、次のような経路が想定される。
As a route for the
第1の想定経路は、燃料19が、炉心支持板13の上板を貫通し、直接炉底部へと落下する経路である。
The first assumed path is a path through which the
第2の想定経路は、燃料19が、炉心支持板13の上板の上面を炉心シュラウド12の中間胴側へ流れ、炉心シュラウド12の中間胴と炉心支持板13のリム胴との間に至り、炉心支持板13のリム胴を貫通し、炉底部へと至る経路である。
In the second assumed path, the
第3の想定経路は、燃料19が、炉心支持板13の上板を貫通し、制御棒案内管15および制御棒駆動機構ハウジング16を伝い、炉底部へと落下する経路である。
The third assumed path is a path through which the
第4の想定経路は、燃料19が、燃料チャンネル(チャンネルボックス)内を伝い、燃料支持金具18を貫通し、炉底部へと至る経路である。
The fourth assumed path is a path through which the
本実施形態では、このようにして炉底部に至った燃料19が溶接部21に損傷を与えることに対し対策を講じる。また、後述する第2〜第4実施形態では、第1〜第4の想定経路を可能な限り遮断するための対策を講じる。
In the present embodiment, measures are taken to prevent the
図2は、第1実施形態の原子炉の構造を示す要部断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing the structure of the nuclear reactor according to the first embodiment.
符号22は、原子炉圧力容器11の炉底部を示す。溶融した燃料19が炉底部22に到達すると、燃料19が、原子炉圧力バウンダリー部を破壊し、原子炉圧力容器11外に流出する可能性がある。
符号21は、制御棒駆動機構ハウジング16とスタブチューブ17とを溶接した溶接部を示す。溶接部21は、原子炉圧力バウンダリー部のうち最も損傷の可能性が高い部分である。
符号Hは、下鏡部11aの上面に対するスタブチューブ17の上面の高さを示す。高さHは、各スタブチューブ17の上下方向の長さに相当する。
Symbol H indicates the height of the upper surface of the
ここで、一般的な原子炉と本実施形態の原子炉とを比較する。 Here, a general nuclear reactor and the nuclear reactor of this embodiment are compared.
一般的な原子炉では、高さHは、下鏡部11aの中心軸Aとスタブチューブ17との距離によらずほぼ一定に設定されている。すなわち、スタブチューブ17の長さが、中心軸Aからの距離によらずほぼ一定に設定されている。また、一般的な原子炉では、スタブチューブ17の長さは短く設定されている。そのため、溶解した燃料19が炉底部22に溜まると、溜まった燃料19の上面が、中心軸A付近のスタブチューブ17の溶接部21に短時間で到達し、溶接部21が損傷を受ける可能性がある。
In a general nuclear reactor, the height H is set to be substantially constant regardless of the distance between the central axis A of the
一方、本実施形態では、高さHは、下鏡部11aの中心軸Aとスタブチューブ17との距離が短くなるほど増加するように設定されている。すなわち、スタブチューブ17の長さが、中心軸Aからの距離が短くなるほど増加するように設定されている。よって、本実施形態では、溶解した燃料19が炉底部22に溜まっても、溜まった燃料19の上面が中心軸A付近のスタブチューブ17の溶接部21に到達するまで長時間かかる。
On the other hand, in the present embodiment, the height H is set so as to increase as the distance between the central axis A of the
よって、本実施形態によれば、燃料19の溶融から溶接部21の損傷に至るまでの時間的な余裕を増加させることが可能となる。よって、本実施形態によれば、外部からの注水等の準備期間を長くすることができ、このようなシビアアクシデントに対する対応方法の選択肢を多くすることも可能となる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to increase the time margin from the melting of the
符号Lは、スタブチューブ17の上面の地表面(水平面)Sに対する高さを示す。高さLは、各スタブチューブ17の上面と地表面Sとの距離に相当する。
The symbol L indicates the height of the upper surface of the
本実施形態では、高さLは、下鏡部1aの中心軸Aとスタブチューブ17との距離によらず一定に設定されている。その結果、前述の高さHが、下鏡部1aの中心軸Aとスタブチューブ17との距離が短くなるほど増加するように設定されている。なお、本実施形態では、このように中心軸Aからの距離が短くなるほど高さHが増加する設定を、高さLを一定に設定せずに実現してもよい。
In the present embodiment, the height L is set to be constant regardless of the distance between the central axis A of the lower mirror portion 1a and the
以上のように、本実施形態では、下鏡部11aの上面に対するスタブチューブ17の上面の高さHが、下鏡部11aの中心軸Aとスタブチューブ17との距離が短くなるほど増加するように設定されている。
As described above, in the present embodiment, the height H of the upper surface of the
よって、本実施形態によれば、炉底部22に溜まった燃料19が溶接部21に到達するまでの時間を長くすることができ、シビアアクシデントに対する裕度を向上させることが可能となる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to lengthen the time until the
(第2実施形態)
図3は、第2実施形態の原子炉の構造を示す要部断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is an essential part cross-sectional view showing the structure of the nuclear reactor of the second embodiment.
図3は、燃料支持金具18の断面を示している。この燃料支持金具18は、溶融した燃料19が燃料支持金具18を貫通して炉底部22へ至ることを防ぐために、溶融した燃料19を停滞させるための凹形のポケット部33を備えている。
FIG. 3 shows a cross section of the fuel support fitting 18. The fuel support fitting 18 includes a
ポケット部33は、ポケット部33の側面を形成する側面部31と、ポケット部33の底面を形成する底面部32により形成されている。側面部31は、第1の厚さT1を有する第1部分(薄肉部分)31aを上部に備え、第1の厚さT1よりも厚い第2の厚さT2を有し、底面部32と接する第2部分(厚肉部分)31bを下部に備えている。また、底面部32は、第1の厚さT1よりも厚い第3の厚さT3を有している。第3の厚さT3は、第2の厚さT2と同じ値でも異なる値でもよい。
The
側面部31には、オリフィス34が設けられている。本実施形態では、オリフィス34よりも下方の側面部31は、厚肉部分である第2部分31bとなっている。また、本実施形態では、底面部32も厚肉に設定されている。よって、本実施形態によれば、ポケット部33の側面部31や底面部32を溶けにくくし、溶融した燃料19をポケット部33に長時間停滞させておくことが可能となる。
The
なお、第2部分31bの板厚は、制御棒や制御棒案内管15と干渉しないように、第1部分31aに対し、冷却材の流路となっている部分の内側に増大されている。また、溶融した燃料19を大量に滞留させることができるように、オリフィス34よりも下方の第2部分31bの長さは長く設定されている。
In addition, the plate | board thickness of the
また、第2部分31bの内面は、第2部分31bの下地部分を覆う断熱材で形成されていてもよい。この耐熱材として、炉心溶融物の温度よりも融点の高い材料(例えば、アルミニウム酸化物、シリコン酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、イットリウム酸化物、ネオジム酸化物、リン酸塩系酸化物など)を使用することにより、炉心溶融物をより長くポケット部33に滞留させることができる。
Further, the inner surface of the
以上のように、本実施形態の燃料支持金具18は、溶融した燃料19を停滞させるためのポケット部33を備えている。よって、本実施形態によれば、溶融した燃料19が燃料支持金具18を貫通して炉底部22へ至ることを抑制することが可能となる。
As described above, the fuel support fitting 18 of the present embodiment includes the
なお、本実施形態の燃料支持金具18の構造は、原子炉のすべての燃料支持金具18に適用してもよいし、原子炉の一部の燃料支持金具18のみに適用してもよい。本実施形態の燃料支持金具18の構造は、例えば、原子炉の中央部分付近の燃料支持金具18のみに適用してもよい。
The structure of the fuel support fitting 18 of the present embodiment may be applied to all the
(第3実施形態)
図4は、第3実施形態の原子炉の構造を示す要部断面図である。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part showing the structure of the nuclear reactor according to the third embodiment.
図4は、制御棒案内管15、制御棒駆動機構ハウジング16、およびスタブチューブ17の断面を示している。符号R1、R2、R3はそれぞれ、制御棒案内管15、制御棒駆動機構ハウジング16、スタブチューブ17の外径を示す。
FIG. 4 shows a cross section of the control
この制御棒案内管15は、制御棒案内管15の底面を形成するベース部41と、制御棒案内管15の側面を形成する外筒部42とを備えている。さらに、この制御棒案内管15は、溶融した燃料19が制御棒案内管15および制御棒駆動機構ハウジング16を伝い炉底部22へ落下することを防ぐために、ベース部41の底面に水切り用のリング状の溝43を1本以上備えている。溝43は、スタブチューブ17の外径R3よりも外側で、制御棒案内管15の外径R1よりも内側の位置に設けられている。
The control
制御棒案内管15を伝って流れ落ちてきた燃料19は、この溝43で一旦溜まり、自重で溝43から落下する。よって、本実施形態によれば、燃料19が制御棒案内管15から制御棒駆動機構ハウジング16に伝って流れることを防ぐことが可能となる。また、本実施形態によれば、溝43をスタブチューブ17の外径R3よりも外側の位置に設けることで、溝43に溜まった燃料19がスタブチューブ17の上面に落下して、溶接部21に至ることを防ぐことができる。
The
また、本実施形態の制御棒駆動機構ハウジング16は、スタブチューブ17と制御棒駆動機構ハウジング16とを溶接した溶接部21の上方に、制御棒駆動機構ハウジング16の側面から突出したリング状の突出部44を備えている。本実施形態によれば、燃料19が溝43を通過して制御棒駆動機構ハウジング16まで伝ってきた場合に、燃料19が溶接部21に伝うことを突出部44により妨害することが可能となる。
Further, the control rod
図5は、第3実施形態の変形例の原子炉の構造を示す要部断面図である。 FIG. 5 is an essential part cross-sectional view showing the structure of a nuclear reactor according to a modification of the third embodiment.
図5の制御棒案内管15では、ベース部41に溝43を設ける代わりに、外筒部42の底面52がベース部41の底面51よりも低く設定されている。本変形例によれば、このような外筒部42により、溝43と同様の水切り効果を得ることが可能となる。この制御棒案内管15はさらに、ベース部41の底面51に取り付けられた保護部材53を備えている。
In the control
(第4実施形態)
図6は、第4実施形態の原子炉の構造を示す要部断面図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part showing the structure of the nuclear reactor according to the fourth embodiment.
図6は、炉心シュラウド12、炉心支持板13、およびシュラウドサポート14の断面を示している。
FIG. 6 shows a cross section of the
炉心シュラウド12は、炉心シュラウド12の側面を形成する中間胴12aと、炉心シュラウド12の底面を形成する下部リング12bとを備えている。符号W1、W2はそれぞれ、中間胴12a、下部リング12bの厚さを示す。
The
炉心支持板13は、炉心支持板13の上面を形成する上板13aと、炉心支持板13の側面を形成するリム胴13bとを備えている。符号W3、W4はそれぞれ、上板13a、リム胴13bの厚さを示す。
The
シュラウドサポート14は、炉心シュラウド12の下部リング12bに接するシリンダ部14aを備えている。符号W5は、シリンダ部14aの厚さを示す。
The
以下、本実施形態におけるシビアアクシデント対策について説明する。 Hereinafter, countermeasures against severe accidents in the present embodiment will be described.
溶融した燃料19が炉底部22に至る経路として、燃料19が、炉心支持板13の上板13aを貫通し、直接炉底部22へと落下する経路が想定される。このような落下を抑制するためには、上板13aの熱容量を大きくして、上板13aを溶解しにくくすることが考えられる。
As a route for the
そこで、本実施形態では、炉心支持板13の上板13aの厚さW3を厚く設定する。具体的には、厚さW3を、シュラウドサポート14のシリンダ部14aの厚さW5よりも厚く設定する。よって、本実施形態によれば、燃料19が上板13aを貫通することを抑制することが可能となる。なお、上板13aの下面に設置されている補強板は、その板厚を厚くすると制御棒案内管15と干渉するおそれがあるため、その板厚を原設計から変更しないことが望ましい。
Therefore, in the present embodiment, the thickness W 3 of the
また、溶融した燃料19が炉底部22に至る別の経路として、燃料19が、炉心シュラウド12の中間胴12aと炉心支持板13のリム胴13bとの間に至り、リム胴13bを貫通し、炉底部22へと至る経路が想定される。
Further, as another path for the
そこで、本実施形態では、炉心支持板13のリム胴13bの厚さW4を厚く設定する。具体的には、厚さW4を、シュラウドサポート14のシリンダ部14aの厚さW5よりも厚く設定する。よって、本実施形態によれば、燃料19がリム胴13bを貫通することを抑制することが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, the thickness W 4 of the
また、本実施形態では、炉心シュラウド12の中間胴12aおよび下部リング12bの厚さW1、W2を、シュラウドサポート14のシリンダ部14aの厚さW5よりも厚く設定する。よって、本実施形態によれば、燃料19が中間胴12aや下部リング12bを貫通することを抑制することが可能となる。なお、中間胴12aは、その全体を厚くしてもよいし、その一部のみ(例えば、下部リング12b付近のみ)を厚くしてもよい。
In the present embodiment, the thicknesses W 1 and W 2 of the
また、本実施形態の原子炉は、炉心シュラウド12の中間胴12aおよび下部リング12bと、炉心支持板13のリム胴13bとにより形成され、溶融した燃料19を停滞させるための溝形の隙間部61を備えている。よって、本実施形態によれば、溶融した燃料19を隙間部61内に停滞させておくことが可能となる。
Further, the nuclear reactor of the present embodiment is formed by the
また、本実施形態では、隙間部61を形成する中間胴12a、下部リング12b、リム胴13bの厚さW1、W2、W4を、シリンダ部14aの厚さW5よりも厚く設定する。よって、本実施形態によれば、隙間部61を形成する中間胴12a、下部リング12b、リム胴13bを溶けにくくし、溶融した燃料19を隙間部61内に長時間停滞させておくことが可能となる。また、本実施形態では、隙間部61を形成する中間胴12a、下部リング12b、リム胴13bの隙間部61側の表面を、第2実施形態で説明した断熱材で形成してもよい。この場合には、隙間部61を形成する中間胴12a、下部リング12b、リム胴13bの厚さW1、W2、W4を、シリンダ部14aの厚さW5よりも厚く設定しない構成を採用してもよい。
Further, in the present embodiment, the
なお、中間胴12a、下部リング12b、上板13a、リム胴13bの厚さW1、W2、W3、W4は、例えば、シリンダ部14aの厚さW5の2倍以上に設定される。
Note that the thicknesses W 1 , W 2 , W 3 , and W 4 of the
図7は、第4実施形態の変形例の原子炉の構造を示す要部断面図である。 FIG. 7 is a cross-sectional view of an essential part showing the structure of a nuclear reactor according to a modification of the fourth embodiment.
図6の構造において、溶融した燃料19が隙間部61内に滞留している場合に、炉心支持板13のリム胴13bが炉心シュラウド12の中間胴12aよりも早く溶け出すと、燃料19が、リム胴13bを貫通し、下部プレナム側に流出する可能性がある。
In the structure of FIG. 6, when the
そこで、図7の中間胴12aは、上板13aの上面よりも低い位置に、前述の厚さW1よりも薄い厚さW6を有する薄肉部分71を備えている。薄肉部分71は、中間胴12aの第2部分の例であり、中間胴12aのその他の部分は、中間胴12aの第1部分の例である。また、厚さW1、W6はそれぞれ、中間胴12aの第1、第2の厚さの例である。
Therefore,
薄肉部分71は、例えば、周方向に延びるリング状の形状を有している。また、薄肉部分71の厚さW6は、例えば、現行の一般的な原子炉の中間胴12aの厚さと同程度に設定される。
The
本実施形態では、中間胴12aに薄肉部分71を設けることにより、薄肉部分71をリム胴13bよりも早く貫通させることができる。よって、本実施形態によれば、燃料19をアニュラス部へ流出させることができ、燃料19を下部プレナム側に流出しにくくすることが可能となる。なお、アニュラス部へ流出した燃料19は、バッフルプレート上で滞留することとなる。
In the present embodiment, by providing the
以上のように、第2〜第4実施形態によれば、溶融した燃料19が炉底部22に至ることを抑制することが可能となる。また、第1実施形態によれば、炉底部22に至った燃料19が溶接部21に損傷を与えることを抑制することが可能となる。よって、第1〜第4実施形態によれば、シビアアクシデントに対する裕度を向上させ、シビアアクシデントによって放射性物質が環境に放出されるリスクを低減することが可能となる。
As described above, according to the second to fourth embodiments, it is possible to suppress the
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な原子炉は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した原子炉の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。 Although several embodiments have been described above, these embodiments are presented as examples only and are not intended to limit the scope of the invention. The novel nuclear reactor described herein can be implemented in a variety of other forms. In addition, various omissions, substitutions, and changes can be made to the reactor configuration described in the present specification without departing from the scope of the invention. The appended claims and their equivalents are intended to include such forms and modifications as fall within the scope and spirit of the invention.
11:原子炉圧力容器、11a:下鏡部、11b:胴体部、
12:炉心シュラウド、12a:中間胴、12b:下部リング、
13:炉心支持板、13a:上板、13b:リム胴、14:シュラウドサポート、
14a:シリンダ部、14b:プレート部、14c:レグ部、
15:制御棒案内管、16:制御棒駆動機構ハウジング、17:スタブチューブ、
18:燃料支持金具、19:燃料、21:溶接部、22:炉底部、
31:側面部、31a:第1部分、31b:第2部分、32:底面部、
33:ポケット部、34:オリフィス、
41:ベース部、42:外筒部、43:溝、44:突出部、
51:ベース部底面、52:外筒部底面、53:保護部材、
61:隙間部、71:薄肉部分
11: Reactor pressure vessel, 11a: Lower mirror part, 11b: Body part,
12: core shroud, 12a: intermediate shell, 12b: lower ring,
13: core support plate, 13a: upper plate, 13b: rim body, 14: shroud support,
14a: cylinder part, 14b: plate part, 14c: leg part,
15: Control rod guide tube, 16: Control rod drive mechanism housing, 17: Stub tube,
18: Fuel support bracket, 19: Fuel, 21: Welded part, 22: Furnace bottom,
31: side part, 31a: first part, 31b: second part, 32: bottom part,
33: Pocket portion, 34: Orifice,
41: base part, 42: outer cylinder part, 43: groove, 44: protrusion part,
51: Base part bottom surface, 52: Outer cylinder part bottom surface, 53: Protection member,
61: Crevice part, 71: Thin part
Claims (11)
前記燃料を燃料支持金具を介して支持する複数の制御棒案内管と、
前記制御棒案内管を制御棒駆動機構ハウジングを介して支持し、前記原子炉圧力容器の下鏡部により支持されている複数のスタブチューブとを備え、
前記下鏡部の上面に対する前記スタブチューブの上面の高さは、前記下鏡部の中心軸と前記スタブチューブとの距離が短くなるほど増加し、
前記スタブチューブの上面の地表面に対する高さは、前記下鏡部の中心軸と前記スタブチューブとの距離によらず一定であることを特徴とする原子炉。 A reactor pressure vessel containing fuel;
A plurality of control rod guide tubes for supporting the fuel via fuel support fittings;
A plurality of stub tubes that support the control rod guide tube via a control rod drive mechanism housing and are supported by a lower mirror portion of the reactor pressure vessel;
The height of the upper surface of the stub tube with respect to the upper surface of the lower mirror portion increases as the distance between the central axis of the lower mirror portion and the stub tube decreases ,
The reactor according to claim 1, wherein a height of the upper surface of the stub tube with respect to a ground surface is constant regardless of a distance between a central axis of the lower mirror part and the stub tube .
前記燃料支持金具の側部を形成する側面部と、
前記燃料支持金具の底部を形成する底面部と、
前記側面部と前記底面部により形成され、前記側面部により形成された側面と前記底面部により形成された底面とを有し、溶融した前記燃料を停滞させるためのポケット部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の原子炉。 The fuel support bracket is
A side surface forming a side portion of the fuel support fitting;
A bottom surface forming a bottom of the fuel support fitting;
Formed by the bottom portion and the side surface portion, and a bottom surface formed by the side surface and the bottom surface portion formed by the side surface portion, and the pocket portion for stagnation of the fuel melted,
The nuclear reactor according to claim 1 , comprising:
前記制御棒案内管の底部を形成するベース部と、
前記制御棒案内管の側部を形成する外筒部とを備え、
前記制御棒案内管の前記ベース部の底面は、前記スタブチューブの外径よりも外側で、前記制御棒案内管の外径よりも内側の位置に、1本以上のリング状の溝を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の原子炉。 The control rod guide tube is
A base that forms the bottom of the control rod guide tube;
An outer cylinder portion forming a side portion of the control rod guide tube,
A bottom surface of the base portion of the control rod guide tubes, outwardly than the outer diameter of the stub tube, the inner position than the outer diameter of the control rod guide tubes, be provided with one or more ring-shaped grooves The nuclear reactor according to any one of claims 1 to 4 , wherein:
前記制御棒案内管の底部を形成するベース部と、
前記制御棒案内管の側部を形成する外筒部と、
前記制御棒案内管の底部を前記ベース部と共に形成し、前記ベース部の底面に設けられた保護部材とを備え、
前記制御棒案内管の前記外筒部の底面は、前記制御棒案内管の前記ベース部の底面よりも低く設定されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の原子炉。 The control rod guide tube is
A base that forms the bottom of the control rod guide tube;
An outer cylinder portion forming a side portion of the control rod guide tube;
Forming a bottom portion of the control rod guide tube together with the base portion, and a protection member provided on a bottom surface of the base portion;
Bottom surface of the outer cylindrical portion of the control rod guide tubes, according to any one of claims 1 6, characterized in that it is set lower than the bottom surface of the base portion of the control rod guide tubes Reactor.
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