加圧水型原子炉
【課題】加圧水型原子炉において、燃料集合体への冷却材の供給の半径方向分布の偏りを減らす。
【解決手段】加圧水型原子炉は、原子炉圧力容器１１と、原子炉圧力容器１１内に設けられて原子炉圧力容器１１の内側面との間で環状のダウンカマ１４を形成する円筒状の炉心槽１３と、炉心槽１３内に配置された炉心と、炉心の下方で水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔８０が形成された下部炉心支持板１７と、下部プレナム１６とダウンカマ１４の底部とを区画して、ダウンカマ１４の底部から下部プレナム１６への流路となる複数の内向き流通孔８３が形成された円筒状多孔板３１と、を有する。内向き流通孔８３は、下部プレナム１６に開口する側で下部プレナム１６に向かって上昇する向きに傾斜している。
【解決手段】加圧水型原子炉は、原子炉圧力容器１１と、原子炉圧力容器１１内に設けられて原子炉圧力容器１１の内側面との間で環状のダウンカマ１４を形成する円筒状の炉心槽１３と、炉心槽１３内に配置された炉心と、炉心の下方で水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔８０が形成された下部炉心支持板１７と、下部プレナム１６とダウンカマ１４の底部とを区画して、ダウンカマ１４の底部から下部プレナム１６への流路となる複数の内向き流通孔８３が形成された円筒状多孔板３１と、を有する。内向き流通孔８３は、下部プレナム１６に開口する側で下部プレナム１６に向かって上昇する向きに傾斜している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は加圧水型原子炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な加圧水型原子炉では、たとえば特許文献１に記載されているように、冷却材が、入口ノズルより原子炉圧力容器内に流入し、原子炉圧力容器の内側面と炉心槽の外面との間に構成される環状流路であるダウンカマを下降する。ダウンカマの下端に到達した冷却材は下部プレナム入口を通過し、下部プレナムにて上昇流に転じ、下部炉心支持板に開けられている多数の上向き流通孔を通過し、燃料集合体が設置されている炉心に到達する。炉心内を上昇しながら冷却材は昇温し、上部プレナムを経て出口ノズルより原子炉圧力容器の外に出る。出口ノズルから原子炉圧力容器の外に出た冷却材は蒸気発生器に導かれる。
【０００３】
入口ノズルから炉心に至るまでの流路は、渦や流れの衝突などを発生させる要因を極力排除し、各燃料集合体に入る冷却材の流量が安定して一様となるように設計される。たとえば下部プレナムに渦抑制板が設置されているのもこの対策の一つである。
【０００４】
従来の一般的な加圧水型原子炉における下部プレナム入口付近を図１１に示し、冷却材の流れを説明する。図１１は、従来の加圧水型原子炉の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【０００５】
ダウンカマ１４を下降する冷却材の流れ２１は、下部プレナム入口１５を通り、下部プレナム１６内に流入する。下部プレナム入口１５の流路が狭くなると下部プレナム１６への流入流速は増加し、慣性が増大することになる。この慣性のため、下部プレナム１６内の流れ２２としては、図１１に示すように、速度の速い流れが下部プレナム１６の原子炉圧力容器の底部８１の内壁面沿いに下降し、炉底部中央に向かう傾向を持つ。この流れの傾向により、下部炉心支持板１７を上向きに通過する冷却材流量としては中央部２３で多くなる分布が現れる。つまり、下部炉心支持板１７の上方に配置される燃料集合体において、中央の燃料集合体に供給される冷却材流量が周辺部の燃料集合体に比べて多くなる傾向が現れやすい。
【０００６】
このような炉心流量分布の非一様性を緩和するため、図１２に示すように多数の内向き流通孔（半径方向貫通孔）８３を有する円筒状多孔板３１を下部プレナム入口１５に設置することがある。通常、このような円筒状多孔板３１は、原子炉圧力容器の底部８１に対して支持部材３３を介すなどして固定される。下部炉心支持板１７と円筒状多孔板３１の間には若干のすき間３２が存在するが、すき間３２入口の上部側の角部４３とすき間３２入口の下部側の角部４４は半径位置が揃えられ、段差を持たないように構成される。
【０００７】
この円筒状多孔板３１を用いた場合、ダウンカマ１４を下降する流れ２１は、下部プレナム入口１５にて半径方向内側に向きを変え、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３を通過し、下部プレナム１６内に対し半径方向内側向きの流れ４１となって流入する。円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３を通過する時に流れが拡散すること、および、流れは下部炉心支持板１７の下面至近を水平に流れることから、図１１に示したような中央部２３に収斂する流れ２２は生じにくくなり、中央の燃料集合体を流れる冷却材流量が多くなるという前述の傾向は緩和される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−６２３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１２に示しているように、上述した従来の円筒状多孔板３１においては、上部の内向き流通孔８３から吐出した流れ４２は、下部炉心支持板１７の周辺部２４の上向き流通孔８０の下端至近を横切る流れとなる。この場合、周辺部２４の上向き流通孔８０下端にはベンチュリ効果による吸出し方向、つまり上向き流通孔８０内の流体を下向きに移動させる方向の作用が働くことになる。このように、円筒状多孔板３１は周辺部の燃料集合体への冷却材供給を減少させる新たな作用を持ち、この点が課題であった。
【００１０】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、加圧水型原子炉において、燃料集合体への冷却材の供給の半径方向分布の偏りを減らすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る加圧水型原子炉の一つの態様は、下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、前記炉心槽内に配置された炉心と、前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、を有し、前記複数の内向き流通孔の少なくとも一部は、少なくとも前記下部プレナムに開口する側で下部プレナムに向かって上昇する向きに傾斜していること、を特徴とする。
【００１２】
また、本発明の実施形態に係る加圧水型原子炉の他の一つの態様は、下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、前記炉心槽内に配置された炉心と、前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、を有し、前記筒状多孔板の下部に、前記ダウンカマ側に突出して周方向に延びる段差が形成されていること、を特徴とする。
【００１３】
また、本発明の実施形態に係る加圧水型原子炉の他の一つの態様は、下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、前記炉心槽内に配置された炉心と、前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、を有し、前記下部炉心支持板と前記筒状多孔板の上端部との間に、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する水平に延びた環状のすき間が形成され、前記すき間の少なくとも前記下部プレナム側が前記下部プレナムに向かって上昇する向きに傾斜していること、を特徴とする。
【００１４】
また、本発明の実施形態に係る加圧水型原子炉の他の一つの態様は、下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、前記炉心槽内に配置された炉心と、前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、を有し、前記下部炉心支持板と前記筒状多孔板の上端部との間に、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する水平に延びた環状のすき間が形成され、前記筒状多孔板の上端部外周が、前記下部炉心支持板の下端部外周よりも外側に突出していること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加圧水型原子炉において、燃料集合体への冷却材の供給の半径方向分布の偏りを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る加圧水型原子炉の第１の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【図２】本発明に係る加圧水型原子炉の第１の実施形態の原子炉圧力容器の内部を示す立断面図である。
【図３】図１の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。
【図４】本発明に係る加圧水型原子炉の第２の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【図５】図４の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。
【図６】本発明に係る加圧水型原子炉の第３の実施形態の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。
【図７】本発明に係る加圧水型原子炉の第４の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【図８】図７の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。
【図９】本発明に係る加圧水型原子炉の第５の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【図１０】本発明に係る加圧水型原子炉の第６の実施形態の円筒状多孔板の付近の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【図１１】従来の加圧水型原子炉の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【図１２】従来の加圧水型原子炉の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図であって、図１１に示すものと異なる例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る加圧水型原子炉の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る加圧水型原子炉の第１の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。図２は、本発明に係る加圧水型原子炉の第１の実施形態の原子炉圧力容器の内部を示す立断面図である。図３は、図１の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。
【００１９】
この第１の実施形態に係る加圧水型原子炉は、原子炉圧力容器１１と、この原子炉圧力容器１１内に収容された炉心槽１３と、炉心槽１３内に配置された炉心１８とを備えている。炉心１８には複数の燃料集合体が収容されている。
【００２０】
原子炉圧力容器１１は、軸を鉛直方向とする円筒状の容器である。原子炉圧力容器１１の底部８１は半球状に下方に突出していてその内側に下部プレナム１６が形成されている。原子炉圧力容器１１の頂部は開閉可能な蓋８８が取り付けられている。
【００２１】
炉心槽１３は軸を鉛直方向とする円筒状であって、炉心槽１３の外壁と原子炉圧力容器１１の内壁との間に環状のダウンカマ１４が形成されている。
【００２２】
原子炉圧力容器１１の側面には入口ノズル１２と出口ノズル５０が設けられている。炉心槽１３の上部には上部プレナム１９が形成されている。炉心槽１３の下端部には、炉心槽１３の下端部を覆うように水平に広がる円板状の下部炉心支持板１７が取り付けられている。下部炉心支持板１７には、多数の上向き流通孔８０が形成されている。
【００２３】
下部プレナム１６内には、下部炉心支持板１７の上向き流通孔８０を流れて燃料集合体に流入する冷却材の流れを安定させて均一化させるための渦抑制板５１が配置されている。なお、図１では、図２に示す渦抑制板５１の図示は省略している。
【００２４】
ダウンカマ１４の底部はダウンカマ１４を下降した冷却材が下部プレナム１６に流入する下部プレナム入口１５となっていて、この下部プレナム入口１５に、円筒状多孔板３１が配置されている。円筒状多孔板３１は、円環状の支持部材３３を介して原子炉圧力容器１１の底部８１で支持されている。円筒状多孔板３１は、下部炉心支持板１７の外周に沿ってその下方に配置され、多数の内向き流通孔８３が形成されている。
【００２５】
下部炉心支持板１７の外周近くの下面と円筒状多孔板３１の上端との間には環状のすき間３２が形成されている。
【００２６】
内向き流通孔８３は途中に曲がり部があって、ダウンカマ１４側（外側、流入側）と下部プレナム１６側（内側、流出側）とで、傾斜が異なっている。図３に示す例では、内向き流通孔８３は、ダウンカマ１４側では水平であり、下部プレナム１６側では下部プレナム１６に向かって角度θだけ上向きになっている。
【００２７】
以上説明した構成の第１の実施形態で、冷却材は、入口ノズル１２より原子炉圧力容器１１内に流入し、ダウンカマ１４を下降する。ダウンカマ下端に到達した冷却材は、下部プレナム入口１５で、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３および環状のすき間３２を通過して下部プレナム１６内に流入する。その後、冷却材の流れは、下部プレナム１６にて上昇流に転じ、下部炉心支持板１７の上向き流通孔８０を通過し、炉心１８に到達する。炉心１８内を上昇しながら冷却材は昇温し、上部プレナム１９を経て出口ノズル５０より原子炉圧力容器１１の外に出る。出口ノズル５０から原子炉圧力容器外に出た冷却材は図示しない蒸気発生器に導かれる。
【００２８】
本実施形態によれば、加圧水型原子炉において、燃料集合体への冷却材の供給の半径方向分布の偏りを減らすことができる。
【００２９】
この実施形態では、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３は、流出側すなわち下部プレナム１６側で角度θだけ上向きになっている。そのため、内向き流通孔８３を流出した冷却材の下部プレナム１６内の流れは上向きでかつ下部プレナム１６の中央へ向かう流れとなる。したがって、周辺部２４の上向き流通孔８０に流入しやすい流れとなり、前述のベンチュリ効果を発生させずに周辺部の燃料集合体に対する冷却材の供給減少を改善することが可能となる。
【００３０】
また、この実施形態では、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３は、流入側すなわちダウンカマ１４側では水平となっているので、内向き流通孔８３の全体で下部プレナム１６に向かって上向きである場合に比べて流入側での流れが滑らかになり、圧力損失を小さくすることができる。
【００３１】
なお、円筒状多孔板３１の製作にあたっては、円筒状構造材に対して孔開けを行なう際、外側（図３では左方）からは水平方向にドリルを挿入し、内側（図３では右方）からは斜め上方からドリルを挿入し、それぞれ板厚の半分程度まで孔開けを行ない、貫通させれば良い。このように本実施形態は簡易に製作が可能である。
【００３２】
（第２の実施形態）
図４は、本発明に係る加圧水型原子炉の第２の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。図５は、図４の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。ここで、第１の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００３３】
第２の実施形態では、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３の下部プレナム１６側（内側）の傾斜角度を高さ位置に応じて変化させる。すなわち、最上部の円筒状多孔板３１の内側での傾斜角度はθ１であり、位置が下がるに連れてθ２、θ３、と角度は小さくなり、最下部の内向き流通孔８３では傾斜角度ゼロとしたものである。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００３４】
このように構成された第２の実施形態においては、図４で流れ４１として示したように、円筒状多孔板３１の上部の内向き流通孔８３を通過した冷却材は周辺部２４の上向き流通孔８０下端に流入しやすくなるとともに、下部の内向き流通孔８３を通過した冷却材はより遠くの中央部２３の上向き流通孔８０に向かう流れとすることができる。このように各内向き流通孔８３の角度を調整することにより、周辺部の燃料集合体への冷却材の供給減少を改善するとともに、炉心入口流量分布全体の均一化を図ることが可能となる。
【００３５】
（第３の実施形態）
図６は、本発明に係る加圧水型原子炉の第３の実施形態の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。この実施形態は第２の実施形態の変形であって、第２の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００３６】
第３の実施形態では、円筒状多孔板３１のダウンカマ１４側すなわち外側の面に高さが略一定面となる段差面９１を設けたものである。図の例では、最上段の内向き流通孔８３の下端高さと段差面９１の高さを同一とした。他の構成は第２の実施形態と同様である。
【００３７】
このように構成された本実施形態において、図中に流線９２に示すように、ダウンカマ１４内を下降する流れの一部がこの突き出した段差面９１に衝突すると、この衝突した流れは最上段の内向き流通孔８３に導かれる。このように、最上段の内向き流通孔８３の下端高さと段差面９１の高さを同一としたことにより、流れは円滑に最上段の内向き流通孔８３に導かれる。このように、段差面９１を持つことにより、段差面９１が無いときに比べ、より多くの冷却材を内向き流通孔８３に導くことができる。
【００３８】
段差面９１の幅は大きいほど内向き流通孔８３に導く冷却材を増加させる効果が大きいが、内向き流通孔８３の孔径の２割を下回ると効果は限定的であることがわかっている。このため、段差面の幅は孔径の２０％以上とするのが好ましい。
【００３９】
また、この実施形態で、内向き流通孔８３の孔形状に関しては第２の実施形態と同様としたが、これにより、周辺の燃料集合体の冷却材増加に限らず、狙った半径方向位置の冷却材流量を自在に増減させることが可能となる。
【００４０】
（第４の実施形態）
図７は、本発明に係る加圧水型原子炉の第４の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。図８は、図７の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。第４の実施形態の説明で、第１ないし第３の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００４１】
本実施形態では、下部炉心支持板１７の外周近くで下方に突出した環状突起８５を設ける。円筒状多孔板３１の上端面７２は、環状のすき間３２を隔てて環状突起８５の下端面と対向している。円筒状多孔板３１の上端面７２の下部プレナム１６寄りの部分は下部プレナム１６側に向かって上昇するような傾斜が設けられている。また、これに対向する環状突起８５の下端面の下部プレナム１６寄りの部分も、下部プレナム１６側に向かって上昇するような傾斜が設けられていて、すき間３２がほぼ一定間隔になっている。
【００４２】
この実施形態では、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３の構成は、図１２に示した従来技術と同様に、水平方向で直線状となっている。
【００４３】
この実施形態では、すき間３２の下部プレナム１６寄りの部分が下部プレナム１６側に向かって上昇するような傾斜をもっているので、下部炉心支持板１７の周辺部２４の上向き流路８０への冷却材の流れ７１が円滑になる。さらに、下部炉心支持板１７に環状突起８５を設けたことにより、すき間３２の高さ位置が、下部炉心支持板１７の上向き流路８０の入口部すなわち下端部から下方に離れるので、すき間３２を通って下部プレナム１６内に流入した冷却材の横方向流れによる前記ベンチュリ効果が緩和される。これにより、下部炉心支持板１７の周辺部２４の上向き流路８０への冷却材の流れが促進される。
【００４４】
（第５の実施形態）
図９は、本発明に係る加圧水型原子炉の第５の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【００４５】
第５の実施形態は第４の実施形態の変形であって、第４の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００４６】
上記第１ないし第４の実施形態では円筒状多孔板３１は、支持部材３３を介して原子炉圧力容器１１の底部８１で支持されているものとした。この第５の実施形態では、円筒状多孔板３１の上面を下部炉心支持板１７の下面に固定し、垂下させる構造をとる。固定は、円筒状多孔板３１の上端面を周方向に離散的に数ヶ所、すき間３２の高さ分、上方に延長し、下部炉心支持板１７と接するところで開先溶接などにより接合する。
【００４７】
このように構成された本実施形態では、すき間３２の高さに関する不確かさが小さくなるため、第４の実施形態に示した周辺部の燃料集合体に対する冷却材の供給減少を改善する効果をより確実にすることが可能となる。
【００４８】
（第６の実施形態）
図１０は、本発明に係る加圧水型原子炉の第６の実施形態の円筒状多孔板の付近の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【００４９】
第６の実施形態は第４の実施形態の変形であって、第４の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００５０】
本実施形態は、すき間３２の入口の上部の角部４３よりもすき間入口の下部の角部４４をダウンカマ１４側（半径方向外側）に突出させることにより、すき間３２の流入側に高さが略一定面となる突き出し部７４を設けたものである。その他の構成は第４の実施形態と同様である。
【００５１】
このように構成された本実施形態によれば、ダウンカマ１４を下降する流れ２１の一部がこの突き出し部７４に衝突し、この衝突した流れはすき間３２に導かれる。このため、突き出し部が無いときに比べてより多くの冷却材をすき間３２に導くことができる。また、第４の実施形態と同様の効果も合わせて得られる。
【００５２】
なお、突き出し幅は大きいほど効果が大きいが、すき間高さに比べて２０％を下回ると効果は限定的であることがわかっている。このため、突き出し幅はすき間高さの２０％以上とするのが良い。設計時に突き出し幅を調整することにより、周辺の燃料集合体に供給する流量を適正化することが可能となる。
【００５３】
（他の実施形態）
第１の実施形態（図３）で、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３のダウンカマ１４側は水平であるとしたが、下部プレナム１６側の傾斜よりも小さければ、ダウンカマ１４側は下部プレナム１６に向かって上昇する傾斜を持っていてもよい。さらに、内向き流通孔８３のダウンカマ１４側が下部プレナム１６に向かって下降する傾斜を持っていてもよい。
【００５４】
また、第１の実施形態で、内向き流通孔８３が下部プレナム１６に向かって上昇する傾斜を持っていれば、途中で折れ曲がっていなくてもよい。
【００５５】
第３の実施形態（図６）で、段差は最上段の内向き流通孔８３に対してのみ設けるものとしたが、最上段の内向き流通孔８３に対するものに限らず、他の位置に同様の段差を設けてもよい。また、複数の高さ位置に段差を設けてもよい。
【００５６】
上記各実施形態の特徴を種々に組み合わせることもできる。
【００５７】
たとえば、第３の実施形態（図６）で、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３の下部プレナム１６側（内側）の傾斜角度については、第２の実施形態（図５）と同様に高さ位置に応じて変化させるものとしたが、第１の実施形態（図３）と同様に、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３の下部プレナム１６側の傾斜角度を、高さ位置によらず一定としてもよい。さらに、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３の下部プレナム１６側の傾斜角度については、従来技術と同様に水平としてもよい。
【００５８】
第４ないし第６の実施形態で、円筒状多孔板８３は従来技術（図１２）と同様に水平向きとしたが、第１ないし第３の実施形態のいずれかと同様に傾斜させれば、さらに効果がある。
【００５９】
上記各実施形態で、円筒状多孔板３１および原子炉圧力容器１１は円筒状としたが、これらは円筒状に限らず、たとえば横断面が楕円の筒状でもよい。
【００６０】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１１…原子炉圧力容器
１２…入口ノズル
１３…炉心槽
１４…ダウンカマ
１５…下部プレナム入口
１６…下部プレナム
１７…下部炉心支持板
１８…炉心
１９…上部プレナム
２３…中央部
２４…周辺部
３１…円筒状多孔板
３２…すき間
３３…支持部材
４３…角部
４４…角部
５０…出口ノズル
５１…渦抑制板
７２…上端面
７４…突き出し部
８０…上向き流通孔
８１…底部
８３…内向き流通孔
８５…環状突起
８８…蓋
９１…段差面
【技術分野】
【０００１】
この発明は加圧水型原子炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な加圧水型原子炉では、たとえば特許文献１に記載されているように、冷却材が、入口ノズルより原子炉圧力容器内に流入し、原子炉圧力容器の内側面と炉心槽の外面との間に構成される環状流路であるダウンカマを下降する。ダウンカマの下端に到達した冷却材は下部プレナム入口を通過し、下部プレナムにて上昇流に転じ、下部炉心支持板に開けられている多数の上向き流通孔を通過し、燃料集合体が設置されている炉心に到達する。炉心内を上昇しながら冷却材は昇温し、上部プレナムを経て出口ノズルより原子炉圧力容器の外に出る。出口ノズルから原子炉圧力容器の外に出た冷却材は蒸気発生器に導かれる。
【０００３】
入口ノズルから炉心に至るまでの流路は、渦や流れの衝突などを発生させる要因を極力排除し、各燃料集合体に入る冷却材の流量が安定して一様となるように設計される。たとえば下部プレナムに渦抑制板が設置されているのもこの対策の一つである。
【０００４】
従来の一般的な加圧水型原子炉における下部プレナム入口付近を図１１に示し、冷却材の流れを説明する。図１１は、従来の加圧水型原子炉の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【０００５】
ダウンカマ１４を下降する冷却材の流れ２１は、下部プレナム入口１５を通り、下部プレナム１６内に流入する。下部プレナム入口１５の流路が狭くなると下部プレナム１６への流入流速は増加し、慣性が増大することになる。この慣性のため、下部プレナム１６内の流れ２２としては、図１１に示すように、速度の速い流れが下部プレナム１６の原子炉圧力容器の底部８１の内壁面沿いに下降し、炉底部中央に向かう傾向を持つ。この流れの傾向により、下部炉心支持板１７を上向きに通過する冷却材流量としては中央部２３で多くなる分布が現れる。つまり、下部炉心支持板１７の上方に配置される燃料集合体において、中央の燃料集合体に供給される冷却材流量が周辺部の燃料集合体に比べて多くなる傾向が現れやすい。
【０００６】
このような炉心流量分布の非一様性を緩和するため、図１２に示すように多数の内向き流通孔（半径方向貫通孔）８３を有する円筒状多孔板３１を下部プレナム入口１５に設置することがある。通常、このような円筒状多孔板３１は、原子炉圧力容器の底部８１に対して支持部材３３を介すなどして固定される。下部炉心支持板１７と円筒状多孔板３１の間には若干のすき間３２が存在するが、すき間３２入口の上部側の角部４３とすき間３２入口の下部側の角部４４は半径位置が揃えられ、段差を持たないように構成される。
【０００７】
この円筒状多孔板３１を用いた場合、ダウンカマ１４を下降する流れ２１は、下部プレナム入口１５にて半径方向内側に向きを変え、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３を通過し、下部プレナム１６内に対し半径方向内側向きの流れ４１となって流入する。円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３を通過する時に流れが拡散すること、および、流れは下部炉心支持板１７の下面至近を水平に流れることから、図１１に示したような中央部２３に収斂する流れ２２は生じにくくなり、中央の燃料集合体を流れる冷却材流量が多くなるという前述の傾向は緩和される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−６２３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１２に示しているように、上述した従来の円筒状多孔板３１においては、上部の内向き流通孔８３から吐出した流れ４２は、下部炉心支持板１７の周辺部２４の上向き流通孔８０の下端至近を横切る流れとなる。この場合、周辺部２４の上向き流通孔８０下端にはベンチュリ効果による吸出し方向、つまり上向き流通孔８０内の流体を下向きに移動させる方向の作用が働くことになる。このように、円筒状多孔板３１は周辺部の燃料集合体への冷却材供給を減少させる新たな作用を持ち、この点が課題であった。
【００１０】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、加圧水型原子炉において、燃料集合体への冷却材の供給の半径方向分布の偏りを減らすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る加圧水型原子炉の一つの態様は、下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、前記炉心槽内に配置された炉心と、前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、を有し、前記複数の内向き流通孔の少なくとも一部は、少なくとも前記下部プレナムに開口する側で下部プレナムに向かって上昇する向きに傾斜していること、を特徴とする。
【００１２】
また、本発明の実施形態に係る加圧水型原子炉の他の一つの態様は、下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、前記炉心槽内に配置された炉心と、前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、を有し、前記筒状多孔板の下部に、前記ダウンカマ側に突出して周方向に延びる段差が形成されていること、を特徴とする。
【００１３】
また、本発明の実施形態に係る加圧水型原子炉の他の一つの態様は、下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、前記炉心槽内に配置された炉心と、前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、を有し、前記下部炉心支持板と前記筒状多孔板の上端部との間に、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する水平に延びた環状のすき間が形成され、前記すき間の少なくとも前記下部プレナム側が前記下部プレナムに向かって上昇する向きに傾斜していること、を特徴とする。
【００１４】
また、本発明の実施形態に係る加圧水型原子炉の他の一つの態様は、下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、前記炉心槽内に配置された炉心と、前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、を有し、前記下部炉心支持板と前記筒状多孔板の上端部との間に、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する水平に延びた環状のすき間が形成され、前記筒状多孔板の上端部外周が、前記下部炉心支持板の下端部外周よりも外側に突出していること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加圧水型原子炉において、燃料集合体への冷却材の供給の半径方向分布の偏りを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る加圧水型原子炉の第１の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【図２】本発明に係る加圧水型原子炉の第１の実施形態の原子炉圧力容器の内部を示す立断面図である。
【図３】図１の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。
【図４】本発明に係る加圧水型原子炉の第２の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【図５】図４の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。
【図６】本発明に係る加圧水型原子炉の第３の実施形態の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。
【図７】本発明に係る加圧水型原子炉の第４の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【図８】図７の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。
【図９】本発明に係る加圧水型原子炉の第５の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【図１０】本発明に係る加圧水型原子炉の第６の実施形態の円筒状多孔板の付近の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【図１１】従来の加圧水型原子炉の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【図１２】従来の加圧水型原子炉の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図であって、図１１に示すものと異なる例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る加圧水型原子炉の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る加圧水型原子炉の第１の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。図２は、本発明に係る加圧水型原子炉の第１の実施形態の原子炉圧力容器の内部を示す立断面図である。図３は、図１の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。
【００１９】
この第１の実施形態に係る加圧水型原子炉は、原子炉圧力容器１１と、この原子炉圧力容器１１内に収容された炉心槽１３と、炉心槽１３内に配置された炉心１８とを備えている。炉心１８には複数の燃料集合体が収容されている。
【００２０】
原子炉圧力容器１１は、軸を鉛直方向とする円筒状の容器である。原子炉圧力容器１１の底部８１は半球状に下方に突出していてその内側に下部プレナム１６が形成されている。原子炉圧力容器１１の頂部は開閉可能な蓋８８が取り付けられている。
【００２１】
炉心槽１３は軸を鉛直方向とする円筒状であって、炉心槽１３の外壁と原子炉圧力容器１１の内壁との間に環状のダウンカマ１４が形成されている。
【００２２】
原子炉圧力容器１１の側面には入口ノズル１２と出口ノズル５０が設けられている。炉心槽１３の上部には上部プレナム１９が形成されている。炉心槽１３の下端部には、炉心槽１３の下端部を覆うように水平に広がる円板状の下部炉心支持板１７が取り付けられている。下部炉心支持板１７には、多数の上向き流通孔８０が形成されている。
【００２３】
下部プレナム１６内には、下部炉心支持板１７の上向き流通孔８０を流れて燃料集合体に流入する冷却材の流れを安定させて均一化させるための渦抑制板５１が配置されている。なお、図１では、図２に示す渦抑制板５１の図示は省略している。
【００２４】
ダウンカマ１４の底部はダウンカマ１４を下降した冷却材が下部プレナム１６に流入する下部プレナム入口１５となっていて、この下部プレナム入口１５に、円筒状多孔板３１が配置されている。円筒状多孔板３１は、円環状の支持部材３３を介して原子炉圧力容器１１の底部８１で支持されている。円筒状多孔板３１は、下部炉心支持板１７の外周に沿ってその下方に配置され、多数の内向き流通孔８３が形成されている。
【００２５】
下部炉心支持板１７の外周近くの下面と円筒状多孔板３１の上端との間には環状のすき間３２が形成されている。
【００２６】
内向き流通孔８３は途中に曲がり部があって、ダウンカマ１４側（外側、流入側）と下部プレナム１６側（内側、流出側）とで、傾斜が異なっている。図３に示す例では、内向き流通孔８３は、ダウンカマ１４側では水平であり、下部プレナム１６側では下部プレナム１６に向かって角度θだけ上向きになっている。
【００２７】
以上説明した構成の第１の実施形態で、冷却材は、入口ノズル１２より原子炉圧力容器１１内に流入し、ダウンカマ１４を下降する。ダウンカマ下端に到達した冷却材は、下部プレナム入口１５で、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３および環状のすき間３２を通過して下部プレナム１６内に流入する。その後、冷却材の流れは、下部プレナム１６にて上昇流に転じ、下部炉心支持板１７の上向き流通孔８０を通過し、炉心１８に到達する。炉心１８内を上昇しながら冷却材は昇温し、上部プレナム１９を経て出口ノズル５０より原子炉圧力容器１１の外に出る。出口ノズル５０から原子炉圧力容器外に出た冷却材は図示しない蒸気発生器に導かれる。
【００２８】
本実施形態によれば、加圧水型原子炉において、燃料集合体への冷却材の供給の半径方向分布の偏りを減らすことができる。
【００２９】
この実施形態では、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３は、流出側すなわち下部プレナム１６側で角度θだけ上向きになっている。そのため、内向き流通孔８３を流出した冷却材の下部プレナム１６内の流れは上向きでかつ下部プレナム１６の中央へ向かう流れとなる。したがって、周辺部２４の上向き流通孔８０に流入しやすい流れとなり、前述のベンチュリ効果を発生させずに周辺部の燃料集合体に対する冷却材の供給減少を改善することが可能となる。
【００３０】
また、この実施形態では、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３は、流入側すなわちダウンカマ１４側では水平となっているので、内向き流通孔８３の全体で下部プレナム１６に向かって上向きである場合に比べて流入側での流れが滑らかになり、圧力損失を小さくすることができる。
【００３１】
なお、円筒状多孔板３１の製作にあたっては、円筒状構造材に対して孔開けを行なう際、外側（図３では左方）からは水平方向にドリルを挿入し、内側（図３では右方）からは斜め上方からドリルを挿入し、それぞれ板厚の半分程度まで孔開けを行ない、貫通させれば良い。このように本実施形態は簡易に製作が可能である。
【００３２】
（第２の実施形態）
図４は、本発明に係る加圧水型原子炉の第２の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。図５は、図４の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。ここで、第１の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００３３】
第２の実施形態では、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３の下部プレナム１６側（内側）の傾斜角度を高さ位置に応じて変化させる。すなわち、最上部の円筒状多孔板３１の内側での傾斜角度はθ１であり、位置が下がるに連れてθ２、θ３、と角度は小さくなり、最下部の内向き流通孔８３では傾斜角度ゼロとしたものである。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００３４】
このように構成された第２の実施形態においては、図４で流れ４１として示したように、円筒状多孔板３１の上部の内向き流通孔８３を通過した冷却材は周辺部２４の上向き流通孔８０下端に流入しやすくなるとともに、下部の内向き流通孔８３を通過した冷却材はより遠くの中央部２３の上向き流通孔８０に向かう流れとすることができる。このように各内向き流通孔８３の角度を調整することにより、周辺部の燃料集合体への冷却材の供給減少を改善するとともに、炉心入口流量分布全体の均一化を図ることが可能となる。
【００３５】
（第３の実施形態）
図６は、本発明に係る加圧水型原子炉の第３の実施形態の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。この実施形態は第２の実施形態の変形であって、第２の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００３６】
第３の実施形態では、円筒状多孔板３１のダウンカマ１４側すなわち外側の面に高さが略一定面となる段差面９１を設けたものである。図の例では、最上段の内向き流通孔８３の下端高さと段差面９１の高さを同一とした。他の構成は第２の実施形態と同様である。
【００３７】
このように構成された本実施形態において、図中に流線９２に示すように、ダウンカマ１４内を下降する流れの一部がこの突き出した段差面９１に衝突すると、この衝突した流れは最上段の内向き流通孔８３に導かれる。このように、最上段の内向き流通孔８３の下端高さと段差面９１の高さを同一としたことにより、流れは円滑に最上段の内向き流通孔８３に導かれる。このように、段差面９１を持つことにより、段差面９１が無いときに比べ、より多くの冷却材を内向き流通孔８３に導くことができる。
【００３８】
段差面９１の幅は大きいほど内向き流通孔８３に導く冷却材を増加させる効果が大きいが、内向き流通孔８３の孔径の２割を下回ると効果は限定的であることがわかっている。このため、段差面の幅は孔径の２０％以上とするのが好ましい。
【００３９】
また、この実施形態で、内向き流通孔８３の孔形状に関しては第２の実施形態と同様としたが、これにより、周辺の燃料集合体の冷却材増加に限らず、狙った半径方向位置の冷却材流量を自在に増減させることが可能となる。
【００４０】
（第４の実施形態）
図７は、本発明に係る加圧水型原子炉の第４の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。図８は、図７の円筒状多孔板の立断面の左側部分のみを示す拡大立断面図である。第４の実施形態の説明で、第１ないし第３の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００４１】
本実施形態では、下部炉心支持板１７の外周近くで下方に突出した環状突起８５を設ける。円筒状多孔板３１の上端面７２は、環状のすき間３２を隔てて環状突起８５の下端面と対向している。円筒状多孔板３１の上端面７２の下部プレナム１６寄りの部分は下部プレナム１６側に向かって上昇するような傾斜が設けられている。また、これに対向する環状突起８５の下端面の下部プレナム１６寄りの部分も、下部プレナム１６側に向かって上昇するような傾斜が設けられていて、すき間３２がほぼ一定間隔になっている。
【００４２】
この実施形態では、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３の構成は、図１２に示した従来技術と同様に、水平方向で直線状となっている。
【００４３】
この実施形態では、すき間３２の下部プレナム１６寄りの部分が下部プレナム１６側に向かって上昇するような傾斜をもっているので、下部炉心支持板１７の周辺部２４の上向き流路８０への冷却材の流れ７１が円滑になる。さらに、下部炉心支持板１７に環状突起８５を設けたことにより、すき間３２の高さ位置が、下部炉心支持板１７の上向き流路８０の入口部すなわち下端部から下方に離れるので、すき間３２を通って下部プレナム１６内に流入した冷却材の横方向流れによる前記ベンチュリ効果が緩和される。これにより、下部炉心支持板１７の周辺部２４の上向き流路８０への冷却材の流れが促進される。
【００４４】
（第５の実施形態）
図９は、本発明に係る加圧水型原子炉の第５の実施形態の原子炉圧力容器の下部の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【００４５】
第５の実施形態は第４の実施形態の変形であって、第４の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００４６】
上記第１ないし第４の実施形態では円筒状多孔板３１は、支持部材３３を介して原子炉圧力容器１１の底部８１で支持されているものとした。この第５の実施形態では、円筒状多孔板３１の上面を下部炉心支持板１７の下面に固定し、垂下させる構造をとる。固定は、円筒状多孔板３１の上端面を周方向に離散的に数ヶ所、すき間３２の高さ分、上方に延長し、下部炉心支持板１７と接するところで開先溶接などにより接合する。
【００４７】
このように構成された本実施形態では、すき間３２の高さに関する不確かさが小さくなるため、第４の実施形態に示した周辺部の燃料集合体に対する冷却材の供給減少を改善する効果をより確実にすることが可能となる。
【００４８】
（第６の実施形態）
図１０は、本発明に係る加圧水型原子炉の第６の実施形態の円筒状多孔板の付近の立断面の左側部分のみを示す部分立断面図である。
【００４９】
第６の実施形態は第４の実施形態の変形であって、第４の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００５０】
本実施形態は、すき間３２の入口の上部の角部４３よりもすき間入口の下部の角部４４をダウンカマ１４側（半径方向外側）に突出させることにより、すき間３２の流入側に高さが略一定面となる突き出し部７４を設けたものである。その他の構成は第４の実施形態と同様である。
【００５１】
このように構成された本実施形態によれば、ダウンカマ１４を下降する流れ２１の一部がこの突き出し部７４に衝突し、この衝突した流れはすき間３２に導かれる。このため、突き出し部が無いときに比べてより多くの冷却材をすき間３２に導くことができる。また、第４の実施形態と同様の効果も合わせて得られる。
【００５２】
なお、突き出し幅は大きいほど効果が大きいが、すき間高さに比べて２０％を下回ると効果は限定的であることがわかっている。このため、突き出し幅はすき間高さの２０％以上とするのが良い。設計時に突き出し幅を調整することにより、周辺の燃料集合体に供給する流量を適正化することが可能となる。
【００５３】
（他の実施形態）
第１の実施形態（図３）で、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３のダウンカマ１４側は水平であるとしたが、下部プレナム１６側の傾斜よりも小さければ、ダウンカマ１４側は下部プレナム１６に向かって上昇する傾斜を持っていてもよい。さらに、内向き流通孔８３のダウンカマ１４側が下部プレナム１６に向かって下降する傾斜を持っていてもよい。
【００５４】
また、第１の実施形態で、内向き流通孔８３が下部プレナム１６に向かって上昇する傾斜を持っていれば、途中で折れ曲がっていなくてもよい。
【００５５】
第３の実施形態（図６）で、段差は最上段の内向き流通孔８３に対してのみ設けるものとしたが、最上段の内向き流通孔８３に対するものに限らず、他の位置に同様の段差を設けてもよい。また、複数の高さ位置に段差を設けてもよい。
【００５６】
上記各実施形態の特徴を種々に組み合わせることもできる。
【００５７】
たとえば、第３の実施形態（図６）で、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３の下部プレナム１６側（内側）の傾斜角度については、第２の実施形態（図５）と同様に高さ位置に応じて変化させるものとしたが、第１の実施形態（図３）と同様に、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３の下部プレナム１６側の傾斜角度を、高さ位置によらず一定としてもよい。さらに、円筒状多孔板３１の内向き流通孔８３の下部プレナム１６側の傾斜角度については、従来技術と同様に水平としてもよい。
【００５８】
第４ないし第６の実施形態で、円筒状多孔板８３は従来技術（図１２）と同様に水平向きとしたが、第１ないし第３の実施形態のいずれかと同様に傾斜させれば、さらに効果がある。
【００５９】
上記各実施形態で、円筒状多孔板３１および原子炉圧力容器１１は円筒状としたが、これらは円筒状に限らず、たとえば横断面が楕円の筒状でもよい。
【００６０】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１１…原子炉圧力容器
１２…入口ノズル
１３…炉心槽
１４…ダウンカマ
１５…下部プレナム入口
１６…下部プレナム
１７…下部炉心支持板
１８…炉心
１９…上部プレナム
２３…中央部
２４…周辺部
３１…円筒状多孔板
３２…すき間
３３…支持部材
４３…角部
４４…角部
５０…出口ノズル
５１…渦抑制板
７２…上端面
７４…突き出し部
８０…上向き流通孔
８１…底部
８３…内向き流通孔
８５…環状突起
８８…蓋
９１…段差面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、
前記炉心槽内に配置された炉心と、
前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、
前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、
を有し、
前記複数の内向き流通孔の少なくとも一部は、少なくとも前記下部プレナムに開口する側で下部プレナムに向かって上昇する向きに傾斜していること、を特徴とする加圧水型原子炉。
【請求項２】
前記複数の内向き流通孔の少なくとも一部は途中で傾斜が変わっていて、前記ダウンカマ側よりも前記下部プレナムに開口する側で、下部プレナムに向かって大きく上昇する向きに傾斜していること、を特徴とする請求項１に記載の加圧水型原子炉。
【請求項３】
前記複数の内向き流通孔の前記筒状多孔板での位置が高いほど当該内向き流通孔の前記下部プレナムに開口する側での傾斜が大きいこと、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の加圧水型原子炉。
【請求項４】
前記筒状多孔板の下部に、前記ダウンカマ側に突出して周方向に延びる段差が形成されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の加圧水型原子炉。
【請求項５】
下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、
前記炉心槽内に配置された炉心と、
前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、
前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、
を有し、
前記筒状多孔板の下部に、前記ダウンカマ側に突出して周方向に延びる段差が形成されていること、を特徴とする加圧水型原子炉。
【請求項６】
前記段差よりも上方と下方の両方に複数の前記内向き流通孔が形成されていること、を特徴とする請求項４または請求項５に記載の加圧水型原子炉。
【請求項７】
前記段差の高さと同じ高さに前記複数の内向き流通孔の少なくとも一部の内向き流通孔が形成されていること、を特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載の加圧水型原子炉。
【請求項８】
前記下部炉心支持板と前記筒状多孔板の上端部との間に、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する水平に延びた環状のすき間が形成され、
前記すき間の少なくとも前記下部プレナム側が前記下部プレナムに向かって上昇する向きに傾斜していること、を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の加圧水型原子炉。
【請求項９】
下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、
前記炉心槽内に配置された炉心と、
前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、
前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、
を有し、
前記下部炉心支持板と前記筒状多孔板の上端部との間に、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する水平に延びた環状のすき間が形成され、
前記すき間の少なくとも前記下部プレナム側が前記下部プレナムに向かって上昇する向きに傾斜していること、を特徴とする加圧水型原子炉。
【請求項１０】
前記下部炉心支持板には、前記筒状多孔板の上端部に向かって下方に突出する環状突出部が形成されていること、を特徴とする請求項８または請求項９に記載の加圧水型原子炉。
【請求項１１】
前記筒状多孔板は前記下部炉心支持板に支持されていることを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか一項に記載の加圧水型原子炉。
【請求項１２】
前記筒状多孔板の上端部外周が、前記下部炉心支持板の下端部外周よりも外側に突出していること、を特徴とする請求項８ないし請求項１１のいずれか一項に記載の加圧水型原子炉。
【請求項１３】
下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、
前記炉心槽内に配置された炉心と、
前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、
前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、
を有し、
前記下部炉心支持板と前記筒状多孔板の上端部との間に、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する水平に延びた環状のすき間が形成され、
前記筒状多孔板の上端部外周が、前記下部炉心支持板の下端部外周よりも外側に突出していること、を特徴とする加圧水型原子炉。
【請求項１】
下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、
前記炉心槽内に配置された炉心と、
前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、
前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、
を有し、
前記複数の内向き流通孔の少なくとも一部は、少なくとも前記下部プレナムに開口する側で下部プレナムに向かって上昇する向きに傾斜していること、を特徴とする加圧水型原子炉。
【請求項２】
前記複数の内向き流通孔の少なくとも一部は途中で傾斜が変わっていて、前記ダウンカマ側よりも前記下部プレナムに開口する側で、下部プレナムに向かって大きく上昇する向きに傾斜していること、を特徴とする請求項１に記載の加圧水型原子炉。
【請求項３】
前記複数の内向き流通孔の前記筒状多孔板での位置が高いほど当該内向き流通孔の前記下部プレナムに開口する側での傾斜が大きいこと、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の加圧水型原子炉。
【請求項４】
前記筒状多孔板の下部に、前記ダウンカマ側に突出して周方向に延びる段差が形成されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の加圧水型原子炉。
【請求項５】
下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、
前記炉心槽内に配置された炉心と、
前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、
前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、
を有し、
前記筒状多孔板の下部に、前記ダウンカマ側に突出して周方向に延びる段差が形成されていること、を特徴とする加圧水型原子炉。
【請求項６】
前記段差よりも上方と下方の両方に複数の前記内向き流通孔が形成されていること、を特徴とする請求項４または請求項５に記載の加圧水型原子炉。
【請求項７】
前記段差の高さと同じ高さに前記複数の内向き流通孔の少なくとも一部の内向き流通孔が形成されていること、を特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載の加圧水型原子炉。
【請求項８】
前記下部炉心支持板と前記筒状多孔板の上端部との間に、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する水平に延びた環状のすき間が形成され、
前記すき間の少なくとも前記下部プレナム側が前記下部プレナムに向かって上昇する向きに傾斜していること、を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の加圧水型原子炉。
【請求項９】
下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、
前記炉心槽内に配置された炉心と、
前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、
前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、
を有し、
前記下部炉心支持板と前記筒状多孔板の上端部との間に、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する水平に延びた環状のすき間が形成され、
前記すき間の少なくとも前記下部プレナム側が前記下部プレナムに向かって上昇する向きに傾斜していること、を特徴とする加圧水型原子炉。
【請求項１０】
前記下部炉心支持板には、前記筒状多孔板の上端部に向かって下方に突出する環状突出部が形成されていること、を特徴とする請求項８または請求項９に記載の加圧水型原子炉。
【請求項１１】
前記筒状多孔板は前記下部炉心支持板に支持されていることを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか一項に記載の加圧水型原子炉。
【請求項１２】
前記筒状多孔板の上端部外周が、前記下部炉心支持板の下端部外周よりも外側に突出していること、を特徴とする請求項８ないし請求項１１のいずれか一項に記載の加圧水型原子炉。
【請求項１３】
下方に凸形状に形成された容器底部を有して側面に入口ノズルが形成され上下方向に延びる軸を有する筒状の原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器内に設けられて該原子炉圧力容器の内側面との間で環状のダウンカマを形成する筒状の炉心槽と、
前記炉心槽内に配置された炉心と、
前記炉心の下方で前記炉心槽の下部を横断して水平方向に広がるように設けられて多数の上向き流通孔が形成された下部炉心支持板と、
前記容器底部に接する下部プレナムと前記ダウンカマの底部とを区画するように配置されて、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する複数の内向き流通孔が形成された筒状多孔板と、
を有し、
前記下部炉心支持板と前記筒状多孔板の上端部との間に、前記ダウンカマの底部から前記下部プレナムへの流路を構成する水平に延びた環状のすき間が形成され、
前記筒状多孔板の上端部外周が、前記下部炉心支持板の下端部外周よりも外側に突出していること、を特徴とする加圧水型原子炉。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１４９９９６（Ｐ２０１２−１４９９９６Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８６８８（Ｐ２０１１−８６８８）
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
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