JPS6360357B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、出力運転中に燃料交換を行なう必要
があるような圧力管型原子炉において、その圧力
管延長部に挿入される放射線の遮蔽プラグの改良
に関するものである。

圧力管型原子炉においては、高温・高圧の冷却
材に伴う圧力を支えるため、燃料集合体と冷却材
を適当な太さの圧力管に納めたものを多数配列す
ることによつて炉心が構成される。そして、該圧
力管の端部は、シールプラグと呼ばれる栓で高
温・高圧水を外に漏洩させない構造となつてい
る。この場合、出力運転中の燃料交換を可能とす
るには、シールプラグの内側に接する放射線の遮
蔽プラグの中心に、それを縦貫する如く冷却材注
入用の小孔を設け、燃料交換時に燃料交換機から
冷却材をこの小孔に用いて注入し、再循環系の高
温水が逆流しないように工夫されている。ところ
が、この冷却材注入用の小孔は、再循環水の入口
管の上方まで通じているため、通常運転時には一
次冷却材である再循環水がこの小孔を通つてシー
ルプラグの上部に流れ込んでしまい、シール部の
温度を上昇し、シール材の寿命が短くなるという
欠点が生じる。

原子炉出力運転中の燃料交換を計画しない場合
には、このような冷却材注入用小孔を設ける必要
がないため、シールプラグのシール材の温度を低
く保たせることが可能であるが、前述の如く運転
中に燃料交換を行なう場合には必ず冷却水注入用
小孔を設ける必要がある。従つて、将来実用炉等
において出力運転中の燃料交換を行なわねばなら
ない場合に備え、冷却水注入用小孔を設け且つシ
ール部の温度を低く維持できるような機構の開発
が強く望まれている。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点
に鑑み、その技術的課題を解決する有効な機構を
提供することにあり、燃料交換時において冷却材
の注入を可能とすると共に、通常運転時に高温の
再循環水がシールプラグの上部に流れ込むのを阻
止し、それによつてシール部の温度を低く維持す
ることができ、安全性、保守性、並びに経済性を
著しく向上させることができるような改良された
圧力管型原子炉用遮蔽プラグを提供することにあ
る。

この様な目的を達成すべく案出された本発明
は、遮蔽プラグ本体を縦貫する冷却材注入用流路
の中途にボール弁機構を設けたもので、該ボール
弁機構は通常運転時に再循環水の動圧によつて前
記流路を閉塞させる方向に作動するように構成さ
れている。

以下、図面に基づき本発明について更に詳しく
説明する。第１図は圧力管型原子炉の燃料取換え
口側の圧力管延長部を示す説明図である。図示さ
れていないが、圧力管３の上部は更に上方に延長
されており、その内部に燃料集合体が収納される
構造である。そして、周知の如く、高温・高圧の
冷却水は、圧力管３の下方側部に形成されている
入口管１を通つて該圧力管３内に流入し、その内
部を上昇しつつ燃料集合体と熱交換を行ない、炉
内で沸騰して蒸気と水の二相流となり、圧力管の
上部の出口管から一次冷却系の上昇管を通つて蒸
気ドラムに至るようになつている。

燃料取換え口側の圧力管延長部には、図示され
ているように、遮蔽プラグ本体７とシールプラグ
９とが組込まれている。遮蔽プラグ本体７は、炉
心からの放射線（中性子線やガンマ線）を遮蔽す
るためのものであり、その構造は概ねステンレス
製のブロツク状である。また、シールプラグ９
は、再循環系の高温・高圧水を外に漏洩させない
為の栓で、シール材８が装着されたシール部を有
する構造である。

炉の出力運転を停止することなしに燃料集合体
の交換を行なう場合には、燃料交換機への高温再
循環水の流入を防止するため、遮蔽プラグ本体７
を縦貫する如く冷却材注入用流路が形成される。
この冷却材注入用流路６の上端は、再循環水の入
口管１の近傍で開口する。そして、本発明が従来
技術と顕著に相違する点は、前記冷却材注入用流
路６の中途にボール弁機構５を組込んだ点であ
る。このボール弁機構５は、通常運転時に再循環
水の動圧によつて該流路６を閉塞させる方向に作
動するよう設計されている。また、ボールには遮
蔽プラグにさびつかないような材質が選択され
る。

次に、本装置の動作とそれによつてもたらされ
る効果について説明する。先ず、原子炉出力運転
時に燃料交換を行なう場合には、燃料交換機側か
ら冷却材注入用流路６を用い冷却材を注入する。
高圧冷却水の注入によつて、ボール弁機構５のボ
ール５ａは浮上し、冷却水は主流路６ａから放射
方向に配設された複数の分岐流路６ｂを通つて圧
力管３の内部に注入される。つまり、この時冷却
水注入に対してはボール５ａが浮上するため、そ
の流れは全く妨げられず、従来同様に冷却水の注
入を行なえるのである。これに対し、燃料交換作
業が終了したのち、つまり、通常運転時において
は、高温・高圧の再循環水による動圧が、前記放
射方向に配設された分岐流路６ｂからボール弁機
構５に作用し、そのボール５ａを下方に押付ける
ため、流路６は閉塞され、その結果高温・高圧の
再循環水がシールプラグ９へと流れ込むのを防止
することができる。これによつて、シール材８の
温度は著しく低下し、シール材の寿命が飛躍的に
伸びる結果となる。第２図は圧力管の内面温度に
ついて従来技術と本発明との比較を示すグラフで
ある。ボール弁機構のない従来の場合を破線で示
し、ボール弁機構のある本発明の場合を実線で示
す。シール位置における圧力管内面温度について
見ると、従来技術では230℃程度であつたのに対
し、本発明によれば110℃程度にまで低下してい
る。シール材８は通常チタン合金であるため、こ
れによつて経済性及び運転の保守性の面が非常に
有利となる。

本発明は、上記のように構成した圧力管型原子
炉用遮蔽プラグであるから、冷却水注入が可能で
あるため原子炉運転中における燃料交換が可能と
なり、実用炉等で極めて有利であるし、通常運転
時に一次冷却材である高温の再循環水がシールプ
ラグの上部に流れ込むのを防止し、シール部温度
を大幅に低下させることが可能となるため、シー
ル材の寿命を著しく長くすることができ、原子炉
の安全性、保守性、及び経済性等の全て面におい
て優れた効果を奏し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２
図は従来技術と本発明との圧力管内面温度の比較
を示すグラフである。 １……入口管、３……圧力管、５……ボール弁
機構、６……冷却材注入用流路、７……遮蔽プラ
グ本体、８……シール材、９……シールプラグ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧力管型原子炉の圧力管延長部に挿入される
   遮蔽プラグにおいて、該遮蔽プラグの本体下部を
   縦貫して上方に延びる主流路と該主流路から分岐
   して該圧力管延長部の再循環水入口管近傍に開口
   する分岐流路とからなる冷却材注入用流路の中途
   の該分岐流路の分岐部分に、原子炉通常運転時に
   該分岐流路から流入する再循環水の動圧によつて
   該主流路を閉塞させる方向に作動するボール弁機
   構を設けることを特徴とする圧力管型原子炉用遮
   蔽プラグ。