JPH087270B2 - Pressure tube reactor - Google Patents
Pressure tube reactorInfo
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- JPH087270B2 JPH087270B2 JP1242050A JP24205089A JPH087270B2 JP H087270 B2 JPH087270 B2 JP H087270B2 JP 1242050 A JP1242050 A JP 1242050A JP 24205089 A JP24205089 A JP 24205089A JP H087270 B2 JPH087270 B2 JP H087270B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、重水を中性子減速材として利用する圧力管
型原子炉に関するものであり、特にその原子炉の運転制
御上重要なる反応度係数の改善技術に係るものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pressure tube reactor using heavy water as a neutron moderator, and particularly to a reactivity coefficient which is important for operation control of the reactor. It relates to improved technology.
従来、重水を中性子減速材として利用する圧力管型原
子炉は、重水が入れられているカランドリタンクに複数
のカランドリア管を上下に通し、各カランドリア管に圧
力管が通されている。この圧力管内には被覆された核燃
料が納められており、圧力管内を通る冷却材に核燃料に
よる核反応熱が与えられて、高温高圧蒸気を発生させる
ようになつている。圧力管型原子炉の圧力管は例えば特
開昭55−94190号公報に記載のようにカランドリアタン
ク内に正方格子状に配列されている。このような原子炉
の炉心の制御性を向上させるために、特開昭58−3438
6号公報に記載のように、圧力管の正方格子状の配列を
基本にし、炉心内に入れられる制御棒や計装案内管を配
置していない圧力管格子配置の相互間隔を狭くするか、
特開昭49−103091号公報に記載のように、カランドリ
アタンク内の重水減速材中に炭素棒を配置するか、特
開昭61−26891号公報に記載のように圧力管と重水管と
を交互に配列する構造とするか、特開昭52−61697号
公報に記載のように圧力管内に水封入棒を挿入するか、
特開昭52−100073号公報に記載のようにカランドリア
管の外径を炉心中央部で他よりも大きくする構造が提案
されていた。BACKGROUND ART Conventionally, a pressure tube type reactor that uses heavy water as a neutron moderator has a plurality of calandria pipes vertically passed through a calander tank containing heavy water, and the pressure pipes are passed through the calandria pipes. The coated nuclear fuel is contained in the pressure pipe, and the heat of nuclear reaction by the nuclear fuel is given to the coolant passing through the pressure pipe to generate high-temperature high-pressure steam. The pressure tubes of a pressure tube type nuclear reactor are arranged in a square lattice shape in a calandria tank as described in, for example, JP-A-55-94190. In order to improve the controllability of the core of such a nuclear reactor, JP-A-58-3438
As described in No. 6, based on a square lattice arrangement of pressure tubes, the mutual spacing of the pressure tube lattice arrangement not arranging the control rods and instrumentation guide tubes placed in the core is narrowed,
As described in JP-A-49-103091, a carbon rod is arranged in the heavy water moderator in the calandria tank, or a pressure pipe and a heavy water pipe are connected as described in JP-A-61-26891. Or by inserting a water sealing rod into the pressure pipe as described in JP-A-52-61697.
As described in JP-A-52-100073, a structure has been proposed in which the outer diameter of the calandria tube is made larger in the central portion of the core than in other parts.
圧力管を正方格子状に配列した従来の圧力管型原子炉
は、圧力管やカランドリア管がカランドリアタンクを貫
通している関係上、圧力管の配列格子間隔を狭めると、
そのカランドリアタンクに設けた貫通穴のピツチも狭く
なり、カランドリアタンクの強度が低下する。このため
に圧力管を正方格子状に配列した従来の圧力管型原子炉
は、圧力管の配列格子間隔を狭めにくい。このために核
燃料に対する重水の割合が多くなる傾向に有る。このよ
うな傾向のものは、ボイド反応度が正の大きな値を示し
やすくて、原子炉の自己制御性が低く成りがちとなる。In the conventional pressure tube type reactor in which the pressure tubes are arranged in a square lattice, the pressure tubes and the calandria tubes penetrate the calandria tank.
The pitch of the through hole provided in the calandria tank is also narrowed, and the strength of the calandria tank is reduced. For this reason, in the conventional pressure tube type reactor in which the pressure tubes are arranged in a square lattice shape, it is difficult to narrow the arrangement lattice spacing of the pressure tubes. For this reason, the ratio of heavy water to nuclear fuel tends to increase. Those having such a tendency tend to have a large positive value of void reactivity, and the self-controllability of the reactor tends to be low.
この点を解消するのに、上記〜のものが提案され
ている。しかし、では、圧力管の配置ピツチが複雑に
なるので炉心性能評価や運転管理が悪く、且つ部分的に
圧力管配置ピツチを狭めることから圧力管が貫通するカ
ランドリアタンクの強度が部分的に低下しやすく、これ
をクリアするにはカランドリアタンクが大型化する傾向
に有る。の手段では、炭素棒を一部重水と置き換える
のであるが炭素棒自体が比較的大きな中性子吸収体であ
るから中性子経済性が悪く且つ圧力管同志の間に炭素棒
を単に圧力管と並行にして据付るからカランドリアタン
クが大きくなる傾向がある。の手段では、の手段と
同様に重水管が単に圧力管と並行に設置されることによ
り据付るからカランドリアタンクが大きくなる傾向があ
る。の手段では、圧力管内に水封入棒を圧力管内の一
部燃料棒と入れ替えるものであるから燃料が減ることに
成り、これをカバーするためには燃料をいれるスペース
を確保するのに圧力管とその圧力管を収納するカランド
リアタンクが大きくなる傾向に有る。の手段では、カ
ランドリア管の途中の直径を他よりも太くしたものであ
るからそのカランドリア管をカランドリアタンクに差し
込んで組立るに際し、カランドリア管を差し入れるため
にカランドリアタンクに開けられた穴の直径が大きくせ
ざる得ず、おのずと強度を確保するためにその穴の間隔
も広げざる得ず、カランドリアタンクが大きくなる。In order to solve this point, the above items (1) to (4) have been proposed. However, since the arrangement of pressure pipes is complicated, the core performance evaluation and operation management are poor, and the pressure of the pressure pipe arrangement is partially narrowed, so the strength of the calandria tank through which the pressure pipes penetrate is partially reduced. It is easy to do, and to clear this, the Calandria tank tends to increase in size. In this method, part of the carbon rod is replaced with heavy water, but since the carbon rod itself is a relatively large neutron absorber, the neutron economy is poor and the carbon rod is simply parallel to the pressure pipe between the pressure pipes. The calandria tank tends to be large because it is installed. In the method of (1), the heavy water pipe is simply installed in parallel with the pressure pipe similarly to the method of (1), so that the calandria tank tends to be large. In this method, since the water sealing rod is partially replaced in the pressure pipe with the fuel rod in the pressure pipe, the fuel is reduced, and in order to cover this, the pressure pipe and the pressure pipe must be used to secure a space for the fuel. The calandria tank that houses the pressure pipe tends to be large. In this method, the diameter of the calandria pipe in the middle is thicker than other diameters.Therefore, when inserting the calandria pipe into the calandria tank and assembling it, the holes in the calandria tank for inserting the calandria pipe The diameter is inevitably large, and the space between the holes is naturally widened in order to secure strength, and the calandria tank becomes large.
このようにカランドリアタンクが大きくなるとその中
に入る重水の量も大きくなりがちか、あるいは重水量減
少効果が少ない。このため、重水対燃料体積比を小さく
して原子炉の自己制御性能を向上するという改善効果が
少ないし、カランドリアタンクも大きくなることが想定
される。As the calandria tank grows in size, the amount of heavy water entering it tends to increase, or the effect of reducing the amount of heavy water is small. Therefore, it is assumed that the improvement effect of reducing the volume ratio of heavy water to fuel and improving the self-control performance of the reactor is small, and the calandria tank is also large.
本発明の目的は、カランドリアタンクを大きくするこ
となく原子炉の制御性能を向上させることに有る。An object of the present invention is to improve the control performance of a nuclear reactor without enlarging the calandria tank.
本発明の目的を達成するための第1の手段は、核燃料
が納められており冷却材が通る圧力管をカランドリア管
内に納め、そのカランドリア管が重水を納めたカランド
リアタンク内に配列された重水減速圧力管型原子炉にお
いて、前記カランドリア管を重水対燃料体積比が9.0以
下に成る密度にて正三角形格子状に配列したことを特徴
とした圧力管型原子炉であり、第2の手段は、核燃料が
納められており冷却材が通る圧力管をカランドリア管内
に納め、そのカランドリア管が重水を納めたカランドリ
アタンク内に配列されている重水減速圧力管型原子炉に
おいて、前記カランドリア管の外周囲にその外周近傍の
前記重水と置換された前記カランドリア管とは別に中性
子吸収の少ない置換物が配置されていることを特徴とし
た圧力管原子炉であり、第3の手段は、カランドリアタ
ンクの構成部材に前記カランドリアタンクに通したカラ
ンドリア管を液密に取付けて重水の保有領域を作る圧力
管型原子炉において、前記カランドリアタンクの構成部
材に前記カランドリア管を固定してから中性子吸収の少
ない材質から成り複数に分割された筒を前記カランドリ
ア管外周囲に搬入して前記複数に分割された筒を前記カ
ランドリア管の外周囲を覆う形状に組立ることを特徴と
した圧力管原子炉の組立方法であり、第4の手段は、カ
ランドリアタンクの構成部材に前記カランドリアタンク
に通したカランドリア管を液密に取付けて重水の保有領
域を作る圧力管型原子炉において、中性子吸収の少ない
材質から成る筒状部材を前記重水の保有領域に搬入し、
次ぎに前記カランドリアタンクの構成部材に前記カラン
ドリア管を挿通する際に前記搬入済の筒状部材にも前記
カランドリア管を挿通し、その後に前記カランドリアタ
ンクの構成部材に前記カランドリア管を取付けることを
特徴とした圧力管型原子炉の組立方法であり、第5の手
段は、圧力管型原子炉のカランドリア管の外周囲に配置
される部材であつて、前記部材は中性子吸収の少ない材
質から成り、組立形状が前記カランドリア管が挿通でき
る大きさの筒状部材であることを特徴とした圧力管型原
子炉の重水減速材の置換物であり、第6の手段は、第2
の手段において、重水対燃料体積比が9.0以下に成る密
度にて前記圧力管を正三角形格子状に配列したことを特
徴とした圧力管型原子炉であり、第7の手段は、第1の
手段又は第6の手段において、前記圧力管のいくつかに
代えて当該配列位置に原子炉の制御棒案内管または中性
子計装案内管またはポイズン管を配置したことを特徴と
した圧力管型原子炉であり、第8の手段は、第1の手
段,第2の手段,第6の手段のいずれか一手段におい
て、前記圧力管のいくつかの内部の冷却材中に燃料フオ
ロア付き制御棒を配置したことを特徴とした圧力管型原
子炉であり、第9の手段は、第1,2,6.7,8のいずれか一
手段において、重水の置換物として前記カランドリア管
の外周囲を包囲する様に中性子吸収の少ない材質から成
る金属が前記カランドリア管とは別に配置されているこ
とを特徴とした圧力管型原子炉であり、第10の手段は、
第9の手段において、前記重水の置換物としての前記金
属は組立形状が前記カランドリア管の外周囲を包囲する
筒を成していることを特徴とした圧力管型原子炉であ
り、第11の手段は、第10の手段において、前記重水の置
換物としての前記筒は前記筒の壁自体が中空であること
を特徴とした圧力管型原子炉であり、第12の手段は、第
10,11のいずれか一手段において、前記重水の置換物と
しての前記筒は周方向または軸方向の少なくとも一方向
に分割された複数の部品から成ることを特徴とした圧力
管型原子炉であり、第13手段は、第2,9のいずれか一手
段において、前記重水の置換物の材質はジルコニウム合
金またはアルミニウムまたはアルミニウム合金であるこ
とを特徴とした圧力管型原子炉であり、第14の手段は、
第2,9,10,11,12,13のいずれか一手段において、前記カ
ランドリア管は正三角形状に配列されていることを特徴
とした圧力管型原子炉であり、第15の手段は、第9,10,1
1,12,13のいずれか一手段において、前記重水の置換物
は前記カランドリアタンク内の比較的出力密度の高い領
域に配置されていることを特徴とした圧力管型原子炉で
あり、第16の手段は、第15の手段において、前記重水の
置換物は出力密度に比例して厚さを厚くされていること
を特徴とした圧力管型原子炉である。A first means for achieving the object of the present invention is to put a pressure pipe, in which nuclear fuel is contained and through which a coolant passes, in a calandria pipe, and the calandria pipe is arranged in a calandria tank in which heavy water is stored. The moderator pressure tube reactor is a pressure tube reactor characterized in that the calandria tubes are arranged in an equilateral triangular lattice shape at a density such that the volume ratio of heavy water to fuel is 9.0 or less. In a heavy water deceleration pressure tube reactor in which a pressure pipe containing the nuclear fuel and through which the coolant passes is contained in a calandria pipe, and the calandria pipe is arranged in a calandria tank containing heavy water, the outside of the calandria pipe is A pressure tube reactor characterized in that, in addition to the calandria tube replaced with the heavy water in the vicinity of the outer periphery thereof, a substitute with less neutron absorption is arranged. A third means is a pressure tube reactor for forming a heavy water holding region by liquid-tightly mounting a calandria pipe passing through the calandria tank to a constituent member of the calandria tank. After fixing the calandria pipe, a plurality of divided cylinders made of a material having less neutron absorption are carried into the outer periphery of the calandria pipe, and the plurality of divided cylinders are assembled into a shape covering the outer periphery of the calandria pipe. A fourth means is a method for assembling a calandria pipe, which is passed through the calandria tank, to a constituent member of the calandria tank in a liquid-tight manner to form a heavy water holding region. In a tubular reactor, a tubular member made of a material with low neutron absorption is carried into the heavy water holding region,
Next, when inserting the calandria pipe into the constituent member of the calandria tank, insert the calandria pipe into the tubular member that has already been carried in, and then attach the calandria pipe to the constituent member of the calandria tank. A fifth means is a member arranged on the outer periphery of the calandria pipe of the pressure tube reactor, wherein the member is made of a material having a small neutron absorption. A sixth aspect of the present invention is a replacement of a heavy water moderator for a pressure tube reactor, characterized in that the assembly shape is a tubular member having a size that allows the calandria tube to be inserted therethrough.
In the means, the pressure tube type reactor is characterized in that the pressure tubes are arranged in an equilateral triangular lattice shape at a density such that the volume ratio of heavy water to fuel is 9.0 or less, and the seventh means is the first means. Means or sixth means, wherein a control rod guide tube, a neutron instrumentation guide tube or a poison tube of the nuclear reactor is arranged at the array position instead of some of the pressure tubes. The eighth means is any one of the first means, the second means, and the sixth means, wherein a control rod with a fuel follower is arranged in a coolant inside some of the pressure pipes. A ninth aspect of the present invention is a pressure tube reactor characterized in that, in any one of the first, second, sixth, and eighth means, the outer periphery of the calandria tube is surrounded as a substitute for heavy water. The metal made of a material with low neutron absorption is the calandria tube. Is a pressure tube reactor which is characterized by being arranged separately from the tenth means,
In the ninth means, the metal as a substitute for the heavy water is a pressure tube type nuclear reactor characterized in that the assembled shape is a cylinder surrounding the outer periphery of the calandria tube. Means, in the tenth means, the cylinder as a substitute for the heavy water is a pressure tube reactor characterized in that the wall itself of the cylinder is hollow, the twelfth means,
In any one of the means 10 and 11, the cylinder as the replacement of the heavy water is a pressure tube reactor characterized by comprising a plurality of parts divided in at least one direction of a circumferential direction or an axial direction. The thirteenth means is the pressure tube reactor according to any one of the second and ninth means, characterized in that the material of the substitute for heavy water is a zirconium alloy or aluminum or an aluminum alloy. The means is
In any one of the second, 9, 10, 11, 12, 13 means, the calandria tube is a pressure tube reactor characterized by being arranged in an equilateral triangle, the fifteenth means, 9th, 10th, 1st
In any one of 1, 12, 13 is a pressure tube reactor characterized in that the substitution of heavy water is arranged in a region of relatively high power density in the calandria tank, A sixteenth means is a pressure tube reactor according to the fifteenth means, wherein the heavy water substitute has a thickness increased in proportion to a power density.
第1の手段では、圧力管の配列を三角形格子状に配列
することにより、圧力管同志の間隔を小さくすることな
く重水の燃料に対する体積割合を9.0以下に小さくする
ことができ、炉心の大型化を伴わずに冷却材ボイド反応
度係数を低下させ、炉心の大型化を伴わずに制御性能を
向上する作用が得られる。その原理は次ぎのとおりであ
る。According to the first means, by arranging the pressure tubes in a triangular lattice shape, the volume ratio of heavy water to fuel can be reduced to 9.0 or less without reducing the interval between the pressure tubes, and the core is enlarged. It is possible to obtain the effect of lowering the coolant void reactivity coefficient without increasing the temperature and improving the control performance without increasing the size of the core. The principle is as follows.
即ち、圧力管一本当たりに割り当てられる重水量は、
第11図の断面図で考えると、斜線を施した面積S1で表さ
れ、次式で求められる。That is, the amount of heavy water assigned to each pressure pipe is
Considering the sectional view of FIG. 11, it is represented by the shaded area S 1 and is calculated by the following equation.
ただし、l1=格子間隔 R1=カランドリア管外半径 一方、正方形格子状に配列した圧力管1本当たりに割
り当てられる重水量は、第12図の断面図で考えると、斜
線を施した面積S2で表され、次式で求められる。 However, l 1 = lattice spacing R 1 = calandria outer radius On the other hand, the amount of heavy water assigned to each pressure pipe arranged in a square lattice is the diagonally shaded area S when considering the sectional view of FIG. It is expressed by 2 and is calculated by the following formula.
S2=l2 2−πR2 2 …(2) ただし、l2=格子間隔 R2=カランドリア管外半径 ここで、三角形格子と正方形格子について、格子間隔
及びカランドリア管径がそれぞれ等しい場合を考え、l1
=l2=l格子間隔,R1=R2=Rとおくと、正三角形格子
状配列と正方形格子状配列とを比較したときとの圧力管
1本当たりに割り当てられる重水体積の減少割合ΔM
は、次式で求められる。S 2 = l 2 2 -πR 2 2 (2) where l 2 = lattice spacing R 2 = outer radius of the calandria tube Here, consider the case where the lattice spacing and the calandria tube diameter are the same for a triangular lattice and a square lattice, respectively. , L 1
= L 2 = l lattice spacing and R 1 = R 2 = R, the reduction ratio ΔM of the volume of heavy water allocated per pressure pipe when comparing the equilateral triangular lattice arrangement and the square lattice arrangement.
Is obtained by the following equation.
ここで、具体的に、l=24cm格子間隔,R=8cmの場合
を考え、(3)式に代入すると、減少割合ΔM≒0.21と
なる。 Here, concretely, considering the case of 1 = 24 cm lattice spacing and R = 8 cm, and substituting into the equation (3), the reduction ratio ΔM≈0.21.
また、カランドリアタンクの大きさを左右する炉心部
直径の減少割合ΔLは、次式で求められる。The reduction rate ΔL of the core diameter that affects the size of the calandria tank is calculated by the following equation.
即ち、格子間隔が同じ場合、重水量を大幅に(上記の
例では約21%)削減でき、炉心直径を7%縮小できる。 That is, when the lattice spacing is the same, the amount of heavy water can be significantly reduced (about 21% in the above example), and the core diameter can be reduced by 7%.
したがつて、正三角形格子状配列によれば、圧力管同
志の間隔を少なくすることなく重水体積を削減し、同じ
燃料に対する重水の体積比を小さくでき、また、カラン
ドリアタンクを小さく出来るので運転性能が良くなり、
経済性の点でも有利と成る。Therefore, according to the regular triangular grid arrangement, the volume of heavy water can be reduced without reducing the distance between the pressure pipes, the volume ratio of heavy water to the same fuel can be made small, and the calandria tank can be made small. Performance has improved,
It is also advantageous in terms of economy.
第2の手段によれば、カランドリア管の外周囲に置換
物を配置して一部重水の代わりに存在しているからカラ
ンドリア管廻りの重水量が減り、同じ燃料に対する重水
対燃料体積比を小さくでき、また、置換物は圧力管の外
周囲に置かれるから圧力管から置換物を離してカランド
リア管同志の間に置くよりもカランドリアタンクを小さ
く出来る。重水対燃料体積比(D/F)は、厚さtの置換
物を圧力管の外周囲に連続して置いた状態(置換物が円
筒状)の場合、次式で求められる。According to the second means, since the substitute is arranged around the outside of the calandria pipe and is present in place of part of the heavy water, the amount of heavy water around the calandria pipe is reduced and the volume ratio of heavy water to fuel for the same fuel is reduced. Also, since the replacement is placed around the outside of the pressure tube, the Calandria tank can be made smaller than when the replacement is separated from the pressure tube and placed between the Calandria tubes. The heavy water to fuel volume ratio (D / F) is calculated by the following equation in the case where the substitute having a thickness t is continuously placed around the outer circumference of the pressure pipe (the substitute is cylindrical).
D/F={l2−π(R+t)2}/nπr2 …(5) ただし、l=格子間隔 R=カランドリア管外半径 n=燃料集合体当たりの燃料棒本数 r=燃料ペレツト半径 重水対燃料体積比D/Fの改善幅ΔD/Fは、(5)式か
ら、次式で求められる。D / F = {l 2 −π (R + t) 2 } / nπr 2 (5) where, l = lattice spacing R = calandria outer radius n = number of fuel rods per fuel assembly r = fuel pellet radius heavy water pair The improvement width ΔD / F of the fuel volume ratio D / F is calculated by the following equation from the equation (5).
ΔD/F=−{π(R+t)2−πR2}÷nπr2 …(6) 第3の手段によれば、一部の重水と置き代わる置換物
が分割されてカランドリア管の外周囲に搬入されてその
外周囲に組付けられるから置換物の据付作業スペースも
圧力管同志の間隔も大きくせずに済、カランドリアタン
クを大きくせずに重水対燃料体積比を改善できる炉心が
構築できる。ΔD / F = − {π (R + t) 2 −πR 2 } ÷ nπr 2 (6) According to the third means, a part of the heavy water and the substitute that replaces it are divided and carried into the outer periphery of the Calandria pipe. As a result, the replacement work space for the replacement and the space between the pressure pipes do not have to be increased because they are assembled around the outer periphery, and a core can be constructed that can improve the heavy water to fuel volume ratio without increasing the calandria tank.
第4の手段によれば、カランドリアタンクにカランド
リア管を差し込むに際して、先に筒状部材をカランドリ
アタンク内に搬入しておき、カランドリアタンクにカラ
ンドリア管を差し込むと同時にカランドリア管を筒状部
材内に差し込んで、カランドリアタンク内に大きな作業
空間無しにカランドリア管の外周囲に重水の置換物とし
て筒状部材を配置することができる。According to the fourth means, when inserting the calandria pipe into the calandria tank, the tubular member is first carried into the calandria tank, and the calandria pipe is inserted into the calandria tank at the same time when the calandria pipe is inserted into the tubular member. It is possible to insert a tubular member as a substitute for heavy water around the outside of the calandria pipe without inserting a large working space inside the calandria tank.
第5の手段によれば、カランドリア管の外周囲を覆う
筒状の重水の置換物が得られるから、これをカランドリ
ア管の外周囲を覆うように利用してカランドリア管の外
周囲の重水をその置換物に置き換えて重水対燃料体積比
を改善するように利用される。According to the fifth means, a cylindrical heavy water substitute that covers the outer circumference of the Calandria pipe is obtained, and this is used to cover the outer circumference of the Calandria pipe to remove the heavy water around the outer circumference of the Calandria pipe. Used to replace the substitute to improve the heavy water to fuel volume ratio.
第6の手段によれば、第2の手段による作用に加え
て、前記圧力管を正三角形格子状に配列するに際して、
重水対燃料体積比が9.0以下に成る密度にて配列したか
ら、圧力管内の冷却材ボイド反応度係数が確実に零近傍
ないしは負の領域になり、原子炉炉心の自己制御性能が
より一層向上する。According to the sixth means, in addition to the function of the second means, in arranging the pressure tubes in an equilateral triangular lattice pattern,
Since the volume ratio of heavy water to fuel is arranged at a density of 9.0 or less, the coolant void reactivity coefficient in the pressure pipe is surely in the vicinity of zero or in the negative region, and the self-control performance of the reactor core is further improved. .
第7の手段によれば、第1または第6の手段による作
用に加えて、圧力管のほかに原子炉の制御棒案内管また
は中性子計装案内管またはポイズン管を含んで全部の管
の配置が重水量が削減できる三角形格子状配置と成り、
重水量が削減されやすくなる。According to the seventh means, in addition to the action of the first or sixth means, the arrangement of all the tubes including the control rod guide tube of the reactor or the neutron instrumentation guide tube or the poison tube in addition to the pressure tube Is a triangular grid arrangement that can reduce the amount of heavy water,
The amount of heavy water is easily reduced.
第8の手段は、第1または2または6の手段による作
用に加えて、前記圧力管のいくつかの内部の冷却材中に
挿入された燃料フオロア付き制御棒はその圧力管内を流
れる冷却材にて冷却される作用が得られる。Eighth means, in addition to the action of the first or second or sixth means, a control rod with a fuel follower inserted in the coolant inside some of the pressure pipes causes the coolant flowing in the pressure pipes to The effect of being cooled is obtained.
第9の手段によれば、第1,2,6,7,8のいずれか一の手
段による作用に加えて、カランドリア管を包囲している
重水の置換物が中性子吸収能力が少ないから、中性子経
済が悪化することなく良好に維持される。According to the ninth means, in addition to the action of any one of the first, second, sixth, seventh, and eighth means, the substitution of heavy water surrounding the calandria tube has a small neutron absorption capacity, so The economy is maintained well without any deterioration.
第10の手段によれば、第9の手段による作用に加え
て、カランドリア管の外周囲は筒で包囲されているか
ら、カランドリア管の外周囲から均等に重水が筒に置換
されて、燃料に影響する中性子の強さが周囲均等に成り
やすい。According to the tenth means, in addition to the function of the ninth means, since the outer periphery of the calandria pipe is surrounded by the cylinder, the heavy water is uniformly replaced by the cylinder from the outer periphery of the calandria pipe, and the fuel is converted into fuel. The intensity of the affected neutrons tends to be uniform around the circumference.
第11の手段によれば、第10の手段により作用に加え
て、前記筒は前記筒の壁自体が中空であるから、中性子
経済はより一層良く成り、中空の体積分も重水が置換さ
れるから、多くの重水を軽量な構造にて置換する作用が
得られる。According to the eleventh means, in addition to the function of the tenth means, since the cylinder itself has a hollow wall, the neutron economy is further improved and the hollow volume is replaced with heavy water. Therefore, the action of replacing a large amount of heavy water with a lightweight structure can be obtained.
第12の手段によれば、第10,11のいずれか一の手段に
よる作用に加えて、筒の分割された複数の部品は、部品
のままカランドリアタンク内に搬入され、その後に全体
に組立られるから、組立が小スペースで行える作用が得
られる。According to the twelfth means, in addition to the operation of any one of the tenth and eleventh means, the plurality of divided parts of the cylinder are carried into the calandria tank as they are, and then assembled as a whole. Therefore, it is possible to obtain an effect that the assembly can be performed in a small space.
第13の手段によれば、第2,9のいずれか一の手段によ
る作用に加えて、置換物の材質はジルコニウム合金また
はアルミニウムまたはアルミニユウム合金であるから、
これらの材質が中性子を吸収しにくく、中性子経済が良
くなる。According to the thirteenth means, in addition to the function of any one of the second and ninth means, the material of the substitute is a zirconium alloy or aluminum or an aluminum alloy,
It is difficult for these materials to absorb neutrons, which improves the neutron economy.
第14の手段によれば、第2,9,10,11,12,13のいずれか
一の手段による作用に加えて、カランドリア管を正三角
形状に配列することと置換物による重水との置換との両
方により重水対燃料体積比を改善し、配列ないしは置換
物の利用のいずれか一方では重水対燃料体積比を調整し
にくい場合には他方をも併用して調整しやすくなるとい
う作用が得られる。According to the fourteenth means, in addition to the action of any one of the second, ninth, tenth, eleventh, twelve, and thirteenth means, the calandria pipes are arranged in an equilateral triangle shape and the replacement with heavy water is performed. Both improve the volume ratio of heavy water to fuel, and when it is difficult to adjust the volume ratio of heavy water to fuel in either one of the arrangement and the use of the substitutes, it is easy to adjust the volume ratio of heavy water in combination with the other. To be
第15の手段によれば、第9,10,11,12,13のいずれか一
の手段による作用に加えて、前記置換物は前記カランド
リアタンク内の比較的出力密度の高い領域に配置されて
いるから出力密度が低い領域との出力のバランスが取り
易くなり、その領域を原子炉炉心の軸方向ないしは径方
向ないしはその両方向に分けることにより分けた方向に
おける出力分布の平坦化が行えるという作用が得られ
る。According to the fifteenth means, in addition to the action of any one of the ninth, tenth, eleventh, twelve, and thirteenth means, the substitute is disposed in a relatively high power density region in the calandria tank. Therefore, it is easy to balance the output with the low power density region, and by dividing the region into the axial direction of the reactor core, the radial direction, or both directions, it is possible to flatten the power distribution in the divided direction. Is obtained.
第16の手段によれば、第15の手段による作用に加え
て、前記置換物は出力密度に比例して厚さを厚くされて
いるから出力密度の高い領域において出力密度が高くな
るにしたがい重水との置換量が多くなり、出力密度の高
い領域において更に重水対燃料体積比が出力密度に比例
して調整されるという作用が得られる。According to the sixteenth means, in addition to the action of the fifteenth means, since the thickness of the substitution product is increased in proportion to the power density, heavy water is increased as the power density becomes higher in a high power density region. The amount of substitution with and increases, and the effect that the heavy water to fuel volume ratio is adjusted in proportion to the power density is further obtained in the high power density region.
本発明により正三角形格子状に配列した圧力管型原子
炉の一実施例を第1図および第2図により説明する。An embodiment of a pressure tube reactor arranged in an equilateral triangular lattice according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
第1図は、本発明によるカランドリアタンク内のカラ
ンドリア管等の配列を示す図である。図において、カラ
ンドリアタンク2内には、原子炉の定格出力を得るのに
必要な数のカランドリア管1が正三角形格子状に配列さ
れ、これらの格子点の間には制御および計測に必要な数
の制御棒案内管4や中性子計装管5が配置されている。
これらのカランドリア管1,制御棒案内管4,中性子計装管
5は、第2図に示すように、カランドリアタンク2内に
重水を保有できるように、上部管板6および下部管板7
と密封接合されている。このようなカランドリア管1の
正三角形格子状の配列によれば、第14図および第15図の
示す従来の正方形格子状の配列と比べて、既に説明した
ように、重水の体積を削減できる効果がある。FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of calandria pipes and the like in a calandria tank according to the present invention. In the figure, in the calandria tank 2, as many calandria tubes 1 as necessary to obtain the rated output of the nuclear reactor are arranged in an equilateral triangle lattice shape, and between these lattice points are necessary for control and measurement. A number of control rod guide tubes 4 and neutron instrumentation tubes 5 are arranged.
As shown in FIG. 2, the calandria tube 1, the control rod guide tube 4, and the neutron instrumentation tube 5 have an upper tube sheet 6 and a lower tube sheet 7 so that heavy water can be retained in the calandria tank 2.
It is hermetically sealed with. According to the regular triangular lattice-shaped arrangement of the calandria tubes 1 as described above, the volume of heavy water can be reduced as compared with the conventional square lattice-shaped arrangement shown in FIGS. 14 and 15. There is.
ただし、本発明においては、制御棒案内管4を設置す
るに際して、以下の点に注意しなければならない。第3
図に示すように、制御棒案内管4,中性子計装管5,ポイズ
ン管等の制御および計装用配管を三角形格子の中央部に
配置する場合、これらの配管およびカランドリア管1と
上部管板6との接合部(通例はロールジヨイント)の機
械的強度を確保するため、これらの配管の内で最大口径
のもの(通常は制御棒案内管4)とカランドリア管1と
の最小間隙8を確保しなければならず、この条件からこ
れらの管の許容最大口径が決まる。However, in the present invention, the following points must be noted when installing the control rod guide tube 4. Third
As shown in the figure, when the control and instrumentation pipes such as the control rod guide pipe 4, the neutron instrumentation pipe 5, and the poison pipe are arranged in the central part of the triangular lattice, these pipes and the calandria pipe 1 and the upper pipe sheet 6 are arranged. In order to secure the mechanical strength of the joint part (usually a roll joint), secure the minimum gap 8 between the calandria pipe 1 and the one with the largest diameter (usually the control rod guide pipe 4) among these pipes. This condition determines the maximum allowable diameter of these tubes.
正三角形格子は正方形格子と比較して、この許容最大
寸法が小さくなるので、太い制御棒案内管4を用いる必
要がある場合は、三角形格子をなすいくつかの圧力管1
の位置に制御棒案内管4を配置することになる。この場
合は、圧力管なので、十分な冷却が可能であり、燃料フ
オロア付き制御棒を用いることができる。Since an equilateral triangular lattice has a smaller maximum allowable size as compared with a square lattice, when a thick control rod guide tube 4 needs to be used, several pressure tubes 1 forming a triangular lattice are used.
The control rod guide tube 4 is arranged at the position. In this case, since it is a pressure pipe, sufficient cooling is possible, and a control rod with a fuel follower can be used.
まず、正三角形格子でのより具体的な実施例を示す。
制御棒案内管4を圧力管1の位置に設ける場合、格子寸
法を25cmとし、54本燃料集合体を採用した大型炉で、重
水対燃料体積比を8.0に設計した場合の主要寸法を以下
に示す。First, a more specific example of the equilateral triangular lattice will be shown.
When the control rod guide tube 4 is installed at the position of the pressure tube 1, the main dimensions when the grid size is set to 25 cm and a large-scale reactor employing 54 fuel assemblies and a heavy water to fuel volume ratio of 8.0 is designed are as follows. Show.
格子間隔l:25.0cm 圧力管内径:12cm 配列:正三角形格子状配列 燃料集合体の燃料棒本数:54本 燃料ペレツト直径:1.0cm カランドリア管炉心部外径:16cm で重水対燃料体積比8.0が達成される。Lattice spacing l: 25.0 cm Pressure tube inner diameter: 12 cm Array: equilateral triangular grid array Number of fuel rods in fuel assembly: 54 Fuel pellet diameter: 1.0 cm Calandria tube core outer diameter: 16 cm with a heavy water to fuel volume ratio of 8.0 To be achieved.
次に、第5図および第6図を参照して、正方形格子状
配列の圧力管の外周に円筒を配置する実施例を説明す
る。第5図は本発明のカランドリアタンク2内部の単位
となる4本の正方形格子状配列のカランドリア管1につ
いて、カランドリア管1の外周に円筒9を取り付けた構
造の一実施例を示す図である。円筒9は、ジルカロイ−
2,ジルコニウム−ニオブ合金,アルミニウム合金等の中
性子吸収が少なく、機械的強度を持つ金属等の材質から
なる。円筒9は、取り付けが容易なように、周方向に2
または3分割でき、止め具11を第12図のように止め具差
し込み方向12へ動かして第10図のように組立る。また、
必要により円筒9は軸方向にも短く(50cm〜200cm)分
割してあり、第6図に示すように、カランドリア管1を
カランドリアタンク2の上部管板6および下部管板7に
接続した後に、カランドリアタンク2内に搬入し、容易
に取り付けできる構造となつている。Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, an embodiment in which a cylinder is arranged on the outer circumference of a pressure pipe having a square lattice arrangement will be described. FIG. 5 is a diagram showing one embodiment of a structure in which a cylinder 9 is attached to the outer periphery of the calandria tube 1 for the calandria tube 1 of four square lattice-shaped arrays which is a unit inside the calandria tank 2 of the present invention. . The cylinder 9 is made of Zircaloy.
2, Made of metal such as zirconium-niobium alloy, aluminum alloy, etc., which has little neutron absorption and mechanical strength. The cylinder 9 has a circumferential direction of 2 to facilitate installation.
Alternatively, it can be divided into three parts, and the stopper 11 is moved in the stopper inserting direction 12 as shown in FIG. 12 to assemble as shown in FIG. Also,
If necessary, the cylinder 9 is divided into short pieces (50 cm to 200 cm) in the axial direction as well, and after connecting the calandria tube 1 to the upper tube sheet 6 and the lower tube sheet 7 of the calandria tank 2, as shown in FIG. The structure is such that it can be loaded into the calandria tank 2 and easily attached.
すべての円筒9の取り付け後、減速材としての重水10
をカランドリアタンク2内に満たす。After installing all the cylinders 9, use heavy water 10 as a moderator.
Fill the Calandria tank 2.
第7図に示すように、制御棒案内管4がカランドリア
タンク2の上部管板6を貫通する部分では、カランドリ
ア管1および制御棒案内管4と上部管板6との接合部の
機械的強度を確保するため、カランドリア管1と制御棒
案内管4との最小間隙8の必要寸法を確保しなければな
らない。As shown in FIG. 7, at the portion where the control rod guide tube 4 penetrates the upper tube plate 6 of the calandria tank 2, the mechanical parts of the joint between the calandria tube 1 and the control rod guide tube 4 and the upper tube sheet 6 are mechanically connected. In order to secure the strength, the required size of the minimum gap 8 between the calandria pipe 1 and the control rod guide pipe 4 must be secured.
通常、上部管板6のカランドリア管径を大きくするこ
とが困難なので、従来は、第6図に示すように、カラン
ドリアタンク2内炉心部のカランドリア管1の径を上部
よりも大きくする構造を採用している。Usually, since it is difficult to increase the diameter of the calandria tube of the upper tube sheet 6, conventionally, as shown in FIG. 6, a structure in which the diameter of the calandria tube 1 in the core of the calandria tank 2 is made larger than that of the upper part is used. It is adopted.
しかし、カランドリア管の拡管または絞り部分の形状
には、製作上および機械的構造上限界があるので、カラ
ンドリアタンク内のカランドリア管径を極端に大きくす
ることは困難である。However, it is difficult to make the diameter of the calandria tube in the calandria tank extremely large because the shape of the expanded or throttled portion of the calandria tube is limited in terms of manufacturing and mechanical structure.
そこで、本発明では、円筒9をカランドリア管1の外
周に配置し、この不足分を改善する構造を提案するもの
である。Therefore, the present invention proposes a structure in which the cylinder 9 is arranged on the outer periphery of the calandria tube 1 to reduce the shortage.
原子炉出力の制御および計測に必要な本数の制御棒案
内管4および中性子計装置5は、第7図に示すように、
カランドリア管配列の間隙に適宜配置される。As shown in FIG. 7, the control rod guide tubes 4 and the neutron meter devices 5 of the number necessary for controlling and measuring the reactor power are
It is appropriately arranged in the gap of the Calandria tube arrangement.
次に、円筒9の効果を定量的に示すより具体的な実施
例を説明する。配列は、第8図に示すように、正方形格
子状の配列とする。Next, a more specific example in which the effect of the cylinder 9 is quantitatively shown will be described. The array is a square lattice array as shown in FIG.
格子間隔l:24.5cm カランドリア管外半径R:8cm 燃料集合体の燃料棒本数n:54 燃料ペレツト半径r:0.5cm 円筒の厚さt:1.0cm を適用すると、重水対燃料体積比を9.4から8.1に改善で
きる。Lattice spacing l: 24.5 cm Calandria tube outer radius R: 8 cm Number of fuel rods in fuel assembly n: 54 Fuel pellet radius r: 0.5 cm Applying cylinder thickness t: 1.0 cm, the heavy water to fuel volume ratio is from 9.4. Can be improved to 8.1.
さらに、経済性を発揮させるため、第13図にしめすよ
うに、円筒の壁自体を中空構造とした円筒を用いること
も可能である。中空円筒の外板13および内板14はジルカ
ロイ−2またはアルミニウム合金(1100)で、必要な場
合はスペーサ16により中空部の間隙を維持し、分割端15
を止め具11または溶接で固定する。この分割端15には溶
接個所18により外板13と内板14の周方向端部が液密に溶
接され、その対面しある各分割端15が止め具11により連
結されている。そして、その中空円筒の軸方向各端部は
液密に塞がれて中空部17が形成されている。中空円筒の
有効厚さは、外板13の外面から内板14の内面までであ
る。有効厚さt=1.2cmの中空円筒を 格子間隔l:24cm カランドリア管外半径R:8cm 燃料集合体中の燃料棒本数n:48 燃料ペレツト半径r:0.5cm の正方形格子の商用炉に適用した場合、重水対燃料体積
比を10から8.2に改善可能である。Further, in order to exert economy, it is also possible to use a cylinder having a hollow wall itself as shown in FIG. The outer and inner plates 13 and 14 of the hollow cylinder are made of Zircaloy-2 or an aluminum alloy (1100), and a spacer 16 is used to maintain a gap in the hollow portion when necessary, and a split end 15
Are fixed with fasteners 11 or by welding. The circumferential ends of the outer plate 13 and the inner plate 14 are liquid-tightly welded to the divided ends 15 by welding points 18, and the facing divided ends 15 are connected by the stoppers 11. Each end of the hollow cylinder in the axial direction is liquid-tightly closed to form a hollow portion 17. The effective thickness of the hollow cylinder is from the outer surface of the outer plate 13 to the inner surface of the inner plate 14. A hollow cylinder with an effective thickness t = 1.2 cm was applied to a commercial grid-type reactor with a lattice spacing of l: 24 cm and a calandria tube outer radius of R: 8 cm, and the number of fuel rods in a fuel assembly was n: 48. In this case, the volume ratio of heavy water to fuel can be improved from 10 to 8.2.
次に、制御棒案内管4を三角形格子の中央部に設け、
さらに、重水対燃料体積比を十分に改善するために、カ
ランドリア管の外周に円筒を配置した実施例を説明す
る。例えば、 圧力管内径:12cm 配列:正三角形格子状配列 格子ピツチ:25.5cm 燃料集合体中の燃料棒本数:54本 燃料ペレツト直径:1.0cm カランドリア管炉心部外径:16cm カランドリア管上部管外径:15cm 制御棒案内管外径:5cm 上部管板部の最小間隙:4.7cm 円筒壁実効厚さ:0.5cm 重水対燃料体積比:7.9 となる。Next, the control rod guide tube 4 is provided at the center of the triangular lattice,
Further, an embodiment in which a cylinder is arranged on the outer circumference of the calandria pipe in order to sufficiently improve the heavy water to fuel volume ratio will be described. For example, pressure tube inner diameter: 12 cm Array: equilateral triangular grid array Lattice pitch: 25.5 cm Number of fuel rods in fuel assembly: 54 Fuel pellet diameter: 1.0 cm Calandria tube core outer diameter: 16 cm Calandria tube upper tube outer diameter : 15cm Control rod guide tube outer diameter: 5cm Minimum clearance of upper tube sheet: 4.7cm Cylinder wall effective thickness: 0.5cm Heavy water to fuel volume ratio: 7.9.
以上述べた4つの実施例によれば、重水対燃料体積比
を適切に設計できることが明らかとなつた。According to the four embodiments described above, it has become clear that the heavy water to fuel volume ratio can be appropriately designed.
ボイド係数は、使用する燃料の種類(プルトニウム混
合酸化物燃料,2酸化ウラン燃料)、組成,濃縮度等によ
り変わるが、本発明によれば、重水対燃料体積比を最適
に設計できるので、第6図に示すように、ボイド係数を
10-5Δk/k/%ボイドのオーダで0近傍の値にでき、良好
な運転性能が得られる。Although the void coefficient varies depending on the type of fuel used (plutonium mixed oxide fuel, uranium dioxide fuel), composition, enrichment, etc., according to the present invention, since the heavy water to fuel volume ratio can be optimally designed, As shown in Fig. 6, the void coefficient is
It is possible to obtain a value near 0 on the order of 10 -5 Δk / k /% void, and good operating performance can be obtained.
さらに、炉心直径を縮小し、重水の量を削減できるの
で、経済的な面でも有利である。Further, since the core diameter can be reduced and the amount of heavy water can be reduced, it is also economically advantageous.
円筒9のカランドリア管1廻りへの取付けはカランド
リア管1をカランドリアタンク2に取付ける前に完成済
みの円筒9を下部管板7上に置き、下部管板7にカラン
ドリア管1を挿通する際に同時にカランドリア管1内に
もカランドリア管1を挿入してカランドリア管1の外周
囲に重水の置換物として円筒9を存在させる製作方法が
取られる。この方法によれば、狭い場所でカランドリア
管1廻りでの円筒9の組立作業をせずにすむし、作業ス
ペースを確保するためなカランドリア管1廻りに広い間
隔を用意する必要も少なくなる。円筒9は、スペーサを
介して上下両管板7,8の間にはさみこまれるように設置
される。The cylinder 9 is mounted around the calandria pipe 1 by placing the completed cylinder 9 on the lower tube sheet 7 before attaching the calandria tube 1 to the calandria tank 2 and inserting the calandria tube 1 into the lower tube sheet 7. At the same time, a manufacturing method is adopted in which the calandria tube 1 is also inserted into the calandria tube 1 so that the cylinder 9 exists as a substitute for heavy water around the outside of the calandria tube 1. According to this method, it is not necessary to assemble the cylinder 9 around the calandria tube 1 in a narrow place, and it is less necessary to provide a wide space around the calandria tube 1 to secure a working space. The cylinder 9 is installed so as to be sandwiched between the upper and lower tube plates 7 and 8 via a spacer.
カランドリア管1を三角形格子状に炉心内に配列した
ものによれば、重水対燃料体積比を適切に設定でき、冷
却材ボイド係数等の反応度係数をより負側の値にして、
原子炉固有に自己制御性能を向上できる。格子間隔を従
来と同じにした場合、重水量を約20%、炉心直径を約7
%削減できるので、経済的に有利となる。According to the arrangement of the calandria pipes 1 in the core in a triangular lattice shape, the volume ratio of heavy water to fuel can be appropriately set, and the reactivity coefficient such as the coolant void coefficient can be set to a more negative value,
It is possible to improve the self-control performance unique to the reactor. When the grid spacing is the same as before, the amount of heavy water is about 20% and the core diameter is about 7
%, Which is economically advantageous.
また、カランドリア管1の外周囲に重水の置換物とし
て円筒を取り付けると、ボイド係数等の反応度係数をよ
り負側の値にすることができるので、自己制御性と運転
制御性とが向上する。加えて、カランドリア管の機械的
強度が増す効果も有る。Further, when a cylinder is attached to the outer periphery of the calandria pipe 1 as a substitute for heavy water, the reactivity coefficient such as the void coefficient can be set to a more negative value, so that the self-controllability and the operation controllability are improved. . In addition, it has the effect of increasing the mechanical strength of the calandria tube.
さらに、三角形格子状配列と円筒とを併用すると、運
転性および経済性を高めるための設計の自由度が大幅に
向上する。Furthermore, the combined use of the triangular lattice array and the cylinders greatly improves the degree of freedom in design for improving drivability and economy.
本発明の次ぎの実施例は、上述の各実施例が解決した
課題に加えて、圧力管型原子炉の出力分布を極力均等に
することを解決課題として有している。In addition to the problems solved by the above-described embodiments, the next embodiment of the present invention has a problem to be solved to make the output distribution of the pressure tube reactor as uniform as possible.
その実施例は、次ぎのとおりである。 The example is as follows.
通例、重水を減速材とする原子炉の設計範囲では、第
4図に示すように重水対燃料体積比が小さくなると、冷
却材ボイド反応度係数は小さくなる(自己制御性が向上
する。)傾向が有る。また、第16図に示すように、重水
減速材体積/燃料体積の比が小さくなると、中性子増倍
係数は小さくなる傾向が有る。Generally, in the design range of a reactor using heavy water as a moderator, as the heavy water to fuel volume ratio becomes smaller, the coolant void reactivity coefficient tends to become smaller (self-controllability improves) as shown in FIG. There is. As shown in FIG. 16, the neutron multiplication factor tends to decrease as the ratio of heavy water moderator volume / fuel volume decreases.
一般に、同一燃料では、中性子増倍係数が大きいほど
燃料の燃焼度を大きく取れる(燃料経済性が良い)利点
が有る。In general, the same fuel has the advantage that the larger the neutron multiplication coefficient, the higher the burnup of the fuel (the better the fuel economy).
このために、自己制御性と燃料経済性との兼ね合いか
ら、適切な重水対燃料体積比が選択される。For this reason, an appropriate heavy water to fuel volume ratio is selected in consideration of self-controllability and fuel economy.
また、炉心内の周縁部では炉心内の中心部に比較して
中性子が漏れるので中性子増倍係数が小さくなり、出力
密度も小さく、出力分布の平坦化に悪影響が出る。In addition, since neutrons leak in the peripheral portion of the core as compared with the central portion of the core, the neutron multiplication coefficient becomes small, the power density becomes small, and the flattening of the power distribution is adversely affected.
したがつて、以下の実施例では、自己制御性の向上
と、出力分布の平坦化を同時に達成できるようにしたも
のである。Therefore, in the following embodiments, the improvement of the self-controllability and the flattening of the output distribution can be achieved at the same time.
第17図は、カランドリアタンク2内のカランドリア管
1や中性子計装管や制御棒案内管の平面配置を炉心の4
分の1の領域につき示したもので、カランドリア管1内
には、第19図のように冷却材22の通る圧力管3が内蔵さ
れ、その圧力管3内にペレツト状の核燃料を内蔵した燃
料棒21が内蔵している。重水10が入れられたカランドリ
アタンク2内には、圧力管型原子炉の定格出力を得るに
必要な数のカランドリア管1が正方形格子状に配列さ
れ、これらの格子の間には所々に炉心の制御や計装に必
要な制御棒案内管4や中性子計装管5が配置されてい
る。また、必要により、炉心の出力を制御するためにポ
イズンを炉心の重水に注入する為のポイズン管も配置さ
れる。これらの各管は、カランドリアタンク2内へ挿通
されており、且つカランドリアタンク2内に重水が保有
出来るように各管とカランドリアタンク2の上部管板6
及び下部管板7とに密封接合されている。FIG. 17 shows the plane layout of the calandria tube 1, the neutron instrumentation tube, and the control rod guide tube in the calandria tank 2 in the core 4
In the Calandria pipe 1, a pressure pipe 3 through which the coolant 22 passes is built in as shown in FIG. 19, and a fuel containing pellet-shaped nuclear fuel is built in the pressure pipe 3. The bar 21 is built in. In the calandria tank 2 containing the heavy water 10, a number of calandria tubes 1 required to obtain the rated output of the pressure tube reactor are arranged in a square lattice shape, and the core is provided in some places between these lattices. A control rod guide tube 4 and a neutron instrumentation tube 5 necessary for the control and instrumentation of are installed. Further, if necessary, a poison tube for injecting poison into the heavy water of the core is also arranged in order to control the output of the core. Each of these pipes is inserted into the calandria tank 2, and each pipe and the upper tube plate 6 of the calandria tank 2 are arranged so that heavy water can be retained in the calandria tank 2.
And the lower tube sheet 7 is hermetically joined.
第17図,第18図,第19図の様に、カランドリアタンク
2内にある炉心中央部のカランドリア管1の外周囲に円
筒9が配置される。この円筒9は、カランドリア管1に
支持させるように取付けても、スペーサをはかして下部
管板7に支持させるようにしても良い。As shown in FIGS. 17, 18, and 19, a cylinder 9 is arranged around the outside of the calandria tube 1 in the center of the core in the calandria tank 2. The cylinder 9 may be attached so as to be supported by the calandria tube 1, or may be supported by the lower tube sheet 7 by removing a spacer.
円筒9の材質としては、ジルコニウム合金(ジルカロ
イ−2,ジルカロイ−4,ジルコニユウム・ニオブ合金な
ど)またはアルミニウムまたはアルミニウム合金が中性
子吸収の少ない金属として利用される。As a material for the cylinder 9, a zirconium alloy (zircaloy-2, zircaloy-4, zirconium-niobium alloy, etc.), aluminum or an aluminum alloy is used as a metal having a small neutron absorption.
円筒9は重水との置換体積を大きくするために、第17
図のように円筒9の壁自体が中空部17になつており、そ
の中空部17内はヘリウムやアルゴンなどの化学的に安定
な気体が満たされている。先の実施例においても円筒9
を中空にするものにおいてはその中空部17にヘリウムや
アルゴンなどの化学的に安定な気体が満たされることが
好ましい。この気体が逃げないように中空部17は先の実
施例のように密封されている。この円筒9は、先の実施
例と同様に据付を考慮して分割されていても良く、分割
した際にはその分割端は先の実施例のように止め具で連
結できるように構成される。In order to increase the displacement volume of the cylinder 9 with heavy water,
As shown in the figure, the wall of the cylinder 9 itself is a hollow portion 17, and the hollow portion 17 is filled with a chemically stable gas such as helium or argon. Also in the previous embodiment, the cylinder 9
It is preferable that the hollow part 17 of the hollow type be filled with a chemically stable gas such as helium or argon. The hollow portion 17 is sealed as in the previous embodiment so that this gas does not escape. The cylinder 9 may be divided in consideration of installation as in the previous embodiment, and when divided, the divided end is configured so that it can be connected by a stopper as in the previous embodiment. .
冷却材が流れている圧力管に内蔵している燃料棒は、
60本を燃料集合体として、その燃料集合体が圧力管内に
内蔵される。The fuel rod built in the pressure pipe where the coolant flows is
With 60 fuel assemblies, the fuel assemblies are contained in the pressure pipe.
以下に、重水の置換物として壁自体が中空な円筒9を
カランドリア管1の外周囲に配備した例を定量的に説明
する。Below, a quantitative description will be given of an example in which a cylinder 9 having a hollow wall as a substitute for heavy water is provided around the outside of the calandria tube 1.
本例では、重水を減速材とし、軽水を冷却とする電気
出力が1,000MWの圧力管型原子炉に本発明を採用した例
である。その設計例を以下に示す。This example is an example in which the present invention is applied to a pressure tube reactor having an electric output of 1,000 MW, in which heavy water is used as a moderator and light water is used for cooling. The design example is shown below.
電気出力:1,000MW 圧力管本数:688本 燃料集合体の燃料棒本数n:60本 炉心部有効高さ:3.7m 炉心部半径:7.8m 燃料ペレツト半径r:0.475cm 圧力管内径:12.3cm 圧力管格子間隔l:24.5cm カランドリア管外半径R:8.25cm 制御棒案内管外径:9.5cm 中空円筒の有効厚さt:1.8cm 中空円筒を設置するカランドリア管1の本数:344本 中空円筒を設置する軸方向長さ:2.22m 上部管板部の最小隙間(カランドリア管1と制御棒案内
管4との間隔):4.3cm この設計例で、筒を取付けない部分の重水対燃料体積
比は9.1であり、筒を取付けた部分(炉心中央部)のそ
れは6.7である。このように、炉心中央部の重水対燃料
体積比を周辺部より小さくすると、第16図からわかるよ
うに、炉心中央部の中性子増倍係数が、周辺部に比べ、
より小さくなる。このために、中央部の中性子発生数が
減少し、周辺部の中性子漏れによる周辺部の出力低下と
相俟つて、第20図のように、出力ピーキング係数を示す
曲線が点線曲線より実線曲線の様に変り、炉心軸方向
(上下方向)の出力分布が平坦化する。このようなこと
は、炉心径方向においても同じことがいえるから、炉心
の軸方向と径方向の出力分布を平坦化できる。Electric output: 1,000 MW Number of pressure tubes: 688 Number of fuel rods in fuel assembly n: 60 Core effective height: 3.7 m Core radius: 7.8 m Fuel pellet radius r: 0.475 cm Pressure tube inner diameter: 12.3 cm Pressure Tube lattice spacing l: 24.5 cm Calandria tube outer radius R: 8.25 cm Control rod guide tube outer diameter: 9.5 cm Effective thickness of hollow cylinder t: 1.8 cm Number of Calandria tubes 1 to install hollow cylinders: 344 hollow cylinders Axial length to be installed: 2.22m Minimum clearance in the upper tube sheet (distance between the calandria tube 1 and the control rod guide tube 4): 4.3cm In this design example, the heavy water to fuel volume ratio of the part without the cylinder is It is 9.1, and that of the part where the tube is attached (core central part) is 6.7. Thus, when the heavy water to fuel volume ratio in the central part of the core is made smaller than that in the peripheral part, as can be seen from FIG. 16, the neutron multiplication factor in the central part of the core is larger than that in the peripheral part.
It gets smaller. For this reason, the number of neutrons generated in the central part decreases, and in combination with the output decrease in the peripheral part due to neutron leakage in the peripheral part, as shown in FIG. 20, the curve showing the output peaking coefficient is a solid curve rather than a dotted curve. Then, the power distribution in the core axis direction (vertical direction) becomes flat. Since the same can be said in the radial direction of the core, the power distribution in the axial direction and the radial direction of the core can be flattened.
上述の設計例で、炉心の総合した(実効的な)重水対
燃料体積比は8近傍と成り、第4図に示すように、ボイ
ド係数を10-5ΔK/k/%ボイドのオーダで0近傍の値に出
来、良好な運転性能が得られるとともに中性子経済を極
力損ねることなく出力分布を約20%改善できるので、経
済的な面でも有利である。このように、この実施例によ
れば、重水対燃料棒体積比を適切に設定出来、冷却材ボ
イド係数をより負側の値にし、原子炉固有の自己制御性
能を向上できる。加えて、出力密度の高い部分に部分的
に円筒9を配備して炉内の出力分布を平坦化できるか
ら、その平坦化の為の制御棒の本数を削減できるととも
に、炉心性能管理が容易と成るなど、運転性能上及び経
済上の大きなメリツトがある。In the above design example, the total (effective) heavy water to fuel volume ratio of the core is around 8, and as shown in FIG. 4, the void coefficient is 0 −5 ΔK / k /% on the order of voids. The value can be set to a value close to the above value, good operation performance can be obtained, and the output distribution can be improved by about 20% without spoiling the neutron economy as much as possible, which is also advantageous from the economical aspect. Thus, according to this embodiment, the volume ratio of heavy water to the fuel rods can be appropriately set, the coolant void coefficient can be set to a more negative value, and the self-control performance unique to the reactor can be improved. In addition, since the cylinder 9 can be partially provided in a portion having a high power density to flatten the power distribution in the furnace, the number of control rods for the flattening can be reduced and the core performance management can be facilitated. It has a great advantage in terms of driving performance and economy.
円筒9は、炉心の径方向中心に近い位置に配置される
円筒9ほど厚くされていると、径方向の出力平坦化がよ
り良くなされる。それに加えて、軸方向中心に行くほど
筒9の厚みを厚くすると軸方向の出力平坦化もより良く
なされる。If the cylinder 9 is thicker as the cylinder 9 arranged closer to the center of the core in the radial direction, the flattening of the output in the radial direction can be better achieved. In addition, if the thickness of the cylinder 9 is increased toward the center in the axial direction, flattening of the output in the axial direction can be achieved.
さらに、カランドリア管の配列を三角形格子状配列に
すると、この配列によつても重水対燃料体積比の調整が
カランドリアタンクを大きくすることなく行えるから、
その調整や設計の自由度が広がる。Furthermore, if the arrangement of the calandria pipes is made into a triangular lattice-like arrangement, even with this arrangement, the heavy water to fuel volume ratio can be adjusted without increasing the calandria tank,
The freedom of adjustment and design is expanded.
いずれの実施例であつても、カランドリア管と筒との
間に重水が流れる若干の隙間が設定されることが好まし
い。In any of the embodiments, it is preferable to set a slight gap between the calandria pipe and the cylinder, through which heavy water flows.
請求項1の発明によれば、カランドリア管の配置を正
三角形格子状にして重水対燃料体積比を9.0以下となる
密度にてカランドリアタンク内に配列したから、カラン
ドリア管一本当たりの重水量が減り、自己制御性能が良
くなる為の重水対燃料棒比の改善を行え、その際にその
重水を保有するカランドリタタンクも大型化しない。According to the invention of claim 1, since the arrangement of the calandria pipes is made into a regular triangular lattice and the heavy water to fuel volume ratio is arranged in the calandria tank at a density of 9.0 or less, the amount of heavy water per calandria pipe is large. And the ratio of heavy water to fuel rods can be improved to improve self-control performance, and at that time, the Calandrita tank that holds the heavy water does not become large.
請求項2の発明によれば、カランドリア管の外周囲に
中性子経済を損なわないように重水との置換物として中
性子吸収の少ない置換物を配備するから、置換物による
重水対燃料棒体積比の改善が、中性子経済良く行え、皿
つ置換物はカランドリア管とは別にカランドリア管の外
周囲に近傍させて配置するからカランドリアタンクの大
型化を伴わないで制御性能を経済的に向上できる。According to the second aspect of the present invention, a substitute with less neutron absorption is provided as a substitute for heavy water in the outer periphery of the calandria tube so as not to impair the neutron economy, so that the volume ratio of heavy water to fuel rods is improved by the substitute. However, the neutron economy is good, and the plate replacement is placed near the outer circumference of the calandria pipe in addition to the calandria pipe, so that the control performance can be economically improved without increasing the size of the calandria tank.
請求項3の発明によれば、請求項2と同様な効果を得
ることの出来る炉心構成を、カランドリア管設定後に分
割された筒状の構造物を置換物として搬入し置換物をカ
ランドリア管廻りに筒状に組み上げるようにしたから、
筒状置換物の搬入組立が狭いところでも容易に出来、容
易に作れる。According to the invention of claim 3, the core structure capable of obtaining the same effect as that of claim 2 is loaded with the tubular structure divided after the setting of the calandria pipe as a replacement and the replacement is carried around the calandria pipe. Because I tried to assemble it in a tubular shape,
The tubular substitute can be easily carried in and assembled even in a narrow space.
請求項4の発明によれば、請求項2と同様な効果を得
ることの出来る炉心構成を、カランドリア管設定時に同
時にカランドリア管を筒状置換物に挿入して、容易に作
れる。According to the invention of claim 4, a core structure capable of obtaining the same effect as that of claim 2 can be easily manufactured by inserting the calandria tube into the tubular substitute at the same time when setting the calandria tube.
請求項5の発明によれば、重水対燃料棒体積比を自己
制御性が向上する方向へ改善させ、その際にカランドリ
アタンクの大型化をまねかないのに役立つ重水の置換物
が提供できる。According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to provide a heavy water substitute that improves the volume ratio of heavy water to fuel rods in the direction of improving self-controllability, and at that time does not lead to an increase in the size of the calandria tank.
請求項6の発明によれば、請求項2の発明による効果
に加えて、重水対燃料棒体積比を9.0以下にして、確実
にボイド係数を零近傍ないしは負の領域にし、自己制御
性能を確実に向上する。According to the invention of claim 6, in addition to the effect of the invention of claim 2, by setting the volume ratio of heavy water to fuel rods to be 9.0 or less, the void coefficient can be made sure to be in the vicinity of zero or in the negative region to ensure the self-control performance. Improve to.
請求項7の発明によれば、請求項/または請求項6の
発明による効果に加えて、カランドリア管以外の炉心内
の管をも含む全体の管について重水対燃料棒体積比を自
己制御性能の良い方向へ改善するための配置が行いやす
い。According to the invention of claim 7, in addition to the effect of the invention of claim / or claim 6, the volume ratio of heavy water to the fuel rods of the entire tube including the tubes in the core other than the calandria tube can be controlled by the self-control performance. It is easy to make arrangements for improvement in a positive direction.
請求項8の発明によれば、請求項1,2,6のいずれかの
発明による効果に加えて、制御棒が圧力管内の冷却材で
冷却できるから、制御棒として燃料フオロア付き制御棒
が利用できるようになる。According to the invention of claim 8, in addition to the effect of any one of claims 1, 2 and 6, since the control rod can be cooled by the coolant in the pressure pipe, the control rod with the fuel follower is used as the control rod. become able to.
請求項9の発明によれば、請求項1,2,6,7,8,9のいず
れかの発明による効果に加えて、中性子吸収の少ない金
属が置換物としてカランドリア管の外周囲を包囲するか
ら中性子経済性が良くて且つ燃料に対する中性子の影響
が均等にえられる。According to the invention of claim 9, in addition to the effect of any one of claims 1, 2, 6, 7, 8, and 9, the metal having less neutron absorption surrounds the outer periphery of the calandria tube as a substitute. Therefore, the neutron economy is good and the effect of neutrons on the fuel is evenly obtained.
請求項10の発明によれば、請求項9の発明による効果
を得る際に置換物としてプレスや引抜き加工で得やすい
筒状或いは分割された筒状にして得ることが出来る。請
求項11の発明によれば、請求項10の発明による効果に加
えて、筒が中空であるから軽量な割には重水との置換量
が大きく、且つ厚みが厚い割には中空で中性子吸収が少
ないから、より経済的に重水体燃料体積比の改善が成さ
れる。According to the invention of claim 10, when the effect according to the invention of claim 9 is obtained, the substitute can be obtained in a tubular shape or a divided tubular shape that can be easily obtained by pressing or drawing. According to the invention of claim 11, in addition to the effect of the invention of claim 10, since the cylinder is hollow, the amount of replacement with heavy water is large for the lightweight, and the neutron absorption is hollow for the large thickness. Since the amount of fuel is small, the volume ratio of heavy water fuel can be improved more economically.
請求項12の発明によれば、請求項10または11の発明に
よる効果に加えて、筒が分割されているから、炉心内へ
の搬入組立が狭くても容易に成せる。According to the twelfth aspect of the invention, in addition to the effect of the tenth or eleventh aspect of the invention, since the cylinder is divided, it can be easily carried out even if the loading and assembling into the core is narrow.
請求項13の発明によれば、請求項2または9の発明に
よる効果に加えて、置換物の材質をジルコニユウム合金
あるいはアルミニユウムあるいはアルミニユウム合金と
することで中性子吸収の少ない性質はもちろんのこと耐
腐食及び強度も十分にえられる実用的なる構造が得られ
る。According to the invention of claim 13, in addition to the effect of the invention of claim 2 or 9, in addition to the property of little neutron absorption, corrosion resistance and corrosion resistance can be obtained by using a zirconium alloy or aluminum or aluminum alloy as the material of the substitute. A practical structure with sufficient strength can be obtained.
請求項14の発明によれば、請求項2,9,10,11,12,13の
いずれかの発明による効果に加えて、カランドリア管の
配列の工夫によつても重水対燃料体積比をカランドリア
タンクを大きくすることなく成せるから、設計の自由度
が広がる。According to the invention of claim 14, in addition to the effect of any of the inventions of claims 2, 9, 10, 11, 12, 13 and by devising the arrangement of the calandria pipe, Since the doria tank can be made without increasing the size, the degree of freedom in design is expanded.
請求項15の発明によれば、請求項9,10,11,12,13のい
ずれかの発明による効果に加えて、炉心の中でも比較的
出力密度の高い領域に重水の置換物が採用されて、他に
は採用しないから、中性子経済が良く、出力分布の平坦
化が成せる。According to the invention of claim 15, in addition to the effect of the invention of any one of claims 9, 10, 11, 12, 13 is, the substitution of heavy water is adopted in the region of relatively high power density in the core. , Because it is not adopted elsewhere, the neutron economy is good and the output distribution can be flattened.
請求項16の発明によれば、請求項15の発明による効果
に加えて、炉心内の各出力密度領域ごとに重水の置換物
の厚みを変更して、あるいはその置換物の厚みが軸方向
において異ならして、あるいはその両方を利用して、出
力密度に比例してその置換物の厚みを変えてあるから、
出力分布の平坦化がよりよく行える。According to the invention of claim 16, in addition to the effect of the invention of claim 15, by changing the thickness of the heavy water substitute for each power density region in the core, or the thickness of the substitute in the axial direction Since the thickness of the substitute is changed in proportion to the power density by using the difference or both,
The output distribution can be flattened better.
第1図は本発明による圧力管型原子炉の一実施例におけ
るカランドリア管の配列を示すカランドリアタンク内部
の平断面図、第2図は第1図の原子炉炉心部の構造を示
すカランドリアタンクの側断面図、第3図は第1図の実
施例の制御棒案内管または中性子計装管が含まれる部位
の単位となる圧力管の配列を示す拡大図、第4図は圧力
管型原子炉のボイド反応度係数と重水対燃料体積比との
関係を示すグラフ図、第5図は本発明による圧力管型原
子炉のカランドリアタンク内のカランドリア管の外側に
円筒を取り付けた実施例を示す平断面図、第6図は第5
図の実施例のカランドリア管部の縦断面図、第7図は第
6図の実施例の上部管板の管の貫通状態を示す平面図、
第8図は第5図の実施例のカランドリアタンク内部の管
の全体の配列を示す断面図、第9図は本発明の図であ
り、止め具による円筒の取り付け状況を示す斜視図、第
10図は本発明の図であり、止め具による円筒の取り付け
状況を示す平断面の部分図、第11図は本発明の図であり
管の正三角形状の配列の配置図、第12図は管の正方格子
状の配列の配置図、第13図は本発明の図であり、中空構
造の円筒の一部を示す平断面図、第14図は従来のカラン
ドリア管の配列の一を示す図、第15図は第14図の従来例
の単位となる圧力管の配列を示す配置図、第16図は圧力
管型原子炉の中性子増倍係数と重水燃料体積比との関係
を示すグラフ図、第17図は、本発明の図であり、圧力管
型原子炉の炉心の4分の1の領域の平断面図、第18図は
本発明の図であり、第17図の炉心の2分の1の領域の縦
断面図、第19図は本発明の図であり、カランドリア管内
の4分の1の領域の平断面図、第20図は本発明の図であ
り、炉心の軸方向における出力ピーキング係数を示した
グラフ図である。 1……カランドリア管、2……カランドリアタンク、3
……圧力管、4……制御棒案内管、5……中性子計装
管、6……上部管板、7……下部管板、8……最小間
隙、9……円筒、10……重水、11……止め具、12……止
め具差込み方向、13……中空円筒の外板、14……中空円
筒の内板、15……中空円筒の分割端、16……スペーサ、
17……中空部、18……溶接個所。FIG. 1 is a plan sectional view of the interior of a calandria tank showing an arrangement of calandria tubes in an embodiment of a pressure tube type reactor according to the present invention, and FIG. 2 is a calandria showing the structure of the reactor core portion of FIG. FIG. 3 is a side sectional view of the tank, FIG. 3 is an enlarged view showing an arrangement of pressure pipes as a unit of a portion including the control rod guide pipe or the neutron instrumentation pipe of the embodiment of FIG. 1, and FIG. 4 is a pressure pipe type. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the void reactivity coefficient of a nuclear reactor and the volume ratio of heavy water to fuel, and FIG. 5 shows an embodiment in which a cylinder is attached to the outside of the calandria pipe in the calandria tank of the pressure tube reactor according to the present invention. FIG. 6 is a plan sectional view showing
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of the calandria tube portion of the embodiment shown in FIG. 7, and FIG. 7 is a plan view showing the penetration state of the tube of the upper tube sheet of the embodiment of FIG.
FIG. 8 is a sectional view showing the entire arrangement of the pipes inside the calandria tank of the embodiment of FIG. 5, FIG. 9 is a view of the present invention, and is a perspective view showing a mounting state of a cylinder by a stopper.
FIG. 10 is a view of the present invention, which is a partial cross-sectional view showing a mounting state of a cylinder by a stopper, FIG. 11 is a view of the present invention, which is a layout drawing of an equilateral triangular array of pipes, and FIG. 12 is Arrangement view of a square lattice arrangement of tubes, FIG. 13 is a view of the present invention, a plan sectional view showing a part of a hollow cylinder, FIG. 14 is a view showing an example of an arrangement of conventional Calandria tubes , FIG. 15 is a layout drawing showing the arrangement of pressure tubes as a unit of the conventional example of FIG. 14, and FIG. 16 is a graph showing the relationship between the neutron multiplication factor and the heavy water fuel volume ratio of the pressure tube reactor. FIG. 17 is a diagram of the present invention, a plane sectional view of a region of a quarter of the core of a pressure tube reactor, FIG. 18 is a diagram of the present invention, and FIG. Fig. 19 is a longitudinal sectional view of a 1/4 region, Fig. 19 is a diagram of the present invention, a plane sectional view of a 1/4 region in a calandria tube, Fig. 20 is a diagram of the present invention, and the axial direction of the core In Is a graph showing the force peaking factor. 1 ... Calandria tube, 2 ... Calandria tank, 3
...... Pressure tube, 4 Control rod guide tube, 5 Neutron instrumentation tube, 6 upper tube plate, 7 lower tube plate, 8 minimum gap, 9 cylinder, 10 heavy water , 11 …… stopper, 12 …… stopper insertion direction, 13 …… hollow cylinder outer plate, 14 …… hollow cylinder inner plate, 15 …… hollow cylinder split end, 16 …… spacer,
17 ... Hollow part, 18 ... Welding part.
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 賢一 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 平2−243996(JP,A)Front Page Continuation (72) Kenichi Suzuki Inventor Kenichi Suzuki, 1-1, Sachimachi, Hitachi, Ibaraki Inside Hitachi Factory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-2-243996 (JP, A)
Claims (16)
管をカランドリア管内に納め、そのカランドリア管が重
水を納めたカランドリアタンク内に配列された重水減速
圧力管型原子炉において、前記カランドリア管を重水対
燃料体積比が9.0以下に成る密度にて正三角形格子状に
配列したことを特徴とした圧力管型原子炉。1. A heavy water deceleration pressure tube reactor in which a pressure pipe containing nuclear fuel and through which a coolant flows is contained in a calandria pipe, and the calandria pipe is arranged in a calandria tank containing heavy water. A pressure tube reactor characterized in that the tubes were arranged in an equilateral triangular lattice at a density such that the volume ratio of heavy water to fuel was 9.0 or less.
管をカランドリア管内に納め、そのカランドリア管が重
水を納めたカランドリアタンク内に配列された重水減速
圧力管型原子炉において、前記カランドリア管の外周囲
にその外周近傍の前記重水と置換された前記カランドリ
ア管とは別に中性子吸収の少ない置換物が配置されてい
ることを特徴とした圧力管型原子炉。2. A heavy water deceleration pressure tube type nuclear reactor in which a pressure pipe containing a nuclear fuel and through which a coolant flows is contained in a calandria pipe, and the calandria pipe is arranged in a calandria tank containing heavy water. A pressure tube reactor characterized in that a substitute having a small amount of neutron absorption is arranged in the outer periphery of the pipe in addition to the calandria pipe replaced with the heavy water in the vicinity of the outer periphery thereof.
ンドリアタンクに通したカランドリア管を液密に取付け
て重水の保有領域を作る圧力管型原子炉において、前記
カランドリアタンクの構成部材に前記カランドリア管を
固定してから中性子吸収の少ない材質から成り複数に分
割された筒を前記カランドリア管外周囲に搬入して前記
複数に分割された筒を前記カランドリア管の外周囲を覆
う形状に組立ることを特徴とした圧力管型原子炉の組立
方法。3. A pressure tube reactor for forming a heavy water holding region by liquid-tightly attaching a calandria pipe passing through the calandria tank to a constituent member of the calandria tank, wherein the calandria tank is included in the constituent member of the calandria tank. After fixing the pipe, a plurality of divided cylinders made of a material having a small neutron absorption are carried into the outer periphery of the calandria pipe, and the plurality of divided pipes are assembled into a shape covering the outer periphery of the calandria pipe. A method for assembling a pressure tube type reactor characterized by.
ンドリアタンクに通したカランドリア管を液密に取付け
て重水の保有領域を作る圧力管型原子炉において、中性
子吸収の少ない材質から成る筒状部材を前記重水の保有
領域に搬入し、次ぎに前記カランドリアタンクの構成部
材に前記カランドリア管を挿通する際に前記搬入済の筒
状部材にも前記カランドリア管を挿通し、その後に前記
カランドリアタンクの構成部材に前記カランドリア管を
取付けることを特徴とした圧力管原子炉の組立方法。4. A tubular member made of a material having a low neutron absorption in a pressure tube type reactor for forming a heavy water holding region by liquid-tightly attaching a calandria pipe passing through the calandria tank to a constituent member of the calandria tank. To the holding area of the heavy water, and then when the calandria pipe is inserted into the component parts of the calandria tank, the calandria pipe is also inserted into the tubular member that has already been carried in, and then the calandria tank is inserted. A method for assembling a pressure tube nuclear reactor, characterized in that the calandria tube is attached to the above-mentioned constituent members.
に配置される部材であつて、前記部材は中性子吸収の少
ない材質から成り、組立形状が前記カランドリア管が挿
通できる大きさの筒状部材であることを特徴とした圧力
管型原子炉の重水減速材の置換物。5. A member arranged on the outer periphery of a calandria pipe of a pressure tube type reactor, wherein the member is made of a material having a small neutron absorption, and has an assembly shape of a cylindrical shape which can be inserted through the calandria pipe. A substitute for a heavy water moderator for a pressure tube reactor characterized by being a member.
0以下に成る密度にて前記圧力管を正三角形格子状に配
列したことを特徴とした圧力管型原子炉。6. The heavy water to fuel volume ratio as set forth in claim 2.
A pressure tube type reactor characterized in that the pressure tubes are arranged in an equilateral triangular lattice at a density of 0 or less.
いくつかに代えて当該配列位置に原子炉の制御棒案内管
または中性子計装置内管またはポイズン管を配置したこ
とを特徴とした圧力管型原子炉。7. The pressure according to claim 1, wherein some of the pressure tubes are replaced with a control rod guide tube of a nuclear reactor, a neutron meter device inner tube, or a poison tube. Tube reactor.
記圧力管のいくつかの内部の冷却材中に燃料フオロア付
き制御棒を配置したことを特徴とした圧力管原子炉。8. A pressure tube nuclear reactor according to claim 1, wherein a control rod with a fuel follower is arranged in a coolant inside some of the pressure tubes.
て、重水の置換物として前記カランドリア管の外周囲を
包囲する様に中性子吸収の少ない材質から成る金属が前
記カランドリア管とは別に配置されていることを特徴と
した圧力管型原子炉。9. The calandria tube according to any one of claims 1, 2, 6.7 and 8, wherein a metal made of a material having a small neutron absorption so as to surround the outer periphery of the calandria tube as a substitute for heavy water is the calandria tube. A pressure tube reactor characterized by being installed separately.
しての前記金属は組立形状が前記カランドリア管の外周
囲を包囲する筒を成していることを特徴とした圧力管型
原子炉。10. The pressure tube type nuclear reactor according to claim 9, wherein the metal as a substitute for the heavy water has an assembled shape that forms a cylinder surrounding the outer periphery of the calandria tube.
しての前記筒は前記筒の壁自体が中空であることを特徴
とした圧力管型原子炉。11. The pressure tube reactor according to claim 10, wherein the cylinder as the substitute for the heavy water has a hollow wall itself.
前記重水の置換物としての前記筒は周方向または軸方向
の少なくとも一方向に分割された複数の部品から成るこ
とを特徴とした圧力管型原子炉。12. The method according to any one of claims 10 and 11,
The pressure tube reactor, wherein the cylinder as the substitute of the heavy water is composed of a plurality of parts divided in at least one of a circumferential direction and an axial direction.
記重水の置換物の材質はジルコニウム合金またはアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とした
圧力管型原子炉。13. The pressure tube reactor according to claim 2, wherein the material of the substitute for heavy water is a zirconium alloy, aluminum or an aluminum alloy.
において、前記カランドリア管は正三角形状に配列され
ていることを特徴とした圧力管型原子炉。14. The pressure tube reactor according to claim 2, wherein the calandria tubes are arranged in an equilateral triangle shape.
おいて、前記重水の置換物は前記カランドリアタンク内
の比較的出力密度の高い領域に配置されていることを特
徴とした圧力管型原子炉。15. The replacement of heavy water according to any one of claims 9, 10, 11, 12, and 13, wherein the replacement of heavy water is arranged in a region of relatively high power density in the calandria tank. And a pressure tube reactor.
出力密度に比例して厚さを厚くされていることを特徴と
した圧力管型原子炉。16. The pressure tube nuclear reactor according to claim 15, wherein the heavy water substitute has a thickness increased in proportion to a power density.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1242050A JPH087270B2 (en) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | Pressure tube reactor |
| CA002025713A CA2025713C (en) | 1989-09-20 | 1990-09-19 | Pressure-tube type heavy-water moderated nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1242050A JPH087270B2 (en) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | Pressure tube reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03105285A JPH03105285A (en) | 1991-05-02 |
| JPH087270B2 true JPH087270B2 (en) | 1996-01-29 |
Family
ID=17083527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1242050A Expired - Lifetime JPH087270B2 (en) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | Pressure tube reactor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087270B2 (en) |
| CA (1) | CA2025713C (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111316374B (en) * | 2017-06-23 | 2024-01-30 | 坎杜能源公司 | System and method for nuclear reactor tube and end fittings using tube geometry |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0721546B2 (en) * | 1989-03-16 | 1995-03-08 | 動力炉・核燃料開発事業団 | Reactor with integrated pressure vessel structure |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP1242050A patent/JPH087270B2/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-09-19 CA CA002025713A patent/CA2025713C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2025713A1 (en) | 1991-03-21 |
| CA2025713C (en) | 1998-11-03 |
| JPH03105285A (en) | 1991-05-02 |
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