JP7721005B2 - 小型原子炉装置およびその運用方法 - Google Patents

Description

本発明は小型原子炉装置およびその運用方法に関する。

小型モジュール型原子炉は主な設計概念および特性によって冷却剤の強制循環型と自然循環型に分類される。このような小型モジュール型原子炉は、コンパクトなサイズおよび原子炉内部に炉心、蒸気発生器（冷却剤ポンプ強制循環ＳＭＲの場合）などが集束されている。したがって、原子炉内部の設計の際、炉心下部での円滑な冷却剤の流動のためにＩＣＩ（Ｉｎ－Ｃｏｒｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）アセンブリが備えられる。

ＩＣＩアセンブリは、正常運転時に必ず必要な原子炉内部の情報を把握することができる。このようなＩＣＩアセンブリは原子炉上部から炉心まで至る方式で備えられる。原子炉は内部炉心上部に制御棒集合体およびその他の設備が構造上必須となっている。

ＩＣＩアセンブリはこのような原子炉内部の構造物と共に４５個に達するなど多数がともに備えられている。小型モジュール原子炉はコンパクトな内部構造を有するため、炉心上部の内部流路にＩＣＩアセンブリまで備えると内部流動効率の低下が生じ得る問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、小型モジュール原子炉内部に装着される各種計測装備の連結チューブなどが大型商業炉のように原子炉下部に設置できるようにすることによって、内部冷却水の流路を確保可能にすることにある。

また、これにより原子炉出力と直接関連のある流動効率の向上に寄与できるようにすることにある。

また、計画予防整備時の整備性（例：核燃料交換など）の向上に寄与できるようにすることにある。

本発明の課題は以上で言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は以下の記載から当業者に明確に理解されるものである。

前記課題を達成するための本発明の一態様（ａｓｐｅｃｔ）による小型原子炉装置は、内部に炉心を含む本体ユニットと、前記本体ユニットの内部の開閉のために前記本体ユニットから装着および取り外しが可能なように備えられる開閉ユニットを含み、前記開閉ユニットは前記本体ユニットの内部で下方への載置に基づいて装着および取り外しが可能なように備えられ、前記開閉ユニットは小型原子炉の状態計測のための多数のＩＣＩ（Ｉｎ－ｃｏｒｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎ）モジュールが挿入装着される。

また、前記開閉ユニットは前記本体ユニットの内部に位置した状態で下方への移動に基づいて装着および取り外しが可能なように備えられる。

また、前記開閉ユニットは多数のＩＣＩモジュールが挿入装着される。

また、前記ＩＣＩモジュールは上方端部が前記本体ユニットの前記炉心が位置する内部位置に及ばないように挿入装着される。

また、前記本体ユニットは前記開閉ユニットが装着される下方の装着部を含み、前記装着部は上部に陥入部が形成される突出部を含み、前記開閉ユニットは、前記装着部に装着され、前記小型原子炉の動作に応じた内部圧力によって下方に加圧される。

また、前記開閉ユニットは、載置本体部と、前記載置本体部から周縁部の少なくとも一部に延びる延長本体部を含み、前記延長本体部は、前記突出部の間の開放空間に進入して前記突出部に装着され、前記延長本体部は前記陥入部に進入して前記突出部の上部に載置するように装着される。

また、前記開閉ユニットは、前記延長本体部の周縁部に第１装着溝が形成され、前記第１装着溝には前記内部空間の密閉力向上のためのリング形状の第１金属仕上げ材が装着され、前記載置本体部の周縁部に第２装着溝が形成され、前記第２装着溝には前記内部空間の密閉力向上のためのリング形状の第２金属仕上げ材が装着され、前記延長本体部は前記第１金属仕上げ材が前記延長本体部の外径よりも大きい第１数値で突出し、前記本体ユニットに対応するように装着され、前記載置本体部は前記第２金属仕上げ材が前記載置本体部の外径よりも大きい第２数値で突出し、前記本体ユニットに対応するように装着される。

また、前記開閉ユニットは、前記本体ユニットの内部空間に後退して取り外される内部取り外し動作と、前記内部取り外し動作に応じて前記内部空間で設定角度に進入方向が変更される進入方向変更動作と、前記進入方向変更動作に応じて前記開放空間を経由して前記本体ユニットから取り外される外部取り外し動作に基づいて前記本体ユニットから取り外される。

また、前記小型原子炉は、前記本体ユニットと前記開閉ユニットに基づいて計画予防整備が行われ、前記計画予防整備は前記小型原子炉の核燃料交換を含む。

また、前記小型原子炉は、前記本体ユニットと前記開閉ユニットに基づいて内部の冷却水流路の設置のための余裕空間が確保される。

前記課題を達成するための本発明の他の態様（ａｓｐｅｃｔ）による小型原子炉装置の運用方法は、小型原子炉の原子力発電を準備する段階；および前記小型原子炉の原子力発電が行われる段階を含み、前記小型原子炉は、内部に炉心を含む本体ユニットと、前記本体ユニットの内部の開閉のために前記本体ユニットから装着および取り外しが可能なように備えられる開閉ユニットを含む。

前記のような本発明の小型原子炉装置およびその運用方法によれば、次のような効果が一つあるいはそれ以上ある。

本発明は小型モジュール原子炉内部に装着される各種計測装備の連結チューブなどが大型商業炉のように原子炉下部に設置できるようにすることによって、内部冷却水の流路を確保できるようにすることができる。

また、これにより原子炉出力と直接関連のある流動効率の向上に寄与することができる。

また、計画予防整備時の整備性（例：核燃料交換など）の向上に寄与することができる。

本発明の一実施形態による小型原子炉装置の一部を示す図である。 図１による小型原子炉装置の構成を示す図である。 図１による小型原子炉装置の下部が開閉される状態を示す図である。 図１による小型原子炉装置の下部が開閉される状態を示す図である。 図１による小型原子炉装置の下部が開閉される状態を示す図である。 図１による小型原子炉装置の下部が開閉される状態を示す図である。 図１による小型原子炉装置の構成を詳細に示す図である。 本発明の一実施形態による小型原子炉装置の運用方法を順次に示すフローチャートである。

以下、添付する図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。本発明の利点および特徴、以下、添付する図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。本発明の利点および特徴、並びにこれらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すると明確になる。しかし、本発明は以下に開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現することができ、本実施形態は単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。明細書全体にわたって同一の参照符号は同一の構成要素を指すものとする。

図１および図２を参照すると、本発明の一実施形態による小型原子炉装置１００は、本体ユニット１１０および開閉ユニット１２０を含む。図４を参照すると、前記本体ユニット１１０は装着部１１１を含む。

前記本体ユニット１１０の前記装着部１１１は突出部１１１２を含む。前記開閉ユニット１２０は載置本体部１２１および延長本体部１２２を含む。前記小型原子炉装置１００の前記本体ユニット１１０は内部に炉心５０を含む。

このような前記小型原子炉装置１００の前記開閉ユニット１２０は、前記本体ユニット１１０の内部の開閉のために前記本体ユニット１１０に装着が可能である。前記開閉ユニット１２０は前記本体ユニット１１０の内部の開閉のために前記本体ユニット１１０から取り外しがである。

前記開閉ユニット１２０は前記本体ユニット１１０の内部で下方への載置が可能である。前記開閉ユニット１２０はこのような下方への載置に基づいて前記装着と前記取り外しが可能なように備えられる。前記開閉ユニット１２０は多数のＩＣＩ（Ｉｎ－ｃｏｒｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎ）モジュール１３０が挿入装着される。

さらに前記ＩＣＩモジュール１３０は小型原子炉装置１００の状態計測を行う。前記ＩＣＩモジュール１３０は上方端部が前記本体ユニット１１０の前記炉心５０が位置する内部位置に及ばないように挿入装着される。

前記本体ユニット１１０の前記装着部１１１は前記開閉ユニット１２０が装着される下方の領域に該当する。前記装着部１１１の前記突出部１１１２は上部に陥入部１１１１が形成される。

なお、前記開閉ユニット１２０は前記装着部１１１に装着される。前記開閉ユニット１２０は、前記小型原子炉装置１００の動作に応じた内部圧力によって下方に加圧される。前記開閉ユニット１２０の前記載置本体部１２１は前記本体ユニット１１０に載置する。

前記開閉ユニット１２０の前記延長本体部１２２は、前記載置本体部１２１から周縁部の少なくとも一部に延びて備えられる。前記延長本体部１２２は、前記突出部１１１２の間の開放空間Ｓに進入して前記突出部１１１２に装着される。

ここで前記延長本体部１２２は前記陥入部１１１１に進入して前記突出部１１１２の上部に載置するように装着される。図３ないし図６を参照すると、前記開閉ユニット１２０は内部取り外し動作、進入方向変更動作および外部取り外し動作に基づいて装着および取り外しが行われる。

前記開閉ユニット１２０の前記内部取り外し動作は、前記本体ユニット１１０の内部空間Ｉに後退して取り外される動作に該当する。前記開閉ユニット１２０の前記進入方向変更動作は、前記内部取り外し動作に応じて前記内部空間Ｉで設定角度に進入方向が変更される動作に該当する。

さらに前記開閉ユニット１２０の前記外部取り外し動作は、前記進入方向変更動作に応じて前記開放空間Ｓを経由する動作を含む。次に前記開閉ユニット１２０の前記進入方向変更動作は設定角度に進入方向が変更された後、前記本体ユニット１１０から取り外される動作を含む。

前記小型原子炉装置１００は前記本体ユニット１１０と前記開閉ユニット１２０に基づいて計画予防整備が行われる。前記計画予防整備は前記小型原子炉装置１００の核燃料交換などを含む。

このような前記小型原子炉装置１００は前記本体ユニット１１０と前記開閉ユニット１２０に基づいて内部の冷却水流路の設置のための余裕空間が確保される。

図７を参照すると、前記開閉ユニット１２０は前記延長本体部１２２の周縁部に第１装着溝１２１Ｈが形成される。前記第１装着溝１２１Ｈには前記内部空間Ｉの密閉力向上のためのリング形状の第１金属仕上げ材１４０が装着される。

ここで前記載置本体部１２１の周縁部に第２装着溝１２２Ｈが形成される。前記第２装着溝１２２Ｈには前記内部空間Ｉの密閉力向上のためのリング形状の第２金属仕上げ材１５０が装着される。

前記延長本体部１２２は前記第１金属仕上げ材１４０が前記延長本体部１２２の外径よりも大きい第１数値で突出し、前記本体ユニット１１０に対応するように装着される。

さらに前記載置本体部１２１は前記第２金属仕上げ材１５０が前記載置本体部１２１の外径よりも大きい第２数値で突出し、前記本体ユニット１１０に対応するように装着される。

図８を参照すると、本発明の一実施形態による小型原子炉装置の運用方法Ｓ１００は、運用のための小型原子炉装置１００の原子力発電の準備あるいは選定が行われる。次に、前記小型原子炉装置１００の原子力発電が行われる。

このような前記小型原子炉装置１００は、内部に本体ユニット１１０と、前記本体ユニット１１０の内部の開閉のために前記本体ユニット１１０から装着および分離が可能なように備えられる開閉ユニット１２０を含む。

以上と添付する図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。

Claims (9)

1. 小型原子炉装置の運用方法であって、
   小型原子炉の原子力発電を準備する段階；および
   前記小型原子炉の原子力発電が行われる段階を含み、
   前記小型原子炉は、
   内部に炉心を含む本体ユニットと、前記本体ユニットの内部の開閉のために前記本体ユニットから装着および分離が可能なように備えられる開閉ユニットを含み、
   前記開閉ユニットは前記本体ユニットの内部に位置した状態で下方への移動に基づいて装着および分離が可能なように備えられる、小型原子炉装置の運用方法。
2. 前記開閉ユニットは多数のＩＣＩ（Ｉｎ－ｃｏｒｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）モジュールが挿入装着される、請求項１に記載の小型原子炉装置の運用方法。
3. 前記ＩＣＩモジュールは上方端部が前記本体ユニットの前記炉心が位置する内部位置に及ばないように挿入装着される、請求項２に記載の小型原子炉装置の運用方法。
4. 小型原子炉装置の運用方法であって、
   小型原子炉の原子力発電を準備する段階；および
   前記小型原子炉の原子力発電が行われる段階を含み、
   前記小型原子炉は、
   内部に炉心を含む本体ユニットと、前記本体ユニットの内部の開閉のために前記本体ユニットから装着および分離が可能なように備えられる開閉ユニットを含み、
   前記本体ユニットは、
   前記開閉ユニットが装着される下方の装着部を含み、前記装着部は上部に陥入部が形成される突出部を含み、
   前記開閉ユニットは、
   前記装着部に装着され、前記小型原子炉の動作に応じた内部圧力によって下方に加圧される、小型原子炉装置の運用方法。
5. 前記開閉ユニットは、
   載置本体部と、前記載置本体部から周縁部の少なくとも一部に延びる延長本体部を含み、
   前記延長本体部は、
   前記突出部の間の開放空間に進入して前記突出部に装着され、
   前記陥入部に進入して前記突出部の上部に載置するように装着される、請求項４に記載の小型原子炉装置の運用方法。
6. 前記開閉ユニットは、
   前記本体ユニットの内部空間に後退して取り外される内部取り外し動作と、
   前記内部取り外し動作に応じて前記内部空間で設定角度に進入方向が変更される進入方向変更動作と、
   前記進入方向変更動作に応じて前記開放空間を経由して前記本体ユニットから取り外される外部取り外し動作に基づいて前記本体ユニットから分離される、請求項５に記載の小型原子炉装置の運用方法。
7. 前記小型原子炉は、
   前記本体ユニットと前記開閉ユニットに基づいて計画予防整備が行われ、前記計画予防整備は前記小型原子炉の核燃料交換を含む、請求項５に記載の小型原子炉装置の運用方法。
8. 前記小型原子炉は、
   前記本体ユニットと前記開閉ユニットに基づいて内部の冷却水流路の設置のための余裕空間が確保される、請求項５に記載の小型原子炉装置の運用方法。
9. 小型原子炉装置であって、
   内部に炉心を含む本体ユニットと、
   前記本体ユニットの内部の開閉のために前記本体ユニットから装着および分離が可能なように備えられる開閉ユニットを含み、
   前記開閉ユニットは前記本体ユニットの内部で下方への載置に基づいて装着および分離が可能なように備えられ、
   前記開閉ユニットは小型原子炉の状態計測のための多数のＩＣＩ（Ｉｎ－ｃｏｒｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）モジュールが挿入装着される、小型原子炉装置。