JPH0321880B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に、スペクトルシフト加圧水型原
子炉に関し、より詳しくは、スペクトルシフトを
得るために利用される低中性子減速流体の制御装
置に関するものである。

従来の技術状態における軽水加圧型原子炉の場
合、その炉心は、過剰反応度を有するように設計
される。原子炉の運転に伴なつて過剰反応度は、
原子炉の炉心が核反応を持続しえなくなるまで、
非常にゆつくりと消耗され、この時に、原子炉の
燃料交換が必要になる。これは通常は１年の期間
に亘つて生ずる。燃料交換は、原子炉の完全な運
転停止を必要とし、非常に時間がかかるため、原
子炉の燃料交換と燃料交換との間の時間を最大に
する（炉心の寿命を長くする）ことが強く望まれ
ている。炉心の寿命を延長させることは、相当に
高い過剰反応度を炉心に与えることによつて通常
達成される。

核分裂過程に対する制御、即ち、過剰反応度に
よつて必要となる制御を含めた反応度制御は、原
子炉の炉心内の中性子吸収物質の量を変えること
によつて通常達成される。炉心に対し出入するよ
うに可動とした、中性子吸収物質を含有する制御
棒は、反応度を制御するための１つの方法であ
る。原子炉冷却材中に溶解させた可燃性及び不燃
性の中性子毒物は、反応度制御の別の方法であ
る。原子炉の運転により反応度が低下するにつれ
て、この毒物は、原子炉の運転により燃焼するこ
とによつて除去されるか、又は、その目的のため
に設計された別の系統によつて物理的に除去され
る。溶存毒物と制御棒との組合せが、多くの場
合、原子炉及び過剰反応度を制御するために利用
される。

不都合なことに、制御娩と毒物とによる制御
は、生理的に使用されるはずの中性子を吸吸して
しまう。例えば、過剰反応度によつて生じた中性
子は、燃料集合体中の親物質をプルトニウム又は
核分裂性ウランに変えるために使用しえたはずの
ものである。これらのプルトニウム又は核分裂性
ウランは、核分裂によつて炉心の寿命を更に長く
することに寄与するものである。このように、制
御棒及び溶存毒物の使用によつて非常に有効な原
子炉の制御が得られるとしても、この使用によつ
て高価なウランが相当に無効に減損させる。その
ため、炉心寿命又は燃料交換の間の時間を更に延
長させ、燃料コストを低下させるには、過剰反応
度の制御は行なつても、過剰反応度に関連した中
性子の抑制は行なわないことが得策と思われる。

よく知られているように、燃料サイクルの最初
の部分の間に「硬い」（高エネルギーの）中性子
スペクトルを用いて、過剰反応度を減少させ、親
物質から核分裂性物質への転換率を増大させ、次
に、燃料サイクルの後半の間に、より「柔い」
（低エネルギーの）中性子スペクトルを用いて、
以前に生成させた核分裂性物質を核分裂反応させ
ることによつて、反応度を高め、炉心寿命を長く
し、それにより燃料要素の濃縮度を低下させ、生
産物な核分裂性物質の転換を高くすることができ
る。このことを利用した１つの方法は、スペクト
ルシフト制御として知られ、これによつて原子炉
の炉心の寿命を長くすると共に、炉心内の中性子
吸収物質の量を減少させる。この制御法の一例
は、機械的なスペクトルシフト原子炉であり、こ
の原子炉においては、中空の排除棒が、炉心内の
燃料集合体中に設けられている。これらの排除棒
は、もちろん燃料集合体中の同容積の水を排除す
るもので、機械的に引出されるか、又は、利用可
能な容積の水を溢水を得るために孔を明けられ
る。炉心寿命の初期の段階においては、排除棒に
よつて炉心内の水の一部を排除することにより、
中性子スペクトルを“硬”にする。次に前記排除
棒の引出し又は孔明けによる炉心への水の添加に
よつて中性子スペクトルを“軟”にする。本出願
人の米国特許第4432930号明細書に記載の「スペ
クトルシフト原子炉の制御方法」は、１つのそう
した機械的なスペクトルシフト原子炉を開示して
いる。

スペクトルシフトを得るための別の方法によれ
ば、炉心寿命の初期の間に、重水又は酸化重水素
を用いて同容積の炉心の水と置換し、次に、炉心
寿命の後半の間に、重水の容積を徐々に減少さ
せ、通常の原子炉冷却材（軽水）と置換する。そ
れほど効果がない減速材である重水は、燃料のよ
り低い濃縮と、親物質から核分裂性物質へのより
高い転換比とを可能にし、この２つの組合せによ
つて、燃料コストを減少させると共に、炉心寿命
を長くすることが可能となる。

スペクトルシフトの成功は、理解されるよう
に、どんな時点においても原子炉の反応度要求に
適合するように、原子炉に供給される流体減速材
（その混合物も含む）の量を制御し、原子炉から
流体を除去し、後に使用するためにその品位を高
くするための系統に、或る程度まで依存する。

従つて、本発明の主な目的は、低中性子減速流
体及び／又は低中性子減速流体と原子炉の普通の
冷却材との混合物を原子炉の圧力容器に供給する
ために、圧力容器の外部に設けられる制御装置を
提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、スペク
トルシフトのため異なる流体、即ち酸化重水素及
び軽水の混合物を受ける複数の管が内部に組み込
まれた炉心構造を有する原子炉において、該管に
対する流体の供給を制御するための制御装置であ
つて、前記原子炉の圧力容器に出入するように前
記流体を循環させるため、同圧力容器の外部にあ
る少なくとも１つの循環流れループを含み、該循
環流れループが、互いに直列に接続された出口流
路と、熱交換器と、循環ポンプと、供給された流
体減速材の圧力を絞る絞り手段と、入口流路とを
有すると共に、前記絞り手段が、同絞り手段の下
流で前記循環流れループに接続された圧力絞りオ
リフイスを有する、循環手段と、該循環手段中の
流体を加圧して、原子炉冷却材の圧力よりも低い
所定の流体圧力を維持するため、前記循環流れル
ープの前記出口流路に接続された入口配管及び前
記循環流れループの前記入口流路に接続された出
口配管、並びに前記入口及び出口配管間に配置さ
れたヒータを有する流れ回路と、前記熱交換器及
び前記循環ポンプの間に接続された入口ライン、
並びに前記循環ポンプとの間にサージタンクを介
装して同循環ポンプの下流に接続された出口ライ
ンを有する加圧回路とを含み、前記サージタンク
の内部にある流体減速材をガスシールする不活性
ガスは、原子炉冷却材から入力圧力信号を受ける
圧力制御弁に流体連絡している、加圧手段と、前
記循環手段に流体減速材を供給するため、直列に
流体連絡した流体減速材供給源と、補給ポンプ
と、出口管とを備え、同出口管が前記１つもしく
はそれ以上の前記循環流れループに接続されてい
る供給手段と、前記循環手段から流体減速材を除
去するため、前記循環流れループに流体連絡した
入口管と、該入口管に直列に接続された１つもし
くはそれ以上の貯槽とを有するレツトダウン回路
を含み、該レツトダウン回路の入口管と１つもし
くはそれ以上の前記貯槽との間には、前記流体減
速材の圧力を絞るために絞りオリフイス及び絞り
弁が直列に接続されている、除去手段と、前記循
環手段から除去された前記流体減速材の混合物に
おける酸化重水素の濃度を高めるために設けられ
た濃度上昇手段であつて、互いに直列に接続され
た入口配管と、蒸発器と、酸化重水素品位向上塔
と、品位向上ポンプと、高濃度貯槽と、出口配管
とを有する流れ回路を備え、該流れ回路の前記入
口配管が前記除去手段に流体連絡すると共に、該
流れ回路の前記出口配管が前記供給手段に流体連
絡しており、更に、前記高濃度貯槽に並列に前記
供給手段に流体連絡する低濃度貯槽に、前記品位
向上ポンプの低濃度端を接続する流れ管路を備え
る、前記濃度上昇手段と、前記循環流れループの
前記出口流路に接続された入口管と、前記循環ポ
ンプの上流で熱交換器に接続された出口管とを有
する流れ回路を含み、前記入口及び出口管の間
に、互いに直列に結合されフイルタ及びイオン交
換塔が介装されている、純化手段と、該循環手段
に供給される前記流体の濃度を変更するために、
実質的に純粋な高濃度の酸化重水素の供給源と、
酸化重水素及び軽水の混合物の供給源とを備え、
前記混合物は低濃度の酸化重水素を有し、前記高
濃度及び低濃度の酸化重水素の供給源が、該供給
源の各々と前記補給ポンプとの間に弁を介在させ
て、前記補給ポンプの入口に並列に接続されてい
る、濃度変更手段と、を有することを特徴とする
ものである。

次に本発明の好ましい実施例を図面に基づいて
一層詳細に説明する。

図面特に第１，２図には、計画された通常の平
均的な稼動率（約80％）で原子炉が運転されたと
いう想定の下に、18か月の燃料サイクルの間の時
間の関数としてのホウ素及び酸化重水素の１次的
要求がプロツトされている。最初は、炉心内の減
速材制御管には、実質的に純粋な酸化重水素が満
たされている。この濃度は、燃料サイクルの最初
の約60〜70％（この例では、燃料交換のために１
か月を取つて、最初の約11か月に対応する）につ
いて維持せねばならない。第２図には、核燃料イ
ンベントリーの減少と核分裂生成物の毒物の生成
とを補なうために、同じ11か月の期間内にホウ素
濃度を約900ppmから50ppmに減少させることが
示されている。

燃料サイクルの後半、又は、18か月の燃料サイ
クルのうちの12か月から17か月の間、高純度の酸
化重水素の濃度は、燃焼により惹起した反応度の
変化を補なうために、約５重量％まで徐々に軽水
で希釈することができる。この同じ期間中に、ホ
ウ素濃度は、約50ppmに、ほぼ一定に保つてもよ
い。出力、冷却材温度又はキセノン濃度による反
応度の変化は、（100ppmよりも高い場合の）ホウ
素濃度、冷却材温度及び制御棒群の挿入のうちの
或る組合せを変えることによつて補償される。

12か月から18か月までの期間中に、炉心中の減
速材制御管から取出した酸化重水素と軽水との混
合物を、貯蔵し、高純度の酸化重水素となるま
で、品位を高めることができる。原子炉が冷態運
転停止の状態に到達した後、燃料交換作業前に、
燃料サイクルの終了時に存在した残留酸化重水素
は、炉心から除かれ、純粋な濃度まで高められる
ことになる。新燃料で運転を開始する前に、例え
ば減速材制御管を不活性ガスによつてひとまずパ
ージすることにより、該制御管に、実質的に純粋
な酸化重水素を満たし、次に前述した燃料サイク
ルを反復実施する。

第１図に示した酸化重水素濃度を得るための流
体減速材制御装置の一実施例が、第３図に示さ
れ、この制御装置は、一般に、１次減速材制御系
再循環回路（循環手段）１０と、加圧器回路（加
圧手段）１１と、純化回路１２と、レツトダウン
回路１３と、品位向上回路１４と、供給−補充及
び希釈回路１５とを備えている。

再循環回路１０は、酸化重水素又は酸化重水素
と原子炉冷却材との混合物を炉心内の減速材制御
管に出入するように循環させる。加圧器回路１１
は、原子炉冷却材供給系統への漏れ（もしあれ
ば）を防ぐために、酸化重水素の圧力を、原子炉
冷却材の圧力よりも所定値だけ低い値に保持す
る。純化回路１２は、再循環回路１０内に流れる
酸化重水素の部分の連続的な純化を与える。レツ
トダウン回路１３は、再循環回路１０内に流れる
酸化重水素の全部又は一部の除去又は貯蔵を可能
にする。品位向上回路１４は、希釈された酸化重
水素の純度を本質的に純粋な状態まで向上させ
る。供給−補充及び希釈回路１５は、酸化重水素
を再循環回路１０に供給し、失なわれるか又は除
去されるかした流体を補充し、所望の濃度の酸化
重水素と原子炉冷却材との混合物を再循環回路１
０に供給する。

第１図に示した実施例によれば、再循環回路１
０は、炉心の４つの象限２０Ａ，２０Ｂ，２０
Ｃ，２０Ｄの各々にある減速材制御管に出入する
ように流体減速材を同時に循環させる。２つの同
一の１次側回路（循環流れループ）１０Ａ，１０
Ｂを、最大の信頼性のために使用し、各々の１次
側回路１０Ａ，１０Ｂは、４つの象限のうちの２
つずつを受持つ。炉心の象限２０Ａ〜２０Ｄは、
円形の別々の区画として図式的に表わされている
が、各々の象限２０Ａ〜２０Ｄは、炉心の全横断
面に亘り配設された減速材制御管を収容していて
もよい。換言すれば、各々の象限２０Ａ〜２０Ｄ
は、炉心の断面の区画されない1/4の部分を占め
ていてもよい。１次側回路１０Ａ，１０Ｂは同一
の構成を有するため、以下の説明は、どちらの回
路に対して適用される。酸化重水素は、炉心の象
限２０Ａ，２０Ｃの各々から排出され、平行な配
管（出口流路）２１を通つて流れる。配管２１
は、１次の電動締切り弁２２と逆止弁２３とを
各々備えている。排出流は、配管２４において１
つになり、熱交換器２５を通つて流れる。熱交換
器２５の胴側には蒸気発生器の給水が流れるよう
になつている。熱交換器２５は、減速材制御管中
に１次的に存在し再循環回路１０中に２次的に存
在する酸化重水素の沸騰を防止するために、酸化
重水素を過冷却された状態に保つために使用され
る。普通の要素冷却水を蒸気発生器の給水の代り
に熱交換器２５内において使用してもよい。この
ように代用された冷却水は、設計及び製造を簡単
にするが、出力の損失が無視できなくなることが
ある。そのため、蒸気発生器の給水を加熱するた
めの酸化重水素の再循環回路１０のエネルギーを
冷却手段として用いることが適切である。熱交換
器２５を付勢すると、酸化重水素は、主再循環ポ
ンプ２６の吸引ポートに入り、再循環ポンプ２６
は、低中性子の流体減速材を絞りオリフイス２７
から配管（入口流路）２８を経て並列配管２９に
供給する。酸化重水素D₂Oは、配管２９に分流さ
れた後、電動締切り弁３０と、１対の一方向逆止
弁３１を通つて流れる。酸化重水素は、逆止弁３
１から配管（入口流路）３２に入り、次に炉心の
象限２０Ａ，２０Ｃに再び入り、炉心内の減速材
制御管を通つて流れる。このサイクルが反復され
る。

なお、炉心内の減速材制御管を通る酸化重水素
の連続した再循環によつて炉心が冷却されるた
め、原子炉のトリツプの際に再循環回路１０によ
つて緊急高圧崩壊熱除去能力が与えられる。

加圧器回路１１は、酸化重水素又はその混合物
の圧力を、原子炉の冷却材の圧力よりも約3.7〜
6.1Kg／cm²（50〜80psi）低い圧力に保持する。低
中性子流体減速材の圧力が低いことによつて、原
子炉の１次冷却材系への漏れが最小になる。低中
性子流体減速材の圧力をできるだけ高い値に保つ
て、減速材制御管内の過冷された状態を保ち、再
循環回路１０内の酸化重水素の流量を絶対的に最
小にすることも、同様に大切である。減速材制御
系の最適作動圧力は、原子炉冷却材系の圧力より
も約3.7Kg／cm²（50psi）低い値である。加圧器回
路１１はこの目的のために用いられる。絞りオリ
フイス２７は、酸化重水素又はその混合物の比較
的低い最適作動圧力よりも低い圧力を得るために
使用される。即ち、加圧器回路１１は、圧力を制
御するものである。低中性子流体減速材の一部
は、配管２４から電動締切り弁３５を経て加圧タ
ンク（冷却器３７により圧力制御される）に偏向
される。冷却器３７は、配管３８及び弁３９によ
つて、要素冷却水によつて冷却される。冷却器３
７からの排出流は、配管４０及び４１を経て、絞
りオリフイス２７の下流側の配管２８に流入す
る。

純化回路１２は、前述したように、再循環回路
１０を通つて流れる酸化重水素又はその混合物の
純度を保持する。純化回路１２は、再循環ポンプ
２６により生じた水頭を利用して、再循環回路１
０内の流れの或る所望の部分を、弁４５、再生熱
交換器４６及び冷却器４６を経て導く。再生熱交
換器４６は、過された低中性子流体減速材によ
つて、また冷却器４７は、要素冷却水によつて、
それぞれ冷却される。冷却器４７を離れた流体減
速材は、熱交換器４６の胴側に入り、そこで再生
的に加熱された後、弁５０を経て、再循環ポンプ
２６の吸引側に流入する。なお、純化回路１２
は、再循環回路１０を通る流れの一部を絶えず純
化し、弁４５は流量制御を受持つ。弁５１は、イ
オン交換塔４９のバイパス用に用いられる。

レツトダウン回路１３は、原子炉の炉心内の減
速材制御管から低速中性子の流体減速材の全部又
は一部を除去するために用いられる。この除去
は、前述した燃料サイクルの例においては、11か
月目の間に、又は燃料サイクルの17か月目の後に
低濃度の酸化重水素混合物を完全に取除いた後
に、原子炉の冷却材（軽水）で酸化重水素を希釈
する目的のために行ないうる。レツトダウン回路
１３は、イオン交換塔４９の出口のところで純化
回路１２と境を接している。この場合には、弁５
５は閉弁、弁５６は開弁しており、流体減速材を
貯槽５９に流入させる。絞りオリフイス５７及び
絞り弁５８は、再循環回路１０の圧力から貯槽５
９の圧力まで次々に圧力を減少させる。

品位向上回路１４は、酸化重水素と軽水との混
合物を、いろいろの濃度において受け、到来する
混合物を所望の純度又は濃度に向上させる。充填
精留塔から成る図示の形式の品位向上回路１４
は、カナダの重水炉に用いられ、以前から知られ
ている。しかも品位向上回路１４に組合された流
通回路は、本発明の範囲に含まれる。品位向上回
路１４の入口側は、レツトダウン回路１３と、ま
た出力側は、供給−補充及び希釈回路１５と、そ
れぞれ境を接している。

酸化重水素と軽水との混合物は、貯槽５９か
ら、給水蒸発器６５（低圧の２次側の蒸気により
加熱されてもよい）に排出される。給水蒸発器６
５からの蒸気は、品位向上回路１４の精留塔６６
に、配管６７を経て流入する。給水蒸発器６５か
らの蒸気は、精留塔６６の頂部６８まで上昇し、
要素冷却水がそこを通つて流れることの結果とし
て、頂部６８において凝縮し、塔６６を通つて底
部サンプ６９に流下する。頂部生成物の一部は、
配管７０を経て同様に取出され、熱交換器７１に
おいて冷却され、次の燃料サイクルの後工程の間
に純酸化重水素の希釈材として利用されるよう
に、頂部生成物の貯槽７２に貯蔵される。高純度
の酸化重水素を含む底部生成物は、一時的な貯蔵
と、次の燃料サイクルの初期工程の間の後使用と
のために、ポンプ７３によつて配管７４及び冷却
器７５を経て、底部貯槽７６に転送される。底部
生成物の一部は、精留塔６６内の底部生成物の純
度を保つ目的のために、ポンプ７３によつて、配
管７７及び蒸発器７８を経て底部サンプ６９に絶
えず循環される。

本発明による制御装置の最終部分は、再循環回
路１０内の酸化重水素の失なわれたインベントリ
ーを補なうための、供給−補充及び希釈回路１５
を備えている。この作動モードにおいては、純酸
化重水素、希釈材又はそれらの混合物は、貯槽７
２，７６から弁８５，８６を経て、ポンプ８７の
吸引ポートに吸引される。ポンプ８７は、制御用
の流体減速材を、電動弁８８、逆止弁８９及び弁
４５を経て、１次側回路１０Ａ，１０Ｂに供給す
る。

以上に説明した制御装置は、自動操作される
か、又は、原子炉の運転要員によつて操作され
る。どちらの場合にも、或る臨界パラメーターを
厳密に監視する必要がある。酸化重水素及びその
混合物の圧力及び温度は厳密にモニターする必要
がある。これは、バリンジヤー濃度分析器又は他
の同種の装置を使用して、手動で行なうことがで
きる。しかし、これらのパラメーターを特定した
としても、制御装置に関連したそれ以外の全部の
パラメーターが重要でないか又は必要ではないこ
とにはならない。制御装置全体の適切な作用及び
モニターが大切である。

第４図には、本発明の変形実施例による流体減
速材の制御装置が図示されている。この実施例に
よる再循環回路１１０は、基本的には、前述した
実施例と同様である。加圧器回路、純化回路、レ
ツトダウン回路、品位向上回路及び供給−補充及
び希釈回路は、図面を簡単にするために、図示さ
れていない。これらの回路は、制御装置の適切な
作用のために、もちろん必要である。更に、図面
及び説明を更に簡単にするために、炉心の１つの
象限１１１に組合された只１つの再循環回路１１
０のみが図示されている。原子炉の圧力容器１１
２は、ホツトレツグ配管１１４、蒸気発生器１１
５、渡り配管１１６、主冷却材循環ポンプ１１７
及びコールドレツグ配管１１８から成る１次側ル
ープ１１３に連結されている。

流体減速材の熱交換器１２０の胴側は、１次側
冷却材回路１２１と、緊急炉心冷却材−崩壊熱除
去回路１２２とに、流体連結されている。

原子炉の正常な運転の間は、再循環回路１１１
は、前述したように正常に作動する。しかし、こ
の実施例によれば、熱交換器１２０によつて取出
された熱は、１次側の冷却材を加熱するために利
用される。コールドレツグ配管１１８からの流れ
は、２つの直列に接続された電動締切り弁１２
６，１２７と逆止弁１２８とを備えた配管１２５
を通過する。バイパスされた１次側冷却材流は、
熱交換器１２０中の酸化重水素又はその混合物か
ら放出された熱によつて加熱される。今や加熱さ
れた１次側バイパス冷却材流は、ホツトレツグ配
管１１４に流入する前に、弁１３０，１３１を備
えた配管１２９を通過する。主冷却材循環ポンプ
１１７によつて発生した圧力水頭は、原子炉冷却
材のバイパス流を実現するための付勢圧力を供与
する。

緊急炉心冷却材−崩壊熱除去回路１２２は、原
子炉の１次側系統を通る１次側冷却材流が全く存
在しないか又はほとんど存在しない期間中に、崩
壊熱を除去すると共に、冷却材喪失事故に続く炉
心冷却エネルギーを与えるように作用する。高圧
力水頭ポンプ１３５は、原子炉の冷却材系の上部
プレナムから配管１３６を経て、又はホツトレツ
グから配管１３７を経て、冷却材を、その吸引側
に吸引し、RHR熱交換器即ち残留熱除去用熱交
換器１３８の管側に、更にそれから再循環熱交換
器１２０の胴側を経て、圧力容器１１２の降水域
に、その冷却水を導くように設計されている。こ
のように、再循環熱交換器１２０及び残留熱除去
熱交換器１３８を経て再循環回路１１０から原子
炉冷却材に向かつてエネルギーが放出される。要
素冷却水は、熱交換器１３８の胴側において使用
することができる。熱交換器１３８は、排水系統
に、そして最終的に、河川、湖その他の主要ヒー
トシンクに崩壊熱エネルギーを放出することがで
きる。

前記回路１２２は、炉心の緊急冷却のために使
用してもよい。この作動モードにおいて、ポンプ
１３５は、緊急貯水タンク１３９から冷却水を吸
上げ、この冷却水を、再循環熱交換器１２０の胴
側を経て、圧力容器１１２の降水域に導く。再循
環回路１１０はもちろん炉心から熱を除去するた
めに使用される。

流体減速材を制御する目的のために再循環回路
１１０を使用しないことが望ましい場合には、原
子炉の冷却材が入つていることのある配管１４０
からの高温流は、ホツトレツグ配管１１４に投入
され、コールドレツグ１１８からの配管１４１か
らは低温流が供給される。主冷却材循環ポンプ１
１７の両側の差圧によつて、この回路に、必要な
付勢力が与えられる。

本発明の変形実施例による流体減速材制御装置
の加圧器回路は、第５図に示した回路１５０を備
えている。この変形実施例によれば、流体減速材
の圧力は、酸化重水素の液位の上方にヘリウムの
ような不活性ガスのブランケツトを有するサージ
タンク１５１と、これに組合された圧力制御弁と
によつて制御される。原子炉冷却材系統１５２か
らの圧力入力信号は、冷却材系統１５２の圧力の
変動をトラツキングするために、空気作動される
２個の圧力制御弁１５３，１５４によつて利用さ
れ、第５図に部分的に示された再循環回路１０，
１１０中に所望の圧力を保持する。

第５図には、燃料サイクルの後半において必要
となる低濃度の混合物を得るために高純度の酸化
重水素を希釈する別の方法も示されている。この
実施例によれば、希釈材回路１６０は、サージタ
ンク１５１において再循環回路１０又は１１０と
境を接している。軽水は、軽水供給源１６１に結
合された容積式ポンプ１６２によつてサージタン
ク１５１に投入される。軽水希釈材は、サージタ
ンク１５１に供給される前に再循環熱交換器の胴
側１６３中において予加熱される。

以上に説明した本発明による流体冷却材制御装
置によれば、燃料サイクルの初期に、原子炉の炉
心内において、低中性子流体減速材の一様な高純
度が実現され、燃料サイクルの後半の段階では、
炉心内に、低中性子流体減速材の所望の低濃度が
実現されるため、流体減速材のスペクトルシフト
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、原子炉冷却材中のホウ素濃度と核燃
料の作動時間との関係を示す線図、第２図は、流
体減速材の濃度と核燃料の作動時間との関係を示
す線図、第３図は、本発明の一実施例による流体
減速材の制御装置の略配列図、第４図は、炉心部
の熱を除去するようにした本発明による前記制御
装置の略配列図、第５図は、本発明の変形実施例
による制御装置を示す略配列図である。 １０，１１１……再循環回路。１１……加圧器
回路。１３……レツトダウン回路（除去手段）。
１５……供給−補充及び希釈回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スペクトルシフトのため異なる流体、即ち酸
   化重水素及び軽水の混合物を受ける複数の管が内
   部に組み込まれた炉心構造を有する原子炉におい
   て、該管に対する流体の供給を制御するための制
   御装置であつて、 前記原子炉の圧力容器に出入するように前記流
   体を循環させるため、同圧力容器の外部にある少
   なくとも１つの循環流れループを含み、該循環流
   れループが、互いに直列に接続された出口流路
   と、熱交換器と、循環ポンプと、供給された流体
   減速材の圧力を絞る絞り手段と、入口流路とを有
   すると共に、前記絞り手段が、同絞り手段の下流
   で前記循環流れループに接続された圧力絞りオリ
   フイスを有する、循環手段と、 該循環手段中の流体を加圧して、原子炉冷却材
   の圧力よりも低い所定の流体圧力を維持するた
   め、前記循環流れループの前記出口流路に接続さ
   れた入口配管及び前記循環流れループの前記入口
   流路に接続された出口配管、並びに前記入口及び
   出口配管間に配置されたヒータを有する流れ回路
   と、前記熱交換器及び前記循環ポンプの間に接続
   された入口ライン、並びに前記循環ポンプとの間
   にサージタンクを介装して同循環ポンプの下流に
   接続された出口ラインを有する加圧回路とを含
   み、前記サージタンクの内部にある流体減速材を
   ガスシールする不活性ガスは、原子炉冷却材から
   入力圧力信号を受ける圧力制御弁に流体連絡して
   いる、加圧手段と、 前記循環手段に流体減速材を供給するため、直
   列に流体連絡した流体減速材供給源と、補給ポン
   プと、出口管とを備え、同出口管が前記１つもし
   くはそれ以上の前記循環流れループに接続されて
   いる供給手段と、 前記循環手段から流体減速材を除去するため、
   前記循環流れループに流体連絡した入口管と、該
   入口管に直列に接続された１つもしくはそれ以上
   の貯槽とを有するレツトダウン回路を含み、該レ
   ツトダウン回路の入口管と１つもしくはそれ以上
   の前記貯槽との間には、前記流体減速材の圧力を
   絞るために絞りオリフイス及び絞り弁が直列に接
   続されている、除去手段と、 前記循環手段から除去された前記流体減速材の
   混合物における酸化重水素の濃度を高めるために
   設けられた濃度上昇手段であつて、互いに直列に
   接続された入口配管と、蒸発器と、酸化重水素品
   位向上塔と、品位向上ポンプと、高濃度貯槽と、
   出口配管とを有する流れ回路を備え、該流れ回路
   の前記入口配管が前記除去手段に流体連絡すると
   共に、該流れ回路の前記出口配管が前記供給手段
   に流体連絡しており、更に、前記高濃度貯槽に並
   列に前記供給手段に流体連絡する低濃度貯槽に、
   前記品位向上ポンプの低濃度端を接続する流れ管
   路を備える、前記濃度上昇手段と、 前記循環流れループの前記出口流路に接続され
   た入口管と、前記循環ポンプの上流で熱交換器に
   接続された出口管とを有する流れ回路を含み、前
   記入口及び出口管の間に、互いに直列に結合され
   フイルタ及びイオン交換塔が介装されている、純
   化手段と、 該循環手段に供給される前記流体の濃度を変更
   するために、実質的に純粋な高濃度の酸化重水素
   の供給源と、酸化重水素及び軽水の混合物の供給
   源とを備え、前記混合物は低濃度の酸化重水素を
   有し、前記高濃度及び低濃度の酸化重水素の供給
   源が、該供給源の各々と前記補給ポンプとの間に
   弁を介在させて、前記補給ポンプの入口に並列に
   接続されている、濃度変更手段と、 を有することを特徴とする原子炉における流体供
   給の制御装置。