(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-05
(45)【発行日】2023-12-13
(54)【発明の名称】沸騰水型自然循環炉
(51)【国際特許分類】
G21C 15/02 20060101AFI20231206BHJP
G21C 13/02 20060101ALI20231206BHJP
【ＦＩ】
G21C15/02 S
G21C13/02 200
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020101403
(22)【出願日】2020-06-11
(65)【公開番号】P2021196209
(43)【公開日】2021-12-27
【審査請求日】2022-12-21
(73)【特許権者】
【識別番号】507250427
【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】松川 梢
(72)【発明者】
【氏名】廣川 文仁
(72)【発明者】
【氏名】黒板 翔
(72)【発明者】
【氏名】大竹 重治
【審査官】小林 幹
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－３５７６８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－２８７０９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２９５３１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１７１０９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－０４３５７３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ２１Ｃ １１／００ － １３／１０
Ｇ２１Ｃ １５／００ － １５／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
炉心が格納される原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に設けられ前記炉心の周囲または上方に設けられる炉内構造物と、
前記原子炉圧力容器内に固定されているブラケットとを備え、
前記炉内構造物は、前記ブラケットに取り付け、及び、取り外しできるように構成され、
前記ブラケットは、前記原子炉圧力容器内の冷却材が流れる方向に沿った流線形の形状を有し、さらに、前記ブラケットと前記炉内構造物との取り付け部の当接箇所に近づくに従って厚くなる形状を有している
ことを特徴とする沸騰水型自然循環炉。
【請求項2】
請求項１に記載の沸騰水型自然循環炉において、前記炉内構造物は、炉心シュラウドまたはチムニである
ことを特徴とする沸騰水型自然循環炉。
【請求項3】
請求項１に記載の沸騰水型自然循環炉において、前記炉内構造物は、前記ブラケットにボルトが締結されて、取り付けられている
ことを特徴とする沸騰水型自然循環炉。
【請求項4】
請求項１に記載の沸騰水型自然循環炉において、前記炉内構造物と前記ブラケットとの取り付け部は、前記原子炉圧力容器と前記炉内構造物との前記原子炉圧力容器の半径方向の移動量の差を吸収する嵌め合い構造を有している
ことを特徴とする沸騰水型自然循環炉。
【請求項5】
請求項１に記載の沸騰水型自然循環炉において、前記炉内構造物と前記ブラケットとの取り付け部は、
前記炉内構造物の鉛直方向の移動を拘束するとともに前記原子炉圧力容器の半径方向の移動を許容する移動拘束許容手段を有するとともに、前記原子炉圧力容器と前記炉内構造物との前記原子炉圧力容器の半径方向の移動量の差を吸収する嵌め合い構造を有している
ことを特徴とする沸騰水型自然循環炉。
【請求項6】
請求項１に記載の沸騰水型自然循環炉において、前記炉内構造物と前記ブラケットとの取り付部は、前記炉内構造物の前記原子炉圧力容器の半径方向の前記原子炉圧力容器との相対変位を拘束する弾性材を有している
ことを特徴とする沸騰水型自然循環炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、沸騰水型自然循環炉に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の沸騰水型軽水炉の原子炉圧力容器１の内部構造について、図８を用いて説明する。図８は、従来の改良型沸騰水型軽水炉の原子炉圧力容器１０１の内部構造を示す縦断面図である。
原子炉圧力容器１０１の内部には円筒状の炉心シュラウド１０３が設置されている。円筒状の炉心シュラウド１０３には、炉心１０２が収納されている。炉心１０２は、複数の燃料棒で構成されている。
原子炉圧力容器１０１の内部には円筒状の炉心シュラウド１０３が設置されている。円筒状の炉心シュラウド１０３には、炉心１０２が収納されている。炉心１０２は、複数の燃料棒で構成されている。
【0003】
原子炉圧力容器１０１の内下部には、上方に延びる棒状のシュラウドサポート１０４が複数固定されている。
炉心シュラウド１０３は、シュラウドサポート１０４により支持され、原子炉圧力容器１０１と一体構造とされている。
炉心シュラウド１０３は、シュラウドサポート１０４により支持され、原子炉圧力容器１０１と一体構造とされている。
【0004】
上述の沸騰水型軽水炉においては、炉心シュラウド１０３の下端部はシュラウドサポート１０４の上端に溶接されている。シュラウドサポート１０４の下部は原子炉圧力容器１０１の下鏡部１０１ａに溶接されている。そのため、炉心シュラウド１０３が経年劣化し、交換を行う場合には、シュラウドサポート１０４の切断等の大掛かりな作業が必要となっている。
【0005】
この問題を解決するため、炉心シュラウド１０３の下端とシュラウドサポート１０４を複数の支持ロッドにより軸方向に固定することで、切断等の大掛かりな作業なしで炉心シュラウド１０３の交換を可能にする方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
前記課題を解決するため、本発明の沸騰水型自然循環炉は、炉心が格納される原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に設けられ前記炉心の周囲または上方に設けられる炉内構造物と、前記原子炉圧力容器内に固定されているブラケットとを備え、前記炉内構造物は、前記ブラケットに取り付け、及び、取り外しできるように構成され、前記ブラケットは、前記原子炉圧力容器内の冷却材が流れる方向に沿った流線形の形状を有し、さらに、前記ブラケットと前記炉内構造物との取り付け部の当接箇所に近づくに従って厚くなる形状を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従来、沸騰水型軽水炉の炉心シュラウド１０３は、シュラウドサポート１０４に溶接され、シュラウドサポート１０４は原子炉圧力容器１０１の下鏡部１０１ａに溶接されている。そのため、炉心シュラウド１０３が経年劣化して交換が必要になった場合に簡単に取り外すことができないという問題がある。
【0008】
この問題を解決するため、炉心シュラウド１０３の下端とシュラウドサポート１０４の上端を溶接ではなく、ボルトで締結する方法や、炉心シュラウド１０３の下端とシュラウドサポート１０４の上端とが接する部分に凹凸構造を設け嵌め合い構造とし、炉心シュラウド１０３が取外し可能な構造とする方法が提案されている。
しかし、この方法であっても、シュラウドサポート１０４は原子炉圧力容器１０１に溶接されているため、シュラウドサポート１０４の取替は不可能である。
しかし、この方法であっても、シュラウドサポート１０４は原子炉圧力容器１０１に溶接されているため、シュラウドサポート１０４の取替は不可能である。
【0009】
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、取替不可能な箇所を削減できる沸騰水型自然循環炉の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記課題を解決するため、本発明の沸騰水型自然循環炉は、炉心が格納される原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に設けられ前記炉心の周囲または上方に設けられる炉内構造物と、前記原子炉圧力容器内に固定されているブラケットとを備え、前記炉内構造物は、前記ブラケットに取り付け、または、取り外しできるように構成されている。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、取替不可能な箇所を削減できる沸騰水型自然循環炉を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1A】本発明の実施形態１に係る沸騰水型自然循環炉の原子炉圧力容器の内部の構造の縦断面図。
【図2A】炉心シュラウドの支持構造の部分縦断面図。
【図2B】本発明の実施形態１の炉心シュラウド支持構造を示した斜視図。
【図2C】炉心シュラウドの支持構造を成すブラケットとボルトとの斜視図。
【図3】他例のチムニと炉心シュラウドの支持構造の縦断面図。
【図4A】チムニの支持構造の部分縦断面図。
【図4B】チムニの支持構造をチムニの内部側から見た斜視図。
【図4C】チムニの支持構造を成すブラケットとボルトとの斜視図。
【図5A】本発明の実施形態２の炉心シュラウドのブラケット部の構造を示した正面図。
【図5B】実施形態２の炉心シュラウドのブラケット部に使用されるバネ８の斜視図。
【図6A】本発明の実施形態２のチムニのブラケット部の構造を示した正面図。
【図6B】実施形態２のチムニのブラケット部に使用されるバネの斜視図。
【図7】実施形態２の炉心シュラウド、チムニのブラケット部の構造の他例の正面図
【図8】従来の改良型沸騰水型軽水炉の原子炉圧力容器内部構造を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
（実施形態１）
図１Ａに、本発明の実施形態１に係る沸騰水型自然循環炉Ｒの原子炉圧力容器５の内部の構造の縦断面図を示し、図１Ｂに、図１ＡのＩ－Ｉ断面を示す。
沸騰水型自然循環炉Ｒは、炉心７、円筒状の炉心シュラウド８、上部格子板９、円筒状のチムニ１０、気水分離器１１、および蒸気乾燥器１２が、原子炉圧力容器５に内蔵されている。
（実施形態１）
図１Ａに、本発明の実施形態１に係る沸騰水型自然循環炉Ｒの原子炉圧力容器５の内部の構造の縦断面図を示し、図１Ｂに、図１ＡのＩ－Ｉ断面を示す。
沸騰水型自然循環炉Ｒは、炉心７、円筒状の炉心シュラウド８、上部格子板９、円筒状のチムニ１０、気水分離器１１、および蒸気乾燥器１２が、原子炉圧力容器５に内蔵されている。
【0014】
原子炉圧力容器５は、下鏡部５ａと胴部５ｂと上鏡部５ｃとをもつ筒形状に形成されている。
炉心７は、核分裂反応を生じる燃料集合体６が複数装荷されている。炉心７では、核分裂反応による熱で供給される冷却材（水）を蒸気化する。
炉心シュラウド８は、炉心７の外周を円筒状壁で囲っている。炉心シュラウド８は、図１Ｂに示す原子炉圧力容器５の内壁面５ｂ１に固定されたブラケット１５の雌ねじ１５ｄに螺着されるボルト１６(図２Ａ、図２Ｃ参照）で固定されている。
炉心７は、核分裂反応を生じる燃料集合体６が複数装荷されている。炉心７では、核分裂反応による熱で供給される冷却材（水）を蒸気化する。
炉心シュラウド８は、炉心７の外周を円筒状壁で囲っている。炉心シュラウド８は、図１Ｂに示す原子炉圧力容器５の内壁面５ｂ１に固定されたブラケット１５の雌ねじ１５ｄに螺着されるボルト１６(図２Ａ、図２Ｃ参照）で固定されている。
【0015】
上部格子板９は、燃料集合体６の上部を支持している。
チムニ１０は、上部格子板９の上方に立設して水滴を含む蒸気の流路を形成している。図１Ａでは、チムニ１０が炉心シュラウド８の上部に溶接にて固定された場合を示している。
気水分離器１１は、チムニ１０の上端を覆ってチムニ１０上に設置されている。気水分離器１１は、チムニ１０を通った水滴を含む蒸気を蒸気（気相）と水（液相）とに分離する。
チムニ１０は、上部格子板９の上方に立設して水滴を含む蒸気の流路を形成している。図１Ａでは、チムニ１０が炉心シュラウド８の上部に溶接にて固定された場合を示している。
気水分離器１１は、チムニ１０の上端を覆ってチムニ１０上に設置されている。気水分離器１１は、チムニ１０を通った水滴を含む蒸気を蒸気（気相）と水（液相）とに分離する。
【0016】
蒸気乾燥器１２は、気水分離器１１を下部のスカート部１２ａで囲う態様で気水分離器１１の上方に設置されている。蒸気乾燥器１２は、蒸気の流れの下流に設けられるタービンの（図示せず）効率を上げるため、発生する蒸気に含まれる湿分を取り除く。
【0017】
図１Ａに示す原子炉圧力容器５には、燃料集合体６に供給する水等の冷却材を供給する給水入口ノズル１４が装備されている。また、原子炉圧力容器５には、蒸気乾燥器１２で湿分を取り除いた蒸気をタービンに向けて送るための蒸気出口ノズル１３が装備されている。
沸騰水型自然循環炉Ｒは、下記のように機能する。
沸騰水型自然循環炉Ｒは、下記のように機能する。
【0018】
給水入口ノズル１４から原子炉圧力容器５に収納される炉心７に冷却材が供給される（図１の矢印α１、α２）。炉心７での核分裂反応の熱により冷却材が蒸発して気液二相流となって上方に送り出される（図１の矢印α３）。気液二相流の冷却材は、チムニ１０を介して原子炉圧力容器５の上方に導かれる（図１の矢印α４）。こうして、原子炉圧力容器５の上方に導かれる気相を含む密度の低い冷却材と、給水入口ノズル１４からの給水の液相の冷却材の比重差によって、冷却材の自然循環（矢印α１～α４、α１～α４、……）に必要な駆動力が得られる。チムニ１０は、冷却材の自然循環を促進させる働きをもつ。
【0019】
＜炉心シュラウド８の支持構造＞
図２に、本発明の実施形態１の炉心シュラウド８の支持構造を示す。図２Ａに炉心シュラウド８の支持構造の部分縦断面図を示す。図２Ｂに炉心シュラウド８の支持構造を炉心シュラウド８の内部側から見た斜視図を示す。図２Ｃに、炉心シュラウド８の支持構造を成すブラケット１５とボルト１６との斜視図を示す。
図２に、本発明の実施形態１の炉心シュラウド８の支持構造を示す。図２Ａに炉心シュラウド８の支持構造の部分縦断面図を示す。図２Ｂに炉心シュラウド８の支持構造を炉心シュラウド８の内部側から見た斜視図を示す。図２Ｃに、炉心シュラウド８の支持構造を成すブラケット１５とボルト１６との斜視図を示す。
【0020】
図２Ａに示すように、原子炉圧力容器５の胴部５ｂに、ブラケット１５が取り付けられている。
図２Ｃに示すように、ブラケット１５は、下部１５ａと上部１５ｂとが先端側に行くほど細くなる先細りの形状を有している。つまり、ブラケット１５の上部１５ｂは上端部１５ｂ１が尖った形状を有している。ブラケット１５の下部１５ａは下端部１５ａ１が尖った形状を有している。このように、ブラケット１５は、図１の矢印α１方向に流れる冷却材の圧力損失が少ないように、図１の矢印α１方向に沿った流線形の形状を有している。流線形のブラケット１５の形状により、冷却材の圧力損失が抑制される。
図２Ｃに示すように、ブラケット１５は、下部１５ａと上部１５ｂとが先端側に行くほど細くなる先細りの形状を有している。つまり、ブラケット１５の上部１５ｂは上端部１５ｂ１が尖った形状を有している。ブラケット１５の下部１５ａは下端部１５ａ１が尖った形状を有している。このように、ブラケット１５は、図１の矢印α１方向に流れる冷却材の圧力損失が少ないように、図１の矢印α１方向に沿った流線形の形状を有している。流線形のブラケット１５の形状により、冷却材の圧力損失が抑制される。
【0021】
図２Ａ、図２Ｂに示すように、炉心シュラウド８の下端部には、ブラケット１５の上に設置するための取り付けフランジ８ａが外側方に突き出す形状に形成されている。取り付けフランジ８ａには、炉心シュラウド８の固定用のボルト１６が挿通される挿通孔８ｂが形成されている。
【0022】
これに対応して、ブラケット１５は、中央に炉心シュラウド８の取付けフランジ８ａが載置される段部１５ｃ（図２Ｃ参照）が原子炉圧力容器５の内方に向けて突き出して形成されている。ブラケット１５は、外側面１５ｓが原子炉圧力容器５の胴部５ｂの内壁面５ｂ１（図２Ａ参照）に沿った形状に形成されている。一方、下部１５ａの内壁面１５ａ２（図２Ｃ参照）は、段部１５ｃに近づくに従って厚くなる形状に形成されている。
図２Ｃに示すように、ブラケット１５の段部１５ｃには、炉心シュラウド８の固定用のボルト１６が螺着される雌ねじ１５ｄが螺刻されている。
図２Ｃに示すように、ブラケット１５の段部１５ｃには、炉心シュラウド８の固定用のボルト１６が螺着される雌ねじ１５ｄが螺刻されている。
【0023】
＜他例のチムニ１０と炉心シュラウド８の支持構造＞
図３に、他例のチムニ１０と炉心シュラウド８の支持構造の縦断面図を示す。
他例のチムニ１０と炉心シュラウド８の支持構造は、チムニ１０と炉心シュラウド８の両方を、原子炉圧力容器５の胴部５ｂに取り付け、取り外し可能な構成としている。
図３に、他例のチムニ１０と炉心シュラウド８の支持構造の縦断面図を示す。
他例のチムニ１０と炉心シュラウド８の支持構造は、チムニ１０と炉心シュラウド８の両方を、原子炉圧力容器５の胴部５ｂに取り付け、取り外し可能な構成としている。
【0024】
他例では、炉心シュラウド８とチムニ１０とを互いに固定せず、分離した構造としている。そして、炉心シュラウド８とチムニ１０とを、互いに独立して原子炉圧力容器５の胴部５ｂに取り付け、取り外しする構成である。
【0025】
【0026】
＜チムニ１０の支持構造＞
【0027】
図４に、本発明の実施形態１のチムニ１０の支持構造を示す。図４Ａにチムニ１０の支持構造の部分縦断面図を示す。図４Ｂにチムニ１０の支持構造をチムニ１０の内部側から見た斜視図を示す。図４Ｃに、チムニ１０の支持構造を成すブラケット２５とボルト２６との斜視図を示す。
【0028】
図４Ａに示すように、原子炉圧力容器５の胴部５ｂに、ブラケット２５が取り付けられている。
図４Ｃに示すように、ブラケット２５は、下部２５ａと上部２５ｂとが先端側に行くほど細くなる先細りの形状を有している。つまり、ブラケット２５の下部２５ａと上部２５ｂとは、それぞれ下端部２５ａ１と上端部２５ｂ１とが尖った形状を有している。このように、ブラケット２５は、図１の矢印α１方向に流れる冷却材の圧力損失が低下するように、図１の矢印α１方向に沿った流線形の形状を有している。
図４Ｃに示すように、ブラケット２５は、下部２５ａと上部２５ｂとが先端側に行くほど細くなる先細りの形状を有している。つまり、ブラケット２５の下部２５ａと上部２５ｂとは、それぞれ下端部２５ａ１と上端部２５ｂ１とが尖った形状を有している。このように、ブラケット２５は、図１の矢印α１方向に流れる冷却材の圧力損失が低下するように、図１の矢印α１方向に沿った流線形の形状を有している。
【0029】
図４Ａ、図４Ｂに示すように、チムニ１０の下端部には、ブラケット２５の上に設置するための取り付けフランジ１０ａが外側方に突き出して形成されている。チムニ１０の取り付けフランジ１０ａには、炉心シュラウド８の固定用のボルト２６が挿通される挿通孔１０ｂが形成されている。
【0030】
これに対応して、ブラケット２５は、中央にチムニ１０の取付けフランジ１０ａが載置される段部２５ｃが原子炉圧力容器５の内方に向けて突き出して形成されている。つまり、ブラケット２５は、外側面２５ｓが原子炉圧力容器５の胴部５ｂの内壁面５ｂ１に沿って形成される一方、下部２５ａの内壁面２５ａ２は、段部２５ｃに近づくに従って厚くなる形状に形成されている。
【0031】
図４Ｃに示すように、ブラケット２５の段部２５ｃには、チムニ１０の固定用のボルト２６が螺着される雌ねじ２５ｄが螺刻されている。
上述したように、炉心シュラウド８は、原子炉圧力容器５のブラケット１５に取り付け、取り外し可能なボルト１６で取付けられている。これにより、炉心シュラウド８は、原子炉圧力容器５に対して鉛直方向の変位が拘束されている。
チムニ１０は、原子炉圧力容器５のブラケット２５に取り付け、取り外し可能なボルト２６で取付けられている。これにより、チムニ１０は、原子炉圧力容器５に対して鉛直方向の変位が拘束されている。
上述したように、炉心シュラウド８は、原子炉圧力容器５のブラケット１５に取り付け、取り外し可能なボルト１６で取付けられている。これにより、炉心シュラウド８は、原子炉圧力容器５に対して鉛直方向の変位が拘束されている。
チムニ１０は、原子炉圧力容器５のブラケット２５に取り付け、取り外し可能なボルト２６で取付けられている。これにより、チムニ１０は、原子炉圧力容器５に対して鉛直方向の変位が拘束されている。
【0032】
さらに、前記したように、炉心シュラウド８を原子炉圧力容器５に支持するブラケット１５と、チムニ１０を原子炉圧力容器５に支持するブラケット２５とは、流線形状を有している。この構成により、原子炉圧力容器５の胴部５ｂと炉心シュラウド８またはチムニ１０のすき間を流れる液相の冷却材の圧力損失が抑制され、冷却材の自然循環に必要な駆動力の低下を抑制できる。
【0033】
図１Ｂと同様に、原子炉圧力容器５の胴部５ｂには、複数のブラケット２５が設けられている。そして、チムニ１０は、複数の取り付けフランジ１０ａを介して原子炉圧力容器５の胴部５ｂの複数のブラケット２５に固定される。
【0034】
上記構成によれば、原子炉圧力容器５の胴部５ｂに設けられたブラケット１５、２５に、炉心シュラウド８、チムニ１０をボルト１６、２６の締結により支持する。これにより、炉心シュラウド８および／またはチムニ１０が経年劣化して交換が必要になった場合に、容易に炉心シュラウド８やチムニ１０を交換することができる。
【0035】
また、原子炉圧力容器５の胴部５ｂと炉心シュラウド８やチムニ１０のすき間には冷却材が流れる構造になっている。そこで、原子炉圧力容器５の胴部５ｂにブラケット１５やブラケット２５を設けると、ブラケット１５やブラケット２５が冷却材の流れの抵抗となる。そのため、ブラケット１５やブラケット２５が冷却材の流速に影響を及ぼす可能性がある。
【0036】
特に沸騰水型自然循環炉Ｒでは、冷却水等の冷却材を強制的に循環させるためのジェットポンプやインターナルポンプが備わっていない。そのため、効率良く冷却水等の冷却材を循環させるためには原子炉圧力容器５と炉心シュラウド８のすき間に発生する冷却材の圧損を低減させる必要がある。このため、実施形態１は、ブラケット１５、２５の形状を流線形とし、原子炉圧力容器５と炉心シュラウド８やチムニ１０のすき間に発生する冷却材の圧損を低減させている。
【0037】
本構成により、炉心シュラウド８やチムニ１０が経年劣化し、交換が必要になった場合に、ボルト１６、２６の取り外し、締結により炉心シュラウド８やチムニ１０を交換できる。炉心シュラウド８やチムニ１０を交換可能な構成とすることにより、プラントの長期信頼性向上に寄与できる。そのため、従来の沸騰水型軽水炉では取替不可能な箇所であったシュラウドサポートと原子炉圧力容器下鏡の溶接部をなくすことができる。
【0038】
（実施形態２）
図５Ａに、本発明の実施形態２の炉心シュラウド８のブラケット（３５）部の構造を示した正面図を示し、図５Ｂに実施形態２の炉心シュラウド８のブラケット（３５）部に使用されるバネ１８の斜視図を示す。
図５Ａに、本発明の実施形態２の炉心シュラウド８のブラケット（３５）部の構造を示した正面図を示し、図５Ｂに実施形態２の炉心シュラウド８のブラケット（３５）部に使用されるバネ１８の斜視図を示す。
【0039】
図６Ａに、本発明の実施形態２のチムニ１０のブラケット（４５）部の構造を示した正面図を示し、図６Ｂに実施形態２のチムニ１０のブラケット（４５）部に使用されるバネ２８の斜視図を示す。
実施形態１の原子炉圧力容器５（図１Ａ）は、例えば低合金鋼で製作されており、炉心シュラウド８およびチムニ１０はステンレス鋼で製作されている。
実施形態１の原子炉圧力容器５（図１Ａ）は、例えば低合金鋼で製作されており、炉心シュラウド８およびチムニ１０はステンレス鋼で製作されている。
【0040】
沸騰水型自然循環炉Ｒの運転中、原子炉圧力容器５は高温高圧になる。このため、原子炉圧力容器５、炉心シュラウド８およびチムニ１０は熱膨張により径方向に膨張する。低合金鋼の原子炉圧力容器５とステンレス鋼の炉心シュラウド８およびチムニ１０は、材質が異なるため、膨張率に差が生じる。さらに、原子炉圧力容器５は内圧により同じく径方向に膨張する。
【0041】
原子炉圧力容器５と炉心シュラウド８およびチムニ１０との径方向の移動量の差を吸収するため、実施形態２では、図５Ａ、図６Ａに示すように、原子炉圧力容器５の胴部５ｂに取り付けられたシュラウド用ブラケット３５の上端３５ａまたは／および原子炉圧力容器５の胴部５ｂに取り付けられたチムニ用ブラケット４５の上端４５ａと、炉心シュラウド８の下端８ｓまたは／およびチムニ１０の下端１０ｓをそれぞれ嵌め合い構造としている。
【0042】
具体的には、図５Ａに示すように、シュラウド用ブラケット３５の上端３５ａに凹部３５ｂを設けている。また、炉心シュラウド８の下端８ｓに、凸部８ｓ１を設けている。シュラウド用ブラケット３５の上端３５ａには、挿通孔３５ａ１が設けられるとともに、炉心シュラウド８の下端８ｓには、挿通孔８ｓ２が設けられる。
そして、シュラウド用ブラケット３５の上端３５ａの凹部３５ｂに炉心シュラウド８の下端８ｓの凸部８ｓ１が嵌合される。その後、ピン１７がシュラウド用ブラケット３５の挿通孔３５ａ１と炉心シュラウド８の挿通孔８ｓ２とに挿通される。これにより、炉心シュラウド８の原子炉圧力容器５に対する鉛直方向（図５Ａの上下方向）の変位はピン１７により拘束される。
そして、シュラウド用ブラケット３５の上端３５ａの凹部３５ｂに炉心シュラウド８の下端８ｓの凸部８ｓ１が嵌合される。その後、ピン１７がシュラウド用ブラケット３５の挿通孔３５ａ１と炉心シュラウド８の挿通孔８ｓ２とに挿通される。これにより、炉心シュラウド８の原子炉圧力容器５に対する鉛直方向（図５Ａの上下方向）の変位はピン１７により拘束される。
【0043】
そして、シュラウド用ブラケット３５の上端３５ａの凹部３５ｂの径方向寸法ｓ１１を、炉心シュラウド８の下端８ｓの凸部８ｓ１の径方向寸法ｓ１２よりも大きくすることで、原子炉圧力容器５と炉心シュラウド８との径方向の移動量の差を吸収している。
さらに、炉心シュラウド８が原子炉圧力容器５の中心から偏心することを抑制するため、シュラウド用ブラケット３５の嵌め合いの構造部にバネ１８（図５Ｂ参照）を有している。図５Ｂに示すように、バネ１８は例えばピン１７が挿通する挿通孔１８ａが設けられる板ばねである。
さらに、炉心シュラウド８が原子炉圧力容器５の中心から偏心することを抑制するため、シュラウド用ブラケット３５の嵌め合いの構造部にバネ１８（図５Ｂ参照）を有している。図５Ｂに示すように、バネ１８は例えばピン１７が挿通する挿通孔１８ａが設けられる板ばねである。
【0044】
ピン１７が挿通するバネ１８を設けることで、原子炉圧力容器５と、炉心シュラウド８との径方向（横方向）の相対変位を拘束する構造としている。
同様に、図６Ａに示すように、チムニ用ブラケット４５の上端４５ａに凹部４５ｂを設けている。また、チムニ１０の下端１０ｓに、凸部１０ｓ１を設けている。チムニ用ブラケット４５の上端４５ａには、挿通孔４５ａ１が設けられるとともに、チムニ１０の下端１０ｓには、挿通孔１０ｓ２が設けられる。
同様に、図６Ａに示すように、チムニ用ブラケット４５の上端４５ａに凹部４５ｂを設けている。また、チムニ１０の下端１０ｓに、凸部１０ｓ１を設けている。チムニ用ブラケット４５の上端４５ａには、挿通孔４５ａ１が設けられるとともに、チムニ１０の下端１０ｓには、挿通孔１０ｓ２が設けられる。
【0045】
そして、チムニ用ブラケット４５の上端４５ａの凹部４５ｂにチムニ１０の下端１０ｓの凸部１０ｓ１が嵌合される。その後、ピン２７がチムニ用ブラケット４５の挿通孔４５ａ１とチムニ１０の挿通孔１０ｓ２とに挿通される。これにより、チムニ１０の原子炉圧力容器５に対する鉛直方向（図６Ａの上下方向）の変位はピン２７により拘束される。
【0046】
また、チムニ用ブラケット４５の上端４５ａの凹部４５ｂの径方向寸法ｓ２１を、チムニ１０の下端１０ｓの凸部１０ｓ１の径方向寸法ｓ２２よりも大きくすることで、原子炉圧力容器５とチムニ１０との径方向の移動量の差を吸収している。
さらに、チムニ１０が原子炉圧力容器５の中心から偏心することを抑制するため、チムニ用ブラケット４５の嵌め合いの構造部にバネ２８（図６Ｂ）を有し、原子炉圧力容器５と、チムニ１０との径方向（横方向）の相対変位を拘束する構造としている。
さらに、チムニ１０が原子炉圧力容器５の中心から偏心することを抑制するため、チムニ用ブラケット４５の嵌め合いの構造部にバネ２８（図６Ｂ）を有し、原子炉圧力容器５と、チムニ１０との径方向（横方向）の相対変位を拘束する構造としている。
【0047】
上記構成によれば、原子炉圧力容器５の胴部５ｂに取り付けられたシュラウド用ブラケット３５の上端３５ａまたは／および原子炉圧力容器５の胴部５ｂに取り付けられたチムニ用ブラケット４５の上端３５ａと、炉心シュラウド８の下端８ｓまたは／およびチムニ１０の下端１０ｓが嵌め合いの構造とする。これにより、原子炉圧力容器５と炉心シュラウド８およびチムニ１０との径方向の移動量の差を吸収できる。
【0048】
また、シュラウド用ブラケット３５の嵌め合いの構造部にバネ１８を設けることで、原子炉圧力容器５と、炉心シュラウド８との径方向の中心を同心に近付けられる。同様に、チムニ用ブラケット４５の嵌め合いの構造部にバネ２８を設けることで、原子炉圧力容器５と、チムニ１０との径方向の中心を同心に近付けられる。
【0049】
なお、実施形態２では、弾性材としてバネ１８、２８を例示したが、弾性力により、バネ１８、２８と同様な機能を行えれば板バネ以外のコイルスプリング、ばね鋼の蛇腹等の他の弾性材を適用してもよい。
【0050】
図７に、実施形態２の炉心シュラウド８、チムニ１０のブラケット部の構造の他例の正面図を示す。
図７に示すように、炉心シュラウド８のブラケット部にバネ１８を設けることなく構成してもよい。同様に、チムニ１０のブラケット部にバネ２８を設けることなく構成してもよい。バネ１８、２８を設けない場合においても、原子炉圧力容器５と炉心シュラウド８およびチムニ１０との径方向の移動量の差を吸収できる。
図７に示すように、炉心シュラウド８のブラケット部にバネ１８を設けることなく構成してもよい。同様に、チムニ１０のブラケット部にバネ２８を設けることなく構成してもよい。バネ１８、２８を設けない場合においても、原子炉圧力容器５と炉心シュラウド８およびチムニ１０との径方向の移動量の差を吸収できる。
【0051】
＜＜その他の実施形態＞＞
１．実施形態では、様々な構成を説明したが、各構成を適宜組み合わせて構成してもよい。
２．本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
１．実施形態では、様々な構成を説明したが、各構成を適宜組み合わせて構成してもよい。
２．本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【0052】
５ 原子炉圧力容器
６ 燃料集合体
７ 炉心
８ 炉心シュラウド（炉内構造物）
９ 上部格子板
１０ チムニ（炉内構造物）
１１ 気水分離器
１２ 蒸気乾燥器
１３ 蒸気出口ノズル
１４ 給水入口ノズル
１５、２５ ブラケット
１６、２６ ボルト
１７ ピン（移動拘束許容手段）
１８、２８ バネ（弾性材）
Ｒ 沸騰水型自然循環炉
６ 燃料集合体
７ 炉心
８ 炉心シュラウド（炉内構造物）
９ 上部格子板
１０ チムニ（炉内構造物）
１１ 気水分離器
１２ 蒸気乾燥器
１３ 蒸気出口ノズル
１４ 給水入口ノズル
１５、２５ ブラケット
１６、２６ ボルト
１７ ピン（移動拘束許容手段）
１８、２８ バネ（弾性材）
Ｒ 沸騰水型自然循環炉
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
