JP2986348B2 - 上鏡蓋型原子炉容器 - Google Patents

上鏡蓋型原子炉容器

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JP2986348B2
JP2986348B2 JP6221135A JP22113594A JP2986348B2 JP 2986348 B2 JP2986348 B2 JP 2986348B2 JP 6221135 A JP6221135 A JP 6221135A JP 22113594 A JP22113594 A JP 22113594A JP 2986348 B2 JP2986348 B2 JP 2986348B2
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに分離した炉容器
本体と上鏡蓋型上部構造との組み合わせからなる原子炉
容器に関し、更に詳しく述べると、上鏡蓋型上部構造
が、アーチ型構造で中央に開口を備え該開口の内周にフ
ランジ部を有する上鏡蓋と、その下方に設けた熱遮蔽体
とからなり、引き抜き型炉心上部機構を前記上鏡蓋のフ
ランジ部で支持する上鏡蓋型原子炉容器に関するもので
ある。この原子炉容器は、例えば液体ナトリウム冷却高
速炉などに適用できる。
【0002】
【従来の技術】現在の原子炉容器は、有底円筒状の炉容
器本体の上部に遮蔽プラグを設置する構成になってい
る。この遮蔽プラグは、固定プラグと回転プラグとの組
み合わせからなり、該回転プラグを炉心上部機構が貫通
している。炉容器本体内の冷却材液面と遮蔽プラグとの
間はカバーガス(通常、アルゴンガス)が充填されたカ
バーガス空間になっている。
【0003】ここで遮蔽プラグは、放射線遮蔽と断熱の
両方、及びカバーガスバウンダリの機能を果たす。その
ために、内部に重コンクリートを充填した放射線遮蔽層
を形成する他、下部には窒素ガス等による冷却を可能と
するようにガス流路を設けている。このような遮蔽プラ
グは、その総重量が数百トンから場合により千トンを超
えるので、剛性を高めるために多重の溶接箱型構造(マ
ルチボックス構造)となっている。即ち、複数の水平の
平板の間に多数の縦方向補強材を放射状、円周状に設
け、平板と補強材によって多数の箱型構造(セル構造)
を作っている。
【0004】そのため溶接工数や物量が非常に多い。ま
た、遮蔽プラグ上面を低温にするため箱型構造内で熱遮
蔽、冷却が行われるが、上部流出入配管方式の場合、高
温主配管が通過する箱型構造セルは雰囲気温度が上昇
し、箱型構造セル間で温度むらが生じやすい。このた
め、遮蔽プラグと上部流出入配管の場合は、窒素ガスな
どによる強制冷却設備を用いて、配管貫通部近傍の箱型
セルが他の部分の箱型セルと大きな差異が生じないよう
に積極的で精緻な冷却を行い、均一温度を達成する必要
がある。
【0005】このような箱型遮蔽プラグのもつ問題を解
決できる技術として、上部鏡板方式高速炉が提案されて
いる(特開平6−27280号公報)。これは、原子炉
容器の上部を上部鏡板で覆ってカバガスバウンダリを形
成し、原子炉容器内のカバーガス空間に断熱構造を含む
上部構造を設け、上部鏡板の外部上方に放射線遮蔽体を
配置し、該放射線遮蔽体と上部鏡板と上部構造を貫通し
て炉心上部機構を設置する構成である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ここで提案されている
上部鏡板方式高速炉は、上部鏡板の周囲を原子炉容器に
フランジ接続するか、あるいは直接溶接する構造である
ので、原子炉容器の様々な様式には適合し難い。また引
き抜き型炉心上部機構を取り付ける場合、原子炉容器の
上方に位置する放射線遮蔽体で支持することになるが、
その支持部分は水平面度の高い寸法精度が要求されるた
め製作性が低く、且つ原子炉容器全体のコンパクト化に
は不十分となる。更に、冷却材の流入出管の配置につい
ては特に規定されておらず、原子炉容器の様々な様式に
対応できるようにするために、工夫・改善の余地があ
る。
【0007】本発明の目的は、原子炉容器をコンパクト
化する炉心上部機構引き抜き方式に適合し、また原子炉
容器の多様な様式に適合しやすくし、製作性、経済性、
並びに構造健全性の向上を図ることができ、設計が容易
となるような上鏡蓋型原子炉容器を提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、高速炉用の炉
容器本体と、その上部を覆うように位置してカバーガス
バウンダリを形成し、前記炉容器本体とは分離して別々
に支持される上鏡蓋型上部構造との組み合わせからなる
上鏡蓋型原子炉容器である。ここで上鏡蓋上部構造は、
アーチ型構造で中央に開口を備え該開口の内周にフラン
ジ部を有する上鏡蓋と、該上鏡蓋の下方に設けた熱遮蔽
体とからなる。引き抜き型炉心上部機構は前記上鏡蓋の
フランジ部で支持する。
【0009】上鏡蓋のフランジ部は、例えば上鏡蓋の中
央開口から下方に垂設した円筒部の下端内周側に設け
る。放射線遮蔽は、上鏡蓋の上方に位置し該上鏡蓋とほ
ぼ同径の開口を有する床コンクリートと、前記フランジ
部上から床コンクリート上面に達するように設けた外周
側固定式と内周側可動式の二重の追加遮蔽で行う。上部
流出入配管は、炉容器本体の上部開口を通ってからほぼ
直角に曲がり上鏡蓋を貫通して設けられ、該貫通部にベ
ローズを設けて配管熱膨張変位を吸収するように構成す
る。
【0010】
【作用】炉容器本体と上鏡蓋型上部構造とを分離して設
置する形式は、原子炉容器の多様な様式に適合する。ア
ーチ型の上鏡蓋は載荷能力が高く、引き抜き型の上部炉
心構造の重量を受け止める。また上鏡蓋型上部構造で
は、下方の熱遮蔽体と上方での外側冷却とによる単純な
設計で温度の均一化が達成され、上部構造内で局所的な
高温配管が流出入する方式(上部流出入配管)に適合す
る。
【0011】
【実施例】図1は本発明に係る上鏡蓋型原子炉容器の一
実施例を示す全体構成図である。この原子炉容器は、液
体ナトリウム冷却高速炉用の炉容器本体10と、その上
部を覆うように位置してカバーガスバウンダリを形成
し、前記炉容器本体10とは分離して別々に支持される
上鏡蓋型上部構造30との組み合わせからなる。
【0012】炉容器本体10は、図2に明瞭に示されて
いるように、上部開放の有底円筒容器であり、原子炉建
屋側のペデスタル(支持用の台座)12においてフラン
ジ部14にて支持される。具体的には、該ペデスタル1
2上に水平面度を有する鋼製板(ソールプレート)を設
置し、その上に前記フランジ部14の下面が接するよう
にして炉容器本体10を据え付ける。炉容器本体10の
外側はガードベッセル16で覆われている。なおガード
ベッセル16は、上部のフランジ部で原子炉建屋によっ
て支持されている。
【0013】この炉容器本体10の内部中央には炉心2
0が設置されており、該炉心20で発生した熱はコール
ドレグ配管22から流入する冷却材ナトリウムで除熱さ
れ、高温となった冷却材ナトリウムはホットレグ配管2
4から流出する。これらのナトリウム流出入配管は、炉
容器本体10の側面を貫通するのではなく、上部開口を
通って外部に引き出される方式である。炉心20の上方
には炉心上部機構26が位置しており、この炉心上部機
構26は引き抜き方式である。炉容器本体10内のナト
リウム液面より上方の空間はカバーガス(通常、アルゴ
ンガス)空間28となっている。
【0014】さて、このような炉容器本体10の上部を
覆う上鏡蓋型上部構造30は、上鏡蓋32と、その下方
に設けた熱遮蔽体34とからなる。上鏡蓋32は、図2
に明瞭に示されているように、全体がアーチ型構造で中
央に開口36を備え、該開口36から下方に垂設した円
筒部38と、該円筒部38の下端内周側に設けたフラン
ジ部40を有する。また熱遮蔽体34は、図3に示すよ
うに、多数のステンレス鋼板42をスペーサ44を介し
て一定間隔で積層し、支柱46で保持した構成であっ
て、炉心で発生した熱が上鏡蓋32を通して外部に放散
することを防止するために設けた断熱積層構造体であ
る。通常、上鏡蓋32の上方からガス冷却するため、カ
バーガス空間28は上部の温度が低く、下部の温度が高
くなるので、カバーガスが自然対流する恐れがある。図
3に示す積層構造の熱遮蔽体34は、このような自然対
流を遮断する働きもしている。
【0015】前記のように、上鏡蓋型上部構造30は、
炉容器本体10の上部を覆うように据え付ける。その詳
細を図4に示す。上鏡蓋32の外周に形成されている据
付部48を、原子炉建屋側のペデスタル12上(前述の
ように、実際には水平面度を有する鋼板板上)に設置す
る。図面から明らかなように、この上鏡蓋32は炉容器
本体10とは完全に分離した状態であり、同じペデスタ
ル12上ではあるが、上鏡蓋据付部48が炉容器本体の
フランジ部14の外周側に位置するような関係にある。
そして、両者の間にはUシール50を設けて、カバーガ
スバウンダリを形成している。
【0016】本発明では、引き抜き型炉心上部機構26
は、上鏡蓋32の中央開口に設けられているフランジ部
40上に搭載し、アーチ型の上鏡蓋32によって支持す
る。その部分のシールは二重のOリング52により行
う。
【0017】上部ナトリウム流出入配管(ホットレグ配
管22及びコールドレグ配管24)は、炉容器本体10
から真っ直ぐ上方に立ち上がり上部開口を通って、熱遮
蔽体34の内部でほぼ直角方向に曲がるように設けら
れ、上鏡蓋32を貫通する。そこで、貫通部54にベロ
ーズ56を設けてカバーガスバウンダリを形成すると共
に、該ベローズ56によって配管の熱膨張変位を吸収す
る。
【0018】この実施例では、遮蔽機能は、上鏡蓋32
の上部に設けられている床コンクリート60、及び上鏡
蓋32の中央開口周りに配置した二重の追加遮蔽62,
64が行う。外周側の追加遮蔽62は、固定遮蔽であ
り、鉛のキャン構造である。内周側の追加遮蔽64は、
燃料交換時に取り外し可能な可動構造とし、材料は鋼材
からなる。これら二重の追加遮蔽62,64は、主とし
てナトリウム−24のγ線を遮蔽し、炉心上部機構26
の上面での線量当量率を所定の値まで下げる機能を果た
している。
【0019】なおリングガーダー66は、内部にコンク
リートを有する鋼製枠からなる床コンクリート60を支
持し、その荷重を建屋側に伝達するもので、リング形状
をしている鋼製構造材である。なおリングガーダー66
の内部に充填されているコンクリートは放射線遮蔽の機
能も果たす。スナッバー68は、地震振動に対して配管
を固定支持する防振器である。
【0020】
【発明の効果】本発明は上記のような構成としたことに
より、次のような効果が生じる。 炉心上部機構の重量を、載荷能力が高い形状であるア
ーチ型の上鏡蓋で受けとめる構成なので、従来の箱型遮
蔽プラグに比べて物量を削減できるし、また溶接工数も
削減でき、製作性が向上する。更には原子炉全体のコン
パクト化を図ることができる。 本発明の上鏡蓋型上部構造は、炉容器本体と分離して
別々に設置する構成なので、原子炉容器の多様な様式に
対して適合し易い。 また上鏡蓋型上部構造の内部は、内側の熱遮蔽体と上
鏡蓋外側の冷却による単純な設計で均一温度が得られる
ので、局所的に高温配管が組み込まれる方式(上部流出
入配管)にも適合する。 従来の箱型遮蔽プラグに比べて温度均一化が達成され
易いため、熱変形が小さく、構造健全性の余裕度が向上
する。また炉上部箱型内での主配管破損想定に比べて対
策がとり易く安全性が向上する。 引き抜き型炉心上部機構を搭載・支持する部分は水平
面度の寸法精度が要求されるが、本発明の支持方式では
上鏡蓋での支持部分が限定されるので、製作性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る上鏡蓋型原子炉容器の一実施例を
示す全体構成図。
【図2】炉容器本体と上鏡蓋との説明図。
【図3】熱遮蔽体の構造説明図。
【図4】上鏡蓋型上部構造の据え付け状態を示す説明
図。
【符号の説明】
10 炉容器本体 20 炉心 22 コールドレグ配管 24 ホットレグ配管 26 引き抜き型炉心上部機構 30 上鏡蓋型上部構造 32 上鏡蓋 34 熱遮蔽体 36 開口 38 円筒部 40 フランジ部 54 貫通部 56 ベローズ 60 床コンクリート 62,64 追加遮蔽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G21C 13/00 G21C 1/02 G21C 11/02 G21C 11/08 G21D 1/00 JICSTファイル(JOIS)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高速炉用の炉容器本体と、その上部を覆
    うようにに位置してカバーガスバウンダリを形成し、前
    記炉容器本体とは分離して別々に支持される上鏡蓋型上
    部構造との組み合わせからなり、 該上鏡蓋上部構造は、アーチ型構造で中央に開口を備え
    該開口の内周側にフランジ部を有する上鏡蓋と、該上鏡
    蓋の下方に設けた熱遮蔽体とからなり、 引き抜き型炉心上部機構を前記上鏡蓋のフランジ部上で
    支持するようにしたことを特徴とする上鏡蓋型原子炉容
    器。
  2. 【請求項2】 上鏡蓋の中央開口から下方に円筒部を垂
    設し、上鏡蓋のフランジ部は該円筒部下端内周側に設け
    られていて、上鏡蓋の上方に該上鏡蓋とほぼ同径の開口
    を有する床コンクリートが位置し、前記フランジ部上か
    ら床コンクリート上面に達するように、外周側の固定式
    と内周側の可動式の二重の追加遮蔽を設けた請求項1記
    載の上鏡蓋型原子炉容器。
  3. 【請求項3】 上部流出入配管が、炉容器本体の上部開
    口を通ってからほぼ直角に曲がり上鏡蓋を貫通して設け
    られ、該貫通部にベローズを設けて配管熱膨張変位を吸
    収する請求項1又は2記載の上鏡蓋型原子炉容器。
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