JPH01242996A - 高速増殖炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は原子炉建屋のベースマット上に載置されるタン
ク型の高速増殖炉に係り、とりわけ設計地震荷重を低減
することができる高速増殖炉に関する。

（従来の技術） 第５図に従来のタンク型の高速増殖炉の概略構成を示す
。有底円筒状の主容器１の内部には核反応によって熱エ
ネルギを発生させる炉心２が設けられている。また主容
器１の内部には一次冷却材としての液体金属１７（通常
液体ナトリウム）を循環させる複数の主循環ポンプ３、
−次冷却材から二次冷却材としての液体金属（図示せず
）（通常液体ナトリウム）へ熱エネルギを伝達する複数
の中間熱交換機４等よりなる一次冷却系設備が収容され
ている。

炉心２の下部には炉心入口ブレナム部４４が設けられ、
炉心２及び炉心入口ブレナム部４４は主容器１内の底部
に設けられた炉心支持体６に支持されている。また前記
炉心２の上方には炉心上部機構７が配設されている。

また主容器１の内部には隔壁支持体８Ａに支持された隔
壁８が水平方向に配置されている。そしてこの隔壁８に
より、主容器１内の空間が上方のホットプール９と下方
のコールドプール１０とに区画されている。

前記複数の主循環ポンプ３および複数の中間熱交換器４
は、いずれも主容器１内に周方向等間隔に配置されてい
る。また各主循環ポンプ３の下端には炉内配管１１が接
続され、この炉内配管１１の下端部は前記コールドプー
ル１０内から炉心入口ブレナム部４４まで延設されてい
る。そして各主循環ポンプ３の下部より炉内配管１１に
亘って薄肉円筒体４２にて囲み、この円筒体４２の下端
を前記隔壁８を貫通してコールドプール１０内へ導入さ
せ、円筒体４２の内部をコールドプール１０の内部空間
に連通させている。

主容器１の外側には、万一の冷却材漏洩事故に備えて有
底円筒状の安全容器１３が設けられている。

そして以上のように構成された高速増殖炉は、安全容器
１３の上部外周に設けられた支持部材４７を介して原子
炉建屋のキャビティ・ウオール１４に支持されている。

また上記キャビティ・ウオール１４の上部開口および主
容器１の上部開口は、上蓋をなすルーフ・スラブ４５で
閉塞されている。

ルーフ・スラブ４５には、空洞部４６が形成され、この
空洞部４６に冷却ガスを循環させることによって、ルー
フ・スラブ４５の過熱を防止するようにしている。また
ホットプール９及びコールドプール１０には一次冷却材
としての液体金属１７（通常、液体ナトリウム）が収容
されているが、この液体金属１７の液面とルーフスラブ
４５との間にはカバーガスが充填されている。

次に従来のタンク型高速増殖炉の作用について説明する
。

まず−次冷却材である液体金属１７は炉心２を上方に向
って通過する間に核反応による熱エネルギを受けて高温
となり、炉心上部機構７の窓孔（図示せず）を通してホ
ットプール９内へ流入する。そして中間熱交換器４に上
部より流入し、二次冷却材としての液体金属に熱エネル
ギを伝達して温度を低下させながらコールドプール１０
内へ流下する。一方、コールドプール１０内の液体金属
１７は主循環ポンプ３により昇圧され、炉内配管１１を
通って炉心入口ブレナム部４４へ戻される。なお、中間
熱交換器４で加熱された二次冷却材としての液体金属は
主容器１の外部へ導かれ、タービン駆動用の蒸気を加熱
することになる。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように構成された従来の高速増殖炉においては、
高速増殖炉全体が支持部材４７を介してキャビティ・ウ
オール１４で支持されているため、地震時の入力地震動
がキャビティウオール１４の振動により増幅されて高速
増殖炉に入ることとなる。この入力地震動力の増大によ
って設計地震荷重を大きくとらなければならず、このこ
とによって主容器１の板厚増大、炉心支持体６の高剛性
化、およびルーフスラブ４５の高剛性化等をもたらす。

このことは構造部材物量の増大につながり、プラント建
設費の増大に至ることとなる。

このような問題を解決するものとして、主容器とその外
側に設けられた安全容器とを備え、原子炉建屋のベース
マット上の基礎ビームにローラを介して載置された高速
増殖炉が知られている（ソ連、ＢＮ−６００号）。また
、同じく主容器と安全容器とを備え、安全容器の下方に
設けられた支持スカートを介して原子炉建屋のベースマ
ット上に載置された高速増殖炉が知られている（ソ連。

ＢＮ−８００号）。

これらはキャビティ・ウオールに支持されるものではな
くベースマット上に載置されるものであるから入力地震
動力の増幅を防止できるが、限られた箇所に支持される
ため、支持箇所の荷重が増大してしまうという問題があ
る。

一方、主容器内部の諸機械を鋼材を介して主容器で支持
し、この主容器をベースマット上のコンクリートパイル
にローラを介して載置した高速増殖炉が知られている（
たとえば特開昭６１−７９１号公報）。

これもベースマット上に載置されるものであるから人力
地震荷重の増幅を防止することができるが、ローラを介
して支持されるためローラに集中荷重が加わってしまう
という問題がある。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、
設計地震荷重を低減することができるとともに安定して
支持することができる高速増殖炉を提供することを目的
とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は上蓋を有し内部に炉心、炉心上部機構、主循環
ポンプ、中間熱交換器および液体金属を収納するととも
に、略水平に配置された隔壁によって内部をホットプー
ルとコールドプールに区間した有底円筒状の主容器と、
この主容器の外側に設けられた有底円筒状の安全容器と
を備え、原子炉建屋のベースマット上に載置してなる高
速増殖炉であって、前記主容器および前記安全容器の底
板を・１′、板で形成し、前記主容器底板と前記安全容
器底板との間に主容器支持鋼材を配設し、かつ前記安全
容器底板と前記ベースマットとの間に安全容器支持鋼材
を配設したことを特徴としている。

（作　用） 本発明によれば、主容器底板にかかる荷重は、□　主容
器支持鋼材、安全容器底板および安全容器支持鋼材を介
して均一分布荷重となってベースマットに伝達される。

一方、地震時における入力地震動は地盤から原子炉建屋
のベースマットに入り、安全容器支持鋼材、安全容器底
板および主容器支持鋼材を介して主容器底板に伝達され
る。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

第１図および第２図は本発明による高速増殖炉の第１の
実施例を示す図である。

第１図において、有底円筒状の主容器１の内部には核反
応によって熱エネルギを発生させる炉心２が設けられて
いる。また主容器１の内部には一次冷却材としての液体
金属１７（通常液体ナトリウム）を循環させる複数の主
循環ポンプ３、−次冷却材から二次冷却材としての液体
金属（図示せず）（通常液体ナトリウム）へ熱エネルギ
を伝達する複数の中間熱交換機４等よりなる一次冷却系
設備が収容されている。

炉心２は主容器１内の底板２３に固着された炉心支持体
６に支持されている。また炉心２の上方には炉心上部機
構７が配設されている。

また主容器１の内部には隔壁８が略水平方向に配置され
ている。そしてこの隔壁８により、主容器１内の空間が
上方のホットプール９と下方のコールドプール１０とに
区画されている。

前記複数の主循環ポンプ３および複数の中間熱交換器４
は、いずれも主容器１内に周方向等間隔に配置されてい
る。また各主循環ポンプ３の下端には炉内配管１１が接
続され、この炉内配管１１の下端部は前記コールドプー
ル１０内の炉心２まで延設されている。

さらに、炉心上部機構７は主容器１の上蓋をなす上部円
錐ヘッド１９から突設された支持円筒１２によって支持
されている。また、複数の主循環ポンプ３および複数の
中間熱交換器４はいずれも上部円錐ヘッド１９から上方
に突設された支持円筒２０により支持されている。

また、主容器１の外側には、万一の冷却材漏洩事故に備
えて有底円筒状の安全容器１３が設けられ、さらにこの
安全容器１３および上部円錐ヘッド１９を覆って断熱材
１５が設けられている。

このように構成された高速増殖炉は原子炉建屋のベース
マット１８上に突設されたコンクリートバイル２６上に
載置される。

すなわち、主容器底板２３および安全容器底板２８はい
ずれも平板状に形成され、この主容器底板２３と安全容
器底板２８との間および安全容器底板２８とコンクリー
トバイル２６との間には、それぞれ主容器支持鋼材２４
および安全容器支持鋼材２５が配設されている。そして
主容器底板２３にかかる荷重は主容器支持ｆｔ４１２４
、安全容器底板２８および安全容器支持鋼材２５を介し
てコンクリートバイル２６に伝達される。

また、主容器底板２３の周縁から下方に円筒状の主容器
支持スカート２２が垂設され、この主容器支持スカート
２２は安全容器底板２８と連結されかつベースマット１
８上に固定されている。さらに、主容器１内には炉心２
を支持する円筒状の炉心支持スカート２１が設けられ、
この炉心支持スカート２１はさらに主容器底板２３下方
に延設されて安全容器底板２８と連結し、かつベースマ
ット１８上に固定されている。

次に主容器支持スカート２２廻りの詳細構造を第２図で
示す。第２図において主容器底板２３の上方にはコール
ドプール１０内の熱過度変化から主容器底板２３を保護
するだめの熱衝撃防止板２７が設けられている。また、
主容器底板２３の上方に配設された主容器支持鋼材２４
は円周方向に、ＩＳＩ装置（図示せず）が通過するＩＳ
Ｉ装置通路３０を形成して配置されている。このＪＳＩ
装置は供用期間中検査（ＩＳＩ）を行うものである。ま
た、主容器支持鋼材２４は主容器底板２３にかかる液体
金属の荷重に対して主容器底板２３が湾曲するのを防止
するものであり、この主容器支持鋼材２４によって主容
器底板２３にかかる荷重が均一分布荷重となって安全容
器底板２８に伝達される。また安全容器底板２８とコン
クリートバイル２６との間に配設された安全容器支持鋼
材２５は円周方向および半径方向に配置され、安全容器
底板２８にかかる荷重を均一分布荷重としてコンクリー
トバイル２６に伝達する。さらに、コンクリートバイル
２６と安全容器支持鋼材２５との間にはスライディング
パット（図示せず）が介在されている。

次にこのような構成からなる本実施例の作用について説
明する。

一次冷却材である液体金属１７は従来装置と同様、中間
熱交換器４に送られ、中間熱交換器４で加熱された二次
冷却材としての液体金属は主容器１の外部に導かれてタ
ービン駆動用の蒸気を加熱する。

地震時における入力地震動は地盤から原子炉建屋のベー
スマット１８に入り、ベースマット１８上のコンクリー
トバイル２６から安全容器支持鋼材２５、安全容器２８
、および主容器支持鋼材２４を介して主容器底部２３に
伝達される。またベースマット１８に入った入力地震動
は、同時に炉心支持スカート２１および主容器支持スカ
ート２２を介して主容器底部２３に伝達される。

そして主容器底部２３に伝達された地震動は、炉心２、
液体金属１７、主循環ポンプ３および中間熱交換器４に
伝搬される。

このように本実施例によれば、従来のベースマット１８
からキャビティウオール１４、支持部材４７および安全
容器１３を介して主容器１に地震動を伝達する経路に比
較して、地震動伝達経路が大幅に短縮される。このため
、入力地震動がキャビティウオール１４によって増幅さ
れて主容器１に伝達されることはなく、主容器の設計地
震荷重を大きくとる必要はなくなるためプラントの建設
費のコスト低減を図ることができる。

また、主容器底板２３および安全容器底板２８は、通常
運転時、熱膨張により主容器１の中心から半径方向外側
に延びることになるが、安全容器底板２８に取付けられ
た安全容器支持鋼材２５がスライディングパットにより
コンクリートバイル２６の上面を滑るので、主容器底板
２３および安全容器底板２８は拘束されることなく自由
な熱膨張が可能となる。このため、熱膨張時でも主容器
底板２３と安全容器底板２８との平面度を保持すること
ができる。

また、主容器支持スカート２２および炉心支持スカート
２３はベースマット１８に固定されているので、とりわ
け上下方向の入力地震動に対しても安定して支持するこ
とができる。

さらに、主容器底板２３にかかる荷重は、主容器支持鋼
材２４、安全容器底板２８および安全容器支持鋼材２５
を介して、均一分布荷重となってコンクリートバイル２
６に伝達されるので、局部的な集中荷重を防止すること
ができる。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

第３図および第４図は本発明による高速増殖炉の第２の
実施例を示す図である。第３図および第４図において、
主容器１の上部が上蓋をなす上部平板ヘッド４０となっ
ており、この上部平板ヘッド４０には支持円筒３６．３
７および３８が上方へ突設されている。この支持円筒３
６には主循環ポンプ３が支持され、支持円筒３７には中
間熱交換器４が支持され、また支持円筒３８には炉心上
部機構７が支持されている。

これらの支持円筒３６．３７および３８は、主容器１の
上部平板ヘッド４０に取付けられ半径方向に放射状に配
置されたラジアルウェブ３２、および同じく上部平板ヘ
ッド４０に取付けられ円周方向に配置されたタンジェン
シャルウェブ３５と連結されている。このため支持円筒
３６，３７、および３８に加わる荷重は、これらラジア
ルウェブ３２およびタンジェンシャルウェブ３５によっ
て主容器１側へ伝達される。また、ラジアルウェブ３２
およびタンジェンシャルウェブ３５によって、上部平板
ヘッド４０の剛性が高められている。

一方上部平板ヘッド４０の内周側に加わる荷重は、炉心
２の支持構造体６から上方へ延設されたヘッド支持体３
４に伝達されて炉心支持スカート２１で支持される。

次にこのような構成からなる本実施例の作用について説
明する。

主循環ポンプ３、中間熱交換器４および回転ブ゛　ラグ
７ａを有する炉心上部機構７の各々の荷重は、支持円筒
３６，３７、および３８に伝達されて、ラジアルウェブ
３２およびタンジェンシャルウェブ３５を介して均一分
布として主容器１およびヘッド支持体３４に伝達される
。続いてこれらの荷重は主容器１およびヘッド支持体３
４から主容器支持スカート２２および炉心支持スカート
２１を介してベースマット１８に伝達され、同時に主容
器底板２３から容器支持鋼材２４、安全容器底板２８お
よび安全容器支持鋼材２５を経てコンクリートバイル２
６に伝達される。

本実施例によればラジアルウェブ３２およびタンジェン
シャルウェブ３５によって上部平板ヘッド４０を補強す
ることができるので、上部平板ヘッド４０の肉厚を薄く
することができる。

なお上記各実施例において安全容器１３を安全容器支持
鋼材２５を介してベースマット１８上のコンクリートバ
イル２６上に載置した例を示したが、このコンクリート
バイル２６は必ずしも設ける必要はない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、主容器底板にかかる荷重は均−分糸荷
重としてベースマットに伝達され、また地震時ベースマ
ットに入った地震動は、従来設備に比較して短い伝達経
路で増幅されることなく主容器底板に伝達される。この
ため、入力地震動が増幅されることはなく、設計地震荷
重を低減して建設コストの低減を図ることができる。ま
た、地震時においても安定して支持される安全な高速増
殖炉を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高速増殖炉の第１の実施例を示す
断面図、第２図は第１図の主容器底部の詳細を示す斜視
図、第３図は本発明の第２の実施例を示す断面図、第４
図は第３図ＩＶ−ＩＶ線矢視図、第５図は従来の高速増
殖炉を示す断面図である。 １・・・主容器、２・・・炉心、３・・・主循環ポンプ
、４・・・中間熱交換器、７・・・炉心上部機（１η、
８・・・隔壁、９・・・ホットプール、１０・・・コー
ルドプール、１３・・・安全容器、１８・・・ベースマ
ット、２１・・・炉心支持スカート、２２・・・主容器
支持スカート、２３・・・主容器底板、２４・・・主容
器支持鋼材、２５・・・安全容器支持鋼材、２６・・・
コンクリートパイル、２８・・・安全容器底板。 出願人代理人　　佐　　藤　　−離 れ　１７ 眺　２　図 ￥　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上蓋を有し内部に炉心、炉心上部機構、主循環ポン
   プ、中間熱交換器および液体金属を収納するとともに、
   略水平に配置された隔壁によって内部をホットプールと
   コールドプールに区間した有底円筒状の主容器と、この
   主容器の外側に設けられた有底円筒状の安全容器とを備
   え、原子炉建屋のベースマット上に載置してなる高速増
   殖炉において、前記主容器および前記安全容器の底板を
   平板で形成し、前記主容器底板と前記安全容器底板との
   間に主容器支持鋼材を配設し、かつ前記安全容器底板と
   前記ベースマットとの間に安全容器支持鋼材を配設した
   ことを特徴とする高速増殖炉。 ２、主容器底板の略周縁から下方に、安全容器底板と連
   結しかつベースマットに固定される主容器支持スカート
   を垂設したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の高速増殖炉。 ３、主容器内に炉心を支持する炉心支持スカートを設け
   、この炉心支持スカートを主容器底板下方に延設すると
   ともに安全容器底板と連結しかつベースマットに固定し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の高速
   増殖炉。 ４、安全容器支持鋼材とベースマットとの間にスライデ
   ィングパットを介在させたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の高速増殖炉。 ５、主容器の上蓋をラジアルウェブおよびタンジェンシ
   ャルウェブによって補強したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の高速増殖炉。