JPH01242997A - 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、とりわけ設コを地震荷重を低
減することができる高速増殖炉に関する。

（従来の技術） 第２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、−次冷却材としての液体金属１７（
通常液体ナトリウムラ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、主客器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内から炉心人口ブレナム部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
建屋のキャビティーウオール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
って通過する間に各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、地震時の人力地震動
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、主容器および安全容器の底
板がそれぞれ縦断面単一の円弧状となっており、主容器
および安全容器の底部にかかる熱応力をこの円弧部で充
分吸収しきれないという間通がある。

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（
特開昭６１−７９１号）。

これもベースマット上に載置されるものであるから入力
地震荷重の増幅を防止することができるが、主容器の底
板が平板状に形成されており、主容器の底部にかかる熱
応力を十分吸収できないという問題がある。

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、主容器
および安全容器の底部にかかる熱応力を十分緩和するこ
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、内部に炉心、炉心上部機構、主循環ポンプお
よび中間熱交換器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
に区画した有底円筒状の主容器と、この主容器の外側を
覆って配設された安全容器とを備えた高速増殖炉であっ
て、主容器の底礫周縁より下方に向って原子炉建屋のベ
ースマット上上に裁置される主容器支持スカートを垂設
し、かつ主容器および安全容器の底板をそれぞれ主容器
中心軸を通る縦断面が複数の円弧状となるよう曲面状に
形成したことを特徴としている。

（作　用） 本発明によれば、原子炉建屋のベースマットに入った入
力地震動は主容器支持スカートを介して主容器底板に伝
達される。また、主容器底板および安全容器底板は主容
器中心軸を通る縦断面が複数の円弧状となるよう形成さ
れているので、これらの曲面で主容器底板および安全容
器底板に加わる熱応力を十分緩和することができる。

（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図は本発明による高速増殖炉の一実施例を示す図で
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２１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。

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ｌ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１
ｏ内の炉心２まで延設されている。

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を覆って断熱材１５が設けられている。

また、主容器底板２１は、主容器１の中心軸を通る縦断
面について、主容器支持スカート２ｏと炉心支持スカー
ト１９との間および炉心支持スカート１９の相互間に、
それぞれ下向き凸部となる合計３個の円弧を描くよう曲
面状に形成されている（第１図）。さらに安全容器底板
２２もこの主容器底板２１と略相似する曲面状に形成さ
れている。

主容器１の上蓋をなす上部平板ヘッド３ｏには支持円筒
２５．２６および２７が上方へ突設されている。この支
持円筒２５には主循環ポンプ３が支持され、支持円筒２
６には中間熱交換器４が支持され、また支持円筒２７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２５．２６および２７は、主容器１の
上部平板ヘッド３０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２８、および同じく上部平板ヘ
ッド３０に取付けられ円周方向に配置されたタンジエン
シャルウニブ（図示せず）と連結されている。このため
支持円筒２５゜２６、および２７に加わる荷重は、これ
らラジアルウェブ２８およびタンジエンシャルウニブに
よって主容器１側へ伝達される。また、ラジアルウェブ
２８およびタンジエンシャルウニブによって、上部平板
ヘッド３０の剛性が高められている。−方上部平板ヘッ
ド３０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２９に伝達されて炉
心支持スカート１９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。

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。

地震時における人力地震動は地盤から原子炉建屋のベー
スマット１８に入る。次にベースマット１８に入った入
力地震動は、炉心支持スカート１９および主容器支持ス
カート２０を介して主容器底部２１に伝達される。

そして主容器底部２１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
からキャビティウォール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２１に圧力が作用すると、主容器底板
２１に形成された曲面によって主容器底板の円周方向お
よび子午線方向の各々に膜応力が発生する。主容器底板
２１が平板の場合は平板と円筒部との接合部に応力が集
中するが、主容器底板２１を曲面として膜応力を発生さ
せることによって応力の均一化を図ることができる。

安全容器底板２２においても、主容器底板２１と同様に
応力の均一化を図ることができる。

また、主容器底板２１は高温によって半径方向に熱膨張
する。この場合、主容器底板２１が炉心支持スカート１
９および主容器支持スカート２０に連結されて固定され
ているが、主容器底板２１が曲面状に形状されているた
めその曲面の可撓性によって熱応力を十分緩和すること
ができる。

すなわち、この曲面は主容器１の中心軸を通る縦断面に
ついて３個の円弧を描くよう形成されているが、これら
の円弧は炉心支持スカート１９および主容器支持スカー
ト２０を端部とするものである。このため、主容器底板
２１の円弧が炉心支持スカート１９および主容器支持ス
カート２０と途中で交わるものに比較して、とりわけ炉
心支持スカート１９および主容器支持スカート近傍の主
容器底板２１の熱応力を緩和することができる。

さらにまた、主容器底板２１は３個の円弧を描くよう形
成されているので、単一の円弧で形成されたものに比較
して、熱応力緩和個所を増加させて熱応力の程度を高め
ることができる。

安全容器底板２２においても、主容器底板２１と同様、
３個の円弧によって熱応力の緩和を図ることができる。

また、主容器支持スカート２０および炉心支持スカート
１９はベースマット１８に固定されているので、とりわ
け上下方向の人力地震動に対しても安定して支持するこ
とができる。

また、主循環ポンプ３、中間熱交換器４および回転プラ
グ７ａを有する炉心上部機構７の各々の荷重は、支持円
筒２５，２６、および２７に伝達されて、ラジアルウェ
ブ２８およびタンジエンシャルウニブを介して均一分布
として主容器１およびヘッド支持体２９に伝達される。

これらの荷重は主容器１およびヘッド支持体２つから主
容器支持スカート２０および炉心支持スカート１９を介
してベースマット１８に伝達される。

このように、ラジアルウェブ３２およびタンジエンシャ
ルウニブによって上部平板ヘッド３０を補強することが
できるので、上部平板ヘッド３０の肉厚を薄くすること
ができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、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、主容器底板および安
全容器底板に加わる熱応力は主容器底板および安全容器
底板に形成された曲面で十分緩和することができるので
熱応力に対して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一実施例を示す断面
図、第２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・・・炉心上部機構、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、２０・・・主容器支持
スカート、２１・・・主容器底板、２２・・・安全容器
底板。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内部に炉心、炉心上部機構、主循環ポンプおよび中間熱
   交換器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画した
   有底円筒状の主容器と、この主容器の外側を覆って配設
   された安全容器とを備えた高速増殖炉において、主容器
   の底板周縁より下方に向って原子炉建屋のベースマット
   上に載置される主容器支持スカートを垂設し、かつ主容
   器および安全容器の底板をそれぞれ主容器中心軸を通る
   縦断面が複数の円弧状となるよう曲面状に形成したこと
   を特徴とする高速増殖炉。