JPH0129435B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は高速増殖炉に関する。

〔発明の技術的背景〕

第１図を参照して従来例を説明する。第１図は
タンク形高速増殖炉の概略構付図である。図中１
は原子炉容器を示す。この原子炉容器１内には冷
却材２が収容されている。上記原子炉容器１の上
部開口１Ａを閉塞するようにルーフスラブ３が設
けられている。原子炉容器１内には複数の燃料集
合体（図示せず）および制御棒（図示せず）等か
ら構成されている炉心４が設置されている。この
炉心４は炉心支持機構５により収容支持されてい
る。そして炉心４を収容した上記炉心支持機構５
は吊り胴７により前記ルーフスラブ３から吊り下
げられている。この吊り胴７には開口７Ａが形成
されている。前記炉心４上方には炉心上部機構８
が前記ルーフスラブ３を貫通し、かつルーフスラ
ブ３に支持されて設けられている。すなわさ前記
炉心４を収容した炉心支持機構５と上記炉心上部
機構８は共にルーフスラブ３に支持されているの
で、例えば垂直方向の地震動が発生しても上記炉
心４を収容した炉心支持機構５と炉心上部機構８
との間の相対変位はきわめて小さい。したがつて
制御棒の位置がずれて炉心出力が変動してしまう
といつた事態を防止することができる。また上記
炉心支持機構５と原子炉容器１との間には炉心４
および炉心支持機構５の水平方向の振れ止めを行
なう水平振れ止め部分９が設けられている。この
水平振れ止め部材９上方の原子炉容器１内周側に
設けられた仕切壁１０と吊り胴７との間には隔壁
１１が設けられている。そしてこの隔壁１１によ
つて原子炉容器１内を上下に２分し上方を上部プ
レナム１２、下方を下部プレナム１３としてい
る。そして前記吊り胴７と原子炉容器１との間に
は流入口１４Ａおよび流出口１４Ｂを有する中間
熱交換器１４および循環ポンプ１５がルーフスラ
ブ３および上記隔壁１１を貫通しかつルーフスラ
ブ３に支持されて設けられている。上記中間熱交
換器１４と隔離１１との間にはシール機構１６が
設けられており、上部プレナム１２側と下部プレ
ナム１３側とをシールしている。上記シール機構
１６は第２図に示すように隔壁１１および中間熱
交換器１４下部外周にそれぞれ設けられた薄板１
７，１８とこの薄板１７，１８間に設けられたベ
ローズ１９とから構成されている。

上記構成の高速増殖炉によると冷却材２は炉心
４を下方から上方に通流しその際昇温する。そし
て炉心４から吊り胴７内に流入した上記冷却材２
は吊り胴７の開口７Ａを介して吊り胴７外に流出
し流入口１４Ａを介して中間熱交換器１４内に流
入する。そして中間熱交換器１４内で２次冷却材
と熱交換し、流出口１４Ｂから下部プレナム１３
内に流出する。そして循環ポンプ１５により加圧
されて再度炉心４下方に送り込まれる。

〔背景技術の問題点〕

上記構成によると隔壁１１は仕切壁１０および
吊り胴７と完全に結合した状態で設けられており
原子炉容器１内上下の熱的境界および圧力境界の
両方を形成している。そして例えば垂直方向ある
いは水平方向の地震動が生じると炉心４および炉
心支持機構５は垂直あるいは水平方向に振動す
る。そのとき隔壁１１と仕切壁１０および吊り胴
７との接合部に高応力が発生する恐れがある。ま
た厳しい温度分布の発生等により特に吊り胴７と
の接合部付近にて熱応力が発生する恐れがある。

〔発明の目的〕

本発明の目的とするところは炉心および炉心支
持機構の垂直方向および水平方向変位により隔壁
に発生する応力を低減しかつ温度分布により発生
する熱応力を低減し安全性向上を図ることができ
る高速増殖炉を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明による高速増殖炉は、冷却材を収容し上
部に開口を有する原子炉容器と、上記開口を閉塞
するように設けられたルーフスラブと、上記原子
炉容器内に設けられた炉心と、この炉心を収容支
持する炉心支持機構と、上記炉心を収容した炉心
支持機構を前記ルーフスラブから吊り下げる吊り
胴と、上記炉心支持機構と原子炉容器との間に設
けられ炉心および炉心支持機構の水平方向の振れ
止めを行う水平振れ止め部材と、上記原子炉容器
と吊り胴との間にルーフスラブを貫通して設けら
れた中間熱交換器と、上記水平振れ止め部材の上
方に設けられた隔壁とを備えた高速増殖炉におい
て、上記炉心支持機構と水平振れ止め部材との間
に、上記炉心支持機構の外周に下方が開口したシ
ール空間を形成するシール空間形成部材と、この
シール空間形成部材の内側に配置され下端を上記
水平振れ止め部材に固定された筒状部材とからな
るマノメータシール機構を設け、上記筒状部材と
炉心支持機構との間隙を上記水平振れ止め部材の
先端と炉心支持機構との間〓より大きくしたもの
である。

したがつて垂直方向あるいは水平方向の地震動
により炉心および炉心支持機構に垂直方向あるい
は水平方向の振動が発生しても上記マノメータシ
ール機構により吸収されるので隔壁あるいは水平
振れ止め部材に大きな荷重は作用せず高い応力発
生を防止することができる。それによつて炉心お
よび炉心支持機構の変位をある程度大きく許容で
きるので例えばルーフスラブの軽量化等物量低減
を図ることができる。そして隔壁は原子炉容器、
吊り胴および中間熱交換器の内少なくとも２つと
拘束されない状態で設けられているので、熱変形
を拘束することはなく、また圧力境界形成機構に
よつても熱変形は吸収されるので、熱応力の発生
を低減させることができ安全性向上を図ることが
できる。

〔発明の実施例〕

第２図および第３図を参照して本発明の一実施
例を説明する。第２図はタンク形高速増殖炉の概
略構成図である。図中１０１は原子炉容器を示
す。この原子炉容器１０１内には冷却材１０２が
収容されている。上記原子炉容器１０１の上部開
口１０１Ａを閉塞するようにルーフスラブ１０３
が設けられている。原子炉容器１０１内には複数
の燃料集合体（図示せず）および制御棒（図示せ
ず）等から構成されている炉心１０４が設置され
ている。この炉心１０４は炉心支持機構１０５に
より収容支持されている。そして炉心１０４を収
容した上記炉心支持機構１０５は吊り胴１０７に
より前記ルーフスラブ１０３から吊り下げられて
いる。この吊り胴１０７には開口１０７Ａが形成
されている。前記炉心１０４上方には炉心上部機
構１０８が前記ルーフスラブ１０３に貫通し、か
つルーフスラブ１０３に支持されて設けられてい
る。すなわち前記炉心１０４を収容して炉心支持
機構１０５と上記炉心上部機構１０８は共にルー
フスラブ１０３に支持されているので、例えば垂
直方向の地震動が発生しても上記炉心１０４を収
容した炉心支持機構１０５と炉心上部機構１０８
との間の相対変位はきわめて小さい。したがつて
制御棒の位置がずれて炉心出力が変動してしまう
といつた事態を防止することができる。また上記
炉心支持機構１０５と原子炉容器１０１との間に
は炉心１０４および炉心支持機構１０５の水平方
向の振れ止めを行なう水平振れ止め部壁１０９が
設けられている。この水平振れ止め部材１０９上
方の原子炉容器１０１内周側に設けられた仕切壁
１１０と吊り胴１０７との間には隔壁１１１が上
記水平振れ止め部材１０９に支持されて設けられ
ている。この隔壁１１１は吊り胴１０７、仕切壁
１１０とはフリーな状態で設置されている。そし
てこの隔壁１１１は原子炉容器１０１内を上下に
２分し上方を上部プレナム１１２、下方を下部プ
レナム１１３とし、熱的境界を形成している。そ
して前記吊り胴１０７と原子炉容器１０１との間
には流入口１１４Ａおよび流出口１１４Ｂを有す
る中間熱交換器１１４および循環ポンプ１１５が
ルーフスラブ１０３および上記隔壁１１１を貫通
しルーフスラブ１０３に支持されて設けられてい
る。上記中間熱交換器１１４は前記隔壁１１１と
はフリーな状態で設置されている。そして前記水
平振れ止め部材１０９と炉心支持機構１０５との
間に圧力境界形成機構としてのマノメータシール
機構１１６が設けられている。

このマノメータシール機構１１６は、第３図に
示すように一端を炉心支持機構１０５に結合され
上記炉心支持機構１０５の外周に下方が開口した
シール空間を形成するシール空間形成部材１１７
と、このシール空間形成部材１１７の内側に配置
され下端を水平振れ止め部材１０９に固定された
筒状部材１１８と、上記シール空間形成部材１１
７の内側に封入されたアルゴンガス１１９とから
構成され、上記筒状部材１１８と炉心支持機構１
０５との間隙を上記水平振れ止め部材１０９の先
端と炉心支持機構１０５との間隙より大きくして
ある。そして高温・高圧な上部プレナム１１２側
と低温・低圧な下部プレナム１１３側との圧力差
を冷却材水頭Ｈでつりあわせ、シールする構成で
ある。

上記構成の高速増殖炉によると冷却材１０２は
炉心１０４を下方から上方に通流しその際昇温す
る。そして炉心１０４から吊り胴１０７内に流入
した上記冷却材１０２は吊り胴１０７の開口１０
７Ａを介して吊り胴１０７外に流出し流入口１１
４Ａを介して中間熱交換器１１４内に流入する。
そして中間熱交換器１１４内で２次冷却材と熱交
換し、流出口１１４Ｂから下部プレナム１１３内
に流出する。そして循環ポンプ１１５により加圧
されて再度炉心１０４下方に送り込まれる。

次に垂直方向あるいは水平方向の地震動による
炉心１０４および炉心支持機構１０５の上下方向
あるいは水平方向の振動が発生した場合について
説明する。まず垂直方向の振動が発生した場合に
は炉心支持機構１０５に設けられた前記環状部材
１１７は炉心支持機構１０５と共に垂直方向に振
動するが、このシール空間形成部材１１７および
水平振れ止め部材１０９に設けられた筒状部材１
１８とからなるマノメータシール機構１１６が上
下に相対変位することにより吸収される。そして
水平振れ止め部材１０９あるいは隔壁１１１は炉
心支持機構１０５あるいは吊り胴１０７とはフリ
ーな状態で設けられているので大きな荷重が伝達
されることなく、したがつて従来のように隔壁１
１１の吊り胴１０７との接合部に高い応力が発生
するようなことはない。次に水平方向の地震動に
より炉心１０４および炉心支持機構１０５に水平
方向の振動が発生した場合には水平振れ止め部材
１０９によりその振動は抑制されると同時に前記
垂直方向の振動の場合同様マノメータシール機構
１１６の水平方向の相対変位により変位は吸収さ
れる。さらに炉心支持機構１０５、吊り胴１０
７、水平振れ止め部材１０９および隔壁１１１間
の温度分布の相異による熱変形も前記マノメータ
シール機構１１６の相対変位により吸収され熱応
力の発生を防止することができる。

すなわち水平振れ止め部材１０９上方に隔壁１
１１を設け、熱的境界を形成し、かつ水平振れ止
め部材１０９と炉心支持機構１０５との間にマノ
メータシール機構１１６を設け圧力境界を形成す
る。そして上記隔壁１１１は水平振れ止め部材１
０９により支持されており吊り胴１０７、仕切壁
１１０および中間熱交換器１１４とはフリーな状
態で設けられている構成である。

したがつて垂直方向あるいは水平方向の地震動
により炉心１０４および炉心支持機構１０５が垂
直方向あるいは水平方向の振動が発生しても上記
マノメータシール機構１１６の垂直方向あるいは
水平方向の相対変位により吸収されるので隔壁１
１１および水平振れ止め部材１０９には大きな荷
重は作用せず応力発生を防止することができ構造
強度上の影響を低減させることができる。それに
よつて前記炉心１０４および炉心支持機構１０５
の垂直方向あるいは水平方向の変位をある程度大
きな値まで許容することができ、例えばルーフス
ラブ１０３の軽量化を図ることができる等物量低
減をも図ることが可能となる。そして前記隔壁１
１１は吊り胴１０７、仕初壁１１０および中間熱
交換器１１４とはフリーな状態で設けられている
ので熱変形を拘束することはなく、またマノメー
タシール機構１１６の相対変位によつても熱変形
は吸収されるので熱応力の発生を抑えることがで
きる。さらに筒状部材１１８と炉心支持機構１０
５との間隙を水平振れ止め部材１０９の先端と炉
心支持機構１０５とり間隙より大きくすることに
より、地震時に炉心支持機構１０５が水平振れ止
め部材１０９の先端に当接しても筒状部材１１８
と炉心支持機構１０５との間の冷却材液面が筒状
部材１１８の上端を乗り超えるようなことがな
く、マノメータシール機構１１６のシール機能を
維持することができ、安全性の高い高速増殖炉を
得ることができる。

次に第４図を参照して別の実施例を説明する。
すなわち水平振れ止め部材１０９と炉心支持機構
１０５との間に圧力境界形成機構としてダブルマ
ノメータシール機構１２０を設けた構成である。
この場合には前記実施例のマノメータシール機構
１１６に比べて高い圧力差のシールを行なうこと
が可能であり、炉心１０４、炉心支持機構１０５
の垂直方向あるいは水平方向の振動発生時にその
変位を吸収し隔壁１１１、水平振れ止め部材１０
９に発生する応力を低減するあるいは、熱変形を
吸収して熱応力の発生を抑制する等前記実施例の
マノメータシール機構１１６と同様の効果を奏す
る。

〔発明の効果〕

本発明による高速増殖炉は、冷却材を収容し上
部に開口を有する原子炉容器と、上記開口を閉塞
するように設けられたルーフスラブと、上記原子
炉容器内に設けられた炉心と、この炉心を収容支
持する炉心支持機構と、上記炉心を収容した炉心
支持機構を前記ルーフスラブから吊り下げる吊り
胴と、上記炉心支持機構と原子炉容器との間に設
けられ炉心および炉心支持機構の水平方向の振れ
止めを行う水平振れ止め部材と、上記原子炉容器
と吊り胴との間にルーフスラブを貫通して設けら
れた中間熱交換器と、上記水平振れ止め部材の上
方に設けられた隔壁とを備えた高速増殖炉におい
て、上記炉心支持機構と水平振れ止め部材との間
に、上記炉心支持機構の外周に下方が開口したシ
ール空間を形成するシール空間形成部材と、この
シール空間形成部材の内側に配置され下端を上記
水平振れ止め部材に固定された筒状部材とからな
るマノメータシール機構を設け、上記筒状部材と
炉心支持機構との間〓を上記水平振れ止め部材の
先端と炉心支持機構との間〓より大きくしたもの
である。

したがつて垂直方向あるいは水平方向の地震動
により炉心および炉心支持機構に垂直方向あるい
は水平方向の振動が発生しても圧力境界形成機構
により吸収されるので隔壁あるいは水平振れ止め
部材に大きな荷重は作用せず応力発生を防止する
ことができる。それによつて炉心および炉心支持
機構の変位をある程度大きく許容できるので例え
ばルーフスラブの軽量化等物量低減を図ることが
できる。そして隔壁は原子炉容器、吊り胴および
中間熱交換器の内少くとも２つと拘束されない状
態で設けられているので、熱変形を拘束すること
はなく、また圧力境界形成機構によつても熱変形
は吸収されるので、熱応力の発生を低減させるこ
とができる。さらに、マノメータシール機構の筒
状部材と炉心支持機構との間隙が水平振れ止め部
材の先端と炉心支持機構との間隙より大きく形成
されているので、地震時に炉心支持機構が水平振
れ止め部材の先端に当接しても筒状部材と炉心支
持機構との間の冷却材液面が筒状部材の上端を乗
り越えるようなことがなく、マノメータシール機
構のシール機能を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すタンク形高速増殖炉の縦
断面図、第２図ないし第３図は本発明の一実施例
を示す図で第２図はタンク形高速増殖炉の縦断面
図、第３図は第２図の一部拡大図、第４図は別の
実施例を示す断面図である。 １０１……原子炉容器、１０３……ルーフスラ
ブ、１０４……炉心、１０５……炉心支持機構、
１０７……吊り胴、１０９……水平振れ止め部
材、１１１……隔壁、１１６……マノメータシー
ル機構（圧力境界形成機構）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷却材を収容し上部に開口を有する原子炉容
   器と、上記開口を閉塞するように設けられたルー
   フスラブと、上記原子炉容器内に設けられた炉心
   と、この炉心を収容支持する炉心支持機構と、上
   記炉心を収容した炉心支持機構を前記ルーフスラ
   ブから吊り下げる吊り胴と、上記炉心支持機構と
   原子炉容器との間に設けられ炉心および炉心支持
   機構の水平方向の振れ止めを行う水平振れ止め部
   材と、上記原子炉容器と吊り胴との間にルーフス
   ラブを貫通して設けられた中間熱交換器と、上記
   水平振れ止め部材の上方に設けられた隔壁とを備
   えた高速増殖炉において、上記炉心支持機構と水
   平振れ止め部材との間に、上記炉心支持機構の外
   周に下方が開口したシール空間を形成するシール
   空間形成部材と、このシール空間形成部材の内側
   に配置され下端を上記水平振れ止め部材に固定さ
   れた筒状部材とからなるマノメータシール機構を
   設け、上記筒状部材と炉心支持機構との間〓を上
   記水平振れ止め部材の先端と炉心支持機構との間
   〓より大きくしたことを特徴とする高速増殖炉。