JPH0131993Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はガス冷却形原子炉における炉床部の
構造改良に関する。

ガス冷却形原子炉として、圧力容器内の炉心ブ
ロツクを下方より炉床部で支え、かつ炉心を通過
する過程での熱交換により高温となつた一次冷却
ガスを炉床部を貫通して配管されたガス出口管を
通じて炉外へ導くようにしたものが知られてい
る。この場合に、炉床部の炉心支持板、ダイアグ
リツトなどは鋼材で構築されていることから、こ
れらの鋼製の炉内構造物が高温ガスに直接さらさ
れることのないよう、炉床部には断熱ブロツクを
重ねて炉床断熱層を構成し、高温ガスより断熱し
て熱的に保護することが行われている。

次にかかる炉床部の従来における構造を第１図
に示す。第１図において、１は炉心ブロツク、２
は固定反射体ブロツク、３は図示されてないダイ
アグリツトに支えられた炉心支持板である。この
支持板３の上には各層ごとに多数の断熱材の断熱
ブロツク４〜８を並べ、これらを重ね合わせて炉
床断熱層９が構成されている。そして断熱層９の
上に支持柱１０、プレナムブロツク１１を配備
し、これらで炉心ブロツク１の荷重を支持板３で
支えるようにしている。また炉床断熱層９の上面
と炉心ブロツク１との間には高温プレナム１２と
なる空間が形成され、さらに断熱層９の中には上
端を前記高温プレナム１２へ向けて開口するよう
に一次冷却ガス出口管１３が支持板３および断熱
ブロツク５〜８を貫通して断熱ブロツク４の途中
まで達するように断熱層９の中に配管されてい
る。かかる構成で炉心ブロツク１を通過した一次
冷却ガスは矢印Ａのようにプレナムブロツク１１
を経て高温プレナム１２に集められ、ここから出
口管１３を通じて炉外へ取り出される。また炉心
ブロツク１の荷重を支えている鋼製の支持板３は
断熱層９によつて高温プレナム１２の高温ガスと
断熱される。なお前記の出口管１３は鋼製パイプ
であり、断熱ブロツクとの熱膨張率の差に基づく
炉運転時の相対的な熱変形によつて互に干渉し合
わないように、出口管１３の外周と各断熱ブロツ
クにあけられた穴の周面との間には僅かなすき間
が設けてある。

上記炉床部において、断熱層９は炉心から取出
した高温ガスの熱量放散を防ぎつつ、炉心支持板
３などの炉内鋼製構造物がその許容温度以上に温
度上昇するのを防ぐよう断熱する役目を果すもの
であり、この点で常に良好な断熱性能を発揮する
ことが要求される。しかして従来の炉床断熱層の
構造のままでは、断熱ブロツクの材料として断熱
性の優れた材料を選び、かつ断熱ブロツクの層数
を増した構造でも、その割には炉床断熱層９全体
としての断熱性能が期待したように高くならず、
断熱効果が十分に発揮できない問題点のあること
が判明した。かかる問題点について考察したとこ
ろ、その原因は次記のように高温プレナムから断
熱層内における断熱ブロツク相互間のすきまを通
じて出口管に流れ込む高温ガスのバイパスフロー
現象にあることが明らかになつた。すなわち炉の
運転状態では、高温ガスの集まる高温プレナム１
２でのガス流速は小さく比較的静圧が高いのに対
し、炉全体として数本の出口管１３を集中して流
れるガス流速は大きくて静圧は低く、両者の間に
大きな静圧差が生じる。この圧力差に基づいて、
高温プレナム１２のガスはすべて直接出口管１３
へガス流Ａのように流れ込まず、高温ガスの一部
は矢印Ｂで示すように最上層の断熱ブロツク４の
相互間の継目、および上下の断熱ブロツク４と５
の重なり面の間に残る僅かなすき間を通じて出口
管１３へ流れ込むバイパスフローが生じる。この
ように断熱層９の中を高温ガスがバイパスフロー
する結果、断熱層９の固有の断熱性能が発揮され
ずに層内に大きな熱貫流が生じ、炉心支持板３の
温度上昇が大となる。しかもかかる高温ガスのバ
イパスフローを許容したまま支持板３を許容温度
以下に押えるには、さらに炉床断熱層９を増さね
ばならず、これでは原子炉圧力容器が必要以上に
大形化してしまう不具合を招くことになる。

この考案は上記の点にかんがみなされたもので
あり、その目的は僅かな部品を追加設置したこと
により、前述したバイパスフロー現象を巧みに阻
止し、これによつて炉床断熱層の断熱性能を大巾
に向上できるようにしたガス冷却形原子炉の炉床
部を得ることにある。

かかる目的はこの考案により、炉床断熱層内に
配管された一次冷却ガス出口管の上部開口端の前
記出口管と前記断熱ブロツクとのすき間を閉塞す
るように、外径が断熱ブロツクの穴径とほぼ同じ
大きさで、内径が一次冷却ガス出口管の内径とほ
ぼ同じ大きさを有し、前記断熱ブロツクと熱膨張
率がほぼ同じ値の材質で作られた環状のシール部
材を、前記一次冷却ガス出口管の上端面へ載置し
てルーズに前記一次冷却ガス出口管に取り付けた
ことにより達成される。

以下この考案の実施例を図面に基づき詳述す
る。

第２図および第３図において、第１図と同じ符
号は同一部材を示している。さて、この考案によ
り出口管１３の上部開口端には、出口管１３とこ
れに対面している断熱ブロツク４との間のすき間
を閉塞するためのシール部材であるシールリング
１４が設けられている。該シールリング１４は断
熱ブロツクと同一材質で作られるか、または熱膨
張率がほぼ同値の材料で作られており、かつその
外径寸法は断熱ブロツク４の穴径にほぼ一致する
ように定めてあり、かつその内径寸法は一次冷却
ガス出口管１３の内径とほぼ一致するように定め
てある。そしてシールリング１４は出口管１３の
上端に載置され、シールリングを拘束しないよう
に取り付けボルト１５へ遊嵌してルーズに取り付
けられている。すなわち、ボルト１５はボルト頭
でシールリング１４の浮き上りを防止するように
押え、かつ半径方向にはボルト１５の径に対して
シールリング１４のボルト穴１６の径が十分大に
あけられていて、出口管１３とシールリングの熱
膨張差に基づく半径方向の相対変位を自由に逃が
すように配慮されている。

上記の構成により、シールリング１４と出口管
１３の上端面との間はシールリングの自重による
接触でシールされる。さらにシールリング１４の
外周面と断面ブロツク４との間も殆どすき間を残
すことなくシールされる。かくしてシールリング
１４が第１図で述べた矢印Ｂのバイパスフローに
対する流路抵抗として作用し、断熱ブロツク相互
間のすき間を通じて高温プレナム１２から出口管
１３へ向けて断熱層内を流れる高温ガスのバイパ
スフローを殆んど無くすことができる。しかもシ
ールリング１４をその材質の熱膨張率が断熱ブロ
ツクのそれとほぼ同じ値に選んでおくことによ
り、炉の出力、つまりガス温度の変化によつても
常に断熱ブロツクとの間で高いシール効果を保つ
ことができるし、またシールリング１４を出口管
１３へ拘束しないようルーズに支持したことによ
り、鋼製の出口管との熱膨張差を自由に逃すこと
ができ、断熱ブロツクへ不当な応力荷重を加える
恐れもない。かくして僅かにシール部材を追加設
置しただけの簡単な構成で、断熱層内を流れる高
温ガスのバイパスフローを抑制して炉床断熱層の
断熱性能向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における原子炉炉床部の構成断面
図、第２図はこの考案の実施例の構成断面図、第
３図は第２図における要部の拡大図である。 １……炉心ブロツク、３……炉心支持板、４〜
８……断熱ブロツク、９……炉床断熱層、１２…
…高温プレナム、１３……一次冷却ガス出口管、
１４……シール部材としてのシールリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 炉心ブロツクを下方から支える炉床部が断熱ブ
   ロツクを重ね合わせてなる炉床断熱層を有し、か
   つこの断熱層と炉心ブロツクとの間に高温プレナ
   ムを形成するとともに、炉床断熱層の中に高温プ
   レナムに向けて開口する一次冷却ガス出口管が配
   管されたガス冷却形原子炉において、一次冷却ガ
   ス出口管の上部開口端の前記出口管と前記断熱ブ
   ロツクとのすき間を閉塞するように、外径が前記
   断熱ブロツクの穴径とほぼ同じ大きさで、内径が
   前記一次冷却ガス出口管の内径とほぼ同じ大きさ
   を有し、前記断熱ブロツクと熱膨張率がほぼ同じ
   値の材質で作られた環状のシール部材を、前記一
   次冷却ガス出口管の上端面へ載置してルーズに前
   記一次冷却ガス出口管に取り付けたことを特徴と
   するガス冷却形原子炉の炉床部。