JPH0131995Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、ガス冷却型原子炉において、炉心
から高温ガス、すなわち一次冷却材を炉外へ導出
するための改良された原子炉出口管に関するもの
である。

原子炉出口管は、原子炉本体を構成する重要機
器の一部であり、高い信頼性が要求されるが、通
常次のように構成されている。すなわち、第１図
に示すように、出口管１０は、炉内へ入口ガスを
導入する外側管１２と炉内から高温ガスを導出さ
せる内側管１４とからなり、原子炉圧力容器１６
の底部に接続される一次系配管１８の内側管１４
を原子炉圧力容器１６内へ延長して、その端部を
炉床部２０に接続固定して構成される。さらに、
出口管１０の内面には断熱層２２が形成される。

かかる構造の出口管１０を内蔵した第２図に例
示される冷却型原子炉において、冷却ガスは一次
系配管１８の外側管１２を通つて約400℃の温度
で炉内へ入り、燃料ブロツク２４、反射体２６を
含む炉心の周囲部、すなわち炉心ブロツクと圧力
容器との間を上方へ流れ、炉心ブロツク上部から
炉心ブロツクの中を下方へ流れて約1000℃の高温
度にまで昇温される。高温に昇温された冷却ガス
は、炉心の下方に位置する炉床部２０に集まつた
後、炉床部に接続された出口管１０を通つて炉外
へ排出される。

しかしながら、この従来型の原子炉出口管に
は、次のような欠点がある。すなわち、原子炉出
口管内には、高温度のガスが流れるのでその内壁
面に断熱層が形成されていても出口管自体は周囲
の構造物、例えば圧力容器１６や炉床部鋼構造物
２８に比べ高温になることは免れない。そして、
出口管１０は炉床部鋼構造物２８に固定されてお
り、この炉床部鋼構造物２８は圧力容器１６に固
定されているので、これらの部分内の温度差に伴
う熱膨張差によつて出口管に大きな熱応力が加わ
り、強度上その信頼性を確保することが困難とな
る。

このような欠点を除去し、出口管と炉床部周囲
鋼構造物との温度差および出口管に発生する熱応
力を減少させて強度上充分な信頼性を有する出口
管を提供すべく改良をかさねた結果、一次系配管
の内側管を原子炉圧力容器内に延長した部分の周
囲に入口ガス案内管を設け、この入口ガス案内管
を炉床部の下側および圧力容器の底部内側におい
て開口し、炉内へ導入される温度の低い入口ガス
の一部を案内管に通過させることにより、前記内
側管の部分を冷却してその炉床部周囲鋼構造物と
同程度の温度に維持することができ、これにより
これら部分間の熱膨張差に伴う熱応力を容易に軽
減できることを確認した。

従つて、本考案の目的は、炉内へ入口ガスを導
入する外側管と炉内から高温ガスを導出する内側
管とからなり、原子炉圧力容器の底部に接続され
る一次系配管の前記内側管を前記圧力容器内に延
長して炉床部に接続してなる原子炉出口管におい
て、出口管に大きな熱応力が加わるのを防止し、
一次系配管の外側管から流入される冷却材の一部
を出口管の冷却に有効に利用することができるよ
うにした原子炉出口管を提供するにある。

前記の目的を達成するため、本考案において
は、炉内へ入口ガスを導入する外側管と炉内から
高温ガスを導出する内側管とからなり、原子炉圧
力容器の底部に接続される一次系配管の前記内側
管を前記圧力容器内に延長して炉床部に接続して
なる原子炉出口管において、前記圧力容器内に延
長した内側管の周囲に入口ガス案内管を設け、こ
の入口ガス案内管の一端部を前記炉床部の下側に
おいて開口すると共に炉床部周囲鋼構造物に固定
支持し、前記入口ガス案内管の他端部を前記圧力
容器の底部内側において開口してガス通路を構成
することを特徴とする。

前記の原子炉出口管において、入口ガス案内管
の中間部を開口することにより冷却ガスをこの中
間部開口から案内管内に導入して冷却効果を高め
ることもできる。

次に、本考案の実施例につき、添付図面を参照
しながら以下詳細に説明する。

第３図において、この考案に係る原子炉出口管
は次のようにして構成される。すなわち、外側管
３２と内側管３４とからなる一次系配管３０を原
子炉圧力容器３５の底部に接続し、更に、内側管
３４を圧力容器内に延長して炉床部３６に接続し
締付具３８により固定して出口管３９を構成す
る。

出口管３９の内側面には断熱層４０を形成し、
更にその外側に入口ガス案内管４２を設けること
により、出口管３９と入口ガス案内管４２との間
にガス通路４３を形成する。

かかる構成において、入口ガス案内管４２は、
炉床部周囲鋼構造物４４に取付部材４５を介して
固定され、更に入口ガス案内管の両端部に入口４
６および出口４８を開口する。

一次系配管３０の外側管３２を通つて約400℃
の入口ガスが炉内へ導入され、この際入口ガスは
圧力容器３５の底部空間に流入するがその一部は
入口ガス案内管４２の入口４６に入りガス通路４
３を通つて上昇し、炉床部３６の下面に到達した
後炉周囲部へ拡がりながら流れる。

このようにして、約400℃の温度の入口ガスが
出口管３９の周囲を囲繞するガス通路４３を通流
するため、出口管３９は入口ガスと略同程度の温
度に冷却されて圧力容器３５や炉床部周囲鋼構造
物４４の温度と略同等の温度となる。従つて、出
口管３９と圧力容器３５や炉床部周囲鋼構造物４
４との熱膨張差がほとんどなくなり、これによつ
て出口管３９に発生する熱応力は減少され、出口
管の強度上の信頼性を高めることができる。

特に、本考案によれば、入口ガス案内管の一端
部を、前記炉床部の下側において開口しかつ炉床
部周囲鋼構造物に固定支持することにより、温度
差に伴う熱膨脹差によつて、出口管に大きな熱応
力が加わることを防止することができる。すなわ
ち、従来技術（第１図参照）では、出口管１０に
ベローを入れて応力吸収を図つているが、本考案
では、炉床部が冷却されかつ周囲鋼構造物の温度
も同レベルとなるので、このような問題が解消さ
れる。また、入口ガス案内管の他端部が前記圧力
容器の底部内側において開口してガス通路を構成
することにより、一次系配管の外側管から流入さ
れる冷却材の一部適正量を出口管の冷却に利用す
ることができる。なお、この場合の適正割合は、
炉の種類によつて異なり、設計上の問題となる
が、全量を出口管の冷却に利用すると、炉心の冷
却能力に問題を生ずる。

以上、この考案に係る原子炉出口管の典型的な
構成例について説明したが、この考案の目的およ
び特徴事項を逸脱しない限りにおいて、多くの設
計変更を加えることができる。例えば、先に説明
したこの考案に係る原子炉出口管の構成例におい
て、入口ガス案内管はその両端部において開口さ
れている例を説明したが、入口ガス案内管の中間
部を開口することによりこの開口部から冷却ガス
を導入して出口管の冷却作用を促進させることも
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の原子炉出口管の拡大縦断面図、
第２図は出口管を原子炉圧力容器の底部に設けた
圧力容器の内部構造縦断面図、第３図はこの考案
に係る原子炉出口管の拡大縦断面図である。 ３０……一次系配管、３２……外側管、３４…
…内側管、３５……原子炉圧力容器、３６……炉
床部、３８……締付具、３９……出口管、４０…
…断熱層、４２……入口ガス案内管、４３……ガ
ス通路、４４……炉床部周囲鋼構造物、４５……
取付部材、４６……入口、４８……出口。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 炉内へ入口ガスを導入する外側管と炉内から
   高温ガスを導出する内側管とからなり、原子炉
   圧力容器の底部に接続される一次系配管の前記
   内側管を前記圧力容器内に延長して炉床部に接
   続してなる原子炉出口管において、 前記圧力容器内に延長した内側管の周囲に入
   口ガス案内管を設け、この入口ガス案内管の一
   端部を前記炉床部の下側において開口すると共
   に炉床部周囲鋼構造物に固定支持し、前記入口
   ガス案内管の他端部を前記圧力容器の底部内側
   において開口してガス通路を構成することを特
   徴とする原子炉出口管。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の原子炉
   出口管において、入口ガス案内管の中間部を開
   口してなる原子炉出口管。