JPH0232994A - 耐震構造を有する大型容器及び原子炉 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は容器の耐震支持構造に係り、特に高温大型容器
に使用するに好適な容器耐震支持構造に関する。

［従来の技術］ 従来の構造は、特頴昭５６−１０８６２７号に記載のよ
うに第５図に示すものであった。同図において１は高温
液体ナトリウム１１および炉心１０を保有する原子炉容
器で原子炉容器フランジ２でペデスタル９と呼ばれる建
屋構造物に固定され、吊り下げられている。原子炉容器
１の外周には、万、−１原子炉容器１内液体が外部へ漏
れた場合、それを保持する安全容器３が設けられている
・安全：容器゛３は原子炉容器１と同様、−安全容器フ
ランジ４部で建屋上部より吊り下げられている。原子炉
容器１の下部には地震時における原子炉容器１の水平方
向変位を拘束するために耐震支持構造物が設けである。

この耐震支持構造において、原子炉容器振れ止め５の内
側に安全容器振れ止め６を設け、安全容器振れ止め６は
容器振れ止め７にて支持され、容器振れ止め７は建屋に
固定され、原子炉容器１の地震時水平方向変位を拘束し
ている。

前記において、原子炉容器振れ止め５と安全容器振れ止
め６との摺動面は原子炉容器１の中心軸に対し、角度Ｑ
の傾斜角度を有している。この傾斜角度Ｑは原子炉運転
時の原子炉容器の縦方向伸び量と周方向伸び量である２
方向の熱膨張から求まり、下記式にて表すことができる
一 ＸＣＸＴ ここで、Ｈ＝原子炉容器縦方向固定点からの長さ Ｄ＝原子炉容器振れ止め部直径 Ｃ＝熱膨張係数 Ｔ＝運転時温度 また、原子炉容器振れ止め５と安全容器振れ止め６部間
には据付時において、耐震機能を失わない程度のギャッ
プを設けである。さらに、原子炉容器振れ止め部の熱膨
張による軌跡は前記で述べた原子炉容器の中心軸に対し
Ｑ度をなす傾斜角度で移動するため、熱膨張を拘束しな
い構造となっている。

上記従来技術による問題点は、原子炉容器下部振れ止め
部と安全振れ止め部とのギャップ設定法に関するもので
あり、原子炉運転時におけるギャップ量が大きいと、耐
震支持構造としての機能が確保されず、また少ないと熱
膨張を拘束し、原子炉容器側に応力を発生させる恐れが
ある。従来技術では、容器側に讃けられた振れ止め部と
、建屋側より支持する構造物との摺動面の形状が、容器
側振れ止め部の熱膨張移動の軌跡となる形状とし、理論
上熱膨張は拘束しない構造となっている。しかし、ギャ
ップを設けている限り前記の問題点が発生する可能性は
十分あり、また適切なギャップ量を定量的に設定するこ
とは困難である。さらに、実機においては設計上のギャ
ップ量を前記の問題点が発生しない様な僅かな公差範囲
で設置することは、不可能に近い。

なお、上記の他に従来技術として第６図に示す特開昭６
０−１６２９８８号があるが、第６図に示す従来技術に
おいては、原子炉容器振れ止め５を粉体２を介して支持
するため、ギャップ構造による前記の問題点は発生しな
いが、原子炉容器振れ止め５は原子炉容器１の熱膨張に
よる軌跡を移動するような傾斜角度を設けていないため
、熱膨張を拘束して多大な熱応力が発生する危険性を依
然有している。

ちなみに原子炉容器の場合据え付は時と運転中の容器の
温度差は４００℃前後であるが、その際の熱膨張によっ
て発生する応力は第６図の場合ではおよそ８０ｋｇ／ｍ
ｒｒｒとなり、設計許容値である４０ｋｇ／ｍボを遥か
に上回る。

［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明の目的は、原子炉容器耐震支持構造におい
て、原子炉運転時における容器の熱膨張拘束による応力
発生を防止もしくは低減させ、かつ耐震支持構造物とし
ての機能を十分有するにたる良好な容器耐震支持構造を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は容器の上部において懸垂支持され、同容器の
下部に地震などによる揺動を咀止するための支持構造を
そなえてなるものにおいて、容器の下部に、その傾斜角
度が同容器の下部の熱膨張の方向と等しい板状の振れ止
めを設け、同振れ止めを静止容器内の粉体中に埋設する
ようにした構造とすることにより達成される。

［作用コ 静止容器内の粉体中に挿入された板状振れ止めは、容器
の熱膨張移動の軌跡となる形状をしているため、その熱
膨張時の方向は容器振れ止めにとって軸方向のみであり
、粉体中をその方向にのみ進行していくので、熱膨張に
よる拘束が生じる恐れはない。一方板状振れ止めの半径
方向移動に対しては、静止容器内の粉体が障害物となっ
てこれを阻止し、地震時に支持構造物としての振れ止め
機能を果たす。

［実施例］ 本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明する。同
図において前記の従来技術との相違点は原子。炉容器耐
震支持構造に関する部分であり、他の構造及び機能は同
一である。

第１図の耐震支持構造において、安全容器振れ止め６は
ボックス構造をなし、そのボックス中に粉体８が満たさ
れている。この粉体８の中に原子炉容器振れ止め５が挿
入されており、粉体８を介して原子炉容器振れ止め５は
安全容器振れ止め６にて支持されている。また、安全容
器振れ止め６は容器振れ止め７と一体構造をなし、容器
振れ止め７は建屋に固定され、原子炉容器１の地震水平
方向変位を拘束している。原子炉容器振れ止め５は従来
技術と同様に原子炉容器１の中心軸に対し、角度Ｑの傾
斜角度を有している。本実施例は従来技術における据付
時の耐震機能保持のための原子炉容器振れ止め５と、安
全容器振れ止め部６間のギャップに、粉体８が充填され
ている構造と言うことが出来る。第３図は第２図Ａ部の
詳細と原子炉運転時の原子炉容器振れ止め部の熱膨張に
よる変形モードを示すもので、点線が熱変形モードであ
る。原子炉容器振れ止め部の熱膨張による軌跡は前記と
同じ理屈で原子炉容器の中心軸に対しＱ度をなす傾斜角
度で移動する。その方向は容器振れ止めにとっては軸方
向であり、粉体中をその方向にのみ進行していくので、
粉体による熱膨張時の拘束は発生しない構造となってい
る。一方地震などによる原子力容器の振れに対しては粉
体の挙動は剛体に等しいので、完全な抑制効果を果す。

第７図に本実施例をばね・マスでモデル化し、粉体部の
ばね剛性を変化させた場合の固有振動数とモードを解析
した結果を示す。従来技術の構造において、振れ止め効
果が期待できない場合の固有振動数は３〜４七程度であ
ったことから、本実施例によれば当初から耐震上の支持
効果が奏されていることがわかる。さらに、第８図は、
第７図と同一モデルによるばね剛性変化に対する炉心支
持構造物の変位と加速度の応答値を示したものである。

本実施例におけるばね定数値は１０５〜１０７ｋｇ’／
ｍの範囲になることが求められており、この範囲で変位
、加速度の応答値は共に大巾低減され、耐震上の効果が
大きいことが判明している。

以上のように本実施例によれば、従来技術にて必要とし
ていた原子炉容器の熱膨張対策としてのギャップは設け
ずに熱膨張を許容するため、容器側と建屋側双方の振れ
止めが接触して原子炉容器の熱膨張を拘束することによ
り生ずる応力の発生を防止する効果があると同時に、よ
り一層の耐震上の機能向上を計ることができる。

第４図には本発明の他の実施例を示す。原子炉容器１内
高温液体が万一外部へ漏れた場合、それを保持する安全
容器３にも熱膨張が生じるためその場合の安全容器３の
熱応力低減のため、従来技術においては第５図に見られ
るように安全容器振れ止め部６と建屋側に固定されてい
る容器振れ止め７は分離した構造となっていた。本実施
例は耐震支持構造にギャップを設けないことを特徴とし
ており、安全容器振れ止め部６と容器振れ止め７を一体
構造としたため、第４図に示すように安全容器３は自立
型とし、上部を自由とすることにより熱膨張による変形
が拘束されない構造とした。

本実施例によれば、安全容器の熱膨張をも拘束する恐れ
はなくなり、安全容器の熱応力発生要因を取り除き、か
つ、優良な原子炉容器の耐震機能を確保することができ
る。

［発明の効果］ 本発明によれば、原子炉運転時における容器の熱膨張に
よる変位を拘束せず、しかも耐震支持構造としての剛性
並びに減衰効果の向上を果たすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は第１図
の一部拡大縦断面図、第３図は第２図のＡ部詳細縦断面
図、第４図は本発明の他の実施例の縦断面図、第５図、
第６図は従来技術の縦断面図、第７図は実施例における
ばね定数と固有値の関係図、第８図は実施例におけるば
ね定数と最大変位、及び最大応答加速度との関係図であ
る。 ｌ・・・原子炉容器、３・・・安全容器、５・・・原子
炉容器振れ止め、６・・・安全容器振れ止め、７・・・
容器振れ止め、８・・・粉体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、容器の上部において懸垂支持され、同容器の下部に
   地震などによる揺動を阻止するための支持構造をそなえ
   てなるものにおいて、容器の下部に、その傾斜角度が同
   容器の下部に熱膨張の方向と等しい板状の振れ止めを設
   け、同振れ止めを静止容器内の粉体中に埋設するように
   したことを特徴とする耐震支持構造を有する大型容器。 ２、特許請求の範囲第１項の発明において、振れ止めの
   形状を切頭円錐状としたことを特徴とする耐震構造を有
   する大型容器。 ３、内部に炉心及び冷却液体を収容する原子炉容器と同
   容器を収容する安全容器からなり、原子炉容器の下部に
   、その傾斜角度が同容器の下部に熱膨張の方向と等しい
   板状の振れ止めを設け、安全容器の下部に設けた粉体容
   器内に粉体を充填し、前記振れ止めを同粉体の中に埋設
   するようにしたことを特徴とする原子炉。 ４、特許請求の範囲第３項の発明において、振れ止めの
   形状を切頭円錐状としたことを特徴とする原子炉。 ５、特許請求の範囲第３項及び第４項の発明において、
   安全容器を自立型にしたことを特徴とする原子炉。