JPH0277686A - 原子炉炉内構造物の支持構造 - 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） この発明は、冷却材として液体金属を用いるとともに、
炉内構造物が原子炉容器内の前記冷却材中に吊下げ支持
された原子炉における原子炉炉内構造物の支持構造に関
する。

（従来の技術） 原子炉、例えば高速増殖炉は、一般に冷却材として液体
金属ナトリウムで代表される液体金属を用い、かつ、軽
水炉型原子炉に比較して高い温度で運転される。このよ
うな高速増殖炉にあっては原子炉運転開始時や停止時に
原子炉主容器、炉心は（４、配管ｑ９が熱応力で￥：１
１ｔされるのを防止するために、通常、これらの構成部
材の肉厚を薄くする方式が採用されている。

また、このような高速増殖炉全体を簡潔な構造とするた
めに、可能な限り配管類を無くすようにした原子炉、す
なわち具体的には一次冷却材と二次冷却材とを熱交換さ
せる中間熱交換器や冷却材循環ポンプを原子炉主容器内
に設置するようにしたいわゆるタンク型原子炉ｖ４造が
考えられている。

このタンク型原子炉は、例えば第７図に示すように、原
子炉主容器１の図中上方開口部をルーフスラブ３で閉塞
し、内部に炉心５．炉心上部機構７、中間熱交換器９．
冷却材循環ポンプ１１および冷却材１３を収容して構成
されている。炉心５はルーフスラブ３から吊下げられた
炉心支持部材１５の図中下端部に収容されており、炉心
上部機構７は、前記炉心支持部材１５の上方に回転自在
に設けられた回転プラグ１７に支持されている。

なお、原子炉主容器１は、リングガータ１９を介して原
子炉室２１に吊下げられており、原子炉主容器１の外側
にはこの原子炉主容器１を覆うように安全容器２３が設
けられている。

このように中間熱交換７Ｉ９および冷却材循環ポンプ１
１を原子炉主容器１内に配置したタンク型原子炉構造を
採用することによって一次熱交換系。

冷却材循環系の配管を削除することができる。

しかしながら、このようなタンク型原子炉構造を採用し
た原子炉であっても次のようなことが予想される。すな
わら、炉心支持部材１５．中間熱交換器９および冷却材
循環ポンプ１１等は熱応力上の面から比較的薄肉に形成
され、かつ大型化に伴なう大きな熱膨張量を吸収するた
めに、ルーフスラブ３に支持されて原子炉主容器１内に
吊下げられた片持柔構造となっている。

したがって、外部からの衝突入力または振動入りが加っ
た場合、前記炉心支持部材１５．中間熱交換器９および
冷却材循環ポンプ１１等の炉内構造物に大きな振動が発
生し、その変形による局部的応力の増大で一部が損傷を
受ける可能性があり何らかの対策が望まれる。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来の構造では、熱応力上の面から炉内構
造物は比較的薄肉に形成され、かつ大きな熱膨脹最を吸
収するために片持梁構造となっている。このため、外部
からの１ｉｌｌ入力、撮動入力で大きな振動が発生し、
その対策が望まれていた。

そこでこの発明は、熱膨脹のようなゆっくりした変形に
対しては何ら拘束を与えず、地震発生時等に炉内構造物
の水平方向の揺れを確実に抑制することができ、地震時
等における炉全体の健全性の向上を図ることができる原
子炉炉内構造物の支持構造の提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明は、冷却材として液
体金属を用いるとともに、炉心、中間熱交換器あるいは
循環ポンプ等の炉内構造物が原子炉容器内の上記冷却材
中に吊下げ支持された原子炉において、上記炉内構造物
の側面を流体ギャップを介して覆うように設けられた筒
状部材と、この筒状部材を前記原子炉容器に固定する部
材と、前記炉内構造物外周または筒状部材内周のいずれ
か一方に設けられた溝内に収容された環状部材とを有し
、さらにこの環状部材の収容された溝の下側の面とこれ
に対向する環状部材の面とのいずれかに放射状に複数の
溝が切られていることを特徴としている。

また前記環状部材が嵌装された環状溝と対向する炉内構
造物の面とこれに対向する環状部材の面とのいずれかに
環状部材の−Ｌ側と下側の流体領域をつなぐ複数の溝を
形成している。

（作用） 上記の構成によれば、地震時において、炉内構造物が原
子炉主容器に対して相対移動を起した場合には原子炉主
容器に固定された筒状部材と前記炉内構造部との間に相
対変位が生じ、流体ギャツブに大きな圧力差が生じる。

この圧力差が炉内構造物の相対運動に対して抵抗力とし
て作用する。

ところで、一般に物体が周囲の流体から受ける抵抗力に
は物体の加速度に比例する力と物体の速度（あるいは速
度の２乗）に比例する力とが含まれている。加速度に比
例する力は流体ギャップからの上下方向への流体のもれ
が小さいほど大きくなるが、速度に比例する力は上下方
向へのもれがある程度小さくなったところで非常に大き
くなり、それよりももれが小さくなると逆に小さくなっ
てしまうという性質を有している。

上記構、成では環状部材によって流体のもれを防いでい
るが、環状部材の収容された溝の下側の面とこれに対向
する環状部材の面とのいずれかに放射状に複数の溝が切
られ、又は環状部材の嵌装された環状溝と対向する炉内
構造物の面あるいはこの面に対向する環状部材の面のい
ずれかに環状部材の上側と下側の流体領域をつなぐ複数
個の溝を設けているため、適度なもれを起して炉内構造
物に対する抵抗力を最大にコントロールすることができ
る。

従って、熱応力を発生させずに炉内構造物の振動を効果
的に抑制することができる。

（実施例） 以下、第１図および第２図を参照し、この本発明の第１
實施例について説明する。なお、第７図と同一要素には
同一符号を付して説明を省略する。

第１図はこの発明による原子炉炉内構造物の支持構造を
採用したタンク型原子炉の縦断面を示した図である。円
筒状の炉心支持部材１５の周囲に冷却材の満たされた流
体ギャップ２５を介して円筒部材２７が支持板２つによ
って主容器１に固定されている。円筒部材２７の上下端
近傍の内周には断面凹状の２本の溝３１が切欠かれてお
り、この中に断面矩形のリング３３が収容されている。

第２図は、リング３３およびその近傍の拡大断面図であ
る。上記のリング３３が収容された溝３１の下側面寸な
わちリングと接りる面には、リング下面に接する流体領
域とリング外周面に接する流体領域とつなぐ溝３４が複
数個円周上に配列されており、流体が適度に流通できる
ようになっている。

すなわち、上述したような支持構造とすることによって
、流体ギャップ１３からの流体のもれを最適なａにコン
トロールでき、熱応力を発生させないで炉内構造物の振
動を最大限に抑制させることができる。

第４−はこの発明の第２実施例に係る原子炉炉内構造物
の支持構造を採用したタンク型原子炉の縦断面図を示す
ものである。

炉内構造物である中間熱交換器９．冷部材循環ポンプ１
１および炉心支持部材１５の周面には、それぞれ冷却材
の満たされた流体ギャップ２５を介して筒状部材２７が
設けられ、これら筒状部材２７は支持板２９によって主
容器１に固定されている。

１ｔ１記筒状部材２７には、第２図に示すように、上下
端近傍の内周面に断面凹状の２本の溝３１が形成されて
おり、この溝３１に環状部材としての断面矩形状のリン
グ３３が嵌装されている。また、中間熱交換器９．冷却
材循環ポンプ１１および炉心支持部材１５のそれぞれの
外周面には、第２図および第３図に示すように、リング
３３の上側と下側の流体領域をつなぐ複数個の溝３５が
配設されており、流体２５が適度に流通できるようにな
っている。

また、炉心支持部材１５の下端は支持板３７によって主
容器１に固定されている。

上記のＪ、うな支持構造とすることに・よって、地震時
において、炉内構造物である中間熱交換器９゜冷部材循
環ポンプ１１および炉心支持部材１５が原子炉主容器１
に対して相対移動を起した場合には、原子炉主容器１に
固定された筒状部材２７と前記炉内構造物との間に相対
変位を生じ、流体ギャップ２５に大きな圧力差が生じ、
この圧力差が炉内構造物の相対運動に対して抵抗力とｉ
ノでｎ′用する。

このとき、流体ギャップ２５はリング３３によって流体
のもれが防がれるがリング３３の上側と下側の流体領域
をつなぐ複数個の溝３５から適度なもれを起して炉内構
造物に対する抵抗力を最大にコントロールする。

しかも、上記作用は中間熱交換器９．冷却材循環ポンプ
１１および炉心支持部材１５のそれぞれに作用するため
、各炉内構造物の振動を効果的に抑制することができる
。

なお、上記実施例では、リング３３を嵌装する溝３１を
１１１状部材２７　ｉ！’、’ｌ　ｋ：形成し、）１°
１ｔ３５を炉内構造物側に形成したがこれら溝３１．３
５はそれぞれ逆側部材に形成することもできる。また溝
３４．３５はリング３３の下面内周面に構成することも
できる。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、この発明の構成によ
れば、流体ギャップからの流体のもれを適母にすること
によって、支持効果を非常に大きくすることができ、し
かも機械的支持にみられるような熱応力の発生もない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例による炉内構造物の支持
構造を採用した原子炉の断面図、第２図はリングとその
近傍を示した拡大断面図、第３図はリングの収容される
溝の下側の面の上面図、第４図はこの発明の第２実施例
に係る原子炉炉内構造物の支持構造を採用したタンク型
原子炉の縦断面図、第５図は環状部材とその近傍を示し
た拡大断面図、第６図は環状部材が嵌装される部分の炉
内構造物の断面図、第７図は従来例による原子炉の断面
図である。 １・・・原子炉容器 ９・・・中間熱交換器 〈炉内構造物） １１・・・冷１４１材循１′・５ポンプ１３・・・冷却
材 ２５・・・流体ギャップ ２７・・・筒状部材 ２９・・・支持体 ３１・・・溝（環状溝） ３３・・・リング（環状部材） ３４．３５・・・溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷却材として液体金属を用いるとともに、炉心、
   中間熱交換器あるいは循環ポンプ等の炉内構造物が原子
   炉容器内の上記冷却材中に吊下げ支持された原子炉にお
   いて、上記炉内構造物の側面を流体ギャップを介して覆
   うように設けられた筒状部材と、この筒状部材を前記原
   子炉容器に固定する部材と、前記炉内構造物外周または
   筒状部材内周のいずれか一方に設けられた溝内に収容さ
   れた環状部材とを有し、さらにこの環状部材の収容され
   た溝の下側の面とこれに対向する環状部材の面とのいず
   れかに放射状に複数の溝が切られていることを特徴とす
   る原子炉炉内構造物の支持構造。
2. （２）冷却材として液体金属を用いるとともに炉心、中
   間熱交換器あるいは循環ポンプ等の炉内構造物が原子炉
   容器内の前記冷却材中に吊下げ支持された原子炉におい
   て、前記各炉内構造物の側面を流体ギャップを介して覆
   うように設けられた筒状部材と、これら筒状部材を原子
   炉容器に固定する部材と、前記各炉内構造物の外周また
   は筒状部材の内周のいずれか一方に設けられた環状溝に
   嵌装された環状部材とを有し、さらに前記環状部材が嵌
   装された環状溝と対向する炉内構造物の面とこれに対向
   する環状部材の面とのいずれかに環状部材の上側と下側
   の流体領域をつなぐ複数の溝を形成していることを特徴
   とする原子炉炉内構造物の支持構造。