JPH03108694A - 高速増殖炉 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は原子炉建屋のベースマット上に載置されるタン
ク型の高速増殖炉に係り、とりわけ設計地震荷重を低減
することができる高速増殖炉に関する。

（従来の技術） 第５図に従来のタンク型高速増殖炉の概略構成を示す。

有底円筒状の主容器１の内部には核反応によって熱エネ
ルギを発生させる炉心２が設けられている。主容器１の
内部には一次冷却材としての液体金属３（通常液体ナト
リウム）を循環させる複数の主循環ポンプ４、−次冷却
材から二次冷部材としての液体金属（図示せず）（通常
液体ナトリウム）へ熱エネルギを伝達する複数の中間熱
交換器５などからなる一次冷却系設備が収容されている
。

炉心２の下部には炉心入口プレナム部６が設けられ、炉
心２および炉心入口プレナム部６は容器１内の底部に設
けられた炉心支持体７に支持されている。炉心２の上方
には炉心上部機構８が配設されている。

主容器１の内部には隔壁９が配置されている。

この隔壁９によって主容器１内の空間が上方のホットプ
ール１０と下方のコールドプール１１とに区画されてい
る。

前記複数の主循環ポンプ４および複数の中間熱交換器５
はいずれも主容器１内に周方向等間隔に配置されている
。各主循環ポンプ４の下端には炉内配管１２が接続され
、この炉内配管１２の下端部は前記コールドプール１１
内から炉心入口プレナム部６まで延設されている。各主
循環ポンプ４の下部から炉内配管１２に亘って薄肉円筒
体１３で囲み、この円筒体１３の下端を前記隔壁９を貫
通してコールドプール１１内へ導入させ、円筒体１３の
内部をコールドプール１１の内部空間に連通させている
。

主容器１の外側には万一の冷却材漏洩事故に備えて有底
円筒状の安全容器１４が設けられている。

以上のように構成された高速増殖炉は上部外周に設けら
れた支持部材１５を介して原子炉建屋のキャビティ・ウ
オール１６に支持されている。

主容器１の上部開口は上蓋をなすルーフ・スラブ１７で
閉塞されている。

ルーフ・スラブ１７には冷却層１８が形成され、の冷却
層１８に冷却ガスを循環させることによってルーフ・ス
ラブ１７の過熱を防止するようにしている。ホットプー
ル１０およびコールドプール１１には一次冷却材として
の液体金属３（通常、液体ナトリウム）が収容されてい
るが、この液体金属３゛の液面とルーフ・スラブ１７と
の間にはカバーガスが充填されている。

次に従来のタンク型高速増殖炉の作用について説明する
。

まず−次冷却材である液体金属３は炉心２を上方に向っ
て通過する間に核反応による熱エネルギを受けて高温と
なり、ホットプール１０内へ流入する。そして中間熱交
換器５に上部から流入し、二次冷却材としての液体金属
に熱エネルギを伝達して温度を低下させながらコールド
プール１１内へ流下する。一方、コールドプール１１内
の液体金属３は主循環ポンプ４により昇圧され、炉内配
管１２を通って炉心入口プレナム部６へ戻される。

なお、中間熱交換器５で加熱された二次冷却材としての
液体金属は主容器１の外部へ導かれ、タービン駆動用の
蒸気を加熱することになる。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように構成された従来の高速増殖炉においては、
高速増殖炉全体が支持部材１５を介してキャビティ・ウ
オール１６で支持されているため、地震時の入力地震動
がキャビティ・ウオール１６の振動により増幅されて主
容器１に入ることとなる。この入力地震動の増幅によっ
て設計地震荷重が大きくなり、このことによって主容器
１の板厚増大、炉心支持体７の高剛性化等をもたらす。

このことは構造部材物量の増大につながり、プラント建
設費の増大に至る課題がある。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
であり、設計地震荷重を低減することができる高速増殖
炉を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は内部に炉心、炉心上部機構、主循環ポンプおよ
び中間熱交換器を収納するとともに隔壁によって内部を
ホットプールとコールドプールに区画した有底円筒状の
主容器と、この主容器の外側を覆って配設された安全容
器とを備えた高速増殖炉において、前記主容器の底板周
縁から下方に向って原子炉建屋のベースマット上に載置
される主容器支持スカートを垂設し、また、原子炉建屋
のベースマットと岩盤状に固定された下部ラフトとの間
に薄い層状のゴムと鋼板が交互に配設された上下にフラ
ンジを有して構成された免震装置が設けられたことを特
徴とする。

（作　用） 本発明によれば、原子炉建屋の下部ラフトに入った水平
方向の入力地震動は免震装置によって建物の水平方向の
揺れの周期が地震の揺れの周期より大きくされて、地震
の衝撃力がかわされることとなって低減される。また、
上下方向の入力地震動はここで使用している免震装置で
は低減されることなく、原子炉建屋のベースマットに伝
達されるが、ベースマットから主容器支持スカートを介
して原子炉構造まで伝達される間において、荷重の伝達
経路が短いことに起因して入力地震動が増幅されること
なく、原子炉構造に対する設計地震力を十分緩和するこ
とができる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明による高速増殖炉の一実施例を示す図で
ある。

第１図において、有底円筒状の主容器１の内部には核反
応によって熱エネルギを発生させる炉心２が設けられて
いる。主容器１の内部には一次冷却材としての液体金属
３（通常液体ナトリウム）を循環させる複数の電磁ポン
プ４、−次冷却材から二次冷却材としての液体金属（図
示せず）（通常液体ナトリウム）へ熱エネルギを伝達す
る複数の中間熱交換器５などからなる一次冷却系設備が
収容されている。

炉心２は主容器１内の炉心支持体７支持されている。炉
心２の上方には炉心上部機構８が配設されている。

炉心２の周りにはコールドプール収納リング１１が配設
され、中間熱交換器５と電磁ポンプ４の各々の機器外表
面を覆って、円筒状の機器支持筒９がコールドプール収
納リング１１から上方に立ち上げられ、上部フランジに
て、中間熱交換器５と電磁ポンプ４の機器を支持する。

主容器１の上部には炉容器カバー２３が設けられ、この
炉容器カバー２３に炉容器カバー円筒２１が配設され、
機器支持筒９と炉容器カバー円筒２１は、ベローズ２２
で接続されている。

複数の電磁ポンプ４および複数の中間熱交換器５はいず
れも主容器１内に周方向等間隔に配置されている。電磁
ポンプ４の中心部に設けられた吐出配管はコールドプー
ル収納リング１１内の炉心入口プレナム部６に挿入され
ている。

また、主容器１の外側には、万一の冷却材漏洩事故に備
えて漏洩ナトリウムを受は止める鋼製のセルライナ安全
容器１４が設けられる。

主容器底板１９は主客器１の中心軸を通る縦断面につい
て、主容器支持スカート２０の間において下向き凸部と
なる円弧を描くよう曲面状に形成されている。

炉心上部機構８を支持して、炉心２の燃料集合体（図示
せず）を交換するための機器を有するプラグ２３は原子
炉容器キャビティプラグ２４から支持される。

主容器支持スカート２０は原子炉建屋のベースマット２
５により支持され、ベースマット２５は地盤の岩盤上に
設けられた下部ラフト２８のコンクリートパイル２７の
上で免震装置２６により支持される。

第２図は本発明に適用する免震装置２６の構造を説明す
る図である。

第２図において、免震装置２６は上部フランジ２９と下
部フランジ３０との間において、薄いゴム３１と、薄い
鋼板層３２を交互に重ね合わせて圧着したものである。

次にこのような構成からなる本実施例の作用について説
明する。

一次冷却材である液体金属３は従来装置と同様、中間熱
交換器５に送られ、中間熱交換器５で加熱された二次冷
却材としての液体金属は主容器１の外部に導かれてター
ビン駆動用の蒸気を加熱する。

地震時における入力地震動は、地盤から下部ラフト２８
に入り、免震装置２６を通って原子炉建屋のベースマッ
ト２６に伝搬される。

こ０場合、第２図のように構成された免震装置では、そ
れによって支持される建物の水平方向の揺れの周期を、
地震波に含まれる波の周期より長くすることができ、地
震の衝撃力をかわす効果が発揮できる。

第３図は免震された原子炉建物と免震されていない建物
において、原子炉構造に対する設計床応答スペクトル（
その振動数の機器が当該場所に設置された場合に、機器
に対する設計地震力を示すもの）を示したものである。

実線３３が非免震建物に関する床応答スペクトルであり
、破線３４が免震建物に関する床応答スペクトルである
。

免震装置２６の採用により、水平方向の設計地震力は低
減される。

すなわち、上下方向の地震波は、下部ラフｌ−２８から
入り、免震装置２６で低減されることなく原子炉建屋の
ベースマット２５に伝搬される。

第４図は第５図に示した従来例の原子炉構造と第１図に
示した本発明実施例での原子炉構造に関して上下方向入
力地震動について、炉心部の応答加速度を比較したもの
である。本発明の原子炉構造のように主容器支持スカー
ト２０て支持された場合の方が炉心部の上下方向応答の
速度は低減されることになる。

［発明の効果］ 本発明によれば、中間熱交換器や電磁ポンプの機器荷重
が原子炉容器カバーには作用せず原子炉容器カバーを薄
肉の構造体で形成できるため、原子炉容器カバ一部を高
温に保持することが可能である。このことは、炉内のナ
トリウム液面近傍における原子炉容器の軸方向温度勾配
低減に効果的な構造であり、熱応力低減に効果的である
。

また、従来例におけるような安全容器ではなく、原子炉
容器室コンクリート内面に敷設されたライナで安全容器
を形成するため、原子炉建屋内の空間利用率が向上し、
原子炉建物をコンパクトにすることが可能である。

更に、地震時ベースマットに入った地震動は、水平方向
の地震動に関しては水平免震装置により低減されたもの
が原子炉構造に入ることになる。

また、上下方向に関しては、ベースマットから原子炉構
造までの地震に関する荷重伝達経路の短いことに起因し
て、地震入力の増幅が生じない。

すなわち、本発明によれば水平方向および上下方向のい
ずれにも入力地震動が増幅されることなく、設計地震荷
重を低減して、建設コストの低減と、信頼性向上を図っ
た安全な高速増殖炉を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高速増殖炉の一実施例を示す断面
図、第２図は本発明に適用する免震装置の構造を示す構
造図、第３図は本発明に適用する免震装置の効果を説明
するための特性図、第４図は本発明に適用する原子炉構
造の地震時応答特性を従来例と比較して示す特性図、第
５図は従来の高速増殖炉を示す断面図である。 １・・・主容器 ２・・・炉心 ３・・・液体金属 ４・・・電磁ポンプ ５・・・中間熱交換器 ６・・・炉心プレナム部 ７・・・炉心支持体 ８・・・炉心上部機構 ９・・・機器支持筒 １０・・・ホットプール １１・・・コールドプール収納リンク １２・・・炉内配管 １３・・・内筒体 １４・・・セルライナ安全容器 １５・・・支持部材 １６・・・キャビティ・ウオール １７・・・ルーフスラブ １８・・・冷却層 １９・・・主容器底板 ２０・・・主容器支持スカート ２１・・・炉容器カバー円筒 ２２・・・ベローズ ２３・・・炉容器カバー ２４・・・キャビティ・スラブ ２５・・・ベースマット ６・・・免震装置 ７・・・コンクリートパイル ８・・・下部ラクト ９・・・上部フランジ ０・・・下部フランジ ト・・ゴム層 ２・・・鋼板 ３・・・非免震の床応答スペクトル ４・・・免震の床応答スペクトル （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか　
１名） 第 図 第 図 ２７ｏｌＬ生（Ｇ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に炉心、炉心上部機構、主循環ポンプおよび
   中間熱交換器を収納するとともに隔壁によって内部をホ
   ットプールとコールドプールに区画した有底円筒状の主
   容器と、この主容器の外側を覆って配設された安全容器
   とを備えた高速増殖炉において、前記主容器の底板周縁
   から下方に向って原子炉建屋のベースマット上に載置さ
   れる主容器支持スカートを垂設し、また、原子炉建屋の
   ベースマットと岩盤状に固定された下部ラフトとの間に
   薄い層状のゴムと鋼板が交互に配設された上下にフラン
   ジを有して構成された免震装置が設けられたことを特徴
   とする高速増殖炉。
2. （２）前記原子炉容器内の下部において、断面が円管状
   のトーラスリングに垂直に交差して上方に立ち上がる機
   器支持筒を有し、前記機器支持筒は原子炉容器の上部で
   中間熱交換器および１次主循環ポンプの機器荷重を受け
   、原子炉容器を上部で覆う炉容器カバーには前記機器支
   持筒と同心円状の円筒が前記機器支持筒の外側で上方に
   延伸し、前記円筒と前記機器支持筒の間にはベローズを
   接続してなることを特徴とする請求項１記載の高速増殖
   炉。