JPH0312589A - 原子炉の制振装置 - 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、原子炉圧力容器の耐震性を向上させた原子炉
の制振装置に関する。

（従来の技術） 沸騰水型原子炉は−・膜内には第６図に示すように構成
され、原子炉建屋１内に原子炉格納容器（以下、ＲＣＶ
という。）２が設けられ、このＲＣＶ２内に原子炉圧力
容器（以下、ＲＰＶという。

）３が収納される。

ＲＰＶ３は原子炉建屋１のマット４から垂直上方に延び
るＲＰＶペデスタル５上に支持される。

ＲＰＶペデスタル５の頂部からは円筒状の原子炉遮蔽壁
（以下、Ｒ３・Ｗという。）６が立上っており、このＲ
８Ｗ６はＲＰＶ３を取り囲んでその炉心部を覆っている
。Ｒ８Ｗ６の頂部にはＲＰＶスタビライ’ｆ７が周方向
に複数偶成り付けられ、ＲＰＶ３とＲ８Ｗ６とを連結し
ている。Ｒ８Ｗ６周囲の中空円環部分はドライウェル８
と呼ばれ、このドライウェル８内に主蒸気配管９ａや給
水配管９ｂが配設される。

原子炉の停止点検の際には主蒸気隔離弁１０等の主要な
弁の検査のための作業員がドライウエル８内に立入るよ
うになっている。この定期点検作業時には、ＲＰＶ３の
上部に燃料交換ベローズ１１が設けられ、このベローズ
１１でドライウェル８を原子炉ウェル１２から液密に仕
切っている。

この状態でＲＰＶ３の上蓋（図示せず）を取外すことに
より、原子炉ウェル１２はＲＰＶ３の内部と連通される
。原子炉ウェル１２には使用済燃料ブール１３が隣設し
ており、両者は互いにｌ′Ｆｉｌ放され、かつ水が張ら
れている。ＲＰＶ３内から取り出された使用済燃料１４
は、水中を使用済燃料ブール１３へ移動する。

ＲＰｖスタビライザ７は第７図に示すように、主蒸気配
管９ａ下方のＲ８Ｗ６の頂部内壁に取り付けられた複数
のソールプレート１５上にそれぞれ設置されて、ＲＰＶ
３から突出したスタビライザブラケット１６を内蔵した
バネでそれぞれＲＰＶ３の中心方向に互いに押圧して、
ＲＰＶ３とＲ８Ｗ６を弾力的に強固に保持する。この結
果、ＲＰＶ３は剛性が向上し、かつ地震時にはＲＳ　Ｗ
　６と一体になって振動することにより、応答が抑制さ
れ、耐震性も向上する。

しかしＲＰＶ３の固有振動数は、例えば１０１１２程度
であるが、この付近の振動数領域では地震動の撮動成分
も大きい。また、ＲＣＶ２の高次固有ｉｌＩ数にもこの
値に近いものがあるため共振が発生するおそれがあり、
共振の発生によって応答が増大するおそれがあった。Ｒ
ＰＶ３は核燃料、冷却材等、安全上重要な部材を収納す
る設備であるため、地震時の応答は極力低減させなけれ
ばならない。

この他原子炉の定期点検作業の際には作業員がドライウ
ェル８内に入る訳であるが、使用済燃料１４のある原子
炉ウェル１２とドライウェル８の間を燃料交換ベローズ
１１のみで仕切っているため、ドライウェル８内で作業
をする作業員が放射線被曝を受けるおそれがあるという
問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 従来のＲＰＶ制撮制置装置、ＲＰＶ３がＲＰＶスタビラ
イザ７によってＲＳ　Ｗ　６と結合されない構造と較べ
、地震時の応答が抑制され、ＲＰ　Ｖ３の耐震性が向上
するが、ＲＰＶ３の制振作用が必ずしも充分でなく、か
つドライウェル内で作業する作業員の被曝防止も必ずし
ら完全ではなかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＲＰＶ
に充分な制振作用を与え、かつドライウェル内への放射
線防護機能を充分に備えた原子炉の制振装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するため、原子炉圧力容器支持
ペデスタル上に支持される原子炉圧力容器を原子炉遮蔽
壁で覆い、この原子炉遮蔽壁と原子炉圧力容器との閂に
複数の原子炉圧力容器スタビライザを設けた原子炉の制
振装置において、前記原子炉遮蔽壁の頂部に、撮動吸収
４を複数個周方向に配設するとともに、上記各撮動吸収
器は原子炉ウェルとドライウェルとを仕切る燃料交換ベ
ローズ付近まで延設して成ることを特徴とする原子炉の
制振装置を提供する。

（作用） 本発明の制振装置は、原子炉圧力容器スタビライザに加
えて、原子炉遮蔽壁の頂部周方向に複数個の撮動吸収器
を配したため、原子炉圧力容器の水平面での振動はあら
ゆる方向のものが完全に吸収され、耐震性が向上する。

さらにこの振動吸収器は、原子炉遮蔽壁！負部から燃料
交換ベローズ付近まで延びるため燃料交換へローズとも
に二重の壁を構成して原子炉ウェルからドライウェルに
向かうａ射線を完全に遮蔽する。したがって、ドライウ
ェル内の作業ＣＩのＭ　１１線被曝は完全に防止される
。

（実施例） 以下第１図ないし第５図を参照して本発明の詳細な説明
する。

第２図は本発明の制振装置の部分斜視図、第１図は第２
図の制振装置を構成する撮動吸収器の斜視図、第３図は
第２図の制ｔ！装置の平面図である。

沸騰水型原子炉全体の配置構成は第６図に示すものと異
ならないので同一符号を付して説明を省略する。

原子炉圧力容器（ＲＰＶ）３を覆う原子炉遮蔽壁（Ｒ８
Ｗ）２の頂部に本発明に係る原子炉の制振装置２０が設
けられる。この制振装＠２０は原子炉圧力容器３の周り
を覆う複数例えば６個の撮動吸収器２１により構成され
る一方、ＲＰＶスタビライザ７と組み合されてＲＰＶ３
の制振機能を向上させている。ＲＰＶスタビライザ７は
ＲＰＶ３とＲ８Ｗ２の頂部内側との間に従来と同様に設
けられる。

一方、各撮動吸収器２１はＲ８Ｗ２の頂部に架台２２を
介して取り付けられるベースプレート２３と、このベー
スプレート２３上に設置される振動吸収器本体２４とを
有する。振動吸収器本体２４はベースプレート２３に敷
設されたレール２５上を走行自在の台車２６と、この台
車２６から立上がる弧状のシールドプレート２７と、こ
のシールドプレート２７を補強する支柱２８とを一体あ
るいは一体的に組み合せて構成される。台車２６は例え
ばＥ聖断面形状（口字状でもよい。）を有するボディ２
９に複数の車ｆｌｌｌ　３０が軸支され、この車軸３ｏ
に支持された車輪３１がベースプレー］・２３上のレー
ル２５と走行自在に係合している。

撮動吸収器２１のシールドプレート２７は上方に延びて
燃料ベローズ１１の直下（あるいはドライウェル８の頂
壁〉まで達している。撮動吸収器２１のシールドプレー
ト２７は（の両側部が隣接する振動吸収器２１のシール
ドプレート２７と重なり合い、全体として各振動吸収器
２１のシールドプレート２７はＲＰＶ３の周りを外側か
ら覆い、燃料ベローズ１１からドライウェル８に至る空
間を仕切っている。

また、ＲＰＶ３から複数本の主蒸気配管９ａが延びてお
り、この主蒸気配管９ａはドライウェル８内を通って図
示しないタービン建屋の蒸気タービンに接続される。ド
ライウェル８を主蒸気配管９ａが通過する箇所では、主
蒸気配管９ａは相互に隣接づる２つの振動吸収器２１に
より挟持される。具体的は、各振動吸収器２１のシール
ドプレート２７に形成される切欠部２８によりシールド
性を損うことなく挟持している。

他方、各撮動吸収器２１のベースプレート２３と振動吸
収器本体２４との間には制振作用を行なうスプリング３
２とダンパ３３が介装される。具体的には、振動吸収器
本体２４の台車２６の移動方向両側とこの台車２６の移
動方向に対向するベースプレート２３の側板３４との間
に１つのダンパ３３と２本のスプリング３２が介装され
、これらのダンパ３３およびスプリング３２により振動
吸収器本体２４はベースプレート２３上の中央部にセッ
トされる。振動吸収器本体２４を移動自在に構成させる
ことにより、ＲＰＶ３と一体に撮動する主蒸気配管９ａ
と振動吸収器２１との干渉を予防している。

次に本実施例の制振装置の原理と作用を説明する。第４
図は本発明の制振ｖｔ置の模式図である。

図中の記号Ｍ　　、Ｋ　　、Ｃ３，Ｍ、、に、およＳ びＣ８はそれぞれ取下の意味を有する。

ＭＳ：振動を抑制する構造物を等価な１自由度系に置き
換えたときの該構造物の質量 に、：上記１自由度系における構造物のバネ定数 Ｍ、二制撮器本体の質量 Ｋｏ：制振器本体のバネ定数 Ｃｏ二制撮器本体の減衰定数 ここで振動を抑制する構造物とはＲＰＶであり、構造物
のバネ定数とはＲＰＶスタビライザに内蔵されたバネの
バネ定数である。

第４図に示した制振原理を、第３図を１照して具体的に
説明する。

地震が発生すると、地面の揺れは、Ｒ３Ｗ６からバネを
内蔵したＲＰＶスタビライザ７を介して、減衰されてＲ
ＰＶ３に伝わる。ＲＰＶ３の減衰された揺れは、これと
一体となって撮動する主蒸気配管９ａを通じてシールド
プレート２７に伝わり、振動吸収器本体２４を振動させ
る。しかし振動吸収器本体２４の両側にはスプリング３
２およびダンパ３３があるため、振動吸収器本体２４の
揺れはＲＰＶ３よりさらに減衰されて著しく小さなもの
になる。

ところで、この振動吸収器本体２４の著しく減衰された
揺れは逆にシールドプレート２７を通じて主蒸気配管９
ａに伝わり、最終的にはこれと一体となって撮動するＲ
ＰＶ３に伝わる。この結果、ＲＰ　Ｖ　３の揺れの振動
数は振動吸収器本体２４の撮動数と同じになる。振動吸
収器本体の撮動数と同じになったＲＰＶ３の揺れは、再
度ＲＰＶスタビライザ７に内蔵されたバネで減衰される
。この後上記制振作用が繰り返されてＲＰＶ３の地震時
の応答は抑制される。さらに本実施例においては、Ｒ８
Ｗ６の周方向に等開隔に撮動吸収器２１を配しているた
め、どの方向の揺れに対しても同じように制振作用を発
揮する。

ところで、本発明の制振装置におけるパラメータＭ、に
、Ｃ，は以下のように定める。振動ｔ）Ｄ 吸収器の制振効果を最大にするには、その固有撮動数ｆ
　をＲＰＶの一次固有撮動数ｆ、に等しく口 するとよいことが分っている。

ｆ、＝ｆＳ　　　　　　　　　　・・・・・・（１）ｆ
８は、ＲＰｖの地震時の応答を最も強く支配する成分で
ある。ｆ８は近似的に次の（２〉式で与えられる。

ｆ　　＝＝ｌ　Ｋｓ／ＭＳ／２π　　　・・−・、（２
）他方ｆ、は次の（３）式で与えられる。

ｆ、Ｊ　Ｋｏ／Ｍｏ／２π　　　　・・・・・・（３）
撮動吸収器の制振作用は、振動吸収器本体の質＆ｔＭ、
が大きいほど太き（なる。しかしこのＭＯがあまり大き
いと振動吸収器本体を支持するのが技術的に困難になる
。撮動吸収器本体の全質ＩＭ０′は一般には振動を抑制
する構造物のそれの１／１００であれば充分な効果を奏
するといわれている。そこでＭ、′を例えばＲＰＶの１
／１００に定めれば、本実施例においては撮動吸収器本
体１個の質ＭＭ、はさらにその１／６になる。Ｍ。

が定まれば、ＩＴ（３ン式から、 Ｋ　　−４π　ｆ　　　−Ｍ。

Ｄ　　　　２Ｄ よって（１）、＜２）式より によってに、が定まる。

最後にダンパの減衰定数Ｃ８は、構造物ｒ（ＰＶの応答
を最小に抑えるものが必ず存在するのでこれを選択する
。第５図は第４図の制Ｓ機構における固有振動数ｆ、の
構造物ＲＰＶにある振動数ｆの揺れが与えられたときの
応答倍率を種々の減衰定数ＣＤを有するダンパについて
観たものである。

曲線Ａ、ＢおよびＣはそれぞれ減衰定数Ｃ８が０１過大
およびＲ適のダンパを用いた場合を示す。

曲線Ａの場合は、振動吸収器の運動エネルギに変換され
る以外にＲＰＶの撮動エネルギを吸収する途がないため
、応答は極めて大きくなり、２つの撮動数ｆにおいて応
答のピークが現われている。

他方曲線Ｂは減衰定数が大きすぎるため、＠動吸収器本
体が独自の振動をしにくくなり、ＲＰＶとほぼ一体に撮
動する。即ち振動吸収器がない場合と変らなくなる。曲
線Ｃにおいては充分な撮動の減衰がなされている。曲線
Ｃを与える減衰定数ｃｏはこれを変数とした解析を行な
うことによって求めることができる。

最後に本実施例においては、シールドプレート２７が燃
料ベローズからドライウェルまでの空間を仕切る役目を
果すため、原子炉ウェルからドライウェルに放射される
放射線を遮蔽し、原子炉点検時にドライウェル内に入る
作業員の放射線被曝Ｍを低減させることができる。この
場合シールドプレートを鋼製にすれば放射線遮蔽効果は
さらに向上する。

（発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、Ｒ８Ｗ頂部の周
方向にＲＰＶを取り囲んで複数の振動吸収器を設買する
ことによって、ＲＰＶスタビライザと併せてＲＰＶに充
分な制振作用を与えることができる。さらに本発明の制
振装置は、各振動吸収器がＲ８Ｗ上部にある燃料交換ベ
ローズまで届く高さを有するため、原子炉ウェルからド
ライウェルに至る放射線１を遮蔽する効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制振装置の平面図、第２図は本発明の
制振ｌ！ｉ［の一部斜視図、第３図は本発明の制振装置
を構成する振動吸収器の斜視図、第４図は本発明の制振
装置の制振機構を示ず模式図、第５図は減衰定数ごとの
撮動数と応答倍率の関係を示す図、第６図は従来の原子
炉格納容器の断面図、第７図は従来の制振機構を示す斜
視図である。 ７・・・ＲＰＶスタビライザ、２１・・・振動吸収器、
２６・・・台車、２７・・・シールドプレート、３２・
・・スプリング、３３・・・ダンパ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉圧力容器支持ペデスタル上に支持される原子炉圧
   力容器を原子炉遮蔽壁で覆い、この原子炉遮蔽壁と原子
   炉圧力容器との間に複数の原子炉圧力容器スタビライザ
   を設けた原子炉の制振装置において、前記原子炉遮蔽壁
   の頂部に、振動吸収器を複数個周方向に配設するととも
   に、上記各振動吸収器は原子炉ウェルとドライウェルと
   を仕切る燃料交換ベローズ付近まで延設して成ることを
   特徴とする原子炉の制振装置。