JPH0426078B2 - - Google Patents
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- JPH0426078B2 JPH0426078B2 JP58197696A JP19769683A JPH0426078B2 JP H0426078 B2 JPH0426078 B2 JP H0426078B2 JP 58197696 A JP58197696 A JP 58197696A JP 19769683 A JP19769683 A JP 19769683A JP H0426078 B2 JPH0426078 B2 JP H0426078B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C1/00—Reactor types
- G21C1/02—Fast fission reactors, i.e. reactors not using a moderator ; Metal cooled reactors; Fast breeders
- G21C1/03—Fast fission reactors, i.e. reactors not using a moderator ; Metal cooled reactors; Fast breeders cooled by a coolant not essentially pressurised, e.g. pool-type reactors
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C5/00—Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
- G21C5/02—Details
- G21C5/10—Means for supporting the complete structure
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
- G21C9/04—Means for suppressing fires ; Earthquake protection
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、高速増殖炉に係り、特に炉心を原子
炉容器の底部にて支持するタンク型高速増殖炉に
適用するのに好適な高速増殖炉に関するものであ
る。
炉容器の底部にて支持するタンク型高速増殖炉に
適用するのに好適な高速増殖炉に関するものであ
る。
タンク型高速増殖炉(タンク型FBRという)
は、液体金属であるナトリウムが充填される主容
器と呼ばれる原子炉容器内に、炉心、中間熱交換
器及び循環ポンプが設置されている。回転プラグ
を有するルーフスラブが、原子炉容器の上端部に
取付けられて原子炉容器の上方を被つている。中
間熱交換器及び循環ポンプは、ルーフスラブに取
付けられる。多数の燃料集合体が配置されてなる
炉心は、原子炉容器の底部に取付けられた炉心支
持部材によつてサポートされている。このような
炉心支持構造の例としては、特開昭53−6797号公
報の第1図、特開昭56−18790号公報の第1図、
特開昭57−44885号公報の第1図及び特開昭57−
133379号公報の第1図にそれぞれ示されている。
は、液体金属であるナトリウムが充填される主容
器と呼ばれる原子炉容器内に、炉心、中間熱交換
器及び循環ポンプが設置されている。回転プラグ
を有するルーフスラブが、原子炉容器の上端部に
取付けられて原子炉容器の上方を被つている。中
間熱交換器及び循環ポンプは、ルーフスラブに取
付けられる。多数の燃料集合体が配置されてなる
炉心は、原子炉容器の底部に取付けられた炉心支
持部材によつてサポートされている。このような
炉心支持構造の例としては、特開昭53−6797号公
報の第1図、特開昭56−18790号公報の第1図、
特開昭57−44885号公報の第1図及び特開昭57−
133379号公報の第1図にそれぞれ示されている。
前述の炉心支持部材は、中間熱交換器及び循環
ポンプが貫通することなく、低温のナトリウムが
存在するコールドプレナム内に配置されている。
従つて、強度部材である炉心支持部材に生じる熱
応力は、小さい。前述のタンク型FBRは、炉心
支持部材に生じる応力についてみれば極めて好し
い構造であるといえる。
ポンプが貫通することなく、低温のナトリウムが
存在するコールドプレナム内に配置されている。
従つて、強度部材である炉心支持部材に生じる熱
応力は、小さい。前述のタンク型FBRは、炉心
支持部材に生じる応力についてみれば極めて好し
い構造であるといえる。
一方、原子炉は安全性が強く要求されるから、
地震のような外部から加えられる炉心の振動を抑
制する対処が必要となる。この対処をすることに
より新たに安全が損なわれる無理があつてはなら
ない。
地震のような外部から加えられる炉心の振動を抑
制する対処が必要となる。この対処をすることに
より新たに安全が損なわれる無理があつてはなら
ない。
本発明の目的は、無理なく炉心の振動を抑制で
き、特にロツキング振動を無理なく抑制できる高
速増殖炉を提供することにある。
き、特にロツキング振動を無理なく抑制できる高
速増殖炉を提供することにある。
本発明は、前述したタンク型FBRの地震時に
おける炉心の振動現象を詳細に検討した結果に基
づいてなされたものである。その検討結果を以下
に説明する。
おける炉心の振動現象を詳細に検討した結果に基
づいてなされたものである。その検討結果を以下
に説明する。
第1図に基づいてタンク型FBRの概略構造を
説明する。タンク型FBRは、ナトリウムが充填
された原子炉容器1内に炉心2を配置してなり、
しかも、原子炉容器1の底面に取付けられる炉心
支持部材3上に炉心2が設置されている。4はル
ーフスラブである。
説明する。タンク型FBRは、ナトリウムが充填
された原子炉容器1内に炉心2を配置してなり、
しかも、原子炉容器1の底面に取付けられる炉心
支持部材3上に炉心2が設置されている。4はル
ーフスラブである。
地震が発生した時、前述のタンク型FBRの炉
心2に生じる振動は、炉心2が原子炉容器1の底
面に支持されている関係上、ロツキング振動、上
下振動及び水平振動がある。
心2に生じる振動は、炉心2が原子炉容器1の底
面に支持されている関係上、ロツキング振動、上
下振動及び水平振動がある。
炉心2のロツキング振動を、第1図Aに示す。
炉心2のロツキング振動は、原子炉容器1の底部
と炉心支持部材3との接合部を中心として原子炉
容器1が局部的に変形し、炉心2が炉心支持部材
3の中心を節として倒立振子の如くに頭を左右に
振る運動である。すなわち、炉心2の頂部は、ロ
ツキング振動により上下方向及び水平方向に変位
する。
炉心2のロツキング振動は、原子炉容器1の底部
と炉心支持部材3との接合部を中心として原子炉
容器1が局部的に変形し、炉心2が炉心支持部材
3の中心を節として倒立振子の如くに頭を左右に
振る運動である。すなわち、炉心2の頂部は、ロ
ツキング振動により上下方向及び水平方向に変位
する。
第1図Bは、炉心2の上下振動を示している。
この振動は、原子炉容器1の底部でその鏡部にお
ける曲率開始部から炉心支持部材3との接合部ま
での上下方向の剛性が比較的低いために生じる。
すなわち、上下振動は、炉心2が炉心支持部材3
とともに上下方向に振れる振動である。
この振動は、原子炉容器1の底部でその鏡部にお
ける曲率開始部から炉心支持部材3との接合部ま
での上下方向の剛性が比較的低いために生じる。
すなわち、上下振動は、炉心2が炉心支持部材3
とともに上下方向に振れる振動である。
第1図Cは、炉心2の水平振動を示している。
これは、原子炉容器1の側壁の水平方向に対する
剛性が低いために生じる。水平振動は、炉心2が
水平方向に揺れる振動である。
これは、原子炉容器1の側壁の水平方向に対する
剛性が低いために生じる。水平振動は、炉心2が
水平方向に揺れる振動である。
本発明は、上記した振動のうち特にロツキング
振動を第1番目に解消しようとしたものである。
このようなロツキング振動を解消するために、流
体制振効果を適用することが最もよいことを見出
すことによつてなされたものである。
振動を第1番目に解消しようとしたものである。
このようなロツキング振動を解消するために、流
体制振効果を適用することが最もよいことを見出
すことによつてなされたものである。
したがつて、第1の発明の構成は、液体金属が
充填される原子炉容器と、前記原子炉容器内に配
置された炉心と、前記原子炉容器に取付けられて
前記炉心を支持する第1支持部材とを有する高速
増殖炉において、前記炉心の周囲を取囲んで前記
炉心との間に前記液体金属が存在する環状間隙を
形成する筒状体を前記炉心と前記第1支持部材と
からは機械的に分離して設け、前記筒状体を第2
支持部材にて前記原子炉容器に取付けた構成にあ
り、炉心のロツキング振動が生じようとしても、
環状間隙内の液体金属の慣性抵抗に基づく制振効
果をその炉心側に与え、炉心のロツキング振動が
抑制され、その振動抑制のために採用された筒状
体は炉心やその炉心を支持する第1支持部材側か
ら機械的に分離しているから、振動抑制時の無理
な力が筒状体やその筒状体を支える第2支持部材
及び反対側の炉心や第1支持部材側に衝撃的に加
わらず、且つ環状間隙があるから熱伸縮を許容し
て無理を発生しない作用が得られる。
充填される原子炉容器と、前記原子炉容器内に配
置された炉心と、前記原子炉容器に取付けられて
前記炉心を支持する第1支持部材とを有する高速
増殖炉において、前記炉心の周囲を取囲んで前記
炉心との間に前記液体金属が存在する環状間隙を
形成する筒状体を前記炉心と前記第1支持部材と
からは機械的に分離して設け、前記筒状体を第2
支持部材にて前記原子炉容器に取付けた構成にあ
り、炉心のロツキング振動が生じようとしても、
環状間隙内の液体金属の慣性抵抗に基づく制振効
果をその炉心側に与え、炉心のロツキング振動が
抑制され、その振動抑制のために採用された筒状
体は炉心やその炉心を支持する第1支持部材側か
ら機械的に分離しているから、振動抑制時の無理
な力が筒状体やその筒状体を支える第2支持部材
及び反対側の炉心や第1支持部材側に衝撃的に加
わらず、且つ環状間隙があるから熱伸縮を許容し
て無理を発生しない作用が得られる。
第2の発明の構成は、液体金属が充填された原
子炉容器と、前記原子炉容器内に配置された炉心
と前記原子炉容器の上部に取付けられたルーフス
ラブと、、前記ルーフスラブに取付けられて前記
原子炉容器内に挿入された炉心上部機構、熱交換
器及び循環ポンプとを有するタンク型の高速増殖
炉において、前記炉心を支持する第1支持部材を
前記原子炉容器の底部に取付け、前記炉心の周囲
を取囲んで前記炉心との間に前記液体金属が存在
する環状間隙を形成する筒状体を前記炉心と前記
第1支持部材とからは機械的に分離して設け、前
記筒状体を第2支持部材にて前記原子炉容器に取
付け、前記第2支持部材よりも強度的に柔軟性が
あつて前記原子炉容器内の低温プレナムと高温プ
レナムとに分離する隔壁を、前記筒状体の上方に
配置してしかも前記炉心と前記原子炉容器に取付
けた構成にあり、この構成により第1の発明と同
じ作用に加えて、環状間隙があつても隔壁により
低温プレナムと高温プレナムとの間での液体金属
のシヨートパスが防止されるとともに、隔壁は第
2支持部材に比べて強度的に柔軟性があるから、
炉心の振動に大きな応力を発生すること無く追従
して無理を生じないという作用が得られる。
子炉容器と、前記原子炉容器内に配置された炉心
と前記原子炉容器の上部に取付けられたルーフス
ラブと、、前記ルーフスラブに取付けられて前記
原子炉容器内に挿入された炉心上部機構、熱交換
器及び循環ポンプとを有するタンク型の高速増殖
炉において、前記炉心を支持する第1支持部材を
前記原子炉容器の底部に取付け、前記炉心の周囲
を取囲んで前記炉心との間に前記液体金属が存在
する環状間隙を形成する筒状体を前記炉心と前記
第1支持部材とからは機械的に分離して設け、前
記筒状体を第2支持部材にて前記原子炉容器に取
付け、前記第2支持部材よりも強度的に柔軟性が
あつて前記原子炉容器内の低温プレナムと高温プ
レナムとに分離する隔壁を、前記筒状体の上方に
配置してしかも前記炉心と前記原子炉容器に取付
けた構成にあり、この構成により第1の発明と同
じ作用に加えて、環状間隙があつても隔壁により
低温プレナムと高温プレナムとの間での液体金属
のシヨートパスが防止されるとともに、隔壁は第
2支持部材に比べて強度的に柔軟性があるから、
炉心の振動に大きな応力を発生すること無く追従
して無理を生じないという作用が得られる。
上記の検討結果に基づいてなされた本発明の好
適な一実施例であるタンク型FBRを第2図に基
づいて説明する。
適な一実施例であるタンク型FBRを第2図に基
づいて説明する。
タンク型FBR10は、原子炉容器11、炉心
15、中間熱交換器16、循環ポンプ19及び制
振シユラウド21からなつている。
15、中間熱交換器16、循環ポンプ19及び制
振シユラウド21からなつている。
原子炉容器11は、原子炉建屋のコンクリート
床面9にサポート8にて支持されるルーフスラブ
20に取付けられる。原子炉容器11は、鏡部1
2を有し、その鏡部12に厚肉部であるナツクル
部13及び14が存在する。鏡部12は、最も底
部が球面をなし、それより上部で原子炉容器11
の側壁部までが円錐状をなしている。また、鏡部
12は、厚肉のナツクル部13及び14を有して
いる。ナツクル部13は原子炉容器11の側壁部
から鏡部12の円錐部に変わる部分に、ナツクル
部14は鏡部12の円錐部からその球面部に変わ
る部分にそれぞれ存在する。原子炉容器11の下
部は、ガードベツセル7内に挿入されている。ガ
ードベツセル7は、スカート6によつて原子炉建
屋に設置される。ガードベツセル7と原子炉容器
11との間には、環状の間隙が形成される。
床面9にサポート8にて支持されるルーフスラブ
20に取付けられる。原子炉容器11は、鏡部1
2を有し、その鏡部12に厚肉部であるナツクル
部13及び14が存在する。鏡部12は、最も底
部が球面をなし、それより上部で原子炉容器11
の側壁部までが円錐状をなしている。また、鏡部
12は、厚肉のナツクル部13及び14を有して
いる。ナツクル部13は原子炉容器11の側壁部
から鏡部12の円錐部に変わる部分に、ナツクル
部14は鏡部12の円錐部からその球面部に変わ
る部分にそれぞれ存在する。原子炉容器11の下
部は、ガードベツセル7内に挿入されている。ガ
ードベツセル7は、スカート6によつて原子炉建
屋に設置される。ガードベツセル7と原子炉容器
11との間には、環状の間隙が形成される。
炉心15は、同心円状に配置された炉心内部シ
ユラウド23及び炉心外部シユラウド24を有
し、炉心内部シユラウド23内に多数の炉心燃料
集合体、ブランケツト燃料集合体及び中性子遮蔽
体をまた炉心内部シユラウド23と炉心外部シユ
ラウド24との間にステンレス製でしかも中実で
ある多数の中性子遮蔽体35(第3図)をそれぞ
れ配置してなる。炉心内部シユラウド23及び炉
心外部シユラウド24は、内部にミキシング室2
5が形成される高圧プレナムケーシング26の上
端に取付けられる。中性子遮蔽体35は、第3図
に示されるように高圧プレナムケーシング26の
上面に設けられた凹部37内に挿入されて設置さ
れる。多数の中性子遮蔽体35は、炉心内部シユ
ラウド23と炉心外部シユラウド24との間にお
いて格子状に密接し、中性子遮蔽体35相互間の
間隔はそれらに設けられるパツド36によつて保
たれている。高圧プレナムケーシング26の上面
に、中性子遮蔽体35相互間冷却用のナトリウム
を供給する開口38が設けられている。
ユラウド23及び炉心外部シユラウド24を有
し、炉心内部シユラウド23内に多数の炉心燃料
集合体、ブランケツト燃料集合体及び中性子遮蔽
体をまた炉心内部シユラウド23と炉心外部シユ
ラウド24との間にステンレス製でしかも中実で
ある多数の中性子遮蔽体35(第3図)をそれぞ
れ配置してなる。炉心内部シユラウド23及び炉
心外部シユラウド24は、内部にミキシング室2
5が形成される高圧プレナムケーシング26の上
端に取付けられる。中性子遮蔽体35は、第3図
に示されるように高圧プレナムケーシング26の
上面に設けられた凹部37内に挿入されて設置さ
れる。多数の中性子遮蔽体35は、炉心内部シユ
ラウド23と炉心外部シユラウド24との間にお
いて格子状に密接し、中性子遮蔽体35相互間の
間隔はそれらに設けられるパツド36によつて保
たれている。高圧プレナムケーシング26の上面
に、中性子遮蔽体35相互間冷却用のナトリウム
を供給する開口38が設けられている。
燃料支持板27が、高圧プレナムケーシング2
6の内部側壁に取付けられる。炉心内部シユラウ
ド23内に配置された多数の燃料集合体は、燃料
支持板27にて支持される。高圧プレナムケーシ
ング26の下端は、ベースプレート30に取付け
られる。高圧プレナム28は、高圧プレナムケー
シング26の内部側壁、燃料支持板27及びベー
スプレート30によつて取囲まれて形成される。
高圧プレナムケーシング26の内部側壁に設けら
れた多数の開口29が、ミキシング室25と高圧
プレナム28を連絡する。
6の内部側壁に取付けられる。炉心内部シユラウ
ド23内に配置された多数の燃料集合体は、燃料
支持板27にて支持される。高圧プレナムケーシ
ング26の下端は、ベースプレート30に取付け
られる。高圧プレナム28は、高圧プレナムケー
シング26の内部側壁、燃料支持板27及びベー
スプレート30によつて取囲まれて形成される。
高圧プレナムケーシング26の内部側壁に設けら
れた多数の開口29が、ミキシング室25と高圧
プレナム28を連絡する。
ベースプレート30は、その周縁部が厚肉構造
でその中央部が板厚方向の温度差による熱応力を
低減するために薄肉構造になつている。ベースプ
レート30の薄肉部の下面には、薄肉のリブを格
子状に組んだ補強リブ31が溶接にて取付けられ
ている。このため、ベースプレート30は、約5
〜8Kg/cm2の高圧プレナム28内の圧力に対して
耐えることができる。
でその中央部が板厚方向の温度差による熱応力を
低減するために薄肉構造になつている。ベースプ
レート30の薄肉部の下面には、薄肉のリブを格
子状に組んだ補強リブ31が溶接にて取付けられ
ている。このため、ベースプレート30は、約5
〜8Kg/cm2の高圧プレナム28内の圧力に対して
耐えることができる。
炉心支持部材32は、リングガーダ33と円筒
状のスカート34とから構成される。スカート3
4は、リングガーダ33の下面に溶接されてい
る。スカート34の下端は、鏡部12のナツクル
部14に接合される。ベースプレート30の外縁
部の厚肉部が、ボルトにてリングガーダ33に取
付けられる。
状のスカート34とから構成される。スカート3
4は、リングガーダ33の下面に溶接されてい
る。スカート34の下端は、鏡部12のナツクル
部14に接合される。ベースプレート30の外縁
部の厚肉部が、ボルトにてリングガーダ33に取
付けられる。
円筒状の制振シユラウド21は、炉心外部シユ
ラウド24の外側にそのシユラウドと同心円状に
配置される。制振シユラウド21は、原子炉容器
11のナツクル部13に取付けられる平板でリン
グ状をした水平レダン39に取付けられる。制振
シユラウド21と炉心外部シユラウド24との間
には、環状間隙40が形成される。
ラウド24の外側にそのシユラウドと同心円状に
配置される。制振シユラウド21は、原子炉容器
11のナツクル部13に取付けられる平板でリン
グ状をした水平レダン39に取付けられる。制振
シユラウド21と炉心外部シユラウド24との間
には、環状間隙40が形成される。
炉心上部機構(制御棒駆動装置等)18は、ル
ーフスラブ20の中央部に回転可能に設置された
回転プラグ22に取付けられる。6基の中間熱交
換器16及び4基の循環ポンプ19が、同一円周
上でルーフスラブ20に取付けられる。中間熱交
換器16及び循環ポンプ19の下端部は、水平レ
ダン39を貫通して水平レダン39よりも下方に
達している。17は中間熱交換器16の流入口で
あり、41は中間熱交換器16の吐出口である。
円筒状の断熱壁44が、水平レダン39に取付け
られ、中間熱交換器16の周囲を取囲んでいる。
ナトリウム液面46上方に上端が顔を出している
円筒状の断熱壁47が、水平レダン39に取付け
られてしかも循環ポンプ19の周囲を取囲んでい
る。循環ポンプ19の吐出口に連結される配管4
3は、ミキシング室25に接続される。42は、
循環ポンプ19の流入口である。上方に凸なトロ
イダル断面形状を有する隔壁48は、その内周端
を炉心外部シユラウド24に、その外周端を原子
炉容器11に取付けられている。断熱壁44及び
47も、隔壁48に取付けられる。隔壁48のす
ぐ下方に図示されていないが、断熱壁が存在す
る。隔壁48は、原子炉容器11内を、高温のナ
トリウムが存在する上部の高温プレナム45及び
低温のナトリウムが存在する下部の低温プレナム
49に分離している。
ーフスラブ20の中央部に回転可能に設置された
回転プラグ22に取付けられる。6基の中間熱交
換器16及び4基の循環ポンプ19が、同一円周
上でルーフスラブ20に取付けられる。中間熱交
換器16及び循環ポンプ19の下端部は、水平レ
ダン39を貫通して水平レダン39よりも下方に
達している。17は中間熱交換器16の流入口で
あり、41は中間熱交換器16の吐出口である。
円筒状の断熱壁44が、水平レダン39に取付け
られ、中間熱交換器16の周囲を取囲んでいる。
ナトリウム液面46上方に上端が顔を出している
円筒状の断熱壁47が、水平レダン39に取付け
られてしかも循環ポンプ19の周囲を取囲んでい
る。循環ポンプ19の吐出口に連結される配管4
3は、ミキシング室25に接続される。42は、
循環ポンプ19の流入口である。上方に凸なトロ
イダル断面形状を有する隔壁48は、その内周端
を炉心外部シユラウド24に、その外周端を原子
炉容器11に取付けられている。断熱壁44及び
47も、隔壁48に取付けられる。隔壁48のす
ぐ下方に図示されていないが、断熱壁が存在す
る。隔壁48は、原子炉容器11内を、高温のナ
トリウムが存在する上部の高温プレナム45及び
低温のナトリウムが存在する下部の低温プレナム
49に分離している。
炉心15内の燃料集合体を通過する際に加熱さ
れて高温になつたナトリウム(1次系のナトリウ
ム)は、炉心15より高温プレナム45内に吐出
される。この高温のナトリウムは、流入口17よ
り中間熱交換器16のシエル内に供給されて中間
熱交換器16の伝熱管(図示せず)内に供給され
る2次系のナトリウムとの間で熱交換される。す
なわち、流入口17より内部に流入した1次系の
ナトリウムは、2次系のナトリウムを加熱するこ
とによつて温度が低下する。温度が上昇した2次
系のナトリウムは、伝熱管より吐出された高温の
2次系ナトリウムは、蒸気発生器(図示せず)に
導かれ、蒸気発生器に供給される給水を加熱して
蒸気にする。熱交換により温度が低下して蒸気発
生器から吐出された2次系ナトリウムは、中間熱
交換器16の伝熱管内に再び供給される。
れて高温になつたナトリウム(1次系のナトリウ
ム)は、炉心15より高温プレナム45内に吐出
される。この高温のナトリウムは、流入口17よ
り中間熱交換器16のシエル内に供給されて中間
熱交換器16の伝熱管(図示せず)内に供給され
る2次系のナトリウムとの間で熱交換される。す
なわち、流入口17より内部に流入した1次系の
ナトリウムは、2次系のナトリウムを加熱するこ
とによつて温度が低下する。温度が上昇した2次
系のナトリウムは、伝熱管より吐出された高温の
2次系ナトリウムは、蒸気発生器(図示せず)に
導かれ、蒸気発生器に供給される給水を加熱して
蒸気にする。熱交換により温度が低下して蒸気発
生器から吐出された2次系ナトリウムは、中間熱
交換器16の伝熱管内に再び供給される。
温度の低下した1次系のナトリウムは、中間熱
交換器16の吐出口41より低温プレナム49内
に吐出される。低温プレナム49内の低温のナト
リウムは、流入口42より循環ポンプ19内に導
かれ、循環ポンプ19内で昇圧された後、配管4
3内に吐出される。この高圧で低温のナトリウム
は、ミキシング室25内に導入される。ミキシン
グ室25は、各循環ポンプ19より吐出されたナ
トリウムを混合して温度、圧力を均一化する。こ
のナトリウムは、ミキシング室25から多数の開
口29を通つて高圧プレナム28内に供給され
る。高圧プレナム28内のナトリウムは、燃料支
持板27に取付けられる燃料集合体(図示せず)
内に導かれる。ミキシング室25内の一部のナト
リウムは、開口38を通して中性子遮蔽体35間
に供給される。このナトリウムは、中性子遮蔽体
35が吸収した放射線により過熱されるのを防ぐ
ために、中性子遮蔽体35を冷却する。
交換器16の吐出口41より低温プレナム49内
に吐出される。低温プレナム49内の低温のナト
リウムは、流入口42より循環ポンプ19内に導
かれ、循環ポンプ19内で昇圧された後、配管4
3内に吐出される。この高圧で低温のナトリウム
は、ミキシング室25内に導入される。ミキシン
グ室25は、各循環ポンプ19より吐出されたナ
トリウムを混合して温度、圧力を均一化する。こ
のナトリウムは、ミキシング室25から多数の開
口29を通つて高圧プレナム28内に供給され
る。高圧プレナム28内のナトリウムは、燃料支
持板27に取付けられる燃料集合体(図示せず)
内に導かれる。ミキシング室25内の一部のナト
リウムは、開口38を通して中性子遮蔽体35間
に供給される。このナトリウムは、中性子遮蔽体
35が吸収した放射線により過熱されるのを防ぐ
ために、中性子遮蔽体35を冷却する。
さらに、シアキー50が、原子炉容器11とガ
ードベツセル7との間に取付けられている。シア
キー50は、丁度、水平レダン39と原子炉容器
11との接合部に対向して配置される。シアキー
50は、キー51とラグ52とから構成される。
ードベツセル7との間に取付けられている。シア
キー50は、丁度、水平レダン39と原子炉容器
11との接合部に対向して配置される。シアキー
50は、キー51とラグ52とから構成される。
シアキー50は、第4図に示されるように原子
炉容器11の周囲に多数設置される。第4図は、
シアキー50の配置部分を詳細に示したものであ
る。キー50は原子炉容器11の外面に取付けら
れ、ラグ52はガードベツセル7の内面に取付け
られる。キー51は、ラグ52に設けられて原子
炉容器11の軸方向に延びる凹部内に挿入されて
いる。第4図で矢印Aの方向に地震力が加わつた
場合、矢印Aと直角の方向に存在するシアキー5
0(例えばB,B′点のシアキー)によつて原子
炉容器11の揺れが抑制される。すなわち、B及
びB′点にあるシアキー50のキー51の動きが
ラグ52によつて拘束されるので、原子炉容器1
1の揺れが抑制される。
炉容器11の周囲に多数設置される。第4図は、
シアキー50の配置部分を詳細に示したものであ
る。キー50は原子炉容器11の外面に取付けら
れ、ラグ52はガードベツセル7の内面に取付け
られる。キー51は、ラグ52に設けられて原子
炉容器11の軸方向に延びる凹部内に挿入されて
いる。第4図で矢印Aの方向に地震力が加わつた
場合、矢印Aと直角の方向に存在するシアキー5
0(例えばB,B′点のシアキー)によつて原子
炉容器11の揺れが抑制される。すなわち、B及
びB′点にあるシアキー50のキー51の動きが
ラグ52によつて拘束されるので、原子炉容器1
1の揺れが抑制される。
制振シユラウド21を設けたことによる本実施
例の制振作用について以下に説明する。第4図の
矢印Aの方向に地震による揺れが生じたことを想
定して以下に述べる。
例の制振作用について以下に説明する。第4図の
矢印Aの方向に地震による揺れが生じたことを想
定して以下に述べる。
原子炉容器11が地震時に水平方向で矢印Aの
方向の加速度を受けると、炉心15内の燃料集合
体等が矢印Aの方向に振動しようとする。しか
し、燃料集合体等が振動しようとする力は、炉心
内部シユラウド25、中性子遮蔽体35のパツド
36及び炉心外部シユラウド24へと伝わり、最
終的に炉心外部シユラウド24がそれに対抗す
る。この力が、炉心15にロツキング振動を生じ
させる原因となるのである。
方向の加速度を受けると、炉心15内の燃料集合
体等が矢印Aの方向に振動しようとする。しか
し、燃料集合体等が振動しようとする力は、炉心
内部シユラウド25、中性子遮蔽体35のパツド
36及び炉心外部シユラウド24へと伝わり、最
終的に炉心外部シユラウド24がそれに対抗す
る。この力が、炉心15にロツキング振動を生じ
させる原因となるのである。
制振シユラウド21は、水平レダン39、原子
炉容器11、シアキー50、ガードベツセル7及
びスカート6を介して水平方向に原子炉建屋に支
持されており、水平方向には振動しない構造とな
つている。環状間隙40にはナトリウムが満され
ている。従つて、地震により炉心15が炉心外部
シユラウド24とともに、第1図Aに示す如く炉
心支持部材32を支点として倒立振子の如くその
頂部を左右に振るロツキング振動を生じようとし
ても、環状間隙40内に存在する液体状のナトリ
ウムをその間隙40外に押出さないとロツキング
振動ができない。環状間隙40内のナトリウム
は、炉心15の振動が1秒間に6〜8回と環状間
隙40内のナトリウムが外部に押出される速度よ
りも早いので、炉心15の振動に追従して移動で
きず、結果として環状間隙40内に封じ込められ
たことと同様な状態になる。従つて、制振シユラ
ウド21は、炉心15のロツキング振動を抑制す
る結果、すなわち、環状間隙40内のナトリウム
の慣性抵抗に基づく炉心15に対する制振効果を
生じる。この制振効果は、環状間隙40の幅が広
がる程、低下する。しかし、環状間隙40の幅が
炉心外部シユラウド24の10%以下の時、必要な
制振効果を得ることができることを確認してい
る。従つて、環状間隙40の幅は、炉心外部シユ
ラウド24の半径の10%以下にすることが必要で
ある。
炉容器11、シアキー50、ガードベツセル7及
びスカート6を介して水平方向に原子炉建屋に支
持されており、水平方向には振動しない構造とな
つている。環状間隙40にはナトリウムが満され
ている。従つて、地震により炉心15が炉心外部
シユラウド24とともに、第1図Aに示す如く炉
心支持部材32を支点として倒立振子の如くその
頂部を左右に振るロツキング振動を生じようとし
ても、環状間隙40内に存在する液体状のナトリ
ウムをその間隙40外に押出さないとロツキング
振動ができない。環状間隙40内のナトリウム
は、炉心15の振動が1秒間に6〜8回と環状間
隙40内のナトリウムが外部に押出される速度よ
りも早いので、炉心15の振動に追従して移動で
きず、結果として環状間隙40内に封じ込められ
たことと同様な状態になる。従つて、制振シユラ
ウド21は、炉心15のロツキング振動を抑制す
る結果、すなわち、環状間隙40内のナトリウム
の慣性抵抗に基づく炉心15に対する制振効果を
生じる。この制振効果は、環状間隙40の幅が広
がる程、低下する。しかし、環状間隙40の幅が
炉心外部シユラウド24の10%以下の時、必要な
制振効果を得ることができることを確認してい
る。従つて、環状間隙40の幅は、炉心外部シユ
ラウド24の半径の10%以下にすることが必要で
ある。
制振シユラウド21を設けることによつて、炉
心15から原子炉容器11までの温度差に基づく
それらの構造物の熱変位の差を吸収することがで
きる。すなわち、炉心1及び炉心外部シユラウド
21は温度が約500℃まで上昇し、制振シユラウ
ド21、水平レダン39及び原子炉容器11の
各々の温度は約360℃となる。従つて、制振シユ
ラウド21を設けず、水平レダン39と炉心外部
シユラウド24を、直接、連結することは、炉心
15及び炉心外部シユラウド24の半径方向の熱
膨張による水平レダン39及び原子炉容器11の
熱応力が増加することになる。これは、構造物の
健全性上好ましいことではない。本実施例は、炉
心外部シユラウド24と制振シユラウド21との
間に環状間隙40が及在するので、炉心15等の
半径方向の熱膨張を環状間隙40によつて容易に
吸収することができる。従つて、炉心15の半径
方向の熱膨張に伴う前述のような大きな応力が、
水平レンダ39及び原子炉容器11に生じること
はない。また、炉心外部シユラウド24と制振シ
ユラウド21が切離されているので、炉心15の
温度が直接水平レダン39に伝わらなく、水平レ
ダン12の炉心15側とその原子炉容器11側と
で温度が生じない。このため水平レダン39に熱
応力が生じない。
心15から原子炉容器11までの温度差に基づく
それらの構造物の熱変位の差を吸収することがで
きる。すなわち、炉心1及び炉心外部シユラウド
21は温度が約500℃まで上昇し、制振シユラウ
ド21、水平レダン39及び原子炉容器11の
各々の温度は約360℃となる。従つて、制振シユ
ラウド21を設けず、水平レダン39と炉心外部
シユラウド24を、直接、連結することは、炉心
15及び炉心外部シユラウド24の半径方向の熱
膨張による水平レダン39及び原子炉容器11の
熱応力が増加することになる。これは、構造物の
健全性上好ましいことではない。本実施例は、炉
心外部シユラウド24と制振シユラウド21との
間に環状間隙40が及在するので、炉心15等の
半径方向の熱膨張を環状間隙40によつて容易に
吸収することができる。従つて、炉心15の半径
方向の熱膨張に伴う前述のような大きな応力が、
水平レンダ39及び原子炉容器11に生じること
はない。また、炉心外部シユラウド24と制振シ
ユラウド21が切離されているので、炉心15の
温度が直接水平レダン39に伝わらなく、水平レ
ダン12の炉心15側とその原子炉容器11側と
で温度が生じない。このため水平レダン39に熱
応力が生じない。
また、ガードベツセル7の温度は200℃であつ
て、原子炉容器11とガードベツセル7との間に
は160℃の温度差が生じる。この温度差に基づく
両者の構造物の熱膨張差は、シアキー50で吸収
することができる。すなわち、原子炉容器11の
半径方向でシアキー50のキー51とラグ52と
間に存在する間隙が、原子炉容器11の半径方向
の熱膨張を吸収する。
て、原子炉容器11とガードベツセル7との間に
は160℃の温度差が生じる。この温度差に基づく
両者の構造物の熱膨張差は、シアキー50で吸収
することができる。すなわち、原子炉容器11の
半径方向でシアキー50のキー51とラグ52と
間に存在する間隙が、原子炉容器11の半径方向
の熱膨張を吸収する。
本実施例における原子炉容器11は、鏡12の
形状を、一部円錐状とし、しかもナツクル部14
の板厚を鏡12の板厚の約2〜3倍にすることに
よつて軸方向の剛性が増大する。このため、本実
施例では、第1図Bに示す炉心15の上下振動の
変位を小さくすることができる。すなわち、炉心
15は、炉心支持部材32により原子炉容器11
の鏡12の支持されている。炉心15の上下振動
を抑制する剛性は、原子炉容器11の円筒部の下
端より炉心支持部材32のスカート34までに存
在する鏡12の部分で負担している。この剛性
は、鏡12の形状に依存しており、解析の結果、
本実施例の形状が最も高い剛性を得ることができ
る。
形状を、一部円錐状とし、しかもナツクル部14
の板厚を鏡12の板厚の約2〜3倍にすることに
よつて軸方向の剛性が増大する。このため、本実
施例では、第1図Bに示す炉心15の上下振動の
変位を小さくすることができる。すなわち、炉心
15は、炉心支持部材32により原子炉容器11
の鏡12の支持されている。炉心15の上下振動
を抑制する剛性は、原子炉容器11の円筒部の下
端より炉心支持部材32のスカート34までに存
在する鏡12の部分で負担している。この剛性
は、鏡12の形状に依存しており、解析の結果、
本実施例の形状が最も高い剛性を得ることができ
る。
換言すれば、本実施例の鏡12の形状は、炉心
15を上下方向に支持する高いバネ定数を得るこ
とができ、炉心15の上下方向の振動数を高くす
ることができる。振幅は振動数の2乗に反比例す
る。例えば、振動数を1.5倍にすることによつて、
上下振動の振幅が1/2.25倍になる。このように
上下振動の振幅が小さくなることによつて、原子
炉容器11の下端部に支持される炉心15と原子
炉容器11の上端部に設置されたルーフスラブ2
0に取付けられた制御棒駆動装置(図示せず)の
相対変位置が少なくなり、地震によつて炉心15
に投入される反応度の量を小さく抑えることがで
きる。地震時における炉心15と制御棒駆動装置
との間の上下方向の変位量が相対的に異なると、
制御棒駆動装置に把持されている制御棒の炉心1
5内への挿入量が地震による上下振動に対応して
変化する。すなわち、炉心15を基準にすると、
制御棒が地震による上下振動に対応して炉心15
内に挿入されたりより引抜かれたりすることにな
る。炉心15と制御棒駆動装置との間における上
下方向の相対的な変位量が大きくなると、炉心1
5と制御棒駆動装置が逆方向に移動する場合に制
御棒の引き抜き量が大きくなり、その分だけ大き
な正の反応度が投入されることになる。本実施例
では、前述の如く上下振動の振幅が小さくなるの
で、炉心15と制御棒駆動装置との間の相対的な
変位置が小さくなり、それに伴つて地震により付
加される正の反応度も小さくなる。特に、前述の
ように炉心15のロツキング振動を防止できるの
で、それに基づく上下振動を解消できる。従つ
て、炉心15と制御棒駆動装置との間の上下方向
における相対変位量が極めて小さくなり、地震時
に炉心15に投入される正の反応度が極めて小さ
くなる。
15を上下方向に支持する高いバネ定数を得るこ
とができ、炉心15の上下方向の振動数を高くす
ることができる。振幅は振動数の2乗に反比例す
る。例えば、振動数を1.5倍にすることによつて、
上下振動の振幅が1/2.25倍になる。このように
上下振動の振幅が小さくなることによつて、原子
炉容器11の下端部に支持される炉心15と原子
炉容器11の上端部に設置されたルーフスラブ2
0に取付けられた制御棒駆動装置(図示せず)の
相対変位置が少なくなり、地震によつて炉心15
に投入される反応度の量を小さく抑えることがで
きる。地震時における炉心15と制御棒駆動装置
との間の上下方向の変位量が相対的に異なると、
制御棒駆動装置に把持されている制御棒の炉心1
5内への挿入量が地震による上下振動に対応して
変化する。すなわち、炉心15を基準にすると、
制御棒が地震による上下振動に対応して炉心15
内に挿入されたりより引抜かれたりすることにな
る。炉心15と制御棒駆動装置との間における上
下方向の相対的な変位量が大きくなると、炉心1
5と制御棒駆動装置が逆方向に移動する場合に制
御棒の引き抜き量が大きくなり、その分だけ大き
な正の反応度が投入されることになる。本実施例
では、前述の如く上下振動の振幅が小さくなるの
で、炉心15と制御棒駆動装置との間の相対的な
変位置が小さくなり、それに伴つて地震により付
加される正の反応度も小さくなる。特に、前述の
ように炉心15のロツキング振動を防止できるの
で、それに基づく上下振動を解消できる。従つ
て、炉心15と制御棒駆動装置との間の上下方向
における相対変位量が極めて小さくなり、地震時
に炉心15に投入される正の反応度が極めて小さ
くなる。
本実施例の隔壁48は、上下に凸なトロイダル
断面形状を有しているので、炉心15と原子炉容
器11との間の熱変位差を吸収できる柔軟構造で
あるにもかかわらず、地震時に隔壁48の上下面
に作用するナトリウムの振動圧に対して強いとい
う効果を有する。
断面形状を有しているので、炉心15と原子炉容
器11との間の熱変位差を吸収できる柔軟構造で
あるにもかかわらず、地震時に隔壁48の上下面
に作用するナトリウムの振動圧に対して強いとい
う効果を有する。
また、中間熱交換器に接続される2次冷却系の
ポンプリツプ等により、中間熱交換器16におい
て1次系のナトリウムの冷却が不可能になつた
時、吐出口41より低温プレナム49内に高温ナ
トリウムが吐出され、いわゆるホツトシヨツクが
生じる。このような低温プレナム49内の急激な
温度変化に対する水平レダン39の変形を、本実
施例はかなり許容することができる。
ポンプリツプ等により、中間熱交換器16におい
て1次系のナトリウムの冷却が不可能になつた
時、吐出口41より低温プレナム49内に高温ナ
トリウムが吐出され、いわゆるホツトシヨツクが
生じる。このような低温プレナム49内の急激な
温度変化に対する水平レダン39の変形を、本実
施例はかなり許容することができる。
隔壁48は、第2図のように上に凸なトロイダ
ル形状ではなく、平板状にしてもよい。
ル形状ではなく、平板状にしてもよい。
本発明は、タンク型FBRだけでなく、ループ
型のFBRの原子炉容器にも適用することが可能
である。
型のFBRの原子炉容器にも適用することが可能
である。
本発明によれば、無理なく炉心のロツキング振
動を抑制することができる。
動を抑制することができる。
第1図は炉心の振動現象を示したものであつて
第1図Aは炉心のロツキング振動を示す説明図、
第1図Bは炉心の上下振動を示す説明図、第1図
Cは炉心の水平振動を示す説明図、第2図は本発
明の好適な一実施例であるタンク型FBRの縦断
面図、第3図は第2図に示す炉心外部シユラウド
付近の詳細縦断面図、第4図は第2図の−断
面図である。 7…ガードベツセル、11…原子炉容器、15
…炉心、16…中間熱交換器、18…炉心上部機
構、19…循環ポンプ、21…制振シユラウド、
23…炉心内部シユラウド、24…炉心外部シユ
ラウド、39…水平レダン、40…環状間隙、4
5…高温プレナム、48…隔壁、49…低温プレ
ナム、50…シアキー。
第1図Aは炉心のロツキング振動を示す説明図、
第1図Bは炉心の上下振動を示す説明図、第1図
Cは炉心の水平振動を示す説明図、第2図は本発
明の好適な一実施例であるタンク型FBRの縦断
面図、第3図は第2図に示す炉心外部シユラウド
付近の詳細縦断面図、第4図は第2図の−断
面図である。 7…ガードベツセル、11…原子炉容器、15
…炉心、16…中間熱交換器、18…炉心上部機
構、19…循環ポンプ、21…制振シユラウド、
23…炉心内部シユラウド、24…炉心外部シユ
ラウド、39…水平レダン、40…環状間隙、4
5…高温プレナム、48…隔壁、49…低温プレ
ナム、50…シアキー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 液体金属が充填される原子炉容器と、前記原
子炉容器内に配置された炉心と、前記原子炉容器
に取付けられて前記炉心を支持する第1支持部材
とを有する高速増殖炉において、前記炉心の周囲
を取囲んで前記炉心との間に前記液体金属が存在
する環状間隙を形成する筒状体を前記炉心と前記
第1支持部材とからは機械的に分離して設け、前
記筒状体を第2支持部材にて前記原子炉容器に取
付けたことを特徴とする高速増殖炉。 2 液体金属が充填された原子炉容器と、前記原
子炉容器内に配置された炉心と前記原子炉容器の
上部に取付けられたルーフスラブと、前記ルーフ
スラブに取付けられて前記原子炉容器内に挿入さ
れた炉心上部機構、熱交換器及び循環ポンプとを
有するタンク型の高速増殖炉において、前記炉心
を支持する第1支持部材を前記原子炉容器の底部
に取付け、前記炉心の周囲を取囲んで前記炉心と
の間に前記液体金属が存在する環状間隙を形成す
る筒状体を前記炉心と前記第1支持部材とから機
械的に分離して設け、前記筒状体を第2支持部材
にて前記原子炉容器に取付け、前記第2支持部材
よりも強度的に柔軟性があつて前記原子炉容器内
の低温プレナムと高温プレナムとに分離する隔壁
を、前記筒状体の上方に配置してしかも前記炉心
と前記原子炉容器に取付けたことを特徴とする高
速増殖炉。
Priority Applications (4)
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- 1984-10-23 US US06/663,981 patent/US4681726A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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