JPH0531118B2 - - Google Patents

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JPH0531118B2
JPH0531118B2 JP60068448A JP6844885A JPH0531118B2 JP H0531118 B2 JPH0531118 B2 JP H0531118B2 JP 60068448 A JP60068448 A JP 60068448A JP 6844885 A JP6844885 A JP 6844885A JP H0531118 B2 JPH0531118 B2 JP H0531118B2
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JP
Japan
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core
neutron
tube
core components
components
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JP60068448A
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Japanese (ja)
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JPS61228380A (en
Inventor
Tsuguyuki Kobayashi
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、高速増殖炉の炉心構造に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to a core structure of a fast breeder reactor.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

一般に、第4図に示すように、高速増殖炉の炉
心1は、燃料集合体3、ブランケツト5、中性子
遮蔽体7、燃料棒9および中性子源11等の多数
の炉心構成要素から構成されている。これらの炉
心構成要素は、炉心構成要素のラツパ管に設けら
れた上部パツト部および下部パツト部により位置
決めが果されて、規則正しく配列される。
Generally, as shown in FIG. 4, a core 1 of a fast breeder reactor is composed of a number of core components such as a fuel assembly 3, a blanket 5, a neutron shield 7, a fuel rod 9, and a neutron source 11. . These core components are positioned and arranged regularly by upper and lower pads provided on the wrapper tubes of the core components.

ところで、このような高速増殖炉の炉心1で
は、地震発生時に、燃料集合体3等の炉心構成要
素が群振動挙動を呈する。この群振動挙動によつ
て、第5図に示すように、炉心構成要素における
ラツパ管13の上部パツト部15および中間パツ
ト部17が互いに衝突することがある。その際の
衝突力により上部および中間パツト部15,17
が破損し、炉心構成要素の健全性が低下する虞れ
がある。そこで、この炉心構成要素の健全性を確
保し、炉心の耐震性を向上させるために、上部お
よび中間パツト部15,17の肉厚を充分厚くす
る必要がある。
By the way, in the core 1 of such a fast breeder reactor, core components such as the fuel assembly 3 exhibit group vibration behavior when an earthquake occurs. Due to this group vibration behavior, as shown in FIG. 5, the upper part 15 and intermediate part 17 of the wrapper tube 13 in the core component may collide with each other. Due to the collision force at that time, the upper and middle parts 15, 17
There is a risk that the core components will be damaged and the integrity of the core components will be compromised. Therefore, in order to ensure the integrity of the core components and improve the earthquake resistance of the core, it is necessary to make the upper and intermediate parts 15 and 17 sufficiently thick.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

ところが、燃料集合体3等の炉心構成要素の上
部パツト部15を厚肉構造とすることは可能であ
るが、中間パツト部17を厚肉構造とすること
は、炉心構成要素のピツチの増大を招くこととな
る。その結果、炉心構成要素間の間隙が増し、高
速増殖炉の増殖性能を低下させる虞れがある。さ
らに、中間パツト部17を厚肉構造とすること
は、中性子照射に基づくスエリングによつて炉心
構成要素に生じる湾曲荷重を増大させる虞れもあ
る。
However, although it is possible to make the upper part part 15 of the core components such as the fuel assembly 3 have a thick wall structure, making the intermediate part part 17 have a thick wall structure increases the pitch of the core components. I will invite you. As a result, the gap between the core components increases, which may reduce the breeding performance of the fast breeder reactor. Furthermore, making the intermediate part 17 have a thick structure may increase the bending load generated on the core components due to swelling due to neutron irradiation.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は、上記事実を考慮してなされたもの
であり、炉心構成要素のピツチおよび湾曲荷重を
ともに増大させることなく、炉心の耐震性を向上
させることができる高速増殖炉の炉心構造を提供
することを目的とする。
This invention has been made in consideration of the above facts, and provides a core structure of a fast breeder reactor that can improve the seismic resistance of the core without increasing both the pitch and bending loads of the core components. The purpose is to

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を達成するために、この発明に係る高
速増殖炉の炉心構造は、高速増殖炉の炉心を構成
する多数の炉心構成要素のうち上記炉心の外側に
配置された炉心構成要素のラツパ管を、他の炉心
構成要素のラツパ管とほぼ同一外径とし、かつ上
記他の炉心構成要素のラツパ管よりも厚肉に構成
したものであり、上記炉心の外側に配置された炉
心構成要素のラツパ管の強度を増大させたもので
ある。
In order to achieve the above object, the core structure of a fast breeder reactor according to the present invention includes a core structure including a lapper tube of a core component arranged outside the core among a large number of core components constituting the core of the fast breeder reactor. , has approximately the same outer diameter as the wrapper tubes of the other core components, and is configured to have a thicker wall than the wrapper tubes of the other core components, and has a thicker wall than the wrapper tubes of the core components located outside the core. This is a pipe with increased strength.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第2図に示すように、原子炉建屋21内には、
高速増殖炉20の原子炉容器23が設置される。
この原子炉容器23内に炉心25が収容され、液
体金属一次冷却材26で満される。炉心25は、
原子炉容器23のフランジ27に取り付けられた
炉心支持板29に支持される。
As shown in FIG. 2, inside the reactor building 21,
The reactor vessel 23 of the fast breeder reactor 20 is installed.
A reactor core 25 is housed within this reactor vessel 23 and filled with liquid metal primary coolant 26 . The reactor core 25 is
It is supported by a core support plate 29 attached to a flange 27 of the reactor vessel 23.

また、原子炉容器23の上部は、固定プラグ3
1および回転プラグ33にて閉塞される。これら
の固定プラグ31および回転プラグ33により炉
心25からの放射線が遮蔽されるとともに断熱機
能が果される。また、回転プラグ33には、制御
棒駆動機構等を装備した炉心上部機構35が設け
られる。
In addition, the upper part of the reactor vessel 23 has a fixed plug 3
1 and a rotating plug 33. These fixed plugs 31 and rotating plugs 33 shield radiation from the reactor core 25 and perform a heat insulating function. Further, the rotating plug 33 is provided with a core upper mechanism 35 equipped with a control rod drive mechanism and the like.

一方、炉心25は、第1図に示すように、多数
の燃料集合体37の周囲に多数のブランケツト3
9および中性子遮蔽体41が、それぞれ炉心の外
方に順次装荷されることにより構成される。さら
に、多数の燃料集合体37間に制御棒43が、ま
た燃料集合体37とブランケツト39との境界に
中性子源45がそれぞれ装荷される。これらの燃
料集合体37、ブランケツト39、中性子遮蔽体
41、制御棒43および中性子源45は総称して
炉心構成要素と称される。そして、これらの炉心
構成要素から構成された炉心25が、炉心バレル
46により他と区分される。
On the other hand, as shown in FIG.
9 and a neutron shield 41 are each sequentially loaded outside the reactor core. Further, control rods 43 are loaded between a large number of fuel assemblies 37, and a neutron source 45 is loaded at the boundary between the fuel assemblies 37 and the blanket 39. These fuel assemblies 37, blankets 39, neutron shields 41, control rods 43, and neutron sources 45 are collectively referred to as core components. A core 25 made up of these core components is separated from others by a core barrel 46.

各炉心構成要素は、断面六角形のラツパ管を有
し、このラツパ管にて保護される。さらに、この
ラツパ管の長手方向上部、中間部に、上部パツト
部、中間パツト部が、設けられ、これらの上部パ
ツト部や中間パツト部により炉心構成要素の位置
決めが果される。なお、制御棒4にあつては、こ
のラツパ管を案内管とも称する。
Each core component has a hexagonal wrapper tube and is protected by the wrapper tube. Further, an upper part and an intermediate part are provided at the upper and middle parts in the longitudinal direction of the wrapper tube, and the core components are positioned by these upper part and intermediate part. In addition, in the case of the control rod 4, this wrapper tube is also called a guide tube.

燃料集合体37は高速中性子によつて核分裂連
鎖反応が生起される。この核分裂連鎖反応に伴い
生じたエネルギによつて、第2図に示す高圧下部
プレナム47から炉心25へ流入した液体金属一
次冷却材が加熱される。加熱された液体金属一次
冷却材26は中間熱交換器へ導かれ、その熱は液
体金属二次冷却材および蒸気発生器を介して給水
を蒸気化し、発電に供される。
A nuclear fission chain reaction is caused in the fuel assembly 37 by fast neutrons. The energy generated by this nuclear fission chain reaction heats the liquid metal primary coolant that has flowed into the reactor core 25 from the high-pressure lower plenum 47 shown in FIG. The heated liquid metal primary coolant 26 is led to an intermediate heat exchanger, and the heat is passed through the liquid metal secondary coolant and a steam generator to vaporize feed water and provide power generation.

また、中性子遮蔽体41は、第3図に示すよう
に、ラツパ管49の内部にステンレス製の中性子
遮蔽ブロツク51が多数収容されて構成される。
この中性子遮蔽ブロツク51により、炉心25内
の高速中性子が減速され、吸収される。さらに、
中性子遮蔽体41には、ラツパ管49の下部およ
び上部にそれぞれエントランスノズル53、ハン
ドリングヘツド55が一体または一体的に設けら
れる。中性子遮蔽ブロツク51は、エントランス
ノズル53から流入しハンドリングヘツド55か
ら流出される液体金属一次冷却材26により冷却
される。
Further, as shown in FIG. 3, the neutron shielding body 41 is constructed by housing a large number of stainless steel neutron shielding blocks 51 inside a wrapper tube 49.
This neutron shielding block 51 decelerates and absorbs fast neutrons within the reactor core 25. moreover,
The neutron shield 41 is provided with an entrance nozzle 53 and a handling head 55 integrally or integrally at the lower and upper portions of the wrapper tube 49, respectively. Neutron shielding block 51 is cooled by liquid metal primary coolant 26 entering from entrance nozzle 53 and exiting from handling head 55.

ところで、この中性子遮蔽体41のラツパ管4
9は中性子遮蔽体41の配置位置によりその構成
が異なる。つまり、中性子遮蔽体41は、第1図
に示すように炉心25に4層装荷される。炉心2
5の内側に配置された2層の内側中性子遮蔽体4
1は、そのラツパ管49の外径および肉厚が、燃
料集合体37等炉心25の内側に配置された炉心
構成要素とほぼ同一に形成される。一方、炉心2
5の外側に配置された2層の外側中性子遮蔽体4
1Bは、ラツパ管49の肉厚が、内側中性子遮蔽
体41Aのラツパ管49よりも1.5〜2倍ほど厚
肉に構成される。さらに、外側中性子遮蔽体41
Bのラツパ管49は、その外径が内側中性子遮蔽
体41Aのラツパ管とほぼ同一に形成される。
By the way, the Lampa tube 4 of this neutron shield 41
9 has a different configuration depending on the position of the neutron shield 41. That is, four layers of neutron shields 41 are loaded in the core 25 as shown in FIG. reactor core 2
Two-layer inner neutron shield 4 placed inside 5
1, the outer diameter and wall thickness of the wrapper tube 49 are formed to be approximately the same as those of the core components arranged inside the core 25, such as the fuel assembly 37. On the other hand, core 2
Two layers of outer neutron shield 4 placed outside of 5
1B, the thickness of the wrapper tube 49 is approximately 1.5 to 2 times thicker than the wrapper tube 49 of the inner neutron shield 41A. Furthermore, the outer neutron shield 41
The wrapper tube 49 of B is formed to have substantially the same outer diameter as the wrapper tube of the inner neutron shield 41A.

一般に、地震発生時に、原子炉建屋21が第2
図Aに示すように振動すると、炉心25を構成す
る炉心構成要素は、炉心25の外側に配置された
ものほどその振動が大となる。したがつて、炉心
構成要素の中間パツト部へ作用する衝撃力は、第
6図に示すように、炉心25の外側に配置された
炉心構成要素の中間パツトほど急激に増大する。
そこで、炉心25の最外周に配置される外側中性
子遮蔽体41のラツパ管49を厚肉構造とし、そ
の強度を増大させることにより、炉心の耐震性を
向上させることができる。
Generally, when an earthquake occurs, the reactor building 21 is
When the core components composing the core 25 vibrate as shown in FIG. A, the vibrations become larger as the core components located outside the core 25 are disposed. Therefore, as shown in FIG. 6, the impact force acting on the intermediate parts of the core components increases more rapidly as the intermediate parts of the core components are disposed outside the core 25.
Therefore, the earthquake resistance of the core can be improved by making the wrapper tube 49 of the outer neutron shield 41 disposed at the outermost periphery of the core 25 thick-walled and increasing its strength.

また、高速中性子は内側中性子遮蔽体41Aに
より減速され吸収されることから、外側中性子遮
蔽体41Bのラツパ管49を厚肉構造としても、
このラツパ管49にスエリングが生ぜず、このラ
ツパ管49へ作用する湾曲荷重が増大することが
ない。その結果、炉心の健全性を確保することが
できる。
Furthermore, since fast neutrons are decelerated and absorbed by the inner neutron shield 41A, even if the wrapper tube 49 of the outer neutron shield 41B has a thick wall structure,
Swelling does not occur in the wrapper tube 49, and the bending load acting on the wrapper tube 49 does not increase. As a result, the integrity of the core can be ensured.

さらに、外側中性子遮蔽体41Bのラツパ管4
9は、その外径が他の炉心構成要素のラツパ管外
径とほぼ同一に構成されることから、炉心構成要
素の配列ピツチを変更する必要がない。したがつ
て、炉心配置設計の変更の必要が生じないばかり
か、炉心の増殖性能の低減を招くこともない。
Furthermore, the lapper tube 4 of the outer neutron shield 41B
9 has an outer diameter that is almost the same as the outer diameter of the wrapper tube of the other core components, so there is no need to change the arrangement pitch of the core components. Therefore, not only is it not necessary to change the core layout design, but also there is no reduction in the core breeding performance.

また、内側遮蔽体41Aのラツパ管49は、他
と同様の肉厚であるため、このラツパ管49に
は、高速中性子の照射によつてもスエリングが生
ぜず、湾曲荷重が増大することがなく、炉心の健
全性を維持することができる。
Furthermore, since the wrapper tube 49 of the inner shield 41A has the same wall thickness as the others, swelling does not occur in the wrapper tube 49 even when irradiated with fast neutrons, and the bending load does not increase. , the health of the reactor core can be maintained.

なお、上記実施例においては、2層の外側中性
子遮蔽体41Bのラツパ管が厚肉構造となるもの
につき説明したが、2層に限る必要はなく、3層
であつてもよい。さらに、中性子遮蔽体が4層以
上である場合には、厚肉構造のラツパ管を有する
中性子遮蔽体を3層以上とするものでもよい。
In the above embodiment, the two-layered outer neutron shield 41B has a thick-walled wrapper tube, but the structure is not limited to two layers and may be three layers. Furthermore, when the neutron shielding body has four or more layers, the neutron shielding body having the thick-walled wrapper tube may have three or more layers.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明に係る高速増殖炉の炉
心構造によれば、炉心の外側に配置された炉心構
成要素のラツパ管を他の炉心構成要素のラツパ管
とほぼ同一外径とし、かつ上部他の炉心構成要素
のラツパ管よりも厚肉に構成したことから、炉心
構成要素のピツチおよび湾曲荷重を増大させるこ
となく、炉心の耐震性を向上させることができる
という効果を奏する。
As described above, according to the core structure of the fast breeder reactor according to the present invention, the lapper tube of the core component arranged outside the core has approximately the same outer diameter as the lapper tube of other core components, and the upper Since it is configured to have a thicker wall than the wrapper tubes of other core components, it has the effect of improving the earthquake resistance of the core without increasing the pitch and bending load of the core components.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明に係る高速増殖炉の炉心構造
の一実施例を示す炉心構成要素の配置図、第2図
は第1図の炉心構造を備えた炉心を有する高速増
殖炉の縦断面図、第3図A,Bは内側、外側中性
子遮蔽体をそれぞれ示す断面図、第4図は従来の
高速増殖炉の炉心における炉心構成要素配置図、
第5図は炉心構成要素の振動挙動を示す図、第6
図は炉心構成要素の中間パツト部に作用する衝撃
力の変化を示すグラフである。 20……高速増殖炉、25……炉心、41……
中性子遮蔽体、41A……内側中性子遮蔽体、4
1B……外側中性子遮蔽体、49……ラツパ管。
FIG. 1 is a layout diagram of core components showing an embodiment of the core structure of a fast breeder reactor according to the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a fast breeder reactor having a core having the core structure of FIG. 1. , Figures 3A and 3B are cross-sectional views showing the inner and outer neutron shields, respectively; Figure 4 is a layout diagram of core components in the core of a conventional fast breeder reactor;
Figure 5 is a diagram showing the vibration behavior of core components;
The figure is a graph showing changes in the impact force acting on the intermediate parts of the core components. 20...Fast breeder reactor, 25...Reactor core, 41...
Neutron shield, 41A...Inner neutron shield, 4
1B...Outer neutron shield, 49...Ratsupa tube.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 高速増殖炉の炉心を構成する多数の炉心構成
要素のうち上記炉心の外側に配置された炉心構成
要素のラツパ管を、他の炉心構成要素のラツパ管
とほぼ同一外径とし、かつ上記他の炉心構成要素
のラツパ管よりも厚肉に構成したことを特徴とす
る高速増殖炉の炉心構造。 2 炉心の外側に配置された炉心構成要素は中性
子遮蔽体である特許請求の範囲第1項記載の高速
増殖炉の炉心構造。 3 炉心の外側に配置された炉心構成要素は、中
性子遮蔽体のうち炉心外方に位置する数層の中性
子遮蔽体である特許請求の範囲第2項記載の高速
増殖炉の炉心構造。
[Scope of Claims] 1. Among the many core components constituting the core of a fast breeder reactor, the wrapper tube of a core component located outside the core is substantially the same as the wrapper tubes of other core components. 1. A core structure for a fast breeder reactor, characterized in that the core structure has a large diameter and is thicker than a lapper tube of the other core components. 2. The core structure of a fast breeder reactor according to claim 1, wherein the core component arranged outside the core is a neutron shield. 3. The core structure of a fast breeder reactor according to claim 2, wherein the core components arranged outside the core are several layers of neutron shields located outside the core among the neutron shields.
JP60068448A 1985-04-02 1985-04-02 Core structure of fast breeder reactor Granted JPS61228380A (en)

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