JPH0550713B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は高速増殖炉の上部開口を閉塞する遮蔽
プラグの改良に関する。

［発明の技術的背景］ 以下第３図を参照して従来例を説明する。第３
図は高速増殖炉の上部の構成を示す断面図であ
り、図中符号１は原子炉容器を示す。この原子炉
容器１内には冷却材２が収容されているととも
に、図示しない炉心が収容されている。上記原子
炉容器１の上部開口１Ａは遮蔽プラグ３により閉
塞されている。また上記炉心の上方には炉心上部
機構４が遮蔽プラグ３を貫通して配置されてい
る。

以下上記遮蔽プラグ３の構成について説明す
る。なお一般に遮蔽プラグは固定プラグおよび回
転プラグからなり、この回転プラグの構成により
単回転プラグ、二重回転プラグあるいは三重回転
プラグとなり、第３図に示すのはいわゆる単回転
プラグである。図中符号１１は固定プラグを示
し、この固定プラグ１１の内周側には回転プラグ
１２が回転可能に設置されている。上記固定プラ
グ１１は最上位に位置する上板１３と、この上板
１３下方に設置された冷却層１４、この冷却層１
４の下方に設置された放射線遮蔽層１５、この放
射線遮蔽層１５の下方に設置された熱遮蔽層１６
とから構成されている。上記上板１３は上方に載
置される機器の荷重を支持しても僅な撓しか生じ
ないように十分な剛性を有している。また上記冷
却層１４には、窒素ガスが循環している。また上
記放射線遮蔽層１５は、オーステナイト系ステン
レス鋼製の複数枚の放射線遮蔽体厚板１５Ａ，１
５Ｂおよび１５Ｃからなる。このように複数枚の
厚板から構成したのは、厚さ方向に製造限界があ
り、一枚板とすることができないからである。そ
して上記熱遮蔽層１６は、複数枚の薄板１６Ａを
積層した構成である。これら冷却層１４、放射線
遮蔽層１５および熱遮蔽層１６は、遮蔽胴１７内
に収容されてている。

一方前記回転プラグ１２も上述した固定プラグ
１１と同様の構成をなしており、上板１８、冷却
層１９、放射線遮蔽層２０、熱遮蔽層２１が遮蔽
胴２２内に収容されている。

前記固定プラグ１１の放射線遮蔽層１５は、い
わゆるオフセツト構造３１により支持されてい
る。すなわち遮蔽胴１７の内周側には、段部３１
Ａが形成されており、この段部３１Ａ上に前記放
射線遮蔽体厚板１５Ａの鍔部３１Ｂが載置されて
おり、これによつて支持されている。かかるオフ
セツト構造３１は単に放射線遮蔽層１５を支持す
るのみならず、放射線を遮蔽する上からも極めて
有効的である。そして放射線遮蔽層１５の二段目
以下の放射線遮蔽体厚板１５Ｂおよび１５Ｃは、
支持ボルト３２により最上位置の放射線遮蔽体厚
板１５Ａに固定されて支持されている。また前記
熱遮蔽層１６は遮蔽胴１７の底板３３上に設置さ
れており、よつて遮蔽胴１７はこの熱遮蔽層１６
および上記放射線遮蔽層１５の両方の荷重を支持
している。また上記底板３３の内周側は内側胴３
４により支持されており、この内側胴３４の上端
は前記放射線遮蔽体厚板１５Ｃと一体になつてい
る。この内側胴３４により底板３３の内側の撓の
低減を図つている。上記内側胴３４の下端部から
隙間限定ブレード３５が回転プラグ方向に突設さ
れており、この隙間限定ブレード３５により回転
プラグ１２の遮蔽胴２２の底面３６との間の高さ
方向ギヤツプを小さくするとともに、固定プラグ
１１および回転プラグ１２との間の隙間を挟小と
し、冷却材２のミストあるいはベーパの侵入を防
止している。

以上が遮蔽プラグ３の概略構成である。なおこ
のような構成以外にも例えば遮蔽胴を二重構造と
し、外側の遮蔽胴下端部にて熱遮蔽層を支持し、
内側の遮蔽胴下端部にて放射線遮蔽層を支持する
構成もあるが、薄肉長穴の遮蔽胴を２重に備える
ことは、好ましくなく、特に大形のプラントの場
合、製造工程、運搬、据付精度等を考慮すると、
その作業は極めて困難である。かかる点からも第
３図に示す構成の遮蔽プラグが一般的である。

［背景技術の問題点］ 上記構成によると、次のような問題がある。す
なわち高速増殖炉は今後その容量の増大が必至で
あり、プラント容量が増大した場合には、原子炉
容器および遮蔽プラグ３の径も大きくなる。遮蔽
プラグ３が大径化すれば、当然のことながら放射
線遮蔽層１５を構成する各放射線遮蔽体厚板１５
Ａ乃至１５Ｃの径も大きくなり、その重量も増大
する。放射線遮蔽体厚板１５Ａ乃至１５Ｃの径お
よび重量が増大しても、前述したようにその板厚
には限界があり、よつて放射線遮蔽体厚板１５Ａ
乃至１５Ｃの内周側の撓が増大していく。この内
周側での撓により支持ボルト３２に大きな剪断力
が作用し、この剪断力に耐えるべく支持ボルト３
２の本数を増大させる必要がある。このような支
持ボルト３２の本数増加は、製造工程およびコス
トの面から好ましいことではない。また放射線遮
蔽層１５の上面側と下面側とでは、100℃以上の
温度差があり、その為放射線遮蔽体厚板１５Ａお
よび１５Ｃとの間で発生する熱膨張差によつて支
持ボルト３２に発生する熱応力も放射線遮蔽体厚
板１５Ａ乃至１５Ｃの径の増大により大幅に増大
する。かかる熱応力の増大は支持ボルト３２の本
数を増大させるだけでは解決することはできな
い。さらに放射線遮蔽層１５を構成する３枚の放
射線遮蔽体厚板１５Ａ，１５Ｂおよび１５Ｃは、
前述したようにオフセツト構造３１を介して最上
位の放射線遮蔽体厚板１５Ａの剛性により支持さ
れているので、内周側の撓量は大きなものである
とともに、放射線遮蔽体厚板１５Ａ乃至１５Ｃに
は、回転プラグ１２あるいは炉心上部機構４用の
挿通穴が偏心して形成されており、その為上記内
周側の撓は周方向に均一ではなく、大きな偏りが
ある。よつて前記隙間限定ブレード３５と回転プ
ラグ１２の底部３６との高さ方向のギヤツプは周
方向に均一ではなくなり、隙間限定ブレード３５
の機能が喪失されて冷却材２のミストあるいはベ
ーパが固定プラグ１１と回転プラグ１２との間の
隙間を介して侵入することが予想される。

このような問題を解決するために、例えばオフ
セツト構造を放射線遮蔽体厚板１５Ｃと遮蔽胴１
７との間に設け、それによつて支持ボルトを不要
にすることも考えられているが、このようにオフ
セツト構造を二段に亘つて設けることは、固定プ
ラグ１１および回転プラグ１２の下部の径を小さ
くするか、あるいは上部の径を大きくすることに
なる。その際回転プラグ１２の最小径は炉心上部
機構４等の収納機器の機能確保のために制限され
ており、よつて回転プラグ１２についてはその上
部の径を大きくせざるを得ない。しかしながら大
径にした場合には、回転プラグ駆動機構等の機器
の大形化、ひいては原子炉建屋の大形化を誘引す
ることとなり、好ましいことではなかつた。

［発明の目的］ 本発明は以上の点に基づいてなされたものでそ
の目的とするところは、プラントが大形化して放
射線遮蔽体厚板の自重による変形あるいは熱変形
が増大した場合でも、放射線遮蔽体厚板を支持す
る支持機構に対する負担は増大することなく、ま
た放射線遮蔽体厚板の変形を可能な限り少さくす
ることが可能な高速増殖炉の遮蔽プラグを提供す
ることにある。

［発明の概要］ すなわち本発明による高速増殖炉の遮蔽プラグ
は、上板と、この上板の下方に設けられた冷却層
と、この冷却層の下方に設置された複数枚の放射
線遮蔽体厚板からなる放射線遮蔽層と、この放射
線遮蔽層の下方に設置された熱遮蔽層と、これら
冷却層、放射線遮蔽層および熱遮蔽層を包囲する
遮蔽胴とを備えた高速増殖炉の遮蔽プラグにおい
て、上記遮蔽胴の内周面上部に上記放射線遮蔽層
の最上位に位置する放射線遮蔽体厚板を支持する
環状段付部を設けるととももに、上記遮蔽胴の内
周面下部に上記放射線遮蔽層の最下位に位置する
放射線遮蔽体厚板を支持する環状台座を設け、か
つ上記放射線遮蔽層の最下位に位置する放射線遮
蔽体厚板の上面に上記放射線遮蔽層の中間に位置
する放射線遮蔽体厚板を支持する環状段付部を設
けたことを特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下第１図を参照して本発明の第１の実施例を
説明する。第１図は本実施例による遮蔽プラグを
適用した高速増殖炉の上部を示す断面図であり、
図中符号１０１は原子炉容器を示す。この原子炉
容器１０１内には冷却材１０２および図示しない
炉心が収容されている。上記原子炉容器１０１の
上部開口１０１Ａは遮蔽プラグ１０３により閉塞
されている。また上記炉心の上方には炉心上部機
構１０４が上記遮蔽プラグ１０３を貫通して配置
されている。

上記遮蔽プラグ１０３は以下のような構成とな
つている。遮蔽プラグ１０３は固定プラグ１１１
と、この固定プラグ１１１の内周側に回転可能に
設置された回転プラグ１１２とから構成されてい
る。上記固定プラグ１１１は上板１１３と、この
上板１１３の下方に設置された冷却層１１４、こ
の冷却層１１４の下方に設置された放射線遮蔽層
１１５、この放射線遮蔽層１１５の下方に設置さ
れた熱遮蔽層１１６とから構成されている。上記
冷却層１１４、放射線遮蔽層１１５および熱遮蔽
層１１６は遮蔽胴１１７内に収容されている。一
方前記回転プラグ１１２もこの固定プラグ１１１
と同様の構成をなしており、上板１１８、冷却層
１１９、放射線遮蔽層１２０、熱遮蔽層１２１お
よび上記冷却層１１９、放射線遮蔽層１２０、熱
遮蔽層１２１を収容する遮蔽胴１２２とから構成
されている。

上記放射線遮蔽層１１５は、オーステナイト系
ステンレス鋼製の放射線遮蔽体厚板１１５Ａ，１
１５Ｂおよ１１５Ｃとからなる。最上位に位置す
る上記放射線遮蔽対厚板１１５Ａと遮蔽胴１１７
との間には、オフセツト構造１３１が形成されて
おり、すなわち遮蔽胴１１７の内周側には段付部
１３１Ａが形成され、この段付部１３１Ａ上には
放射線遮蔽体厚板１１５Ａの鍔部１３１Ｂが載置
されている。このオフセツト構造１３１により放
射線遮蔽体厚板１１５Ａは遮蔽胴１１７に支持さ
れている。一方遮蔽胴１１７の図中略中央位置の
内周側には、台座１３２が環状にに突設されてい
る。この台座１３２上には、前記放射線遮蔽体厚
板１１５Ｃの外周縁が載置されている。また放射
線遮蔽体厚板１１５Ｃの外周縁上面側には、環状
段部１３３が形成されており、この環状段部１３
３上には、放射線遮蔽体厚板１１５Ｂが載置され
ている。すなわち放射線遮蔽体厚板１１５Ｂおよ
び１１５Ｃは、従来最上位置の放射線遮蔽体厚板
１１５Ａに支持ボルトにより固定され、それによ
つて支持されていたのに対して、該支持ボルトを
なくし、遮蔽胴１１７の内周側に台座１３２を突
設し、この台座１３２により放射線遮蔽体厚板１
１５Ｃを支持するとともに、この放射線遮蔽体厚
板１１５Ｃの外周縁上面に突設された環状段部１
３３を介して放射線遮蔽体厚板１１５Ｂを支持す
るものである。また放射線遮蔽体厚板１１５Ａ，
１１５Ｂおよび１１５Ｃ夫々の間には隙間１５１
および１５２が形成されており、仮に放射線遮蔽
体厚板１１５Ａあるいは１１５Ｂに撓が発生して
も、下方に位置する他の放射線遮蔽体厚板に接触
することのないようにしている。

前記熱遮蔽層１１６は遮蔽胴１１７の底板１３
４上に載置されており、その荷重は上記底板１３
４を介して遮蔽胴１１７に伝達される。また上記
底板１３４はその外周を遮蔽胴１１７により支持
されているとともに、その内周は内側胴１３５に
より支持されており、この内側胴１３５により底
板１３４の撓を低減させている。この内側胴１３
５の上端は前記放射線遮蔽体厚板１１５Ｃと一体
になつている。また上記内側胴１３５の下端内周
側には、隙間限定ブレード１３６が突設されてい
る。この隙間限定ブレード１３６により、回転プ
ラグ１１２の底面１３７との間の高さ方向ギヤツ
プを小さくし、かつ固定プラグ１１１および回転
プラグ１１２との間の隙間を介して上昇してくる
冷却材１０２のミストあるいはベーパの侵入を抑
制する。

また回転プラグ１１２側の放射線遮蔽体厚板１
２０Ａ乃至１２０Ｃの支持構造も上述した固定プ
ラグ１１１の場合と同様であり、遮蔽胴１２２の
内周側から突設された台座１４１により放射線遮
蔽体厚板１２０Ｃを支持し、この放射線遮蔽体厚
板１２０Ｃの外周上面側に突設された環状段部１
４２上に放射線遮蔽体厚板１２０Ｂを載置してこ
れを支持し、放射線遮蔽体厚板１２０Ａは遮蔽胴
１２２にオフセツト構造１４３を介して支持され
ている。

上記構成によると、従来放射線遮蔽体厚板１１
５Ｂおよび１１５Ｃを支持するために必要であつ
た支持ボルトが不要となる。すなわち最下位置の
放射線遮蔽体厚板１１５Ｃは遮蔽胴１１７の内周
側に突設された台座１３２により支持され、また
中間位置の放射線遮蔽体厚板１１５Ｂは、上記放
射線遮蔽体厚板１１５Ｃの上面側に突設された環
状段部１３３を介して放射線遮蔽体厚板１１５Ｃ
に支持される構成からである。よつて従来支持ボ
ルトを使用していた場合の不具合、つまり放射線
遮蔽体厚板１１５Ａ乃至１１５Ｃの大径化に伴な
う撓の増大、それによる支持ボルトの破損、放射
線遮蔽体厚板１１５Ａ乃至１１５Ｃの落下といつ
た自体を未然に防止することができる。このよう
に本実施例の場合には、放射線遮蔽体厚板１１５
Ａ乃至１１５Ｃが大径化して、自重による変形あ
るいは熱による変形が増大しても、放射線遮蔽体
厚板１１５Ａ乃至１１５Ｃを支持する支持構造物
に加わる負担は増大することはなく、健全性を確
実に維持することが可能となる。また支持ボルト
を無くしたことにより、作業性が向上し、建設工
期の短縮化を効果的に図ることができる。そして
最下位置の放射線遮蔽体厚板１１５Ｃと中間位置
の放射線遮蔽体厚板１１５Ｂとの間には、隙間１
５２が形成されており、該隙間１５２は仮に中間
位置の放射線遮蔽体厚板１１５Ｂが撓んだ場合で
あつても、最下位置の放射線遮蔽体厚板１１５Ｃ
に接触することのないような大きさであるので、
最下位置の放射線遮蔽体厚板１１５Ｃは自重分の
みをその剛性で支持すればよく、したがつてその
撓量は従来に比べて極めて小さいものとなる（数
分の一）。これは隙間限定ブレード１３５による
隙間確保機能を維持する上で極めて効果的であ
り、隙間の周方向のばらつきを防止することがで
きる。これは最上位置の放射線遮蔽体厚板１１５
Ａと中間位置の放射線遮蔽体厚板１１５Ｃとの間
でも同様であり、両者の間には隙間１５１が発生
しているので、最上位置の放射線遮蔽体厚板１１
５Ａの撓が中間位置の放射線遮蔽体厚板１１５Ｂ
に影響することはなく、よつて中間位置の放射線
遮蔽体厚板１１５Ｂの撓量も従来に比べて極めて
小さいものとなる。

次に第２図を参照して第２の実施例を説明す
る。この第２の実施例は放射線遮蔽体厚板１１５
Ａを複数に分割するとともに、放射線遮蔽体厚板
１１５Ａおよび１１５Ｂを支持ボルト１６１によ
り結合した構成である。他の構成は前記第１の実
施例と同様であり、その説明は省略する。

上記構成によると、放射線遮蔽体厚板１１５Ｂ
は放射線遮蔽体厚板１１５Ａと一体になつている
ために、放射線遮蔽体厚板１１５Ａの影響を受け
てその撓量は増大するが、放射線遮蔽体厚板１１
５Ｃと放射線遮蔽体厚板１１５Ｂとの間の隙間１
６２を大きくとることができ、最下位置の放射線
遮蔽体厚板１１５Ｃの撓を低減させることができ
るのは前記第１の実施例と同様である。また上述
したように放射線遮蔽体厚板１１５Ａは分割構造
となつているので、第１の実施例の場合に比べて
製造コストの低減を図ることが可能となり、その
組立も容易である。

なお前記第１および第２の実施例では、台座を
環状とし全周に亘つて設置したが、周上の必要箇
所に複数設ける構成でもよい。また環状段部につ
いても、放射線遮蔽体厚板から突設させるのでは
なく、リング状のものを別体に製作して設置する
構成でもよい。さらに前記第１および第２の実施
例では３体の放射線遮蔽体厚板からなる放射線遮
蔽層について説明したが、本発明はそれに限定さ
れるものではなく、任意の段からなる放射線遮蔽
層について適用可能であり、同様の効果を奏する
ことができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明による高速増殖炉の
遮蔽プラグは、上板と、この上板の下方に設けら
れた冷却層と、この冷却層の下方に設置された複
数枚の放射線遮蔽体厚板からなる放射線遮蔽層
と、この放射線遮蔽層の下方に設置された熱遮蔽
層と、これら冷却層、放射線遮蔽層およ熱遮蔽層
を包囲する遮蔽胴とを備えた高速増殖炉の遮蔽プ
ラグにおいて、上記遮蔽胴の内周面上部に上記放
射線遮蔽層の最上位に位置する放射線遮蔽体厚板
を支持する環状段付部を設けるとともに、上記遮
蔽胴の内周面下部に上記放射線遮蔽層の最下位に
位置する放射線遮蔽体厚板を支持する環状台座を
設け、かつ上記放射線遮蔽層の最下位に位置する
放射線遮蔽体厚板の上面に上記放射線遮蔽層の中
間に位置する放射線遮蔽体厚板を支持する環状段
付部を設けたことを特徴とするものである。

したがつて放射線遮蔽体を支持する支持構造
が、放射線遮蔽体自体の自重による撓および放射
線遮蔽体の熱変形による影響を受けることのない
構造となつているので、原子炉が大形化して大径
化した場合であつても、その健全性を確実に受け
ることが可能となる。また放射線遮蔽体の撓を大
幅に低減させることができるので、放射線遮蔽体
に取り付けられた各機器の偏よつた変形を防止し
て、該機器の機能を確実にすることができる。ま
た、本発明では放射線遮蔽層の最下位に位置する
放射線遮蔽体厚板の上面に環状段付部を設け、こ
の環状段付部上に放射線遮蔽層の中間に位置する
放射線遮蔽体厚板を載置することにより、放射線
遮蔽層の中間に位置する放射線遮蔽体厚板の撓み
が最下位に位置する放射線遮蔽体厚板に作用する
こともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す高速増殖
炉の上部断面図、第２図は第２の実施例を示す高
速増殖炉の上部断面図、第３図は従来例を示す高
速増殖炉の上部断面図である。 １０１…原子炉容器、１０２…冷却材、１０３
…遮蔽プラグ、１０４…炉心上部機構、１１１…
固定プラグ、１１２…回転プラグ、１１３…上
板、１１４…冷却層、１１５…放射線遮蔽層、１
１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ…放射線遮蔽体厚
板、１１６…熱遮蔽層、１１７…遮蔽胴、１３２
…台座。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上板と、この上板の下方に設けられた冷却層
   と、この冷却層の下方に設置され複数枚の放射線
   遮蔽体厚板からなる放射線遮蔽層と、これら冷却
   層、放射線遮蔽層および熱遮蔽層を包囲する遮蔽
   胴とを備えた高速増殖炉の遮蔽プラグにおいて、
   上記遮蔽胴の内周面上部に上記放射線遮蔽層の最
   上位に位置する放射線遮蔽体厚板を支持する環状
   段付部を設けるとともに、上記遮蔽胴の内周面下
   部に上記放射線遮蔽層の最下位に位置する放射線
   遮蔽体厚板を支持する環状台座を設け、かつ上記
   放射線遮蔽層の最下位に位置する放射線遮蔽体厚
   板の上面に上記放射線遮蔽層の中間に位置する放
   射線遮蔽体厚板を支持する環状段付部を設けたこ
   とを特徴とする高速増殖炉の遮蔽プラグ。