JPH0563755B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は高速増殖炉の熱遮蔽装置に係り、特に
原子炉容器と内側仕切壁との間に形成されたガス
ダム空間内に配置される複数枚の熱遮蔽板の支持
構造を改良して、局部的な荷重の作用、過大な熱
応力の発生を防止して、その健全性の向上を図る
ことが可能なものに関する。

（従来の技術） 第４図及び第５図を参照して従来例を説明す
る。第４図はループ型高速増殖炉の構成を示す断
面図であり、図中符号１は原子炉容器である。こ
の原子炉容器１はリングガータ２を介して原子炉
建屋３に支持されている。この原子炉容器１の外
側には安全容器４が配置され、この安全容器４も
支持部５を介して上記原子炉容器１に支持されて
いる。

上記原子炉容器１内には冷却材６及び炉心７が
収容されており、上記炉心７は炉心支持構造物８
により支持されている。上記炉心７は図示しない
複数の燃料集合体及び制御棒等から構成されてい
る。上記炉心７と原子炉容器１との間には隔壁９
が配置され、この隔壁９により原子炉容器１内を
上下に二分して、上方を上部プレナム１０下方を
下部プレナム１１としている。又、上記炉心支持
構造物８と原子炉容器１との間であつて上記隔壁
９の下方には制振構造物１２が設置されており、
例えば水平方向地震が発生した場合の炉心７の振
動を防止している。

上記原子炉容器１の上部開口１ａは遮蔽プラグ
１３により閉塞されている。この遮蔽プラグ１３
は原子炉容器１に固定された固定プラグ１４と、
この固定プラグ１４の内周側に回転可能に配置さ
れた大回転プラグ１５と、この大回転プラグ１５
の内周側に回転可能に配置された小回転プラグ１
６とから構成されている。又上部炉心７の上方に
は炉心上部機構１７が上記小回転プラグ１６を貫
通して配置されており、この炉心上部機構１７に
は前記制御棒の炉心７への挿入・引抜を制御する
制御棒駆動機構等が設けられている。又、炉心７
の上方には燃料交換機１８も配置され、この燃料
交換機１８も遮蔽プラグ１３を貫通して配置され
ている。

前記冷却材の液面と遮蔽プラグ１３との間はカ
バーガス空間となつており、このカバーガス空間
にはカバーガスとしてのアルゴンガス１９が封入
されている。

尚、図中符号２０は冷却材流入配管であり、符
号２１は冷却材流出配管であり、さらに符号２２
は高圧プレナムである。

上記構成によると、冷却材流入配管２１を介し
て供給された冷却材６は高圧プレナム２３内に供
給され、炉心７を上方に向つて流通する。その際
炉心７の核反応熱により昇温し、上部プレナム１
０内に流出する。上部プレナム１０内に流出した
高温の冷却材６は冷却材流出配管２２を介して図
示しない熱交換器に移送され、そこで二次側冷却
材と熱交換する。かかる熱交換により冷却された
冷却材６は上記冷却材流入配管２１を介して再度
高圧プレナム２３内に供給される。

上記構成にあつて、原子炉運転時及び停止時の
ように冷却材６の温度が大きく変化すると、原子
炉容器１の冷却材６の液面の上方部分と下方部分
との間には大きな温度差が発生する。すなわち冷
却材６として使用している液体ナトリウムは熱伝
達能力が極めて大きく、又冷却材６に接している
部分の原子炉容器１の温度は冷却材６の温度変化
に対して極めて早く追従するのに対して、冷却材
６に接していない部分つまり液面上方部分の原子
炉容器１の温度は冷却材６の温度変化に対してそ
れ程早くは追従しないからである。このように大
きな温度差が発生した場合には、冷却材６の液面
周辺の原子炉容器壁には大きな温度勾配が発生
し、その結果過大な熱応力が発生して原子炉容器
１の健全性を損う恐れがある。

そこで従来から原子炉容器１の内周側に熱遮蔽
装置２５を配置して原子炉容器１への熱的影響を
緩和することがなされている。以下第５図を参照
してこの熱遮蔽装置２５の構成を説明する。図中
符号２６は円筒状をなす内側仕切壁であり、この
内側仕切壁２６と原子炉容器１とによりガスダム
空間２７を形成している。上記内側仕切壁２６の
下端と原子炉容器１の円筒壁１ａとの間には外向
フランジ２８が配設され、この外向フランジ２８
は原子炉容器１方向に下り勾配となつている。一
方内側仕切壁２６の上方にはカバー２９が設置さ
れ、このカバー２９の内周端２９ａは冷却材６中
に浸漬されており、又外周端２９ｂは係止部とな
つており原子炉容器１に形成された段部３０に上
方から係合している。

上記ガスダム空間２７の下端部はナトリウム槽
３１となつており、このナトリウム槽３１内には
少量の液体ナトリウム３２が貯蔵されている。こ
の少量の液体ナトリウム３２と上記内側仕切壁２
６の内周側の冷却材６とにより、内側仕切壁２６
の外向フランジ２８が両面側より加熱されるの
で、液体ナトリウム３２と冷却材６の温度変化に
より外向フランジ２８が径方向に収縮しても、こ
の外向フランジ２８に接続される原子炉容器１の
周壁１ａに発生する熱応力は緩和される。

上記ガスダム空間２７内には複数枚の熱遮蔽板
３３が径方向に所定間隔をおいて、かつ周方向に
も所定の間隔をおいて配設されている。上記複数
枚の熱遮蔽板３３は取付ボルト３４により原子炉
容器１の側周壁１ａに固定されている。また各熱
遮蔽板３３の下端部は液体ナトリウム３２中に浸
漬されている。

上記構成によると以下のような問題がある。

まず地震発生時にガスダム空間２７内の複数枚
の熱遮蔽板３３に荷重が作用した場合には、この
荷重が熱遮蔽板３３を原子炉容器１の側周壁１ａ
に取付けている取付ボルト３４の取付部に集中的
に作用して、応力集中が発生する恐れがある。

又、熱遮蔽板３３の熱は取付ボルト３４を介し
て原子炉容器１の側周壁１ａに伝達されるので、
この側周壁１ａと取付ボルト３４の温度差によつ
て側周壁１ａの取付ボルト３４の取付部に過大な
熱応力が発生する恐れがあつた。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の構成にあつては、取付ボルト
の原子炉容器周壁への取付部に応力集中が発生し
たり、あるいは過大な熱応力が発生するという問
題があり、本発明はこの様な点に基づいてなされ
たものでその目的とするところは、局所的な応力
集中、あるいは局所的に過大な熱応力が発生する
ようなことのないような高速増殖炉の熱遮蔽装置
を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） すなわち本発明による高速増殖炉の熱遮蔽装置
は、原子炉容器の内周側に間隔をおいて配置され
原子炉容器との間にガスダム空間を形成する円筒
状の内側仕切壁と、この内側仕切壁の下端と上記
原子炉容器との間に配設された外向フランジと、
上記原子炉容器に装着されその胴部を上記ガスダ
ム空間内に延長しかつ上記ガスダム空間の上方位
置に熱遮蔽板吊り部を備えた外吊り胴と、上記熱
遮蔽板吊り部の内周端に取付けられ上記ガスダム
空間内に延長された内吊り胴と、上記熱遮蔽板吊
り部から吊下げられて上記ガスダム空間内に原子
炉容器の周方向及び半径方向に間隙を存して配置
された複数枚の熱遮蔽板とを備え、上記熱遮蔽板
は両側縁部に折曲部を有し、これらの折曲部を原
子炉容器の半径方向に隣接する熱遮蔽板または上
記外吊り胴に接触させて配置され、かつ上記内吊
り胴と対向する熱遮蔽板は湾曲凸部を有し、この
湾曲凸部を上記内吊り胴に接触させて配置されて
いることを特徴とするものである。

（作用） つまり、ガスダム空間内に外吊り胴及び内吊り
胴を配置して、この外吊り胴及び内吊り胴との間
に複数枚の熱遮蔽板を吊下げるものであり、かつ
各遮蔽板の両側縁部には折曲部が形成され、この
折曲部を原子炉容器の半径方向に隣接する他の熱
遮蔽板に当接させている。また最外周に位置する
熱遮蔽板は折曲部を外吊り胴の胴部に当接させて
いる。そして、最内周に位置する熱遮蔽板は湾曲
凸部を有し、この湾曲凸部を内吊り胴の胴部に当
接させている。

そして例えば水平方向地震が発生した場合に
は、熱遮蔽板にも水平方向の荷重が作用するが、
該荷重は折曲部を介して隣接する他の熱遮蔽板に
伝達され、その際折曲部は軸方向に延長されてい
るので、特定の箇所に集中的に荷重が伝達される
ことはなく軸方向全域にわたつて伝達されてい
く。そして上記外吊り胴又は内吊り胴に伝達され
ていく。したがつて従来のように局所的に荷重が
作用することはない。

又、熱遮蔽板は既に述べたように外吊り胴の熱
遮蔽板吊り部に吊下げられているので、従来のよ
うに取付けボルトを必要とすることはなく、よつ
て取付けボルトと原子炉容器との間の温度差に起
因する過大な熱応力の発生はない。

（実施例） 以下第１図乃至第３図を参照して本発明の一実
施例を説明する。尚、従来と同一部分には同一符
号を付して示しその説明は省略する。

図中符号１０１は円筒状をなす外吊り胴であ
り、この外吊り胴１０１は上端に係止部１０２が
形成され、この係止部１０２を原子炉容器１の側
周壁１ａに形成された段部１０３に上方から係合
させている。上記係止部１０２の下方には胴部１
０３が延長され、その下端は液体ナトリウム３２
中に浸漬されている。ガスダム空間２７の上方位
置の上記胴部１０３からは熱遮蔽板吊り部１０５
が半径方向内側に延長して突設されており、この
熱遮蔽板吊り部１０５には支持部材１０６を介し
て複数枚の熱遮蔽板１０７が垂下されている。こ
れら複数枚の熱遮蔽板１０７の下端は上記液体ナ
トリウム３２中に浸漬されている。上記熱遮蔽板
吊り部１０５の内周端には内吊り胴１０８が取付
けられており、この内吊り胴１０８の下端は上記
液体ナトリウム３２中に浸漬されている。又、上
記内吊り胴１０８の上方にはカバー１０９が取付
けられており、このカバー１０９の内周端部は冷
却材６中に浸漬されており、カバーガス１９中の
ナトリウムミストがガスダム槽２７内に侵入する
のを防止している。又、上記外吊り胴１０１の胴
部１０４と原子炉容器１の側周壁１ａとのと間に
は複数の自然対流防止板１１０が設置されてい
る。

上記熱遮蔽板１０７は第２図及び第３図に示す
ように、周方向の両端部が外側に折曲されて折曲
部１１１となつている。又第２図に示すように熱
遮蔽板１０７は半径方向に半ピツチずつずらして
配置されており、周方向には隣接する熱遮蔽板１
０７との間に隙間１１２を有している。また上記
折曲部１１１は半径方向に隣接する熱遮蔽板１０
７に当接している。尚、最内周に位置する熱遮蔽
板１０７は周方向中央部に内周方向に突出する湾
曲凸部１１３を備え、この湾曲凸部１１３により
前記内吊り胴１０８との間隔保持をなしている。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず地
震が発生してガスダム空間２７内の熱遮蔽板１０
７に荷重が作用した場合であるが、この場合には
折曲部１１１を介して半径方向に隣接する他の熱
遮蔽板１０７に荷重が伝達され、さらには折曲部
１１１あるいは湾曲凸部１１３を介して外吊り胴
１０１の胴部１０４あるいは内吊り胴１０８に伝
達される。その際折曲部１１１及び湾曲凸部１１
３は軸方向に延長されているので、従来のように
取付ボルトの取付部に集中的に荷重が作用すると
いつたように、荷重が局部的に伝達されて作用す
ることはない。

次に従来取付ボルトを使用していた場合に該取
付ボルトと原子炉容器との温度差に起因する過大
な熱応力の発生が懸念されていたが、本実施例の
場合には取付ボルトにより熱遮蔽板を原子炉容器
に取付ける構成を採用していないのでそのような
懸念は無用である。

又、遮蔽板１０７はその下端が自由端となつて
いるので、局所的な荷重の負荷はない。また最内
周に位置する熱遮蔽板１０７と内側仕切壁２６と
の間には内吊り胴１０８が配置されており、よつ
て熱遮蔽板１０７が内側仕切り壁２６に直接接触
するようなことはない。

次に自然対流防止について説明する。まず各熱
遮蔽板１０７には折曲部１１１があり、この折曲
部１１１が半径方向に隣接する他の熱遮蔽板１０
７に接触していて半径方向に流路が形成されてい
ないこと、及び外吊り胴１０１の胴部１０４と原
子炉容器１の側周壁１ａとの間に自然対流防止板
１１０が配置されていることにより、ガスダム空
間２７内の自然対流は効果的に防止される。した
がつて自然対流の発生による熱遮蔽性能の低下は
確実に防止される。

以上本実施例によると以下のような効果を奏す
ることができる。

まず地震発生等により熱遮蔽板１０７に荷重
が作用しても、折曲部１１１を介して隣接する
他の熱遮蔽板１０７に分散されて伝達され、さ
らに折曲部１１１あるいは湾曲凸部１１３を介
して外吊り胴１０１の胴部１０４あるいは内吊
り胴１０８に伝達されていくので、従来のよう
に局所的な荷重負荷はなく、局所的な荷重負荷
それによる健全性の喪失を防止することでき
る。

次に従来懸念されていた過大熱応力の発生で
あるが、これについてはまず本実施例が従来の
ように取付ボルトを使用して熱遮蔽板を原子炉
容器に取付ける構成ではなく、外吊り胴１０１
の熱遮蔽板吊り部１０５により垂下する構成で
あること、及び原子炉容器１との間に局所的な
接続部を有しない構成であるので、過大な熱応
力が局所的に発生するという問題は効果的に解
消される。

次に本実施例の場合にはガスダム空間２７内
における自然対流を効果的に防止することがで
きる。すなわち各熱遮蔽板１０７には折曲部１
１１があつて、この折曲部１１１が隣接する他
の熱遮蔽板１０７に当接していることにより自
然対流が発生するような流路が形成されない構
成となつており、また外吊り胴１０１の胴部１
０４と原子炉容器１の側周壁１ａとの間には自
然対流防止板１１０が設置されているからであ
る。このように自然対流が抑制されることによ
り熱遮蔽効果は大幅に向上する。

次に、外吊り胴１０１、内吊り胴１０８、熱
遮蔽板１０７はばね性状を備えた構成となつて
おり、よつて熱変形は効果的に吸収される。

さらに、熱遮蔽板１０７の取付構造が簡単で
あり、その製作も容易である。

尚、本発明は前記一実施例に限定されるもので
はなく、例えば凸部としは前記一実施例の折曲部
あるいは湾曲凸部に限定されるものではなく、よ
うは荷重に分散して隣接する熱遮蔽板等に伝達で
きるものであれば良い。又、折曲部としても外側
に折曲するだけでなく、内側に折曲するような構
成でもよい。又、熱遮蔽板の配置のずらしかたも
半ピツチに限定されるものではない。

［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
熱遮蔽装置によれば、局所的な応力集中や過大な
熱応力の発生を防止でき、原子炉容器の健全性を
保つことができる等その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示す図
で、第１図は熱遮蔽装置の断面図、第２図は第１
図の−断面図、第３図は熱遮蔽板の斜視図、
第４図及び第５図は従来例の説明に使用した図
で、第４図はループ型高速増殖炉の断面図、第５
図は熱遮蔽装置の断面図である。 １……原子炉容器、１ａ……原子炉容器の側周
壁、２６……内側仕切壁、２７……ガスダム槽、
２８……外向フランジ、１０１……外吊り胴、１
０４……外吊り胴の胴部、１０５……熱遮蔽板吊
り部、１０７……熱遮蔽板、１０８……内吊り
胴、１１１……折曲部（凸部）、１１３……湾曲
凸部（凸部）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉容器の内周側に間隔をおいて配置され
   原子炉容器との間にガスダム空間を形成する円筒
   状の内側仕切壁と、この内側仕切壁の下端と上記
   原子炉容器との間に配設された外向フランジと、
   上記原子炉容器に装着されその胴部を上記ガスダ
   ム空間内に延長しかつ上記ガスダム空間の上方位
   置に熱遮蔽板吊り部を備えた外吊り胴と、上記熱
   遮蔽板吊り部の内周端に取付けられ上記ガスダム
   空間内に延長された内吊り胴と、上記熱遮蔽板吊
   り部から吊下げられて上記ガスダム空間内に原子
   炉容器の周方向及び半径方向に間隙を存して配置
   された複数枚の熱遮蔽板とを備え、上記熱遮蔽板
   は両側縁部に折曲部を有し、これらの折曲部を原
   子炉容器の半径方向に隣接する熱遮蔽板または上
   記外吊り胴に接触させて配置され、かつ上記内吊
   り胴と対向する熱遮蔽板は湾曲凸部を有し、この
   湾曲凸部を上記内吊り胴に接触させて配置されて
   いることを特徴とする高速増殖炉の熱遮蔽装置。