JPH0634061B2 - 熱しゃへい板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、急激な温度変化や温度ゆらぎにより発生す
る熱応力から継胴を保護するために継胴の表面に設置す
る高速増殖炉の炉心上部機構の熱しゃへい板に関する。

（従来の技術） 高速増殖炉の炉心上部機構の熱しゃへい板は継胴の表面
に設置され、原子炉の起動停止やスクラムによる急激な
温度変化、さらには通常の定常運転時にも生じる比較的
周波数の高い温度ゆらぎが、直接継胴に伝達され過大な
熱応力が生ずることを防止している。

第１図に例示するように、熱しゃへい板50は継胴37の冷
却材14に接する面に継胴37と多少の距離を離して設置さ
れる。

この熱しゃへい板50は、その要求される機能からも、継
胴37と異なる温度となるため熱膨脹差を吸収できるよう
なフレキシブルな取付けと、熱膨脹差自体を制限するた
めに部材の分割が必要となる。

さらに冷却材の流動に曝らされるため、これに起因する
流体振動を防止する剛性も一方で要求される。

これらの要求を満たす熱しゃへい板50の取付け構造は、
数種類提案・実施されているが一般的な例を挙げればス
タッドボルト51を溶接またはねじこみにより継胴37に固
定し、スペーサを介して継胴37とのギャップを確保し、
その上に、しゃへい板50をナット52で固定するものであ
った。第５図および第６図に取付け構造の例を示す。

（発明が解決しようとする課題） 原子炉トリップ時に冷却材温度が急激に変化した場合、
熱しゃへい板50により急激な温度変化は緩和されるが、
継胴37に対する温度変化は完全に消滅したわけではな
く、数分から数時間に及びゆっくりした温度変化により
継胴37に熱応力が発生する。

この熱応力は、構造物全体として構造健全性を維持する
のに充分な程度に制限されているが、熱しゃへい板50を
取付けているスタッドボルト51等の局所では形状不連続
による応力の熱中により、必ずしも充分に低い応力レベ
ルではなかった。

従って、溶接によるスタッドボルト51の取付けに当たっ
ては構造不連続を最小にするために、ビートをグライン
ダー等で仕上げたり厳密な非破壊検査を実施し信頼性を
確保していた。またねじによるスタッドボルト51の取付
けの場合には、ねじ穴の部分は構造物の有効厚さが減少
するために、板厚を厚くして強度を補償していた。

この発明は上記事情を考慮してなされたものであり、熱
しゃへい板の取付けに対する機能上の要求、すなわち熱
膨脹差の吸収と充分な剛性を確保し、さらに継胴に付加
的な応力集中のない取付けができる熱しゃへい板を提供
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） この発明は、円筒または楕円のような外部に凸な継胴を
有する炉心上部機構の外表面に取付けられる熱しゃへい
板において、取付け構造が継胴の外表面の浅い溝にはめ
こまれた取付けリングと、取付けリングに設置されたス
タッドボルトこのボルドに締込まれるナットから構成さ
れ、熱しゃへい板が熱しゃへい板に明けられた取付け孔
でスタッドボルトとナットにより取付けリング上にスラ
イド可能に固定されたものである。

（作 用） したがって、この発明に係る高速増殖炉・炉心上部機構
の熱しゃへい板は、その取付けに際して構造物の表面に
スタッドボルトを直接設置しないため、継胴に付加的な
局部応力を発生させない。

さらに、取付けリングが全周にわたり熱しゃへい板を支
持するために、スタッドボルトしスペーサによる離散し
た点支持に比較して高い剛性が得られる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明に係る炉心上部機構の熱しゃへい板
における一実施例を示す縦断面図、第２図は取付け部を
切断して示す平面図である。

第４図は第１図の実施例が適用された高速増殖炉を示す
断面図である。

第４図に示すように、一般に高速増殖炉13は液体ナトリ
ウム等の液体金属を冷却材14として使用する。この冷却
材14が原子炉容器15内に充填される。この原子炉容器15
の上端はしゃへいプラグ17によって閉塞され、また原子
炉容器15内に炉心19が収容される。

液体ナトリウム等の冷却材14は原子炉容器15の下部の冷
却材入口21から流入し、炉心19内を上方に流れて加熱さ
れ、冷却材出口23から流出するように構成される。

しゃへいプラグ17には炉心上部機構25が取付けられる。

この炉心上部機構25は制御棒、制御棒駆動機構27、制御
棒案内管29および計装ウエル31を内包する胴37が冷却材
14の自由液面40を貫通している。胴37の下部には整流装
置33が取付けられ炉心から流出する冷却材を分流し原子
炉の上部プレナム41に導いている。

継胴37の外周部には、原子炉トリップ時等の急激な温度
変化や温度ゆらぎにより発生する熱応力から継胴37を保
護するために、熱しゃへい板50が取付けられている。

第２図及び第３図に示す。この熱しゃへい板50の取付け
構造は以下のとおりである。

継胴37の外表面に周方向に設けられた浅い溝53に取付け
リング54がはめこまれて固定されている。取付けリング
54の内径より継胴37の外径の方が大きいため取付けリン
グ54は分割して組立て、溶接または機械的な継手により
一体にされる。この取付けリング54には複数のめねじが
加工されており、各々スタッドボルト51が植込まれてい
る。スタッドボルト51の他端のねじ部にはナット52がね
じこまれているが、ナット52の一部は取付けリング54の
ねじ部に設けられた座ぐりとインロウではめあいになっ
ている。

熱しゃへい板50には取付け孔があけられておりスタッド
ボルト51とナット52により取付けリング54上に固定され
るが、熱しゃへい板50と継胴37の温度差に起因する熱膨
張差による干渉を回避するため、取付け孔の内径はナッ
ト52の外径に対してギヤップを設けている。

なお、熱しゃへい板50が大きいと必要とされるギャップ
も過大となるため熱しゃへい板50は通常分割されて熱膨
張差を適切な大きさに制限している。また、取付けリン
グ54とナット52のつばの間の距離は熱しゃへい板50の板
厚より若干大きくし、熱しゃへい板50が熱膨脹差の範囲
内でスライドできる構造になっている。

従来の継胴37にスタッドボルト51を取付ける場合には、
この熱膨脹差は継胴37と熱しゃへい板50の温度差によっ
て決定されるが、本発明によれば取付けリング54と熱し
ゃへい板50の温度差によって決定されるため温度差が少
なく、ひいては上記ギャップを押えることが可能とな
り、取付けの信頼性が向上する。

さらに、各々分割された熱しゃへい板50は円弧状であり
軸方向の剛性は高いが円周方向の剛性は比較的低い。従
って、流体振動を防止するために十分な剛性、即ち共振
を回避できる高い固有振動数が要求される。

本発明によれば、取付けリング54が周方向に連続的に内
面から熱しゃへい板50を支持し、熱しゃへい板50が内部
へ変形する振動モードを制限しているため従来のスタッ
ドボルト51のみによる取付けに比べて、少ないスタッド
ボルト51による取付けで十分な剛性が得られる。

また、取付けリング54の継胴37への取付けのために継胴
37に浅い溝53を設けているが、この深さは取付けリング
54がはずれて下方に落下することを防止すれば十分であ
り一例を挙げると２〜３mm程度である。

したがって、継胴37表面の形状不連続はほとんど問題に
ならず、従来のスタッドボルト51を直接継胴37に溶接ま
たはねじこみで取付ける方式と比較すれば応力集中に対
する両者の差は大きい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る炉心上部機構の熱しゃへ
い板によれば、継胴の表面に応力集中を生ずるような形
状不連続を設けることなく熱しゃへい板を取付けられ、
さらに取付けリングによる支持により少ないスタッドボ
ルトで高い剛性を得、熱膨脹差を生ずる温度差が小さい
ため、取付け孔のギャップを消減し、信頼性の高い取付
け構造を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る高速増殖炉の炉心上部機構に
おける実施例を示す縦断面図、第２図は実施例の水平断
面図、第３図は実施例の要部を示す断面図、第４図は実
施例が適用された高速増殖炉を示す断面図、第５図およ
び第６図は従来の高速増殖炉の炉心上部機構における要
部を示す断面図である。 13……高速増殖炉、25……炉心上部機構 37……継胴、50……熱しゃへい板 51……スタッドボルト、52……ナット 54……取付けリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御棒駆動機構等を内包する円筒または凸
   形の継胴とその外周部に熱しゃへい板を有する高速増殖
   炉の炉心上部機構において、上記熱しゃへい板の取付け
   部が胴に巻付けられた取付けリングと、取付けリングに
   ねじ込まれたスタッドボルトと、このスタッドボルトに
   締付けて取付けられる締付部材から構成されることを特
   徴とする高速増殖炉の炉心上部機構の熱しゃへい板。