JPH06347580A - 炉心支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高速増殖炉の炉心支持構造において、ルースパ
ース要因を削減し、溶接時における炉心支持板の熱変形
を回避できるようにする。 【構成】上部炉心支持板１を上下方向から上部分割管３
と下部分割管４とにより挾み込み、上下接合面５を溶接
線６で示すように溶接し、一体溶接連構造の連結管２を
形成させ、同時に連結管２と上部炉心支持板１とを緊結
させている。この場合、上下接合面５を上部炉心支持板
１の上面より上方に離れた位置に設定しており、また、
上下接合面５の端部と上部分割管３とが接触する部分に
は、隙間７を設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速増殖炉の炉心支持
構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連結管と炉心支持板との接合部分の構造
については、一般的な構成が、I.I.M Annual Assembly-
Strasbourg、September 1985:「Laser Welding ofStainl
ess Steel Nuclear Component」で論じられており、ま
た、詳細な構成が、LIM3-Paris-Jiun 1986、and I.I.W.
International Conferennce on ElectronBeam & Laser
Beam Welding-Tokyo、July 1986:「LASER Welding of C
handellesto the Plates of the Sommier employed in
the Nuclear Power Plant Core」で論じられている。

【０００３】以下、上記の論文に記述されている従来技
術を、図３及び図４を用いて説明する。

【０００４】図３は、炉心支持構造の一般的な構成を示
す模式縦断面図である。炉心支持構造は、上部炉心支持
板１、下部炉心支持板８、連結管２、及び強度部材(図
示せず)で構成され、燃料集合体等の炉心構成要素を支
持及び位置決めする機能、並びに炉心構成要素へ冷却材
の流量を配分する機能を有している。

【０００５】連結管２は、炉心構成要素と同数であり、
プラント出力にもよるが、約１０００本設置され、上部
炉心支持板１及び下部炉心支持板８とそれぞれ緊結さ
れ、所定位置に設定されている。そして、炉心構成要素
の下部に設置されているエントランスノズル（図示せ
ず）は、連結管２の上方から連結管２内に挿入されるよ
うになっている。すなわち、このような構成により、炉
心構成要素の支持及び位置決め機能が実現されている。

【０００６】上部炉心支持板１と下部炉心支持板８と
は、通常、数１００ｍｍ以上離され、向い合う形で設置
され、上部炉心支持板１と下部炉心支持板８との間には
プレナム９が形成されている。

【０００７】冷却材は、プレナム９から連結管２に穿設
されている複数の開孔１０を通って、上方に導かれ、炉
心構成要素へと流れる。すなわち、このような構成によ
り、炉心構成要素への冷却材の流量配分機能が実現され
ている。

【０００８】図４は、連結管２と下部炉心支持板８との
接合についての説明図であり、１例として、２つある炉
心支持板のうち、ここでは下部炉心支持板８を取り上げ
ている。

【０００９】すなわち、連結管２に張り出し１１が設け
られ、更に、張り出し１１と下部炉心支持板８とが接合
する箇所には下部炉心支持板８に凹み１２を設けられ、
張り出し１１と凹み１２との接合面１３は、溶接線６で
示されるように、溶接されている。

【００１０】なお、図４の溶接構造は、接合構造研究の
ためにつくられた試験的なものである。したがって、図
３に示すような実際の炉心支持構造の場合とは、厳密に
は一致しない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】炉心支持構造は、上述
のように、適切な炉心構成要素の支持及び位置決め機能
が要求されており、また、炉心支持構造に限らず、炉内
に設置される構造物は、できるだけルースパーツ要因の
削減効果を有する構造であることが望まれている。

【００１２】すなわち、ルースパーツ要因を削減し、炉
心支持構造の信頼性を向上させるためには、部品点数を
減らし、かつ、ボルト等の機械的結合を用いずに溶接一
体構造とすることが望ましく、図４に示す従来技術は、
ルースパーツ要因を削減するという点に対して、十分な
配慮がなされている。

【００１３】しかし、従来技術では、連結管と炉心支持
板とを直接溶接するため、炉心支持板に溶接に伴う熱変
形が生ずる。

【００１４】具体的には、溶接に伴い溶接部の近傍が熱
収縮する。すなわち、図４に示すように、炉心支持板の
上面部から下面部に向かって溶接を行つた場合、相対的
に炉心支持板の上面及びその近傍のみが比較的大きく縮
み、炉心支持板下面及びその近傍の縮みは小さい。した
がって、炉心支持板は全体的に半径方向に縮むと同時
に、下部が相対的に半径方向に膨らむように熱変形す
る。

【００１５】連結管は、前述のように約１０００本有し
ており、連結管の層は半径方向に３０層程度形成され
る。したがって、熱変形が生じた場合には、熱変形は連
結管の層の数だけ累積されることになる。

【００１６】炉心支持板の下部が、相対的に半径方向に
膨らむように熱変形することについては、上部から下部
に向かって溶接するのと同じ要領で、下部からも上部に
向かって溶接を行うことにより、炉心支持板熱変形の不
均一を回避することが、原理的には可能である。

【００１７】しかし、実際の炉心支持構造では、例えば
上部炉心支持板の場合、上部は溶接のためのアクセスは
可能であるが、下部は炉心支持構造の内部に位置してい
るので、アクセスが不可能である。したがって、上部及
び下部の両方から溶接を行うことは困難である。

【００１８】本発明は、上記の事情に鑑みなされるもの
であり、ルースパーツ要因を削減し、溶接時に炉心支持
板に発生する熱変形を回避できる炉心支持構造を提供す
ることを目的にしている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、次のように
して達成することができる。

【００２０】（１）上部炉心支持板、下部炉心支持板、
上部炉心支持板と下部炉心支持板とを連結する連結管、
及び補強部材により構成される炉心支持構造において、
連結管は接合面が溶接された上下の分割管からなり、連
結管の一部の半径方向に凹部が設けられ、この凹部と上
部炉心支持板の一端とが嵌め合わされ、上部炉心支持板
が連結管により上下方向から挾み込まれて、連結管と上
部炉心支持板とが接合されていること。

【００２１】（２）（１）において、分割管の接合面の
延長面が、上部炉心支持板の上面及び下面のそれぞれと
平行で、上部炉心支持板の上面と下面との間よりも外側
に位置していること。

【００２２】（３）（１）において、分割管の接合面の
延長面が、上部炉心支持板の上面及び下面のそれぞれと
平行で、上部炉心支持板の上面と下面の間に位置してお
り、接合面の端部における上部炉心支持板との接触部に
隙間が設けられていること。 （４）上部炉心支持板、下部炉心支持板、上部炉心支持
板と下部炉心支持板とを連結する連結管、及び補強部材
により構成される炉心支持構造において、連結管は接合
面が溶接された上下の分割管からなり、連結管の一部の
半径方向に凹部が設けられ、この凹部と下部炉心支持板
の一端とが嵌め合わされ、下部炉心支持板が連結管によ
り上下方向から挾み込まれて、連結管と下部炉心支持板
とが接合されていること。

【００２３】（５）（４）において、分割管の接合面の
延長面が、下部炉心支持板の上面及び下面のそれぞれと
平行で、下部炉心支持板の上面と下面との間よりも外側
に位置していること。

【００２４】（６）（４）において、分割管の接合面の
延長面が、下部炉心支持板の上面及び下面のそれぞれと
平行で、下部炉心支持板の上面と下面の間に位置してお
り、接合面の端部における下部炉心支持板との接触部に
隙間が設けられていること。

【００２５】

【作用】ルースパース要因の削減には、前述のように、
部品点数を削減し、ボルト等の機械的結合を用いないこ
とが望ましい。

【００２６】本発明では、当初、連結管を分割した形の
上下の分割管が製作されるので、炉心構成要素の一体に
対して、従来技術の場合と同様に、複数の部品が対応す
る形態をとる。

【００２７】しかし、本発明では、その後、上下の分割
管を溶接により接合して、溶接一体構造の連結管とする
ので、溶接後、すなわち炉心支持構造が完成した時点で
は、炉心構成要素一体に対応するのは一体の連結管であ
り、部品点数は最小となる。すなわち、本発明では、上
下の分割管を仮に組み合わせた状態における、接合前の
連結管の一部に半径方向に凹部を設け、この凹部と炉心
支持板の一端とを嵌め合わせ、炉心支持板を連結管によ
り上下方向から挾み込む形にしておいて、接合面を溶接
することにより、溶接一体構造の連結管を製作し、連結
管と炉心支持板とを緊結するようにしてある。

【００２８】したがって、連結管と炉心支持板とが直接
溶接されて、連結管と炉心支持板とが溶接一体構造とな
っている従来技術の場合と比べて、連結管と炉心支持板
との実質的な接合状況に大きな差異はない。

【００２９】すなわち、本発明では、連結管と炉心支持
板との接合を、溶接により行わないので、炉心支持板の
熱変形を基本的には回避することができる。また、ボル
ト等を用いた機械的接合時にみられるルースパースの要
因を削減することができる。ただし、連結管を製作する
場合、連結管が分割された状態にある上下の分割管によ
り炉心支持板を挾み込んだ状態で、上下の分割管の接合
面を溶接する必要があるため、上下の分割管の接合面の
端部が炉心支持板に接触するか、上下の分割管の接合面
が炉心支持板の近傍に位置する場合には、炉心支持板に
熱変形が生ずる危険性がある。

【００３０】しかし、本発明では、上下の分割管の接合
面を炉心支持板から離すか、上下の分割管の接合面の端
部と炉心支持板との接触部に隙間を設けてあるので、上
下の分割管の接合面の溶接時において、炉心支持板への
入熱が回避できる構造となり、炉心支持板の熱変形を防
止することができる。

【００３１】

【実施例】本発明の一実施例を図１を用いて説明する。
図１は、本実施例の連結管と炉心支持板との接合構造の
要部の縦断面図である。なお、ここでは、上部炉心支持
板を炉心支持板の例にとってある。

【００３２】すなわち、本実施例は、上部炉心支持板１
を上下方向から上部分割管３と下部分割管４とにより挾
み込み、上下接合面５を溶接線６で示すように溶接する
ことにより、溶接一体構造の連結管２が得られ、同時に
連絡管２と上部炉心支持板１とが緊結される場合であ
る。

【００３３】また、連結管２の下部と下部炉心支持板８
（図３参照）との接合部分についても、上述の場合と同
様の構造とすることにより、炉心構成要素一体（図示せ
ず）に対応するのは、溶接一体構造の連結管２の一体だ
けとなる。すなわち、部品点数が最小となり、ルースパ
ース要因の削減効果が得られる。

【００３４】次に、連結管２と上部炉心支持板１との接
合構造の製作について説明する。

【００３５】この接合構造の製作には、まず、次のよう
な形状の下部分割管４を用意する。すなわち、下部分割
管４の上端部を、上部炉心支持板１に予め設けられてい
る開孔部に嵌め合う形で挿入できるように、下部分割管
４の上端部の外径を決め、また、上端部より下部では下
部分割管４の外径を上端部のそれよりも大きくした、い
わゆる段付き形状のものとする。

【００３６】このような下部分割管４を、下方から上部
炉心支持板１の開口部に挿入した場合、下部分割管４の
段付き部が上部炉心支持板１の下面に接触し、下部分割
管４の挿入は停止されるが、この場合、下部分割管４の
上端は上部炉心支持板１の上面よりも、図１に示すよう
に、突出しているようにする。

【００３７】次に、上部分割管３を用意する。上部分割
管３の内径、及び上部の外径は、共に下部分割管４の下
部のそれらと同じにする。しかし、上部分割管３の上端
より或る距離下った地点から下端までは、上部分割管３
の内径を大きくした、段付き形状のものとする。

【００３８】そして、上部分割管３の段付き面と下部分
割管４の上端面とを接合させるため、上部分割管３の段
付き面が下部分割管４の上端面に接触するように、下部
分割管４に上部分割管３を載置するが、この場合、溶接
時において溶接金属を流し込むための隙間を上下接合面
５に設けて上部分割管３を下部分割管４に載置した状態
において、上部分割管３の下端面が上部炉心支持板１の
上面と接触する寸法となるように、上部分割管３を製作
する。

【００３９】このように上部分割管３を下部分割管４に
載置した状態において、上下接合面５を溶接線６で示す
ように溶接して、溶接一体構造の連結管２を形成させ、
同時に連結管２と上部炉心支持板１とを緊結させる。

【００４０】すなわち、この場合、上下接合面５の延長
面が上部炉心支持板１の上面よりも上方に離れた位置に
あるように、上下接合面５を設定してあるので、上下接
合面５の溶接時における上部炉心支持板１の熱変形を回
避することができる。

【００４１】また、上下接合面５の端部と上部分割管３
とが接触する部分に隙間７を設け、これにより、上部炉
心支持板１への入熱の回避効果が更に高められるように
してある。

【００４２】次に、本発明の他の実施例を、図２を用い
て説明する。図２は、本実施例の連結管と炉心支持板と
の接合構造の要部の縦断面図である。

【００４３】本実施例は、上下接合面５の延長面が上部
炉心支持板１の上面と下面との間にあるように、上下接
合面５を設け、上下接合面５の端部が上部炉心支持板１
に接触するのを避けるために、図２に示すように、隙間
７を設置した場合である。

【００４４】このように、隙間７を設置することによ
り、上下接合面５の溶接時における上部炉心支持板１へ
の入熱を回避し、上部炉心支持板１の熱変形の防止を可
能にしている。

【００４５】なお、上記の各実施例とも、上部炉心支持
板１と連結管２との接合構造の場合を例にとり説明した
が、下部炉心支持板８と連結管２との接合構造の場合
も、同様の構造にして、同様の効果を得ることができ
る。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、高速増殖炉の炉心支持
構造において、ルースパース要因を削減し、溶接時にお
ける炉心支持板の熱変形を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部縦断面図である。

【図２】本発明の他の実施例の要部縦断面図である。

【図３】一般的な炉心支持構造の模式縦断面図である。

【図４】従来の炉心支持構造の要部縦断面図である。

【符号の説明】

１…上部炉心支持板、２…連結管、３…上部分割管、４
…下部分割管、５…上下接合面、６…溶接線、７…隙
間、８…下部炉心支持板、９…プレナム、１０…開孔、
１１…張り出し、１２…凹み、１３…接合面。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部炉心支持板、下部炉心支持板、前記
   上部炉心支持板と前記下部炉心支持板とを連結する連結
   管、及び補強部材により構成される炉心支持構造におい
   て、前記連結管は接合面が溶接された上下の分割管から
   なり、前記連結管の一部の半径方向に凹部が設けられ、
   前記凹部と前記上部炉心支持板の一端とが嵌め合わさ
   れ、前記上部炉心支持板が前記連結管により上下方向か
   ら挾み込まれて、前記連結管と前記上部炉心支持板とが
   接合されていることを特徴とする炉心支持構造。
2. 【請求項２】 前記分割管の接合面の延長面が、前記上
   部炉心支持板の上面及び下面のそれぞれと平行で、前記
   上部炉心支持板の上面と下面との間よりも外側に位置し
   ている請求項１記載の炉心支持構造。
3. 【請求項３】 前記分割管の接合面の延長面が、前記上
   部炉心支持板の上面及び下面のそれぞれと平行で、前記
   上部炉心支持板の上面と下面の間に位置しており、前記
   接合面の端部における前記上部炉心支持板との接触部に
   隙間が設けられている請求項１記載の炉心支持構造。
4. 【請求項４】 上部炉心支持板、下部炉心支持板、前記
   上部炉心支持板と前記下部炉心支持板とを連結する連結
   管、及び補強部材により構成される炉心支持構造におい
   て、前記連結管は接合面が溶接された上下の分割管から
   なり、前記連結管の一部の半径方向に凹部が設けられ、
   前記凹部と前記下部炉心支持板の一端とが嵌め合わさ
   れ、前記下部炉心支持板が前記連結管により上下方向か
   ら挾み込まれて、前記連結管と前記下部炉心支持板とが
   接合されていることを特徴とする炉心支持構造。
5. 【請求項５】 前記分割管の接合面の延長面が、前記下
   部炉心支持板の上面及び下面のそれぞれと平行で、前記
   下部炉心支持板の上面と下面との間よりも外側に位置し
   ている請求項４記載の炉心支持構造。
6. 【請求項６】 前記分割管の接合面の延長面が、前記下
   部炉心支持板の上面及び下面のそれぞれと平行で、前記
   下部炉心支持板の上面と下面の間に位置しており、前記
   接合面の端部における前記下部炉心支持板との接触部に
   隙間が設けられている請求項４記載の炉心支持構造。