JPH0745040Y2 - 原子炉 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は原子炉に関し、特に、原子炉容器内の上部構造
体内の上方を挿着されたカランドリア構造体を有する原
子炉に関するものである。

［従来の技術］ 第１図には、一般的な原子炉の構造を示し、原子炉は、
原子炉容器１内に炉心槽２、燃料集合体３を備えてい
る。炉心槽２の上部は原子炉容器１のフランジ部に取り
付けられ、下部は下部炉心板４に熔接されている。上部
構造物５の上部は同様に原子炉容器１のフランジ部に取
り付けられ、下部は上部炉心板６に熔接されている。炉
心部は上部炉心板６と下部炉心板４との間の領域で構成
され、燃料集合体３は上部炉心板６と下部炉心板４とに
より位置決め支持されている。燃料集合体内には熱出力
を制御する制御棒11および余剰反応を制御する水排除棒
12が挿入されており、駆動軸13を介して原子炉容器の上
部に取り付けられた駆動装置14および15により炉心への
挿入、引き抜きを行い、出力の制御と反応度の制御とを
行う。

上部構造物５には、制御棒案内管16および水排除棒案内
管17が含まれている。案内管は制御棒の引き抜き、挿入
時の案内および流体からの振動に対する保護の作用をす
る。

上部カランドリア７の上部は原子炉容器１のフランジ部
で取り付けられ、カランドリア上板８と、底板９と、カ
ランドリア管10とを有している。駆動軸13はそれぞれの
カランドリア管10を貫通している。

冷却水は、原子炉容器入口ノズル18から流入し、原子炉
容器１と炉心槽２との間の環状空間部を降下し、下部で
反転して上昇流となって下部炉心板４の流路穴を経て炉
心部を通って加熱され、上部炉心板６の流路穴を経て上
部構造物５へ流入する。上部構造物に流入した冷却水
は、案内管16および17の領域を上昇し、カランドリア部
７で横方向に流れの向きを変え、原子炉容器出口ノズル
19より流出する。

案内管は互いに隣接して密に配置されている。案内管の
下部は上部炉心板６にボルトおよびピンによって位置決
め支持されている。案内管の頂部とカランドリア底板９
との取り付けは、底板に取り付けられた中央案内部材と
案内管の一部であるトッププレートとの嵌め込みによっ
てなされている。

［考案が解決しようとする問題点］ 制御棒案内管は、その頂部で差圧、熱変形、冷却材喪失
事故および耐震荷重等の定まった大きな荷重を支持し、
又流体の流れに起因する小さな横方向の振動荷重を抑え
ねばならない。

そして、上部カランドリアの据え付けの際、前以て上部
炉心板上に組み立てられた案内管に上部カランドリアを
案内し、案内管の配列の調整を行う機能を有し、かつ据
え付けが容易に行えるものでなければならない。

一方、中央案内部材と案内管トッププレートとの間の隙
間は、据え付け時には、据え付けを容易にするためおよ
び据え付け時の擦傷を防ぐため大きい方が望ましいが、
運転時には、横方向の流体振動を抑えるために出来るだ
け小さいほうが良い。

［問題点を解決するための手段］ このような問題点を解決するために、本考案の原子炉
は、カランドリア構造体の底板下面に突出した中央案内
部材を、上部構造体の制御棒案内管の上端開口に緩く嵌
合させ、中央案内部材を制御棒案内管の材料より熱膨張
率の大きな材料で構成してある。

［作用］ このような構成により、中央案内部材と案内管トッププ
レートとの間の隙間は、据え付け時には比較的大きくて
据え付けが容易であるが、運転時には高温のために両者
の熱膨張の差により小さくなって案内管の横方向流体振
動を小さくできる。

［実施例］ 第２図は、第１図の円IIで囲んだ部分の拡大図であり、
本考案による中央案内部材の構造を示す。第３図は第２
図のIII-III線に沿った中央案内部材の平面図、第４図
は第３図のIV-IV線に沿った断面図である。

第２図に良く示されている如く、カランドリア底板９に
はカランドリア管10の下端が貫通して挿入されて熔接に
より固着されている。カランドリア管10の下端には中央
案内部材20が取り付けられており、この中央案内部材20
はまた、カランドリア底板９の底面に４本のボルト23に
より固着されている。中央案内部材20は比較的厚い円盤
状のブロックである。

中央案内部材20の外周には、水排除棒ガイド17の上端に
熔接された上板22を介して固着され上端開口26を有する
案内管トッププレート21が緩く嵌められている。案内管
トッププレート21はボルト24により上板22に取り付けら
れている。

本考案によれば、中央案内部材20には相手側の構成部材
よりも熱膨張係数の大きな材料が用いられている。この
ような材料の望ましい一例を挙げれば、中央案内部材20
はオーステナイト系ステンレス鋼、例えばSUS304あるい
はSUS316を用い、相手側の案内管トッププレート21には
熱膨張係数の相対的に小さいマルテンサイト系ステンレ
ス鋼、例えば、SUS403等を用いるのが良い。マルテンサ
イト系ステンレス鋼の案内管トッププレート21を、オー
ステナイト系ステンレス鋼の上板22に取り付けるボルト
24は、オーステナイト系ステンレス鋼のボルトとし、第
４図に示す如くオーステナイト系ステンレス鋼のスリー
ブ25と共に用いるのが望ましい。

このような構成により、例えば中央案内部材20の外周面
と案内管トッププレート21の内周面との間の隙間は、据
え付け時に約0.5mmであるが、運転時には約0.2mmとな
り、運転時のガタを小さくすることができる。

オーステナイト系ステンレス鋼をマルテンサイト系ステ
ンレス鋼と組み合わせて用いる利点は、許容応力が高
く、また噛り特性や摩耗特性もマルテンサイト系ステン
レス鋼（SUS304）よりも優れているからである。

案内管トッププレート21（マルテンサイト系ステンレス
鋼）を上板22（オーステナイト系ステンレス鋼）に取り
付けるボルト24は、オーステナイト系ステンレス鋼のボ
ルトとし、第４図に示す如くオーステナイト系ステンレ
ス鋼のスリーブ25と共に用いると、２種の部材の膨張差
は吸収されて小さくなる。また、スリーブ25の存在によ
りボルト24が長くなり、ボルト24の柔軟性がましてボル
ト24の応力を低減できる。

［考案の効果］ 以上の説明から明らかな通り、本考案の原子炉は、カラ
ンドリア構造体の底板下面に突出した中央案内部材を、
上部構造体の制御棒案内管の上端開口に緩く嵌合させ、
中央案内部材を熱膨張率の大きな材料で構成してあるの
で、中央案内部材と案内管トッププレートとの間の隙間
は、据え付け時には比較的大きくて据え付けが容易であ
るが、運転時には高温のために熱膨張により小さくなっ
て案内管の横方向流体振動を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を適用できる原子炉を示す概略断面図、
第２図は第１図の円IIで囲んだ部分の拡大図であり、本
考案による中央案内部材の構造を示す断面図、第３図は
第２図のIII-III線に沿った中央案内部材の平面図、第
４図は第３図のIV-IV線に沿った部分断面図である。 １……原子炉容器 ２……炉心槽 ５……上部構造体 7-10……カランドリア構造体 ９……底板 20……中央案内部材 17……制御棒案内管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 999999999 日本原子力発電株式会社 東京都千代田区大手町１丁目６番１号 (71)出願人 999999999 三菱重工業株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目５番１号 (72)考案者 小西 政彦 福岡県福岡市中央区渡辺通２丁目１番82号 九州電力株式会社内 (72)考案者 鈴木 英昭 東京都千代田区大手町１丁目６番１号 日 本原子力発電株式会社内 (72)考案者 吉川 英治 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)考案者 松岡 孝典 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−128487（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−150521（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】原子炉容器本体内に垂下支持された炉心
   槽、該炉心槽内の上方に挿着される上部構造体及び該上
   部構造体内の上方に挿着されたカランドリア構造体を有
   する原子炉において、 前記カランドリア構造体の底板下面に突出した中央案内
   部材を、前記上部構造体の制御棒案内管の上端開口に緩
   く嵌合させ、前記中央案内部材を前記制御棒案内管の材
   料より熱膨張率の大きな材料で構成したことを特徴とす
   る原子炉。