JPS5814639B2 - ゲンシロヨウダンネツソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉の格納室の頂閉鎖表面の熱保護を保証
するため、液体金ＩＡ冷却型の原子炉に主として使用さ
れるよう設計された断熱装置に関する。

この型式の原子炉では、原子炉格納室の中に金属製の圧
力容器が置かれ、該圧力容器は液体金属の冷却材のかた
まりを収容し、この冷却材の上に、通常はアルゴンから
なる不活性ガスの雰囲気が存在する。

一Ｆ述の閉鎖表面は特に、閉鎖スラブ又は格納室の屋根
を構成する水平なコンクリート壁からなり、該コンクリ
−１〜壁の表面はステンレス鋼のベースプレートで被覆
されていて不活性ガスと接している。

原子炉格納室の屋根と同じ構造を有する構成要素である
、回転する遮蔽プラグは、屋根に形成された開口の１つ
を占め、圧力容器の中の炉心に近ずけるようにしている
。

ナトリウム冷却高速原子炉では、ナトリウムの上に存在
する不活性ガスの雰囲気の温度が５００℃程度のもので
あり、その結果、不活性ブランケットガスの中に、特別
な予防策を講じないと閉鎖プレートの腐食を引き起しや
すいナトリウム蒸気やエーロゾルが出来ることも知られ
ている。

これらの腐食の影響に加えて、構造物の中に起る熱勾配
から機械的な応力の影響が生ずる。

既に知られている設計では、原子炉格納室の屋根の熱の
保護は、炉の容器の内部に向って差し向けられる部分に
取付けられた被覆によって保証される。

この被覆は金属構造物によって構成される。金属構造物
は、原子炉の運転期間中許容される熱勾配を生ずるパネ
ルを形成するように積層されたワイヤファブリツク要素
、格子組要素の形に設計される。

しかし乍ら、相当な量のナトＩＪウムが、断熱装置の繊
維によって形成されたキャピテイの中に凝縮且つ保持さ
れ、かくして、この型式の装置の中に熱短絡を引き起す
ことが長期間当然とされていた。

以下に詳述するような他の周知の設計では、回転する遮
蔽プラグの熱保護は保護されるべき構造物に溶接される
シェルによって支持されたプレートのスタックによって
保証され、プレートと支持体との間には、前記構造物に
関して断熱装置の膨脹運動を許すために隙間が作られる
。

これらの膨脹は、断熱されるべき表面積が小さい場合に
は小さいけれども、これらの面積が大きくなると膨脹は
相当大きくなり、従って保護されるべき構成要素に受け
入れられない変形を生じさせる。

本発明は、ナトリウムによる腐食抵抗を与え、原子炉の
運転期間中原子炉格納室の閉鎖表面の熱保護を保証する
ことができ、且つ断熱材料のキャビテイによるナトリウ
ムの保持や断熱されるべき大きな表面の場合における相
当な膨脹運動のような上述の欠点を解消する断熱装置に
関する。

この目的で、水平な表面と平行に延びる一様に間隔をへ
だてた水平なプレートの組立体とこのプレートを囲むシ
ェルとによって周知の方法で構成された気体媒体と接す
る上記水平な表面の断熱装置は、可成りの厚さの底プレ
ートが断熱されるべき前記水平な表面から、前記底プレ
ートの表面上に間隔をへだてた関係をなして配置され、
上端が前記水平な表面に、下端が可成りの厚さの前記底
プレートに取付けられた吊下げ部材によって吊下げられ
、更に、可成りの厚さの前記底プレートが、スペーサ部
材によって間隙をへだてた関係に保持され、周囲が側シ
ェルによって保護された一連の積層金属プレートを支持
し、前記側シェルはその上部が自由に膨脹することがで
き、又その下端は可成りの厚さの前記底プレートに漏れ
止めの方法で接合されて前記金属プレートを完全に囲む
頂開放形ケーシングを形成していることによって従来の
ものと区別される。

１つの特定な態様では、吊下げ部材は、管の中をプレー
トのスタックを貫ぬいて延びる円筒形の棒によって構成
され、各棒の上端は保護されるべき構成要素に挿入且つ
溶接され、又可成りの厚さの底プレートにかたく固定さ
れる各棒の下端には、棒を可成りの厚さの底プレートに
固着するためナットが螺着される。

同じ態様において、プレートのスタックを囲む外側シェ
ルのベースは可成りの厚さの上記底プレートに溶接され
、一方該シエルの上部は膨脹自由にしてある。

シェルは、遮蔽プラグの異なる部分の間のみならず格納
室の屋根と前記プラグとの間に存在する環状空間の中で
、断熱されるべき閉鎖表面の頂レベルまで延長されても
良いし、さもなければ、上部の自由膨脹を許して断熱装
置を単純に囲んでも良い。

いずれの場合にも、頂だけが開放している適当なケーシ
ングで対流止め、断熱用の金属プレートを完全に囲むこ
とによって、本発明による装置はケーシングの冷たい頂
部分だけで液体金属の雰囲気と断熱装置との間を連通さ
せ、かくして、断熱装置内での液体金属のいかなる凝縮
をも阻止する。

その上、回転する遮蔽プラグの断熱および液体金属冷却
原子炉の格納室の屋根の断熱に特に適する本発明による
断熱装置は、特に技術的な設計および構成の感点から一
層の利点を提供する。

事実、前もって管を取付けた支持プレー１・にプレート
を予め装着することが可能である。

連続生産で容易に製造することのできる吊下げ部材を保
護されるべき構造物に挿入且つ溶接する。

次に、断熱装置の予め装着された組立体を構造物の下に
持って来て例えばジャッキでもって上昇させ、吊下げ部
材を管の中に導入する。

これらの作業はすべて原子炉の構成要素を移したり置き
換えたりすることなしに行なわれる。

これは、移すことのできないような可成りの重量と大き
さの構成要素の場合に特に重要なことである。

本発明による断熱装置の一層の性質は例示態様の以下の
説明から明らかになる。

第１図において、参照番号１は、原子炉を冷却するのに
役立つ液体金属特にナトリウムのかたまりの中にしずめ
られた高速炉の炉心を指す。

炉心１は所謂内側容器２の中に設けられ、この内側容器
は、一次容器３として知られたもう１つの容器によって
囲まれている。

一次容器３は頂が開放していて、液体ナトリウムを４で
示すレベルまで収容している。

通常アルゴンからなる不活性ブランケットガスの雰囲気
５が液体ナトリウムの上に存在する。

一方一次容器３は安全容器、即ち所謂リークジャケット
６で囲まれ、共通の垂直軸線を有するこれら２つの容器
によって形成された組立体は外側格納室７の中に置かれ
る。

この格納室の頂部分は広い開口８を備え、ここにコンク
リ−ト製の屋根９が設置してある。

この屋根は、２つの遮蔽プラグ１１、１２からなる装置
を位置決めするための開口１０を中央に備え、これらプ
ラグはブランケットガスと接触した断熱装置１５によっ
て保護されている。

遮蔽プラグの相対的な回転運動を許すことによって炉心
１に近ずけるようにする設備がしてある。

原子炉の屋根９には更にナトリウムの循環に必要なポン
プおよび熱交換器のような内部構成要素を装着するため
の通路が設けてあり、各型式の１つの構成要素を第１図
に概略的に示す。

かくして、参照番号１４はポンプを指し、参照番号１３
は熱交換器を指す。

第２図は、先行技術による水平表面の断熱用のプレート
式装置の構造の詳細を拡大して示す。

この装置は断熱すべき構造物Ｂの底面を覆い、そして、
シエル■および■で支持された水平なプレートＰからな
る。

シェルは、原子炉容器の中に置かれる多数の異なる構成
要素のための区画室即ち通路γを構成し、前記プレート
は、前記シェルに容接される支持体Ｓで支えられる。

プレートＰは、シェル、およびＶに当っているスペーサ
部材によって互に分離され、１１、１２，１３のような
隙間が一連のプレートの間に設けられる。

プレートＰを取り巻くシエル■および■の上端は保護さ
れるべき構造物Ｂに溶接され、そしてその下端は自由で
ある。

この特定な例では、高い熱応力を受ける断熱装置のプレ
ートは、原子炉の運転中膨脹を受け、かくして特に支持
用シェルの変形を引き起す。

これらの膨脹は、断熱されるべき小領域の場合には大き
さが小さいけれども、より大きな表面を保護することが
必要になると膨脹は相当な程度まで増す。

即ち、これは、種々の構成要素用の通路の数が実質的に
同じになっていて、断熱されるべき通路間のより大きい
表面積の断熱を必要とするような大型の原子炉に考慮を
はらうときの場合である。

その上、断熱されるべき大きな表面積の場合には、シェ
ルによって支えられる重量は大変大きくなり、シェルと
保護されるべき構造物との間の溶接継目のレベルにおい
て機械的応力の問題を引き起す。

同じ構造例では、熱応力を受ける■およびＶのようなシ
ェルはそれらの下端即ち自由であって密閉されない端に
おいて膨脹することができる。

従って、このことから、断熱装置の底閉鎖部は漏れ止め
ではなく、ナトリウム蒸気がフルート上に沈積されやす
く、かくして、断熱装置の絶縁性を減ずる。

第３図は、回転する遮蔽ブラグ１１，１２用に設けた断
熱装置の構造の詳細を示す拡大図である。

大きな遮蔽ブラグ１２は、スラスト軸受１６を用いて原
子炉の格納屋根９で支持され、一方、小さい遮蔽プラグ
１１は、スラスト軸受１１を用いて大きいプラグ１２で
支持されている。

小さい遮蔽プラグ１１は炉心閉鎖プラグ１９および取扱
い工具２０によって漏れ止めの方法で貫通される。

大きい遮蔽プラグ１２は開口又はマンホールを備え、こ
れは、炉心の保守又は補修作業の場合に有）用であって
、図に示す如く、普通の運転中は、２つの遮蔽プラグ１
１．１２の構造に類似の構造を有する遮蔽プラグ２１に
よって閉鎖される。

プラグ１１．１２は本質的には２つの区分からなる。

即ち、２２で示す１つの区分はコンクリ−トで構成され
、水回路２３によって冷却され、一方もう１つの区分は
本発明による断熱装置１５を構成する。

上述の断熱装置はスペーサ部材２５で互に分離された水
平なプレート２４の組立体からなり、底プレート２６は
厚さの大きいものである。

プレートのスタックは管２７で横断され、各管は円筒形
の棒２８の形をした吊下げ部材を収容するようになって
おり、該吊下げ部材の下端にはナット２９が嵌められ、
一方その他端は断熱されるべき表面３０に溶接される。

底プレート２５に溶接されるシエル３２，３７，３８は
対流止めのプレート２４の組立体を囲み、３６ａ，３６
ｂ，３６ｃで示すような環状空間内の保護されるべき構
造物の頂レベル３４まで延びる。

これらの空間は、遮蔽プラグの異なる部分の間および屋
根と遮蔽プラグとの間に出来る。

図示した形態では、厚い底プレート２６が吊下げ部材２
８によって各遮蔽プラグ１１．１２の底コンクリート部
分３８から吊下げられていること、およびプレート２４
が重力作用のもとに厚い底プレート２６で直接支持され
ていることから、上述の断熱装置の性能が直接生ずるの
である。

同じ形態において、３２，３７，３８で示すようなシェ
ルは、断熱されるべき構造物に対して熱スクリーンの機
能を行ない、同時に、上記構造物と原子炉の屋根９との
間の環伏空間３６ａ，３６ｂ，３６ｃ内にラビリンスを
形成し、その結果、本発明による断熱装置内のナトリウ
ムの凝縮物のいかなる沈積をも事実上不可能にする。

上述の説明を完全にするために、第３図の分解斜視図で
ある第４図を参照するのが有用である。

この図は、頂開放形のケーシングＣの一般的な設計を示
し、このケーシングは、ケーシングの底を形成する可成
りの厚さのプレート２６とケーシングの側壁を形成する
シエル３２，３７，３８とによって構成される。

かくして、ケーシングＣは、遮蔽プラグの下に位置する
断熱装置を囲み且つ保護して遮蔽プラグをナトリウムの
蒸気から隔絶する。

上述の特定な実施例では、管によって所定位置に保持さ
れるプレートは５ミリメートル位の厚さを有するステン
レス鋼のものであって、プレート間の距離はスペーサ部
材によって決定され、熱要求の函数として適用される。

熱ガスと接する断熱装置は、保護されるべきより冷たい
構造物よりも大きく膨脹し、これらの相対的な変位で吊
下げ部材の曲りを生じさせる。

もしこの曲げ運動が過剰になるならば、吊下げ部材にこ
の運動によって生じた応力は、一方では吊下げ部材の数
を増すことによって、他方では、これら吊下げ部材の厚
さを減ずることによって減少させることができる。

最後に、シェル３２．３７．３８は、高い熱勾配を受け
たとき、環状空間３６ａ ，３６ｂ ，３６ｃの中で自
由に膨脹することができ、かくして、熱応力の厄介な問
題を除去する。

本発明は、添付図面を参照して記載した構造例に限られ
るものではなく、プレート形断熱装置を支持するための
多くの設計上の解決策を、本発明の範囲からも又精神か
らも逸脱することなしに考え出すことができることは明
らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、周知の２つの回転する遮蔽プラグを備え、下
部に本発明による断熱装置を備えた液体金属冷却原子炉
の概略断面図、第２図は、一ト述した如き先行技術によ
るプレート形断熱装置を示す拡大概略断面図、第３図は
第１図に示す回転遮蔽プラグの断熱装置を示す拡大概略
断面図、第４図は第３図の装置を概略的に示す分解斜視
図である。 ２４・・・・・・金属プレート、２６・・・・・・底プ
レート、２８・・・・・・吊下げ部材、３２．３７，３
Ｂ・・・・・・シエノレ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子炉における圧力容器内に存在する熱いガス媒体
   に関して圧力容器の水平な閉鎖表面を断熱する装置であ
   って、前記表面と平行に延びる一様に間隔をへだてた金
   属プレートの組立体と、該金属プレートを囲むシェルと
   からなる断熱装置において、可成りの厚さの底プレート
   が断熱されるべき前記水平な表面から、前記底プレート
   の表面上に間隔をへだてた関係に配置され、上端が前記
   水平な表面に、下端が可成りの厚さの上記底プレートに
   取付けられた吊下げ部材によって吊下げられ可成りの厚
   さの上記底プレートがスペーサ部材を介して互に積層さ
   れた一連の金属プレートを支持し、該金属プレートの側
   が、可成りの厚さの上記底プレートに漏れ止めの仕方で
   接合され、上部が自由に膨脹することのできる側シェル
   で保護されていることを特徴とする断熱装置。 ２ 各吊下げ部材は管の内部をプレートのスタックを貫
   通して延びる円筒形の棒で構成されている、特許請求の
   範囲１による断熱装置。 ３ 各円筒形の棒の上端は断熱されるべき表面に溶接さ
   れ、棒の下端は可成りの厚さの底プレートにしつかり固
   定され、締付ナットを備える、特許請求の範囲２による
   断熱装置。 ４ シエルの自由膨脹可能な上部は、遮蔽プラグの異な
   る部分間および原子炉の格納室の屋根と遮蔽プラグとの
   間に存在する環状室間内で断熱されるべき閉鎖表面の頂
   レベルまで延びている、特許請求の範囲１による断熱装
   置。