JPS59151094A - 原子炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、原子炉に係り、特に、炉心を収容する主容器
と、この主容器を取り囲むように配置された安全容器と
が原子炉室構造物によシ、支持されてなる原子炉の改良
に関する。

〔発明の背景技術とその問題点〕

原子炉、たとえば高速増殖炉は、一般に、冷却材とし゛
て液体ナトリウムで代表される液体金属が用いられ、し
かも軽水炉に比較して高い温度で運転される。このよう
に高温で運転される高速増殖炉にあっては、運転開始時
や停止時に、炉主容器、炉心機材、配管等が熱応力で損
傷されるのを防止するために、これら構成部材の肉厚を
薄くする方式が採用されている。

しかし、原子炉構成部材の肉厚を薄くすることは、たと
えば地震等の振動荷重に対して強度的に弱くなるのを免
れ得ない。

たとえば、液体金属冷却材が通流する一次配管系を薄肉
にすることは耐震上から言えば好しい事ではない。

そこで、このような問題を解決するためにｏＪ能な限シ
配管類を無くすようにした原子炉、すなわち、具体的に
は一次冷却材と二次冷却材とを熱交換させる一次熱交換
器や一次冷却材を循壊させるポンプ等を原子炉主容器内
に設置するようにした、いわゆるタンク型原子炉構造が
考えられている。このタンク型の原子炉は、たとえば、
第１図に示すように主容器１内に炉心２、冷却材３、炉
心上部機構４、熱交換器５、循環ポン７″６を収容する
とともに主容器ｌの上端をルーフスラブ８に固定し、上
記ルーフスラブ８を原子炉室７の側壁上端に支持させて
いる。また、主容器１の破損流体もれ事故に対処して主
容器ｌを取シ囲むように安全容器９を配置し、この安全
容器９もその上端においてルーフスラブ８によって支持
させている。

しかしながら、上記のように構成されｆＣ，原子炉では
耐震設計上次のような問題が存在する。

すなわち、主容器１の支持が上端支持の片持梁支持であ
るため、主容器１は水平方向の卓越振動数加振に対して
第２図に破線で示すような振動モードとなる。一般に、
主容器ｌは薄肉容器であるためその剛性は比較的小さく
、その固有振動数は容器内の炉内構造物及び冷却材重量
を考えると比較的低くなる。このため、主容器１の固有
振動数は地震動の卓越振動数領域に入る可能性が大きく
この場合、地震時に主容器１は比較的大きな振幅で振動
し、主容器ｌ支持部には大きな応力が発生するおそれが
ある。

そこで、このような振動応答を抑制し、応力を緩和させ
るために主容器ｌに振れ止めを付けることが考えられる
が、主容器１が安全容器９の内側に位置しているため、
安全容器９を介して主容器１を制振する必要があシ、ま
た、稼働中に主容器１と安全容器９との間に生じる温度
差に伴なう熱膨張差を吸収し得る振れ止め構造としなけ
ればならない。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、簡単な構造で、かつ熱的な障害
を招くことなく主容器の固有振動数すなわち剛性を高め
、地震時に主容器が大きく振動するのを抑制でき、もっ
て地震時に主容器に発生する応力を低減でき、炉全体の
耐震健全性を向上させ得る原子炉を提供することにある
。

〔発明の概要〕

本発明は、主容器と安全容器とによ多構成される原子炉
において、上記主容器と安全容器との間に、一端側が上
記安全容器の内面に固定され、他端側か原子炉の稼働に
伴なって熱膨張する上記主容器の外面に接触するように
スペーサを介在させたことを特徴としている。

〔発明の効果〕

上記のようにスペーサを介在させているので、原子炉稼
働時には、上記スペーサが主容器の外面と安全容器の内
面とに密着していることになる。したがって、地震時に
主容器が振動しようとすると、この地震荷重はスペーサ
を介してそのまま安全容器に伝達される。すなわち、振
動学的には、主容器と安全容器とが一体物の形態となシ
、その剛性は、主容器の剛性に少なくとも安全容器の剛
性を加算したものとなる。今、主容器の剛性と安全容器
の剛性とが等しく設定されているものとすると、スペー
サを設けない場合に比して剛性が少なくとも２倍に増加
する。

このように剛性が２倍に増加すると固有振動数は約１．
４’１倍に増加する。したがって、たとえば主容器が最
も励振される一次モード（梁構振動）において、応答加
速度が等しいと仮定し、従来の原子炉における容器変位
振幅と、本発明の原子炉における容器変位振幅とを比較
すると、各振幅は固有振動数の２乗分の１に比例するこ
とからして、従来の原子炉の固有振動数ω□、本発明の
原子炉の固有振動数ω８とし、ωＡ２７町２＝１２／１
．４”１２＝＝　０．５となシ、従来に較べて変位振幅
を１／２に抑えることができる。このように容器の変形
量を半減させることができるので地震時における主容器
に加わる応力も半減させることができ、耐震健全性ある
いは耐震裕度を飛躍的に向上させることができる。また
、一端側が安全容器の外面に固定され他端側か熱膨張し
た主容器の外面に接触するように上記ス硬−サを設けて
いるので、スペーサの存在によって主容器の熱膨張が妨
たげられるようなことはなく、シたがって、主客を 器の熱膨張時に主容器に熱応力以外の応力が加わるのを
防止でき、主容器と安全容器との間の熱膨張差を吸収で
きるばかυか熱膨張の少ない安全容器の内面にス４−サ
を固定するようにしているので稼働時にスペーサが離脱
するような現象の発生も防止することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第３図は本発明の一実施例に係る原子炉の主要部を示す
もので、第１図と同一部分は同一符号で示しである。し
たがって、重複する部分の説明は省略する。

この実施例においては、主客器１と安全容器９との間の
空間にスペーサ１１が介挿されている。スに一す１１は
、たとえば複数の孔Ｐを有した縦枠材１２と横枠材１３
とを格子状に組合せたもので、各枠材１２．１３はそれ
ぞれ安全容器９の内面に溶接等によって固定されている
。

そして、各枠材１２．１３の炉心２の中心方向に沿った
幅は、原子炉の稼働に伴なって主容器１が熱膨張したと
き丁度、上記主容器１の外面に密接し得る値に設定され
ている。すなわち、組立時に主容器ｌの熱膨張を見込ん
で、第４図に示すように主容器ｌの外面と各枠材１２　
、１３つｉＤスペーサ１ノとの間にδなるギャップ長が
形成される幅に設定されている。

このような構成であると、原子炉を稼働させると、これ
に伴なって主容器１が熱膨張するのでギャップ長δが零
となってスペーサ１１が主容器１の外面に密接する。し
たがって、振動学的には主容器ｌと安全容器９とが一体
化物の形態となシ、主容器１の実質的な剛性は、主容器
ｌの剛性と安全容器９の剛性とを加算したものとなる。

また、主容器１の熱膨張は前述したギャップ長δを零に
することによって吸収されることになシ、結局、前述し
た効果が得られることになる。

また、実施例の場合には、ス被−サＵとして孔付きの縦
枠材１２および横枠材１３を格子状に組合せてなるもの
を用いているので主容器１の振動荷重を安全容器９の各
部に均一に伝達することができるし、また安全容器９の
本来の機能を損なう虞れも全くない。なお、上述した実
施例では縦枠材１２および横枠材１３の双方に孔付きの
ものを用いているが、何れか一方に孔が設けられている
ものを用いてもよい。また、スペーサの形状は、格子状
に限られるものでもない。また、本発明は、高速増殖炉
に限定されるものでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の原子炉の要部概略縦断面図、第２図は同
要部の地震時における振動形態を説明するための図、第
３図は本発明の一実施例に係る原子炉の要部概略縦断面
図、第４図は同要部を第３図におけるＡ−Ａ線に沿って
切断し矢印方向にみた概略横断面図である。 １・・・主容器、２・・・炉心、３・・・冷却材、７・
・・原子炉室、８・・・ルーフスラブ、９・・安全容器
、１１・・・スペーサ。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （２）　　炉心を収容する主容器とこの主容器を取シ囲
   むように配置された安全容器とが原子炉室構造物によシ
   支持されてなる原子炉において、前記主容器と前記安全
   容器との間に、一端側が上記安全容器の内面に固定され
   、他端側か原子炉の稼働に伴なって熱膨張する上記主容
   器の外面に接触するようにスペーサを介在させてなるこ
   とを％徴とする原子炉。 （２）　　前記スペーサは、格子状に形成されたもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の原子
   炉。