JPS5919890A - 炉芯用支持床 - 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】 本発明は球状燃料要素が積み上げられていてグラファイ
トブロックよシなる円筒状の側部反射部材によって取り
囲まれた高温炉の炉心中に使用され、水平方向に細分割
されて直接隣υ合って並べられている多数の垂直配置の
グラファイト柱状体よりなる、上記球状燃料要素のため
の多数の抜き出し管を備えた炉芯用支持床に関する。

従来技術としてはドイツ特許出願公告第１２６１６０６
公報に記述された原子炉用の反射部材が挙げられ、これ
は熱シールドと炉芯との間に挿入されている。この反射
部材は円筒形中空空間を包囲する側部反射部材と、及び
支持床の役目をする下側反射体とからなっている。

この下側反射体は直方体状のグラファイトブロックの２
層より構成されており、その一方の層の長手方向は、も
う一方の層の長手方向と喰いちがっている。これら両方
の層のいずれにおいても中心開口を取り囲んで配置され
た多数のブロックがキーによって−゛緒に保持され、そ
して互いに噛み合っている。その層状に上下に積み重ね
られたグラファイトブロックよシなる側部反射部材はそ
の全高さにわたって多数の半径方向に作用をもたらす弾
性的な構造部材によってその側部熱シールドに支持され
ている。

球状燃料要素を用いる原子炉、例えばＴＨＴＲ−３００
の場合には燃料球状体を積み上げるだめの支持床は多数
の６角形のグラファイトブロックよりなり、これらが自
由に動くことのできる多数の柱状体に構成されており、
そして冷却ガスのための軸方向穿孔を有している。これ
らのグラファイトブロックより構成された各柱状体は個
別にそれぞれ１個の円形柱状体によって支持されておシ
、これはグラファイト板状体よシなる床の中に嵌入結合
されている。６角形のグラファイトブロックのところで
呼称寸法を小さくとっであることによって膨張隙間が生
じ、これがその支持床内の避けることのできない熱的な
膨張を、その全体寸法を超えることなく許容する。ある
特定の非定常的な運転条件や、あるいは故障時において
はこれらの隙間が互いに積み重なる場合があシ、そして
比較的大きな個別の隙間を生ずる場合がある。しかしな
がらＴＨＴＲ−３００の各寸法の場合にはこの隙間を閉
じるのに必要な反衝力はとるに足らない大きさである。

更に比較的大きな出力の球形燃料積上げリアクタのため
の支持装置がドイツ特許出願公開第２７１８４９３号に
よって公知である。この支持装置は角柱状のグラファイ
トブロックの、上下に配置された多数の層よシなυ、こ
れらは膨張隙間を持たずに閉じたユニットとして構成さ
れておシ、その際一層の中の各ブロックはそれと隣接す
る層のブロックと噛み合っている。ある一層の中で、そ
の中でも６角形のグラファイトブロックは互いに噛み合
っていない。それらのブロックは上の方の層では多数の
支持ユニットによって構成されている最下層におけるそ
れと異った面間隔を有している。各支持ユニットはその
中央部において円形柱状体の上に支持されておシ、そし
て多数の支持要素から構成されている。この支持装置は
安定で剛質のプレートをなしており、この場合は反衝力
は必要としない。しかしながらこの公知の装置は原子炉
の床層や圧力容器の底において現われるような種々の変
形に対しては特別な方策を前提条件としている。

球形の燃料要素を用いる原子炉のためのもう１つの支持
床がドイツ特許出願公開第２９２９７４１号に記述され
ている。この支持床は多数のグラフアイドブＣｌツクよ
りなり、これらが角柱状の垂直な柱状体に構成されてい
る。これらの垂直柱状体はそれぞれ独立の個別の柱状体
として膨張隙間なしに直接隣り合って並べられている。

これらは水平方向に反衝手段、例えばばね支柱によって
一緒に保持されており、それらは円筒形の側部反射部材
の下部と側面熱シールドとの間の環状を間中に配置され
ている。この支持床は多数の独立の、個別の柱状体に分
解されているので、これは自然にその圧力容器底の変形
に合致する。これらの垂直柱状体は好ましくは６角形の
断面形状に構成されている。

このような支持床には、その形状安定性が実際に生ずる
機械的な、熱的な、および原子炉物理学的な釉々の応力
によって危険を生じてはならず、またその機能（燃料球
体の垂直方向の支持、原子炉からの球形燃料の抜き出し
、ガスの案内、遮閉等）を完全に満足しなければならな
いという要求条件が課せられる。上記の原理に従って構
成された支持床はしかしながらこのような課題を根本的
には保鉦せず、というのは検知されなかった故障の際に
個々の柱状体がそれら要素の支持作用をなくし、そして
相互の間のスライドを除いてしまうことがあるからであ
る。

その上に運転中においても製造に際してと同様に個々の
柱状体の間に隙間が生じこれが膨張の度合やスライドの
変位量の差異に基いて積み重なることがあシ、従って反
衝部利を用いるその密閉には半径方向、に作用する比慇
的大きな反衝力を必要とする。

このような従来技術より出発して、本発明は本文の最初
に挙げた構造形式の球形燃料要素を用いる高温反応炉用
の支持床においてその個々のグラファイト柱状体が故障
した場合においても良好な形状安定性を充分にもたらす
ことができる炉芯用支持床を作シ出すことを目的とする
。

本発明のこの目的はその垂直なグラファイト柱状体を星
形の断面形状に構成し、それぞれ互にｉｂ合ったグラフ
ァイト柱状体と１つの閉じた結合体が与えられるように
噛み合うようにすることによって達成される。

本発明に従うグラファイト柱状体の場合には種々の力の
伝達が互いに接している側面部を介して行われ、それに
よって有効応力をこの結合体の個々の柱状体に均一に分
配させることが達成され、そして個々の柱状体の影響は
除かれる。

従ってこの結合体中に時ならず空所が生じた場合（例え
ば個々のグラファイト柱状体の故障などによって）にも
これが支持床の機能や完全性にマイナスの影響をもたら
すことがなく、そしてこの支持床の形状安定性は個々の
グラファイト柱状体が故障を生じた場合にも保持される
。

その前提条件は、個々のグラファイトブロックの半径方
向の膨張幅が側面部の高さに依存して限定されていると
いうことだけである。

生じた隙間がそれらグラファイト柱状体の噛み合いに基
いて積み重なることが起らず、またそれによって隙間を
抑制するために僅かな反衝、力で充分であることも有利
である。この支持床の側部反射部材と境を接している周
縁部柱状体は側部反射体のグラファイトブロックの中に
嵌・入結合されていてもよく、そしてその内壁面が各グ
ラファイト柱状体の星形輪郭によく合致していることが
できる。これは支持床及び側部反射部材が互いに回動す
ることがないという利点を有する。

炉の圧力容器底の上への支持床の垂直方向支持は高温炉
の床層の上に載っているいくつかの円形柱状体によって
行われる。この場合に垂直配置のグラファイト柱状体は
いづれも同一の円形柱状体の上にのっている。

支持床中に埋め込まれて円錐形の流入口を備えている球
状燃料抜き出し管はこの支持床の内部で特別な構造を示
す。これらもまた、本発明に従い構成されるグラファイ
ト柱状体を有する支持床においてはこの支持床の機能や
完全性に対してＴイナスの影響を及はさず、そしてその
中心軸がそこにあると想定した場合の仮想の垂直グラフ
ァイト支柱の中心線と一致しているように配置されてい
るならば、それ自身種々の応力より解放されて留まる。

添付図に本発明に従う支持床を図式的に示す。

第１図はがス冷却式高温炉における球形燃料要素を積み
上げて形成した炉芯１を示すが、これは環状の側部反射
部材２によって囲まれている。この側部反射部材２はま
た側面熱シールド３によって包まれておυ、これら両方
の構造体の間に環状空間４が設けられている。この球状
燃料の堆積部の底から多数の球状燃料抜き出し管が出て
いる（ここには図示していない）が、その数はその原子
炉装置の大きさに従って１本から７本までの間であるこ
とができる。

各球状燃料抜き出し管には１個づつの円錐形の球状燃料
流入口が設けられておりこれは支持床５の一部によって
形成されている（第２図齢照）。

支持床５は多数の垂直なグラファイト柱状体６よシなシ
、これらは水平方向に細分割されている。これらのグラ
ファイト柱状体６は第３図及び第５図に見られるように
星形の断面形状を有している。これら垂直のグラファイ
ト柱状体６はいずれも一つの円形柱状体９の上に載って
おシ、この円形柱状体はこの高温炉の床層１０の上に支
持されている。これら床層１０には下方に底板１ノが接
している。これら円形柱状体９の間に存在する自由空間
はこの高温炉の高温ガスのガス貯め空間１２を構成して
おり、そして従ってグラファイト柱状体６の中の冷却ガ
ス穿孔７と連結している（これは第４図に示す通υであ
る）。

垂直のグラファイト柱状体６は直接隣り合って配設され
ておυ、そして見かけ上、互に噛み合った個々の部材よ
シなる１つの閉じた結合体を生ずるように、各隣接のグ
ラファイト柱状体中に噛み込んでいる。従って支持床５
は個別のグラファイト柱状体６が損傷したとしてもその
形状安定性を維持する。種々の力の伝達は隣９合って接
している側面部を介して行われる。各グラファイト柱状
体６の間の、それぞれ製造条件に基づく、その機能に基
づく、および温度に基づく隙間をできるだけ少なく維持
するだめに上記現状空間４の中に半径方向内向きに作用
する弾性的支持ボルト１３が設けられている。

第２図よシわかるように、側部反射部材２は上下に積み
重ねられた多数のグラファイトブロック２ａよりなって
いる。側面熱シールド３はローラベアリング１４を介し
てこの高温炉を包む圧縮コンクリート製耐圧容器ノ５の
底板の上に支持されている。炉芯１は支持床５を通して
延びる多数の燃料球体抜き出し管Ｊ６を有しておシ、こ
れらにはそれぞれ１つの円錐形の燃料球体人シロ１７が
設けられている。支持床５の上面は、上記円錐形の燃料
球体の流入口が生ずるように形づくられている。

第３図は支持床の一部の平面図である。この図から個々
のグラファイト柱状体６が互いに噛み合っている状態及
び球状燃料要素抜き出し管１６の配置状態がわかる。こ
の球状燃料要素抜き出し管の中心軸はそこにグラファイ
ト柱状体６があると仮定した場合のその中心軸と一致し
ている。炉芯ｌに向う側の反射用ブロック２ａの表面は
切シ取シ部１３を有してこの中に円形柱状体２ノの突出
部１９が入シ込み、それによって支持床５は側部反射部
材２の中に入シ込んで結合されている。円形柱状体２ノ
のリアクタ軸へ向う表面はグラファイト柱状体６の星形
の輪郭に極めてよく合致している。

冷却ガス用穿孔７を有する個々の柱状体６が第４図に示
されている。冷却ガス用穿孔７の数、直径、及び間隔は
個々の垂直グラファイト柱状体中に非定常的熱応力が全
く、または極めて僅かしか生じ得ないように決められて
いる。グラファイト柱状体６は水平方向に個々のグラフ
ァイトブロック２ｏに分割されている。個々のグラファ
イトブロック２ｏは冷却ガス用穿孔７に関して異った形
に形成されていることができる。

この図に示しだ実施例の場合には最上部のグラファイト
ブロック２ｏは他のグラファイトブロックよシも多数の
冷却用穿孔７を有してお９、そして一番上から２番目の
グラファイトブロックの上端には小さなガス貯め空間８
が存在する。

このガス貯め空間は最上部のグラファイトブロック中の
冷却ガス穿孔７及び上から２番目のブロック２０の中の
それと連結されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は支持床の一般的構造の概略を示す垂直断面図、
第２図は本発明に従う炉芯用支持床を有する高温炉の下
部の垂直断面図、第３図は上記第２図の平面図、第４図
は第２図に示しだ炉芯用支持床の個々の柱状体を示す図
、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 １・・・炉芯、２・・・側部反射部材、２ａ　、２０・
・・グラファイトブロック、３・・・側面熱シールド、
４・・・環状溝、５・・・支持床、６・・・グラファイ
ト柱状体、７・・・冷却ガス穿孔、８・・・ガス貯め空
間、９・・・円形柱状体、１ｏ・・・床層、１ノ・・・
底板、１２・・・高温ガス貯め空間、１．夕・・・圧縮
コンクリート製酬圧容器、１６・・・球状燃料要素抜出
し管、１−８・・・切シ取シ部、１９・・・突出部、２
ノ・・・周縁部柱状体。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦ドイツ連邦共
和国６８００マンハイ ム・ラインホイザー・シュトラ ーセ５２ ［相］発　明　者　カールーフリードリッヒ・キーゼル ドイツ連邦共和国６９４１ラウデン バツハ・アム・ホルダープツシ ュ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、球状燃料要素が積み上げられていてグラファイトブ
   ロックよりなる円筒状の側部反射部材によって取り囲ま
   れた高温炉の炉芯中に使用され、水平方向に細分割され
   て直接隣υ合って並べられている多数の垂直配置のグラ
   ファイト柱状体よシなる、上記球状燃料要素のだめの多
   数の抜き出し管を備えたものにおいて、上記垂直なグラ
   ファイト柱状体（６）が星形断面形状に形成されておシ
   、そしてそれぞれ隣シ合ったグラツブイト柱状体（６）
   と閉じた結合体を与えるように噛み合っていることを特
   徴とする炉芯用支持床。 ２、側部反射部材（２）と境を接する周縁部柱状体（２
   ））が側部反射部材のグラファイトブロック（２ａ）中
   に嵌入結合されていて、またとのものの内側壁面はグラ
   ファイト支柱（６）の星形輪郭に極めてよく合致してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の炉芯用
   支持床。 ３、　各垂直グラファイト柱状体（６）が円形柱状体（
   ９）の上に載っており、これが高温炉の床層（ＪＯ）の
   上に支持されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の炉芯用支持床。 ４、　各球状燃料製素抜き出し管（１６）の中心軸が仮
   想の垂直グラファイト支柱（６）の中心軸とそれぞれ一
   致していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の炉芯用支持床。