JPS60252299A - 原子炉容器耐震振れ止め装置 - 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】 ａ、産業上の利用分野 本発明は地震が起きたときに原子炉容器の振れを防止す
る構造を備えた原子炉容器耐震振れ止め装置に関するも
のである。

ｂ、従来の技術 従来の耐震振れ止め構造を有する、例えば高速増殖炉の
略断面が第ダ図に示されている。原子炉容器／はその内
部に配設された炉内構造物３及び炉心ｑ等を保持してお
りペデスタルＳに固定して吊り下げられている。日本の
ように地震の多い国では、このように原子炉容器／をペ
デスタルＳに固定して吊り下げるだけでは、地震時に原
子炉容器／の固定据付部に生ずる応力が大きくなり、延
いては遮蔽プラグ６を介して炉心上部機構７内に配設さ
れる制御棒駆動機構ｇの緊急時の制御棒挿入が困難とな
る。このため、原子炉容器／の下部を支持する下部撮れ
止め部を設けるのが一般的である。即ち、原子炉容器／
の外側にこれをおおうカードベッセル９を配設し、この
ガードベッセルデを介して、建屋／／に固定された下部
支持構造体１０により地震時の原子炉容器／の振れを制
限する工夫が不可欠となっている。リテーナノコは、原
子炉容器ｌを据え付ける時にガードベッセルに対する原
子炉容器ｌの芯合わせ調整を行なうためのものである。

冷却材は、原子炉容器／及びガードベッセル９の壁部に
貫通して取り付けられた入口ノズル−〇を通って原子炉
容器／内に流入し、炉心ダを循環して、原子炉容器／の
上部に取り付けられた出ロノズルコ／から原子炉容器／
外へ出て行く。

上述のような下部振れ止め部を有する原子炉においては
、冷却材が原子炉容器／の内壁に直接接しているため原
子炉容器内の冷却材の温度変化に対して原子炉容器壁が
速く追従するが、ガードベッセルタ及び下部支持構造体
ＩＯは、これらと原子炉容器／との間のガスギャップに
より熱伝導が悪いため、遅れて追従する。

第Ｓ図には、原子カプラントの運転状態に対応する原子
炉容器／の下部リング／ａとリテーナ／２との間の隙間
、ガードベッセル９と下部支持構造体１０との間の支持
部における隙間、及びこれらの隙間の合計の変化が、夫
々、一点鎖線、二点鎖線、及び点線により概念的に示さ
れている。プラント起動時には、原子炉容器／の温度が
最も速く上昇し、下部リング／ａとリデーナ／コとの間
の隙間は縮まる。それから遅れてガードベッセル？及び
下部支持構造体１０の温度が上昇するので、下部リング
／ａとリテーナノコとの隙間、ガードベッセルタと下部
支持構造体／θとの隙間が断時縮まりながら極小値に近
づく。これらの隙間は、原子炉容器／の温度が定常状態
に達してもガードベッセルタ及び下部支持構造体１０の
温度が定常状態に達していないため一旦極小とはなるが
、ガードベッセル９及び下部支持構造体ＩＯの温度上昇
が継続するので、隙間が再び広がり、そして原子炉容器
／、ガードベッセルデ、下部支持構造体１０の温度が定
常状態に達すると定常隙間となる０ プラント停止時には、原子炉容器／の温度が最も速く下
降し、起動時とは逆に各々の隙間は広がり、原子炉容器
／の温度が定常状態に達した時に極大隙間となる。その
後、ガードベッセル？及び下部支持構造体ＩＯの温度が
原子炉容器ｌの温度に次第に近づき、夫々の隙間が初期
の隙間と同じ隙間となる。下部リング／ａ及びリテーナ
／２、ガードベッセル９及び下部支持構造体１０の夫々
の隙間は上述のように変化するので、原子炉容器／とガ
ードベッセルデとが下部支持構造体ＩＯによる締め付は
力を免れるためには、第Ｓ図に示されているように、隙
間合計の極大値と極小値との差である最小隙間ｄｉより
大きい隙間が確保されなければならない。

一方、地震時に原子炉容器ｌの振れ止めを十分に行なう
ためには、最大隙間は通常１．２Ｗ程度以下にあること
が要求されるている。

しかし、例えば出力、？　ｏ　ｏ　Ｈｐｇ”、程度の従
来の原子炉について算出すると、プラントの定常運転時
、運転停止時等には、下部支持構造体ＩＯと下部リング
／ａとの間において約＜＜ｗ程度の隙間合計を残すこと
になるので、必要な最小隙間ｄ７　は確保されるが、約
＜＜ｍの隙間状態で地震が発生した場合、原子炉容器／
に対する下部支持構造体の支持機能が十分に果せない欠
点があった。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 上述のように、従来の原子炉においては、運転状態に関
係なく地震時の原子炉容器の振れを確実に防止するため
の考慮が払われていなかった。

ｄ１問題を解決するための手段 上述の問題点を解決するため、本発明の原子炉容器耐震
振れＬトめ装置ｔは、上部が支持された原子炉容器の振
れ止め防止のため該原子炉容器の下部を外側から支持す
る下部振れ止め部を備え、原子炉容器と下部ａｈ止め部
とに同時に接触する低融点金属を原子炉容器と下部振れ
止め部との間に充填したことを％徴とするものであるＯ ８０作用 上述の構成を有する本発明の原子炉容器耐震振れ止め装
置においては、原子炉容器と下部振れ止め部との間に充
填された低融点金属は、低温状態の広い隙間条件下では
凝固状態を維持して原子炉容器の支持機能を発挿すると
共に、その溶融状態及び凝固状態のいずれにおいても下
部振れ止め部の温度追従性を良好にして隙間を小さくす
る。

ｆ、実施例 次に本発明の原子炉容器耐震振れ止め装置の好適な実施
例を図面を参照しながら詳細に説明する。

第１図には低融点金属を用いた本発明に従う耐震振れ止
め装置が示されている。原子炉容器、２／の底部外側に
はリング状の下部リングーダが設けられ、この下部リン
グコダのつけ根部分には、低融点金属を下部リング、？
μ内に充填するときに下部リング、２ｊ内のガスを上方
に逃すための穴２Ｋが設けられている。下部リング評ど
これを受け入れるため下方にカップ状に突出したガード
ベッセルコ９の凸部、２９ａとの間にはリテーナ、２．
２が配設されている。リテーナココは、前記リテーナ７
．２（第を図参照）と同様、下部リング、２１又は凸部
、２９ａが正確な寸法（真円）を有していないときに、
寸法誤差を補償するための部材である。下部支持構造体
、２０は凸部Ｊ９ａを受け入れると共に低融点金属コ３
を保持する凹部コＯａを有している。

原子炉容器、２ノの下部リングーダとリテーナ２２との
間の隙間、ガードベッセルの凸部、２９ａと下部支持構
造体−〇との間の垂直部ｊＯにおける隙間には低融点金
属、２３が充填されている。

ガードベッセル、２？内の低融点金属の溶融時の液位は
原子炉容器、２／が例えば軸方向に伸縮しても原子炉容
器、２／の下部リングーリとリテーナココとの間の隙間
を満たす液位になるように設定するのが好適であり、こ
のため第１図に示すように原子炉容器−／とガードベッ
セルコブの間に余分の低融点金属が注入されている。下
部支持構造体２０の凹部コＯａ内の低融点金属の溶融Ｒ
の液位は、ガードベッセルコブが例えば軸方向に伸縮し
てもカードベッセルの凸部コ９ａと下部支持構造体の凹
部コＯａとの間の底部の隙間より高い液位になるように
設定されており、垂直部ＳＯの隙間を満たす液位にある
のが好適であり、このため凹部コＯａの上側に余分の低
融点金属を貯留する受け皿２６を設けてもよい。

第２図には、第１図に示された原子炉容器Ｊの下部リン
グ、２＜’とリテーナ、２−との間の隙間。

ガードベッセルコブと下部支持構造体コＯとの間の垂直
部ｊθにおける隙間の温度による変化が示されており、
各線は第Ｓ図の線と対応している。プラント起動時には
低融点金属は凝固状態にあるが、原子炉容器２／の温度
が次第に上昇するにつれて、原子炉容器、２／とガード
ベッセルコブとの間にある低融点金属が溶融する０この
時の相変化の時点が符号Ａで示されている。

低融点金属の熱伝導率は凝固時においても溶融後におい
てもガスの熱伝導率に比較して十分大きいため、ガード
ベッセル、２ｑの温度追従性が良（、原子炉容器コ／の
下部リングコｌとリテーナ、２コとの間の隙間の変化は
ガスの場合に比較して十分小さい。ガードベッセルコ９
と下部支持構造体コ０との間の垂直部ＳＯにおける隙間
についても、下部リングコｑとりテーナココとの間の隙
間変化より若干の時間遅れはあるが、同様の変化が生じ
、やはり隙間の変化は十分小さい。従って、原子炉容器
コｌの温度が定常状態になった時には、ガードベッセル
コ９及び下部支持構造体コＯの温度がすでに原子炉容器
−）の温度に近くなっているので、各隙間の変化幅は小
さい。一方、プラントの運転停止時には一ヒ述とは逆の
ことが起こる。また本発明によれば、従来のガスギャッ
プの場合に見られたようなオーバーシュートがなくなり
、こうして最小隙間ｄ′ｍを／Ｗ以下にすることができ
る。

第３図には本発明に従う耐震撮れ止め装置を用いている
原子炉容器コｌにおける地震時の面圧分布の例が示され
ている。この例は特に垂直なりラスに分類された機器に
適用される地震Ｓ。

における面圧分布を示しており、最大面圧１）ｍはＩ　
ｋｙｌｗ”　程度の小さい圧力となっており、またたと
え凝固した低融点金属が歪み該低融点金属とこれに接触
する構成要素との間にギャップが生じても、元々隙間は
小さく採っであるので原子炉容器−／に対する支持機能
が損なわれることはない。尚、低融点金属は各プラント
毎に要求される条件に応じて選定され、錫、ビスマス、
カドミウム、インジウム、鉛、又はそれらの合金等を使
用できる。

なお、下部振れ止め部としてガードベッセル、下部支持
構造体等を有する実施例に関して本発明を説明したが、
本発明がこのような下部振れ＋）−め部に限定されるも
のでないことは明らかである。

９、発明の効果 以上のことから、本発明の耐震振れ止め装置は以下のよ
うな効果を有している。

（１）　低融点金属を用いたことにより、各隙間を画成
する要素の温度に対する追従性が良くなり、隙間を十分
に小さくできるので、地震時の下部支持構造体による原
子炉容器の支持が確実になる。

（２）　各隙間の構成要素の温度追従性が良くなったこ
とにより、下部支持構造体材料として、従来では原子炉
容器耐震のステンレス鋼と比較して熱膨張率差が大きく
使用できなかった、熱膨張率の大きい安価な炭素鋼の使
用が可能になる。

（３）　融点の比較的高い低融点金属、望ましくはプラ
ントの低温待機状態における温度（約／ｇＯＣ）で溶融
を開始する低融点金属を選定することにより、前記最小
隙間を更に小さくすることができる。尚、融点が比較的
高い低融点金属を用いると凝固状態が長くなるので、そ
の間これに接触する各構成要素は低融点金属による力を
受けるが、一般に低融点金属の剛性はステンレス等から
成る部材の剛性に比較して十分に小さいため、低融点金
属側に変形が生じ、低融点金属に接触する構成要素の側
に大きな応力が生じることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原子炉容器耐震振れ止め装置を示した
略断面図、第一図は第７図に示された原子炉容器の下部
リングとリテーナとの隙間、ガードベッセルと下部支持
構造体との垂直部における隙間の長さ及びそれらの合計
を示した曲線図、第３図は第１図に示された原子炉容器
における地震時の面圧分布の例を示した断面図、第９図
は従来の原子炉容器耐震振れ止め装置を備えた高速増殖
炉の縦断面図、第Ｓ図は第９図に示された原子炉容器の
下部リングとリテーナとの隙間、ガードベッセルと下部
支持構造体との間の支持部における隙間の長さ及びそれ
らの合Ｍ１゛を示した第一図と同様の曲線図である。 、２０・・・下部支持構造体、２０ａ・・・凹部、−、
／。 ・・・原子炉容器、−２・・・リテーナ、コ３・・・低
融点金属１．２４ｔ・・・下部リング、３ｊ・・・ガス
抜き用穴１．２６・・・受ケ皿、コブ用ガードベッセル
、コ９ａ・・凸部、Ｓθ・・・垂直部、Ａ、Ｂ・・・相
変化の時点、ｄ／ｍ・・・最小隙間。 特許出願人　三菱原子カニ業株式会社 （／コ　） 第４図 新Ｅ　−ｇ 冑」ＡＬＬ１２■４呻？　替 手続補正書（自発） 昭和５９年Ｙ月４１１ 特許庁長官殿 １、　事件の表示 昭和５を年特許願第１θ７１１４！Ｊ　号２、　発明の
名称 原子炉容器副宸振れ止め装置 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称（Ａ／６）三菱原子カニ業株式会社４、代理人 ５、　補正の対象 （１１明細書の発明の詳細な説明の欄 ム補正の内容 （１）　明細書第１θ頁第１３行の「垂直」を「重要」
と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上部が支持された原子炉容器（，２／）　の振れ止め防
   止のため該原子炉容器の下部を外側から支持する下部振
   れ止め部を備え、原子炉容器（コ／）と下部振れ止め部
   とに同時に接触する低融点金属を原子炉容器（２／）と
   下部振れ止め部との間に充填したことを特徴とする原子
   炉容器耐震振れ止め装置。