JPS6033084A

JPS6033084A - 高速増殖炉

Info

Publication number: JPS6033084A
Application number: JP58141191A
Authority: JP
Inventors: 孝男佐藤
Original assignee: Toshiba Corp; Central Research Institute of Electric Power Industry
Current assignee: Toshiba Corp; Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date: 1983-08-03
Filing date: 1983-08-03
Publication date: 1985-02-20
Also published as: JPH031630B2

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〕本発明は高速増殖炉に関する。

〔発明の技術的背景〕

第１図を参照して従来例を説明する。第１図はタンク形
高速増殖炉の概略構成を示す縦断面図である。図中１は
原子炉容器を示す。この原子炉容器１内には冷却材２が
収容されている。

上記原子炉容器１の上部開口ＩＡを閉シＬするようにル
ーフスラブ３が設けられている。ノ！λ子炉容器１内に
は複数の燃料集合体（図示せず）および制御棒（図示せ
ず）等から構成される装置炉心４が設置されている。こ
の炉心４は炉心支持機構５により収容支持されている。

そして炉心４を収容した上記炉心支持機構５は吊り胴７
により前記ルーフスラブ３から吊シ下げられている。

この吊り胴７には開ロアＡが形成されている。前記炉心
４上方には炉心上部機構８が前記ルーフスラブ３を貫通
し、かつルーフスラブ３に支持されて設けられている。

すなわち前記炉心４を収容した炉心支持機構５と上記炉
心上部機構８は共にルーフスラブ３に支持されているの
で、例えば垂直方向の地震動が発生しても上記炉心４を
収容した炉心支持機構５と炉心上部機構８との間の相対
変位はきわめて小さい。したがって制御棒の位置がずれ
て炉心出力が変動してしまうといまた事態を防止するこ
とができる構成である。また上記炉心支持機構５と原子
炉容器１との間には炉心４および炉心支持機構５の水平
方向の振れを抑制する水平制振部材９が設けられている
。この水平制振部材９上方の原子炉容器１内周側に設け
られた仕切壁１０と吊シ胴７との間には隔壁１１が設け
られている。そしてこの隔壁１１によって原子炉容器１
内を上下に２分し上方を上部プレナム１２、下方を下部
フ０レナム１３どしている。

そして前記吊り胴７と原子炉容器１との間には流入口１
４におよび流出口１４Ｂを有する中間熱交換器１４およ
び循環ポン７”１５がルーフスラブ３および上記隔壁１
１を貫通しかつルーフスラブ３に支持されて設けられて
いる。上記中間熱交換器１４と隔壁１１との間にはシー
ル機構１６が設けられており、上部プレナム１２１ｉ１
１と下部プレナム１３側とをシールしている。上記シー
ル機構１６は隔壁１１および中間熱交４Ｖｓ器１４下部
外周にそれぞれ設けられた薄板１７゜１８とこの薄板１
７．１８間に設けらＪ′シたベローズ１９とから構成さ
れている。

上記構成の高速増殖炉によると冷却材２は９Ｊ：’心４
を下方から上方に通流しその際昇温する。

そして炉心４から吊り胴７内に流入した上記冷却材２は
吊シ胴７の開ロアＡを介して吊り胴７外に流出し流入口
１４ｋを介して中間熱交４侍器１４内に流入する。そし
て中間熱交換器１４内で２次冷却材と熱交換し、流出口
１４Ｂから下部プレナム１３内に流出する。そして循環
ボン７６１５により加圧されて再度炉心４下方に送り込
まれる。

〔背景技術の問題点〕

上記構成によると１７１１壁１ノは仕切壁１０および吊
り胴７と完全に結合した状態で設けられておシ原子炉容
器１内上下の熱的境界および圧力境界の両方を形成して
いる。そして例えば垂直方向あるいは水平方向の地震動
が生じると炉心４および炉心支持機構５は垂直あるいは
水平方向に振動する。そのとき隔壁１１と仕切壁１゜、
Ｉ＝・よび吊り胴７との接合部に高応力が発生する恐れ
がある。寸だ厳しい温度分布の発生等により４ｆに吊り
胴７との接合部付近にて熱応力が発生する恐れがある。

〔発明の目的〕

本発明の目的とするところは炉心および炉心支持機構の
垂直方向および水平方向変位によシ隔壁に発生する応力
を低減しかつ温度分布によシ発生する熱応力を低減し安
全性向上を図ることができる高速増殖炉を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

本発明による高速増殖炉は冷却材を収容し上部に開口を
有する原子炉容器と、上記開口を１λ１塞するように設
けられたルーフスラブと、上記原子炉容器内に設けられ
た炉心と、この炉心を収容支持する炉心支持機構と、上
記炉心を収容した炉心支持機構を前記ルーフスラブから
吊り下げる吊シ胴と、上記炉心支持機構と原子炉容器と
の間に設けられ炉心および炉心支持＋’ＦＳ構の地震時
における水平方向の４肢れを抑制する水Ｓ■′制振部材
と、この水平制振部材上方に設けられた隔壁と、前記水
平制振部材の内周端部に設けられ水平制振部材の上方お
よび下方を連通ずる流路と、前記炉心支持機４庁を下方
から々１ジうように設けられ上記流路と連通ずる空間を
炉心支持機構との間に形成する緩衝部拐とを具備した（
１を成である。

すなわち炉心支持機構に拘束されない状態で隔壁を設は
熱的境界を形成し、かつ水平制振部材、流路および緩衝
部材により圧力境界を形成するイ葺成である。

したがって垂直方向の地震が発生して炉心および炉心支
持機構に垂直方向の振動が発生しても炉心支持機構と緩
衝部材との間の冷却材圧力が上昇し流路を介して水平制
振部材上方に流出すること、および圧力上昇により緩衝
部材がたわむことにより炉心支持機構の垂直方向の振動
を吸収することができ、水平制振部材における高応力発
生を防止することができる。それによって炉心および炉
心支持機構の変位をある程度大きく許容できるので例え
ばルーフスラブの軽量化等物量低減を図ることができる
。そして隔壁は原子炉容器、吊シ胴および循環ポンプと
拘束されない状態で設けられているので、熱変形を拘束
することは力り、熱応力の発生を低減させることができ
安全性向上を図ることができる。

〔発明の実施例〕

第２図および第３図を参照して本発明の第１の実施例を
説明する。第２図はタンク形高速Ｊ”Ｒ殖炉の概略栴成
図である。図中１０１は原子炉容器を示す。この原子炉
容器１０１内には冷却材１０２が収容されている。上記
原子炉容器１０１の上部開口１０１１’、を閉塞するよ
うにルーフスラブ１０３が設けられている。原子炉容器
１０１内には複数の燃料集合体（図示せず）および制御
棒（図示せず）等から構成されている炉心１０４が設置
されている。この炉心１０４は炉心支持機構１０５によ
り収容支持されている。そして炉心１０４を収容した上
記炉心支持機構１０５は吊り胴１０７により前記ルーフ
スラブ１０３から吊り下げられてい乙。この吊り胴１０
７にはＰＩＪロ１０７Ａが形成されている。

前記炉心１０４上方には炉心上部様＋１．￥１０８が前
記ルーフスラブ１θ３を貝通し、かつルーフスラブ１０
３に支持されて設けられている。ずなわち前記炉心１０
４を収容した炉心支持ｂ　４’ｉ’ｔ１０５と上記炉心
上部機構１０８は共にルーフスラブ１０３に支持されて
いるので、例えば垂直方向の地震動が発生しても上記炉
心１０４を収容した炉心支持＜ｅ＝’４ｊ３１０５と炉
心上部機構ｌθ８との間のａ対変位はきわめて小さい。

しノζがって制御（・τの泣面゛、がずれて炉心出力が
変動してし丑うといった事態を防止するととができる。

壕だ上記炉心支持機構１０５と原子炉容器１０１との間
には炉心１０４および炉心支持機構′ζ１０５の水平方
向の振れを抑制する水平制振部材１０９が設けられてい
る。この水平制振部材１０９上方の原子炉容器１０１内
周側に設は持されて設けられている。この隔壁１１１は
吊シ胴１０７、仕切壁１１０とはフリーな状態で設置さ
れている。そしてこの＠壁１１１は原子炉容器１０１内
を上下に２分し上方を上部ゾレナム１１２、下方を下部
ゾレナム１１３とし、熱的境界を形成している。そして
前記吊り胴１０７と原子炉容器１０１との間には流入口
１１４Ａおよび流出口１１４Ｂを有する中間シさ交換器
１１４および循環ポンプ１１５がルーフスラブ１０３お
よび上記隔壁１１１を負通しルーフスラブ１０３に支持
されて設けられている。

上記中間熱交換器１１４および上記循環ポンノ１１５は
前記隔壁１１）とはフリーな状態で設置されている。前
記水平制振部材１０９内゛周端に円筒壁１１６が下方に
突設されており、この円筒壁１１６外周にも円筒壁１１
７が下方に突設されている。そしてこれら円１冷壁１ノ
ロ。

１１７間には環状の流路１１８が形成されており、水平
制振部材１０９の上側および下側を−ＩＩＫ通している
。上記円筒壁１１７下方には前記炉心支持機構１０５を
下方から覆うように緩衝部材１１９が設けられている。

この緩衝？ｚＩＳ月１１月下１９下方衝部材１１９下端
部を伊うようＫＦＪｌ力支持筒１２０が原子炉容器１０
１＠：部から立設されている。そして前記循環、ｊ？ポ
ンプ１５の出口管１１５Ａは、円筒壁１１６および１１
７を貫通して炉心支持機構１０５内迄配設されている。

上記出口管１１５Ａ外周には圧力境界形成管１２１がそ
の一端を前記円筒壁１１７に接続して配設されており、
この圧力境界形成管１２１の上端と循環ポンプ１１５と
の間にはベローズ１２２が介挿されている。このベロー
ズ１２２は取り外し可能な構造となっている。そして炉
心支持機’ｌ’ｆ４１０５と緩衝部材１１９とで囲まれ
た空間をプレナムＰ！とし、緩衝部材１１９、圧力支持
筒１２０および原子炉容器１０１とで囲まれた空間をプ
レナムＰ２としている。すなわち垂直方向の地震が発生
した場合、炉心支持１’１ＡｔｔＲ１ｏｓは上下方向に
振動しそれによってプレナムＰｉ内の冷却材１０２は圧
縮され高圧となる。この圧力上昇によシ緩衝部材１１９
はたわみ、それと同時にプレナムＰｌ内の冷却材１０２
が流路１１８を介して水平制振部材１０９上方に流出す
る。これによって炉心支持機構１０５の上下方向の振動
を吸収する構成である。そして上記緩衝部材１１９のた
わみによシ、ゾレナムＰｚ内の圧力が上昇しゾレナムＰ
Ｉ内の圧力とバランスしようとする。これによって緩衝
部材１１９の過大なたわみを防止し、緩衝部材１１９お
よび水平制振部材１０９における過大応力の発生を防止
する４１５成である。

上記構成の高速増殖炉によると冷却材１０２は炉心１０
４を下方から上方に通流しその際昇温する。そして炉心
１０４から吊り胴１０７内に流入した上記冷却材１０２
は吊り胴１０７の開口１０７Ａを介して吊り胴１０７外
に流出し流入口１１４Ａを介して中ＩＩ−ＩＩ熱交換器
１１４円に流入する。そして中間熱交換器１１４内で２
次冷却材と熱交換し、流出口１１４Ｂから下部プレナム
１１３内に流出する。そして循ｆＱ　、９ンゾ１１５に
よシ加圧されて再度炉心１０４下方に送り込まれる。

そして例えば垂直方向の振動が発生した場合には、第３
図に示すように炉心支持機８Ｒ１ｏｓが上下方向に振動
する。それに伴なってプレナムＰｌ内の圧力は上昇しま
たグレナムＰｌ内の冷−脚材１０２は流路１１８を介し
て水平制振部材１０９上方に流出する。このとき上記プ
レナムＰｌ内の圧力上昇は、冷却材１０２が流路１１８
内を通流する時の流動抵抗分に相当する。

そしてこの圧力上昇により緩衝部材１１９にたわみが発
生しそれによって炉心支持機構１ｏｓの上下方向の振動
は吸収される。また上記緩衝部材１１９のたわみ発生に
よりプレナムＰ２内の圧力が上昇する。この圧力上昇は
、緩衝部材１１９のたわみに見合ったものである。すな
わちプレナムＰ２内の圧力とブレナムルミ内の圧力がバ
ランスしようとするので、緩衝部材１１９の過大なたわ
み発生を防止することができ、それによって緩衝部月１
１９および水平制振部材１０９における過大応力の発生
を防止することができる。そして水平制振部材１０９あ
るいは隔壁１１１は炉心支持機構１θ５ある２−いは吊
シＩｊ１Ｍ　１　ｏ　ｙとはフリーな状態で設けられて
いるので大きな荷重が伝達されることはなく、シ、たが
って従来のように隔壁１１１の吊り胴１０７との接合部
に高い応力が発生するようなことはない。これは熱変形
についても同様であり、熱変形を拘束して高い応力を発
生さぜるようなことはない。

すなわち水平制振部材１０９上方に隔壁１１ノを設けて
熱的境界を形成し、かつ水平制振部材１０９、円筒壁１
１７緩衝部材１１９、圧力境界形成管１２１およびベロ
ーズ１２２とにより圧力境界を形成する。そして隔壁１
１ノは水平制振部材１０９にょシ支持されており吊り胴
１０７、仕切壁１１０および循環ｆ１７グ１１５とはフ
リーな状態で設けられている構成である。

したがって垂直方向の地″”ｉ’＃ｍにより炉心１０４
および炉心支持ＭＵ　Ｃｉ　７　ｏ　ｓに垂直方向の振
！すが発生してもプレナムＰｌ内の冷却材１０２が流に
１１８を介して流出あるいは流入することにより、また
緩衝部材１１９がたわむことにより炉心支持機構１０５
の垂直方向の振動を抑制することができ、隔壁１１１お
よび水平制振部材１０９には大きな荷重は作用せず応力
発生を防止することができ構造強度上の影響を低減させ
ることができる。そオＬによって前記炉心１０４および
炉心支持機構１０５の垂直方向の変位をある程度大きな
値域で許容することができ、例えばルーフスラブ１０３
の軽量化を図ることができる等物量低減をも図ることが
可能となる。

そして前記隔壁１１１は吊シ胴１０７、仕切壁１１０、
中間熱交換器１１４および循環ポンプ１１５とはフリー
な状態で設けられているので熱変形を拘束することはな
く熱応力の発生を抑えることができ安全性を大いに向上
させることができる。

次に第４図および第５図を参照して第２の実施例を説明
する。すなわちこの第２の実施例は第１の実施例におけ
る圧力支持筒１２０を欠如し、緩衝部材１１９を薄板構
造とした構成である。これ以外は第１の実施例と同じ構
成である。

すなわち垂直方向地震が発生した場合の炉心支持機構１
０５の垂直方向の変位量は、前記ルーフスラブ１０３の
剛性にょシ決定されるものであシ、定変位形の特性を有
する為炉心支持機構１０５によシ排除される冷却材１０
２の体積は一定量であると考えられる。そしてこの排除
される冷却材１０２を吸収する為には緩衝部材１１９が
たわみ易い程容易であシ発生する応力も小さくなる。そ
こで緩衝部材１１９を薄板４′ｈ造とすることによりた
わみ易い構造とし排除される冷却材１０２を容易に吸収
できるようにする構成である。

以上の構成によると、例えば垂直方向地震が発生した場
合には、炉心支持機構１０５は垂直方向に振動する。そ
してプレナムＰｌ内の圧力は上昇し内部の冷却材１０２
は流路１１８を介して水平制振部材１０９上方に流出す
る。このときの圧力上昇は、冷却材１０２が流路１１８
内を通流する際の流動抵抗分に相当する。この圧力上昇
によシ緩衝部材１１９はたわむ。このとき緩衝部材１１
９は薄板構造であるために、わずかの圧力上昇で大きく
たわみ、効果的に緩衝機能を果すことができ、前記第１
の実施例と同様の効果を奏することができる。

次に第６図を参照して第３の実施例を説明する。この第
３の実施例は前記第１の実施例における圧力支持筒１２
０を欠如し、緩衝部材１１９の底部を円錐形状とすると
ともに高剛性とし、かつ水平制振部材１０９を高剛性化
した構成である。他の構成は第１の実施例と同様である
。

すなわち垂直方向地震発生時の炉心支持機構１０５の垂
直方向の振動を流路１１８からの冷却材１０２の排除と
、剛性でかつ円錐形状となる緩衝部材１１９の底部およ
び水平制振部材１０９の圧力支持により吸収する構成で
ある。

以上の構成によると、垂直方向地震が発生した場合には
、炉心支持機構１０５は垂直方向に振動する。このとき
ゾレナムｐｉ内の圧力が上昇し内部の冷却材１０２は流
路１１８を介して水平制振部材１０９の上方に排除され
る。その際緩衝部材１１９の円錐底部は高剛性である為
、はとんどたわまず、しだがってグレナムＰｌ内の圧力
上昇により円錐底部に作用する荷重は水平制振部材１０
９に作達されることになるが、前述した如く水平制振部
材１０９も高い剛性を有しているので応力が発生するこ
とはなく炉心支持機構１０５の垂直方向の振動を効果的
に吸収することができる等前記第１および第２の実施例
と同様の効果を奏することができる。

次に第７図および第８図を参照して第４の実施例を説明
する。すなわち前記第１の実施例における圧力支持筒１
２０を欠如し、円筒壁１１７を下方に延長してその下端
に可撓性継手１２３を介して平板１２４を取シ付けた構
成であり、可撓性継手１２３および平板１２４とで緩衝
部材を構成している。他の構成は第１の実施例と同様で
ある。すなわち垂直地震発生時、上記平板状をなす緩衝
部材１１９のたわみにょシ炉心支持機構１０５の垂直方
向の振動を吸収するのではなく、可撓性継手１２３のた
わみにより吸収する構成である。

以上の構成によると、垂直方向地震が発生した場合、第
８図に示すようにグレナムＰ、内の圧力は上昇し、内部
の冷却材１０２は流路１１８を介して水平制振部材１０
９上方に流出する。

そして圧力上昇によシ可撓性継手１２３はたわむ。これ
によって炉心支持機構１０５の垂直方向の撮動を吸収す
ることができ前記第１ないし第３の実施例と同様の効果
を奏することができる。

なお第２ないし第４の実施例の説明において第１の実施
例と同一部分には同一符号を付して示し同一構成部分に
ついてはその説明を省略した。

〔発明の効果〕

本発明による高速増殖炉は冷却材を収容し上部に開口を
有する原子炉容器と、上記開口を閉塞するように設けら
れたルーフスラブと、上記原子炉容器内に設けられた炉
心と、この炉心を収容支持する炉心支持機構と、上記炉
心を収容した炉心支持機構を前記ルーフスラブから吊シ
下げる吊り胴と、上記炉心支持機構と原子炉容器との間
に設けられ炉心および炉心支持機構の地震時における水
平方向の振れを抑制する水平制振部材と、この水平制振
部材上方に設けられた隔壁と、前記水平割振部材の内周
端部に設けられ水平制振部材の上方および下方を連通ず
る流路と、前記炉心支持機構を下方から捲うように設け
られ上記流路と連通ずる空間を炉心支持機構との間に形
成する緩衝部材とを具備した構成である。

すなわち炉心支持機構に拘束されない状態で隔壁を設は
熱的境界を形成し、かつ水平ｆ！ｉｌｌ振部利、流路お
よび緩衝部材により圧力境界を形成する構成である。

したがって垂直方向の地震が発生して炉心および炉心支
持機構に垂直方向の振動が発生しても炉心支持機構と緩
衝部材との間の冷却材圧力が上昇し流路を介して水平制
振部材上刃に流出すること、および圧力上昇により炭価
部利がたわむことにより炉心支持機構の垂直方向の振動
を吸収することができ、水平割振部材における高応力発
生を防止することができる。それによりて炉心および炉
心支持・機構の変位をある程度大きく許容できるので例
えばルーフスラブの軽量化等物量低減を図ることができ
る。そして隔壁は原子炉容器、吊シ胴および循環ポンプ
と拘束されない状態で設けられているので、熱変形を拘
束することはなく、熱応力の発生を低減させることがで
き安全性向上を図ることができる等その効果は犬である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すタンク形高速増殖炉の繍：断面図
、第２図および第３図は本発明の第１の実施例を示す図
で第２図はタンク形高速増殖炉の縦断面図、第３図は作
用を示す一部縦断面図である。第４図および第５図は第
２の実施例を示す図で第４図はタンク形高速増殖炉の縦
断面図、第５図は作用を示す一部縦断面図である。第６図は第３の実施例を示すタンク形高速増殖炉の縦断
面図、第７図および第８図は第４の実施例を示す図で第
７図はタンク形高速増殖炉の縦断面図、第８図は作用を
示す一部縦断面図である。１０１・・・原子炉容器、１０１人・・・原子炉容器の
上部開口、１０２・・・冷却材、１０３・・・ルーフス
ラブ、１０４・・・炉心、１０５・・・炉心支持機構、
１０７・・・吊９胴、１０９・・・水平制振部材、１１
１・・・吊り胴、１１８・・・流路、１１９・・・ｉｌ
Ｍ　衝７’ｚｌＳ材、Ｐ、・・・ブレナム（空間）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　冷却材を収容し上部に開口を有する原子炉容器
と、上記開口を閉塞するように設けられたルーフスラブ
と、上記原子炉容器内に設けられた炉心と、この炉心を
収容支持する炉心支持機構と、上記炉心を収容した炉心
支持機構を前記ルーフスラブから吊り下げる吊り胴と、
上記炉心支持機構と原子炉容器との間に設けられ炉心お
よび炉心支持機構の地震時における水平方向の振れを抑
制する水平制振部材と、この水平制振部材上方に設けら
れた隔壁と、前記水平制振部材の内周端部に設けられ水
平制振部材の上方および下方を連通ずる流路と、前記炉
心支持機構を下方から柑うように設けられ上記流路と連
通ずる空間を炉心支持機構との間に形成する緩衝部材と
を具備した仁とを特徴とする高速増殖炉。
（２）上記緩衝部材は平板状であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の高速増殖炉。
（３）前記緩衝部材は逆円錐状をなしかつ高剛性を有す
ることを特徴とする特許請求のｉｊｉΣ囲第１項第１項
記載増殖炉。
（４）前記緩衝部材は可撓性ｋ（１手および平板から構
成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
高速増殖炉。