JPS6046603B2 - 測定ケ−ブル用原子炉壁部貫通装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は計測ケーブル用に原子炉の上壁部を貫通する貫
通装置に関するものである。

より正確には、本発明は原子炉容器内に設置された計測
器（ピックアップ）とこの計測器によつて集められた情
報を処理する装置との間を結合するケーブルが気密状態
で貫通できようにする装置に関するもので、前記処理装
置は原子炉容器の外に配置される。

また、本発明装置は上壁貫通部における密閉を容易に行
うことができ且つ原子炉製作時にケーブルを容易に配線
できるようにるためのものでもある。周知のように、原
子炉においては原子炉の運転あるいは原子炉を構成する
構造物の状態に関する各種パラメターを永続的に制御す
るために複数のピックアップ（検出器）が原子炉容器内
の異る場所にセットされる。

特に、温度検出器と機械的応．力および振動検出器が原
子炉の内部構造の各種位置にセットされる。特に、本発
明の貫通装置は液体ナトリウムによつて高速中性子を冷
却する型式の原子炉に関するものである。

この場合には、原子炉容器内の圧力・は比較的低いが、
温度は４００′Ｃ以上で極めて腐食性が強い。従つて原
子炉内にセットされた計測用ピックアップを原子炉外部
に設置された情報処理装置に接続する電線は高温下でも
電気絶縁性を保持し且つ十分な機械的耐久性を保持する
ものでなければならない。一般に、絶縁は酸化マグネシ
ウムによつて行なわれ、機械的バリヤーはステンレス鋼
製の薄い外皮によつて行なわれる。しかし、この組合せ
は比較的破損しやすく、原子炉への取付けあるいは組立
時には十分な注意を要し且つ十分な保護をしなければな
らない。すなわち、酸化マグネシウムの絶縁性が変わる
と使用時にピックアップが作動しなくなつてしまう。）
第１図は高速中性子を液体ナトリウムで冷却する原子
炉の垂直断面概念図で、この原子炉はセメント製の上壁
部４で上部が密閉されたセメント製の保護隔壁２内に包
囲されている。

上壁部４から冷却用液体ナトリウムが入つた主原子炉容
器８と・安全容器６とが吊下げられている。主原子炉容
器８内には炉心１０の支持構造体１２が収容されている
。装荷および取出し操作のために、上壁部４には公知の
ように炉心と同軸の大回転プラグ１４とこれから偏心し
た小回転プラグ１６とが取付けｌられている。一般に、
この原子炉は組込型のもので、主原子炉容器８内には主
ポンプ１８と主熱交換器２０とが設けられており、これ
らのポンプと熱交換器は上壁部を貫通している。以上の
原子炉構造の説明は各部材を大まかに示すためのもので
、これにのみ限定されるものてはない。

本発明は基本的には上壁部の貫通部に関するもので、原
子炉の構造は概念的にのみ説明したにすぎない。主原子
炉容器８には２４で示すレベルまで液体ナトリウムが充
填されている。

ナトリウムの上にはアルゴン２６のカバーすなわち蓋が
してある。上壁部４と二つの回転シールドプラグ１２，
１４は原子炉が収容されている包囲空間に対する生物学
的保護および特にカバーガス２６に対する密閉用バリヤ
ーを構成している。従つて、貫通装置も原子炉内部と外
部包囲空間との間の密閉を保持する必要がある。本発明
による貫通装置は、上端を開放すると）もに下端を、原
子炉上壁部に気密状態で結合されると）もに前記ケーブ
ルを挿通させ得る孔を穿設したフランジ状板部材によつ
て閉鎖された垂直状管体と、前記フランジ状板部材の上
方に配設される着脱自在の閉鎖用カバーと、前記管体内
に設けられ、外周部においてその管体に気密状で連結さ
れ、前記ケーブルを気密状に挿通させるオリフィスを備
えた少なくとも１枚の水平プレートと、前記ケーブルの
前記水平プレートの下方に設置される部分を巻取るため
の少なくとも１個のケーブル貯蔵用ボビンと、前記ケー
ブル貯蔵用ボビンを前記垂直状管体内に保持する咄ンク
位置および前記ボビンの前記チューブからの取出しを許
容する解放位置をとり得るよう前記チューブに固着され
た機械的ロック手段とから構成される。

本発明の第１の特色はプレートの気密貫通部がプレート
に形成された孔に挿入された通路ブシユによつて構成さ
れ、このスリーブの外側はプレートに溶接され、ケーブ
ルより少し大きい直径を有する各スリーブ内にケーブル
が通され、このケーブルはスリーブの両端に溶接されて
いる点にある。

本発明の他の特色はカバーの下端がフランジに接合され
且つ上端が上側カバーで密閉された円筒体によつて構成
されており、この円筒体にはコネクターと係合する接続
具を有する少なくとも１本の接続ケーブル用通路を有す
る少なくとも１つの圧縮パッキンが取付けられている点
にある。

本発明の第３の特色は着脱自在の下側カバーがプレート
の一端にネジ止めされたネジ付きロッドによつてチュー
ブに溶接されており、ロッドの他端は下側カバーに固定
され、貯蔵ボビンがこのロッドに挿入されている点にあ
る。本発明は一例として示した複数の実施例からよりよ
く理解することができよう。

しかし、本発明はこれに限定されるものではない。以下
、本発明の実施例について添附図面を参照して説明する
。第２図にはセメントを充填した鋼によつて作られた上
壁部４が示されている。この上壁部の貫通部には垂直孔
３０が設けられている。この垂直孔３０は上壁部を貫通
したスリーブ３２によつて被われており、また、熱スリ
ーブ３３が上壁部４の下面３４のわずか下まで延びてい
る。これら２つのスリーブ３２，３３の間に断熱材３３
″が充填されている。スリーブ３２によつて形成される
円筒状の孔が本発明の対象である壁部貫通装置の導入部
になる。第２図において全体を符号４０で示した壁部貫
通装置は、基本的には下端４４が開口し且つ上端にフラ
ンジ状板部材４６を有する垂直円筒チューブあるいは管
体４２によつて構成されている。図示したように、この
チューブ４２は上壁部４の厚さよりほんのわずか長くす
ることができる。例えば、このチューブの直径を２８５
Ｔ！Ｒｌｎｌ長さを３２０−とし、上壁部の厚さを２９
０−とし、断熱材の厚さを１００Ｔｗｔとする。フラン
ジ状板部材４６の上にはその上部を密閉する着脱自在の
カバー４８が取付けられている。チューブ４２の下端４
４は着脱自在な仮止めカバー５０によつて密閉されてい
る。このカバーの役目については後で詳細に説明する。
チューブ４２内にはその軸線に垂直な２枚のプレート５
２，５４が設けられている。後述するように、計測装置
に連結された導電体に溶接されたブシユがこれらのプレ
ートを貫通している。第２図では前記導電体が一点鎖線
５６で示されている。２枚のプレート５２，５４の間に
は空間５８が設けてある。

チューブ４２はこれら２枚のプレート５２，５４によつ
て２つの区域すなわち０貯蔵帯域ョとよばれる下側区域
６０と１通過区域ョとよばれる上側区域６２とに分離さ
れる。下側区域すなわち貯蔵帯域６０内にはチューブ４
２の軸線方向に沿つて垂直ロッド６４が配置されており
、このロッド６４の上端のネジ６６はプレート５４の軸
に形成された雌ネジ６８と螺合している。この雌ネジ６
８はプレート５４を完全に貫通しない盲穴になつている
。このロッド６４は積み重さなつたボビンを支持し且つ
カバー５０を着脱自在に固定する役目をする。このロッ
ド６４にはナット７２と螺合する第２のネジ７０が形成
されている。ロッド６４の上端がプレート５４に固定さ
れると、カバー５０がチューブ４２の下端４４に固定さ
れる。

ロッド６４の囲りには四角形７４て概念的に示した複数
のケーブル貯蔵ボビンが挿入されている。フランジ状板
部材４６は任意の方法で上壁部４の上面に固着でき、カ
バーからガスが漏出するのを防止するためにフランジ状
板部材４６と上壁部４との間を密閉する装置が設けられ
ている。特に、ボルトによつて上壁部４に固着してスリ
ーブ状フランジの周縁の一部を覆うようにして浮上りを
防止したフランジを用いることができる。上記の貯蔵ボ
ビン７４はロッド６牡ナット７２、カバー５０によつて
構成される調節可能なりランプによつてチューブ４２の
下側部分（帯域６０）内に保持されている。

この機械的クランプの代りにボビンの位置をチューブ４
２内で固定でき且つチューブ４２の外ではボビンを外す
ことのできる他の型式のクランプを用いることもできる
。特に、カバー５０はケーブルを機械的に保護するだけ
の役目しかせず、場合によつてはこのカバーは無くても
よい。次に第３図を参照して、プレート５２，５４の使
用法とそれにケーブルを通す方法を詳細に説明する。

こ）ではケーブル５６は、ステンレス鋼製の外側スリー
ブにより被覆された酸化マグネシウムあるいは他の同様
の材料により電気的に絶縁されていて、各ケーブルは通
路の上側帯域を通つている。各ケーブル５６を例えばス
テンレス鋼で作られた小さな円筒状スリーブあるいはブ
シユ８４の内部に気密に溶接した後に、このブシユ８４
をプレート５２，５４に等間隔に形成された孔８６に挿
入する。次いでこのブシユ８４をプレート５２，５４の
孔８６に溶接する。このブシユ８４はケーブル５６と同
じ数だけあり、且つ図示した例では、円板形をしたプレ
ート５２，５４上に等間隔に配置されている。実際には
各プレート５２，５４の周辺部に各プレートの厚さより
厚い高さを有するリム８８が設けられており、両方のリ
ム８８は互に溶接されている。このようにしてプレート
５２，５４を貫通するブシユが溶着され、プレート５２
，５４によつて形成される空間５８が完全に密閉される
。この製造段階において、周知のヘリウムテスト等によ
つて空間５８の気密度を確認するテストを行う。プレー
ト５２に取付けられ６た試験用の導入管８９は、原子炉
の運転中に定期的に原子炉シェルの圧力よりも高い圧力
のアルゴンを導入して遮断層を形成するためのものであ
る。次に円筒状チューブ４２を取付ける。このチューブ
４２は上側管状部分９０と下側管状部分９２とによつて
構成されている。これらの管状部分９０，９２はプレー
ト５２，５４の周辺リム５５に溶接される。こうしてチ
ューブ４２と、個々のケーブル５６が挿通されたブシユ
８４を取付けたプレート５２，５４とによつて構成され
る組立体．が作られる。最後にフランジ状板部材４６を
管状部分９０の上端に溶接する。絶縁ケーブルの各下端
は、それを原子炉内部に設置された各種の検出器に接続
できるだけの長さになつている必要がある。絶縁ケーブ
ルの下端９４は移送および保護のために貯蔵ボビン７４
に巻き付けられており、各貯蔵ボビンは着脱自在なりバ
ー５０によつてチューブ４２内に保持されている。絶縁
ケーブル５６はプレート５２，５４の上方で撚り合わせ
て束９６にし、この束９６をフランジ状板部材４６の孔
９８に通すようにするのが好ましい。孔９８を通つた絶
縁ケーブル５６は上側カバー４８内部で再び分離される
。第２図は上側カバー４８の第１実施例を示しており、
この上側カバー内において、特殊絶縁されたケーブル５
６と、前記検出器をこれら検出器により測定した値を処
理する装置に接続する通常のケーブルとが接続される。

第２図に示す実施例では、カバー４８はフランジ状板部
材４６に固着された側部円筒１００によつて構成されて
おり、この円筒上部は着脱自在な上側カバー１０２によ
つて密閉されていて、カバー４８が完全に密閉されるよ
うになつている。円筒１００内にはその壁面を貫通する
複数のパッキン１０４が圧力ばめされており、このパッ
キン１０４を通つて多重ケーブル１０６が導入されてい
る。多重ケーブル１０６の他端は、原子炉内部に設置さ
れた各種の検出器に対応する各種計測装置に接続されて
いる。カバー４８内には、複数のコネクターが取付けら
れた取付けプレート１０８が設けられており、コネクタ
ーの固定部１１０はプレート１０８を貫通してケーブル
５６の端部と一体になつている。図示した例では１ケー
ブル当り１個のコネクターが設けられている。押圧パッ
キン１０４を通つたケーブル１０６は、互に分離されて
絶縁ケーブル５６と必要な接続が行われる。多重ケーブ
ル１０６を構成する各導線は符号１１２で示してある。
通常の型式の導線１１２の端部にはコネクターの固定部
１１０と係合する結合プラグ１１４が取付けられている
。第４図はカバー４８の変形例を示しており、このカバ
ー４８はフランジ状板部材４６に溶接された固定円筒状
部材１２０を有し、この円筒状部材１２０には押圧パッ
キン１０４が取付けられている。この円筒状部材１２０
は着脱自在のカバー１２２によつて密閉されている。こ
の実施例では、２つの接続支持プレート１２４，１２６
が設けられており、これらのプレート１２４，１２６は
フランジ状板部材４６の孔９８の両側に配置されている
のが好ましい。この場合、前記孔９８はプレート１２４
，１２６と同一軸線上に形成されている。また、支持プ
レート１２４上にはコネクター１１０の固定部が取付け
られており、この固定部にケーブル１１２の接続プラグ
１１４が固定される。この構造によれば押圧パッキン１
０４をカバー４８の全周にわたつて配置でき且つ接続作
業が容易にできる。以上の説明から、本発明装置の特殊
な構造によつて、精密な溶接作業は全て工場で行うこと
ができるということが理解できよう。

特に、ケーブルとブシユ８４との溶接、プシユとプレー
ト５２，５４との溶接並びにプレート５２と５４との溶
接を工場で行える。このことは、これらの溶接が難しく
且つ確実な密閉をする上で重要であることを考慮すると
極めて有利なことである。工場から出た後、取付け前の
装置の状態は第２図に実線で示すものと同じである。

すなわち、下側カバー５０はロッド６４によつてチュー
ブ４２に固定され、ケーブルの下端９４は貯蔵帯域６０
内の貯蔵ボビン７４上に巻かれると）もにその上端はコ
ネクター１１０の固定部に固着されており、コネクター
１１０は各実施例に従つて支持プレート１０８または支
持プレート１２４，１２６に溶接されている。この装置
は、電気ケーブルがカバー４８およびチューブ４２内に
完全に収容されるので、ケーブルを破損せずに簡単に輸
送でき、また原子炉の現場においてチューブ組立体は原
子炉の上壁部４の穴３０から中へ挿入され、浮き上り防
止用のフランジ状板部材によつて固定される。次いで、
上側密閉カバー１０２または１２２を外し、ケーブル１
０６を押圧パッキン内に導入し、その分離した内側端部
をコネクターのプラグ１１４に固定する。この接続プラ
グはコネクターの固定部１１０に嵌合される。これによ
つてケーブル１０４とケーブル５８とが電気的に接続さ
れる。この作業の終了後、ロッド６４のネジを外して下
側カバー５０を外し、それによつて貯蔵ボビン７４をチ
ューブから取り出す。各ボビンをロックあるいは係合さ
せておくことによつて全てのボビンが同時に出るのを防
止することができる。検出器を備えたケーブル下端９４
がこうして原子炉内に取り出される。第２図には補足装
置が点線で示してある。

すなわち、貫通スリーブ３２の下端には導入管１４０が
取付けられており、この導入管を通つて検出器を備えた
絶縁導線９４が送られる。チューブ４２の帯域６０内に
導線を保持しておくために、図示しないコアーによつて
それを固定しておくことができる。上記の各操作が終つ
た後に、貫通スリーブの下端に密閉室１４４を溶接し、
スリーブ３２に通気孔１４６を穿設する。上壁部４の貫
通孔３０は第１図にＡで示すように上壁部の固定部分に
形成するのが好ましい。

しかし、対応する計測装置が固定されているか、あるい
は大形、小形回転プラグであつて且つ原子炉運転中に位
置を変える必要がないものである場合には、この貫通装
置を大形回転プラグまたは小形回転プラグに取付けるこ
ともできる。さらに正確に言えば、貫通部が主回路に対
して反対側に設けられる時には２つのプレート５２，５
４を用いる。

この貫通部が主反応炉の外側にある時には、１枚のプレ
ートだけをチューブ４２内に設けてプレート５２，５４
のうちの１枚を省略することもできる。この場合には、
例えば簡単なアンモニアテスト等により、残つている１
枚のプレートの所での密閉度をテストすることができる
。以上の説明によつて、この装置の基本的利点は精密な
全ての溶接、特にケーブルと密閉プレートとの間の密閉
用の溶接を工場で行うことができるという点にあること
が理解されよう。

これによつて溶接作業を現場で行うよりもはるかに効率
的に検査しながら行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は液体ナトリウムて冷却される高速中性子を用い
る型式の原子炉の垂直断面図、第２図は上壁部の貫通装
置組立体の垂直断面図、第３図は密閉プレートの所にお
けるケーブル貫通部を示す第２図の詳細図、第４図は上
側カバーの別の実施例の垂直断面図てある。 ４・・・・・・上壁部、６・・・・・・安全容器、８・
・・・・・原子炉容器、１０・・・・・・炉心、１４・
・・・・・大回転プラグ、１６・・・・・・小回転プラ
グ、１８・・・・・・主ポンプ、２０・・・・・主交換
器、２４・・・・・液体ナトリウム、２６・・アルゴン
、３０・・・・・・垂直孔、３２，３３・・・・スリー
ブ、４０・・・・・・貫通装置、４２・・・・・・貫体
としてのチューブ、４６・・・・・フランジ状板部材、
４８・カバー、５０・・・・・・カバー、５２，５４・
・・・・・プレート、５６・・・・・・ケーブル、６０
・・・・・貯蔵帯域、６２・・・・通過帯域、６４・・
・・ロッド、７４・・・・・ボビン、８４・・・・・・
ブシユ、１０４・・・パッキン、１０６・・・・多重ケ
ーブル、１１０・・・・・固定部、１１４・・・・・・
接続プラグ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 測定用電気ケーブルを、原子炉の可成厚い上壁部に
   穿設した少なくとも１個の孔に気密状態で挿通させ得る
   測定ケーブル用原子炉壁部貫通装置において、上端を開
   放するとゝもに下端を、原子炉上壁部に気密状態で結合
   されるとゝもに前記ケーブルを挿通させ得る孔を穿設し
   たフランジ状板部材によつて閉鎖された垂直状管体と、
   前記フランジ状板部材の上方に配設される着脱自在の閉
   鎖用カバーと、前記管体内に設けられ、外周部において
   その管体に気密状で連結され、前記ケーブルを気密状に
   挿通させるオリフィスを備えた少なくとも１枚の水平プ
   レートと、前記ケーブルの前記水平プレートの下方に配
   置される部分を巻取るための少なくとも１個のケーブル
   貯蔵用ボビンと、前記ケーブル貯蔵用ボビンを前記垂直
   状管体内に保持するロック位置および前記ボビンの前記
   チューブからの取出しを許容する解放位置をとり得るよ
   う前記チューブに固着れた機械的ロック手段とからなる
   測定ケーブル用原子炉壁部貫通装置。 ２ 前記ボビンの機械的ロック手段は、前記管体の下端
   に着脱自在に取付けられた固定手段を有する着脱自在の
   カバーによつて構成されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の測定ケーブル用原子炉壁部貫通装置。 ３ 前記水平プレートの密閉貫通部はそのプレートに形
   成された前記孔に挿入されたスリーブによつて構成され
   、このスリーブの外周はプレートに溶接され、各スリー
   ブはケーブルより少し大きな直径を有し且つケーブルが
   その中を貫通してこのスリーブの両端に溶接されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１ないし２項のいず
   れか１項に記載の測定ケーブル用原子炉壁部貫通装置。
   ４ 前記管体は互に突き合せられた２本のチューブによ
   つて構成され、各チューブは前記プレートの外周縁に溶
   接されていることを特徴とする特許請求の範囲第１ない
   し３項のいずれか１項に記載の測定ケーブル用原子炉壁
   部貫通装置。５ 前記カバーは、下端において前記フラ
   ンジ状板部材に接続されるとゝもにその上端において着
   脱自在の上側カバーによつて密閉された円筒状スリーブ
   によつて構成され、またこの円筒状スリーブには、前記
   電気ケーブルに取付けられた固定コネクターと係合する
   接続コネクターを有する少なくとも１個の接続ケーブル
   挿通用押圧パッキンが取付けられていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１ないし４項のいずれか１項に記載
   の測定ケーブル用原子炉壁部貫通装置。 ６ 前記着脱自在の下側カバーは、一端において前記水
   平プレートの１つにネジ止めされるとゝもに他端におい
   てその下側カバーに固着されたネジ付きロッドによつて
   前記管体に固定され、前記貯蔵ボビンは前記ロッドに摺
   合されていることを特徴とする特許請求の範囲第１ない
   し５項のいずれか１項に記載の測定ケーブル用原子炉壁
   部貫通装置。 ７ 前記コネクターは２枚の支持プレートにより支持さ
   れ、これらの支持プレートはフランジに形成された孔の
   両側に直角に配置されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１ないし６項のいずれか１項に記載の測定ケー
   ブル用原子炉壁部貫通装置。 ８ 前記管体がそれに直角な２枚のプレートを有し、こ
   れらのプレートの間に空間が形成され、この空間には加
   圧下の不活性ガスを噴射する導入管が取付けられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１ないし７項のいず
   れか１項に記載の測定ケーブル用原子炉壁部貫通装置。