JPS61140891A - 原子炉の放射線遮蔽兼横振れ防止サポ−ト - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、原子炉本体とこれを囲む生体遮蔽体との間の
環状空間上部に配設した放射線遮蔽兼横振防止サポート
構造に関するもので、特に好適に（よ、圧力管型原子炉
の上部鉄水遮蔽体と生体遮蔽体との間の隙間に設けられ
る放射線遮蔽兼横振れ防止サポート構造に関する。

〔発明の背景〕

圧力管型原子炉を例にとれば、従来の圧力管原子炉の縦
断面図構造は第４図に示すようになっている。圧力管型
原子炉本体の主要部は、内部に重水が満されるカランド
リアタンク１、下部鉄水遮蔽体２、側部鉄水遮蔽体３、
上部鉄水遮蔽体４、多数のカランドリア管５、および圧
力管６、等により構成されている。カランドリアタンク
１は胴７、その下部および上部に各々溶接により取付け
られている下管板８、上管板９よりなっている。

更に原子炉本体よりの放射線の遮蔽を目的としてこれを
取囲む生体遮蔽体１０および原子炉本体上部遮蔽体１１
を配備している。カランドリアタンク１を中心にして上
、下および側面に配置されている各鉄水遮蔽体４，２お
よび３は図示の如き軽水の通水される容器内に複数枚の
鉄板（不図示）を重ねて収容したものからなり、これに
より圧力管６内に装填される燃料よりの放射線を遮蔽す
るものである。これら鉄水遮蔽体は放射線による発熱を
防ぐために軽水を通水している。この軽水は放射線遮蔽
効果も有するがその主要目的は冷却である。この軽水は
、上部鉄水遮蔽体４の上部に取付けられた軽水入口管１
３より流入し、上部鉄水遮蔽体の下部よりカランドリア
タンク１の上管板９上に流下し、カランドリアタンク１
の胴７と側部鉄水遮蔽体３との間の内側空間に入り、更
に下部鉄水遮蔽体２の上部より下部鉄水遮蔽体２内に流
下し、下部鉄水遮蔽体２の下部に取付けられた軽水出口
管１４より出て行く流れと、側部鉄水遮蔽体３の外面下
方に取付けられた軽水入口管１５より流入し側部鉄水遮
蔽体３の内部を漸次上昇し側部鉄水遮蔽体３の外面上方
に取付けられた軽水出口管１６より出て行く流れとに分
けられている。

カランドリアタンク１の上、下に各々溶接により取付け
られている上管板９．下管板８はいたずらに厚くすると
中性子吸収など原子炉本体の性能に著しい影響を及ぼす
ため最少限の設計厚みを採用している。

据付作業の見地より、上部鉄水遮蔽体４と生体遮蔽体１
０との間には図示の如く必要最少限の間隙を設けなけれ
ばならないのが現状であり、この間隙よりの放射能漏洩
を防止するために原子炉上部遮蔽体１１が必要となって
いる。この上部鉄水遮蔽体４と生体遮蔽体１００間の隙
間は据付時の公差と原子炉運転時の発熱による熱膨張等
を総合勘案して定められている。また上部鉄水遮蔽体４
と原子炉上部遮蔽体１１との間にも、前述の上部鉄水遮
蔽体４と生体遮蔽体１００間の関係と同様、製作、据付
の公差と熱膨張等を勘案した間隙を設けざるを得ないた
め、ここから放射能漏洩が生じ得る。放射能漏洩を防ぐ
ためには上部遮蔽体１１の板厚を厚くする必要があるが
、これは原子炉を大型化する原因になっている。新型転
換炉に於いては、上部鉄水遮蔽体４の上部外周部の前記
間隙を円周状に精密機械加工した鉄板よりなる遮蔽体１
１で遮蔽している。この遮蔽体の加工費及び現地に於け
る据付工数の期間は建設コスト及び建設工程の短縮の要
求の強い今日に於いて早急に解決せねばならない問題で
ある。さらには定期点検に於いて前述の上部鉄水遮蔽体
４の外周よりの漏洩放射能のため点検作業は甚だ非効率
的なものとなる。また原子炉上部遮蔽体１１０分解点検
ともなると、再組立には一品一様の機械加工品であるた
め職人技術を要し、日数、工数は膨大となり定期点検費
用は甚大なものとなる。

また、将来建設が予定されている新型転換炉は、第１図
に示す炉に対し更に大径となるので前記遮蔽体もより太
きいものにならざるを得す、更に、熱移動変心、地震時
における原子炉本体の横振れに対する耐震サポートの必
要性も生じている。将来の新型転換炉の予想構造の縦断
面図を第５図に、その一部平面図を第６図に示す。図中
、２５は耐震サポートである。

この様な背景から、上部鉄水遮蔽体の外周隙間の遮蔽構
造及びサポート構造の単純化を図り、以てコスト低減、
据付工事の工程短縮、定期点検工事の工程短縮、被曝線
量の低減を図ることが圧力管型原子炉に於ける一つの技
術的課題である。圧力管型原子炉に限らず、原子炉本体
とその周りの生体遮蔽体との間の環状空間からの放射線
漏洩に対する遮蔽構造および原子炉本体の横振れ防止サ
ポート構造の合理化は望ましいことである。

従来、特開昭５３−３４０９１において放射線遮蔽用流
体を満たした可撓性容器を該環状空間に架橋することが
提案されているが、これは容器材質の強さ、耐久性の点
で難しい問題があり、また横振防止サポートの機能を奏
しない。また特開昭５１−６６９９３には断熱リングの
２分割要素をバネで原子炉主容器と安全容器の壁に圧着
固定することが提案されているが、これは放射線遮蔽が
目的ではなく、またその構造や支持が複雑であり、密閉
性やサポート性でも満足し得るものでなかった０ 〔発明の目的〕 本発明の目的は、原子炉本体とその周りの生体遮蔽体と
の間の環状空間の上端部からの放射線漏洩を防止すると
共に原子炉本体の横振れ防止用サポートを兼ねる簡単な
構成の遮蔽兼横掘れ防止サポート構造の提供にあり、以
て、原子炉設備のコスト低減、据付工事の短期化、定期
点検工事時に於ける被曝線量の低減、同点検工程の短縮
を図るにある。

〔発明の概要〕

前述の発明の背景の項にて詳述したように、原子炉本体
と生体遮蔽体との間、例えば圧力管型原子炉の上部鉄水
遮蔽体と生体遮蔽体の間には、ある程度の隙間が設けら
れている。本発明はこの隙間部に多孔性の放射線遮蔽材
を充填し、この遮蔽材に外周の生体遮蔽体側の複数個所
より常時原子炉本体側に向って押圧力を作用させること
により、放射線遮蔽効果を奏すると共に原子炉本体の熱
移動や地震時等の横移動（横振れ）を吸収させて原子炉
本体の横振れ支持構造としての役割りをも兼ねさせるよ
うにしたものであり、従前の構造ではデッドスペースと
なっていた部分を利用するととができるので、原子炉構
造物自体のコンパクト化も可能となるものである。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の実施例を支所面図である第１図および平
面図である第２図によって説明する。側部鉄水遮蔽体３
と上部鉄水遮蔽体４は溶接により一体構造となっており
、上部鉄水遮蔽体４と生体遮蔽体１０との間には製作、
据付公差及び原子炉運転中の熱移動等を総合考慮した隙
間（、）が設けられている。図示の状態は原子炉運転停
止中の相対関係を示している。上部鉄水遮蔽体４の外周
面には支持板１７が環状に、また複数個の遮蔽材支持金
具１８が等間隔に溶接等により取付けられている。これ
らが取付ゆられた上部鉄水遮蔽体４を側部鉄水遮蔽体３
に設置し溶接により原子炉本体として一体化させる時に
生体遮蔽体１０は既に完成していても良いし、又は、原
子炉建屋建築等の関係で上記一体化後に完成してもよい
。要するに結果的に原子炉本体が一体化し且つ生体遮蔽
体が完成していれば良い。この様な状態において、先ず
第一に、側部鉄水遮蔽体４に溶接等にて取付ゆられてい
る支持板１７と生体遮蔽体１ｏとの上部に遮蔽材受板１
９を設置し、次いでスプリング２゜を所定の圧縮力を加
えた状態にて設置する。（セットボルト等を用いても良
い。）次に抑圧板２１を図示の所定の位置に配して後、
多孔性の遮蔽材２２（例えば鉛毛）を所定の充填密度に
て充填する。しかる後スプリング２０を開放しくセット
ボルトを取り外し）、蓋２３を被して本構造体の組立作
業は完了となる。なお、蓋２３の施設作業とスプリング
２０の開放作業（セラ）＆ルトの取り外し）は、蓋２３
にスプリング開放用切り欠き等を設けておくことにより
作業順序を逆にしても差し支えはない。多孔性の遮蔽材
２２としては鉛毛の他に鉛粒、黒鉛粉、鉄粉などを用い
ることもできる。

本構造による遮蔽材支持金具１８．押圧板２１゜スプリ
ング２０．遮蔽材２２．蓋２３の平面図関係は第２図に
示してあり、これは原子炉運転時の発熱等による原子炉
本体の熱膨張又は移動、それどＱｌ による遮蔽材２２の収縮、更らには原子炉運転休止時の
遮蔽材２２の復元率（材料の選定及び充填密度により差
がある）を考慮して設計配備されている。

第３図は原子炉運転時における上記構造の状態を示す断
面図である。第１図に示した上部鉄水遮蔽体４と生体遮
蔽体１０との間の隙間（、）は、第３図においては、原
子炉本体の熱による膨張等によりせばめられた隙間（ａ
′）となっており、遮蔽材は（、）　−（、’）分だけ
圧縮されたことになり充填密度は密となる。

定期点検時等の原子炉運転休止時には、第１図に示す様
な状態に復元すればよい訳けであるが、遮蔽材としての
鉛毛等は第１図に示す様な１００パーセントの復元はむ
ずかしく、上部鉄水遮蔽体４と遮蔽材２２との間に隙間
を生じる危惧がありこの隙間から放射能の漏洩の恐れが
ある。これを防ぐため、本発明実施例による上記構造で
は遮蔽材支持金具１８を配することによって、上部鉄水
遮蔽体４と遮蔽材支持金具１８との間の遮蔽材は、熱移
動等による原子炉本体の移動等の繰り返し作用があって
も、常に隙間を作らない様に配慮した構造となっている
。又、上部鉄水遮蔽体４と押圧板２１との間の遮蔽材２
２は、スプリング２ｏにより常に一定の力で抑圧加力さ
れているため、原子炉の運転及び休止の繰り返しによっ
ても上部鉄水遮蔽体４との間に隙間を生じない。また上
記構造は地震時等に対する原子炉本体のサポート構造と
しても作用する。すなわち、地震力による上部鉄水遮蔽
体４の横移動は、押圧板２１と上部鉄水遮蔽体４との間
に充填されている遮蔽材２２を介してスプリング２０に
伝達され支持される構造となっている。

参考例として第７図及び第８図に示す様に、可撓性シー
ル材の中に遮蔽材を充填してなる遮蔽体２４を上部鉄水
遮蔽体４と生体遮蔽体１０との間に挿入することも考え
られるが、遮蔽材を包む為のシール材の材料選定等むず
かしい問題（放射化された場合の耐放射線性、耐用年数
、及び取替え時の代替品の単価、取替え時の作業性２等
）があり、芳ばしい構造としては推奨されない。ここで
第７図は原子炉運転前又は原子炉休止時に於ける該遮蔽
体２４の姿、第８図は原子炉運転時のその予想される姿
を示す図である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、原子炉本体と周りの生体遮蔽体との間
の環状空間上部からの漏洩放射能の十分な遮蔽効果が得
られ、原子炉定期点検時の作業性が良好となり定検時の
炉上部点検作業の所要時間は大巾に低減される。また材
料費は従来の特大機械加工品がなくなり、遮蔽材として
量産販売品（鉛毛等）使用となるため１０分の１以下と
なり、現地に於ける据付工事費も組立調整作業がな（な
るため４分の１以下となる。更に構造が簡単で原子炉上
部に於けるスペースの有効活用により原子炉格納容器の
コンパクト化が可能であり、原子炉本体の横掘防止サポ
ート構造と放射線遮蔽体とを兼ねているので、別個にこ
れらを設ける必要がなく、原子炉設備の低廉化および保
守の容易化が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例の縦断面図および
平面図、第３図は該実施例の異る状態を示す縦断面図、
第４図は従来の圧力管型原子炉（新型転換炉「ふげん」
）の縦断面図、第５．第６図は従来型構造とした場合の
新型転換炉「実証炉」の縦断面図および一部平面図、第
７図、第８図は原子炉起動前又は原子炉休止時の参考例
の遮蔽体を示す図である。 １・・・カランドリアタンク、 ２．３，４・・・鉄水遮蔽体、 ５・・・カランドリア管、　　６・・・圧力管１０・・
・生体遮蔽体　　　１１・・・原子炉上部遮蔽体１２・
・・軽水　　　　　　１７・・・支持板１８・・・遮蔽
材支持金具　１９・・・遮蔽材受板２０・・・スプリン
グ　　　２１・・・押圧板２２・・・遮蔽材　　　　　
２３・・・蓋２４・・・遮蔽体　　　　　２５・・・サ
ポート。 第６図 第７図 ｒｒ’ｓ　ｓ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉本体とこれを囲む生体遮蔽体との間の環状空
   間の上部隙間を生体遮蔽体に一部跨って全周に亘り橋絡
   閉塞する多孔性の放射線遮蔽材と、周方向に間隔を置い
   た複数個所にて生体遮蔽体側から前記放射線遮蔽材に対
   して原子炉本体側に向って常時押圧力を与える押圧手段
   とを具備したことを特徴とする原子炉の放射線遮蔽兼横
   振れ防止サポート。 ２、原子炉が圧力管型原子炉であり、前記環状空間の上
   部間隙は圧力管型原子炉本体のうちの上部鉄水遮蔽体と
   生体遮蔽体との間の隙間である特許請求の範囲第１項記
   載の原子炉の放射線遮蔽兼横振れ防止サポート。