JPS61281992A

JPS61281992A - 高速中性子原子炉

Info

Publication number: JPS61281992A
Application number: JP60119867A
Authority: JP
Inventors: ジヤン・ピエール・クランサ; パトリツク・ジヨガン; ミシエール・ソヴアージユ
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 1985-06-04
Filing date: 1985-06-04
Publication date: 1986-12-12

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、液体金属充填容器を含む一体型液体金属冷却
式高速中性子原子炉に関し、該容器は一次回路の熱交換
器及びポンプ用の支持部材として作用する鉄筋コンクリ
ート箱形スラブによって原子炉の上方部内に密封されて
いる。

このような原子炉において、炉心を構成する燃料集合体
は液体金ｈｉ４（一般にナトリウム）供給支持部材及び
床部材を介して容器の底部またはその周辺上に載置され
る。液体ナトリウムは炉心の上方に配設された高温コレ
クタ及び熱交換器内に入る前に原子炉燃料の核分裂反応
によって炉心内で加熱される。熱交換器の下方部内に配
設された低温コレクタを離れる低温−次ナトリウムは一
次ポンプによって吸引され、このポンプはナトリウムを
支持部材内に再射出する１、この形式の原子炉において
、熱交換器及びポンプは一般に原子炉容器を密封するス
ラブに懸吊される。これは原子炉の運転または安全のた
めに必要な成る数の他の部材に対しても実施される手段
である。

Ｐｂ６ｎｉｘ　または５ｕｐｅｒ　Ｐｈ６ｎｉｘのよう
な原子炉において、炉心組立体は、移送アームまたは回
転式プラグ上に取付けられた突出部材または攪はん捧に
よって炉心から周期的に取外され、次いで斜路及び閉門
システムによって隣接するエンクロージュア内に排出し
、ここにおいて該組立体はそれらの残留放射能を、少く
とも部分的にも非活性化するために適正な時間をかけて
放出する。次に燃料を回収するため、この燃料から缶に
詰める材料を分離する処理を受ける。

この操作システムは、比較的複雑で、特に核分裂性材料
組立体の場合は著しく、プラグ・カバー・炉心上で懸吊
された手段を介する場合にはその実行を困難にさせるっＣｏｍｍ１ｓｓａｒｉａｔ　ａ　ｔ’Ｅｎｅｒｇｉｅ　
Ａｔｏｍｉｑｕｅ　ａｎｄＣｒｅｕｓｏｔ　Ｌ６ｉｒｅ
による１９７１年１月２６日イ寸のフランス特許第７，
１３１，０３６は、操作アームが炉心の頂部を通過でき
るように密閉包囲体内にプラグ・カバー・炉心を引入れ
ることができる原子炉を装備することによって操作シス
テムを簡易化しかつその遂行を便利にすることを提案し
ている。

プラグ・カバー・炉心を引入れるための密閉セルノ考え
は、Ｕ、Ｋ　Ｅ、　Ａ、　ニよる英国特許第１，０２６
，５５９においても予期され、及び米国において５ＥＦ
ＯＲ原子炉の木彫模型について既に研究されている（Ｇ
ＥＡＰ　５７０１．　ＡＥＣＲｅ５ｅａｒｃｈ　ａｎｄ
　ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔ、　１９６９年
３月）。

しかし、一体型高速中性子原子炉のスラブ上に操作用セ
ルを装着することは、その構造が原子炉の規模を余りに
大きくさせその結果として価格を増大させることに及び
、あるいは一定の大きさに対して出力の減少を伴うもの
と一般に考えられるので、決して大きく取上げられなか
った。さらに、この解決方法の実現は十分に剛性の高い
強度の大きいスラブによってのみ可能で、かっＰＭｎｉ
ｘ及び５ｕｐｅｒ　ＰｂＡｎｉｘ原子炉の機轄的に溶接
されたスラブでは実現できない。

さらに、Ｃｏｍｍ１ｓｓａｒｉａｔ　ａ　ｌ’Ｅｎｅｒ
ｇｉｅ　Ａｔｏｍｉｑｕｅによる１９８１年１月２０日
付、フランス特許第８．ｊｏｏ、９６は、価格のそれほ
どの増大を伴わずに極めて剛性の高い、大強度のスラブ
を提案している。

本発明は鉄筋コンクリート造りの中央箱及び放射箱形構
造をもちかつそれらの中に炉心燃料集合体の操作及び移
送装置を収納する箱形スラブを具備する一体型原子炉を
提案する。

さらに詳しく述べれば、本発明は液体金属を満たした容
器を含み、その上方部は中央開口をもつ下方板を有する
鉄筋コンクリート製箱形スラブによって密封され、前記
中央開口内に原子炉炉心の上にかぶさるブラダ・カバー
・炉心及び関連燃料集合体が配置され、さらに中央開口
のまわりにリング状に配設された周辺開口を有し、ポン
プ及び熱交換器がそれに沿って配置され、それらの頭部
はスラブの厚さ内に形成された凹部内に収容され、なお
、中央開口は中央繰作用セルによって取囲まれ、この操
作用セルは二つの隣接するセル間に配置された燃料集合
体を排出しかつ中央セル内へ直接ｔで送出するための少
くとも一つの半径方向通路５によって移送七ルと連結さ
れ、中央セル及び半径方向通路は箱形スラブの部分を構
成する鉄筋コンクリート箱に形成され、操作及び排出装
置は燃料集合体を炉心と移送セル間で中央セル及び半径
方向通路を通過して搬送するために提供される。

本発明の第１実施例によれば、前記操作及び排出装置は
前記半径方向通路内のレール上で可動なように取付けら
れた、回転板及び傾斜式リプをもつクレーンを含む。

本発明の第２実施例によれば、前記操作及び排出装置は
中央開口まわりで中央セル内に、及び少くとも一つのレ
ール上で半径方向通路内に配置されるように取付けられ
た垂直梁を含み、前記梁はそれ自身の軸線まわりに回転
されかつ垂直軸まわりに関節運動する拘捉アームを取付
けた台を滑動的に支持する。

この場合、操作及び排出装置は、梁をそれ自身の軸線ま
わりに回転することにより及び拘捉アームを前記垂直軸
まわりに回転することによって中央セルの箱の間に収納
される。

プラグ・カバー・炉心用の操作及び保管装置は、燃料集
合体の操作及び排出装置のレベルよりも高いレベルにお
いて中央セルの上方部に配置されることが好適である。

プラグ・カバー・炉心の操作装置は、さらに中央セル上
方に配置されてプラグ・カバー・炉心のセル内での垂直
移動を制御するチェーンまたはケーブルウィンチのシス
テムを含ｔｒ。

同様にして、プラグ・カバー・炉心の保管装置は、プラ
グ・カバー・炉心の保管用の高い位置をとるために中央
セルの箱内に装着された少くとも三つの引込み式支持部
材を含むことができる。

当該原子炉の多数の他の態様は、本発明の説明用であっ
て本発明を限定するものではないこの組立体用の移送シ
ステムの特定の若干の実施例の、図面を参照しての以下
の説明から男らかになるであろう。

第１図に示すような本発明による高速中性子原子炉は、
液体金属２（一般に液体ナトリウム）をもって満たされ
かつ鉄筋コンクリート製箱形スラブ３によってその上方
部において密封される。スラブ６の下方板５ａは複数の
開口をもち、そのうちの一つは中央開口４であり、他の
開口８．９は周辺に設けられ中央開口４まわりにリング
状に配置される。少くとも一つのポンプ１０と少くとも
一つの熱交換器１１が、それぞれスラブ６の厚さ内に形
成された凹部１２．１！で周辺開口８．９内に載置され
る。これらの凹部は、ポンプ及び熱交換器の頭部を囲む
ように設計されている。中央開口４は燃料集合体７から
形成された炉心６の上方に開口する。開口４は鉄筋コン
クリート箱１５によって構成された中央の、密封操作用
七ル１４が形成され、その円筒形側壁はスラブ３の中実
軸をその下方部に形成する。

本発明によれば、箱形スラブ３は、回転式プラグ構造で
はなく、その代りに、下方板３ａに形成された中央開口
４内に配設されたプラグ・カバー・炉心５を有するのみ
である。鉄筋コンクリート操作用箱１５は、その内側面
に金属表皮９１を付設する。操作用箱１５はその頂部を
取外し可能なプラグ９０によって閉鎖され、このプラグ
は、原子炉保守作業を実施するための閘門９３への接近
を許す。

セル１４内には二つの上下に位置するレベルが定められ
、すなわちプラグ・カバー・炉心５用の保管及び操作装
置によって占位される上方レベルと、燃料集合体７の繰
作及び排出装置によって占められる下方レベルである。

組立体の操作装置の収納または引込みに続いて、上記の
レベルシステムは、プラグ・カバー・炉心の操作段階中
に、その保管場所に対応する上方位置１６ａと、原子炉
の運転中に通常占位する下方位置１６ｂ間でプラグ・カ
バー・炉心側の垂直方向の移動を許す。

プラグ・カバー・炉心５の操作装置の中にはセル１４内
でプラグ・カバー・炉心５の垂直方向の移動を制御する
ため、箱１５の外側上方部分に取付けられたチエンなど
によって作動されるウィンチシステム１８ａ、１８ｂが
配設される。

プラグ・カバー・炉心保管装置は、セル１４の壁部内に
配設された少くとも三つの引込み式支持部材１９ａ、１
９ｂによって保証される開門システムを含む。

第１図及び＠２図に示すように、セル１４の下方部に配
置された組立体７の操作装置１７は垂直軸２１まわりに
回転するように取付けられた垂直アーム２０を含み、軸
２１まわりのアーム２００回転はモータ２２によって制
御される。アーム２０はその下端に水平な突出部材２３
をもち、突出部材２３の末端には組立体７を拘捉できる
引掛は兵２４を具備する。軸２１は移動台２５によって
支持され、移動台２５は、移動台２５とねじ係合しつつ
貫通しかつ制御モータ３２によって回転されるねじロッ
ド３９を介して垂直梁２６に沿って滑動する。梁２６は
少くとも二つの環状レール２８゜３１上を転動するロー
ラ２９ｂをＡ備した二つの移動台２９によってそれ自身
の軸線まわりに回転するように支持される３、レール２
８は、セル１４０床上に配設されるが、レール３１はセ
ル１４の下方操作部分の上方部でその垂直方向上方に配
設される。

梁２６のそれ自身の軸線まわりの回転は、制御モータ２
７によって制御される。この回転によってキー９４を介
して移動台２５が回転される。レール２８．５１に沿う
移動台２９の移動は、下方移動台２９のローラ２９ｂの
一つを回転する傘歯車３０を介してモータ２９ｂによっ
て制御される。

上述の構造によって、炉心６内に含まれる任意の燃料集
合体７の引掛は具を位置づけることが可能となる。また
、炉心へ自由に接近することができかつプラグ・カバー
・炉心５の操作を可能にする。

第２図は、燃料集合体の上記操作装置の二つの可能な形
態Ａ及びＢを示す。実線で示す形態Ａは、操作中のこの
装置の多数の形態の一つをあられし、この場合、その引
掛は具２４は炉心６の中心に位置する。鎖線で示す形態
Ｂは、前記フレーム装置をセル１４の壁部に向けて収納
した形態を示し、この状態で、プラグ・カバー・炉心５
はセル１４に沿って垂直方向に移動できる。形態Ｂから
形態Ａへの通過は梁２６をその回転軸線まわりに回転し
かつアームをその軸２１まわりに回転することによって
実施される。

第６ａ図及び第６ｂ図は、本発明の第１変更態様により
移送場所への燃料集合体７の排出を示す。

第６ａ図及び第６ｂ図に示すように、燃料集合体７はセ
ル１４内に配置された操作装置によって外部の移送場所
４５（第３ａ図）に排出される。

このために、セル１４は横方向または半径方向移送通路
４６が延長形成され、この通路はセル１４と直接に連結
されかつ少くともその高さの部分にわたって箱形スラブ
３と一体に形成された鉄筋コンクリート造りの箱形部分
４７を有する。通路４６はスラブの周辺部に形成された
二つの凹部１２゜１５ｆ！１１で半径方向に位置しかつ
その上端は排出用開口４４によって移送セル４５と連結
される。第３ｂ図からさらに明らかなように、炉心と排
出開口４４間での燃料集合体の移送は、上記の操作装置
によって完全に実施できる。この目的で、レール２８と
６１は、移動台２９をその全移動行程にわたって案内す
るために通路４６内に延びる。運転時には、通路４３は
通常、ウィンチ５０によって操作される扉４９によって
セル１４から隔離される。

プラグ・カバー・炉心５の中央開口４を通る炉心の直接
装入、装脱は原子炉の高さを可成り減するという利点を
もつ。よって、燃料集合体７が傾斜路によって排出され
る普通の一体型原子炉の場合と、炉心とスラブ間の長さ
に少くとも等しい高さと組立体を提供することは不必要
である。この形態もまた、移送通路４３が極めて限定さ
れた幅をもつのみであるので、原子炉直径を増大しない
という利点をもつ。

第４ａ図及び第４ｂ図に示す変更態様は、この場合も操
作用セル１４と直接に連結されかつ箱形スラブ６の一体
部分を形成する鉄筋コンクリート造りの箱形部分４７を
有する横方向または半径方向排出通路４３を使用するの
で、前述の変更態様と同様の利点をもつ。前述の変更態
様と同様に、排出用開口＋４によって外方の移送セル４
５とセル１４を連結するために、通路４３はスラブろの
二つの四部１２．１６間でスラブを半径方向に横断する
。

第４ａ図及び第４ｂ図の変更態様が第６ａ図及び第６ｂ
図の態様と異なるところは、この場合、クレーン１１７
によって構成された操作装置にある。

このクレーンはレール５４上を転動する移動台またはト
ロリー５２を含み、このクレーンは、スラブ６の下方板
５ａを構成する箱形部分４７の床上で前記移動台または
トロリーを半径方向に移動させる。移動台５２は、水平
軸線まわりに関節運動する傾斜式ジブ５８を装着した回
転板５６を支持する。変形可能な平行四辺形システムを
用いて、案内チューブ６０がジブ５８の末端に取付けら
れ、それによってジブの傾斜の如何にかかわらず案内部
材６０は垂直位置に保たれる。引掛は具２４を担持する
移動台は案内チューブ内を移動するので、引掛は具が底
位置（第４８図において鎖線で示す）にあるときは燃料
集合体を拘捉し、次いで前記集合体を案内チューブ内に
引込み、これを移送セルに移動させる。案内チューブ６
０を開口４４上にもたらして移送セル４５内へ送出する
ために、シブ５８を揚扛しく第４ａ図において実線で示
す）、次いで移動台５２をレール５４に沿って移動させ
て上記の動作を逐行する。第４ｂ図に示すように、回転
板５６は、原子炉炉心内に含まれるすべての燃料集合体
への接近を可能にさせる。

明らかに、使用済み燃料集合体の排出と、新規燃料集合
体の導入の両方を同時に実施するために、通Ｗ：ｒ　４
３に匹敵する通路を二つ提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、箱形スラブの中実軸内に合体された操作セル
をもつ本発明による原子炉の縦断面図、第２図は、第１
図による原子炉の組立体を操作する作用位置と、操作部
材を操作セルの壁に向けて収納した位置を示す拡大平面
図、第６ａ図及び第６ｂ図は、本発明による原子炉の縦
断面図及び平面図であって、組立体を第２移送場所へ排
出する第１方法を示し、前記排出は中央セルと中央セル
内で延びる半径方向移送通路間で移動する移送装置によ
って実施され、第４ａ図及び第４ｂ図は、第３ａ図及び
９４３ｂ図と対応するもので、半径方向移送通路内に恒
久的に配設されたクレーンを用いる、この組立体の第２
排出方法を示す図である。図中の符号　　　　　１・・・容器、２・・・液体金属、　　　　３・・・箱形スラブ、６ａ
・・・スラブ下方板、　４・・・中央開口、５・・・プ
ラグ・カバー・炉心、　６・・・原子炉炉心、７・・・
燃料集合体、　　　ａ、９・・・周辺開口、１０・・・
ポンプ、　　　　１１・・・熱交換器、１２、Ｌ５・・
・凹部、　　　１４・・・操作用セル、１５・・・鉄筋
コンクリート箱、　　１６ａ・・・上方位置、１６ｂ・
・・下方位置、　　　１７・・・操作装置、１８ａ、　
１８ｂ−・・ウィンチ、１９ａ、１９ｂ−”支持部材、
２０・・・垂直アーム、　　２１・・・垂直軸、２２・
・・モータ、　　　　２３・・・突出部材、２４・・・
引掛は具、　　　２５・・・移動台、２６・・・梁、　
　　　　　２７・・・制御モータ、２８．３１・・・レ
ール、　　２９・・・移動台、２９ａ・・・モータ、　
　　　２９ｂ・・・ローラ、６０・・・傘歯車、　　　
　　６２・・・制御モータ、４３・・・通路、　　　　
　４４・・・排出開口、４５・・・外部移送場所、　４
７・・・鉄筋コンクリート箱形部分、４９・・・Ｌ　　
　　　　　　ｓｏ・・・ウィンチ、５２・・・移動台％
　　　　　５４・・・レール５６・・・回転板、　　　
　５８・・・ジブ６０・・・案内チューブ、　９ｏ・・
・プラグ、９１・・・金属表皮、　　　９６・・・閘門
、９４・・・キー　　　　　　１１７・・・クレーン　
ヲ示ス。ＦＩＧ、１Ｃ（

Claims

【特許請求の範囲】１、液体金属を満たした容器を含み、該容器の上方部が
中央開口を有する下方板をもつ鉄筋コンクリート製箱形
スラブによつて密封され、前記中央開口内に原子炉炉心
上にかぶさりかつ燃料集合体を含むプラグ・カバー・炉
心が配置され、前記中央開口のまわりにリング状に周辺
開口が配置され、前記周辺開口内にポンプ及び熱交換器
が開口に沿つて配設され、前記ポンプ及び熱交換器の頭
部がスラブの厚さ内に形成された凹部内に収納され、さ
らに中央開口上方に中央操作セルが形成され、前記中央
操作セルは少くとも一つの半径方向の通路によつて移送
セルと連結されて二つの隣接する凹部間に位置する燃料
集合体を排出して中央セル内に直接に送出し、中央セル
と半径方向通路は箱形スラブの部分を構成する鉄筋コン
クリート製箱形部分によつて形成され、操作及び排出装
置が燃料集合体を中央セル及び半径方向通路を通過しつ
つ原子炉炉心と移送セル間で燃料集合体を搬送するため
に配設された高速中性子原子炉。２、操作及び排出装置が、半径方向通路内のレール上で
移動可能なために取付けられた、回転板及び傾斜式ジブ
を有するクレーンを含む特許請求の範囲第１項記載の高
速中性子原子炉。３、前記操作及び排出装置が、中央開口まわりの中央セ
ル内、及び少くとも一つのレール上で半径方向通路内に
おいて移動可能であるように取付けられた垂直梁を含み
、前記梁がそれ自身の軸線に沿つて回転されかつ垂直軸
まわりに関節連結された把握アームを取付けた移動台を
滑動式に支持する特許請求の範囲第１項記載の高速中性
子原子炉。４、操作及び排出装置が、梁をそれ自身の軸線まわりに
回転しかつ把握アームを垂直軸まわりに回転することに
よつて、中央セルの箱形構造部に向けて収納される特許
請求の範囲第３項記載の高速中性子原子炉。５、プラグ・カバー・炉心の操作及び保管装置が、燃料
集合体用の操作及び排出装置のレベルよりも高いレベル
において中央セルの上方部に位置する特許請求の範囲第
１項から第４項までのいずれか一項記載の高速中性子原
子炉。６、プラグ・カバー・炉心の操作装置が、中央セルの上
方に配置されかつ中央セル内でのプラグ・カバー・炉心
の垂直移動を制御する、チエンまたは類似の手段によつ
て作動されるウインチのシステムを含む特許請求の範囲
第５項記載の高速中性子原子炉。７、プラグ・カバー・炉心の保管装置が、プラグ・カバ
ー・炉心の上方保管位置を定めるために、中央セルの上
方部の箱形構造部内に装着された少くとも三つの引込み
式支持部材を含む特許請求の範囲第５項または第６項記
載の高速中性子原子炉。８、半径方向通路が燃料集合体の排出のため少くとも一
つの開口によつて移送セルと連結される特許請求の範囲
第１項から第７項までのいずれか一項記載の高速中性子
原子炉。９、中央操作用セルが取外し可能なカバーによつて密封
される特許請求の範囲第１項から第８項までのいずれか
一項記載の高速中性子原子炉。