JPS61296291A - 原子炉上部構造 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は耐震性の向上ひいては原子炉の安全性の向上を
図らんとする原子炉上部構造に関する。

［発明の技術的背景］ 第８図を参照して従来例を説明する。第８図はループ型
高速増殖炉の縦断面図であり、図中符号１０１は原子炉
容器を承り。こ原了炉容ｉ！９１０１内には冷却材１０
２および炉心１０３が収容されている。上記炉心１０３
は図示しない複数の燃料集合体および制御棒等から構成
されており、図示しない炉心支持ｍ構を介して上記原子
炉容器１０１に支持されている。上記原子炉容器１０１
の上部開口１０１Ａは遮蔽プラグ１０４により閉塞され
ている。この遮蔽プラグ１０４は固定プラグ１０４Ａ、
およびこの固定プラグ１０４Ａの内周側に回転可能に搭
載された回転プラグ１０４Ｂとから構成されている。ま
た上記炉心１０３の上方には炉心上部機構１０５が上記
回転プラグ１０４Ｂを貫通して配置されており、この炉
心上部機構１０５には制御棒駆動機構（以下ＣＲｒ）と
いう）１０６が設置されている。このＣＲＤ１０６によ
り前記制御棒の炉心１０３への挿入・引抜を調整し、炉
心出力を制御する。

上記構成において冷却材１０２は図示しない冷７ＪＩ材
入ロ配管を介して原子炉容器１０１内に流入し、炉心１
０３を上方に向って流通りる。その際炉心１０３の核反
応熱により昇温する。昇温した冷ＩＡ材１０２は炉心１
０３の上方に流出して、図示しない冷却材出口配管を介
して図示しない熱交換器に導入される。該熱交換器にて
二次側冷却材と熱交換して冷却され、前記冷却材入口配
管を介して再度炉心１０３下方に供給される。以下同様
のサイクルをくりかえび。

前記遮蔽プラグ１０７１は各種機器を搭載するものであ
り、また以下に示す３つの機能を備えるものである。ま
ず制御棒挿入性の６゛「保であり、次に燃料交換機能の
実現であり、さらに３つめの機能どしてその他の機器の
支持機能がある。これら３つの機能の肉量つども不要な
しのは最初に上げた鏝面、すなわら制御棒の挿入性の確
保であり、特に地震が発生した場合であってし炉心１０
３の上部と、前記ＣＲＤ１０６との相対変位を可能な限
り小さくする必要がある。そこでかかる機能を実現する
ためには遮蔽プラグ１０４のＣＲＤ１０６搭載位置回搭
載位置面げ定数を大きくする必要がある。このことは燃
料交換装置（図示せず）についても同様であり、燃料交
換装置搭載位置回りの回転曲げ定数を大きくする必要が
ある。

また上記固定プラグ１０／ＩＡおよび回転プラグ１０４
Ｂの構成をさらに詳細に説明すると、固定プラグ１０４
Ａは、固定プラグ上板１１１と下部ぢ 固定プラグ１１２とｐ構成されている。固定プラグ上板
１１１は内筒１１３および外筒１１４およびこれら内筒
１１３および外筒１１４の上下に設けられた上フランジ
１１５および下フランジ１１６とから構成されている。

一方上記回転プラグ１０４　Ｂは下部回転プラグ１１７
と回転プラグ上板１１８とから構成されている。ここで
前述した機器搭載機能をになっているのは、上記固定プ
ラグ上板１１１および回転プラグ上板１１８であり、従
来こπ楠定プラグ上板１１１および回転プラグ上板１１
８の信頼性の向上を図るために、該上板１１１　Ｊ５よ
び１１８の下方に冷却層１２０を設置している。この冷
ＪＪＩ層１２０は窒素ガスを流通させることにより冷却
効果を（ｑるものであり、このように冷２Ｊ１すること
により固定プラグ上根１１１および回転プラグ上板１１
８を常温雰囲気におぎ、その健全性の維持を図らんとす
る。

［背理技術の問題点］ 上記構成によると以下のような問題があった。

（１）まず固定プラグ上板１１１は＋’＋ｆｆ述したよ
うに二枚板フランジ構造となってＪ３す（上フランジ１
１５および下フランジ１１６）、また回転プラグ１０４
Ｂをその内周側に収容するために、大ぎな偏心穴１２１
を備えていてる。また回転プラグ上板１１８については
、厚板構造となっているが、前記炉心上部機構１０５の
１通用穴１２２およ長円形プラグ用の穴を備える構成で
ある。よ、つていずれの場合にもフランジ構造としては
剛性が低く、変形し易い構造となっている。

（２）また冷却層１２０は上記名士４ｆ；ＬｌｌｌおＪ
：び１１８にボルト結合されてＪ３す、上記各上板１１
１および１１８の剛性を高めることには同等寄与するこ
とは無く、また上記ボルト結合部および冷却層１２０内
部の各仕切板間の隙間にＪ：る冷却損失があり、その改
善が要求されていた。

［発明の目的］ 本発明は以上の点に基づいてなされたものでその目的と
するところは、遮蔽プラグの剛性を高めるととしに、冷
却層の冷却効率の向上を図り、そるこ？ａる。

［発明の概要］ すなわら本発明による原子炉上部構造、固定プラグ上板
および下部固定プラグからなる固定プラグと、回転プラ
グ上板および下部回転プラグからなり上記固定プラグの
内周側に回転可能に搭載された回転プラグと、上記固定
プラグ上板および下部固定プラグ間、上記回転プラグ上
板および下部回転プラグ間に設置された冷却層とを備え
た原子炉上部描込において、上記冷ＪＪ１層は底板と、
この底板に一体化された側板とを備え、上記側板を前記
回転プラグ上板および固定プラグ上板に溶接接合すると
ともに、その内部に複数の仕切板を溶接により固定し、
冷却流路を形成してなることを特徴とするものである。

つまり冷却層を各上板に溶接接合することにより、各上
板の剛性を向上さぼるととともに、冷却効率の向上を図
らんとする。

［発明の実施例コ 以下第１図乃至第７図を参照して本発明の一実施例を説
明する。第１図は本実施例によるループ型高速増殖炉の
構成を示す縦断面図であり、図中符号１は原子炉容器を
示ず。この原子炉容器１内には、冷却材（例えば液体金
属す１〜リウム）２および炉心３が収容されている。上
記炉心３は複数の燃料集合体および制御棒等から構成さ
れており、図示しない炉心支持機構を介して原子炉容器
１に支持されている。上記原子炉容器１の上部間口１Ａ
は遮蔽プラグ４ににり閉塞されており、この遮蔽プラグ
４は、固定プラグ４△と、回転プラグ４Ｂとから構成さ
れている。上記炉心３のＦ方には炉心上部機構５が上−
記回転プラグ４Ｂを貫通して設置されている。この炉心
上部機構５には前記制御棒を炉心３内に挿入・用法する
制御棒駆動機構６がｉＬＱ置されている。

次に上記遮蔽プラグ４の構成について詳細に説明する。

まず固定プラグ４Ｂは固定プラグ上板＝１１および下部
固定プラグ１２とから構成されている。また上記固定プ
ラグ４Ｂは、主として放射線遮蔽機能、熱遮蔽機能およ
び重量物支持機能とを備えており、この内放射線遮蔽機
能および熱遮蔽機能については上記下部固定プラグ１２
かになっている。上記固定プラグ上板１１は第２図に示
すように構成されている。図中符＠１３は外筒であり、
この外筒１３の内周側には内筒１４が設置されている。

これら外筒１３および内筒１４は、上フランジ１５およ
び下フランジ１６とにより連結されており、中空環状体
を形成している。またその中空環状体内の上記外筒１３
および内筒１４間には複数のリブ１７が放射状に設置さ
れているとともに、複数の案内管１８が設置されている
。

このような構成の固定プラグ上板１１の主に内周部にて
、後述する回転プラグ上板２１および炉心上部機構５等
のｉ器を搭載支持している。

上記回転プラグ４△は、回転プラグ上板２１および下部
回転プラグ２２とから構成されている。

上記回転プラグ上板２１に（よ炉心上部機構５Ｊ′３よ
び長円形プラグ２３が搭載されており、夫々上記回転プ
ラグ上板２１内周部により支持されている。

ｌ）ｎ記固定プラグ上板１１３３よび回転プラグ上板２
１の下面側には、厚板構造の窒素ガス冷却層３１が溶接
により接続されている。上記窒素ガス冷ＫＩ層３１の内
部には第３図および第４図に示すように、仕切板３２に
より冷却流路３３が形成されている。この仕切板３２は
側板３４、底板３５および前記固定プラグ上板１１およ
び回転プラグ上板２１に溶接により固定されている。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず窒素ガス冷
却層３１を固定プラグ上板１１の下フランジ１６、ある
いは回転プラグ上板２１に溶接により固定してａ３す、
その結果固定プラグ上板１１については、固定プラグ上
板１１の上下台フランジ１５．１６と冷７Ｊ］層３１の
底板３５との３枚板フランジ構造となる。また回転プラ
グ上板２１については、回転プラグ上板２１自身と上記
底板３５との２枚フランジ構造となる。よって従来の構
造に比べて（従来は人々２枚フランジ構造、１枚フラン
ジ構造）、数十倍の断面二次モーメンｉ〜を得ることが
できる。その結果剛性は従来に比べて大幅に高くなる。

また上記冷却層３１の仕切板３２についてもずべて溶接
接合されているので、上方からの荷重を伝達する機能を
なす。

次に冷却層３１の冷却効果について考察してみると、冷
却層３１を固定プラグ上板１１の下フランジ１６Ｊ３よ
び回転プラグ上板２１に溶接により直接取着しているの
で、窒素ガスを各上板１１．２１に直接接触した状態で
流通さけることが可能となり、その結果各上板１１およ
び２１を効果的に冷却することができる。また上記仕切
板３２についても一種の冷Ｕ）フィンとして機能づ−る
ので、より効果的な冷却が可能となる。

以−Ｆ本実施例によると以下のような効果を秦すること
ができる。

（１）まず固定プラグ上板１１および回転プラグ上板２
１の剛性を高めるとともに、冷」層３１による各上板１
１．２１の冷７ＪＩ効果を向上させることができるので
、各上板１１および２１の回転ばね定数を大きくするこ
とが可能となる。このように回転ばね定数を大きくする
ことは、地震発生時における各搭載機器の曲げモーメン
トによる変形を低減させ、ひいてはＣＲＤ６等の炉心上
部機構５あるいは燃料交換装置と、炉心３の上部との相
対変位の低減につながる。これによって制御棒挿入性、
燃料交換性を向上させることができ、原子炉の安全性を
大幅に向上させることかできる。

（２）また冷却層３１を溶接により一体構造したことは
、単に冷却効率の向上および各上板１１．２１の剛性を
高めたのみならず、構成の簡略化、取り付は作業および
検査の作業性を向上させる。

すなわち従来は冷ｌＪＩ層の冷却系配管の一部までが、
冷却材２の液面上方のカバーガス空間との境界（バウン
ダリ）を構成していたのに対して、本実施例の場合には
冷却層３１の底板３５が該バウンダリを構成することに
なったからである。具体的には、取り付は用案内管の削
除、ガス冷却層への出入口配管の簡素化、製作時の拘束
治具の簡素化等である。また従来上記冷却系配管への核
１１反物質の上昇を防止するために必要とされていた追
加遮蔽体をも削除することができる。これらはコストの
低減を図る上で極めて効果的である。さらに冷却効率の
向上により冷媒としての窒素ガスの瓜の低減はもとより
、関連冷却機器の小型化につながる。

次に第５図乃至第７図を参照して第２の実施例を説明す
る。この第２の実施例は前記第１の実施例の冷却層３１
の底板３５および各上板１１あるいは２１との間に第６
図あるいは第７図に示すような補強材４１を設置し、各
上板１１および２１の剛性および冷却効果をさらに向上
せんとするらのである。

よって第１の実施例と同様の効果を奏することはちらろ
んのこと、各上板１１および２１の剛性および冷却効率
をさらに向上さぼることがでさ、Ｊ：り信頼性の高い原
子炉上部構造を提供することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明による原子炉上部構造による
と、原子炉上部構造を構成する上板の剛性を高めるとと
もに、上板を効果的に冷却層ことができるので、回転曲
げ定数を大きくすることができ、耐震性の向上をはじめ
どして信頼性を大幅に向上させることができ、原子炉の
安全性の向上を図ることがて−きる等その効果は大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の第１の実施例を示す図で、
第１図はループ型高速増殖炉の構成を示す縦断面図、第
２図は第１図のＩＩ−Ｉ断面図、第３図は冷却層の構成
を示す断面図、第４図は冷却層の横断面図、第５図乃至
第７図は第２の実施例る。 １・・・原子炉容器、２・・・冷ＩＡ祠、３・・・炉心
、４・・・遮蔽プラグ、４Ａ・・・固定プラグ、４Ｂ・
・・回転プラグ、１１・・・固定プラグ上根、１２・・
・下部固定プラグ、２１・・・回転プラグ上板、２２・
・・下部回転プラグ、３１・・・冷ｙＪ１層、３２・・
・仕切板、３３・・・冷却流路、３４・・・側板、３５
・・・底板。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ｆｓｚ図 第３図 １１４図 第５図 １１６図　　　　　第７ｖ！Ｊ ｗ、８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定プラグ上板および下部固定プラグからなる固
   定プラグと、回転プラグ上板および下部回転プラグから
   なり上記固定プラグの内周側に回転可能に搭載された回
   転プラグと、上記固定プラグ上板および下部固定プラグ
   間、上記回転プラグ上板および下部回転プラグ間に設置
   された冷却層とを備えた原子炉上部構造において、上記
   冷却層は底板と、この底板に一体化された側板とを備え
   、上記側板を前記回転プラグ上板および固定プラグ上板
   に溶接接合するとともに、その内部に複数の仕切板を溶
   接により固定し、冷却流路を形成してなることを特徴と
   する原子炉上部構造。
2. （２）上記冷却流路内には補強板が溶接により固定され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の原
   子炉上部構造。