JPS61791A - 高速中性子炉 - 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】 本発明は、高速中性子炉、とくに液体金属冷却の高速中
性子炉に関するものである。評言すれば、本発明は液体
金属により充填されかつ炉心を収容する容器および該容
器を密封するスラブからなり、容器が該容器の底部が容
器通路の底部上に置かれるような方法において容器通路
内に配置される型の高速中性子炉に関する。

この型の高速中性子炉は後述するような多数の欠点を許
容する。

まず、容器の底部は一次回路のポンプにより炉心に再注
入されねばならない比較的低温のす）　ＩＪウムの［熱
のこもらない（テビツド）」温度である。しかしながら
、容器通路の底部は周囲温度に近いいわゆる「冷たい（
コールド）」温度である。

したがって、容器の底部と容器通路の底部との間−には
異なる膨張を生じ、その結果容器は半径方向の異なる膨
張運動を許容する支持体を経由して容器通路の底部に配
置されねばならない。

さらに、容器の底部は、液体す）　ＩＪウムの質量およ
び容器内に収容される種々の構成要素によつ−で増大さ
れる実際の容器の質量の容器通路底部に向う伝達を保証
する。これらの構成要素はとくに炉心を含んでいる。

この型の公知の原子炉の場合において、容器の底部が単
点状接触を画成する支持体を経由して容器通路の底部に
載置するという事実に鑑みて、容器の良好な機械的作用
は一般に７日−リングと呼ばれる支持構造を経由して、
容器底部上に炉心を′置くことを必要とする。炉心かつ
したがって容器通路の高さは原子炉の運転に決して関与
しないフローリングの高さに対応す今値だけ増大される
゛。

したがって、原子炉のコストはこの設計により著しく増
大される。

本発明は容器底部が炉心供給支持体が容器底部上に直接
支持することができるように補強される、配置された容
器をもつ高速中性子炉に関する。これは原子炉ブロック
の高さのかつ結果として原子炉のコストの著しい減少を
許容する。

したがって、本発明はとくに、炉心を収容する液体金属
を充填した容器、該容器を密封するスラブおよび容器が
内部に配置される容器通路からなり、容器の一部が容器
通路の底部に載置し、複数の半径方向ビームを容器内の
容器底部に溶接しかつ容器底部に集積される補剛構造ま
たは炉床を形成すべく、周部補剛材によυ相互に接続し
、容器底部をビームおよび補剛材の交点から垂直に位置
決めされた支持装置を経由して容器通路の底部に載置す
る高速中性子炉を提案する。

炉心はそれ自体公知の方法で支持機能を有する供給支持
体に載置し、本発明による容器の底部の構造はブロック
を介して補剛構造に支持する非自己支持の支持体を使用
することを可能にする。

一般に、高速中性子炉はポンプおよび交換器のごとき、
−次回路の幾つかの構成要素からなる。

本発明によれば、これらの構成要素はビームおよび補剛
材の交点から垂直に補剛構造に対して支持する。

好ましくは、容器がそれにより容器通路の底部に載置す
る支持装置は容器の垂直軸線に従って配置された固定中
央支持装置および容器底部と容器通路底部との間の相対
的半径方向変位を許容する手段およびこれら底部間の相
対的周部変位を阻止するための手段を組み込んでいる周
部支持装置からなる。

本発明の好適な実施例によれば、周部支持装置はそこで
各場合において容器底部および容器通路底部とそれぞれ
一体の支持ケージ間に置かれた少なくとも１つのローラ
を組み込み、そして支持ケースの側部は底部間の相対的
周部８を阻止する。

容器の底部が、とくに炉心を構成する構体の基部と同じ
レベルで通常発生される漏洩ジェットによる、かつ容器
の環状区域内の液体ナトリウムの考え得る循環による、
過度の熱応力を受けないことを保証するために、タイル
の方法で部分に重なる熱保護板が好ましくは補剛構造の
ビーム上に配置される。

以下、本発明を非限定的な実施例および添付図面に関連
して詳細に説明する。

第１図に示した本発明による高速中性子炉は、それ自体
公知の方法において、原子炉の主客器１４がその中に債
かれる容器通路１２を画成するコンクリートエンクロー
ジャ１０からなるｄ核上容器１４は垂直方向に減じられ
た筒状容器である。該容器の上方端はコンクリートスラ
ブ１６によって密封される。容器１４Ｖｉ一般にはナト
リウムである液体金属１８を収容する。

また、容器１４は該容器の実質的に垂直軸線に沿って配
置された炉心２０、ならびに幾つかの数の構成要素を収
容し、これらの構成要素のうち最も重要なものは炉心２
０を囲繞する容器１４の周辺区域に規則的に分布される
熱交換器２２および一次ボンブ２４である。内部容器２
５は容器１４の内部をさらに主として炉心２０の上方に
配置されたホットコレクタ２６および容器１４の下方部
に配置されたコールドコレクタ２８に区分する。

第１図に矢印で示すごとく、容器１４内の液体金属の動
きは以下の方法で生じる。

炉心２０の上方部から出る高温す）　＋Ｊウムはホット
コレクタ２６に導入される。次いで高温ナトリウムは入
口２２ａを通って交換器２２に入る。

この段階で、−次液体金属によって供給された熱は二次
回路の図示してない各ループ内に循環する二次流体に伝
達される。この二次流体はナトリウムのごとき液体金属
によって一般に構成される。

このようにして冷却された一次液体金属はコールドコレ
クタ２８に流出する出口２２ｂにより交換器２２を出る
。次いで、液体金属は該液体金属を同時に供給しかつ炉
心２０を支持する支持体３２にパイプ３０によって液体
金属を供給するポンプ２４の吸込み開口２４へに取られ
る。

第１図に関連して説明された原子炉の全般的な特徴に関
するさらに他の詳細については、その原理が第１図の炉
の原理と同じであるフランスのフェニックスおよびスー
パーフェニックス炉ニ関連する種々の刊行物を参照され
たい０ しかしながら、第１図に示した炉は容器１４が容器通路
１２の底部に置かれるという事実によってフェニックス
およびスーツく−フェニックス炉トは異なる０とくに、
第１図は容器１４の平らな水平底部１４ａが一定数の支
持装置３４を経由して容器通路１２の平らな水平底部１
２ａ上に載置することを示す。

とぐに第２図に示すごとく、支持装置３４は容器１４の
垂直軸線に沿って配置された堅固な固定中央支持装置６
６およびその配Ｗは後で定義され一定数の周部支持装置
３８からなる。本実施例によれば、各ｄ部支持装置３８
はそれらのｍ線が容器１４の垂直軸線に直交する２つの
ローラ４０からなる。これらのロー２４０は容器の底部
１４ａおよび容器通路の底部１２＆とそれぞれ一体のケ
ージ４２．４４間に位置決めされる。ケージ４２゜４４
の側部は容器通路の底部に関連する容器の底部１４ａの
相対的周部変位を阻止する。これは水平方向における良
好な耐震特性を導く。

明らからごとく、周部支持体３ａｌｌ″を本発明の範−
囲を超えることなく変更されることができる。とくに、
ローラ支持体はポール支持体または摺動支持体によって
置き換えられるこ、とができる。選択される解決に拘り
なく、使用される支持装置が容器底部と容器通路底部と
の間の異なる膨張を吸収できることが重要である。

本発明によれば、容器１４の平らな水平底部１４ａは、
その前面で、すなわち容器内で、該容器の底部に集積さ
れた補剛構造４６によって補強される。

第３図に示すごとく、補剛構造４６は容器底部１４ａに
溶接された幾つかの数の半径方向ビーム４８によって構
成される。これらのビーム４８ｉｔ容器の中央区域から
その周部近くに延びる。第３図に示した実施例において
は１６本の半径方向ビームがある。

また、補剛構造４６は容器の種々の直径においてビーム
４８を接続する幾つかの数の周部補剛材５０からなる。

これらの補剛材５０は半径方向支柱（ビーム）４８に溶
接される。さらに、支柱４８のごとく、補剛材５０は好
ましくは容器底部１４ａに溶接される。

後で明らかとなる理由のため、炉心２０を支持する環状
区域に配置された周部補則材５０は半径方向ビーム４８
に比して比較的減じられた幅を有する。第３図では２つ
の補剛材がありかつそれらは符号５０ａによって示され
る。

しかしながら、炉心２０の下に置かれた周部補剛材はビ
ーム４８の幅と実質的に等しい幅を有している。それら
は第３図に符号５０ｂで示しである。また、第３図では
この補則体は２本である。

第３図は２本のビーム４８の一方のみが容器１４の中心
に延びることを明瞭に示している。他方のビーム４８は
容器の中心に最も近接している周部補剛体５０ｂからの
ように、外方に向って半径方向に延びる。

原子炉容器の底部１４ａへの補剛構造４６の集積の結果
として、容器底部は補強される。この補　、強から最大
の利益を得るために、第３図は好適な実施例においては
４０個ある周部支持装＃６８がビーム４８と補剛材５０
の幾つか＼の交差からすべて垂直に位置決めされること
を示す。この特徴はまた、本発明の目的のため重要であ
る。

このようにして、得られた原子炉容器の底部の補強の結
果としてがっ支持装置５８の配置の慎重な選択の結果と
して、本発明は、第１図および第２図に示すごとく、容
器の底部に集積された補剛構造４６上への炉心２ｏの供
給支持体６２の直接配置を可能にする。したがって、支
持体６２１″を自己支持していない。補剛構造４６によ
るその支持は第２図に符号５２で示された堅固な摺動支
持部材またはクサビによって引き起される。

第３図に示すごとく、これらのクサビ５２は半径方向ビ
ーム４８および補剛材５０ｂに支持し、該補剛材はこれ
に付与されたよシ大きな幅を整える。クサビ５２は非常
に多数（好適な実施例に゛おいては約１２０個）である
。したがって、炉心の重量および支持は容器が容器通路
底部にかつ容器底部を損傷することなく載置する支持装
置３８に補剛構造４６により伝達されることが容易に明
らかである。さらに、支持体３２は、図示してない中心
合せにより、補剛構造４６上に心出しされる。

この配置の結果として、支持体が従来技術によれば容器
の底部に支持するフローリングが除去される。このフロ
ーリングの除去は容器１４およびコンクリートエンクロ
ージャ１０の高さを数メートル減じることを可能とし、
その結果原子炉コストが著しく減じられる。

第１図および第２図に示すごとく、補剛構造４６による
原子炉容器の底部１４ａの補強はポンプ２４および交換
器２２のごとき一次構成要素に関して、補剛構造を経由
して容器底部への直接支持を可能にする。

とぐにかつ第２図に示すごとく、構成要素の垂直軸線は
半径方向ビーム４８およびより大径の補則体５０ａの交
点を貫通する。

また、これらの垂直軸線は幾つかの周部支持装置３８を
通る。したがって、−次構成ｉ素の荷重は補剛構造４６
、容器底部１４ａおよび周部支持装置５８を経由して容
器通路底部１２ａに直接伝達される。

交換器２２のごとき一次構成要素の検査または修理用構
体を許容するために、交換器２２は取外し可能な方法に
おいて補剛構造４６に支持する。

このためかつ第２図に示すごとく、補剛構造４６の上面
は溶接された円錐状支持部分５８を有する。

したがって、交換器２２の下方円錐端は、交換器が嵌合
されるとき、対応する部分５８に関連して自動的に心出
しされる。

明らかなごとく、比較し得る構造は停止された原子炉を
冷却するための交換器（図示せず）のごとき他の構成要
素の支持に関連して補剛構造４６上のポンプ２４の支持
に関連して実現されることができる。

容器１４が容器通路１２の底部に置かれ、一方密封スラ
ブ１６が容器通路の上方に周部で載置するという事実に
鑑みて、容器の熱膨張を考慮することを要する。したが
って、第１図に示すごとく、容器１４の上方縁部と前記
スラブとの間に膨張ベローズ６０を配−することが出来
る。

同じ方法において、ポンプおよび交換器のごとき構成要
素が容器の底部に載置するならば、図示してない膨張ベ
ローズまたは他の同様な手段が前記構成要素またはスラ
ブ間に設けられることができる。この場合に、スラブ１
６０重量は原子炉自体が構成要素を支持する原子炉に比
して減じられることができる。

前述のごとく、補剤構造４６の原子炉容器底部１４ａへ
の集積は前記底部の補強を可能としかつしたがって炉心
および支持体の、そして適切ならば、−次構成要素の直
接支持を許容する。さらに容器１４内の補剤構造４６の
配置は補剤構造および容器の底部を構成するビームと補
剛材間の異なる膨張の問題のかなりの減少を可能にする
。したがって、容器の底部と同様に、補剤構造４６は同
時にそれらを囲繞する比較的低温の液体金属によって浸
される。それは補剤構造が容器の外に位置決めされるな
らば明らかに異なる。

補剤構造および容器底部の比較的均質の特性にも拘らず
、炉心２０を構成する構体の基部に生じる漏洩ジェット
、ならびにコールドコレクタ３８〆 内の考え得る液体金属に対して容器底部を保護する必要
があるかも知れない。このためかつ図示してない実施例
によれば、多数の熱保護板が補剤構造のビーム４８上に
タイル状方法で配置される。

さらに、補剤構造４６を形成するビーム４８および補剛
材５０は、容器１４の底部に、炉心２０の不慮の部分溶
融の場合に容器として作用する凹所を画成する。このた
め、熱絶縁金属シートは、また、炉心によりビームおよ
び補剛材と連係することができる。

明らかなごとく、本発明は例示された方法で前述された
実施例に限定されずそして事実上そのすべての変形をカ
バーする。

したがって、説明された原子炉は、とくにポンプ２４お
よび交換器２２を含んでいる一次回路のすべての構成要
素が原子炉容器１４内に配置される集積型からなる。し
かしながら、また、本発明は熱交換器および任意にポン
プが原子炉容器の外側に置かれるループ型の高速中性子
炉にも適用し得る。この場合に、容器の底部に集積され
た補剤構造が容器内に配置された構成要素のみを支持す
ることは明らかである。

さらに、本発明は、内部容器２５に採用される形状に関
係なく、高速中性子炉に使用されることができる。した
がって、容器はポンプおよび交換器によって横断される
凹所または段の形状にするかまたは筒状形状を有するこ
とができ、それにょシ交換器はその場合に適宜なパイプ
によりコレクタに接続される。また、内部容器けほぼト
ロコイド形状を有することができそして補剤構造４６に
直接支持することができる。さらに、ポンプおよび交換
器が原子炉容器の外に配置されるループ型原子炉の場合
に、内部容器は同様に除去されることができる。

最後に、本発明による容器底部の補強構造は容器の内部
構成要素がつとくに炉心および支持体の容器底部への直
接支持を生じるのにとくに好都合であるけれども、他の
解決もまた考えることができる。したがって、内部構成
要素はまた、容器の′上方端を密封するスラブ１６によ
って公知の方法で支持されることもできる。さらに、幾
つがの特別な場合において、公知の原子炉と同じ方法で
、支持体と容器底部との間にフローリングを設けること
もできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって構成された高速中性子炉を略示
する垂直断面図、 第２図は本発明による容器通路の底部への容器底部の支
持を拡大して示す垂直断面図、第３図は本発明による容
器底部を補強する補剤構造を示す第２図の線面−■に沿
う断面図である。 図中、符号１２は容器通路、１２ａは容器通路の底部、
１４は容器、１４ａは容器の底部、１６はスラブ、１８
は液体金属、２０は炉心、２２Ｆｉ熱交換器、２４はポ
ンプ、３４は支持装置、シロは固定中央支持装置、３８
は周部支持装置、４゜はローラ、４２．４／ｌは支持ケ
ージ、４６は補剤構造、４８はビーム、５ｏは補剛材で
ある。 □Ａ　　　：１４［！　オ　　ヶ　　４　　オ　　、　
　、イθ（外３名）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）炉心を収容する液体金属を充填した容器、該容器
   を密封するスラブおよび前記容器が内部に配置される容
   器通路からなり、前記容器の底部が前記容器通路の底部
   に載置する高速中性子炉において、複数の半径方向ビー
   ムを前記容器内の容器底部に溶接しかつ前記容器底部に
   集積される補剛構造または炉床を形成すべく、周部補剛
   材により相互に接続し、前記容器底部を前記ビームおよ
   び前記補剛材の交点から垂直に位置決めされた支持装置
   を経由して前記容器通路の底部に載置することを特徴と
   する高速中性子炉。
2. （２）前記炉心を非自己支持供給支持体上に載置し、該
   支持体をブロックにより前記補剛構造に載置することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の高速中性子炉
   。
3. （３）前記容器内に、前記ビームおよび前記補剛材の交
   点から垂直に前記補剛構造に支持するポンプおよび交換
   器のごとき構成要素を含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の高速中性子炉。
4. （４）前記支持装置は前記容器の垂直軸線に従つて配置
   された固定中央支持装置、ならびに前記容器底部と前記
   容器通路底部との間の相対的半径方向変位を許容する手
   段およびこれら底部間の相対的周部変位を阻止するため
   の手段を有する周部支持装置を含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の高速中性子炉。
5. （５）前記周部支持装置は各場合に前記容器底部および
   前記容器通路底部とそれぞれ一体の支持ケージ間に置か
   れた少なくとも１つのローラを組み込み、そして前記支
   持ケースの側部は前記底部間の相対的周部変位を阻止す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の高速
   中性子炉。
6. （６）前記容器および前記容器通路の前記底部は平らで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の高
   速中性子炉。