JPS6190079A - タンク型高速増殖炉 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はタンク型高速増殖炉に関し、特に原子炉容器内
をホットプールとコールドプールとに分離する隔壁構造
に関するものである・。

〔発明の技術的背景〕

一般に液体金属を冷却材とするタンク型高速増殖炉では
、第４図に示すように循環ポンプ７により炉心２内へ送
り込まれた冷却材は炉心２で加熱されて原子炉容器１内
上部のホットプール１２に流出し、さらに中間熱交換器
６で冷却された後、原子炉容器１内下部のコールドプー
ル１３に流出して原子炉容器１内を一巡する。このため
原子炉容器１内には高温のホットプール１２と低温のコ
ールドプール１３とが同時に存在していることになる。

この両プール１２．１３は温度の面からは高温（約５０
０℃）と低温（約３６５℃）、圧力の面からはコールド
プール１３に対してホットプール１２は約０．２に１／
ｃｉ圧力が高いという性質の違いがある。従って、両プ
ール間を温度および圧力荷重に対して分離する隔壁構造
が必要である。

この隔壁構造は本質的にに温度分布が厳しく、圧力荷重
の作用する領域に設置されるため、強度の確保が重要な
課題となっている。

〔背景技術の問題点〕

従来の隔壁構造は、第４図に示すようにホットプール１
２の高い圧力を炉心支持構造物３を覆う！　　　　　よ
うに原子炉容器底部から立ち上げられた制振筒９と、こ
の制振筒９および原子炉容器１内壁との間に設けられた
水平振止め部材１０の上板（仕切板）１０ａと、水平振
止め部材１０の外周端部から冷却材液面上方まで立ち上
げられた円筒壁１５と、水平振止め部材１０の内周端部
と制振筒９とを接続する形で設けられたフレックススカ
ート１６と、およびスタンドバイブ１８とにより仕切る
構造となっていた。

しかしながら、このような圧力仕切り構造の場合、制振
筒９と炉心支持構造物３および原子炉容器鏡板とで囲ま
れた炉心下部プレナム１９が存在することになる。この
炉心下部プレナム１９は容積が大きく熱容量が大きいた
め、原子炉起動・停止時の熱過度時にコールドプール１
３の温度変化に追随できず、厳しい熱応力の発生が問題
となっている。すなわち、原子炉起動時の冷却材温度は
２５℃／Ｈ程度の速度で上昇し、この場合の炉心下部プ
レナム１９に対する加熱面は制振筒９の下部と炉心支持
構造物３の下面となる。このような加熱条件の下では炉
心下部プレナム１９の上方が下方に比べて温度が高い状
態となるため、炉心下部プレナム１９内の冷却材は成層
化し、熱伝導支配の伝熱となり、前古−の大きさと相ま
って炉心下部プレナム１９内の温度上昇は大幅に遅れる
ことになる。

また、原子炉停止時も起動時と同様に制振＠９の下部と
炉心支持構造物３の下面とで冷却されることになる。こ
の場合、炉心下部プレナム１９内の冷却材は上方から冷
却されることになるので自然対流が生じ、起動時に比べ
て伝熱特性が良好になるが、炉心支持構造物３の下面は
厚板であり、大きな熱抵抗となるため熱容量の大きさと
相まって温度降下はやはり大幅に遅れることになる。従
って、従来においてはコールドプール１３と炉心下部プ
レナム１９との間には大きな温度差が生じていることに
なり、この温度差によって制振筒９には大きな熱応力が
発生するという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、その目
的とするところは構造健全性に優れた隔壁構造を有する
タンク型高速増殖炉を提供することにある。

〔発明の概要） 本発明は上記の目的を達成するために、上方が開口し内
部に炉心を有する原子炉容器と、この原子炉容器の上部
開口を閉塞するルーフスラブと、このルーフスラブより
前記原子炉容器内に吊下げられた吊り胴と、この吊り胴
の下端に固定され前記炉心を収容支持する炉心支持構造
物と、この炉心支持構造物を覆うように前記原子炉容器
底部から立ち上げられた制振筒と、この制振筒および前
記原子炉容器内壁との間に設置され上記制振筒および原
子炉容器内壁にラジアルキーを介して連結された水平振
止め部材と、この水平振止め部材の上面に一体に設けら
れたリング状の仕切板と、前記水平振止め部材の外周端
部から冷却材液面上方まで立ち上げられた円筒壁と、前
記水平振止め部材の内周端部と制振筒とを結合する上部
にか率を有するフレックススカートと、前記水平振止め
部材の上方に設けられホントプールとコールドプールと
の間に中間プレナムを形成する中間プレナム仕切板と、
前記ルーフスラブより水平振止め部材を貫通して原子炉
容器内に設けられた循環ポンプと、この循環ポンプを覆
うように前記水平振止め部材から冷却材液面上方まで立
ち上げられたスタンドパイプと、前記制振筒内壁下部よ
り炉心支持構造物下面を覆うように設けられたプレナム
鏡板と、前記制振筒下部に形成された貫通孔とを具備し
たことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示す図で、図
中１は原子炉容器である。この原子炉容器１は上方が開
口し、内部に炉心２を有している。

この炉心２は炉心支持構造物３内に収容され支持されて
いる。炉心支持構造物３は吊り胴４の下端に固定され、
吊り胴４を介してルーフスラブ５より吊下げられている
。ルーフスラブ５は原子炉容器１の上部７ランジ１ａ上
に設置され、原子炉容器１の上部開口を閉塞している。

ルーフスラブ５には中間熱交換器６および循環ポンプ７
が吊り胴４の外側になる位置に、炉心上部機構８が吊り
胴４の内側になる位置にそれぞれ搭載されている。

原子炉容器１の底部には制振筒９が炉心支持構造物３を
覆うように立ち上げられており、この制振筒９と原子炉
容器１内壁との間には地震時の炉心荷重を原子炉容器１
側へ伝えるための水平振止め部材１０が設置されている
。この水平振止め部材１０は第２図および第３図に示す
ように制振筒９の上部７ランジ９ａと原子炉容器１の胴
部フランジ１ｂとによって支持されており、水平振止め
部材１０の内外周端部と制振筒上部フランジ９ａおよび
原子炉容器胴部フランジ１ｂとの間にはラジアルキー１
１がそれぞれ設けられている。これらのラジアルキー１
１は炉心２を含む炉心支持構造物３の地震時荷重は伝達
するが、半径方向の熱膨張差は逃がす構造となっている
。

また、水平振止め部材１０の上面にはホットプール１２
とコールドプール１３とを仕切るために仕切板としての
上板１０ａが一体に設けられており、さらに水平振止め
部材１０の外周端部からは円筒壁１５が冷却材液面上方
まで立ち上げられている。また、水平振止め部材１０の
内周端部と制振筒９とは上部に曲率を有するフレックス
スカート１６で結合されている。このフレックススカー
ト１６は制振＠９の上部を覆うように設けられている。

水平振止め部材１０の上方にはホットプール１２とコー
ルドプール１３との間に液体金属の中間プレナム１６を
形成する中間プレナム仕切板１７が設けられている。こ
の中間プレナム仕切板１７の内外周端部は制振筒９の上
端に設けられた縦壁９ｂおよび前記円筒壁１５との間で
ルーズに支持されており、中間プレナム仕切板１７の熱
膨張が拘束されないようになっている。また、水平振止
め部材１０の循環ポンプ貫通部にはスタンドパイプ１８
が水平振止め部材１０から冷却材液面上方まで立ち上げ
られており、このスタンドパイプ１８は循環ポンプ７の
地震時荷重を支持する機能を兼ね備えている。

また、炉心支持構造物３の下方にはプレナム鏡板２０が
炉心支持構造物３の下面を覆うように制振筒３下部内壁
に結合して設けられており、炉心支持構造物３下方を炉
心下部プレナム１９と底部プレナム２１とに分離してい
る。また、前記制振筒９の下部には貫通孔２２が設けら
れており、この貫通孔２２はコールドプール１３と上記
底部プレナム２１とを連通させている。なお、図中２３
は炉壁ライナ、２４は安全容器である。

次に本実施例の作用を説明する。

上記の構成によると、原子炉容器１内の冷却材は循環ポ
ンプ７によりコールドプール１３から吸い上げられ、炉
心２内へ送り込まれて加熱され、ホットプール１２に流
出する。ホットプール１２に流出した高温の冷却材は、
ホットプール１２とコールドプール１３との差圧により
中間熱交換器６に流入し、ここで冷却された後コールド
プール１３に流出して、原子炉容器１内を一巡する。ホ
ットプール１２の高い圧力は円筒壁１５．水平振止め部
材１０の上板１０ａ、フレックススカート１６、制振筒
９およびスタンドパイプ１８により仕切られる。ここで
、圧力を支持する上で最も厳しい平板部、すなわち上板
１０ａは炉心２を含む炉心支持構造物３の地震時におけ
る水平１辰止め（１能を兼用しているため、高い剛性を
有しており、圧力荷重に対して低い応力に抑えられてい
る。また、円筒壁１５．フレックススカート１６．制振
筒９およびスタンドバイブ１８は円筒構造となっている
ため、本質的に圧力荷重に対して強い性質を有している
。

スタンドバイブ１８は地震荷重が作用すると、流体負荷
質量も加わり、大きなモーメントが作用することになる
が、スタンドバイブ１８は高い剛性を有する水平振止め
部材１０に固定されているため、系の固有振動数を高く
できるのと相まって低い応力に抑えられている。また、
ホットプール１２からコールドプール１３への熱の流れ
は中間プレナム１６内の液体全屈の熱抵抗により減少さ
せられている。このため強度上節しい条件にざらされる
水平担止め部材１０は低温域になるとともに温度分布も
穏やかな領域となっている。さらに温度分布により生じ
る水平振止め部材１０と制振筒９および原子炉容器１と
の半径方向の熱膨張差はラジアルキー１３により吸収さ
れるため、熱応力も発生しない。従って、以上のことか
ら水平振止め部材１０を剛構造とすることが可能となっ
ている。また、フレックススカート１６は軸長が長くか
つ上部に曲率を有するため、フレキシビリティが高く、
水平振止め部材１０と制振筒９との熱膨張差を低い熱応
力で吸収できる。そして、中間プレナム仕切板１７はホ
ットプール１２に直接さらされるが、制振筒９上部から
伸びた縦壁９ｂと円筒壁１５との間でルーズに支持され
ているため熱変形が拘束されず、低い熱応力に抑えるこ
とができる。

ところで、原子炉起動時には原子炉容器１内を循環する
冷却材の温度は約り５℃／Ｈ程度の速度で上昇する。中
間熱交換器６よりコールドプール１３に流出した冷却材
は貫通孔２２を通って底部プレナム２１に流入し、プレ
ナム鏡板２０．制振筒９下部および原子炉容器鏡板を加
熱する。これにより制振＠９は内外両面から加熱される
ため均一に昇温すると共に、原子炉容器鏡板との温度差
もほとんどなくなるので、制振筒９には大きな熱応力が
発生しない。また、炉心下部プレナム１９はプレナム鏡
板２０および炉心支持構造物３下面の両方から加熱され
るので、炉心下部プレナム２１内の冷却材は自然対流し
ながら加熱されることになり、伝熱特性は良くなる。ま
た、炉心下部プレナム１９内は従来より容積が小さいの
で熱容量が小さく、伝熱面積が大きいことと相まってコ
ールドプール１３の温度上昇に非常によく追随して昇温
されることになるので、プレナム鏡板２０の温度分布は
穏やかなものとなり、大きな熱応力は発生しない。なお
、原子炉停止時も上述したと同様に冷却される。

このように本実施例においては、プレナム鏡板２０とｎ
通孔２２を設けたことにより制振筒９に発生する熱応力
を軽減することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、上方が開口し内部
に炉心を有する原子炉容器と、この原子炉容器の上部開
口を閉塞するルーフスラブと、このルーフスラブより前
記原子炉容器内に吊下げられた吊り胴と、この吊り胴の
下端に固定され前記炉心を収容支持する炉心支持構造物
と、この炉心支持構造物を覆うように前記原子炉容器底
部から立ち上げられた制振筒と、この制振筒および前記
原子炉容器内壁との間に設置され上記制振筒および原子
炉容器内壁にラジアルキーを介して連結された水平振止
め部材と、この水平振止め部材の上面に一体に設けられ
たリング状の仕切板と、前記水平振止め部材の外周端部
から冷却材液面上方まで立ち上げられた円筒壁と、前記
水平振止め部材の内周端部と制振筒とを結合する上部に
曲率を有するフレックススカートと、前記水平振止め部
材の上方に設けられホットプールとコールドプールとの
間に中間プレナムを形成する中間プレナム仕切板と、前
記ルーフスラブより水平振止め部材を４通して原子炉容
器内に設けられた循環ポンプと、この循環ポンプを覆う
ように前記水平振止め部材から冷却材液面上方まで立ち
上げられたスタンドパイプと、前記１撮筒内壁下部より
炉心支持構造物下面を覆うように設けられたプレナム鏡
板と、前記制振筒下部に形成された貫通孔とを具備した
ので、構造健全性に優れた隔壁構造を有するタンク型高
速増殖炉を１ｑることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示す図で、第
１図は本発明によるタンク型高速増殖炉の縦断面図、第
２図は第１図の■部分を拡大した拡大図、第３図は第１
図の■部分を拡大した拡大図、第４図は従来のタンク型
高速増殖炉の縦断面図である。 １・・・原子炉容器、２・・・炉心、３・・・炉心支持
構造物、４・・・吊り胴、５・・・ルーフスラブ、６・
・・中間熱交換器、７・・・循環ポンプ、８・・・炉心
上部機構、９・・・制振筒、１０・・・水平振止め部材
、１１・・・ラジアルキー、１２・・・ホットプール、
１３・・・コールドプール、１５・・・円筒壁、１６・
・・フレックススカート、１７・・・中間プレナム仕切
板、１８・・・スタンドパイプ、１９・・・炉心下部プ
レナム、２０・・・プレナム鏡板、２１・・・貫通孔。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ＠１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上方が開口し内部に炉心を有する原子炉容器と、この原
   子炉容器の上部開口を閉塞するルーフスラブと、このル
   ーフスラブより前記原子炉容器内に吊下げられた吊り胴
   と、この吊り胴の下端に固定され前記炉心を収容支持す
   る炉心支持構造物と、この炉心支持構造物を覆うように
   前記原子炉容器底部から立ち上げられた制振筒と、この
   制振筒および前記原子炉容器内壁との間に設置され上記
   制振筒および原子炉容器内壁にラジアルキーを介して連
   結された水平振止め部材と、この水平振止め部材の上面
   に一体に設けられたリング状の仕切板と、前記水平振止
   め部材の外周端部から冷却材液面上方まで立ち上げられ
   た円筒壁と、前記水平振止め部材の内周端部と前記制振
   筒とを結合する上部に曲率を有するフレックススカート
   と、前記水平振止め部材の上方に設けられホットプール
   とコールドプールとの間に中間プレナムを形成する中間
   プレナム仕切板と、前記ルーフスラブより水平振止め部
   材を貫通して原子炉容器内に設けられた循環ポンプと、
   この循環ポンプを覆うように前記水平振止め部材から冷
   却材液面上方まで立ち上げられたスタンドパイプと、前
   記制振筒内壁下部より炉心支持構造物下面を覆うように
   設けられたプレナム鏡板と、前記制振筒下部に形成され
   た貫通孔とを具備したことを特徴とするタンク型高速増
   殖炉。