JPS62132190A - 圧力管型原子炉 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、炉心が多数の圧力管によって構成されている
圧力管型原子炉、さらに詳細には、圧力管集合体がカラ
ンドリアタンク内を縦に貫通している。いわゆる縦型と
称される圧力管型原子炉（以下、単に圧力管型原子炉と
称する）の改良に関するものである。

〔発明の背景〕

従来既に実施されている圧力管型原子炉の内部構造を、
第６図にもとづいて説明すると、原子炉本体は、第６図
に符号１で示すステンレス鋼製のカランドリアタンクと
、炭素鋼製の鉄水遮へい体２とにより構成されており、
カランドリアタンク１内を圧力管集合体３が縦に貫通し
ている。また。

カランドリアタンク１内には、減速材である重水が満た
されている。一方、カランドリアタンク１の外側を包囲
している鉄水遮へい体２は、それぞれ原子炉遮へいスラ
ブ４を有する上部鉄水遮へい体２ａ、側部鉄水遮へい体
２ｂおよび下部鉄水遮へい体２ｃによって構成されてお
り、また鉄水遮へい体２内には、原子炉遮へい冷却材で
ある軽水が満たされており、上記カランドリアタンク１
と鉄水遮へい体２とからなる原子炉本体は、下部鉄水遮
へい体２ｃの下管板フランジ２ｃ’に等間隔に配置した
支持構造物５を介し、原子炉基礎コンクリート６の内方
に突設した原子炉本体支持コンクリート部材６ａに支持
されている０図中、７はカランドリアタンク１内に減速
材を導き入れる減速材入口配管を示し、側部鉄水遮へい
板２ｂの周囲には、減速材入口配管７を引き廻すための
スペース８が確保されている。炉心中央に位置する燃料
の冷却は、圧力管集合体３を構成する各圧力管の下部に
接続された冷却材入口配管９，９・・・・・・を介して
おこなわれ、燃料を冷却した後の冷却材は、炉心上部に
流出する。一方、ｇ子炉遮へい冷却材は、第７図に矢印
で示すように、上・側・下部鉄水遮へい体２ａ、２ｂお
よび２ｃの各冷却材入口配管１０．１１および１２を介
して鉄水遮へい体２内に流入し、鉄水遮へい体２を炉心
に近い側から冷却した後、冷却材出口配管１３から外部
に流出する。

以上の構成において、原子炉の高出力化、ひいてはカラ
ンドリアタンク１と鉄水遮へい体２とからなる原子炉本
体の大型化にともなう重量増加という問題に対し、当該
原子炉本体の支持機能が損われないようにするためには
、一般に、原子炉基礎コンクリート６の内方に突設した
原子炉本体支持コンクリート部材６ａの厚さを厚肉化す
ることが考えられる。

しかしながら、第６図に符号６ａで示す原子炉本体支持
コンクリート部材の下部には、多数の冷却材入口配管９
．９・・・・・・を引き廻すためのスペース、さらには
配管サポート類を取り付けるためのスペースを確保しな
ければならない。

これをさらに詳述すると、第８図は従来既に実施されて
いる圧力管型原子炉の全体的内部構造（左半部）と従来
改良案として提案されている圧力管型原子炉の全体的内
部構造（右半部）とを寸法的に比較して示す縦断面図で
、第８図中、寸法すは、原子炉本体支持コンクリート部
材６ａの下部に配置された冷却材入口配管９，９・・・
・・・の引廻スペース、寸法Ｃは配管サポート類を取り
付けるスペースを示し、原子炉の高出力化、ひいてはカ
ランドリアタンク１と鉄水遮へい体２とからなる原子炉
本体の大型化にともなって重量が増加した場合、当該原
子炉本体の支持機能が損われないようにすることを目的
として１Ｍ子炉本体支持コンクリート部材６ａの厚さを
厚肉化する場合であっても、第８図に寸法す、ｃで示す
配管引廻スペースおよび配管サポート類取付スペースを
小さくすることはできない。

その結果、原子炉本体支持コンクリート部材６ａの肉厚
を厚くすると（ｄ’　＞ｄ）、圧力管集合体３の長さは
、その差（ｄ’−ｄ）分だけ長尺化せざるを得ない。し
かして、圧力管集合体３の長さが長くなると、燃料交換
装置１４のストローク長も長くせざるを得ず（ｅ’＞ｅ
）、さらには圧力管集合体３および冷却材入口配管９，
９・・・・・・の設置位置も高くせざるを得ない（ａ’
＞ａ）。

また、上記した原子炉本体支持コンクリート部材６ａの
厚肉化（ｄ’　−ｄ）　、さらには圧力管集合体３およ
び冷却材入口配管９．９・・・・・・の設置位置の高位
置化（ａ’−ａ）は、原子炉格納容器１５の高さ寸法（
ｈ’　＞ｈ）をも、その差（ｈ’　−ｈ）分だけ大きく
することを意味する。

このように、原子炉の高出力化、ひいてはカランドリア
タンク１と鉄水遮へい体２とからなる原子炉本体の大型
化にともなって重量が増加した場沈 合、１子炉本体支持コンクリート部材６ａの肉厚を単に
厚くしただけでは、原子炉本体を構成するカランドリア
タンク１と鉄水遮へい体２．ひいては格納容器１５の高
さを必要以上に高くするばかりでなく、上記各部を構成
する部材の物量増加を招く。

一方、第８図の右半部のように、原子炉本体の重心位置
が高くなるということは、原子炉建屋の耐震強度が低下
することを意味し、斯かる場合、原子炉建屋の耐震強度
を補強するためには、原子炉基礎コンクリート６の水平
方向の厚さＷを厚くする必要にも迫られる。

なお、原子炉本体支持コンクリート部材６ａの厚肉化を
防ぐためには、当該コンクリート部材の ６　ａＡ７部をリブなどの補強材によって補強すること
も考えられるが、既述のごとく、原子炉本体支持コンク
リート部材６ａの下部には、冷却材入口配管９，９・・
・・・・の引廻スペースや配管サポート類の取付スペー
スを確保する必要があるため、圧力管型原子炉を実際に
建設する上で、原子炉本体支持コンクリート部材６ａの
下部称リブなどの補強材を設置することはできないのが
実状である。

第９図は従来改良案として提案されている圧力型原子炉
の他の一例を示す一部縦断面図で、第９図において、第
６図〜第８図と同一符号は同一部分を示し、第９図にお
いては、第６図に示す従来型この種原子炉の側部鉄水遮
へい体２ｂの外周に位置して、原子炉基礎コンクリート
６の内方に突設した原子炉本体支持コンクリート部材６
ａ上に、その上方に位置する張出コンクリート部材６ｂ
と共に原子炉遮へいコンクリート部材６Ｃを連設すると
いうものであって、上記構成により、原子炉本体支持コ
ンクリート部材６ａによるカランドリアタンク１と鉄水
遮へい体２との支持機能を高めようとするものであるが
、この構成によれば、原子炉遮へいスラブ４を多層構造
とした側部鉄水遮へい体２ｂの外周に位置して、原子炉
遮へいコンクリート部材６ｃを設け、このコンクリート
部材６ｃの外周に位置して、さらに減速材入口配管７を
引き廻すためのスペース８を確保するためには、原子炉
格納容器の水平方向の寸法を大きくせざるを得ない。ま
た、第９図に示す原子炉構造にあっては、側部鉄水遮へ
い体２ｂを構成する多層構造の原子炉遮へいスラブ４を
直接的に支持し、かつ減速材入口配管７の引廻スペース
８に見合った空間を確保するために、原子炉本体支持コ
ンクリート部材６ａの長さを長くせざるを得ず、原子炉
本体支持コンクリート部材６ａの長さを長くするという
ことは、当該コンクリート部材６ａの曲げモーメントが
増加することを意味し、単位長さ当りにおける原子炉本
体支持コンクリート部材６ａの曲げモーメントを小さく
抑えるためには、当該コンクリート部材６ａの肉厚を厚
くせざるを得す。

斯かる場合、第８図の右半部に示す場合と同様の問題を
生じる。

〔発明の目的〕

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであって、
その目的とするところは１Ｍ子炉の高出力化、ひいては
カランドリアタンクと鉄水遮へい体とからなる原子炉本
体の大型化にともなう重量増加という問題に対し、原子
炉基礎コンクリートの内方に突設した原子炉本体支持コ
ンクリート部材の肉厚を厚くすることなく、シかも原子
炉本体の支持機能が損われることのない圧力管型原子炉
、すなわち圧力管集合体の長尺化、燃料交換装置のスト
ローク長尺化、圧力管集合体の設置位置高位置化、ひい
ては原子炉格納容器の大型化を阻止すると同時に、上記
各部を構成する部材の物量増加を抑え、しかも原子炉建
屋の耐震強度が損われることのない、改良された圧力管
型原子炉を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明は、圧力管集合体が内
部を縦に貫通し、減速材を満たしているカランドリアタ
ンクと、カランドリアタンクの外側を包囲し、原子炉遮
へい冷却材を満たしている鉄水遮へい体とを備え、上記
カランドリアタンクと鉄水遮へい体とからなる原子炉本
体を、下部鉄水遮へい体を介し原子炉基礎コンクリート
によって支持する構造の圧力管型原子炉において、上記
カランドリアタンクの外周を、上部鉄水遮へい体と下部
鉄水遮へい体とに連設する単板状の側胴で覆い、かつ上
記側胴の外周を、ｙＫ子炉基礎コンクリートの内方に突
設した原子炉本体支持コンクリート部材とその上方に位
置する張出コンクリート部材とにまたがって連設した原
子炉遮へいコンクリート部材で覆い、上記原子炉遮へい
コンクリート部材の内側に、原子炉遮へい冷却材のバウ
ンダリを形成するライナを張設してなることを特徴とす
るものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を、第１図〜第５図の一実施例にもとづい
て説明すると、第１図は本発明に係る圧力管型原子炉の
要部の縦断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３
図は原子炉遮へい冷却材である軽水の流れ方向を示す第
１図相当図、第４図は第１図および第３図のＢ部拡大図
、第５図は第４図の一部平面図であり、第１図〜第５図
において、第６図〜第９図と同一符号は同一部分を示す
。

すなわち、本発明の要部である第１図および第１図のＡ
−Ａ断面図である第２図において、原子炉本体は、従来
と同様、ステンレス鋼製のカランドリアタンク１と、炭
素鋼製の鉄水遮へい体２とにより構成されており、カラ
ンドリアタンク１内を圧力管集合体３が縦に貫通してい
る。また、カランドリアタンク１内には、減速材である
重水が満たされている。一方、カランドリアタンク１の
外側を包囲している鉄水遮へい体２は、それぞれ原子炉
遮へいスラブ４を有する上・下部鉄水遮へい体２ａおよ
び２ｃと、従来の側部鉄水遮へい体（第６図、第７図お
よび第９図の符号２ｂ参照）に代えて、上部鉄水遮へい
体２ａと下部鉄水遮へい体２ｃとに連設する単板状の炭
素鋼製側胴２ｄとによって構成されており、上・下部鉄
水遮へい体２ａ、２ｃおよび側胴２ｄからなる鉄水遮へ
い体２内には、原子炉遮へい冷却材である軽水が満たさ
れており、上記カランドリアタンク１と鉄水遮へい体２
とからなる原子炉本体は、下部鉱水遮へい体２ｃの下管
板フランジ２ｃ’に等間隔に配置した支持構造物５を介
し、原子炉基礎コンクリート６の内方に突設した原子炉
本体支持コンクリート部材６ａに支持されている。

原子炉本体支持構造物５の詳細を示す第４図および第５
図において、下部鉄水遮へい体２ｃの下管板フランジ部
２ｃ’は、支持ピン５ａおよび固定ボルト５ｂを介して
原子炉本体支持コンクリート部材６ａ側のソールプレー
ト１６に取り付けられており、地震発生時における水平
方向の荷重は。

支持ピン５ａに加わり、上下方向の荷重は、固定ボルト
５ｂに加わるものであり、また上記した支持構造物５は
、下部鉄水遮へい体２ｃの熱膨張による半径方向の伸び
を吸収するように構成されている。

第１図および第２図において、鉄水遮へい体２の一部を
構成する側胴の外周には、原子炉基礎コンクリート６の
内方に突設した原子炉本体支持コンクリート部材６ａ上
に、その上方に位置する張出コンクリート部材６ｂと共
に原子炉遮へいコンクリート部材６ｃが連設されており
、さらに」二記原子炉遮へいコンクリート部材６ｃの内
側には。

炭素鋼製のライナ１７が張設されている。図中、１８は
原子炉遮へいコンクリート部材６ｃの下部に設けた開口
部であり、第４図に明示するように、開口部１８に相当
する部分のライナ１７を内側に張り出す構造とすること
により、支持構造物５の保守・点検をおこなう検査装置
を上記開口部１８を介して搬出入することができる。ま
た、７はカランドリアタンク１内に減速材を導き入れる
減速材入口配管を示し、減速材入口前￥ｔ７は、原子炉
遮へいコンクリート部材６ｃを貫通しており、原子炉遮
へいコンクリート部材６ｃを貫通する減速材入口配管７
とライナ１７との間にベローズ１９が介装されている。

しかして、上記したベローズ１９により、鉄水遮へい体
２内の原子炉遮へい冷却材がシールされており、原子炉
遮へいコンクリート部材６ｃの外側に位置して、減速材
入口配管７を引き廻すためのスペース８が確保されてい
る。

炉心中央に位置する燃料の冷却は、圧力管集合体３を構
成する各圧力管の下部に接続された冷却材入口配管９，
９・・・・・・を介しておこなわれ、燃料を冷却した後
の冷却材は、炉心上部に流出する。一方、原子炉遮へい
冷却材は、第３図に矢印で示すように、上・下部鉄水遮
へい体２ａ、２ｃの各冷却材入口配管１０．１２を介し
て鉄水遮へい体２内に流入し、鉄水遮へい体２を炉心に
近い側から冷却した後、冷却材出口配管１３から外部に
流出する。

本発明は以上のごとき構成よりなり、本発明に係る圧力
管型原子炉は、側部鉄水遮へい体２ｂの外周に位置して
、原子炉基礎コンクリート６の内方に突設した原子炉本
体支持コンクリート部材６ａ上に、その上方に位置する
張出コンクリート部材６ｂと共に原子炉遮へいコンクリ
ート部材６Ｇを連設するようにしたものであり、原子炉
遮へいコンクリート部材６ｃは、張出コンクリート部材
６ｂと共に原子炉本体支持コンクリート部材６ａを補強
するリブとしての機能を備えるのみならず、炉心側部に
おける放射線速へい体としての機能をも備えている。し
たがって、原子炉の高出力化、ひいてはカランドリアタ
ンク１と鉄水遮へい体２とからなる原子炉本体の大型化
にともなう重量増加という問題に対し、張出コンクリー
ト部材６ｂと共に補強リブとしての機能を有する原子炉
遮へいコンクリート部材６ｃを原子炉本体支持コンクリ
ート部材６ａに付設した本発明によれば。

当該コンクリート部材６ａの肉厚を厚くしなくとも、上
記原子炉本体を十分に支持することができるものであり
、原子炉本体支持コンクリート部材６ａの肉厚を厚くす
る必要がないということは。

従来技術の項で述べた圧力管集合体３の長尺化、燃料交
換装置１４のストローク長尺化、圧力管集合体３の設置
位置高位置化、さらには原子炉格納容器の高さ方向の寸
法を大きくしなければならないといった問題点を悉く解
決することができる。

しかして、圧力管集合体３の長尺化、燃料交換装置１４
のストローク長尺化、さらには原子炉格納容器の高さ方
向の寸法を大きくしなければならないといった従来技術
の問題点を解決できるということは、原子炉構成部材の
物量増加を抑えることを意味し、経済性の点でもすぐれ
ている。また、圧力管集合体３の設置位置高位置化を阻
止し、原子炉全体の重心位置を低くできるということは
、原子炉建屋の耐震性がすぐれていることを意味する。

ここで、本発明に係る圧力管型原子炉の水平方向の構造
について注目してみると１本発明にあっては、原子炉遮
へいコンクリート部材６ｃの内側にライナ１７が張設さ
れているから、原子炉遮へい冷却材とコンクリート部材
６ｃとの直接的な接触は、上記ライナ１７により阻止さ
れるものであり、これを換言すると、ライナ１７は、原
子炉遮へい冷却材とコンクリート部材６ｃとのバウンダ
リとして機能する。また１本発明において、鉄水遮へい
体２の側部は、従来の側部鉄水遮へい体（第６図、第７
図および第９図の符号２ｂ参照）に代えて、上部鉄水遮
へい体２ａと下部鉄水遮へい体２ｃとに連設する構造簡
単な単板状の側胴２ｄによって構成されており、従来型
この種原子炉における側部鉄水遮へい体の多層構造に相
当する分、原子炉の水平方向に余裕をもたせることがで
き、この余裕分を、減速材入口配管７の引廻スペース８
として利用することができ、原子炉格納容器の水平方向
の寸法を大きくとる必要はなく、これまた原子炉構成部
材の物量増加を抑えることができる。

〔発明の効果〕

以上、第１図〜第５図にもとづく図示実施例の説明から
も明らかなように、本発明によれば、原子炉の高出力化
、ひいてはカランドリアタンクと鉄水遮へい体とからな
る原子炉本体の大型化にともなう重量増加という問題に
対し、原子炉基礎コンクリートの内方に突設した原子炉
本体支持コンクリート部材の肉厚を厚くすることなく、
しかも原子炉本体の支持機能が損われることのない圧力
管型原子炉、すなわち圧力管集合体の長尺化、燃料交換
装置のストローク長尺化、圧力管集合体の設置位置高位
置化、ひいては原子炉格納容器の大型化を阻止すると同
時に、上記各部を構成する部材の物量を抑え、しかも原
子炉建屋の耐震強度が損われることのない、改良された
圧力管型原子炉を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明に係る圧力管型原子炉の一実施
例を示し、第１図は要部の縦断面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ断面図、第３図は原子炉遮へい冷却材である軽水
の流れ方向を示す第１図相当図、第４図は第１図および
第３図のＢ部拡大図。 第５図は第４図の一部平面図、第６図は従来既に実施さ
れている圧力管型原子炉の内部構造を示す一部縦断面図
、第７図は従来既に実施されている圧力管型原子炉々内
における原子炉遮へい冷却材の流れ方向を示す第６図相
当図、第８図は従来既に実施されている圧力管型原子炉
の全体的内部構造（左半部）と従来改良案として提案さ
れている圧力管型原子炉の全体的内部構造（右半部）と
を寸法的に比較して示す縦断面図、第９図は従来改良案
として提案されている圧力管型原子炉の他の一例を示す
一部縦断面図である。 ■・・・カランドリアタンク、２・・・鉄水遮へい体、
２ａ・・・上部鉄水遮へい体、２ｃ・・・下部鉄水遮へ
い体、２０′・・・下部鉄水遮へい体上管板フランジ。 ２ｄ・・・側胴、３・・・圧力管集合体、４・・・原子
炉遮へいスラブ、６・・・原子炉基礎コンクリート、６
ａ・・・原子炉本体支持コンクリート部材、６ｂ・・・
上部張出コンクリート部材、６ｃ・・・原子炉遮へいコ
ンクリート部材、７・・・減速材入口配管、８・・・減
速材入口配管引翅スペース、９．１０および１２・・・
冷却材入口配管、１３・・・冷却材出口配管、１７・・
・ライナ、１８・・・開口部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧力管集合体が内部を縦に貫通し、減速材を満たし
   ているカランドリアタンクと、カランドリアタンクの外
   側を包囲し、原子炉遮へい冷却材を満たしている鉄水遮
   へい体とを備え、上記カランドリアタンクと鉄水遮へい
   体とからなる原子炉本体を、下部鉄水遮へい体を介し原
   子炉基礎コンクリートによつて支持する構造の圧力管型
   原子炉において、上記カランドリアタンクの外周を、上
   部鉄水遮へい体と下部鉄水遮へい体とに連設する単板状
   の側胴で覆い、かつ上記側胴の外周を、原子炉基礎コン
   クリートの内方に突設した原子炉本体支持コンクリート
   部材とその上方に位置する張出コンクリート部材とにま
   たがつて連設した原子炉遮へいコンクリート部材で覆い
   、上記原子炉遮へいコンクリート部材の内側に、原子炉
   遮へい冷却材のバウンダリを形成するライナを張設して
   なることを特徴とする圧力管型原子炉。