JPS6247588A - 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〕 本発明は高速増殖炉に係り、特に耐震性に優れた高速増
殖炉に関する。また、本発明は高速増殖炉のうちでも特
に、原子炉容器と２次容器とて形成される空間に２次冷
却材を充填する二重タンク型原子炉において有効であり
、二重タンク型原子炉においては耐震性に優れる他、２
次冷却材の放射化を防止するに好適な原子炉に関する。

〔発明の背景〕

゛高速炉の耐震性を向上させる方法として、原子炉容器
とその外側の２次容器の間に流体を満たし、かつ原子炉
容器内面にひれを取りつける方法と、原子炉容器と２次
容器とをベローズで結合する方法とが提案されている。

これらの発明のうち、前者の両容器間に流体を満たして
、かつ、原子炉容器外面にひれを取りつける方法は、原
子炉容器が振動する際の制動力を増す方法である。制動
力を増すことにより地震応答を低減することは有効であ
るが、充分な制動力を得るためには、原子炉容器に取り
つけたひれが、充分に（少くとも原子炉容器と同等以上
）剛で、かつ、両容器間の流体が地震時に自由に動く　
（流れる）ことを極力制限しなければならない。言い換
えると、原子炉容器と同等以上の剛性を有するひれを原
子炉容器外面に取りつける場合、ひれと２次容器との間
隙を微小に保つようにしなければ、流体制振効果を充分
に利用できない。従って、ひれの長さは、原子炉容器と
２次容器との間隙寸法にほぼ等しいものが要求される。

構造上、ひれと２次容器との間隙を零にすることは不可
能であるから、微小な間隙を保つようにするわけである
が、全てのひれについて微小な間隙を有するため、全体
としては間隙の面積は比較的大きなものとなる。

従って、流体制振効果を充分に利用するためには、本構
造では不充分である。

次に、後者の、同容器間をベローズにて連結する方法で
ある。これは、原子炉容器と２次容器の底部をベローズ
にて結合し５Ｍ子炉容器に加わる水平荷重をベローズの
せん新開性で支持するものである。本構造においては、
ベローズは上下方向には自由に伸縮でき、従って上下方
向の耐震性には、はとんど寄与しない。

〔発明の目的〕

本発明は上記点に鑑みなされたもので、その目的とする
ところは、２次冷却材の流体制振効果を充分活用して、
地震時の原子炉容器の荷重を２次容器に効果的に伝達す
ることにより、機械的振れ止めを用いることなく原子炉
容器を薄肉とし、かつ、ルーフスラブの桁高、板厚を低
減できる原子炉を提供することにある。

また、二重タンク型原子炉においては、上記同様の耐震
性を向上させ、かつ２次冷却材の放射化を防止できる二
重タンク型原子炉を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、原子炉容器と原子炉容器の外側に設置された
２次容器との間に液体金属の如き流体を満たし、かつ原
子炉容器外面と２次容器内面をベローズにて、連絡する
ことにより、耐震性を向上させた原子炉に関する。

また、１次冷却系設備を設けた原子炉容器の外側に２次
容器を設け、この２次容器内の原子炉容器の外側に２次
ポンプと蒸気発生器を配置し、それらの外周に２次冷却
材を満たして、原子炉容器と２次容器の間の空間を２次
冷却材の循環路とした二重タンク型原子炉において、原
子炉容器外面と２次容器内面に上記同様のベローズを設
置することにより耐震性を向上し、かつ２次冷却材の放
射化を防止することができる二重タンク型原子炉に関す
る。

〔発明の実施例〕

第１図〜第２図を参照して、本発明の実施例を詳述する
。

第１図は本発明実施例を示す二重タンク型原子炉の平面
図、第２図は縦断面図である。二重タンク型原子炉は、
原子炉容器１と原子炉容器内部に置かれる炉心２と、中
間熱交換器３と、１次ポンプ４と、炉心上部機構５と、
原子炉容器１の外側に設置される２次容器６と、原子炉
容器と２次容器の間に設置される蒸気発生器７と２次ポ
ンプ８と原子炉容器底部外面に取りつけられた円筒状の
ベローズ９と、原子炉容器及び２次容器の上部に設置さ
れ原子炉の全重量を支持するルーフスラブ１０とで植成
される。１次冷却材は原子炉容器の内部に充填されてお
り、炉心２にて加熱された後中間熱交換器３で冷却され
１次ポンプ４に吸い込まれ加圧されて炉心２に戻る。２
次冷却材は原子炉容器１と２次容器６の間に充填されて
おり、中間熱交換器３で加熱された後、配管１１により
蒸気発生器７に導びかれ、蒸気発生器７にて冷却される
。次いで、２次冷却材は原子炉容器１と２次容器６の間
に放出され、２次ポンプ８に吸い込まれ加圧された後、
配管１２を通って中間熱交換器３に戻る。

ここでベローズ９は、原子炉容器とほぼ等しい直径を有
する円筒形状であり、一端は原子炉容器に取りつけられ
ているが、他端は２次容器と接触し、かつ、ベローズ９
の弾性力によって２次容器に押しつけられている。また
、ベローズ９には微小な孔が数箇所設けられている。従
って、べ０−ズ９と原子炉容器１及び２次容器６とで囲
まれた領域はほぼ密閉された構造となる。原子炉運転中
の温度変化に伴う原子炉容器１．２次容器６、ベローズ
９と２次冷却材の熱膨張差に対しては２次冷却材はベロ
ーズ９に設けられた微小な孔より、出入りでき、過大な
熱応力の発生原因とはならない。しかしながら、地震時
の急激な変動に対しては、上記領域内の２次冷却材がベ
ローズ９に設けられた微小な孔より出入りすることに対
しては、その孔の微小さに起因して大きな抵抗を有する
。

よって、まず上下地震動に対しては原子炉容器１と２次
容器６は上記領域の２次冷却材を介して結合され、機械
的に結合されたと同様の振動性状を示す。ここで、ベロ
ーズ９に設けた微小な孔の面積は、前述の公知例の如き
ひれを取りつけた場合のひれと２次容器との間隙よりも
せまくすることが可能である。従って、流体制振効果を
充分に利用することができる。また、前述の他の公知例
の如く、単にベローズを取りつけただけでは得られない
効果である。

次に、水平地震動に対しては、原子炉容器１と２次容器
６は上記領域外（つまり両容器の胴部）の２次冷却材を
介して結合されている。この場合、ベローズ９の設置に
より、２次冷却材が原子炉容器及び２次容器の底部を流
れることはできず、外周部を周り込むことになり、全体
として流路抵抗が増えたことに相当する。従って、ベロ
ーズ９が無い場合と比較して、原子炉容器１の水平振れ
止め効果が大きく、公知例のひれと同様の効果が得られ
る。

さらに、二重タンク型原子炉においては、２次冷却材の
放射化の問題がある。通常のタンク型原子炉においては
、炉心の近くで２次冷却材が存在するのは中間熱交換器
内部に限られる。この領域で′の放射化防止のため、炉
心の外側には放射線遮蔽体が設置されており、二重タン
ク型炉においても同様である。しかしながら二重タンク
型炉においては、２次冷却材は原子炉容器を取り囲んで
存在する。炉心から見て横方向に位置する領域は上記同
様の理由により問題ないが、炉心下方の２次容器底部の
領域では、炉心からの放射線により２次冷却材が放射化
される。２次冷却材は、中間熱交換器、蒸気発生器、２
次ポンプを結ぶ配管中を流れ、この配管はルーフスラブ
上に位置しているため、放射線線量率をルーフスラブ上
面と同程度に制限する必要が生ずる。そのためには、炉
心下方あるいは前記配管まわりに放射線遮蔽体を設置す
る必要があるが、いずれも原子炉構造の大型化をもたら
すものである。別に対応策としては２次容器底部の領域
を隔離して、この部分の２次冷却材が２次冷却系中を循
環するのを防ぐ方法が考えられる。本構造は、まさに２
次冷却材の隔離を行うもので、ひれを取りつける方法で
は得られない効果である。また、２次冷却材の放射化の
問題だけであれば、単にベローズを取りつけるだけ（公
知例の如く）で良いが、その場合には、原子炉容器と２
次容器とベローズで形成される閉領域に２次冷却材を充
填することはできない。従って、その場合には前述の上
下方向の振れ止め効果は希待てきない。それに対して、
本構造の如くベローズに微小な複数個の孔を設けること
により、振れ止め効果を放射化防止効果の両立が図れる
ものである。

従って、本実施例によれば、地震時に原子炉容器に加わ
る水平及び上下方向の荷重を、流体を介して２次容器で
支持することが可能で、かつ、２次冷却材の放射化を防
止できる。

本発明は以上の実施例に限られるもではなく、ベローズ
を２次容器側に取りつけて、原子炉容器側に押しつけて
も全く同様の効果が得られる。あるいは、ベローズを両
容器に取りつけることなく。

間にはさんで、原子炉容器及び２次容器の両方に押しつ
けても全く同様の効果が得られる。さらに、ベローズを
原子炉容器、２次容器の両方に取りつけて（つまり両容
器を機械的に結合する）も良い。

この場合には前述の実施例同様の効果の他に、公知側同
様の効果も得られる。すなわち、原子炉容器に加わる水
平荷重をベローズのせん新剤性で分担することができる
。

また二重タンク型原子炉以外の高速増殖炉に適用しても
同様である。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、水平地震動に対し原
子炉容器に機械的振れ止めを設けることなく、水平荷重
を２次容器で支持することができる。これにより、原子
炉容器の薄肉化が可能であり、それに伴って、原子炉容
器の熱応力低減のための断熱構造の簡素化が可能である
。

また、上下地震動に対しても、機械的な振れ止めを設け
ることなく、原子炉容器の上下荷重を２次容器に伝達す
ることができる。これにより、上記同様原子炉容器の薄
肉化と断熱構造の簡素化が可能である他、ルーフスラブ
に加わる原子炉容器荷重の作用点を外周部に移す効果に
より、ルーフスラブの桁高、桁厚を低減できる。

さらに、２次冷却材の放射化の問題に対しても、新たな
放射線遮蔽体を設けることなく、ルーフスラブ上面の放
遮線線量率を低減することができる。

これにより、原子炉構造の小型化が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の二重タンク型原子炉の平面図、
第２図は本発明実施例の二重タンク型原子炉の縦断面図
である。 １・・・原子炉容器、６・・・２次容器、９・・・ベロ
ーズ、１０・・・ルーフスラブ、１１．１２・・・２次
冷却系配管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉容器と原子炉容器の外側に設置した２次容器
   とで形成される空間に、液体金属の流体を充填し、原子
   炉容器外面と２次容器内面をベローズにて連絡したこと
   を特徴とする原子炉。 ２、ベローズが微小な複数個の孔を有していることを特
   徴とする第１項記の原子炉。 ３、ベローズによって連絡される位置が、原子炉容器及
   び２次容器の底部であることを特徴とする第１項又は第
   ２項記載の原子炉。 ４、ベローズが、原子炉容器とほぼ同じ直径を有する円
   筒形であることを特徴とする第３項記載の原子炉。