JPH01142494A - 高速増殖炉における中性子反射体 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は原子力発電プラント等に用いられる液体金属
冷却高速増殖炉用の中性子反射体に関するものである。

［従来の技術］ 従来より高速増殖炉は中央部に燃料集合体を多数配置し
、その半径方向外周部に中性子反射体（以下中性子遮蔽
体という）を配置する。

また、中性子遮蔽体は燃料集合体からの中性子を反射し
、その漏洩を防ぐと共に、高速中性子やγ線を遮蔽して
、炉心外部構造体を保護する機能を有するもので、この
中性子遮蔽体は断面か六角形の外筒ともいうべき中空管
に遮蔽体を充填して構成され、燃料集合体同様、単一集
合体として炉心半径方向に複数配列にて形成される。

第６図は従来の中性子遮蔽体を示す縦断面図てあり、ハ
ンドリングへウド１とエントランスノズル２の間に設け
られたＳ　Ｕ　Ｓ　３１６（２０％冷間加工材）による
六角管の外筒３内に円柱棒状の５ＵＳ３０４の内部遮蔽
体４を積層し、これら内部遮蔽体４の各集合体間は外殻
部に設けられた上部スペーサバット５．中間部スペーサ
パッド６にて間隙を有しながら炉心整列配置を確保して
いる。

［発明が解決しようとする問題点］ このような中性子遮蔽体の構造は、内部遮蔽体の剛性が
大きいにも拘らず、その外殻部の外筒は３゜、程度と薄
肉構造となり、そのため高度な機１＠か要求される炉心
変形（湾曲）、炉心群振動時及び制ｕ４棒の挿入の安全
性確保に対して、上部及び中間部の各スペーサパッド及
びエントランスノズルの付は根等が健全性に乏しいとい
う問題があった。

また、中性子遮蔽体は、その遮蔽性能上、燃料集合体と
同一外形状を有した単一集合体化を図っている観点から
、炉心からの高速中性子やγ線のストリーミングを配慮
して基準レベルを確保すべく単一集合体を炉心半径方向
に幾層（例えば４層）にも多重に配備して遮蔽性能を確
保することが余儀なくされている。

しかるに従来の中性子遮蔽体はその交換時、遮蔽体の変
形の為に炉心から抜けなくなる可能性があり、燃料取扱
い諸装置に対し悪影響を及ぼし、また短寿命の中性子遮
蔽体はその使用済みのものを炉外燃料貯蔵槽（Ｅ　Ｖ　
Ｓ　Ｔ　：ＥＸ−ＶＥＳＳＥＬ　５ＴＯＲＡＧＥＴＡＮ
Ｋ　）に頻繁に貯蔵しなければならないという問題があ
った。

さらに交換か必要な中性子遮蔽体にあってはハンドリン
グヘッドとエントランスノズルには炉心への装荷にあた
り、自己方向付機能として特殊加丁を施したセルフオリ
エンテーション（自己位置決め）機構を各集合体毎に複
雑、高精度な形状にて装備することが余儀なくされ、製
作期間を含む製作性及びプラントコスト上可ス彪な限り
の合理化か要求されるという問題があった。

この発明はかかる従来の問題点を解決するためになされ
たもので、中性子遮蔽体の寿命延長化及びそれによるプ
ラント稼動率の向上及びＥＶＳＴ等の施設容量の縮小化
を図ることがてき、かつ遮蔽材上点密度の向上及び遮蔽
層のコンパクト化と炉心槽の小型化とセルフオリエンテ
ーション機構削除を含む製作組立性の簡素化を可能とす
る高速増殖炉用の中性子遮蔽体を提供することを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ Ｌ記の目的を達成するためにこの発明の中性子反射体は
内部に複数の冷却材流路の案内管を具備したＴ１添加Ｓ
　Ｕ　Ｓ　：Ｊ１６（２０％冷間加工材）相当、または
分散強化型フェライト鋼等からなるケーシング内に数種
類の遮蔽材を混合して封入し、そのケーシングの外部に
炉心を支持する支持枠を具備したものである。

［作用］ Ｅ記の構成により、従来の交換型方式から一体固定型方
式となるため、厚肉化構造に伴ない遮蔽体構造の剛性が
高まる方向となり、構造の健全性か向上すると共に中性
子遮蔽体の交換を要しないことから、付随機能であるセ
ルフオリエンテーション機構、誤装荷防止Ｊａ俺等の廃
止が図れると共に燃料貯蔵膜＠等の設備容量の縮小化が
図れ、かつ燃料の簡？ｉな取扱いを含むプラント稼動率
の向！−が図れる。

［実施例］ 第１図は本発明の中性子遮蔽体の一実施例を示す縦断面
図で、Ｉ：、、Ｑ７と底板８の間に介在する外筒９から
成るケーシング１４に炉心部の燃料集合体１６’′！Ｐ
を支持拘束する支持枠（上部・中間部）ｌＯを配置し、
内部にグラファイト、Ｂ４Ｃ、Ｚ、Ｈ，ＢｅＯ及びステ
ンレス（但しステンレスは剛性を抑えるため薄板状９粒
状、切屑状もしくはこれらの組み合わせ）等からなる数
種類の遮蔽材１１を混合して封入し、一体化構成される
。

尚、第１図の実施例ではケーシング１４内に数種類の遮
蔽材ｔｉを混合して一体構成にしているが、ケーシング
１４内に径方向間仕切を設けて、数種類の遮蔽材１１を
混合して封入してもよい。

第２図、第３図はこの実施例の中性子遮蔽体を、六角蜂
巣配列の炉心に配置した場合の模様を″１６セクタに示
した図て、第２図は遮蔽体の厚さを均−にした実施例て
あり、第３図は炉心槽に対して外側の形状を円弧状にし
た実施例である。

第４図は第１図のＡ−Ａ線で更に２分割とした他の実施
例の平面図を示すもので、炉心燃料集合体１６を上部支
持枠ｌＯにて支持拘束する組合せを示すものである。

第５図は第１図に示す実施例のＢ−Ｂ線の水平断面図で
、炉心支持板１５．据付嵌合用ノズル１２及び冷却材流
入孔である案内管１３の配置状況を示す断面図である。

この様に構成された中性子遮蔽体は耐照射特性（低スエ
リング、高クリープ）材として優れたＴｉ添加Ｓ　Ｕ　
Ｓ　３１６（２０％ＣＷ）相当鋼９分散強化型フェライ
ト鋼等をケーシング１４に採用する方策により一体形成
固定型化が可能となり、従来幾層かにて多重化構成して
いた薄肉ダクト型に比べ上部パット５．中間パッド６、
エントランスノズル２の付は根等の応力緩和の問題が解
消され、構造健全性の確保が容易に得られる構造となる
。

また、セルフオリエンテーション機構、誤装荷防Ｉト機
能、長尺エントランスノズル等の各集合体に配備してい
た付随機能が中性子遮蔽体の交換を要しないことから一
括廃止（削除）できる結果となる。それと共に遮蔽材１
１の充填密度が一体化により向−［−シ、遮蔽層のコン
パクト化か図れる。

その上、内部間仕切を併設した場合には数種類の遮蔽材
を任意有効に選択装填することか容易に図れる構造とな
る。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明の高速増殖炉用の中性子
反射体は炉心変形、炉心群振動荷重に対する応力か剛体
ベースの支持枠、ケーシング等により緩和され、構造健
全性の向上か図れる。

また、中性子遮蔽体の交換の不要なことから従来品集合
体１体毎に配備していた、上・下部セルフオリエンテー
ション機構、誤装荷防止機１駈、長尺エントランスノズ
ル等の付ＭＩ機能の一括廃止。

燃料貯蔵設備等の設備の縮小が可能となると共に、燃料
交換機の作動範囲が炉心部の燃料集合体のみに範囲限定
されることから、燃料交換機の小型化も可能となる。

さらに遮蔽材の充填密度か一体化により向上し、遮蔽層
のコンパクト化が図れ、かつ炉心槽。

炉容器等の縮小化が図れる。

また、数種類の遮蔽材を任意一体形成するよう対応でき
るのて、遮蔽材特性が有効に活用できると共に構造その
ものは簡素化され大幅なコスト低減か図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の中性子遮蔽体の一実施例を示す縦断面
図、第２図、第３図は本発明の中性子遮蔽体の炉心六角
蜂巣配列に配置した場合の配置を１八セクタにて示した
部分炉心配置図、第４図は本発明の他の実施例に係る中
性子遮蔽体の平面図、第５図は第４図の中性子遮蔽体の
炉心支持板据付時の嵌合用ノズル及び冷却材流入孔であ
る案内管の配置例を示す下部部分断面図、第６図は従来
の中性子遮蔽体を示す縦断面図である。 図中。 ７：上蓋　　　　８：底板 ９：外筒　　　　ｌＯ２支持枠 ｌｌ：遮蔽材 １２：据付嵌合用ノズル １３：案内管 １４、ケーシング １５、炉゛心支持板 １６：燃料集合体 代理人　弁理士　１）北　嵩　晴 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）中央部に燃料集合体を多数配置した炉心の外周部
   に配列される高速増殖炉における中性子反射体において
   、内部に複数の冷却材流路の案内管を具備したＴ＿ｉ添
   加ＳＵＳ３１６（２０％冷間加工材）相当、または分散
   強化型フェライト鋼からなるケーシング内に数種類の遮
   蔽材を混合して封入し、このケーシングの外部に炉心を
   支持する支持枠を具備したことを特徴とする高速増殖炉
   における中性子反射体。
2. （２）ケーシング内には半径方向に複数の間仕切を設け
   たことを特徴とすることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の高速増殖炉における中性子反射体。
3. （３）数種類の遮蔽材はグラファイト、Ｂ＿４Ｃ、ステ
   ンレス、Ｚ＿ｒＨ、Ｂ＿ｅＯであることを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の高速増殖炉における中性
   子反射体。