JPH0116076Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はナトリウム高速増殖炉である原子炉
の炉心より取出した使用済燃料を或る期間中、冷
却材のナトリウム中に浸漬して冷却する炉外燃料
貯蔵槽、特に回転ラツク式の燃料貯蔵槽の案内軸
受構造の改良に関する。

周知のように高速増殖炉では炉心より取出した
使用済燃料は崩壊熱レベルが高く、直ちに外部へ
取出して取扱うことは困難であることから、多く
の場合に炉心と並べて炉格納容器内に液体金属ナ
トリウムで満たした炉外燃料貯蔵槽を設け、ここ
で次回の燃料交換時まで冷却する方式が採用され
ている。かかる炉外燃料貯蔵槽としてはラツクの
構造により各種のタイプがあるがいわゆる回転ラ
ツク式のタイプが多く実施されている。

次にこの回転ラツク式炉外燃料貯蔵槽の概要を
第１図を援用して説明する。第１図において、１
は貯蔵容器、２は外容器であり、冷却材としての
液体金属ナトリウムNaで満たした貯蔵容器１内
には上部しやへいプラグ３を軸貫通してたて軸形
の回転ラツク４が収容されている。回転ラツク４
はその外周域に並べて多数の燃料を収納するよう
構成されており、上部の推力軸受５および下部の
案内軸受６を介して貯蔵容器１内に吊下げ支持さ
れ、かつ上部軸端には回転駆動装置７が結合して
いる。構内への燃料の出し入れはしやへいプラグ
３を貫通して設けた案内筒８および頂部のドアバ
ルブ９を通じて行われ、案内筒８内の燃料昇降通
路の真下に回転ラツク４の所定番地が位置するよ
うに駆動装置７を介して軸中心に回動操作され
る。

ところで図示のように回転ラツク４の案内軸受
６はナトリウム中に浸漬して設置されているため
に、軸受としては通常の軸受のように潤滑油が使
用できない。しかも貯蔵槽の運転温度領域での液
体金属ナトリウムは低粘度であることから仮に案
内軸受にすべり軸受を採用した場合には、軸受面
に良好な潤滑剤膜が形成されないので運転中にい
わゆる「かじり」が生じやすく、回転不能を引き
起すなど信頼性に欠ける。この観点から案内軸受
としてころがり軸受を採用すれば「かじり」の恐
れもなくナトリウム中でも円滑に案内支持でき
る。しかしながら回転ラツク４は非常に重い重量
物であることから、通常時の運転時に案内軸受６
が受ける軸受荷重は一例として５トン程度である
が、地震時には通常時の軸受荷重をはるかに超え
た700トンにも及び過大荷重が加わることになる。
このような過大な荷重を支えるにはころがり軸受
が極めて大形化し、実際に燃料貯蔵槽へ設置する
には寸法的な面から非現実的な大きさとなつてし
まう。この点先記したすべり軸受は軸受面が面接
触であるから荷重耐力が大であるが、燃料貯蔵槽
のナトリウム中では軸受性能が十分に発揮できな
い不具合がある。

上記問題の解決策として、次記のような案内支
持構造が既に提案されている。すなわち、第１図
および第２図において、回転ラツク４の下部の案
内軸受６はころがり軸受であり、その内輪は貯蔵
容器１の底面に固定した架台１０の上に固定され
ている固定軸１１へ支持金具１２としての支持部
材を介して強固に支持されている。一方、ころが
り軸受６の外輪は詳細構造を後述する柔構造体と
して構成した案内軸受支持体１３を介して回転ラ
ツク４に支えられている。更に前記ころがり軸受
６と同軸上に並べてその下方にはすべり軸受構造
の振止め機構１４が設置されている。この振れ止
め機構１４は固定側部材のリング１５と回転側部
材であるリング１６とが半径方向に僅かな間げき
ｇを隔てて面対向しており、かつリング１５およ
び１６が架台１０および回転ラツク４へそれぞれ
固定されている。特に回転側リング１６と一体構
造の支持筒１７は大きな断面係数、したがつて大
きな剛性をもたせてある。これに対し先記した柔
構造体のころがり軸受支持部材である軸受支持体
１３は第３図のように上部リング１８と下部リン
グ１９と、上下のリング１８と１９との間を上下
の方向で連結した複数本のたわみ棒２０とから成
り、第２図のように下部リング１９がころがり軸
受の外輪を支え、上部リング１８が支持筒２１を
介して回転ラツク４に結合されてにる。なお第２
図における符号２２は固定軸１１並びに振止め機
構１４のリング１５を回転ラツク４の回転軸中心
に合わせて正しくセンタリングするための心出し
調整用偏心リングである。また軸受支持体１３の
たわみ棒２０は通常運転時の軸受荷重ではたわむ
ことがないが、地震などにより回転ラツク４へ加
速度が加わつて過大な横荷重が作用すると第２図
の点線のように左右方向にたわむよう適当な曲げ
剛性に選定されている。

上記構成において地震時などに過大な横荷重が
加わると、軸受支持体１３のたわみ棒２０はその
曲げ剛性に応じて点線のようにたわみ、ころがり
軸受６へ過大な軸受荷が作用するのを荷重伝達経
路の途中でしや断する。同時に回転ラツク４が左
右に僅か変位したところで振止め機構１４のリン
グ１６がリング１５に当接し、過大な横荷重は振
止め機構１４を介して架台１０、したがつて貯蔵
容器１で受け止められ、回転ラツク４が振止め支
持される。しかも振止め機構１４はすべり軸受構
造であるから大きな横荷重に耐えられる。かかる
構成により、通常運転時にはころがり軸受を案内
軸受として回転ラツクを円滑に案内支持させると
ともに、地震など大きな衝撃荷重が加わつた際に
はころがり軸に加わる過大荷重を巧みに逃してこ
ろがり軸受の損傷を防ぎつつ過大荷重を受け止め
て回転ラツクの横揺れを抑え、回転ラツクに収納
した原子炉燃料を安全に保護できる。

ところで、上記のように案内軸受の支持体１３
にたわみ棒２０等を使用して柔構造体として構成
したものでは、支持体に上下方向の荷重が加わる
と、下部リング１９を固定端としてたわみ棒２０
がたわみ、座屈現象を引き起す。一方、回転ラツ
ク４の槽内据付調整時、あるいはしやへいプラグ
３の軸貫通部の軸封シール交換時等の作業を行う
際には、回転ラツク４が上下移動されるため、と
かく上記のようなたわみ棒２０への軸方荷重が加
わり易すい。しかもこのように軸方向の荷重が加
わつてたわみ棒２０にたわみが生じると、下部リ
ング１９はころがり軸受６に対する姿勢が正常姿
勢から傾くような力を受け、この結果ころがり軸
受６との間に「かじり」が生じ、軸受６の破損な
いしは回転ラツクの案内軸受からの引外し不能等
のトラブルを派生する恐れがある。

この考案は上記の点にかんがみなされたもので
あり、地震等による横荷重を吸収する柔構造の軸
受支持体の耐震機能を損うことなく、上下軸方向
の荷重に対してはそのたわみを拘束して下部リン
グの傾むきを防いで正しい姿勢に保ち、案内軸受
を安全に保護できるようにした回転ラツク、特に
その案内支持装置を提供することを目的とする。

かかる目的はこの考案により、前記回転ラツク
に結合された上部リング、軸受とはめ込み結合さ
れた下部リング、および上部リングと下部リング
との間を連結した上下方向のたわみ棒から構成さ
れた案内支持体に取り付けられ、前記たわみ棒と
並べて配置された剛性の高い部材からなり、前記
回転ラツクの上下軸方向の荷重に対して前記案内
軸受支持体のたわみを拘束、制限する拘束機構を
設けた原子炉の炉外燃料貯蔵槽により達成され
る。

以下この考案の実施例を図面に基づき詳述す
る。

第４図において、この考案により、たわみ棒２
０と平行に上部リング１８と下部リング１９との
間にまたがり、リング周辺に沿つて複数本の剛性
の高い材料、寸法で作られた拘束機構としての拘
束ロツド２３が架設されている。しかもこの各拘
束ロツド２３はその上下端が球面座２４を介して
上部および下部リングに軸支されている。

かかる構成により、地震等により過大な横荷重
が作用した場合には、拘束ロツド２３は自由に傾
動してたわみ棒２０のたわみ動作を阻害すること
がない。したがつて軸受支持体１３は本来の横荷
重を吸収する耐震機能を発揮できる。一方、回転
ラツク４の据付時あるいは軸封シールの交換時な
どの作業に際し、先述したように回転ラツク４の
全体を上下動する過程で案内軸受支持体１３に上
下軸方向の荷重が加わつた場合には、拘束ロツド
２３が荷重を受ける支柱として働き、たわみ棒２
０のたわみ、座屈の発生を防ぐように拘束する。
したがつて下部リング１９は傾動することがな
く、軸受６との間での「かじり」、軸受６の破損
を防ぎ、案内軸受の安全保護を図ることができ
る。

第５図は別な実施例を示すものであり、この実
施例では支持体の拘束機構として、図示のように
一端を上部リング１８に結合し、他端面を下部リ
ング１９のフランジ面との間に僅小間隙g′を残し
て対面するように円筒形状のストツパ２５が設置
されている。この構成によれば、通常時にはスト
ツパ２５の端面と下部ストツパ１９との間には間
隙ｇがあり、過大な横荷重によるたわみ棒２０の
自由なたわみを許容する。一方、上下軸方向の荷
重が加わつた場合には、たわみ棒２０が僅かにた
わんだところでストツパ２５の端面が下部リング
１９の上面に突き当つて拘束され、それ以上のた
わみが阻止される。したがつて下部リングの傾
動、およびこれに伴う軸受６との間の「かじり」、
破損が生じる恐れはなく、先の実施例と同様な効
果を奏することができる。なお第５図において、
ストツパ２５はその一端を下部リング１９に取付
けてその上端面を間隙を隔てて上部リング１８に
対面させるよう構成することもできる。

上記のようにこの考案によれば、耐震機能を損
うことなしに、回転ラツクの上下動に作用する荷
重に対して案内軸受を安全に保護できる実用的効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は炉外燃料貯蔵槽の全体の構成断面図、
第２図は従来における案内軸受支持構成の断面
図、第３図は第２図における支持体の外形斜視
図、第４図および第５図はそれぞれこの考案の異
なる実施例における要部の構成断面図である。 １……燃料貯蔵容器、４……回転ラツク、５…
…推力軸受、６……案内軸受、１３……案内軸受
支持体、１８……上部リング、１９……下部リン
グ、２０……たわみ棒、２３……拘束ロツド、２
４……球面座、２５……ストツパ、Na……ナト
リウム。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 原子炉燃料を収納するたて軸形の回転ラツク
   をナトリウムで満たした貯蔵容器内に収容し、
   かつ上部の推力軸受およびナトリウム中に浸漬
   した下部の案内軸受を介して回転ラツクを吊下
   げ支持し、更に前記案内軸受を支える回転ラツ
   ク側の支持体を、地震等による過大な横荷重を
   たわみにより吸収するように剛性が比較的小さ
   い柔構造体として構成した炉外燃料貯蔵槽にお
   いて、前記回転ラツクに結合された上部リン
   グ、軸受とはめ込み結合された下部リング、お
   よび上部リングと下部リングとの間を連結した
   上下方向のたわみ棒から構成された案内軸受支
   持体に取り付けられ、前記たわみ棒と並べて配
   置された剛性の高い部材からなり、前記回転ラ
   ツクの上下軸方向の荷重に対して前記案内軸受
   支持体のたわみを拘束、制限する拘束機構を設
   けたことを特徴とする原子炉の炉外燃料貯蔵
   槽。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の炉外燃
   料貯蔵槽において、拘束機構は上部リングと下
   部リングとの間にまたがりその上下端を球面座
   で支持して架設された剛性の高い拘束ロツドと
   してなることを特徴とする原子炉の炉外燃料貯
   蔵槽。 ３ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の炉外燃
   料貯蔵槽において、拘束機構はたわみ棒と並べ
   て一端が上面リングあるいは下部リングのいず
   れか一方側に結合され、他端面がもう一方のリ
   ングの端面に僅少間隔を隔てて対面するように
   配備された剛性の高いストツパとしてなること
   を特徴とする原子炉の炉外燃料貯蔵槽。