JPH01212396A - 高速増殖炉の熱遮蔽装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は高速増殖炉の熱遮蔽装置に係り、特に原子炉容
器と内側仕切壁との間に形成されたガスダム槽内に配置
される複数枚の熱遮蔽板の支持構造を改良して、局部的
な荷重の作用、過大な熱応力の発生を防止して、その健
全性の向上を図ることが可能なものに関する。

（従来の技術） 第４図及び第５図を参照して従来例を説明する。第４図
はループ型高速増殖炉の構成を示す断面図であり、図中
符号１は原子炉容器である。この原子炉容器１はリング
ガータ２を介して原子炉建屋３°に支持されている１゜
この原子炉容器１の外側には安全容器４が配置され。こ
の安全容器４も支持部５を介して上記原子炉容器１に支
持されている。

上記原子炉容器１内には冷却材６及び炉心７が収容され
ており、上記炉心７は炉心支持構造物８により支持され
ている。上記炉心７は図示しない複数の燃料集合体及び
制御棒等から構成されている。上記炉心７と原子炉容器
１との間には隔壁９が配置され、この隔壁９により原子
炉容器１内を上下に部分して、上方を上部プレナム１ｏ
下方を下部プレナム１１としている。又、上記炉心支持
構造物８と原子炉容器１との間であって上記隔壁９の下
方には副搬構造物１２が設置されており、例えば水平方
向地震が発生した場合の炉心７の撮動を防止している。

上記原子炉容器１の上部開口１ａは遮蔽プラグ１３によ
り閉塞されている。この遮蔽プラグ１３は原子炉容器１
に固定された固定プラグ１４と、この固定プラグ１４の
内周側に回転可能に配置された大回転プラグ１５と、こ
の大回転プラグ１５の内周側に回転可能に配置された小
回転プラグ１６とから構成されている。又上記炉心７の
上方には炉心上部機構１７が上記小回転プラグ１６を貫
通して配置されており、この炉心上部機構１７には前記
制御棒の炉心７への挿入・用法を制御する制御棒駆動機
構等が設けられている。又、炉心７の上方には燃料交換
１１１８も配置され、この燃料交換機１８も遮蔽プラグ
１３を貫通して配置されている。

前記冷却材の液面と遮蔽プラグ１３との間はカバーガス
空間となっており、このカバーガス空間にはカバーガス
としてのアルゴンガス１９が封入１゛れている。

尚、図中符号２０は冷却材流入配管であり、符号２１は
冷却材流出配管であり、さらに符号２２は高圧プレナム
である。

上記構成によると、冷却材流入配管２１を介して供給さ
れた冷却材６は高圧プレナム２３内に供給され、炉心７
を上方に向って流通する。その際炉心７の核反応熱によ
り昇温し、上部プレナム１０内に流出する。上部プレナ
ム１０内に流出した高温の冷却材６は冷却材流出配管２
２を介して図示しない熱交換器に移送され、そこで二次
側冷却材と熱交換する。かかる熱交換により冷却された
冷却材６は上記冷却材流入配管２１を介して再度高圧プ
レナム２３内に供給される。

上記構成にあって、原子炉運転時及び停止時のように冷
却材６の温度が大きく変化すると、原子炉容器１の冷却
材６の液面の上方部分と下方部分との間には大きな温度
差が発生する。すなわち冷却材６として使用している液
体ナトリウムは熱伝達能力が極めて大きく、又冷却材６
に接している部分の原子炉容器１の温度は冷却材６の温
度変化に対して極めて早く追従するのに対して、冷却材
６に接していない部分つまり液面上方部分の原子炉容器
１の温度は冷却材６の温度変化に対してそれ程甲くは追
従しないからである。このように大きな温度差が発生し
た場合には、冷却材６の液面周辺の原子炉容器壁には大
きな温度勾配が発生し、その結果過大な熱応力が発生し
て原子炉容器１の健全性を損う恐れがある。

そこで従来から原子炉容器１の内周側に熱遮蔽装Ｈ２５
を配置して原子炉容器１への熱的影響を緩和することが
なされている。以下第５図を参照してこの熱遮蔽装置２
５の構成を説明する。図中符号２６は円筒状をなす内側
仕切壁であり、この内側仕切壁２６と原子炉容器１とに
よりガスダム空０１２７を形成している。上記内側仕切
Ｗ１２６の下端と原子炉容器１６円筒壁１ａとの間には
外向７ランジ２８が配設され、この外向７ランジ２８は
原子炉容器１方向に下り勾配となっている。−方向側仕
切壁２６の上方にはカバー２９がａｍされ、このカバー
２９の内周端２９ａは冷部材６中に浸漬されており、又
外周端２９ｂは係止部となっており原子炉容器１に形成
された段部３０に上方から係合している。

上記ガスダム空１２７の下端部はナトリウム槽３１とな
っており、このナトリウム槽３１内には少量の液体ナト
リウム３２が貯蔵されている。この少量の液体ナトリウ
ム３２と上記内側仕切壁２６の内周側の冷却材６とによ
り、内側仕切壁２６の外向７ランジ２８が両面側より加
熱されるので、液体ナトリウム３２と冷却材６の温度変
化により外向フランジ２８が径方向に収縮しても、この
外向フランジ２８に接続される原子炉容器１の周壁１ａ
に発生する熱応力は緩和される。

上記ガスダム空間２７内には複数枚の熱遮蔽板３３が径
方向に所定間隔をおいて、かつ周方向にも所定の間隔を
おいて配設されている。上記複数枚の熱遮蔽板３３は取
付ボルト３４により原子炉容器１の側周壁１ａに固定さ
れている。また各熱遮蔽板３３の下端部は液体ナトリウ
ム３２中に浸漬されている。

上記構成によると以下のような問題がある。

まず地震発生時にガスダム槽２７内の複数枚の熱遮蔽板
３３に荷重が作用した場合には、この荷重が熱遮蔽板３
３を原子炉容器１の側周壁１ａに取付けている取付ボル
ト３４の取付部に集中的に作用して、応力集中が発生す
る恐れがある。

又、熱遮蔽板３３の熱は取付ボルト３４を介して原子炉
容器１の側周壁１ａに伝達されるので、この側周壁１ａ
と取付ボルト３４の温度差によって側周壁１ａの取付ボ
ルト３４の取付部に過大な熱応力が発生する恐れがあっ
た。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の構成にあっては、取付ボルトの原子炉
容器周壁への取付部に応力集中が発生したり、あるいは
過大な熱応力が発生するという問題があり、本発明ぽこ
の様な点に基づいてなされたものでその目的とすること
ろは、局所的な応力集中、あるいは局所的に過大な熱応
力が発生するようなことのないような高速増殖炉の熱遮
蔽装置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） すなわち本発明による高速増殖炉の熱遮蔽装置は、原子
炉容器の内周側に間隔をおいて配置され原子炉容器との
間にガスダム空間を形成する円筒状の内側仕切壁と、こ
の内側仕切壁の下端と上記原子炉容器との間に配設され
た外向フランジと、上記原子炉容器に装着されその胴部
を上記ガスダム空間内に延長しかつ上記ガスダム空間の
上方位置に熱遮蔽板吊り部を備えた外吊り胴と、上記熱
遮蔽板吊り部の内周分部に取付けられ上記ガスダム槽内
に延長された内吊り胴と、上記外吊り胴と内吊り胴との
間に上記熱遮蔽板吊り部から吊下げられて配置された複
数枚の熱遮蔽板とを備え、上記熱遮蔽板は周方向及び半
径方向にｍ問を存するとともに半径方向にピッチをずら
した状態で配置され、かつ各熱遮蔽板は軸方向に延長さ
れ半径方向に突出する凸部を備え、この凸部を隣接する
他の熱遮蔽板、上記外吊り胴の胴部、及び内吊り胴に接
触させて配置されていることを特徴とするものである。

（作用） つまり、ガスダム槽内に外吊り胴及び内吊り胴を配置し
て、この外吊り胴及び内吊り胴との間に複数枚の熱遮蔽
板を吊下げるものであり、かつ各熱遮蔽板には軸方向に
延長され半径方向に突出する凸部が形成され、この凸部
を半径方向に隣接する他の熱遮蔽板に当接させている。

又最外周に位置する熱遮蔽板は上記外吊り胴の胴部に、
又最内周に位置する熱遮蔽板は上記内吊り胴に夫々当接
させている。　　　　　。

そして例えば水平方向地震が発生した場合には、熱遮蔽
板にも水平方向の荷重が作用するが、該荷重は凸部を介
して隣接する他の熱遮蔽板に伝達され、その際凸部は軸
方向に延長されているので、特定の箇所に集中的に荷重
が伝達されることはなく軸方向全域にわたって伝達され
ていく。そして上記外吊り胴又は内吊り胴に伝達されて
いく。したがって従来のように局所的に荷重が作用する
ことはない。

又、熱遮蔽板は既に述べたように外吊り胴の熱遮蔽板吊
り部に吊下げられているので、従来のように取付はボル
トを必要とすることはなく、よって取付はボルトと原子
炉容器との間の温度差に起因する過大な熱応力の発生は
ない。

°さらに、各部材の熱による変形であるが、これは外吊
り胴、内吊り胴、及び熱遮蔽板がばね性状を備えている
ので効果的に吸収される。

（実施例） 以下第１図乃至第３図を参照して本発明の−実施例を説
明する。尚、従来と同一部分には同一符号を付して示し
その説明は省略する。

図中符号１０１は円筒状をなす外吊り胴であり、この外
吊り胴１０１は上端に係止部１０２が形成され、この係
止部１０２を原子炉容器１の側周壁１ａに形成された段
部１０３に上方から係合させている。上記係止部１０２
の下方には胴部１０３が延長され、その下端は液体ナト
リウム３２中に浸漬されている。ガスダム空間２７の上
方位置の上記胴部１０３からは熱遮蔽板吊り部１０５が
半径方向内側に延長して突設されており、この熱遮蔽板
吊り部１０５には支持部材１０６を介して複数枚の熱遮
蔽板１０７が垂下されている。これら複数枚の熱遮蔽板
１０７の下端は上記液体ナトリウム３２中に浸漬されて
いる。上記熱遮蔽板吊り部１０５の内周端には内吊り胴
１０８が取付けられており、この内吊り胴１０８の下端
は上記液体ナトリウム３２中に浸漬されている。又、上
記内吊り胴１０８の上方にはカバー１０９が取付けられ
ており、このカバー１０９の内周端部は冷却材６中に浸
漬されており、カバーガス１９中のナトリウムミストが
ガスダム槽２７内に侵入するのを防止している。又、上
記外吊り胴１０１の胴部１０４と原子炉容器１の側周壁
１ａとのと間には複数の自然対流防止板１１０が設置さ
れている。

上記熱遮蔽板１０７は第２図及び第３図に示すように、
周方向の両端部が外側に折曲されて折曲部１１１となっ
ている。又第２図に示すように熱遮蔽板１０７は半径方
向に半ピツチずつずらして配置されており、周方向には
隣接する熱遮蔽板１０７との間に隙間１１２を有してい
る。また上記折曲部１１１は半径方向に隣接する熱遮蔽
板１０７に当接している。尚、最内周に位置する熱遮蔽
板１０７は周方向中央部に内周方向に突出する湾曲凸部
１１３を備え、この湾曲凸部１１３により前記内吊り胴
１０８との間隔保持をなしている。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず地震が発生
してガスダム槽２７内の熱遮蔽板′１０７に荷重が作用
した場合であるが、この場合には折曲５ｌ１１１１を介
して半径方向に隣接する他の熱遮蔽板１０７に荷重が伝
達され、さらには折曲部１１１あるいは湾曲凸部１１３
を介して外吊り胴１０１の胴部１０４あるいは内吊り胴
１０８に伝達される。その際折曲部１１１及び湾曲凸部
１１３は軸方向に延長されているので、従来のように取
付ボルトの取付部に集中的に荷重が作用するといったよ
うに、荷重が局部的に伝達されて作用することはない。

次に従来取付ボルトを使用していた場合に該取付ボルト
と原子炉容器との温度差に起因する過大な熱応力の発生
が懸念されていたが、本実施例の場合には取付ボルトに
より熱遮蔽板を原子炉容器に取付ける構成を採用してい
ないのでそのような懸念は無用である。

次に熱による変形については、外吊り胴１０１、内吊り
ｗ４１０８、及び各熱遮蔽板１０７かばね性状を備えた
構成となっているので、熱による変形も効果的に吸収さ
れる。

又、遮蔽板１０７はその下端が自由端となっているので
、局所的な荷重の負荷はない。また最内周に位置する熱
遮蔽板１０７と内側仕切壁２６との間には内吊り１１１
０８が配置されており、よって熱遮蔽板１０７が内側仕
切り壁２６に直接接触するようなことはない。

次に自然対流防止について説明する。まず各熱遮蔽板１
０７には折曲部１１１があり、この折曲部１１１が半径
方向に隣接する他の熱遮蔽板１０７に接触していて半径
方向に流路が形成されていないこと、及び外吊り胴１０
１の胴部１０４と原子炉容器１の側周壁１ａとの間に自
然対流防止板１１０が配置されていることにより、ガス
ダム槽２７内の自然対流は効果的に防止される。したが
って自然対流の発生による熱遮蔽性能の低下は確実に防
止される。

以上本実施例によると以下のような効果を奏することが
できる。

■まず地震発生等により熱遮蔽板１０７に荷重が作用し
ても、折曲部１１１を介して隣接する他の熱遮蔽板１０
７に分散されて伝達され、さらに折曲部１１１あるいは
湾曲凸部１１３を介して外吊り胴１０１の胴部１０４あ
るいは内吊り胴１０８に伝達されていくので、従来のよ
うに局所的な荷重負荷はなく、局所的な荷重負荷それに
よる健全性の喪失を防止することができる。

■次に従来懸念されていた過大熱応力の発生であるが、
これについてはまず本実施例が従来のように取付ボルト
を使用して熱遮蔽板を原子炉容器に取付ける構成ではな
く、外吊り胴１０１の熱遮蔽板吊り部１０５により垂下
する構成であること、及び原子炉容器１との間に局所的
な接続部を有しない構成であるので、過大な熱応力が局
所的に発生するという問題は効果的に解消される。

■次に本実施例の場合にはガスダム槽２７内における自
然対流を効果的に防止することができる。′すなわち各
熱遮蔽板１０７には折曲部１１１があって、この折曲部
１１１が隣接する他の熱遮蔽板１０７に当接しているこ
とにより自然対流が発生するような流路が形成され′な
い構成となっており、また外吊り胴１０１の胴部１０４
と原子炉容器１の側周壁１ａとの間には自然対流防止板
１１０が設置されているからである。このように自然対
流が抑制されることにより熱遮蔽効果は大幅に向上する
。

■次に、外吊り胴１０１、内吊り胴１０８、熱遮蔽板１
０７はばね性状を備えた構成となっており、よって熱変
形は効果的に吸収される。

■さらに、熱遮蔽板１０７の取付構造が簡単であり、そ
の製作も容易である。

尚、本発明は前記一実施例に限定されるものではなく、
例えば凸部としは前記一実施例の折曲部あるいは湾曲凸
部に限定されるものではなく、ようは荷重を分散して隣
接する熱遮蔽板等に伝達できるものであれば良い。又、
折曲部としても外側に折曲するだけでなく、内側に折曲
するような構成でもよい。又、熱遮蔽板の配置のずらし
かたも半ピッ≠に限定されるものではない。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明による高速増殖炉の熱遮蔽装
置によると、荷重が局所的に作用すること及び過大な熱
応力の発生を効果的に防止するとができ、その健全性の
維持を図ることができるとともに、ガスダム槽内におけ
る自然対流の発生を効果的に抑制して、熱遮蔽機能の向
上を図ることができる等その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図は熱遮蔽装置の断面図、第２図は第１図の■−■断面
図、第３図は熱遮蔽板の斜視図、第４図及び第５図は従
来例の説明に使用した図で、第４図はループ型高速増殖
炉の断面図、第５図は熱遮蔽装置の断面図である。 １・・・原子炉容器、１ａ・・・原子炉容器の側周壁、
２６・・・内側仕切壁、２７・・・ガスダム槽、２８・
・・外向７ランジ、１０１・・・外吊り胴、１０４・・
・外吊り胴の胴部、１０５・・・熱遮蔽板吊り部、１０
７・・・熱遮蔽板、１０８・・・内吊り胴、１１１・・
・折曲部（凸部）、１１３・・・湾曲凸部（凸部）。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉容器の内周側に間隔をおいて配置され原子炉容器
   との間にガスダム空間を形成する円筒状の内側仕切壁と
   、この内側仕切壁の下端と上記原子炉容器との間に配設
   された外向フランジと、上記原子炉容器に装着されその
   胴部を上記ガスダム空間内に延長しかつ上記ガスダム空
   間の上方位置に熱遮蔽板吊り部を備えた外吊り胴と、上
   記熱遮蔽板吊り部の内周分部に取付けられ上記ガスダム
   槽内に延長された内吊り胴と、上記外吊り胴と内吊り胴
   との間に上記熱遮蔽板吊り部から吊下げられて配置され
   た複数枚の熱遮蔽板とを備え、上記熱遮蔽板は周方向及
   び半径方向に隙間を存するとともに半径方向にピッチを
   ずらした状態で配置され、かつ各熱遮蔽板は軸方向に延
   長され半径方向に突出する凸部を備え、この凸部を隣接
   する他の熱遮蔽板、上記外吊り胴の胴部、及び内吊り胴
   に接触させて配置されていることを特徴とする高速増殖
   炉の熱遮蔽装置。