JPH02222875A - 高速増殖炉用貫通孔プラグ - 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） 本発明は原子炉容器の上部開口を閉塞するためのしやへ
いプラグに形成された貫通孔を閉塞する高速増殖炉用貫
通孔プラグに関する。

（従来の技術） 高速増殖炉はたとえば第２図に示したような構造になっ
ている。すなわち、原子炉容器１内に炉心２が配設され
、この炉心２は炉心構造物３で支持されている。炉心２
の上方には炉心上部機構４が設けられ、原子炉容器１の
上部開口はしやへいプラグ５で閉塞されている。しやへ
いプラグ５上には制御棒駆動機構６．燃料交換機用ドア
バルブ７および燃料出入機用ドアバルブ８などが設けら
れている。ドアバルブ７．８が位置するじゃへいプラグ
５にはたとえば燃料集合体などを炉心２に装荷または扱
き出しする場合に必要な複数の貫通孔９，１０が形成さ
れている。原子炉容器１の外側はガードベッセル１１で
保護されている。原子炉容器１内には炉心２を冷却する
ための冷却材１２が収容され、加熱された冷却材１２は
出口配管１３から流出するようになっている。しやへい
プラグ５に形成された複数の貫通孔９，１０にはこれら
の穴９゜１０を閉塞し放射線じゃへい機能を有する貫通
孔プラグ１４．１５が設けられている。このような構造
の高速増殖炉はコンクリート製原子炉室１６内に配設さ
れる。

貫通孔プラグＭ、１５はたとえば実公昭６３−３１０３
５号公報に開示されたような構造になっている。すなわ
ち、第３図および第４図に示したようにプラグ本体１７
、プラグ固定ボール１８、上下スライド式のアクチュエ
ータ１９、付勢バネ２０およびシール部材２１などから
構成されている。このうち、ボール１８はプラグ本体１
７の上部に形成された円筒部２２の円周上に並べて開口
したボール穴２３へ内周側から代入されており、かつボ
ール１８の直径は円筒部２２の肉厚寸法よりも大ぎく選
定されている。またアクチュエータ１９は円筒部２２の
内周側に上下スライド可能に嵌込まれた円筒体で、その
下部域の外径寸法が上部域よりも径小となるように外周
面に段差が形成されている。アクチュエータ１９の頂部
には取扱機のグリッパと係合するプラグ吊上げ用ハンド
リング部２４が形成されている。また、プラグ本体１７
の頂部にはアクチュエータ１９の抜は止めフランジ２５
が取付けられており、かつこのフランジ２５とアクチュ
エータ１９との間隙２６に圧縮付勢用バネ２０が介挿さ
れている。一方、貫通孔プラグ１４．１５に対向するじ
ゃへいプラグ５の貫通孔９．１０の内周面には前記ボー
ル１８が嵌り込むボールソケット溝２７が形成されてい
る。なお、図中符＠２８はシール部材２１の健全性をチ
エツクするシールチエツク配管路、２９はプラグ本体１
７をしやへいプラグ５で支えるための係合段部、３０は
ボール１８の央は止め防止用突起である。また、第３図
および第４図において中心線Ｃから左半分はプラグ装着
時の鎖錠状態を示し、右半分は釈放状態を示している。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の貫通孔プラグは、高速増殖炉は冷却材と
して液体金属ナトリウムを使用することから貫通孔プラ
グ１４．１５と貫通孔９、１’Ｏとの間の円環状隙間に
ナトリウム蒸気が浸入して付着し貫通孔プラグ１４．１
５が固着して取扱機のグリッパで取外せなくなることを
防止することができる。すなわち、貫通孔プラグ１４．
１５の下端と貫通孔９゜１０との間で金属接触させて円
環状隙間へのナトリウム蒸気の浸入を抑制することがで
きる。

しかしながら、貫通孔プラグは一体の剛構造であるため
、製作２組立端度上この貫通孔プラグの下端と貫通孔間
で完全に金属接触面を形成することが困難な課題がある
。

また、貫通孔プラグの下端で金属接触面を形成するため
貫通孔プラグの下端が据付面となり、貫通孔プラグ装着
時の熱膨張を上部に逃がす構造になっている。

このため、原子炉の起動、停止による熱サイクル毎にボ
ールとシール部材が摺動し、摺動面間のかじり付きと、
シール部材の劣化対策を必要とする課題がある。

ざらに、貫通孔プラグのナトリウム固着時にはそのプラ
グの自重とナトリウム固着部のナトリウムぜん断力とが
取扱機に作用するため、取扱機の荷重条件は過大なもの
になる課題がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、装
着状態での気密面および摺動面に対する信頼性の向上、
不測な飛び出しの防止１円環状隙間へのナトリウム蒸気
の浸入抑制による貫通孔プラグのナトリウム固着の防止
およびナトリウム固着時にも取扱いが容易な高速増殖炉
用貫通孔プラグを提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明はしやへいプラグに形成した貫通孔を閉塞するプ
ラグ本体と、このプラグ本体の上部に形成された円筒部
と、この円筒部の円周面に形成された複数のボール穴と
、このボール穴に嵌込まれたボールと、前記円筒部の内
周面に上下スライド自在に装着されたアクチユエータと
、このアクチュエータの頂部に形成したハンドリング部
とを具備した高速増殖炉用貫通孔プラグにおいて、前記
プラグ本体の下端に接続された保持フランジと、この保
持フランジから弾発的に吊り下げられた回転自在の支持
部材と、この支持部材に接続されたシールプラグとから
なることを特徴とする。

（作　用） プラグ本体の下部に接続したシールプラグの下端面がし
やへいプラグの貫通孔の下面に金属接触によってｖ！ｉ
着する。この金属接触によって原子炉容器内のナトリウ
ム冷却材から発生するナトリウム蒸気がプラグ本体と貫
通孔との間に形成される円環状隙間へ浸入を抑制する。

支持部材を弾発的に吊り下げる圧縮バネはプラグ本体と
バネ受座との間を圧縮しシールプラグを貫通孔の下面に
押し付け、しやへいプラグと貫通孔プラグの下端部に金
属接触面を形成保持する。

シールプラグと貫通孔との間にナトリウム固着が生じた
場合、プラグ本体を吊り上げ、吊り下げを繰り返し、ま
た回転力を付与するなどして衝撃力を与えることによっ
てナトリウム固着をせん断することができる。

（実施例） 第１図を参照しながら本発明に係る高速増殖炉用貫通孔
プラグの一実施例を説明する。

なお、第１図中、第３図と同一部分には同一符号を付し
て重複する部分の説明を省略する。

本発明が従来例と異なる部分はアクチュエータ１９と円
筒部２２どの間隙２６に装着した付勢バネ２０を削除し
、プラグ本体１７の下端面に保持フランジ３１を接続し
、この保持フランジ３１から弾発的に吊り下げかつ回転
自在の支持部材３２を設け、この支持部材３２にシール
プラグ３３を接続じたことにおる。

すなわち、第１図において、貫通孔９または１０内に挿
入されるプラグ本体１７の下部に突出部３４が形成され
、この突出部３４の外周面にねじ３５が形成されている
。このねじ３５にねじ込まれるめねじ３６を内面に形成
した円筒状保持フランジ３１が接続される。この保持フ
ランジ３１の下部には座台３７が形成されている。保持
フランジ３１内には支持部材３２として圧縮バネ３８と
、この圧縮バネ３８を受けるバネ受座３９と、このバネ
受座３９にナツト４０で締め付けられたボルト４１の下
部に取着されたボール４２とを備えていてる。シールプ
ラグ３３は前記ボール４２を嵌入したボール座４３の外
面に形成されたねじ４４にねじ込み接続するめねじ４５
を有し、下端面が円ｍ面に形成されている。この円錐面
４６は貫通孔９または１０の下部に突出して形成した貫
通孔円錐面４７と接触し、金属接触密着面４８となって
プラグ本体１７と貫通孔９または１０との間をシールす
る。

次に上記構成の貫通孔プラグの動作について説明する。

まず、プラグ装着時の鎖錠状態を示す第１図の左半分で
はしやへいプラグ５の燃料交換孔に装着した貫通孔プラ
グは係合段部２９を介して重量かじゃへいプラグ５に支
えられており、かつシール部材２１によって気密バウン
ダリを構成して炉内カバーガスの漏出を防止している。

アクチュエータ１９は自重または取扱機のグリッパに押
圧されて下降スライドし、ボール１８をしやへいプラグ
５側のボールソケット溝２７へ向けて突き出ている。し
たがってボール１８とボールソケット溝２７との係合に
より貫通孔プラグはしやへいプラグ５に鎖錠拘束され、
仮に炉内圧力が上昇しても不測に貫通孔プラグが原子炉
容器外へ飛び出ることはない。しかも炉内圧力がアクチ
ュエータ１９に作用することがなＣ）のでしやへいプラ
グ５との間の鎖錠状態を維持できる。

この鎮錠状態から燃料交換を行うために燃料交換機など
の取扱機のグリッパがアクチエエータ１９のハンドリン
グ部２４を掴んで上方へ吊上げると、吊上げ動作に連動
してアクチュエータ１９がフランジ２５に突き当たるま
でスライド上昇する。第１図の中心線から右側はプラグ
本体１７を引き扱き中の状態である。この状態ではボー
ル１８を内径側に移動させる力は働かないが、ざらにプ
ラグ本体１７を引き上げると、ボール１８はしやへいプ
ラグ５のボールソケット溝２７内でソケット溝２７の上
方のテーパに下から押し当てられ、ボール１８はテーバ
に沿って内側に押し込まれる。したがって、アクチュエ
ータ１９の径小部がボール１８に対向し、ボール１８と
ボールソケット溝２７との係合鎖錠が釈放される。

この結果、ボール１８は円筒部２２の外周面から内側に
引込み、以後は取扱機によって自由に炉外へ央き取るこ
とができる。

シールプラグ３３はしやへいプラグ５の貫通孔円錐面４
７とプラグ３３の円錐面４６により金属接触密着面４８
を形成し、炉内のナトリウム冷却材１２から発生するナ
トリウム蒸気の円環状隙間４９への浸入を抑制し、貫通
孔プラグのナトリウム固着を防止しする。シールプラグ
３３の下端面を円錐面４６に形成したのは付着したナト
リウムの滴下性を向上させるためである。支持部材３２
のボール４２とボール座４３はそのボールジヨイント効
果によってシールプラグ３３の円錐面４６をしゃへいプ
ラグ５の貫通孔円錐面４７の軸心の傾きに応じて接合で
きるようシールプラグ３３をプラグ本体１７と連結し回
転自在にしている。なお、支持部材３２のボール座４３
などのセットはシールプラグ３３がプラグ本体１７に対
して回転自在に取付けられる場合にはピンジヨイントな
ど他の継手で代替することができる。

圧縮バネ３８はプラグ本体１７の下端面とバネ受座３９
間を圧縮して支持部材３２を介してシールプラグ３３を
貫通孔円錐面４７に押し付けしゃへいプラグ５と貫通孔
プラグの下端面に金属接触面４８を形成する。なお圧縮
バネ３８とバネ受座３９はシールプラグ３３の自重が十
分重い場合には省略することができる。

貫通孔プラグの装着状態時に圧縮バネ３８は密着状態に
余裕をもたせて設定し、またバネ受座３９と保持フラン
ジ３１間でギャップを有するように設定することによっ
てプラグ本体１７の熱膨張および製作精度上の誤差を吸
収することができる。

しやへいプラグ５とシールプラグ３３との間でナトリウ
ム固着が生じた場合にはバネ受座３９と保持フランジ３
１との間にギャップを有するためグリッパによるプラグ
本体１７の吊り上げ、吊り下げまたは回転力によってシ
ールプラグ３３に衝撃力を与えることができるのでナト
リウム固着のせん断が容易にできる。なお、ナトリウム
固着のせん断には静荷重よりも衝撃荷重を与えることが
有効である。

［発明の効果］ 本発明によれば高速増殖炉特有の課題になっているナト
リウム固着事故に対してしゃへいプラグの貫通孔の下端
でシールプラグによって貫通孔とそのプラグ間の円環状
隙間へのナトリウム蒸気の浸入を抑制できる。また、ナ
トリウムが固着した場合、シールプラグに衝撃力を与え
ることができるので固着したナトリウムのせん断が容易
にでき、もって取扱性の向上と信頼性の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る貫通孔プラグの一実施例を示す縦
断面図、第２図は高速増殖炉の一例を概略的に示す縦断
面図、第３図は従来の貫通孔プラグを示す縦断面図、第
４図は第３図のＡ−Ａ矢視方向を切断して示す横断面図
である。 １・・・原子炉容器 ２・・・炉心 ３・・・炉心構造物 ４・・・炉心上部機構 ５・・・しやへいプラグ ６・・・制御棒駆動機構 ７．８・・・ドアバルブ ９．１０・・・貫通孔 １１・・・ガードベッセル １２・・・冷却材 １３・・・出口配管 １４、１５・・・貫通孔プラグ １６・・・原子炉室 １７・・・プラグ本体 １８・・・プラグ固定用ボール １９・・・アクチュエータ ２０・・・付勢バネ ２１・・・シール部材 ２２・・・円筒部 ２３・・・ボール穴 ２４・・・ハンドリング部 ２５・・・フランジ ２６・・・間隙 ２７・・・ボールソケット溝 ２８・・・シールチエツク配管路 ２９・・・係合段部 ３Ｇ・・・突起。 ３２・・・支持部材。 ３４・・・突出部。 ３６・・・めねじ。 ３８・・・圧縮バネ。 ４０・・・ナツト。 ４２・・・ボール。 ４４・・・ねじ。 ４６・・・円錐面 ４７・・・貫通孔円錐面 ４８・・・金属接触密着面 ４９・・・円環状隙間 ３１・・・保持フランジ ３３・・・シールプラグ ３５・・・ねじ ３１・・・座台 ３９・・・バネ受座 ４１・・・ボルト ４３・・・ポール座 ４５・・・めねじ （８７３３）代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. しゃへいプラグに形成した貫通孔を閉塞するプラグ本体
   と、このプラグ本体の上部に形成された円筒部と、この
   円筒部の円周面に形成された複数のボール穴と、このボ
   ール穴に嵌込まれたボールと、前記円筒部の内周面に上
   下スライド自在に装着されたアクチュエータと、このア
   クチュエータの頂部に形成したハンドリング部とを具備
   した高速増殖炉用貫通孔プラグにおいて、前記プラグ本
   体の下端に接続された保持フランジと、この保持フラン
   ジから弾発的に吊り下げられた回転自在の支持部材と、
   この支持部材に接続されたシールプラグとからなること
   を特徴とする高速増殖炉用貫通孔プラグ。