JPH028278B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、LMFBR（高速増殖炉型原子炉）に
おける炉内機器の支持装置に関するものである。

従来、この種の原子炉における炉内機器の支持
装置は第１図に示すような構造になつている。

図において、１は原子炉容器、２はルーフスラ
ブ、３は炉内機器である中間熱交換器、４は一次
系ポンプ、５は炉心支持構造、６は炉心上部機
構、７は上部プレナム、８は下部プレナム、９は
隔壁構造、１０は炉心、１１は炉内配管である。

上記炉心上部機構６はルーフスラブ２から吊り
下げられており、炉心１０は原子炉容器から炉心
支持構造５を介して吊り下げられ、炉心１０を出
た冷却材は高温の上部プレナム７に流出し、中間
熱交換器３を通つて低温の下部プレナム８へ流出
する。上記下部プレナム８の冷却材は一次系ポン
プ４に吸い込まれ、炉内配管１１を通して再び炉
心１０へ送り込まれる。また、高温の上部プレナ
ム７から低温の下部プレナム８への熱損失を最小
限に止めるよう隔壁構造９が設けられているの
で、炉心支持構造５はほぼ下部プレナム温度と同
等となつている。

上記下部プレナム８は上部プレナム７に比べ、
低温であるとはいえ、中間熱交換器３、一次系ポ
ンプ４の据付面であるルーフスラブ２の上面とは
約300℃の温度差がある。

上述したような構造において、炉内機器である
中間熱交換器３、一次系ポンプ４、炉心上部機構
６、特に長尺である中間熱交換器３、一次系ポン
プ４を単に上部から吊り下げた片持梁では、地震
条件の厳しい地域において構造的に成り立つ見通
しは薄い。そこで従来は、中間熱交換器３、一次
系ポンプ４の据付部であるルーフスラブ２と、炉
心支持構造５の中間熱交換器３、一次系ポンプ４
貫通部との温度差による熱膨張変位差を吸収で
き、しかも中間熱交換器３、一次系ポンプ４の下
部で幾分でも支持効果が期待できるようにマノメ
ー構造タ１２が考えられていた。

第２図は、上記マノメータ構造１２の詳細図で
あり、中間熱交換器３が仕切円筒１３に対して相
対的に矢印（）方向に動いたとすると、中間熱
交換器３と仕切円筒１３のX′方向の隙間は小さ
くなり、Ｘ方向の隙間が大きくなる。

また、上記中間熱交換器３と外側円筒体１４は
一体構造となつているので、仕切円筒１３と外側
円筒体１４の隙間は逆になる。このため、中間熱
交換器３と仕切円筒１３と外側円筒体１４の隙間
の流体は、矢印（→）の方向に運動し、流体が運
動するためのェネルギーが中間熱交換器３への抗
力となつて制振効果が期待されている。

しかしながら、上述したシステムにおいて、中
間熱交換器３と仕切円筒１３、仕切円筒１３と外
側円筒体１４の隙間は中間熱交換器３の製作据付
精度及び、上述した中間熱交換器３の据付部と炉
心支持構造５の貫通部の温度差による熱膨張変位
を考慮すると各隙間で約100mm程度が必要になる
と考えられるため、流路面積が大きく、あまり制
振効果が期待できないことになる。

また、地震発生時、仕切円筒１３と外側円筒体
１４の間の液体ナトリウムが仕切円筒１３の上端
を越して中間熱交換器３と仕切円筒１３の間の隙
間に入つて、廻り込む流路以外の流路が生じない
ように、上部にはHeガス層１６を設け、炉外に
てHeガス層１６の圧力制御を行なうシステム及
び炉外には導入管１５が必要になる等の問題があ
つた。

そこで、上述した従来の下部振れ止め構造を避
けるため、炉内機器の板厚を増し、剛性を上げる
ことも考えられるが、板厚を増すと物量が増加す
るばかりでなく、上部プレナム７の過熱渡変化に
よる熱応力によつて構造的に成立させる事が難し
い。

また、マノメータ構造においては、Heガスの
圧力制御装置が必要であり、炉内にも導入管１５
が必要になるが、その割には制振効果が小さいた
めに、これら従来の構造に代る新規な構造の開発
が望まれていた。

本発明は、上述した要望に応えるためになされ
たものであり、原子炉容器内の機器を支持する構
造として、径方向の緩やかな熱変位に対しては抗
力を発生せず、地震時の急激な振動に対しては大
きな抗力を生じさせる支持装置として、振れ止め
リング及び受けリングからなるリング組合せ体を
多段に設置し、かつ流体制振効果を高めるために
流体の逃げを封鎖してなる第１の発明と、上下に
上記リング組合せ体をそれぞれ１組又は数組設け
ると共に、上記上下リング組合せ体の間で円周方
向等分位置に４本以上の垂直ベーンを取付け、か
つ、流体制振効果を高めるために流体の逃げを封
鎖した第２の発明とよりなる炉内機器の支持装置
を提供せんとするものである。

以下、本発明による実施例を第３図ないし第７
図に基づいて詳細に説明する。

第３図ないし第４図ａ，ｂは本発明による第１
の発明の一実施例を示す炉内機器支持装置の具体
例であり、第４図ａの左側及び右側に、第３図の
Ａ−Ａ線断面及びＢ−Ｂ線断面をそれぞれ示し、
従来構造と対応する同一部品には同一符号を付し
て説明する。

図において、１７は炉内機器である中間熱交換
器３用のスタンドパイプ、１８は振れ止めリン
グ、１９は振れ止めリング１８の受けリング、１
９′，１９″は固定受けリングである。

ここで上記中間熱交換器３と振れ止めリンング
１８との間には、両者の熱膨張差を拘束しないよ
う適切量のギヤツプδ₁（５mm程度）を設けるとと
もに、振れ止めリンング１８とスタンドパイプ１
７、及び受けリング１９と中間熱交換器３との間
にはギヤツプδ₂（50mm程度）を設ける。これはル
ーフスラブ２と炉心支持構造５の熱膨張差によ
り、スタンドパイプ１７に対して中間熱交換器３
が矢印（）の方向に相対変位するが、それを拘
速しないようにするためのものである。

上記振れ止めリング１８と受けリング１９はそ
の径を変えて多段に設け、中間熱交換器３やスタ
ンドパイプ１７と異なる材質としている。本発明
による実施例では、中間熱交換器３、スタンドパ
イプ１７、固定リング１９′，１９″などがオース
テナイト系ステンレス鋼SUS304であるのに対し
て、振れ止めリング１８、受けリング１９はそれ
よりも低熱膨張率のマルテンサイト系ステンレス
鋼SUS403を用いている。

また、振れ止めリング１８の外周及び受けリン
グ１９の内周には、第４図ａに示すように流体廻
り込み時の抵抗を大きくするように凹凸を設けて
いる。

なお、第４図ｂに示すように凹凸の代りに、多
数の羽根状の突起１８′，１９″或いはラビリンス
構造にしてもよい。すなわち第４図ｂでは、突起
１８′を振れ止めリング１８に、突起１９をス
タンドパイプ１７に突設した例であり、振れ止め
リング１８の位置の水平断面を示しているので、
受けリング１９の内面は隠れている。

また、上記振れ止めリング１８、受けリング１
９の滑り面には焼付き等を防止するために、クロ
ムカーバイト等による表面硬化処理が施されてい
る。

なお、振れ止めリング１８は中間熱交換器３の
外周に、受けリング１９はスタンドパイプ１７の
内周に、挿嵌した状態でも良いが、上記受けリン
グ１９をスタンドパイプに溶接もしくはねじ止め
で固着しても良い。この場合、上下の固定リング
１９′，１９″にかかる荷重が減少し構造上有利と
なる。

第５図ないし第６図は本発明による第２の発明
の一実施例を示す縦断面図及び横断面図、第７図
は同、要部を示す分解斜視図であり、振れ止めリ
ング、受けリング１９のリング組合せ体を、支持
部の上下に配設し、その間に円周方向等分に４本
のベーン２０を竪方向に配置した構造である。

上記ベーン２０は、スタンドパイプ１７に一体
に設けられた溝状の枠体２２の間に適当な間隙を
保持して挾持されており、また、板ばね２１で内
側に押圧されている。

したがつて、中間熱交換器３の動きに連動し
て、ベーン２０は半径方向のみギヤツプδ₂だけ自
由に動くことができる構造になつている。

また、第７図に示すように、中間熱交換器３を
引き抜いたとき、ベーン２０が脱落しないよう
に、ベーンン２０の板ばね２１の取付幅l₁は枠体
２２のベーン挾み込み部幅l₂より広く形成されて
いる。さらにベーン２０の摺動面には焼き付き防
止のために、所定の表面硬化処理が施されてい
る。図中２３，２４はアニユランス部である。

以上詳細に説明したように、本発明の炉内機器
の支持装置によれば、液体温度上昇時に熱膨張に
よる拘束が生じることなく、中間熱交換器３をよ
り小さな間隙で振れ止めすることとなる。

また、地震時には、中間熱交換器３の周囲の液
体が中間熱交換器３の振れに伴ない周方向、上下
方向に急速に移動しようとする。このとき上下方
向には振れ止めリング、受けリング、固定リング
により、その移動が極度に制限され、顕著な制振
効果を奏する。

ちなみに、第２図のHeガス層を開放端とした
場合と、第３図のように略密封した場合の制振効
果の差を比較すると、中間熱交換器３に生じるモ
ーメント荷重において、第３図の場合では第２図
の約８割程度にまで減少する。さらに、振れ止め
リング、受けリングの凹凸は周方向の液体廻り込
みを制限するのに役立ち、制振効果を一層高める
ことが可能である。

特に本発明による第２の発明によれば、上下を
略密封した上、周方向に廻り込む液体の流れをベ
ーンにより阻止することにより、流体制振効果を
高めたものである。

すなわち、第６図において矢印（）方向へ中
間熱交換器が急激に移動しようとすると、アニユ
ラス部の流体の移動はベーンで阻止されるので、
一方にPoなる圧力が発生し、他方は負圧となる。
この圧力差により、大きな抗力が生じ、中間熱交
換器３の移動を制限することができる。

なお、熱変位のような緩やかな変位に対して
は、流体が完全密封されていないので拘速するこ
とはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の炉内機器支持装置を示す縦断面
図、第２図ａ，ｂは従来のマノメータ構造を示す
横断面図及び縦断面図、第３図は本発明による第
１の発明の炉内機器支持装置の一実施例を示す縦
断面図、第４図ａ，ｂは同、一実施例の要部を示
す横断面図、第５図ないし第６図は、本叛発明に
よる第２の発明の一実施例を示す縦断面図及び横
断面図、第７図は第５図の要部を示す分解斜視図
である。 １……原子炉容器、３……中間熱交換器、１７
……スタンドパイプ、１８……振れ止めリング、
１９……受けリング、１９′，１９″……固定リン
グ、１８′，１９……羽根状突起、２０……ベ
ーン、２１……板ばね、２２……枠体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子炉内機器の耐震支持構造において、被支
   持体と、その外側に設けたスタンドパイプとの間
   に振れ止めリング及び受けリングからなるリング
   組合せ体を多段に設置し、その上下をスタンドパ
   イプに固定した固定リングで封鎖したことを特徴
   とする、炉内機器の支持装置。 ２ 前記受けリングはスタンドパイプに溶接もし
   くはねじ止めで固定されたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の炉内機器の支持装置。 ３ 前記リング組合せ体は、材質を被支持体の材
   質となるものとしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の炉内機器の支持装置。 ４ 前記振れ止めリングの外周及び受けリングの
   内周は、凹凸を有することを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項記載の炉内機器の支持装置。 ５ 前記振れ止めリングの外周及び該外周と対向
   するスタンドパイプ内周は、羽根状突起或いはラ
   ビリンス構造を有することを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項記載の炉内機器の支持装置。 ６ 原子炉内機器の耐震支持構造において、被支
   持体とその外側に設けたスタンドパイプとの間に
   おける上下位置に、振れ止めリング及び受けリン
   グからなる少なくとも１段のリング組合せ体をそ
   れぞれ設置し、上記上下位置のリング組合せ体の
   間に円周方向等分位置に４本以上の垂直ベーンを
   取付けたことを特徴とする炉内機器の支持装置。 ７ 前記リング組合せ体の材質は、被支持体の材
   質となるものとしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第６項記載の炉内機器の支持装置。