JPH0429038B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 産業上の利用分野 この発明はプレストレスコンクリート圧力容器
の中に設けられ、円形底板の上に配置されたガス
冷却式の高温原子炉の炉心収容し、ライナで内張
りされた空洞部； 同じくライナに内張され、内部に第１熱交換
器、好ましくは蒸気発生器を配置された中間空間
と；第１送風機を有し； 該炉心の球形燃料を収容した内部空間に炉心棒
が棒駆動手段により又該炉心の側部反射材の中に
は反射材棒が棒駆動手段により駆動されて進入及
び後退可能に形成され、 球形燃料は球形燃料供給管を通して供給され、
又炉底反射材にほぼ垂直に延び冷却状態にある少
くとも１本の球形燃料排出管を通して排出される
ように形成され、 上記中間空間は、上記側部反射材を間隙空間を
へだてて取囲んで該反射材をラジアルサポートを
用いて支持する側部熱シールドとライナとの間に
形成され、上記熱交換器がほぼ垂直に、かつ圧力
容器デツキに設けられた第１の軸方向貫通孔とほ
ぼ整合するように形成され、上記第１の送風機を
介して上記炉心を通して流れるガス循環路に結合
するように形成されている原子炉装置に関する。

この種の原子炉装置は特に高い安全性の諸要求
条件を満足するものでなければならない。

従来の技術 従来知られている原子炉装置、特に高出力のも
のは複雑で費用のかかる構造となつていた。この
ことはプレストレスコンクリートの圧力容器につ
いてのみならず、その原子炉の構造要素の配置や
構成についても該当する。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、原子炉、特に約300MWelな
いし60MWelの出力を有し、蒸気発生及びプロセ
ス用の熱の供給に適し、比較的簡単な構造を有
し、個々の構造要素も単純なものですみ、しかも
安全に対する諸要求に適する原子炉装置を提供す
ることにある。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、この発明の原子炉
装置は、底板は複数個のセグメントより構成さ
れ、中央の所定の定点に芯合せされ、半径方向に
摺動可能な二重支柱を介して圧力容器底に支持さ
れていること； 炉心棒は炉心棒駆動手段に結合され、炉心棒は
該駆動手段の働きによつて並進方式で駆動され、
球形燃料の堆積高さの一部のみにわたつて該堆積
の中に進入できること； 反射材棒は電動式棒駆動手段によつて駆動され
ること； 炉底反射材の中に、この原子炉をただ１回通過
した球形燃料を取出すために、該炉底反射材の中
にほぼ均等に分布して配置された排出管が設けら
れていること； 圧力容器デツキに設けられた第１貫通孔の中
に、磁気的に支承されて回転する駆動モータのロ
ータ及び羽根を含む回転部を有する第１送風機が
配置されていること； 上記中間空間の中に、残留発熱排出用に、垂直
方向に配置された少くとも１個の第２熱交換器
が、圧力容器底の中を軸方向に延出する第２の貫
通孔と整合するように設けられ、上記第２の貫通
孔の中には磁気的に軸支され、駆動モータおよび
羽根を含む回転部を有する第２の送風機が装着さ
れていること； および、 上記原子炉の出力が400MWelより大きいもの
にあつては、上記側部反射材の少くとも上部1/3
の部分に用いられるラジアルサポートは弾性を有
するように形成され、側部反射材との間の回動を
生ずるように形成されている； ことを特徴とするように形成されている。

作用及び効果 上述のように単純な形で多数のセグメントから
構成された底板はこの炉心を支えるという役目に
加えて、熱遮蔽作用をも行なう。この場合に上記
底板は中央定点によつてのみセンタリングされて
おり、従つて半径方向の熱膨脹は、前述の二重支
柱によつて簡単に許容される。

各炉心棒の並進方式による進退に基づいて球形
燃料による一様な出力分布が得られ、従つて局部
的高温度の発生は回避されるとともに、炉心下方
におけるガス状熱媒体の温度分布の測定は不必要
となり、温度測定は熱交換器への熱媒体の流入直
前の測定で充分である。このようにガス流の局部
的高温度が避けられたことによつて、後続配置さ
れる熱交換器にかかる熱的応力が減少する。加え
て、その炉心棒の球形燃料堆積部に対する進入深
さの減少は球形燃料の損傷数の減少という好結果
を生ずる。

反射材棒はその進入に際して中間位置をとれな
いのでこれらの棒駆動手段のみならずそれに従属
する制御装置も単純化され、バイパス冷却及び熱
堰止め用スリーブ等は省略することができる。

多数の球形燃料排出管を設けたことによつて各
炉心棒にかかる機械的負荷が減少される。それは
球形燃料の動きがすべてほぼ下方に向けられ、唯
１個の球形燃料排出管を設けたとき、球形燃料排
出の際に、球形燃料の移動が湾曲した通路となる
ことに基いて、上記燃料排出管に生ずる曲げ応力
は除かれるからである。同時にまた出力分布のみ
ならず球形燃料の燃焼率（Abbrand）も均一化
され、その結果燃料に関する費用が低下するとい
う効果を得ることができる。

なお、多数の球形燃料排出管を設けたことによ
つて炉心の高さを低くすることができるという効
果が得られた。それは各球形燃料排出管に従属し
て球形燃料を上述の球形燃料排出管に流入させる
排出ホツパーが炉心直径に比して小さいからであ
る。

第１および第２の熱交換器を第１および第２の
貫通孔と一線に整合させて配置したことにより、
先づ第１に、それら両方の熱交換器をこれらの貫
通孔を通して挿入し、取付けることができる。そ
のためにはこれらの貫通孔の内法は熱交換器の外
形寸法より大きくなければならないのは勿論であ
る。又上記貫通孔内に各熱交換器と協働する送風
機を配置できることも大きな利点である。これら
貫通孔が圧力容器底内および圧力容器デツキ内に
設けられるので、圧力容器の円筒状部分が少しも
阻害を受けることなく、従つて水平方向の各緊張
ケーブルの配置が容易になる。又送風機の回転部
分を磁気的に支承したので、送風機の軸を垂直方
向に向けて配置するのが容易となり、その結果ガ
ス状の熱媒体を最短の経路で熱交換器から直接吸
出することができる。加えて従来の送風機におい
て必要であつた高価なオイル供給装置及び封入ガ
ス供給装置、あるいは焼損防止装置及び区分化手
段等が省略される。磁気支承による非接触的な軸
受けは送風機の駆動モータおよび回転羽根を支え
る各部に採用されているが、簡単のためにここで
はロータのみを挙げてある。送風機の故障のない
運転を確実にするために、磁気軸受けに加えて機
械的な予備の軸受けが設けられ、該軸受は磁気軸
受けが故障した場合に、代つて送風機回転部の軸
支を受持つ。しかしこのような故障の発生は極め
て少い。それは、この磁気軸受けも該軸受に磁場
を形成する電子装置も、余分に作られていて、従
つてある一つの電子装置のユニツトが故障した時
に他の電子装置ユニツトに切り換えられて中断す
ることなく、運転を継続することが保障されてい
るからである。

更にラジアルサポートをばねを用いて弾性的に
構成したこと、および該ラジアルサポートを所定
の範囲以上の動作せぬように形成してあるので、
反射体は弾性的に支持されているが、実用上必要
な剛的な固定が行なわれる。

全体として、本発明に従う上述のような諸特徴
事項を附与することによつて、原子炉装置の構造
を低コストでありながら高い安全性を有するよう
に製造することができる。

本発明の好ましい実施例では、炉心定点は圧力
容器底に固定配置されて垂直に延びるパイプから
成り、該パイプは底板のセグメントの陥凹部に嵌
合される。球形燃料を炉心を通して一様に流すた
めに、球形燃料排出管は円環状に分布して配置さ
れ、圧力容器底内で該排出管と整合して垂直方向
に延びる第３貫通孔を経て外部へ導かれている。
この場合には球形燃料が炉心を唯一回通過するの
が有利であることが明らかである。それはこの球
形燃料排出管の冷却についての要求条件が残留発
熱が少いために低くなるからである。

又放射熱に起因して反射材棒に生ずる諸応力を
制限又は減少させることができるという、本発明
のもう一つの有利な実施例では、反射材棒が高い
放射線量に曝されている部分にスリツトを形成す
るか、又は冷却手段説けるか、又はその両方を施
すことである。

各ラジアルサポートをばね弾性的に支えるため
には種々のばね要素を用いることができるが薄く
てしかも大きな弾性力を得るには、ラジアルサポ
ートとして皿ばねを使用するのが最もよい。

又本発明の特に好ましい実施例は、第１熱交換
器と残留発熱排出用に用いられる第２熱交換器を
含む熱媒体循環路が互いに完全に分離されている
ことである。この場合に第２熱交換器は、原子炉
から生ずる残留発熱が自然対流によつて第２熱交
換器に伝達されるように炉心よりも高い位置に配
置されるのが有利である。該配置により送風機が
故障した場合にも、可能な最高の安全性が保たれ
る。両方の循環路が完全に分離したことにより、
運転中にリークするようになつた第１熱交換器を
局部的に遮断すことは不必要となつた。それはこ
のような場合に全部の第１熱交換器の運転が停止
されるからである。このことは、第１熱交換器を
通して案内されるガス循環路（１次循環路）の湿
り度測定を単純化する。それは湿り度がこの１次
循環路の中央部分においてのみ検出されねばなら
ないからである。

本発明のもう一つの非常に有利な実施例は、そ
れら各熱交換器が２次の循環路の例えば水蒸気及
び／又は水のような熱媒体のために熱交換器のハ
ウジング内に設けられている集合管を備えている
ことである。これら水蒸気及び／又は給水のため
の内部配置された集合管は、それらの供給排出の
ために圧力容器密閉部を貫通して唯一本のパイプ
のみが延び出していればよく、それによつてパイ
プの貫通配設が単純化され経済的な構造が可能と
なり、その上熱交換器パイプが故障した場合、こ
れを簡単にメクラ止めすることによつて圧力容器
内で閉塞し、修理の煩雑さを低下させることがで
きる。

更に各熱交換器による種々の熱応力を除くため
に、熱交換器から外部に通ずる接続導管が少くと
もほぼ同じ高さの所でそれら熱交換器の各サスペ
ンシヨンと共に配置されるのがよい。このような
配置によつて、これらの導管は各熱交換器の定点
の近くで結合されており、従つてこれら導管は熱
による長さ変化をほとんど受けることなくそれに
よりほんの僅かな膨脹だけを補償すれば済むこと
になる。

原子炉の熱出力を検出するためにはガス状熱媒
体の質量流量を測定する必要がある。これは、各
第１送風機の回転数を測定し、この回転数から送
風機の特性曲線を用いて質量貫流量を求めること
によつて簡単に達成することができる。又送風機
の入口と出口の間の圧力差を測定してこの圧力差
に基いて質量貫流量の測定値を補正するのが多く
の場合に推奨される。上記補正を行なうためには
質量貫流量と上記圧力差と関係を示す送風機の特
性曲線が用いられる。

ライナにはアスストのような繊維断熱材を用い
るのが有利であつて、該材料を用いることにより
経費上、熱挙動上、および振動に対する種々の利
点を得ることができる。この場合に、個々のボル
トにはほんの僅かな応力しか生じないように、多
数のボルトによつてライナに保持されている重な
り合つたカバープレートを用いてこの断熱材の被
覆を行なうのが推奨される。この被覆によつて上
記ボルトの故障は著しく少なくなり、これは余分
に固定したのと同じ効果をもたらす。

本発明の更に別な実施例の一つは、コンクリー
ト圧力容器の緊張部材または緊張ケーブルがそれ
ぞれセメントモルタルよりなる腐蝕防止層を備え
ていることである。この種の腐蝕防止手段は比較
し得る他の手段よりも著しく経済的である。

コンクリート圧力容器の支持を経済的に行なう
ために、該コンクリート圧力容器は、扇状断面を
有し一端が上記圧力容器に固く取付けられた支柱
によつて基礎に結合されるのが好ましい。

更にまた、コンクリート圧力容器は後続配置さ
れた破裂デイスクを有する二個の安全を備えてお
り、これらがそれぞれ必要とする互に相違する２
つの吸き出し出力に対してそれぞれ作動するよう
に定められるのがよい。このようにコンクリート
圧力容器を形成することによつて球形容器構造を
経済的にすることができる。

本発明のその他の諸利点及び諸特徴は添付の図
面及びこれに関する実施例の説明に明らかであ
る。

実施例 添付の図面において同一の部分に対しては同じ
参照数字が与えられている。

第１図に示した本発明の原子炉装置は直立した
円筒形状のコンクリート製圧力容器１０を備えて
いる。この圧力容器の内部空間中に同軸的に、同
様に円筒形状の空洞部１２が設けられている。こ
の空洞部１２はその側部を円筒環状の圧力容器壁
１４、上方を圧力容器デツキ１６、そして下方を
圧力容器底１８によつて囲まれている。この圧力
容器には垂直方向のプレストレス及び水平方向の
プレストレスが加えられている。水平方向の環状
プレストレスは緊張ケーブル２０によつて達成さ
れ、これはこの圧力容器の外側に巻きつけられて
いる。このためにそれら緊張ケーブル２０は溝２
２の中に配置されており、これらの溝は円環状の
セグメントから成るケーブル支持部材２４に設け
られている。これらケーブル支持部材はまた圧力
容器の外周面に接している。これら緊張ケーブル
の腐蝕を防止するために、それら緊張ケーブルの
間の空間を含めて、上記溝はセメントモルタルに
よつて充填されている。第１図には僅かな数のケ
ーブル支持部材しか示されていないけれども、自
明のようにこの圧力容器はその全高さにわたつて
多数のケーブル支持部材を用いてプレストレスさ
れている。上記ケーブル支持部材が設けられてい
る範囲は鎖線２６によつて示されている。

コンクリート圧力容器１０の垂直方向のプレス
トレスのために同様に多数の緊張ケーブルが設け
られ、これらは圧力容器壁１４中で垂直に延びて
いる。これらの緊張ケーブルは第１図には示され
ていない。空洞部１２並びにこの空洞部から外部
へ導かれる貫通孔または開口は鋼鉄製ライナ２８
で内張りされている。このライナ２８は断熱のた
めに石綿の繊維をまとめて形成した断熱材３０を
備えている。

空洞部内には圧力容器底１８の上、すなわちラ
イナ２８の底部の上に延びている部分の上に、多
数の垂直に延びる二重支柱３２が固定されてい
る。これら二重支柱３２の上方端の上に底板３６
の各セグメント３４がそれらセグメントの自由な
膨脹を許容するように支えられている。これらの
セグメント３４を形成するために円形底板は半径
方向に分割されている。この底板３６の中心部に
おいてそれら各セグメントは陥凹部を有してお
り、これらの中に一本の垂直に延びるパイプ４０
が嵌合し、そして各セグメント３４の定点を形成
している。このパイプ４０の下側端は耐圧容器底
１８のコンクリート中に固定されている。ライナ
２８の底部分と底板３６との間の間隔は、そこに
下側中間空間３８が形成されるように選ばれてい
る。底板３６の端縁上に円筒環状の垂直に延びる
側部熱シールド４２が載つていて、該シールド４
２の上端部は蓋状のデツキ部熱シールド４４によ
つて閉じられており、一方底板３６は底部熱シー
ルドとして用いられる。この場合にそれら熱シー
ルドは底板３６と同様に鋼鉄でできている。

この熱シールドの内側に円筒環状の間隙空間１
３０を介して反射材が設けられている。このもの
は熱シールドと共軸に整列した円筒環状の側部反
射材４６と、この側部反射材の上に載つている天
井反射材４８と、および底板３６の上に直接のつ
ている底部反射材５０とよりなる。グラフアイト
よりなるこの反射材の内側空間中には球状の堆積
物すなわち球形燃料５２が第１１図に示すように
収容されている。

底部反射材５０の中に垂直に延びる高温ガス集
合室５４が設けられ、集合室５４は垂直に延びて
底部反射材５０を貫通している通路５６によつて
反射材の内部空間と結合されている。全く同様に
して天井反射材４８は同様に垂直に延びる別な通
路５８を備えてこれらは天井反射材４８とデツキ
部熱シールド４４との間に存在する中間空間６０
中に開口している。

底部反射材５０は更に垂直に延びる４本の球形
燃料排出管６２を備えている。排出管６２は底板
３６を貫通しており、圧力容器底１８の上記排出
管と一線に整列しかつ内張りされている第３の各
貫通孔６４を通して外部たとえば球形燃料貯蔵槽
中に導かれている。第２図に断面図で示したよう
に各球形燃料排出管６２は一つの円形リングの上
に一様に分布して設けられている。各球形燃料排
出管６２の流入部には円錐形の流入ホツパ６６が
設けられ、該流入ホツパによつて、球形燃料の排
出が容易になつている。図から明らかなように圧
力容器１０の外部へ導かれるすべての貫通孔は外
部に対してガス密にかつ放射線の通過を許さぬよ
うに形成されている。流入ホツパ６６は底部反射
材５０中に形成されている。

側部反射材４６部を支持するように、側部熱シ
ールド４２には水平に延びる多数のラジアルサポ
ート６８が固定されており、これらのサポート６
８は側部反射材４６をばね弾性的に支持する。こ
の支持によりラジアルサポート６８はばね要素と
して皿ばねを備えており、ラジアルサポート６８
は同時に、この側部反射材の周縁運動を阻止する
部材の役目を分担する。すなわちそれらラジアル
サポート６８はトーシヨン阻止部材としても用い
られ、上記部材による支持を一様にするために、
アルサポート６８が設けられている。天井反射材
４８は更に断面が円形で垂直に延びる多数のデツ
キ部通路７０が第２図に示すように設けられてい
る。これらデツキ部通路７０のそれぞれの中に炉
心棒７２が配置され、炉心棒７２は圧力容器１０
の外部に設けられている棒駆動手段７４によつて
球形燃料５２の堆積層の中に垂直に進入し、退去
することができる。これら駆動手段７４又は該駆
動手段７４のための制御装置は、炉心棒７２の全
部が並進方式によつて球形燃料の堆積の中に、該
堆積物全体の高さの一部分に相当する範囲にだけ
進入することが可能であるように形成されてい
る。上記並進方式とは、すべての炉心棒を同時に
且つ互に同じ高さ位置を保持しつつ動かす方式を
意味する。第１図には唯１個の駆動手段と唯１本
の炉心棒とが示されているが、実際には第２図に
明示されているように、多数のデツキ部通路７０
に導かれる多数の炉心棒が用いられる。

更に側部反射材４６の中にも同様に多数の垂直
な側部通路７６が設けられており、これはこれら
側部通路の環状の配置をも示している第２図に示
されている。これら側部通路中に多数の反射材棒
７８が配置され、これらは、この側部通路内に垂
直方向に進入退去することが可能である。このた
めに、炉心棒の場合と同様にこの圧力容器１０の
外部にはそれぞれ１個の棒駆動手段８０が設けら
れている。上記駆動手段８０は圧力容器デツキ１
６、ライナ２８およびデツキ部熱シールド４４を
貫通している。この棒駆動手段８０およびこの手
段８０の制御装置は、反射材棒７８の進入に際し
て該棒７８が中間ポジシヨンに停止することがで
きないように構成されている。従つて棒駆動手段
８０は簡単な構造にすることができる。

圧力容器壁１４、従つてライナ２８と側部熱シ
ールド４２との間に円筒環状の中間空間８２が形
成され、中間空間８２の中にこの実施例において
は８ユニツトの第１の熱交換器８４が一様に分布
して収容される。この配置は第２図に示されてい
る。第１熱交換器８４の中には図示されていない
多数の熱交換器管が配置され、それらの熱交換器
はいずれもこの熱交換器ハウジング内に配設され
た集合管８８の中に開口する。これらの集合管か
ら半径方向に、圧力容器壁１４を通して外部へそ
れぞれの接続導管が延びその中の第１接続導管９
０は例えば給水を供給する働きをなし、第１の接
続導管９０の上部に整合して設けられている第２
の接続導管９２は発生した水蒸気の排出を行なう
働きをなす。

第１の熱交換器はそれぞれ円筒形状を有し、そ
して側部熱シールド４２のほぼ全高さにわたつて
垂直に延びている。この熱交換器８４の下側端に
はそれぞれ１個の下向きの接続開口９４が設けら
れており、これを通してその原子炉１３８内で加
熱された熱媒体ガスが熱交換器管表面を通過する
ように送り込まれる。このために、接続開口９４
には半径方向内向きに高温ガス集合室５４へ向け
て水平に延びる接続導管９６が連結されている。
この接続導管９６から接続開口９４への直角に曲
がる屈曲部においてそのガス流のための整流手段
が設けられている。この整流手段はここでは直径
が板厚に比して小さな多数の貫通孔を備えた板材
よりなる。個々の第一熱交換器８４の高温ガス集
合室５４との接続の状態は第２図に明らかに示さ
れている。

各第１熱交換器８４はその上側端部に配置され
た接続導管９０，９２の部分において懸吊されて
いるので、熱交換器８４は接続導管に何等本質的
な影響を及ぼすことなく膨脹することができる。
第１熱交換器８４と整合した状態でそれぞれ圧力
容器１０のデツキ１６の中に垂直に延びる円形断
面の第一貫通孔９８が設けられており、これらは
外部に対してコンクリート蓋１００によつてガス
密に閉じられている。これら貫通孔９８の各々の
中に第一送風機１０２が配置されており、該送風
機１０２の吸込み側は導管１０４によつて第１熱
交換器８４の上端部と結合されている。上記結合
によつてこの熱交換器の各熱交換パイプが高温ガ
ス、すなわち高温度の熱媒体ガスと接触すること
ができるようになつている。第１送風機の出口開
口１０６は各貫通孔９８中に開口しており、これ
らの貫通孔はまた通孔１０８を通つて中間空間８
２と結合されている。

各第１送風機１０２のロータはそれぞれ磁気軸
受け内に非接触的に挿入されている。従つて軸受
の潤滑に関する問題は全く生じない。第１図に示
すように第１送風機１０２及び第２送風機１２２
は軸流送風機として構成されており、回転軸を垂
直に向けて配置される。なお上記の“ロータ”と
は例えば駆動モータ、羽根軸等のような回転部材
を意味している。

原子炉の出力測定のためには高温ガスの質量流
量を検出しなければならないので、第１送風機１
０２の回転数が適当な装置によつて測定される。
この回転数の測定値から貫流したガスの質量流量
を送風機の特性曲線を求めて求めることができ
る。

中間空間８２内には第１の各熱交換器８４以外
になおこれら第一熱交換器８４の間に第２の熱交
換器１１０が収容されている。図示の実施例にお
いては第２の熱交換器１１０は２個設けられ該熱
交換器１１０は第２図に示すように直径の上で互
いに向き合つて配置されている。円筒状に形成さ
れ、上記のように直立して配置された２個の第２
熱交換器１１０はこの原子炉に発生する残留発熱
の排除に用いられる。この実施例では第２の熱交
換器１１０はその側部熱シールド４２のほぼ全高
さにわたつて延び、その下端部はほぼ１つの水平
面上に並んで延びる集合管１１２を有している。
これらの集合管１１２は外部から第２熱交換器１
１０中に導かれ、それぞれ１個の管集合管１１４
を構成しており、これにそれぞれ第２熱交換器１
１０の各熱交換パイプが熱交換器１１０のハウジ
ング内で接続されている。これら集合管１１２の
それぞれに中間空間８２の内部で各１本の導管１
１６が接続されており、この導管１１６は下側中
間空間８８中に導かれ、ここで圧力容器底１８を
垂直方向下向きに外部空間に向かつて貫通してい
る。これらの導管１１６を通して例えば水のよう
な冷却剤が供給されまたは排出される。第１熱交
換器１１０と一線に整列して、圧力容器底１８の
中には円形断面を有し、そして垂直に下向きに延
びるそれぞれ１個の第２貫通孔１１８が設けられ
ている。この貫通孔１１８外部空間に対してコン
クリート蓋１２２によつてガス密に閉じられてい
る。第２貫通孔１１８の断面及び第１貫通孔９８
の断面の面積は、この貫通孔を通して各熱交換器
を取付け取外しができる大きさに定められてい
る。第２貫通孔１１８の中にそれぞれ第２送風機
１２２が設けられ、該送風機１２２は第１送風機
１０２と同様に垂直方向の回転軸を有する軸流送
風機として構成されている。この第２送風機１２
２の中央吸込み口は導管１２４によつて第２熱交
換器１１０の、内部に冷却管が配置されている内
部空間に連結されている。この第２送風機の吹出
し開口１３２は第２貫通孔１１８中に開口し、こ
の貫通孔は開口１２６によつて空洞部１２と連結
されている。空洞部１２はまたそれぞれ第２熱交
換器の内部空間と連結されている。

空洞部１２には更に、図示されていない２個の
安全弁が設けられており、それらの吹出し導管は
図示されていない排気筒中に開口している。上記
の吹出し導管中には高圧が印加されたとき破裂す
るデイスクを有する安全弁が設けられ、通常運転
時この部分に生ずるリーク損失を防ぐようになつ
ている。この安全弁は互に異る圧力に対応して動
作するように設計されている。換言すれば空洞部
１２の内圧が上昇した時には先づ一方の安全弁が
応答し、そして内圧が更に上昇した時に第２の安
全弁が作動するようになつている。

コンクリート圧力容器１０の簡単で確実な支持
のために、圧力容器１０は間隔をおいて同一円周
上に配置された複数個のコンクリート支柱１３４
の上に固定されている。これらの支柱１３４は地
上に設けられた基礎（図示せず）と結合されてい
る。

運転の際には、第１送風機１０２が作動し原子
炉１３０内で加熱された熱媒体としてのガス、特
にヘリウムガスは第１熱交換器８４を通して熱の
排出を行なうために流される。上記ガスの１次循
環路を構成する熱媒体通路は次のように形成され
る。すなわち第１貫通孔９８中の熱媒体は出口開
口１０６から下向きに流れて通孔１０８を通して
空洞部１２中に流入する。ここで熱媒体はその空
洞部内に配置されている例えば側部熱シールド等
の構造部材を冷却しながら更に下向きに流れる。

ガスを更に案内するように、８個の第１熱交換
器８４に接してガス案内ジヤケツト１２８が設け
られており、該ジヤケツト１２８は熱媒体ガスを
第一熱交換器８４の外面に沿つて下向きに案内
し、該外面を冷却する。ガス案内ジヤケツト１２
８は第一熱交換器の高さのほぼ半分までにわたつ
て延び、そのガス流入口のところにじようご状の
拡大部を有している。これらのガス案内ジヤケツ
ト１２８の各下側端部から熱媒体ガスは接続導管
９６を円環状に取り囲んで外部に対して遮蔽部材
１４０によつて定められている。ガス通路１３６
中に流入し、側部熱シールド４２と側部反射材４
６とによつて構成される間隙空間１３０中に流入
する。この熱媒体ガスの一部は二重支柱３２を巡
つて流れ、底板３６に対して間隔をおいて延びて
いるガス案内板１４２によつて間隙空間１３０中
に導かれる。

この円筒環状の間隙空間１３０の中で熱媒体は
該熱媒体が接する各構造要素を冷却しながら上向
きに流れ、そして中間空間６０の中に進入する。
ガス状の熱媒体は上記中間空間６０の中で内部に
球形燃料を供給された原子炉の炉心に連通する
個々の流路に分配される。球形燃料５２を巡つて
加熱されながら下向きに流れて底部反射材の、高
温ガス集合室５４中に開口する各通路５６中に進
入する。上記熱媒体は集合室５４中でそれぞれの
第１熱交換器８４に分配され、熱媒体は接続導管
９６及び整流手段９９を通つてそれぞれの第１熱
交換器の接続開口９４に流入する。これら第１熱
交換器８４の中で熱媒体はそこに配置されている
熱交換パイプで熱を伝えながら上向きに流れ導管
１０４を通つて第１送風機１０２の吸込み口に送
り込まれ、１次循環路が完成される。

第１接続導管９０を通して送り込まれた給水は
ここで蒸発され、発生した水蒸気は第２接続導管
９２へ送り込まれる。この給水−水蒸気循環路が
２次循環路を構成し、該２次循環路を介して圧力
容器１０内の熱は外部に搬出される。この場合、
原子炉の出力を一定にするように上記熱媒体の温
度が各第一熱交換器８４への流入及び流出に際し
て測定され、この温度差及び対応する第一送風機
の排風質量流量から熱出力が決定され、続いてそ
れぞれの循環路の各出力を加算することによつて
全熱出力が決定される。球形燃料５２は図示され
ていない球形燃料供給管を通してこの原子炉心上
方に導入され、球形燃料排出管６２によつて排出
されて貯槽中に収容される。この場合に各球形燃
料はこの原子炉を唯１回通過するのみである。

第２熱交換器１１０は緊急時用又はこの原子炉
の運転休止の際に生ずる残留発熱を排除するため
に用いられる。原子炉の運転休止は先づ反射材棒
７８を進入させることによつて行なわれ、原子炉
の最終的な冷状態への移行は炉心棒７２を炉心に
進入させることによつて行なわれる。

上記残留発熱の除去は第２送風機１２２をそれ
ぞれ運転させ、第１送風機１０２と同様にして上
記熱媒体を第２熱交換器１１０を通して循環させ
る。この場合にこの熱媒体は第２送風機の吹出し
開口１３２から進入し、第２貫通孔１１８中を上
向きに流れて空洞部１２中に流入する。熱媒体は
空洞部１２の中で原子炉の残留発熱を受取り次い
で下向きに第２熱交換器１１０中に吸込まれる。
熱媒体は第２熱交換器の中に配置された熱交換パ
イプへ熱を引渡しながらこの第２熱交換器を貫流
した後に導管１２４を通つて第２送風機１２２へ
送り込まれて、新しい循環路を完成する。上記熱
媒体から引渡された熱は導管１１６を通して流入
流出する熱媒体によつて原子炉または圧力容器か
ら運び出される。

各図面に更に示されている外部空間に通ずる小
直径の貫通孔のそれぞれは空洞部１２の制約のた
めの測定器や調整装置を搬入するために用いられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う原子炉装置の下記第２図
の−線に沿う長手方向断面図、第２図は第１
図の−線に沿う水平断面図を示し、その際の
その左下側の四角な区間は圧力容器の平面図を示
す。 １０…コンクリート圧力容器、１２…空洞部、
１４…圧力容器壁、１６…圧力容器デツキ、１８
…圧力容器底、２０…緊張ケーブル、２２…溝、
２４…ケーブル支持部材、２８…ライナ、３０…
断熱材、３２…二重支柱、３４…セグメント、３
６…底板、３８，８２…中間空間、４０…パイ
プ、４２，４４…熱シールド、４６…側部反射
材、４８…天井反射材、５０…底部反射材、５２
…球形燃料、５４…高温ガス集合室、５６，５
８，７０，７６…通路、６０…中間空間、６２…
球形燃料排出管、６４，９８，１１８…貫通孔、
６６…流入ホツパ、６８…ラジアルサポート、７
２…炉心棒、７４，８０…棒駆動手段、７８…反
射材棒、８４，１１０…熱交換器、８６…支柱、
８８，１１２…集合管、９０，９２，９６…接続
導管、９９…整流手段、１００，１２０…コンク
リート蓋体、１０２，１２２…送風機、１０８…
通孔、１２８…ガス案内ジヤケツト、１３０…間
隙空間、１３８…原子炉、１４０…遮蔽部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プレストレスコンクリート圧力容器１０の中
   に設けられ、円形底板３６の上に配置されたガス
   冷却式の高温原子炉の炉心１３８収容し、ライナ
   ２８で内張りされた空洞部１２と； 同じくライナ２８に内張され、内部に第１熱交
   換器８４、好ましくは蒸気発生器を配置された中
   間空間と；第１送風機１０２を有し； 該炉心１３８の球形燃料５２を収容した内部空
   間に炉心棒７２が棒駆動手段７４により又該炉心
   ５２の側部反射材４６の中には反射材棒７８が棒
   駆動手段により駆動されて進入及び後退可能に形
   成され、 球形燃料５２は球形燃料供給管を通して供給さ
   れ、又炉底反射材５０にほぼ垂直に延び冷却状態
   にある少くとも１本の球形燃料排出管６２を通し
   て排出されるように形成され、 上記中間空間８２は、上記側部反射材４６を間
   隙空間１３０をへだてて取囲んで該反射材４６を
   ラジアルサポート６８を用いて支持する側部熱シ
   ールド４２とライナ２８と間に形成され、上記熱
   交換器８４がほぼ垂直に、かつ圧力容器デツキ１
   ６に設けられた第１の軸方向貫通孔９８とほぼ整
   合するように形成され、上記第１の送風機１０２
   を介して上記炉心１３８を通して流れるガス循環
   路に結合するように形成されている原子炉装置に
   於て、 底板３６は複数個のセグメント３４より構成さ
   れ、中央の所定の点に芯合せされ、半径方向に摺
   動自在な二重支柱３２を介して圧力容器底１８に
   支持されていること； 炉心棒７２は炉心棒駆動手段７４に結合され、
   心棒７２は該駆動手段７４の働きによつて並進方
   式で駆動され、球形燃料の堆積高さの一部のみに
   わたつて該堆積の中に進入できること； 反射材棒７８は電動式棒駆動手段８０によつて
   駆動されること； 炉底反射材５０の中に、この原子炉をただ１回
   通過した球形燃料を取出すために、該炉底反射材
   ５０の中にほぼ均等に分布して配置された排出管
   ６２が設けられていること； 圧力容器デツキ１６に設けられた第１貫通孔９
   ８の中に、磁気的に支承されて回転する駆動モー
   タのロータ及び羽根を含む回転部を有する第１送
   風機が配置されていること； 上記中間空間８２の中に、残留発熱排出用に、
   垂直方向に配置された少くとも１個の第２熱交換
   器１１０が、圧力容器底１８の中を軸方向に延出
   する第２の貫通孔１１８と整合するように設けら
   れ、上記第２の貫通孔の中には磁気的に軸支さ
   れ、駆動モータおよび羽根を含む回転部を有する
   第２の送風機１２２が装着されていること； および、 上記原子炉の出力が400MWelより大きいもの
   にあつては、上記側部反射材４６の少くとも上部
   １／３の部分に用いられるラジアルサポート６８は
   弾性を有するように形成され、側部反射材４６と
   の間の回動を生ずるように形成されている； ことを特徴とする原子炉装置。 ２ 上記定点が圧力容器底１８中に垂直に延びて
   固定配置されたパイプ４０からなり、このパイプ
   が各セグメント３４の陥凹部中に嵌合して案内さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の原子炉装置。 ３ 上記球形燃料排出管６２が円周上に分布して
   配置されており、それぞれ圧力容器底１８中で該
   燃料排出管６２と整合して軸方向に延びる第３の
   貫通口６４によつて外部へ導かれることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の原子
   炉装置。 ４ 上記反射材棒７８が高い放射線量に曝されて
   いる部分においてスリツト及び冷却手段の少くと
   も１つを備えていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第３項のいずれか１つに記載の
   原子炉装置。 ５ 上記ラジアルサポート６８が皿ばねを使用し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１ない
   し第４項のいずれか１つに記載の原子炉装置。 ６ 上記第１熱交換器８４と残留発熱排出に用い
   る第２熱交換器１１０とを通して流されるガス状
   熱媒体の循環路が互いに完全に分離されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１ないし第５項
   のいずれか１つに記載の原子炉装置。 ７ 上記第２熱交換器１１０が、原子炉から排出
   される残留発熱を自然対流によつて第２熱交換器
   １１０に伝達することができるほどに、炉心より
   も高く配置されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１ないし第６項のいずれか１つに記載の
   原子炉装置。 ８ 上記熱交換器８４又は１１０が熱交換器ハウ
   ジング内に配置された、水蒸気または水のような
   熱媒体のための集合管８８又は１１４を備えてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１ないし第
   ７項のいずれか１つに記載の原子炉装置。 ９ 上記第１熱交換器８４の外部に連通する接続
   導管９０，９２が、上記熱交換器のサスペンシヨ
   ンと少くとも同じ高さ位置にあることを特徴とす
   る、請求の範囲１ないし第８項のいずれか１つに
   記載の原子炉装置。 １０ 上記第１送風機１０２の回転数が測定可能
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１ない
   し第９項のいずれか１つに記載の原子炉装置。 １１ ライナ２８が繊維状の断熱材３０を用いて
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１ないし第１０項のいずれか１つに記載の原子
   炉装置。 １２ 上記コンクリート圧力容器１０の緊張ケー
   ブル２０がセメントモルタルよりなる腐蝕防止層
   を備えている、ことを特徴とする特許請求の範囲
   第１ないし第１１項のいずれか一つに記載の電子
   炉装置。 １３ 上記コンクリート圧力容器１０が扇形断面
   を有し一端を上記圧力容器１０に固く取付けら
   れ、互に間隔をおいて円周上に配置されたコンク
   リート支柱１３４を介して基礎に結合されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１ないし第１
   ２項のいずれか１つに記載の原子炉装置。 １４ 上記空洞部１２が直列に接続された安全破
   裂デイスクを有する二つの安全弁を備え、該安全
   弁が所定の吹出し圧力に対応して動作するよう
   に、好しくは大きさの異る２つの圧力に対して動
   するように形成された事を特徴とする請求の範囲
   第１ないし第１３項のいずれか１つに記載の原子
   炉装置。