JPH0432358B2 - - Google Patents

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、原子炉内中性子計装案内管に関し、
特に耐震性に改良を施した原子炉内中性子計装案
内管に関する。

（従来の技術） 沸騰水型原子力発電所の原子炉内中性子計装案
内管は、原子炉の下部に配置され、下方より中性
子計装装置を案内する比較的長い複数本の管であ
る。

炉心下部の冷却水の流動条件は比較的きびし
く、中性子計装案内管を単独で配置したのでは剛
性が問題となるため、それらの支持構造は相互の
管同士を支持金具で結びあつて構成されている。
原子炉内の冷却水の流れは原子炉中心軸に軸対称
のため、この流水による中性子計装案内管の振動
は案内管同士を連結することにより防げる。

しかし、地震のように同一方向の振動によつて
管群全体が同一位相で大きく振動すると、他の機
器、例えば制御棒案内管等を損傷する虞が生じ
る。これを防止するため、外周に位置する計装案
内管を連結部材を用いて炉心シユラウドに連結固
定して剛性を向上させることが考えられている。

このように、連結部材を用いて計装案内管を炉
心シユラウドに連結固定する例を、第９図を参照
して説明する。なお、第９図は原子炉内の中性子
計装案内管の連結の様子を示すための概略横断面
図である。

第９図に示すように、複数の中性子計装案内管
１は、各々が内部連結部材９ａにより相互に連結
され、その外周側端部に位置する中性子計装案内
管１（図では４角）と炉心シユラウド５が外部連
結部材９ｂにより比較的強固に連結固定されてい
る。

このように構成（外周側に配置される中性子計
装案内管１すべてを外部連結部材で炉心シユラウ
ド５に固定する構成も考えられている）して全体
の剛性を向上させることができるが、原子炉内は
温度条件が過酷で、その高温のために各々の材料
に起因する熱膨張差が問題となる。つまり、炉心
シユラウド５には高温強度に優れたインコネル
（Inconel：商標名）が、また、中性子計装案内管
１および連結部材９には、コストを勘案して
SUSが一般に用いられる。

インコネルはSUSに比較して熱膨張係数が小
さいので（インコネルの熱膨張係数：14.17×
10^-6mm／mm℃、SUSの熱膨張係数：17.62×10^-6
mm／mm℃）SUSを基準に図面に現すと、第９図
に示すようにインコネルからなる炉心シユラウド
５は見掛上収縮変形し、SUSである連結部材９
が応力変形を受ける。

なお、第９図は実線が変形前を、破線が変形後
の様子を示し、また、上記したようにSUSを基
準としたインコネルの相対的な熱膨張変形を示す
もので、全体としては高温度に対して膨脹するが
図面では省略している。つまり、全体として膨張
するが、膨張変形後のSUSを膨張前のSUSと同
じ大きさとして第９図に示すことでインコネルか
らなる炉心シユラウド５が見掛上収縮変形して示
される。

炉心シユラウド５の収縮変形により炉心シユラ
ウド５と連結固定されている外部連結部材９ｂは
第９図中符号Ａで模式的に示すように変形（実際
には一部分のみ局所的に変形することはないが）
し、これに伴う連結部材の破損が発生する虞が極
めて大きいといつた問題点を有している。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来の原子炉内中性子計装案内管
は、連結部材により炉心シユラウド５に比較的強
固に固定されているため、熱膨張による応力によ
り連結部材が破損する虞があつた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされ
たもので、原子炉内中性子計装案内管が外乱によ
り大きく振動しないように炉心シユラウドに連結
固定する連結部材に加わる熱応力を緩和するよう
にし、連結部材の破損を防止した原子炉内中性子
計装案内管を得ることを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、原子炉圧力容器の底と炉心支持板と
の間に複数設けられた中性子検出器の案内軌道と
なる中性子計装案内管と、これら中性子計装案内
管同士を相互に連結する内部連結部材と、炉心シ
ユラウドの内壁側に近い位置に配置された前記中
性子計装案内管を前記炉心シユラウド内壁に連結
固定する外部連結部材とを備えた原子炉内中性子
計装案内管において、前記内部連結部材で連結さ
れた前記中性子計装案内管の任意の列は、この列
の一端側に位置する前記中性子計装案内管のみと
前記炉心シユラウド内壁とを前記外部連結部材で
連結固定して構成されることを特徴としている。

（作用） 上記のように構成された本発明によれば、第１
図に破線で示すように比較的長さの長い中性子計
装案内管がわずかに変形するだけで連結部材に局
部的な応力を発生させること無く、熱膨張差に起
因した連結部材の応力破損を防止できるものであ
る。

つまり、高温運転時においても連結部材が変形
したり、応力を受けたりすることがなく、また、
地震等のように同一位相の振動が作用しても中性
子計装案内管同士、中性子計装案内管と他の機器
が衝突することはない。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。

実施例 １ 第１図は、原子炉内の中性子計装案内管の連結
の様子を示すための概略横断面図である。また、
第２図は、原子炉内の中性子計装案内管の設置場
所を示す説明図、第３図は中性子計装案内管と炉
心シユラウドとの連結の様子を示す模式図であ
り、第１図、第２図および第３図において第９図
と同一部分については同一符号を付して詳細な説
明は省略する。

中性子計装案内管１は、原子炉圧力容器２の底
と炉心支持板３との間で、かつ制御棒案内管４の
間に設けられる。また、この中性子計装案内管１
はLPRM（局部出力監視系）またはTIP（走行形校
正系）等の中性子束検出器の案内軌道の役目をす
るものである。なお、図中の炉心シユラウド５
は、中性子計装案内管１、制御棒案内管４、燃料
集合体６で構成される炉心を覆うものである。

本発明の特徴とする構成は、外部連結部材９ｂ
の炉心シユラウド５への連結構造にある。内部連
結部材９ａは、前述したように中性子計装案内管
１同士を連結し、また、外部連結部材９はこれら
と炉心シユラウド５を連結するための機能を有し
ている。

すなわち、第１図に示されるように、内部連結
部材９ａで連結された中性子計装案内管１の任意
の列は、この列の一端側に位置する中性子計装案
内管１のみと炉心シユラウド５内壁とを外部連結
部材９ｂで連結固定して構成されている。

以上の特徴点について第１図を参照してもう少
し詳細に説明する。

説明の都合上次のように第１図に符号を設定す
る。

内部連結部材９ａで連結された中性子計装案内
管１の列として、第１図中縦方向の列を右側から
順にA₁，A₂，A₃，A₄列とし、横方向の列を上側
から順にB₁，B₂，B₃，B₄列とする。

また、図中マトリツクス状に配置されている中
性子計装案内管１をA₁，B₁列の交点に位置する
ものを１₁₁，A₂，B₄列の交点に位置するものを
１₂₄，A₃，B₁列の交点に位置するものを１₁₃，
A₄，B₂列に位置するものを１₄₂とする。

外部連結部材９ｂは中性子計装案内管１₁₁から
図中上方向および左方向へ２本、中性子計装案内
管１₂₄から図中下方向へ１本、中性子計装案内管
１₁₃から図中上方向へ１本、中性子計装案内管１
_４２から図中右方向へ１本、中性子計装案内管１₄₄
から図中下方向へ１本、の合計６本設けられてい
る。

この実施例における、外部連結部材９ｂの配置
の考え方は、内部連結部材９ａで連結された中性
子計装案内管１の列のうち、隣り合う列同士は外
部連結部材９ｂでほぼ180度異なる方向の炉心シ
ユラウド５内壁に連結固定するものである。つま
り、隣り合う列同士のペア（A₁とA₂）（A₃とA₄）
（B₁とB₂）は各々外部連結部材９ｂでほぼ180度
異なる方向の炉心シユラウド５内壁に連結固定さ
れている。

このように構成されたものにおいては、次のよ
うな作用・効果が得られる。

すなわち、第１図に第９図と同様に実線で変形
前を、破線で変形後の様子を示しているが、中性
子計装案内管１がその長さ方向と直交方向にわず
かに変形するだけ（第１図では位置がずれて現れ
ている）で、内部および外部連結部材９ａ，９ｂ
は変形することながない。これは第９図と比較す
ると、第９図に符号Ａで示した外部連結部材９ｂ
の局部的な変形部分が第１図に示した構成では生
じないことからも明らかである。

つまり、比較的長さの長い中性子計装案内管１
がわずかに変形するだけで連結部材に局部的な応
力を発生させること無く、熱膨張差に起因した連
結部材の応力破損を防止できるものである。

上記のように構成することで、高温運転時にお
いても内部および外部連結部材９ａ，９ｂが変形
したり、応力を受けたりすることがなく、また、
地震等のように同一位相の振動が作用しても中性
子計装案内管同士、中性子計装案内管と他の機器
が衝突することはない。

なお、炉心シユラウド５とどの中性子計装案内
管１とを連結するかは、第１図に示した実施例に
限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲において種々変形して実施できる。

なお、中性子計装案内管１同士を内部連結部材
９ａで連結するための支持金具７は、第４図、第
５図に示すごとく帯板８で中性子計装案内管１を
挟んみ、この帯板８と他の中性子計装案内管１の
帯板８とを内部連結部材９ａで連結する。

外周に位置する中性子計装案内管１に連結され
た外部連結部材９ｂは、第６図、第７図に示すよ
うに炉心シユラウド５に取付けられた支持具１０
に連結される。

実施例 ２ 上記のように構成された原子炉内中性子計装案
内管において、内部および外部連結部材９ａ，９
ｂと炉心シユラウド５の材質を同一あるいは線膨
張係数が同等の材質により構成すれば、上記実施
例１のものよりさらに内部および外部連結部材９
ａ，９ｂに加わる応力を小さくあるいは、ほぼ零
とすることができるためにより望ましい構成とい
える。

このように構成することで、高温運転時におい
ても連結部材が変形したり、応力を受けることが
まつたくなく、また、地震等のように同一位相の
振動が作用しても中性子案内管同士、中性子計装
案内管と他の機器が衝突することはない。

実施例 ３ 上記実施例は、炉心シユラウド５が単一材質の
場合の例を示しているが、第８図に示すように２
種類あるいはそれ以上の材質で構成されている場
合には、内部および外部連結部材９ａ，９ｂの材
質も炉心シユラウド５の材質と同一あるいは線膨
張係数が同等の材質とする。すなわち、第８図に
おいて、炉心シユラウド５と内部、外部連結部材
９ａ，９ｂとを同一材質に、炉心シユラウド５′
と内部、外部連結部材９a′，９b′とを同一材質に
て構成している。

以上本発明の一実施例について、説明してきた
が、本発明は上記実施例に限定されることなく、
その要旨を逸脱しない範囲において、種々変形し
て実施例できるものである。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、原子炉の
高温運転時においても連結部材が変形したり、応
力を受けたりすることがなく、また、地震等のよ
うに同一位相の振動が作用しても中性子計装案内
管同士、中性子計装案内管と他の機器が衝突する
ことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原子炉内中性子計装案内管
を連結部材で連結した構成の一実施例を説明する
断面図、第２図および第３図は、本発明の原子炉
内中性子計装案内管の概略構成を説明する断面
図、第４図および第５図は、連結部材の取付けの
様子を示す平面図、第６図および第７図は、連結
部材と炉心シユラウドとの連結の様子を示す平面
図、第８図は、本発明の他の実施例を示す断面図
である。第９図は、従来例において原子炉内の中
性子計装案内管の連結の様子を示すための概略横
断面図である。 １……中性子計装案内管、２……原子炉圧力容
器、３……炉心支持板、４……制御棒案内管、
５，５′……炉心シユラウド、６……燃料集合体、
７……支持金具、８……帯板、９ａ，９a′……内
部連結部材、９ｂ，９b′……外部連結部材、１０
……支持具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子炉圧力容器の底と炉心支持板との間に複
   数設けられ中性子検出器の案内軌道となる中性子
   計装案内管と、これら中性子計装案内管同士を相
   互に連結する内部連結部材と、炉心シユラウドの
   内壁側に近い位置に配置された前記中性子計装案
   内管を前記炉心シユラウド内壁に連結固定する外
   部連結部材とを備えた原子炉内中性子計装案内管
   において、 前記内部連結部材で連結された前記中性子計装
   案内管の任意の列は、この列の一端側に位置する
   前記中性子計装案内管のみと前記炉心シユラウド
   内壁とを前記外部連結部材で連結固定して構成さ
   れることを特徴とする原子炉内中性子計装案内
   管。 ２ 前記内部連結部材で連結された前記中性子計
   装案内管の列は、隣り合う列同士が前記外部連結
   部材でほぼ180度異なる方向の前記炉心シユラウ
   ド内壁に連結固定されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の原子炉内中性子計装案
   内管。 ３ 前記炉心シユラウドと前記内部および外部連
   結部材とをほぼ線膨脹係数の等しい材質あるいは
   同一材質にて構成したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の原子炉内中性子計装案内管。