JPH0682585A - 炉心構成要素支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】炉心構成要素の浮き上がりを抑制して冷却機能
の喪失を防止する。 【構成】炉心構成要素11のエントランスノズル13内にス
ライド機構30を設け、連結管12の誤装荷防止プラグ20の
突起21内に板ばね31を挿着する。突起21に横孔21ａを設
け、横孔21ａ内に板ばね31と接する押込機構32を挿着す
る。この押込機構32と同一のエントランスノズル13の下
部嵌合部17に固定用溝33を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体ナトリウム等の液
体冷却材を使用する高速増殖炉の炉心構成要素を支持す
るための炉心構成要素支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に液体金属冷却型高速増殖炉は、図
７に示されるように構成されている。すなわち、符号１
で示すループ型高速増殖炉は上部が開放され、下部底面
が半円状に形成された円筒状の原子炉容器２の上部を遮
蔽プラグ３で閉塞されている。この遮蔽プラグ３の中心
部を炉心上部機構４が貫通して原子炉容器２内へ挿入配
置されている。原子炉容器２内には炉心支持板５が配置
されており、原子炉容器２を下部室２ａと上部室２ｂに
分割するとともに燃料集合体および制御棒集合体を支持
している。

【０００３】原子炉容器２には上下に分割された下部室
２ａの底部に冷却材入口６が形成されている。この冷却
材入口６からは図示しない循環ポンプから圧送された液
体ナトリウム等の冷却材が下部室２ａ内へ流入する。下
部室２ａ内へ供給された冷却材は燃料集合体および制御
棒集合体を上方に向けて通過し、上部室２ｂ内へ流出す
る。

【０００４】一方、上部室２ｂの側壁には冷却材出口７
が形成されている。この冷却材出口７からは冷却材が図
示しない循環ポンプへ排出される。これにより原子炉容
器２内の冷却材は循環されている。

【０００５】炉心８には、原子炉容器２の中間部に水平
方向に沿って配置されて、原子炉容器２内を２分割して
下部室２ａ、上部室２ｂを形成する炉心支持板５が配置
されている。この炉心支持板５の高圧プレナム９が形成
されており、さらに高圧プレナム９の下部には低圧プレ
ナム10が形成されている。

【０００６】炉心支持板５には炉心構成要素（炉心燃料
集合体、制御棒集合体、ブランケット燃料集合体、中性
子集合体で構成される）11が支持されている。炉心支持
板５には上部室２ｂと低圧プレナム10とを連通する複数
本の連結管12が形成されており、炉心構成要素11の下端
部に形成されたエントランスノズル13が挿入されて、炉
心構成要素11が原子炉容器２内に装荷されて支持され
る。

【０００７】このような炉心構成要素支持構造について
図８を用いて説明する。炉心構成要素11の下端部に形成
されたエントランスノズル13の上端部には下向きの基準
段部14が形成されており、この基準段部14は連結管12の
上端に形成された着座面15に着座し、この炉心構成要素
11の上下方向の装荷位置を所定の位置に規制する。

【０００８】エントランスノズル13の上部には上部嵌合
部16が形成されている。また、下部には下部嵌合部17が
形成されている。そして、エントランスノズル13の上部
嵌合部16および下部嵌合部17に対応してそれぞれ上部嵌
合部16および下部嵌合部17は連結管12の上部嵌合面18お
よび下部嵌合面19にそれぞれ密嵌し、炉心構成要素11の
振れを防止している。

【０００９】連結管12の中空部の中間部には、誤装荷防
止プラグ20が形成されている。この誤装荷防止プラグ20
には円筒状の突起21が設けられている。この突起21は、
エントランスノズル13の下部嵌合部17の下部に形成され
た環状の溝22へ挿入されている。

【００１０】燃料集合体等で構成される炉心構成要素11
には、エントランスノズル13の中間部周面に複数のオリ
フィス孔23が形成されている。このオリフィス孔23は、
連結管12の周壁に形成された流通孔24と対応している。

【００１１】高圧プレナム９の冷却材は、この流通孔24
およびオリフィス孔23を通ってエントランスノズル13内
に流入し、燃料集合体を上方に流れるとともに一部はエ
ントランスノズル13の下部嵌合部17と連結管12の下部嵌
合面19の間の第１の隙間25の間を通り、誤装荷防止プラ
グ20とエントランスノズル13の下部嵌合部17の間の第２
の隙間26、環状の溝22と誤装荷防止プラグ20の間の第３
の隙間27を通る。

【００１２】さらに、誤装荷防止プラグ20に設けられた
貫通孔28を通って、低圧プレナム10へ流れる。また、下
部嵌合部17には装荷しやすいように段付き部29が設けら
れており、それより下方では断面積が小さくなってい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
炉心構成要素支持構造では、流体力によって炉心構成要
素11には垂直上向きの力が働き、このため炉心構成要素
11は静的浮き上がり加速度が重力加速度１Ｇを下回る。
そして地震時に大きな上下動が起こると炉心構成要素11
が浮き上がり、冷却材が炉心構成要素11の外側を流れて
しまい冷却能力が低下してしまう。

【００１４】特に振動が大きな場合には原子炉容器２内
で炉心構成要素11が傾倒し冷却機能を喪失する課題があ
る。

【００１５】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、炉心構成要素の浮き上がりを抑制して浮き上
がり変位を低減した炉心構成要素支持構造を提供するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上下に配置され
て冷却材が循環される密閉された上部室および下部室
と、これらの上部室とを連通するとともに複数の燃料集
合体および制御棒集合体を備えた炉心構成要素の下端部
のエントランスノズル部が挿入されて着座して燃料集合
体が装荷される装荷部が形成された連結管と、前記上部
室と下部室とを仕切るとともに前記連結管を支持して前
記炉心構成要素を支持する炉心構成要素支持部材と、前
記連結管に設けられた連結管の中空部と前記下部室とを
連通する流通孔と対向して前記炉心構成要素のエントラ
ンスノズル部に形成され、前記流通孔を通過した冷却材
が炉心構成要素の中空部に流入して前記上部室へ流れる
オリフィス孔とを備えた炉心構成要素支持構造におい
て、前記炉心構成要素のエントランスノズルに貫通孔を
設け、この貫通孔内にスライド機構を設け、前記連結管
の円筒突起内に押込機構および板ばねを設けるとともに
この押込機構とほぼ同位置のエントランスノズル部の下
部嵌合部に固定用溝を設けてなることを特徴とする。

【００１７】

【作用】運転時には炉心構成要素のエントランスノズル
内に高温流体が流入し、この高温流体の圧力により、ス
ライド機構が押し下げられ、このスライド機構が下がる
ことにより、板ばねが押される。この板ばねの力によ
り、押込機構の先端がエントランスノズルの固定用溝に
押し付けられ固定される。これにより炉心構成要素の浮
き上がりを抑制することができる。

【００１８】また、エントランスノズル内に設けたスラ
イド機構が運転時には高温流体の圧力により、押し下げ
られる。このスライド機構の内部にはボールねじが設け
られている。さらに、このボールねじを介して回転ねじ
が設けられており、スライド機構が下がることにより回
転軸が回転する。この回転により、回転軸の下部に設け
た突起が誤装荷プラグの固定用突起に接触し固定され、
炉心構成要素の上下方向の動きを抑制する。

【００１９】したがって、本発明によれば地震等により
大きな上下の振動が起きても、炉心構成要素が装荷部か
ら浮き上がることがなく、冷却機能の喪失および炉心構
成要素の傾倒を防止することができる。また、上下の振
動が起きても、炉心構成要素の上下振動に対する減衰効
果を増すことができる。さらに、炉心構成要素の交換時
には押込機構のばねおよび板ばね、コイルばねの伸縮作
用により、連結管とは離れ、問題は生じない。

【００２０】

【実施例】図１から図３を参照しながら本発明に係る炉
心構成要素支持構造の第１の実施例を説明する。なお、
図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部を拡大して示し縦断面図
で、図７と同一部分には同一符号を付して重複する部分
の説明は省略する。

【００２１】すなわち、図１（ａ）において、エントラ
ンスノズル13には中央部を貫通したエントランスノズル
貫通孔13ａが設けられ、この貫通孔13ａ内にシール42を
介してスライド機構30が挿入されている。このスライド
機構30は上部にテーパー30ａが形成された大径部30ｂと
下部に小径部30ｃとを有している。エントランスノズル
貫通孔13ａの上端部は大径部30ｂと嵌合するテーパー13
ｂが形成されている。

【００２２】また、連結管12の円筒状突起21内には前記
小径部30ｃが突入するランタン形板ばね31が挿着されて
おり、この板ばね31は上下両端にフランジ部31ａ，31ｂ
が形成されている。図１（ｂ）に拡大して示したように
円筒状突起21の側面を貫通して横孔21ａが形成され、こ
の横孔21ａの右側端部にばね止め突起21ｂが設けられて
いる。

【００２３】横孔21ａを挿通して押込機構32が設けら
れ、この押込機構32に対向した位置のエントランスノズ
ル13の下部嵌合部17の内面に固定用溝33が形成されてい
る。押込機構32と横孔21ａとの間にはコイルばね37が挿
入され、コイルばね37の一端は板ばね31の外面に接し、
他端はばね止め突起21ｂに接している。

【００２４】板ばね31の押圧により押込機構32は図１
（ｂ）で示す右側に移動して、押込機構32の先端部は固
定用溝33内に挿入する。この際コイルばね37は縮んだ状
態となる。

【００２５】次に図２および図３を用いて上記実施例の
作用を説明する。図２は図１（ａ）と同様に原子炉停止
時の状態を、図３は原子炉運転時の状態を示している。

【００２６】本実施例の炉心構成要素11では運転時にお
いて高温流体がエントランスノズル13に流入する。この
高温流体の圧力Ｐにより図３で示したようにスライド機
構30が押し下げられる。

【００２７】スライド機構30が押し下げられることによ
り連結管12の円筒状時21内の板ばね31が矢印で示す横方
向に押圧され、この板ばね31の力により、押込機構32の
先端がエントランスノズル13の固定用溝33に押し付けら
れて挿入し固定される。この固定により炉心構成要素11
が上方に浮き上がろうとするのを抑制する。

【００２８】次に、図４を用いて第２の実施例を説明す
る。なお、図４中、図１と同一部分には同一符号を付し
て重複する部分の説明は省略する。

【００２９】すなわち、第２の実施例において、エント
ランスノズル13に設けたエントランスノズル貫通孔13ａ
内に第２の実施例のスライド機構34が挿入されている。

【００３０】このスライド機構34は下端から上方へくり
貫かれた凹部34ａし、この凹部34ａ内にボールねじ36お
よびこのボールねじ36と螺合する回転軸35が挿入されて
いる。スライド機構34の下端にはコイルばね37が挿入さ
れている。

【００３１】回転軸35は上端部から中央部近傍までボー
ルねじ36と螺合するねじ部が形成されており、ねじ部よ
り下方に振れ止め40が取り付けられ、下端には固定用突
起38が設けられている。また、円筒状突起21の上部内面
に固定用突起39が設けられている。

【００３２】次に、図５および図６により第２の実施例
の作用を説明する。図５は原子炉停止時を、図６は原子
炉運転時の状態を示している。

【００３３】図５から図６において、運転時にはエント
ランスノズル13内に高温流体が流入し、この高温流体の
圧力Ｐにより、スライド機構34が矢印で示すように押し
下げられる。

【００３４】スライド機構34が下がることにより、ボー
ルねじ36を介して回転軸35が回転する。この回転によ
り、回転軸35の下部に設けられた固定用突起38が連結管
の誤装荷プラグ20の固定用突起39に接触し固定される。
これにより、上下方向の動きを拘束し、炉心構成要素11
を支持する。

【００３５】このように本実施例によれば地震時等によ
り、上下方向に振動が付与され、炉心構成要素11が連結
管12に対して相対的に変位しようとすると摩擦および拘
束効果により、逆向きに抵抗が働いて減衰効果を生じる
とともに浮き上がり変位を抑制することができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、地震等により炉心構成
要素が装荷部から浮き上がることなく、冷却機能の喪失
および炉心構成要素の系統を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る炉心構成要素支持構造の
第１の実施例を示す縦断面図。（ｂ）は図１（ａ）のＡ
部を拡大して示す縦断面図。

【図２】図１における原子炉停止時の状態を示す縦断面
図。

【図３】図１における原子炉運転時の状態を示す縦断面
図。

【図４】本発明に係る炉心構成要素支持構造の第２の実
施例を示す縦断面図。

【図５】図４における原子炉停止時の状態を示す縦断面
図。

【図６】図４における原子炉運転時の状態を示す縦断面
図。

【図７】高速増殖炉の概略構成を示す縦断面図。

【図８】図７における従来の炉心構成要素支持構造を示
す縦断面図。

【符号の説明】

１…高速増殖炉、２…原子炉容器、２ａ…下部室、２ｂ
…上部室、３…遮蔽プラグ、４…炉心上部機構、５…炉
心支持板、６…冷却材入口、７…冷却材出口、８…炉
心、９…高圧プレナム、10…低圧プレナム、11…炉心構
成要素、12…連結管、13…エントランスノズル、13ａ…
エントランスノズル貫通孔、14…基準段部、15…着座
面、16…上部嵌合部、17…下部嵌合部、18…上部嵌合
面、19…下部嵌合面、20…誤装荷防止プラグ、21…円筒
状突起、22…環状の溝、23…オリフィス孔、24…流通
孔、25…第１の隙間、26…第２の隙間、27…第３の隙
間、28…貫通孔、29…段付き部、30，34…スライド機
構、31…板ばね、32…押込機構、33…固定用溝、35…回
転軸、36…ボールねじ、37，41…コイルばね、38，39…
固定用突起、40…振れ止め、42…シール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下に配置されて冷却材が循環される密
   閉された上部室および下部室と、これらの上部室とを連
   通するとともに複数の燃料集合体および制御棒集合体を
   備えた炉心構成要素の下端部のエントランスノズル部が
   挿入されて着座して燃料集合体が装荷される装荷部が形
   成された連結管と、前記上部室と下部室とを仕切るとと
   もに前記連結管を支持して前記炉心構成要素を支持する
   炉心構成要素支持部材と、前記連結管に設けられた連結
   管の中空部と前記下部室とを連通する流通孔と対向して
   前記炉心構成要素のエントランスノズル部に形成され、
   前記流通孔を通過した冷却材が炉心構成要素の中空部に
   流入して前記上部室へ流れるオリフィス孔とを備えた炉
   心構成要素支持構造において、前記炉心構成要素のエン
   トランスノズルに貫通孔を設け、この貫通孔内にスライ
   ド機構を設け、前記連結管の円筒突起内に押込機構およ
   び板ばねを設けるとともにこの押込機構とほぼ同位置の
   エントランスノズル部の下部嵌合部に固定用溝を設けて
   なることを特徴とする炉心構成要素支持構造。