JPS5854719Y2 - 圧力管型原子炉 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、上下管板面積を広くとり、かつ内部保有重水
量を節約するとともに、上下管板を結ぶカランドリア管
とカランドリアタンク側胴との熱膨張差を吸収するに好
適なカランドリアタンクに関する。

第１図に従来のカランドリアタンクを示す。

カランドリアタンク１は、重水を保持する容器で、その
内部には、上下管板２，３を結ぶカランドリア管５が格
子状に竪に配置されており、上下管板２，３の最外周に
配置されたカランドリア管５の外方には、重水の出入口
管７，８、マンホール６などの大口径管を接続するスペ
ースが必要である。

このため、カランドリアタンク１の直径は必要以上に大
きくなっていた。

すなわち核特性上必要なカランドリアタンク１の半径は
、最外周のカランドリア管５までの半径＋４ＱＱ ｍｍ
であり、これはカランドリア管５内部の圧力管（図示せ
ず）内で発生した高速中性子の速度を熱中性子の速度ま
で減速するためと、タンク１中心方向からの中性子を外
に洩らさず再び中心方向に反射するために必要な重水の
厚みから決定される値である。

しかし従来は、上下管板２，３に直径５ＱＱ ｍｍ前後
の前記重水出入口管７．８等を接続するため、最外周に
配置されたカランドリア管５の外方に９００ ｍｍ前後
のスペースを必要としていた。

又、カランドリアタンク１の材質は、強度的に高放射線
照射に対して強く、かつ耐食性の良いＳＵＳ ３０４材
が使用され、カランドリア管５には中性子吸収の少ない
ジルコニウム（Ｚｒ）合金が使用されている。

ＳＵＳ ３０４は熱膨張率が大きく、Ｚｒ合金は小さい
ため通常運転時の５０〜１００℃の温度変イ目こおいて
もカランドリアタンク１とカランドリア管５の間に約１
ｍｍ（カランドリアタンク１の高さを５ｍとして）の熱
膨張差が生じ、強度的にタンク１側胴より弱いカランド
リア管５の接合部に問題が生じる。

このため第１図に示す如く、上下管板２，３の外周部は
、中心部より肉厚を薄くして弾力を持たせ、ダイヤフラ
ム・ばね効果を持たせることにより、問題を解決してい
た。

ダイヤフラム・ばね効果を持たせるためには、カランド
リア管５の外周に約１．５ｍ〜２ｍの巾の薄肉管板部を
設ける必要があった。

以上の如く、核的な特性からは、外周に４ＱＱ ｍｍ巾
の余裕をとるだけで良いのに対し、配置、構造上の要求
から、外周に１．５ｍ〜２ｍ巾の余裕が必要となる。

この結果問題となるのは下記の点である。内部に保有す
る重水量が非常に多くなってしまう。

特に、タンク１の中心側はカランドリア管５があるため
、その体積分だけ重水量は少なくなるが外側では、タン
ク内側に何もないため、タンク容積がそのまま重水量に
なってしまう。

又、炉が大型化するに従い、タンクの半径に比例して余
分な重水量が増えてしまう。

以下にカランドリア管５の格子間隔２８０ ｍｍピッチ
、半径方向８列、２２４本の場合と、２８０ｍｍピッチ
、半径方向１２列、４３２本の場合について、各々、核
特性上より必要な重水量、構造上必要な重水量の比較を
行なう。

尚、カランドリア管５の直径を１８０ｍｍとし、タンク
高さ５ｍとする。

以上の如く余分な重水は必要量とほぼ同量となり、かつ
炉心が大型化するに従いその絶対量は大きくなり、発電
所の運転コストを増加させる主要因の一つとなっている
。

又、炉は重水々位のコントロールでも制御されるが、同
一レベルの変化でも従来は取扱う重水の量が多くなり、
その分割列が難しかった。

本考案の目的は、保有減速材量の節約およびカランドリ
ア管をタンク側胴との熱膨張差を吸収するカランドリア
タンクの構造を提供することにある。

本考案は、タンク側胴に内側にへこむくびれ部を設ける
ことにより管板部の配管面積を減少させることなく、タ
ンク内の保有減速材量を少なくし、かつ炉の制御を容易
にしたものである。

以下に本考案を実施するに最も好適な具体的実施例を詳
細に説明する。

カランドリアタンク１は、上管板２、下管板３、側胴４
から構成され、その内部をカランドリア管５が格子状に
並び上下に貫通しており、カランドリア管の上下端は夫
々カランドリアタンク１の上下管板２，３に固定され、
上下管板２，３と連成構造を形成して上下管板２，３の
剛性を高めている。

上管板２には、カランドリアタンク１内へ重水を供給す
る重水入口管７、内部での作業のためのマンホール６等
が上管板２の外周に接続される。

下管板３にも同様に、重水出口管８が外周部に接続され
る。

側胴４には内側にくびれる凹部１１があり、その内径と
最外周に配置されたカランドリア管５の間には、核特性
上必要な重水厚みを得るため、４００ｍｍのギャップが
設けである。

又、凹部１１の上下両端の傾斜部１２は、上下管板２，
３よりの上下方向の荷重に対して、ディスク・ばねとし
て働き、側胴４とカランドリア管５との間の材質の違い
による熱膨張差を吸収することができるようになってい
る。

さらにこの傾斜部１２は、その傾斜角度と板厚を変える
ことにより、そのばね定数を自由に変化させることがで
きる。

以下、第３〜第１０図に本考案の他の実施例を示す。

第３図は、第２図の傾斜部１２を水平にして凹部１１の
直線部を長くしたもので、凹部の範囲で重水レベルの制
御を行なう場合、タンクの水平断面積の変化がないため
、液面レベルのコントロールが容易となる。

第４図は、第２図の凹部の円筒部をなくシ、円錐台２つ
を頭部で接合したものである。

第５図は、タンク全体を円錐台形に形成したもので第２
図において、下管板（もしくは土管板）に接続管のない
場合を示す。

第６．第１０図も同様のものを示す。

第７図は、第３図において、上下管板２，３のいずれか
一方に接続管のない場合を示す。

第８図、第９図は、凹部に円もしくは楕円断面の曲面を
使用した例を示す。

本考案によれば、側胴において、内側にへこむくびれ部
を設けることにより下記の効果を得ることができる。

１、内部保有減速材量を、約３／４〜１／２に減らすこ
とができ、これにより、減速材液位による原子炉制御の
際の取扱い減速材量が減少し、制御の応答時間が短くな
り、かつ、減少分だけ制御が容易になる。

２、タンク側胴にバネ効果を持たせることができ、タン
ク側胴とカランドリア管の材質の差および温度差による
熱膨張差を吸収することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のカランドリアタンクの縦断面図、第２図
は本考案例を示すタンク縦断面図、第３図〜第１０図は
、本考案の他の実施例を示すタンク縦断面図である。 １・・・・・・カランドリアタンク、４・・・・・・側
胴、５・・・・・・カランドリア管、１１・・・・・・
凹部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 重水出入口もしくはマンホールなどが取付けられる上下
   管板と、上下管板に取付けられた複数のカランドリア管
   と、前記上下管板を連結し、前記カランドリア管のうち
   最外周に配置されたものと、該特性上充分な重水の厚み
   を保持する距離をもって対向する、内側にへこむ凹部を
   有する側胴とより構成したカランドリアタンク。