JPS60244896A

JPS60244896A - 高速増殖型原子炉

Info

Publication number: JPS60244896A
Application number: JP59100425A
Authority: JP
Inventors: 正人進藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-05-21
Filing date: 1984-05-21
Publication date: 1985-12-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は高速増殖型原子炉に関する。

〔発明の技術的背廚とその問題点〕

一般に、高速増殖型原子炉では、第５図に示すように、
原子炉容器１内に炉心３が収容され、この原子炉容器１
の上部に固定プラグ５および回転プラグ７が配置されて
原子炉容器１が密封される。

回転プラグ７は固定プラグ５に対して回転可能に設けら
れ、また回転プラグ７に炉心上部機構９および燃料交換
［１０が配設される。

炉心上部１１１ＩＩ９は回転プラグ７の回転により移動
可能に設けられ、原子炉運転時には炉心３と同心位置に
配置される。また、炉心上部機構９には制御棒駆動機構
１１が備えられ、この制御棒駆動機構１１により、炉心
３内の制御棒がコントロールされる。一方、燃料交換機
１０は、炉心３内の炉内構成要素を新旧交換する。

また、炉心上部機構９は回転プラグ７の回転中心Ｏに対
し偏心位置に配置され、回転中心Ｏの外側に炉心上部機
１ｌｉｆ９が位置するよう構成される。

したがって、炉心上部機構９は、回転プラグ７の回転に
伴い、原子炉運転時の定位置から炉心３の非直上位置に
まで移動される。一方、燃料交換機１０には交換アーム
１２が設けられる。燃料交換１１１０は、この交換アー
ム１２が炉心上部機構９に干渉しないよう、この炉心上
部機構９と一定距離離反して設置される。

このように、炉心上部機構９を回転プラグ７の回転中心
○の外側に設置させ、同時に燃料交換機１０の交換アー
ム１２を炉心上部機構９に干渉させないようにするため
には、回転プラグ７の直径を大に設定しなければならな
い。その結果、原子炉の上部機構が大型化するという問
題点が生ずる。

特に、ループ型の高速増殖型原子炉では、原子炉の上部
機構の大型化に基づき原子炉容器径が大となり、原子炉
の物量増大の一因となっている。

〔発明の目的〕

この発明は上記事実を考虞してなされｌｃものであり、
原子炉の上部構造をコンパクト化してコストの低減を図
るとともに安全性を向上させ、かつ炉心構成要素交換作
業の容易化を図ることができる高速増殖型原子炉を提供
１−ることを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、この発明に係る高速増殖型
原子炉は、炉心を内包する原子炉容器゛が固定プラグお
よび回転プラグにより密封され、この回転プラグに、上
記炉心内の制御棒をコントロールする制御棒駆動機構が
備えられた炉心上部機構と、上記炉心内の炉内構成要素
を交換する燃料交換機とを具備する高速増殖型原子炉に
おいて、前記炉心と同心に配設可能とされた上記炉心上
部機構の一部が前記回転プラグの回転中心に対応する位
置に至るまで上記回転プラグを縮径し、この回転プラグ
の回転中心に対応する炉心上部機構の一部に切欠部を形
成し、さらに燃料交換機の交換アームが前記原子炉容器
の径方向に伸縮自在に形成されて上記切欠部内に移動可
能に設けられたものであり、上記炉心上部機構および燃
料交換機を接近配置させたものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第３図は、この発明に係る高速増殖型原子
炉の一実施例を示す説明図である。

高速増殖型原子炉２１の原子炉容器２３内には炉心２５
が収容されるとともに、液体および気体ナトリウムが充
填される。炉心２５は、燃料集合体２７や制御棒２９な
どの炉心構成要素から構成される。また、原子炉容器２
３の上部には固定プラグ３１および回転プラグ３３が配
置され、これら３１．−３３により原子炉容器２３が密
封される。

回転プラグ３３は、第１図および第３図に示すように、
固定プラグ３１の偏心位置に回転自在に配置される。こ
の回転プラグ３３は、固定プラグ３１に設置された回転
プラグ駆動装置３６により回転駆動される。また、この
回転プラグ３３には、燃料交換機４１が回転自在に配設
されるとともに、炉心上部機構３７が搭載される。これ
ら燃料交換１４１および炉心上部機構３７は第３図に示
すように、回転プラグ３３の偏心位置にそれぞれ配設さ
れる。

炉心上部機構３７は、第１図に示すように原子炉容器２
３の軸方向に延在され、同方向に延びる制御棒駆動機構
３９を内包づ−る。この制御棒駆動機構３９により、炉
心２５内の制御棒２９がコントロールされる。また、炉
心上部ｔａ横３７は、回転プラグ３３の回転駆動により
その位置が決定され、原子炉の通常運転時には、炉心上
部機構３７の中心が炉心２５の中心に一致するように設
定される。

一方、燃料交換機４１は原子炉容器２３の軸方向に沿っ
て制御棒駆動（］１ｌｔ３９と並行に延在される。さら
に、燃料交換機４１は軸心廻りに回転自在−に配設され
、その下端部に交換アームとしてのオフセットアーム４
３が取付けられる。

オフセットアーム４３は燃料交換機４１の軸心から原子
炉容器２３の半径方向に突設され、その訂細は第２図に
示される。つまり、燃料交換機４１の本体ハウジング４
５内にはオフセツＩ−アーム固定ロッド４７が固定設置
され、このオフセットアーム固定ロッド４７を覆うよう
にしてオフセットアーム伸縮ロッド４９が配設される。

このオフセットアーム伸縮ロッド４９は、オフセットア
ーム固定ロッド４７の図における上下方険（移動可能に
設けられる。

オフセットアーム固定ロッド４７および伸縮ロッド４９
には、オフセット固定アーム５１およびオフセット伸縮
アーム５３を介してグリッパハウジング５５が連結され
る。このグリッパハウジング５５は断面半円形状であり
、内部にグリッパ５７が上下方向に移動可能に収容され
る。

オフセラｉ・固定アーム５１とオフセット伸縮アーム５
３は、第２図（Ａ−）に示すように２本−組で、グリッ
パハウジング５５とオー７セツトアーム固定ロツド４７
およびオフセットアーム伸縮ロッド４９との両側に計２
組設けられる。各相のオフセット固定アーム５１および
伸縮アーム５３は、軸５９を支点に交叉して配設される
。オフセラ［−固定アーム５１の一端はグリッパハウジ
ング５５の上端部に、他端はオフセットアーム固定ロッ
ド４７の下端にそれぞれ回転自在に軸支される。また、
−オフセット伸縮アーム５３の一端はグリッパハウジン
グ５５の下端部に、その他端はオフセットアーム伸縮ロ
ッド４９にそれぞれ回転自在に軸支される。したがって
、オフセラ１〜アーム伸縮ロッド４９をオフセットアー
ム固定ロッド４７の上下方向に移動させることにより、
オフセット固定アーム５１および伸縮アーム５３の伸縮
量が変化され、グリッパハウジング５５が原子炉容器２
３の半径方向に水平移動可能に構成される。

さて、本体ハウジング４５内には、オフレットアーム固
定ロッド４７Ｊ５よび伸縮ロッド４９と並行して、グリ
ッパ上下ロッド６１およびグリッパ開閉ロッド６３が配
設される。グリッパ上下ロッド６１はグリッパ開閉ロッ
ド６３を被冠するように設けられる。また、これらグリ
ッパ上下ロッド６１およびグリッパ開閉ロッド６３は、
本体ハウジング４５内をそれぞれ個別に上下移動可能に
設けられる。

さらに、グリッパ上下ロッド６１は一対のグリッパ上下
アーム６５を介して、グリッパ５７の上端部に連結され
る。グリッパ上下アーム６５の両端部は、グリッパ上下
ロッド６１およびグリッパ５７にそれぞれ回転自在に軸
支される。グリッパ５７は、グリッパ上下ロッド６１の
上下動により、グリッパハウジン′グ５５内を上下方向
に移動可能に構成される。

また、グリッパ開閉ロッド６３の下端部には、グリッパ
開閉用アーム６７が回転自在に軸支され、このグリッパ
開閉アーム６７の他端部は、グリッパ５７内のグリッパ
爪に連結される。このグリッパ爪は、グリッパ開閉ロッ
ド６３を上下動さゼることにより、その開閉作動が操作
される。

なお、グリッパ開閉ロッド６３は、グリッパ上下ロッド
６１を上下動させてグリッパ５７を上下移動させる際に
も、グリッパ上下ロッド６１に追随して上下動させる。

これにより、グリッパ５７の上下移動の際におけるグリ
ッパ爪の不必要な１；１１閉作動が防止される。また、
グリッパ上下ロッド６１およびグリッパ開閉ロッド６３
は、オフセットアーム伸縮ロッド４９の上下移動の際に
も、その上下移動に連係して移動される。その結果、グ
リッパハウジング５５の水平移動の際に、グリッパ５７
はそのレベルが一定に保持されたまま、グリッパハウジ
ング５５とともに水平移動される。

このグリッパハウジング５５およびグリッパ５７の水平
移動を、以下「オフセットアーム４３の伸縮」と称する
。

第１図および第３図に示すように、炉心２５内の炉内構
成要素は、このようなオフセットアーム４３におけるグ
リッパ５７のグリッパ爪開閉操作により、把持されて炉
心２５から引抜・装荷される。また、グリッパ４５に把
持された炉内構成要素は、燃料交換機４１の自転に基づ
くオフセットアーム４３の旋回およびオフセットアーム
４３の伸縮ならびに回転プラグ３３の回転駆動により、
炉心２５から炉心構成要素受渡位＠６８へのあるいはそ
の逆方向への移送が可能とされる。

ところで、第３図に示すように、回転プラグ３３の大き
さは、炉心上部機構３７の一部が回転プラグ３３の回転
中心■に対応する位置に至るまで縮径して構成される。

そして、この回転プラグ３３の縮径により、炉心上部機
ｖｉ３７と燃料交換機４１とが近接配置される。そして
、回転プラグの回転中６工に対応する炉心上部機構３７
の一部には切欠部６９が形成され、この切欠部６９内に
、燃料交換１４１におけるオフセットアーム４３の先端
が移動可能に設けられる。

切欠部６９は、第１図に示すように、炉心上部機構３７
の下端部から略中央位置まで延在して形成される。また
、この切欠部６９の水平断面形状は、第４図に示すよう
に、その切込量が回転プラグ３３の回転中心■より若干
深く切り込まれた点Ｅまで至り、この点Ｅを中心に略扇
形状に形成される。この略扇形状および点Ｅの位置は、
オフセットアーム４３がその伸縮により、回転中６工の
対応位置に配設された炉心構成要素７１の鉛直上方まで
移動しうるよう構成される。

この切欠部６９が形成された結果、この切欠部６９がな
かったとしたならば、回転プラグ３５の回転によっても
炉心上部１ｍ　ｔＭ　３７により常に覆われてしまう炉
心２５のＡ部（第３図および第４図に二点鎖線で示す。

）は、上方に開放される。したがって、炉心２５のＡ部
に配設された炉心構成要素は、回転プラグ３３および燃
料交換機４１を回転させ、さらにオフセットアーム４３
を伸縮させてそのオフセットアーム４３の先端を切欠部
６９内へ移動させることにより、新旧交換される。

また、炉心上部機構３７では、切欠部６９が形成される
部分を除く箇所に制御棒駆動機構３９が配設される。こ
れに対応して、炉心２５には、炉心上部機構３７が炉心
２５と同心状態になった場合における切欠部６９に相当
する位置に、制御棒以外の炉心構成要素が配７設される
。

次に、炉心構成要素の交換作業について説明する。

まず、炉心上部機構３７の制御棒ｉ動ＩＭ４３９を作動
して、炉心２５内に制御棒２９を挿入し、原子炉を停止
する。そして、制御棒駆動機構３９と制御棒２９とを切
離した後、炉心構成要素の交換を開始する。

使用済の炉心構成要素を炉心２５から移送させる際には
、まず、回転プラグ３３を回転させ、燃料交換ｔａ４１
を回転させ、さらにオフセットアーム４３を伸展させて
、オフセットアーム４３の先端を交換すべぎ使用済炉心
構成要素の上方へ位置決めする。オフセラ１へアーム４
３の伸展は、オフセットアーム伸縮ロッド４９、グリッ
パ上下ロッド６１およびグリッパ開閉ロッド６３を作動
させることにより行なう。

次に、オフセットアーム４３のグリッパ上下ロッド６１
およびグリッパ開閉ロッド６３を下方へ移動させてグリ
ッパ５７を下降させる。さらにグリッパ開閉ロッド６３
を作動させてグリッパ爪をして使用済炉心構成要素を把
持せしめる。その後、グリッパ上下ロッド６１およびグ
リッパ開閉ロッド６３を上方へ移動させてグリッパ５７
を上昇させるとともに、燃料交換機４１を作動させて使
用済炉心構成要素を炉心２５から引き抜く。その後、再
び回転プラグ３３および燃料交換機４１を回転させ、オ
フセットアームを収縮さけて使用済炉心構成要素が把持
されたオフセットアーム４３の先端を、炉内構成要素受
渡位＠６８へ移送させる。

使用済炉心構成要素は、この炉心構成要素受渡位置６８
から炉外へ取り出される。

新炉心構成要素の装荷は上述の逆の手順により行なわれ
る。つまり、炉心構成要素受渡位置６８においてオフセ
ットアーム４３のグリッパ５７をして新炉心構成要素を
把持さＵ゛る。次に、回転プラグ３３および燃料交換機
４１を回転駆動させ、さらにオフセットアームを伸縮さ
せて、新炉心構成要素を炉心２５の所定位置上方に位置
決めする。

その後、燃料交換１４１およびグリッパ５７を下降させ
て新炉心構成要素を炉心２５内に装荷する。

ここで、特に、炉心２５のＡ部に配設された炉心構成要
素を取り扱う場合につき述べる。

まず、回転プラグ３３を回転させて、第４図に示すよう
に、炉心上部機構３７における切欠部６９の中心線Ｘを
、使用済炉心構成要素（例えば炉心構成要素７１）の中
心と一致させる。次に、オフセットアーム４３を収縮さ
せ、燃料交換機４１を回転させて、燃料交換機４１にお
けるオフセットアーム４３の先端中心を、切欠部４７の
中心線Ｘの一端Ｆに位置決めする。その後オフセットア
ームを伸展させ、オフセットアーム４３の先端を中心線
Ｘに沿って、使用済構成要素７１の方向に移動させる。

その後、オフセットアーム４３が炉心上部機構３７と干
渉しないように、このオフセットアーム４３を切欠部６
９の水平断面の範囲内で移動させる。

オフセットアーム４３の先端を使用済炉心構成要素７１
の鉛直上方へ到達させた後、オフセットアーム４３のグ
リッパ５７および燃料交換機４１を作動させて、炉心２
５からこの炉心構成要素７１を引き抜く。その後、炉心
構成要素７１を保持させたまま、オフレットアーム４３
を収縮させて、オフセットアーム４３の先端を切欠部４
７の一端Ｆの方向へ移動させ、このアーム４３の先端を
炉心上部機構３７の外径より外側に位置させる。この状
態では、炉心上部機構３７とオフセットアームとが干渉
しなくなるため、次に、燃料交換機４１および回転プラ
グ３３を回転させて、使用済炉心構成要素７１を保持し
たオフセットアーム４３を、炉内構成要素受渡位置６８
まで移送させる。

そして、この炉心構成要素受渡位＠６８にてグリッパ５
７を開作動させ、使用済炉心構成要素７１を炉外へ移送
させる。

新炉心構成要素を炉心２５内へ装荷づるには、上述と逆
の手順を行なう。

上記実施例によれば、回転プラグが単一であり、かつ回
転プラグ３３の直径が従来のものより小に形成されたこ
とから、炉心上部機ｔＩ４３７と燃料交換機４１とを近
接配置させることができる。したがって、固定プラグ３
１、回転プラグ３３および炉心上部ｍ構３７などから構
成された原子炉の上部構造をコンパクト化することがで
き、特に、ループ型の高速増殖型原子炉にあっては、原
子炉容器２３をも小径とすることができ、原子炉の物量
を削減してコストの低減を図ることができる。

また、回転プラグ３３が縮径とされ、さらに固定プラグ
３１に形成されて回転プラグ３３を装荷する貫通孔も小
径に形成されることから、原子炉の上部構造の強度を増
加させることができる。その結果、原子炉の健全性を向
上させることができるとともに、制御棒駆動機ｊａ　３
９による制御棒２９の挿入時に炉心上部機構３７の据れ
を低減させることができ、原子炉の安全性をも向上させ
ることができる。

さらに、回転プラグ３３の回転中心■に対応する炉心上
部機構３７の一部には切欠部６９が形成され一１燃料交
換機４１のオフセットアーム４３が切欠部６９内に伸縮
移動可能に設けられることから、炉心上部機構３７の一
部が回転プラグ３３の回転中心■に対応する位置に至る
まで回転プラグ３３を縮径しても、回転プラグ３３の回
転に基づき炉心２７の上方を全て開放することができ、
燃料交換機により全炉心構成要素を交換することができ
る。

また、オフセットアーム４３を切欠部６９内へ移動させ
る際にはオフセットアーム４３を伸縮させることにより
行なわれることから、切欠部６９内に位置する炉心構成
要素７１へのグリッパ５７の位置決めが容易となり、炉
心（ｔ１成要素７１の交換作業を簡単化することができ
る。

なお、上記実施例では、固定プラグに一つの回転プラグ
が配設され、この回転プラグに炉心上部機構および燃料
交換機が並設されるものにつぎ説明したが、大回転プラ
グと小回転プラグとを右し、大回転プラグに炉心上部１
ａｌｆｌおよび上記の小回転プラグを設け、この小回転
プラグに燃料交換機を設置するものに適用するものであ
ってもＪ：い。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る高速増殖型原子炉によれ
ば、回転プラグに搭載された炉心上部機構の一部が回転
プラグの回転中心に至るまで回転プラグを縮径し、この
回転プラグの回転中心に対応する炉心上部機構が一部に
切欠部を形成し、さらに燃料交換機の交換アームが原子
炉容器の径方向に伸縮自在に形成されて上記切欠部内に
移動可能に設ｉプられだことから、炉心上部機構および
燃料交換機を近接配置させることができ、原子炉の上部
構造をコンバク１〜化してコストの低減および安全性の
向上を図ることができるとともに、炉心構成要素の交換
作業を容易化することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る高速増殖型原子炉の一実施例を
示す断側面図、第２図（Ａ）はオフセットアームの横断
面図、同図（Ｂ）はオフセットアームの縦断面図、第３
図はこの実施例における炉心上部機構と燃料交換機との
配置関係を示す図、第４図は第３図のＡ部拡大図、第５
図は従来の高速増殖型原子炉における炉心上部機構と燃
料交換機との原子炉容器内配置図である。２１・・・高速増殖型原子炉、２３・・・原子炉容器、
２５・・・炉心、２７・・・燃料集合体、２つ・・・制
御棒、３１・・・固定プラグ、３３・・・回転プラグ、
３７・・・炉心上部機構、３９・・・制御棒駆動機構、
４１・・・燃料交換機、４３・・・オフセットアーム、
４７・・・オフセットアーム固定ロンド、４９・・・オ
フセットアーム伸縮ロッド、５１・・・オフセット固定
アーム、５３・・・オフセット伸縮アーム、５５・・・
グリッパハウジング、５７・・・グリッパ、６９・・・
切欠部、７１・・・炉心構成要素、■・・・大回転プラ
グの回転中心。出願人代理人　波多野　久第２図第３図第５図

Claims

【特許請求の範囲】１、炉心を内包する原子炉容器が固定プラグおよび回転
プラグにより密封され、この回転プラグに、上記炉心内
の制御棒をコントロールする制御棒駆動機構が備えられ
た炉心上部機構と、上記炉心内の炉内構成要素を交換す
る燃料交換器とを具備する高速増殖型原子炉おいて、前
記炉心と同心に配置可能とされた上記炉心上部Ｉａ構の
一部が前記回転プラグの回転中心に対応する位置に至る
まで上記回転プラグを縮径し、この回転プラグの回転中
心に対応する炉心上部機構の一部に切欠部を形成し、さ
らに燃料交換機の交換アームが前記原子炉容器の径方向
に伸縮自在に形成されて上記切欠部内に移動可能に設【
プられたことを特徴とする高速増殖型原子炉。２、炉心には、炉心上部機構の切欠部相当位置に制御棒
以外の炉内構成要素が配設された特許請求の範囲第１項
記載の高速増殖型原子炉。３、回転プラグは大回転プラグと、この大回転プラグに
配設された小回転プラグとから成り、大回転プラグには
炉心上部機構が、小回転プラグには燃料交換機がそれぞ
れ備えられた特許請求の範囲第１項または第２項記載の
高速増殖型原子炉。