JPS6080790A

JPS6080790A - 原子炉設備

Info

Publication number: JPS6080790A
Application number: JP59179529A
Authority: JP
Inventors: ヨセフ・シエーニンク
Original assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1984-08-30
Publication date: 1985-05-08
Also published as: DE3335451A1; DE3335451C2; US4789519A

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、原子炉設備に関する。

〔従来の技術〕

この種原子炉設備は、小型高温原子炉と、この原子炉の
上方に配設されかつこの原子炉と共に分割格−造の銅製
シリンダ状圧力容器の内室に置かれた熱交換器とを備え
、熱交換器中に小型原子炉内で加熱された冷却ガスが冷
却ガス送風機によシ下方よシ上方に流通し、更に、第１
の吸収制を上方よシ下方に延出した吸収側チャンネル内
に搬入又はこのチャンネルよシ搬出するだめの制御・停
止装置と、第２の吸収制を搬入するための第２の停止装
置と、球状燃料要素を小型原子炉から排出するだめの少
なくとも１つの排出管とを備えている。

この種の公知の設備の場合、冷却ガス送風機は圧力容器
の外側において緩い部分に配設されると共に圧力容器の
直径に活ってその半径外方に大きく延出した構成となっ
ている。例えば、西ドイツ特許第３２１２２６６号公報
に上記構成が開示されている。同様に、制御・停止装置
及び第２の停止装置は圧力容器の床部から外方に突′出
している。そして、第２の停止装置によシ吸収制は棒状
の態様で小型原子炉に向って下方向に搬入される。又、
これは抽出管についても当てはまり、この排出哲によυ
球状燃料要素を小型原子炉から引出すことができる。例
えば、炉心、冷却ガス導通部、支持部拐、熱遮蔽拐、反
射劇、蒸気発生器等の柘成羽及びこれら構成材の伺属部
分か圧力容器内に配設され、上方からこれらの組立、分
解又は部品交換をなし得るとしても、との釉公知の構造
では原子炉設備を地下に設置する構成には適さ々い。何
故ならば、上述の構成材は圧力容器の側方及び下方から
突出し、部分的にのみ下方からアクセス可能であυ、従
って、大きな設置スペースを要するので、原子炉設備を
地下に設置する場合には経済性の問題が生ずる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従って、本発明の目的は、圧力容器及びその構成材が全
体的に上方から組立てられ又は分解され、圧力容器の周
囲部分を越えて突出した構成材を実質的に備えない構成
の原子炉設備を提供するにある。また、更に、構造が簡
単で運転時の負荷にも十分に耐え？９る原子炉設備の提
供を目的とす′込。

〔問題を解決するだめの手段１作用〕上記の目的を達成するために、本発明の原子力設備にお
いては、基本的にいって、冷却ガス送風機は全体に圧力
容器の内室内で熱交換器の上方に配設され、排出管が圧
力容器の側部から外方に導かれ、制御・停止装置は圧力
容器の内室に配設されるとともに毛体を有し、この管体
が吸収桐チャネルの上端部と下端部とをそれぞれ連結し
、龜”体内に第１の吸収拐が第１の球状吸収祠の態様で
設けられると共に吸収利チャンネルに上方から搬入可能
であるとともに下方よりｍ出可能に制御され、他の停止
装置が前記内室内に配設されると共に吸収拐チャンネル
の上方に設けられた少なくとも１つの球状吸収材収納容
器を有し、収納容器内に第２の吸収材が第２の球状吸収
祠の態様で蓄積されると共に吸収拐チャンネル内に搬入
可能に制御される構成を特徴とする。

〔発明の効果〕

このように本発明の第４成では、構成材が全体として圧
力容器内に配設される。そのため、半径方向および深さ
方向のスペースは小さくてすむので、経済的な地下配置
が可能となった。さらに、本発明のｔＭ成によれは、構
成材を含めて圧力容器の組立および解体ならびに構成材
の交換作業を上方から行なうことができるので、このこ
とが地下配置構成の場合の経済性を一層改善する利点を
生んでいる。また、冷却ガス送風機や制御および停止装
置ならびに第２の停止装置を圧力容器内に配設すること
を可能にしだのは、圧力容器の内室を効果的に十分利用
したためであシ、その結果、装置の小型化とともに同時
に構成材の作動の安全性を高めることができた。

〔実施例〕

なお、本発明のその他の特徴ならびに効果は特許請求の
範囲の実施態様項ならびに以下の実施例の説明から理解
できるであろう。

以下、図面を参照して本発明の原子力設備の実施例を説
明する。

個々の図において同一の部分には同一の参照番号を伺し
である。また、個々の図において、繰υ返し示されてい
る部分については各図の理解に必要な部分にのみ参照番
号を付して説明する。

第１図において、１６は鋼製圧力容器で、下側円筒部１
８、上側円筒部２０及び湾曲した蓋部２２とを有する。

これらすべての容器部分はフランジ２４によシ互いに連
結され、分割部分はシールされて洩れの有無が監視され
ている。

蓋部２２および下側シリンダ部１８下端の閉鎖部分は共
にかご状湾曲部拐にょ多構成されている。そして、蓋部
２２は圧力容器１６の他の部分に比して短かく構成され
ている。又、圧力容器を設置するために容器には脚部２
０Ｂが設けられている。

下側円筒部１８は高温原子炉２６を収容する役目を果し
、他方、上側円筒部、２θに熱交換器としての２つの蒸
気発生器２８及び−それと同じ数の冷却ガス送風機３０
が設置されている。冷却ガス送風機３０は中間床部３２
を介してフランジ２４の周縁部分に形成された蓋部の内
側突縁３４上に支持されている。

小型高温原子炉２６は、燃料要素の堆積４０から成る炉
心３８を有する。この燃料要素は球状に形成されている
。この燃料要素の堆積４０は周囲全体が黒鉛反射拐によ
シ取シ囲まれている。

反射拐は天井郡反射利４２、側部反射材４４及び床部反
射材４６より成る。これら黒鉛反射材４２，４４．４６
は床板４８上に載置されている。この床板４８は支持構
造の構成利をなす。

仁の床板４８に排出管５０が貫通形成されている。排出
管５０は、床部反射材４６及び床板４８の領域において
これら部分の中心で縦方向に貫通しておシ、床板４８の
下方において側方に曲がっている。そして、排出管５０
は下側のかご状湾曲部材５２の領域において圧力容器１
６から側方に引き出されている。

黒鉛反射材４２，４４．４６の周囲には熱遮蔽材が配設
され、その側部遮蔽材５４は、半径方向に延びる棒状支
持体６０により支持されて側部反射材４４から離間して
配置されている。

側部遮蔽月５４と下側円筒部１８の壁面との間に環状間
隙６２が設けられている。熱辿蔽旧は銅製である。

熱井蔽材の板状床部辿蔽制５６は、たわみ支持体６４上
に載置され、又、この床部遮蔽Ｕ５ｅ上に反射月４２．
４４．４６が載置されている。

支持体６４は床板４８上に設置されている。床部遮蔽材
５６と床＆４８の間に低温ガス集合室６６が設けられ、
この低温ガス集合室６６は床部遮蔽材５６及び床部反射
層４６に形成された多数のチャンネル状孔６８によシ燃
相要素の堆積４０に連通している。炉心３８の上部を閉
鎖する天井部反射拐４２にも同様に多数のチャンネル状
孔７０が形成されている。この孔７０を介して炉心３８
が高温ガス粟合室７２に連通している。この高温ガス集
合室７２は円筒状に床部反射羽４２の上端上方の空間部
に形成されている。冷却ガスとしてヘリウムが用いられ
、このヘリウムは下方から上方に炉心３８中に通されて
いる。

高温ガス集合室７２に熱交換器をなす蒸気発生器２８が
接続さ才している。これらの蒸気発生器２８は縦方向に
延びる円筒体から成夛、これら円筒体の下側高温ガス接
続部は熱匙蔽月の水平な天井部近影・拐５８を通じて高
温ガス集自室７２に連通している。蒸気発生器２８は縦
方向に沼って、圧力容器１６の上側円筒部２０の頂部の
近傍まで延出し、それらのガス出口は接続支持部材７４
を介して冷却ガス送風機３θの吸込側に連結されている
。冷却ガス送風機３ｏは蒸気発生器２８と同様に縦方向
に延びる円筒体から成シ、冷却ガス出口は冷却ガス′送
風機３゜の下端部の所で圧力容器１６の内室７６に連通
している。従って、冷却ガスは下方に送出され、現状間
隙６２に入る。この間隙６２は冷却ガスを低温ガス集合
室６６に導く。そして、ここから冷却ガスは孔６８を通
って炉心３８に入シ、ここで加熱されながら上方に流れ
、続いて天井部反射旧４２の縦孔７０を通って高温ガス
集合室７２に導かれる。従って、この冷却ガスの循環系
は閉じている。環状間開＋６２は圧力容器１６と側部遮
蔽拐５４の間に形成されている。

蒸気発生器２８の給水は配置７８を通じて行なわれ、蒸
気は配管８０によｐ取シ出すことができる。これら配管
７８．８０は蒸気発生器２８の上端部に設けられるとと
もに圧力容器１６を通って半径方向外方に向って導かれ
ている。

側部反射材４４に、実質的に縦方向に延びる多数の吸収
材チャンネル８２が設けられている。

各チャンネル８２は、低温ガス集合室６６から出発し、
床部遮蔽旧５６を頁通し、上方に縦方向に沿って反射羽
４２の所に設けられる分岐部８４にまで延出している。

天井部分岐部８４から吸収材チャンネル８２の分岐チャ
ンネル８６が半径方向に延出し、外方に向って上昇して
環状間隙６２に連通している。更に、分岐部８４の所に
第１チャンネル部８８が接続され、゛この第１チャンネ
ル部８８は高温ガス集合室７２に連通しておシ、吸収材
チャンネル８２の縦方向の延長部をなす。この第１チャ
ンネル部８８は吸収側チャンネル８２よシも小さい横断
面積を有する。但し、第１チャンネル部８８の横断面積
は小さくとも第２の球状吸収側が通過できる寸法に設定
される。

第１チャンネル部８８に、更に８Ｔ！２チャンネル部９
０が接続され、これらの第２チャンネル部９０は高温ガ
ス集合室７２の囲シの、天井部分岐部４２の環状部分を
通って上方に導かれている。第２チャンネル部９０の横
断面積は吸収材チャンネル８２及び分岐チャンネル８６
のそれよシも小さいが、第２チャンネル部９０は第１チ
ャンネル部８８と同じ横断面積を持つようにするのが望
ましい。

高温原子炉の停止ならびにその制御のために、制御・停
止装置が膜質られるとともに第２の停止装置が設けられ
る。ここにおいて、吸収材チャンネルはこれら各装置の
描成要素をなす。

制御・停止装置は更に複数の管体９２を有する。これら
の管体９２は、それぞれ、吸収材チャンネル８２の上端
部を下端部と連結する。図においては、管体９２をその
関連部分とともに１つのみ示しであるが、各吸収側チャ
ンネル８２にそれぞれ１つずつ図示と同様の管体９２が
設けられている。各管体９２は吸収材チャンネル８２と
の下４Ａ１１接続部から下方に延出した第１配管部９４
を有し、この配管部９４は曲管部（移行部）９６を介し
て第２配管部９８に連結されている。第２配管部９８は
傾斜した状態で半径方向外方に延出して環状間隙６２に
導かれている。第２配管部９８に第３配管部１００が接
続している。第３配管部１００は環状間隙６２内におい
て縦方向に清って上方に延出し、蒸気発生器２８の所に
導かれている。管体９２は湾曲部（移行部）１０２のと
ころで下降するように折り返されている。そして、１体
９２は艙４配管部１０４によシ下方に導かれ、吸収側チ
ャンネル８２の分岐チャンネル８６に接続されている。

従って、吸収側チャンネル８２と管体９２とによシ１つ
の循環系が形成される。ここにおいて、管体９２の内径
は吸収制チャンネル８２の内径と同一である。第１の球
形吸収Ｉの直径は、省体の内径との関係において、球状
吸収側が省体内で軽く運動する際に、それぞれ管体の内
径部分に十分にＨ古め込捷れるように設定される。

８＋’Ｊ　２配龜部９８に、ぎ”、３配管部１００にあ
る第１の球状吸収（Ａを上方に気体搬送するための気体
供給部１０８が設けられている。気体としては冷却ガス
が利用され、制御弁１１２を備えた配管１１０を通して
低温ガス集合室６６から取シ出される。更に、第１配管
部９４に、球状吸収材のための球体ブレーキと第２の目
量装置が設けられているが、これらについては第１０図
で詳述する。

第４配管部１０４において、吸収側チャンネルの分岐チ
ャンネル８６との連結部近傍に、第１の球状吸収側１０
６のための第１計量装置１１６が設けられている。この
第１計量装嵌１１６は第２図において拡大して詳細に示
されている。すガわち、この帽址装ｆｉ、’＋−Ｊ　Ｊ
　ｅは上側閉釧体１１８と下側閉鎖体１２０を有する。

両開鎖体１１８，１２０の間隔は第１の球状吸収体１０
６の直径に概ね対応している。両開錯体ｚ１ｓ、ｘ２ｏ
ｒｆｉＨＡ動機ＰＡ１２．？に、ｌ：、りｍ４配魁部１
０４に対してその横断方向に進入可能となっている。

上側閉鎖体１１８は水平方向に泊って並置された２つの
上側ピン１２４を有し、との前端部はとがっている。そ
して、この雨上側ビン１２４の間隔は球状吸収月１ｏ６
の流れを中断するのに十分な寸法となっている。下側閉
鎖体１２０は水平に並置された先のとがった２つの下側
ビン１２６を有し、その水平間隔は球状吸収利１０６の
流れを中１ノｒするのに丁度十分な寸法になっている。

す々わち、雨下側ピン１２６の間隔の球状吸収制御０６
の直径よシもごくわずかに小さい寸法となっている。従
って、下側ビン１２６は上側ピン１２４と同様に働らく
。これら全てのピンは板状の共通の円形支持体１２８に
１し勺付けられている。この数句状態は第３図の斜視図
からよく理解できるであろう。

上側ピン１２４の長さは第４配管部１０４の直径におお
むね等しい。下側ビン１２６の長さは上側ピン１２４の
長さの概ね２倍になっている。２つの下側ビン１２ｆｙ
ｒＪ、、上側ピン１２４の下方に位置する部分の対向す
る側に形成されたくぼみ１３０を有する。このくほみ１
３０は、第１の球状吸収材１０６がちょうど通過できる
大きさに形成されている。

支持体１２８はロッド１３２を介して円筒状のアーマチ
ュア１３４に連結されている。このアーマチュア１３４
はシリンダ状のボックス１３６内を案内され、このアー
マチュア１３４とホックスの左側端壁１３８との間にロ
ッド１３２のまわ）にコイルばね１４０が配設されてい
る。コイルばね１４０はアーマチュア１３４を右方に伺
勢している。なおこのコイルばねは、互いに組合せた２
重のスプリングで構成するのが望ましい。

ボックス７３’６は密閉された円筒状のハウジングツ４
２内に配置され、そのハウジング１４２はフランジ１４
４のところで圧力容器１６のフランジ１４６に、シール
部制御４８をはさんだ状態で取シ伺けられている。これ
ら両フランジＪ　４４　、　Ｊ　４６の内側に環状のく
ほみが形成され、とのくほみに円形プレート１５０が取
シ付けられている。そして、このプレート１５０にボッ
クス１３６が支持はれている。ボックス１３６とハウジ
ング１４２０間に形成された環状室１５１内に、第１ソ
レノイドコイル１５２及び第２ソレノイドコイル１５４
が軸方向に（す々わち前後に）配設されている。これら
ソレノイドコイル１５２，１５４に破線で示すように電
気配線１５６によシミ流が選択的に供給される。

第１計量装監１１６の作動は第４図乃至第９図に詳述さ
れている。第４図、第６図及び第８図は、それぞれ第２
図における■−■線に沿う縦断面である。他方、第５図
、第７図および第９図は！ｉ量装置１１６を縮小してき
わめて簡素に示したものである。

第５図において、第１ソレノイドコイル１５２は、電流
の供給により作動すると、アーマチュ閉鎖体１１８，１
２０の第１位置に対応する。

この第１位置において、上側閉鎖体１１８は第４配管部
１０４の内室１５８から出ている。これに対して、下側
閉鎖体１２０の前端部は内室１５８内にあシ、球状吸収
拐の流れを中断している。この状態において球状吸収旧
１０６の１つが下側閉鎖体１２０上に直接おかれている
。

第５図かられかるように、下側閉鎖体１２０の前端部は
内室１５８内にある。第４図の断面図かられかるように
、球状吸収材の最下位のものが閉鎖体の下側ビン１２６
に支持されている。

第１ソレノイドコイル１５２が消磁されて第２ソレノイ
ドコイル１５４に電流が供給されると、アーマチュア１
３４は左方に第２ポジシヨンにまで移動させられる（第
６図及び第７図）。

これによって、閉鎖体は左方に移動して第２位置に停止
する。この第２位置では上側閉鎖体１１８が管体の第４
の配省部１０４の内室１５８内に入っている。この位置
において、下側ビン１２６のくほみ１３０が第４配省部
１０４の内室１５８内にあるので、球状吸収材１０６の
最下位のものは下側閉鎖体１２０を通過し、内室１５８
内を落下できるようになる。第６図に、閉鎖体のビン１
２４，１２６が球状吸収材１０６の流れを中断させる態
様と球状吸収材１０６の最下位のものを解放する態様が
示されている。

閉鎖体の第１および第２の位置で球状吸収材１０６の流
れを計量、することができる。

両ソレノイドコイル１５２，１５４が消磁されると、ア
ーマチュア１３４がコイルばね１４０によシ右方移動さ
れ、第３のポジションで停止する。従って、両閉頌体１
１８，１２０が内室１５８よｐ外に出て、球形吸収材１
０６が何等支障なく通過可能となる。これは第９図によ
く示されている。第９図に対応する第８図には、いずれ
の閉鎖体も１体の内室１５８内にない状態が示されてい
る。この位置が閉鎖体の第３位置でちる。このような第
３位置に閉鎖体がおかれるのは、とりわけ、電流供給が
故障で断たれた場合や安全維持の理由で球状吸収拐を吸
収利チャンネルに搬入すべき場合である。安全性を高め
るためにコイルはね１４０を２重はねで構成することも
できる。

また、第４図、第６図及び第８図でわかるように、閉鎖
体のピン１２４，１２８は第４配管部１０４に形成した
半円形状のくぼみに導入されるようになっている。

第１０図には第１図のＸ部分の拡大詳細図である。ここ
では、管体９２の配管の態様及び吸収材チャンネル８２
が、よシ明確に示されている。なお、ここでは重要でな
い部分を省略して示しである。縦方向に延びる吸収拐チ
ャンネル８２に管体９２の第１配管部９４が連結され、
その第１の配管部９４は曲管部９６にょシ第２配管部９
８に移行している。この配管部９８に吸収材チャンネル
８２を越えて上方に延出した第３配管部１００が連結さ
れている。

第１配管部９４内に球状吸収旧ブレーキ１６０が設けら
れている。このブレーキ１６０はハウジング１６２を有
し、このハウジング１６２は配管部９４との間に室１６
４を形成すると共に第１配管部９４を部分的に取シ囲ん
でいる。この室１６４は配管１６６によシ低温ガス集合
室６６に連通している。ここでは、場合によりては、絞
シ弁を設けることができる。配管部９４の管壁に管長に
Ｇ−）で形成されたスリット１６８が設けられている。

このスリット１６８は室１６４に連通し、燃焼ガスを通
過させる作用をなす。

配％部９４の、球状吸収材ブレーキ１６０の下方の位置
に第２計量装Ｋ　１７０が配設されている。この計量装
置１７０は第２閉鎖体１７２を有し、この閉鎖体１７２
はロッド１７４を介してアーマチュア１７６に連結され
ている。乙のアーマチュア１７６はハウジング１７８内
に置かれておシ、又、ハウジング１７８は圧力容器１６
の外壁にシール状態で数句けられている。

ハウジング１７８内に猿状のソレノイドコイル１８０が
設けられ、アーマチュア１７６に電気配縮１８２を介し
て電流が供給された場合に、このソレノイドコイル１８
０内にアーマチュア１７６が引込廿れる。密閉されたハ
ウジング１７８の右側端壁１８４とアーマチュア１７６
の間に少なくとも１つのコイルばね１８６が配設され、
これがソレノイドコイル１８０が消磁された際にアーマ
チュア１７６を左方に付勢し、第１０図で示すように、
第２閉鎖体１７２を配管９４の管内に進入させる。第２
閉鎖体１７２は第２図に示す上側閉鎖体１１８と同様に
形成されている。また同様に、第２の計量装置１７０の
他の構成部分も第２図に示すん１の計量装置１１６に対
応して構成されているので詳細説明を省略する。

１体の第２配管部９８には、球状吸収材１０６を上方へ
気体搬送するだめの気体供給部１０Ｂが設けられている
。この供給部ｌθ８は、鋭角で連結された配管１１０を
介して低温ガス集合室６６に連通している。ここに制御
弁１１２が接続され、その駆動ＰＡ構１８７はがご状湾
曲部利５２にシール状態で取シ付けられるとともに制御
弁１１２に接続されている。

さらに１第１０図に示すように管体９２の第３配管部１
００を第４配管部１０４と連結する曲管部１０２にスリ
ッ）　１６　Ｂ’を備えた第２球状吸収材ブレーキ１８
８が設けられている。このブレーキ１８８は第１球状吸
収材ブレーキ１６０と同じ構成である。曲管部１０２と
ハウジング１９３の間に構成された第２のブレーキ体の
中間室１８９は、配’ｆ１１９ｏにょシ、冷却ガス送風
機３０の接続支持部祠７４に連結されている（第１図）
。なお、配管１９０には制御弁を接続することができる
。この制御弁の構造および配置は制御弁１１２と同様に
栴成し得る。

さらに、配管部１０４に球状吸収材カウンタ１９２が設
けられ、このカウンタ１９２によ多通過する球状吸収材
の数が把握される。

第１図に示すように、原子炉設備の第２停止装置はシリ
ンダ状の球状吸収材収納容器１９４を有し、この容器１
９４は蒸気発生器２８の領域において原子炉の上方で内
室７６内に配設されている。この収納容器１９４内に第
２の球状吸収材１９６が収納されてい名。この第２の吸
収材１９６の直径は第１の球状吸収材１０６の直径よシ
も実質的に小さい。収納容器１９４の下側のろうと状に
すほめられた端部は、中間に接続された第３計量装置１
９８を介して配管２００に連結されている。この配管２
００は第２チャンネル部９０に導かれている。この第２
チャンネル部９０は天井部反射羽４２を略縦方向に延び
第１チャンネル部８８に連通し、この第１チャンネル部
８８は分岐部８４で吸収材チャンネル８２に連通してい
る。従って、第２の球状吸収材１９６は、第１の球状吸
収材１０６と同じ吸収材チャンネル８２に搬入可能とな
っている。この部分の構成は第１０図にも示されている
。

運転中に冷却ガス送風機３０が作動し、冷却ガス、例え
ば、ヘリウムが約７０バールの運転圧力で燃料要素の堆
積４０を通して上方に向って流れる。ここで１．温度は
約７００℃にまで上昇する。冷却ガスは孔７０を通シ天
井部反射材４２から出て高温ガス集合室７２に入る。そ
して、この高温ガス集合室７２から蒸気発生器２８の下
端部に流入する。冷却ガスは蒸気発生器２８内を上昇し
、ここで約２５０℃にまで温度が下げられ、接続支持部
ね７４を通して冷却ガス送風機３０に吸込まれる。冷却
ガスは送風機３０の下端部から送出されて圧力容器１６
の上側円筒部２０の内室７６に入るとともに、ここで下
方に流れて側部辿諺利５４と圧力容器の下側円筒部１８
の間に形成されている環状間隙６２に送ｐ込まれる。冷
却ガスは環状間隙６２の下端部のところで低温ガス集合
室６６に戻シ、そこから床部反躬拐４６の孔６８を通っ
て再び燃料の堆積４０に入シ新たなａｈをなす。水は配
管７８を辿って蒸気発生器２８に供給される。蒸気は配
管８０かも取シ出されて、例えは、蒸気タービン装置な
どの利用設備に供給される。

運転中、第２の球状吸収材１９６は収納容器１９４内に
あり、第１の球状吸収材１０６は吸収セチャンネル８２
の外側にあシ、管体９２の第４配管部１０４に蓄積され
る。この第４配管部１０４は、第４図および第５図に示
す第１位置にある第１目量装置１１６によシ閉鎖される
。

そして、出力制御のために吸収材チャンネル８２内に球
状吸収材を搬入すべき場ばには５、第１の球状吸収材１
０６が引量されて第４の配管部１０４から、ＪＩＩＱ次
、吸収材チャンネル８２に供給される。この場合、第１
計量装置１１６は、ソレノイドコイル１５２，１５４の
選択的な励磁に応じて第１位置と第２位置の間を交互に
往復動する。これによシ、球状吸収材１０６が吸収材チ
ャンネル８２内へ自重で落下する。この作動は第２図乃
至第９図に関連してすでに説明した。第１の球状吸収材
１０６が吸収材チャンネル８２内に搬入される間、ｕ７
２泪量装に、１ｙ。

は第１配％部９４を閉鎖している。従って、第１の球状
吸収材１０６は吸収材チャンネル８２内に係長される。

次に、よ１の球状吸収材１０６を吸収材チャンネルより
振出すべき場合、第１配管部９４が第２割量装抛１７０
のυｂ成により開放される。従って、球状吸収材１０６
は第２配管部９８へと送シ出される。同時に制御弁１１
２が開成するので、低温ガス集合室６６より冷却ガスが
配管１１０を通って鋭角状態で連結された第２配省部９
８へと供絽可能となる。

加圧状態でＤｏｔ人する冷却ガスｔユ第１の球状吸収材
１０６を上方へ向りて第３配管部１００へと送り込む。

そして、第１の球状吸収オ」１０６は曲？１４部１０２
を経て第４配憤部１０４へと移行する。この第４配管部
１０４内に第１の球状吸収材１０６を蓄積するためには
、勿論、第１ｔｌ量装置１１６が閉鎖位する。になりれ
ばならない。

これは第２創泉装随１７０にも同様にあてはまり、第１
配合部９４の閉鎖によυ第１の球状吸収制御ｏｅが吸収
羽チャンネル８２へ戻るのを阻止する。場合によっては
、第２のｎｊ升装檻を省略できる。何故ならば、曲も・
部９６、又は更に他の曲管部による球状吸収材の流れの
方向変換によ多、第１配管部９４から吸収制チャンネル
８２への吸収制の逆流が阻止されるからである。

第１の球状吸収材１０６を吸収材チャンネル８２に搬入
する際、この吸収ｇｘｏ６の落下にブレーキをかけるた
めに、ブレーキ１６０の配管ｘｅｔｆを介して冷却ガス
が供給され、スリット１６８を通して第１の配管部９４
内に送シ込まれると共に、吸収旧の落下方向と反対に上
方に向けて吸収拐チャンネル８２中を流れ、チャンネル
部８８を通って高温ガス集合室７２へと送シ出される。

この冷却ガスの流れを強くしてブレーキ効果を高めるた
めに、チャンネル部８８の横断面積を吸収月チャンネル
８２よシも小さくするか、あるいは絞り弁を設けるなど
の構成も可能である。

第３配管部１００へと上方向へ送られた球状吸収制御０
６を下降する第４配管部１０４へと移行させる際にブレ
ーキをかけることができるように、曲管部１０２０部分
に第２球状吸収材ブレーキ１８８が設けられている。こ
のブレーキ１８８はブレーキ１６０と全く同一の構成で
ある。このブレーキ１８８の内室は、配管１９０を介し
て送風機３０の吸込側の縁続支持部材７４に連通してい
る。これによって、上方に向って第３配管部１００中を
送られるガスが吸込まれるので、球状吸収材１０６はブ
レーキ効果を得て、大きな揺動を生ずることなく第４配
管部１０４へと移行し、そこに蓄積される。搬送された
第１の球状吸収材１０６の数を把握するために、第４配
管部１０４に球状吸収材カウンタ１９２が設けられ、こ
れに外部配置の接続部１９５が連結されている。′ 事故２１の緊急停止の場合、第１剖量装置１１６のソレ
ノイドコイル１５２，１５４が消磁される。これによシ
、コイルばね１４０の付勢力で閉鎖体１１８，１２０が
第４配智部１０４から引出される。その結果、第１の球
状吸収材１０６が計量されることなく、吸収制チャンネ
ル８２内へ自由に搬入可能となる（第ｓ＋９および１０
図）。

緊急時には第２停止装置が作動する。すなわち、第３の
計量装置１９８が配管２００を解放するので、第２の球
状吸収材１９６が第２吸収材チヤンネル９０およびチャ
ンネル部８８を通って自重で吸収拐チャンネル８２へと
進入する。

これが可能なのは球状吸収材収納容器１９４から吸収利
チャンネル８２までの接続部分が下降しているからであ
る（第１図）。

低温ガス集合室６６と接続支持部材７４との間における
冷却ガスの圧力ないしは圧力差が、第２の球状吸収材１
９６の搬送に十分で々い場合には、圧力を上げるために
配管１１０にさらに送風機を追加することができる。

第１１図には、圧力容器１６を地下に配置した構成例を
縮尺した状態で略示しである。地中２０２には空胴部な
いしはくほみ、ずなわちケイプ２０６が垂直に形成され
、その内壁面がコンクリートの被覆部２０４で覆われる
。このケイプ２θ６内に圧力容器１６が脚部２０Ｂで設
置される。これによシ、圧力容器１６と被覆部２０４と
の間に自由空間をなす環状室２１０が残される。ケイプ
２０６に隣接して縦孔２１２が形成される。この縦孔２
１２もケイプと同様コンクリートで被覆されるとともに
環状室２１０の底部にまで延出し、そこで通過可能なチ
ャンネル２１４を介して現状室２１０に連通している。

これら縦孔２１２及びチャンネル２１４はと９わけ原子
力設備の保守のために用いられる。

被覆部２０４の内部及びその上には冷却配管２１６が配
設される。この配置２１６を通して、水などの冷却媒体
が導かれる。これによシ、圧力容器１６から被覆部２０
４に伝達された輻射熱が取シ出される。圧力容器１６は
熱遮蔽セを備えていないので、この輻射熱は問題となる
ところである。更に、圧力容器１６は空気によシ冷却さ
れる。この空気は環状室２１０内て熱による上昇作用に
よ多縦孔２１２に吸込まれる。

このような圧力容器１６を外部から冷却する方法は、熱
あるいは崩壊熱の熱交換器２８による制用に故障が生じ
た場合に傷に重要となる。

第１および第２の球状吸収月は均一に混シ合う。ことに
おいて、ｇ４１の球状吸収祠は、吸収材チャンネルの寸
法に応じて５０〜１５０ｍｍの直径をもち、他方、第２
の球状吸収材の直径は１５關よりも小さく、好ましくは
１０ｍｍよりも小さい。最小直径は３　ｍｍである。第
２の球状吸収材が茶内される配置等の横断面積は、球状
吸収材が内部で支障なく流通できることを考慮して選択
される。また、第１の球状吸収材の直径を管体９２に合
わぜる構成とずれは、供給したガスにより球状吸収利の
搬送をなし得る。

高温小型原子炉の出力は大きく、得られた蒸気によ、ｊ
：１３０〜１３０　ＭＷの出力、特に５０〜１００　Ｍ
Ｗの出力を蒸気タービン及び発電機を介して祠ることが
できる。

以上説明した本発明の原子力設備では、構成相全体の組
立ならびに解体の作業を上方からなし得るとともに圧力
容器の側部および下部の加安スペースを極力小さくする
ことができ、同時に各禍成拐の作動の安全性を向上させ
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の原子力設備を圧力容器ととも
に示す縦方向の軸線に沿う縦断面図、第２図は第１図の
部分Ｈの詳細を示す拡大縦断面図、第３図は第２図の部
分■の詳細を示す拡大斜視図、第４図、第５図、第６図
、第７図。第８図および第９図は第２図に示す構成部分の作動状態
をそれぞれ略示する説明図、第１０図は第１図の右側部
分Ｘの詳細を示す拡大縦断面図、第１１図は圧力容器を
地下に配置した構成例を縮小した態様で略示する図であ
る。１６・・・圧力容器、２６・・・小型高温原子炉、２８
・・・蒸気発生器、３０・・・冷却ガス送風機、５０・
・・排出賀、７６・・・圧力容器の内室、８２・・・吸
収制チャンネル、９２・・・管体、１０４・・・第４配
管部、１０６・・・第１の球状吸収材、１１６・・・第
１側音装置、１９４・・・球状吸収旧状納容器、１９６
・・・第２の球状吸収拐。

Claims

【特許請求の範囲】１）小型高温原子炉（２６）と、該原子炉の上方に配設
されると共に該原子炉とともに分割組成の円筒状鋼製圧
力容器（１６）の内室（７６〕におかれた熱交換器（２
８）とを備え、該熱交換器中に該原子炉内で加熱された
冷却ガスが冷却ガス送風機（３０）によシ下方よυ上方
に流通し、更に、第１の吸収材（１ｏ６）を上方よシ下
方に延出した吸収利チ４ル（８２）内に搬入し該チャン
ネルよシ搬出するだめの制御・停φ 止装置と、第２の吸収材を搬入するため停止装装置と、
球状燃料侠素を該原子炉（２６）から排出するための少
なくとも１つの抽出管（５ｃ＋）とを備えた原子炉設備
において、該冷却ガス送風機（３０）は全体に該圧力容
器（１６）の内室（７６）内において熱交換器（２８）
の上方に配設され、該排出管（５ｏ）が圧力容器（１６
）の側部から外方に導かれ、該制御・停止装置は該圧力
容器の内室（７６）に配設されるとともに管体（２２）
を有し、該儒体が該吸収材チャンネル（８２）の上端部
と下端部とをそれぞれ連結し、該管体（９２）内に第１
の吸収材（１０６）が第１の球状吸収材の態様で設けら
れると共に該吸収材チャンネル（８２）に上方から搬入
可能にかつ下方よシ搬出可能に制御され、該停止装置が
前記内室（７６）内に配設されると共に該吸収材チャン
ネル（８２）の上方に設けられた少なくとも１つの球状
吸収材収納容器（１９４）を有し、該収納容器（１９４
）内に第２の吸収材（１９６）が第２の球状吸収材の態
様で蓄積されると共に、該吸収材チャンネル（８２）内
に搬入ｎＪ能に制御されることを％徴とする原子炉設備
。２）前記第１の球状吸収材（Ｊ　ｏ　ｅ　）は前記管体
（９２）内に遊挿され、該第１の球状吸収材（ｉｏｅ）
の直径と該管体（９２）の内径は、第１の球状吸収材が
円滑に該管体（９２）の内径内に十分に充填される大き
さにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
原子炉設備。３）前記管体（９２）は、対応する前記吸収材チャンネ
ル（８２）との下側接続部から下方に延出した第１配管
部（９４）を有し、該第１配管部（９４）が曲管部（９
６）を介して第２配管部（９８）に連結され、該第２配
省部（９８）は前記原子炉（２６）と前記圧力容器（１
６）との間に形成されている環状間隙（６２）まで半径
方向外方に傾斜状態で延出し、該第２配管部（９８）に
、該原子炉（２６）を越えて該環状間％（６，？）内上
向きに延出する第３配管部（１００）が連結され、該第
３配管部（１００）に、該吸収月チャンネル（８２）の
上側連結部で折シ返して下方に延出した第４配管部（Ｊ
（＋４）を連結したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第２項記載の原子炉設備。４）前記第２配霧部（９８）に、第１の球状吸収制（ｌ
ｏ　ｃｓ　）を前記第４配管部（１０４）に向って上方
へ気体を搬送するための気体供給部（１ｏ８）を設け、
前記第３配管部（１ｏｏ）から該第４配管部（７０４）
へ及び該第１配管部（９４）への各移行部（１０２，９
６）にそれぞれ球状吸収材ブレーキＣ１６０，１８８）
が配設され、前記第４配管部（ｊＯ４）に、吸収拐チャ
ンネル（８２）の上端部でこれとの連結部の近傍に前記
第１の球状吸収羽のための第１計量装置Ｃ１１６）を設
けたことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の原子
炉設備。５）前記第１割量装挿Ｃ１１６）は、第１の球状吸収制
（ｊｏｅ）の直径と実質的に等しい間隔をもって上下に
配置された上側閉鎖体（１１８）及び下側閉鎖体（１２
０）を有し、これら両開鎖体（１１８，１２０）は少な
くとも１つの駆動機構＜１２．？）によシ前記第４配管
部（１０４）を横断して該第４配管部（Ｊ（７４）の内
室（ｘｓｔｔ）に進入可能であシ、球状吸収拐の流れを
中断するために少なくとも一方の閉鎖体が該第４配管部
（１０４）に進入し、球状吸収拐の流れを自由にするた
めにいずれの閉鎖体も該第４配管部（Ｊ（７（）へ進入
せず、球状吸収材の流れの計量のために該下側閉鎖体（
１２０）が＃第４配管部（１０４）を閉成すると同時に
該上側閉鎖体（１１Ｂ）が開成し、次いで、該上側閉鎖
体（１１８）が開成し、該下側閉鎖体（１２０）がその
上に載置された第１の球状吸収材（１ｏ６）を解放する
構造としたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
の原子炉設備。６）前記上側閉鎖体（１１Ｂ）は、水平に並置された２
つの上側ビン（１２４）を有し、これら上側ピン（１２
４）は球状吸収制の流れを中断する間隔で配置され、前
記下側閉鎖体（１２０）は球状吸収材の流れを中断する
水平間隔で並置された２つの下側ピン（１２６）を有し
、該下側ピン（１２６）は前記第４配管部（１０４）の
内径の分だけ上側ピンよシも実質的に長く、これら下側
ピン（１２６）は対応する該上側ビンＣ１２４）が位置
する領域内で相対向するくぼみ（１３０）を有し、これ
らのくぼみ（１３０）は前記管体（９２）内に該下側ピ
ン（１２６）が進入した状態においても前記第１球状吸
収材（４０６）の通過を許容し、該上側および下側ピン
（１２４゜１２６）が共通の支持体（１２８）に数句け
られ、該支持体（１２８）が駆動機構Ｃ１２２）に連結
され、該駆動機構（１２２）により両開鎖体Ｃ１１８゜
１２０）が異なる第１’　ｌ　５ｊ！　２及び第３の３
位置に選択的に移動可能であシ、該第１位置において該
上側ピン（１２４）が該第４配管部の内室（１５Ｂ）よ
シ外方に位置し該下側ピン（１２６）が該内室Ｃ１５Ｂ
）に横方向に挿入され、該第２位置において、該上側ビ
ンＣ１２４）が該内室（１５８）内に挿入され該下側ピ
ンもそのくほみと一緒に該内室に樹寮す埼位危し、該第
３位置において、該上側及び下側のビン（ｚ　２４　、
１２６）が共に該内室（１５Ｂ）の外方にある構成とし
たことを特徴とする特Ｗ［請求の範囲第５項記載の原子
炉設備。７）前記駆動機構（１２２）はアーマチュア（２，９４
）を有し、該アーマチュア（１３４）は直列に配設され
た２つのソレノイドコイル０５２゜１５４）によシそれ
ぞれ前記第１位置に対応する第１ポジシヨン及び前記第
２位置に対応する第２ポジシヨンに移動可能であシ、か
つ該２つのソレノイドコイルＣ１５２，Ｊ５４）が消磁
されている時は少なくとも１つのコイルはね（１４０）
の付勢力によシ前記第３位置に対応する第３ポジシヨン
に移動可能であることを特徴とする特許請求の範囲第５
項又は第６項記載の原子炉設備。８）駆動手段（１８６）により前記管体（９２）に出入
シ可能力第２の閉鎖体（１７２）を具備し前記第１の球
状吸収材（１０６）を計量するための第２ｔｌ量装置（
２７０）を前記球状吸収制ブレーキ（１６０）の後に設
けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第７項
のいずれかの１に記載の原子炉設備。９）前記閉鎖体（１７，？）は前記上側閉鎖体（１１８
）と同様に構成されるとともにアーマチニアＣ１７６）
に連結され、ソレノイドコイル（１８０）の作用によシ
閉成位置に移動可能であるとともに少なくとも１つのコ
イルばね（７８６）によシ閉成位置に移動可能であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の原子炉設備
。１０、）　前記球状吸収側ブレーキ（７ｅ　ｏ　、　ｘ
ｓｓ）は、管体（９２）の管壁に形成されたスリット（
１６Ｂ）を取シ囲み、該スリット（１６８）を介して球
状吸収材の流れに制動を与える気体を導入計量する構成
としたことを特徴とする特許請求の範囲第４項乃至第９
項のいずれかの１に記載の原子炉設備。１１、）　前記第２の吸収側（）９６）は前記第１の吸
収材（１０６）よシも実質的に小さい直径を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１０項のいず
れかの１に記載の原子炉設備。１２）　前記球状吸収側収納容器（Ｊ９４）は下方に延
出した配管（２００）を通し、かつ、中間に第３ｉｌ量
装置（１９Ｂ）を介し、前記吸収材チャンネル（８２）
の上端部に連結され、該第３計量装置（２９Ｂ）は前記
第３計量装置（１７０）と同様の栴造を有することを特
徴とする特許請求の範囲第８項乃至第１１項のいずれか
の１に記載の原子炉設備。１３、）　前記圧力容器（１６）を周壁面にコンクリー
トの被覆部（２０４）を設は地中（２０２）に形成した
横断面円形の垂直なケイプ（２０６）内に、周囲に環状
室（２１０）を残した状態で埋没したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第１２項のいずれか１に記載
の原子炉設備。１４、）　前記被覆部（、？０４）は、その表面ないし
は被秩部内に設けられ冷却媒体が作用される冷却配管（
２１６）を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
３項記載の原子炉設備。１５、）　前記ケイプ（２０６）に隣接して少々くとも
１つの縦孔（２１２）が地中（２０２）にケイプと同じ
深さに形成されると共に該縦孔Ｃ２１２）の下端部で少
なくとも１つの通過可能なチャンネル（２１４）によシ
前記猿状室（２１０）と連通したことを特徴とする特許
請求の範囲第１３項又は第１４項に記載の原子炉設備。１６、）　前記熱交換器（２８）は蒸気発生器であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１５項のい
ずれかの１に記載の原子炉設備。