JPS62195598A - 原子炉構造 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、原子炉容器の外部に中間熱交換器と一次系ポ
ンプとを設ける、いわゆるループ型高速増殖炉の原子炉
構造に係り、特に、原子炉容器のノズルに接続される配
管の引き廻し量を低減させる原子炉構造に関する。

（従来の技術） 一般に、高速増殖炉は比較的高温で運転されるために、
その一次系配管等は比較的熱膨張量が大きく、この熱膨
張を吸収するための配管の引き廻し役が少なくなかった
。

この配管引き廻しは原子炉容器や一次系配管等を格納す
る建屋内で大きなスペースを占有し、建屋の小型化を妨
げる原因の一つとなっている。

また、配管引き廻しには厳しい耐震設計が要求されるか
ら、配管引き廻しの増大に伴ってその配管支持装置が増
大し、コスト高を沼いている。

そこで、近年では、伸縮管継手の成型ベローズを介して
配管等を接続し、配管引ぎ廻し量を低減する仁とが検討
されている。

しかしく１がら、成型ベローズはへローズ山のピッチと
ベローズ山の高さとがほぼ等しくなるように成型加工さ
れており、伸縮■が大きくなかった。

したがって、この成型ベローズをループ型高速１η殖炉
の一次系配管の直管部に介在させる場合には、大形化す
るので、強度上耐震条件を満足させることができないと
いう問題がある。

このために、小型成形ベローズの複数個を組合せて、い
わゆる角変位吸収・型（ユニバーサル型）として構成す
ることも考えられるが、これではユニバーサルの軸方向
の変位を吸収するために、さらに別のベローズと配管引
き廻しが要求される等、かえって配管スペースを増大さ
せるという新たな問題が惹き起こされる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したように従来の原子炉構造では一次系配管の引き
廻し間が多く、また、成型ベローズを一次系配管の直管
部に介在させた場合には、伸縮ｔ６が小さいために成型
ベローズが大型化して強度不足となるうえに、ユニバー
サル型として用いた場合には、新たなベローズと配管引
き廻しが必要となり、一次系配管等を格納する原子炉格
納容器の小型化を妨げる原因の一つとなっている。

そこで、本発明は上記問題点を解消するためになされた
もので、一次系配管の配管引き廻し吊を低減して、これ
らを格納する原子炉格納容器の小型化を図ることができ
る原子炉構造を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の原子炉構造は、中間熱交換器および一次系ポン
プの各ノズルを原子炉容器の各ノズルの高さにそれぞれ
一致させて、これらのノズル同士を接続する配管の途中
に伸縮量の大きい溶接ベローズを介在さけている。

（作用） 中間熱交換器および一次系ポンプの各ノズルを原子炉容
器の各ノズルの高さに一致させて、中間熱交換におよび
一次系ポンプの吊設レベルに接近させたので、地震発生
時に溶接ベローズの両端間に生ずる径方向相対変位を低
減することができる。

また、溶接ベローズは伸縮間が大きいので、原子炉容器
と中間熱交換器および一次系ポンプのノズル同士を配管
によりほぼ直線状に結合することができ、これらの間隔
を縮小することができる。

このために、これらを収容する原子炉格納容器の小型化
を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について第１図〜第３図を参照し
て説明する。

第１図は本発明の一実施例の要部縦断面を示しており、
据付床１の据付ビット内に原子炉容器２を吊設して、そ
の外周を環状隔壁３により囲み、この環状隔壁３の外周
には第２図に示すように中間熱交換器４および一次系ポ
ンブ５を一対として、複数対を膜状に配首している。

原子炉容器２はイ１弐円筒体をなし、その内部に液体全
屈ナトリウム等の冷ＩＪｌ材６を収容しており、この冷
ｆＪＩ材６中に炉心７を浸漬した状態で設（）、その上
端開口をプラグ８により密閉している。

原子炉容器２は炉心７の上方にて間口して、炉心７にて
加熱された高温の冷ｕＩ材６を図中矢印に示すように、
外部へ導出するための出口ノズル２ａと、炉心７の下方
に連通して、冷却材６を図中矢印に示すように炉心７の
下部へ導入するだめの炉容器内配管９に接続されている
入口ノズル２ｂとを有する。

原子炉容器２の出口ノズル２ａは直管状の出口配管１０
の一端に接続され、その他端は環状隔壁３を横方向に貫
通して直線状に伸び、中間熱交換器４の上部側面にある
一次系の入口ノズル４ａに接続されている。

中間熱交換ｙＡ４はその入口ノズル４ａが原子炉容器２
の出口ノズル２ａと同一高さにて間口するように据付床
１に吊設されており、出口配管１０の途中には環状隔壁
３の５１通部にて伸縮量の大きい溶接ベローズ１１を介
在させている。

溶１＆ベローズ１１はリング状に削成されたリングプレ
ートの複数枚を軸方向に並置し、隣り合うリングプレー
１・の対向面同士の外周縁部と内周縁部とを軸方向に交
Ｈに、かつ環状に溶接し、外周縁部同士の溶接部をベロ
ーズ山に、内周縁部同士の溶接部をベローズ谷にそれぞ
れ形成して伸縮ベローズを構成している。

また、これら伸縮ベローズを２車箇構造の２重ベローズ
に構成し、内外ベローズ間のガス圧の監視、もしくはガ
ス成分モニタによって冷却材６のリークを検出すること
ができ、ユニットとして交換可能に構成されている。

したがって、溶接ベローズ１１はベローズ山のビッヂを
ベローズ山の高さよりら短かくすることができ、単位長
当りのピッチ数を増重ことができるので、伸縮ωを著し
く増大することができる。

中間熱交換器４の下部にある一次系の出口ノズル４ｂは
連絡配管１２を介して、一次系ポンプ５の下部にあるポ
ンプ吸込側の入口ノズル５ａに接続されている。

一次系ポンブ５はその上部側面にあるポンプ吐出側の出
口ノズル５ｂが原子炉容器２の入口ノズル２ｂと同一高
さにて開口するように据付床１に吊設されており、これ
ら両ノズル５ｂ、２ｂは直管状の入口配管１３により連
結され、その途中には環状隔壁３の貫通部にて上記溶接
ベローズ１１を介在さけている。

これら溶接ベローズ１１に作業員が接近するための縦孔
のメンテナンスホール１４を環状隔壁３に各溶接べＯ−
ズ１１の上方に設け、作業員による各溶接ベローズ１１
の修理、交換ができるようになっている。

また、出口配管１０および入口配管１３は第２図の平面
図に示すように中間熱交換器４の入口ノズル４ａ、一次
系ポンプ５の出口ノズル５ｂに向けてそれぞれほぼ直線
状に伸びており、原子炉容器２と、中間熱交換器４およ
び一次系ポンプ５とはほぼ最短距離でそれぞれ結ばれて
おり、相Ｈに接近している。これにより、これら２．４
．５を収容する原子炉格納容器１５の小型化を図ること
ができる。

次に本実施例の作用について述べる。

原子炉容器２の炉心７にて加熱された高温の冷却材６は
溶接べＤ−ズ１１を介在させた出口配管１０を介して中
間熱交換器４に導入される。

ここで、二次冷却材と熱交換して冷却された低温の冷却
材６は図中矢印に示すように連絡配管１２を通って一次
系ポンブ５内へ吸込まれて、昇圧される。

ここで昇圧された低温の冷却材６は溶接ベローズ１１を
介在さＶた出口配管１３および炉容器的配管９をそれぞ
れ経て、原子炉容器２内の炉心７の下方へ導入され、炉
心７で再び加熱され、以後、上記冷ｎ）材の流路をＷｉ
ｙ：！する。

そして、炉心７にて加熱された高温の冷却材６が出口配
管１０内を流れる際には、溶接ベローズ１１は例えば約
１００ｓ程度の熱膨張による軸方向変位を吸収すること
ができる。

また、溶接ベローズ１１は原子炉容器２の出口ノズル２
ａを中間熱交換器４の入口ノ゛ズル４ａに、はぼ同一高
さにてほぼ直線状に接合する直管状の出口配管１０と、
一次系ポンプ５の出口ノズル５ｂを原子炉容器２の出［
」ノズル２ｂに、はぼ同一高さにてほぼ直線状に接合す
る直管状の入口配管１３とにそれぞれ介在されているの
で、これら溶接ベローズ１１に対しては主に軸方向の熱
膨張変位が負荷され、しかも、出口、入口配管１０，１
３の配管長も比較的短かいので、溶接ベローズ１１の小
型化を図ることができ、その継手サポートを省略するこ
とができる。

さらに、出口、入口配管１０．１３を中間熱交換器４、
一次系ポンプ５の吊設レベルに接近させているので、地
震発生時等で、溶接ベローズ１１の両端間に生ずる径方
向相対変位を低減することができる。

溶接ベローズ１１に負荷される変位は軸方向が主で、径
方向変位は小ざいので、ベローズガイドを設けることが
でき、軸長が長いベローズ一般の弱点とされる横荷重お
よび過大内圧発生に伴う座屈を容易に防止することがで
きる。

第３図は本発明の伯の実施例の要部横断面を示しており
、本実施例は上記実施例において、中間熱交換；得４お
よび一次系ポンブ５を原子炉容器２側へさらに接近さけ
て配置し、これら２．／１．５を収容する原子炉格納容
器１５の一層の小型化を図っている。

すなわち、中間熱交換器４の入口ノズル４ａおよび一次
系ポンブ５の出口ノズル５ｂを、原子炉容器２の出口ノ
ズル２ａおよび入口ノズル２ｂに対し、はぼ直角に偏角
させて、中間熱交換器４の入口ノズル４ａを原子炉容器
２の出口ノズル２ａに接続する出口配管２０と、一次系
ポンプ５の出口ノズル５ｂを原子炉容Ｓ２の入口ノズル
２ｂに接続する入口配管２１とをほぼ１字状に屈曲させ
ている。

これら出口、入口配管２０．２１はその１字状の直管状
部に溶接ベローズ１１をそれぞれ介在させ、これらの溶
接へローズ１１を環状隔壁３の外周に配ｌすると共に、
原子炉容器２の中心と中間熱交換器４および一次系ポン
ブ５の中心とをそれぞれ結ぶ直線に対し平行になるよう
に配置している。

したがって、各溶接ベローズ１１の両端部に負荷される
熱膨張による相対変位はへローズの径方向については方
向が同一であるために、としく低減され、殆ど軸方向変
位が主となる。その結果、ベローズ一般の弱点とされる
横荷重による座屈を防止することができ、溶接ベローズ
１１の健全性ｊ５よび信頼性を向上さＵることができる
。

また、本実施例によれば、中間熱交換器４および一次系
ポンブ５を原子炉容器２の外周に一層接近させているの
で、これら２．４．５を収容する原子炉格納容器１５の
一層の小型化を図ることができる。

さらに、中間熱交換器４は出口配管２０の環状隔壁３の
貫通部より偏位して配ｒｒ１されているので、この貫通
部を通して原子炉容器２から放射線が直接照射されるの
を防止することができ、中間熱交換器４内を流れる二次
冷却材は放射線の直接照射から免かれる。

さらにまた、溶接ベローズ１１が環状隔壁３の外周に配
設されているので、溶接へローズ１１へ作業員が容易に
接近することができ、溶接ベローズ１１のメンテナンス
が容易となる効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、炉心を有する原子炉容器
の外部にて中間熱交換器と一次系ポンブとを吊設する原
子炉構造において、上記中間熱交換器の一次系入口ノズ
ルの高さを上記原子炉容器の出口ノズルに一致させて、
これらのノズルを配管により接続すると共に、上記一次
系ポンプの出［コノズルの高さを上記原子炉容器の入口
ノズルに一致させて、これらのノズルを配管により接続
し、上記各配管の途中に溶接ベローズを介在させた。

したがって、本発明によれば、溶接ベローズに対しては
主に軸方向の熱膨張変位が負荷されて、この両端に負荷
される径方向相対変位は低減されるので、これ１う配管
および溶接ベローズを短縮することができ、これらを収
容する原子炉格納容器の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る原子炉構造の一実施例の要部縦断
面図、第２図は第１図で示す実施例の要部概略横断面図
、第３図は本発明の他の実施例を示す要部概略横断面図
である。 １・・・据付床、２・・・原子炉容器、２ａ・・・出口
ノズル、２ｂ・・・入口ノズル、３・・・環状隔壁、４
・・・中間熱交換器、４ａ・・・出口ノズル、５・・・
一次系ポンプ、５ｂ・・・出口ノズル、６・・・冷却材
、７・・・炉心、１０．２０・・・出口配管、１１・・
・溶接ベローズ、１３．２１・・・入口配管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炉心を有する原子炉容器の外部にて中間熱交換器と一次
   系ポンプとを吊設する原子炉構造において、上記中間熱
   交換器の一次系入口ノズルの高さを上記原子炉容器の出
   口ノズルに一致させて、これらのノズルを配管により接
   続すると共に、上記一次系ポンプの出口ノズルの高さを
   上記原子炉容器の入口ノズルに一致させて、これらのノ
   ズルを配管により接続し、上記各配管の途中に溶接ベロ
   ーズを介在させたことを特徴とする原子炉構造。