JPS6367872B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、吸収棒が直接に進入することがで
き、天井反射材、底部反射材、円筒形側部反射材
からなる、多数の黒鉛ブロツクで構成された反射
材に全周を取囲まれ、円筒形側部反射材が側部熱
しやへいによつて間隔を置いて取囲まれ、側部反
射材と側部熱しやへいの間に環状室が形成された
構成の球形燃料要素を堆積したガス冷却形高温原
子炉炉心において、前記環状室に配設された炉心
の支持装置に関するものである。

いわゆるペブルベツド原子炉の側部反射材は、
球体の堆積物により生ずる定常的な力も、球体堆
積物への吸収棒の進入によつてひき起こされる非
定常の力も、吸収しなければならない。側部反射
材には耐熱性の高い減速材、例えば黒鉛、を使用
しなければならないが、その性質は大きな引張応
力や曲げ応力を許さない。従つて、炉心の力を半
径方向に沿つて外方へ側部熱しやへいに伝達し、
そこから原子炉圧力容器に導入しなければならな
い。側部熱しやへいは、同時に、外部の構成部分
のための核しやへいの役割をする。

炉心の水平方向の力を側部熱しやへいに伝達す
る場合、側部反射材と側部熱しやへいの相互の緊
張と、それに伴なう熱応力を回避するために、側
部反射材と側部熱しやへいの異なる熱膨張が妨げ
られないことを保証しなければならない。それ
故、側部熱しやへいの側部反射材の支承は、弾性
支持材によつて行わなければならない。この弾性
支持部材は側部反射材と側部熱しやへいの間の環
状室に配設される。しかし、その場合、側部反射
材の過度の変位は阻止されねばならない。

層状に重積された、扇形横断面の黒鉛ブロツク
から成り、円筒形空胴部を取囲み、他方では円筒
形熱しやへいによつて取囲まれた構造の側部反射
材は、西独特許第1261606号公報によりすでに知
られている。側部反射材は、半径方向に作用する
弾性圧縮部材を介して、その全高にわたつて側部
熱しやへいに支持される。各圧縮部材は熱しやへ
いに溶接されたナツトを具備し、これにブシユが
ねじ込まれている。ブシユは柱状に重ねられたサ
ラばねの支えの役割をする。このサラばねの圧縮
力は、上記ブシユに通された押棒に作用し、この
押棒からの２個の支持部材を介して側部反射材に
伝達される。公知の支持装置は、半径方向圧縮力
を伝達するには十分に適するが、側部熱しやへい
と側部反射材の軸方向相対運動、すなわち支持装
置を横断する方向の運動はごく限られた範囲でし
か吸収されない。

そこで、本発明の目的は、側部熱しやへいと側
部反射材の半径方向並びに軸方向の相対運動を十
分に補償することができるとともに、製造しやす
く、組立が簡単な高温原子炉炉心の支持装置を提
供するにある。

上記の目的達成のために、本発明においては、
支持装置が二ツ割ボルト及び２つのボルト部分を
取囲む中空円筒形押圧体から成り、一方のボルト
部分がねじ付き棒として構成され、押圧体のねじ
部にねじ込まれ、他方のボルト部分が案内ピスト
ンとして構成され、押圧体の中を摺動し、案内ピ
ストンが円筒形凹陥部を有し、該凹陥部の中にば
ねが配設されるとともに、そのばねが案内ピスト
ンと押圧体の間に絶えず圧縮力を発生し、かつ、
２つのボルト部分の互いに背き側の端部が玉継手
によつて側部熱しやへい及び側部反射材にそれぞ
れ支持されるように構成される。

玉継手は、側部熱しやへいと側部反射材の熱膨
張係数と温度の差異の結果生じる、これら２つの
構成部分の異なる熱膨張を補償することができ
る。その場合、軸方向と半径方向に生じる相対運
動が補償される。案内ピストンと押圧体に働くば
ねの圧縮力によつて、側部熱しやへいと側部反射
材との間に絶えず接触が保たれる。

また、本発明によれば側部熱しやへいと側部反
射材の経済的な構造が可能となる。なぜなら、製
造に原因する公差が、一方のボルト部分と押圧体
との間のねじ継手で２つの構成部分の間隔を変化
させることによつて、補償されるからである。支
持装置に不可欠の圧縮ストロークの調整も、ねじ
継手によつて行うことができる。

本発明の支持装置は、それぞれの使用場所ごと
に調節して、１セツトとして取付けることができ
る。このことは組立費と組立時間の節約上、きわ
めて好都合である。

２つの玉継手は、対応するボルト部の端部に形
成された球体と、側部熱しやへい及び側部反射材
にそれぞれ取付けられるとともに環状室に向つて
開放した円筒形凹陥部を有するフランジと、該凹
陥部の底部に配設された球面ソケツトとから構成
されるのが望ましい。ここにおいて、球体は球面
ソケツトに係合し、そのソケツト内で摺動するこ
とができる。又、玉継手と二ツ割ボルトおよび押
圧体のすべての構成部分は、回転部分であるか
ら、製造が容易である。

本発明による支持装置をヘリウム雰囲気中で使
用する場合、互いに接して摺動する構成部分の摩
擦焼付きを防止するために、これらの構成部分、
すなわち、球体、球面ソケツト、及び案内ピスト
ンと押圧体の対応する面には特殊な被覆がなされ
る。

案内ピストンと押圧体の間のばねの圧縮ストロ
ークを制限することが望ましい。このストローク
を限定するために、案内ピストンの外周部に長手
方向に沿つて溝が形成され、それにピンが係合す
るようになつている。ピンは、上記長手方向に沿
う縦溝に係合するように、押圧体上に半径方向に
突設される。ピンの径寸法を適当に設計すること
によつて、ピンが安全ピンの働きをし、すなわ
ち、予定破壊点をなすようにすることができる。
このような構成にすれば、故障の結果、不当に高
い張力が生じた時に、ピンが側部反射材の破損を
防止することができる。

押圧体の内部に配設され、環状段部に接する押
圧板を介して、ばねの圧縮力を押圧体に伝達する
ことができる。上記段部は、雌ねじが形成された
押圧体の区域の端部にある。

左右一対のフランジの各円筒形凹陥部の開口の
横断面を狭めて、該凹陥部からの球体の脱出を阻
止する部材を設置するのが望ましい。この部材
は、例えば、凹陥部の溝内に嵌め込んだリングで
構成し得る。あるいは、この部材を複数個の球か
ら構成することもできる。

以下、図面に示す本発明による支持装置の実施
例を説明する。

第１図は、円筒形ケーブ２を有し、その中に高
温原子炉３を設置した原子炉圧力容器１を示す。
高温原子炉３の炉心は、球形燃料要素５の堆積物
４から成る。球形燃料要素５は球体抽出管６によ
つて堆積物から抽出することができる。燃料要素
５の装入装置は図示しない。堆積物４のところに
は、上から下へ冷却ガス、この場合ヘリウムが貫
流する。

堆積物４は、黒鉛ブロツクで構成された反射材
によつて全周にわたつて取囲まれている。反射材
は天井反射材７と、支持床の役割をする底部反射
材８と、円筒形側部反射材９とから成る。天井反
射材７に吸収棒１１のための透孔１０が設けられ
ている。吸収棒１１は堆積物４の中に直接に進入
することができる。底部反射材８は高温原子炉３
の基層１２の上に支えられ、該基層１２の下に底
板１３が配置されている。

底部反射材８と底層１２の間に高温ガス集合室
１４があり、これに半径方向に沿う複数個の高温
ガス管１５が接続する。これらの高温ガス管１５
は蒸気発生器（図示せず）と連通する。蒸気発生
器から、フアンで圧縮されたヘリウムが、高温ガ
ス管１５と同軸に配管された導管１６を経て、高
温原子炉３に返送される。

側部反射材９は、やはり円筒形の側部熱しやへ
い１７によつて取囲まれ、２つの構成部分の間に
環状室１８が設けられている。環状室１８に本発
明に係る多数の支持装置１９が配設され、これに
よつて側部反射材９が側部熱しやへい１７に弾力
的に支持される。堆積物４とガスの流れと、堆積
物への吸収棒１１の進入によつて生じる炉心の水
平方向の力は、このようにして側部熱しやへい１
７に伝達され、熱膨張差の結果、側部反射材と側
部熱しやへいの相互の緊張が起こる恐れがない。

環状室１８は低温ガス集合室２０と連通する。
低温ガス集合室２０は下側が天井反射材７によ
り、上側が天井熱しやへい２１により区画され
る。側部熱しやへい１７の冷却のために、導管１
６から流出する冷たい、圧縮されたヘリウムが環
状室１８に通され、上部で低温ガス集合室２０に
入る。

第２図は、環状室１８に配設された支持装置を
示す。支持装置は、軸方向ないし長手方向に沿つ
て２つに分けられた二ツ割ボルト２２と、該ボル
ト２２の大部分の長さ部分を取囲む中空円筒形押
圧体２３から成る。押圧体２３内の空胴部は、直
径の異なる２つの区域を有し、このためその両区
域の境界部に環状の段部２４が形成される。一方
の区域、すなわち、図において左側の区域には雌
ねじ２５が設けられている。この雌ねじに二ツ割
ボルト２２の一方の部分がねじ込まれる。この部
分は対応する雄ねじ２６を有し、従つてねじ付き
棒２７を構成する。

二ツ割ボルト２２の他方の部分は案内ピストン
２８として構成され、押圧体２３の大きな直径の
空胴区域の中を摺動するようになつている。案内
ピストン２８と押圧体２３の相互に接する摺動面
には、ヘリウム雰囲気中の摩擦焼付き防止のため
の特殊な被覆２９が施されている。

案内ピストン２８は円筒形凹陥部３０を有し、
この中に圧縮コイルばね３１が配設されている。
ばね３１の一端は、押圧体２３の内部の環状段部
２４に接する押圧板３２に支持されている。ばね
３１は案内ピストン２８と押圧体２３の間に、絶
えず圧縮力を発生するように嵌めこまれている。
ばね３１の圧縮ストロークを制御するために、案
内ピストン２８の外周部に長手方向に沿つて縦溝
３３が設けられ、これにピン３４が係合する。ピ
ン３４は、押圧体２３上に半径方向に沿つて内方
に突出するように固着されている。

二ツ割ボルト２２は玉継手を介して、片側が側
部熱しやへい１７に、他方の側が側部反射材９に
支えられる。玉継手は、二ツ割ボルト２２を介し
て側部熱しやへいと側部反射材が常に連結された
状態において、これら２つの構成部分１７および
９の半径方向および軸方向相対運動を補償するこ
とができる。それと共に、ねじ付き棒２７と押圧
体２３の間のねじ継手の手段によつて、公差が補
償され、あるいはねじ付き棒２７を回すことによ
つて、特定の圧縮ストロークに調整することがで
きる。

玉継手は、それぞれ、対応するボルト部分の端
部に一体に形成された球体３５と、環状室１８の
方向に開放した円筒形凹陥部３８を有するフラン
ジ３６または３７と、この凹陥部の底部に配設さ
れた球面ソケツト３９とから成る。球体３５は球
面ソケツト３９に係合し摺動する。球体３５の外
周面及び球面ソケツト３９の内面は、ヘリウム雰
囲気中での摩擦焼付きを防止する被覆４０を有す
る。各凹陥部３８の上部区域の溝内に嵌めこまれ
たリングよりなる環状部材４１が配設されてい
る。この部材４１は凹陥部３８の開口の横断面を
狭めて、球体３５が凹陥部より滑り出ることを防
止する。

一方の玉継手のフランジ３６は、側部熱しやへ
い１７に取付けられ、ねじ４２によつて側部熱し
やへい１７に固定される。これに対して、側部反
射材９にある第２の玉継手のフランジ３７は、こ
の反射材の黒鉛ブロツクの１つに挿着されてい
る。すなわち、フランジ３７は黒鉛ブロツクに形
成したＴ形溝に係合している。

押圧体２３のピン３４は、その径寸法を設計に
際して考慮することにより同時に折れピンの役割
をなす。すなわち、故障時に側部反射材９を不当
に高い張力から守るために、予定破壊点をなすよ
うに構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による支持装置を備えた高温原
子炉の縦断面図、第２図はこの支持装置の拡大縦
断面図を示す。 ９…側部反射材、１７…側部熱しやへい、１９
…支持装置、２２…二ツ割ボルト、２３…押圧
体、２５…押圧体のねじ部、２７…ねじ付き棒、
２８…案内ピストン、３０…円筒形凹陥部、３５
…球体、３９…球面ソケツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸収棒から直接に進入することができ、天井
   反射材、底部反射材、円筒形側部反射材から成る
   多数の黒鉛ブロツクによつて構成された反射材に
   全周を取囲まれ、円筒形側部反射材が側部熱しや
   へいによつて間隔をおいて取囲まれ、側部反射材
   と側部熱しやへいの間に環状室が形成されてなる
   球形燃料要素を堆積したガス冷却形高温原子炉炉
   心において、前記環状室１８に支持装置１９が配
   設され、その支持装置が二ツ割ボルト２２および
   ２つのボルト部分を取囲む中空円筒形押圧体２３
   から成り、一方のボルト部分がねじ付き棒２７と
   して構成され、押圧体２３のねじ部２５にねじ込
   まれ、他方のボルト部分が案内ピストン２８とし
   て構成され、押圧体２３の中を摺動し、案内ピス
   トン２８が円筒形凹陥部３０を有し、該凹陥部３
   ０の中にばね３１が配設されるとともにそのばね
   が案内ピストン２８と押圧体２３の間に絶えず圧
   縮力を発生し、かつ２つのボルト部分２７，２８
   の互いに背き側の端部が玉継手３５，３９，３
   ６，３７によつて側部熱しやへい１７及び側部反
   射材９にそれぞれ支持されることを特徴とする、
   高温原子炉炉心の支持装置。 ２ 前記玉継手は、対応するボルト部分の端部に
   形成された球体３５と、側部熱しやへい１７ない
   し側部反射材９に取付けられるとともに環状室１
   ８に向つて開放した円筒形凹陥部３８を有するフ
   ランジ３６，３７と、この凹陥部３８の底部に配
   設された球面ソケツト３９と、から成り、前記球
   体３５が該球面ソケツト３９に係合してなる、特
   許請求の範囲第１項に記載の支持装置。 ３ 側部熱しやへい１７に取付けられたフランジ
   ３６が、ねじ４２によつてその側部熱しやへいに
   固定される一方、側部反射材９に対応するフラン
   ジ３７は側部反射材９のＴ字溝４３に挿着されて
   なる特許請求の範囲第２項に記載の支持装置。 ４ 球体３５と球面ソケツト３９が、ヘリウム雰
   囲気中における焼付きを防止する被覆４０を備え
   てなる特許請求の範囲第２項に記載の支持装置。 ５ 案内ピストン２８と押圧体２３の、互いに接
   して摺動する面が、ヘリウム雰囲気中における焼
   付きを防止する被覆２９を備えてなる特許請求の
   範囲第１項に記載の支持装置。 ６ 案内ピストン２８の外被に、ピストンの長手
   方向に沿う縦溝３３が設けられ、押圧体２３上に
   半径方向に突設したピン３４が上記縦溝３３に係
   合してなる特許請求の範囲第１項に記載の支持装
   置。 ７ 前記ピン３４が予定破壊点の役割をするよう
   に設計されてなる、特許請求の範囲第６項に記載
   の支持装置。 ８ 前記押圧体２３内に環状段部２４に接する押
   圧板３２が配設され、案内ピストン２８のばね３
   １の一端が前記押圧板３２に支持されてなる特許
   請求の範囲第１項に記載の支持装置。 ９ 横断面領域を狭めて、球体３５の脱出を阻止
   する構成要素４１が、２個のフランジ３６，３７
   の各々の円筒形凹陥部３８に配設されてなる、特
   許請求の範囲第２項に記載の支持装置。