(57)【要約】【課題】炉心入口での冷却材流量分布の均一性をより向上させ、炉心に流入する冷却材の流れの変動を抑制可能な加圧水型原子炉を提案する。【解決手段】高速炉１は、有底円筒形状の原子炉容器３の胴部３ｂに設けられた上部支持台１６および下部支持台１７と、原子炉容器に収容された炉心７と、炉心７を取り囲む炉心槽８と、炉心槽８よりも原子炉容器３の内面側に寄せて設けられた中性子遮蔽体１２と、上部支持台１６に固定された環形状の上部支持板３５、上部支持板３５の内縁部から垂下された支持円筒３６および支持円筒３６の下端部に設けられて下部支持台１７に当接されるとともに炉心７、炉心槽８および中性子遮蔽体１２を支持する円形状の下部支持板３７が一体に形成された炉心支持構造物１５と、を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒形状の原子炉容器と、
前記原子炉容器の胴部の中間部内面に設けられた上部支持台と、
前記原子炉容器の胴部の下部内面に設けられた下部支持台と、
前記原子炉容器に収容された冷却材と、
前記原子炉容器に収容されて前記冷却材に浸された炉心と、
前記炉心を取り囲む炉心槽内胴と、
前記炉心槽内胴を取り囲む炉心槽外胴と、
前記炉心槽内胴と前記炉心槽外胴との間に配置されて前記原子炉容器の長手軸方向へ移動する反射体と、
前記炉心槽外胴よりも前記原子炉容器の内面側に寄せて設けられた中性子遮蔽体と、
前記上部支持台に固定された環形状の上部支持板、前記上部支持板の内縁部から垂下された支持円筒および前記支持円筒の下端部に設けられて前記下部支持台に当接されるとともに前記炉心、前記炉心槽内胴、前記炉心槽外胴および前記中性子遮蔽体を支持する円形状の下部支持板が一体に形成された炉心支持構造物と、を備えたことを特徴とする高速炉の炉内構造。
【請求項２】
前記炉心支持構造物は、前記支持円筒の外面から環形状に突出させて一体に形成され前記中性子遮蔽体が挿通された孔を有する中間支持板を備えたことを特徴とする請求項１に記載の高速炉の炉内構造。
【請求項３】
前記中間支持板は、前記原子炉容器の長手軸方向に見て前記炉心の非存在領域に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の高速炉の炉内構造。
【請求項４】
前記下部支持板に形成された孔に遊嵌させて前記下部支持台に固定され前記炉心支持構造物の下部支持板側端部の移動を適宜に規制するスペーサを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の高速炉の炉内構造。
【請求項５】
前記炉心支持構造物の支持円筒の内側に配置されて薄板多層構造を有する熱遮蔽板を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の高速炉の炉内構造。
【請求項６】
前記上部支持板の上方に配置された中間熱交換器と、
前記中間熱交換器の内側シュラウドから前記上部支持板の近傍へ垂下された上部隔壁と、
上部隔壁から前記上部支持板の方へ開放された隙間を形成する二重円筒部および前記上部支持板から突出されて前記二重円筒部の隙間に挿入された円筒壁を有するマノメータシールと、を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の高速炉の炉内構造。
【請求項７】
前記上部支持板の上方に配置されて前記上部支持板の方向へ冷却材を流動させる流体駆動機器と、
前記流体駆動機器の吐出側に設けられたヘッダと、
前記ヘッダから前記上部支持板側へ突出されたノズルと、
前記上部支持板を貫く孔に連通されて前記ノズルから吐出される冷却材を前記上部支持板と前記下部支持板との間の流路へ導くノズル受けと、
前記ノズルと前記ノズル受けとの間を摺動自在にシールするシールリングと、を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の高速炉の炉内構造。
【請求項８】
前記下部支持板よりも前記原子炉容器の底部側に偏倚させて設けられたバックアップ支持構造物を備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の高速炉の炉内構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、高速炉の炉内構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高速炉は、有底円筒形状の原子炉容器と、原子炉容器の胴部の下部内面に設けられた炉心支持板と、原子炉容器に収容されて円柱形状に構成された炉心と、炉心を取り囲む炉心槽と、炉心槽を取り囲む隔壁と、炉心槽と隔壁との間に配置されて原子炉容器の長手軸方向へ移動する反射体と、隔壁と原子炉容器との間に配置されて炉心を取り囲む中性子遮蔽体と、中性子遮蔽体の頂部を保持する上部支持板と、原子炉容器内に収容された一次冷却材と、を備える。炉心、炉心槽、隔壁および中性子遮蔽体は、炉心支持板によって原子炉容器内に支持される。
【０００３】
また、従来の高速炉は、中性子遮蔽体の上方に順次に配置された流体駆動機器および中間熱交換器を備える。例えば電磁ポンプなどで構成された流体駆動機器は、原子炉容器内に一次冷却材の流れを発生させる。流体駆動機器から吐出された一次冷却材は、隔壁と原子炉容器との間の流路から原子炉容器の底部（下部プレナム）へ下降し、ここで反転して炉心槽の内側を上昇し、中間熱交換器を通って流体駆動機器へ戻り原子炉容器内を循環する。このように循環される一次冷却材は、中性子遮蔽体と炉心とを順次に冷却し（すなわち加熱され）、中間熱交換器で二次冷却材と熱交換される。この中間熱交換器は、保守点検を考慮して原子炉容器から取り出し可能な構造を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１１９１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷却材にナトリウムを用いた場合、冷却材温度は、およそ３５０℃から５００℃と想定される。より詳しくは、炉心出口から中間熱交換器入口までの領域（以下、「高温領域」と呼ぶ。）における冷却材温度は約５００℃、中間熱交換器出口から炉心入口までの領域（以下、「低温領域」と呼ぶ。）における冷却材温度は約３５０℃となる。特に、一次冷却材の下降流路と上昇流路とを区画する隔壁は、高温領域と低温領域との間の温度差に加えて大きな圧力差も受けるため、非常に厳しい環境に晒される。
【０００６】
一方、従来の高速炉は、中間熱交換器を挟んだ高温領域と低温領域との間における冷却材の漏洩を防ぐため、隔壁に固定したベローズ台座と、中間熱交換器に設置したシールベローズと、を備える。従来の高速炉は、中間熱交換器の重量によってベローズ台座に着座させたシールベローズを圧縮させて、中間熱交換器の入口側と出口側との一次冷却材の流通を遮断させる。しかしながら、ベローズ台座とシールベローズとのシール面は、晒される環境条件（温度差や圧力差）だけでなく、表面粗さや平面度などの製作公差、平行度や同心度など据付公差から十分なシール機能を達成する上で課題がある。高速炉は、このシール面におけるシール機能が失われると、流体駆動機器から吐出された低温領域の冷却材が中間熱交換器の入口の高温領域に流入し、中間熱交換器の入口と出口との間の温度差が減少し、熱交換性能が低下するという機能性における課題がある。このようなヒートバランスの乱れは、高速炉の出力に大きな影響をおよぼすとともに炉心への冷却材流量が失われ、炉心温度上昇という高速炉の安全性における課題である。
【０００７】
また、従来の高速炉は、炉心支持板、炉心槽、上部支持板、隔壁などの炉内構造物がそれぞれ分割されているため、それぞれの炉内構造物の熱膨張差や地震による変形を考慮して構造健全性を確保しなければならないという課題がある。さらに、高速炉は、全体的に長尺で複雑密集した構造であり、狭蓋部が多いため、これらの分割された炉内構造物の据付性に課題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、機能性、据付性および構造健全性に優れ信頼性向上を図った高速炉の炉内構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するため本発明に係る高速炉の炉内構造は、有底円筒形状の原子炉容器と、前記原子炉容器の胴部の中間部内面に設けられた上部支持台と、前記原子炉容器の胴部の下部内面に設けられた下部支持台と、前記原子炉容器に収容された冷却材と、前記原子炉容器に収容されて前記冷却材に浸された炉心と、前記炉心を取り囲む炉心槽内胴と、前記炉心槽内胴を取り囲む炉心槽外胴と、前記炉心槽内胴と前記炉心槽外胴との間に配置されて前記原子炉容器の長手軸方向へ移動する反射体と、前記炉心槽外胴よりも前記原子炉容器の内面側に寄せて設けられた中性子遮蔽体と、前記上部支持台に固定された環形状の上部支持板、前記上部支持板の内縁部から垂下された支持円筒および前記支持円筒の下端部に設けられて前記下部支持台に当接されるとともに前記炉心、前記炉心槽内胴、前記炉心槽外胴および前記中性子遮蔽体を支持する円形状の下部支持板が一体に形成された炉心支持構造物と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、機能性、据付性および構造健全性に優れ信頼性向上を図った高速炉の炉内構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る高速炉の炉内構造を示した縦断面図。
【図２】本発明に係る高速炉の炉内構造を示した模式的な縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る高速炉の炉内構造の実施形態について、図１および図２を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る高速炉の炉内構造を示した縦断面図である。
【００１４】
図１に示した高速炉１は、核燃料の交換なしに１０数年から数十年、例えば３０年程度連続して運転することができる原子炉である。高速炉１の炉出力は、３０ＭＷから百数十ＭＷ（電気出力で１万ＫＷから１０数万ＫＷ）である。高速炉１は、２５ｍから３５ｍ、例えば３０ｍ程度の全体的な高さを有する。高速炉１の炉心高さは、例えば２．５ｍ程度である。冷却材は液体ナトリウムである。冷却材の温度は、液体ナトリウムが凝固しない温度以上であり、余裕をもたせて２００℃以上、好ましくは３００℃から５５０℃である。高速炉１の各部位における冷却材の温度は、原子炉容器内の冷却材流路で３００℃から４００℃、一例として３５０℃、炉心側で５００℃から５５０℃、一例として５００℃程度である。
【００１５】
図１に示すように、高速炉１は、反射体制御方式の原子炉である。高速炉１は、有底円筒状の原子炉容器３と、原子炉容器３の頂部を閉塞させる遮蔽プラグ４と、原子炉容器３に収容された一次冷却材５と、原子炉容器３に収容されて一次冷却材５に浸された炉心７と、炉心７の周囲を取り囲む二重の円筒を有する炉心槽８と、炉心７の中心部へ出し入れ自在に構成された炉停止棒９と、炉心槽８の二重の円筒の間に配置されて原子炉容器３の長手軸方向へ移動する反射体１１と、炉心槽８よりも原子炉容器３の内面側に寄せて設けられた中性子遮蔽体１２と、炉心７、炉心槽８および中性子遮蔽体１２を支持する炉心支持構造物１５と、を備える。
【００１６】
原子炉容器３は、下端部に半球殻状の底部３ａを有する。また、原子炉容器３は、円筒状の胴部３ｂの中間部内面に設けられた上部支持台１６と、胴部３ｂの下部内面に設けられた下部支持台１７と、を備える。
【００１７】
遮蔽プラグ４は、反射体１１を移動させる反射体駆動装置１８と、炉停止棒９を移動させる炉停止棒駆動装置１９と、を原子炉容器３の頂部に支持する。
【００１８】
一次冷却材５は液体ナトリウムである。
【００１９】
炉心７は、核燃料を有する複数の燃料集合体２１を備え、全体として円柱形状に構成される。炉心７は、その下方に構成されたエントランスモジュール２２を介して炉心支持構造物１５に支持される。
【００２０】
炉心槽８は、炉心７を取り囲む炉心槽内胴２４と、炉心槽内胴２４を取り囲む炉心槽外胴２５と、を備える。炉心槽内胴２４と炉心槽内胴２４とは同心状に配置され、その間に上方へ開放された円筒形状の隙間を形成する。
【００２１】
炉停止棒９は、炉停止棒駆動装置１９によって原子炉容器３の胴部３ｂの中心線方向（すなわち、原子炉容器３の長手軸方向）へ移動自在に保持されて炉心７に出し入れされる。
【００２２】
反射体１１は、炉心槽内胴２４と炉心槽内胴２４との隙間に配置され、全体としてスリーブ形状（円筒形状あるいは円環形状）に構成される。反射体１１は、反射体駆動装置１８によって炉心７の周囲を原子炉容器３の胴部３ｂの中心線方向（すなわち、原子炉容器３の長手軸方向）へ移動し、炉心７の反応度を制御する。反射体１１は、中実な中性子反射部１１ａと、中空のキャビティ部１１ｂと、を備える。キャビティ部１１ｂは、アルゴンガスなどの不活性ガスや中性子反射能力が一次冷却材５よりも低い金属（例えば、ジルコニウムやハフニウム）を封入した中空部を有する。
【００２３】
中性子遮蔽体１２は、炉心支持構造物１５と原子炉容器３との間に配置される。中性子遮蔽体１２は、炉心７から反射体１１を透過または迂回して放射する中性子を遮蔽する。  また、高速炉１は、原子炉容器３に収容され中性子遮蔽体１２の上方に設置された円環形状の電磁ポンプ２７と、原子炉容器３に収容され電磁ポンプ２７の上方に設置された中間熱交換器２８と、を備える。電磁ポンプ２７および中間熱交換器２８は、一体あるいは一体的に構成され、中間熱交換器２８から上方へ延びた熱交換器支持構造２９によって原子炉容器３に垂下させて保持される。
【００２４】
電磁ポンプ２７は、原子炉容器３内の一次冷却材５を循環させる流体駆動機器であり、原子炉容器３の内面に略平行させて環形状に構成される。
【００２５】
中間熱交換器２８は、一次冷却材５と二次冷却材３１との熱交換を行う。この二次冷却材３１は、二次冷却材入口ノズル３２から流入して中間熱交換器２８に至り、中間熱交換器２８で一次冷却材５と熱交換して温度上昇した後、二次冷却材出口ノズル３３から原子炉容器３外の蒸気発生器（図示省略）に送られる。二次冷却材３１も、一次冷却材５と同様に液体ナトリウムである。
【００２６】
図２は、本発明に係る高速炉の炉内構造を示した模式的な縦断面図である。
【００２７】
図２に示すように、高速炉１の炉心支持構造物１５は、原子炉容器３の上部支持台１６に固定された環形状の上部支持板３５と、上部支持板３５の内縁部から垂下された支持円筒３６と、支持円筒３６の下端部に設けられて原子炉容器３の下部支持台１７に当接されるとともに炉心７、炉心槽８（すなわち、炉心槽内胴２４および炉心槽外胴２５）および中性子遮蔽体１２を支持する円形状の下部支持板３７と、支持円筒３６の外面から環形状に突出させて形成された中間支持板３８と、を備える。上部支持板３５、支持円筒３６、下部支持板３７および中間支持板３８は、一体に形成される。炉心支持構造物１５は、ＳＵＳ３０４などのオーステナイト系鋼材や、耐放射線性や強度を考慮してフェライト系鋼材を用いて構成される。また、炉心支持構造物１５は、高速炉１の定常運転時に下部支持板３７を下部支持台１７に当接させる。
【００２８】
下部支持板３７は、その略中央にエントランスモジュール２２を介して炉心７を支持し、炉心７の周囲であり支持円筒３６の内側に炉心槽８を支持し、支持円筒３６より外側に中性子遮蔽体１２を支持する。また、下部支持板３７は、支持円筒３６の内側の領域に表裏を貫く多数の第一流路孔３７ａと、支持円筒３６の外側の領域に表裏を貫く多数の第二流路孔３７ｂと、を有する。
【００２９】
また、下部支持板３７は、下部支持台１７に重なり合う外周縁部に孔部３７ｃを有する。孔部３７ｃには、下部支持台１７に固定されたスペーサ４１が遊嵌される。スペーサ４１は、孔部３７ｃとの隙間の範囲で原子炉容器３の長手軸方向および径方向における下部支持板３７の移動を許容しつつ炉心支持構造物１５の下部支持台１７側端部の移動を適宜に規制する。なお、スペーサ４１に代えてキー構造を用いて下部支持板３７を支持しても良い。また、支持円筒３６の軸長低減や材料選定等により、原子炉容器３と支持円筒３６の熱膨張差を小さくできる場合、下部支持板３７を下部支持台１７にボルトなどの締結部材で固定しても良い。この場合は、より堅牢な炉心支持構造とすることができる。
【００３０】
さらに、下部支持板３７は、炉心槽８の炉心槽内胴２４と炉心槽外胴２５との間の隙間に連通された流通孔３７ｄを有する。流通孔３７ｄから炉心槽８へ流れ込む一次冷却材５は、反射体１１を冷却する。
【００３１】
上部支持板３５は、外周縁を原子炉容器３の上部支持台１６に載せて炉心支持構造物１５全体の重量を支持する。すなわち、上部支持板３５、支持円筒３６、下部支持板３７および中間支持板３８が一体化された炉心支持構造物１５は、上部支持板３５によって原子炉容器３の上部支持台１６に固定される。上部支持板３５は、ボルトなどの締結部材４２によって上部支持台１６に固定される。また、上部支持板３５は、柱形状の中性子遮蔽体１２の頂部を保持し、倒れ込まないように保持する。
【００３２】
上部支持板３５は、その内周３５ａと炉心槽８（より詳しくは、炉心槽外胴２５）との間に挟み込まれたシール部材４４を介して炉心槽外胴２５の熱膨張による伸縮を阻害しないように炉心槽８の径方向を保持する。
【００３３】
支持円筒３６は、その内周に熱遮蔽板４５を備える。熱遮蔽板４５は、薄板多層構造に構成されるとともに、原子炉容器３の長手軸方向に見て炉心７の存在する高さの範囲（炉心７の存在領域）に配置され、炉心７の発生させた熱から支持円筒３６を保護する。
【００３４】
中間支持板３８は、中性子遮蔽体１２が挿通された孔部３８ａを有する。中間支持板３８は、原子炉容器３の長手軸方向に見て炉心７の存在する高さの範囲外（炉心７の非存在領域）に配置される。また、中間支持板３８は、中性子遮蔽体１２の倒れ込みを支持するとともに、支持円筒３６の強め輪として機能する。
【００３５】
一方、高速炉１は、中間支持板３８に並設させて中性子遮蔽体４７を保持する中間支持台４８を備える。中性子遮蔽体４７は、中性子遮蔽体１２に比べて長さが短い。
【００３６】
また、高速炉１は、中間熱交換器２８の内側シュラウド２８ａから上部支持板３５の近傍へ垂下された上部隔壁５１と、上部隔壁５１と上部支持板３５との間に設けられたマノメータシール５２と、電磁ポンプ２７の吐出を中性子遮蔽体１２へ導くシール構造５３と、炉心槽８か上方へ突出させてマノメータシール５２およびシール構造５３の内側に配置された円筒壁５４と、を備える。
【００３７】
ここで、先ず、電磁ポンプ２７および中間熱交換器２８は、中間熱交換器２８の出口と電磁ポンプ２７の入口とを連通させる中間プレナム５７を区画した中間ヘッダ５８によって一体化される。中間ヘッダ５８は、電磁ポンプ２７の周囲から一次冷却材５を電磁ポンプ２７の入口側へ導く貫通口５８ａを有する。
【００３８】
上部隔壁５１は、中間熱交換器２８の内側シュラウドの上端部から吊下げ支持されて電磁ポンプ２７および中間熱交換器２８よりも内側に配置された筒形状の構造体である。上部隔壁５１は、電磁ポンプ２７および中間熱交換器２８の内側に一次冷却材５の高温領域を区画し、原子炉容器３との間に電磁ポンプ２７および中間熱交換器２８が配置された一次冷却材５の流路を区画する。
【００３９】
なお、電磁ポンプ２７および中間熱交換器２８の内側に区画された一次冷却材５の高温領域は、炉心７で温められた一次冷却材５が上昇流を生じる上部プレナム６１である。また、原子炉容器３との間に電磁ポンプ２７および中間熱交換器２８が配置された一次冷却材５の流路は、上部隔壁５１の上端を内側から外側へと越えて中間熱交換器２８、電磁ポンプ２７の順に下降流を生じる環状下降流路６２である。
【００４０】
上部隔壁５１の内面は、一次冷却材５の高温領域に晒され、上部隔壁５１の外面は、中間熱交換器２８による熱交換前後の一次冷却材５に晒される。上部隔壁５１は、このような激しい温度勾配を有する環境に晒されるため、それぞれの領域の温度差を維持できる熱遮蔽機能が必要であり、薄板多層構造に構成される。また、上部隔壁５１は、例えばセラミック等の断熱材を配した構造でも良い。
【００４１】
マノメータシール５２は、上部隔壁５１から上部支持板３５の方へ開放された隙間を形成する二重円筒板６５と、上部支持板３５から突出させて二重円筒板６５の隙間に挿入された円筒壁６６と、備える。マノメータシール５２は、二重円筒板６５の隙間にアルゴンガスなどの不活性ガスが充填され、上部プレナム６１と電磁ポンプ２７周辺との圧力差により均衡して電磁ポンプ２７から吐出側と上部プレナム６１側との間の漏洩量を極めて小さく、ほぼゼロにする。また、この圧力差は、中間熱交換器２８内部の圧力損失にほぼ等しく、高々数ｋＰａ程度である。したがって、マノメータシール５２における不活性ガスと一次冷却材５との液面の差は、数百ｍｍ程度に留まる。さらに、マノメータシール５２に充填された不活性ガスは、高温領域である上部プレナム６１から低温領域である環状下降流路６２への熱移行も低減する。
【００４２】
シール構造５３は、電磁ポンプ２７の吐出側に設けられたヘッダ６８と、ヘッダ６８から上部支持板３５側へ突出されたノズル６９と、上部支持板３５を貫く流路孔３５ｂに連通されてノズル６９から吐出される一次冷却材５を上部支持板３５と下部支持板３７との間の流路へ導くノズル受け７１（ノズル受け）と、ノズル６９とノズル受け７１との間を摺動自在にシールするシールリング７２と、を備える。ヘッダ６８は、電磁ポンプ２７の出口を覆うような環形状の流路を区画する。ノズル６９は、環形状のヘッダ６８に沿わせて複数設けられる。シールリング７２は、二重以上にしても良い。
【００４３】
シール構造５３は、ノズル受け７１に摺動自在に差し込まれたノズル６９によって、電磁ポンプ２７および中間熱交換器２８と炉心支持構造物１５との間の熱膨張差を吸収しつつ電磁ポンプ２７から吐出された一次冷却材５を効率的に原子炉容器３の循環流にする。仮に、電磁ポンプ２７から吐出された一次冷却材５が電磁ポンプ２７の周辺へと漏洩しても、中間ヘッダ５８の貫通口５８ａから再度電磁ポンプ２７へ吸い込まれて循環流を発生させる。なお、電磁ポンプ２７とヘッダ６８との間に流量計を設置できる。
【００４４】
円筒壁５４は、マノメータシール５２およびシール構造５３を高温領域の高熱から保護する熱遮蔽板である。
【００４５】
このように構成された高速炉１は、先ず、炉心７で一次冷却材５を加熱する。熱された一次冷却材５は、上部プレナム６１を上昇し、上部隔壁５１の頂部を越えて中間熱交換器２８へ流入する。中間熱交換器２８へ流入した一次冷却材５は、二次冷却材３１との間で熱交換を行って冷却された後、中間ヘッダ５８を通過して電磁ポンプ２７に吸い込まれる。電磁ポンプ２７は、吸い込んだ一次冷却材５を炉心支持構造物１５の上部支持板３５へ向かって吐出する。電磁ポンプ２７から吐出された一次冷却材５は、シール構造５３および上部支持板３５の流路孔３５ｂを通過して中性子遮蔽体１２を冷却しつつ下降し、炉心支持構造物１５の下部支持板３７の第二流路孔３７ｂを通過して原子炉容器３の底部の下部プレナム７３に達する。下部プレナム７３に達した一次冷却材５は、反転して上昇流となり、下部支持板３７の第一流路孔３７ａを通過してエントランスモジュール２２を経由し、再び炉心７へ流入する。これらの一次冷却材５の流れを図２中に実線矢で示す。
【００４６】
このように構成された本実施形態に係る高速炉１は、一体に形成された炉心支持構造物１５を原子炉容器３（より詳しくは原子炉容器３の上部支持台１６）で吊り下げるように支持する構造を備えたことによって、炉心７、エントランスモジュール２２、炉心槽８および中性子遮蔽体１２の一体取出しを可能とし、据付性の大幅な向上を図ることができる。
【００４７】
また、本実施形態に係る高速炉１は、炉心支持構造物１５の下部支持板３７を下部支持台１７に固定せず、原子炉容器３の長手軸方向および径方向に移動可能に構成したことによって、原子炉容器３と炉心支持構造物１５との熱膨張差や地震時における変位を許容しつつ支持できる。
【００４８】
さらに、本実施形態に係る高速炉１は、炉心支持構造物１５の中間支持板３８によって、支持円筒３６の強め輪として座屈や差圧に対する強度を向上させつつ中性子遮蔽体１２の倒れ込みを防ぐことができる。この、中間支持板３８は、炉心７の非存在領域に配置され、放射線の照射条件の厳しい炉心７中心部における照射脆化による構造健全性の低下を回避できる。
【００４９】
さらにまた、本実施形態に係る高速炉１は、支持円筒３６の内側に熱遮蔽板４５を備え、支持円筒３６の内側と外側との間の温度差を抑制して熱応力を低減させ炉心支持構造物１５の構造健全性を保つ。また、熱遮蔽板４５によって反射体１１周辺の温度勾配も緩和され、反射体１１に生じる熱応力を低減できる。
【００５０】
また、本実施形態に係る高速炉１は、マノメータシール５２によって、電磁ポンプ２７から吐出される一次冷却材５における高温領域と低温領域との間の漏洩量をほぼゼロにでき、熱交換性悪化による原子炉性能の低下を回避できる。また、マノメータシール５２の内側に円筒壁５４を設けたことで熱移行も低減できる。
【００５１】
さらに、本実施形態に係る高速炉１は、シール構造５３によって、電磁ポンプ２７から吐出される一次冷却材５における漏洩量を最小限に抑えることができ、原子炉性能への影響を低減できる。
【００５２】
さらにまた、本実施形態に係る高速炉１は、バックアップ支持構造物７４を備え、万一の炉心支持構造物１５の破損時にも炉心７の健全性を保持できる。
【００５３】
したがって、本実施形態に係る高速炉１の炉内構造は、機能性、据付性および構造健全性に優れ信頼性向上が図られる。
【符号の説明】
【００５４】
１  高速炉
３  原子炉容器
３ａ  底部
３ｂ  胴部
４  遮蔽プラグ
５  一次冷却材
７  炉心
８  炉心槽
９  炉停止棒
１１  反射体
１１ａ  中性子反射部
１１ｂ  キャビティ部
１２  中性子遮蔽体
１５  炉心支持構造物
１６  上部支持台
１７  下部支持台
１８  反射体駆動装置
１９  炉停止棒駆動装置
２１  燃料集合体
２２  エントランスモジュール
２４  炉心槽内胴
２５  炉心槽外胴
２７  電磁ポンプ
２８  中間熱交換器
２８ａ  内側シュラウド
２９  熱交換器支持構造
３１  二次冷却材
３２  二次冷却材入口ノズル
３３  二次冷却材出口ノズル
３５  上部支持板
３５ａ  内周
３５ｂ  流路孔
３６  支持円筒
３７  下部支持板
３７ａ  第一流路孔
３７ｂ  第二流路孔
３７ｃ  孔部
３７ｄ  流通孔
３８  中間支持板
３８ａ  孔部
４１  スペーサ
４２  締結部材
４４  シール部材
４５  熱遮蔽板
４７  中性子遮蔽体
４８  中間支持台
５１  上部隔壁
５２  マノメータシール
５３  シール構造
５４  円筒壁
５７  中間プレナム
５８  中間ヘッダ
５８ａ  貫通口
６１  上部プレナム
６２  環状下降流路
６５  二重円筒板
６６  円筒壁
６８  ヘッダ
６９  ノズル
７１  ノズル受け
７２  シールリング
７３  下部プレナム
７４  バックアップ支持構造物
【図１】
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【図２】
2011242169.tif 000004