(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁ポンプを内蔵した蒸気発生器と、
１次ナトリウムと２次ナトリウムとの間で熱交換を行うための中間熱交換器と、
前記蒸気発生器と前記中間熱交換器とを接続する２次主配管と、
前記蒸気発生器を収納する建屋の内部に揺動自在に吊下され、前記蒸気発生器の下部を支持する可動支持部材と、を備え、
前記２次主配管の長さが熱膨張によって変化した場合には、前記可動支持部材と共に前記蒸気発生器が変位することによって前記２次主配管の長さの変化が吸収されることを特徴とする高速炉冷却系設備。
【請求項２】
前記２次主配管は、前記蒸気発生器と前記中間熱交換器との間に直線状に延設されていることを特徴とする請求項１記載の高速炉冷却系設備。
【請求項３】
放出系配管を介して前記蒸気発生器に接続された２次ナトリウムダンプタンクと、
純化系配管を介して前記蒸気発生器に接続された２次ナトリウムコールドトラップと、をさらに備え、
前記２次ナトリウムダンプタンク及び前記２次ナトリウムコールドトラップの一方又は両方が前記可動支持部材によって支持されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高速炉冷却系設備。
【請求項４】
前記放出系配管及び前記純化系配管の一方又は両方がベローズを有することを特徴とする請求項３記載の高速炉冷却系設備。
【請求項５】
前記２次ナトリウムダンプタンクと前記２次ナトリウムコールドトラップとを近接配置して収納容器の内部に収納したことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の高速炉冷却系設備。
【請求項６】
前記収納容器は前記可動支持部材によって支持されていることを特徴とする請求項５記載の高速炉冷却系設備。
【請求項７】
前記蒸気発生器を強制的に変位させて前記２次主配管に引張荷重を作用させるための荷重負荷装置をさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の高速炉冷却系設備。
【請求項８】
前記２次主配管は、ホットレグ配管と、このホットレグ配管よりも長いコールドレグ配管とからなり、
前記ホットレグ配管をステンレス鋼によって形成し、前記コールドレグ配管を前記ステンレス鋼の熱膨張率よりも小さな熱膨張率を有する低合金鋼によって形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の高速炉冷却系設備。
【請求項９】
前記可動支持部材は支持ロッドを介して吊下されたリングガーダを備え、前記支持ロッドの上端は前記建屋の壁面に枢着され、前記支持ロッドの下端は前記リングガーダに枢着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の高速炉冷却系設備。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の高速炉冷却系設備を設置するための設置方法であって、
前記可動支持部材で支持された前記蒸気発生器を強制力によって前記中間熱交換器の方向に変位させ、変位した状態にある前記蒸気発生器に前記２次主配管を接続し、しかる後に前記強制力を解除することによって前記２次主配管に引張荷重を負荷させることを特徴とする高速炉冷却系設備の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速炉冷却系設備及びその設置方法に係わり、特に、冷却材として液体ナトリウムを使用する高速炉の冷却系設備及びその設置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来の高速炉の１つであるナトリウム冷却型高速増殖炉の冷却系設備の概略を示した構成図である。図１１に示したように従来の高速増殖炉は、原子炉格納容器９００の外側に設置された蒸気発生器９０１、及び原子炉格納容器９００の内側に設置された中間熱交換器９０３を備えている。そして、図示しない原子炉容器内の炉心からの熱によって加熱された１次ナトリウムが１次主配管９１３を経由して中間熱交換器９０３内に流入し、この中間熱交換器９０３において１次ナトリウムと２次ナトリウムとの間で熱交換が行われる。この熱交換によって高温となった２次ナトリウムはホットレグ配管９０５を経由して蒸気発生器９０１内に流入し、この蒸気発生器９０１において２次ナトリウムと水との間で熱交換が行われる。
【０００３】
蒸気発生器９０１にて熱交換して低温となった２次ナトリウムは、ミドルレグ配管９０４を経由して２次主循環ポンプ９０２に流入し、この２次主循環ポンプ９０２によって昇圧された後、コールドレグ配管９０６を経由して再び中間熱交換器９０３に還流される。
【０００４】
一方、給水配管９１５を経由して蒸気発生器９０１に流入した水は、この蒸気発生器９０１内で２次ナトリウムと熱交換を行って加熱されて蒸気となり、この蒸気は主蒸気配管９１４を経由して図示しないタービン設備に送られる。
【０００５】
さらに、従来の高速増殖炉は補助系設備として、２次ナトリウム受入初期段階で混入する不純物及びプラント運転時に蒸気発生器伝熱管（図示せず）を介して混入する水素等の不純物を取り除くために、２次ナトリウムコールドトラップ９０８及び純化系配管９１１が設置されている。また、冷却系設備を構成する機器の補修時など、２次ナトリウムのドレンが必要となった場合にこのドレンを可能とするために、各機器からのドレン配管９１０及び２次ナトリウムダンプタンク９０７が設置されている。
【０００６】
また、蒸気発生器９０１において万が一伝熱管から水リークが発生すると、漏洩した水と２次ナトリウムとが激しく反応し、このナトリウム−水反応によって熱が発生すると共に急激な圧力上昇が生じる。そこで、この圧力上昇を緩和するために蒸気発生器９０１には放出系配管９０９が接続され、この放出系配管９０９の放出端は２次ナトリウムダンプタンク９０７に接続されている。放出系配管９０９の途中にはラプチャーディスク９１２が設けられており、通常時にはこのラプチャーディスク９１２によって放出系配管９０９の流路が遮断されている。
【０００７】
一方、蒸気発生器９０１内で水リークが発生すると、ナトリウム−水反応によって上昇した圧力によってラプチャーディスク９１２が破裂し、圧力が２次ナトリウムダンプタンク９０７に開放されることによって過大な圧力の発生が防止される。また、ナトリウム−水反応によって生じた反応生成物は放出系配管９０９を経由して２次ナトリウムダンプタンク９０７に流入した後、図示しないサイクロンセパレータに移送される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の高速炉の冷却系設備においては、２次ナトリウムを輸送するための２次主配管、すなわちホットレグ配管９０５、ミドルレグ配管９０４、及びコールドレグ配管９０６が、高温の２次ナトリウムからの熱によって加熱されて熱膨張する。このため、例えば中間熱交換器９０３と蒸気発生器９０１とを接続するホットレグ配管９０５を直線状に設けると、ホットレグ配管９０５に生じる熱応力が過大なものとなって成立しない。そこで、２次主配管の熱膨張を吸収するためのエルボ部が２次主配管の適所に設置されている。
【０００９】
さらに、従来の高速炉の冷却系設備においては、蒸気発生器９０１と２次主循環ポンプ９０２とを別置きの独立機器として設置するようにしたので、２次主循環ポンプ９０２を中間熱交換器９０３と蒸気発生器９０１との間に設置する必要があった。このため、中間熱交換器９０３と２次主循環ポンプ９０２とを連結するためのコールドレグ配管９０６、及び２次主循環ポンプ９０２と蒸気発生器９０１とを連結するためのミドルレグ配管９０４の２種類の配管が必要となり、さらに、これらの配管９０６、９０４のそれぞれに対して熱膨張対策としてのエルボ部を設ける必要があった。
【００１０】
また、２次ナトリウムコールドトラップ９０８、２次ナトリウムダンプタンク９０７、放出系配管９０９などを含む補助系設備においても各種の配管が必要であり、しかもこれらの配管を引き回すために広いスペースが必要であった。
【００１１】
このように従来の高速炉の冷却系設備においては、２冷却系設備を構成する配管の種類が非常に多く、しかも、それぞれの配管に対してエルボ部を設ける必要があったので、配管系が長大なものとなってしまい、ひいてはこれらの配管系を収納するための２次冷却系の建屋が大規模なものになっており、機器及び建屋物量が多大のものとなっていた。
【００１２】
さらに、ナトリウムを内包する配管に対してはナトリウム漏洩対策として、漏洩したナトリウムを受け止めるための鋼製のライナーなどの設備を設ける必要があるが、上述したように従来の高速炉の２次冷却系設備の配管は長大であるため、ナトリウム漏洩対策のための設備を広範囲にわたって設置する必要があり、漏洩対策設備のための物量が多大のものとなっていた。
【００１３】
また、確率論的に言えばナトリウム配管の長さが長くなる程、ナトリウム漏洩が発生する可能性が高くなるので、ナトリウム配管の長さを極力短くしたいという安全上の要求がある。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、冷却系設備の配管長を短縮することができる高速炉冷却系設備を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明による高速炉冷却系設備は、電磁ポンプを内蔵した蒸気発生器と、１次ナトリウムと２次ナトリウムとの間で熱交換を行うための中間熱交換器と、前記蒸気発生器と前記中間熱交換器とを接続する２次主配管と、前記蒸気発生器を収納する建屋の内部に揺動自在に吊下され、前記蒸気発生器の下部を支持する可動支持部材と、を備え、前記２次主配管の長さが熱膨張によって変化した場合には、前記可動支持部材と共に前記蒸気発生器が変位することによって前記２次主配管の長さの変化が吸収されることを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明による高速炉冷却系設備は、前記２次主配管は、前記蒸気発生器と前記中間熱交換器との間に直線状に延設されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明による高速炉冷却系設備は、放出系配管を介して前記蒸気発生器に接続された２次ナトリウムダンプタンクと、純化系配管を介して前記蒸気発生器に接続された２次ナトリウムコールドトラップと、をさらに備え、前記２次ナトリウムダンプタンク及び前記２次ナトリウムコールドトラップの一方又は両方が前記可動支持部材によって支持されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明による高速炉冷却系設備は、前記放出系配管及び前記純化系配管の一方又は両方がベローズを有することを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明による高速炉冷却系設備は、前記２次ナトリウムダンプタンクと前記２次ナトリウムコールドトラップとを近接配置して収納容器の内部に収納したことを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の発明による高速炉冷却系設備は、前記収納容器は前記可動支持部材によって支持されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項７記載の発明による高速炉冷却系設備は、前記蒸気発生器を強制的に変位させて前記２次主配管に引張荷重を作用させるための荷重負荷装置をさらに有することを特徴とする。
【００２２】
請求項８記載の発明による高速炉冷却系設備は、前記２次主配管は、ホットレグ配管と、このホットレグ配管よりも長いコールドレグ配管とからなり、前記ホットレグ配管をステンレス鋼によって形成し、前記コールドレグ配管を前記ステンレス鋼の熱膨張率よりも小さな熱膨張率を有する低合金鋼によって形成したことを特徴とする。
【００２３】
請求項９記載の発明による高速炉冷却系設備は、前記可動支持部材は支持ロッドを介して吊下されたリングガーダを備え、前記支持ロッドの上端は前記建屋の壁面に枢着され、前記支持ロッドの下端は前記リングガーダに枢着されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１０記載の発明による高速炉冷却系設備は、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の高速炉冷却系設備を設置するための設置方法であって、前記可動支持部材で支持された前記蒸気発生器を強制力によって前記中間熱交換器の方向に変位させ、変位した状態にある前記蒸気発生器に前記２次主配管を接続し、しかる後に前記強制力を解除することによって前記２次主配管に引張荷重を負荷させることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態による高速炉冷却系設備について図１を参照して説明する。なお、本実施形態及び後述する各実施形態による高速炉冷却系設備は、冷却材として液体ナトリウムを使用するタイプの高速炉の冷却系設備であり、原子炉のタイプは増殖型であると否とを問わないものである。
【００２６】
図１は本実施形態による高速炉冷却系設備の概略構成を示した図であり、この高速炉冷却系設備は、原子炉格納容器９００の外側に設置された蒸気発生器１、及び原子炉格納容器９００の内側に設置された中間熱交換器１３を備えている。蒸気発生器１を収納する建屋４の内部には可動支持部材であるリングガーダ３が揺動自在に吊下されており、このリングガーダ３の上に蒸気発生器１が載置され、固定されている。
【００２７】
リングガーダ３は複数の支持ロッド２を介して吊下されており、支持ロッド２の上端はピン１６を介して建屋４の壁面に枢着され、支持ロッド２の下端はピン１６を介してリングガーダ３に枢着されている。このように蒸気発生器１はリングガーダ３及び支持ロッド２によってフローティングサポート方式で支持されている。
【００２８】
蒸気発生器１と中間熱交換器１３との間は、２次主配管を構成するホットレグ配管５及びコールドレグ配管６によって接続されており、これらの配管５、６は蒸気発生器１と中間熱交換器１３との間に直線状に延設されている。なお、コールドレグ配管６はホットレグ配管５よりも長い。
【００２９】
また、蒸気発生器１の内部には２次ナトリウムを循環させるための電磁ポンプ（図示せず）が設けられており、このため、本実施形態による高速炉冷却系設備においては、図１１に示した従来の冷却系設備におけるミドルレグ配管９０４は不要であり、削除されている。
【００３０】
そして、図示しない原子炉容器内の炉心からの熱によって加熱された１次ナトリウムが１次主配管９１３を経由して中間熱交換器１３内に流入し、この中間熱交換器１３において１次ナトリウムと２次ナトリウムとの間で熱交換が行われる。この熱交換によって高温となった２次ナトリウムはホットレグ配管５を経由して蒸気発生器１内に流入し、この蒸気発生器１において２次ナトリウムと水との間で熱交換が行われる。
【００３１】
蒸気発生器１にて熱交換して低温となった２次ナトリウムは、蒸気発生器１内の電磁ポンプによって昇圧され、コールドレグ配管６を経由して再び中間熱交換器１３に還流される。
【００３２】
一方、蒸気発生器１の胴体下部には給水配管１５が接続されており、この給水配管１５を経由して蒸気発生器１に水が流入する。蒸気発生器１に流入した水は、蒸気発生器１の伝熱管（図示せず）の内部を流れる２次ナトリウムと熱交換を行って加熱され、蒸気となって主蒸気配管１４を経由して図示しないタービン設備に送られる。
【００３３】
さらに、本実施形態による高速炉冷却系設備は補助系設備として、２次ナトリウム受入初期段階で混入する不純物及びプラント運転時に蒸気発生器伝熱管を介して混入する水素等の不純物を取り除くために、２次ナトリウムコールドトラップ８が設置されている。この２次ナトリウムコールドトラップ８は蒸気発生器１に近接して配置され、ベローズ１２を有する純化系配管１１によって蒸気発生器１に接続されている。
【００３４】
また、冷却系設備を構成する機器の補修時など、２次ナトリウムのドレンが必要となった場合にこのドレンを可能とするために２次ナトリウムダンプタンク７が設置されている。この２次ナトリウムダンプタンク７は蒸気発生器１に近接して配置され、ベローズ１２を有するドレン配管１０によって蒸気発生器１に接続されている。
【００３５】
また、蒸気発生器１において万が一伝熱管から水リークが発生すると、漏洩した水と２次ナトリウムとが激しく反応し、このナトリウム−水反応によって熱が発生すると共に急激な圧力上昇が生じる。そこで、この圧力上昇を緩和するために蒸気発生器１の下部にはベローズ１２を有する放出系配管９が接続され、この放出系配管９の放出端は２次ナトリウムダンプタンク７に接続されている。放出系配管９の途中にはラプチャーディスク１７が設けられており、通常時にはこのラプチャーディスク１７によって放出系配管９の流路が仕切られている。
【００３６】
一方、蒸気発生器１内で水リークが発生すると、ナトリウム−水反応によって上昇した圧力によってラプチャーディスク１７が破裂し、圧力が２次ナトリウムダンプタンク７に開放されることによって過大な圧力の発生が防止される。また、ナトリウム−水反応によって生じた反応生成物は放出系配管９を経由して２次ナトリウムダンプタンク７に流入した後、図示しないサイクロンセパレータに移送される。
【００３７】
次に、本実施形態による高速炉冷却系設備の作用について説明する。
【００３８】
原子炉運転時においては、２次ナトリウムを輸送するための２次主配管、すなわちホットレグ配管５及びコールドレグ配管６が２次ナトリウムの熱によって加熱されて膨張する。ここで、中間熱交換器１３は原子炉格納容器９００内に固定して配置されているので、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６が熱膨張した場合には、中間熱交換器１３を固定点として蒸気発生器１の方向にホットレグ配管５及びコールドレグ配管６が延びる。
【００３９】
すると、蒸気発生器１は揺動自在のリングガーダ３に固設されているので、熱膨張したホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の反力によって蒸気発生器１がリングガーダ３と共に水平移動して初期位置から変位し、この変位によってホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の長さの変化が吸収される。
【００４０】
また、放出系配管９、ドレン配管１０及び純化系配管１１は各ベローズ１２で取り合って２次ナトリウムダンプタンク７及び２次ナトリウムコールドトラップ８に接続されているので、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の熱膨張によって蒸気発生器１が変位した場合には、２次ナトリウムダンプタンク７及び２次ナトリウムコールドトラップ８に対する蒸気発生器１の相対的な変位は各ベローズ１２によって吸収される。
【００４１】
以上述べたように本実施形態による高速炉冷却系設備によれば、電磁ポンプを内蔵した蒸気発生器１を揺動自在のリングガーダ３に固設し、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の熱膨張による延びが蒸気発生器１の変位によって吸収されるようにしたので、熱膨張を吸収するためのエルボ部をホットレグ配管５及びコールドレグ配管６に設ける必要がない。このため、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６を直線状に延設することができるので、これらの配管５、６の長さを大幅に短縮することができる。
【００４２】
また、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６を短くすれば、建屋４を小型化して建屋物量を減らすことが可能であり、また、ナトリウム漏洩対策設備のための物量も減らすことできるので、プラントの建設コストを低減することができる。また、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の長さが短くなれば、ナトリウム接液面積が減少してナトリウム漏洩の発生確率が小さくなるので、プラントの安全性・信頼性が向上する。
【００４３】
さらに、補助系設備を構成する２次ナトリウムダンプタンク７及び２次ナトリウムコールドトラップ８を蒸気発生器１に近接して配置したので、放出系配管９、ドレン配管１０及び純化系配管１１等の補助系配管を短くすることが可能であり、このため、プラントの建設コストの低減及びプラントの安全性・信頼性の向上を図ることができる。
【００４４】
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態による高速炉冷却系設備について図２を参照して説明する。なお、本実施形態による高速炉冷却系設備は上記第１実施形態の構成を一部変更したものであり、図２において上記第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付して説明する。
【００４５】
図２に示したように本実施形態による高速炉冷却系設備は、蒸気発生器１のほぼ直下に配置された収納容器２０１を備えており、２次ナトリウムダンプタンク７及び２次ナトリウムコールドトラップ８は近接配置されて収納容器２０１の内部に共に収納されている。
【００４６】
収納容器２０１は上部デッキ２０２を備えており、２次ナトリウムダンプタンク７及び２次ナトリウムコールドトラップ８は支持スカート２０３、２０４によって上部デッキ２０２から吊り下げられている。そして、放出系配管９、ドレン配管１０、純化系配管１１等のナトリウム配管の大部分は収納容器２０１の内部で引き回されている。
【００４７】
リングガーダ３と収納容器２０１との間には可撓性のシール部材２０５が設けられ、このシール部材２０５によって蒸気発生器１の下方空間及び収納容器２０１の内部空間が外側雰囲気から遮断されている。
【００４８】
以上述べたように本実施形態による高速炉冷却系設備によれば、２次ナトリウムダンプタンク７、２次ナトリウムコールドトラップ８及びナトリウム配管を集中配置し、これらを収納容器２０１の内部に収納するようにしたので、機器或いは配管からナトリウム漏洩が生じた場合には漏洩ナトリウムは収納容器２０１内で受け止められ、他のエリアへの影響を防止することができる。
【００４９】
第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態による高速炉冷却系設備について図３を参照して説明する。なお、本実施形態による高速炉冷却系設備は上記第２実施形態の構成を一部変更したものであり、図３において上記第２実施形態と同一構成要素には同一符号を付して説明する。
【００５０】
図３に示したように本実施形態による高速炉冷却系設備においては、２次ナトリウムコールドトラップ８を支持するための支持スカート３０４がリングガーダ３に取り付けられており、この支持スカート３０４によって２次ナトリウムコールドトラップ８がリングガーダ３に固設されている。また、蒸気発生器１と２次ナトリウムコールドトラップ８とを接続する純化系配管１１にはベローズが設けられていない。
【００５１】
そして、本実施形態による高速炉冷却系設備においては、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の熱膨張によって蒸気発生器１及びリングガーダ３が変位した場合には、リングガーダ３に固設された２次ナトリウムコールドトラップ８も同様に変位する。
【００５２】
以上述べたように本実施形態による高速炉冷却系設備によれば、２次ナトリウムコールドトラップ８をリングガーダ３から支持するようにしたので、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の熱膨張によって蒸気発生器１が変位した場合でも、蒸気発生器１と２次ナトリウムコールドトラップ８との間に相対変位が生じることがなく、このため、ベローズ等の相対変位吸収機構を純化系配管１１に設ける必要がなく、構造の簡素化を図ることができる。
【００５３】
第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態による高速炉冷却系設備について図４を参照して説明する。なお、本実施形態による高速炉冷却系設備は上記第３実施形態の構成を一部変更したものであり、図４において上記第３実施形態と同一構成要素には同一符号を付して説明する。
【００５４】
図４に示したように本実施形態による高速炉冷却系設備においては、２次ナトリウムダンプタンク７を支持するための支持スカート４０３がリングガーダ３に取り付けられており、この支持スカート４０３によって２次ナトリウムダンプタンク７がリングガーダ３に固設されている。また、蒸気発生器１と２次ナトリウムダンプタンク７とを接続する放出系配管９にはベローズが設けられていない。このように本実施形態においては２次ナトリウムダンプタンク７及び２次ナトリウムコールドトラップ８の両方がリングガーダ３から支持されている。
【００５５】
そして、本実施形態による高速炉冷却系設備においては、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の熱膨張によって蒸気発生器１及びリングガーダ３が変位した場合には、２次ナトリウムコールドトラップ８のみならず２次ナトリウムダンプタンク７も、蒸気発生器１及びリングガーダ３と共に変位する。
【００５６】
以上述べたように本実施形態による高速炉冷却系設備によれば、２次ナトリウムコールドトラップ８のみならず２次ナトリウムダンプタンク７もリングガーダ３から支持するようにしたので、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の熱膨張によって蒸気発生器１が変位した場合でも、蒸気発生器１と２次ナトリウムダンプタンク７との間に相対変位が生じることがなく、このため、ベローズ等の相対変位吸収機構を放出系配管９に設ける必要がなく、上記第３実施形態よりもさらに構造の簡素化を図ることができる。
【００５７】
第５実施形態
次に、本発明の第５実施形態による高速炉冷却系設備について図５を参照して説明する。なお、本実施形態による高速炉冷却系設備は上記第４実施形態の構成を一部変更したものであり、図５において上記第４実施形態と同一構成要素には同一符号を付して説明する。
【００５８】
図５に示したように本実施形態による高速炉冷却系設備においては、２次ナトリウムダンプタンク７及び２次ナトリウムコールドトラップ８のみならず、収納容器２０１もリングガーダ３に固設され、支持されている。すなわち、本実施形態においては補助系設備及びその収納容器２０１の全体がリングガーダ３から支持されている。また、リングガーダ３と収納容器２０１との間には可撓性シール部材は設けられていない。
【００５９】
そして、本実施形態による高速炉冷却系設備においては、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の熱膨張によって蒸気発生器１及びリングガーダ３が変位した場合には、２次ナトリウムコールドトラップ８及び２次ナトリウムダンプタンク７のみならず、収納容器２０１も蒸気発生器１及びリングガーダ３と共に変位する。
【００６０】
以上述べたように本実施形態による高速炉冷却系設備によれば、補助系設備及び収納容器２０１をリングガーダ３から支持するようにしたので、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の熱膨張によって蒸気発生器１が変位した場合でも、蒸気発生器１と収納容器２０１との間に相対変位が生じることがなく、このため、可撓性シール部材等の相対変位吸収機構を設ける必要がなく、上記第４実施形態よりもさらに構造の簡素化を図ることができる。
【００６１】
第６実施形態
次に、本発明の第６実施形態による高速炉冷却系設備について図６を参照して説明する。なお、本実施形態による高速炉冷却系設備は上記第１乃至第５実施形態に対して後述する荷重負荷装置を追加設置したものでり、図６において上記第１乃至第５実施形態と同一構成要素には同一符号を付して説明する。
【００６２】
図６に示したように本実施形態による高速炉冷却系設備は、蒸気発生器１を強制的に変位させて、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６に引張荷重を作用させるための荷重負荷装置７０１を備えている。この荷重負荷装置７０１はアクチュエータなどで構成されており、その駆動軸７０２の先端はリングガーダ３に接続されている。
【００６３】
上記構成よりなる本実施形態の高速炉冷却系設備においては、プラント起動時から運転状態に至るまで、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の熱膨張量に応じて荷重負荷装置７０１の駆動軸７０２を前進させてリングガーダ３及び蒸気発生器１を強制的に変位させ、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６に引張荷重を負荷するようにする。このようにすれば、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の熱膨張によって変位した蒸気発生器１等の荷重によってホットレグ配管５及びコールドレグ配管６が圧縮座屈することを防止することができる。
【００６４】
第７実施形態
次に、本発明の第７実施形態による高速炉冷却系設備について図７乃至図９を参照して説明する。なお、本実施形態による高速炉冷却系設備は上記第１乃至第６実施形態においてホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の構成を変更したものでり、図７において上記第１乃至第６実施形態と同一構成要素には同一符号を付して説明する。
【００６５】
既に説明したようにホットレグ配管５及びコールドレグ配管６はプラント運転時に熱膨張するが、配管の熱膨張量は配管の温度、配管の長さ、配管の材質等によって異なる。そして、ホットレグ配管５とコールドレグ配管６との間で熱膨張量に差があると、それぞれの配管は互いに拘束しあい、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６のそれぞれの接合端部において方向の異なる反力が作用し、荷重形態が複雑なものとなる。
【００６６】
また、運転時においてコールドレグ配管６はホットレグ配管５に比べて低温であるが、図７に示したようにコールドレグ配管６はホットレグ配管５よりも長尺であるので、もし仮に両配管５、６を同一材料にて形成したとすれば、図８に示したように熱膨張量はコールドレグ配管６の方が大きくなってしまう。
【００６７】
そこで、本実施形態による高速炉冷却系においては、ホットレグ配管５をステンレス鋼によって形成し、コールドレグ配管６をこのステンレス鋼の熱膨張率よりも小さな熱膨張率を有する低合金鋼、例えば９ＣｒＭｏ鋼によって形成する。
【００６８】
このようにすれば、図９に示したようにホットレグ配管５とコールドレグ配管６との熱膨張量の差が小さくなり、熱膨張差に起因した熱応力の影響を低減することができる。
【００６９】
第８実施形態
次に、本発明の第８実施形態による高速炉冷却系設備の設置方法について図１０を参照して説明する。なお、本実施形態による高速炉冷却系設備の設置方法は、上記第１乃至第７実施形態による高速炉冷却系設備を設置する際の設置方法であり、図１０において上記第１乃至第７実施形態と同一構成要素には同一符号を付して説明する。
【００７０】
本実施形態による高速炉冷却系設備の設置方法においては、蒸気発生器１にホットレグ配管５及びコールドレグ配管６を接続する前に、図１０に示したようにリングガーダ３に固設された蒸気発生器１を強制力によって中間熱交換器１３（図１参照）の方向にオフセット量ｄだけ変位させ、支持ロッド２が鉛直方向から傾斜した状態にする。次に、変位した状態にある蒸気発生器１に対してホットレグ配管５及びコールドレグ配管６を接続し、しかる後に強制力を解除する。すると、蒸気発生器１はその自重によって元の位置、すなわち支持ロッド２が鉛直方向を向くような位置に戻ろうとするので、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６に対して引張荷重が負荷される。
【００７１】
ここで、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６に負荷される引張荷重の大きさは、蒸気発生器１及びリングガーダ３のオフセット量ｄによって変化する。そこで、ホットレグ配管５及びコールドレグ配管６の運転時の熱膨張量を考慮してこのオフセット量ｄを決定する。
【００７２】
また、オフセット量ｄを一定とした場合、負荷される引張荷重の大きさはオフセット角度θによって変化し、この角度θを大きくすれば引張荷重は大きくなり、角度θを小さくすれば引張荷重は小さくなる。そこで、支持ロッド２の長さＬを適切に設定することによってオフセット角度θを最適化し、これによってオフセット角度θを変えることなく引張荷重を調整することもできる。
【００７３】
以上述べたように本実施形態による高速炉冷却系設備の設置方法によれば、原子炉の運転開始前に予めホットレグ配管５及びコールドレグ配管６に引張荷重を負荷し、プラント起動時から定格運転時に至るまで両配管５、６に引張荷重を負荷するようにしたので、運転時の熱によって膨張した両配管５、６が圧縮座屈を起こすことを防止することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明による高速炉冷却系設備によれば、電磁ポンプを内蔵した蒸気発生器を揺動自在の可動支持部材によって支持し、２次主配管の熱膨張による延びを蒸気発生器の変位によって吸収するようにしたので、熱膨張を吸収するためのエルボ部を２次主配管に設ける必要がなく、２次主配管を大幅に短縮することが可能である。このため、建屋の小型化、ナトリウム漏洩対策設備の合理化等を図ることができ、配管物量及び建屋物量の低減を図ることができると共に、ナトリウム漏洩の可能性を小さくしてプラントの安全性・信頼性を高めることができる。
【００７５】
また、本発明による高速炉冷却系設備の設置方法によれば、強制力によって中間熱交換器の方向に変位させた蒸気発生器に２次主配管を接続し、しかる後に強制力を解除することによって２次主配管に引張荷重を負荷させるようにしたので、運転時の熱膨張による２次主配管の圧縮座屈を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による高速炉冷却系設備の概略を示した構成図。
【図２】本発明の第２実施形態による高速炉冷却系設備の概略を示した構成図。
【図３】本発明の第３実施形態による高速炉冷却系設備の概略を示した構成図。
【図４】本発明の第４実施形態による高速炉冷却系設備の概略を示した構成図。
【図５】本発明の第５実施形態による高速炉冷却系設備の概略を示した構成図。
【図６】本発明の第６実施形態による高速炉冷却系設備の概略を示した構成図。
【図７】本発明の第７実施形態による高速炉冷却系設備の概略を示した構成図。
【図８】本発明の第７実施形態による高速炉冷却系設備の作用を説明するためのグラフであり、ホットレグ配管とコールドレグ配管とを同一材料で形成した場合の熱膨張差を示したグラフ。
【図９】本発明の第７実施形態による高速炉冷却系設備の作用を説明するためのグラフであり、ホットレグ配管とコールドレグ配管とを異なる材料で形成した場合の熱膨張差を示したグラフ。
【図１０】本発明の第８実施形態による高速炉冷却系設備の設置方法を説明するための説明図。
【図１１】従来のナトリウム冷却型高速炉の冷却系設備の概略を示した構成図。
【符号の説明】
１  蒸気発生器
２  支持ロッド
３  リングガーダ
４  建屋
５  ホットレグ配管
６  コールドレグ配管
７  ２次ナトリウムダンプタンク
８  ２次ナトリウムコールドトラップ
９  放出系配管
１０  ドレン配管
１１  純化系配管
１２  ベローズ
１３  中間熱交換器
１６  ピン
２０１  収納容器
２０２  上部デッキ
２０３、２０４、３０４、４０３  支持スカート
７０１  荷重負荷装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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