JPS60111189A - Supporter for circulating pump for fast breeder reactor - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、例えばタンク型高速増殖炉−法主循環ポンプ
の支持装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a support device for, for example, a tank-type fast breeder reactor-main circulation pump.

［発明の技術的背景］ 一般にタンク型高速増殖炉は第１図に示すように形成さ
れている。[Technical Background of the Invention] Generally, a tank-type fast breeder reactor is formed as shown in FIG.

すなわち、原子炉容器１は安全のための内側の主容器１
ａと、外側のガードベッセル１ｂとの２重構造になって
おり、円筒状のキャビティウオール２内に吊下支持され
ている。この原子炉容器１およびキャビティウオール２
はルーフスラブ３により閉塞されている。主容器１ａ内
の下部には炉心支持体４を介してプレナム部５および炉
心６が積層されるように設【プられている。この炉心６
の上部にはルーフスラブ３を貫通し−Ｃ炉心上部ｍ構７
が設けらている。炉心６の上端部においＣは主容器１ａ
内を上方のホットプール９と下方のコールドプール１０
とに区画する隔壁８が隔壁支持体８ａによって設けられ
ている。またルーフスラブ３からは主容器１ａ内の一次
冷却材１５を循環させる複数の一次主循環ボンブ１１が
周方向に等間隔で主容器１ａ内に吊下されている。これ
らの各々−法主循環ポンプ１１の外側を包囲するように
して薄肉円筒体１２が隔壁８を上下に貫通ずるように設
けられている。また各々の一次主循環ボンブ１１の下端
からは炉内配管１３が導出され、その先端はプレナム部
５に接続されている。ルーフスラブ３からは一次冷却材
と二次冷却材との熱交換を行なう複数の中間熱交換器１
４が周方向で等間隔に主容器１内に吊下されＣおり、こ
の下端部は隔壁８を貫通してコールドプール１０内に達
している。このルーフスラブ３はその内部に設けられた
空洞部に主容器１の外部に配置したガス循環装置から冷
却ガスが循環供給されて過熱防止されている。ルーフス
ラブ３の下面と一次冷却材１５の上面との空間には不活
性ガスからなるカバーガスが充填され−Ｃいる。That is, the reactor vessel 1 is the inner main vessel 1 for safety.
It has a double structure of a guard vessel 1b and an outer guard vessel 1b, and is suspended and supported within a cylindrical cavity wall 2. This reactor vessel 1 and cavity wall 2
is closed by the roof slab 3. A plenum portion 5 and a core 6 are stacked on top of each other with a core support 4 interposed in the lower part of the main vessel 1a. This core 6
The upper part of the -C core upper m structure 7 penetrates through the roof slab 3.
is provided. At the upper end of the core 6, C is the main vessel 1a.
Hot pool 9 above and cold pool 10 below
A partition wall 8 is provided by a partition wall support 8a. Further, from the roof slab 3, a plurality of primary main circulation bombs 11 that circulate the primary coolant 15 in the main container 1a are suspended in the main container 1a at equal intervals in the circumferential direction. A thin-walled cylindrical body 12 is provided so as to surround the outside of each of these main circulation pumps 11 and pass through the partition wall 8 up and down. Furthermore, an in-furnace pipe 13 is led out from the lower end of each primary main circulation bomb 11, and its tip is connected to the plenum part 5. From the roof slab 3 are a plurality of intermediate heat exchangers 1 that exchange heat between the primary coolant and the secondary coolant.
4 are suspended within the main container 1 at equal intervals in the circumferential direction, and their lower ends penetrate the partition wall 8 and reach the inside of the cold pool 10. This roof slab 3 is prevented from overheating by being supplied with cooling gas to a cavity provided inside thereof from a gas circulation device disposed outside the main container 1. A space between the lower surface of the roof slab 3 and the upper surface of the primary coolant 15 is filled with a cover gas made of an inert gas.

以上のように構成されたタンク型高速増殖炉は次のよう
に作動する。− まず液体ナトリウム等の液体金属からなる一次冷却材１
５は炉心６を上方に向って通過する間に核反応による熱
エネルギーを受けて加熱されて高温となり、炉心上部ｍ
Ｍ４７の窓孔を通しＣホットプール９内へ流入する。そ
して−次冷却材１５は中間熱交換器１４へ上部から流入
し、−法主循環ポンプとしての液体金属へ熱エネルギー
を伝達し、自らは低温になりコールドブール１０内へ流
下する。一方コールドプール１０内の一次冷却材１５は
薄肉円筒体１２内を上昇し、−法主循環ポンプ１１によ
り昇圧され、炉内配管１３を通ってプレナム部５へ戻さ
れる。The tank-type fast breeder reactor configured as described above operates as follows. − First, the primary coolant 1 is made of liquid metal such as liquid sodium.
5 receives thermal energy from the nuclear reaction while passing upward through the reactor core 6 and is heated to a high temperature.
It flows into the C hot pool 9 through the window hole M47. Then, the secondary coolant 15 flows into the intermediate heat exchanger 14 from above, transfers thermal energy to the liquid metal serving as the main circulation pump, becomes low temperature, and flows down into the cold boule 10. On the other hand, the primary coolant 15 in the cold pool 10 rises within the thin-walled cylindrical body 12, is pressurized by the primary circulation pump 11, and is returned to the plenum portion 5 through the furnace piping 13.

次に一次主循環ボンプ１１についてさらに詳しく説明す
る。Next, the primary main circulation pump 11 will be explained in more detail.

前述したようにタンク型炉内−法主循環ポンプ１１は原
子炉容器１の上部を閉塞するルーフスラブ３から吊り支
えられているが、そのポンプ１１は下端において主容器
１ａ上に支承された炉心支持体４に接続されている。ま
た原子炉の運転中大量の一次冷却材１５がポンプにより
循環され、これらポンプにより炉心内の燃料要素下部の
プレナム部５へ供給を行なう配管系１３に露出される。As mentioned above, the tank-type reactor main circulation pump 11 is suspended and supported from the roof slab 3 that closes off the upper part of the reactor vessel 1, but the pump 11 is attached to the reactor core supported on the main vessel 1a at its lower end. It is connected to the support 4. Also, during operation of the nuclear reactor, a large amount of primary coolant 15 is circulated by pumps and is exposed to a piping system 13 which supplies the plenum 5 below the fuel elements in the reactor core.

原子炉容器１内に浸漬されたほとんどの構成要素は原子
炉内部の各部温度に依存し、多少の熱反応を受け、これ
によりポンプ構造中に水中方向と同時に垂直方向に相対
熱膨張差が生じる。特にポンプ１１の下部ザポートの反
力と関連した熱膨張のためポンプ１１の下部はポンプを
垂直軸のまわりで首振りさせようとする力の作用を受け
、これらに対処するポンプの支持装置の設計が重要な問
題となる。Most of the components immersed in the reactor vessel 1 undergo some thermal reaction depending on the temperature of each part inside the reactor, which causes a relative thermal expansion difference in the pump structure both in the underwater direction and in the vertical direction. . In particular, due to thermal expansion associated with the reaction force of the lower part of the pump 11, the lower part of the pump 11 is subject to forces tending to swing the pump about its vertical axis, and the design of the pump support system addresses these forces. is an important issue.

また原子炉容器内の液体金属の圧力が非常に大きな値に
到達しがちな運転事故時には、ポンプは上向きに強く圧
迫される。従って、ポンプは駆動を防止するようにルー
フスラブに吊り下げる必要性が支持装置に課せられる。Also, during operational accidents, when the pressure of the liquid metal in the reactor vessel tends to reach very high values, the pumps are forced upwardly. This imposes a need on the support device to suspend the pump on the roof slab to prevent it from being driven.

さらに原子炉容器と配管系内を循環する液体金属は非常
に放射性を帯びているので、ルーフスラブへの取付けは
前記原子炉容器と外部との間が完全にリークタイトにす
る機能条件がある。Furthermore, since the liquid metal circulating within the reactor vessel and the piping system is highly radioactive, the attachment to the roof slab is functionally conditioned to be completely leaktight between the reactor vessel and the outside.

［背景技術の問題点］ 例えばフランスの原子炉フェニックスのポンプはルーフ
スラブに強固に固定されており、パイプによって生じる
応力はすべりシューの接続部等により吸収する接続手段
が用いられている。この接続手段はポンプケーシングと
ルーフスラブとの接続部が大きいサイズのベローズシー
ルにより２種のシールをしない限り、接続部がリークタ
イトを確保することは困難であり、その上製作が複雑と
なる問題点がある。[Problems with the Background Art] For example, the pump of the French nuclear reactor Phoenix is firmly fixed to the roof slab, and a connecting means is used to absorb the stress generated by the pipe by a sliding shoe connection or the like. This connection means has the problem that unless the connection between the pump casing and the roof slab is sealed with two types of large bellows seals, it is difficult to ensure leak tightness at the connection, and the manufacturing is complicated. There is a point.

また特開昭５８−２７８７５号公報においては、ポンプ
は熱膨張差や配管反力から生じる応力を吸収するためポ
ンプの下端と原子炉容器に設けられた炉心支持体との間
の接合部を構造物の軸方向および半径方向の変位を吸収
する働きをする２組のユニバーサルジヨイント取付部品
を各端部に備えたスリーブによって接続部を構成するこ
とが洲示されている。Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-27875, the pump has a structure in which the joint between the lower end of the pump and the core support provided in the reactor vessel is designed to absorb stress caused by thermal expansion differences and piping reaction forces. It is shown that the connection is formed by a sleeve with two sets of universal joint fittings at each end that serve to absorb axial and radial displacements of the object.

この構造では小型の原子炉には有利で適しているが、原
子炉が大型化する場合法に述べるような問題点がある。Although this structure is advantageous and suitable for small-sized nuclear reactors, when the reactor becomes larger, there are problems as described in the law.

すなわち原子炉をコンパクト化するために原子炉容器内
Ｃ利用できるスペースが不足すること、および２組のユ
ニバーサルジヨイントの接合部を持つスリーブシステム
は非常に複雑となる。That is, in order to make the nuclear reactor more compact, there is a shortage of available space within the reactor vessel, and the sleeve system having the joint of two sets of universal joints becomes very complex.

さらに特開昭５１−１０２７６６５号公報に記載されて
いるようにフレキシブルリングを使用したポンプの支持
装置では構造が極めて複雑になる。Furthermore, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-1027665, a pump support device using a flexible ring has an extremely complicated structure.

そこで、より大きなポンプの許容変位に対し必要スペー
スを最小でかつ、単純でしかもコンパクトなポンプの支
持装置が要求されている。Therefore, there is a need for a simple and compact pump support device that requires minimal space for larger pump displacements.

［発明の目的コ 本発明はかかる従来の問題点を解決するためになされた
もので、循環ポンプの上下支持装置対する相対変位を良
好に吸収することができ、がっ］ンパク１−なポンプ支
持装置を提供することにある。[Object of the Invention] The present invention has been made to solve the problems of the conventional art, and provides a pump support that can satisfactorily absorb the relative displacement of the circulation pump with respect to the vertical support device. The goal is to provide equipment.

「発明の概要」 すなわち本発明の高速増殖炉用循環ポンプの支持装置は
、液体金属を収容した原子炉容器の上部開口を閉塞する
ルーフスラブにポンプケーシングの頂部側面が気密に載
置取着された高速増殖炉用−法主循環ポンプの支持装置
においで、前記ルーフスラブに下方に向けて鰻りられた
貫通孔と、この貫通孔の内面に位置した部位のポンプケ
ーシングの外面に設けらた環状溝と、この環状溝に嵌着
された球面部材と、前記ルーフスラブの貫通孔に気密に
装着された上端にフランジを有する嵌め込み筒体と、こ
の嵌め込み筒体に設けられ前記球面部材を当接する球面
座と、この球面座および球面部位の上下方向を密封し前
記底め込み筒体の内面と前記ポンプケーシングの外面と
の間に介在された一対の可撓性リングと前記液体金属中
に浸漬された前記ポンプケーシングの部位に設（）られ
たユニバーサルジヨイントと、このユニバーサルジョイ
ン１−を固定する定置フレームとを具備したことを特徴
としている。``Summary of the Invention'' That is, the support device for a circulation pump for a fast breeder reactor of the present invention is such that the top side surface of the pump casing is airtightly mounted on a roof slab that closes the upper opening of a reactor vessel containing liquid metal. In a support device for a main circulation pump for a fast breeder reactor, a through hole is provided in the roof slab downwardly, and a portion is provided on the outer surface of the pump casing located on the inner surface of the through hole. an annular groove, a spherical member fitted into the annular groove, a fitting cylinder having a flange at an upper end airtightly fitted into the through hole of the roof slab, and a fitting cylinder provided on the fitting cylinder to abut the spherical member. a spherical seat in contact with the liquid metal; a pair of flexible rings that seal the spherical seat and the spherical portion in the vertical direction and are interposed between the inner surface of the bottom-fitting cylinder and the outer surface of the pump casing; It is characterized by comprising a universal joint installed at the submerged portion of the pump casing, and a stationary frame for fixing the universal joint 1-.

［発明の実施例］ 以下本発明にかかわる循環ポンプの一実施例につき第２
図を参照しながら説明覆る。[Embodiment of the invention] The following is a second embodiment of the circulation pump according to the present invention.
Explain with reference to figures.

第２図において、符号３は第１図にお（プる原子炉容器
１の上部同日を閉塞するためのルーフスラブを部分的に
示したものであり、このルーフスラブ３には下方向に沿
って縮径する階段状の貫通孔２０が形成されている。こ
の貫通孔２０を貫通して循環ポンプ１１が貫通され、こ
の循環ポンプ１１はポンプケーシング１７の上部側面で
スイベル支承２１の構成部材を抱持するボンブリーボー
トフランジ１９によってメタルリングシール２２を介し
て貫通孔２０の段部２ＯＡにボルト締めによっ−Ｃ載置
固定される。スイベル支承２１はポンプケーシング１７
の外周面に形成された段部を有する環状溝２３に圧入さ
れた球ｍ１部材２４と、ポンプサポートフランジ１９の
下面に接続された嵌め込み筒体２５に圧入された球面座
２６とからなっ−Ｃいる。この球面座２６と球面部材２
４の中心１ｇＡ２７がスイベル支承の中心になって首振
り回転するようになっている。また球面部材２４の下端
には下部サポートリング２８が、球面座２６の上端には
上部サポートリング２９がそれぞれ嵌め込まれている。In Fig. 2, reference numeral 3 partially indicates a roof slab for closing off the upper part of the reactor vessel 1 as shown in Fig. 1. A step-like through hole 20 whose diameter is reduced is formed.A circulation pump 11 is passed through this through hole 20, and this circulation pump 11 holds a component of a swivel support 21 on an upper side surface of the pump casing 17. The swivel support 21 is mounted and fixed to the stepped portion 2OA of the through hole 20 via the metal ring seal 22 by the holding bomby boat flange 19 by bolting.
It consists of a ball m1 member 24 press-fitted into an annular groove 23 having a step formed on the outer peripheral surface of the pump support flange 19, and a spherical seat 26 press-fitted into a fitting cylinder 25 connected to the lower surface of the pump support flange 19. There is. This spherical seat 26 and the spherical member 2
The center 1gA27 of 4 is the center of the swivel support and is designed to swing and rotate. Further, a lower support ring 28 is fitted into the lower end of the spherical member 24, and an upper support ring 29 is fitted into the upper end of the spherical seat 26, respectively.

さらにポンプケーシング１７の上端部内面とポンプサポ
ートフランジ１９の上部内面との間および嵌め込み筒体
２５とポンプケーシング１７の外面との間には球面座２
６と、球面部材２４の上下方向を密封する一対の可撓性
リング３０．３１が設（プられている。この一対の可撓
性リング３０．３１は金属製オメガリングで形成されて
いる。またポンプ１１の下端には吐出ノズル３２が接続
され、この吐出ノズル３２は固定フレーム３３に設けら
れた連結管３４に挿入されるが、吐出ノズル３２の外面
と連結管３４の内面にはユニバーザルボールジヨイント
３５．３６が形成されている。このジョイン１−３５．
３６の中心は中心線３７でこの中心により足首関節的な
運動を行なう。Further, a spherical seat 2 is provided between the inner surface of the upper end of the pump casing 17 and the upper inner surface of the pump support flange 19 and between the fitting cylinder 25 and the outer surface of the pump casing 17.
6, and a pair of flexible rings 30.31 that seal the spherical member 24 in the vertical direction.The pair of flexible rings 30.31 are formed of metal omega rings. Further, a discharge nozzle 32 is connected to the lower end of the pump 11, and this discharge nozzle 32 is inserted into a connecting pipe 34 provided on a fixed frame 33. Ball joints 35, 36 are formed.This joint 1-35.
The center of 36 is a center line 37, and ankle joint-like movements are performed from this center.

なお、図中符号３８はサクション孔である。Note that the reference numeral 38 in the figure is a suction hole.

しかして上記循環ポンプ１１のポンプケーシング１７は
ルーフスラブ３にスイベル支承２１を構成する球面部材
２４を球面座２６面に載置することにより支承されてい
るため、プラントの起動、停止時にルーフスラブ３自身
のたわみが生じてもポンプケーシング１７は曲がること
がなく自由に回転することができる。さらにポンプ１１
の下端部はユニバーサルボールジヨイント３５．３６に
よる継手による固定フレーム３３に接続されているため
、ポンプ１１の上部ザボートと固定フレーム３３の熱膨
張による相対径方向変位が生じた場合においてもポンプ
ケーシング１７は曲げ変形を防止でき、単にポンプケー
シングは傾くのみであるため、ポンプケーシングに発生
ずる曲げ応力はほとんどＯである。Since the pump casing 17 of the circulation pump 11 is supported on the roof slab 3 by placing the spherical member 24 constituting the swivel support 21 on the surface of the spherical seat 26, the roof slab 3 Even if the pump casing 17 bends, it does not bend and can rotate freely. Furthermore, pump 11
Since the lower end of the pump casing 17 is connected to the fixed frame 33 by a joint using universal ball joints 35 and 36, even if relative radial displacement occurs due to thermal expansion between the upper part of the pump 11 and the fixed frame 33, the pump casing 17 Since bending deformation can be prevented and the pump casing simply tilts, the bending stress generated in the pump casing is almost O.

また軸方向の相対変位に対しても下部のユニバーサルボ
ールジヨイント３５．３６の継手部がスリーブ構造とな
っているため、変位を吸収できる。Furthermore, relative displacement in the axial direction can be absorbed because the joint portions of the lower universal ball joints 35 and 36 have a sleeve structure.

［発明の効果コ 本発明にかかわるポンプの支持装置は次に述べる効果が
ある。[Effects of the Invention] The pump support device according to the present invention has the following effects.

（１）上下サポートの相対的に径方向変位が生じてもポ
ンプスイベル支承部を中心に回転するためポンプケーシ
ングに曲げモーメントが生じなくなり、上記支承部に作
用する曲げモーメントもほぼＯとなり、曲げ応力回避で
き構造健全性が非常に向上する。(1) Even if there is a relative radial displacement between the upper and lower supports, the pump swivel rotates around the support, so no bending moment is generated in the pump casing, and the bending moment acting on the support becomes almost O, resulting in bending stress. This can be avoided and structural integrity is greatly improved.

（２）仮想炉心崩壊事故時に、原子炉容器内の圧力が高
くなる事が予想されるが、スイベル支承により上部への
抜は出しも確実に防止できることから安全性が向上する
。(2) In the event of a hypothetical core collapse accident, the pressure inside the reactor vessel is expected to increase, but safety is improved because the swivel bearing can reliably prevent the reactor from being pulled out from above.

（３）可撓性金属シールを設置することにより、原子炉
容器と外部とが完全にリークタイトとなり、放射性ガス
の原子炉容器外へのリークは防止され、安全性が格段に
向上する。(3) By installing a flexible metal seal, the reactor vessel and the outside are completely leaktight, radioactive gas is prevented from leaking outside the reactor vessel, and safety is significantly improved.

く４）従来に比較して非常にコンパクト化され、原子炉
容器の寸法を削減する観点からは経済性上有利となる。4) It is much more compact than the conventional method, and is economically advantageous from the perspective of reducing the size of the reactor vessel.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来の循環ポンプの支持装置を説明するための
タンク型高速増殖炉を示す縦断面図、第２図は本発明に
かかわる循環ポンプの支持装置の一実施例を一部側面で
示す縦断面図である。 １・・・・・・・・・・・・原子炉容器２・・・・・・
・・・・・・ルーフスラブ１１・・・・・・・・・・・
・主循環ポンプ１７・・・・・・・・・・・・ポンプケ
ーシング１９・・・・・・・・・・・・ポンプサポート
フランジ２０・・・・・・・・・・・・貫通孔 ２１・・・・・・・・・・・・スイベル支承２２・・・
・・・・・・・・・メタルＯリングシール２３・・・・
・・・・・・・・環状溝 ２４・・・・・・・・・・・・球面座 ２５・・・・・・・・・・・・嵌め込み筒体２６・・・
・・・・・・・・・球面部材２８．２９・・・ザボート
リング ３０．３１・・・可撓性シールリング ３３・・・・・・・・・・・・固定フレーム３５．３６
・・・ユニバーサルボールジヨイント代理人弁理士　須
　山　佐　−FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a tank-type fast breeder reactor for explaining a conventional circulation pump support device, and FIG. 2 is a partial side view of an embodiment of the circulation pump support device according to the present invention. FIG. 1・・・・・・・・・Reactor vessel 2・・・・・・
・・・・・・Roof slab 11・・・・・・・・・・・・
・Main circulation pump 17...Pump casing 19...Pump support flange 20...Through hole 21... Swivel bearing 22...
......Metal O-ring seal 23...
......Annular groove 24...Spherical seat 25...Fitting cylinder body 26...
......Spherical member 28.29...The boat ring 30.31...Flexible seal ring 33...Fixed frame 35.36
...Universal Ball Joint Patent Attorney Sasa Suyama −

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）液体金属を収容した原子炉容器の上部開口を閉塞
するルーフスラブにポンプケーシングの頂部側面が気密
に載置取着された高速増殖炉用−法主循環ポンプの支持
装置におい−Ｃ１前記ルーフスラブに下方に向【プて設
けられノｃ貫通孔ど、この貫通孔の内面に位置した部位
のポンプケーシングの外面に設けらた環状溝と、この環
状溝に嵌着された球面部材と、前記ルーフスラブの貫通
孔に気密に装着された上端にフランジを有する嵌め込み
筒体と、この嵌め込み筒体に設りられ前記球面部材を当
接する球面座と、この球面座および球面部位の上下方向
を密封し前記嵌め込み筒体の内面と前記ポンプケーシン
グの外面との間に介在された一対の可撓性リングと、前
記液体金属中に浸漬され７ｊ前記ポンプケーシングの部
位に設けられたユニノ＼−４を月ノジ１イゝノドと　７
の］ニバー刊−Ｊ１７９ン１７ントを固定する定置フレ
ームとを具備したことを特徴とする高速増殖炉用循環ポ
ンプの支持装置。(1) For a fast breeder reactor in which the top side of the pump casing is airtightly placed and attached to the roof slab that closes the upper opening of the reactor vessel containing liquid metal - In the main circulation pump support device - C1 above An annular groove provided on the outer surface of the pump casing at a portion located on the inner surface of the through hole, such as a through hole extending downward in the roof slab, and a spherical member fitted into the annular groove. , a fitting cylinder having a flange at the upper end that is airtightly installed in the through hole of the roof slab, a spherical seat provided on the fitting cylinder and abutting the spherical member, and a vertical direction of the spherical seat and the spherical part. a pair of flexible rings interposed between the inner surface of the fitting cylinder and the outer surface of the pump casing, and a flexible ring immersed in the liquid metal and provided at a portion of the pump casing; 4 with moon noji 1 innod and 7
A support device for a circulation pump for a fast breeder reactor, comprising a stationary frame for fixing a pump.