特許 6899294 高速炉の炉心及びこの炉心を備える高速炉

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6899294

(24)【登録日】2021年6月16日

(45)【発行日】2021年7月7日

(54)【発明の名称】高速炉の炉心及びこの炉心を備える高速炉

(51)【国際特許分類】

   G21C 5/00 20060101AFI20210628BHJP

   G21C 1/02 20060101ALI20210628BHJP

   G21C 3/336 20060101ALI20210628BHJP

【ＦＩ】

   G21C5/00 A

   G21C1/02 200

   G21C3/336

【請求項の数】14

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2017-180812(P2017-180812)

(22)【出願日】2017年9月21日

(65)【公開番号】特開2019-56615(P2019-56615A)

(43)【公開日】2019年4月11日

【審査請求日】2020年6月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】誠真ＩＰ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 晃久

(72)【発明者】

【氏名】松原 慎一郎

【審査官】 右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５９−１０２１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−０２７７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−１３２９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１４７２８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｃ ５／００

Ｇ２１Ｃ １／０２

Ｇ２１Ｃ ３／３３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端から他端に延びるように構成されるとともに前記一端側にエントランスノズルを有する複数の炉心構成要素と、
複数の挿入孔を有するとともに各挿入孔に各エントランスノズルを挿入した状態で前記複数の炉心構成要素を支持する支持構造物と
を備える高速炉の炉心であって、
前記複数の炉心構成要素のうちの少なくとも１つの第１炉心構成要素は、
前記エントランスノズルから前記他端側へ離れた位置に設けられる少なくとも１つの押し付け部材と、
前記少なくとも１つの押し付け部材を隣接する第２炉心構成要素に向かって押し付ける弾性力を前記少なくとも１つの押し付け部材に付与するように構成された少なくとも１つの第１弾性部材と、
前記少なくとも１つの押し付け部材の押し付けを解除する押し付け解除機構と
を備える高速炉の炉心。

【請求項2】

前記少なくとも１つの押し付け部材は、前記第１炉心構成要素の全長をＬとしたとき、前記第１炉心構成要素の前記他端から０．５Ｌ以内の位置に設けられている、請求項１に記載の高速炉の炉心。

【請求項3】

前記第２炉心構成要素に隣接する複数の前記第１炉心構成要素の前記押し付け部材から前記第２炉心構成要素が受ける押し付け力の合力がゼロよりも大きい、請求項１または２に記載の高速炉の炉心。

【請求項4】

前記第１炉心構成要素の各々は、前記第１炉心構成要素の軸方向における他の領域から径方向外側に突出して形成されたパッド部を有し、前記少なくとも１つの押し付け部材は前記パッド部に設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の高速炉の炉心。

【請求項5】

前記第１炉心構成要素は、炉心燃料を交換するための燃料交換機の操作端と係合可能に設けられた係合空間を含み、
前記押し付け解除機構の少なくとも一部が前記係合空間内に設けられ、
前記押し付け解除機構は、前記燃料交換機によって操作可能に構成された、請求項１〜４のいずれか一項に記載の高速炉の炉心。

【請求項6】

前記押し付け解除機構は、前記第１炉心構成要素の軸方向に対して斜めに延びるように前記押し付け部材に連結された可動部又は前記押し付け部材に形成された第１テーパ面に接触する第２テーパ面を含み、前記軸方向に沿ってスライド可能に設けられたスライド部材を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の高速炉の炉心。

【請求項7】

前記第１テーパ面は、前記第２テーパ面に対して前記押し付け部材の押し付け方向における上流側に位置する、請求項６に記載の高速炉の炉心。

【請求項8】

前記押し付け部材には、前記第１テーパ面によって画定されるとともに、前記第２テーパ面を含む前記スライド部材の先端部が収容される収容空間が設けられた、請求項７に記載の高速炉の炉心。

【請求項9】

前記第１テーパ面は、前記押し付け部材に対して押し付け方向における上流側において前記第１弾性部材を介して前記押し付け部材に連結される前記可動部に設けられ、
前記第２テーパ面は、前記第１テーパ面に対して前記押し付け方向における上流側に位置する、請求項６に記載の高速炉の炉心。

【請求項10】

前記第１炉心構成要素には、前記押し付け部材と、前記第１弾性部材と、前記可動部とが収容される凹部が設けられ、
前記凹部内に設けられ、前記押し付け部材に対して前記押し付け方向の上流側に向かう弾性力を作用させるように構成された第２弾性部材を備える、請求項９に記載の高速炉の炉心。

【請求項11】

前記押し付け解除機構は、第１端部から第２端部に延びるように構成されるとともに前記第１端部と前記第２端部との間に設けられた回転軸を中心に回転可能に前記炉心構成要素内に設けられた回転棒部材を有し、該回転棒部材の回転によって前記押し付け部材が押し付け方向とは逆方向に移動させるように構成された、請求項１〜５のいずれか一項に記載の高速炉の炉心。

【請求項12】

前記第１炉心構成要素には、前記押し付け部材と、前記第１弾性部材と、前記可動部とが収容される凹部が設けられ、
前記第１炉心構成要素のうち前記凹部の開口端の周縁部又は前記凹部の内壁面には、前記押し付け部材の前記凹部からの抜け出しを防止するための抜け止め部が設けられた、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の高速炉の炉心。

【請求項13】

一端から他端に延びるように構成されるとともに前記一端側にエントランスノズルを有する複数の炉心構成要素と、
複数の挿入孔を有するとともに各挿入孔に各エントランスノズルを挿入した状態で前記複数の炉心構成要素を支持する支持構造物と
を備える高速炉の炉心であって、
前記複数の炉心構成要素のうちの少なくとも１つの第１炉心構成要素は、
前記エントランスノズルから前記他端側へ離れた位置に設けられる少なくとも１つの押し付け部材と、
前記少なくとも１つの押し付け部材を隣接する第２炉心構成要素に向かって押し付ける弾性力を前記少なくとも１つの押し付け部材に付与するように構成された少なくとも１つの第１弾性部材と
を備え、
前記第１炉心構成要素及び前記第２炉心構成要素はそれぞれ、前記第１炉心構成要素及び前記第２炉心構成要素の軸方向における他の領域から径方向外側に突出して形成されたパッド部を備え、
前記押し付け部材の各々は、前記第１炉心構成要素の前記パッド部において前記第１炉心構成要素の径方向内側に向かって凹んだ凹部内に設けられ、前記第１弾性部材は、前記凹部内において、前記押し付け部材と前記凹部の奥壁面との間に設けられ、前記押し付け部材は、前記第１炉心構成要素に隣接する第２炉心構成要素から荷重を受けたときに前記押し付け部材の全体が前記凹部内に完全に引き込まれ得るような長さを有する高速炉の炉心。

【請求項14】

請求項１〜１３に記載の炉心と、
前記炉心を収容する高速炉容器と
を備える高速炉。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、高速炉の炉心及びこの炉心を備える高速炉に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、炉心燃料の交換作業時には炉心構成要素を容易に引き抜くことができるとともに、炉心燃料の交換作業が終了した後は炉心構成要素の跳び上がりを抑えることができるように、炉心構成要素の軸方向への変位速度に対して減衰力を発生させるダッシュポット構造を備えた高速炉が開示されている。

【0003】

炉心構成要素の跳び上がりを抑えることを目的とする技術ではないが、特許文献２には、炉心構成要素の径方向外側に向かって突出する流体ダンパーを各炉心構成要素に設け、地震等で炉心構成要素が水平方向に振動したときに、炉心構成要素間の衝突力を流体ダンパーが受けることで、炉心構成要素の振動を減衰させることが記載されている。炉心構成要素間の衝突力を流体ダンパーが受けて炉心構成要素の振動を減衰させることが目的であることに鑑みると、炉心構成要素が振動していないときには、各流体ダンパーは、互いに押し付け合っていたり、接触していたりするよりも、最小限の間隔をあけて離れていたほうが好ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５９９９８９０号公報

【特許文献2】特開平３−４７４７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のダッシュポット構造は、支持構造物に追設構造を設置する必要があり、既設炉への適用が困難であるといった問題点があった。

【0006】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも１つの実施形態は、支持構造物に追設構造を設置せずに、燃料交換時の炉心構成要素の引き抜き作業を阻害しないようにしながら炉心構成要素の跳び上がりを抑えることのできる高速炉の炉心及びこの炉心を備える高速炉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】

【0007】

（１）本発明の少なくとも１つの実施形態に係る高速炉の炉心は、
一端から他端に延びるように構成されるとともに前記一端側にエントランスノズルを有する複数の炉心構成要素と、
複数の挿入孔を有するとともに各挿入孔に各エントランスノズルを挿入した状態で前記複数の炉心構成要素を支持する支持構造物と
を備える高速炉の炉心であって、
前記複数の炉心構成要素のうちの少なくとも１つの第１炉心構成要素は、
前記エントランスノズルから前記他端側へ離れた位置に設けられる少なくとも１つの押し付け部材と、
前記少なくとも１つの押し付け部材を隣接する第２炉心構成要素に向かって押し付ける弾性力を前記少なくとも１つの押し付け部材に付与するように構成された少なくとも１つの第１弾性部材と、
前記少なくとも１つの押し付け部材の押し付けを解除する押し付け解除機構と
を備える。

【0008】

上記（１）の構成によると、第２炉心構成要素のエントランスノズルから他端側へ離れた位置に第１炉心構成要素の少なくとも１つの押し付け部材が押し付けられることにより、この押し付けによって生じるモーメントと同じ大きさのモーメントが、エントランスノズルが挿入される挿入孔の内壁から荷重（押し付け力）を受けることでエントランスノズル部分に発生し、内壁からエントランスノズルに加えられる押し付け力によって内壁とエントランスノズルとの間に摩擦力が生じる。この摩擦力によって、例えば地震のような上下方向の振動が発生したときに、第２炉心構成要素の跳び上がりが抑制される。しかしながら、炉心燃料の交換時にこの摩擦力が存在すると、炉心構成要素の引き抜き作業に支障が生じる。炉心燃料の交換時には、押し付け解除機構によって、少なくとも１つの押し付け部材の押し付けを解除してこの摩擦力をなくす又は低減できるので、炉心構成要素を容易に引き抜くことができる。

【0009】

（２）いくつかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記少なくとも１つの押し付け部材は、前記エントランスノズルから前記第１炉心構成要素の前記他端までの長さをＬとしたとき、前記第１炉心構成要素の前記他端から０．５Ｌ以内の位置に設けられている。

【0010】

エントランスノズルから少なくとも１つの押し付け部材までの距離が長いほど、挿入孔の内壁からエントランスノズルの上部と下部とに生じる荷重（押し付け力）が大きくなり、エントランスノズルと挿入孔の内壁との間に生じる摩擦力も大きくなる。上記（２）の構成によると、エントランスノズルから少なくとも１つの押し付け部材までの距離が長いので、少なくとも１つの押し付け部材による押し付け力が小さくても上記摩擦力を大きくすることができ、第１炉心構成要素及び第２炉心構成要素の跳び上がりをより効果的に抑制することができる。

【0011】

（３）いくつかの実施形態では、上記（１）または（２）の構成において、
前記第２炉心構成要素は、該第２炉心構成要素に隣接する複数の前記第１炉心構成要素の前記押し付け部材から受ける押し付け力の合力がゼロよりも大きい。

【0012】

上記（３）の構成によると、複数の第１炉心構成要素の押し付け部材の数及び押し付け方向を調整することによって、第２炉心構成要素に与える押し付け力の方向及び大きさを調整することができる。尚、複数の押し付け部材から受ける押し付け力の合力がゼロになってしまうと、複数の押し付け部材が押し付けられている第２炉心構成要素について、エントランスノズルと挿入孔の内壁との間に摩擦力が生じなくなり、跳び上がりを抑制することができないので、複数の押し付け部材による押し付け力の方向及び大きさをあえて不均一にしている。

【0013】

（４）いくつかの実施形態では、上記（１）〜（３）のいずれか１つの構成において、
前記第１炉心構成要素の各々は、前記第１炉心構成要素の軸方向における他の領域から径方向外側に突出して形成されたパッド部を有し、前記少なくとも１つの押し付け部材は前記パッド部に設けられている。

【0014】

上記（４）の構成によると、パッド部は第１炉心構成要素の軸方向における他の領域から径方向外側に突出しているので、押し付け部材及び第１弾性部材の設置スペースを確保しやすくなる。

【0015】

（５）いくつかの実施形態では、上記（１）〜（４）のいずれか１つの構成において、
前記第１炉心構成要素は、炉心燃料を交換するための燃料交換機の操作端と係合可能に設けられた係合空間を含み、
前記押し付け解除機構の少なくとも一部が前記係合空間内に設けられ、
前記押し付け解除機構は、前記燃料交換機によって操作可能に構成されている。

【0016】

上記（５）の構成によると、炉心燃料の交換時に燃料交換機の操作端が係合空間内で押し付け解除機構を操作することで押し付け部材の押し付けを解除することができるので、炉心構成要素の引き抜きを容易に行うことができる。

【0017】

（６）いくつかの実施形態では、上記（１）〜（５）のいずれか１つの構成において、
前記押し付け解除機構は、前記第１炉心構成要素の軸方向に対して斜めに延びるように前記押し付け部材に連結された可動部又は前記押し付け部材に形成された第１テーパ面に接触する第２テーパ面を含み、前記軸方向に沿ってスライド可能に設けられたスライド部材を含む。

【0018】

上記（６）の構成によると、第１炉心構成要素の軸方向に沿ってスライド部材をスライドさせると、第２テーパ面が第１テーパ面に接触しながらスライドする際に第１テーパ面が第２テーパ面から押圧されることにより可動部又は押し付け部材が移動して、押し付け部材の押し付けが解除される。したがって、第１炉心構成要素の軸方向に沿ってスライド部材をスライドさせるという容易な操作で、押し付け部材の押し付けを解除することができる。

【0019】

（７）いくつかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記第１テーパ面は、前記第２テーパ面に対して前記押し付け部材の押し付け方向における上流側に位置する。

【0020】

上記（７）の構成によると、第１テーパ面は、第２テーパ面によって、第２テーパ面よりも押し付け部材の押し付け方向における下流側へ移動することができないので、押し付け部材の移動が制限され、その結果、押し付け部材が第１炉心構成要素から抜け出してしまうことを防止できる。

【0021】

（８）いくつかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記押し付け部材には、前記第１テーパ面によって画定されるとともに、前記第２テーパ面を含む前記スライド部材の先端部が収容される収容空間が設けられている。

【0022】

上記（８）の構成によると、第１テーパ面が押し付け部材の内部に形成され、第２テーパ面を含むスライド部材の先端部が押し付け部材内の収容空間内に収容されていることにより、押し付け解除機構の構成がコンパクトになるので、押し付け解除機構が設けられる部分の炉心構成要素の外径が大きくなることを抑制できる。

【0023】

（９）いくつかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記第１テーパ面は、前記押し付け部材に対して押し付け方向における上流側において前記第１弾性部材を介して前記押し付け部材に連結される前記可動部に設けられ、
前記第２テーパ面は、前記第１テーパ面に対して前記押し付け方向における上流側に位置する。

【0024】

上記（９）の構成によると、第１テーパ面は押し付け部材とは別体の可動部に設けられているので、押し付け部材に第１テーパ面を設ける場合に比べて、押し付け解除機構の各構成要素の構成を簡単にすることができる。

【0025】

（１０）いくつかの実施形態では、上記（９）の構成において、
前記第１炉心構成要素には、前記押し付け部材と、前記第１弾性部材と、前記可動部とが収容される凹部が設けられ、
前記凹部内に設けられ、前記押し付け部材に対して前記押し付け方向の上流側に向かう弾性力を作用させるように構成された第２弾性部材を備える。

【0026】

上記（１０）の構成によると、押し付け部材の押し付けを解除した後、第２弾性部材の弾性力により、押し付け部材を第１炉心構成要素内に向かって退避させることができる。

【0027】

（１１）いくつかの実施形態では、上記（１）〜（５）のいずれか１つの構成において、
前記押し付け解除機構は、第１端部から第２端部に延びるように構成されるとともに前記第１端部と前記第２端部との間に設けられた回転軸を中心に回転可能に前記炉心構成要素内に設けられた回転棒部材を有し、該回転棒部材の回転によって前記押し付け部材が押し付け方向とは逆方向に移動させるように構成されている。

【0028】

上記（１１）の構成によると、回転棒部材を回転させるという容易な操作で、押し付け部材の押し付けを解除することができる。

【0029】

（１２）いくつかの実施形態では、上記（９）〜（１１）のいずれか１つの構成において、
前記第１炉心構成要素には、前記押し付け部材と、前記第１弾性部材と、前記可動部とが収容される凹部が設けられ、
前記第１炉心構成要素のうち前記凹部の開口端の周縁部又は前記凹部の内壁面には、前記押し付け部材の前記凹部からの抜け出しを防止するための抜け止め部が設けられている。

【0030】

上記（１２）の構成によると、押し付け部材の押し付けを解除した後、押し付け部材が凹部から抜け出してしまうことを防止できる。

【0031】

（１３）本発明の少なくとも１つの実施形態に係る高速炉の炉心は、
一端から他端に延びるように構成されるとともに前記一端側にエントランスノズルを有する複数の炉心構成要素と、
複数の挿入孔を有するとともに各挿入孔に各エントランスノズルを挿入した状態で前記複数の炉心構成要素を支持する支持構造物と
を備える高速炉の炉心であって、
前記複数の炉心構成要素のうちの少なくとも１つの第１炉心構成要素は、
前記エントランスノズルから前記他端側へ離れた位置に設けられる少なくとも１つの押し付け部材と、
前記少なくとも１つの押し付け部材を隣接する第２炉心構成要素に向かって押し付ける弾性力を前記少なくとも１つの押し付け部材に付与するように構成された少なくとも１つの第１弾性部材と
を備え、
前記第１炉心構成要素及び前記第２炉心構成要素はそれぞれ、前記第１炉心構成要素及び前記第２炉心構成要素の軸方向における他の領域から径方向外側に突出して形成されたパッド部を備え、
前記押し付け部材の各々は、前記第１炉心構成要素の前記パッド部において前記第１炉心構成要素の径方向内側に向かって凹んだ凹部内に設けられ、前記第１弾性部材は、前記凹部内において、前記押し付け部材と前記凹部の奥壁面との間に設けられ、前記押し付け部材は、前記第１炉心構成要素に隣接する第２炉心構成要素から荷重を受けたときに前記押し付け部材の全体が前記凹部内に完全に引き込まれ得るような長さを有する。

【0032】

上記（１３）の構成によると、第２炉心構成要素のエントランスノズルから他端側へ離れた位置に第１炉心構成要素の少なくとも１つの押し付け部材が押し付けられることにより、この押し付けによって生じるモーメントによって、内壁からエントランスノズルに加えられる押し付け力が発生し、内壁とエントランスノズルとの間に摩擦力も生じる。この摩擦力によって、例えば地震のような上下方向の振動が発生したときに、第２炉心構成要素の跳び上がりが抑制される。一方で、押し付け部材が第２炉心構成要素から荷重を受けた場合には、押し付け部材は第１炉心構成要素内へ向かって退避され、第１炉心構成要素のパッドと第２炉心構成要素のパッドとが接触して荷重を受けることができるので、過大な荷重によって押し付け部材及び第１弾性部材が損傷するおそれを抑制することができる。

【0033】

（１４）本発明の少なくとも１つの実施形態に係る高速炉は、
上記（１）〜（１３）のいずれか１つの炉心と、
前記炉心を収容する高速炉容器と
を備える。

【0034】

上記（１４）の構成によると、燃料交換時の炉心構成要素の引き抜き作業を阻害しないようにしながら炉心構成要素の跳び上がりを抑えることのできる高速炉を提供できる。

【発明の効果】

【0035】

この発明の少なくとも１つの実施形態によれば、第２炉心構成要素のエントランスノズルから他端側へ離れた位置に、第１炉心構成要素の少なくとも１つの押し付け部材が押し付けられることにより、この押し付けによって生じるモーメントと同じ大きさのモーメントが、エントランスノズルが挿入される挿入孔の内壁からエントランスノズルの上部・下部に荷重（押し付け力）を受けることで、エントランスノズル部分に発生し、内壁からエントランスノズルに加えられる押し付け力によって内壁とエントランスノズルとの間に摩擦力が生じる。この摩擦力によって、例えば地震のような上下方向の振動が発生したときに、第２炉心構成要素の跳び上がりが抑制される。一方で、炉心燃料の交換時には、押し付け解除機構によって、少なくとも１つの押し付け部材の押し付けを解除してこの摩擦力をなくす又は低減できるので、炉心構成要素を容易に引き抜くことができる。その結果、支持構造物に追設構造を設置せずに、燃料交換時の炉心構成要素の引き抜き作業を阻害しないようにしながら炉心構成要素の跳び上がりを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の実施形態１に係る高速炉の構成図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る炉心の部分構成図である。

【図3】本発明の実施形態１に係る炉心において炉心構成要素が支持される構成を説明するための図である。

【図4】本発明の実施形態１に係る炉心の炉心構成要素の内部構造を示す部分断面図である。

【図5】本発明の実施形態１に係る炉心の炉心構成要素において押し付け解除機構の動作を説明するための部分断面図である。

【図6】本発明の実施形態１に係る炉心において炉心構成要素の跳び上がりを抑える原理を説明するための図である。

【図7】本発明の実施形態１に係る炉心の炉心構成要素において押し付け解除機構の動作の変形例を説明するための部分断面図である。

【図8】本発明の実施形態２に係る炉心の炉心構成要素の内部構造を示す部分断面図である。

【図9】本発明の実施形態２に係る炉心の炉心構成要素において押し付け解除機構の動作を説明するための部分断面図である。

【図10】本発明の実施形態２に係る炉心の炉心構成要素において押し付け解除機構の動作の変形例を説明するための部分断面図である。

【図11】本発明の実施形態２に係る炉心の炉心構成要素において押し付け解除機構の抜け止め部のいくつかの変形例の図である。

【図12】本発明の実施形態２に係る炉心の炉心構成要素において押し付け解除機構の動作の別の変形例を説明するための部分断面図である。

【図13】本発明の実施形態３に係る炉心の炉心構成要素の内部構造を示す部分断面図である。

【図14】本発明の実施形態４に係る炉心の炉心構成要素の内部構造を示す部分断面図である。

【図15】本発明の実施形態４に係る炉心の隣接する炉心構成要素間で互いから加えられる荷重を受ける原理を説明するための図である。

【図16】押し付け部材のいくつかの変形例を示す図である。

【図17】押し付け部材による押し付け形態のいくつかの変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、添付図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

【0038】

（実施形態１）
図１に示されるように、高速炉１は、上部が開口した高速炉容器２と、高速炉容器２の上部の開口を塞ぐ遮蔽プラグ６とを有している。高速炉容器２の内部は、中央部に開口部７ａを有する板状の隔壁７によって上下の２つの室２ａ，２ｂに区画されており、室２ａ，２ｂは開口部７ａを介して連通している。下側の室２ｂには炉心３が設けられ、上側の室２ａには上部構造物５が設けられている。上部構造物５は、遮蔽プラグ６を貫通して高速炉容器２の外部に突出している。

【0039】

高速炉１では、炉心３での核分裂反応により熱が発生する。炉心３を冷却するために、高速炉容器２内部に一次主冷却材としての液体金属（例えば、ナトリウム）が供給される。高速炉容器２には、高速炉容器２の内部に液体金属を供給するための冷却材供給配管１１が設けられている。冷却材供給配管１１は、高速炉容器２内において上側の室２ａから隔壁７を貫通して下側の室２ｂまで下方に延びるように設けられ、液体金属は下側の室２ｂに供給されるようになっている。液体金属は、下側の室２ｂから炉心３内を流通し、開口部７ａを介して上側の室２ａに流入する。上側の室２ａから液体金属を排出するために、高速炉容器２には冷却材排出配管１２が設けられている。

【0040】

図２に示されるように、炉心３は、複数の炉心構成要素２０と、炉心構成要素２０のそれぞれを支持する支持構造物４とを備えている。各炉心構成要素２０は、一端すなわち下端２１から他端すなわち上端２２に延びるとともに軸方向に垂直な面に対する断面が六角形となる外形を有するように構成され、断面が円筒形状であるとともにある外径を有するエントランスノズル２３を下端２１側に有している。支持構造物４は複数の挿入孔８を有し、挿入孔８にエントランスノズル２３を挿入した状態で支持構造物４が炉心構成要素２０を支持している。各炉心構成要素２０は、上端２２近傍に、炉心構成要素２０の軸方向における他の領域から径方向外側に突出して形成されたパッド部２４を有している。また、各炉心構成要素２０は、パッド部２４とエントランスノズル２３との間に、炉心構成要素２０の軸方向における他の領域から径方向外側に突出して形成されたパッド部２５も有している。

【0041】

図３に示されるように、エントランスノズル２３は、エントランスノズル２３の下端２３ａ側に、エントランスノズル２３の軸方向における他の領域から径方向外側に突出して形成された第１拡径部２６を有している。また、エントランスノズル２３は、エントランスノズル２３の上端２３ｂ側に、エントランスノズル２３の軸方向における他の領域から径方向外側に突出して形成された第２拡径部２７を有している。挿入孔８は、挿入孔８の軸方向における他の領域から径方向内側に突出して形成された第１縮径部８ａ及び第２縮径部８ｂを互いに挿入孔８の軸方向に離れた位置に有している。第１拡径部２６の外径と第１縮径部８ａの内径とはほぼ同径であり、第２拡径部２７の外径と第２縮径部８ｂの内径とはほぼ同径である。このため、エントランスノズル２３を挿入孔８に挿入すると、第１拡径部２６が第１縮径部８ａによって挿入孔８の径方向に保持されるとともに、第２拡径部２７が第２縮径部８ｂによって挿入孔８の径方向に保持される。

【0042】

図４に示されるように、複数の炉心構成要素２０のうち少なくとも１つの第１炉心構成要素２０ａには、パッド部２４において第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に向かって凹んだ凹部２８が形成されている。凹部２８内には、棒状の押し付け部材３０と、押し付け部材３０を第１炉心構成要素２０ａの径方向外側に向かって押し付ける弾性力を押し付け部材３０に付与するように構成された第１弾性部材３１とが設けられている。この実施形態１において、第１弾性部材３１はスプリング３１ａである。スプリング３１ａの一端は押し付け部材３０に接続され、スプリング３１ａの他端は、凹部２８内において第１炉心構成要素２０ａの最も径方向内側の奥壁面２８ａに接続されている。スプリング３１ａの弾性力によって押し付け部材３０が第１炉心構成要素２０ａの径方向外側に向かって押し付けられ、これにより、第１炉心構成要素２０ａに隣接する第２炉心構成要素２０ｂのパッド部２４を押し付け部材３０が押し付ける。すなわち、第２炉心構成要素２０ｂには、隣接する第１炉心構成要素２０ａの押し付け部材３０から、押し付け力Ｆ_１が加えられる。

【0043】

第１炉心構成要素２０ａには、上端２２から第１炉心構成要素２０ａの軸方向に沿って下端２１（図２参照）に向かって延びるように形成された内部空間４０が形成されている。第１炉心構成要素２０ａの内部には、第１炉心構成要素２０ａの軸方向においてパッド部２４と上端２２との間の領域で、内部空間４０に連通するとともに内部空間４０よりも第１炉心構成要素２０ａの径方向外側に向かって広がった空間である係合空間４１が形成されている。第１炉心構成要素２０ａの内部には、さらに、係合空間４１に連通するとともに第１炉心構成要素２０ａの軸方向に沿って延びて凹部２８に連通する連絡空間４２が形成されている。

【0044】

第１炉心構成要素２０ａには、押し付け部材３０の押し付けを解除する押し付け解除機構５０が設けられている。押し付け解除機構５０は、連絡空間４２内で第１炉心構成要素２０ａの軸方向に沿ってスライド可能に設けられたスライド部材５１と、スライド部材５１の上端から係合空間４１内に延びる係合片５２と、スライド部材５１の下端に設けられた先端部５３とを有している。押し付け部材３０には、押し付け部材３０の軸方向と交差する方向に延びるように収容空間３２が形成されている。収容空間３２を画定する内壁は、押し付け部材３０の押し付け方向における上流側に位置する第１テーパ面３２ａを含んでいる。第１テーパ面３２ａは、第１炉心構成要素２０ａの軸方向に対して斜めに延びるように、すなわち、上端２２から下端２１（図２参照）に向かうに従い第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に向かって傾斜するように構成されている。先端部５３には、収容空間３２内で第１テーパ面３２ａに対面接触可能に傾斜した第２テーパ面５３ａが形成されている。

【0045】

押し付け解除機構５０の動作は次の通りである。内部空間４０内に、炉心燃料を交換するための燃料交換機４５を挿入する。燃料交換機４５の先端側には、燃料交換機４５の軸方向に対して垂直な方向に延びるように操作端４６が出没可能に設けられており、操作端４６が係合空間４１内に入り込むように、すなわち操作端４６が係合空間４１と係合するように、操作端４６を突出させる。係合空間４１内において、操作端４６は、押し付け解除機構５０の係合片５２よりも下端２１（図２参照）側に位置している。この状態で、燃料交換機４５を上端２２側に向かって引き上げると、係合片５２が操作端４６によって上端２２側に向かって移動される。これにより、スライド部材５１が上端２２側に向かってスライドする。

【0046】

図５に示されるように、スライド部材５１が上端２２（図４参照）側に向かって（矢印Ｂの方向に）スライドすると、第２テーパ面５３ａが第１テーパ面３２ａに接触しながらスライドする際に第１テーパ面３２ａが第２テーパ面５３ａから矢印Ｃ方向に押圧されることにより、押し付け部材３０が第１炉心構成要素２０ａの径方向内側（矢印Ｄの方向）に向かって移動する。これにより、押し付け部材３０が第２炉心構成要素２０ｂのパッド部２４から離れるので、押し付け部材３０の押し付けが解除される。

【0047】

次に、第１炉心構成要素２０ａの押し付け部材３０が、第１炉心構成要素２０ａに隣接する第２炉心構成要素２０ｂのパッド部２４を押し付けることによる効果を説明する。
図６に示されるように、第２炉心構成要素２０ｂのパッド部２４に第１炉心構成要素２０ａの押し付け部材３０が押し付けられることによって、第２炉心構成要素２０ｂのパッド部２４に押し付け力Ｆ_１が加えられる。すると、エントランスノズル２３の第２拡径部２７と挿入孔８の第２縮径部８ｂとの接触部分Ｒを支点として、この支点から押し付け部材３０までの距離Ｌ_１と押し付け力Ｆ_１とを乗算して得られたモーメントＭ_１（＝Ｆ_１×Ｌ_１）と釣り合うように第１縮径部８ａ及び第２縮径部８ｂに押し付け力Ｆ_２及びＦ_３が発生する（図３参照）。これらの押し付け力Ｆ_２及びＦ_３によって、第１縮径部８ａと第１拡径部２６との間及び第２縮径部８ｂと第１拡径部２７との間に摩擦力ｆ_１及びｆ_２が生じる（図３参照）。これらの摩擦力ｆ_１及びｆ_２によって、例えば地震のような上下方向の振動が発生したときに、第２炉心構成要素２０ｂの跳び上がりを抑制することができる。

【0048】

地震では、上下方向の振動だけではなく水平方向の振動も生じる場合があるので、図４に示されるように、第２炉心構成要素２０ｂが水平方向に振動して第２炉心構成要素２０ｂのパッド部２４が押し付け部材３０を第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に押し込んでしまう場合もある。この場合、第２炉心構成要素２０ｂに押し付け力Ｆ_１が加えられなくなるので、この状態で上下方向の振動が生じると、第２炉心構成要素２０ｂの跳び上がりが発生してしまう。

【0049】

上述したように、炉心３（図１参照）内を液体金属が流通する。炉心３内では、複数の炉心構成要素２０（図２参照）間に液体金属が流れているだけではなく、炉心構成要素２０の内部、すなわち、内部空間４０、係合空間４１、連絡空間４２、及び凹部２８の内部にも液体金属が流れる。押し付け部材３０が第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に押し込まれるためには、凹部２８内の液体金属が、連絡空間４２又は炉心構成要素２０の外周面における凹部２８の開口から排出される必要があるが、地震による横揺れでは、第２炉心構成要素２０ｂのパッド部２４は押し付け部材３０に瞬間的に繰り返して衝突することになるので、このような衝突に敏感に対応して凹部２８から液体金属が排出される可能性は小さく、押し付け部材３０が第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に押し込まれて、第２炉心構成要素２０ｂの跳び上がりが発生する可能性は低い。

【0050】

地震のような上下方向の振動が発生したときに第２炉心構成要素２０ｂの跳び上がりを抑制できる一方で、炉心燃料の交換時には、炉心構成要素２０を挿入孔８から容易に引き抜くことができる必要もある。これに対しては、上述したように、燃料交換機４５によって押し付け解除機構５０を操作して押し付け部材３０の押し付けを解除することで、炉心構成要素２０を挿入孔８から引き抜くことができるようになる。特に、この実施形態１では、燃料交換機４５によってスライド部材５１を上端２２に向かってスライドさせるという容易な操作で押し付け部材３０の押し付けを解除することができる。

【0051】

このように、第１炉心構成要素２０ａの押し付け部材３０が、第１炉心構成要素２０ａに隣接する第２炉心構成要素２０ｂに押し付けられることにより、第２炉心構成要素２０ｂの跳び上がりが抑制される一方で、炉心燃料の交換時には、押し付け解除機構５０によって、押し付け部材３０の押し付けを解除することで、第２炉心構成要素２０ｂを容易に引き抜くことができるようになる。その結果、支持構造物４に追設構造を設置せずに、燃料交換時の炉心構成要素２０の引き抜き作業を阻害しないようにしながら炉心構成要素２０の跳び上がりを抑えることができる。

【0052】

また、この実施形態１では、第１テーパ面３２ａが押し付け部材３０の内部に形成され、スライド部材５１の第２テーパ面５３ａを含む先端部５３が押し付け部材３０内の収容空間３２内に収容されていることにより、押し付け解除機構５０がコンパクトになるので、押し付け解除機構５０が設けられる部分の第１炉心構成要素２０ａの外径が大きくなることを抑制することができる。

【0053】

実施形態１では、図５に示されるように、第１テーパ面３２ａは、上端２２（図２参照）から下端２１（図２参照）に向かうに従い第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に傾斜しているが、図７に示されるように、第１テーパ面３２ａを上端２２（図２参照）から下端２１（図２参照）に向かうに従い第１炉心構成要素２０ａの径方向外側に傾斜するように構成してもよい。この場合にも、第２テーパ面５３ａは、収容空間３２内で第１テーパ面３２ａに対面接触可能に傾斜するように構成する。この場合には、押し付け部材３０を第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に向かって移動させるために、スライド部材５１を、図５とは反対方向、すなわち、下端２１側（矢印Ｅの方向）にスライドさせるような構成にする必要がある。

【0054】

実施形態１では、図５に示されるように、スプリング３１ａの一端は押し付け部材３０と接続されているが、スプリング３１ａの一端が押し付け部材３０と接続されずに単に接するように構成されてもよい。この場合、押し付け部材３０がその押し付け方向に移動して凹部２８から抜け出てしまう可能性があるが、第１テーパ面３２ａは、第２テーパ面５３ａに対して押し付け部材３０の押し付け方向における上流側に位置することにより第２テーパ面５３ａに接触することになり、第２テーパ面５３ａよりも押し付け部材３０の押し付け方向における下流側へ移動することができないようになっているので、押し付け部材３０の移動も制限され、その結果、押し付け部材３０が凹部２８から抜け出してしまうことを防止できる。

【0055】

（実施形態２）
次に、実施形態２に係る高速炉の炉心について説明する。実施形態２に係る高速炉の炉心は、実施形態１に対して、押し付け解除機構の構成を変更したものである。尚、実施形態２において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0056】

図８に示されるように、押し付け解除機構６０は、連絡空間４２内で第１炉心構成要素２０ａの軸方向に沿ってスライド可能に設けられたスライド部材６１と、スライド部材６１の下端に設けられた先端部６３と、係合空間４１内に設けられるとともにスライド部材６１を下端２１（図２参照）に向かって押し付けるスプリング６４とを有している。スライド部材６１には、燃料交換機４５の操作端４６が挿入可能な貫通孔６２が形成されている。スプリング３１ａの一端は押し付け部材３０に接続され、スプリング３１ａの他端には可動部６５が接続されている。スプリング３１ａの他端が接続された面に対向する可動部６５の面には、第１炉心構成要素２０ａの軸方向に対して斜めに延びるように、すなわち、上端２２から下端２１（図２参照）に向かうに従い第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に向かって傾斜するように構成された第１テーパ面３２ｂが形成されている。先端部６３には、押し付け部材３０の押し付け方向における下流側で第１テーパ面３２ｂに対面接触可能に傾斜した第２テーパ面５３ｂが形成されている。その他の構成は、実施形態１と同じである。

【0057】

押し付け解除機構６０が機能しない場合は、スプリング６４の弾性力によってスライド部材６１が下端２１（図２参照）に向かって押し付けられているので、先端部６３が押し付け部材３０の押し付け方向における可動部６５の上流側に位置している。これにより、可動部６５が先端部６３によって支えられた状態になっているので、スプリング３１ａの弾性力が押し付け部材３０に付与されて、押し付け部材３０が第１炉心構成要素２０ａの径方向外側に向かって押し付けられる。これにより、実施形態１と同じ原理で第２炉心構成要素２０ｂ（図４参照）の跳び上がりを抑えることができる。

【0058】

次に、押し付け解除機構６０によって押し付け部材３０の押し付けが解除される動作について説明する。
内部空間４０内に、炉心燃料を交換するための燃料交換機４５を挿入する。操作端４６が係合空間４１内に入り込むように、すなわち操作端４６が係合空間４１と係合するように、操作端４６を突出させる。係合空間４１内において、操作端４６を、スライド部材６１の貫通孔６２内に挿入させる。この状態で、燃料交換機４５を上端２２側に向かって引き上げると、操作端４６によってスライド部材６１が、スプリング６４の弾性力に抗するように上端２２側に向かってスライドする。

【0059】

図９に示されるように、スライド部材６１が上端２２（図８参照）側に向かって（矢印Ｇの方向に）スライドすると、第１テーパ面３２ａと第２テーパ面５３ａとが接触しなくなり、可動部６５は先端部６３によって支えられなくなる。すると、可動部６５は、スプリング３１ａの弾性力により、押し付け部材３０の押し付け方向における下流側に向かって移動する。その結果、スプリング３１ａは完全に伸びた状態になり、弾性力が消滅する。この状態では、押し付け部材３０が第１炉心構成要素２０ａの外周面から突出していたとしても、押し付け部材３０は、隣接する第２炉心構成要素２０ｂに押し付け力を与えない。これにより、押し付け部材３０の押し付けが解除されて、第２炉心構成要素２０ｂが容易に引き抜けるようになる。

【0060】

図８に示されるように、燃料交換機４５による押し付け解除機構６０操作をやめると、スプリング６４の弾性力により、スライド部材６１が下端２１（図２参照）に向かってスライドされる。図９に示されるように、第１テーパ面３２ｂが上端２２（図８参照）から下端２１に向かうに従い第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に向かって傾斜し、第２テーパ面５３ｂが第１テーパ面３２ｂに対面接触可能に傾斜しているので、第２テーパ面５３ｂが第１テーパ面３２ｂに対してスライドするようにして、先端部６３が容易に、押し付け部材３０の押し付け方向における可動部６５の上流側に位置することができる。

【0061】

このように、燃料交換機４５によってスライド部材６１を上端２２に向かってスライドさせるという容易な操作で押し付け部材３０の押し付けを解除することができる。その結果、支持構造物４に追設構造を設置せずに、燃料交換時の炉心構成要素２０の引き抜き作業を阻害しないようにしながら炉心構成要素２０の跳び上がりを抑えることができる。

【0062】

また、この実施形態２では、第１テーパ面３２ｂは押し付け部材３０とは別体の可動部６５に設けられているので、実施形態１のように押し付け部材３０に第１テーパ面３２ａを設ける場合に比べて、押し付け解除機構６０の各構成要素の構成を簡単にすることができる。

【0063】

実施形態２では、押し付け部材３０とスプリング３１ａと可動部６５とはいずれも、凹部２８の壁に固定されていないので、押し付け部材３０の押し付けが解除されたとき、押し付け部材３０が、スプリング３１ａ及び可動部６５と共に、凹部２８から抜け出てしまう可能性がある。そこで、図１０に示されるように、凹部２８からの押し付け部材３０の抜け出しを防止するための抜け止め部７０を設けてもよい。抜け止め部７０は、凹部２８の内壁面２８ｂから凹部２８の径方向内側に向かって突出して形成された第１当接部７１と、押し付け部材３０の外周面３０ａから押し付け部材３０の径方向外側に向かって突出して形成された第２当接部７２とを備え、押し付け部材３０がスプリング３１ａの弾性力によって押し付けられたとき、その押し付け方向に向かって第２当接部７２が第１当接部７１に当接可能に構成されている。この場合、スプリング３１ａは、押し付け部材３０の一部を内部に挿入するようにして、スプリング３１ａの一端が第２当接部７２に当接するとともにスプリング３１ａの他端が可動部６５に当接するように設けることもできる。

【0064】

図１０では、第１当接部７１は、凹部２８の最も開口端２８ｃ側に設けられているが、凹部２８の内壁面２８ｂのどこに形成してもよい。例えば、図１１（ａ）に示されるように、凹部２８の開口端２８ｃよりも第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に第１当接部７１を形成してもよい。また、凹部２８の内壁面２８ｂに限定されず、図１１（ｂ）に示されるように、開口端２８ｃの周縁部２８ｄに環形状の板状部材を張り付けることにより第１当接部７１を形成してもよい。さらに、第１当接部７１及び第２当接部７２とも、完全に環形状である必要はなく、図１１（ｃ）に示されるように、周方向に部分的に切り離された複数の部分７１ａから第１当接部７１を構成し、周方向に部分的に切り離された複数の部分７２ａから第２当接部７２を構成してもよい。

【0065】

実施形態２では、押し付け部材３０の押し付けが解除されても、自動的に押し付け部材３０が凹部２８内に退避させる構成とはなっていない。そこで、図１２に示されるように、図１０の構成に対して、第１当接部７１と第２当接部７２との間に、第２弾性部材７５であるスプリング７５ａを設けてもよい。この場合、先端部６３による可動部６５の支えがなくなり、押し付け部材３０の押し付け方向における上流側に向かって可動部６５が動いたときに、スプリング７５ａの弾性力によって第２当接部７２が押し付け部材３０の押し付け方向における上流側に向かって押されることにより、押し付け部材３０を凹部２８内に退避させることができる。

【0066】

（実施形態３）
次に、実施形態３に係る高速炉の炉心について説明する。実施形態３に係る高速炉の炉心は、実施形態１に対して、押し付け解除機構の構成を変更したものである。尚、実施形態３において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0067】

図１３に示されるように、押し付け解除機構８０は、係合空間４１及び連絡空間４２内に設けられた回転棒部材８１を有している。回転棒部材８１は、第１端部すなわち下端部８１ａから第２端部すなわち上端部８１ｂに延びるように構成されるとともに下端部８１ａと上端部８１ｂとの間に設けられた回転軸８２を中心に回転可能に設けられている。回転棒部材８１の下端部８１ａ側には、凹部２８の軸方向に第１炉心構成要素２０ａの径方向外側に向かって延びるように構成された伝達部８３が設けられている。伝達部８３は、回転棒部材８１の軸方向に対して垂直に延びている。伝達部８３には、凹部２８の奥壁面２８ａに一端が接続されたスプリング３１ａの他端が接続されている。伝達部８３と押し付け部材３０との間には、一端が伝達部８３に接続されるとともに他端が押し付け部材３０に接続されたスプリング８５が設けられている。回転棒部材８１の上端部８１ｂ側には、回転棒部材８１が回転軸８２を中心に回転するための回転力を受ける回転力受部８４が設けられている。回転力受部８４は、回転棒部材８１の軸方向に対して垂直かつ第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に向かって延びている。その他の構成は、実施形態１と同じである。

【0068】

押し付け解除機構８０が機能しない場合は、スプリング３１ａの弾性力が伝達部８３及びスプリング８５を介して押し付け部材３０に伝達されて、押し付け部材３０が第１炉心構成要素２０ａの径方向外側に向かって押し付けられる。これにより、実施形態１と同じ原理で第２炉心構成要素２０ｂ（図４参照）跳び上がりを抑えることができる。

【0069】

次に、押し付け解除機構８０によって押し付け部材３０の押し付けが解除される動作について説明する。
内部空間４０内に、炉心燃料を交換するための燃料交換機４５を挿入する。操作端４６が係合空間４１内に入り込むように、すなわち操作端４６が係合空間４１と係合するように、操作端４６を突出させる。係合空間４１内において、操作端４６を、回転力受部８４に隣接するように位置させる。すなわち、操作端４６を回転力受部８４に係合させる。この状態で、燃料交換機４５を第１炉心構成要素２０ａの径方向外側に向かって移動させると、操作端４６が回転力受部８４を第１炉心構成要素２０ａの径方向外側に向かって（矢印Ｊ方向に）押すことにより、回転棒部材８１が回転軸８２を中心に矢印Ｋ方向に回転する。この回転により、伝達部８３が第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に向かって（矢印Ｌ方向に）スプリング３１ａの弾性力に抗するように移動する。この伝達部８３の移動により、スプリング８５を介して押し付け部材３０が第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に向かって引き込まれるので、押し付け部材３０の押し付けが解除される。その結果、押し付け部材３０によって押し付け力を与えられていた第２炉心構成要素２０ｂ（図４参照）が容易に引き抜けるようになる。

【0070】

このように、燃料交換機４５によって回転棒部材８１を回転軸８２を中心に回転させるという容易な操作で押し付け部材３０の押し付けを解除することができる。その結果、支持構造物４に追設構造を設置せずに、燃料交換時の炉心構成要素２０の引き抜き作業を阻害しないようにしながら炉心構成要素２０の跳び上がりを抑えることができる。

【0071】

実施形態３では、スプリング８５の一端が押し付け部材３０に接続されていたが、スプリング８５の一端は、押し付け部材３０に接続されずに単に当接するようにしてもよい。この場合、押し付け部材３０が凹部２８から抜け出るおそれがあるが、実施形態２の抜け止め部７０（図１０並びにその変形例の図１１及び１２参照）を設けることにより、押し付け部材３０が凹部２８から抜け出してしまうことを防ぐことができる。

【0072】

実施形態３では、伝達部８３と押し付け部材３０との間にスプリング８５が設けられていたが、スプリング８５を設けずに、押し付け部材３０を伝達部８３に直接連結してもよく、または、剛体の部材で伝達部８３と押し付け部材３０とを連結させてもよい。

【0073】

（実施形態４）
次に、実施形態４に係る高速炉の炉心について説明する。実施形態４に係る高速炉の炉心は、実施形態１に対して、押し付け解除機構を有さないものである。尚、実施形態４において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0074】

図１４に示されるように、複数の炉心構成要素２０のうち少なくとも１つの第１炉心構成要素２０ａには、パッド部２４において第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に向かって凹んだ凹部２８が形成されている。凹部２８内には、棒状の押し付け部材３０と、押し付け部材３０を第１炉心構成要素２０ａの径方向外側に向かって押し付ける弾性力を付与するように構成された第１弾性部材３１とが設けられている。この実施形態４において、第１弾性部材３１はスプリング３１ａである。スプリング３１ａの一端は押し付け部材３０に接続され、スプリング３１ａの他端は凹部２８の奥壁面２８ａに接続されている。その他の構成は、押し付け解除部材を有さないこと以外、実施形態１と同じである。

【0075】

スプリング３１ａの弾性力によって押し付け部材３０が第１炉心構成要素２０ａの径方向外側に向かって押し付けられると、第１炉心構成要素２０ａに隣接する第２炉心構成要素２０ｂのパッド部２４を押し付け部材３０が押し付ける。押し付け部材３０のこの押し付けにより、実施形態１と同じ原理で、第２炉心構成要素２０ｂの跳び上がりを抑えることができる。

【0076】

実施形態１で説明したように、地震時の横揺れで、第２炉心構成要素２０ｂのパッド部２４が押し付け部材３０に瞬間的に繰り返して衝突しても、このような衝突に敏感に対応して凹部２８から液体金属が排出される可能性は小さいので、押し付け部材３０が第１炉心構成要素２０ａの径方向内側に押し込まれる可能性は低い。しかし、第２炉心構成要素２０ｂのパッド部２４の衝突により押し付け部材３０に加えられる荷重が過大な大きさであれば、押し付け部材３０が凹部２８内に押し込まれる場合もある。

【0077】

そこで、実施形態４では、押し付け部材３０が、第２炉心構成要素２０ｂから過大な荷重を受けたとき、第１炉心構成要素２０ａのパッド部２４と第２炉心構成要素２０ｂのパッド部２４との接触を許容する位置まで第１炉心構成要素２０ａ内に向かって退避可能に構成されている。この実施形態４では、押し付け部材３０がパッド部２４に設けられているので、押し付け部材３０の全体が凹部２８内に完全に引き込まれることができるように構成されている。この構成により、押し付け部材３０が第２炉心構成要素２０ｂから過大な荷重を受けた場合には、押し付け部材３０は第１炉心構成要素２０ａ内へ向かって退避され、図１５に示されるように、第１炉心構成要素２０ａのパッド部２４と第２炉心構成要素２０ｂのパッド部２４とが接触して荷重を受けることができるので、過大な荷重によって押し付け部材３０及びスプリング３１ａが損傷するおそれを抑制することができる。

【0078】

実施形態１〜４では、第１炉心構成要素２０ａに設けられた押し付け部材３０が第２炉心構成要素２０ｂに押し付けられるように説明されており、押し付け部材３０で押し付ける炉心構成要素と、押し付け部材３０で押し付けられる炉心構成要素とを完全に区別していたが、この形態に限定するものではない。第１炉心構成要素２０ａも、第１炉心構成要素２０ａ及第２炉心構成要素２０ｂ以外の他の炉心構成要素に設けられた押し付け部材３０によって押し付けられてもよく、また、第２炉心構成要素２０ｂにも押し付け部材３０が設けられて、この押し付け部材３０が、第１炉心構成要素２０ａ及第２炉心構成要素２０ｂ以外の他の炉心構成要素に押し付けられてもよい。すなわち、複数の炉心構成要素２０の全てが押し付け部材３０を有して、隣接する炉心構成要素に対して押し付け部材３０が押し付け力を与えてもよく、複数の炉心構成要素２０の一部、すなわち少なくとも１つが押し付け部材３０を有して、隣接する炉心構成要素に対して押し付け部材３０が押し付け力を与えてもよい。尚、これは、以下の各変形例の説明についても適用される。

【0079】

実施形態１〜４では、パッド部２４に棒状の１つの押し付け部材３０が設けられているが、この形態に限定するものではない。図１６（ａ）に示されるように、２つの押し付け部材３０が設けられてもよく、図示しないが３つ以上の押し付け部材３０が設けられてもよい。また、形状も棒状に限定されず、図１６（ｂ）に示されるように、直方体形状の押し付け部材３０でもよく、図示しないが、円柱及び多角柱形状の押し付け部材であってもよい。

【0080】

また、複数の押し付け部材３０が設けられる場合、図１６（ａ）に示されるように、全ての押し付け部材３０が同じ方向に押し付けられる形態に限定するものではない。図１７（ａ）に示されるように、第２炉心構成要素２０ｂが、隣接する他の２つの第１炉心構成要素２０ａに設けられた各押し付け部材３０によって押し付けられてもよく、図１７（ｂ）に示されるように、第２炉心構成要素２０ｂが、隣接する他の３つの第１炉心構成要素２０ａに設けられた各押し付け部材３０によって押し付けられてもよい。図示しないが、第２炉心構成要素２０ｂが、隣接する他の４つ以上の第１炉心構成要素２０ａに設けられた各押し付け部材３０によって押し付けられてもよい。ただし、各押し付け部材３０による押し付け力Ｆ_１の合力Σがゼロよりも大きくなるようにする必要がある。このように、複数の第１炉心構成要素２０ａの押し付け部材３０の数及び押し付け方向を調整することによって、第２炉心構成要素２０ｂに与える押し付け力の方向及び大きさを調整することができる。

【0081】

実施形態１〜４では、押し付け部材３０はパッド部２４に設けられていたが、この形態に限定するものではない。パッド部２４以外の部分に設けられてもよい。ただし、パッド部２４は第１炉心構成要素２０ａの軸方向における他の領域から径方向外側に突出していることにより、押し付け部材３０及び第１弾性部材３１の設置スペースを確保しやすいので、押し付け部材３０はパッド部２４に設けることが好ましい。

【0082】

また、図６を参照して説明したように、モーメントＭ_１（Ｆ_１×Ｌ_１）と釣り合う押し付け力Ｆ_２及びＦ_３（図３参照）は、押し付け部材３０による押し付け力Ｆ_１が変わらなくても、距離Ｌ_１に比例して大きくなるので、押し付け部材３０は、できる限り上端２２の近傍に設けることが好ましい。これにより、押し付け部材３０による押し付け力Ｆ_１が小さくても摩擦力ｆ_１及びｆ_２（図３参照）を大きくすることができ、第２炉心構成要素２０ｂの跳び上がりをより効果的に抑制することができる。尚、上端２２の近傍とは、炉心構成要素２０の全長をＬとしたとき、炉心構成要素２０の上端２２から０．５Ｌ以内の位置、好ましくは０．３Ｌ以内の位置、より好ましくは０．２Ｌ以内の位置、さらにより好ましくは０．１Ｌ以内の距離、最も好ましくは０．０５Ｌ以内の位置である。

【0083】

実施形態１〜４では、第１弾性部材３１はスプリング３１ａであったが、これに限定するものではない。押し付け部材３０に対して弾性力を与えられるものであればどのようなものでもよく、板ばねや皿ばね等であってもよい。

【符号の説明】

【0084】

１ 高速炉
２ 高速炉容器
２ａ （高速炉容器の）室
２ｂ （高速炉容器の）室
３ 炉心
４ 支持構造物
５ 上部構造物
６ 遮蔽プラグ
７ 隔壁
７ａ 開口部
８ 挿入孔
８ａ 第１縮径部
８ｂ 第２縮径部
１１ 冷却材供給配管
１２ 冷却材排出配管
２０ 炉心構成要素
２０ａ 第１炉心構成要素
２０ｂ 第２炉心構成要素
２１ （炉心構成要素の）下端（一端）
２２ （炉心構成要素の）上端（他端）
２３ エントランスノズル
２４ パッド部
２５ パッド部
２６ 第１拡径部
２７ 第２拡径部
２８ 凹部
２８ａ 奥壁面
２８ｂ 内壁面
２８ｃ 開口端
２８ｄ 周縁部
３０ 押し付け部材
３１ 第１弾性部材
３１ａ スプリング
３２ 収容空間
３２ａ 第１テーパ面
３２ｂ 第１テーパ面
４０ 内部空間
４１ 係合空間
４２ 連絡空間
４５ 燃料交換機
４６ 操作端
５０ 押し付け解除機構
５１ スライド部材
５２ 係合片
５３ 先端部
５３ａ 第２テーパ面
５３ｂ 第２テーパ面
６０ 押し付け解除機構
６１ スライド部材
６２ 貫通孔
６３ 先端部
６４ スプリング
６５ 可動部
７０ 抜け止め部
７１ 第１当接部
７２ 第２当接部
７５ 第２弾性部材
７５ａ スプリング
８０ 押し付け解除機構
８１ 回転棒部材
８１ａ （回転棒部材の）下端部（第１端部）
８１ｂ （回転棒部材の）上端部（第２端部）
８２ 回転軸
８３ 伝達部
８４ 回転力受部
８５ スプリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】