JP2023124344A - 高速炉の崩壊熱除去系熱交換器構造 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器と仕切板との間のシール性を確保し、熱交換器の熱変形に起因した損傷の発生も低減できる貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造を提供する。【解決手段】この貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０は、入口窓７１ａと出口窓７１ｂとが形成された内胴７１と、内胴７１の一部を包囲する外胴７３と、筒状に形成され上端側の一部が内胴７１と外胴７３との間の環状の空間まで延在することによって第１流路Ｐａ及び第２流路Ｐｂを形成するスタンドパイプ７５と、供給するガスの量を変更することによって、冷却材の液面Ｌ１の高さがスタンドパイプ７５の上端より下方で外胴７３の下端より上方の高さに位置し第１流路Ｐａと第２流路Ｐｂとの連通が遮断される遮断状態と、冷却材の液面Ｌ１あの高さがスタンドパイプ７５の上端を超えて第１流路Ｐａと第２流路Ｐｂとが連通する連通状態とに切り替えるガス供給機構７７とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、高速炉の崩壊熱除去系熱交換器構造に関する。

従来、高速炉の崩壊熱除去系における貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造として、内胴と、外胴と、ガス供給手段とを備え、ガス供給手段から内胴と外胴との間に不活性ガスを供給することで、冷却材が内胴に流入するのを阻止する構造が知られている。貫通型直接炉心冷却系熱交換器は、高速炉の主容器内部の仕切板を貫通するように配置されている。

特開昭６０－１７８３９１号公報

上記の特許文献１では、内胴と仕切板との間が機械的なシール構造によってシールされているため、内胴と仕切板との間のシール性を確保しにくく、また、熱交換器の熱変形によって熱交換器と仕切板とが干渉し損傷が生じる可能性があるという問題があった。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱交換器と仕切板との間のシール性を確保し、主容器と熱交換器の熱変形に起因した損傷の発生も低減できる貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造は、主容器の内部を上部プレナムと下部プレナムとに仕切る仕切板を貫通する筒状の内胴であって、前記上部プレナムにおいて開口する入口窓と前記下部プレナムにおいて開口する出口窓とが形成された内胴と、前記上部プレナムに配置され、前記内胴の一部を包囲する外胴と、筒状に形成され、前記仕切板を貫通して前記上部プレナムから前記下部プレナムにわたって前記内胴を包囲するとともに、上端側の一部が前記内胴と前記外胴との間の環状の空間まで延在することによって、外周面と前記外胴との間に冷却材が流れる第１流路を形成し、内周面と前記内胴との間に前記上部プレナムと前記下部プレナムとを連通する第２流路を形成するスタンドパイプと、前記内胴と前記外胴との間に供給するガスの量を変更することによって、前記冷却材の液面の高さが前記スタンドパイプの上端より下方で前記外胴の下端より上方の高さに位置し前記第１流路と前記第２流路との連通が遮断される遮断状態と、前記冷却材の液面の高さが前記スタンドパイプの上端を超えて前記第１流路と前記第２流路とが連通する連通状態とに切り替えるガス供給機構と、を備える。

前記スタンドパイプは、前記スタンドパイプの上端が前記入口窓よりも下方となるように配置されていてもよい。

前記スタンドパイプの前記外周面が全周にわたって前記仕切板に固定され、前記スタンドパイプは前記内胴に接していないものであってもよい。

前記内胴と、前記外胴と、前記スタンドパイプは、いずれも円筒状の部材であって、前記第１流路及び前記第２流路が円環状に形成されていてもよい。

本発明によれば、熱交換器と仕切板との間のシール性を確保し、主容器と熱交換器の熱変形に起因した損傷の発生も低減できる貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造を提供することができる。

高速炉の基本的な構成を示す断面図である。 高速炉を上方から見た状態の一例を示す模式図である。 高速炉の貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造の周辺構造を模式的に示す断面図である。 貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造の使用時の状態を模式的に示す断面図である。 図４の一部を拡大して示す拡大図である。

（高速炉の構成）
本発明の一の実施形態に係る高速炉の構成について図面を参照しながら説明する。図１は、高速炉１の基本的な構成を示す断面図である。図２は、高速炉１を上方から見た状態の一例を示す模式図である。図３は、高速炉１の貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０の周辺構造を模式的に示す断面図である。図１は、図２のＡ－Ａ線における断面図であり、図３はＢ－Ｂ線における断面図である。図１における矢印は、冷却材であるナトリウムの流れを示している。

高速炉１は、一例としてタンク型高速炉であり、例えばウランやプルトニウム等を燃料として核分裂連鎖反応を制御しながら持続させて、エネルギーを取り出す。高速炉１は、主として、主容器１０と、炉心２０と、炉心槽３０と、炉心上部構造４０と、中間熱交換器５０と、ポンプ６０と、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０と、直接炉心冷却系熱交換器９０とを備える。

主容器１０は、一例で有底円筒形であり、例えば１５ｍ～２０ｍ程度の直径を有する。主容器１０は、炉心２０、炉心槽３０、炉心上部構造４０、中間熱交換器５０、ポンプ６０、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０、直接炉心冷却系熱交換器９０、及び、一次系の冷却材であるナトリウム等を収容する。

主容器１０の上部には、蓋として機能するルーフスラブ１１が設けられている。主容器１０の内部には仕切板１３が設けられている。仕切板１３は、例えば円環状の部材であり、主容器１０の内部を上部プレナムと下部プレナムとに仕切るように水平に配置されている。上部プレナムと下部プレナムとは、炉心槽３０、中間熱交換器５０、及びポンプ６０等を介して互いに連通している。これにより、後述するようにポンプ６０を動作させることによって、冷却材は上部プレナムと下部プレナムとの間を循環する。

仕切板１３は、具体的には、一例として３０ｍｍ以上５０ｍｍ以下程度の厚みの部材であってもよい。仕切板１３は、複数の板状の部材が互いに接合されることにより構成されたものであってもよい。

炉心２０は、燃料集合体及び制御棒集合体（いずれも不図示）等を有する構造部である。炉心槽３０は、炉心２０を収容する槽であり、高速炉１の中央部に配置されている。炉心上部構造４０は、制御棒駆動機構、温度計、及び燃料破損検出器等の各種計測装置（いずれも不図示）が設けられた構造部であり、一例として炉心２０の上方に配置されている。

中間熱交換器５０は、筒状に形成され、ルーフスラブ１１及び仕切板１３を貫通するように鉛直方向に配置されている。中間熱交換器５０は、上部プレナムに位置する入口窓５１と、下部プレナムに位置する出口窓５２とを有する。入口窓５１は、上部プレナム内の高温の冷却材が流入する開口部である。出口窓５２は、中間熱交換器５０の内部を通過した冷却材が下部プレナムへと流出する開口部である。入口窓５１は冷却材の液面Ｌよりも下方に位置している。

炉心２０からの熱によって昇温した一次系の冷却材は、中間熱交換器５０の内部において、二次系の冷却材（不図示）との間で熱交換をすることにより冷却される。

なお、図１に示すように、中間熱交換器５０が仕切板１３を貫通する部位には筒状のパイプ部材５５が設けられており、中間熱交換器５０はパイプ部材５５の内部を通って、上部プレナムから下部プレナムにかけて延在している。パイプ部材５５と中間熱交換器５０との間には、一例として、上部プレナムと下部プレナムとを分離するための機械的なシール構造５５ａが設けられている。

ポンプ６０は、冷却材を循環させるための機構であり、ルーフスラブ１１及び仕切板１３を貫通するように鉛直方向に延在している。ポンプ６０は、下部プレナム内に設けられた配管６１を介して冷却材を炉心槽３０へと圧送する。

炉心槽３０に圧送された冷却材は、炉心槽３０において炉心２０からの熱を受けて例えば５５０℃程度まで昇温する。冷却材は、その後、炉心槽３０の内部を上方に向かって流れ、上部プレナムへと流入する。上部プレナムに流入した冷却材は中間熱交換器５０の入口窓５１から中間熱交換器５０内に流れ込み、中間熱交換器５０の内部で例えば４００℃程度まで冷却され、中間熱交換器５０内を下方に向かって流れて出口窓５２から流出する。

出口窓５２から流出して下部プレナムに流れ込んだ冷却材は、ポンプ６０により吸引され、上述したように、ポンプ６０の作用により再び炉心槽３０へと圧送される。このように、冷却材は主容器１０内を循環しながら炉心２０を冷却する。

なお、図２では、中間熱交換器５０、ポンプ６０、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０、及び直接炉心冷却系熱交換器９０の具体的な配置を示しているが、これらの構成要素の数、及び、配置位置は高速炉１の仕様等に応じて適宜変更されてよい。直接炉心冷却系熱交換器９０は、従来公知の直接炉心冷却系熱交換器であるため、詳細な説明は省略する。

（貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０について）
貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０は、崩御熱除去系の補助冷却構造であり、高速炉１の通常運転時には動作せず、例えば異常な過渡変化があった場合や何らかの事故が発生した場合に動作して主容器１０内の炉心を冷却する。

貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０は、図３に示すように、内胴７１、外胴７３、スタンドパイプ７５、及びガス供給機構７７を備えている。貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０は、中間熱交換器５０と同様、主容器１０内の一次系の冷却材と主容器１０の外部の二次系の冷却材との間で熱交換を行うことによって、炉心を冷却する。

内胴７１は、ルーフスラブ１１及び仕切板１３を貫通するように鉛直方向に配置された筒状の部材である。内胴７１は、一例として上端及び下端が閉じられた円筒である。内胴７１は、例えばルーフスラブ１１に対して結合されることによって、主容器１０に対して固定されている。内胴７１の外周面には、上部プレナムにおいて開口する入口窓７１ａと、下部プレナムにおいて開口する出口窓７１ｂとが形成されている。内胴７１の内部には、二次系の冷却材が流れる不図示の流路が形成されており、内胴７１内に流入した一次系の冷却材は、二次系の冷却材との間で熱交換を行うことによって冷却される。

外胴７３は、内胴７１と外胴７３との間にガス供給機構７７からのガスが供給される空間を形成するための部材である。外胴７３は、上部プレナムに配置され、内胴７１の一部を包囲する筒状の形状を有する。外胴７３は、一例として、内胴７１の直径よりも大きい直径を有する円筒状の部材であり、ルーフスラブ１１に対して結合されている。外胴７３は、例えば、内胴７１に対して同軸に配置されている。外胴７３は、下端が内胴７１の入口窓７１ａよりも下方に位置するように、鉛直方向に延在している。

スタンドパイプ７５は、筒状の形状を有し、内胴７１の一部を包囲する。スタンドパイプ７５は、例えば内胴７１の直径よりも大きく、外胴７３の直径よりは小さい直径を有する円筒状の部材である。スタンドパイプ７５は、一例として内胴７１及び外胴７３に対して同軸に配置されている。具体的には、スタンドパイプ７５は、仕切板１３を貫通するように配置され、主容器１０の上部プレナムから下部プレナムにわたって内胴７１の一部を包囲している。

スタンドパイプ７５は、一例として内胴７１に接しない状態で配置されている。スタンドパイプ７５の直径は、例えば、熱応力による内胴７１の変形量や、貫通型直接炉心冷却系熱交換器を主容器１０から取り外す際の作業性などを考慮して適宜決定される。

なお、スタンドパイプ７５は内胴７１に接しないように構成されていることが好ましいが、スタンドパイプ７５と内胴７１との間の隙間は維持しつつ、スタンドパイプ７５と内胴７１とが部分的に接続されていてもよい。

スタンドパイプ７５は、一例として仕切板１３に結合されている。スタンドパイプ７５は、具体的には、その外周面が全周にわたって仕切板１３に固定されている。より具体的には、スタンドパイプ７５の外周面は、スタンドパイプ７５の仕切板１３との間に冷却材が通過する隙間が生じないような態様で、仕切板１３に固定される。スタンドパイプ７５の外周面と仕切板１３とは例えば溶接によって固定されていてもよい。

スタンドパイプ７５の外周面が全周にわたって仕切板１３に固定されていることで、スタンドパイプ７５と仕切板１３との間を通って上部プレナムから下部プレナムへと冷却材が流れることが防止されている。これは、中間熱交換器５０以外に、上部プレナムから下部プレナムへと冷却材が流れるバイパス流の発生が抑制されることを意味しており、このような構成によれば、バイパス流による冷却効率の低減を抑えることができる。

スタンドパイプ７５は、図３に示すように、上端側の一部が内胴７１と外胴７３との間の環状の空間まで延在するように配置されている。換言すれば、スタンドパイプ７５は、その上端側が内胴７１と外胴７３との間に入り込むような位置関係で、内胴７１と外胴７３との間に設けられている。

スタンドパイプ７５の外周面と外胴７３との間には冷却材が流れる第１流路Ｐａが形成される。第１流路Ｐａは、一例として、周方向に幅が一定の円環状の流路であってもよい。スタンドパイプ７５の内周面と７１内胴との間には上部プレナムと下部プレナムとを連通する第２流路Ｐｂが形成されている。第２流路Ｐｂは、一例として、第１流路Ｐａと同様、周方向に幅が一定の円環状の流路であってもよい。

スタンドパイプ７５は、その上端が内胴７１の入口窓７１ａよりも下方となるように配置されている。スタンドパイプ７５の上端は、具体的には、入口窓７１ａの最上部よりも下方に位置していることが好ましく、入口窓７１ａの最下部と同じ高さか又はそれより下方に位置していることがより好ましい。このような構成が好ましい理由については、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０の動作の説明と合わせて後述する。

（ガス供給機構７７について）
ガス供給機構７７は、図３に示すように、ガス供給源７８、ガス流路７９、第１バルブ８０ａ、第２バルブ８０ｂ、第１ガス供給部材８１ａ、第２ガス供給部材８１ｂ、及び、制御装置８２を有する。第１バルブ８０ａ及び第２バルブ８０ｂは、作業者が手動で操作することによって開閉が切り替えられるものであってもよいが、以下では、制御装置８２によって開閉が制御される構成を例示する。

ガス供給源７８は、不活性ガスを所定の圧力で主容器１０内に向けて圧送する。ガス流路７９は、ガス供給源７８から延び出した第１流路７９ａと、第１流路７９ａから分岐した第２流路７９ｂと、同じく第１流路７９ａから分岐した第３流路７９ｃとを有している。第１流路７９ａには、第１バルブ８０ａが設けられている。第２流路７９ｂは、第１ガス供給部材８１ａに接続する流路である。第３流路７９ｃは、第２ガス供給部材８１ｂに接続する流路であり、第３流路７９ｃには、第２バルブ８０ｂが設けられている。

第１バルブ８０ａ及び第２バルブ８０ｂは、一例として、制御装置８２からの制御信号に基づきバルブの開閉状態を切り替える不図示の駆動部を有するバルブである。第１バルブ８０ａ及び第２バルブ８０ｂは、具体的には、バルブの開度が変更されることによってバルブを通過するガスの流量が変更されるものであってもよい。

制御装置８２は、第１バルブ８０ａ、第２バルブ８０ｂ、及びガス供給源７８の動作を制御する。制御装置８２は、高速炉１の異常を検出する不図示の検出機器から高速炉１の異常を示す信号を受信するように構成されている。制御装置８２は、第１バルブ８０ａ及び第２バルブ８０ｂのそれぞれに、バルブを開閉させるための制御信号を送信する。制御装置８２は、また、ガス供給源７８に、不活性ガスの供給を開始又は停止させるための制御信号を送信する。制御信号は、ガスの流量の指令値を含んでいてもよい。

制御装置８２は、例えば、高速炉１の異常を示す信号を受信していない間は、第１バルブ８０ａを開いてガス流路７９を連通状態とする。一方、第２バルブ８０ｂは閉じた状態とされる。制御装置８２は、また、ガス供給源７８を動作させ、ガス供給源７８から主容器１０内に不活性ガスを供給させる。これにより、内胴７１と外胴７３との間においては、第１ガス供給部材８１ａを介して供給された不活性ガスによって冷却材の液面Ｌ１が内胴７１の入口窓７１ａよりも下方まで押し下げられる。外胴７３の外部においては、冷却材の液面Ｌは、中間熱交換器５０の入口窓５１よりも上方に位置している。

制御装置８２は、高速炉１の異常を示す信号を受けた場合、一例として、第１バルブ８０ａを閉じさせ、ガス供給源７８からの不活性ガスの供給を停止させる。これにより、内胴７１と外胴７３との間への不活性ガスの供給が停止する。また、第２バルブ８０ｂを開くことにより、内胴７１と外胴７３との間においては、冷却材の液面Ｌ１が、内胴７１の入口窓７１ａよりも上方となるような高さまで徐々に上昇する。

（貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０の動作）
上述のように構成された貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０の動作について、以下に説明する。図４は、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０の使用時の状態を示す断面図である。図４は、図３と同様、図２のＢ－Ｂ線における断面図である。図５は、図４の一部を拡大して示す拡大図である。

高速炉１の通常運転時には、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０は動作しない。制御装置８２は第１バルブ８０ａ及びガス供給源７８に対して制御信号を送信し、第１バルブ８０ａを開いてガス流路７９を連通状態にするとともに、ガス供給源７８に不活性ガスの供給を開始させる。第２バルブ８０ｂは閉じた状態である。ガス供給源７８は、図３に示すように、内胴７１と外胴７３との間の空間における冷却材の液面Ｌ１の高さがスタンドパイプ７５の上端より下方で外胴７３の下端より上方の高さに位置するように、内胴７１と外胴７３との間に不活性ガスを供給する。

この状態は、第１流路Ｐａと第２流路Ｐｂとの連通がガス供給機構７７から供給されたガスによって遮断された遮断状態である。具体的には、内胴７１と外胴７３との間に供給されたガスによって液面Ｌ１がスタンドパイプ７５の上端より下方に押し下げられることによって、第１流路Ｐａと第２流路Ｐｂとの連通が遮断される。第１流路Ｐａと第２流路Ｐｂの連通が遮断されているので、上部プレナムの冷却材がバイパス流として下部プレナムに流れ込むことはない。

一方で、スタンドパイプ７５は例えば溶接によって仕切板１３に固定されており、スタンドパイプ７５と仕切板１３との間を通って上部プレナムの冷却材がバイパス流として下部プレナムに流れ込むこともない。

貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０を動作させる場合、ガス供給機構７７からのガスの供給量を減少させるか、又は、ガス供給機構７７からのガスの供給を停止する。本実施形態では、一例として、制御装置８２が、不図示の検出機器から高速炉１の異常を示す信号を受信した場合、第１バルブ８０ａを閉じさせて、ガス供給源７８からの不活性ガスの供給を停止させる。これにより、内胴７１と外胴７３との間への不活性ガスの供給が停止する。また、第２バルブ８０ｂを開くことにより、図４に示すように、冷却材の液面Ｌ１の高さがスタンドパイプ７５の上端を超える位置まで上昇する。具体的には、例えば、冷却材の液面の高さＬ１が入口窓７１ａよりも上方まで上昇する。

この状態は、第１流路Ｐａと第２流路Ｐｂとが連通する連通状態であり、図５の矢印で示すように、上部ブレナムの冷却材が第１流路Ｐａを通って内胴７１と外胴７３との間の空間に流れ込み、入口窓７１ａから内胴７１の中に流入することで貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０によって冷却される。

（作用効果）
以上説明したように、本実施形態の貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０では、内胴７１と外胴７３との間にスタンドパイプ７５が配置され、内胴７１とスタンドパイプ７５との間に第１流路Ｐａが形成され、スタンドパイプ７５と外胴７３との間に第２流路Ｐｂが形成されている。そして、ガス供給機構７７は、内胴７１と外胴７３の間に供給するガスの量を変更することで、内胴７１と外胴７３との間の空間の冷却材の液面Ｌ１の高さを変更し、第１流路Ｐａと第２流路Ｐｂとの連通状態と遮断状態とを切り替える。

スタンドパイプ７５が設けられていない従来の構成では、内胴７１の周囲において上部プレナムから下部ブレナムに流れ込むバイパス流を防止するために、例えば、内胴７１の外周と、仕切板１３に固定された筒状部材の内周との間に機械的なシール構造を設ける必要があった。

しかしながら、高速炉１においては、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０が熱変形するため、機械的シール構造は貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０の熱変形を吸収できるものであることが必要である。熱変形を吸収できない場合には、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０又は仕切板１３が損傷する可能性がある。また、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０はメンテナンスのためにルーフスラブ１１から取り外されることも想定されるため、機械的シール構造は、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０の引抜きに対応した構造であることが必要である。このような理由から、機械的なシール構造では、構造が複雑化する問題や、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０の熱変形に起因して十分なシール性が確保し難いといった問題がある。

これに対して本実施形態の構成によれば、スタンドパイプ７５と内胴７１との間には機械的なシール構造は設けられておらず、内胴７１と外胴７３との間に供給された不活性ガスによって、液面Ｌ１が押し下げられて第１流路Ｐａと第２流路Ｐｂとの連通、すなわち、上部プレナムと下部プレナムとの連通が遮断される。したがって、上部プレナムから下部プレナムに冷却材が流入することが良好に防止される。

また、スタンドパイプ７５の上端が内胴７１の入口窓７１ａよりも下方に配置されている場合、図５に示すように、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０の動作時において、第２流路Ｐｂから入口窓７１ａに向かって冷却材が流れ易いという利点がある。

また、スタンドパイプ７５が内胴７１に接していない構成によれば、内胴７１がスタンドパイプ７５に当接しない範囲で熱変形したとしてもスタンドパイプ７５に対しては内胴７１からの力が加わらない。そのため、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０又は仕切板１３が損傷することが防止される。

また、内胴７１と、外胴７３と、スタンドパイプ７５がいずれも円筒状の部材であって、第１流路Ｐａ及び第２流路Ｐｂが円環状に形成されている場合、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０の周方向で冷却材の流れが均一化し、冷却材が良好に流れる。

なお、高速炉１の全ての貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０が上述したような構成を有している必要はなく、少なくとも１つの貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０が上記のような構成を有していればよい。上記では貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造７０について説明したが、本発明の貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造は他の種類の熱交換器に適用されてもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１ 高速炉
１０ 主容器
１１ ルーフスラブ
１３ 仕切板
２０ 炉心
３０ 炉心槽
４０ 炉心上部構造
５０ 中間熱交換器
５１ 入口窓
５２ 出口窓
５５ パイプ部材
５５ａ シール構造
６０ ポンプ
６１ 配管
７０ 貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造
７１ 内胴
７１ａ 入口窓
７１ｂ 出口窓
７３ 外胴
７５ スタンドパイプ
７７ ガス供給機構
７８ ガス供給源
７９ ガス流路
７９ａ 第１流路
７９ｂ 第２流路
７９ｃ 第３流路
８０ａ 第１バルブ
８０ｂ 第２バルブ
８１ａ 第１ガス供給部材
８１ｂ 第２ガス供給部材
８２ 制御装置
９０ 直接炉心冷却系熱交換器
Ｌ 液面
Ｌ１ 液面
Ｐａ 第１流路
Ｐｂ 第２流路

Claims (4)

1. 主容器の内部を上部プレナムと下部プレナムとに仕切る仕切板を貫通する筒状の内胴であって、前記上部プレナムにおいて開口する入口窓と前記下部プレナムにおいて開口する出口窓とが形成された内胴と、
   前記上部プレナムに配置され、前記内胴の一部を包囲する外胴と、
   筒状に形成され、前記仕切板を貫通して前記上部プレナムから前記下部プレナムにわたって前記内胴を包囲するとともに、上端側の一部が前記内胴と前記外胴との間の環状の空間まで延在することによって、外周面と前記外胴との間に冷却材が流れる第１流路を形成し、内周面と前記内胴との間に前記上部プレナムと前記下部プレナムとを連通する第２流路を形成するスタンドパイプと、
   前記内胴と前記外胴との間に供給するガスの量を変更することによって、前記冷却材の液面の高さが前記スタンドパイプの上端より下方で前記外胴の下端より上方の高さに位置し前記第１流路と前記第２流路との連通が遮断される遮断状態と、前記冷却材の液面の高さが前記スタンドパイプの上端を超えて前記第１流路と前記第２流路とが連通する連通状態とに切り替えるガス供給機構と、
   を備える、貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造。
2. 前記スタンドパイプは、前記スタンドパイプの上端が前記入口窓よりも下方となるように配置されている、
   請求項１に記載の貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造。
3. 前記スタンドパイプの前記外周面が全周にわたって前記仕切板に固定され、前記スタンドパイプは前記内胴に接していない、
   請求項１又は２に記載の貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造。
4. 前記内胴と、前記外胴と、前記スタンドパイプは、いずれも円筒状の部材であって、前記第１流路及び前記第２流路が円環状に形成されている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の貫通型直接炉心冷却系熱交換器構造。