JP2729554B2 - 深海用高速炉の一次冷却系体積変化吸収装置 - Google Patents
深海用高速炉の一次冷却系体積変化吸収装置Info
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- JP2729554B2 JP2729554B2 JP4200627A JP20062792A JP2729554B2 JP 2729554 B2 JP2729554 B2 JP 2729554B2 JP 4200627 A JP4200627 A JP 4200627A JP 20062792 A JP20062792 A JP 20062792A JP 2729554 B2 JP2729554 B2 JP 2729554B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、深海用の無液面型高速
炉に関し、更に詳しく述べると、その一次冷却系にベロ
ーズを設けた体積変化吸収装置に関するものである。
炉に関し、更に詳しく述べると、その一次冷却系にベロ
ーズを設けた体積変化吸収装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】深海用原子炉については、未だ実用化さ
れているものはない。しかし、その構造に関しては、既
にいくつかの提案がなされている。その一例としては、
図３に示すような耐圧殻を冷却器の一部として用いる高
温高速炉がある（“深海調査動力源用高温高速炉概念検
討”，日本原子力学会「1991秋の大会」（1991年10月15
〜18日，九大）予稿集，183 〜184 頁参照）。
れているものはない。しかし、その構造に関しては、既
にいくつかの提案がなされている。その一例としては、
図３に示すような耐圧殻を冷却器の一部として用いる高
温高速炉がある（“深海調査動力源用高温高速炉概念検
討”，日本原子力学会「1991秋の大会」（1991年10月15
〜18日，九大）予稿集，183 〜184 頁参照）。
【０００３】この高速炉では、一次系はナトリウム・ル
ープ、二次系は熱伝達特性と密度の点からＨｅ−Ｘｅガ
スを使用した密閉ブレイトンサイクルを用いる。耐圧殻
１０の内面に二次系ガス冷却材の冷却器１２を設ける。
耐圧殻１０の内部には、高速炉本体１４、制御棒駆動機
構１６、高速炉本体からの一次系ナトリウムを循環させ
るナトリウム配管１８、及び熱交換器２０、電磁ポンプ
２２などが組み込まれる。また二次系には、タービン２
４、二次系ガス冷却材を圧縮するコンプレッサ２６、レ
キュバレータ２８等が複数系統組み込まれる。
ープ、二次系は熱伝達特性と密度の点からＨｅ−Ｘｅガ
スを使用した密閉ブレイトンサイクルを用いる。耐圧殻
１０の内面に二次系ガス冷却材の冷却器１２を設ける。
耐圧殻１０の内部には、高速炉本体１４、制御棒駆動機
構１６、高速炉本体からの一次系ナトリウムを循環させ
るナトリウム配管１８、及び熱交換器２０、電磁ポンプ
２２などが組み込まれる。また二次系には、タービン２
４、二次系ガス冷却材を圧縮するコンプレッサ２６、レ
キュバレータ２８等が複数系統組み込まれる。
【０００４】高速炉は、深海調査船の回転運動を伴う横
揺れに十分対応できるように、無液面型である。そこ
で、一次冷却材（ナトリウム）の体積膨張を吸収するた
め、ナトリウム配管１８にベローズ３０を設置してい
る。
揺れに十分対応できるように、無液面型である。そこ
で、一次冷却材（ナトリウム）の体積膨張を吸収するた
め、ナトリウム配管１８にベローズ３０を設置してい
る。
【０００５】この高速炉では、耐圧殻内の雰囲気ガス圧
と原子炉容器内圧とが均等圧状態になっている。図３に
おいて、耐圧殻１０が破損して海水が内部に浸入する事
態を仮想した場合、最終的には耐圧殻内に深海の水圧と
同じ数百気圧がかかるようになる。しかし、この場合で
も、ベローズ３０を介して、この高圧が原子炉容器内に
も伝わるため、全体が均等圧状態となって釣り合う。
と原子炉容器内圧とが均等圧状態になっている。図３に
おいて、耐圧殻１０が破損して海水が内部に浸入する事
態を仮想した場合、最終的には耐圧殻内に深海の水圧と
同じ数百気圧がかかるようになる。しかし、この場合で
も、ベローズ３０を介して、この高圧が原子炉容器内に
も伝わるため、全体が均等圧状態となって釣り合う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ベローズ３０は、一次
冷却材（ナトリウム）の体積変化をスムーズに吸収でき
るように、薄い金属板の成形品からなる。万一、耐圧殻
１０が破損して海水が浸入すると、ベローズ３０の部分
では薄い金属板の両側にナトリウムと水が存在する状態
が続く。この高速炉を母船に引き上げるのに手間取り、
引上げ前にベローズ３０が破損すると、ナトリウム−水
反応が生じ、耐圧殻１０の内部は非常な汚染状態とな
る。
冷却材（ナトリウム）の体積変化をスムーズに吸収でき
るように、薄い金属板の成形品からなる。万一、耐圧殻
１０が破損して海水が浸入すると、ベローズ３０の部分
では薄い金属板の両側にナトリウムと水が存在する状態
が続く。この高速炉を母船に引き上げるのに手間取り、
引上げ前にベローズ３０が破損すると、ナトリウム−水
反応が生じ、耐圧殻１０の内部は非常な汚染状態とな
る。
【０００７】本発明の目的は、深海用高速炉の耐圧殻か
ら海水が内部へ漏洩する事態を仮想した場合でも、一次
冷却材と水との反応の可能性を実質的に無くすことがで
きる一次冷却系体積変化吸収装置を提供することであ
る。
ら海水が内部へ漏洩する事態を仮想した場合でも、一次
冷却材と水との反応の可能性を実質的に無くすことがで
きる一次冷却系体積変化吸収装置を提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、無液面型の深
海用高速炉の一次冷却系において、一次冷却系の体積変
化を吸収するベローズと、該ベローズを取り囲む第１の
容器と、上部が開口した第２の容器と、前記第１の容器
の上部と第２の容器の下部とを連通させるＪ型の連通配
管とを具備し、第１及び第２の容器の内部と連通配管の
内部にオイルを充填した一次冷却系体積変化吸収装置で
ある。より好ましくは、第２の容器内に更にオイル蓋用
のベローズを設けて、不活性ガス雰囲気とオイルとを隔
絶する。本発明で使用可能なオイルとしては、例えば流
動パラフィン、シリコーン油、鉱物油などがある。
海用高速炉の一次冷却系において、一次冷却系の体積変
化を吸収するベローズと、該ベローズを取り囲む第１の
容器と、上部が開口した第２の容器と、前記第１の容器
の上部と第２の容器の下部とを連通させるＪ型の連通配
管とを具備し、第１及び第２の容器の内部と連通配管の
内部にオイルを充填した一次冷却系体積変化吸収装置で
ある。より好ましくは、第２の容器内に更にオイル蓋用
のベローズを設けて、不活性ガス雰囲気とオイルとを隔
絶する。本発明で使用可能なオイルとしては、例えば流
動パラフィン、シリコーン油、鉱物油などがある。
【０００９】
【作用】通常時、オイルを介して耐圧殻内の不活性ガス
雰囲気の圧力が冷却系体積変化吸収用のベローズにかか
っている。万一、耐圧殻を通して海水が浸入した場合、
数百気圧の圧力がかかり、高速炉本体の炉心燃料のガス
プレナムが押し潰され、ベローズは収縮する。この時、
オイルは海水より軽いため、第２の容器内はオイルは海
水で置き換わるが、Ｊ型の連通配管の部分で妨げられて
第１の容器内へは浸入しない。例え一次冷却材のバウン
ダリであるベローズが破損したとしても、一次冷却材は
オイルより重いから第１の容器の下に溜まる。これらに
よって、一次冷却材と海水とが接触することはない。
雰囲気の圧力が冷却系体積変化吸収用のベローズにかか
っている。万一、耐圧殻を通して海水が浸入した場合、
数百気圧の圧力がかかり、高速炉本体の炉心燃料のガス
プレナムが押し潰され、ベローズは収縮する。この時、
オイルは海水より軽いため、第２の容器内はオイルは海
水で置き換わるが、Ｊ型の連通配管の部分で妨げられて
第１の容器内へは浸入しない。例え一次冷却材のバウン
ダリであるベローズが破損したとしても、一次冷却材は
オイルより重いから第１の容器の下に溜まる。これらに
よって、一次冷却材と海水とが接触することはない。
【００１０】特に第２の容器にもオイル蓋用のベローズ
を設けると、それによってオイルと海水とが完全に隔絶
される。海水による圧力は、オイルを介して一次冷却材
に伝達されるが、その際にオイルが散逸することもな
い。この構造は、深海調査船などに組み込み、横転が生
じる恐れがある場合に、特に有効である。
を設けると、それによってオイルと海水とが完全に隔絶
される。海水による圧力は、オイルを介して一次冷却材
に伝達されるが、その際にオイルが散逸することもな
い。この構造は、深海調査船などに組み込み、横転が生
じる恐れがある場合に、特に有効である。
【００１１】
【実施例】図１は本発明に係る深海用高速炉の一次冷却
系体積変化吸収装置の一実施例を示す説明図であり、Ａ
は正常時の状態を、Ｂは耐圧殻漏洩時の状態を、それぞ
れ示している。無液面型の深海用高速炉の一次冷却系に
接続した配管４０に、一次冷却材（ナトリウム）の体積
変化を吸収するためのベローズ３０を取り付けている。
そのベローズ３０を取り囲むように第１の容器３２を設
けると共に、上部が開口した第２の容器３４を並置し、
第１の容器３２の上部と第２の容器３４の下部との間を
連通するようにＪ型の連通配管３６を接続する。そして
第１及び第２の容器３２，３４の内部と連通配管３６の
内部にオイル３８を充填する。
系体積変化吸収装置の一実施例を示す説明図であり、Ａ
は正常時の状態を、Ｂは耐圧殻漏洩時の状態を、それぞ
れ示している。無液面型の深海用高速炉の一次冷却系に
接続した配管４０に、一次冷却材（ナトリウム）の体積
変化を吸収するためのベローズ３０を取り付けている。
そのベローズ３０を取り囲むように第１の容器３２を設
けると共に、上部が開口した第２の容器３４を並置し、
第１の容器３２の上部と第２の容器３４の下部との間を
連通するようにＪ型の連通配管３６を接続する。そして
第１及び第２の容器３２，３４の内部と連通配管３６の
内部にオイル３８を充填する。
【００１２】図１のＡにおいて、正常時、耐圧殻内は約
５気圧、５０〜１００℃の不活性ガス雰囲気である。オ
イル３８の圧力及びベローズ３０内のナトリウムの圧力
も同一である。一次系ナトリウムの温度は６００〜７０
０℃であるが、オイル温度及びベローズ３０内のナトリ
ウム温度は、一次系から距離をとって設置するので耐圧
殻内不活性ガス雰囲気と同じ５０〜１００℃である。
５気圧、５０〜１００℃の不活性ガス雰囲気である。オ
イル３８の圧力及びベローズ３０内のナトリウムの圧力
も同一である。一次系ナトリウムの温度は６００〜７０
０℃であるが、オイル温度及びベローズ３０内のナトリ
ウム温度は、一次系から距離をとって設置するので耐圧
殻内不活性ガス雰囲気と同じ５０〜１００℃である。
【００１３】ここで、何らかの原因により万一耐圧殻が
破損して海水が浸入する耐圧殻漏洩が発生した時を仮想
すると、浸入した海水で耐圧殻内の圧力は、最終的には
数百気圧まで上昇する。高速炉本体の炉心燃料のガスプ
レナムが、この高圧で押し潰されるため、図１のＢに示
すように、この体積減少相当分ベローズ３０は収縮す
る。海水４４はオイル３８よりも重いため、第２の容器
３４内のオイルは海水と置き換わる。しかし連通配管３
６の部分では、軽いオイルが上方に止まり、重い海水が
下方に溜まるため、第１の容器３２内には海水は浸入し
ない。つまり図１のＢに示すような状態で収まる。また
例えベローズ３０が破損したとしても、ナトリウムはオ
イルより重いから、下方に溜まり、オイルは上方に止ま
るため、結局、海水とナトリウムとの間には必ずオイル
が介在し、海水とナトリウムが接触することはない。従
って、ナトリウム−水反応は発生せず、多量の放射性物
質が海水側に流出する事態には到らない。
破損して海水が浸入する耐圧殻漏洩が発生した時を仮想
すると、浸入した海水で耐圧殻内の圧力は、最終的には
数百気圧まで上昇する。高速炉本体の炉心燃料のガスプ
レナムが、この高圧で押し潰されるため、図１のＢに示
すように、この体積減少相当分ベローズ３０は収縮す
る。海水４４はオイル３８よりも重いため、第２の容器
３４内のオイルは海水と置き換わる。しかし連通配管３
６の部分では、軽いオイルが上方に止まり、重い海水が
下方に溜まるため、第１の容器３２内には海水は浸入し
ない。つまり図１のＢに示すような状態で収まる。また
例えベローズ３０が破損したとしても、ナトリウムはオ
イルより重いから、下方に溜まり、オイルは上方に止ま
るため、結局、海水とナトリウムとの間には必ずオイル
が介在し、海水とナトリウムが接触することはない。従
って、ナトリウム−水反応は発生せず、多量の放射性物
質が海水側に流出する事態には到らない。
【００１４】逆に言うと、Ｊ型の連通配管３６の構造・
寸法は、高圧でガスプレナムが押し潰されてベローズ３
０が収縮した時に、その収縮量に対応する連通配管３６
内のオイルが第１の容器３２に移動しても、該連通配管
３６の上部にオイルが残り、海水が第１の容器３２には
浸入しないように設計する。
寸法は、高圧でガスプレナムが押し潰されてベローズ３
０が収縮した時に、その収縮量に対応する連通配管３６
内のオイルが第１の容器３２に移動しても、該連通配管
３６の上部にオイルが残り、海水が第１の容器３２には
浸入しないように設計する。
【００１５】図２は本発明の他の実施例の説明図であ
り、Ａは正常時の状態を、Ｂは耐圧殻漏洩時の状態を、
それぞれ示している。基本的な構成は、前記の実施例と
同様であるから、説明を簡略化するため、対応する部分
には同一符号を付し、記載を省略する。本実施例の特徴
は、第２の容器３４内にオイル蓋用ベローズ５０を設け
て、オイルと周囲の不活性ガス雰囲気とを隔絶した点で
ある。
り、Ａは正常時の状態を、Ｂは耐圧殻漏洩時の状態を、
それぞれ示している。基本的な構成は、前記の実施例と
同様であるから、説明を簡略化するため、対応する部分
には同一符号を付し、記載を省略する。本実施例の特徴
は、第２の容器３４内にオイル蓋用ベローズ５０を設け
て、オイルと周囲の不活性ガス雰囲気とを隔絶した点で
ある。
【００１６】耐圧殻漏洩が発生した時を仮想すると、浸
入した海水で耐圧殻内の圧力は最終的に数百気圧まで上
昇する。高速炉本体の炉心燃料のガスプレナムが、この
高圧で押し潰されるため、図２のＢに示すように、この
体積減少相当分ベローズ３０は収縮する。海水４４の圧
力によって、オイル蓋用ベローズ５０も収縮する。海水
とオイルとはオイル蓋用ベローズ５０によって隔絶され
ているため、第１の容器３２内へ海水が浸入することは
ない。つまり、図２のＢに示すような状態で収まる。例
えオイル蓋用ベローズ５０が破損したとしても、図１に
示す実施例と同様に、第２の容器３４内のオイルが海水
と置き換わるだけであって、第１の容器３２内へ海水が
浸入することはない。更にベローズ３０が破損したとし
ても、ナトリウムはオイルより重いから、下方に溜ま
り、オイルは上方に止まるため、結局、海水とナトリウ
ムとの間には必ずオイルが介在し、海水とナトリウムが
接触することはない。従って、ナトリウム−水反応は発
生せず、多量の放射性物質が海水側に流出する事態には
到らない。
入した海水で耐圧殻内の圧力は最終的に数百気圧まで上
昇する。高速炉本体の炉心燃料のガスプレナムが、この
高圧で押し潰されるため、図２のＢに示すように、この
体積減少相当分ベローズ３０は収縮する。海水４４の圧
力によって、オイル蓋用ベローズ５０も収縮する。海水
とオイルとはオイル蓋用ベローズ５０によって隔絶され
ているため、第１の容器３２内へ海水が浸入することは
ない。つまり、図２のＢに示すような状態で収まる。例
えオイル蓋用ベローズ５０が破損したとしても、図１に
示す実施例と同様に、第２の容器３４内のオイルが海水
と置き換わるだけであって、第１の容器３２内へ海水が
浸入することはない。更にベローズ３０が破損したとし
ても、ナトリウムはオイルより重いから、下方に溜ま
り、オイルは上方に止まるため、結局、海水とナトリウ
ムとの間には必ずオイルが介在し、海水とナトリウムが
接触することはない。従って、ナトリウム−水反応は発
生せず、多量の放射性物質が海水側に流出する事態には
到らない。
【００１７】図２に示すようなオイル蓋用ベローズを組
み込む構成は、本高速炉システムが深海調査船等に搭載
されて、何らかの原因により横転した場合でも、オイル
が溢れることがないため、安全性・信頼性が高く、より
好ましい。
み込む構成は、本高速炉システムが深海調査船等に搭載
されて、何らかの原因により横転した場合でも、オイル
が溢れることがないため、安全性・信頼性が高く、より
好ましい。
【００１８】本発明において使用可能なオイルとして
は、例えば流動パラフィン、シリコーン油、鉱物油など
がある。一次冷却材はナトリウムの他、ナトリウム−カ
リウム合金などを用いてもよい。
は、例えば流動パラフィン、シリコーン油、鉱物油など
がある。一次冷却材はナトリウムの他、ナトリウム−カ
リウム合金などを用いてもよい。
【００１９】
【発明の効果】本発明は上記のように、一次冷却系の体
積変化を吸収するベローズを取り囲む第１の容器の上部
と、上部が開口した第２の容器の下部との間を連通配管
で接続し、内部にオイルを充填したので、万一、耐圧殻
から海水が漏洩する事態が発生しても、海水と一次冷却
材との間に常にオイルが介在し、海水と一次冷却材とが
接触するのを防止できる。そのためナトリウム−水反応
などを回避でき、多量の放射性物質が海水側に流出する
虞れはない。
積変化を吸収するベローズを取り囲む第１の容器の上部
と、上部が開口した第２の容器の下部との間を連通配管
で接続し、内部にオイルを充填したので、万一、耐圧殻
から海水が漏洩する事態が発生しても、海水と一次冷却
材との間に常にオイルが介在し、海水と一次冷却材とが
接触するのを防止できる。そのためナトリウム−水反応
などを回避でき、多量の放射性物質が海水側に流出する
虞れはない。
【図１】本発明に係る一次冷却系体積変化吸収装置の一
実施例を示す説明図。
実施例を示す説明図。
【図２】本発明に係る一次冷却系体積変化吸収装置の他
の実施例を示す説明図。
の実施例を示す説明図。
【図３】深海用高速炉の一例を示す概念図。
３０ ベローズ ３２ 第１の容器 ３４ 第２の容器 ３６ 連通配管 ３８ オイル ４０ 一次冷却系に接続した配管
Claims (2)
- 【請求項１】 無液面型の深海用高速炉の一次冷却系
に、一次冷却系の体積変化を吸収するベローズを設けた
装置において、該ベローズを取り囲む第１の容器と、上
部が開口した第２の容器と、前記第１の容器の上部と第
２の容器の下部とを連通させるＪ型の連通配管とを具備
し、第１及び第２の容器の内部と連通配管の内部にオイ
ルを充填したことを特徴とする深海用高速炉の一次冷却
系体積変化吸収装置。 - 【請求項２】 第２の容器内にオイル蓋用ベローズを設
け、不活性ガス雰囲気とオイルとを隔絶した請求項１記
載の深海用高速炉の一次冷却系体積変化吸収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4200627A JP2729554B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 深海用高速炉の一次冷却系体積変化吸収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4200627A JP2729554B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 深海用高速炉の一次冷却系体積変化吸収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618684A JPH0618684A (ja) | 1994-01-28 |
| JP2729554B2 true JP2729554B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=16427528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4200627A Expired - Fee Related JP2729554B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 深海用高速炉の一次冷却系体積変化吸収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2729554B2 (ja) |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP4200627A patent/JP2729554B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0618684A (ja) | 1994-01-28 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |