JP2851409B2 - 液体金属冷却高速増殖炉の炉構造 - Google Patents
液体金属冷却高速増殖炉の炉構造Info
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- JP2851409B2 JP2851409B2 JP2277229A JP27722990A JP2851409B2 JP 2851409 B2 JP2851409 B2 JP 2851409B2 JP 2277229 A JP2277229 A JP 2277229A JP 27722990 A JP27722990 A JP 27722990A JP 2851409 B2 JP2851409 B2 JP 2851409B2
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- coolant
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、原子炉容器内に冷却材自由液面を備えた
ループ型高速増殖炉の炉内構造の改良に関するものであ
る。
ループ型高速増殖炉の炉内構造の改良に関するものであ
る。
［従来の技術］ 例えば、特公平１−51798号に開示される如き従来の
ループ型高速増殖炉は、第３図に示すように原子炉容器
１の中心に炉心７が配置されており、炉心７の重量は炉
心支持構造物４の１部材である炉心槽３に収容され炉心
サポートコーン２を介して原子炉容器１に支持されてい
る。
ループ型高速増殖炉は、第３図に示すように原子炉容器
１の中心に炉心７が配置されており、炉心７の重量は炉
心支持構造物４の１部材である炉心槽３に収容され炉心
サポートコーン２を介して原子炉容器１に支持されてい
る。
ここで、符号10は仕切板（バッフル板とも呼ばれ
る。）であり、仕切板10は炉心槽３の上端付近の外側と
炉壁保護ライナ20（炉壁保護ライナを備えていないタイ
プの炉では原子炉容器壁）管の環状空隙を仕切るために
設けられた仕切板で、前述の炉心サポートコーン２との
間に中間プレナム15を形成している。符号12は高圧プレ
ナムであり、高圧プレナム12は図示していない１次冷却
材ポンプにより供給される冷却材（液体金属ナトリウ
ム）を入口配管８を通して導入し、燃料集合体、遮蔽
体、制御棒、及び、ブランケット等を包含する炉心７の
各部への冷却材流量配分を行う低圧プレナム13（図示し
ていないが、上部炉心支持板５と下部炉心支持板６間に
は多数の連結管が設けられている）を介して炉心７に供
給し、冷却材は炉心７で加熱された後、炉心上部の上部
プレナム14に達し、上部プレナム14内に配置された出口
配管９を介して図示していない中間熱交換器に送られ
る。そして、前記中間熱交換器において図示していない
２次系のナトリウムに熱を伝達した後、温度低下した冷
却材（１次系ナトリウム）は、図示していない配管を介
して再び前記１次冷却材ポンプに戻される。
る。）であり、仕切板10は炉心槽３の上端付近の外側と
炉壁保護ライナ20（炉壁保護ライナを備えていないタイ
プの炉では原子炉容器壁）管の環状空隙を仕切るために
設けられた仕切板で、前述の炉心サポートコーン２との
間に中間プレナム15を形成している。符号12は高圧プレ
ナムであり、高圧プレナム12は図示していない１次冷却
材ポンプにより供給される冷却材（液体金属ナトリウ
ム）を入口配管８を通して導入し、燃料集合体、遮蔽
体、制御棒、及び、ブランケット等を包含する炉心７の
各部への冷却材流量配分を行う低圧プレナム13（図示し
ていないが、上部炉心支持板５と下部炉心支持板６間に
は多数の連結管が設けられている）を介して炉心７に供
給し、冷却材は炉心７で加熱された後、炉心上部の上部
プレナム14に達し、上部プレナム14内に配置された出口
配管９を介して図示していない中間熱交換器に送られ
る。そして、前記中間熱交換器において図示していない
２次系のナトリウムに熱を伝達した後、温度低下した冷
却材（１次系ナトリウム）は、図示していない配管を介
して再び前記１次冷却材ポンプに戻される。
符号16は原子炉容器内の冷却材自由液面を示し、冷却
材自由液面16の上部空間はアルゴンガス等の不活性ガス
が充填されているカバーガス空間17である。また、符号
11は原子炉容器内最下部の空間で、炉心サポートコーン
２及び高圧プレナム12を形成する炉心支持構造物４の底
部によって仕切られた下部プレナムである。
材自由液面16の上部空間はアルゴンガス等の不活性ガス
が充填されているカバーガス空間17である。また、符号
11は原子炉容器内最下部の空間で、炉心サポートコーン
２及び高圧プレナム12を形成する炉心支持構造物４の底
部によって仕切られた下部プレナムである。
符号５は上部炉心支持板、符号６は下部炉心支持板、
符号20は炉壁保護ライナである。
符号20は炉壁保護ライナである。
なお、第３図を含め本出願に添附した図は簡略化のた
め原子炉容器１の外側に原子炉容器壁に沿って配置され
た保護容器（ガードベッセル）の記載を省略している。
め原子炉容器１の外側に原子炉容器壁に沿って配置され
た保護容器（ガードベッセル）の記載を省略している。
［発明が解決しようとする課題］ この従来の液体金属冷却高速増殖炉の炉構造において
は、炉心サポートコート２或いは炉心支持構造物４は荷
重伝達経路が１つしかないため、炉心サポートコーン２
或いは炉心支持構造物４の円周方向の貫通亀裂が生じ完
全に進行してしまうと、炉心７が落下し、相対的に制御
棒（図示せず）が炉心から引抜かれるので、炉心の反応
度が増加し、安全上好ましくない効果をもたらす。
は、炉心サポートコート２或いは炉心支持構造物４は荷
重伝達経路が１つしかないため、炉心サポートコーン２
或いは炉心支持構造物４の円周方向の貫通亀裂が生じ完
全に進行してしまうと、炉心７が落下し、相対的に制御
棒（図示せず）が炉心から引抜かれるので、炉心の反応
度が増加し、安全上好ましくない効果をもたらす。
この安全上の問題を解決するには、第１に亀裂の発生
が検知でき、安全に炉停止ができること。これが不可能
な場合には、亀裂が発生し、進行したとしても、落下に
至る前に安全に炉停止ができること。それも不可能な場
合には、炉心が落下したとしてもバックアップサポート
により大きな落下を防止し、安全に炉停止ができるこ
と。（但し、バックアップサポートの損傷が監視可能な
ことが条件）といった安全思想上の要求を満足する必要
がある。
が検知でき、安全に炉停止ができること。これが不可能
な場合には、亀裂が発生し、進行したとしても、落下に
至る前に安全に炉停止ができること。それも不可能な場
合には、炉心が落下したとしてもバックアップサポート
により大きな落下を防止し、安全に炉停止ができるこ
と。（但し、バックアップサポートの損傷が監視可能な
ことが条件）といった安全思想上の要求を満足する必要
がある。
しかしながら、従来の亀裂検知技術では、少なくとも
ナトリウム中（高温・高腐蝕製雰囲気）で構造物の亀裂
を直接検知できる技術はないこと、また、他の手段（例
えば、間接的検知）に頼るにせよ、亀裂が進行したこと
により構造物の変形を検知するには測定精度が十分でな
いこと、等のため炉心サポートコーン或いは炉心支持構
造物の破損の徴候を検知することができず、破壊の未然
予知が困難な問題がある。
ナトリウム中（高温・高腐蝕製雰囲気）で構造物の亀裂
を直接検知できる技術はないこと、また、他の手段（例
えば、間接的検知）に頼るにせよ、亀裂が進行したこと
により構造物の変形を検知するには測定精度が十分でな
いこと、等のため炉心サポートコーン或いは炉心支持構
造物の破損の徴候を検知することができず、破壊の未然
予知が困難な問題がある。
従って、この発明の漏洩先行型破損の考え方に立脚
し、不安定破壊を生じるはるか以前に炉心サポートコー
ンの亀裂の徴候を検知し得る炉構造を提供することを目
的としている。
し、不安定破壊を生じるはるか以前に炉心サポートコー
ンの亀裂の徴候を検知し得る炉構造を提供することを目
的としている。
［課題を解決するための手段］ この目的に対応して、この発明の液体金属冷却高速増
殖炉の炉構造は、原子炉容器に同心状に配置された炉心
を包含する炉心槽が炉心サポートコーンを介して原子炉
容器に支持されており、前記炉心槽は上端付近の外側に
原子炉容器壁または炉壁保護ライナに向かって伸びる仕
切板を備え、前記炉心槽の周囲に中間プレナムを形成
し、かつ、前記炉心槽は下端に高圧プレナムを備え、前
記炉心サポートコーンより下部の原子炉容器内を下部プ
レナムに仕切ると共に、１次冷却材ポンプからの冷却材
を入口配管を通して導入、低圧プレナムを介して前記炉
心に供給し、前記炉心で加熱された冷却材を出口配管を
介して中間熱交換器に送給する自由液面を備えた液体金
属冷却高速増殖炉において、前記炉心槽に中間プレナム
と低圧プレナムとを結ぶ流路孔を設けると共に、下部プ
レナムと冷却材自由液面上のカバーガス空間とを結ぶ管
を設け、冷却材自由液面近傍の前記管の上端に液位計を
配置したことを特徴としている。
殖炉の炉構造は、原子炉容器に同心状に配置された炉心
を包含する炉心槽が炉心サポートコーンを介して原子炉
容器に支持されており、前記炉心槽は上端付近の外側に
原子炉容器壁または炉壁保護ライナに向かって伸びる仕
切板を備え、前記炉心槽の周囲に中間プレナムを形成
し、かつ、前記炉心槽は下端に高圧プレナムを備え、前
記炉心サポートコーンより下部の原子炉容器内を下部プ
レナムに仕切ると共に、１次冷却材ポンプからの冷却材
を入口配管を通して導入、低圧プレナムを介して前記炉
心に供給し、前記炉心で加熱された冷却材を出口配管を
介して中間熱交換器に送給する自由液面を備えた液体金
属冷却高速増殖炉において、前記炉心槽に中間プレナム
と低圧プレナムとを結ぶ流路孔を設けると共に、下部プ
レナムと冷却材自由液面上のカバーガス空間とを結ぶ管
を設け、冷却材自由液面近傍の前記管の上端に液位計を
配置したことを特徴としている。
［作用］ 中間プレナムと下部プレナム間を仕切っている炉心サ
ポートコーンに亀裂（但し、漏洩先行型の亀裂）が生じ
ると、高圧プレナムより低圧プレナムに供給された冷却
材の一部が前記流路孔を通じて炉心サポートコーンの亀
裂部より下部プレナムに漏洩流出する。
ポートコーンに亀裂（但し、漏洩先行型の亀裂）が生じ
ると、高圧プレナムより低圧プレナムに供給された冷却
材の一部が前記流路孔を通じて炉心サポートコーンの亀
裂部より下部プレナムに漏洩流出する。
下部プレナムに漏洩流出した冷却材は、通常運転時に
は冷却材自由液面と同一高さの液面を保つ管内の液面を
通常以上の高さに押し上げるので、この管内の液位の上
昇を液位計により検知することによって、炉心サポート
コーンの破壊を未然に防止できる。すなわち、液位計に
よる液位上昇検出信号を炉停止信号に用いることによっ
て、事故に至る前に、原子炉を安全に停止することがで
きる。
は冷却材自由液面と同一高さの液面を保つ管内の液面を
通常以上の高さに押し上げるので、この管内の液位の上
昇を液位計により検知することによって、炉心サポート
コーンの破壊を未然に防止できる。すなわち、液位計に
よる液位上昇検出信号を炉停止信号に用いることによっ
て、事故に至る前に、原子炉を安全に停止することがで
きる。
［実施例］ 以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面について
説明する。
説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係わる液体金属冷却高
速増殖炉の炉構造の説明図であり、図中符号で示す原子
炉容器１、炉心サポートコーン２、炉心槽３、炉心支持
構造物４、上部炉心支持板５、下部炉心支持板６、炉心
７、入口配管８、出口配管９、仕切板10、下部プレナム
11、高圧プレナム12、低圧プレナム13、上部プレナム1
4、中間プレナム15、冷却材自由液面16、カバーガス空
間17、及び、炉壁保護ライナ20の構成及びその配置関係
は第３図に示した従来公知の液体金属冷却高速増殖炉と
何等変らない。従って、各部の機能は前述の通りである
ので説明を省略する。
速増殖炉の炉構造の説明図であり、図中符号で示す原子
炉容器１、炉心サポートコーン２、炉心槽３、炉心支持
構造物４、上部炉心支持板５、下部炉心支持板６、炉心
７、入口配管８、出口配管９、仕切板10、下部プレナム
11、高圧プレナム12、低圧プレナム13、上部プレナム1
4、中間プレナム15、冷却材自由液面16、カバーガス空
間17、及び、炉壁保護ライナ20の構成及びその配置関係
は第３図に示した従来公知の液体金属冷却高速増殖炉と
何等変らない。従って、各部の機能は前述の通りである
ので説明を省略する。
本発明において新たに付加した構造は、符号18にて示
す中間プレナム15と低圧プレナム13とを結ぶ冷却材の流
路孔、符号19にて示す部プレナム11とカバーガス空間17
とを結ぶ管、及び、符号21にて示す液位計である。液位
計21は、管19内の上端近傍（自由液面16より僅か上）に
配置するが、管19からの冷却材流出が激しい場合に図示
していない原子炉の蓋に噴流となって衝突するのを防止
するために、液位計21の挿入部位には図示の通り側面に
流出口を備えた囲い25を設けることが望ましい。
す中間プレナム15と低圧プレナム13とを結ぶ冷却材の流
路孔、符号19にて示す部プレナム11とカバーガス空間17
とを結ぶ管、及び、符号21にて示す液位計である。液位
計21は、管19内の上端近傍（自由液面16より僅か上）に
配置するが、管19からの冷却材流出が激しい場合に図示
していない原子炉の蓋に噴流となって衝突するのを防止
するために、液位計21の挿入部位には図示の通り側面に
流出口を備えた囲い25を設けることが望ましい。
第２図は、基本的な構成は第１図の発明と同一である
が、高圧プレナム12を炉心槽３よりも外方に張り出した
いわゆるボックス構造とし、この部分を炉心サポートコ
ーンに接合することによって荷重伝達経路を多重化し
た、実施例の変形である。なお、第１図及び第２図に符
号22にて示す絞り機構は、炉壁保護ライナ20を原子炉容
器１間の空隙（冷却材を導入しない場合はカバーガス空
間17である。）に冷却材を導入する場合に、当該部分の
冷却材液位を調節するための絞り機構の実施例を開示し
たもので、本発明の炉心サポートコーンの亀裂検知とは
直接関係がない。
が、高圧プレナム12を炉心槽３よりも外方に張り出した
いわゆるボックス構造とし、この部分を炉心サポートコ
ーンに接合することによって荷重伝達経路を多重化し
た、実施例の変形である。なお、第１図及び第２図に符
号22にて示す絞り機構は、炉壁保護ライナ20を原子炉容
器１間の空隙（冷却材を導入しない場合はカバーガス空
間17である。）に冷却材を導入する場合に、当該部分の
冷却材液位を調節するための絞り機構の実施例を開示し
たもので、本発明の炉心サポートコーンの亀裂検知とは
直接関係がない。
このように構成された液体金属冷却高速増殖炉の炉構
造では、上部プレナム14、及び下部プレナム11の圧力は
ナトリウム・ヘッド＋カバーガス圧である。また、低圧
プレナム13は、上部プレナム14より約0.5Kg/cm2圧力が
高く、高圧プレナム12は、上部プレナム14より約5Kg/cm
2圧力が高い関係にあるので、高圧プレナム12と下部プ
レナム11間の圧力関係は、高圧プレナム＞下部プレナム
の関係にある。
造では、上部プレナム14、及び下部プレナム11の圧力は
ナトリウム・ヘッド＋カバーガス圧である。また、低圧
プレナム13は、上部プレナム14より約0.5Kg/cm2圧力が
高く、高圧プレナム12は、上部プレナム14より約5Kg/cm
2圧力が高い関係にあるので、高圧プレナム12と下部プ
レナム11間の圧力関係は、高圧プレナム＞下部プレナム
の関係にある。
中間プレナム15の圧力は、低圧プレナム13とを結ぶ流
路孔18を備えているので、下部プレナム11の圧力よりも
約0.5Kg/cm2高くなる。
路孔18を備えているので、下部プレナム11の圧力よりも
約0.5Kg/cm2高くなる。
従って、中間プレナム15と下部プレナム11間を仕切っ
ている炉心サポートコーン２に亀裂（但し、漏洩先行型
の亀裂）が生じると、高圧プレナム12より低圧プレナム
13に供給された冷却材の一部が前記流路孔18を通じて炉
心サポートコーン２の亀裂部より下部プレナム11に漏洩
流出する。
ている炉心サポートコーン２に亀裂（但し、漏洩先行型
の亀裂）が生じると、高圧プレナム12より低圧プレナム
13に供給された冷却材の一部が前記流路孔18を通じて炉
心サポートコーン２の亀裂部より下部プレナム11に漏洩
流出する。
下部プレナム11に漏洩流出した冷却材は、通常運転時
には冷却材自由液面16と同一高さの液面を保つ管19内の
液面を通常以上の高さに押し上げるので、この管19内の
液位の上昇を液位計21により検知することによって、炉
心サポートコーン２の破壊を未然に防止できる。すなわ
ち、液位計21による液位上昇検出信号を炉停止信号に用
いることによって、事故に至る前に、原子炉を安全に停
止することができる。
には冷却材自由液面16と同一高さの液面を保つ管19内の
液面を通常以上の高さに押し上げるので、この管19内の
液位の上昇を液位計21により検知することによって、炉
心サポートコーン２の破壊を未然に防止できる。すなわ
ち、液位計21による液位上昇検出信号を炉停止信号に用
いることによって、事故に至る前に、原子炉を安全に停
止することができる。
［発明の効果］ この発明によれば炉構造の簡易な変更（僅かな部材の
追加）により、炉心サポートコーンの亀裂の検知が可能
となるので、原子炉の安全性・信頼性が格段に向上する
と共に、ナトリウム中の亀裂検知の技術の開発に費して
いる多大な費用を大幅に削減することができる。また、
液位の監視は、原子炉運転中連続的に監視できるので、
この面からも極めて有益である。
追加）により、炉心サポートコーンの亀裂の検知が可能
となるので、原子炉の安全性・信頼性が格段に向上する
と共に、ナトリウム中の亀裂検知の技術の開発に費して
いる多大な費用を大幅に削減することができる。また、
液位の監視は、原子炉運転中連続的に監視できるので、
この面からも極めて有益である。
第１図は本発明の一実施例に係わる液体金属冷却高速増
殖炉の炉構造説明図、第２図は荷重伝達経路を多重化し
た実施例の変形を示す炉構造説明図、及び、第３図は従
来の液体金属冷却高速増殖炉の炉構造説明図である。 １……原子炉容器、２……炉心サポートコーン、 ３……炉心槽、４……炉心支持構造物、７……炉心、 ８……入口配管、９……出口配管、10……仕切板、 11……下部プレナム、12……高圧プレナム、 13……低圧プレナム、14……上部プレナム、 15……中間プレナム、16……冷却材自由液面、 17……カバーガス空間、18……流通孔、 19……管、20……炉壁保護ライナ、 21……液位計
殖炉の炉構造説明図、第２図は荷重伝達経路を多重化し
た実施例の変形を示す炉構造説明図、及び、第３図は従
来の液体金属冷却高速増殖炉の炉構造説明図である。 １……原子炉容器、２……炉心サポートコーン、 ３……炉心槽、４……炉心支持構造物、７……炉心、 ８……入口配管、９……出口配管、10……仕切板、 11……下部プレナム、12……高圧プレナム、 13……低圧プレナム、14……上部プレナム、 15……中間プレナム、16……冷却材自由液面、 17……カバーガス空間、18……流通孔、 19……管、20……炉壁保護ライナ、 21……液位計
Claims (1)
- 【請求項１】原子炉容器に同心状に配置された炉心を包
含する炉心槽が炉心サポートコーンを介して原子炉容器
に支持されており、前記炉心槽は上端付近の外側に原子
炉容器壁または炉壁保護ライナに向かって伸びる仕切板
を備え、前記炉心槽の周囲に中間プレナムを形成し、か
つ、前記炉心槽は下端に高圧プレナムを備え、前記炉心
サポートコーンより下部の原子炉容器内を下部プレナム
に仕切ると共に、１次冷却材ポンプからの冷却材を入口
配管を通して導入、低圧プレナムを介して前記炉心に供
給し、前記炉心で加熱された冷却材を出口配管を介して
中間熱交換器に送給する自由液面を備えた液体金属冷却
高速増殖炉において、前記炉心槽に中間プレナムと低圧
プレナムとを結ぶ流路孔を設けると共に、下部プレナム
と冷却材自由液面上のカバーガス空間とを結ぶ管を設
け、冷却材自由液面近傍の前記管の上端に液位計を配置
したことを特徴とする液体金属冷却高速増殖炉の炉構造
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2277229A JP2851409B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | 液体金属冷却高速増殖炉の炉構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2277229A JP2851409B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | 液体金属冷却高速増殖炉の炉構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04152293A JPH04152293A (ja) | 1992-05-26 |
| JP2851409B2 true JP2851409B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=17580625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2277229A Expired - Lifetime JP2851409B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | 液体金属冷却高速増殖炉の炉構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2851409B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7178337B2 (ja) * | 2019-11-21 | 2022-11-25 | 三菱Ｆｂｒシステムズ株式会社 | 炉内配管の破損検出装置及び炉内配管の破損検出方法 |
-
1990
- 1990-10-16 JP JP2277229A patent/JP2851409B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04152293A (ja) | 1992-05-26 |
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