JP3126524B2 - 高速増殖炉 - Google Patents
高速増殖炉Info
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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
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は小型の高速増殖炉の構造
に係り、特に熱と中性子の原子炉容器外部への発散を少
なくした高速増殖炉に関する。
に係り、特に熱と中性子の原子炉容器外部への発散を少
なくした高速増殖炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の小型高速増殖炉は、炉心を複数の
容器によって取り囲み、容器の外側に反射体を設け、こ
の反射体によって炉心から容器を通して外部に照射され
る中性子を反射し、炉心の燃焼と増殖とを促進させてい
た。
容器によって取り囲み、容器の外側に反射体を設け、こ
の反射体によって炉心から容器を通して外部に照射され
る中性子を反射し、炉心の燃焼と増殖とを促進させてい
た。
【０００３】図４は上記従来の高速増殖炉の構造を示し
ている。従来の高速増殖炉３１は中心部分に核燃料から
なる円柱状の炉心３２を有し、この炉心３２の外側に炉
心３２を支える炉心バレル３３を備え、炉心バレル３３
の外側に原子炉容器３４を備え、原子炉容器３４の外側
に原子炉容器３４を保護するガードベッセル３５を備
え、さらにガードベッセル３５の外側に反射体３６を備
えている。炉心バレル３３と原子炉容器３４の間には１
次冷却材が下降する冷却材流路３７が形成されている。
炉心３２の垂直上方には電磁ポンプ３８が設けられ、電
磁ポンプ３８のさらに上方には中間熱交換器３９と崩壊
熱除去コイル４０が設けられている。
ている。従来の高速増殖炉３１は中心部分に核燃料から
なる円柱状の炉心３２を有し、この炉心３２の外側に炉
心３２を支える炉心バレル３３を備え、炉心バレル３３
の外側に原子炉容器３４を備え、原子炉容器３４の外側
に原子炉容器３４を保護するガードベッセル３５を備
え、さらにガードベッセル３５の外側に反射体３６を備
えている。炉心バレル３３と原子炉容器３４の間には１
次冷却材が下降する冷却材流路３７が形成されている。
炉心３２の垂直上方には電磁ポンプ３８が設けられ、電
磁ポンプ３８のさらに上方には中間熱交換器３９と崩壊
熱除去コイル４０が設けられている。
【０００４】運転に際しては１次冷却材である液体ナト
リウムで原子炉容器３４を満たし、炉心３２内のプルト
ニウムを核分裂させる。この炉心３２はプルトニウムと
劣化ウランを有してなり、このプルトニウムの核分裂に
伴って熱が発生し、中性子が放射される。この中性子は
ガードベッセル３５外周の反射体３６で反射されて炉心
３２内の劣化ウランに吸収され、プルトニウムを生成す
る。この生成されたプルトニウムは再び核分裂して熱を
発生する。炉心３２の燃焼にともなって、反射体３６は
炉心３２の臨界を維持しつつ相対的に上下方向に移動さ
れる。これにより、炉心３２は徐々に燃焼し、長期間熱
を発生し続ける。１次冷却材は図中の実線の矢印に示す
ように、電磁ポンプ３８によって上方に駆動され、中間
熱交換器３９を経て冷却材流路３７を下降し、炉心３２
を介して再び電磁ポンプ３８に流入する。１次冷却材は
炉心３２内を通過し、前記炉心３２内で発生した熱を吸
収してこの熱を中間熱交換器３９に運ぶ。中間熱交換器
３９には図中の破線の矢印に示すように入口配管４１か
ら２次冷却材が流入し、１次冷却材と熱交換を行う。こ
の熱交換によって、炉心３２の熱は出口配管４２を介し
て外部に取り出され、動力等に利用される。
リウムで原子炉容器３４を満たし、炉心３２内のプルト
ニウムを核分裂させる。この炉心３２はプルトニウムと
劣化ウランを有してなり、このプルトニウムの核分裂に
伴って熱が発生し、中性子が放射される。この中性子は
ガードベッセル３５外周の反射体３６で反射されて炉心
３２内の劣化ウランに吸収され、プルトニウムを生成す
る。この生成されたプルトニウムは再び核分裂して熱を
発生する。炉心３２の燃焼にともなって、反射体３６は
炉心３２の臨界を維持しつつ相対的に上下方向に移動さ
れる。これにより、炉心３２は徐々に燃焼し、長期間熱
を発生し続ける。１次冷却材は図中の実線の矢印に示す
ように、電磁ポンプ３８によって上方に駆動され、中間
熱交換器３９を経て冷却材流路３７を下降し、炉心３２
を介して再び電磁ポンプ３８に流入する。１次冷却材は
炉心３２内を通過し、前記炉心３２内で発生した熱を吸
収してこの熱を中間熱交換器３９に運ぶ。中間熱交換器
３９には図中の破線の矢印に示すように入口配管４１か
ら２次冷却材が流入し、１次冷却材と熱交換を行う。こ
の熱交換によって、炉心３２の熱は出口配管４２を介し
て外部に取り出され、動力等に利用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高速増殖炉は、原子炉容器内部に中性子遮蔽体がな
く、かつ、反射体が原子炉容器の外側に配設されている
ので、原子炉容器と反射体が高速増殖炉を収容する遮蔽
構造物中に大量の熱を発散させる。この熱を除去するた
めに、従来の高速増殖炉の遮蔽構造物の冷却設備は大型
化する問題があった。
来の高速増殖炉は、原子炉容器内部に中性子遮蔽体がな
く、かつ、反射体が原子炉容器の外側に配設されている
ので、原子炉容器と反射体が高速増殖炉を収容する遮蔽
構造物中に大量の熱を発散させる。この熱を除去するた
めに、従来の高速増殖炉の遮蔽構造物の冷却設備は大型
化する問題があった。
【０００６】また、従来の高速増殖炉は原子炉容器外部
に照射される中性子の量が多く、遮蔽構造物内の空気中
のアルゴンや窒素が放射化するので、それらの環境への
放出を防ぐための厳重な格納設備が必要となり、上記冷
却設備の大型化の問題とあいまって原子炉装置全体が大
型化する問題があった。また、従来の高速増殖炉は、原
子炉容器が原子炉の寿命期間中に受ける中性子照射量が
１０23ｎｖｔ（Ｅ＞０．１ＭｅＶ）を超えるために、ス
テンレス鋼を使用することができず、高価な高クロム鋼
を使用せざるをえない問題もあった。さらに、従来の高
速増殖炉は、電磁ポンプが炉心の直上におかれ、炉心で
加熱された高温の液体ナトリウムの熱によって電磁ポン
プに大きな熱応力を発生して信頼性維持のために寿命が
短く、このため、従来の高速増殖炉は電磁ポンプの寿命
が小型高速増殖炉全体の寿命の長さの制限となってい
た。また、従来の高速増殖炉は炉心の直上に電磁ポンプ
と中間熱交換器とを配設していたので、燃料を交換する
時に電磁ポンプと中間熱交換器とを取り外さなければな
らず、燃料の交換作業が困難な上、燃料交換時に電磁ポ
ンプ等を損傷する可能性があった。そこで、本発明の目
的は、原子炉外部への発散される熱と中性子照射量が少
なく、簡単な遮蔽構造物と冷却設備によって収容でき、
熱の利用効率が高くかつ小型の高速増殖炉を提供するこ
とにある。
に照射される中性子の量が多く、遮蔽構造物内の空気中
のアルゴンや窒素が放射化するので、それらの環境への
放出を防ぐための厳重な格納設備が必要となり、上記冷
却設備の大型化の問題とあいまって原子炉装置全体が大
型化する問題があった。また、従来の高速増殖炉は、原
子炉容器が原子炉の寿命期間中に受ける中性子照射量が
１０23ｎｖｔ（Ｅ＞０．１ＭｅＶ）を超えるために、ス
テンレス鋼を使用することができず、高価な高クロム鋼
を使用せざるをえない問題もあった。さらに、従来の高
速増殖炉は、電磁ポンプが炉心の直上におかれ、炉心で
加熱された高温の液体ナトリウムの熱によって電磁ポン
プに大きな熱応力を発生して信頼性維持のために寿命が
短く、このため、従来の高速増殖炉は電磁ポンプの寿命
が小型高速増殖炉全体の寿命の長さの制限となってい
た。また、従来の高速増殖炉は炉心の直上に電磁ポンプ
と中間熱交換器とを配設していたので、燃料を交換する
時に電磁ポンプと中間熱交換器とを取り外さなければな
らず、燃料の交換作業が困難な上、燃料交換時に電磁ポ
ンプ等を損傷する可能性があった。そこで、本発明の目
的は、原子炉外部への発散される熱と中性子照射量が少
なく、簡単な遮蔽構造物と冷却設備によって収容でき、
熱の利用効率が高くかつ小型の高速増殖炉を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の高速増殖炉は、核燃料からなる炉心と、前記
炉心の外周を取り囲む炉心バレルと、前記炉心バレルの
外周を取り囲む全体として環状の反射体と、前記反射体
の外周を取り囲み、原子炉の半径方向に配設された支持
部材によって前記炉心バレルを支持するとともに、１次
冷却材の冷却材流路の内壁を構成する隔壁と、前記隔壁
の外周を取り囲み、前記冷却材流路中に配設された中性
子遮蔽体と、前記中性子遮蔽体の外周を取り囲み、前記
冷却材流路の外壁を構成する原子炉容器と、前記原子炉
容器の外周を取り囲むガードベッセルとを有することを
特徴とするものである。
に本発明の高速増殖炉は、核燃料からなる炉心と、前記
炉心の外周を取り囲む炉心バレルと、前記炉心バレルの
外周を取り囲む全体として環状の反射体と、前記反射体
の外周を取り囲み、原子炉の半径方向に配設された支持
部材によって前記炉心バレルを支持するとともに、１次
冷却材の冷却材流路の内壁を構成する隔壁と、前記隔壁
の外周を取り囲み、前記冷却材流路中に配設された中性
子遮蔽体と、前記中性子遮蔽体の外周を取り囲み、前記
冷却材流路の外壁を構成する原子炉容器と、前記原子炉
容器の外周を取り囲むガードベッセルとを有することを
特徴とするものである。
【０００８】
【作用】本発明の高速増殖炉は、反射体が炉心外周に近
接していることにより、中性子が効率よく反射され、核
燃料の燃焼・増殖を効率よく行うことができる。また、
反射体自体が１次冷却材の内部に浸漬されているので、
反射体が発生する熱は高速増殖炉の出力として利用さ
れ、これによって原子炉の効率が改善される。次に、本
発明による高速増殖炉の中性子遮蔽体は、原子炉容器の
内側、かつ、冷却材流路中に配置されているので、中性
子遮蔽体で発生する熱が原子炉の出力として利用され、
かつ、原子炉容器や原子炉容器外部に照射される中性子
の量が少ない。このことにより、原子炉の熱効率を高く
することができるとともに、原子炉容器中性子の照射量
を少なくし、原子炉容器の構成材料を安価なステンレス
鋼にできる。また、高速増殖炉を収容する遮蔽構造物と
それに付随する冷却設備の熱および放射化した遮蔽構造
物内の空気に対するシール性の要求を緩和し、遮蔽構造
物と冷却設備を小型・簡素化することができる。
接していることにより、中性子が効率よく反射され、核
燃料の燃焼・増殖を効率よく行うことができる。また、
反射体自体が１次冷却材の内部に浸漬されているので、
反射体が発生する熱は高速増殖炉の出力として利用さ
れ、これによって原子炉の効率が改善される。次に、本
発明による高速増殖炉の中性子遮蔽体は、原子炉容器の
内側、かつ、冷却材流路中に配置されているので、中性
子遮蔽体で発生する熱が原子炉の出力として利用され、
かつ、原子炉容器や原子炉容器外部に照射される中性子
の量が少ない。このことにより、原子炉の熱効率を高く
することができるとともに、原子炉容器中性子の照射量
を少なくし、原子炉容器の構成材料を安価なステンレス
鋼にできる。また、高速増殖炉を収容する遮蔽構造物と
それに付随する冷却設備の熱および放射化した遮蔽構造
物内の空気に対するシール性の要求を緩和し、遮蔽構造
物と冷却設備を小型・簡素化することができる。
【０００９】
【実施例】本発明の高速増殖炉は原子炉容器の内部に反
射体と中性子遮蔽体を収容し、これらが発生する熱が原
子炉の出力として利用されるように冷却材流路を構成
し、かつ、電磁ポンプと中間熱交換器とを炉心交換作業
の障害とならないように環状に形成し、電磁ポンプを中
間熱交換器の下流に配置できるように構成し、原子炉容
器外部に発散される熱量と中性子照射量とを小さくし
て、高速増殖炉の効率を改善するとともに高速増殖炉と
これを収容する遮蔽構造物とその冷却設備とを簡単にす
るものである。以下に本発明の一実施例について添付の
図面を参照して説明する。
射体と中性子遮蔽体を収容し、これらが発生する熱が原
子炉の出力として利用されるように冷却材流路を構成
し、かつ、電磁ポンプと中間熱交換器とを炉心交換作業
の障害とならないように環状に形成し、電磁ポンプを中
間熱交換器の下流に配置できるように構成し、原子炉容
器外部に発散される熱量と中性子照射量とを小さくし
て、高速増殖炉の効率を改善するとともに高速増殖炉と
これを収容する遮蔽構造物とその冷却設備とを簡単にす
るものである。以下に本発明の一実施例について添付の
図面を参照して説明する。
【００１０】図１は本発明の高速増殖炉の一実施例の構
成を示している。高速増殖炉１は核燃料の集合体からな
る炉心２を有し、炉心２は全体としてほぼ円柱状に形成
されている。炉心２はこれを保護する炉心バレル３によ
って外周を取り囲まれている。炉心バレル３の外側には
全体として炉心バレル３を取り囲む円環状の反射体４が
配設されている。反射体４の外側には反射体４の外周を
取り囲み、１次冷却材の冷却材流路５の内壁を構成する
隔壁６が設けられている。隔壁６の外側には間隔をあけ
て冷却材流路５の外壁を構成する原子炉容器７が配設さ
れている。冷却材流路５中には中性子遮蔽体８が炉心２
を取り囲むように配設されている。原子炉容器７のさら
に外側には原子炉容器７を保護するガードベッセル９が
設けられている。反射体４は上部プラグ１０を貫通する
複数の駆動軸１１によって吊り下げられ、反射体駆動装
置１２によって上下に移動可能に支持されている。隔壁
６は炉心２を載置するベースプレート１３から上方に延
設され、原子炉容器７との間に円環状の冷却材流路５を
形成し、この冷却材流路５の下方には上述したように中
性子遮蔽体８が配置されている。中性子遮蔽体８の上方
の冷却材流路５中には円環状の電磁ポンプ１４が配設さ
れ、電磁ポンプ１４のさらに上方には中間熱交換器１５
が配設されている。中間熱交換器１５のさらに上方には
崩壊熱除去コイル１６が配設されている。中間熱交換器
１５と電磁ポンプ１４は一体に形成され、原子炉の上部
の構造体と一体連続的に構成されている。図に示すよう
に、中間熱交換器１５のチューブ側とシェル側はそれぞ
れ１次冷却材と２次冷却材が流通するように構成されて
いる。中間熱交換器１５と電磁ポンプ１４の下端部と隔
壁６の上端部との間には、熱による小型高速増殖炉１の
伸縮を吸収し、冷却材流路５を画すシールベロー１７が
設けられている。この高速増殖炉１は炉心２にプルトニ
ウムを含む核燃料を使用し、運転に際しては炉心２のプ
ルトニウムを分裂させて熱を出すとともに余剰の高速中
性子を劣化ウランに吸収させ、燃やす量より多いプルト
ニウムを生成する。反射体４は炉心２から照射される中
性子を反射し、炉心２の核燃料の燃焼・増殖を促進す
る。核燃料の燃焼に伴って、反射体４は核燃料の臨界を
維持しながら徐々に移動され、このことにより、徐々に
炉心２の新しい燃料部分が燃焼され、長期間燃焼を維持
することができる。
成を示している。高速増殖炉１は核燃料の集合体からな
る炉心２を有し、炉心２は全体としてほぼ円柱状に形成
されている。炉心２はこれを保護する炉心バレル３によ
って外周を取り囲まれている。炉心バレル３の外側には
全体として炉心バレル３を取り囲む円環状の反射体４が
配設されている。反射体４の外側には反射体４の外周を
取り囲み、１次冷却材の冷却材流路５の内壁を構成する
隔壁６が設けられている。隔壁６の外側には間隔をあけ
て冷却材流路５の外壁を構成する原子炉容器７が配設さ
れている。冷却材流路５中には中性子遮蔽体８が炉心２
を取り囲むように配設されている。原子炉容器７のさら
に外側には原子炉容器７を保護するガードベッセル９が
設けられている。反射体４は上部プラグ１０を貫通する
複数の駆動軸１１によって吊り下げられ、反射体駆動装
置１２によって上下に移動可能に支持されている。隔壁
６は炉心２を載置するベースプレート１３から上方に延
設され、原子炉容器７との間に円環状の冷却材流路５を
形成し、この冷却材流路５の下方には上述したように中
性子遮蔽体８が配置されている。中性子遮蔽体８の上方
の冷却材流路５中には円環状の電磁ポンプ１４が配設さ
れ、電磁ポンプ１４のさらに上方には中間熱交換器１５
が配設されている。中間熱交換器１５のさらに上方には
崩壊熱除去コイル１６が配設されている。中間熱交換器
１５と電磁ポンプ１４は一体に形成され、原子炉の上部
の構造体と一体連続的に構成されている。図に示すよう
に、中間熱交換器１５のチューブ側とシェル側はそれぞ
れ１次冷却材と２次冷却材が流通するように構成されて
いる。中間熱交換器１５と電磁ポンプ１４の下端部と隔
壁６の上端部との間には、熱による小型高速増殖炉１の
伸縮を吸収し、冷却材流路５を画すシールベロー１７が
設けられている。この高速増殖炉１は炉心２にプルトニ
ウムを含む核燃料を使用し、運転に際しては炉心２のプ
ルトニウムを分裂させて熱を出すとともに余剰の高速中
性子を劣化ウランに吸収させ、燃やす量より多いプルト
ニウムを生成する。反射体４は炉心２から照射される中
性子を反射し、炉心２の核燃料の燃焼・増殖を促進す
る。核燃料の燃焼に伴って、反射体４は核燃料の臨界を
維持しながら徐々に移動され、このことにより、徐々に
炉心２の新しい燃料部分が燃焼され、長期間燃焼を維持
することができる。
【００１１】運転に際しては、原子炉容器７内に１次冷
却材の液体ナトリウムが満たされ、この１次冷却材によ
って炉心２を冷却しつつ核分裂による熱を外部に取り出
す。次に１次冷却材の流れを説明する。図１の実線の矢
印は１次冷却材の流れ方向を示しており、これら実線の
矢印に示すように１次冷却材は電磁ポンプ１４によって
下方に駆動され、中性子遮蔽体８の内部を流過して原子
炉容器７の底部に至る。次に１次冷却材は炉心２内を流
通しながら上昇し、原子炉容器７上部で中間熱交換器１
５のチューブ側に流入する。さらに１次冷却材は中間熱
交換器１５で２次冷却材と熱交換を行った後に流出し、
再び電磁ポンプ１４によって下方に駆動される。１次冷
却材に対して２次冷却材は外部から入口ノズル１８を経
て中間熱交換器１５のシェル側に流入し、中間熱交換器
１５で１次冷却材によって加熱された後に、出口ノズル
１９から外部に流出してその熱を動力等に変換する。
却材の液体ナトリウムが満たされ、この１次冷却材によ
って炉心２を冷却しつつ核分裂による熱を外部に取り出
す。次に１次冷却材の流れを説明する。図１の実線の矢
印は１次冷却材の流れ方向を示しており、これら実線の
矢印に示すように１次冷却材は電磁ポンプ１４によって
下方に駆動され、中性子遮蔽体８の内部を流過して原子
炉容器７の底部に至る。次に１次冷却材は炉心２内を流
通しながら上昇し、原子炉容器７上部で中間熱交換器１
５のチューブ側に流入する。さらに１次冷却材は中間熱
交換器１５で２次冷却材と熱交換を行った後に流出し、
再び電磁ポンプ１４によって下方に駆動される。１次冷
却材に対して２次冷却材は外部から入口ノズル１８を経
て中間熱交換器１５のシェル側に流入し、中間熱交換器
１５で１次冷却材によって加熱された後に、出口ノズル
１９から外部に流出してその熱を動力等に変換する。
【００１２】図２は図１に示す矢印Ａ−Ａにおける本実
施例の高速増殖炉の横断面を示している。本実施例では
６本の駆動軸１１が中心から等しい距離に配設され、そ
の外側には中間熱交換器１５の内胴２０と外胴２１があ
る。内胴２０と胴２１との間には伝熱管２２が配設され
ている。符号２３は中間熱交換器１５と電磁ポンプ１４
とを一体に吊り下げる外側シュラウドを示している。図
２と図１とから明らかなように、本実施例では中間熱交
換器１５が環状に形成され、その内側に反射体４の駆動
軸１１があり、駆動軸１１は炉心２と干渉しない中心か
らの距離に配設されている。すなわち、炉心２の上方部
分は空洞の空間であり、このことにより、電磁ポンプ１
４と中間熱交換器１５とを取り外すことなく炉心２の交
換作業を行うことができる。
施例の高速増殖炉の横断面を示している。本実施例では
６本の駆動軸１１が中心から等しい距離に配設され、そ
の外側には中間熱交換器１５の内胴２０と外胴２１があ
る。内胴２０と胴２１との間には伝熱管２２が配設され
ている。符号２３は中間熱交換器１５と電磁ポンプ１４
とを一体に吊り下げる外側シュラウドを示している。図
２と図１とから明らかなように、本実施例では中間熱交
換器１５が環状に形成され、その内側に反射体４の駆動
軸１１があり、駆動軸１１は炉心２と干渉しない中心か
らの距離に配設されている。すなわち、炉心２の上方部
分は空洞の空間であり、このことにより、電磁ポンプ１
４と中間熱交換器１５とを取り外すことなく炉心２の交
換作業を行うことができる。
【００１３】図３は図１に示す矢印Ｂ−Ｂにおける本実
施例の高速増殖炉の横断面を示している。図３に示すよ
うに炉心２は横断面が全体として円形に形成され、その
外側には炉心バレル３があり、炉心バレル３の外側には
全体として円環状の反射体４が駆動軸１１によって吊り
下げられている。反射体４の外側には隔壁６があり、隔
壁６の内側には複数のリブ２４が高速増殖炉１の半径方
向内方に突出するように設けられている。これらリブ２
４は反射体４を貫通し、先端部で炉心バレル３の外周を
支持している。反射体４は６つに分割され、各分割部分
はリブ２４と干渉せずに上下移動可能に駆動軸１１によ
って吊り下げられている。図３に示すように、隔壁６の
周囲には全体として円環状の中性子遮蔽体８があり、こ
の中性子遮蔽体８は多数の円柱２５を互いに隙間を有す
るように隔壁６周囲に配置して構成されている。これに
より、１次冷却材は中性子遮蔽体８の内部を流通し、中
性子遮蔽体８を効率よく冷却することができる。
施例の高速増殖炉の横断面を示している。図３に示すよ
うに炉心２は横断面が全体として円形に形成され、その
外側には炉心バレル３があり、炉心バレル３の外側には
全体として円環状の反射体４が駆動軸１１によって吊り
下げられている。反射体４の外側には隔壁６があり、隔
壁６の内側には複数のリブ２４が高速増殖炉１の半径方
向内方に突出するように設けられている。これらリブ２
４は反射体４を貫通し、先端部で炉心バレル３の外周を
支持している。反射体４は６つに分割され、各分割部分
はリブ２４と干渉せずに上下移動可能に駆動軸１１によ
って吊り下げられている。図３に示すように、隔壁６の
周囲には全体として円環状の中性子遮蔽体８があり、こ
の中性子遮蔽体８は多数の円柱２５を互いに隙間を有す
るように隔壁６周囲に配置して構成されている。これに
より、１次冷却材は中性子遮蔽体８の内部を流通し、中
性子遮蔽体８を効率よく冷却することができる。
【００１４】上記構造に基づいて本実施例の作用につい
て以下に説明する。本実施例の反射体４は炉心２の外周
に近接して設けられているので、中性子が効果的に反射
され、核燃料の燃焼・増殖が効率よく行われ、核燃料の
燃焼に伴って、臨界を維持しながら反射体４を徐々に移
動することで徐々に炉心２の新しい燃料部分が燃焼さ
れ、長期間燃焼を維持することができる。中性子遮蔽体
８は、反射体４を通過あるいは迂回して放射する中性子
を遮蔽し、原子炉容器７および遮蔽構造物内の空間に照
射される中性子の量を減少させる。このことにより、原
子炉容器７の構成材料としてステンレス鋼を使用でき、
安価な原子炉容器７を得ることができる。さらに、遮蔽
構造物内の熱および放射化されるアルゴンと窒素の量が
減少するので、遮蔽構造物の冷却設備を小型化でき、放
射化されたアルゴンや窒素に対するシール性の要求を緩
和することができる。また、上記反射体４と中性子遮蔽
体８は１次冷却材の内部に浸漬されているので、それら
が発生する熱は高速増殖炉１の出力として利用され、よ
り高効率の高速増殖炉１を得ることができる。また、本
実施例では電磁ポンプ１４は中間熱交換器１５の下流側
に設置されているので、電磁ポンプ１４が駆動する１次
冷却材は循環サイクル中もっとも低温のものである。こ
のことにより、電磁ポンプ１４が受ける熱応力が小さ
く、長期間の使用に耐えることができるので、この結
果、高速増殖炉１全体の寿命が延長される。さらに、炉
心２上方にこれと干渉する電磁ポンプ１４等の機器が配
設されていないので、交換時に上部プラグ１０を取り除
いて使用済みの炉心２を直接垂直上方へ引き出すことが
できる。このことにより、従来中間熱交換器１５や電磁
ポンプ１４を取り外して行っていた核燃料の交換作業が
簡略化され、交換作業に伴う電磁ポンプ１４等の損傷を
未然に防止することができる。
て以下に説明する。本実施例の反射体４は炉心２の外周
に近接して設けられているので、中性子が効果的に反射
され、核燃料の燃焼・増殖が効率よく行われ、核燃料の
燃焼に伴って、臨界を維持しながら反射体４を徐々に移
動することで徐々に炉心２の新しい燃料部分が燃焼さ
れ、長期間燃焼を維持することができる。中性子遮蔽体
８は、反射体４を通過あるいは迂回して放射する中性子
を遮蔽し、原子炉容器７および遮蔽構造物内の空間に照
射される中性子の量を減少させる。このことにより、原
子炉容器７の構成材料としてステンレス鋼を使用でき、
安価な原子炉容器７を得ることができる。さらに、遮蔽
構造物内の熱および放射化されるアルゴンと窒素の量が
減少するので、遮蔽構造物の冷却設備を小型化でき、放
射化されたアルゴンや窒素に対するシール性の要求を緩
和することができる。また、上記反射体４と中性子遮蔽
体８は１次冷却材の内部に浸漬されているので、それら
が発生する熱は高速増殖炉１の出力として利用され、よ
り高効率の高速増殖炉１を得ることができる。また、本
実施例では電磁ポンプ１４は中間熱交換器１５の下流側
に設置されているので、電磁ポンプ１４が駆動する１次
冷却材は循環サイクル中もっとも低温のものである。こ
のことにより、電磁ポンプ１４が受ける熱応力が小さ
く、長期間の使用に耐えることができるので、この結
果、高速増殖炉１全体の寿命が延長される。さらに、炉
心２上方にこれと干渉する電磁ポンプ１４等の機器が配
設されていないので、交換時に上部プラグ１０を取り除
いて使用済みの炉心２を直接垂直上方へ引き出すことが
できる。このことにより、従来中間熱交換器１５や電磁
ポンプ１４を取り外して行っていた核燃料の交換作業が
簡略化され、交換作業に伴う電磁ポンプ１４等の損傷を
未然に防止することができる。
【００１５】なお、本出願に係る発明は、高速増殖炉１
の中心から外側へ炉心２、炉心バレル３、反射体４、隔
壁６、中性子遮蔽体８、原子炉容器７、ガードベッセル
９を配設し、隔壁６と原子炉容器７の間に冷却材流路５
を形成したものであるが、上記説明から明らかなよう
に、反射体４を半径方向に複数個に分割して各反射体４
の分割部分を軸方向に移動可能に支持したものや、内部
を１次冷却材が流通するように中性子遮蔽体８を間隙を
有する複数の円柱や多重構造の円環体によって構成した
ものや、冷却材流路５の上部に円環状の電磁ポンプ１４
と中間熱交換器１５を配設し、電磁ポンプ１４と中間熱
交換器１５の内側で反射体４を吊り下げた構造のもの
や、電磁ポンプ１４と中間熱交換器１５を原子炉の上部
構造体と一体に構成し、その下端部と原子炉の下部構造
体に立設された隔壁６の上端部との間にシールベロー１
７を設けたものは本発明の技術的範囲に含まれるもので
ある。
の中心から外側へ炉心２、炉心バレル３、反射体４、隔
壁６、中性子遮蔽体８、原子炉容器７、ガードベッセル
９を配設し、隔壁６と原子炉容器７の間に冷却材流路５
を形成したものであるが、上記説明から明らかなよう
に、反射体４を半径方向に複数個に分割して各反射体４
の分割部分を軸方向に移動可能に支持したものや、内部
を１次冷却材が流通するように中性子遮蔽体８を間隙を
有する複数の円柱や多重構造の円環体によって構成した
ものや、冷却材流路５の上部に円環状の電磁ポンプ１４
と中間熱交換器１５を配設し、電磁ポンプ１４と中間熱
交換器１５の内側で反射体４を吊り下げた構造のもの
や、電磁ポンプ１４と中間熱交換器１５を原子炉の上部
構造体と一体に構成し、その下端部と原子炉の下部構造
体に立設された隔壁６の上端部との間にシールベロー１
７を設けたものは本発明の技術的範囲に含まれるもので
ある。
【００１６】
【発明の効果】本発明による高速増殖炉は、炉心の外周
に反射体を配し、反射体の外周に冷却材流路を構成し、
この冷却材流路中に中性子遮蔽体を配し、これらの全体
を原子炉容器とガードベッセル内に収容しているので、
熱の利用効率が高く、かつ、原子炉容器の外側に漏れる
中性子や熱が少ない。原子炉容器の外側に漏れる中性子
や熱が少ないことにより、中性子や熱に対する許容限界
が比較的低い鋼材によって原子炉容器を形成することが
できるとともに、高速増殖炉を収容する遮蔽構造物とそ
の冷却設備を小型化することができ、かつ、冷却設備の
放射化した窒素やアルゴンに対するシール性の要求を緩
和することができる。
に反射体を配し、反射体の外周に冷却材流路を構成し、
この冷却材流路中に中性子遮蔽体を配し、これらの全体
を原子炉容器とガードベッセル内に収容しているので、
熱の利用効率が高く、かつ、原子炉容器の外側に漏れる
中性子や熱が少ない。原子炉容器の外側に漏れる中性子
や熱が少ないことにより、中性子や熱に対する許容限界
が比較的低い鋼材によって原子炉容器を形成することが
できるとともに、高速増殖炉を収容する遮蔽構造物とそ
の冷却設備を小型化することができ、かつ、冷却設備の
放射化した窒素やアルゴンに対するシール性の要求を緩
和することができる。
【図１】本発明による高速増殖炉の一実施例の軸方向の
断面を示した断面図。
断面を示した断面図。
【図２】本発明による高速増殖炉の一実施例の軸方向に
垂直な断面を示した断面図。
垂直な断面を示した断面図。
【図３】本発明による高速増殖炉の一実施例の軸方向に
垂直な断面を示した断面図。
垂直な断面を示した断面図。
【図４】従来の高速増殖炉の軸方向の断面を示した断面
図。
図。
１ 高速増殖炉 ２ 炉心 ３ 炉心バレル ４ 反射体 ５ 冷却材流路 ６ 隔壁 ７ 原子炉容器 ８ 中性子遮蔽体 ９ ガードベッセル １１ 駆動軸 １４ 電磁ポンプ １５ 中間熱交換器 １６ 崩壊熱除去コイル １７ シールベロー ２４ リブ ２５ 円柱
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯 田 式 彦 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会 社東芝 本社事務所内 (56)参考文献 特開 平６−18685（ＪＰ，Ａ) 国際公開91／7758（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 1/02 G21C 11/06
Claims (1)
- 【請求項１】核燃料からなる炉心と、前記炉心の外周を
取り囲む炉心バレルと、前記炉心バレルの外周を取り囲
む全体として環状の反射体と、前記反射体の外周を取り
囲み、原子炉の半径方向に配設された支持部材によって
前記炉心バレルを支持するとともに、１次冷却材の冷却
材流路の内壁を構成する隔壁と、前記隔壁の外周を取り
囲み、前記冷却材流路中に配設された中性子遮蔽体と、
前記中性子遮蔽体の外周を取り囲み、前記冷却材流路の
外壁を構成する原子炉容器と、前記原子炉容器の外周を
取り囲むガードベッセルとを有することを特徴とする高
速増殖炉。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04324322A JP3126524B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 高速増殖炉 |
| US08/097,833 US5420897A (en) | 1992-07-30 | 1993-07-29 | Fast reactor having reflector control system |
| FR9309410A FR2697104B1 (fr) | 1992-07-30 | 1993-07-30 | Réacteur rapide équipé d'un système de commande pour réflecteur. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04324322A JP3126524B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 高速増殖炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06174882A JPH06174882A (ja) | 1994-06-24 |
| JP3126524B2 true JP3126524B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=18164501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04324322A Expired - Lifetime JP3126524B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-12-03 | 高速増殖炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3126524B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009037842A1 (ja) * | 2007-09-20 | 2009-03-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 高速炉 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4996158B2 (ja) * | 2006-07-24 | 2012-08-08 | 株式会社東芝 | 高速炉 |
| JP5426110B2 (ja) | 2007-05-17 | 2014-02-26 | 株式会社東芝 | 反射体制御方式の高速炉 |
| US9281083B2 (en) * | 2009-04-06 | 2016-03-08 | Terrapower, Llc | Traveling wave nuclear fission reactor, fuel assembly, and method of controlling burnup therein |
| JP2010276602A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-12-09 | Toshiba Corp | 高速炉 |
| US10867710B2 (en) | 2015-09-30 | 2020-12-15 | Terrapower, Llc | Molten fuel nuclear reactor with neutron reflecting coolant |
| WO2019226218A2 (en) | 2018-03-12 | 2019-11-28 | Terrapower, Llc | Reflectors for molten chloride fast reactors |
| JP2023508951A (ja) | 2019-12-23 | 2023-03-06 | テラパワー， エルエルシー | 溶融燃料型反応炉および溶融燃料型反応炉のためのオリフィスリングプレート |
| WO2022039893A1 (en) | 2020-08-17 | 2022-02-24 | Terrapower, Llc | Designs for fast spectrum molten chloride test reactors |
| AU2021458490A1 (en) * | 2021-07-29 | 2023-11-16 | Terrapower, Llc | Modified low power, fast spectrum molten fuel reactor designs having improved neutronics |
-
1992
- 1992-12-03 JP JP04324322A patent/JP3126524B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009037842A1 (ja) * | 2007-09-20 | 2009-03-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 高速炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06174882A (ja) | 1994-06-24 |
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