JP3346016B2 - 高速増殖炉の炉心 - Google Patents
高速増殖炉の炉心Info
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- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体金属冷却型高速増
殖炉に係り、特に冷却材流量減少時における炉心の反応
度制御性向上に好適な高速増殖炉の炉心に関する。
殖炉に係り、特に冷却材流量減少時における炉心の反応
度制御性向上に好適な高速増殖炉の炉心に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明に最も近い公知例としては、次の
（１)，(２）が存在している。
（１)，(２）が存在している。
【０００３】（１）１９８６年ＡＮＳ報告書 第５３
巻，Ｐ３１２〜Ｐ３１３ (ANS transaction，Ｖol.５３，Ｐ３１２〜Ｐ３１３(１
９８６)) （２）ティー．ユーブレモーヴィック他，ＡＮＰ '９２
論文集第II巻，Ｐ９.５（１９９２年) (T.Jevremovic et al.,: Proc. ANP'92 International
Conference on Designand Safety of Advanced Nuclear
Power Plants,Tokyo,Japan,October ２５−２９，Ｖo
l.II,Ｐ９.５（１９９２)) 図３に示す従来の高速増殖炉の炉心は、例えば、三木良
平著，「高速増殖炉」（日刊工業新聞社）に記載のよう
に、核燃料物質を被覆管に封入して多数束ねた燃料要素
束をラッパ管で取り囲んだ燃料集合体を複数配置した炉
心燃料領域１の周囲に、主に燃料親物質を被覆管に封入
したブランケット燃料集合体を複数配置したブランケッ
ト領域２を設け、更に、前記ブランケット領域２の周囲
に、中性子吸収物質を封入した中性子遮蔽体を複数配置
した中性子遮蔽領域５を設ける構成をとっている。
巻，Ｐ３１２〜Ｐ３１３ (ANS transaction，Ｖol.５３，Ｐ３１２〜Ｐ３１３(１
９８６)) （２）ティー．ユーブレモーヴィック他，ＡＮＰ '９２
論文集第II巻，Ｐ９.５（１９９２年) (T.Jevremovic et al.,: Proc. ANP'92 International
Conference on Designand Safety of Advanced Nuclear
Power Plants,Tokyo,Japan,October ２５−２９，Ｖo
l.II,Ｐ９.５（１９９２)) 図３に示す従来の高速増殖炉の炉心は、例えば、三木良
平著，「高速増殖炉」（日刊工業新聞社）に記載のよう
に、核燃料物質を被覆管に封入して多数束ねた燃料要素
束をラッパ管で取り囲んだ燃料集合体を複数配置した炉
心燃料領域１の周囲に、主に燃料親物質を被覆管に封入
したブランケット燃料集合体を複数配置したブランケッ
ト領域２を設け、更に、前記ブランケット領域２の周囲
に、中性子吸収物質を封入した中性子遮蔽体を複数配置
した中性子遮蔽領域５を設ける構成をとっている。
【０００４】前記公知例（１）では、小型炉心におい
て、炉心燃料領域の外周に、上部を密閉，下部を冷却材
に開放し、内側に不活性ガスと冷却材とを分離して封入
した中空ダクト構造を持つ中性子反射体を配置する炉心
構成が開示されている。
て、炉心燃料領域の外周に、上部を密閉，下部を冷却材
に開放し、内側に不活性ガスと冷却材とを分離して封入
した中空ダクト構造を持つ中性子反射体を配置する炉心
構成が開示されている。
【０００５】また、前記公知例（２）では、炉心燃料領
域に隣接する径方向ブランケット集合体の内側に中性子
減速物質である水素化ジルコニウム(ＺｒＨ1.7）の層を
設けた構成が開示されている。
域に隣接する径方向ブランケット集合体の内側に中性子
減速物質である水素化ジルコニウム(ＺｒＨ1.7）の層を
設けた構成が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に、液体ナトリウ
ム冷却型高速増殖炉において、冷却材である液体ナトリ
ウムの温度上昇に伴い炉心の反応度が変化することが、
例えば、前出、「高速増殖炉」において論じられてい
る。
ム冷却型高速増殖炉において、冷却材である液体ナトリ
ウムの温度上昇に伴い炉心の反応度が変化することが、
例えば、前出、「高速増殖炉」において論じられてい
る。
【０００７】すなわち、高速増殖炉の過渡事象時に液体
ナトリウムの温度が上昇すると、熱膨張によりナトリウ
ムの密度が減少するため、中性子はナトリウム原子に衝
突しにくくなる。
ナトリウムの温度が上昇すると、熱膨張によりナトリウ
ムの密度が減少するため、中性子はナトリウム原子に衝
突しにくくなる。
【０００８】その結果、炉心領域の中性子平均エネルギ
ーが高エネルギー側に推移し、炉心内の核分裂反応が増
加するため、炉心の反応度は増大する傾向を示す。この
とき、同時に、炉心からの中性子漏洩量も増大してお
り、公知例（１）に示されている炉心構成を用いると、
この中性子漏洩効果を有効に利用でき、核分裂反応を増
加させる効果よりも中性子漏洩量を増加させる効果の方
を大きくできるので、反応度を低下させることが可能と
なる。
ーが高エネルギー側に推移し、炉心内の核分裂反応が増
加するため、炉心の反応度は増大する傾向を示す。この
とき、同時に、炉心からの中性子漏洩量も増大してお
り、公知例（１）に示されている炉心構成を用いると、
この中性子漏洩効果を有効に利用でき、核分裂反応を増
加させる効果よりも中性子漏洩量を増加させる効果の方
を大きくできるので、反応度を低下させることが可能と
なる。
【０００９】しかし、炉心が大型化するにつれて、中性
子漏洩効果が反応度変化に与える影響が小さくなるの
で、大型炉心では、前述の反応度を低下させる効果が不
十分になる。
子漏洩効果が反応度変化に与える影響が小さくなるの
で、大型炉心では、前述の反応度を低下させる効果が不
十分になる。
【００１０】また、公知例（２）に示されている炉心構
成を用いると、冷却材の温度上昇等から生じる中性子平
均エネルギーの高エネルギー側への推移を抑制し、炉心
燃料領域における核分裂反応の増加を抑え、ブランケッ
ト領域における中性子吸収反応を増加させるので、前述
の反応度増大を緩和できる。
成を用いると、冷却材の温度上昇等から生じる中性子平
均エネルギーの高エネルギー側への推移を抑制し、炉心
燃料領域における核分裂反応の増加を抑え、ブランケッ
ト領域における中性子吸収反応を増加させるので、前述
の反応度増大を緩和できる。
【００１１】水素化ジルコニウムは、ブランケット燃料
集合体中に、燃料棒と同形の被覆管に封入されて装荷さ
れており、炉心燃料領域中の様な高温状態では不安定で
あり、水素原子が解離する可能性がある。
集合体中に、燃料棒と同形の被覆管に封入されて装荷さ
れており、炉心燃料領域中の様な高温状態では不安定で
あり、水素原子が解離する可能性がある。
【００１２】このとき、実際には起こる可能性が非常に
小さいが、被覆管の破損が発生すると、解離した水素原
子により、構造材が腐食される可能性がある。
小さいが、被覆管の破損が発生すると、解離した水素原
子により、構造材が腐食される可能性がある。
【００１３】本発明の目的は、冷却材流量減少時に、炉
心からの実効的な中性子漏洩量を増大させる炉心構成，
炉心燃料領域の外周に配置された、比較的温度の低い中
性子反射体と中性子遮蔽体の境界に中性子減速物質を設
置することにより、構造材の腐食を発生させることな
く、大型炉心においても、中性子漏洩による反応度低減
効果を確保できる炉心を提供することにある。
心からの実効的な中性子漏洩量を増大させる炉心構成，
炉心燃料領域の外周に配置された、比較的温度の低い中
性子反射体と中性子遮蔽体の境界に中性子減速物質を設
置することにより、構造材の腐食を発生させることな
く、大型炉心においても、中性子漏洩による反応度低減
効果を確保できる炉心を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１手段は、炉心構成要素として、核分裂性物質と燃
料親物質とを封入した燃料要素束と前記燃料要素束を囲
設したラッパ管からなる燃料集合体、上部を密閉，下部
を冷却材に開放し、内側にガスと冷却材とを分離して封
入した中空ダクト構造を持つ中性子反射体があり、前記
燃料集合体を複数本用いて構成された炉心燃料領域の周
囲に、前記中性子反射体を配置した高速増殖炉の炉心に
おいて、中性子反射体の外側を中性子吸収物質を封入し
た中性子遮蔽体とし、中性子反射体と中性子遮蔽体の境
界に中性子減速物質を設置することによって、前記中性
子反射体全体の反応度低減効果を、炉心を０％出力から
１００％出力にするときに必要となる反応度、つまり出
力補償反応度より大きくしたことを特徴とした高速増殖
炉の炉心とするものである。
の第１手段は、炉心構成要素として、核分裂性物質と燃
料親物質とを封入した燃料要素束と前記燃料要素束を囲
設したラッパ管からなる燃料集合体、上部を密閉，下部
を冷却材に開放し、内側にガスと冷却材とを分離して封
入した中空ダクト構造を持つ中性子反射体があり、前記
燃料集合体を複数本用いて構成された炉心燃料領域の周
囲に、前記中性子反射体を配置した高速増殖炉の炉心に
おいて、中性子反射体の外側を中性子吸収物質を封入し
た中性子遮蔽体とし、中性子反射体と中性子遮蔽体の境
界に中性子減速物質を設置することによって、前記中性
子反射体全体の反応度低減効果を、炉心を０％出力から
１００％出力にするときに必要となる反応度、つまり出
力補償反応度より大きくしたことを特徴とした高速増殖
炉の炉心とするものである。
【００１５】
【００１６】第２手段は、上記第１手段における中性子
反射体として、中性子遮蔽体側の内面に中性子減速物質
を設置したことを特徴とした中性子反射体を用いるもの
である。
反射体として、中性子遮蔽体側の内面に中性子減速物質
を設置したことを特徴とした中性子反射体を用いるもの
である。
【００１７】第３手段は、上記第１手段における中性子
反射体として、中性子遮蔽体側の外面に中性子減速物質
を設置したことを特徴とした中性子反射体を用いるもの
である。
反射体として、中性子遮蔽体側の外面に中性子減速物質
を設置したことを特徴とした中性子反射体を用いるもの
である。
【００１８】第４手段は、上記第１手段における中性子
反射体として、中性子遮蔽体側の構造材に、中性子減速
物質を混入したことを特徴とした高速増殖炉の炉心とす
るものである。
反射体として、中性子遮蔽体側の構造材に、中性子減速
物質を混入したことを特徴とした高速増殖炉の炉心とす
るものである。
【００１９】第５手段は、上記第１手段から上記第４手
段までのいずれか１手段における高速増殖炉の炉心にお
いて、中性子遮蔽体の一部を、主に燃料親物質からなる
ブランケット燃料集合体に置き換えたことを特徴とした
高速増殖炉の炉心とするものである。
段までのいずれか１手段における高速増殖炉の炉心にお
いて、中性子遮蔽体の一部を、主に燃料親物質からなる
ブランケット燃料集合体に置き換えたことを特徴とした
高速増殖炉の炉心とするものである。
【００２０】
【作用】本発明に基づく炉心構成を用いた炉心では、炉
心燃料領域の外周に、出力補償反応度よりも大きい負の
反応度を持った中性子反射体を設置している。
心燃料領域の外周に、出力補償反応度よりも大きい負の
反応度を持った中性子反射体を設置している。
【００２１】したがって、冷却材流量減少時に、１次系
循環ポンプの動圧の低下とガスの圧力の不均衡により、
中性子反射体内の冷却材液面レベルが、図２に示した
（ａ）から（ｂ）の様に低下し、反射材として作用して
いた冷却材が炉心外周からなくなる。
循環ポンプの動圧の低下とガスの圧力の不均衡により、
中性子反射体内の冷却材液面レベルが、図２に示した
（ａ）から（ｂ）の様に低下し、反射材として作用して
いた冷却材が炉心外周からなくなる。
【００２２】このため、炉心からの中性子漏洩量が大幅
に増大し、炉心に負の反応度が投入される。
に増大し、炉心に負の反応度が投入される。
【００２３】この中性子反射体の負の反応度を、出力補
償反応度よりも大きくすることにより、炉心固有の特性
を用いて炉停止が可能となるので、高速増殖炉炉心の安
全性が向上する。
償反応度よりも大きくすることにより、炉心固有の特性
を用いて炉停止が可能となるので、高速増殖炉炉心の安
全性が向上する。
【００２４】本発明では 、 さらに前記中性子反射体の外
側に中性子遮蔽体を配置し、中性子反射体と中性子遮蔽
体の境界に中性子吸収物質を設置したので、中性子反射
体内の冷却材液面レベルの低下により発生する炉心から
の漏洩中性子は、前記中性子反射体を通りぬけ、中性子
反射体と中性子吸収物質を封入した中性子遮蔽体の境界
に設置した中性子減速物質によって、その平均エネルギ
ーが低い方向へ移行させられる。
側に中性子遮蔽体を配置し、中性子反射体と中性子遮蔽
体の境界に中性子吸収物質を設置したので、中性子反射
体内の冷却材液面レベルの低下により発生する炉心から
の漏洩中性子は、前記中性子反射体を通りぬけ、中性子
反射体と中性子吸収物質を封入した中性子遮蔽体の境界
に設置した中性子減速物質によって、その平均エネルギ
ーが低い方向へ移行させられる。
【００２５】
【００２６】その結果、中性子遮蔽体における中性子吸
収効果が増大し、かつ、中性子遮蔽体によって反射され
て炉心に戻っていた中性子量の減少により、炉心の反応
度低下が促進される。このようにして、炉停止が一層促
進されるので、高速増殖炉炉心の安全性が向上する。
収効果が増大し、かつ、中性子遮蔽体によって反射され
て炉心に戻っていた中性子量の減少により、炉心の反応
度低下が促進される。このようにして、炉停止が一層促
進されるので、高速増殖炉炉心の安全性が向上する。
【００２７】また、前記中性子反射体として、中性子遮
蔽体側の内面に、中性子減速物質を設置した炉心では、
前述と同様の作用で炉心の反応度低下を促進させる。
蔽体側の内面に、中性子減速物質を設置した炉心では、
前述と同様の作用で炉心の反応度低下を促進させる。
【００２８】また、前記中性子反射体として、中性子遮
蔽体側の外面に、中性子減速物質を設置した炉心では、
前述と同様の作用で、炉心の反応度低下を促進させる。
蔽体側の外面に、中性子減速物質を設置した炉心では、
前述と同様の作用で、炉心の反応度低下を促進させる。
【００２９】また、前記中性子反射体として、中性子遮
蔽体側の構造材に、中性子減速物質を混入した炉心で
は、上述と同様の作用で、炉心の反応度低下を促進でき
る。
蔽体側の構造材に、中性子減速物質を混入した炉心で
は、上述と同様の作用で、炉心の反応度低下を促進でき
る。
【００３０】さらに、前記高速増殖炉の炉心において、
中性子遮蔽体の一部を、主に燃料親物質からなるブラン
ケット燃料集合体に置き換えた炉心では、冷却材流量減
少時に、炉心から前記中性子反射体内に漏洩してきた中
性子が、前記中性子減速物質により、低エネルギー側に
移行される。
中性子遮蔽体の一部を、主に燃料親物質からなるブラン
ケット燃料集合体に置き換えた炉心では、冷却材流量減
少時に、炉心から前記中性子反射体内に漏洩してきた中
性子が、前記中性子減速物質により、低エネルギー側に
移行される。
【００３１】この結果、ブランケット領域における中性
子吸収量を増大し、かつ、炉心内に反射する中性子の量
を減少させる。この作用により、炉心の反応度低下を促
進させると同時に、ブランケット領域の燃料増殖性を増
大させる。
子吸収量を増大し、かつ、炉心内に反射する中性子の量
を減少させる。この作用により、炉心の反応度低下を促
進させると同時に、ブランケット領域の燃料増殖性を増
大させる。
【００３２】したがって、本発明では、十分な負の反応
度効果を持つ中性子反射体を用いた炉心構成とすること
により、冷却材流量減少時に、炉心の反応度低下を促進
することが可能となる。この結果、炉心の安全性をより
確かなものとすることができる。
度効果を持つ中性子反射体を用いた炉心構成とすること
により、冷却材流量減少時に、炉心の反応度低下を促進
することが可能となる。この結果、炉心の安全性をより
確かなものとすることができる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明の第１実施例を、図１と図２を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００３４】図１は、液体金属ナトリウムを冷却材とし
て用いる型式の１０００ＭＷｅ級の高速増殖炉の炉心の
垂直断面を示したもので、燃料物質を封入した燃料集合
体を、複数本用いて円柱上に束ねた炉心燃料領域１とブ
ランケット領域２，前記炉心燃料領域とブランケット領
域の周囲に、上部を密閉して下部を冷却材３に開放し、
内側にガス４と冷却材を分離して封入した中空ダクト構
造を持った中性子反射体６を配置し、更に、これらの周
囲に、中性子吸収物質を封入した中性子遮蔽体を複数設
けた中性子遮蔽領域５を配置した構成となっている。
て用いる型式の１０００ＭＷｅ級の高速増殖炉の炉心の
垂直断面を示したもので、燃料物質を封入した燃料集合
体を、複数本用いて円柱上に束ねた炉心燃料領域１とブ
ランケット領域２，前記炉心燃料領域とブランケット領
域の周囲に、上部を密閉して下部を冷却材３に開放し、
内側にガス４と冷却材を分離して封入した中空ダクト構
造を持った中性子反射体６を配置し、更に、これらの周
囲に、中性子吸収物質を封入した中性子遮蔽体を複数設
けた中性子遮蔽領域５を配置した構成となっている。
【００３５】前記炉心燃料領域１の直径は３００cmで、
前記中性子反射体６の幅は４０cmである。
前記中性子反射体６の幅は４０cmである。
【００３６】図１には示していないが、燃料集合体は、
核分裂性物質または燃料親物質からなる燃料物質を、ペ
レット状に焼結して被覆管に封入した燃料棒を複数本束
ね、その間隙を冷却材の流路とし、両端を冷却材の入口
と出口としたラッパ管によって囲まれている。
核分裂性物質または燃料親物質からなる燃料物質を、ペ
レット状に焼結して被覆管に封入した燃料棒を複数本束
ね、その間隙を冷却材の流路とし、両端を冷却材の入口
と出口としたラッパ管によって囲まれている。
【００３７】中性子反射体は、図２に示している様に、
中空ダクト構造としてラッパ管７を用いており、前記ラ
ッパ管の上端を密閉，下端を冷却材流入口８として開放
し、内側にアルゴン（Ａｒ），ヘリウム（Ｈｅ）等のガ
ス４と冷却材３とが分離して封入されている。
中空ダクト構造としてラッパ管７を用いており、前記ラ
ッパ管の上端を密閉，下端を冷却材流入口８として開放
し、内側にアルゴン（Ａｒ），ヘリウム（Ｈｅ）等のガ
ス４と冷却材３とが分離して封入されている。
【００３８】本実施例では、炉心燃料領域の外周に配置
された中性子反射体の持つ負の反応度を、出力補償反応
度よりも大きくしたことを特徴としている。
された中性子反射体の持つ負の反応度を、出力補償反応
度よりも大きくしたことを特徴としている。
【００３９】図１において、中性子反射体６の幅を１６
cmとすると、その負の反応度は1.5＄、３２cmとすると
２.４＄ となり、３５cm以上にすると出力補償反応度で
ある２.５＄ を超える。
cmとすると、その負の反応度は1.5＄、３２cmとすると
２.４＄ となり、３５cm以上にすると出力補償反応度で
ある２.５＄ を超える。
【００４０】本発明では、図２の（ａ）の状態から
（ｂ）の状態へと、冷却材流量減少による中性子反射体
の冷却材液面レベル低下時に、炉心からの中性子漏洩量
が増大するので、炉心内に負の反応度が投入される。
（ｂ）の状態へと、冷却材流量減少による中性子反射体
の冷却材液面レベル低下時に、炉心からの中性子漏洩量
が増大するので、炉心内に負の反応度が投入される。
【００４１】この中性子反射体の負の反応度２.８＄
を、出力補償反応度２.５＄よりも大きくすることによ
り、炉心固有の特性を用いて炉停止が可能となるので、
高速増殖炉炉心の安全性が向上する。
を、出力補償反応度２.５＄よりも大きくすることによ
り、炉心固有の特性を用いて炉停止が可能となるので、
高速増殖炉炉心の安全性が向上する。
【００４２】本発明の第２実施例を図４と図５を用いて
説明する。
説明する。
【００４３】図４は、前述の実施例１の炉心において、
中性子反射体と中性子吸収物質を封入した中性子遮蔽体
の境界に、厚さ５cmの中性子減速物質９を設置したもの
である。
中性子反射体と中性子吸収物質を封入した中性子遮蔽体
の境界に、厚さ５cmの中性子減速物質９を設置したもの
である。
【００４４】中性子減速物質には、比較的高温状態でも
安定な水素化カルシウム(ＣａＨ2)を用いている。
安定な水素化カルシウム(ＣａＨ2)を用いている。
【００４５】また、図５に示したように、中性子反射体
には、水素化カルシウム(ＣａＨ2)を薄肉の被覆管に封
入して、ラッパ管内側表面に設置した中性子反射体１０
を用いている。
には、水素化カルシウム(ＣａＨ2)を薄肉の被覆管に封
入して、ラッパ管内側表面に設置した中性子反射体１０
を用いている。
【００４６】本実施例では、炉心燃料領域の外周に配置
された、中性子反射体と中性子遮蔽体の境界に中性子減
速物質を設けたことを特徴としている。
された、中性子反射体と中性子遮蔽体の境界に中性子減
速物質を設けたことを特徴としている。
【００４７】本発明では、冷却材流量減少による中性子
反射体の冷却材液面レベル低下時に、炉心から漏洩して
くる高速中性子を、中性子減速物質によって低速中性子
とし、中性子遮蔽領域における中性子吸収量を増大させ
ると同時に、炉心内に反射する中性子の量を減少させ
る。
反射体の冷却材液面レベル低下時に、炉心から漏洩して
くる高速中性子を、中性子減速物質によって低速中性子
とし、中性子遮蔽領域における中性子吸収量を増大させ
ると同時に、炉心内に反射する中性子の量を減少させ
る。
【００４８】その結果、前記中性子反射体の負の反応度
を１.３ 倍程度に増大でき、炉心の反応度低下を促進で
きる。
を１.３ 倍程度に増大でき、炉心の反応度低下を促進で
きる。
【００４９】また、中性子反射体の装荷割合を１／１.
３ 程度に減少しても、従来の中性子反射体と同等の効
果が得られる。
３ 程度に減少しても、従来の中性子反射体と同等の効
果が得られる。
【００５０】本発明の第３実施例を図６を用いて説明す
る。
る。
【００５１】本実施例は、前述の実施例２の中性子反射
体において、中性子遮蔽体側内面に中性子減速物質を設
けたものである。
体において、中性子遮蔽体側内面に中性子減速物質を設
けたものである。
【００５２】図６には、燃料棒と同形の被覆管に、水素
化カルシウム(ＣａＨ2）を封入した中性子減速物質入り
棒１１を、前記中性子反射体の下部に設置した冷却材の
流路を設けた支持板１２に固定したことを特徴とした中
性子反射体１０を示している。
化カルシウム(ＣａＨ2）を封入した中性子減速物質入り
棒１１を、前記中性子反射体の下部に設置した冷却材の
流路を設けた支持板１２に固定したことを特徴とした中
性子反射体１０を示している。
【００５３】本発明の効果は、前述の第２実施例とほぼ
同様である。
同様である。
【００５４】本発明の第４実施例を、図７と図８を用い
て説明する。
て説明する。
【００５５】図７は、前述の第１実施例の中性子反射体
において、中性子遮蔽体側外面に中性子減速物質を設置
したものである。
において、中性子遮蔽体側外面に中性子減速物質を設置
したものである。
【００５６】図８には、薄肉の被覆管に水素化カルシウ
ム(ＣａＨ2）を封入し、前記中性子反射体の外面に接す
るように固定したことを特徴とした中性子反射体１３を
示している。
ム(ＣａＨ2）を封入し、前記中性子反射体の外面に接す
るように固定したことを特徴とした中性子反射体１３を
示している。
【００５７】本発明の効果は、前述の実施例２とほぼ同
様である。
様である。
【００５８】本発明の第５実施例を、図９と図１０を用
いて説明する。
いて説明する。
【００５９】図９は、前述の第２実施例の中性子反射体
において、中性子遮蔽体側の構造材中に中性子減速物質
を混入したものである。
において、中性子遮蔽体側の構造材中に中性子減速物質
を混入したものである。
【００６０】図１０には、６角柱形状をしている中性子
反射体の隣接する２面１５に、中性子減速物質である水
素化カルシウム(ＣａＨ2）を混入したことを特徴とした
中性子反射体１４を示している。
反射体の隣接する２面１５に、中性子減速物質である水
素化カルシウム(ＣａＨ2）を混入したことを特徴とした
中性子反射体１４を示している。
【００６１】本発明の効果は、前述の実施例２とほぼ同
様である。
様である。
【００６２】本発明の第６実施例を図１１に、第７実施
例を図１２に、第８実施例を図１３に示して以下に説明
する。
例を図１２に、第８実施例を図１３に示して以下に説明
する。
【００６３】図１１，図１２，図１３に示した炉心断面
は、それぞれ、前述の実施例２の炉心において、中性子
遮蔽領域を、主に燃料親物質を封入したブランケット燃
料集合体に置き換え、中性子反射領域と中性子減速領域
として、前述の図５，図８，図１０に示した中性子反射
体を用いたものに相当する。
は、それぞれ、前述の実施例２の炉心において、中性子
遮蔽領域を、主に燃料親物質を封入したブランケット燃
料集合体に置き換え、中性子反射領域と中性子減速領域
として、前述の図５，図８，図１０に示した中性子反射
体を用いたものに相当する。
【００６４】本発明の効果は、前述の実施例２とほぼ同
等であり、更に、中性子吸収領域として中性子遮蔽領域
の替わりにブランケット燃料集合体を用いたことによ
り、前記ブランケット燃料集合体における燃料の増殖性
も増加する。
等であり、更に、中性子吸収領域として中性子遮蔽領域
の替わりにブランケット燃料集合体を用いたことによ
り、前記ブランケット燃料集合体における燃料の増殖性
も増加する。
【００６５】以上の各実施例においては、中性子減速物
質として水素化カルシウムを想定していたが、これを他
の中性子減速物質、例えば水素化ジルコニウム(ＺｒＨ
1.7)や酸化ベリリウム(ＢｅＯ2）に置き換えても同様の
効果が得られる。
質として水素化カルシウムを想定していたが、これを他
の中性子減速物質、例えば水素化ジルコニウム(ＺｒＨ
1.7)や酸化ベリリウム(ＢｅＯ2）に置き換えても同様の
効果が得られる。
【００６６】
【発明の効果】本発明によれば、高速増殖炉において、
冷却材流量減少時に、上部を密閉，下部を冷却材に開放
し、内側にガスと冷却材を分離して封入した中空ダクト
構造を持つ中性子反射体の負の反応度を、出力補償反応
度より大きくしているので、炉心固有の特性により炉停
止が可能となり、炉心のより確かな安全性を実現でき
る。
冷却材流量減少時に、上部を密閉，下部を冷却材に開放
し、内側にガスと冷却材を分離して封入した中空ダクト
構造を持つ中性子反射体の負の反応度を、出力補償反応
度より大きくしているので、炉心固有の特性により炉停
止が可能となり、炉心のより確かな安全性を実現でき
る。
【図１】本発明の第１実施例による高速増殖炉の炉心の
垂直断面図である。
垂直断面図である。
【図２】図１の中性子反射体の垂直断面図であり、図中
（ａ）は冷却材液面レベルが上昇している状態を、
（ｂ）は冷却材液面レベルが下降している状態を、それ
ぞれ示している。
（ａ）は冷却材液面レベルが上昇している状態を、
（ｂ）は冷却材液面レベルが下降している状態を、それ
ぞれ示している。
【図３】従来の高速増殖炉の炉心の垂直断面図である。
【図４】本発明の第２実施例による高速増殖炉の炉心の
垂直断面図である。
垂直断面図である。
【図５】図４中の中性子反射体の断面図であり、図中
（ａ）は水平断面図を、（ｂ）は垂直断面図を、それぞ
れ表わしている。
（ａ）は水平断面図を、（ｂ）は垂直断面図を、それぞ
れ表わしている。
【図６】本発明の第３実施例による中性子反射体の断面
図であり、図中（ａ）は水平断面図を、（ｂ）は垂直断
面図を、それぞれ表わしている。
図であり、図中（ａ）は水平断面図を、（ｂ）は垂直断
面図を、それぞれ表わしている。
【図７】本発明の第４実施例による高速増殖炉の炉心の
垂直断面図である。
垂直断面図である。
【図８】図７中の中性子反射体の断面図であり、図中
（ａ）は水平断面図を、（ｂ）は垂直断面図を、それぞ
れ表わしている。
（ａ）は水平断面図を、（ｂ）は垂直断面図を、それぞ
れ表わしている。
【図９】本発明の第５実施例による高速増殖炉の炉心の
垂直断面図である。
垂直断面図である。
【図１０】図９中の中性子反射体の断面図であり、図中
（ａ）は水平断面図を、（ｂ）は垂直断面図を、それぞ
れ表わしている。
（ａ）は水平断面図を、（ｂ）は垂直断面図を、それぞ
れ表わしている。
【図１１】本発明の第６実施例による高速増殖炉の炉心
の垂直断面図である。
の垂直断面図である。
【図１２】本発明の第７実施例による高速増殖炉の炉心
の垂直断面図である。
の垂直断面図である。
【図１３】本発明の第８実施例による高速増殖炉の炉心
の垂直断面図である。
の垂直断面図である。
１…炉心燃料領域、２…ブランケット領域、３…冷却
材、４…ガス、５…中性子遮蔽領域、６，１０，１３，
１４…中性子反射体、７…ラッパ管、８…冷却材流入
口、９…中性子減速物質、１１…中性子減速物質入り
棒、１２…支持板、１５…ラッパ管の中性子減速物質を
混入した面。
材、４…ガス、５…中性子遮蔽領域、６，１０，１３，
１４…中性子反射体、７…ラッパ管、８…冷却材流入
口、９…中性子減速物質、１１…中性子減速物質入り
棒、１２…支持板、１５…ラッパ管の中性子減速物質を
混入した面。
フロントページの続き (72)発明者 藤村 幸治 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株式会社 日立製作所 エネルギー研究 所内 (72)発明者 村上 朋子 東京都千代田区大手町一丁目６番１号 日本原子力発電株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−129191（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−335191（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−62497（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−119178（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−63871（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−203776（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−124789（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 3/30 G21C 5/00 G21C 5/18 G21C 7/28
Claims (5)
- 【請求項１】炉心構成要素として、核分裂性物質と燃料
親物質を封入した燃料要素と前記燃料要素束を囲設した
ラッパ管からなる燃料集合体と、上部を密封して下部を
冷却材に開放してあり内側にガスと冷却材とを分離して
封入した中空ダクト構造を持つ中性子反射体とを備え、
前記燃料集合体を複数束ねた炉心燃料領域の外周に前記
中性子反射体を設置した高速増殖炉の炉心において、中
性子反射体の外側を中性子吸収物質を封入した中性子遮
蔽体とし、中性子反射体と中性子遮蔽体の境界に中性子
減速物質を設置することによって、前記中性子反射体全
体の反応度低減効果を炉心の出力補償反応度より大きく
したことを特徴とする高速増殖炉の炉心。 - 【請求項２】請求項１において、中性子反射体の中性子
遮蔽体側の内面に中性子減速物質を設置したことを特徴
とする高速増殖炉の炉心。 - 【請求項３】請求項１において、中性子反射体の中性子
遮蔽体側の外面に中性子減速物質を設置したことを特徴
とする高速増殖炉の炉心。 - 【請求項４】請求項１において、中性子反射体の中性子
遮蔽体側の構造材に中性子減速物質を混入したことを特
徴とする高速増殖炉の炉心。 - 【請求項５】請求項１から請求項４までのいずれか１項
において、中性子遮蔽体の一部を、主に燃料親物質から
なるブランケット燃料集合体としたことを特徴とする高
速増殖炉の炉心。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02768494A JP3346016B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 高速増殖炉の炉心 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02768494A JP3346016B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 高速増殖炉の炉心 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07234294A JPH07234294A (ja) | 1995-09-05 |
| JP3346016B2 true JP3346016B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=12227802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02768494A Expired - Fee Related JP3346016B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 高速増殖炉の炉心 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3346016B2 (ja) |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP02768494A patent/JP3346016B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07234294A (ja) | 1995-09-05 |
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