JP5838511B2 - 原子炉 - Google Patents
原子炉 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5838511B2 JP5838511B2 JP2014061179A JP2014061179A JP5838511B2 JP 5838511 B2 JP5838511 B2 JP 5838511B2 JP 2014061179 A JP2014061179 A JP 2014061179A JP 2014061179 A JP2014061179 A JP 2014061179A JP 5838511 B2 JP5838511 B2 JP 5838511B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- reactor
- metal fuel
- cores
- reactor vessel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/42—Selection of substances for use as reactor fuel
- G21C3/58—Solid reactor fuel Pellets made of fissile material
- G21C3/60—Metallic fuel; Intermetallic dispersions
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C1/00—Reactor types
- G21C1/32—Integral reactors, i.e. reactors wherein parts functionally associated with the reactor but not essential to the reaction, e.g. heat exchangers, are disposed inside the enclosure with the core
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C5/00—Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
- G21C5/14—Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator characterised by shape
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
複数の炉心と、炉心を囲んで配置されるブランケット及び中性子反射体と、伝熱管と、炉心により加熱されて対流する冷却材と、これらを収容する原子炉容器と、を有する原子炉であって、炉心は、冷却材の温度変化に応じて急激に密度が変化する金属燃料から形成され、軸方向に直交する方向の断面の直径が1メートル以下の円柱形であり、原子炉容器の中心を通る軸線に沿って配置される第1の炉心と、第1の炉心を囲みかつ第1の炉心を中心とする同心円周上に等間隔に配置された複数の第2の炉心と、を有し、金属燃料は、密度の低下により核分裂が低減されかつ密度の上昇により核分裂が盛んになる性質を有し、ウラン235及びプルトニウム239のいずれかが20%、ジルコニウムが10%、ウラン238が70%の構成の合金の金属燃料から形成された金属燃料下部と、金属燃料下部に対して炉心の軸方向から重なるように配置されかつ金属燃料下部を構成する合金にバーナブルポイズンを加えた構成の合金の金属燃料から形成される金属燃料上部と、から構成され、伝熱管は、第1の炉心を中心とする同心円周上であって第2の炉心に挟まれた位置に配置され、ブランケットは、劣化ウラン製であり、炉心を囲む筒形状を有し、炉心の表面から2〜3センチメートル離間して配置され、中性子反射体は、金属燃料下部の外周方向において固定された状態で配置される、ことを特徴とする。
図1は、本発明の実施形態に係る原子炉100を示す概略構成図である。原子炉100は、原子力発電用の原子炉であり、図1に示すように、炉心10と、熱交換器20と、冷却材30と、原子炉容器40と、発電用タービン50と、復水器60と、ポンプ70とを備えている。熱交換器20は、伝熱管21と、ヘッダー22と、下部ヘッダー23と、上側環状体24と、下側環状体25とを備えている。なお、上記の構成は実施形態の一例である。
炉心10a、10bの金属燃料中のウラン235あるいはプルトニウム239に中性子が衝突すると、燃焼(核分裂)して、炉心10a、10bは発熱する。その際、中性子は、炉心10a、10bの外部に漏えいするが、炉心10a、10bの下部(金属燃料下部1b)では、中性子反射体13が設けられているため核分裂は維持される。炉心10a、10bの下部の燃焼が進むと、次いで炉心10a、10bの上部(金属燃料上部1a)が燃焼する。そのため、炉心10a、10bの燃焼は、長期的に維持される。したがって、原子炉100においては、炉心10a、10bを長期的に燃焼させるための手段を別途設ける必要はなく、例えば、炉心10a、10bの燃焼部分を除々にずらすために、中性子反射体13を炉心10aの長手方向に沿ってスライドさせる手段を設ける必要がない。
図4の(a)〜(b)は、それぞれ第1〜第3変形例の概略平面断面図である。なお、以下の説明においては、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。
第1〜第3変形例に係る原子炉の動作については、上記した実施形態の動作とほぼ同様である。
O1、O2、O3、O4…中心(中心軸)
1a…金属燃料上部(金属燃料)
1b…金属燃料下部(金属燃料)
10…炉心
10a…第1の炉心(炉心)
10b…第2の炉心(炉心)
10c…第3の炉心(炉心)
12…ブランケット
21…伝熱管
30…冷却材
40、140、240、340…原子炉容器
100…原子炉
Claims (4)
- 複数の炉心と、前記炉心を囲んで配置されるブランケット及び中性子反射体と、伝熱管と、前記炉心により加熱されて対流する冷却材と、これらを収容する原子炉容器と、を有する原子炉であって、
前記炉心は、前記冷却材の温度変化に応じて急激に密度が変化する金属燃料から形成され、軸方向に直交する方向の断面の直径が1メートル以下の円柱形であり、前記原子炉容器の中心を通る軸線に沿って配置される第1の炉心と、前記第1の炉心を囲みかつ前記第1の炉心を中心とする同心円周上に等間隔に配置された複数の第2の炉心と、を有し、
前記金属燃料は、密度の低下により核分裂が低減されかつ密度の上昇により核分裂が盛んになる性質を有し、ウラン235及びプルトニウム239のいずれかが20%、ジルコニウムが10%、ウラン238が70%の構成の合金の金属燃料から形成された金属燃料下部と、前記金属燃料下部に対して炉心の前記軸方向から重なるように配置されかつ前記金属燃料下部を構成する合金にバーナブルポイズンを加えた構成の合金の金属燃料から形成される金属燃料上部と、から構成され、
前記伝熱管は、前記第1の炉心を中心とする同心円周上であって前記第2の炉心に挟まれた位置に配置され、
前記ブランケットは、劣化ウラン製であり、炉心を囲む筒形状を有し、前記炉心の表面から2〜3センチメートル離間して配置され、
前記中性子反射体は、前記金属燃料下部の外周方向において固定された状態で配置される、
ことを特徴とする原子炉。 - 前記ブランケットは、厚さが5センチメートルであることを特徴とする請求項1記載の原子炉。
- 前記ブランケットは、前記金属燃料の下端部を収容する有底筒形状に形成されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の原子炉。
- 前記炉心に対して前記軸方向に挿入可能に設置され、前記炉心の核分裂反応の最終停止に用いられる制御棒を備えることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の原子炉。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014061179A JP5838511B2 (ja) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | 原子炉 |
PCT/JP2014/074998 WO2015145820A1 (ja) | 2014-03-25 | 2014-09-22 | 原子炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014061179A JP5838511B2 (ja) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | 原子炉 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015206885A Division JP2016011965A (ja) | 2015-10-21 | 2015-10-21 | 原子炉 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015184145A JP2015184145A (ja) | 2015-10-22 |
JP5838511B2 true JP5838511B2 (ja) | 2016-01-06 |
Family
ID=54194398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014061179A Active JP5838511B2 (ja) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | 原子炉 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5838511B2 (ja) |
WO (1) | WO2015145820A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220139579A1 (en) * | 2020-10-29 | 2022-05-05 | Westinghouse Electric Company Llc | Devices, systems, and methods for adjusting the output of a reactor core |
US11955249B2 (en) | 2020-10-29 | 2024-04-09 | Westinghouse Electric Company Llc | Heat pipe having a wick between concentric inner and outer housings, for use in heat removal from a nuclear reactor core |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01193692A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-03 | Hitachi Ltd | 高速炉の炉心 |
JPH079472B2 (ja) * | 1989-11-24 | 1995-02-01 | 動力炉・核燃料開発事業団 | 小型液体金属冷却高速炉 |
JP2892824B2 (ja) * | 1990-11-28 | 1999-05-17 | 株式会社東芝 | 小型原子炉 |
JPH04252995A (ja) * | 1991-01-30 | 1992-09-08 | Hitachi Ltd | 原子炉炉心 |
JP3054449B2 (ja) * | 1991-03-01 | 2000-06-19 | 株式会社東芝 | 高速増殖炉 |
JP2703428B2 (ja) * | 1991-08-29 | 1998-01-26 | 株式会社東芝 | 小型高速炉 |
JPH0618685A (ja) * | 1992-07-01 | 1994-01-28 | Toshiba Corp | 高速増殖炉 |
JPH0749391A (ja) * | 1993-08-04 | 1995-02-21 | Toshiba Corp | 原子炉 |
JP2869312B2 (ja) * | 1993-10-06 | 1999-03-10 | 核燃料サイクル開発機構 | 超長寿命高速炉用炉心 |
JP3434790B2 (ja) * | 2000-08-23 | 2003-08-11 | 核燃料サイクル開発機構 | 高速炉用非均質燃料集合体 |
JP3950392B2 (ja) * | 2002-08-29 | 2007-08-01 | 三菱重工業株式会社 | 原子炉 |
JP4351938B2 (ja) * | 2004-03-24 | 2009-10-28 | 株式会社東芝 | 原子炉 |
JP2006343321A (ja) * | 2005-05-12 | 2006-12-21 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 高速炉用燃料要素、高速炉および高速炉施設の建設方法 |
US9613723B2 (en) * | 2011-12-20 | 2017-04-04 | Nihon Nature Cell Co., Ltd. | Compact nuclear power generation system |
-
2014
- 2014-03-25 JP JP2014061179A patent/JP5838511B2/ja active Active
- 2014-09-22 WO PCT/JP2014/074998 patent/WO2015145820A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015145820A1 (ja) | 2015-10-01 |
JP2015184145A (ja) | 2015-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101930615B1 (ko) | 열 팽창 현상에 의한 반사체의 열 변형을 이용한 부하 추종형 소형 원자력 발전 시스템 | |
Carelli et al. | The design and safety features of the IRIS reactor | |
US20160329113A1 (en) | SLIMM-Scalable Liquid Metal Cooled Small Modular Reactor | |
Zheng et al. | Water-ingress analysis for the 200áMWe pebble-bed modular high temperature gas-cooled reactor | |
JP2018520369A (ja) | 原子炉 | |
Ohashi et al. | A Small-sized HTGR system design for multiple heat applications for developing countries | |
JP5838511B2 (ja) | 原子炉 | |
Raqué et al. | Design and 1D analysis of the safety systems for the SCWR fuel qualification test | |
JP2015072223A (ja) | 原子炉 | |
JP7443451B2 (ja) | モジュール式冷熱源を備えた完全に受動的な崩壊熱除去(dhr)システムを組み込む液体金属冷却式原子炉 | |
JP2016011965A (ja) | 原子炉 | |
JP2018071997A (ja) | 高速炉の炉心 | |
JP2012141304A (ja) | 高速炉の最適構成 | |
KR20190098611A (ko) | 핵연료 블록, 상기 핵연료 블록을 구비하는 노심, 상기 노심을 구비하는 초소형 고온가스로 | |
Duan et al. | Conceptual design of oil field energy supply system based on natural circulation lead–bismuth fast reactor | |
JP5967790B1 (ja) | 熱膨張現象による反射体の熱変形を利用した負荷追随型小型原子力発電システム | |
CN114051643A (zh) | 模块化堆芯熔盐核反应堆 | |
McDuffee et al. | Evaluation of Flowing Salt Irradiation Facilities with High Neutron Flux | |
JP2009186473A (ja) | ナトリウム冷却炉のための冷態停止装置 | |
JPH02206794A (ja) | 液体金属冷却高速炉 | |
Dragunov et al. | Prospects for development of VVER-type pressurized light-water reactor installations | |
Miller et al. | Main Features of the Reactor Cavity Cooling System for the Framatome SC HTGR | |
US20240170168A1 (en) | Solid-state fluid thermal bonded heat pipe micro-reactor | |
Schulenberg | Gas-Cooled Fast Reactors | |
Shin et al. | ICONE23-2135 design status of small modular reactor cooled by lead-bismuth eutectic natural circulation: Uranus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150827 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151019 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151021 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5838511 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |