JPH03128481A - 二重タンク型原子炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、液体金属を冷却材として用いる二重容器によ
るタンク型の原子炉に係り、特に熱交換構造の改良され
た原子炉に関する。

（従来の技術） 第２図は、二重容器によるタンク型の従来の原子炉を示
すもので、図中、符号１はルーフスラブであり、このル
ーフスラブ１には、ルーフスラブｌとともに外殻を形成
する二次容器２が吊下げられ、この二次容器２内の中央
部には、ルーフスラブ１が吊下げられる一次容器３が配
されている。

この一次容器３内には、第２図に示すように炉心４が設
置されているとともに、炉心４外周部には、複数の一次
ポンブ５および複数の中間熱交換器６が、ルーフスラブ
１から吊下げられた状態で配置されている。また、一次
容器３内は、隔壁９により一次高温ブール７と一次低温
ブール８とに区分されている。そして、一次ボンプ５か
ら吐出された一次冷却材は、一次供給管１１により高圧
プレナム１０を介して炉心４に導かれるようになってい
る。

一方、二次容器２内には、第２図に示すように、一次容
器３を囲むように、複数の二次ポンプ１２および複数の
蒸気発生器１３が、ルーフスラブ１から吊下げられた状
態で配置されている。そして、二次ポンプ１２から吐出
された二次冷却材は、二次供給管１５および炉外低温配
管１４を介して中間熱交換器６に導かれるようになって
いる。

この中間熱交換器６に導かれた二次冷却材は、第２図に
示すように炉外高温配管１６を介して蒸気発生器１３に
導かれ、給水管１７を介し供給される水と蒸気発生器１
３内で熱交換されるようになっている。そして、この熱
交換により発生した過熱蒸気は、蒸気発生器１３頂部の
過熱蒸気管１８を介し図示しない蒸気タービンに送られ
るようになっている。

なお、第２図において、符号１９は、二次低温プール、
符号２０は制御棒を搭載する遮蔽プラグである。

以上の構成において、炉心４を通った高温の一次冷却材
は、一次高温ブール７から中間熱交換器６に入る。そし
て、この中間熱交換器６内で、二次冷却材と熱交換され
る。この熱交換で降温した一次冷却材は、一次低温ブー
ル８から、一次ボンブ５および一次供給管１１を経て炉
心４に戻される。

一方、中間熱交換器６で加熱された二次冷却材は、炉外
高温配管１６を介して蒸気発生器１３に導かれ、この蒸
気発生器１３内で水と熱交換される。そして、この熱交
換により降温した二次冷却材は二次低温ブール１つから
、二次ポンプ１２、二次供給管１５および炉外低温配管
１４を経て中間熱交換器６に戻される。また、蒸気発生
器１３で発生した過熱蒸気は、過熱蒸気管１８を介して
図示しない蒸気タービンに送られ、さらに給水管１７を
介し蒸気発生器１３に戻される。

（発明が解決しようとする課題） 前記従来の原子炉では、ルーフスラブ１上に、二次冷却
材を輸送する低温配管１４、高温配管１６、水や蒸気を
輸送する給水管１７、過熱蒸気管１８がそれぞれ設置さ
れているため、ルーフスラブ１上の配管構造が複雑とな
り、そのメンテナンスが容易でないという問題がある。

また、各容器２，３内には、一次供給管１１および二次
供給管１５がそれぞれ引延されているため、内部構造が
複雑となってメンテナンスも容易でなく、また容器２，
３を小型化できないとｔ）う問題がある。

また、原子炉構造物のすべての荷重がルーフスラブ１に
集中する構造になっているため、ルーフスラブ１の強度
負担が過大となり、地震等に対する信頼性が問題となる
。

さらに、炉心４を支持する一次容器３も、制御棒を搭載
する一次容器遮蔽ブラグ２０も、ともにルーフスラブ１
から吊下げられた構造になっているため、原子炉出力が
異常に上昇した場合、両者とも下方に向かって熱伸長し
、制御棒が自然に炉心４に伸長する量が少なくなり、反
応度制御効果があまり期待できないという問題もある。

本発明は、このような点を考慮してなされたもので、構
造を簡略化してメンテナンス性およびメンテナンス時の
作業員の接近性を向上させることかでき、また一次容器
および二次容器の内部構造を単純化して信頼性の向上お
よび小型化を図ることができ、さらに支持荷重を分散さ
せて構造物の信頼性を向上させることができる原子炉を
提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、前記目的を達成する手段として、ベーススラ
ブに設置され、上端開口部がルーフスラブにより閉塞さ
れる二次容器と、上端が縮径する壷形をなし、二次容器
の中央部に収容されて二次容器の底部鏡に設置される一
次容器と、前記ルーフスラブに支持されて一次容器の上
端開口部を閉塞する遮蔽プラグと、二次容器内を一次容
器の上肩部上方に液面を有する上側の二次高温プールと
下側の二次低温プールとに区分する二次容器隔壁と、二
次容器内に二次容器隔壁を貫通して配置され、前記二次
高温プールの二次冷却材か流入して内部で水と熱交換さ
れるとともに、熱交換した二次冷却材が前記二次低温プ
ールに送出される蒸気発生器と、前記一次容器内の底部
中央に、炉心入口圧力ブレナムを介して設置される炉心
と、一次容器内の炉心上端位置に設置され、一次容器内
を、上側の一次高温プールと下側の一次低温プールとに
区分する一次容器隔壁と、一次容器内に前記一次容器隔
壁を貫通して配置され、上端部が一次容器の上層部を貫
通して前記二次高温プール内に位置し、一次高温プール
から流入する一次冷却＋イと内部で熱交換した二次冷却
材を二次高温プールに送出する中間熱交換器と、中間熱
交換器の下端部に設けられ、前記二次低温プール内の二
次冷却材を一次容器の底部に設けた貫通孔を介し吸引し
て中間熱交換器に送る二次冷却材電磁ポンプと、次容器
内に前記一次容器隔壁を貫通して配置され、前記一次低
温プール内の一次冷却材を、吐出口が直接接続された、
炉心入口圧力ブレナムを介して炉心に送る一次冷却材電
磁ポンプと、を具備することを特徴とする。

（作　用） 本発明に係る原子炉において、炉心で加熱された一次冷
却材は、一次高温プールから中間熱交換器内に流入し、
中間熱交換器内で二次冷却材と熱交換する。熱交換後の
一次冷却材は、一次低温プールを介して一次冷却材電磁
ポンプに吸引され、炉心人口圧力プレナムを介して炉心
に戻る。すなわち、従来必須であった一次供給管を用い
ることなく、一次冷却材の循環がなされる。

一方、中間熱交換器での熱交換により加熱された二次冷
却材は、二次高温プールを介して蒸気発生器に流入し、
蒸気発生器内で水と熱交換して過熱蒸気を生成する。熱
交換後の二次冷却材は、二次低温プールおよび一次容器
底部の貫通孔を通って二次冷却材電磁ポンプに吸引され
、蒸気発生器に戻る。すなわち、従来必須であった炉外
低温配管、二次供給管および炉外高温配管を用いること
なく、二次冷却材の循環がなされる。このため、一次容
器、二次容器の内部構造およびルーフスラブの上部構造
が簡素化され、メンテナンス性および信頼性の向上が可
能となる。また、一次容器、二次容器、炉心、中間熱交
換器および一次冷却材電磁ポンプはベーススラブ側で支
持され、一方遮蔽プラグ等はルーフスラブ側で支持され
るので、支持荷重が分散され、構造物の信頼性の向上が
可能となる。また、炉心がベーススラブ側で支持される
ことから、原子炉出力が異常に上昇して冷却材が高温に
なった場合でも、その位置は定位置であり、一方制御棒
を搭載する遮蔽プラグはルーフスラブ側で支持されるこ
とがら、熱膨張で下方に向かって伸長し、これにより、
原子炉の反応度を自然に下げる効果を大きくすることが
可能となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

第１図において、符号２１は二次容器であり、この二次
容器２１は、ベーススラブ２２上に据付けられ、上端開
口部は、ルーフスラブ２３により閉塞されている。そし
て、二次容器２１とルーフスラブ２３との接続部には、
第１図に示すように二次容器２１の熱膨張を吸収するた
めの伸縮胴２４が設けられている。

二次容器２１の内部中央には、第１図に示すように上端
が縮径する壷形の一次容器２５が配置されており、この
一次官器２５は、二次容器２１の底部鏡に据付けられ、
上端はルーフスラブ２３を貫通している。そして、この
一次官器２５の上端開口部は、ルーフスラブ２３から吊
下げられる遮蔽プラグ２６により閉塞されている。

一次官器２５内の中央部には、第１図に示すように炉心
２７が配置されており、この炉心２７は、炉心入口圧力
ブレナム２８を介して一次容器２５の底部に設置されて
いる。また炉心２７の上端部位置には、第１図に示すよ
うに一次容器２５内を上側の一次高温ブール２９と下側
の一次低温プール３０とに区分する一次系隔壁３１が設
けられている。

一次容器２５内の炉心２７外周位置には、第１図に示す
ように、一次系隔壁３１を貫通する状態で、中間熱交換
器３２および一次冷却材電磁ポンプ３３が周方向に所要
間隔で複数ずつ配置されており、これらの上端部は、第
１図に示すように壷形をなす一次容器２５の上層部２５
ａに設けたスタンド３４に、図示しないシールリングお
よびボルトを介して垂下支持されている。

中間熱交換器３２には、第１図に示すように一次高温プ
ール２つおよび一次低温プール３０の各対応位置に、一
次冷却材流人出用の開口部がそれぞれ設けられており、
一次高温プール２９内の高温の一次冷却材は、上側の開
口部から中間熱交換器３２に流入し、中間熱交換器３２
内で後述する二次冷却材と熱交換されるようになってい
る。そして熱交換後の一次冷却材は、下側の開口部から
一次低温プール３０に送出されるようになっている。

また一次冷却材電磁ボンブ３３は、第１図に示すように
その吸込口が一次低温ブール３０内に開口しているとと
もに、吐出口が炉心入口圧力ブレナム２８に直結されて
おり、この一次冷却材電磁ポンプ３３により吸引された
一次低温プール３゜内の一次冷却材は、炉心入口圧力ブ
レナム２８を介して炉心２７に送られるようになってい
る。

この一次冷却材電磁ポンプ３３および中間熱交換器３２
の各胴殻下端部には、第１図に示すようにベローズ３５
がそれぞれ組込まれ、熱膨張を吸収できるようになって
いる。また、中間熱交換器３２の下端部には、第１図に
示すように二次冷却材電磁ポンプ３６が取付けられてお
り、この二次冷却材電磁ポンプ３６は、一次官器２５の
底部に設けた貫通孔３７を介し二次冷却材を吸引し、中
間熱交換器３２に送給するようになっている。なお、こ
の中間熱交換器３２内では、図示しない伝・熱管の内部
を二次冷却材が流れ、伝熱管の外側を一次冷却材が流れ
るようになっている。

一方、二次容器２１の内部には、第１図に示すように上
下方向中間部に二次系隔壁３８が設けられており、二次
容器２１内は、この二次系隔壁３８により、一次官器２
５の上層部２５ａよりも上方に液面を有する上側の二次
高温プール３９と下側の二次低温プール４０とに区分さ
れている。

そして、中間熱交換器３２内で熱交換した二次冷却材は
、中間熱交換器３２の上端部から直接二次高温プール３
９内に吐出されるようになっている。

また、二次容器２１の内部には、第１図に示すように二
次系隔壁３８を貫通する状態で、周方向に所要間隔で複
数の蒸気発生器４１が配置されており、これら各蒸気発
生器４１は、ルーフスラブ２３から垂下支持されている
。この蒸気発生器４１の各プール３９．４０に対応する
位置には、第１図に示すように開口部がそれぞれ設けら
れており、二次高温プール３９内の高温の二次冷却材は
、上部の開口部から蒸気発生器４１内に流入し、給水管
４２を介し送られてくる水と熱交換されるようになって
いるとともに、熱交換後の二次冷却材は、下部の開口部
から二次低温プール４０に送出されるようになっている
。

この二次冷却材は、蒸気発生器４１内に配した伝熱管（
図示せず）の外側を流れるようになっているとともに、
伝熱管の内部には、給水管４２からの水が流れるように
なっている。そして、蒸気発生器４１内での熱交換によ
り発生した過熱蒸気は、第１図に示すように給水管４２
とともに蒸気発生器４１の頂部に設けた過熱蒸気管４３
を介し、図示しない蒸気タービンに送られるようになっ
ている。

なお、第１図において、符号４４は遮蔽プラグ２６に設
けられた制御棒駆動機構、符号４５は一次容器２５の上
端部に設けられた熱膨張吸収用の伸縮胴、符号４６は中
間熱交換器３２および蒸気発生器４１の中間部に設けら
れた熱膨張吸収用のベローズである。

次に、本実施例の作用について説明する。

炉心２７で加熱された一次冷却材は、一次高温プール２
９を介して中間熱交換器３２に流入し、中間熱交換器３
２内で二次冷却材と熱交換した後、一次低温ブール３０
に送られる。一次低温ブール３０内の一次冷却材は、一
次冷却材電磁ボンブ３３で吸引され、炉心人口圧力ブレ
ナム２８を介して炉心２７に送られる。

一方、中間熱交換器３２内での熱交換により加熱された
二次冷却材は、中間熱交換器３２の上端から二次高温ブ
ール３つに吐出され、さらに蒸気発生器４１内に流入し
て給水管４２からの水と熱交換される。この熱交換によ
り発生した過熱蒸気は、過熱蒸気管４３を介して図示し
ない蒸気タービンに送られ、また前記熱交換により降温
した二次冷却材は、二次低温ブール４０に送出される。

二次低温ブール４０内の二次冷却材は、貫通孔３７を通
って二次冷却材電磁ポンプ３６て吸引され、中間熱交換
器３２に送り込まれる。

このように、一次容器２５および二次容器２１の内部に
、冷却材循環用の配管を設ける必要かないので、内部構
造が単純となり、信頼性の向上および原子炉の小型化か
可能となる。また、ルーフスラブ２３上にも冷却材配管
が不要となるので、ルーフスラブ２３上の配置が単純と
なり、メンテナンス性およびメンテナンス時の作業員の
接近性が良好となる。また、配管漏洩対策設備も不要と
なる。

また、一次容器２５、二次容器２１、炉心２７、中間熱
交換器３２および両電磁ポンプ３３．　３６は、ベース
スラブ２２側で支持され、ルーフスラブ２３側で支持さ
れるのは、遮蔽プラグ２６および蒸気発生器４１のみで
あるので、従来のものと異なり、ルーフスラブ２３に支
持荷重が集中することがなく、支持荷重が分散される。

このため、構造物の信頼性を向上させることができる。

また、炉心２７はベーススラブ２３側で支持されるので
、原子炉出力が異常に上昇して冷却材が高温になっても
、その位置は一定である。これに対して、制御棒を搭載
する遮蔽プラグ２６はルーフスラブ２３側で支持される
ので、制御棒は熱膨張により下方に伸長することになる
。このため、原子炉出力が異常に上昇した場合には、炉
心２７への制御棒の挿入量が増大し、自然に原子炉の反
応度を下げる効果が充分に得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、冷却材配管を用いること
なく、一次冷却材および二次冷却材を循環させるように
しているので、一次容器、二次容器の内部構造およびル
ーフスラブ上の配置が単純となる。このため、信頼性を
向上させることができるとともに、原子炉の小型化が可
能となり、またメンテナンス性およびメンテナンス時の
作業員の接近性を向上させることができる。

また、原子炉構成機器の支持荷重を分散するようにして
いるので、構造物の信頼性も向上させることができる。

また、炉心がベーススラブ側で支持されるとともに、制
御棒を搭載する遮蔽プラグがルーフスラブ側で支持され
るので、原子炉出力が異常に上昇しても、自然に原子炉
の反応度を下げる効果を大きくとることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す原子炉の断面図、第２
図は従来の原子炉を示す断面図である。 ２１・・・二次容器、２２・・・ベーススラブ、２３・
・・ルーフスラブ、２５・・・一次容器、２５ａ・・・
上肩部、２６・・・遮蔽プラグ、２７・・・炉心、２８
・・・炉心入口圧力プレナム、２９・・・一次高温プー
ル、３０・・・一次低温プール、３１・・・一次系隔壁
、３２・・・中間熱交換器、３３・・・一次冷却材電磁
ポンプ、３６・・・二次冷却材電磁ポンプ、３７・・・
貫通孔、３８・・・二次系隔壁、３９・・・二次高温プ
ール、４０・・・二次低温プール、４１・・・蒸気発生
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ベーススラブに設置され、上端開口部がルーフスラブ
   により閉塞される二次容器と、 上端が縮径する壷形をなし、二次容器の中央部に収容さ
   れて二次容器の底部鏡に設置される一次容器と、 前記ルーフスラブに支持されて一次容器の上端開口部を
   閉塞する遮蔽プラグと、 二次容器内を、一次容器の上肩部上方に液面を有する上
   側の二次高温プールと下側の二次低温プールとに区分す
   る二次容器隔壁と、 二次容器内に二次容器隔壁を貫通して配置され、前記二
   次高温プールの二次冷却材が流入して内部で水と熱交換
   されるとともに、熱交換した二次冷却材が前記二次低温
   プールに送出される蒸気発生器と、 前記一次容器内の底部中央に、炉心入口圧力プレナムを
   介して設置される炉心と、 一次容器内の炉心上端位置に設置され、一次容器内を、
   上側の一次高温プールと下側の一次低温プールとに区分
   する一次容器隔壁と、 一次容器内に前記一次容器隔壁を貫通して配置され、上
   端部が一次容器の上肩部を貫通して前記二次高温プール
   内に位置し、一次高温プールから流入する一次冷却材と
   内部で熱交換した二次冷却材を、二次高温プールに送出
   する中間熱交換器と、中間熱交換器の下端部に設けられ
   、前記二次低温プール内の二次冷却材を、一次容器の底
   部に設けた貫通孔を介し吸引して中間熱交換器に送る二
   次冷却材電磁ポンプと、 一次容器内に前記一次容器隔壁を貫通して配置され、前
   記一次低温プール内の一次冷却材を、吐出口が直接接続
   された、炉心入口圧力プレナムを介して炉心に送る一次
   冷却材電磁ポンプと、を具備することを特徴とする二重
   タンク型原子炉。