JPH0338558B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はたとえば液体ナトリウムを冷却材とす
るループ型高速増殖炉における炉容器の上部プレ
ナム内のミキシングを促進し、炉容器および出口
ノズルを熱衝撃および熱変形から保護した液体金
属冷却形高速増殖炉に関する。

さらに詳しく言えば本発明は原子炉スクラム時
に炉心出口冷却材温度が急激に低下し、流量がポ
ンプコーストダウンに伴ない低流量となり、上部
プレナム内のNa温度は上部が高温で、下部が低
温の状態となりその結果、出口ノズル部では、内
筒へ炉容器間アニユラス部からの冷却材とフロー
ホールからの冷却材の温度差により熱応力が非常
に厳しくなるため、それを緩和させるためのフロ
ーホールを有する内筒を設けたことを特徴とする
原子炉を提供することである。

従来、ループ型原子炉の炉容器内の上部プレナ
ムには炉内計装に必要な炉心上部機構と、炉容器
の内側に内筒が設置されている。内筒は上部プレ
ナム内の冷却材のミキシングを促進し、過度運転
時に生じる可能性のある炉容器及び出口配管（出
口ノズル）の熱衝撃および熱変形を緩和させる機
能を有する。これは上部プレナム部の冷却材の流
動が、炉心上部から炉容器出口配管部へ直接導か
れる炉容器出口配管の高さに位置した複数個の内
筒フローホールを通過する流路と、炉心集合体出
口部から炉心上部機構下部を経て放射状に上昇す
るか、または内筒内側面に沿つて上昇した後、内
筒頂部とカバーガス液面の間を炉容器内壁に向つ
て流れ、その後、内筒と炉容器の間のアニユラス
部を下降して炉容器出口配管へ導かれる流路の２
つのルートに分けられる。これは、原子炉のスク
ラム直後等に炉心燃料集合体の出口部冷却材温度
が急変する場合、原子炉容器壁および炉容器出口
配管の熱衝撃および熱変形を緩和させる作用を有
している。

上部プレナム内の流れは炉心集合体を流出した
冷却材が炉心上部機構下部を経て放射状に、また
内筒に沿つて上方に向つて流れる。冷却材の大部
分は、内筒の上端から内筒と炉容器内壁との間の
アニユラス部を通り出口ノズルに向う。さらに冷
却材の一部は出口ノズルに対面して内筒の腹部に
設けてあるフローホールを通り抜け、上部アニユ
ラス部からの冷却材と混合し、出口ノズルから流
出する。

この冷却材は熱交換器、循環ポンプ等を経て再
び炉容器の入口ノズルに戻るようになつている。

上記構造の原子炉において、スクラムした場合
等、冷却材流量は次第に減少し、定格運転時の約
10％流量となる。炉心集合体からの冷却材温度は
スクラム後、急変する場合がある。前述したよう
に温度の低い（または高い）冷却材が、内筒フロ
ーホールから直接流出していくものと、内筒内側
面に沿つて上昇し、内筒と炉容器間アニユラス部
に沿つて降下して出口ノズルに到るという２通り
のルートがあり、この２通りのルートは冷却材が
出口ノズルに達するまでに時間的なずれがある。

このとき、出口ノズル近辺に急激な温度変化お
よび温度ゆらぎを生じるとともに大きな温度差を
もつ部分が生じ、このため構造材は熱衝撃および
熱変形を生じる欠点がある。

本発明は上記欠点を除去するためになされたも
ので、従来の炉容器出口ノズル近傍に設けられて
いる内筒フローホールの他に炉容器出口ノズル近
傍位置より上方位置に内筒フローホールをそれぞ
れ複数個設置することにより、出口ノズル付近で
の急激な温度変化を和らげ構造材の熱衝撃および
熱変形を防ぐことができる液体金属冷却形高速増
殖炉を提供する事にある。

以下図面を参照しながら本発明の一実施例を説
明する。

すなわち、本発明に係る高速増殖炉は第１図に
示されるように冷却材の入口配管（入口ノズル）
１及び出口配管（出口ノズル）２を備えた炉容器
３の下部に炉心支持構造物４の支持板５を水平に
設け、この支持板５の下位に位置した炉容器３に
入口プレナム６を設けている。

また上記支持板５の上位にブランケツト燃料集
合体７および燃料集合体を装荷する炉心８ａを設
置し、上記流出口２の近傍に位置する炉容器３に
冷却材の出口プレナム９を設けている。

さらに、上記炉心８ａの上位の出口プレナム９
にカバーガス１０を充填したしやへいプラグ１１
を密閉して設け、このしやへいプラグ１１にデイ
ツプドプレート１２及び継胴１３を有するしやへ
い炉心上部機構１４を上記出口プレナム９の冷却
材に浸漬するように垂設している。炉容器３の内
側には内筒１７が設けられており、この内筒１７
には第２図および第３図に部分的に拡大して示し
たように、出口配管２の流出ノズル２ａと対面し
たやや下方の位置にフローホール１５およびその
上方に該フローホール１５よりも孔径が大きくか
つ上列１６ａから下列１６ｄへ沿つてその孔数が
次第に減少したフローホール群１６が設けられて
いる。

これらフローホール１５およびフローホール群
１６が設けられた内筒１７は炉容器３内に立直し
て支持板５ａに固定されている。

なお、炉容器３の外側にはガードベツセル１８
が、入口配管１および出口配管２にはそれぞれガ
ードパイプが設けられている。炉容器３内には炉
心８ａの燃料集合体８を取換えるための燃料交換
機２０が遮蔽プラグ１１を貫通して配設されてい
る。

しかして、上記構成において、原子炉運転中、
スクラム時にフローホール１５から流出する低温
度のナトリウムと、内筒１７と炉容器３間を流れ
る高温度のナトリウムとの温度ゆらぎはフローホ
ール群を流れるナトリウムによつて温度差が低減
されて減少する。

以上説明したように本発明は炉容器３の内側に
設けた内筒１７に従来のフローホールを複数個設
けるとともにそのフローホール１５の上方にフロ
ーホール１６を複数個設けてなるものである。し
たがつて、出口ノズル部２ａの温度のゆらぎおよ
び炉容器３の軸方向温度勾配を小さくし、もつて
構造材の熱応力を低減できる効果がある。

なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
なく、たとえばフローホール群１６に設ける孔の
個数および配列状態などは下方に設けたフローホ
ール１５の孔数と孔径との割合から任意に設定す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る高速増殖炉の一実施例を
一部概略的に示す断面図、第２図は第１図の要部
を拡大して示す断面図、第３図は第２図の要部を
さらに拡大して示す斜視図である。 １……入口配管、２……出口配管、３……炉容
器、４……炉心支持構造物、５……支持板、６…
…入口プレナム、７……ブランケツト燃料集合
体、８……炉心燃料集合体、８ａ……炉心、９…
…出口プレナム、１０……カバーガス、１１……
しやへいプラグ、１２……デイツプドプレート、
１３……継胴、１４……炉心上部機構、１５……
フローホール、１６……フローホール群、１７…
…内筒、１８……ガード容器、１９……ガードパ
イプ、２０……燃料交換機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炉容器内の上部プレナムに内筒が設けられか
   つ該内筒の側面に複数個のフローホールが設けら
   れている液体金属冷却形高速増殖炉において、前
   記内筒の冷却材出口ノズル近傍位置、および冷却
   材出口ノズル近傍位置よりも上方位置にそれぞれ
   複数個のフローホールを設けてなることを特徴と
   する液体金属冷却形高速増殖炉。 ２ 上方のフローホールは出口ノズル近傍に設け
   たフローホールより孔径が大きく設けられてなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液
   体金属冷却形高速増殖炉。