JPH0349079B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉の１次側流体を形成する液体
金属を満たした原子炉の炉容器中に浸漬された中
間熱交換器を熱及び放射線に対し保護するための
保護装置に関する。

高速中性子型原子炉は、一般に、液体ナトリウ
ムを満たした大容積の炉容器を有し、この炉容器
は厚い水平なスラブにより閉ざされ、炉容器の上
部には不活性ガス例えばアルゴンが収容され、ス
ラブには、炉容器のいろいろの装置部分を通過さ
せるための複数の通し孔が穿設される。

特に、炉容器の内部に満たされた液体ナトリウ
ムを循環させる１次側ポンプと、炉容器の内部に
満たされた１次側の液体ナトリウムと熱を蒸気発
生器に搬送する２次側の液体ナトリウムとの熱交
換を行わせる中間熱交換器とは、大きな寸法の上
記通し孔に通され、ポンプ及び熱交換器の上部に
固定したフランジを介し原子炉のスラブ上に載置
される。

中間熱交換器の大径の下部は液体ナトリウムに
浸漬しているため、中間熱交換器を容易に取付け
又は取外しできるようにするには、スラブを通る
部分の直径を充分大きくしなければならない。

そのため、原子炉のスラブに形成した通し孔の
内部には、中間熱交換器の上部の周囲において、
相当大きな幅の周囲空所が存在する。そのため、
この空所中において、高温ガスの循環を制限し、
原子炉の被曝部分からの放射線の放出を阻止する
ことが必要になる。

また２次側の液体ナトリウムは、熱交換器の中
心部にある通路中において、上方から下方に、次
に管束中を下方から上方に循環し、管束のところ
で、１次側流体との熱交換が行われる。

管束の出口のところで、高温の液体ナトリウム
は、環状通路の内部を、下方から上方に循環され
る。この環状通路の中央部は、液体ナトリウムの
下方への循環路により画定され、その周辺部は、
中間熱交換器の外套ないし囲いを形成する軸線が
垂直のフエルールにより画定される。

このフエルールは、高温の２次側の液体ナトリ
ウムがその内側において循環される内側フエルー
ルと、中間熱交換器のフランジを固定した外側フ
エルールとに、中間熱交換器の上部において分散
する。内側フエルールと外側フエルールとは、Ｙ
字形の子午断面をもつた回転対称の連結部材によ
つて互に連結されると共に、中間熱交換器の上部
に連結される。

中間熱交換器の内部を循環する２次側の液体ナ
トリウムにより放出される熱に対して特にスラブ
上部の貫通部分を保護することが肝要である。

また中間熱交換器の機械的強度にとつて非常に
重要な上記フエルールの連結部材を不つごうな熱
状態から保護することも同様に重要である。

本発明の目的は、原子炉の１次側流体を形成す
る液体金属を満たした原子炉の炉容器中に浸漬さ
れて炉容器を閉ざす厚いフラブを通つている中間
熱交換器を、熱及び放射線に対して保護する保護
装置であつて、中間熱交換器のフランジが、スラ
ブの通し孔を囲む金属製ジヤケツトに固定された
フエルールと一体のフランジ支持体を介してスラ
ブ上に載置され、中間熱交換器は、垂直軸線をも
つた内側フエルールと、内側フエルールと同軸状
のＹ字形断面の連続部材により内側フエルールに
連結された外側フエルールとを有し、１次側流体
により加熱される２次側の液体ナトリウムは内側
フエルールの内部において循環され、スラブを通
る箇所の通し孔中において外側フエルールの周囲
に周囲空所が形成されている保護装置において、
スラブを通る熱交換器の部分が放射線並びに２次
側の液体ナトリウムから放出される熱に対し有効
に遮蔽されるようにした保護装置を提供すること
にある。

この目的のため、本発明によれば、保護装置
は、外側フエルールの回りの周囲空所中でフラン
ジに固定され、内側及び外側のフエルールと同軸
的に配設されたフエルールを含み、このフエルー
ルは、その下部に、熱及び放射線を遮断するため
の重い環状部材を担持すると共に、その上部に、
フランジの下方において、環状断熱手段を担持
し、環状部材の断面は、環状部材が上記周囲空所
の下部分を占めるような幅をもち、Ｙ字形の連結
部材は環状部材と断熱手段との間で内側及び外側
のフエルールと同軸的に配設されたフエルールの
中央部のところに配設されている。

次に本発明による保護装置を備えた中間熱交換
器を示す添付図面を参照して更に説明する。

第１図において中間熱交換器１は、熱交換器１
の最大直径よりも少し大きな直径の通し孔３によ
り、高速中性子型原子炉のスラブ２を通つてい
る。スラブ２は液体ナトリウムを液位４まで満た
した炉容器の上部を閉ざしている。液体ナトリウ
ム中に浸漬された熱交換器１は、その侵漬された
部分中に管束６を有し、管束６の一端は、ふくら
んだ形状の底部７により画定される下部室と連通
し、その上端は、垂直軸線をもつた外部フエルー
ル８と直立中央通路としてのフエルール９とによ
り画定された環状室と連通している。

中央通路としてのフエルール９の上端は、蒸気
発生器に２次側の液体ナトリウムを供給する配管
１０に開口している。

フエルール８とフエルール９との間の環状室の
上部は、加熱された２次側の液体ナトリウムを排
出する配管１１と連通している。

中間熱交換器１の下部を囲んでいる外部フエル
ール１２は、中間熱交換器１への１次側の液体ナ
トリウムの入口となる窓１４と、その出口となる
窓１５とを備えている。

原子炉の炉容器中に収容された１次側の液体ナ
トリウムは、窓１４，１５の間を循環される間
に、管束６中を流れる２次側のナトリウムを加熱
する。従つてフエルール８と中央通路としてのフ
エルール９との間に画定された環状室に流入する
２次側のナトリウムは、加熱されており、スラブ
２のところの熱交換器部分を貫流した後に、配管
１１を経て排出される。

熱交換器１は、フエルール８と一体のフランジ
１８により、フランジ支持体１９を介しスラブ２
上に載置される。フランジ１９はフランジ支持体
１９に対向フランジ２０により固定される。

次に、中間熱交換器１が第１図に示す使用位置
にある場合にスラブ２のところに配設される熱及
び放射線に対する保護装置を、第２図を参照して
説明する。

スラブ２の通し孔３は金属製ジヤケツト２１に
よつて囲まれ、ジヤケツト２１上にはフランジ支
持体１９が固定フエルール２３を介し固定されて
いる。

外部フエルール８はフランジ１８上に固定され
ている。外部フエルール８は、Ｙ字状の子午断面
をもつた環状連結要素２５によつて内側フエルー
ル８ａと外側フエルール８ｂとに分岐している。

内部のフエルール９は複式フエルール９ａ，９
ｂによつて形成され、その間の内部空所には断熱
用不活性ガスが満たされている。

管束６の出口にある高温の２次側のナトリウム
は、フエルール８，９により形成された環状通路
を通つて、次にフエルール８ａ，９により形成さ
れた環状通路を通つて、下方から上方に流れる。

高温の２次側の液体ナトリウムと接触している
内側フエルール８ａと外側フエルール８ｂとの間
には、鉱物質の断熱材２６が配設されている。

フランジ１８の下方の、フエルール８との接合
域に、ねじ２８によりフエルール２７がフエルー
ル８と同軸的に固定してあり、フエルール２７の
直径はフエルール８の直径によりも少し大きい。

フエルール２７の下部は、普通鋼製の重い環状
部材３０に溶接してあり、環状部材３０は、フエ
ルール８とそれと同軸状のフエルール２１との間
の環状スペースの大部分を環状部材３０が占める
ような幅を備えている。

環状部材３０の下部は、スラブ２の通し孔３を
内方に画定しているジヤケツト２１及びスラブ２
の下端まで、フエルール３１として延長してい
る。

フエルール３１は、高温の液体ナトリウムが内
部を流れるフエルール８からの熱放射に対してス
ラブ２及びジヤケツト２１の通路を保護する。

環状部材３０は、原子炉の炉容器に収納された
被曝部分からの放射線を吸収する。

フエルール２７は環状部材３０の上方におい
て、フエルール８の熱放射に対する保護を与え
る。この領域中にフエルール８，８ａ，８ｂの連
結部材２５がある。

フエルール２７の上部の、フランジ１８よりも
下方に、環状壁３２があり、環状壁３２の内部に
は、熱放射に対する障壁を形成する別々の要素に
より形成された金属性断熱材が配設される。環状
壁３２の内部には遮へい用のアルゴンガスが満た
されている。金属性の断熱材及び環状壁３２の
各々の要素は管３４により互に結合されている。

環状壁３２の内部に鋼製のデイスクを配しても
よく、これらのデイスクは熱放射に対する障壁を
形成し、管３４により相互に対し隔だてられてい
る。

環状壁３２の外径は、フランジ支持体１９及び
フエルール２３の内径よりも少し小小さくする。

そのため、炉容器の内部の液体ナトリウムの上
方にある高温のガスは、中間熱交換器１のフラン
ジ１８がその上に載置されるところのスラブ２の
上部に到達できない。

フエルール８，２７の間には、熱交換器１のフ
エルール８の回りに配された120゜宛の３個の扇形
部分から成る金属製の弾性リング３５があり、こ
の弾性リング３５によつてフエルール８，２７の
間のスペースにおいての対流ガスの運動従つて保
護装置上部においての熱伝達が制限される。

本発明による保護装置の主な利点は、スラブ２
の上方にある熱交換器１の近傍の領域及び貫通個
所の近傍にあるスラブ２の部分からの熱及び放射
に対して良好な保護が得られることにある。

本発明による保護装置は、構造が簡単であり、
機械的強度にとつて有害なＹ字形の連結部材の熱
変形が回避される。

環状部材３０とフエルール３１とを有する保護
装置の内部は、普通鋼製とし得るため、熱交換器
１の製造コストが低廉になる。液体ナトリウムと
接触しない保護装置の部分も普通鋼製としてよ
い。

スラブ２の通路の内部に保護装置を取付けるこ
とは、炉容器の内部に中間熱交換器１を取付ける
際に自動的に行われる。

本発明は上述した実施例のみに限定されず、そ
の全ての変形を包含する。

例えば環状部材３０は、普通鋼以外の任意の材
料製としてよい。環状壁３２の内部の金属断熱材
は、任意の形状としてよく、また放射線障壁を形
成するデイスクの集合体として形成してもよい。

この環状壁に、アルゴンガスの適宜の給排装置
を取付けることができる。

フエルール８ａ，８ｂの間に配される鉱物質の
断熱材２６は、環状空所の内部においてフランジ
１８のところか又はそれよりも少し上方まで並置
された任意の形状のブロツクにより形成してもよ
い。

液体ナトリウムを収容するフエルール８の外側
の全ての装置部分は、非酸化性の普通鋼製とし得
るため、中間熱交換器の製造コストが低廉にな
る。

本発明による保護装置は、一貫型の高速中性子
型原子炉の全ての熱交換器に適用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は液体ナトリウムを冷却材として用いる
高速中性子原子炉の炉容器の内部の所定位置に取
付けた状態において示す中間熱交換器の立面図で
あり、一部は断面により示す図、第２図はスラブ
を通る個所の中間熱交換器の上部を示す拡大尺に
よる立面図であり、一部は断面により示す図であ
る。 符号の説明 １…中間熱交換器、２…スラブ、
８ａ…内側フエルール、８ｂ…外側フエルール、
１８…フランジ、２５…連結部材、２７…フエル
ール、３０…環状部材、３２…環状壁（断熱手
段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子炉の１次側流体を形成する液体金属を満
   たした原子炉の炉容器中に浸漬されて炉容器を閉
   ざす厚いスラブを通つている中間熱交換器を、熱
   及び放射線に対して保護する保護装置であつて、
   中間熱交換器のフランジ１８が、スラブの通し孔
   を囲む金属製ジヤケツト２１に固定されたフエル
   ール２３と一体のフランジ支持体１９を介してス
   ラブ２上に載置され、中間熱交換器は、垂直軸線
   をもつた内側フエルール８ａと、内側フエルール
   ８ａと同軸状のＹ字形断面の連結部材２５により
   内側フエルール８ａに連結された外側フエルール
   ８ｂとを有し、１次側流体により加熱される２次
   側の液体ナトリウムは内側フエルール８ａの内部
   において循環され、スラブ２を通る箇所の通し孔
   中において外側フエルール８ｂの周囲に周囲空所
   が形成されている保護装置において、該保護装置
   は、外側フエルール８ｂの回りの周囲空所中でフ
   ランジ１８に固定され、内側及び外側のフエルー
   ル８ａ，８ｂと同軸的に配設されたフエルール２
   ７を含み、フエルール２７は、その下部に、熱及
   び放射線を遮断するための重い環状部材３０を担
   持すると共に、その上部に、フランジ１８の下方
   において、環状断熱手段３２を担持し、環状部材
   ３０の断面は、環状部材３０が上記周囲空所の下
   部分を占めるような幅をもち、Ｙ字形の連結部材
   ２５は環状部材３０と断熱手段３２との間でフエ
   ルール２７の中央部のところに配設されているこ
   とを特徴とする保護装置。 ２ 中間熱交換器の内側及びと外側のフエルール
   ８ａ，８ｂの間のスペースに、少くともフランジ
   １８の高さまで鉱物質の断熱材２６を満たしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の保護
   装置。 ３ 金属断熱材及び不活性の充てんガス例えばア
   ルゴンを封入した環状壁によつて、フランジ１８
   の下方の断熱手段３２を形成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の保護装
   置。 ４ 環状部材３２を普通鋼製としたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１〜３項のいずれか１項に
   記載の保護装置。 ５ 原子炉のスラブ２の下方レベルまで、環状部
   材３０の下部を、中間熱交換器のフエルール８と
   同軸的なフエルール３１により延長させたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１〜４項のいずれか
   １項記載の保護装置。 ６ 保護装置の組立体を普通鋼製としたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１〜５項のいずれか１
   項記載の保護装置。