JPH0395489A - 受動冷却系を備えた液体金属冷却型原子炉 - 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】 発明の分野 本発明は、１９８５年４月２日付けの米国特許第４５０
８６７７号明細書中に開示されているごとく、熱発生用
の核燃料を含む炉心が液体金属冷却材のプール中に実質
的に沈められているような液体金属冷却型原子炉の受動
冷却系の改良に関するものである。

発明の背景 ナトリウム冷却型またはナトリウムーカリウム冷却型原
子炉を発電目的のために運転する際には、緊急事態の処
置や保守作業の実施のために燃料の核分裂反応を停止さ
せることが必要となる場合がある。原子炉の運転停止は
、中性子吸収用の制御棒を炉心内に挿入して核分裂反応
のために必要な中性子を燃料から除去することによって
達戊される。しかしながら、原子炉の運転停止後におい
ても燃料の崩壊は継続して多量の熱を発生するがら、か
かる熱を原子炉系から放散させなければならない。

液体金属冷却材およびそれに隣接した構造物の熱容量は
、残留熱を放散させるために役立つ。しかしながら、原
子炉の構造材料は長期にわたる高温暴露に列して安全に
耐えることができない場合もある。たとえば、典型的な
格納容器の壁体を威すコンクリートは、高温に暴露され
るとがど部の欠けや壁面の割れを生じることがある。従
って、運転停止時において原子炉構造物から熱を安全に
除去するための補助冷却系が使用されるのが普通である
。

従来の原子炉においては、原子炉がら熱を放散７ させるために各種の精巧なエネルギー駆動式冷却系が使
用されてきた。しかしながら、運転停止を引起こすよう
な状況の下では、冷却系へのエネルギー供給が損なわれ
、そのために冷却系自体も故障してしまうことが多い。

たとえば、炉心を冷却するためのポンプや換気系が故障
することがある。

更にまた、運転員の関与が必要とされる場合には、運転
員が適切な操作を行い得ないような事態も予測すること
ができる。それ故、最も高い信頼度を有する望ましい冷
却系は、運転停止後に発生する残留熱を連続的に除去し
得る完全に受動的な系から成るものである。

米国特許第４５０８６７７号明細書中に開示されている
もののような、冷却材としてナトリウムまたはナ１・リ
ウムーカリウムを使用するモジュール方式の液体金属冷
却型原子炉は、数多くの利点を有している。水冷型原子
炉は、水の沸点またはその付近の温度で動作する。この
場合、温度が顕著に上昇すれば蒸気が発生し、従って圧
力が増大することになる。それに対し、ナトリウムまた
は８ ナトリウムーカリウムは極めて高い沸点（すなわち、１
気圧で約１　８　０　０　’Ｆの沸点）を有している。

この場合、原子炉の正規の運転温度は約９００下である
。かかる液体金属冷却材の沸点が高いため、水冷型原子
炉において発生される蒸気に付随するような圧力の問題
は存在しない。また、液体金属冷却材の熱容量に基づき
、原子炉における構造破壊の危険を生じることなしに冷
却材を正規の運転温度より華氏で数百度も高い温度にま
で加熱することもてきる。

プール形式の液体金属冷却型原子炉用の原子炉容器は、
基本的に、容器壁の連続性を損なうことのある開口を全
く有しない上端の開いた円筒形タンクである。側壁およ
び底壁を密閉状態に保つことは、原子炉容器からの液体
金属冷却材の漏れを防止するために不可欠である。原子
炉の表面はまた、安全性に関する理由から必要とされる
厳しい検査のために接近可能でなければならない。

典型的なナトリウム冷却型原子炉においては、２種のレ
ベルのナトリウムループが使用される。

なお、ただ１つの一次ループおよび１つ以上の二次ルー
プが使用されるのが通例である。一次ループは、燃料棒
によって加熱される強い放射性のナトリウムを含んでい
る。かかる一次ループは熱交換器を通過し、それによっ
て炉心からの熱を（非放射性のナトリウムから戒る）二
次ループの１者に伝達する。一般にナトリウム冷却型原
子炉は、１つの二次ループが破損した場合に備えて２つ
以上の二次ループを組込んだ冗長方式に基づいて設計さ
れている。

炉心内に制御棒を完全に挿入することによって原子炉の
運転を停止した後でも、残留熱が発生し続け、そしてか
かる熱は原子炉の熱容量に基づいて放散されることにな
る。原子炉が長期間にわたって全出力で運転されていた
と仮定すれば、運転停止後の１時間の間に全出力の平均
約２％の熱が発生する。なお、残留熱の発生量は時間と
共に減少し続ける。

本発明は、１９８５年１２月２日付けの米国特許第４６
７８６２６号明細書中に開示されているような、液体金
属冷却型原子炉の運転停止後に発生する崩壊熱を除去す
るための受動冷却系の改良から或っている。

発明の要約 本発明は、米国特許第４６７８６２６号明細書中に開示
されているような従来の液体金属冷却型原子炉用受動冷
却系の改良に関するものである。

本発明によれば、原子炉容器および保護容器の両方が相
次いで破裂して液体金属冷却材の漏れを生じ、そのため
に炉心を通過する液体金属冷却材の正規の一次ループが
中断するという万一の事故か起こった場合に原子炉の炉
心を冷却するための手段が提供される。その場合には、
炉心の過熱およびそれに続く構造破壊が起こる可能性を
排除するため、実質的に連続的な炉心の冷却が必要とさ
れる。本発明に従えば、原子炉構成部品の間を通って流
れる液体金属冷却材の一次熱交換対流回路および二次熱
交換対流回路が形成され、それらが協力して炉心から効
率的に熱を除去することによって炉心の過熱および構造
破壊の可能性が低減され一　１　１　− るのである。

米国特許第４５０５６７７号明細書中に開示されている
ような形式の液体金属冷却型原子炉において使用されて
いる従来の熱除去系は完全に受動的なものであって、流
体中における自然対流、伝導、対流および熱放射から戒
る現象に基づいて連続的に動作する。この熱除去系にお
いては、一次ループを通しての液体金属冷却材の自然対
流により、熱を発生する炉心から原子炉容器にまで熱が
輸送される。こうして輸送された熱は原子炉容器の壁を
通して伝導され、次いで原子炉容器と保護容器との間の
不活性ガスで満たされた空間を通して〈実質的に熱放射
により）伝達される。保護容器の壁にまで達した熱は、
一部は自然対流により、また一部は熱放射により、自然
に循環する周囲の大気中に放出される。

米国特許第４６７８６２６号明細書中に開示されている
ような上記のごとき熱除去系においては、原子炉容器お
よび保護容器の両方が破裂して液体金属冷却材の漏れが
生し、そのために原子炉容器１２ 内に収容された液体金属冷却材の液面が正規の高さから
自然対流を妨げる位置にまで降下した場合、それの炉心
冷却能力は顕著に低下することになる。

このような事故は炉心の加熱を招き、そして徐々に（た
とえば、典型的な液体金属冷却型原子炉において使用さ
れるナトリウムの場合には約５日間にわたって）液体金
属冷却材の沸騰を引起こす可能性がある。このような現
象が起これば、最終的に重大な結果が生じることになる
わけである。

また、容器の破裂によって液体金属冷却材の顕著な喪失
が生じた場合に冷却材の一次ループから崩壊熱を除去す
るために役立つ別種の手段も提唱されている。これらの
手段は、液体金属冷却材全体の温度を安全限界よりも低
く維持しようとするものである。しかしながら、液体金
属冷却材の喪失時には炉心を通しての冷却材の流れが停
止してしまうから、炉心は高いピーク温度を示す可能性
がある。炉心からの崩壊熱の除去は主として熱伝導によ
って行われるが、かかる熱伝導は炉心を包囲する多量（
たとえば、全部で約８インチの厚さ）のステンレス鋼を
通して達成されなければならない。その場合、炉心区域
から外部区域に熱を伝達するためには、両方の区域間に
約７００゜Ｆの温度差が必要とされる。このように高い
炉心温度は、大きな破壊を誘起する可能性は．少ないに
せよ、燃料単位の容器に何らかの破損を引起こす可能性
がある。

発明の目的 本発明の主たる目的は、崩壊熱および顕熱を除去するた
めに役立つ液体金属冷却型原子炉用の改良された受動冷
却方法および受動冷却系を提供することにある。

また、液体金属冷却材のプール中に実質的に沈められた
核燃料の炉心を含む液体金属冷却型原子炉の受動冷却に
際して伝熱効率を向上させることも本発明の目的の１つ
である。

更にまた、自然対流によって炉心区域からそれの外部の
冷却用伝熱媒体に熱エネルギーを効果的に伝達するため
の手段を含む液体金属冷却型原子炉用の改良された受動
冷却系を提供することも本発明の目的の１つである。

更にまた、完全に受動的であると共に、流体中における
自然対流、伝導、対流および熱放射から成る固有の現象
によって連続的に動作する液体金属冷却型原子炉用の熱
除去系を提供することも本発明の目的の１つである。

更にまた、多重媒体冷却回路を使用する液体金属冷却型
原子炉の運転停止時に発生ずる崩壊熱および顕熱を除去
するために役立つ受動冷却系の改良を提供することも本
発明の目的の１ってある。

発明の詳細な説明 第１図を見ると、本発明の実施の一態様に基つくプール
形式の液体金属冷却型原子炉１０が示されている。かか
る原子炉１０は、中心軸が鉛直方向に沿って伸びるよう
に配置された円筒形の容器から通例成り、かつ着脱自在
の蓋１４を具備した上部開放端を有する原子炉容器１２
を含んでいる。

原子炉容器１２は、それから離隔しながら同心的に配置
された保護容器工６によって包囲されている。原子炉容
器１２と保護容器１６との間の空間１５ １８は密封され、かつアルゴンのごとき不活性ガスで満
たされている。かかる不活性ガスは、液体金属冷却材（
たとえは、ナトリウム）が原子炉容器１２から空間１８
内に漏れ出た場合ても、それと反応しない安全な媒質と
して役立つ。

同心的に配置された原子炉容器１２および保護容器１６
はまた、それらから離隔して設置された格納容器（たと
えば、実質的に地中に埋設されたコンクリート製サイロ
）２０の内部に収容されている。格納容器２０と保護容
器］６との間の空間内には、必要に応してこの区域から
熱を除去するために役立つ伝熱管２２または類似の手段
を配置することができる。

原子炉容器１２の内部には、熱発生用の核燃料から戒る
炉心２６およびそれを包囲するブランケット集合体２４
が配置されている。原子炉容器１２は液体金属冷却材（
たとえは、ナトリウム）で実質的に満たされていて、炉
心２６およびブランゲット集合体２４はその中に沈めら
れている。その結果、炉心２６から発生した熱は冷却材
によっ一１６ て除去され、そして適当な熱消費設備（たとえは、発電
設備）に輸送されることになる。炉心２６およびブラン
ケット集合体２４には、炉心から発生した熱を運び去る
ための冷却材を上方に流すため、それらの全長にわたっ
て伸びる多数の垂直な冷却材通路が設けられている。

炉心２６およびブランケット集合体２４の上方には、制
御棒３０が配置されている。これらの制御棒３０は、炉
心２６の核燃料の核分裂粘性および核分裂速度、従って
熱エネルキーの発生量を制御するため、炉心２６内に個
別に挿入したり、あるいは炉心２６から個別に引抜いた
つすることができる。

電磁ポンプ（または機械式ポンプ〉３２の作用により、
液体金属冷却材２８は一次ループを成して循環する。そ
の際、冷却材２８は炉心２６およびプランゲット集合体
２４を通って上方に流れ、そして核分裂反応または崩壊
により発生した熱を運ひ去る。原子炉容器１２の周辺区
域には、循環する冷却材２８から熱を除去するための中
間熱交換器３４が配置されている。

炉心２６およびブランケット集合体２４から成る炉心ア
センブリは、それから離隔して配置された炉心アセンブ
リ支持円筒３６によって包囲され、かつそれによって所
定の位置に固定されている。

支持円筒３６には、炉心アセンブリを支持するため、２
個の内方に突き出たフランジ（すなわち、下部フランジ
３８および上部フランジ４０）が設けられている。下部
フランジ３８と上部フランジ４０との間においては、支
持円筒３６と炉心アセンブリとの間に放射線遮蔽体４２
が配置されている。また、支持円筒３６の外側には、支
持円筒３６の少なくとも炉心アセンブリに隣接した部分
を包囲するようにして追加の放射線遮蔽体４４が配置さ
れている。

次に、上記のごとき′ＷｊＪ造を有する液体金属冷却型
原子炉における冷却材２８の典型的な一次ループについ
て説明しよう。冷却材２８は、炉心２６およびブランケ
ット集合体２４から戒る炉心アセンブリを通って上方に
流れる。それにより、冷却材２８は熱を吸収し、そして
炉心アセンブリの上方の区域（すなわち、「ホットプー
ル」区域）に達する。次いで、多量の熱を含んだ冷却材
は中間熱交換器３４の上部に入り、それの内部を下方に
流れる間に熱を放出し、そして炉心アセンブリ支持円筒
３６と放射線遮蔽体４２および４４とから戊る複合体の
周囲に配置された案内部祠（またはスカート）４６の外
側を取巻く周辺区域（すなわち、「コールドプール」区
域）内に流出する。コールドプール区域を通過した冷却
材２８は、案内部材４６の底部において流れ方向を逆転
し、そして放射線遮蔽体４２の間を上方に流れて電磁ボ
ンプ３２に流入する。電磁ボンプ３２によって駆動され
た冷却材２８は導管（図示せず）を通して下方に送られ
、そして炉心アセンブリの下方の入口プレナム４８に入
る。その後、冷却材２８は再び炉心アセンブリ内を」二
昇しながら熱を吸収し、そして同じ経路に沿って循環を
繰返す。

それ故、原子炉容器］２および保護容器１６の破裂に原
因する漏れのために液体金属冷却材２８＝１９ の液面が降下すると、熱を発生する炉心アセンブリを含
む上記の経路に沿った冷却材の流れは中断され、従って
それの熱除去機能が停止することがある。このような結
果が生じるのは、第１図に示されるごとく、液体金属冷
却材の液面が炉心アセンブリ支持円筒３６の上端よりも
下方にまで降下し、それによって一次ループの所定経路
に沿った冷却材の流れが妨けられるような場合である。

このような状況の下では、炉心２６およびそれの上方の
ホットプール区域から熱を除去するための唯一の手段は
、炉心アセンブリの周囲に位置する炉心アセンブリ支持
円筒３６およひそれに隣接した部材（すなわち、放射線
遮蔽体４２および４４）を通しての伝導のみとなる。そ
の場合、炉心アセンブリおよびそれの上方のホットプー
ル区域においては自然対流が起こる。すなわち、冷却材
が炉心アセンブリの中心部分を通って上昇し、次いで炉
心アセンブリの周辺部分を通って下降するという流れパ
ターンが生じるのである。このような冷却材の自然対流
は炉心２６の活性燃料を冷却−２０ し、それによって炉心２６およびブランケット集合体２
４内の温度を均等化するために役立つ。ところで、炉心
アセンブリ支持円筒３６並びに放射線遮蔽体４２および
４４を通して周辺のコールトブール区域に熱が伝導され
るためには、それらの区域間に最大約７００゜Ｆの温度
差が要求されるものと推定されている。このような大き
い温度差は液体金属冷却材の平均温度条件を上昇させる
のであって、何らかの崩壊熱除去手段によって原子炉系
を約８　０　０　’Ｆ未満の比較的低い温度に維持する
ことができなければ、冷却材として常用されるナトリウ
ムの沸騰が起こることになる。かかる高温が原子炉系に
もたらす影響としては、推測の域を出ないにせよ、燃料
容器の破損が起こり得るものと考えられる。

本発明に従えば、炉心アセンブリ支持円筒３６並びにそ
れの両側に位置する放射線遮蔽体４２および４４の内側
において、厚さ約０．　５〜０．７５インチのステンレ
ス鋼製厚肉円筒から成る一次熱交換円筒５０が炉心アセ
ンブリを包囲して設置される。かかる一次熱交換円筒５
０は、炉心アセンブリ支持円筒３６の内方に突き出た下
部フランジ３８および上部フランジ４０の間に配置され
るのが通例である。なお、第１図に示されるごとく、次
熱交換円筒５０は溶接またはその他適宜の固定手段によ
って各フランジの内端に固定されていることが好ましい
。

本発明に従えばまた、炉心アセンブリ支持円筒３６の内
方に突き出た下部フランジ３８および上部フランジ４０
の間において、炉心アセンブリ支持円筒３６を貫通する
流通溝穴が設けられる。詳しく述べれば、炉心アセンブ
リ支持円筒３６の下方部分に少なくとも１個の下部流通
溝穴５２が好ましくは下部フランジ３８に隣接して設け
られ、また炉心アセンブリ支持円筒３６の上方部分に少
なくとも１個の上部流通溝穴５４が好ましくは上部フラ
ンジ４０に隣接して設けられる。なお、比較的多量の冷
却材が流れ得るようにするため、複数の流通溝穴５２お
よび５４を設けることが好ましい。

下部流通溝穴５２および上部流通溝穴５４は、炉心アセ
ンブリ支持円筒３６と一次熱交換円筒５０との間の空間
５６に対する出入りを可能にする。

空間５６は放射線遮蔽体４２を含んでいるが、下部流通
溝穴５２から流入した冷却材が主として一次熱交換円筒
５０の外面に沿って流れて上部流通溝穴５４から流出す
るためには十分なだけの容積が存在している。炉心アセ
ンブリ支持円筒３６の外部においては、原子炉容器１２
の周辺区域内に補助熱交換器５８が配置される。かかる
補助熱交換器５８は、中間熱交換器３４の下端に配置さ
れることが好ましい。

一次熱交換円筒５０、下部流通溝穴５２および上部流通
溝穴５４を含む本発明の特異な構造によれば、炉心２６
およびブランケット集合体２４から成る炉心アセンブリ
から過剰な熱を連続的に運び去るために役立つ独特の液
体金属冷却材用自然対流流路が得られることになる。

前述の通り、漏れのために原子炉容器１２内の液体金属
冷却材２８の液面が顕著に降下した場合、２３ 炉心２６からの熱を原子炉の外部にまで伝達するため原
子炉系全体にわたって循環する冷却材の正規の一次ルー
プは中断される。その結果、自然対流に基づく残留冷却
材の循環は新たに形成された回路のみに限定されること
になる。詳しく述べれば、炉心２６から吸収された熱に
よって駆動された冷却材は炉心アセンブリの（発熱量の
多い）中心部分を通って上昇し、そして炉心アセンブリ
の上方のいわゆるホットプール区域に達する。次いで、
冷却材はそれの流れ方向を逆転し、炉心アセンブリの（
発熱量の少ない）周辺部分を通って降下し、そして下方
に位置する入口プレナム４８に達する。そこにおいて、
冷却材は再びそれの流れ方向を逆転し、そして炉心アセ
ンブリの中心部分を通って上昇する。このようにして、
炉心２６から発生する熱によって駆動されなから循環が
繰返されるのである。ところで、従来の構造においては
、このような局限された回路からの熱の伝達は多量の遮
蔽材の存在のために効果的に行われてはいなかった。

２　４ 本発明の構造においては、原子炉容器１２の内部かつ炉
心アセンブリ支持円筒３６の外部に残留する液体金属冷
却材２８は、自然対流により、下部流通溝穴５２から空
間５６内に流入し、一次熱交換円筒５０の外面に沿って
流れ、そして上部流通溝穴５４から流出することができ
る。炉心２６を通って上昇した冷却材が一次熱交換円筒
５０に接触しながら炉心アセンブリの周辺部分を降下す
るという局限された回路によって運ばれる熱は、一次熱
交換円筒５０の壁を通過し、そして空間５６を通って流
れる冷却材に吸収される。炉心２６から一次熱交換円筒
５０を通して供給される熱がもたらす自然対流によって
駆動された冷却材は、空間５６を通って上方に流れ、上
部流通溝穴５４から流出し、次いで補助熱交換器５８に
接触して熱を放出する。こうして冷却された冷却材はそ
れの流れ方向を逆転し、案内部材４６の外側に位置する
原子炉容器１２の周辺区域を通って下方に流れ、再びそ
れの流れ方向を逆転し、そして下部流通溝穴５２から空
間５６内に流入する。このようにして、熱が発生する間
は循環が繰返されるわけである。コールドプール区域か
ら熱を排出するための手段としては、自然に循環する空
気を含んだ伝熱管２２を使用すればよい。

本発明の特異な構造の熱的性能を評価してみると、炉心
アセンブリ区域と外側の周辺区域との間に僅か約１　０
　０　’Ｆの温度差が存在すれば、局限された炉心アセ
ンブリ回路から約２、５メガワットの熱を除去し得るこ
とがわかる。なお、液体金属冷却材としてのナトリウム
が減少した場合に従来の構造において同等の性能を得る
ためには、約７００６Ｆの温度差が必要とされたのであ
る。

本発明の主たる利点は、容器の二重破裂および冷却材の
漏れを伴う万一の事故が起こった場合でも、炉心温度を
燃料容器破損限界よりも低い値に維持し得ることである
。その結果、燃料容器は放射性同位体や揮発性の核分裂
生成ガスを閉込めることができるから、上記のごとき事
故がもたらす影響および危険は大幅に低減することにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施の一態様に基つく液体金属冷却型
原子炉の概略断面図である。 図中、１０は液体金属冷却型原子炉、１２は原子炉容器
、ｌ４は蓋、１６は保護容器、１８は空間、２０は格納
容器、２２は伝熱管、２４はブランケット集合体、２６
は炉心、２８は液体金属冷却材、３０は制御棒、３２は
電磁ポンプ、３４は中間熱交換器、３６は炉心アセンブ
リ支持円筒、３８は下部フランジ、４０は上部フランジ
、４２および４４は放射線遮蔽体、４６は案内部材、４
８は入口プレナム、５０は一次熱交換円筒、５２は下部
流通溝穴、５４は上部流通溝穴、５６は空間、そして５
８は補助熱交換器を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱発生用の核燃料から成る炉心を含んだ炉心アセン
   ブリが原子炉容器内に収容され、前記炉心アセンブリは
   それから離隔して配置された炉心アセンブリ支持円筒に
   よって包囲され、前記炉心アセンブリ支持円筒には前記
   炉心アセンブリを前記原子炉容器の内部に固定するため
   の内方に突き出た上部フランジおよび下部フランジが設
   けられ、前記炉心アセンブリは前記原子炉容器を実質的
   に満たす液体金属冷却材中に沈められ、かつ前記炉心ア
   センブリにはそれの全長にわたって伸びる多数の垂直な
   冷却材通路が設けられているような構造を有する液体金
   属冷却型原子炉用の受動冷却系において、前記炉心アセ
   ンブリおよび前記炉心アセンブリ支持円筒のそれぞれか
   ら離隔しながら両者の間に同心的に配置された一次熱交
   換円筒が設けられている結果、前記液体金属冷却材が前
   記炉心を通って上昇して前記炉心アセンブリの上方の区
   域に達し、次いで前記炉心アセンブリと前記一次熱交換
   円筒との間の空間を通って降下することから成る一次熱
   交換対流回路が形成されると共に、前記炉心アセンブリ
   支持円筒の上方部分にはそれを貫通する少なくとも１個
   の上部流通溝穴が設けられ、かつ前記炉心アセンブリ支
   持円筒の下方部分にはそれを貫通する少なくとも１個の
   下部流通溝穴が設けられている結果、前記液体金属冷却
   材が前記下部流通溝穴を通って流入し、前記一次熱交換
   円筒と前記炉心アセンブリ支持円筒との間の空間を通っ
   て上方に流れ、前記上部流通溝穴から流出し、そして再
   び前記下部流通溝穴の位置に戻ることから成る二次熱交
   換対流回路が形成され、それによって前記一次熱交換対
   流回路から熱が運び去られることを特徴とする受動冷却
   系。 ２、前記一次熱交換円筒が前記炉心アセンブリ支持円筒
   の前記上部フランジおよび下部フランジに固定されてい
   る請求項１記載の受動冷却系。 ３、前記炉心アセンブリ支持円筒の外側に少なくとも１
   個の放射線遮蔽体が配置されている請求項１記載の受動
   冷却系。 ４、前記炉心アセンブリ支持円筒と前記一次熱交換円筒
   との間の空間内に少なくとも１個の放射線遮蔽体が配置
   されている請求項１記載の受動冷却系。 ５、熱発生用の核燃料から成る炉心を含んだ炉心アセン
   ブリが原子炉容器内に収容され、前記炉心アセンブリは
   それから離隔して配置された炉心アセンブリ支持円筒に
   よって包囲され、前記炉心アセンブリ支持円筒には前記
   炉心アセンブリを前記原子炉容器の内部に固定するため
   の内方に突き出た上部フランジおよび下部フランジが設
   けられ、前記炉心アセンブリは前記原子炉容器を実質的
   に満たす液体金属冷却材中に沈められ、かつ前記炉心ア
   センブリにはそれの全長にわたって伸びる多数の垂直な
   冷却材通路が設けられているような構造を有する液体金
   属冷却型原子炉用の受動冷却系において、前記炉心アセ
   ンブリおよび前記炉心アセンブリ支持円筒のそれぞれか
   ら離隔しながら両者の間に同心的に配置されかつ前記炉
   心アセンブリ支持円筒の前記上部フランジおよび下部フ
   ランジに固定された一次熱交換円筒が設けられている結
   果、前記液体金属冷却材が前記炉心を通って上昇して前
   記炉心アセンブリの上方の区域に達し、次いで前記炉心
   アセンブリと前記一次熱交換円筒との間の空間を通って
   降下することから成る一次熱交換対流回路が形成される
   と共に、前記炉心アセンブリ支持円筒の上方部分にはそ
   れを貫通する複数の上部流通溝穴が設けられ、かつ前記
   炉心アセンブリ支持円筒の下方部分にはそれを貫通する
   複数の下部流通溝穴が設けられている結果、前記液体金
   属冷却材が前記下部流通溝穴を通って流入し、前記一次
   熱交換円筒と前記炉心アセンブリ支持円筒との間の空間
   を通って上方に流れ、前記上部流通溝穴から流出し、そ
   して再び前記下部流通溝穴の位置に戻ることから成る二
   次熱交換対流回路が形成され、それによって前記一次熱
   交換対流回路から熱が運び去られることを特徴とする受
   動冷却系。 ６、前記液体金属冷却材の前記二次熱交換対流回路に作
   用して前記二次熱交換対流回路から熱を除去するように
   配置された補助熱交換器を追加包含する請求項５記載の
   受動冷却系。 ７、前記炉心アセンブリ支持円筒の外側に複数の放射線
   遮蔽体が配置されている請求項５記載の受動冷却系。 ８、前記炉心アセンブリ支持円筒と前記一次熱交換円筒
   との間の空間内に複数の放射線遮蔽体が配置されている
   請求項５記載の受動冷却系。 ９、前記原子炉容器およびそれを包囲する保護容器の外
   側に複数の伝熱管が配置されている請求項５記載の受動
   冷却系。 １０、熱発生用の核燃料から成る炉心を含んだ炉心アセ
   ンブリが原子炉容器内に収容され、前記原子炉容器はそ
   れから離隔して配置された保護容器によって包囲され、
   前記炉心アセンブリはそれから離隔して配置された炉心
   アセンブリ支持円筒によって包囲され、前記炉心アセン
   ブリ支持円筒には前記炉心アセンブリを前記原子炉容器
   の内部に固定するための内方に突き出た上部フランジお
   よび下部フランジが設けられ、前記炉心アセンブリは前
   記原子炉容器を実質的に満たす液体金属冷却材中に沈め
   られ、かつ前記炉心アセンブリにはそれの全長にわたっ
   て伸びる多数の垂直な冷却材通路が設けられているよう
   な構造を有する液体金属冷却型原子炉用の受動冷却系に
   おいて、前記炉心アセンブリおよび前記炉心アセンブリ
   支持円筒のそれぞれから離隔しながら両者の間に同心的
   に配置されかつ前記炉心アセンブリ支持円筒の前記上部
   フランジおよび下部フランジに固定された一次熱交換円
   筒が設けられている結果、前記液体金属冷却材が前記炉
   心を通って上昇して前記炉心アセンブリの上方の区域に
   達し、次いで前記炉心アセンブリと前記一次熱交換円筒
   との間の空間を通って降下することから成る一次熱交換
   対流回路が形成されると共に、前記上部フランジに隣接
   した前記炉心アセンブリ支持円筒の上方部分にはそれを
   貫通する複数の上部流通溝穴が設けられ、かつ前記下部
   フランジに隣接した前記炉心アセンブリ支持円筒の下方
   部分にはそれを貫通する複数の下部流通溝穴が設けられ
   ている結果、前記液体金属冷却材が前記下部流通溝穴を
   通って流入し、前記一次熱交換円筒と前記炉心アセンブ
   リ支持円筒との間の空間を通って上方に流れ、そして前
   記上部流通溝穴から流出することから成る二次熱交換対
   流回路が形成され、それによって前記一次熱交換対流回
   路から熱が運び去られることを特徴とする受動冷却系。