JPH04233498A - 余熱を除去するための熱交換器を有するガス冷却され る原子炉プラント - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス冷却される原子炉
プラントで、その原子炉炉心が底部反射体、側部反射体
及び上部反射体によって取り囲まれており、上方から下
方へ冷却ガスによって流通され、その際上部反射体は冷
却ガス孔により貫通されており、また少なくとも１つの
蒸気発生器と、冷却ガスを強制循環するため蒸気発生器
に従属した送風機と、余熱を除去するための熱交換器と
を有する様な、ガス冷却される原子炉プラントに関する
。

【０００２】

【従来の技術】この種の原子炉プラントはドイツ連邦共
和国特許公開第　３４２５　１４４号公報から知られて
いる。余熱を除去するため、そこに設けられた熱交換器
は炉心構造の側方に設けられており、原子炉を停めた状
態で送風機により強制通過するように駆動される。送風
機の突然の停止により起こる故障では、熱交換器での熱
移動は自然対流によって行われる。一次回路における偏
向部及び狭窄部が多いことにより導管及びガス通路での
流れの損失が高いために、自然の通気による流れは充分
確保されていない。更に金属製の構成部材は長いガス路
でこれらの過程で生ずる高い温度によって非常に高い負
荷を受け、それは寿命を下げる結果となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題とすると
ころは、自然の通気に基づいてのみ余熱の除去を行う、
初めに述べた種の原子炉プラントを提案することである
。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この課題は本発明により
次の様にして解決される。即ち、熱交換器が上部反射体
の上側に設けられ、熱交換器の上部反射体の方に向いた
端面で、上部反射体の中央領域並びにこの中央領域に従
属する冷却ガス孔の上にかぶさり、そして熱交換器がそ
の上部反射体とは反対側から冷ガスで又はその上部反射
体の方に向いた側から熱ガスで流通可能である様に構成
して解決される。

【０００５】原子炉プラントを通常運転する場合に、冷
ガスの一部が熱交換器を通って流れ、ここから熱交換器
の横断面を覆う冷却ガス孔を介して原子炉炉心に達する
。冷ガスの残りの部分は熱交換器によって覆われていな
い上部反射体の冷却ガス孔を通って原子炉炉心へと流れ
る。

【０００６】送風機及び／又は蒸気発生器の停止により
生じた故障の場合、熱交換器は下方から炉心中央からの
熱ガスで一種の暖炉効果で通流される。熱ガスはその熱
を媒体である水を備えた二次回路に放出する。ここで冷
却されたガスは熱交換器によって覆われていない上部反
射体の冷却ガス管を通って外の炉心領域へと流れ戻る。 暖炉効果は短い流路と共に僅かな流れ損失を有する安定
した自然通気の冷却循環路を作る。金属製のガス導管路
を付加的に設ける必要はない。

【０００７】特に有利な実施形態によれば、ガスを通す
のに役立つ熱交換器の外套部を上部反射体のセラミック
製の材料で作る。そうすることにより金属製の構造体に
は何ら高い温度は生じない。

【０００８】

【実施例】次に略図で示した図１及び図２による１つの
実施例に基づいて本発明を詳細に説明する：図１はガス
冷却された原子炉プラントの符号１で示した圧力容器を
示し、その横穴２内には球形の燃料要素の積み重ね層か
ら形成された原子炉炉心３が設けられている。原子炉炉
心は底部反射体４上にあり、この反射体は球形の燃料要
素用の引出し管５によって貫通されている。更に原子炉
炉心は側方反射体６によって取り囲まれており、上方へ
は上部反射体７によって閉鎖されている。上部反射体は
多数の冷却ガス孔８，８ａを有し、これらの孔は原子炉
炉心に冷ガスを導入するのに役立つ。冷ガスは加熱しつ
つ原子炉炉心を貫流し、底部反射体４の孔を通して熱ガ
スとして熱ガス集合室１０へ出てくる。導管１１を介し
て熱ガスは蒸気発生器１２に達し、送風機１３を用いて
循環を新たに開始するために、冷ガスとして前記蒸気発
生器１２を出ていく。

【０００９】上部反射体７の上側の中央領域、従ってこ
の中央領域に設けられた冷却ガス孔８は、熱交換器１４
の端面によって上にかぶさっている。熱交換器の外套部
１５は上部反射体のセラミックのブロック１６を延長し
たものを表す。熱交換器の熱交換する構成部材１７は水
で作用させることの出来る管システム１８から出来てお
り、そのシステムで原子炉プラントを通常運転する場合
に、１９で示した分配装置を介してそこに通じる冷ガス
が側を流れ、熱交換器によって上にかぶさった中央領域
の冷却ガス孔８を通り原子炉炉心３へと達する。残りの
冷ガス流は熱交換器によって上にかぶさっていない冷却
ガス孔８ａを介して原子炉炉心へと達する。管システム
１８により原子炉が通常運転する場合、水が冷ガスの温
度で流れるので、管システム１８の所で冷ガスが側を流
れる場合に何ら熱交換作用が起こらない。その結果上部
反射体７の上側に熱交換器１４を直接配設することによ
って原子炉の通常運転は障害を受けない。

【００１０】蒸気発生器又は送風機が停止することによ
り原子炉を止めることになる障害が生じた時には、冷ガ
スの強制的循環が中断される。熱交換器は炉心中央に集
まった熱ガス用の自然通気として暖炉状に作用する。熱
交換器を貫流する場合に、熱ガスはその熱を管システム
１８の水に放出する。熱交換器を出て行くことにより冷
却されたガスはその自然循環を継続し、その為に熱交換
器により覆われていない冷却ガス管８ａを通って冷却ガ
スは原子炉炉心の半径方向に見て外側の領域に浸透し、
その加熱により再び熱交換器の自然の通気が起こる。

【００１１】図２には余熱除去循環路が略図で示してあ
る。炉心中央からの熱ガスは冷却ガス孔８を通って矢印
２０方向へ流れる。矢印２１は熱交換器１４におけるガ
スの貫流方向を示す。熱交換器の上方で今冷却されたガ
スは圧力容器１のカバーにより支持された偏向部により
矢印方向２２へ冷却ガス孔８ａを通り原子炉炉心の縁部
領域へと流れる。

【００１２】

【発明の効果】本発明の様に形成したガス冷却される原
子炉プラントによって、従来の技術では得られなかった
、一次回路中にある偏向部や狭窄部が多いことによる導
管及びガス管路における高い流体損失が充分確保され、
また長いガス路上での金属製の構成部材が流れの過程で
生ずる高い温度により非常に著しい負荷を受けなくなり
、従って寿命が長くなる。また本発明の原子炉プラント
では余熱の除去が自然の通気に基づいてのみ行われると
いう顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧力容器と、その中に設けられた原子炉炉心と
、熱交換器との縦断面図を示すものである。

【図２】自然循環路の余熱除去の時のガス循環路の説明
図を示す。

【符号の説明】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ガス冷却される原子炉プラントで、そ
   の原子炉炉心（３）が底部反射体（４）、側部反射体（
   ６）及び上部反射体（７）によって取り囲まれており、
   上方から下方へ冷却ガスによって流通され、その際上部
   反射体は冷却ガス孔（８，８ａ）により貫通されており
   、また少なくとも１つの蒸気発生器（１２）と、冷却ガ
   スを強制循環するため蒸気発生器に従属した送風機（１
   ３）と、余熱を除去するための熱交換器（１４）とを有
   する様な、ガス冷却される原子炉プラントにおいて、熱
   交換器（１４）が上部反射体（７）の上方に配設されて
   おり、熱交換器の上部反射体の方に向いた端面で、上部
   反射体の中央領域並びにこの中央領域に従属する冷却ガ
   ス孔（８）の上にかぶさり、そして熱交換器（１４）は
   その上部反射体（７）とは反対側から冷ガスで、又はそ
   の上部反射体の方に向いた側から熱ガスで流通可能とな
   っていることを特徴とするガス冷却される原子炉プラン
   ト。
2. 【請求項２】　　熱交換器（１４）のガスを案内するの
   に役立つ外套部（１５）が上部反射体の材料から出来て
   いることを特徴とする請求項１に記載のガス冷却される
   原子炉プラント。