JPH0434396A - 液体金属冷却型高速増殖炉 - Google Patents
液体金属冷却型高速増殖炉Info
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- JPH0434396A JPH0434396A JP2142449A JP14244990A JPH0434396A JP H0434396 A JPH0434396 A JP H0434396A JP 2142449 A JP2142449 A JP 2142449A JP 14244990 A JP14244990 A JP 14244990A JP H0434396 A JPH0434396 A JP H0434396A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
Landscapes
- Control Of Temperature (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高速増殖炉の発電手段に係り、炉心で発生し
た熱を熱電変換素子により直接電力に変換するに好適な
液体金属冷却型高速増殖炉に関する。
た熱を熱電変換素子により直接電力に変換するに好適な
液体金属冷却型高速増殖炉に関する。
従来の液体金属冷却型高速増殖炉においては、例えば第
６図に示すように、炉心１から出た高温の１次冷却材（
冷却材）１３は、放射化された液体金属の１次冷却材１
３と水とが反応して放射能が漏えいすることを防止する
ため、直接、蒸気発生器２１に導かれずに中間熱交換器
２０に導かれ、液体金属の２次冷却材１９を加熱する。
６図に示すように、炉心１から出た高温の１次冷却材（
冷却材）１３は、放射化された液体金属の１次冷却材１
３と水とが反応して放射能が漏えいすることを防止する
ため、直接、蒸気発生器２１に導かれずに中間熱交換器
２０に導かれ、液体金属の２次冷却材１９を加熱する。
２次冷却材１９は中間熱交換器２０を出て蒸気発生器２
１に導かれ、水を加熱して蒸気２２を発生させる。
１に導かれ、水を加熱して蒸気２２を発生させる。
発生した蒸気２２でタービン１６を回転し、その回転力
で発電機１７を駆動し１発電を行っている。
で発電機１７を駆動し１発電を行っている。
そしてタービン１６を出た蒸気は、復水器１８で復水さ
れて再び蒸気発生器２１に戻される。
れて再び蒸気発生器２１に戻される。
そして特開昭６４−５７１９８号公報には、原子炉の内
側に熱電変換素子を設けて外側を海水で冷却し、熱電素
子から電力を取り比す原子力発電装置が記載されている
が、高速増殖炉では冷却材に液体ナトリウムを用いるた
め、ナトリウムの有害性及び腐食性から原子炉の内側に
熱電変換素子を設けることができない。
側に熱電変換素子を設けて外側を海水で冷却し、熱電素
子から電力を取り比す原子力発電装置が記載されている
が、高速増殖炉では冷却材に液体ナトリウムを用いるた
め、ナトリウムの有害性及び腐食性から原子炉の内側に
熱電変換素子を設けることができない。
従来の液体金属冷却型高速増殖炉にあっては、炉心で発
生した熱エネルギーを１次冷却材、２次冷却材、蒸気（
水）、タービン及び発電機を介して電力に変換している
間接発電型であるため、システムが複雑で物量も多い。
生した熱エネルギーを１次冷却材、２次冷却材、蒸気（
水）、タービン及び発電機を介して電力に変換している
間接発電型であるため、システムが複雑で物量も多い。
また１次冷却材の有害性、腐食性から原子炉容器の内側
に熱電変換素子を設けることができない。
に熱電変換素子を設けることができない。
本発明の目的は、炉心で発生した熱を１次冷却材のみを
介して熱電変換素子により直接電力に変換することによ
ってシステムが簡単で小型・軽量な液体金属冷却型高速
増殖炉を提供することにある。
介して熱電変換素子により直接電力に変換することによ
ってシステムが簡単で小型・軽量な液体金属冷却型高速
増殖炉を提供することにある。
前記の目的を達成するため、本発明に係る液体金属冷却
型高速増殖炉は、ガードベッセルで囲われた原子炉容器
の内部に反応熱で加熱された冷却材を炉心に戻す循環路
を有する液体金属冷却型高速増殖炉において、ガードベ
ッセルの外壁に複数の熱電変換素子を貼設し、それぞれ
の熱電変換素子の外面を所定の低温に保持する空気の流
通手段をガードベッセルの周囲に設け、それぞれの熱電
変換素子により発電するように構成されている。
型高速増殖炉は、ガードベッセルで囲われた原子炉容器
の内部に反応熱で加熱された冷却材を炉心に戻す循環路
を有する液体金属冷却型高速増殖炉において、ガードベ
ッセルの外壁に複数の熱電変換素子を貼設し、それぞれ
の熱電変換素子の外面を所定の低温に保持する空気の流
通手段をガードベッセルの周囲に設け、それぞれの熱電
変換素子により発電するように構成されている。
そしてガードベッセルの外壁に、少なくとも一つのフィ
ンを設けるとともにそれぞれのフィン及び外壁に複数の
熱電変換素子を貼設した構成でも良い。
ンを設けるとともにそれぞれのフィン及び外壁に複数の
熱電変換素子を貼設した構成でも良い。
またガードベッセルの内部の冷却材に、少なくとも一つ
の第２の熱電変換手段を設置し、それぞれの第２の熱電
変換手段を、内壁に複数の熱電変換素子を貼設しかつほ
ぼ中心に空気の流通管を挿着した内側容器と、内側容器
を不活性ガスを介して覆う外側容器とにより形成した構
成でも良い。
の第２の熱電変換手段を設置し、それぞれの第２の熱電
変換手段を、内壁に複数の熱電変換素子を貼設しかつほ
ぼ中心に空気の流通管を挿着した内側容器と、内側容器
を不活性ガスを介して覆う外側容器とにより形成した構
成でも良い。
さらにガードベッセルは、直径を小さくかつ高さを高く
して形成され、反応熱で加熱された冷却材が上昇後下降
して自然循環されである構成でも良い。
して形成され、反応熱で加熱された冷却材が上昇後下降
して自然循環されである構成でも良い。
そして空気の流通手段は、熱電変換素子からの電力によ
り回転するブロワ−を備えている構成でも良い。
り回転するブロワ−を備えている構成でも良い。
本発明の液体金属冷却型高速増殖炉によれば、炉心で高
温に加熱された液体金属の１次冷却材（冷却材）により
ガードベッセルの外壁に貼設した熱電変換素子の内側及
び原子炉容器内の１次冷却材中に設置した第２の熱電変
換手段の外側容器の外側は高温に保持される。一方、ガ
ードベッセルの外壁上の熱電変換素子の外面及び第２の
熱雷変換手段の内側容器の内壁上の熱雷変換素子の内側
は空気により所定の低温に保持される。従って。
温に加熱された液体金属の１次冷却材（冷却材）により
ガードベッセルの外壁に貼設した熱電変換素子の内側及
び原子炉容器内の１次冷却材中に設置した第２の熱電変
換手段の外側容器の外側は高温に保持される。一方、ガ
ードベッセルの外壁上の熱電変換素子の外面及び第２の
熱雷変換手段の内側容器の内壁上の熱雷変換素子の内側
は空気により所定の低温に保持される。従って。
熱電変換素子の外面と内面との温度差により電力が発生
する。
する。
本発明の一実施例を第１図を参照しながら説明する。
第１図に示されるように、炉心１を、液体金属の例えば
Ｎａの１次冷却材（冷却材）１３が充填された原子炉容
器２の中央に配置し、その周囲にポンプ８を数台設置し
、ポンプ８の出口を炉心下部ブレナム１４に接続して１
次冷却材１３を循環させる。原子炉容器２をガードベッ
セル３に収納し、原子炉容器２とガードベッセル３との
間の空間に伝熱性の高い不活性ガスを封入する。このガ
ードベッセル３の外壁に熱電変換素子１０を多数貼り付
け、流通手段はブロワ６と空気１２の流通路２３とから
なり、ブロワ６で冷却用の空気１２をガードベッセル３
の下部に絶えず吹き込ませる。
Ｎａの１次冷却材（冷却材）１３が充填された原子炉容
器２の中央に配置し、その周囲にポンプ８を数台設置し
、ポンプ８の出口を炉心下部ブレナム１４に接続して１
次冷却材１３を循環させる。原子炉容器２をガードベッ
セル３に収納し、原子炉容器２とガードベッセル３との
間の空間に伝熱性の高い不活性ガスを封入する。このガ
ードベッセル３の外壁に熱電変換素子１０を多数貼り付
け、流通手段はブロワ６と空気１２の流通路２３とから
なり、ブロワ６で冷却用の空気１２をガードベッセル３
の下部に絶えず吹き込ませる。
吹き込んだ空気１２はガードベッセル３上の熱電変換素
子１０を冷却しながら上昇し、外部に排気される。
子１０を冷却しながら上昇し、外部に排気される。
炉心１で高温に加熱された１次冷却材１３により原子炉
容器２、不活性ガス空間１５及びガードベッセル３を介
して熱電変換素子１ｏの内面は。
容器２、不活性ガス空間１５及びガードベッセル３を介
して熱電変換素子１ｏの内面は。
高温に保持され、熱電変換素子１０の外面は空気１２の
冷却により所定の低温に保持され、この温度差により発
電が行われる。
冷却により所定の低温に保持され、この温度差により発
電が行われる。
次に本発明の他の実施例を第２図を参照しながら説明す
る。
る。
第２図の他の実施例の構造は第１図の実施例の構造と基
本的に同様であるが、第２図の他の実施例は、ガードベ
ッセル３に少なくとも一つのフィン９を取付けて、ガー
ドベッセル３の外壁及びそれぞれのフィン９上に熱電変
換素子１０を貼り付けて伝熱面積を拡大した点で第１図
の実施例と異なる。この構造をとることにより第２図の
他の実施例は、同等の電気出力を得るのに第１図の実施
例よりも小型になる。
本的に同様であるが、第２図の他の実施例は、ガードベ
ッセル３に少なくとも一つのフィン９を取付けて、ガー
ドベッセル３の外壁及びそれぞれのフィン９上に熱電変
換素子１０を貼り付けて伝熱面積を拡大した点で第１図
の実施例と異なる。この構造をとることにより第２図の
他の実施例は、同等の電気出力を得るのに第１図の実施
例よりも小型になる。
次に本発明の他の実施例を第３図及び第４図を参照しな
がら説明する。
がら説明する。
第３図の他の実施例の１次冷却材１３の循環方法、ガー
ドベッセル３の外壁に熱電変換素子１０を貼り付けて外
面を空気１２で冷却する構造は、第１図の実施例と同様
であるが、第３図の他の実施例は伝熱面積を拡大するた
め、第１図の実施例に以下に説明する構造を追加したも
のである。内壁に複数の熱電変換素子１０を貼設しかつ
ほぼ中心に空気１２の流通管７を挿着した内側容器４と
、万一のリークを考慮してその外側に内側容器４を収納
する外側容器Ｓとを配置し、それぞれの容器４．５の間
の空間には伝熱性の高い不活性ガスを封入する。これら
の第２の熱電変換手段を上部からルーフスラブ１５を貫
通して１次冷却材１３中に数基設置する。更に内側容ｌ
Ｉ４の内部の流通管７にブロワ６を接続し、冷却用の空
気１２を内側容器４の下部に導く。ここで、流通管７か
ら吹き出した空気１２は、内側容器４の内壁に貼設した
熱電変換素子１０を冷却しながら上昇し、外部に排気さ
れる。内側容器４の内壁の熱電変換素子１０の外面は、
高温の１次冷却材１３により高温に保持され、内面は空
気１２の冷却により所定の低温に保持され、この温度差
により発電を行う。これらの構造を追加することにより
、第３図の他の実施例は同等の電気出力を得るのに第１
図、第２図の実施例よりも小型のものとなる。
ドベッセル３の外壁に熱電変換素子１０を貼り付けて外
面を空気１２で冷却する構造は、第１図の実施例と同様
であるが、第３図の他の実施例は伝熱面積を拡大するた
め、第１図の実施例に以下に説明する構造を追加したも
のである。内壁に複数の熱電変換素子１０を貼設しかつ
ほぼ中心に空気１２の流通管７を挿着した内側容器４と
、万一のリークを考慮してその外側に内側容器４を収納
する外側容器Ｓとを配置し、それぞれの容器４．５の間
の空間には伝熱性の高い不活性ガスを封入する。これら
の第２の熱電変換手段を上部からルーフスラブ１５を貫
通して１次冷却材１３中に数基設置する。更に内側容ｌ
Ｉ４の内部の流通管７にブロワ６を接続し、冷却用の空
気１２を内側容器４の下部に導く。ここで、流通管７か
ら吹き出した空気１２は、内側容器４の内壁に貼設した
熱電変換素子１０を冷却しながら上昇し、外部に排気さ
れる。内側容器４の内壁の熱電変換素子１０の外面は、
高温の１次冷却材１３により高温に保持され、内面は空
気１２の冷却により所定の低温に保持され、この温度差
により発電を行う。これらの構造を追加することにより
、第３図の他の実施例は同等の電気出力を得るのに第１
図、第２図の実施例よりも小型のものとなる。
第１図の原子炉容器の径を１００とすると、第２図の他
の実施例の場合は約６０、第３図の他の実施例の場合は
約４０となる。第２図及び第３図の構造を複合すると約
３０となり更に小型とすることができる。
の実施例の場合は約６０、第３図の他の実施例の場合は
約４０となる。第２図及び第３図の構造を複合すると約
３０となり更に小型とすることができる。
次に本発明の他の実施例を第５図を参照しながら説明す
る。
る。
第１図の実施例は１次冷却材１３をポンプにより強制的
に循環させる構造としているが、第５図の他の実施例は
ポンプを除去し、原子炉容器２の径を小さくし、かつ高
さを高くして炉心１での加熱・昇温時の上昇力及び原子
炉容器２外周部での除熱・降温時の下降力により１次冷
却材１３を自然循環させる構造としている。１次冷却材
に用いるＮａは、温度による密度差が大きいため、自然
循環を可能とし、ポンプという動的機器を除去すること
によりシステムがより単純となる。
に循環させる構造としているが、第５図の他の実施例は
ポンプを除去し、原子炉容器２の径を小さくし、かつ高
さを高くして炉心１での加熱・昇温時の上昇力及び原子
炉容器２外周部での除熱・降温時の下降力により１次冷
却材１３を自然循環させる構造としている。１次冷却材
に用いるＮａは、温度による密度差が大きいため、自然
循環を可能とし、ポンプという動的機器を除去すること
によりシステムがより単純となる。
なお、それぞれの実施例において、熱電変換素子の外面
を冷却する空気の温度制御手段を設けることによって、
熱電変換素子の外面を所定の低温に保持し、内面及び外
面の温度差を制御、すなわち発電出力を制御することが
容易にできる。
を冷却する空気の温度制御手段を設けることによって、
熱電変換素子の外面を所定の低温に保持し、内面及び外
面の温度差を制御、すなわち発電出力を制御することが
容易にできる。
また、熱電変換素子は、例えばＰ型アモルファスＦ ａ
（Ｓ １０） ｚを多重化することにより、単位面積
当りの発電出力を向上することができる。
（Ｓ １０） ｚを多重化することにより、単位面積
当りの発電出力を向上することができる。
本発明によれば、液体金属冷却型高速増殖炉のガードベ
ッセルの外壁に熱電変換素子を貼着し、その外面を空気
で冷却するようにしたため、熱電変換素子による直接発
電が可能となり、炉の構造が簡単で小型・軽量化すると
ともに、温度差制御による発電出力の制御が容易となる
。
ッセルの外壁に熱電変換素子を貼着し、その外面を空気
で冷却するようにしたため、熱電変換素子による直接発
電が可能となり、炉の構造が簡単で小型・軽量化すると
ともに、温度差制御による発電出力の制御が容易となる
。
また、第２の熱電変換手段を冷却材内に設置することに
より、伝熱面積が倍増し効率が向上する。
より、伝熱面積が倍増し効率が向上する。
第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は本
発明の他の実施例を示すガードベッセルにフィンを設け
た横断面図、第３図は本発明の他の実施例を示す第２の
熱電変換手段を設けた縦断面図、第４図は第３図の横断
面図、第５図は本発明の他の実施例を示すポンプを除去
した縦断面図、第６図は従来の技術を示す構成図である
。 １・・・炉心、２・・・原子炉容器、３・・・ガイドベ
ッセル、４・・・内側容器、５・・・外側容器、６・・
・ブロワ、９・・・フィン、１０・・・熱電変換素子、
１２・・・空気、１３・・・１次冷却材（冷却材）。
発明の他の実施例を示すガードベッセルにフィンを設け
た横断面図、第３図は本発明の他の実施例を示す第２の
熱電変換手段を設けた縦断面図、第４図は第３図の横断
面図、第５図は本発明の他の実施例を示すポンプを除去
した縦断面図、第６図は従来の技術を示す構成図である
。 １・・・炉心、２・・・原子炉容器、３・・・ガイドベ
ッセル、４・・・内側容器、５・・・外側容器、６・・
・ブロワ、９・・・フィン、１０・・・熱電変換素子、
１２・・・空気、１３・・・１次冷却材（冷却材）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ガードベッセルで囲われた原子炉容器の内部に反応
熱で加熱された冷却材を炉心に戻す循環路を有する液体
金属冷却型高速増殖炉において、前記ガードベッセルの
外壁に複数の熱電変換素子を貼設し、それぞれの熱電変
換素子の外面を所定の低温に保持する空気の流通手段を
前記ガードベッセルの周囲に設け、それぞれの熱電変換
素子により発電することを特徴とする液体金属冷却型高
速増殖炉。 ２、ガードベッセルの外壁に、少なくとも一つのフィン
を設けるとともにそれぞれのフィン及び前記外壁に複数
の熱電変換素子を貼設したことを特徴とする請求項１記
載の液体金属冷却型高速増殖炉。 ３、ガードベッセルの内部の冷却材に、少なくとも一つ
の第２の熱電変換手段を設置し、それぞれの第２の熱電
変換手段を、内壁に複数の熱電変換素子を貼設しかつほ
ぼ中心に空気の流通管を挿着した内側容器と、該内側容
器を不活性ガスを介して覆う外側容器とにより形成した
ことを特徴とする請求項１又は２記載の液体金属冷却型
高速増殖炉。 ４、ガードベッセルは、直径を小さくかつ高さを高くし
て形成され、反応熱で加熱された冷却材が上昇後下降し
て自然循環されてあることを特徴とする請求項１記載の
液体金属冷却型高速増殖炉。 ５、空気の流通手段は、熱電変換素子からの電力により
回転するブロワーを備えていることを特徴とする請求項
１〜４のいずれか１項記載の液体金属冷却型高速増殖炉
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2142449A JPH0434396A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 液体金属冷却型高速増殖炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2142449A JPH0434396A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 液体金属冷却型高速増殖炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0434396A true JPH0434396A (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=15315572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2142449A Pending JPH0434396A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 液体金属冷却型高速増殖炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0434396A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001033577A (ja) * | 1999-06-11 | 2001-02-09 | General Electric Co <Ge> | 受動崩壊熱除去システムを具備した液体金属原子炉用の腐食軽減システム |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP2142449A patent/JPH0434396A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001033577A (ja) * | 1999-06-11 | 2001-02-09 | General Electric Co <Ge> | 受動崩壊熱除去システムを具備した液体金属原子炉用の腐食軽減システム |
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