JPH049797A - 高速増殖炉の原子炉容器保護装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、液体金属を冷却材とする高速増殖炉の原子炉
容器の発生応力を軽減する原子炉容器保護装置に関する
。

（従来の技術） 一般に高速増殖炉は液体ナトリウム等を冷却材として使
用するが、このような液体金属は熱伝達能力が極めて大
きいため、冷却材に接している原子炉容器の壁の温度は
この冷却材の温度変化にすばやく追従する。一方、原子
炉容器のうち冷却材の液面より上方の部分は、冷却材の
温度変化にはあまり追従しない。このため、原子炉の運
転開始、停止時のように冷却材の温度が変化すると、冷
却材の液面近傍の原子炉容器壁には大きな温度勾配が生
じ、過大な熱応力が発生し、原子炉容器の健全性を損な
う恐れがある。

これを避けるために、従来原子炉容器の内側に仕切壁を
設け、この仕切壁と原子炉容器内面との間を原子炉カバ
ーガスに連なるガス空間とすることによって、冷却材か
ら原子炉容器壁への熱伝達を減少させる方法がとられて
いる。

第３図はこのような従来の原子炉容器保護装置を設けた
高速増殖炉の一例を示すもので、原子炉容器１内には炉
心２および冷却材３が収容されており、さらに中間熱交
換器４および循環ポンプ５が装備されている。また、原
子炉容器１は炉心上部機構６を装着された遮蔽プラグ７
により上面を密閉されており、冷却材３の液面と遮蔽プ
ラグ７との間にはカバーガスが充填されている。原子炉
容器１内の冷却材３は、上部隔壁８および下部隔壁９に
よって上から順にホットブレナム１０、中間ブレナム１
１、コールドブレナム１２に区分される。冷却材３はま
ずコールドブレナム１２内に入り、次に循環ポンプ５に
より炉心２に送入されて加熱され、ホットブレナム１０
に流入すると、中間熱交換器４に導入され、ここで中間
熱交換器４内を循環する二次冷却材と熱交換した後、コ
ールドブレナム１２に還流する。中間ブレナム１１はホ
ットブレナム１０とコールドブレナム１２とを隔離して
その間の断熱を行うとともに、原子炉容器１並びにその
内部構造物を熱保護する役目を果す。また、この原子炉
容器１をさらに保護するためにガス空間１３を形成する
原子炉容器保護装置が設けられている。このガス空間１
３は第４図に拡大して示すように、原子炉容器１の内側
に原子炉容器１の直胴部から中間ブレナム１ｏの領域で
分岐した仕切壁１４によって形成されるもので、特に液
面近傍で発生する熱応力を低減させるよう配慮されてい
る。

（発明が解決しようとする課題） 第５図は、第４図に示した各点ａ、ｂ、ｃにおいて冷却
材の温度変化ｄに対応する温度の時間変化を同じ符号を
付記した曲線で示したもので、このグラフから明らかな
ように、点ａにおける仕切壁１４と点すにおけるガス空
間１３に接している原子炉容器１との間には、原子炉容
器１の温度追従遅れのためかなりの最大温度差ｅが生じ
ている。このため、両者の熱膨脹差および比較的厚肉に
作成する必要のある原子炉容器１と熱応力低減のため薄
肉に作成される仕切壁１４の剛性差から、分岐点１５に
大きな応力が発生する。

仮にこの分岐点１５で破損が生じると、冷却材３がガス
空間１３内に流入して原子炉容器保護が働かなくなるば
かりでなく、原子炉容器１自体の破損の可能性もある。

上記のような保護装置では、分岐点１５の応力を低減す
ることが重要であり、この解決策として第６図に示すよ
うに、ガス空間１Ｂ内に少量の冷却材３０を滞留させる
ことによって、仕切壁１４側の温度変化が原子炉容器１
側に伝わり易くし、両者の熱膨脹差を小さくして発生応
力を軽減させる方法が提案されている。しかしながら、
この方法では、ガスを介して不純物が混入して滞留冷却
材３０の腐蝕性が増大する恐れがあり、この滞留冷却材
３０の純度管理を行うとすれば、そのための設備が必要
になるなど問題がある。

本発明はかかる点に対処してなされたもので、上記純度
管理など特別な設備を必要とすることなく、原子炉容器
の保護装置との接続部での応力が低減された高速増殖炉
の原子炉容器保護装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち、本発明の高速増殖炉の原子炉容器保護装置は
、原子炉容器の内側に原子炉容器直胴部から分岐する第
１仕切壁を設け、この第１仕切壁と原子炉容器の間に、
第１仕切壁から分岐する第２仕切壁を配置して、この第
２仕切壁と第１仕切壁によって形成される間隙にガスを
充填し、第１仕切壁の下部およびそれに続く第２仕切壁
と原子炉容器によって形成される間隙に、第１仕切壁の
下部に開けられた連通孔を介して冷却材を導入したこと
を特徴とするものである。

（作　用） 上記構成の高速増殖炉の原子炉容器保護装置においては
、この原子炉容器保護装置と原子炉容器の接続部には内
部に冷却材が存在するため、この接続部での応力発生は
低減される。また、第１仕切壁と第２仕切壁の接続部は
外面全てに冷却材が存在するため比較的温度追従性がよ
く、かつ第１仕切壁と第２仕切壁をともに薄肉に形成す
ることができるため、発生応力を低く抑えることができ
る。さらに、原子炉容器保護装置内の冷却材は原子炉容
器内の一次冷却材と連通しているため、純度管理のため
の設備を特に設置する必要がない。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の実施例について説明する
。なお、全図面において共通する部分は同一符号を付記
した。

第１図は本発明の一実施例の原子炉容器保護装置を示し
たものである。図中、符号８．９はそれぞれ一次冷却材
３をホットブレナム１０．中間ブレナム１１、コールド
ブレナム１２に断熱隔離するための上部隔壁、下部隔壁
である。中間プレナム１１の領域で、第１仕切壁１０１
が原子炉容器１の内側に接続され、さらにこの第１仕切
壁１０１と原子炉容器１の間に、第２仕切壁１０２が第
１仕切壁１０１より分岐して設けられる。第１仕切壁１
０１と第２仕切壁１０２の間はカバーガスに連なるガス
が導入されガス空間１０３を形成するが、第２仕切壁１
０２と原子炉容器１の間に形成される間隙には第１仕切
壁１０１の下部に開けられた連通孔１０４を介して中間
プレナム１１の冷却材３に連通ずる冷却材１０５が導入
される。

第２図は上記構成の原子炉容器保護装置を設けた高速増
殖炉において、原子炉容器１、第１仕切壁１０１および
第２仕切壁１０２の各点における冷却材３の温度変化に
対する温度追従性を示すものである。図中、曲線ｅ、ｆ
、ｇ、ｈ、１、ｊはそれぞれｔｆ３１図で付記した各点
ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ＩＳ　Ｊの温度の時間変化を表し、曲
線には中間プレナム１１の冷却材３の温度変化を示す。

このグラフから明らかなように、第１仕切壁１０１と原
子炉容器１との接点付近は内部に冷却材３が存在するた
め、第１図にｅ、ｆ、ｇで示す各点の温度追従性はよく
、分岐点での応力の発生は少ない。

これに比べて、第２仕切壁１０２の第１仕切壁１０１と
の接点付近は、曲線ｉが示すように温度追従性が劣るか
、従来例と比較すると外面が冷却材と接触している分、
温度追従性がよく、最大温度差　が幾分小さくなってい
る。その上、第１仕切壁１０１も第２仕切壁１．０２も
ともに原子炉容器１より薄肉のため発生応力は小さいと
考えられる。

以上の説明からも明らかなように、原子炉容器から分岐
して設けられた第１の仕切壁と原子炉容器との間に第２
の仕切壁を第１の仕切壁から分岐して配置し、形成され
た内側の間隙にガスを外側の間隙に冷却材をそれぞれ導
入することにより、原子炉容器の分岐点近傍の温度追従
性が改善され、これによって分岐点付近の熱膨張差によ
る応力の発生が低減される。また、第１の仕切壁と第２
の仕切壁の分岐点はガス空間の両側に冷却材が存在する
ため、従来例のガス空間の片側に冷却材が存在しない場
合に比べて温度追従性の差が少なく、かつ第１の仕切壁
と第２の仕切壁をともに薄肉に形成することができるた
め、応力の発生を低く抑えることができる。さらにまた
、原子炉容器保護装置内の冷却材は連通孔を介して中間
ブレナム内の冷却材と連通しているため、純度管理など
の特別の設備を必要としない。

［発明の効果コ 本発明によれば、付帯設備を必要とすることなく簡単な
構造で、原子炉容器の取り付は部分における応力発生を
低減することができ、したがって信頼性および経済性に
すぐれた原子炉容器保護装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図における各点における冷却材に対する温度追従性を示
すグラフ、第３図は従来の原子炉容器保護装置を備えた
高速増殖炉を示す断面図、第４図は従来の原子炉容器保
護装置を示す断面図、第５図は第４図における各点にお
ける冷却材に対する温度追従性を示すグラフ、第６図は
従来の他の例の原子炉容器保護装置を示す断面図である
。 １・・・・・・・・原子炉容器 ３．３０．１０５・・・冷却材 ８・・・・・・・・・上部隔壁 ９・・・・・・・・・下部隔壁 １０・・・・・・・・・ホットブレナム１１・・・・・
・・・・中間プレナム １２・・・・・・・・・コールドブレナム１３．１０３
・・・ガス空間 １０１・・・・・・・・・第１仕切壁 ］ ２・・・・・・・・・第２仕切壁 ０４　・・・・・・・・ 連通孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉容器の内側に原子炉容器直胴部から分岐する第１
   仕切壁を設け、この第１仕切壁と原子炉容器の間に、前
   記第１仕切壁から分岐する第２仕切壁を配置して、この
   第２仕切壁と前記第１仕切壁によって形成される間隙に
   ガスを充填し、前記第１仕切壁の下部およびそれに続く
   第２仕切壁と原子炉容器によって形成される間隙に、前
   記第１仕切壁の下部に開けられた連通孔を介して冷却材
   を導入したことを特徴とする高速増殖炉の原子炉容器保
   護装置。