JPH06160561A - 高速増殖炉 - Google Patents

高速増殖炉

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Publication number
JPH06160561A
JPH06160561A JP43A JP31370292A JPH06160561A JP H06160561 A JPH06160561 A JP H06160561A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 31370292 A JP31370292 A JP 31370292A JP H06160561 A JPH06160561 A JP H06160561A
Authority
JP
Japan
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sodium
reactor
reactor vessel
vessel
heat exchanger
Prior art date
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Pending
Application number
JP43A
Other languages
English (en)
Inventor
Norihiko Iida
式彦 飯田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP43A priority Critical patent/JPH06160561A/ja
Publication of JPH06160561A publication Critical patent/JPH06160561A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】原子炉容器径を一段と小さくし、炉内配管を削
除するとともに、中間熱交換器および一次ポンプを原子
炉容器から空間的に離すようにした。 【構成】原子炉容器50内にホットプールとコールドプ
ールとに垂直方向に区分けする円筒形構造物57を設置
し、原子炉容器50と液体金属を冷却する冷却系機器容
器58とを分離配置し、且つ原子炉容器50と冷却系機
器容器58とを流体的に連結し、冷却系機器容器58に
中間熱交換器59および一次ポンプ60を内蔵したもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えば液体金属ナトリウ
ム(以下、単にナトリウムと称す。)を冷却材として使
用する高速増殖炉に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の高速増殖炉の一例を示すも
ので、ガードベッセル1に囲まれた原子炉容器2内には
炉心3が格納されており、この炉心3の上部には炉心上
部機構4および回転プラグ5が配設されている。
【0003】炉心上部機構4内には、炉心3を制御する
ための制御棒6と、炉心3の温度を測定するための集合
体出口温度計7とがそれぞれ設けられており、炉心3は
炉心支持構造物8を介して原子炉容器2に支持されてい
る。
【0004】冷却材である一次ナトリウムは、炉心3を
流出して中間熱交換器10の一次入口11に流入し、一
次出口12から流出するとともに、二次ナトリウムが二
次入口13から流入し下降管14を下降し、さらに下降
管窓15から流出して二次出口16から排出することに
より、中間熱交換器10では一次ナトリウムと二次ナト
リウムとの熱交換が行われる。
【0005】また、中間熱交換器10の一次出口12か
ら流出したナトリウムは、一次ポンプ17で吸い込まれ
た後、炉内配管18を通り、さらに高圧プレナム19に
流入して炉心3に戻る。
【0006】図5は従来の他の高速増殖炉における二次
冷却系の系統図を示すもので、中間熱交換器21にはホ
ットレグ配管22が連結され、このホットレグ配管22
は蒸気発生器23に接続されている。蒸気発生器23は
コールドレグ配管24に連結され、このコールドレグ配
管24は機械式ポンプ25に接続され、この機械式ポン
プ25はコールドレグ配管26を経由して中間熱交換器
21に接続されている。蒸気発生器23で熱交換した蒸
気は蒸気配管27を通り、図示しないタービン設備に流
入する。そして、二次系のナトリウムをドレンするため
のダンプタンク29が設置されている。
【0007】一方、二次冷却系は空気雰囲気に設置され
ており、冷却材であるナトリウムが漏洩すると、ナトリ
ウムと空気との反応が生じるため、これを抑制するため
にナトリウム火災設備が設置されている。
【0008】すなわち、図5に示すようにホットレグ配
管22とコールドレグ配管24とが引き回される部屋に
は、キャッチパン28が設置されている。蒸気発生器2
3の下方には、蒸気発生器胴からのナトリウム漏洩対策
として火災抑制板30が設置され、その下方にライナー
31が設置される。火災抑制板30にはキャッチパン2
8で受けたナトリウムを火災抑制板30に導くためのナ
トリウムライン33が配設されている。
【0009】また、ダンプタンク29のナトリウム漏洩
対策としては、火災抑制板34がダンプタンク29の下
方に設置され、この火災抑制板34の下方にはライナー
31が設置される。そして、ナトリウムライン32はキ
ャッチパン28で受けたナトリウムを火災抑制板34に
導くために配設される。
【0010】図6は図5に示す蒸気発生器23の細部を
示し、図6においてナトリウムは入口ノズル40から流
入し、出口ノズル41から流出する一方、水は給水ノズ
ル42から流入し、伝熱管サポート44でサポートされ
たヘリカル伝熱管43を上昇した後、蒸気出口ノズル4
5から流出する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示す高速増殖炉は、一次冷却材としてのナトリウムを内
包する範囲を最小にできる構成ではあるものの、以下の
課題に対して改良する余地がある。
【0012】すなわち、中間熱交換器10および一次ポ
ンプ17は、原子炉容器2内に配置されているため、原
子炉容器2と区別して保守・補修することが困難である
とともに、原子炉容器2の径が大きくなり、原子炉容器
2としての信頼性が低い問題がある。また、中間熱交換
器10の一次出口12から流出したナトリウムは、一次
ポンプ17で吸い込まれて炉内配管18を通るため、原
子炉容器2を運転中コールドな状態に保持することが困
難であり、しかも炉内配管18を備えていることによ
り、炉内構造が複雑化するという問題点がある。
【0013】また、図5に示す高速増殖炉の二次系は、
現在までに建設、設計中の全てのプラントに共通する実
績の高い方式であるものの、以下の課題に対して根本的
に改良を図る余地がある。
【0014】すなわち、図5に示す高速増殖炉は二次系
配管が長く、配管を引き回すスペースが大きく、且つ配
管漏洩対策設備が負担になっている。また、蒸気発生器
23の胴破損時に大量のナトリウムが空気雰囲気中の二
次系部屋に流入し、大規模なナトリウム火災が生ずる問
題点がある。
【0015】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、原子炉容器径を一段と小さくし、炉内配管を削
除するとともに、中間熱交換器および一次ポンプを原子
炉容器から空間的に離すようにした高速増殖炉を提供す
ることを目的とする。
【0016】また、本発明の他の目的とするところは、
二次系配管がほとんどなく、且つ蒸気発生器の胴破損時
にナトリウムが流出することのない高速増殖炉を提供す
ることを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る高速増
殖炉は、上述した課題を解決するために、原子炉容器内
にホットプールとコールドプールとに垂直方向に区分け
する円筒形構造物を設置し、上記原子炉容器と液体金属
を冷却する冷却系機器容器とを分離配置し、且つ上記原
子炉容器と冷却系機器容器とを流体的に連結し、上記冷
却系機器容器に中間熱交換器および一次ポンプを内蔵し
たものである。
【0018】また、第2の発明に係る高速増殖炉は、中
間熱交換器と、横方向に設置され二次系ポンプを内蔵し
た蒸気発生器とを接続し、この蒸気発生器は出入口部に
ナトリウムプレナムを有し、伝熱管の内部にナトリウム
を封入するとともに、この伝熱管の外側に水相および蒸
気相を有し、上記ナトリウムプレナムの周囲に不活性ガ
スを充填した包囲部材を設置したものである。
【0019】
【作用】上記の構成を有する第1の発明においては、中
間熱交換器および一次ポンプとが原子炉容器に対して独
立して配置され、且つホットプールおよびコールドプー
ルは共用されるので、外部配管は存在せず、原子炉容器
を小径にすることができる。そして、原子炉容器はアニ
ュラス流路を形成するため、原子炉容器を低温に保持す
ることができるとともに、炉内配管も存在しない。
【0020】また、第2の発明においては、中間熱交換
器と蒸気発生器とを連結する配管を同一の高さで接続す
ることができるので、二次系配管の長さは極端に短くな
る。そして、蒸気発生器胴部が破損しても、蒸気が建物
内に流出するだけであるので、ナトリウム火災対策設備
が不要になる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0022】図1は本発明に係る高速増殖炉の第1実施
例を示す。図1において、原子炉容器50内には炉心5
1が格納され、この炉心51の上部には炉心上部機構5
2が配設されている。この炉心上部機構52には炉心5
1を制御するための制御棒53が多数設けられており、
炉心51は炉心支持構造物54を介して原子炉容器50
に支持されている。そして、原子炉容器50は原子炉容
器支持構造物55を介して原子炉室床56に支持されて
いる。
【0023】また、原子炉容器50内には、円筒形構造
物としての垂直レダン57が設置されているとともに、
原子炉容器50外には、冷却系機器容器58が設置さ
れ、この冷却系機器容器58内には中間熱交換器59と
一次電磁ポンプ60とが合体して設置されている。
【0024】冷却系機器容器58と原子炉容器50と
は、サテライトレダン61により流路が連結され、この
サテライトレダン61は原子炉上部床62に設置されて
いるレダン支持構造63と、支持台64を介して支持さ
れる。レダン支持構造63はレダンカバー65と併せて
カバーガスバウンダリを形成している。
【0025】ところで、炉心51から流出したナトリウ
ムは、垂直レダン57内を上昇し、サテライトレダン6
1内を移動し、一次入口窓66から中間熱交換器59内
に流入する。
【0026】この流入したナトリウムは、中間熱交換器
59内で熱交換した後、一次電磁ポンプ60で昇圧さ
れ、冷却系機器容器58底部で反転し、サテライトレダ
ン61下部を移動し、さらに原子炉容器50内における
垂直レダン57の外側部を下降して高圧プレナム67に
流入する。
【0027】ここで、中間熱交換器59では、二次ナト
リウムが入口68から流入し、下降管69を下降した
後、下降管窓70から流出し、二次ナトリウム出口71
から流出される。
【0028】次に、本実施例の作用について説明する。
【0029】原子炉容器50内には、炉心51、炉心支
持構造物54、垂直レダン57、および炉心上部機構5
2のみが設置されているため、100万KWe級の発電
所で約6m径になり、小型化が図れる。また、原子炉容
器50はサテライトレダン61を設置するための原子炉
上部床62から吊り下げず、原子炉室床56により支持
するため、地震に対して強固な構造となる。
【0030】さらに、原子炉容器50内には、垂直レダ
ン57が設けられ、その結果、原子炉容器50と垂直レ
ダン57との間にはアニュラス流路が形成される。そし
て、冷却系機器容器58内にはアニュラス流路が形成さ
れ、このアニュラス流路を流出したナトリウムはサテラ
イトレダン61を通り、原子炉容器50と垂直レダン5
7とで形成されるアニュラス流路に流入するため、炉内
配管が不要になり、炉内構造を著しく簡素化できる。
【0031】また、中間熱交換器59を流出したナトリ
ウムは、原子炉容器50と垂直レダン57とで形成され
るアニュラス流路に流入するため、原子炉容器50は運
転中コールドに保持される。
【0032】さらに、冷却系機器容器58は原子炉容器
50と空間的に分離して設置されるため、中間熱交換器
59および一次電磁ポンプ60は原子炉容器50と独立
して保守・補修が可能となる。
【0033】図2は本発明に係る高速増殖炉の第2実施
例おける二次系を示す。図2において、中間熱交換器7
2には二次系ナトリウム出口ノズル73が連結され、こ
の二次系ナトリウム出口ノズル73には熱膨張吸収体7
4を介して蒸気発生器75のナトリウム入口プレナム7
6が接続されている。このナトリウム入口プレナム76
には伝熱管77が接続され、この伝熱管77はUチュー
ブ78で反転し、出口管板79に接続されている。
【0034】この出口管板79の出口側には、電磁ポン
プ80が内蔵されたナトリウム出口プレナム81を介し
て中間熱交換器72の二次系ナトリウム入口ノズル82
に接続される。この二次系ナトリウム入口ノズル82に
は熱膨張吸収体74が設置される。そして、水を供給す
るための給水ノズル83は案内筒84に接続されている
とともに、蒸気出口ノズル85には蒸気導入管86が接
続されている。
【0035】図3は図2の実施例おける二次系を設置し
たプラントの全体図を示し、原子炉容器90に格納され
たアニュラー炉心91の周囲には反射体92が設置さ
れ、中間熱交換器72および一次電磁ポンプ93は冷却
系機器容器94に内包されている。
【0036】中間熱交換器72上部と原子炉格納容器9
5間は不活性ガスを充填した包囲部材としてのN2 ガス
チェイス96が設置され、この中に二次系ナトリウム配
管が設置されている。原子炉格納容器95と蒸気発生器
75とは不活性ガスを充填した包囲部材としてのN2
スチェイス97で連結されている。また、蒸気発生器7
5の入口部にはナトリウム・水反応ライン98が設置さ
れている。
【0037】次に、本実施例の作用について説明する。
【0038】中間熱交換器72の二次系ナトリウム出口
ノズル73から流出したナトリウムは、原子炉格納容器
95内をN2 ガスチェイス96で囲まれているため、漏
洩が生じてもナトリウム火災は生じない。また、ナトリ
ウム入口プレナム76でナトリウムが漏洩してもN2
スチェイス97が設置されているため、ナトリウム火災
は生じない。さらに、蒸気発生器75の胴部で漏洩が生
じても水蒸気が雰囲気中に流出するのみであり、ナトリ
ウム火災は生じない。
【0039】蒸気発生器75内における伝熱管77で漏
洩が生じても、水あるいは蒸気が伝熱管77内に浸入す
るのみであり、ナトリウムは蒸気発生器75間に流出し
ない。ナトリウム出口プレナム81で漏洩が生じてもN
2 ガスチェイス97が設置されているため、ナトリウム
火災は生じない。
【0040】なお、蒸気発生器75の作用は給水ノズル
83から流入した水が案内筒84を経由し、この水が案
内筒84内および水状態部101で加熱され、蒸気相1
02を形成する。これはさらに蒸気導入管86で加熱さ
れ、蒸気出口ノズル85から流出する。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、第1の発明に係る
高速増殖炉によれば、原子炉容器内にホットプールとコ
ールドプールとに垂直方向に区分けする円筒形構造物を
設置し、原子炉容器と液体金属を冷却する冷却系機器容
器とを分離配置し、且つ原子炉容器と冷却系機器容器と
を流体的に連結し、冷却系機器容器に中間熱交換器およ
び一次ポンプを内蔵したことにより、原子炉容器を小型
化し、信頼性を向上させるとともに、一次冷却系から配
管の全てをなくし、信頼性を向上させ、また原子炉容器
と冷却系機能の保守・補修を各部で独立して行うことが
できる。
【0042】また、第2の発明に係る高速増殖炉によれ
ば、中間熱交換器と、横方向に設置され二次系ポンプを
内蔵した蒸気発生器とを接続し、この蒸気発生器は出入
口部にナトリウムプレナムを有し、伝熱管の内部にナト
リウムを封入するとともに、この伝熱管の外側に水相お
よび蒸気相を有し、ナトリウムプレナムの周囲に不活性
ガスを充填した包囲部材を設置したことにより、二次系
配管をほとんど削除でき、その結果、配管漏洩時にナト
リウム火災は生じない。したがって、ナトリウム火災対
策設備を不要にすることができる。そして、蒸気発生器
の胴が漏洩してもナトリウム火災は生じないので、ナト
リウム火災対策設備が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高速増殖炉の第1実施例を示す概
略構成図。
【図2】本発明に係る高速増殖炉の第2実施例における
二次系を示す概略断面図。
【図3】図2の実施例おける二次系を設置したプラント
の全体図。
【図4】従来の高速増殖炉の一例を示す概略構成図。
【図5】従来の他の高速増殖炉を示す概略構成図。
【図6】図5における蒸気発生器の細部を示す斜視図。
【符号の説明】
50 原子炉容器 51 炉心 52 炉心上部機構 57 垂直レダン(円筒形構造物) 58 冷却系機器容器 59 中間熱交換器 60 一次電磁ポンプ 61 サテライトレダン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原子炉容器内にホットプールとコールド
    プールとに垂直方向に区分けする円筒形構造物を設置
    し、上記原子炉容器と液体金属を冷却する冷却系機器容
    器とを分離配置し、且つ上記原子炉容器と冷却系機器容
    器とを流体的に連結し、上記冷却系機器容器に中間熱交
    換器および一次ポンプを内蔵したことを特徴とする高速
    増殖炉。
  2. 【請求項2】 中間熱交換器と、横方向に設置され二次
    系ポンプを内蔵した蒸気発生器とを接続し、この蒸気発
    生器は出入口部にナトリウムプレナムを有し、伝熱管の
    内部にナトリウムを封入するとともに、この伝熱管の外
    側に水相および蒸気相を有し、上記ナトリウムプレナム
    の周囲に不活性ガスを充填した包囲部材を設置したこと
    を特徴とする高速増殖炉。
JP43A 1992-11-24 1992-11-24 高速増殖炉 Pending JPH06160561A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP43A JPH06160561A (ja) 1992-11-24 1992-11-24 高速増殖炉

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JP43A JPH06160561A (ja) 1992-11-24 1992-11-24 高速増殖炉

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JPH06160561A true JPH06160561A (ja) 1994-06-07

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ID=18044495

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JP43A Pending JPH06160561A (ja) 1992-11-24 1992-11-24 高速増殖炉

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JP (1) JPH06160561A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103065693A (zh) * 2013-01-13 2013-04-24 中国科学院合肥物质科学研究院 一种液态金属冷却池式反应堆堆内冷热池分隔系统
CN103714868A (zh) * 2014-01-12 2014-04-09 中国科学技术大学 一种液态重金属冷却自然循环池式反应堆堆内热分隔系统
KR101436497B1 (ko) * 2012-12-11 2014-09-01 한국원자력연구원 나선형 소듐대-소듐 열교환기를 이용하여 자연순환 냉각 성능을 강화한 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템

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