JPH0651078A - 液体金属冷却型高速炉及びそれを用いた発電システム - Google Patents
液体金属冷却型高速炉及びそれを用いた発電システムInfo
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- JPH0651078A JPH0651078A JP4221997A JP22199792A JPH0651078A JP H0651078 A JPH0651078 A JP H0651078A JP 4221997 A JP4221997 A JP 4221997A JP 22199792 A JP22199792 A JP 22199792A JP H0651078 A JPH0651078 A JP H0651078A
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- fuel
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- 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
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 異常発生時にウオーク・アウェイ・セイフテ
ィ状態を保ち、安全性を高める。通常運転時の冷却材温
度を高温化でき、熱効率が向上し、ガスタービン発電も
可能にする。地域暖房などにも使用できるようにする。 【構成】 異常発生時に崩壊熱を除去する炉容器空気冷
却システムを具備している。炉本体は炉心ボイド反応度
が負又は零の小型炉であり、その炉容器１０の内壁面に
断熱構造２６を設け、炉心燃料には酸化物燃料又は窒化
物燃料を使用し、燃料ピン被覆管は外側がステンレス鋼
で内側がニオブ合金の二重構造をなしており、仮想事象
時に液体金属冷却材の沸騰を許容する設計である。燃料
ピン被覆管を二重構造とする代わりに超耐熱合金で製作
してもよい。
ィ状態を保ち、安全性を高める。通常運転時の冷却材温
度を高温化でき、熱効率が向上し、ガスタービン発電も
可能にする。地域暖房などにも使用できるようにする。 【構成】 異常発生時に崩壊熱を除去する炉容器空気冷
却システムを具備している。炉本体は炉心ボイド反応度
が負又は零の小型炉であり、その炉容器１０の内壁面に
断熱構造２６を設け、炉心燃料には酸化物燃料又は窒化
物燃料を使用し、燃料ピン被覆管は外側がステンレス鋼
で内側がニオブ合金の二重構造をなしており、仮想事象
時に液体金属冷却材の沸騰を許容する設計である。燃料
ピン被覆管を二重構造とする代わりに超耐熱合金で製作
してもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炉容器空気冷却システ
ムを備え、仮想事象（冷却材流量喪失・炉停止無し）時
に液体金属冷却材の沸騰を許容する設計とした高速炉に
関し、更に詳しく述べると、炉心ボイド反応度を負又は
零として沸騰制御する形式の小型高速炉に関するもので
ある。この高速炉は、冷却材温度を高温化でき、ガスタ
ービンによる発電も可能となり、地域暖房などにも利用
できる。
ムを備え、仮想事象（冷却材流量喪失・炉停止無し）時
に液体金属冷却材の沸騰を許容する設計とした高速炉に
関し、更に詳しく述べると、炉心ボイド反応度を負又は
零として沸騰制御する形式の小型高速炉に関するもので
ある。この高速炉は、冷却材温度を高温化でき、ガスタ
ービンによる発電も可能となり、地域暖房などにも利用
できる。
【０００２】
【従来の技術】液体金属（一般に液体ナトリウム）を冷
却材とする高速炉は様々存在するが、いずれにしても原
型炉「もんじゅ」などを含めて一般の商用炉では、炉本
体は炉心ボイド反応度が正で、仮想事象時でも冷却材が
沸騰しないように設計されている。そのため、過渡事象
（冷却材流量喪失・炉停止有り）時に冷却材沸騰が生じ
ないように、通常運転時の冷却材温度は５５０℃以下に
制限されている。そして様々な安全対策が採られてい
る。
却材とする高速炉は様々存在するが、いずれにしても原
型炉「もんじゅ」などを含めて一般の商用炉では、炉本
体は炉心ボイド反応度が正で、仮想事象時でも冷却材が
沸騰しないように設計されている。そのため、過渡事象
（冷却材流量喪失・炉停止有り）時に冷却材沸騰が生じ
ないように、通常運転時の冷却材温度は５５０℃以下に
制限されている。そして様々な安全対策が採られてい
る。
【０００３】ところで高速炉の安全対策の一つとして、
炉容器空気冷却システム（ＲＶＡＣＳ）は従来公知であ
る。この炉容器空気冷却システムは、異常発生時にダン
パなどを強制的に開くことにより、外部の空気が導入さ
れて炉容器外側に沿って流れ自然排気するような流路を
形成し、発生する崩壊熱をその空気で除去する構成にな
っている。このシステムは、崩壊熱の除去効率が高く、
単純な機構であって静的な熱除去系であるため信頼性が
高い特徴があるとされており、米国のＰＲＩＳＭ炉（Po
wer Reactor Inherently Safe Module Liquid Metal Re
actor ）での採用が検討されている。
炉容器空気冷却システム（ＲＶＡＣＳ）は従来公知であ
る。この炉容器空気冷却システムは、異常発生時にダン
パなどを強制的に開くことにより、外部の空気が導入さ
れて炉容器外側に沿って流れ自然排気するような流路を
形成し、発生する崩壊熱をその空気で除去する構成にな
っている。このシステムは、崩壊熱の除去効率が高く、
単純な機構であって静的な熱除去系であるため信頼性が
高い特徴があるとされており、米国のＰＲＩＳＭ炉（Po
wer Reactor Inherently Safe Module Liquid Metal Re
actor ）での採用が検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の高速炉では、仮
想事象時に炉心内で冷却材である液体ナトリウムの沸騰
が生じると（沸点約８７８℃）、ステンレス鋼製の燃料
被覆管の高温強度が不足するため燃料ピンが破損し、核
分裂生成物ガスが炉内に放出する。またボイド反応度が
正であると、沸騰によって反応度増加が生じる。これら
の理由で、液体金属冷却型高速炉では、冷却材の沸騰が
絶対に生じないように設計されていた。
想事象時に炉心内で冷却材である液体ナトリウムの沸騰
が生じると（沸点約８７８℃）、ステンレス鋼製の燃料
被覆管の高温強度が不足するため燃料ピンが破損し、核
分裂生成物ガスが炉内に放出する。またボイド反応度が
正であると、沸騰によって反応度増加が生じる。これら
の理由で、液体金属冷却型高速炉では、冷却材の沸騰が
絶対に生じないように設計されていた。
【０００５】例えば前記のＰＲＩＳＭ炉では、仮想事象
時に炉容器内の冷却材や燃料の温度は上昇するが、その
温度上昇によって金属燃料が熱膨張して負の反応度が挿
入される。炉心出口冷却材ナトリウムの平均温度は１０
秒後に７６７℃に達するが、それ以後は下降する。その
ため炉心の大部分の燃料は健全である。しかし、一部の
高温の燃料（hot driver fuel ）では、冷却材が沸騰し
部分的な燃料溶融（融点約９３７℃）が発生する。この
時、ボイド反応度は正であるため、新たな負の反応度挿
入は期待できない。
時に炉容器内の冷却材や燃料の温度は上昇するが、その
温度上昇によって金属燃料が熱膨張して負の反応度が挿
入される。炉心出口冷却材ナトリウムの平均温度は１０
秒後に７６７℃に達するが、それ以後は下降する。その
ため炉心の大部分の燃料は健全である。しかし、一部の
高温の燃料（hot driver fuel ）では、冷却材が沸騰し
部分的な燃料溶融（融点約９３７℃）が発生する。この
時、ボイド反応度は正であるため、新たな負の反応度挿
入は期待できない。
【０００６】また上記のように従来の高速炉では、通常
運転時の冷却材温度が約５５０℃と低いため、熱効率が
低くガスタービン発電は行えない。そのため水蒸気ター
ビン発電に頼らざるをえず、運転操作が複雑であり、し
かもナトリウム−水反応の恐れがある。
運転時の冷却材温度が約５５０℃と低いため、熱効率が
低くガスタービン発電は行えない。そのため水蒸気ター
ビン発電に頼らざるをえず、運転操作が複雑であり、し
かもナトリウム−水反応の恐れがある。
【０００７】本発明の目的は、異常発生時でもウオーク
・アウェイ・セイフティ状態を保ち安全性が高く、最終
的に充分に信頼性のある方法で炉が停止した後は再臨界
になること無く、冷却材温度が徐々に低下し、しかも通
常運転時の冷却材温度を高温化でき、それによって熱効
率が向上し、ガスタービン発電も可能となり、地域暖房
などにも使用できるような液体金属冷却型高速炉を提供
することである。
・アウェイ・セイフティ状態を保ち安全性が高く、最終
的に充分に信頼性のある方法で炉が停止した後は再臨界
になること無く、冷却材温度が徐々に低下し、しかも通
常運転時の冷却材温度を高温化でき、それによって熱効
率が向上し、ガスタービン発電も可能となり、地域暖房
などにも使用できるような液体金属冷却型高速炉を提供
することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、異常発生時に
崩壊熱を除去する炉容器空気冷却システムを備えた高速
炉である。ここで、炉本体は炉心ボイド反応度が負又は
零の小型炉であり、その炉容器の内壁面に断熱構造を設
け、炉心燃料には酸化物燃料又は窒化物燃料を使用し、
燃料ピン被覆管は外側がステンレス鋼で内側がニオブ合
金の二重構造をなしており、仮想事象時に液体金属冷却
材の沸騰を許容する設計とした点が特徴である。ここで
燃料ピン被覆管を二重構造とする代わりに超耐熱合金で
製作してもよい。
崩壊熱を除去する炉容器空気冷却システムを備えた高速
炉である。ここで、炉本体は炉心ボイド反応度が負又は
零の小型炉であり、その炉容器の内壁面に断熱構造を設
け、炉心燃料には酸化物燃料又は窒化物燃料を使用し、
燃料ピン被覆管は外側がステンレス鋼で内側がニオブ合
金の二重構造をなしており、仮想事象時に液体金属冷却
材の沸騰を許容する設計とした点が特徴である。ここで
燃料ピン被覆管を二重構造とする代わりに超耐熱合金で
製作してもよい。
【０００９】また本発明は、上記の高速炉を利用し、そ
の高速炉と、そこで発生する高温の液体金属とガスルー
プ中のガスとの間で熱交換を行う熱交換器と、ガスルー
プ中に位置し前記熱交換器で加熱されたガスで駆動され
るガスタービン発電機とを組み合わせることによって構
成した発電システムである。
の高速炉と、そこで発生する高温の液体金属とガスルー
プ中のガスとの間で熱交換を行う熱交換器と、ガスルー
プ中に位置し前記熱交換器で加熱されたガスで駆動され
るガスタービン発電機とを組み合わせることによって構
成した発電システムである。
【００１０】
【作用】仮想事象時に、冷却材及び燃料の温度が上昇し
て冷却材の沸騰が生じる。炉心燃料は酸化物又は窒化物
であるため耐熱性があり、また燃料ピン被覆管は超耐熱
性であるため高温強度が高く破損せず、冷却材沸騰温度
に耐える。冷却材沸騰が生じると、炉心ボイド反応度が
負又は零であるため、未臨界になり、炉心出力は定格の
数％となる。従って炉心は、それ以降、沸騰と非沸騰の
状態を半永久的に繰り返し、その間ずっと運転員が何の
操作をしなくても安全性が保たれる。また炉心で発生す
る熱は、炉容器空気冷却システムによって徐々に除去さ
れる。
て冷却材の沸騰が生じる。炉心燃料は酸化物又は窒化物
であるため耐熱性があり、また燃料ピン被覆管は超耐熱
性であるため高温強度が高く破損せず、冷却材沸騰温度
に耐える。冷却材沸騰が生じると、炉心ボイド反応度が
負又は零であるため、未臨界になり、炉心出力は定格の
数％となる。従って炉心は、それ以降、沸騰と非沸騰の
状態を半永久的に繰り返し、その間ずっと運転員が何の
操作をしなくても安全性が保たれる。また炉心で発生す
る熱は、炉容器空気冷却システムによって徐々に除去さ
れる。
【００１１】原子炉の安全設計において、近年、ウオー
ク・アウェイ・セイフティ（Walk-away Safety）という
概念が導入されている。これは、異常発生後、数日間位
は運転員が何の操作をしなくても安全が保たれるという
ことである。本発明に係る高速炉は、上記のように沸騰
と非沸騰の状態を半永久的に繰り返している間中、この
Walk-away Safetyの状態を保つ。
ク・アウェイ・セイフティ（Walk-away Safety）という
概念が導入されている。これは、異常発生後、数日間位
は運転員が何の操作をしなくても安全が保たれるという
ことである。本発明に係る高速炉は、上記のように沸騰
と非沸騰の状態を半永久的に繰り返している間中、この
Walk-away Safetyの状態を保つ。
【００１２】
【実施例】図１は本発明に係る液体ナトリウム冷却型高
速炉の一実施例を示す全体説明図であり、図２はその炉
本体部分の拡大説明図である。炉容器１０の内部下方に
炉心１２が位置し、冷却材ナトリウムが流動する。炉心
１２で発生する熱で加熱されたナトリウムは、出口配管
１４から流出して熱交換器１６に至り、そこで熱交換を
行って、冷却したナトリウムは電磁ポンプ１８によって
入口配管２０から炉容器１０内へと戻る。炉容器１０の
外側はガードベッセル２２で覆われ、更にその外側は保
温材２４で囲まれている。
速炉の一実施例を示す全体説明図であり、図２はその炉
本体部分の拡大説明図である。炉容器１０の内部下方に
炉心１２が位置し、冷却材ナトリウムが流動する。炉心
１２で発生する熱で加熱されたナトリウムは、出口配管
１４から流出して熱交換器１６に至り、そこで熱交換を
行って、冷却したナトリウムは電磁ポンプ１８によって
入口配管２０から炉容器１０内へと戻る。炉容器１０の
外側はガードベッセル２２で覆われ、更にその外側は保
温材２４で囲まれている。
【００１３】本発明の高速炉の炉心１２は、熱出力が２
００〜４００ＭＷｔの小型のものであり、且つ炉心ボイ
ド反応度が負又は零になるように設計する。つまり炉心
形状を小型あるいは偏平構造にして炉心表面積を大きく
し、中性子漏洩が大きくなるようにしておく。
００〜４００ＭＷｔの小型のものであり、且つ炉心ボイ
ド反応度が負又は零になるように設計する。つまり炉心
形状を小型あるいは偏平構造にして炉心表面積を大きく
し、中性子漏洩が大きくなるようにしておく。
【００１４】次に崩壊熱出力レベルで冷却材ナトリウム
の沸騰が継続すると仮定しても、それによって燃料ピン
被覆管が破損しないように、該被覆管は高温強度の大き
い材料で作製する。例えば外側がステンレス鋼で内側が
ニオブ合金からなる二重構造とする。この構造では、高
温強度をニオブ合金にもたせ、耐液体ナトリウム腐食性
をステンレス鋼でもたせて、全体としてナトリウムの沸
点に耐えることができる。また酸化物分散強化型合金
（ＯＤＳ合金）、あるいはその他の超耐熱合金を用いて
もよい。また炉心燃料には、耐熱性に優れた酸化物燃料
または窒化物燃料を使用する。
の沸騰が継続すると仮定しても、それによって燃料ピン
被覆管が破損しないように、該被覆管は高温強度の大き
い材料で作製する。例えば外側がステンレス鋼で内側が
ニオブ合金からなる二重構造とする。この構造では、高
温強度をニオブ合金にもたせ、耐液体ナトリウム腐食性
をステンレス鋼でもたせて、全体としてナトリウムの沸
点に耐えることができる。また酸化物分散強化型合金
（ＯＤＳ合金）、あるいはその他の超耐熱合金を用いて
もよい。また炉心燃料には、耐熱性に優れた酸化物燃料
または窒化物燃料を使用する。
【００１５】炉容器１０がステンレス鋼製の場合、冷却
材ナトリウム沸騰時の炉容器温度が６５０℃以下に保た
れるように設計する。そのため以下に述べるような様々
な冷却手段を採用すると共に、炉容器１０内に断熱構造
２６を形成し、炉容器１０の温度上昇を抑える。断熱構
造２６は、図３に示すように、炉容器１０の内壁面に固
定ボルト２８を植設し、それに複数段にステンレス鋼製
あるいはセラミック製の断熱板３０をナット３２等で取
り付けた構造である。複数の断熱板３０によってナトリ
ウムの流動に淀みが生じ、炉容器１０の温度上昇を防止
する。
材ナトリウム沸騰時の炉容器温度が６５０℃以下に保た
れるように設計する。そのため以下に述べるような様々
な冷却手段を採用すると共に、炉容器１０内に断熱構造
２６を形成し、炉容器１０の温度上昇を抑える。断熱構
造２６は、図３に示すように、炉容器１０の内壁面に固
定ボルト２８を植設し、それに複数段にステンレス鋼製
あるいはセラミック製の断熱板３０をナット３２等で取
り付けた構造である。複数の断熱板３０によってナトリ
ウムの流動に淀みが生じ、炉容器１０の温度上昇を防止
する。
【００１６】炉容器１０の外側には炉容器空気冷却シス
テム（ＲＶＡＣＳ）が設けられている。このシステム
は、異常発生時に、入口ダンパ４０から取り入れられる
新鮮な空気が、空気流入路４２から導入され、ガードベ
ッセル２２と保温材２４の間の空間を通って炉容器１０
を冷却し、排気塔４４から排気する構成である。即ち、
空気による自然循環冷却である。この冷却能力は、定格
出力の０．５〜２％以上となるように設計する。この
間、冷却材入口配管２０から炉容器１０内への、比較的
低温の冷却材ナトリウムの流入も期待でき、炉容器１０
の温度上昇は抑えられる。また必要に応じて、この炉容
器空気冷却システムの熱除去性能を改善するため、炉容
器１０とガードベッセル２２の間に、ＮａＫ等の液体金
属を貯蔵タンクから重力落下で流し込む手段４６を設け
る。あるいは予めＨｅガスを充填しておいてもよい。
テム（ＲＶＡＣＳ）が設けられている。このシステム
は、異常発生時に、入口ダンパ４０から取り入れられる
新鮮な空気が、空気流入路４２から導入され、ガードベ
ッセル２２と保温材２４の間の空間を通って炉容器１０
を冷却し、排気塔４４から排気する構成である。即ち、
空気による自然循環冷却である。この冷却能力は、定格
出力の０．５〜２％以上となるように設計する。この
間、冷却材入口配管２０から炉容器１０内への、比較的
低温の冷却材ナトリウムの流入も期待でき、炉容器１０
の温度上昇は抑えられる。また必要に応じて、この炉容
器空気冷却システムの熱除去性能を改善するため、炉容
器１０とガードベッセル２２の間に、ＮａＫ等の液体金
属を貯蔵タンクから重力落下で流し込む手段４６を設け
る。あるいは予めＨｅガスを充填しておいてもよい。
【００１７】更にこの高速炉では、炉熱出力に比較し冷
却材の量を多く（従来の炉の１．５〜２倍）設計してい
る。これは炉容器空気冷却システムを設けたため、炉容
器が長くなり、必然的に大きくなったことによる。この
ため仮想事象である冷却材流量喪失・炉停止無しを想定
しても、炉心で沸騰が発生し炉が未臨界になった後の数
十分間の比較的高いレベルの崩壊熱は、この大量に存在
する冷却材ナトリウムが１００〜２００℃程度温度上昇
するだけで済む。
却材の量を多く（従来の炉の１．５〜２倍）設計してい
る。これは炉容器空気冷却システムを設けたため、炉容
器が長くなり、必然的に大きくなったことによる。この
ため仮想事象である冷却材流量喪失・炉停止無しを想定
しても、炉心で沸騰が発生し炉が未臨界になった後の数
十分間の比較的高いレベルの崩壊熱は、この大量に存在
する冷却材ナトリウムが１００〜２００℃程度温度上昇
するだけで済む。
【００１８】最終的に炉停止棒の挿入が出来ない場合に
備えて、 6Ｌｉ等の液体の吸収材を注入するか、あるい
はホウ素入りのステンレス鋼製粒（直径数mm程度）を、
炉容器１０内に落とす案内機構４８を設けておく。必要
な場合には、予めそのためのスペースを炉心内に設けて
おくことも可能である。
備えて、 6Ｌｉ等の液体の吸収材を注入するか、あるい
はホウ素入りのステンレス鋼製粒（直径数mm程度）を、
炉容器１０内に落とす案内機構４８を設けておく。必要
な場合には、予めそのためのスペースを炉心内に設けて
おくことも可能である。
【００１９】この高速炉において仮想事象時の事象推移
は次のようになる。仮想事象が発生すると、炉容器内の
冷却材ナトリウム温度が上昇して沸騰が生じる。ボイド
反応度が負のため未臨界になる。発生熱は崩壊熱レベル
になり、炉心出力は定格の数％である。当初、上部プレ
ナムの冷却材ナトリウム温度は１００〜２００℃上昇す
る。燃料ピン被覆管は高温耐熱性を有するため破損しな
い。数時間後には、崩壊熱は定格出力運転時の０．５〜
２％程度となり、炉容器空気冷却システム等による除熱
能力の方が大きくなり、上部プレナム温度は低下し始め
る。炉心は未臨界と臨界、非沸騰と沸騰の状態を以後半
永久的に繰り返す。この間、ずっとWalk-away Safetyの
状態を維持する。
は次のようになる。仮想事象が発生すると、炉容器内の
冷却材ナトリウム温度が上昇して沸騰が生じる。ボイド
反応度が負のため未臨界になる。発生熱は崩壊熱レベル
になり、炉心出力は定格の数％である。当初、上部プレ
ナムの冷却材ナトリウム温度は１００〜２００℃上昇す
る。燃料ピン被覆管は高温耐熱性を有するため破損しな
い。数時間後には、崩壊熱は定格出力運転時の０．５〜
２％程度となり、炉容器空気冷却システム等による除熱
能力の方が大きくなり、上部プレナム温度は低下し始め
る。炉心は未臨界と臨界、非沸騰と沸騰の状態を以後半
永久的に繰り返す。この間、ずっとWalk-away Safetyの
状態を維持する。
【００２０】この高速炉は、冷却材ナトリウム出口温度
を約６５０℃程度まで高くすることができるため、それ
を用いることによりガスタービン発電が可能となる。そ
の系統図を図４に示す。高速炉５０は、前記した通りの
構成であってよい。その冷却系統（ＡループとＢループ
の２系統あるが、ここではＡループのみ描いてある）に
熱交換器５２と電磁ポンプ５４を設ける。熱交換器５２
にはＨｅ−Ｘｅガスループを設け、ガスタービン５６、
コンプレッサ５８、発電機６０、レキュパレータ６２、
プレクーラ６４を設ける。高速炉５０から出る約６５０
℃の高温冷却材ナトリウムの熱は、熱交換器５２でＨｅ
−Ｘｅガスと熱交換し、高温のガスでガスタービン５６
を駆動し、発電機６０で発電を行う。排熱温度は２００
℃以上と高温になるので、地域暖房等への利用が可能と
なる。またこのシステムは水蒸気タービンシステムでは
ないので、Ｎａ−水反応の心配が無く、安全性も高い。
を約６５０℃程度まで高くすることができるため、それ
を用いることによりガスタービン発電が可能となる。そ
の系統図を図４に示す。高速炉５０は、前記した通りの
構成であってよい。その冷却系統（ＡループとＢループ
の２系統あるが、ここではＡループのみ描いてある）に
熱交換器５２と電磁ポンプ５４を設ける。熱交換器５２
にはＨｅ−Ｘｅガスループを設け、ガスタービン５６、
コンプレッサ５８、発電機６０、レキュパレータ６２、
プレクーラ６４を設ける。高速炉５０から出る約６５０
℃の高温冷却材ナトリウムの熱は、熱交換器５２でＨｅ
−Ｘｅガスと熱交換し、高温のガスでガスタービン５６
を駆動し、発電機６０で発電を行う。排熱温度は２００
℃以上と高温になるので、地域暖房等への利用が可能と
なる。またこのシステムは水蒸気タービンシステムでは
ないので、Ｎａ−水反応の心配が無く、安全性も高い。
【００２１】以上の説明では液体金属冷却材として液体
ナトリウムを用いた例を示しているが、沸騰時の温度を
低くするためにＮａＫを用いることもできる。
ナトリウムを用いた例を示しているが、沸騰時の温度を
低くするためにＮａＫを用いることもできる。
【００２２】
【発明の効果】本発明は上記のように炉容器空気冷却シ
ステムを備え、炉心ボイド反応度を負又は零とし、仮想
事象時に冷却材の沸騰を許容するように設計した液体金
属冷却型高速炉であるので、仮想事象時に長期的に沸騰
−非沸騰の状態が断続し、その期間はWalk-away Safety
の状態が維持され、運転員が何の操作をしなくても安全
が保たれる。そして炉停止後、それ以降は再臨界になる
ことはなく、炉容器空気冷却システム等によって冷却材
温度は次第に低下する。
ステムを備え、炉心ボイド反応度を負又は零とし、仮想
事象時に冷却材の沸騰を許容するように設計した液体金
属冷却型高速炉であるので、仮想事象時に長期的に沸騰
−非沸騰の状態が断続し、その期間はWalk-away Safety
の状態が維持され、運転員が何の操作をしなくても安全
が保たれる。そして炉停止後、それ以降は再臨界になる
ことはなく、炉容器空気冷却システム等によって冷却材
温度は次第に低下する。
【００２３】従って、本発明の高速炉では、従来の高速
炉の場合以上に、冷却材温度を高くして運転することが
可能となるので、熱効率が向上し、またガスタービンの
使用が可能となる。ガスタービン使用の場合は、水蒸気
タービンシステムに比較して運転操作が簡単になると共
に、Ｎａ−水反応の心配が無くなる。その上、排熱温度
が高いので地域暖房などにも利用できる。
炉の場合以上に、冷却材温度を高くして運転することが
可能となるので、熱効率が向上し、またガスタービンの
使用が可能となる。ガスタービン使用の場合は、水蒸気
タービンシステムに比較して運転操作が簡単になると共
に、Ｎａ−水反応の心配が無くなる。その上、排熱温度
が高いので地域暖房などにも利用できる。
【図１】本発明に係る液体ナトリウム冷却型高速炉の一
実施例を示す説明図。
実施例を示す説明図。
【図２】その高速炉本体部分の拡大説明図。
【図３】炉容器内壁の断熱構造の説明図。
【図４】本発明に係るガスタービン発電の系統説明図。
１０ 炉容器 １２ 炉心 １６ 熱交換器 １８ 電磁ポンプ ２２ ガードベッセル ２４ 保温材 ２６ 断熱構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ２１Ｃ 15/12 ＧＤＫ Ｆ 8908−2Ｇ
Claims (3)
- 【請求項１】 異常発生時に崩壊熱を除去する炉容器空
気冷却システムを備えた高速炉において、炉本体は炉心
ボイド反応度が負又は零の小型炉であり、その炉容器の
内壁面に断熱構造を設け、炉心燃料には酸化物燃料又は
窒化物燃料を使用し、燃料ピン被覆管は外側がステンレ
ス鋼で内側がニオブ合金の二重構造をなしており、仮想
事象時に液体金属冷却材の沸騰を許容する設計としたこ
とを特徴とする液体金属冷却型高速炉。 - 【請求項２】 異常発生時に崩壊熱を除去する炉容器空
気冷却システムを備えた高速炉において、炉本体は炉心
ボイド反応度が負又は零の小型炉であり、その炉容器の
内壁面に断熱構造を設け、炉心燃料には酸化物燃料又は
窒化物燃料を使用し、燃料ピン被覆管は超耐熱合金から
なり、仮想事象時に液体金属冷却材の沸騰を許容する設
計としたことを特徴とする液体金属冷却型高速炉。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の高速炉と、そこで
発生する高温の液体金属とガスループ中のガスとの間で
熱交換を行う熱交換器と、ガスループ中に位置し前記熱
交換器で加熱されたガスで駆動されるガスタービン発電
機とを組み合わせた発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4221997A JP2740995B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 液体金属冷却型高速炉及びそれを用いた発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4221997A JP2740995B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 液体金属冷却型高速炉及びそれを用いた発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0651078A true JPH0651078A (ja) | 1994-02-25 |
| JP2740995B2 JP2740995B2 (ja) | 1998-04-15 |
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ID=16775477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4221997A Expired - Fee Related JP2740995B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 液体金属冷却型高速炉及びそれを用いた発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2740995B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019515319A (ja) * | 2016-05-04 | 2019-06-06 | チノッティ ルチャーノ | 自立炉心を備えた原子炉 |
| RU2713473C2 (ru) * | 2010-02-22 | 2020-02-05 | Эдвансд Риэктор Консептс Ллк | Система ядерного реактора и способ получения ядерной энергии |
-
1992
- 1992-07-29 JP JP4221997A patent/JP2740995B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2713473C2 (ru) * | 2010-02-22 | 2020-02-05 | Эдвансд Риэктор Консептс Ллк | Система ядерного реактора и способ получения ядерной энергии |
| JP2019515319A (ja) * | 2016-05-04 | 2019-06-06 | チノッティ ルチャーノ | 自立炉心を備えた原子炉 |
| US11227694B2 (en) | 2016-05-04 | 2022-01-18 | Luciano Cinotti | Nuclear reactor with a self-supporting core |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2740995B2 (ja) | 1998-04-15 |
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