JPH07113886A

JPH07113886A - 高速増殖炉

Info

Publication number: JPH07113886A
Application number: JP5257188A
Authority: JP
Inventors: Naruhito Kondo; 藤成仁近
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】原子炉の構成機器を接続する配管形状および
その支持構造が簡素であり、かつ、信頼性が高いループ
型高速増殖炉を提供する。【構成】炉心１７を格納する原子炉容器２の周囲に、
冷却材循環用の電磁ポンプ２９と熱交換器３３を格納す
る少なくとも一つの衛星タンク３を配設し、原子炉容器
２と衛星タンク３の頂部を貫通して液体金属を流通させ
る連結導管４によって原子炉容器２と各衛星タンク３を
連結し、原子炉容器２と衛星タンク３と連結導管４とを
放射性物質漏洩防止用の原子炉格納容器５によって密封
し、これらを一体構造の原子炉支持構造物６によって保
持するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体金属冷却材を用い
るループ型の高速増殖炉に係り、特に原子炉容器と冷却
材駆動用ポンプと中間熱交換器の間の配管形状を簡略化
して熱応力緩和と耐地震強度の向上を図った高速増殖炉
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に高速増殖炉は、その炉型から、ル
ープ型炉とタンク型炉の２種類に大別できる。ループ型
炉としては例えば我が国の高速増殖炉原型炉「もんじ
ゅ」があり、タンク型炉としては例えばフランスの「ス
ーパーフェニックス」がある。

【０００３】タンク型炉は比較的大きな原子炉容器を有
し、この原子炉容器内に炉心、循環ポンプ、中間熱交換
器を備え、容器内に冷却材（液体ナトリウム）を貯溜し
ている。

【０００４】このタンク型炉は、循環ポンプによって原
子炉容器内で液体ナトリウムを循環させ、この液体ナト
リウムによって炉心の熱を吸収し、中間熱交換器によっ
て液体ナトリウムの熱を外部に取り出すようにしてい
る。

【０００５】タンク型炉は、液体ナトリウムを流通させ
る一次冷却材配管がない利点がある反面、原子炉容器に
炉心、循環ポンプ、中間熱交換器及び炉心遮蔽体等を設
置するので、原子炉容器の内部構造が複雑であるという
欠点を有している。また、原子炉容器の寸法に対する制
限から、設計上の柔軟性に乏しいこともある。

【０００６】これに対して、ループ型炉は、炉心と循環
ポンプと中間熱交換器を各々別個の容器内に格納し、こ
れらの間を配管によって互いに接続するようにしてい
る。このループ型炉では、冷却材（液体ナトリウム）は
循環ポンプによって駆動され、配管を通って原子炉容
器、循環ポンプを格納する容器、中間熱交換器を格納す
る容器の間を循環する。

【０００７】液体ナトリウムは、炉心を冷却して高温と
なり、中間熱交換器の容器へ流れて中間熱交換器で２次
冷却材と熱交換して冷却され、再び原子炉容器の炉心に
送られる。

【０００８】上記従来のループ型高速増殖炉の一例を図
７に示す。図において、従来のループ型高速増殖炉１０
０は、炉心を収納する原子炉容器１０１と、一次冷却材
を駆動する一次循環ポンプ１０２と、一次冷却材と二次
冷却材とを熱交換させる中間熱交換器１０３とによって
構成されている。

【０００９】原子炉容器１０１は炉心１０４を格納し、
この炉心１０４は炉心支持構造物１０５によって支承さ
れている。炉心１０４の上部には制御棒や核燃料交換機
等を含む炉心上部機構１０６が設けられている。原子炉
容器１０１の内部は炉心支持構造物１０５によって区分
けされ、上方に上部プレナム１０７、下方に下部プレナ
ム１０８が形成されている。

【００１０】原子炉容器１０１と一次循環ポンプ１０２
と中間熱交換器１０３は、図に示すような配管によって
接続されている。

【００１１】この従来のループ型高速増殖炉１００にお
いて、冷却材は図に示す矢印の方向に流動する。すなわ
ち、原子炉容器１０１は内部に一次冷却材を収容し、こ
の一次冷却材は一次循環ポンプ１０２に吸引されて下部
プレナム１０８から炉心１０４を通って上部プレナム１
０７に流入する。炉心１０４を通過するときに、一次冷
却材は炉心１０４の熱を吸収して高温になる。この高温
の一次冷却材は、一次循環ポンプ１０２の負圧によって
接続配管を通って一次循環ポンプ１０２に流れる。一次
循環ポンプ１０２で一次冷却材は昇圧され、ポンプの吐
出口から接続配管を通って中間熱交換器１０３に供給さ
れる。中間熱交換器１０３では、一次冷却材は二次冷却
材に熱を与えて低温になり、接続配管を通って再び原子
炉容器の下部プレナム１０８に戻る。中間熱交換器１０
３のノズル１０９，１１０は、それぞれ二次冷却材の供
給ノズルと排出ノズルを示している。

【００１２】二次冷却材は、中間熱交換器１０３で一次
冷却材によって熱せられ、高温になって図示しない水蒸
気発生装置に送られ、水蒸気を発生させる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のループ型高
速増殖炉では、原子炉容器、循環ポンプ、中間熱交換器
を接続する配管が高温の液体ナトリウムによって熱膨張
するので、配管による熱反力を低減するために配管形状
を多くの曲がりを有する柔軟なものにしなければならな
い。

【００１４】特に、一般にループ型高速増殖炉の配管は
ステンレス鋼からなるものが多いが、ステンレス鋼は熱
膨張率が大きいので、上記配管の柔軟性がさらに求めら
れる。

【００１５】しかし、配管形状を柔軟なものにするため
には、一般に配管形状が複雑なものになるという問題が
あった。

【００１６】また、反対に耐震強度の観点からは、ルー
プ型高速増殖炉の配管は地震時に配管にかかる応力を低
減させるため、振動に対して剛な構造が要求される。剛
な構造にするためには、配管形状はなるべく簡単なもの
の方が良い。

【００１７】また、配管内面には核分裂生成物や腐食生
成物が付着するので、保守性の観点からは、できるだけ
配管は短い方がよいことになる。

【００１８】このようにループ型高速増殖炉の配管形状
については、相反する要求を満たさなければならない。

【００１９】さらに、高速増殖炉の容器と配管の肉厚
は、液体ナトリウムの大きな温度上昇によって配管壁体
等に急激な温度勾配が発生して大きな熱応力が生じる。
この観点からは、高速増殖炉の機器や配管の肉厚を比較
的薄くしなければならないが、薄い肉厚の配管や容器は
地震に対して敏感であるという問題がある。

【００２０】上記種々の矛盾する要求を同時に満足する
ループ型高速増殖炉の配管を設計するのは、極めて困難
であった。

【００２１】また、配管を支持するコンクリート構造、
スナッバ、ハンガ、ロッド等の支持装置は、取付が困難
であり、かつ、地震等の地面からの加速度から原子炉構
造を保護する能力に限界があった。

【００２２】そこで本発明の目的は、上記従来のループ
型高速増殖炉の課題を解決し、原子炉の構成機器を接続
する配管形状およびその支持構造が簡素であり、かつ、
信頼性が高いループ型高速増殖炉を提供することにあ
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明による高速増殖炉
は、炉心を格納する原子炉容器の周囲に、冷却材循環用
の電磁ポンプと熱交換器を格納する少なくとも一つの衛
星タンクを配設し、前記原子炉容器と衛星タンクの液体
金属を流通させる連結導管によって前記原子炉容器と各
衛星タンクを連結し、前記原子炉容器と衛星タンクと連
結導管とを放射性物質漏洩防止用の原子炉格納容器によ
って密封し、前記原子炉容器、衛星タンク、連結導管お
よび原子炉格納容器を一体に構成された原子炉支持構造
物によって支持するようにしたことを特徴とするもので
ある。

【００２４】

【作用】本発明による高速増殖炉は、炉心を格納する原
子炉格納容器の周囲に衛星タンクを配置し、同一の衛星
タンクの内部に中間熱交換器と冷却材循環用ポンプを設
けているので、従来大きな熱変形等を生じていた中間熱
交換器と冷却材循環用ポンプとを接続する配管を省略す
ることができる。

【００２５】また、本発明の高速増殖炉によれば、原子
炉容器と衛星タンクと連結導管と原子炉格納容器からな
る原子炉本体構造物の全体を一体構造の原子炉支持構造
物によって保持するようにしているので、原子炉を構成
する各機器が確実に保持される。

【００２６】

【実施例】本発明による高速増殖炉の実施例について添
付の図面を用いて以下に説明する。図１は、本発明の高
速増殖炉の一実施例の原子炉を構成する本体部分（原子
炉本体構造物）を示している。図１に示すように、本実
施例の高速増殖炉１は、中心部に炉心を格納する原子炉
容器２を有し、この原子炉容器２の周囲に冷却材循環ポ
ンプと熱交換器を格納する４つの衛星タンク３を有して
いる。

【００２７】原子炉容器２と各衛星タンク３の頂部は、
一次冷却材（液体ナトリウム）を流通させる一対の連結
導管４によって連結されている。

【００２８】前記原子炉容器２と衛星タンク３と連結導
管４の外周には、これらを全体として密封する一体構造
の原子炉格納容器５が設けられている。

【００２９】この原子炉格納容器５は、図２に示す原子
炉支持構造物６に固定され、かつ保持されている。

【００３０】図２は上記原子炉支持構造物６のみを示し
ている。原子炉支持構造物６は底部に一体構造の強化コ
ンクリートからなるコンクリート基礎７を有し、このコ
ンクリート基礎７は強化コンクリートからなる一体構造
のコンクリート枠８を支承している。コンクリート枠８
の内部には、原子炉格納容器５等を支承するコンクリー
ト支持体９が組み込まれている。上記コンクリート基礎
７は、地震に対する地盤の弱さを克服するために、防振
が必要とされる構造体の土台として設けられている。

【００３１】上記コンクリート支持体９は、原子炉容器
を格納する原子炉容器用空間９ａと、衛星タンクを格納
する衛星タンク用空間９ｂと、燃料格納容器を格納する
燃料格納空間９ｃとを有している。

【００３２】コンクリート枠８はさらに、上記コンクリ
ート支持体９に隣接して水蒸気発生手段を格納する水蒸
気発生手段用隔室１０と、各種配管および計測・制御装
置を格納する補助隔室１１とを有している。

【００３３】上記原子炉支持構造物６に対して、原子炉
格納容器５に密封された原子炉容器２と衛星タンク３
は、原子炉容器用空間９ａと衛星タンク用空間９ｂ内に
それぞれ配置され、コンクリート支持体９によって支持
されている。コンクリート支持体９の上には、運転操作
のための鋼製のデッキプラットホーム１２が設けられて
いる。

【００３４】本発明による高速増殖炉の原子炉支持構造
物６は、支持される原子炉容器２、衛星タンク３等から
なる原子炉本体構造物よりも高い固有振動数を有してい
る。本実施例では、原子炉支持構造物６は周波数が１０
ヘルツより大きな水平方向の固有振動数を有しているの
に対し、原子炉支持構造物６によって支持される原子炉
本体構造物は、周波数４ヘルツないし６ヘルツの水平方
向の固有振動数を有している。

【００３５】図３は上記原子炉容器２と衛星タンク３の
支持構造およびその内部構造を示している。原子炉容器
２は、原子炉格納容器５によって密封され、支持部材１
３を介してコンクリート支持体９によって支持されてい
る。

【００３６】衛星タンク３は、原子炉格納容器５によっ
て密封され、水平方向の熱変位を許容するローラ１４を
介してコンクリート支持体９上に載置されている。この
ローラ１４による上下方向の不安定さを回避するため
に、垂直方向拘束器１５が衛星タンク３の上端部に設け
られている。

【００３７】衛星タンク３の外側の原子炉格納容器５に
は、放熱用の冷却フィン１６が設けられている。

【００３８】原子炉容器２の内部は、炉心１７を支持す
る水平方向の支持ブラケット１８によって上下に区画さ
れ、支持ブラケット１８の下方には低温低圧の一次冷却
材を貯溜する低圧プレナム１９、支持ブラケット１８の
上方には高温の一次冷却材を貯溜する上部プレナム２０
が画成されている。

【００３９】低圧プレナム１９の内部はさらに区画さ
れ、炉心１７の下部に下部プレナム２１が形成されてい
る。一方、上部プレナム２０の上方には、不活性ガスが
充填されたガス空間２２が形成されている。

【００４０】また、原子炉容器２の炉心１７上方位置に
は、制御棒駆動機構や制御用計装機等（図示せず）を含
む炉心上部機構２３が設置されている。

【００４１】一方、衛星タンク３の内部は、水平隔壁２
４によって上下に区画され、水平隔壁２４の上方には高
温の一次冷却材を一時的に貯溜する上部プレナム２５、
水平隔壁２４の下方には低温の一次冷却材を一時的に貯
溜する下部プレナム２６が形成されている。上部プレナ
ム２５の上方には不活性ガスを充填するガス空間２７が
形成されている。

【００４２】衛星タンク３の下部プレナム２６とガス空
間２７は、水平隔壁２４に貫設されたガス連通導管２８
によって互いに連通されている。

【００４３】衛星タンク３の下部プレナム２６と原子炉
容器２の下部プレナム２１は、低温の連結導管４ａによ
って互いに連通されている。この低温の連結導管４ａの
一端は、衛星タンク３の頂部カバーを貫通してガス連通
導管２８内に設置された電磁ポンプ２９の吐出口に接続
されている。ガス連通導管２８の他端は、原子炉容器２
の頂部カバーと支持ブラケット１８を貫通してノズルを
介して原子炉容器の下部プレナム２１に接続されてい
る。

【００４４】低温の連結導管４ａの外側にはプレナム連
通管３０が同心的に設けられている。このプレナム連通
管３０の一端は開口３０ａを介して衛星タンク３の下部
プレナム２６に連通し、他端は開口３０ｂを介して原子
炉容器の低圧プレナム１９に連通している。

【００４５】プレナム連通管３０の周囲は、原子炉格納
容器の一部をなす格納導管５ａによって密封されてい
る。格納導管５ａの途中には、熱変形吸収用のベローズ
３１が設けられている。

【００４６】衛星タンクの上部プレナム２５と原子炉容
器の上部プレナム２０は、高温の連結導管４ｂによって
互いに連通されている。高温の連結導管４ｂの途中には
熱変形を吸収するベローズ３２が設けられている。

【００４７】衛星タンク３側の高温の連結導管４ｂの端
部には、中間熱交換器３３が設けられている。この中間
熱交換器３３には、一次冷却材の熱を外部に伝達する二
次冷却材を流通させる二次冷却材供給管３４と二次冷却
材排出管３５が接続されている。また、中間熱交換器３
３は、上部プレナム２５の一次冷却材が内部を通って二
次冷却材と熱交換した後に下部プレナム２６に流入する
ように構成されている。

【００４８】本発明の高速増殖炉の原子炉容器あるいは
衛星タンクの外壁部分には放熱構造を設けることができ
る。図４に衛星タンク３の外壁部分の放熱構造を示す。

【００４９】衛星タンク３の側壁の外側には原子炉格納
容器５の側壁部分があり、原子炉格納容器５の側壁の外
表面には複数の冷却フィン１６が設けられている。冷却
フィン１６の間の空間には、例えば窒素ガスのような不
活性ガスから成る冷却媒体を循環させてもよい。

【００５０】冷却フィン１６の外側には、シュラウド４
０が設けられ、このシュラウド４０の外側には断熱材か
らなる断熱層４１が備えられている。断熱層４１の外表
面は、環状空間４２を隔てて原子炉支持構造物のコンク
リート支持体９の内表面に設けられた保護用セラミック
ライナ４３と対向している。

【００５１】原子炉支持構造物６は、熱や変位に対する
大きな緩衝用空間を介して原子炉容器２や衛星タンク３
を収納するように、充分な内容積を有するように形成さ
れている。好ましくは緩衝用空間の外側の面積は、原子
炉構造全体の表面積の２倍以上に設定する。

【００５２】次に上記構造に基づく本実施例の作用・効
果について以下に説明する。本実施例の高速増殖炉１で
は、冷却材は図３に示す矢印の方向に流動する。すなわ
ち、衛星タンクの下部プレナム２６中の一次冷却材は、
電磁ポンプ２９によって昇圧され、低温側連結導管４ａ
を通って原子炉容器の下部プレナム２１に流入する。原
子炉容器の下部プレナム２１に流入した一次冷却材は上
方に流れ、炉心１７を冷却して高温となって原子炉容器
の上部プレナム２０流入する。原子炉容器の上部プレナ
ム２０中の高温の一次冷却材は、高温の連結導管４ｂを
通って衛星タンクの上部プレナム２５に流入する。衛星
タンクの上部プレナム２５中の一次冷却材は、中間熱交
換器３３を通って二次冷却材と熱交換し、低温となって
衛星タンクの下部プレナム２６に戻る。

【００５３】中間熱交換器３３において、二次冷却材は
外部から二次冷却材供給管３４を通って流入し、一次冷
却材によって加熱された後に、二次冷却材排出管３５を
通ってたとえば図示しない外部の水蒸気発生手段に導か
れる。

【００５４】水蒸気発生手段は、二次冷却材の熱によっ
て水蒸気を発生し、この水蒸気をタービン等に供給して
動力を発生する。

【００５５】本実施例の高速増殖炉１は、衛星タンク３
内に十分な量の一次冷却材を保持し、冷却材の循環ポン
プが故障したときに原子炉の急激な温度上昇を防止する
ことができる。すなわち、電磁ポンプ２９が何らかの原
因で停止したとき、原子炉容器の下部プレナム２１中の
一次冷却材は炉心１７によって加熱され、比重の差によ
って上昇して原子炉容器の上部プレナム２０に流入す
る。原子炉容器２の上部プレナム２０中の一次冷却材
は、高温の連結導管４ｂを通って衛星タンク３の上部プ
レナム２５に流入し、さらに下部プレナム２６に流入す
る。衛星タンク３の下部プレナム２６に一次冷却材が流
入することにより、ガス連通導管２８中の一次冷却材の
液面が上昇し、原子炉容器２の低圧プレナム１９と圧力
差が生じる。この圧力差によって、衛星タンク３の下部
プレナム２６中の一次冷却材は、プレナム連通管３０を
通って原子炉容器２の低圧プレナム１９に流入する。

【００５６】このように、一次冷却材が自然の法則によ
って原子炉容器２と衛星タンク３の間を循環して炉心１
７を冷却するので、小さな原子炉容器２を有しながら大
容量のタンク型高速増殖炉と同様に、大きな熱慣性によ
ってポンプ故障時の炉心の温度上昇を防止することがで
きる。

【００５７】また、本発明によれば構造が簡単であり、
熱による反力や応力が低く、かつ、地震に対して高い信
頼性を有するループ型高速増殖炉を提供することができ
る。

【００５８】すなわち、本発明によれば、各衛星タンク
３内に電磁ポンプ２９と中間熱交換器３３を収納してい
るので、電磁ポンプと熱交換器とを接続する配管を省略
し、配管形状を簡素化することができる。

【００５９】また、原子炉支持構造物６によって原子炉
容器２を固定的に支持し、ローラ１４の作用によって衛
星タンク３を水平方向に滑動可能に支持することによ
り、原子炉容器２と衛星タンク３の間の接続配管の熱応
力を衛星タンク３の滑動によって吸収することができ
る。さらに、配管途中にベローズ３１，３２等の伸縮可
能な配管部材を設けることによって熱応力をさらに軽減
する。これによって、簡単な配管形状を有し、かつ、熱
応力が小さい高速増殖炉を得ることができる。

【００６０】地震に対しても、本発明の高速増殖炉は高
い信頼性を有している。すなわち、原子炉容器２と衛星
タンク３と連結導管４等が一体構造の原子炉支持構造物
６の各収納空間に収納・支持されているので、原子炉の
各構成機器が安定している。また、接続配管は、簡単な
形状を有しているので、地震等の加速度に対して配管系
統の揺動を軽減することができる。

【００６１】上記原子炉支持構造物６は、支持される原
子炉本体構造物の固有振動数より大きな固有振動数を有
するように構成されているので、地震による原子炉本体
構造物の励振を防止することができる。地震による上下
方向の加速度に対して、衛星タンク３の垂直方向拘束器
１５は、衛星タンク３の上下動を防止することができ
る。

【００６２】また、本発明の高速増殖炉では、原子炉容
器と衛星タンクと連結導管の外側を原子炉格納容器よっ
て取り囲んで密封しているので、万一、原子炉容器や連
結導管から冷却材等が漏洩しても、これが流出するのを
防止でき、熱応力や地震等に対して安全な高速増殖炉を
提供することができる。

【００６３】さらに、本発明の高速増殖炉によれば、原
子炉の構成機器を接続する配管等を建設現場に合わせて
配設する必要がないので、構成機器を配管の大部分をモ
ジュール化して、最終組立のみ現場で行うことができ
る。配管を支持するスナッバ、ハンガ、ロッド等の複雑
な支持装置を建設現場で取り付ける必要もない。これに
より、製造・組立が容易な高速増殖炉を提供することが
できる。

【００６４】次に、衛星タンクの異なる実施態様につい
て以下に説明する。図５は、衛星タンク内で一次冷却材
あるいは二次冷却材によって直接水を加熱して水蒸気を
発生するようにした衛星タンクを示している。

【００６５】図５において、衛星タンク５０は圧力容器
５１を有している。圧力容器５１の側壁上端部には冷却
材ノズル５２が設けられ、この冷却材ノズル５２を通し
て冷却材取入配管５３と冷却材排出配管５４が配設され
ている。冷却材取入配管５３の図示しない外端は、外部
の一次冷却材あるいは二次冷却材循環系に接続され、衛
星タンク５０内の内端は冷却材分配用の環状のマニホー
ルド５５に接続されている。

【００６６】マニホールド５５の下方には、多数の螺旋
状の伝熱管からなる環状の水蒸気発生用の水蒸気発生器
５６が設けられている。圧力容器５１の下端部には、前
記水蒸気発生器５６に接続された水入口５７ａ，５７ｂ
が設けられている。また、圧力容器５１の上端部には、
前記水蒸気発生器５６に接続された水蒸気出口５８ａ，
５８ｂが設けられている。

【００６７】圧力容器５１の中央部には、水蒸気発生器
５６を貫通する円筒状のポンプケーシング５９が取り付
けられている。ポンプケーシング５９の下端部には、冷
却材を流通させ、これを撹拌する複数の孔６０が設けら
れている。

【００６８】ポンプケーシング５９の中央部内側には、
冷却材を駆動するワンスルー型の電磁ポンプ６１が取り
付けられている。この電磁ポンプ６１の吐出口は、上記
冷却材排出配管５４に接続されている。

【００６９】また、地震等の衝撃を緩和するために、上
記水蒸気発生器５６は、緩衝器６２を介して圧力容器５
１内壁に固定されている。符号６３は、ポンプケーシン
グ５９の上端部を固定するブラケットを示している。な
お、衛星タンク５０の上端部にはアルゴンのような不活
性ガスを充満した不活性ガス空間６４が形成されてい
る。

【００７０】この衛星タンク５０では、外部で加熱され
て高温となった一次冷却材あるいは二次冷却材を冷却材
取入配管５３を介して取り入れ、マニホールド５５によ
って衛星タンク５０の上部に均等に分配する。この高温
の冷却材は、水蒸気発生器５６内の水と熱交換しながら
水蒸気発生器５６を通って下降し、低温になって衛星タ
ンク５０の底部に達する。低温の冷却材は、孔６０を通
ってポンプケーシング５９内に流入し、ポンプケーシン
グ５９内を上昇し、ワンスルー型電磁ポンプ６１によっ
て昇圧され、冷却材排出配管５４を通って外部に流出す
る。

【００７１】一方、水は圧力容器５１下端部の水入口５
７ａ，５７ｂを通って取り入れられ、水蒸気発生器５６
で高温の冷却材によって加熱されて水蒸気になり、水蒸
気出口５８ａ，５８ｂを通って外部に流出する。この水
蒸気のエネルギは、図示しない外部の動力装置で動力に
変換される。

【００７２】この実施態様の衛星タンク５０によって
も、図３で示した高速増殖炉１と全く同様の作用・効果
を得ることができる。

【００７３】図６は、さらに他の実施態様による衛星タ
ンクを示している。この衛星タンク７０は螺旋コイル型
の水蒸気発生システムと一次冷却材及び二次冷却材の熱
交換システムを備えている。

【００７４】衛星タンク７０は、原子炉支持構造物６に
支持された圧力容器７１を有し、この圧力容器７１は内
部に環状の中間熱交換器７２を有し、この中間熱交換器
７２は支持ブラケット７３によって圧力容器７１の側壁
内側に固定されている。この支持ブラケット７３によっ
て、支持ブラケット７３の上方には受け入れられた高温
の一次冷却材を混合する混合プレナム７４、支持ブラケ
ット７３の下方には低温の一次冷却材を貯溜する下方プ
レナム７５が画成されている。

【００７５】中間熱交換器７２の内側には、多数の螺旋
状伝熱管からなる環状の水蒸気発生器７６が設けられて
いる。

【００７６】この水蒸気発生器７６のさらに内側には、
圧力容器７１の中心部に軸方向に配設された中央管７７
が備えられている。この中央管７７の内側には、二次冷
却材駆動用のセンターリターン型の二次電磁ポンプ７８
と、一次冷却材駆動用のワンスルー型の一次電磁ポンプ
７９が取り付けられている。

【００７７】この衛星タンク７０において、高温の一次
冷却材は一次冷却材取入管８０を介して混合プレナム７
４内に流入する。混合プレナム７４で混合された高温の
一次冷却材は、中間熱交換器７２の外側に穿設された多
数の孔８１から中間熱交換器７２内に流入し、下方に向
かって流れて中間熱交換器７２下端面の環状開口８２を
通って下方プレナム７５に流出する。中間熱交換器７２
を通過する間に、一次冷却材は二次冷却材と熱交換して
低温となる。

【００７８】下方プレナム７５中の一次冷却材は、中央
管７７下端部に穿設された孔８３を通って中央管７７内
部に流入する。中央管７７内に流入した一次冷却材は、
一次電磁ポンプ７９によって吸引され、昇圧されて一次
冷却材排出管８４を通って外部に排出される。

【００７９】これに対して二次冷却材は、中間熱交換器
７２と水蒸気発生器７６の間を循環する。中央管７７内
部に貯溜された二次冷却材は、二次電磁ポンプ７８によ
って吸引され、入口導管８５によって中間熱交換器７２
中に設けられた垂直管８６に導かれる。

【００８０】垂直管８６の内部には、ロッド８７によっ
て多数の邪魔板８８が互い違いに設けられている。この
邪魔板８８の作用によって、二次冷却材は垂直管８６の
内部をゆっくり上昇し、一次冷却材の熱を吸収して高温
となる。

【００８１】高温となった二次冷却材は、出口導管８９
を通って水蒸気発生器７６の上部に導かれ、ディストリ
ビューター９０によって水蒸気発生器７６の伝熱管に注
がれる。

【００８２】水蒸気発生器７６の伝熱管と熱交換して低
温となった二次冷却材は、水蒸気発生器７６下方の中央
管７７の孔９１を通って中央管７７内部に一時的にプー
ルされ、上記循環を繰り返す。

【００８３】水は、水取入管９２によって取り入れら
れ、混合領域９３を通って水蒸気発生器７６の螺旋状伝
熱管に導かれ、この螺旋状伝熱管で二次冷却材によって
熱せられ水蒸気になる。水蒸気は水蒸気排出管９４を通
って外部の図示しない動力発生装置に導かれる。

【００８４】この実施態様の衛星タンク７０によって
も、図３で示した高速増殖炉１と全く同様の作用・効果
を得ることができることは説明を要しない。

【００８５】なお、本発明の上述した実施例に限定され
ることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変
形が可能である。

【００８６】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明はループ型高速
増殖炉において、原子炉の構成機器を配管の引き回しに
よって接続する構造の替わりに、原子炉容器の周囲に冷
却材駆動用の電磁ポンプと熱交換器を収納した衛星タン
クを配置し、この原子炉容器と衛星タンクを簡単な形状
の連結導管によって連結する構造を採用することによ
り、原子炉の保守性と信頼性を向上させ、かつ、配管の
引き回しの簡略化によって小さなスペースに高速増殖炉
を合理的に建設することができる。

【００８７】また、配管形状の簡略化と衛星タンクによ
る構成機器の一体化によって、高速増殖炉をモジュール
に分割して製造することができるようになり、全体とし
て建設・組立が容易な高速増殖炉を提供することができ
る。

【００８８】さらに、本発明による高速増殖炉は、電磁
ポンプが事故等によって停止したときに、熱対流の作用
によって一次冷却材が原子炉容器と衛星タンクの間を自
然に循環するので、原子炉容器の容積を小さく設定でき
かつ、大きな熱慣性を有する安全な高速増殖炉を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高速増殖炉の原子炉本体構造物の
全体を示した斜視図。

【図２】本発明による高速増殖炉の原子炉支持構造物を
示した斜視図。

【図３】本発明による高速増殖炉の原子炉容器と衛星タ
ンクと原子炉格納容器を切断して示した断面図。

【図４】本発明の高速増殖炉の冷却フィン構造を示した
水平方向の断面図。

【図５】本発明の他の実施態様による衛星タンク構造を
示した断面図。

【図６】本発明のさらに他の実施態様による衛星タンク
構造を示した断面図。

【図７】従来のループ型高速増殖炉を示した断面図。

【符号の説明】

１高速増殖炉２原子炉容器３衛星タンク４連結導管５原子炉格納容器６原子炉支持構造物１７炉心２９電磁ポンプ３３中間熱交換器５０衛星タンク５６水蒸気発生器６１電磁ポンプ７０衛星タンク７２中間熱交換器７６水蒸気発生器７８二次電磁ポンプ７９一次電磁ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉心を格納する原子炉容器の周囲に、冷却
材循環用の電磁ポンプと熱交換器を格納する少なくとも
一つの衛星タンクを配設し、前記原子炉容器と衛星タン
クの液体金属を流通させる連結導管によって前記原子炉
容器と各衛星タンクを連結し、前記原子炉容器と衛星タ
ンクと連結導管とを放射性物質漏洩防止用の原子炉格納
容器によって密封し、前記原子炉容器、衛星タンク、連
結導管および原子炉格納容器を一体に構成された原子炉
支持構造物によって保持するようにしたことを特徴とす
る高速増殖炉。
【請求項２】前記衛星タンクは、炉心を冷却する一次冷
却材用の流通領域と、一次冷却材の熱を外部に伝達する
二次冷却材用の流通領域とを有し、前記衛星タンクの電磁ポンプは、一次冷却材の駆動用ポ
ンプであり、前記衛星タンクの熱交換器は、一次冷却材
と二次冷却材とを熱交換させる中間熱交換器であること
を特徴とする請求項１に記載の高速増殖炉。
【請求項３】前記衛星タンクは、炉心を冷却する一次冷
却材用の流通領域と、外部の動力発生装置に連通する水
の流通領域とを有し、前記衛星タンクの電磁ポンプは、一次冷却材の駆動用ポ
ンプであり、前記衛星タンクの熱交換器は、一次冷却材
の熱によって水蒸気を発生させる水蒸気発生器であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の高速増殖炉。
【請求項４】前記衛星タンクは、原子炉容器に連通する
一次冷却材の流通領域と、衛星タンク内で循環する二次
冷却材の流通領域と、外部の動力発生装置に連通する水
の流通領域とを有し、前記衛星タンクの電磁ポンプは、前記一次冷却材を駆動
する第一電磁ポンプと、前記二次冷却材を駆動する第二
電磁ポンプとからなり、前記衛星タンクの熱交換器は、前記一次冷却材と二次冷
却材を熱交換させる中間熱交換器と、前記二次冷却材の
熱によって水蒸気を発生させる水蒸気発生器とからなる
ことを特徴とする請求項１に記載の高速増殖炉。
【請求項５】前記原子炉支持構造物は、原子炉容器と衛
星タンクと連結導管と原子炉格納容器によって構成され
る原子炉本体構造物全体の固有振動数より大きい周波数
の固有振動数を有していることを特徴とする請求項１に
記載の高速増殖炉。