JPH07167979A

JPH07167979A - 原子炉容器の容器壁冷却構造

Info

Publication number: JPH07167979A
Application number: JP5313013A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Adachi; 茂足立; Kensho Hirata; 憲昭平田; Kenji Ozaki; 健司尾崎; Mitsuo Wakamatsu; 光夫若松; Isamu Suzuki; 勇鈴木; Takehiko Suzuki; 健彦鈴木; Kozo Shiratori; 廣藏白鳥; Toru Iijima; 亨飯島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】炉壁ライナの溢流落下部でのガス巻込みを防止
し、炉壁ライナの振動を抑制する。【構成】原子炉容器14の容器壁を外側アニュラス部22と
内側アニュラス23とからなる二重のアニュラス構造とす
る。炉心１の入口部からこの炉心１をバイパスして低温
の一次冷却材が外側アニュラス部22を上昇し、炉壁ライ
ナ17のせきを乗越えて内側アニュラス部23を下降し、上
部プレナム３の冷却材と合流する構造とする。上部プレ
ナム３への冷却材出口部に内側アニュラス23部の液位を
調節するためのオリフィス21を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ループ型高速増殖炉に
おいて、冷却流路を形成する炉壁ライナの溢流落下部で
のガス巻込みを防止し、炉壁ライナの振動を抑制した原
子炉容器の容器壁冷却構造に関する

【０００２】

【従来の技術】一般にループ型高速増殖炉は、一次およ
び二次の冷却材として液体金属ナトリウムが用いられ、
炉心部で加熱された一次ナトリウムを原子炉容器外に設
置された熱交換器（ＩＨＸ）に導いて、二次ナトリウム
と熱交換させる。そして冷却された一次ナトリウムを再
び炉心部に送り込むようにしている。

【０００３】図15は従来のループ型高速増殖炉を示すも
ので、符号１は原子炉容器14内に設置された炉心で、こ
の炉心１の下部には下部プレナム２と、上部にホットプ
レナムと称する上部プレナム３が設けられている。一次
冷却材のナトリウム８を収容する原子炉容器14内部には
隔壁13によって上部プレナム３と中間プレナム24とに仕
切られており、この隔壁13の中央部を貫通して炉心１が
炉心支持構造12上に設置されている。

【０００４】また、炉心支持構造12には炉心１に冷却材
のナトリウム８を流すために高圧プレナム15と低圧プレ
ナム16が設けられ、炉心１内の各燃料集合体（図示せ
ず）への冷却材配分を行っている。原子炉容器14の上端
開口部を閉塞するしゃへいプラグ６には炉心上部機構
（ＵＣＳ）５が配置されている。

【０００５】出口配管４からナトリウム８は流出して中
間熱交換器（ＩＨＸ）（図示せず）に至り、二次ナトリ
ウムと熱交換した後、ポンプ（図示せず）を経由して入
口配管７から原子炉容器14内に流入する。

【０００６】原子炉容器14のナトリウム８液位を起動
時、停止時の過渡時を含め一定にするためにオーバーフ
ロー汲上系９を設けている。すなわち、オーバーフロー
配管31から流出したナトリウム８をオーバーフロータン
ク32に貯溜し、汲上げ用の電磁ポンプ34により汲上げ配
管33を経由してナトリウム８を原子炉容器14に汲上げて
ナトリウム８の液位を一定に保っている。なお、汲上げ
配管33は電磁流量計35が設けられ、流量測定している。

【０００７】以上の構成のループ型高速増殖炉において
は、炉心１の出口部にある上部プレナム（ホットプレナ
ム）３の冷却材ナトリウム８の温度は約 500〜 550℃の
高温に達する。このため原子炉容器14の容器壁保護の観
点から原子炉容器14の容器壁を低温（約 425℃以下）に
保つことが有効である。

【０００８】このため原子炉容器14の内側に炉壁ライナ
17を設けて、原子炉容器14との間にアニュラス流路10を
形成し、上部プレナム３からの熱をしゃへいして原子炉
容器14の容器壁を保護する構造を採っている。

【０００９】また、この原子炉容器14の容器壁の冷却効
果を高めるためにアニュラス流路10部に炉心１部入口の
低温ナトリウムを低圧プレナム16、連通孔20、中間プレ
ナム24、フローホール19を経て流し、炉壁ライナ17の上
端、つまり溢流落下部11から上部プレナム３に溢流させ
ている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のループ型高
速増殖炉においては、オーバーフロー汲上系９により原
子炉容器14のナトリウム８の液位を一定にしているた
め、炉壁ライナ17から上部プレナム３へ溢流するナトリ
ウムの液落差を小さくすることができたため、溢流落下
部11におけるガスのナトリウムへの巻込みが顕在化しな
かった。

【００１１】一方、系統の簡素化、物量の削減のため、
オーバーフロー汲上系９を削除したループ型高速増殖
炉、例えばトップエントリ型高速増殖炉においては原子
炉容器14のナトリウム８の液位が起動時、停止時、原子
力トリップ時等の過渡時に大きく変動する。

【００１２】このため、炉壁ライナ17から上部プレナム
３へ溢流するナトリウムの液落差は大きくなり、溢流落
下部11でガスのナトリウム８への巻込みが顕著になる。
ナトリウム８へガスが巻込まれると、ガスがナトリウム
８に同伴されて、中間熱交換器（ＩＨＸ）と、ポンプを
通過して炉心１へ導かれ、炉心１の発熱により、ガスが
膨脹して炉心１に正の反応度を与える可能性ある。

【００１３】また、液落差が大きくなると薄肉構造の炉
壁アニュラス17が振動を起こし、原子炉容器14と炉壁ラ
イナ17より構成されるアニュラス部の液面が周方向に揺
動し、これらの振動とアニュラス流路10部の液面揺動が
悪循環を繰り返して成長する可能性がある。このため炉
壁ライナ17が振動により疲労を受け、原子炉の長期間運
転（約40年間）の構造健全性を損ねる恐れがある。

【００１４】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、炉壁ライナ17の溢流落下部11におけるガス
のナトリウム８へのガス巻込みを防止し、炉壁ライナ17
の振動を抑制して原子炉の健全性を高めた、オーバーフ
ロー汲上系を削除したループ型高速増殖炉の原子炉容器
の容器壁冷却構造を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は原子炉容器の容
器壁を外側アニュラス部と内側アニュラス部とからなる
二重のアニュラス構造とし、炉心の入口部からこの炉心
をバイパスして低温の一次冷却材が前記外側アニュラス
部を上昇するように導き、炉壁ライナで構成されるせき
を乗り越えて前記内側アニュラス部を下降し、ホットプ
レナムの冷却材と合流する流路を形成し、前記ホットプ
レナムへの冷却材出口部に内側アニュラス部の液位を調
節するためのオリフィスを周方向に設けたことを特徴と
する。

【００１６】また、前記原子炉容器の容器壁冷却構造に
おいて、炉壁ライナの内側に内側ライナを設けて内側ア
ニュラス部を構成し内側アニュラスのホットプレナム
（上部プレナム）への冷却材出口部にオリフィスを設け
るか、または前記オリフィスを鉛直方向や水平方向に多
段とし、オリフィスの圧力損失を可変とする装置を設け
たことを特徴とする。

【００１７】また、前記容器壁冷却構造において、炉壁
ライナと内側ライナによって外側アニュラス部と内側ア
ニュラス部の二重アニュラスを構成し、前記炉壁ライナ
の内側に近接してかつせきの上方より内側アニュラス部
の液位変動を考慮した最低液位よりも下方に至るフロー
ガイドを設けたことを特徴とする。

【００１８】また、必要に応じて前記フローガイドの上
端を流線形状とし、前記フローガイドを複数枚とし、前
記フローガイドの上部の直径を炉壁ライナ上端よりフロ
ーガイドの直径より大きくし、その間を円錐状の部材で
接続し、前記フローガイドの下方の内側アニュラス部に
冷却材の流れを平均化させるための遮流板、整流板やワ
イヤメッシュ状の障害物を設けたことを特徴とする。

【００１９】さらに前記フローガイドの代わりに炉壁ラ
イナの内側に近接して、かつ内側アニュラス部の液位変
動を考慮した最低液位よりも下方に至る流体の圧力損失
を増加させるギャザー状の流体摩擦構造を設け、前記ギ
ャザー状の流体摩擦構造の代わりに、その内部を冷却材
が流れるようにした多数の円管構造を設け、前記ギャザ
ー状の流体摩擦構造の代わりに複数の円錐状のかさ構造
を設けたことを特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明は、原子炉容器内のナトリウムの液位が
大幅に変化する原子炉容器壁の冷却構造において、内側
アニュラス部のホットプレナムへの冷却材出口部にオリ
フィスを設けて内側アニュラス部の液位を調節する。

【００２１】これにより、定格運転時において、外側ア
ニュラス部を上昇してきた冷却材が炉壁ライナで構成さ
れるせきを乗越えて内側アニュラス部に流れ込む際の落
下高さを零（外側アニュラス部と内側アニュラス部のナ
トリウムの液位が同じ高さ）が数cm以下になるように出
口部のオリフィスを設定しておくことで、ナトリウムが
せきを乗越える時のガスのナトリウムへの巻込みを抑制
することができる。

【００２２】また、溢流の落下高さが小さいため、溢流
が内側アニュラスの液面をたたく運動量も小さいので炉
壁ライナの振動を抑制することもでき、原子炉の長期間
運転（40年間）中の構造健全性を向上させることができ
る。さらに、原子炉運転中の安全性も向上させることが
できる。

【００２３】オリフィスを一段とする場合の他に、多段
のオリフィスを設けて内側アニュラス部の液位を調節す
ることにより上記と同様の作用がある。固定オリフィス
の場合にはオリフィスの圧損が大きすぎると内側ライナ
の上端まで二重アニュラス部のナトリウム液位が上昇し
ナトリウムが内側ライナを乗越えてホットプレナムに溢
流することになり（落下高さ大）、また、オリフィスの
圧損が小さすぎると内側アニュラス部のナトリウム液位
が下がり溢流の落下高さが大きくなる。

【００２４】いずれの場合もガスのナトリウムへの巻込
みやライナの振動の発生が予測されるので、オリフィス
部の圧力損失を可変することにより内側アニュラス部の
液位を適切に保ちガスのナトリウムへの巻込みの抑制や
ライナの振動の発生の防止を図ることができる。

【００２５】炉壁ライナの内側に近接してフローガイド
を設けることにより、定格運転時に炉壁ライナとフロー
ガイド間のナトリウムの液位を外側アニュラス部液位と
同程度にするか数cm以下になるように炉壁ライナとフロ
ーガイド間の間隙を設定しておくことで、上記と同様に
ガスのナトリウムへの巻込みやライナの振動の発生の防
止を図ることができる。

【００２６】容器壁冷却構造に想定流量よりも大きな流
量が流れた場合に備えて前記フローガイドの内側にさら
に別のフローガイドを複数枚設けておくことにより、大
きな流量の場合に１枚目のフローガイドをナトリウムが
溢流したとしても１枚目と２枚目のフローガイド間のア
ニュラス部におけるせきの落下高さを前記と同様小さく
する。

【００２７】これによりガスのナトリウムへの巻込み抑
制、ライナの振動発生防止を図ることができる。なお、
この場合フローガイド上端を溢流するナトリウムが剥離
しにくい流線形状のせき構造にしておくこともガスのナ
トリウムの巻込み抑制に有効である。

【００２８】フローガイドの上部の直径を炉壁ライナ上
端より下方のフローガイド直径より大きくしてその間を
円錐状の部材で接続することで、定格運転時には前記の
とおり外側アニュラス部と炉壁ライナ−フローガイド間
アニュラス部のナトリウムの液位差を同程度にするか小
さくする。

【００２９】これによりガス巻込み防止、ライナの振動
発生防止を図っているが、さらに想定よりも大きな流量
が流れた場合にもこの上端が円錐状のフローガイドに沿
って溢流して流れるためガスのナトリウムへの巻込み抑
制を図ることができる。

【００３０】フローガイドの下方の内側アニュラス部に
遮流板、整流板やワイヤメッシュ状の障害物を設けるこ
とにより、フローガイド下方の内側アニュラス部の冷却
材の流速分布を均一化することによって流速を遅くし
て、ナトリウムへ巻込み連行されたガスを上方へ逃すこ
とができる。

【００３１】フローガイドの代わりに炉壁ライナの内側
に近接して流体の圧力損失を増加させるギャザー状の流
体摩擦構造、その内部を冷却材が流れるようにした多数
の円管構造や複数の円錐状のかさ構造を設ける。

【００３２】これにより炉壁ライナを乗越えて溢流する
冷却材の落下流速を遅くすることができ、せきの液落差
があったとしても、ガスのナトリウムへの巻込み抑制、
ライナの振動発生防止を図ることができる。

【００３３】

【実施例】本発明に係る原子炉容器の容器壁冷却構造の
第１から第14までの各実施例を図１から図14までに各々
対応させて説明する。なお、８各々の図において図15と
同一部分には同一符号を付して重複する部分の説明は省
略する。

【００３４】図１に示す第１の実施例においては図示の
ごとく、原子炉容器14の容器壁を炉壁ライナ17と内側ラ
イナ18により外側アニュラス部22と内側アニュラス部23
とからなる二重のアニュラス構造とする。そして、内側
アニュラス部23のホットプレナム３への冷却材出口部に
アニュラス部23のナトリウム液位を調節するためのオリ
フィス21を周方向に複数個設けている。

【００３５】図１（ａ）は本実施例を示す縦断面図，
（ｂ）は（ａ）におけるＡ部を拡大した内部アニュラス
部23まわりの縦断面図を示している。図１（ｂ）中、Ｌ
₁は外側アニュラス部22と内側アニュラス部23の液位が
等しくなる場合を示し、Ｌ₂は内側アニュラス部23の液
位が若干低くなる場合を示している。

【００３６】また、本実施例では図15に示したオーバー
フロー汲上系９を削除したループ型高速増殖炉となるも
ので、図１（ａ）に示す如く原子炉容器14の容量壁に図
15に示す出口配管４および入口配管７等のノズルを設け
ず、出口配管４および入口配管７はともにしゃへいプラ
グ６を貫通して配置されている。

【００３７】しかして、上記実施例において外部アニュ
ラス部22を上昇してきた冷却材は炉壁ライナ17を乗越え
て内部アニュラス部23を下降してオリフィス21を通って
ホットプレナム３へ流出する。

【００３８】この場合、定格運転時において、図１
（ｂ）に示すように、外側アニュラス部22と内側アニュ
ラス部23のナトリウム液位が等しくなる（落下高さが
零）Ｌ₁か、内側アニュラス部23の液位が外側アニュラ
ス部22の液位より数cm低くなる程度のＬ₂にオリフィス
21の圧力損失を設定することにより、ナトリウム８が炉
壁ライナ17で構成させるせきを乗越える時のガスのナト
リウム８への巻込みを抑制することができる。

【００３９】また、溢流の落下高さが零か数cm以下と小
さいので、溢流が内側アニュラス部２３の液面をたたく
運動量も小さくなり、これを原因とする炉壁ライナ17の
振動を抑制することができる。

【００４０】これにより原子炉運転中の安全性向上、原
子炉の長期間運転（40年間）中の構造健全性を向上させ
ることができる。なお、図１では内側ライナ18を炉壁ラ
イナ17から支持する構造として示しているが、炉壁13か
ら支持する構造も本実施例の変形例に含むものとする。

【００４１】つぎに図２により本発明の第２の実施例を
説明する。なお、図２は本実施例の要部のみを図１
（ｂ）と対比して示しており、他の部分は図１（ａ）と
同様なので重複する部分の説明は省略する。図２（ａ）
は鉛直方向にオリフィス部を多段に設けた場合、（ｂ）
は水平方向に多段とした場合、（ｃ）はその双方を組合
せた場合を示した縦断面図である。

【００４２】いずれの実施例においてもオリフィス部の
全圧力損失を適切に設定することで図１に示した第１の
実施例と同様の効果を奏する。なお、ここに図示したの
は代表例であり、オリフィス部の段数、個数、取付位
置、鉛直方向と水平方向の組合せ等について種々の例が
あるが本発明の変形例に含むものとする。

【００４３】つぎに図３により本発明の第３の実施例を
説明する。図３（ａ）は本実施例の要部を示す横断面図
で、図１（ａ）の原子炉容器14、炉壁ライナ17および内
側ライナ18部分の横断面に対応している。なお、その他
の部分は図１（ａ）と同様なのでその説明は省略する。

【００４４】図３（ｂ）は同（ａ）における圧力損失を
可変としたオリフィス21周辺部の縦断面図、同（ｃ）は
同（ｂ）において小孔にはめこむ圧力損失を変えたオリ
フィス21ａ，21ｂ，21ｃの縦断面図である。

【００４５】また、図３（ｄ）は（ｂ），（ｃ）とは異
なりしゃへいプラグ６上の操作治具27の回転操作により
圧力損失を変えられるようにした可動オリフィス26およ
びその周辺を示す縦断面図で、（ｅ）は（ｄ）のＡ−Ａ
矢視断面図、（ｆ）は（ｄ）のＢ−Ｂ矢視断面図であ
る。

【００４６】前述した第１の実施例および第２の実施例
ではオリフィス21が固定されているため、オリフィス２
１の圧力損失が大きすぎると内側ライナ18の上端まで二
重アニュラス部のナトリウムの液位が上昇してナトリウ
ムが内側ライナ18を乗越えてホットプレナム３に溢流す
ることになり（溢流の落下高さ大）、またオリフィスの
圧力損失が小さすぎると内側アニュラス23の液位が下が
り溢流の落下高さが大きくなる。

【００４７】いずれの場合もガスのナトリウムへの巻込
みやライナの振動の発生が予測されるが、この第３の実
施例によればオリフィス21部の圧力損失を可変とするこ
とにより内側アニュラス部23の液位を適切に保つことで
図１の第１の実施例と同様の効果を奏する。

【００４８】なお図３（ｂ），（ｃ），（ｄ）ともに図
３（ｄ）に示すようにしゃへいプラグ６上から治具によ
りオリフィス21ａ〜21ｃの交換や、可動オリフィス26の
回転操作を行うことが可能なように、しゃへいプラグ６
にアクセス孔を設けておくものとする。

【００４９】また図３（ａ）に示すように固定オリフィ
ス21のほかに圧力損失を可変とする可変オリフィス21を
設け、この可変オリフィス21ａは周方向に均等に複数個
設け、圧力損失を変えた場合にも偏流等が起こらないよ
うに配慮するものとする。なお、ここに示した実施例は
代表例でありオリフィスの大きさ、個数、取付位置につ
いても種々の例が考えられるが本発明の変形例に含める
ものとする。

【００５０】つぎに図４により本発明の第４の実施例を
説明する。第４の実施例では前記炉壁ライナ17の内側に
近接し、かつせきの上方から内側アニュラス部23の定格
運転時の液位変動を考慮した最低液位よりも下方に至る
円筒状のフローガイド28を設けたことである。また、炉
壁ライナ17とフローガイド28との間にはフローガイドサ
ポート29が設けられている。なお、他の部分は第１の実
施例と同様のため省略する。

【００５１】第４の実施例によれば、炉壁ライナ17とフ
ローガイド28間の間隙を定格運転時に炉壁ライナ17とフ
ローガイド28間のナトリウムの液位が外側アニュラス部
22の液位と等しくなるか、数cm低くなる程度に設定する
ことにより、第１の実施例と同様の効果を奏する。

【００５２】つぎに図５により本発明の第５の実施例を
説明する。第５の実施例では第４の実施例におけるフロ
ーガイド28の上端を図５（ｂ）に示すように流線形状48
のせき構造としたことにある。

【００５３】この第５の実施例によれば、外側アニュラ
ス部22を上昇してきたナトリウムの流量が多く、フロー
ガイド28を乗越える場合にナトリウムがフローガイド28
の内面に沿って剥離せず流下し易くすることによって内
側アニュラス部23に落下する際のガスのナトリウムへの
巻込みを抑制する効果を奏する。

【００５４】これは第４の実施例で説明したとおり定格
時においてフローガイド28を越流することはないので、
プラントの過流量時においてフローガイド28を越えて流
れる可能性があり、その流量はあまり大きくないため、
フローガイド28から剥離せずに流下すれば落下流速もフ
ローガイド28の流線形状48壁との摩擦抵抗によって小さ
くなり、落下部でのガスのナトリウムへの巻込みは抑制
される。

【００５５】つぎに図６により本発明の第６の実施例を
説明する。この第６の実施例は第５の実施例におけるフ
ローガイド28を並列に２枚設けたことにあり、他の部分
は第５の実施例と同様である。

【００５６】この第６の実施例によれば、１枚目のフロ
ーガイド28を越流するような場合においても１枚目と２
枚目のフローガイド28間の液位がフローガイド28上端に
近づき液落差が小さくなるため、第５の実施例よりもガ
スのナトリウムへの巻込み抑制効果を奏する。

【００５７】なお、２枚のフローガイド28間の間隙は炉
壁ライナ17と１枚目のフローガイド28との間隙よりも小
さくして、１枚目のフローガイド28を越流した場合の液
落差が小さくなるようにする。ここに示した実施例は代
表例でありフローガイド28の枚数、２枚目以降のフロー
ガイドの高さ、取付方法、フローガイド間の間隔につい
ても種々の例が考えられるが本実施例の変形例に含める
ものとする。

【００５８】つぎに図７により本発明の第７の実施例を
説明する。この第７の実施例はフローガイド28の上部の
直径を炉壁ライナ17の上端より大きく、つまりフローガ
イド28の下方の直径より大きくし、その間を円錐形状の
部材28ａで接続したものである。

【００５９】また、炉壁ライナ17とフローガイド28との
間にはフローガイドサポート29が設けられている。本実
施例によれば、外側アニュラス部22を上昇してきたナト
リウムの流量が多く、フローガイド28を乗越えて流下す
る場合にせきの斜め部分が大きいため、第５の実施例よ
りも流下するナトリウムが剥離しにくく、ガスのナトリ
ウムへの巻込み抑制効果を奏する。

【００６０】つぎに図８により本発明の第８の実施例を
説明する。この第８の実施例はフローガイド28の下方の
内側アニュラス部23に位置して冷却材の流れを平均化さ
せるための遮流板41を炉壁ライナ17に設けたものであ
る。この遮流板41を設けることでフローガイド28と炉壁
17の隙間から流出する絞られた流れを攪拌し冷却材の流
速分布を均一化することによって流速を遅くしてナトリ
ウムへ巻込まれたガスを上方へ逃すことができる。

【００６１】つぎに図９により本発明の第９の実施例を
説明する。この第９の実施例は第８の実施例の遮流板41
の代わりに整流板42を設けたことにあり、第９の部分は
第８の実施例と同様である。この第９の実施例によれば
第８の実施例と同様の効果を奏する。

【００６２】つぎに図10により本発明の第10の実施例を
説明する。この第10の実施例の遮流板41の代わりにワイ
ヤメッシュ43を設けたことにある。この第10の実施例に
よれば第８の実施例と同様の効果を奏する。ここに示し
た実施例は代表例であり、ヤイワメッシュのかわりに流
を均一化するような障害物についても種々の例が考えら
れるが本実施例の変形例を含めることができる。

【００６３】つぎに図11により本発明の第11の実施例を
説明する。この第11の実施例は第４の実施例のフローガ
イド28の代わりに、炉壁ライナ17の内側に近接して、か
つ内側アニュラス部23の定格運転時の液位変動を考慮し
た停止時の最低液位Ｄよりも下方にかつ定格運転時の最
高液圧Ｅより上方に至るギャザー状の流体摩擦構造を設
けたものである。

【００６４】図11（ａ）は同（ｂ）のＢ−Ｂ矢視方向か
ら見た縦断面図，（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視方向から
見た平面図を示している。また（ｃ）および（ｄ）は本
実施例の流体摩擦構造44の他の例を（ａ）のＡ−Ａ矢視
方向から見た平面図で示している。

【００６５】この第11の実施例によればナトリウムが炉
壁ライナ17を乗越えて内側アニュラス部23に溢流する場
合に、この流体摩擦構造44により流下するナトリウム
は、流体摩擦構造壁との摩擦抵抗により落下流速が小さ
くなり、落下部でのガスのナトリウムへの巻込みが抑制
される。

【００６６】また、溢流したナトリウムが内側アニュラ
ス部23の液面をたたく運動量も小さくなるのでこれを原
因とする炉壁ライナ17の振動を抑制することができる。
この図11に示した例は代表例であり、流体摩擦構造の形
状・取付方法については種々の例があるが、本実施例の
変形例にも含めるものとする。

【００６７】つぎに図12により本発明の第12の実施例を
説明する。なお、図12（ｂ）は同（ａ）のＣ−Ｃ矢視方
向から見た平面図である。この第12の実施例は第11の実
施例の流体摩擦構造44の代わりに垂直方向同様の位置に
その内部を冷却材が流れるようにした多数の円管構造45
を設けたことにある。この構造を設けることで第11の実
施例と同様の効果を奏する。

【００６８】つぎに図13により本発明の第13の実施例を
説明する。なお、図13（ｂ）は同（ａ）のＤ−Ｄ矢視方
向から見た平面図である。この第13の実施例は第11の実
施例の流体摩擦構造44の代わりに垂直方向同様の位置に
複数の円錐状のかさ構造47を設けたことにある。この第
13の実施例によれば、第11の実施例と同様の効果を奏す
る。

【００６９】つぎに図14により本発明の第14の実施例を
説明する。この第14の実施例は第８の実施例のフローガ
イド28の代わりに垂直方向同様の位置に第11の実施例の
流体摩擦構造44を設けたことにある。この第14の実施例
によれば、第８の実施例と同様の効果を奏する。

【００７０】ここに示した実施例は代表例であり、流体
摩擦構造44の代わりに第12の実施例の円管構造45あるい
は第13の実施例のかさ構造47を設けたもの、また遮流板
41の代わりに第９の実施例の整流板42あるいは第10の実
施例のワイヤメッシュ43状の障害物を設けたものおよ
び、これらの組み合わせが考えられるが本発明の変形例
に含めるものとする。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、内側アニュラス部のホ
ットプレナムへの冷却材出口部にオリフィスを設けて内
側アニュラス部の液位を調節し、定格運転時において外
側アニュラス部と内側アニュラス部の液位を同程度にす
ることでナトリウムがせきを乗越える時のガスのナトリ
ウムへの巻込みを抑制することができる。また、炉壁ラ
イナの振動を抑制することにも効果がある。

【００７２】また、内側アニュラス部にフローガイドを
設けてフローガイドと炉壁ライナ間の液位を外側アニュ
ラス部の液位と同程度にすることで上記と同様ガスのナ
トリウムへの巻込み抑制、炉壁ライナの振動抑制を図る
ことができる。

【００７３】さらに、フローガイドの上端を流線形状に
したり、フローガイドを複数枚設けたり、フローガイド
の上部の直径を大きくして下部のフローガイドと円錐状
の部材で接続することで想定流量よりも大きな流量が流
れた場合にもガスのナトリウムへの巻込みを抑制するこ
とができる。

【００７４】また、フローガイドの代わりにギャザー状
の流体摩擦構造，多数の円管構造，複数の円錐状のかさ
構造を設けることによっても内側アニュラス部へのナト
リウムの落下流速を小さくできるためガスのナトリウム
への巻込み抑制効果を奏する。

【００７５】さらに、フローガイド，ギャザー状の流体
摩擦構造，多数の円管構造，複数の円錐状のかさ構造を
設けた内側アニュラス部の下方に遮流板，整流板，ワイ
ヤメシュ状の障害物を設けることによりフローガイド等
の下方の内側アニュラス部の冷却材の流速分布を均一化
して流速を遅くすることで、ナトリウムに巻込み随伴さ
れたガスを上方へ逃すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明に係る原子炉容器の容器壁
冷却構造の第１の実施例を示す縦断面図、図１（ｂ）は
図１（ａ）におけるＡ部を拡大して示す縦断面図。

【図２】図２は本発明に係る第２の実施例の要部を示す
縦断面図、図２（ｂ）および（ｃ）は同（ａ）における
他の例をそれぞれ示す縦断面図。

【図３】図３（ａ）は本発明に係る第３の実施例の要部
を示す横断面図、図３（ｂ）は同（ａ）の要部を示す縦
断面図、図３（ｃ）は同（ａ）のオリフィス部を示す縦
断面図、図３（ｄ）は本発明の第３の実施例の他の例を
示す縦断面図、（ｅ）は（ｄ）のＡ−Ａ矢視断面図、
（ｆ）は（ｄ）のＢ−Ｂ矢視断面図。

【図４】本発明に係る第４の実施例の要部を示す縦断面
図。

【図５】図５（ａ）は本発明に係る第５の実施例の要部
を示す縦断面図、図５（ｂ）は同（ａ）のフローガイド
上端を部分的に示す縦断面図。

【図６】本発明に係る第６の実施例の要部を示す縦断面
図。

【図７】本発明に係る第７の実施例の要部を示す縦断面
図。

【図８】本発明に係る第８の実施例の要部を示す縦断面
図。

【図９】本発明に係る第９の実施例の要部を示す縦断面
図。

【図１０】本発明に係る第10の実施例の要部を示す縦断
面図。

【図１１】図11（ａ）は本発明に係る第11の実施例を示
す図11（ｂ）のＢ−Ｂ矢視方向から見た縦断面図、図11
（ｂ）は同（ａ）の流体摩擦構造体を設けた内側アニュ
ラス部近傍を部分的に示すＡ−Ａ矢視方向から見た平面
図、図11（ｃ）および（ｄ）はそれぞれ本発明に係る第
11の実施例の他の例の内側アニュラス部近傍を部分的に
示す（ａ）のＡ−Ａ矢視方向からみた平面図。

【図１２】図12（ａ）は本発明に係る第12の実施例の要
部を示す縦断面図、図11（ｂ）は同（ａ）の円管構造を
設けた内側アニュラス部近傍を部分的に示すＣ−Ｃ矢視
方向から見た平面図。

【図１３】図13（ａ）は本発明に係る第13の実施例の要
部を示す縦断面図、図13（ｂ）は同（ａ）のかさ構造を
設けた内側アニュラス部近傍を部分的に示すＤ−Ｄ矢視
方向から見た平面図

【図１４】本発明に係る第14の実施例の要部を示す縦断
面図。

【図１５】従来のループ型高速増殖炉の構成を一部ブロ
ックで示す縦断面図。

【符号の説明】

１…炉心、２…下部プレナム、３…上部プレナム（ホッ
トプレナム）、４…出口配管、５…炉心上部機構（ＵＣ
Ｓ），６…しゃへいプラグ、７…入口配管、８…ナトリ
ウム、９…オーバフロ汲上系、10…アニュラス流路、11
…溢流落下部、12…炉心支持構造、13…隔壁、14…原子
炉容器、15…高圧プレナム、16…低圧プレナム、17…炉
壁ライナ（溢流せき） 18…内側ライナ、19…フローホール、20…連通孔、21…
オリフィス、22…外側アニュラス部、23…内側アニュラ
ス部、24…中間プレナム、25…最内層ライナ、26…可動
オリフィス、27…操作治具、28…フローガイド、29…フ
ローガイドサポート、31…オーバーフロー配管、32…オ
ーバーフロータンク、33…汲上げ配管、34…電磁ポン
プ、35…電磁流量計、41…遮流板、42…整流板、43…ワ
イヤメッシュ、44…流体摩擦構造、45…円管構造、46…
サポート、47…かさ構造、48…流線形状。

フロントページの続き (72)発明者若松光夫神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者鈴木勇神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者鈴木健彦神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者白鳥廣藏神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者飯島亨神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉容器の容器壁を外側アニュラス部
と内側アニュラス部とからなる二重のアニュラス構造と
し、炉心の入口部からこの炉心をバイパスして低温の一
次冷却材が前記外側アニュラス部を上昇するように導
き、炉壁ライナで構成されるせきを乗り越えて前記内側
アニュラス部を下降し、ホットプレナムの冷却材と合流
する流路を形成し、前記ホットプレナムへの冷却材出口
部に内側アニュラス部の液位を調節するためのオリフィ
スを周方向に設けたことを特徴とする原子炉容器の容器
壁冷却構造。
【請求項２】前記ホットプレナムへの冷却系出口部に
設けたオリフィスを直列に多段に設けるか、またはこの
オリフィスの圧力損失を可変とする装置を設けたことを
特徴とする請求項１記載の原子炉容器の容器壁冷却構
造。
【請求項３】前記炉壁ライナの内側に近接して、かつ
せきの上方より内側アニュラス部の通常運転時における
液位変動を考慮した最低液位よりも下方に至る円筒状の
フローガイドを少なくとも１枚設けたことを特徴とする
請求項１記載の原子炉容器の容器壁冷却構造。
【請求項４】前記フローガイドの上端を外側アニュラ
ス部を上昇してきた一次冷却材が乗り越える場合に一次
冷却材がフローガイドから剥離しにくいよう流線形状の
構造とするか、または前記フローガイドの上部の直径を
炉壁ライナ上端より下方のフローガイドの直径より大き
くし、その間を円錐形状の部材で接続したことを特徴と
する請求項１記載の原子炉容器の容器壁冷却構造。
【請求項５】前記フローガイドの下方の内側アニュラ
ス部に冷却材の流れを平均化させるための遮流板を設け
るか、または前記遮流板の代わりに、前記フローガイド
の下方の内側アニュラス部に整流板を設けるか、あるい
は前記遮流板の代わりに前記フローガイドの下方の内側
アニュラス部にワイヤメッシュ状の障害物を設けたこと
を特徴とする請求項１記載の原子炉容器の容器壁冷却構
造。
【請求項６】前記フローガイドの代わりに、前記炉壁
ライナの内側に近接して、かつ内側アニュラス部の液位
変動を考慮した最低液位よりも下方に至る流体の圧力損
失を増加させるギャザー状の流体摩擦構造を設けたこと
を特徴とする請求項１記載の原子炉容器の容器壁冷却構
造。
【請求項７】前記流体摩擦構造の代わりに、前記炉壁
ライナの内側に近接して、かつ内側アニュラス部の液位
変動を考慮した最低液位よりも下方に至るその内部を流
体が流れるようにした多数の円管構造を設けるか、また
は前記流体摩擦構造の代わりに、前記炉壁ライナの内側
に、かつ内側アニュラス部の通常運転時の液位変動を考
慮した最低液位よりも下方に至るまで複数の円錐状のか
さ構造を設けたことを特徴とする請求項１記載の原子炉
容器の容器壁冷却構造。
【請求項８】前記ギャザー状の流体摩擦構造または前
記円管構造あるいは前記かさ構造の下方の内側アニュラ
ス部に冷却材の流れを平均化させるための遮流板または
整流板あるいはワイヤメッシュ状の障害物を設けたこと
を特徴とする請求項１記載の原子炉容器の容器壁冷却構
造。