JPH07248389A - 高速炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冷却材の液面でのガス巻込み防止およびフロー
ガイドの熱応力低減等により炉心の健全性確保および構
造信頼性の向上が図れる高速炉を提供する。 【構成】フローガイド３１はホットレグ配管２８の下端
部である冷却材入口の高さ位置で、容器壁２１ａに支持
により設置される。フローガイド３１の上面には、ホッ
トレグ配管２８の外周を覆って上部プレナム２７内の冷
却材３０の液面３０ａ上まで、スタンドパイプ３２が一
体的に立設される。フローガイド３１とホットレグ配管
２８の外周面との隙間は、パイプスタンド３２によって
周囲から遮蔽された状態となっているので、隙間部３３
からのリークフローはパイプスタンド３２内に保持さ
れ、スタンド外の液面３０ａに達する流れはなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速炉における原子炉
容器の内部構造の改良に係り、特に原子炉容器の冷却材
の自由液面からのガス巻込み抑制を図った高速炉に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高速炉は例えば図８に示すように、原子
炉容器１，中間熱交換器容器２，ポンプ容器３，および
これら各容器１，２，３を連結する逆Ｕ字管４からなる
一次系と、二次系ポンプ５，および蒸気発生器６からな
る二次系とを含んで構成され、二次系はタービン７に接
続されている。

【０００３】原子炉容器１は図９および図１０に示すよ
うに、上面が遮蔽プラグ８によって閉塞されており、原
子炉容器１内の中央位置には炉心９および炉心上部機構
１０が設けられている。また、原子炉容器１内には炉壁
の内面に沿って遮蔽プラグ８から下部プレナム１１に亘
るコールドレグ配管１２，および上部プレナム１３に亘
るホットレグ配管１４がそれぞれ垂下している。さらに
上部プレナム１３内におけるホットレグ配管１４の下端
部近傍を覆う配置で炉心出口１５から上昇する冷却材１
６をホットレグ配管１４に導く環状のフローガイド１７
が設けられている。

【０００４】冷却材１５はコールドレグ配管１２から下
部プレナム１１に送り込まれ、炉心９で加熱され、炉心
出口１５から上部プレナム１３に流出する。

【０００５】流出した冷却材１６としての高温ナトリウ
ムは、炉心上部機構１０の下部に衝突した後、容器壁１
ａ側への流れとなり、容器壁１ａに沿って上昇し、フロ
ーガイド１７内に流れ込み、その後フローガイド１７内
に挿入したホットレグ配管１４の内部を上昇する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、容器壁１ａ
に取り付けられたフローガイド１７とホットレグ配管１
４とは、原子炉の運転状態により相対的に熱移動量が異
なるため、ホットレグ配管１４の外周部とフローガイド
１７貫通孔部との間には数１０mmの隙間を設ける必要が
ある。

【０００７】このため、フローガイド１７に流入した冷
却材１６の一部が隙間１８から上方へ流れ、冷却材１６
の液面１６ａ近傍へ向うことになる。

【０００８】液面１６ａ近傍に達した冷却材は炉心上部
機構１０側へ向うが、原子炉容器１内の各機器等の存在
により、流れの相互干渉による渦，潜り込み等が発生
し、これが液中に引込まれ、ガスを巻込むおそれがあ
る。

【０００９】また、フローガイド１７と容器壁１ａとの
接続部においては、原子炉内の温度変化時に多大な熱応
力を発生し、構造信頼性を損うおそれがある。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、冷却材の液面でのガス巻込み防止およびフロ
ーガイドの熱応力低減等により炉心の健全性確保および
構造信頼性の向上が図れる高速炉を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、原子炉容器内の中央位置
に炉心および炉心上部機構を設けるとともに、前記原子
炉容器の容器壁の内面に沿って遮蔽プラグから下部プレ
ナムに亘るコールドレグ配管および上部プレナムに亘る
ホットレグ配管を垂下させ、かつ上部プレナム内におけ
る前記ホットレグ配管の下端部近傍を覆う配置で、炉心
出口から上昇する冷却材を前記ホットレグ配管に導く環
状のフローガイドを設けた高速炉において、前記フロー
ガイドの前記ホットレグ配管挿入部位から、前記ホット
レグ配管の外周を覆って冷却材液面よりも高い位置まで
立上るスタンドパイプを設けたことを特徴とする。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載のス
タンドパイプに代え、ホットレグ配管のフローガイド上
方部位の外周側に、そのフローガイドにあけたホットレ
グ配管挿通用の孔よりも大径な鍔状をなし、前記孔から
上方にリークする冷却材を横向きに流動させるリークフ
ロー方位板を設けたことを特徴とする。

【００１３】請求項３記載の発明は、原子炉容器内の中
央位置に炉心および炉心上部機構を設けるとともに、前
記原子炉容器の容器壁の内面に沿って遮蔽プラグから下
部プレナムに亘るコールドレグ配管および上部プレナム
に亘るホットレグ配管を垂下させ、かつ上部プレナム内
における前記ホットレグ配管の下端部近傍を覆う配置
で、炉心出口から上昇する冷却材を前記ホットレグ配管
に導く環状のフローガイドを設けた高速炉において、前
記フローガイドを前記遮蔽プラグからフローガイド支持
部材を介して吊設し、かつ前記フローガイドの外周縁部
と原子炉容器の容器壁との間に生じる環状の空間をその
下方から、前記容器壁の内面に突出するリークフロー抑
制部材によって閉塞したことを特徴とする。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１記載のス
タンドパイプに加え、請求項３記載のフローガイド支持
部材およびリークフロー抑制部材を設けたことを特徴と
する。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項２記載のリ
ークフロー方位板に加え、請求項３記載のフローガイド
支持部材およびリークフロー抑制部材を設けたことを特
徴とする。

【００１６】請求項６記載の発明は、請求項１記載のス
タンドパイプの上端を遮蔽プラグに連結し、このスタン
ドパイプを請求項３記載のフローガイド支持部材とした
ことを特徴とする。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明によれば、スタンドパイプ
を冷却材液面の上方に突出させたことにより、ホットレ
グ配管とスタンドパイプとの隙間から流れるリークフロ
ーが冷却材の自由液面から隔離され、その自由液面に流
れ込むことはない。したがって、冷却材中へのガスの巻
込みを防止することができる。

【００１８】請求項２記載の発明によれば、ホットレグ
配管に簡単に取付けることができるリークフロー方位板
により、リークフローの方向が横方向流れとなり、冷却
材液面方向に流れることはない。したがって、本発明に
よっても冷却材へのガス巻込み防止が図られる。

【００１９】請求項３記載の発明によれば、フローガイ
ドを遮蔽プラグから吊設したことにより、フローガイド
と容器壁とを熱的に非接触とすることができる。したが
って、フローガイドの上下とも高温状態となる運転の後
に原子炉を急速停止した場合、低温の冷却材が炉心から
フローガイド下面に流入した時、フローガイドの取付部
の上側が高温、下側が低温となり、この温度差によって
フローガイドを容器壁に取付けている従来例では大きな
熱応力が発生するところ、本発明によれば、フローガイ
ドに大きな熱応力が発生するおそれを防止することがで
きる。

【００２０】請求項４記載の発明によれば、請求項１お
よび請求項３記載の両発明の組合せによって、冷却材へ
のガス巻込み防止と大きな熱応力の発生防止とが共に図
られる。

【００２１】請求項５記載の発明によれば、請求項２お
よび請求項３記載の両発明の組合せによって冷却材への
ガス巻込み防止と大きな熱応力の発生防止とが共に図ら
れる。

【００２２】請求項６記載の発明によれば、請求項１の
スタンドパイプをさらに上方へ延ばし、請求項３記載の
遮蔽プラグ下面からのフローガイド支持管としての機能
をも備えたものであるため、前記同様に冷却材へのガス
巻込み防止および大きな熱応力発生防止が共に図られ
る。さらに本発明では部材機能の向上により、構成簡単
化ひいては経済的効果も得られる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明に係る高速炉の実施例を図面を
参照して説明する。

【００２４】実施例１（図１および図２） 本実施例では、原子炉容器２１の上面が図１および図２
に示すように、遮蔽プラグ２２によって閉塞されてお
り、原子炉容器２１内の中央位置には炉心２３および炉
心上部機構２４が設けられている。また、原子炉容器２
１内には炉壁の内面に沿って遮蔽プラグ２２から下部プ
レナム２５に亘るコールドレグ配管２６および上部プレ
ナム２７に亘るホットレグ配管２８がそれぞれ垂下して
いる。さらに上部プレナム２７内におけるホットレグ配
管２８の下端部近傍を覆う配置で炉心出口２９から上昇
する冷却材３０をホットレグ配管２８に導く環状のフロ
ーガイド３１が設けられている。フローガイド３１には
多数の小孔３１ａが穿設され、この小孔３１ａを介して
の冷却材３０の流動によって、周壁部分の内外温度差の
解消、ひいては熱応力の発生防止が図られている。

【００２５】このものにおいて、フローガイド３１はホ
ットレグ配管２８の下端部である冷却材入口の高さ位置
で、容器壁２１ａに支持されている。また、フローガイ
ド３１の上面には、ホットレグ配管２８の外周を覆って
上部プレナム２７内の冷却材３０の液面３０ａ上まで、
スタンドパイプ３２が一体的に立設されている。

【００２６】このような実施例１の構成によると、炉心
出口２９から流出した高温冷却材は、炉心上部機構２４
の下部に衝突した後、矢印で示すように容器壁２１ａに
沿ってフローガイド３１内に流れ、ホットレグ配管２８
内に流入する。

【００２７】この場合、フローガイド３１とホットレグ
配管２８の外周面との隙間は、パイプスタンド３２によ
って周囲から遮蔽された状態となっているので、従来の
ものと異なり、隙間部３３からのリークフローはパイプ
スタンド３２内に保持され、スタンド外の液面３０ａに
達する流れはなくなる。したがって、リークフローによ
る液面近傍までのガス巻込みの発生が防止できるように
なる。

【００２８】実施例２（図３） 本実施例では、図３に示すようにフローガイド３１がホ
ットレグ配管２８の入口高さ位置で、容器壁２１ａに支
持されており、ホットレグ配管２８の外周部におけるフ
ローガイド３１とホットレグ配管２８との隙間部３３の
上方部位に、鍔状のリークフロー方位板３４が一体的に
設けられている。

【００２９】このような本実施例２の構成によると、フ
ローガイド３１内に流れ込んだ冷却材の一部は、フロー
ガイド３１とホットレグ配管２８との隙間部３３から上
方に流出するが、リークフロー方位板３４によって水平
方向の流れになり、液面３０ａへの到達が抑止され、前
記実施例１と同様に、液面近傍でのガス巻込みの発生が
防止できるようになる。

【００３０】実施例３（図４） 本実施例では図４に示すように、原子炉容器１内におい
て、フローガイド３１が遮蔽プラグ２２の下部に例えば
円管状のフローガイド支持部材３５を介して吊下げ支持
されている。これにより、フローガイド３１のホットレ
グ配管挿入用の孔の寸法調整が容易となり、フローガイ
ド３１とホットレグ配管２８との隙間部３３の幅が縮小
できる。

【００３１】本実施例によるフローガイド３１の支持構
造では、フローガイド３１の孔とホットレグ配管２８と
の相対変位が、前記各実施例の場合に比較して小さくな
るため、ギャップ幅を縮小することがで可能となるもの
である。

【００３２】また、フローガイド３１の外周縁部と容器
壁２１ａとの間に生じる環状の隙間は、その下方から、
容器壁２１ａの内面に突出する筒状のリークフロー抑制
部材３６によって閉塞されている。

【００３３】このような実施例３の構成によると、隙間
部３３の減少によりリークフローを減少でき、これによ
り冷却材３０の液面３１ａ近傍でのガス巻込みの防止が
図れる。

【００３４】また、フローガイド３１を遮蔽プラグ２２
から吊設したことにより、フローガイド３１と容器壁２
１ａとを熱的に非接触とすることができる。したがっ
て、フローガイド３１の上下とも高温状態となる運転の
後に原子炉を急速停止した場合、低温の冷却材が炉心２
３からフローガイド３１の下面に流入した時、フローガ
イド３１の取付部の上側が高温、下側が低温となり、こ
の温度差によってフローガイド３１を容器壁２１ａに取
付けている従来例では大きな熱応力が発生するところ、
本実施例によれば、フローガイド３１に大きな熱応力が
発生するおそれを防止することができる。

【００３５】実施例４（図５） 本実施例では、前記実施例１のスタンドパイプ３２に加
え、前記実施例３のフローガイド支持部材３５およびリ
ークフロー抑制部材３６が設けられている。

【００３６】このような実施例４の構成によると、スタ
ンドパイブ３２，フローガイド支持部材３５およびリー
クフロー抑制部材３６の組合せによって、冷却材３０へ
のガス巻込み防止と大きな熱応力の発生防止とが共に図
れるようになる。

【００３７】なお、円環状のリークフロー抑制部材３６
の上下には大きな温度差が発生するが、このリークフロ
ー抑制部材３６の厚さは１０mm程度に薄く設定され、比
較的変形し易い構成とされている。したがって、リーク
フロー抑制部材３６には大きな熱応力が発生することは
ない。

【００３８】実施例５（図６） 本実施例では、前記実施例２のリークフロー方位板３４
に加え、前記実施例３のフローガイド支持部材３５およ
びリークフロー抑制部材３６が設けられている。

【００３９】このような実施例５の構成によると、リー
クフロー方位板３４による冷却材３０の横方向流れ作用
と、リークフロー抑制部材３６によるリーク量低減作用
とによって、冷却材へのガス巻込み防止と大きな熱応力
の発生防止とが共に図れるようになる。

【００４０】実施例６（図７） 本実施例では、前記実施例１のスタンドパイプ３２の上
端が遮蔽プラグ２２に連結されており、このスタンドパ
イプ３２が、前記実施例３のフローガイド支持部材とし
て兼用されている。

【００４１】このような実施例６の構成によると、スタ
ンドパイプ３２がさらに上方へ延ばした構成とされて遮
蔽プラグ２２下面からのフローガイド支持部材としての
機能をも備えたものであるため、前記各実施例と同様に
冷却材３０へのガス巻込み防止および大きな熱応力発生
防止が共に図れるようになる。さらに本実施例では部材
機能の向上により、構成の簡単化ひいては経済的効果も
得られるようになる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、スタンドパイプを冷却材液面の上方に突出さ
せたことにより、ホットレグ配管とスタンドパイプとの
隙間から流れるリークフローが冷却材の自由液面から隔
離され、その自由液面に流れ込むことはない。したがっ
て、冷却材中へのガスの巻込みを防止することができ
る。

【００４３】請求項２記載の発明によれば、ホットレグ
配管に簡単に取付けることができるリークフロー方位板
により、リークフローの方向が横方向流れとなり、冷却
材液面方向に流れることはない。したがって、本発明に
よっても冷却材へのガス巻込み防止が図られる。

【００４４】請求項３記載の発明によれば、フローガイ
ドを遮蔽プラグから吊設したことにより、フローガイド
と容器壁とを熱的に非接触とすることができる。したが
って、フローガイドの上下とも高温状態となる運転の後
に原子炉を急速停止した場合、低温の冷却材が炉心から
フローガイド下面に流入した時、フローガイドの取付部
の上側が高温、下側が低温となり、この温度差によって
フローガイドを容器壁に取付けている従来例では大きな
熱応力が発生するところ、本発明によれば、フローガイ
ドに大きな熱応力が発生するおそれを防止することがで
きる。

【００４５】請求項４記載の発明によれば、請求項１お
よび請求項３記載の両発明の組合せによって、冷却材へ
のガス巻込み防止と大きな熱応力の発生防止とが共に図
られる。

【００４６】請求項５記載の発明によれば、請求項２お
よび請求項３記載の両発明の組合せによって冷却材への
ガス巻込み防止と大きな熱応力の発生防止とが共に図ら
れる。

【００４７】請求項６記載の発明によれば、請求項１の
スタンドパイプをさらに上方へ延ばし、請求項３記載の
遮蔽プラグ下面からのフローガイド支持管としての機能
をも備えたものであるため、前記同様に冷却材へのガス
巻込み防止および大きな熱応力発生防止が共に図られ
る。さらに本発明では部材機能の向上により、構成簡単
化ひいては経済的効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高速炉の実施例１の全体構成を概
略的に示す縦断面図。

【図２】図１の要部を拡大して示す縦断面図。

【図３】本発明に係る高速炉の実施例２の要部を概略的
に示す縦断面図。

【図４】本発明に係る高速炉の実施例３の要部を概略的
に示す縦断面図。

【図５】本発明に係る高速炉の実施例４の要部を概略的
に示す縦断面図。

【図６】本発明に係る高速炉の実施例５の要部を概略的
に示す縦断面図。

【図７】本発明に係る高速炉の実施例６の要部を概略的
に示す縦断面図。

【図８】高速炉の系統構成を概略的に示す図。

【図９】従来の高速炉の全体構成を概略的に示す縦断面
図。

【図１０】図９の要部を拡大して示す縦断面図。

【符号の説明】

２１ 原子炉容器 ２２ 遮蔽プラグ ２３ 炉心 ２４ 炉心上部機構 ２５ 下部プレナム ２６ コールドレグ配管 ２７ 上部プレナム ２８ ホットレグ配管 ２９ 炉心出口 ３０ 冷却材 ３１ フローガイド ３０ａ 液面 ３２ スタンドパイプ ２１ａ 容器壁 ３３ 隙間部 ３４ リークフロー方位板 ３５ フローガイド支持部材 ３６ リークフロー抑制部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉容器内の中央位置に炉心および炉
   心上部機構を設けるとともに、前記原子炉容器の容器壁
   の内面に沿って遮蔽プラグから下部プレナムに亘るコー
   ルドレグ配管および上部プレナムに亘るホットレグ配管
   を垂下させ、かつ上部プレナム内における前記ホットレ
   グ配管の下端部近傍を覆う配置で、炉心出口から上昇す
   る冷却材を前記ホットレグ配管に導く環状のフローガイ
   ドを設けた高速炉において、前記フローガイドの前記ホ
   ットレグ配管挿入部位から、前記ホットレグ配管の外周
   を覆って冷却材液面よりも高い位置まで立上るスタンド
   パイプを設けたことを特徴とする高速炉。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスタンドパイプに代え、
   ホットレグ配管のフローガイド上方部位の外周側に、そ
   のフローガイドにあけたホットレグ配管挿通用の孔より
   も大径な鍔状をなし、前記孔から上方にリークする冷却
   材を横向きに流動させるリークフロー方位板を設けたこ
   とを特徴とする高速炉。
3. 【請求項３】 原子炉容器内の中央位置に炉心および炉
   心上部機構を設けるとともに、前記原子炉容器の容器壁
   の内面に沿って遮蔽プラグから下部プレナムに亘るコー
   ルドレグ配管および上部プレナムに亘るホットレグ配管
   を垂下させ、かつ上部プレナム内における前記ホットレ
   グ配管の下端部近傍を覆う配置で、炉心出口から上昇す
   る冷却材を前記ホットレグ配管に導く環状のフローガイ
   ドを設けた高速炉において、前記フローガイドを前記遮
   蔽プラグからフローガイド支持部材を介して吊設し、か
   つ前記フローガイドの外周縁部と原子炉容器の容器壁と
   の間に生じる環状の空間をその下方から、前記容器壁の
   内面に突出するリークフロー抑制部材によって閉塞した
   ことを特徴とする高速炉。
4. 【請求項４】 請求項１記載のスタンドパイプに加え、
   請求項３記載のフローガイド支持部材およびリークフロ
   ー抑制部材を設けたことを特徴とする高速炉。
5. 【請求項５】 請求項２記載のリークフロー方位板に加
   え、請求項３記載のフローガイド支持部材およびリーク
   フロー抑制部材を設けたことを特徴とする高速炉。
6. 【請求項６】 請求項１記載のスタンドパイプの上端を
   遮蔽プラグに連結し、このスタンドパイプを請求項３記
   載のフローガイド支持部材としたことを特徴とする高速
   炉。