JPH0862374A

JPH0862374A - 高速炉

Info

Publication number: JPH0862374A
Application number: JP6224234A
Authority: JP
Inventors: Mineo Sekiguchi; 口峰生関; Shigeo Kasai; 井重夫笠; Koji Onuki; 貫康二大; Kenichi Kubota; 健一久保田; Mitsuo Wakamatsu; 松光夫若
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】原子炉停止時に原子炉容器外のポンプが停止
した場合に、冷却材の自然循環による炉心崩壊熱を増大
させた高速炉を提供する。【構成】冷却材を内包する原子炉容器２と、炉心支持
構造物８と、複数体の燃料集合体１６からなる炉心１
と、原子炉容器内を冷却材の高低温プールに区分する隔
壁６と、冷却材高温プールに挿入された炉内熱交換器１
５と、冷却材高低温プールにそれぞれ挿入された冷却材
出口配管１３と冷却材入口配管１４とを備えた高速炉に
おいて、炉心１の周囲領域に、燃料集合体１６とほぼ同
じ外形の遮蔽集合体２１を複数体装荷し、各遮蔽集合体
２１に上端と下端がそれぞれ冷却材高温プール４と低圧
プレナム１０に開口する順流用流路２８，３１と、上端
と下端がそれぞれ冷却材高温プール４と炉心１の下部領
域に開口する逆流用流路とを設けた。

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型高速炉に
係り、特に原子炉停止時の冷却材の自然循環量を増大さ
せた高速炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】液体金属冷却型高速炉は、一次及び二次
冷却材として液体金属ナトリウムを用いており、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、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２２は従来の液体金属冷却型高速炉を示
すもので、符号１は原子炉容器２内に設置された炉心を
示しており、この炉心１の下部には下部プレナム３が、
また上部にはホットプレナムと称する上部プレナム４が
設けられている。一次冷却材のナトリウム５を収納する
原子炉容器２内部は、隔壁６によってさらに上部プレナ
ム４と中間プレナム７とに仕切られており、この隔壁６
の中央部を貫通して、炉心１が炉心支持構造８上に設置
されている。

【０００４】また、炉心支持構造８には炉心１に冷却材
のナトリウム５を流すために高圧プレナム９と低圧プレ
ナム１０とが設けられ、炉心１内の核燃料集合体１６へ
の冷却材配分を行っている。

【０００５】原子炉容器２上端開口部を閉塞する遮蔽プ
ラグ１１には、制御棒駆動機構（図示せず）を搭載して
なる炉心上部機構（ＵＣＳ）１２が配置されている。

【０００６】ナトリウムは、出口配管１３から流出して
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、ポンプを経由して入口配管１４
から原子炉容器２に流入する。

【０００７】原子炉停止時の炉心１の崩壊熱の除去は、
遮蔽プラグ１１を貫通して配置される炉内熱交換器１５
による上部プレナム４内の熱交換と、原子炉容器２外の
ＩＨＸによる熱交換とによって行われる。すなわち、炉
心で崩壊熱によって加熱されたナトリウムは、原子炉容
器２外のポンプの吐出圧によって炉心１から上部プレナ
ム４へ送られ、出口配管１３から流出し、炉外のＩＨＸ
によって冷却される。一方、上部プレナム４の高温冷却
材は、炉内熱交換器１５上部に位置する冷却材入口１７
に流入して冷却され、下部の冷却材出口１８から流出す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の液
体金属冷却型高速炉では、原子炉停止時であって、か
つ、原子炉容器外のポンプが停止した場合を想定する
と、崩壊熱の除去を次のように行わなければならない。
すなわち、図２２に示す炉心１で崩壊熱によって加熱さ
れたナトリウム２０は、密度差によって上部プレナム４
へ上昇し、自然対流によって矢印１９のように下降す
る。また、少量のナトリウムは、出口配管１３から流出
し、炉外ＩＨＸを経由して原子炉容器２に戻る。また、
炉心で崩壊熱によって加熱された高温のナトリウムの一
部は、炉内熱交換器１５上部の冷却材入口１７に流入し
て冷却され、下部の冷却材出口１８から流出する。

【０００９】上記状態において、炉心の崩壊熱除去量
は、炉心１における加熱を源とする自然循環によるナト
リウムの流量によって決まる。この自然循環流路は主
に、炉内熱交換器１５を経由する流路と、炉心１から、
出口配管１３および炉外ＩＨＸを経由する流路である。

【００１０】炉内熱交換器１５の冷却材出口から流出す
る低温のナトリウムは、密度差により、炉心１周辺領域
に装荷されている遮蔽内部の流路を下降するが、遮蔽体
領域の流路断面積は、一般に炉心内冷却材流路配分の関
係から狭くしているため、全体として自然循環時の崩壊
熱除去量が制限され、充分な崩壊熱除去量が得られない
という問題があった。

【００１１】本発明の目的は、上記従来の技術の課題を
解決し、原子炉停止時に原子炉容器外のポンプが停止し
た場合であっても、自然循環による崩壊熱除去量を増大
させて崩壊熱除去量に裕度をもたせることができる液体
金属冷却型高速炉を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願請求項１に係る高速炉は、冷却材を内包する原
子炉容器と、前記原子炉容器の内部に設けられ、高低両
圧力プレナムと炉心支持枠とを有する炉心支持構造物
と、前記炉心支持枠内に載置された複数体の燃料集合体
からなる炉心と、前記炉心と原子炉容器の側壁の間に設
けられ、原子炉容器内を上側の冷却材高温プールと下側
の冷却材低温プールとに区分する隔壁と、前記冷却材高
温プールに挿入され、原子炉停止時の炉心崩壊熱を除去
する炉内熱交換器と、前記冷却材高温プールと冷却材低
温プールにそれぞれ挿入された冷却材出口配管と冷却材
入口配管とを備えた高速炉において、前記炉心の周囲領
域に、燃料集合体とほぼ同じ外形の遮蔽集合体を複数体
装荷し、前記各遮蔽集合体に、上端と下端が前記冷却材
高温プールと前記低圧プレナムにそれぞれ開口する順流
用流路と、上端と下端が前記冷却材高温プールと炉心の
下部領域にそれぞれ開口する逆流用流路とを設けたこと
を特徴とするものである。

【００１３】本願請求項２に係る高速炉は、前記請求項
１に係る高速炉において、前記遮蔽集合体は、隣接する
他の遮蔽集合体あるいは燃料集合体との間隙部が前記逆
流用流路の下端開口部付近で広くなるようにした凹形溝
を有し、あるいは遮蔽集合体下部自体が細く形成されて
いることを特徴とするものである。

【００１４】本願請求項３に係る高速炉は、前記請求項
２に係る高速炉において、前記炉心支持構造物の炉心支
持枠の側壁内部に、上端が前記冷却材高温プール、下端
が前記遮蔽集合体の凹形溝の近傍領域、あるいは前記遮
蔽集合体の細くなった下部領域に開口している逆流用流
路を設けたことを特徴とするものである。

【００１５】本願請求項４に係る高速炉は、請求項２ま
たは請求項３のいずれかに係る高速炉において、前記炉
心支持構造物の炉心支持枠は、その側壁下部に半径方向
の複数個の貫通孔を有し、前記炉心支持枠の側壁外側
に、上端が前記冷却材高温プールに開口し、下端が前記
貫通孔に連通する逆流用流路を有する逆流流路形成部材
を備えていることを特徴とするものである。

【００１６】本願請求項５に係る高速炉は、請求項２な
いし請求項４のいずれかに係る高速炉において、前記炉
内熱交換器は、冷却材高温プールの上部領域と下部領域
にそれぞれ開口する冷却材入口と冷却材出口を有すると
ともに、その下端部は前記隔壁を貫通して前記冷却材低
温プールの一部に連通し、前記炉心支持構造物の炉心支
持枠は、その側壁下部に前記炉内熱交換器の下端部が開
口している冷却材低温プールと炉心の下部領域とを連通
させる複数個の貫通孔を有していることを特徴とするも
のである。

【００１７】本願請求項６に係る高速炉は、冷却材を内
包する原子炉容器と、前記原子炉容器の内部に設けら
れ、高低両圧力プレナムと炉心支持枠とを有する炉心支
持構造物と、前記炉心支持枠内に載置された複数体の燃
料集合体からなる炉心と、前記炉心と原子炉容器の側壁
の間に設けられ、原子炉容器内を上側の冷却材高温プー
ルと下側の冷却材低温プールとに区分する隔壁と、前記
冷却材高温プールに挿入され、原子炉停止時の炉心崩壊
熱を除去する炉内熱交換器と、前記冷却材高温プールと
冷却材低温プールにそれぞれ挿入された冷却材出口配管
と冷却材入口配管とを備えた高速炉において、前記炉心
はその周囲領域に燃料集合体とほぼ同じ外形の複数体の
遮蔽集合体を有し、前記遮蔽集合体は、頂部に燃料交換
機による掴み離しを可能にする把持部を有するラッパ管
と、前記ラッパ管の下端部に接続され、炉心の下部領域
から炉心下方の前記高圧プレナムを貫通し、下端部が前
記高圧プレナム下方の前記低圧プレナムに達する中空の
エントランスノズルとを有し、前記ラッパ管は、その中
心部に逆流用流路を形成する逆流用流路形成管と、前記
逆流用流路形成管とラッパ管側壁との間に順流用流路を
形成する遮蔽体とを内蔵し、前記エントランスノズル
は、前記低圧プレナムに連通する順流用貫通孔と、前記
高圧プレナムに連通する逆流用貫通孔とを有し、前記逆
流用流路形成管は下端部に熱伸長体を接続し、前記熱伸
長体はその下端部に、通常運転時に前記熱伸長体の収縮
によって前記ラッパ管の順流用流路と前記エントランス
ノズルの順流用貫通孔とを連通させる順流用中間流路
と、原子炉停止時に前記熱伸長体の伸長によって前記ラ
ッパ管の逆流用流路と前記エントランスノズルの逆流用
貫通孔とを連通させる逆流用中間流路とを有する逆流流
路形成体を接続していることを特徴とするものである。

【００１８】本願請求項７に係る高速炉は、請求項６に
係る高速炉において、前記熱伸長体は、同心かつ二重の
伸縮自在な蛇腹状の金属伸縮体と、これら金属伸縮体の
上下端部の間隙を封止するリングと、前記金属伸縮体の
間に封入された液体金属と、前記上部および下部のリン
グの間に配設されたばねとからなることを特徴とするも
のである。

【００１９】本願請求項８に係る高速炉は、請求項６に
係る高速炉において、前記逆流用流路形成管と熱伸長体
の内側に断熱体を設けたことを特徴とするものである。

【００２０】本願請求項９に係る高速炉は、請求項６に
係る高速炉において、前記逆流用流路形成管と熱伸長体
の内側に断熱体を設け、前記遮蔽体の内部に中性子によ
って発熱する発熱体を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００２１】本願請求項１０に係る高速炉は、請求項１
または請求項２に係る高速炉において、冷却材を内包す
る原子炉容器と、前記原子炉容器の内部に設けられ、高
低両圧力プレナムと炉心支持枠とを有する炉心支持構造
物と、前記炉心支持枠内に載置された複数体の燃料集合
体からなる炉心と、前記炉心と原子炉容器の側壁の間に
設けられ、原子炉容器内を上側の冷却材高温プールと下
側の冷却材低温プールとに区分する隔壁と、前記冷却材
高温プールに挿入され、原子炉停止時の炉心崩壊熱を除
去する炉内熱交換器と、前記冷却材高温プールと冷却材
低温プールにそれぞれ挿入された冷却材出口配管と冷却
材入口配管とを備えた高速炉において、前記炉心はその
周囲領域に燃料集合体とほぼ同じ外形の複数体の遮蔽集
合体を有し、前記遮蔽集合体は、頂部に燃料交換機によ
る掴み離しを可能にする把持部を有するラッパ管と、前
記ラッパ管の下端部に接続され、炉心の下部領域から炉
心下方の前記高圧プレナムを貫通し、下端部が前記高圧
プレナム下方の前記低圧プレナムに達するエントランス
ノズルとを有し、前記ラッパ管は、その中心部に逆流用
流路を形成する逆流用流路形成管と、前記逆流用流路形
成管とラッパ管側壁との間に順流用流路を形成する遮蔽
体とを内蔵し、前記エントランスノズルは、前記低圧プ
レナムと前記ラッパ管内の順流用流路とを連通させる低
圧流路と、前記高圧プレナムと前記ラッパ管内の逆流用
流路とを連通させる高圧流路と、前記高圧流路内に設け
られ、高圧流路を遮断および接続する逆流流路形成体と
を有し、前記逆流流路形成体は、上蓋と下蓋とを有する
円筒状の匡体を有し、この匡体は、上蓋の下面に接続さ
れた伸縮自在な上部蛇腹状金属体と、前記上部蛇腹状金
属体の下端に接続された板部材と、前記板部材と下蓋に
上端と下端がそれぞれ接続された前記上部蛇腹状金属体
より小径な下部蛇腹状金属体とを備え、前記匡体は、前
記上部蛇腹状金属体の内部空間と前記高圧流路とを連通
させる第一連通孔と、前記上部蛇腹状金属体および下部
蛇腹状金属体の外側と前記匡体の内側の間の空間と前記
低圧流路とを連通させる第二連通孔と、前記下部蛇腹状
金属体の内部空間と前記高圧流路とを連通させる第三連
通孔とを有し、前記板部材は、前記匡体の下蓋を貫通
し、前記高圧プレナムと低圧プレナムの圧力差によって
前記上部蛇腹状金属体および下部蛇腹状金属体がそれぞ
れ伸縮した時に前記高圧流路内に突出して流路を遮断す
る棒状体を備えていることを特徴とするものである。

【００２２】本願請求項１１に係る高速炉は、請求項１
または請求項２に係る高速炉において、冷却材を内包す
る原子炉容器と、前記原子炉容器の内部に設けられ、高
低両圧力プレナムと炉心支持枠とを有する炉心支持構造
物と、前記炉心支持枠内に載置された複数体の燃料集合
体からなる炉心と、前記炉心と原子炉容器の側壁の間に
設けられ、原子炉容器内を上側の冷却材高温プールと下
側の冷却材低温プールとに区分する隔壁と、前記冷却材
高温プールに挿入され、原子炉停止時の炉心崩壊熱を除
去する炉内熱交換器と、前記冷却材高温プールと冷却材
低温プールにそれぞれ挿入された冷却材出口配管と冷却
材入口配管とを備えた高速炉において、前記炉内熱交換
器は、前記冷却材高温プールの上部領域と下部領域にそ
れぞれ開口する冷却材入口と冷却材出口を有するととも
に、その下端部は前記隔壁を貫通して前記冷却材低温プ
ールの一部に連通し、前記炉内熱交換器の下端部が開口
している冷却材低温プールと前記高圧プレナムとを仕切
る炉心支持構造物の境界壁は、原子炉停止時に前記冷却
材低温プールから前記高圧プレナムへの冷却材の流通を
許容する連絡流路および流路形成弁を備え、前記流路形
成弁は、ハウジング内に形成された逆流用流路と、前記
逆流用流路内に設けられた円筒状匡体を有し、前記円筒
状匡体は、上蓋と下蓋と、前記上蓋の下面に接続された
伸縮自在な上部蛇腹状金属体と、前記上部蛇腹状金属体
の下端に接続された板部材と、前記板部材と前記下蓋に
上端と下端がそれぞれ接続された前記上部蛇腹状金属体
より小径な下部蛇腹状金属体とを有し、前記匡体は、前
記上部蛇腹状金属体の内部空間と前記高圧プレナムとを
連通させる第一連通孔と、前記上部蛇腹状金属体および
下部蛇腹状金属体の外側と前記匡体の内側の間の空間と
前記冷却材低温プールとを連通させる第二連通孔と、前
記下部蛇腹状金属体の内部空間と前記高圧プレナムとを
連通させる第三連通孔とを有し、前記板部材は、前記匡
体の下蓋を貫通し、前記高圧プレナムと低圧プレナムの
圧力差によって前記上部蛇腹状金属体および下部蛇腹状
金属体がそれぞれ伸縮した時に前記逆流用流路内に突出
して流路を遮断する棒状体を備えていることを特徴とす
るものである。

【００２３】

【作用】本願請求項１に係る高速炉では、原子炉停止時
に遮蔽集合体が上部プレナム周辺部を下降する冷却材
（ナトリウム）の一部を逆流用流路に導入し、これを炉
心の下部領域に流出させ、炉心支持枠内の燃料集合体の
間の間隙を経由する自然循環流路を形成する。

【００２４】すなわち、原子炉が停止すると、炉心の崩
壊熱によって加熱された冷却材は、燃料集合体内部及び
燃料集合体間の間隙部から密度差により上部プレナムへ
上昇し、原子炉容器内の自由液面の周辺部から原子炉容
器の側壁に沿って下降する。その一部は、冷却材出口配
管へ流出し、一部は炉内熱交換器の冷却材入口から炉内
熱交換器の内部に入って炉内熱交換器下部の冷却材出口
から流出する。上部プレナム周辺部を下降した冷却材と
炉内熱交換器の冷却材出口から流出した冷却材は、炉心
周囲領域に配置された遮蔽集合体内の逆流用流路を下降
し、遮蔽集合体下部の逆流用流路出口から炉心の下部領
域に流出する。一方、炉心中心部の冷却材は、炉心の崩
壊熱によって加熱され、上昇流となって上昇する。この
上昇流により、炉心の下部領域に流出した冷却材は炉心
中心部に引き込まれ、そこで加熱されて燃料集合体の内
部あるいは燃料集合体間の間隙部を上昇する。これによ
り、炉心を冷却する自然循環流路が形成され、原子炉停
止時の崩壊熱除去量を増大させることができる。

【００２５】本願請求項２に係る高速炉では、凹形溝あ
るいは遮蔽集合体下部の形状により、隣接する遮蔽集合
体同士、あるいは遮蔽集合体と燃料集合体の間の間隙が
逆流用流路の下端開口部付近で広くなっているので、遮
蔽集合体内の逆流用流路から炉心の下部領域に流出した
冷却材の自然循環流路の断面積が大きくなり、この結果
冷却材の自然循環を促進することができる。

【００２６】本願請求項３に係る高速炉では、炉心支持
構造物の炉心支持枠の内部に形成された逆流用流路が、
遮蔽集合体同様に上部プレナムの冷却材を導入し、これ
を炉心の下部領域に流出させる。これにより、請求項２
の自然循環にさらに自然循環を付加し、原子炉停止時の
崩壊熱除去量を増大させることができる。

【００２７】本願請求項４に係る高速炉では、原子炉停
止時に逆流流路形成部材が上部プレナムの周辺部を下降
した冷却材を逆流用流路に導入し、その下端開口から炉
心支持枠に設けた貫通孔を通して炉心の下部領域に流出
させる。これにより、上記請求項１ないし請求項３の高
速炉の自然循環にさらに自然循環を付加し、原子炉停止
時の崩壊熱除去量を増大させることができる。

【００２８】本願請求項５に係る高速炉では、炉内熱交
換器の下端部が隔壁を貫通して冷却材低温プールに連通
し、さらに炉内熱交換器下端部が連通する上記冷却材低
温プールと炉心の下部領域とを連通させる貫通孔を炉心
支持枠の側壁下部に設けているので、原子炉停止時に一
部炉内熱交換器に流入する冷却材は、炉内熱交換器の下
端部から冷却材低温プールに流出し、さらに炉心支持枠
側壁の貫通孔を通って炉心の下部領域に流出する。この
冷却材の自然循環は、請求項１ないし請求項４のいずれ
かの高速炉の冷却材の自然循環にさらに自然循環を付加
し、原子炉停止時の崩壊熱除去量を増大させることがで
きる。

【００２９】本願請求項６に係る高速炉では、原子炉の
通常運転時では、炉心内を冷却材が循環して比較的低温
であるので、遮蔽集合体内の熱伸長体は収縮した状態で
その下部に接続された逆流流路形成体の順流用中間流路
によってエントランスノズルの順流用貫通孔とラッパ管
の順流用流路とを連通させ、低圧プレナムから炉心を通
って上部プレナムに流出する冷却材の流路を形成する。
しかし、原子炉が停止すると、炉心の崩壊熱によって遮
蔽集合体内の熱伸長体が加熱されて伸長し、逆流流路形
成体が遮蔽集合体内で下方に変位し、これによって逆流
流路形成体内の逆流用中間流路がラッパ管の逆流用流路
とエントランスノズルの逆流用貫通孔とを連通させ、上
部プレナムから遮蔽集合体内を通って高圧プレナムに流
出する冷却材の流路を形成する。高圧プレナムに流出し
た冷却材は、炉心の崩壊熱によって上昇し、炉心を冷却
して上部プレナムに流出する。これにより、原子炉停止
時に冷却材の自然循環が促進され、炉心の崩壊熱除去量
を増大させることができる。

【００３０】本願請求項７に係る高速炉は、上記請求項
６の熱伸長体が液体金属を封入した二重の蛇腹状の金属
伸縮体からなり、この熱伸長体は原子炉停止時に炉心の
崩壊熱によって封入された液体金属が膨張し、この液体
金属の膨張によって蛇腹状の金属伸縮体が伸長する。熱
伸長体の伸長によって原子炉停止時に冷却材の自然循環
が促進されるのは、請求項６に記載の高速炉と同様であ
る。

【００３１】本願請求項８に係る高速炉は、逆流用流路
形成管と熱伸長体の内側に断熱体を設けており、この断
熱体は、請求項６の高速炉の作用で説明したように熱伸
長体が熱によって伸長し、遮蔽集合体内に冷却材の逆流
用流路を形成したときに、逆流用流路形成管と熱伸長体
の内部を通って下降する冷却材によって熱伸長体が冷却
され、再び順流用流路となるのを防止し、原子炉停止時
は遮蔽集合体内に逆流用流路を確実に保持することがで
きる。

【００３２】本願請求項９に係る高速炉は、逆流用流路
形成管と熱伸長体の内側に断熱体を備え、かつ熱伸長体
の外側の遮蔽体内部に中性子によって発熱する発熱体を
設けているので、原子炉停止時は、熱伸長体はその内部
を通過する冷たい冷却材からは断熱され、一方その外側
からは中性子を受けて発熱している発熱体によって加熱
され、さらに確実に伸長した状態を保持し、原子炉停止
時の冷却材の自然循環用の流路を確保することができ
る。

【００３３】本願請求項１０に係る高速炉は、原子炉の
通常運転時では高圧プレナムと低圧プレナムとでは大き
な圧力差があり、この圧力差と上部蛇腹状金属体と下部
蛇腹状金属体の径の相違から、上部蛇腹状金属体と下部
蛇腹状金属体がそれぞれ伸縮し、これによって板部材に
取り付けられた棒状体が逆流流路形成体の高圧流路を遮
断して、低圧プレナムから炉心を経て上部プレナムに流
出する冷却材の順流用流路のみを形成する。

【００３４】これに対して、原子炉停止時では、高圧プ
レナムと低圧プレナムの圧力差が小さくなり、これによ
って通常運転時に比べて上部蛇腹状金属体と下部蛇腹状
金属体がそれぞれ収縮および伸長し、棒状体が移動して
逆流流路形成体の高圧流路を接続する。高圧流路の接続
により、上部プレナムから炉心を経て高圧プレナムに流
出する逆方向の冷却材流路が形成され、上部プレナムの
周辺部を下降した冷却材が遮蔽集合体内部を通って高圧
プレナムに流出する。高圧プレナムに流出した冷却材
は、炉心で加熱される冷却材の上昇流に引き込まれ、炉
心を冷却して上部プレナムに流出する。これにより、原
子炉停止時に炉心を冷却する自然循環流路が形成され、
炉心の崩壊熱除去量が増大される。

【００３５】本願請求項１１に係る高速炉は、原子炉の
通常運転時では炉内熱交換器の下端が連通している冷却
材低温プールと高圧プレナムとでは大きな圧力差があ
り、この圧力差により境界壁に設けられた流路形成弁内
の上部蛇腹状金属体と下部蛇腹状金属体はそれぞれ伸縮
し、棒状体が流路形成弁内の逆流用流路を遮断する。

【００３６】これに対して、原子炉停止時では、炉内熱
交換器の下端が連通している冷却材低温プールと高圧プ
レナムの圧力差が小さくなり、上部蛇腹状金属体と下部
蛇腹状金属体がそれぞれ収縮・伸長し、棒状体が上方に
移動して流路形成弁内の逆流用流路を開放する。これに
より、炉内熱交換器を下降した冷却材の一部は、炉内熱
交換器の下端開口から冷却材低温プールに流出し、さら
に流路形成弁を通って高圧プレナムに流入する。高圧プ
レナムに流入した冷却材は、炉心中心部で加熱された冷
却材の上昇流に引き込まれ、炉心を通って上部プレナム
に流出する。このように、炉内熱交換器、冷却材低温プ
ール、流路形成弁、高圧プレナム、炉心、上部プレナム
の順に流動する冷却材の自然循環流路が形成され、炉心
の崩壊熱除去量が増大される。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を図面を参照して説明する。図
１は、本願請求項１に係る高速炉の一実施例に係る液体
金属冷却型高速炉を示している。図中、符号１は原子炉
容器２内に設置された炉心であり、この炉心１の下部に
は下部プレナム３が、また上部にはホットプレナムと称
する上部プレナム４が設けられている。一次冷却材のナ
トリウム５を収納する原子炉容器２内部は、隔壁６によ
って上下に仕切られている。隔壁６の上側は高温の冷却
材を貯溜する冷却材高温プール（上部プレナム４と一致
する）、下側は低温の冷却材を貯溜する冷却材低温プー
ル（下部プレナム３と後述する中間プレナムとを含む）
をそれぞれ形成する。上記隔壁６の中央部には、これを
貫通して炉心１が炉心支持構造８上に設置されている。
炉心支持構造物８の下側は比較的高圧の冷却材貯溜空
間、上側は低圧の冷却材貯溜空間をそれぞれ形成する。
隔壁６の下側、炉心支持構造物８の上側の部分は、中間
的な温度条件の中間プレナム７を形成する。

【００３８】上記炉心支持構造８には、炉心１に冷却材
のナトリウム５を流すために高圧プレナム９と低圧プレ
ナム１０とが設けられている。この高圧プレナム９と低
圧プレナム１０は、原子炉外で熱交換して戻ってきた一
次冷却材のナトリウム５を受け入れ、それぞれ所定の圧
力で炉心１内の核燃料集合体１６への冷却材配分を行っ
ている。

【００３９】原子炉容器２上端開口部を閉塞する遮蔽プ
ラグ１１には、制御棒駆動機構（図示せず）を搭載して
なる炉心上部機構（ＵＣＳ）１２が配置されている。

【００４０】出口配管１３からナトリウム５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、ポンプを経由して入口配管１４
から原子炉容器２に流入する。

【００４１】原子炉停止時の炉心１の崩壊熱の除去は、
遮蔽プラグ１１を貫通して配置される炉内熱交換器１５
による上部プレナム４内の熱交換と、原子炉容器２外の
ＩＨＸによる熱交換とによって行われる。すなわち、炉
心１で崩壊熱によって加熱されたナトリウムは、原子炉
容器２外のポンプの吐出圧によって炉心１から上部プレ
ナム４へ送られ、出口配管１３から流出し、炉外のＩＨ
Ｘによって冷却される。一方、上部プレナム４の高温冷
却材は、炉内熱交換器１５上部に位置する冷却材入口１
７に流入して冷却され、下部の冷却材出口１８から流出
する。

【００４２】炉心１の周辺領域には、燃料集合体１６と
ほぼ同じ外形で順流用流路と逆流用流路とを内蔵する遮
蔽集合体２１が複数体装荷される。遮蔽集合体２１は、
図２に示すように、頂部に設けられ燃料交換機による掴
み離しを可能にするハンドリングヘッド２２と、その下
端に順流用出口孔２３、逆流用入口孔２４を有する板２
５を介して接続されるラッパ管２６と、その表面に固定
されるパッド２７と、前記ラッパ管２６の下部に連結さ
れこのラッパ管２６内部と低圧プレナム１０とを連絡す
る低圧流路２８（順流用流路）を有するエントランスノ
ズル２９と、前記ラッパ管２６の内側に設けられ逆流流
路形成管３０及び遮蔽体冷却用の順流用流路３１を有す
る遮蔽体３２とからなり、前記逆流流路形成管３０は、
遮蔽集合体２１の下部側面に逆流用出口孔３３を有す
る。

【００４３】次に、本実施例の作用を図１ないし図３を
参照して説明する。原子炉通常運転時は、所定の炉心内
流量配分に従って燃料集合体１６に対して小流量のナト
リウム３４が遮蔽集合体２１内を低圧プレナム１０から
低圧流路２８、順流用流路３１を経て上部プレナム４に
流れる。遮蔽集合体２１内の逆流流路形成管３０内の冷
却材は、周囲の温度条件に従って上昇あるいは停留して
いる。

【００４４】原子炉停止中の自然循環時は、冷却材の循
環量が小さいため、炉心１の崩壊熱により炉心１の温度
が上昇する。そして加熱された冷却材は、燃料集合体１
６内部及び燃料集合体１６間の間隙部３５から上部プレ
ナム４へ上昇し、一部は原子炉容器出口配管１３へ、一
部は炉内熱交換器１５上部の冷却材入口１７へ入り、一
部は上部プレナム４内を矢印１９のように下降する。そ
して炉心１周辺部には、炉内熱交換器１５の冷却材出口
１８から冷却されたナトリウム３６が降りてくる。この
ナトリウム３６は温度が低くなっており、密度が比較的
大きいので遮蔽集合体２１の逆流流路形成管３０に入
り、下降して遮蔽集合体２１の側部の出口３３よりナト
リウム３８として流出する。一方炉心１中心部の間隙部
のナトリウム３７は核燃料集合体１６によって加熱され
て上昇しており、集合体２１の側部から流出したナトリ
ウム３８はこれに引き込まれるように炉心１中心部に流
れ、そこで加熱されて燃料集合体１６間の間隙部３５を
上昇する。このようにして遮蔽集合体２１を経由する自
然循環流路が形成され、この自然循環流路を循環するナ
トリウムにより炉心１の崩壊熱が除去され、崩壊熱除去
量を増大させることができる。

【００４５】図４は、本願請求項２に係る高速炉の一実
施例を示すものであり、以下これについて説明する。

【００４６】本実施例に係る遮蔽集合体２１は、図４に
示すように、頂部に設けられ燃料交換機による掴み離し
を可能にするハンドリングヘッド２２と、その下端に順
流用出口孔２３逆流用入口孔２４を有する板２５を介し
て接続されるラッパ管２６と、その表面に固定されるパ
ッド２７と、前記ラッパ管２６の下部に連結され低圧プ
レナム１０と連絡する低圧流路２８（順流用流路）を有
するエントランスノズル２９と、前記ラッパ管２６の内
側に設けられ逆流流路形成管３０及び遮蔽体冷却用の順
流用流路３１を有する遮蔽体３２とからなり、前記逆流
流路形成管３０は、集合体２１の下部側面に逆流用出口
孔３３を有し、エントランスノズル２９の側面部周囲
に、逆流用の凹形溝３９を有する。

【００４７】なお、その他の点については、前記第１実
施例と同一構成となっており、作用も同一である。

【００４８】しかして、エントランスノズル２９の側面
部周囲に逆流用凹形溝３９が設けられているので、前記
本願請求項１に係る高速炉の実施例に比較して、自然循
環流路のうち炉心支持枠内の流れの流路断面積が大きく
なり、抵抗が小さいために自然循環流れをより促進させ
ることができる。なお、逆流用凹形溝３９に代え、この
部分を細くしても同様の作用効果が期待できる。

【００４９】図５及び図６は、本願請求項３に係る高速
炉の一実施例を示すもので、以下これについて説明す
る。

【００５０】図５において、符号４０は炉心支持枠であ
り、この炉心支持枠４０の内部には、逆流用流路４１が
周方向に複数配置され、この逆流用流路４１は、炉心支
持枠４０の上端と炉心１の下部領域とに開口している。

【００５１】一方、炉心１周辺部に装荷される遮蔽集合
体２１は、図６に示すように、頂部に設けられ燃料交換
機による掴み離しを可能にするハンドリングヘッド２２
と、その下端に順流用出口孔２３を有する板２５を介し
て接続されるラッパ管２６と、その表面に固定されるパ
ッド２７と、前記ラッパ管２６の下部に連結され低圧プ
レナム１０と連絡する低圧流路２８（順流用流路）を有
するエントランスノズル２９と、前記ラッパ管２６の内
側に設けられ遮蔽体冷却用の順流用流路３１を有する遮
蔽体３２とからなり、前記エントランスノズル２９の側
面部周囲に、逆流用凹形溝３９を有する。

【００５２】なお、その他の点については、前記第１実
施例と同一構成となっている。

【００５３】次に、本実施例の作用について説明する。
原子炉運転時は前記請求項１の高速炉の実施例と同様で
ある。原子炉停止中の自然循環時は、冷却材の循環量が
小さいため、炉心１の崩壊熱により炉心１の温度が上昇
する。この炉心崩壊熱によって加熱された冷却材は、燃
料集合体１６内部及び燃料集合体１６間の間隙部３５か
ら上部プレナム４へ上昇し、一部は原子炉容器出口配管
１３へ、一部は炉内熱交換器１５上部の冷却材入口１７
へ入り、一部は上記プレナム４内を矢印１９のように下
降する。そして炉心１周辺部には、炉内熱交換器１５の
冷却材出口１８から冷却されたナトリウム３６が降りて
くる。このナトリウム３６は温度が低くなっており、密
度が比較的大きいので炉心支持枠４０上面に開口端を有
する前記逆流用流路４１に入り、下降して炉心支持枠４
０内側下部の出口からナトリウム４２として出る。一
方、炉心１中心部の間隙部３５のナトリウム３７は核燃
料集合体１６によって加熱されて上昇おり、炉心支持枠
４０下部内側から流出したナトリウム４２は、これに引
き込まれるように遮蔽集合体２１下部に設けられた逆流
用凹形溝３９により作られた流路に沿って炉心１中心部
に流れ、そこで加熱されて燃料集合体１６間の間隙部３
５を上昇する。

【００５４】しかして、逆流用流路４１および逆流用凹
形溝３９を経由する自然循環流路が形成され、崩壊熱除
去量を増大させることができる。なお、遮蔽集合体２１
としては、前記請求項２の実施例の逆流用流路を内蔵す
る遮蔽集合体２１（図４参照）を用いることもでき、こ
の場合には、遮蔽集合体２１を経由する自然循環流路の
他に本実施例の逆流用流路４１の自然循環流路も形成さ
れる。

【００５５】図７（ａ）、（ｂ）および図８は、本願請
求項４による高速炉の実施例を示すものであり、以下こ
れについて説明する。

【００５６】図７（ａ）、（ｂ）および図８において、
符号４０は炉心支持枠であり、この炉心支持枠４０に
は、半径方向の貫通孔４３が周方向に複数設けられ、炉
心支持枠４０の外側には、逆流用流路４４を内蔵する複
数の逆流流路形成体４５が前記貫通孔４３に対応して固
設されている。そして、各逆流流路形成体４５の逆流用
流路４４は、一端が逆流路形成体４５の上端に開口する
とともに、他端が前記貫通孔４３に連通するようになっ
ている。

【００５７】なお、その他の点については、前記請求項
３の高速炉の実施例と同一構成となっており、作用も同
一である。

【００５８】上部プレナム４の炉心周辺部に下降した冷
却材は、逆流流路形成体４５の逆流用流路４４に流入
し、下端開口から貫通孔４３を経て炉心の下部領域に流
出する。この炉心の下部領域に流出した冷却材は、炉心
崩壊熱による冷却材の上昇流に乗って上昇し、炉心１を
冷却して上部プレナム４に流出する。このようにして、
上部プレナム４、逆流流路形成体４５の逆流用流路４
４、炉心１を順に流動する自然循環流路が形成され、炉
心崩壊熱を除去することができる。なお、遮蔽集合体２
１としては、前記請求項２による高速炉の実施例の遮蔽
集合体２１（図４参照）を用いることもでき、この場合
には、上述した自然循環流路の他に、遮蔽集合体２１を
経由する自然循環流も形成される。

【００５９】図９及び図１０は、本願請求項５による高
速炉の実施例を示すものであり、以下これについて説明
する。

【００６０】本実施例では、図９及び図１０に示すよう
に、炉内熱交換器１５の下端部が隔壁６を貫通して中間
プレナム７内に開口しており、また、炉心支持枠４０の
側壁には、中間プレナム７と連絡する貫通孔４６が周方
向に複数設けられている。なお、炉心１の周辺部に装荷
される集合体２１は、図６に示すものと同様であるので
説明を省略する。

【００６１】次に、本実施例の作用について説明する。
原子炉運転時は前記本願請求項１の高速炉の実施例と同
様である。原子炉停止時の自然循環時は、冷却材の循環
量が小さいため、炉心１の崩壊熱により炉心１の温度が
上昇する。加熱された冷却材は、燃料集合体１６内部及
び燃料集合体１６間の間隙部３５から上部プレナム４へ
上昇し、一部は原子炉容器出口配管１３へ、一部は炉内
熱交換器１５上部の冷却材入口１７へ入り、一部は上部
プレナム４内を矢印１９のように下降する。そして炉心
１周辺部には、炉内熱交換器１５の冷却材出口１８から
冷却されたナトリウム３６が降りてくる。また、一部の
ナトリウム４７は中間プレナム７内にも流出する。この
ナトリウム４７は温度が低くなっており、密度が比較的
大きいので中間プレナム７の中を降下し、炉心支持枠４
０の貫通孔４６を経て、炉心支持枠４０の内部に入る。
一方炉心１中心部の間隙部３５のナトリウム３７はすで
に説明したように上昇しており、炉心支持枠４０下部内
側に入ったナトリウム４２は、これに引き込まれるよう
に遮蔽集合体２１下部に設けられた逆流用凹形溝３９に
より作られた流路を通って炉心１の中心部に流れ、そこ
で加熱されて燃料集合体１６間の間隙部３５を上昇して
上部プレナム４に流出する。

【００６２】このようにして、炉内熱交換器１５、中間
プレナム７、炉心支持枠４０の貫通孔４６、及び遮蔽集
合体２１下部の逆流用凹形溝３９によって作られる流路
を経由する冷却材の自然循環流路が形成され、崩壊熱を
充分に除去することができる。なお、遮蔽集合体２１と
しては、前記請求項２に係る高速炉の実施例の遮蔽集合
体２１（図４参照）を用いるようにしてもよい。

【００６３】図１１ないし図１３は、本願請求項６に係
る高速炉の実施例を示すものであり、以下これについて
説明する。

【００６４】炉心１の周辺領域には、燃料集合体１６と
ほぼ同じ外形を有し、内部に冷却材の逆流用流路を形成
する逆流流路形成体５４を内蔵する遮蔽集合体２１が複
数体装荷される。遮蔽集合体２１は、図１２において示
すように、頂部に設けられ燃料交換機による掴み離しを
可能にするハンドリングヘッド２２と、その下端に順流
用出口孔２３と逆流用入口孔２４を有する板２５を介し
て接続されるラッパ管２６と、その下部に連結され、胴
部に横方向に貫通する逆流用貫通孔４９ａを有し、かつ
下端面に低圧プレナム１０と連絡する順流用貫通孔４９
ｂを有するエントランスノズル５０とを有している。

【００６５】ラッパ管２６の中心部には、その内側に逆
流用流路を形成する逆流用流路形成管５１が設けられ、
この逆流用流路形成管５１の外側には順流用流路５５を
形成する遮蔽体５２が設けられている。前記逆流用流路
形成管５１の下端には、逆流用流路形成管５１とともに
逆流用流路を形成する円筒状の熱伸長体５３が接続され
ている。前記エントランスノズル５０の内側には、前記
熱伸長体５３下端部に接続された逆流流路形成体５４が
配設されている。この逆流流路形成体５４は、エントラ
ンスノズル５０下端の順流用貫通孔４９ｂと遮蔽体の順
流用流路５５とを連通させる順流用中間流路５６と、逆
流流路形成体５４の側面に開通し、逆流用流路形成管５
１及び熱伸長体５３の内側空間部と前記逆流用貫通孔４
９ａとを連通させる逆流用中間流路５７とを有してい
る。

【００６６】次に、本実施例の作用について説明する。
原子炉通常運転時は、所定の炉心内流量配分に従って燃
料集合体１６に対して少量のナトリウムが、遮蔽集合体
２１内を低圧プレナム１０から、順流用貫通孔４９ｂ
と、エントランスノズル５０内の逆流流路形成体５４の
順流用中間流路５６と、ラッパ管２６の順流用流路５５
とを経て上方に流れ、板２５の順流用出口孔２３から上
部プレナム４へ流出する。

【００６７】これに対して原子炉停止中の自然循環時
は、ナトリウムの循環流量が小さいため、炉心１の崩壊
熱により炉心１周辺部の温度が上昇し、遮蔽集合体２１
の温度も同様に上昇する。この温度上昇により前記熱伸
長体５３が下方に伸長し、これにより、熱膨張体５３下
部に接続された逆流流路形成体５４が前記エントランス
ノズル５０に対して相対的に下方に移動する。この状態
を示したのが図１３である。なお熱伸長体５３の伸長し
た場合の軸方向長さは、予め流路形成体５４の逆流用中
間流路５７とエントランスノズル５０の逆流用貫通孔４
９ａが連通するように適当な値としておく。この状態で
炉内熱交換器１５下部の冷却材出口１８から流出した低
温のナトリウムあるいは自然循環で炉心１上部から出て
再び下降するナトリウム１９は、遮蔽集合体２１上部の
板２５の逆流用入口孔２４から流入し、ラッパ管２６内
の逆流用流路と、逆流流路形成体５４の逆流用中間流路
５７と、エントランスノズル５０の逆流用貫通孔４９ａ
とを経て高圧プレナム９に流れる。これにより、遮蔽集
合体２１内の流路を介した循環流路が形成され、この循
環流路を流れるナトリウムにより炉心崩壊熱が除去さ
れ、崩壊熱除去量を増大させることができる。

【００６８】図１４（ａ）、（ｂ）は、本願請求項７に
係る高速炉の実施例を示すものであり、特に熱伸長体５
３の具体的な一例を示すものである。

【００６９】すなわち、本実施例の熱伸長体５３は、同
心の伸縮自在の蛇腹状の金属ベローズ５８，５９と、こ
れらの上下端部に結合する上部リング６０および下部リ
ング６１と、前記金属ベローズ５８，５９と上下部リン
グ６０，６１によって封入された液体金属６２と、前記
上下部リング６０，６１の間にあって前記金属ベローズ
５８，５９の外側に位置するバネ６３とからなる。

【００７０】以上の構成において、自然循環時の遮蔽集
合体２１の温度上昇により、上記液体金属６２の温度も
上昇し、熱膨張する。この膨張により、金属ベローズ５
８，５９が伸長し、これにより、熱伸長体５３下部に接
続された逆流流路形成体５４が下方に変位し、遮蔽集合
体２１内の流路を介した自然循環流路が形成される。

【００７１】このようにして、本実施例の熱伸長体５３
を用いることにより、熱変化によって安定した作動が得
られる。

【００７２】図１５は、本願請求項８に係る高速炉の実
施例を示すものであり、前記請求項６の高速炉の実施例
における熱伸長体５３の内側に断熱体６４を設けたもの
である。

【００７３】次に、本実施例の作用について説明する。
図１５の左側は原子炉通常運転時の状態を、右側は自然
循環時の状態を示している。自然循環時の遮蔽集合体２
１の温度上昇により、熱伸長体５３の温度も上昇し、熱
膨張する。この熱伸長体５３の膨張により、熱伸長体５
３下部に接続された逆流流路形成体５４が下方に変位
し、遮蔽集合体２１内の逆流用流路形成管５１を介した
自然循環流路が形成される。遮蔽集合体２１内を流れる
ナトリウムは、炉内熱交換器の冷却材出口１８あるいは
自然循環で炉心周辺部を下降するナトリウム１９であ
り、温度が低下している。したがって熱伸長体５３の温
度を低下せしめ、熱伸長体５３を収縮させることがあ
る。この場合、逆流流路形成体５４によって形成された
自然循環流路を閉じる可能性がある。

【００７４】これに対して本実施例では、逆流用流路形
成管５１の内面に断熱体６４を付加することにより、熱
伸長体５３の温度を維持し、原子炉停止時の冷却材の自
然循環流路を確保することができる。

【００７５】図１６は、本願請求項９に係る高速炉の実
施例を示すものであり、以下これについて説明する。

【００７６】本実施例の遮蔽集合体２１は、図１６に示
すように、ラッパ管２６の内側に設けられ同心かつ二重
構造をなす熱伸長体５３と、この熱伸長体５３の内部に
設けられた中性子を吸収して発熱する発熱体を含む遮蔽
体６６と、前記熱伸長体５３の内側の熱伸長体の内面に
配された断熱体６４とを有している。

【００７７】次に、本実施例の作用について説明する。
図１６の左側は原子炉通常運転時の状態を、右側は自然
循環時の状態を示している。自然循環時の遮蔽集合体２
１の温度上昇により、熱伸長体５３の温度も上昇し、熱
膨張する。この熱伸長体５３の膨張により、熱伸長体５
３下部に接続された逆流流路形成体５４が下方に変位
し、既に説明したように遮蔽集合体２１内の流路を介し
た冷却材の自然循環流路が形成される。この場合、発熱
体入りの遮蔽体６６は、中性子を吸収して発熱し、熱伸
長体５３を加熱し続ける。また、断熱体６４は、逆流用
流路内の冷たい冷却材から熱伸長体５３を断熱し、これ
によって熱伸長体５３の温度を維持し、自然循環中の冷
却材の自然循環流路を確保することができる。

【００７８】図１７及び図１８は、本願請求項１０に係
る高速炉の実施例を示すものであり、以下これについて
説明する。

【００７９】図１７と図１８は、遮蔽集合体２１の原子
炉通常運転時の状態と自然循環時の状態をそれぞれ示し
ている。この遮蔽集合体２１は、燃料集合体１６とほぼ
同一の外形を有している。この遮蔽集合体２１はまた、
頂部に設けられ燃料交換機による掴み離しを可能にする
把持部を有するラッパ管２６と、その下部に連結される
円筒状のエントランスノズル２９と、前記ラッパ管２６
の内側に設けられ、逆流用流路を形成する逆流用流路形
成管５１と、順流用流路を有する遮蔽体５２とからな
る。

【００８０】前記エントランスノズル２９の内部は逆流
流路を形成する構造となっている。すなわち、上蓋６７
及び下蓋６８を有する円筒状の匡体６９と、低圧プレナ
ム１０とラッパ管２６内の順流用流路５５とを連絡する
低圧流路７０（順流用流路）と、高圧プレナム９と逆流
用流路形成管５１内の逆流用流路とを連絡する高圧流路
７１（逆流用流路）とを備えている。前記匡体６９内に
は、前記上蓋６７下面に接続される伸縮自在の上部金属
ベローズ７２と、その下端に接続される板部材７３と、
この板部材７３の下端面と前記下蓋６９上面にそれぞれ
上下端が接続された前記上部金属ベローズ７２より小径
な伸縮自在の下部金属ベローズ７４とが備えられてい
る。前記板部材７３の下面には、下部金属ベローズ７４
の内部を貫通して下蓋６８の底面から高圧流路７１に突
出可能な棒状体７５が設けられている。前記匡体には、
前記上部金属ベローズ７２の内側空間と高圧流路７１と
を連通させる第一連通孔７７と、上下部金属ベローズ７
２，７４と匡体６９側壁間の空間と低圧流路７０とを連
通させる第二連通孔７８と、下部金属ベローズ７４の内
側空間と高圧流路７１とを連通させる第三連通孔７６と
を有している。

【００８１】次に、本実施例の作用について説明する。
原子炉通常時は、高圧プレナム９の圧力が低圧プレナム
１０の圧力に対して大きく、上記各連通孔を介して上部
金属ベローズ７２と下部金属ベローズ７４の内側と外側
がそれぞれ高圧と低圧になる。このため、上部金属ベロ
ーズ７２と下部金属ベローズ７４の径の相違から、上部
金属ベローズ７２と下部金属ベローズ７４がそれぞれ伸
長および収縮する。これにより、板部材７３が下方に移
動し、棒状体７５が高圧流路７１内に突出して流路を遮
断する。したがって、遮蔽体５２内の流路は低圧流路７
０と順流用流路５５のみとなり、炉心内流量配分に従っ
て小流量の上昇流となる。

【００８２】これに対して、自然循環時は高圧プレナム
９の圧力が低下し、低圧プレナム１０との圧力差が小さ
くなる。従って前記板部材７３に対する上下部金属ベロ
ーズ７２，７４の圧力差は小さくなり、これによって上
部金属ベローズ７２と下部金属ベローズ７４はそれぞれ
収縮・伸長し、これに応じて棒状体７５は上昇し、棒状
体７５によって遮断されていた前記高圧流路７１が導通
する。これにより、上部プレナムから逆流用流路形成管
５１と高圧流路７１を通って高圧プレナム９に流出する
冷却材の自然循環流路が形成される。

【００８３】図１９ないし図２１は、本願請求項１１に
係る高速炉の実施例を示すものであり、以下これについ
て説明する。

【００８４】本実施例では、図１９に示すように、炉内
熱交換器１５の下端が隔壁６を貫通して中間プレナム７
と連通し、この中間プレナム７と高圧プレナム９との炉
心支持構造物８の一部からなる境界壁には連絡流路７９
が設けられており、さらにこの連絡流路７９の上部開口
には冷却材の逆流を実現する流路形成弁８０が設けられ
ている。

【００８５】前記流路形成弁８０を図２０、図２１に示
す。図２０と図２１は、それぞれ原子炉通常運転時と自
然循環時の流路形成弁８０の状態を示している。流路形
成弁８０は、中間プレナム側孔８１と高圧プレナム側孔
８２とを連絡する逆流用流路８３を有するハウジング８
４と、このハウジング８４の内側にある円筒状匡体８５
とからなる。この円筒状匡体８５は、上蓋８６と下蓋８
９とを有し、上蓋８６の下端面には伸縮自在の上部金属
ベローズ８７が接続され、この上部金属ベローズ８７の
下端には板部材８８が接続され、さらにこの板部材８８
の下面と下蓋８９の上面には前記上部金属ベローズ８７
より小径な伸縮自在の下部金属ベローズ９０の上下端が
それぞれ接続されている。板部材８８の下面には下部金
属ベローズ９０の内部を貫通し、円筒状匡体８５の底面
から逆流用流路８３内に突出可能な棒状体９１が設けら
れている。また前記円筒状匡体８５には、上部金属ベロ
ーズ８７の内部空間と高圧プレナム９とを連通させる第
一連通孔９３と、上部金属ベローズ８７および下部金属
ベローズ９０の外側と匡体８５の側壁の間の空間と中間
プレナム７とを連通させる第二連通孔９４と、下部金属
ベローズ９０の内部空間と高圧プレナム９とを連通させ
る第三連通孔９２が設けられている。

【００８６】次に、本実施例の作用について説明する。
原子炉通常時は、高圧プレナム９の圧力が中間プレナム
７の圧力に対して大きく、この圧力差は前記連通孔９
２，９３，９４を介して上下部金属ベローズ８７，９０
の内外に伝わり、上部金属ベローズ８７と下部金属ベロ
ーズ９０の径の相違から、上部金属ベローズ８７と下部
金属ベローズ９０がそれぞれ伸長・収縮し、この結果、
板部材８８が押されて下方に移動し、棒状体９１が逆流
用流路８３内に突出して流路を遮断する（図２０）。し
たがって、高圧プレナム９から中間プレナム７へは冷却
材の流通はなく、冷却材は高圧プレナム９から炉心１を
経て上部プレナム４に流出する。

【００８７】これに対して自然循環時は、高圧プレナム
９の圧力が低下し、中間プレナム７との圧力差が小さく
なる。従って、前記板部材８８の上下面の圧力差は小さ
くなり、この結果、上部金属ベローズ８７と下部金属ベ
ローズ９０はそれぞれ収縮・伸長し、これに応じて棒状
体９１は上昇し、棒状体９１によって遮断されていた前
記逆流用流路８３が導通する（図２１）。これにより、
流路形成弁８０を経由する冷却材の自然循環流路が形成
され、図１９に示すように炉内熱交換器１５下端から流
出した冷却されたナトリウムは連絡流路７９を経由して
高圧プレナム９内へ下降し、炉心１を冷却するナトリウ
ム９５となって自然循環流路を形成する。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本願請求項１に係る高速炉は、炉心の周囲領域に装荷し
た遮蔽集合体の逆流用流路によって、原子炉停止時に上
部プレナム、遮蔽集合体、および炉心を経由する冷却材
の自然循環流路を形成することができるので、この自然
循環流路を流れる冷却材により炉心の崩壊熱除去量を増
大させることができる。

【００８９】本願請求項２に係る上記請求項１の高速炉
において、遮蔽集合体の下部に凹形溝を設け、あるいは
遮蔽集合体の下部自体を細く形成しているので、上記冷
却材の自然循環流路が形成されているときに、冷却材の
流路の断面積を増大させ、これによって冷却材の流体抵
抗を減らし、冷却材を自然循環をさらに促進することが
できる。

【００９０】本願請求項３に係る高速炉は、炉心支持構
造物の炉心支持枠の内部に設けられ、上端が上部プレナ
ム、下端が炉心の下部領域にそれぞれ開口している逆流
用流路により、原子炉停止時に上部プレナムの周辺部を
下降して来た冷却材を炉心の下部領域に流出させ、これ
によって上部プレナム、炉心支持枠の逆流用流路、およ
び炉心を経由する冷却材の自然循環流路を形成すること
ができる。この冷却材の自然循環により、原子炉停止時
の炉心崩壊熱を一部除去することができる。

【００９１】本願請求項４に係る高速炉は、炉心支持枠
の側壁に半径方向の貫通孔を設け、炉心支持枠外側に下
端が前記貫通孔と連通し、上端が上部プレナムと連通す
る逆流流路形成体を複数個設けている。この逆流流路形
成体と貫通孔は、原子炉停止時に上部プレナム周辺部を
下降してきた冷却材を炉心の下部領域に導出し、これに
よって上部プレナム、逆流流路形成体、炉心支持枠の貫
通孔、および炉心を流通する冷却材の自然循環流路を形
成する。この自然循環流路を流動する冷却材により、炉
心を冷却し、炉心の崩壊熱除去量を増大させることがで
きる。

【００９２】本願請求項５に係る高速炉は、炉内熱交換
器の下端部が中間プレナムに連通し、さらに中間プレナ
ムと炉心の下部領域は炉心支持枠の貫通孔を介して連通
しているので、原子炉停止時には、炉内熱交換器内部を
下降した冷却材の一部が中間プレナムに流出し、さらに
炉心支持枠の貫通孔を通って炉心の下部領域に流出す
る。これにより、上部プレナム、炉内熱交換器、中間プ
レナム、および炉心を経由する冷却材の自然循環流路が
形成され、この自然循環流路を流動する冷却材によって
炉心の崩壊熱除去量を増大させることができる。

【００９３】本願請求項６に係る高速炉は、遮蔽集合体
内に温度によって選択的に冷却材の順流用流路と逆流用
流路を連通させる熱伸長体と逆流流路形成体により、原
子炉停止時には熱伸長体が炉心崩壊熱によって伸長し、
その下端に接続された逆流流路形成体の順流用中間流路
がラッパ管内の逆流用流路と高圧プレナムに開口する逆
流用貫通孔とを連通させる。これにより、上部プレナ
ム、遮蔽集合体、高圧プレナム、および炉心を経由する
冷却材の自然循環流路が形成され、この自然循環流路を
流動する冷却材により炉心の崩壊熱除去量を増大させる
ことができる。

【００９４】本願請求項７に係る高速炉は、上記請求項
６の熱伸長体が液体金属を封入した二重の金属ベローズ
からなり、この液体金属が原子炉停止時の炉心崩壊熱に
よって膨張し、この結果、熱伸長体が伸長し、請求項６
の高速炉と同様の作用効果を得ることができる。

【００９５】請求項８に係る高速炉は、上記請求項６の
高速炉の逆流用流路形成管および熱伸長体の内側に断熱
体を設けたものである。この断熱体は、逆流用流路形成
管および熱伸長体内を流下する冷たい冷却材によって熱
伸長体が収縮するのを防止し、原子炉停止時の冷却材の
自然循環流路を確実に維持することができる。

【００９６】請求項９に係る高速炉は、上記請求項６の
高速炉の逆流用流路形成管および熱伸長体の内側に断熱
体を設け、さらに遮蔽体内部に中性子を吸収して発熱す
る発熱体を含ませている。原子炉停止時には、上記遮蔽
体中の発熱体が中性子を吸収して発熱し、熱伸長体を伸
長させるとともに、逆流用流路形成管と熱伸長体の内側
に設けられた断熱体は冷却材によって熱伸長体が収縮す
るのを防止する。これにより、原子炉停止時の冷却材の
自然循環流路が確実に維持され、この自然循環流路を流
動する冷却材によって炉心の崩壊熱除去量を増大させる
ことができる。

【００９７】請求項１０に係る高速炉は、遮蔽集合体の
逆流用流路中に匡体を有し、この匡体は内部に、内部空
間と外部空間がそれぞれ高圧プレナムと低圧プレナムに
連通する大径の上部金属ベローズと小径の下部金属ベロ
ーズと、これら上下部金属ベローズ間に配設され、上下
部金属ベローズの伸縮によって棒状体が上記逆流用流路
に突出して流路を遮断・接続する板部材とを有してい
る。原子炉の停止時には、高圧プレナムと低圧プレナム
の圧力差が小さくなり、この圧力差の減少によって上部
金属ベローズと下部金属ベローズがそれぞれ収縮・伸長
し、これに伴って棒状体が上昇し、逆流用流路を連通さ
せる。この遮蔽集合体の逆流用流路の連通により、上部
プレナムの周辺部を下降してきた冷却材は、遮蔽集合体
の逆流用流路を介して高圧プレナムに流出する。前記高
圧プレナムに流出した冷却材はさらに、炉心中心部で加
熱された冷却材の上昇流に引き込まれ、炉心を経由して
上部プレナムに流出する。この上部プレナム、遮蔽集合
体、高圧プレナム、および炉心を経由する冷却材の自然
循環によって、炉心が冷却され、炉心崩壊熱の除去量が
増大される。

【００９８】請求項１１に係る高速炉は、炉内熱交換器
の下端が中間プレナムに突出し、中間プレナムと高圧プ
レナムとを連通させる連絡流路を有し、この連絡流路に
流路形成弁を設けている。この流路形成弁は、内部空間
と外部空間がそれぞれ高圧プレナムと中間プレナムに連
通する大径の上部金属ベローズと小径の下部金属部ロー
ズと、上下部金属ベローズの間に配設され、これら金属
ベローズの伸縮によって棒状体を弁体内の逆流用流路内
に突出させて流路を遮断・接続する板部材とを有してい
る。この流路形成弁は、原子炉停止時には、中間プレナ
ムと高圧プレナムの圧力差が小さくなり、これによって
上下部金属ベローズが伸縮し、これに伴って板部材の棒
状体が上昇して中間プレナムと高圧プレナムとを連通さ
せる。これにより、炉内熱交換器内部を通って中間プレ
ナムに流出した冷却材は、流路形成弁を通って高圧プレ
ナムに流出し、さらに炉心中心部で加熱された冷却材の
上昇流に引き込まれ、炉心を経由して上部プレナムに流
出する。上記上部プレナム、遮蔽集合体、高圧プレナ
ム、および炉心を経由する冷却材の自然循環によって、
炉心が冷却され、炉心崩壊熱の除去量が増大される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願請求項１の一実施例による高速炉を示した
縦断面図。

【図２】図１の高速炉の遮蔽集合体の詳細を示した縦断
面図。

【図３】図１の高速炉の冷却材自然循環流路を示した説
明図。

【図４】本願請求項２の高速炉の遮蔽集合体の一実施例
の詳細を示した縦断面図。

【図５】本願請求項３の一実施例による高速炉の冷却材
自然循環流路を示した縦断面図。

【図６】図５の高速炉の遮蔽集合体の詳細を示した縦断
面図。

【図７】（ａ）は本願請求項４の一実施例による高速炉
の一部を拡大して示した縦断面図、（ｂ）は（ａ）のVI
I −VII 線断面図。

【図８】図７の高速炉の冷却材自然循環流路を示した説
明図。

【図９】本願請求項５の一実施例による高速炉を示した
縦断面図。

【図１０】図９の高速炉の冷却材自然循環流路を示した
説明図。

【図１１】本願請求項６の一実施例による高速炉を示し
た縦断面図。

【図１２】図１１の遮蔽集合体の通常運転時の詳細を示
した断面図。

【図１３】図１１の遮蔽集合体の自然循環時の詳細を示
した断面図。

【図１４】本願請求項７の一実施例による高速炉の熱伸
長体の通常運転時と自然循環時の状態を拡大して示した
断面図。

【図１５】本願請求項８の一実施例による高速炉の遮蔽
集合体を拡大して示した縦断面図。

【図１６】本願請求項９の一実施例による高速炉の遮蔽
集合体を拡大して示した縦断面図。

【図１７】本願請求項１０の一実施例による高速炉の遮
蔽集合体の通常運転時の状態を拡大して示した縦断面
図。

【図１８】本願請求項１０の一実施例による高速炉の遮
蔽集合体の自然循環時の状態を拡大して示した縦断面
図。

【図１９】本願請求項１１の一実施例による高速炉を示
した縦断面図。

【図２０】図１９の高速炉の流路形成弁の通常運転時の
状態を示した断面図。

【図２１】図１９の高速炉の流路形成弁の自然循環時の
状態を示した断面図。

【図２２】従来の液体金属冷却型高速炉を示した縦断面
図。

【符号の説明】

１炉心２原子炉容器３下部プレナム４上部プレナム５ナトリウム６隔壁７中間プレナム８炉心支持構造９高圧プレナム１０低圧プレナム１３出口配管１４入口配管１５炉内熱交換器１６核燃料集合体１７冷却材入口１８冷却材出口２１遮蔽集合体２６ラッパ管２８順流用流路２９エントランスノズル３０逆流流路形成管３１順流用流路３２遮蔽体３５間隙部３６ナトリウム３９凹形溝４０炉心支持枠４１逆流用流路４３貫通孔４４逆流用流路４５逆流流路形成体４６貫通孔４９ａ逆流用貫通孔４９ｂ順流用貫通孔５０エントランスノズル５１逆流流路形成管５２遮蔽体５３熱伸長体５４逆流流路形成体５５順流用流路５６順流用中間流路５７逆流用中間流路５８蛇腹状の金属ベローズ５９蛇腹状の金属ベローズ６０上部リング６１下部リング６２液体金属６３バネ６４断熱体６６遮蔽体６７上蓋６８下蓋６９匡体７０低圧流路７１高圧流路７２上部金属ベローズ７３板部材７４下部金属ベローズ７５棒状体７６第三連通孔７７第一連通孔７８第二連通孔７９連絡流路８０流路形成弁８３逆流用流路８４ハウジング８５円筒状匡体８６上蓋８７上部金属ベローズ８８板部材８９下蓋９０下部金属ベローズ９１棒状体９２第三連通孔９３第一連通孔９４第二連通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久保田健一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)発明者若松光夫神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷却材を内包する原子炉容器と、前記原子
炉容器の内部に設けられ、高低両圧力プレナムと炉心支
持枠とを有する炉心支持構造物と、前記炉心支持枠内に
載置された複数体の燃料集合体からなる炉心と、前記炉
心と原子炉容器の側壁の間に設けられ、原子炉容器内を
上側の冷却材高温プールと下側の冷却材低温プールとに
区分する隔壁と、前記冷却材高温プールに挿入され、原
子炉停止時の炉心崩壊熱を除去する炉内熱交換器と、前
記冷却材高温プールと冷却材低温プールにそれぞれ挿入
された冷却材出口配管と冷却材入口配管とを備えた高速
炉において、前記炉心の周囲領域に、燃料集合体とほぼ同じ外形の遮
蔽集合体を複数体装荷し、前記各遮蔽集合体に、上端と
下端が前記冷却材高温プールと前記低圧プレナムにそれ
ぞれ開口する順流用流路と、上端と下端が前記冷却材高
温プールと炉心の下部領域にそれぞれ開口する逆流用流
路とを設けたことを特徴とする高速炉。
【請求項２】前記遮蔽集合体は、隣接する他の遮蔽集合
体あるいは燃料集合体との間隙部が前記逆流用流路の下
端開口部付近で広くなるようにした凹形溝を有し、ある
いは遮蔽集合体下部自体が細く形成されていることを特
徴とする請求項１に記載の高速炉。
【請求項３】前記炉心支持構造物の炉心支持枠の側壁内
部に、上端が前記冷却材高温プール、下端が前記遮蔽集
合体の凹形溝の近傍領域、あるいは前記遮蔽集合体の細
くなった下部領域に開口している逆流用流路を設けたこ
とを特徴とする請求項２に記載の高速炉。
【請求項４】前記炉心支持構造物の炉心支持枠は、その
側壁下部に半径方向の複数個の貫通孔を有し、前記炉心
支持枠の側壁外側に、上端が前記冷却材高温プールに開
口し、下端が前記貫通孔に連通する逆流用流路を有する
逆流流路形成部材を備えていることを特徴とする請求項
２または請求項３のいずれかに記載の高速炉。
【請求項５】前記炉内熱交換器は、冷却材高温プールの
上部領域と下部領域にそれぞれ開口する冷却材入口と冷
却材出口を有するとともに、その下端部は前記隔壁を貫
通して前記冷却材低温プールの一部に連通し、前記炉心支持構造物の炉心支持枠は、その側壁下部に前
記炉内熱交換器の下端部が開口している冷却材低温プー
ルと炉心の下部領域とを連通させる複数個の貫通孔を有
していることを特徴とする請求項２ないし請求項４のい
ずれかに記載の高速炉。
【請求項６】冷却材を内包する原子炉容器と、前記原子
炉容器の内部に設けられ、高低両圧力プレナムと炉心支
持枠とを有する炉心支持構造物と、前記炉心支持枠内に
載置された複数体の燃料集合体からなる炉心と、前記炉
心と原子炉容器の側壁の間に設けられ、原子炉容器内を
上側の冷却材高温プールと下側の冷却材低温プールとに
区分する隔壁と、前記冷却材高温プールに挿入され、原
子炉停止時の炉心崩壊熱を除去する炉内熱交換器と、前
記冷却材高温プールと冷却材低温プールにそれぞれ挿入
された冷却材出口配管と冷却材入口配管とを備えた高速
炉において、前記炉心はその周囲領域に燃料集合体とほぼ同じ外形の
複数体の遮蔽集合体を有し、前記遮蔽集合体は、頂部に燃料交換機による掴み離しを
可能にする把持部を有するラッパ管と、前記ラッパ管の
下端部に接続され、炉心の下部領域から炉心下方の前記
高圧プレナムを貫通し、下端部が前記高圧プレナム下方
の前記低圧プレナムに達する中空のエントランスノズル
とを有し、前記ラッパ管は、その中心部に逆流用流路を形成する逆
流用流路形成管と、前記逆流用流路形成管とラッパ管側
壁との間に順流用流路を形成する遮蔽体とを内蔵し、前記エントランスノズルは、前記低圧プレナムに連通す
る順流用貫通孔と、前記高圧プレナムに連通する逆流用
貫通孔とを有し、前記逆流用流路形成管はその下端部に熱伸長体を接続
し、前記熱伸長体はその下端部に、通常運転時に前記熱伸長
体の収縮によって前記ラッパ管の順流用流路と前記エン
トランスノズルの順流用貫通孔とを連通させる順流用中
間流路と、原子炉停止時に前記熱伸長体の伸長によって
前記ラッパ管の逆流用流路と前記エントランスノズルの
逆流用貫通孔とを連通させる逆流用中間流路とを有する
逆流流路形成体を接続していることを特徴とする高速
炉。
【請求項７】前記熱伸長体は、同心かつ二重の伸縮自在
な蛇腹状の金属伸縮体と、これら金属伸縮体の上下端部
の間隙を封止するリングと、前記金属伸縮体の間に封入
された液体金属と、前記上部および下部のリングの間に
配設されたバネとからなることを特徴とする請求項６に
記載の高速炉。
【請求項８】前記逆流用流路形成管と熱伸長体の内側に
断熱体を設けたことを特徴とする請求項６に記載の高速
炉。
【請求項９】前記逆流用流路形成管と熱伸長体の内側に
断熱体を設け、前記遮蔽体の内部に中性子によって発熱
する発熱体を設けたことを特徴とする請求項６に記載の
高速炉。
【請求項１０】冷却材を内包する原子炉容器と、前記原
子炉容器の内部に設けられ、高低両圧力プレナムと炉心
支持枠とを有する炉心支持構造物と、前記炉心支持枠内
に載置された複数体の燃料集合体からなる炉心と、前記
炉心と原子炉容器の側壁の間に設けられ、原子炉容器内
を上側の冷却材高温プールと下側の冷却材低温プールと
に区分する隔壁と、前記冷却材高温プールに挿入され、
原子炉停止時の炉心崩壊熱を除去する炉内熱交換器と、
前記冷却材高温プールと冷却材低温プールにそれぞれ挿
入された冷却材出口配管と冷却材入口配管とを備えた高
速炉において、前記炉心はその周囲領域に燃料集合体とほぼ同じ外形の
複数体の遮蔽集合体を有し、前記遮蔽集合体は、頂部に燃料交換機による掴み離しを
可能にする把持部を有するラッパ管と、前記ラッパ管の
下端部に接続され、炉心の下部領域から炉心下方の前記
高圧プレナムを貫通し、下端部が前記高圧プレナム下方
の前記低圧プレナムに達するエントランスノズルとを有
し、前記ラッパ管は、その中心部に逆流用流路を形成する逆
流用流路形成管と、前記逆流用流路形成管とラッパ管側
壁との間に順流用流路を形成する遮蔽体とを内蔵し、前記エントランスノズルは、前記低圧プレナムと前記ラ
ッパ管内の順流用流路とを連通させる低圧流路と、前記
高圧プレナムと前記ラッパ管内の逆流用流路とを連通さ
せる高圧流路と、前記高圧流路内に設けられ、高圧流路
を遮断および接続する逆流流路形成体とを有し、前記逆流流路形成体は、上蓋と下蓋とを有する円筒状の
匡体を有し、この匡体は、上蓋の下面に接続された伸縮
自在な上部蛇腹状金属体と、前記上部蛇腹状金属体の下
端に接続された板部材と、前記板部材と下蓋に上端と下
端がそれぞれ接続された前記上部蛇腹状金属体より小径
な下部蛇腹状金属体とを備え、前記匡体は、前記上部蛇腹状金属体の内部空間と前記高
圧流路とを連通させる第一連通孔と、前記上部蛇腹状金
属体および下部蛇腹状金属体の外側と前記匡体の内側の
間の空間と前記低圧流路とを連通させる第二連通孔と、
前記下部蛇腹状金属体の内部空間と前記高圧流路とを連
通させる第三連通孔とを有し、前記板部材は、前記匡体の下蓋を貫通し、前記高圧プレ
ナムと低圧プレナムの圧力差によって前記上部蛇腹状金
属体および下部蛇腹状金属体がそれぞれ伸縮した時に前
記高圧流路内に突出して流路を遮断する棒状体を備えて
いることを特徴とする高速炉。
【請求項１１】冷却材を内包する原子炉容器と、前記原
子炉容器の内部に設けられ、高低両圧力プレナムと炉心
支持枠とを有する炉心支持構造物と、前記炉心支持枠内
に載置された複数体の燃料集合体からなる炉心と、前記
炉心と原子炉容器の側壁の間に設けられ、原子炉容器内
を上側の冷却材高温プールと下側の冷却材低温プールと
に区分する隔壁と、前記冷却材高温プールに挿入され、
原子炉停止時の炉心崩壊熱を除去する炉内熱交換器と、
前記冷却材高温プールと冷却材低温プールにそれぞれ挿
入された冷却材出口配管と冷却材入口配管とを備えた高
速炉において、前記炉内熱交換器は、前記冷却材高温プールの上部領域
と下部領域にそれぞれ開口する冷却材入口と冷却材出口
を有するとともに、その下端部は前記隔壁を貫通して前
記冷却材低温プールの一部に連通し、前記炉内熱交換器の下端部が開口している冷却材低温プ
ールと前記高圧プレナムとを仕切る炉心支持構造物の境
界壁は、原子炉停止時に前記冷却材低温プールから前記
高圧プレナムへの冷却材の流通を許容する連絡流路およ
び流路形成弁を備え、前記流路形成弁は、ハウジング内に形成された逆流用流
路と、前記逆流用流路内に設けられた円筒状匡体を有
し、前記円筒状匡体は、上蓋と下蓋と、前記上蓋の下面に接
続された伸縮自在な上部蛇腹状金属体と、前記上部蛇腹
状金属体の下端に接続された板部材と、前記板部材と前
記下蓋に上端と下端がそれぞれ接続された前記上部蛇腹
状金属体より小径な下部蛇腹状金属体とを有し、前記匡体は、前記上部蛇腹状金属体の内部空間と前記高
圧プレナムとを連通させる第一連通孔と、前記上部蛇腹
状金属体および下部蛇腹状金属体の外側と前記匡体の内
側の間の空間と前記冷却材低温プールとを連通させる第
二連通孔と、前記下部蛇腹状金属体の内部空間と前記高
圧プレナムとを連通させる第三連通孔とを有し、前記板部材は、前記匡体の下蓋を貫通し、前記高圧プレ
ナムと低圧プレナムの圧力差によって前記上部蛇腹状金
属体および下部蛇腹状金属体がそれぞれ伸縮した時に前
記逆流用流路内に突出して流路を遮断する棒状体を備え
ていることを特徴とする高速炉。