JPH09211167A - Gas charged assembly - Google Patents

Gas charged assembly

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JPH09211167A
JPH09211167A JP8018636A JP1863696A JPH09211167A JP H09211167 A JPH09211167 A JP H09211167A JP 8018636 A JP8018636 A JP 8018636A JP 1863696 A JP1863696 A JP 1863696A JP H09211167 A JPH09211167 A JP H09211167A
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gas
duct
coolant
sodium
filled assembly
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JP8018636A
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Japanese (ja)
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Tatsuma Kato
竜馬 加藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress streaming of neutron upward and prevent temperature rising by using boron carbide pellets for upper shield and providing cooling function of the boron carbide pellets. SOLUTION: The liquid level 11 of coolant sodium 2 during rated operation is determined so that the sodium 2 pressure and charged gas 3 pressure balance. If a pump terminates and pressure at cooling lowers, the charged gas 3 pushes down the liquid level of sodium 2 so as to balance with this pressure. If the gas temperature does not rise following the sodium 2 temperature, the gas 3 does not swell enough and the sodium 2 liquid level is lowered to the coolant liquid level 10 at pump termination. By providing a shielding element 21 in the upper part of a duct 6, neutron streaming upward the gas charged assembly can be suppressed low and the heat in the boron carbide due to neutron radiation can be sufficiently cooled.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は液体金属冷却高速増
殖炉の炉心に配置するガス封入集合体に係り、特に上部
の遮蔽性能を向上させたガス封入集合体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas-filled assembly arranged in the core of a liquid metal-cooled fast breeder reactor, and more particularly to a gas-filled assembly with improved upper shielding performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に高速増殖炉の炉心は、核分裂性物
質を装填した多数の燃料集合体が装荷されたものから構
成され、燃料集合体の燃料から熱を除去するための液体
金属冷却材として主にナトリウムが使用されている。
2. Description of the Related Art Generally, the core of a fast breeder reactor is composed of a large number of fuel assemblies loaded with fissile material and is used as a liquid metal coolant for removing heat from the fuel of the fuel assemblies. Mainly sodium is used.

【0003】通常、炉心の各部の温度は流量を一定に保
持することにより安定して維持されているが、万一、冷
却材用ポンプの停止などの冷却能力低下時でも炉心が安
全に停止できるようになっている。
Normally, the temperature of each part of the core is stably maintained by keeping the flow rate constant, but the core can be safely stopped even if the cooling capacity is lowered such as by stopping the coolant pump. It is like this.

【0004】原子炉で流量低下等の異常事象が発生した
場合、スクラム信号が発信し速やかにスクラムして、十
分安全な原子炉停止状態に至る。これに対して、仮にス
クラムできないと仮定した場合でも、受動的に負の反応
度が投入されて原子炉出力が低下し、これにより炉心の
健全性は確保される。
When an abnormal event such as a decrease in flow rate occurs in the nuclear reactor, a scrum signal is transmitted and scram is promptly carried out to reach a sufficiently safe reactor shutdown state. On the other hand, even if it is assumed that scram cannot be performed, the negative reactivity is passively injected and the reactor power is reduced, thereby ensuring the integrity of the core.

【0005】そのための受動的炉停止機構として例えば
図8に示すようなガス封入集合体1が提案されており、
このガス封入集合体1を図9に示す中心部の燃料集合体
16間または中心部から周辺部の燃料集合体16内に配置す
る対策が講じられている。
[0005] As a passive furnace shutdown mechanism for this purpose, for example, a gas-filled assembly 1 as shown in FIG. 8 has been proposed.
This gas-filled assembly 1 is shown in FIG.
Measures are taken to arrange the fuel cells between 16 or in the fuel assembly 16 from the center to the periphery.

【0006】このガス封入集合体1は図8に示したよう
にエントランスノズル4を通じて流入する冷却材のナト
リウム2および封入ガス3を下部遮蔽体9と上部遮蔽体
7とダクト6で内包し、上部遮蔽体7上に取り扱い用の
ハンドリングヘッド8を配置している。下部遮蔽体9に
は冷却材流入孔5を有するエントランスノズル4が取り
付けられている。なお、符号10はポンプ停止時冷却材液
面レベル10を指している。
As shown in FIG. 8, this gas-filled assembly 1 encloses the coolant sodium 2 and the filled gas 3 flowing in through the entrance nozzle 4 in the lower shield 9, the upper shield 7, and the duct 6, and the upper portion. A handling head 8 for handling is arranged on the shield 7. An entrance nozzle 4 having a coolant inflow hole 5 is attached to the lower shield 9. The reference numeral 10 indicates the coolant liquid level 10 when the pump is stopped.

【0007】しかして、図8におけるガス封入集合体1
は定格運転時にはポンプの吐出圧により封入ガス3は圧
縮され、定格運転時冷却材液面レベル11は炉心上端レベ
ル13より上方の上部軸ブランケット上端レベル12付近ま
で上昇している。ポンプ停止事故時等でナトリウム冷却
材圧力が低下した場合、ポンプ停止時冷却材液面レベル
10は炉心下端レベル14より下方の下部軸ブランケット下
端レベル15付近まで低下する。
Thus, the gas-filled assembly 1 shown in FIG.
In the rated operation, the charged gas 3 is compressed by the discharge pressure of the pump, and the coolant level 11 in the rated operation rises to near the upper shaft blanket upper end level 12 above the core upper end level 13. If the sodium coolant pressure drops due to a pump stop accident, etc., the coolant liquid level when the pump stops
10 drops below the core lower end level 14 to near the lower shaft blanket lower end level 15.

【0008】この結果、炉心からの中性子はガス封入集
合体のガス空間を通して上下方向等にストリーミング
し、負の反応度を炉心に与えて安全に原子炉を停止する
ことが可能となる。
As a result, neutrons from the core can be vertically streamed through the gas space of the gas-filled assembly to give a negative reactivity to the core and safely shut down the reactor.

【0009】図9は高速炉炉心を示しており、この高速
炉炉心20は炉心燃料集合体16,ブランケット燃料集合体
17,中性子遮蔽体18および制御棒19からなり、この高速
炉炉心20内にガス封入集合体1が配置される。
FIG. 9 shows a fast reactor core. This fast reactor core 20 includes a core fuel assembly 16 and a blanket fuel assembly.
17, the neutron shield 18, and the control rod 19, and the gas-filled assembly 1 is arranged in the fast reactor core 20.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ガス封入集
合体1の上部遮蔽体7は、中性子がガス封入集合体1よ
りも上方へストリーミングすることを抑制する役目があ
る。従来はステンレス鋼で中性子を遮蔽しているが、炉
心の高燃焼化等により中性子束が増加し遮蔽性能を満足
できなくなってきており、ステンレス鋼に代わり遮蔽性
能が優れる炭化ホウ素ペレットを用いることが考えられ
る。しかし、炭化ホウ素ペレットは中性子と反応すると
ステンレス鋼よりも発熱量が多く、十分に冷却しなけれ
ばならない課題がある。
Incidentally, the upper shield 7 of the gas-filled assembly 1 has a function of suppressing neutrons from streaming upward from the gas-filled assembly 1. Conventionally, neutrons are shielded by stainless steel, but due to higher combustion of the core etc., neutron flux increases and it is not possible to satisfy the shielding performance, so it is preferable to use boron carbide pellets with excellent shielding performance instead of stainless steel. Conceivable. However, when boron carbide pellets react with neutrons, they generate more heat than stainless steel, and there is a problem that they must be cooled sufficiently.

【0011】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、上部遮蔽体に炭化ホウ素ペレットを用い、炭
化ホウ素ペレットの冷却機能を具備したガス封入集合体
を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a gas-filled assembly having boron carbide pellets as the upper shield and having a cooling function for the boron carbide pellets.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、核分裂性物質
を装荷した多数の燃料集合体の間または外周部に配置さ
れ、ダクト内部に封入ガスおよび冷却材流入孔を有する
空洞を含み、その内部空洞におけるナトリウム冷却材液
面が冷却材圧力の変化により、炉心上端レベルを含む上
部から下部へ変化するガス封入集合体において、 (1)前
記ダクトの上部遮蔽体部に炭化ホウ素のペレットを内包
し冷却機能を有する遮蔽要素を設置し、(2) 上部遮蔽体
の下端から吊下してダクトの中央に直管状流路管を設置
し、その直管状流路管の先端をダクト内部の冷却材液面
より下に位置させることにより、冷却材を上部遮蔽体に
流入させ、炭化ホウ素ペレットを冷却すること、 (3)上
部遮蔽体の下端に設置する直管状流路管の本数を複数に
し、何らかの理由により一部の直管状流路管が閉塞した
場合においても上部遮蔽体へ冷却材が流入され、炭化ホ
ウ素ペレットが冷却されるよう信頼性を高めたこと、
(4)上部遮蔽体の下端に設置する直管状流路管の代わり
に螺旋状流路管としダクトの内壁に沿わせることによ
り、振れ止めの役目をさせ耐振性を高めたこと、 (5)ダ
クトの内側に上端が閉塞された内側ダクトを設置し、こ
れらのダクト間を通してエントランスノズルから上部遮
蔽体に冷却材を流入させ、炭化ホウ素ペレットを冷却す
ること、 (6)上部遮蔽体の下端にダクト側部から前記遮
蔽要素に冷却材を流入させるフローホールを設けて、炭
化ホウ素ペレットを冷却すること、 (7)上部遮蔽体の上
部に電磁ポンプを設け冷却材を流入させ、炭化ホウ素ペ
レットを冷却することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention includes cavities located between or at the outer periphery of a number of fissile material loaded fuel assemblies and having enclosed gas and coolant inlet holes within the duct. In a gas-filled assembly in which the liquid level of the sodium coolant in the internal cavity changes from the upper part to the lower part including the core upper level due to the change of the coolant pressure, (1) The upper shield part of the duct contains boron carbide pellets. A shielding element having a cooling function is installed. (2) A straight tubular flow pipe is installed in the center of the duct by suspending it from the lower end of the upper shield, and the tip of the straight tubular flow pipe is cooled inside the duct. By positioning the coolant below the liquid level, the coolant is allowed to flow into the upper shield to cool the boron carbide pellets. (3) The number of straight tubular flow pipes installed at the lower end of the upper shield is set to multiple. , For some reason In the case where a part of the straight pipe-shaped flow path pipe is blocked is also coolant flows into the upper shield, the boron carbide pellets enhanced reliability to be cooled,
(4) Instead of the straight tubular flow path pipe installed at the lower end of the upper shield, a spiral flow path tube is provided along the inner wall of the duct to serve as a steady rest and improve vibration resistance, (5) Install an inner duct with the upper end closed inside the duct, cool the boron carbide pellets by flowing coolant from the entrance nozzle into the upper shield through these ducts, (6) at the lower end of the upper shield. A flow hole is provided to allow a coolant to flow into the shielding element from the side of the duct to cool the boron carbide pellets. (7) An electromagnetic pump is provided above the upper shield to allow the coolant to flow in and to remove the boron carbide pellets. It is characterized by cooling.

【0013】(1) によれば、遮蔽要素の冷却機能として
炭化ホウ素のペレットに冷却材を流す流路孔を多数設け
て発熱を防止したことによりガス封入集合体上方への中
性子を遮蔽することができるとともに炭化ホウ素ペレッ
トの寿命を延ばすことができる。
According to (1), as a cooling function of the shielding element, a large number of flow passage holes for flowing a coolant are provided in the pellets of boron carbide to prevent heat generation, thereby shielding neutrons above the gas-filled assembly. And the life of the boron carbide pellets can be extended.

【0014】(2) によれば、上部遮蔽体の下端からダク
トの中央に直管状流路管を設けその流路管の先端をダク
ト内部の冷却材液面より下に位置させると、エントラン
スノズルから流入した冷却材は一方ではダクト内部の封
入ガスを圧縮し定格液位まで上昇する。また一方では、
流路管に流れ込み上部遮蔽体内部に流入しハンドリング
ヘッドから流出する。炭化ホウ素ペレットを内包した遮
蔽要素の周辺を冷却材が流れるため、炭化ホウ素ペレッ
トは冷却される。
According to (2), when a straight tubular flow pipe is provided in the center of the duct from the lower end of the upper shield and the tip of the flow pipe is located below the liquid surface of the coolant inside the duct, the entrance nozzle On the other hand, the coolant flowing from the inside compresses the enclosed gas inside the duct and rises to the rated liquid level. On the other hand,
It flows into the flow path pipe, flows into the inside of the upper shield, and flows out from the handling head. Since the coolant flows around the shielding element containing the boron carbide pellets, the boron carbide pellets are cooled.

【0015】(3) によれば、直管状流路管を複数本設け
た場合、何らかの理由で一部の流路管が閉塞して冷却材
が流れなくなっても、他の流路管から冷却材が上部遮蔽
体に流れ込み、炭化ホウ素ペレットの冷却は可能とな
る。
According to (3), when a plurality of straight tubular flow pipes are provided, even if some of the flow pipes are closed for some reason and the coolant does not flow, cooling is performed from other flow pipes. The material flows into the top shield, allowing the boron carbide pellets to cool.

【0016】(4) によれば、上部遮蔽体の下端に設置す
る直管状流路管の代わりに螺旋状流路管とし、その流路
管の外面をダクト内壁に沿わせることにより地震時にお
いても螺旋状流路管はダクトに支持されているため、振
れが抑えられ破損することなく冷却材が上部遮蔽体に流
れ込み、炭化ホウ素ペレットの冷却は可能となる。
According to (4), a spiral flow passage pipe is used instead of the straight pipe passage pipe installed at the lower end of the upper shield, and the outer surface of the flow passage pipe is aligned with the inner wall of the duct during an earthquake. Since the spiral flow passage tube is supported by the duct, the coolant flows into the upper shield without damaging the runout and damaging the boron carbide pellets.

【0017】(5) によれば、ガス封入集合体のダクトを
二重にし、内側のダクトは上端を端栓で閉塞して封入ガ
ス空間とする。外側と内側のダクトの間隙部にエントラ
ンスノズルから冷却材を流入させ、上部遮蔽体内部を流
してハンドリングヘッドから流出させる。炭化ホウ素ペ
レットを内包した遮蔽要素の周辺を冷却材が流れるた
め、炭化ホウ素ペレットは冷却される。
According to (5), the duct of the gas filled assembly is doubled, and the upper end of the inner duct is closed with an end plug to form a filled gas space. Coolant is introduced from the entrance nozzle into the gap between the outer and inner ducts, flows inside the upper shield, and flows out from the handling head. Since the coolant flows around the shielding element containing the boron carbide pellets, the boron carbide pellets are cooled.

【0018】(6) によれば、上部遮蔽体の下端にフロー
ホールを設け、側部から冷却材を流入させ、上部遮蔽体
内部を流してハンドリングヘッドから流出させる。炭化
ホウ素ペレットを内包した遮蔽要素の周辺を冷却材が流
れるため、炭化ホウ素ペレットは冷却される。
According to (6), a flow hole is provided at the lower end of the upper shield so that the coolant flows in from the side, flows inside the upper shield, and flows out from the handling head. Since the coolant flows around the shielding element containing the boron carbide pellets, the boron carbide pellets are cooled.

【0019】(7) によれば、上部遮蔽体の下端に流出用
フローホールを設けておき、ハンドリングヘッドから冷
却材を流入させ、上部遮蔽体内部を流して側部から冷却
材を流出させる。炭化ホウ素ペレットを内包した遮蔽要
素の周辺を冷却材が流れるため、炭化ホウ素ペレットは
冷却される。
According to (7), the flow hole for outflow is provided at the lower end of the upper shield, the coolant is made to flow in from the handling head, the inside of the upper shield is made to flow, and the coolant is made to flow out from the side. Since the coolant flows around the shielding element containing the boron carbide pellets, the boron carbide pellets are cooled.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1により本発明の請求項1に対
応するガス封入集合体の第1の実施形態を説明する。本
実施の形態のガス封入集合体1aは、円筒状ダクト6
と、このダクト6の下部に接続した冷却材流入孔5を有
し炉心支持構造物(図示せず)との位置決めを行うエン
トランスノズル4と、このエントランスノズル4に接続
した炉心からの中性子を遮蔽する下部遮蔽体9と、ダク
ト6の上部に接続した上部遮蔽体7と、この上部遮蔽体
7の上端に接続したハンドリングヘッド8と、ダクト6
内に封入した冷却材ナトリウム2および不活性なアルゴ
ン等の不活性ガスからなる封入ガス3とを有している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of a gas-filled assembly corresponding to claim 1 of the present invention will be described with reference to FIG. The gas-filled assembly 1a according to the present embodiment has a cylindrical duct 6
And an entrance nozzle 4 having a coolant inflow hole 5 connected to the lower portion of the duct 6 for positioning with a core support structure (not shown), and shielding neutrons from the core connected to the entrance nozzle 4. The lower shield 9, the upper shield 7 connected to the upper portion of the duct 6, the handling head 8 connected to the upper end of the upper shield 7, and the duct 6
It has a coolant sodium 2 sealed inside and a fill gas 3 made of an inert gas such as inert argon.

【0021】また、上部遮蔽体7内には炭化ホウ素(B
4 C)のペレットを内包した遮蔽要素21が設けられてお
り、この遮蔽要素21には複数本の冷却材流路22が形成さ
れている。この冷却材流路22はダクト6の上端を閉塞す
る遮蔽体を兼ねた端栓23によりダクト6内とは連通して
ないが、外部からの冷却装置(図示せず)により強制冷
却される。
In the upper shield 7, boron carbide (B
4 and the shielding element 21 containing therein the pellet C) are provided, a plurality of coolant channels 22 are formed in the covering element 21. The coolant passage 22 is not communicated with the inside of the duct 6 by an end plug 23 that also serves as a shield that closes the upper end of the duct 6, but is forcibly cooled by a cooling device (not shown) from the outside.

【0022】つぎに本実施の形態の作用を説明する。定
格運転時の冷却材例えばナトリウム2の液面レベル11は
ナトリウム2の圧力と封入ガス3の圧力が平衡になるよ
うに決まっている。ポンプが停止して冷却時の圧力が低
下すると、この圧力とつり合うように封入ガス3がナト
リウム2の液面を押し下げていく。
Next, the operation of this embodiment will be described. The liquid level 11 of the coolant such as sodium 2 during the rated operation is determined so that the pressure of sodium 2 and the pressure of the enclosed gas 3 are in equilibrium. When the pump stops and the pressure at the time of cooling decreases, the enclosed gas 3 pushes down the liquid level of sodium 2 so as to balance this pressure.

【0023】しかし、ガス温度がナトリウム2の温度に
追従して上昇しないと、封入ガス3は十分に膨張しない
ため、ナトリウム2の液面はポンプ停止時冷却材液面レ
ベル10まで押し下げられない。したがって、中性子のス
トリーミングが十分でなく所定の機能を十分に果たさな
いこととなる。
However, unless the gas temperature rises following the temperature of the sodium 2, the enclosed gas 3 does not expand sufficiently, so the liquid level of the sodium 2 cannot be pushed down to the coolant liquid level 10 when the pump is stopped. Therefore, the streaming of neutrons is not sufficient and the predetermined function is not sufficiently fulfilled.

【0024】そこで、本実施の形態はダクト6の上部に
遮蔽要素21を設けることにより、従来例に比較してガス
封入集合体よりも上方への中性子のストリーミングを低
く抑制することができるとともに、中性子照射による炭
化ホウ素ペレットの発熱も十分に冷却することができ
る。
Therefore, in the present embodiment, by providing the shielding element 21 on the upper part of the duct 6, it is possible to suppress the streaming of neutrons above the gas-filled assembly to a low level as compared with the conventional example. The heat generated from the boron carbide pellets due to the neutron irradiation can be sufficiently cooled.

【0025】つぎに図2から図4により本発明の請求項
2から4に対応する第2から第4の実施の形態を説明す
る。なお、図中、図1と同一部分には同一符号を付す。
図2において第2の実施の形態のガス封入集合体1b
は、冷却材の流入孔5を有し炉心支持構造物との位置決
めを行うエントランスノズル4と、ダクト6の上下両端
に接続した炉心からの中性子を遮蔽する上部遮蔽体7お
よび下部遮蔽体9と、上部遮蔽体7内に設置した炭化ホ
ウ素ペレットを内包した遮蔽要素21と、ダクト6内に封
入した中性子のストリーミングを促進する封入ガス3お
よびナトリウム2と、上部遮蔽体7の上端に設けた取り
扱い用のハンドリングヘッド8と、ダクト6の上端に設
けた端板23から吊下げられダクト6内の下方まで延在し
た直管状流路管24とを備えている。
Next, second to fourth embodiments corresponding to claims 2 to 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
In FIG. 2, the gas-filled assembly 1b according to the second embodiment.
Are an entrance nozzle 4 having a coolant inflow hole 5 for positioning with a core support structure, an upper shield 7 and a lower shield 9 for shielding neutrons from the core connected to the upper and lower ends of a duct 6. , A shielding element 21 containing boron carbide pellets installed in the upper shield 7, a sealing gas 3 and sodium 2 for promoting neutron streaming sealed in the duct 6, and a treatment provided at the upper end of the upper shield 7. And a straight tubular flow pipe 24 that is suspended from an end plate 23 provided at the upper end of the duct 6 and extends downward in the duct 6.

【0026】エントランスノズル4の冷却材流入孔5か
ら流入したナトリウム2は、封入ガス3を圧縮しながら
定格運転時冷却材液面レベル11まで上昇する。定格運転
時冷却材液面レベル11は封入ガス3の体積および圧力と
ナトリウム2の圧力でほぼ決まり、封入ガス3の圧力と
ナトリウム2の圧力が平衡に達すると一定となる。
The sodium 2 flowing in from the coolant inflow hole 5 of the entrance nozzle 4 rises to the coolant level 11 during the rated operation while compressing the enclosed gas 3. The liquid level 11 of the coolant during the rated operation is substantially determined by the volume and pressure of the enclosed gas 3 and the pressure of sodium 2, and becomes constant when the pressure of the enclosed gas 3 and the pressure of sodium 2 reach equilibrium.

【0027】一方、ナトリウム2は流路管24へも流れ込
み、流路管24から上部遮蔽体7内部の遮蔽要素21の冷却
材流路22を流れてハンドリングヘッド8から流出する。
この時、流れるナトリウム2は遮蔽要素21よりも温度が
低いため、遮蔽要素21を冷却することが可能である。
On the other hand, sodium 2 also flows into the flow path pipe 24, flows from the flow path pipe 24 through the coolant flow path 22 of the shielding element 21 inside the upper shield 7, and flows out of the handling head 8.
At this time, since the flowing sodium 2 has a lower temperature than the shielding element 21, the shielding element 21 can be cooled.

【0028】また、流路管24の下端はポンプ停止時冷却
材液面レベル10よりも下に位置し、封入ガス3中に露出
することがないため、封入ガス3が流路管24から漏洩す
ることはない。
Further, since the lower end of the passage pipe 24 is located below the coolant liquid level 10 when the pump is stopped and is not exposed in the enclosed gas 3, the enclosed gas 3 leaks from the passage pipe 24. There is nothing to do.

【0029】図3は図2において流路管24を複数本設置
したガス封入集合体1cを示しており、何らかの理由に
より複数の流路管24の内1本にナトリウム2が流入しな
くなった場合でも、他の流路管24からナトリウム2が流
れ込み、遮蔽要素21を冷却することが可能である。
FIG. 3 shows a gas-filled assembly 1c in which a plurality of flow path pipes 24 are installed in FIG. 2, and when sodium 2 no longer flows into one of the plurality of flow path tubes 24 for some reason. However, it is possible to cool the shielding element 21 by flowing sodium 2 from the other flow path pipe 24.

【0030】図4はダクト6内に螺旋状流路管25を設置
したガス封入集合体1dを示しており、螺旋状流路管25
をダクト6の内壁に接触するよう設置して振れ止めの役
目を持たせたため、強い揺れや振動に対しても破損する
可能性が低い。
FIG. 4 shows the gas-filled assembly 1d in which the spiral flow pipe 25 is installed in the duct 6, and the spiral flow pipe 25 is shown.
Is installed so as to come into contact with the inner wall of the duct 6 and has a role of a steady rest, so that it is less likely to be damaged even by strong shaking or vibration.

【0031】つぎに図5により本発明の請求項5に対応
するガス封入集合体の第5の実施の形態を説明する。本
実施の形態のガス封入集合体1eは、冷却材の流入孔5
を有し炉心支持構造物との位置決めを行うエントランス
ノズル4と、炉心からの中性子を遮蔽する下部遮蔽体9
および炭化ホウ素ペレットを内包した遮蔽要素21を設置
した上部遮蔽体7と、中性子のストリーミングを促進す
る封入ガス3と、封入ガス3のバウンダリとなる内側ダ
クト26および端栓23と、上部遮蔽体7の上端に設けた取
り扱い用のハンドリングヘッド8と、遮蔽要素21を冷却
するための冷却材流路27を形成するダクト6から構成さ
れる。下部遮蔽体9の上部には冷却材流路孔30が形成さ
れている。
Next, a fifth embodiment of the gas-filled assembly according to claim 5 of the present invention will be described with reference to FIG. The gas-filled assembly 1e of the present embodiment is provided with the coolant inflow hole 5
Entrance nozzle 4 for positioning with the core support structure and a lower shield 9 for shielding neutrons from the core
And an upper shield 7 provided with a shielding element 21 containing boron carbide pellets, an enclosed gas 3 that promotes neutron streaming, an inner duct 26 and an end plug 23 that serve as a boundary of the enclosed gas 3, and an upper shield 7. It comprises a handling head 8 for handling provided at the upper end of the duct and a duct 6 for forming a coolant channel 27 for cooling the shielding element 21. A coolant passage hole 30 is formed in the upper portion of the lower shield 9.

【0032】エントランスノズル4の冷却材流入孔5か
ら流入したナトリウム2は、封入ガス3を圧縮しながら
定格運転時冷却材液面レベル11まで上昇する。一方、下
部遮蔽体9の冷却材流路孔30から内側ダクト26とダクト
6との間の流路孔27を通してダクト6内へもナトリウム
2は流れ込み、上部遮蔽体7内部の遮蔽要素21を冷却し
ながら上昇しハンドリングヘッド8から流出する。
The sodium 2 flowing in from the coolant inflow hole 5 of the entrance nozzle 4 rises to the coolant level 11 during the rated operation while compressing the enclosed gas 3. On the other hand, sodium 2 also flows into the duct 6 from the coolant passage hole 30 of the lower shield 9 through the passage hole 27 between the inner duct 26 and the duct 6 to cool the shield element 21 inside the upper shield 7. While rising, it flows out from the handling head 8.

【0033】つぎに図6により本発明の請求項6に対応
するガス封入集合体の第6の実施の形態を説明する。本
実施の形態のガス封入集合体1fは、冷却材の流入孔5
を有し炉心支持構造物との位置決めを行うエントランス
ノズル4と、炉心からの中性子を遮蔽する下部遮蔽体9
および炭化ホウ素ペレットを内包した遮蔽要素21を設置
した上部遮蔽体7と、中性子のストリーミングを促進す
る封入ガス3と、封入ガス3のバウンダリとなるダクト
6と、取り扱い用のハンドリングヘッド8から構成され
る。
Next, referring to FIG. 6, a sixth embodiment of the gas-filled assembly according to claim 6 of the present invention will be described. The gas-filled assembly 1f of the present embodiment is provided with the coolant inflow hole 5
Entrance nozzle 4 for positioning with the core support structure and a lower shield 9 for shielding neutrons from the core
And an upper shield 7 provided with a shielding element 21 containing boron carbide pellets, a sealed gas 3 for promoting neutron streaming, a duct 6 serving as a boundary of the sealed gas 3, and a handling head 8 for handling. It

【0034】上部遮蔽体7の下部にフローホール28を設
け、このフローホール23から外部ナトリウム2bが上部
遮蔽体7内部に流入し、冷却材流路22から遮蔽要素21を
冷却しながら上昇しハンドリングヘッド8から流出す
る。
A flow hole 28 is provided below the upper shield 7, and the external sodium 2b flows into the upper shield 7 through the flow hole 23 and rises while cooling the shield element 21 from the coolant passage 22 to be handled. It flows out from the head 8.

【0035】つぎに図7により本発明の請求項7に対応
するガス封入集合体の第7の実施の形態を説明する。本
実施の形態のガス封入集合体1gは、冷却材の流入孔5
を有し炉心支持構造物との位置決めを行うエントランス
ノズル4と、炉心からの中性子を遮蔽する下部遮蔽体9
および炭化ホウ素ペレットを内包した遮蔽要素21を設置
した上部遮蔽体7と、中性子のストリーミングを促進す
る封入ガス3と、封入ガス3のバウンダリとなるダクト
6と、上部遮蔽体7の上部に設けた取り扱い用のハンド
リングヘッド8と、ハンドリングヘッド8内に設けた電
磁ポンプ29と、ダクト6の上端を閉塞する端板23と、端
板23と上部遮蔽体7との間の側面に設けたフローホール
28とからなっている。
Next, referring to FIG. 7, a seventh embodiment of the gas-filled assembly according to claim 7 of the present invention will be described. The gas-filled assembly 1g of the present embodiment has a coolant inflow hole 5
Entrance nozzle 4 for positioning with the core support structure and a lower shield 9 for shielding neutrons from the core
And an upper shield 7 provided with a shield element 21 containing boron carbide pellets, an enclosed gas 3 for promoting neutron streaming, a duct 6 serving as a boundary of the enclosed gas 3, and an upper shield 7 provided on the upper shield 7. A handling head 8 for handling, an electromagnetic pump 29 provided in the handling head 8, an end plate 23 that closes the upper end of the duct 6, and a flow hole provided on the side surface between the end plate 23 and the upper shield 7.
It consists of 28 and.

【0036】本実施態様によれば、ハンドリングヘッド
8内部に電磁ポンプ29を設け、この電磁ポンプ29により
外部ナトリウム2bを上部遮蔽体7内部に強制的に流入
させる。流入された外部ナトリウム2bは遮蔽要素20を
冷却しながら下降し、上部遮蔽体7の下部に設けられた
フローホール28から流出する。
According to this embodiment, an electromagnetic pump 29 is provided inside the handling head 8, and this electromagnetic pump 29 forces the external sodium 2b to flow into the inside of the upper shield 7. The inflowing external sodium 2b descends while cooling the shielding element 20, and flows out from the flow hole 28 provided in the lower portion of the upper shield 7.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、上部遮蔽体にステンレ
ス鋼に代わり遮蔽性能が優れる炭化ホウ素ペレットを用
いることにより、従来例に比較してガス封入集合体より
も上方への中性子のストリーミングを低く抑制するとと
もに、照射による炭化ホウ素ペレットの発熱も十分に冷
却できる。
According to the present invention, by using boron carbide pellets having excellent shielding performance instead of stainless steel for the upper shield, neutrons can be streamed above the gas-filled aggregate as compared with the conventional example. It can be suppressed to a low level, and the heat generated by the irradiation of the boron carbide pellets can be sufficiently cooled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るガス封入集合体の第1の実施の形
態を示す縦断面図。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a first embodiment of a gas filled assembly according to the present invention.

【図2】本発明に係るガス封入集合体の第2の実施の形
態を示す縦断面図。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the gas filled assembly according to the present invention.

【図3】本発明に係るガス封入集合体の第3の実施の形
態を示す縦断面図。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the gas filled assembly according to the present invention.

【図4】本発明に係るガス封入集合体の第4の実施の形
態を示す縦断面図。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of the gas filled assembly according to the present invention.

【図5】本発明に係るガス封入集合体の第5の実施の形
態を示す縦断面図。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a fifth embodiment of the gas-filled assembly according to the present invention.

【図6】本発明に係るガス封入集合体の第6の実施の形
態を示す縦断面図。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a sixth embodiment of the gas-filled assembly according to the present invention.

【図7】本発明に係るガス封入集合体の第7の実施の形
態を示す縦断面図。
FIG. 7 is a vertical sectional view showing a gas-filled assembly according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】従来のガス封入集合体を示す縦断面図。FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a conventional gas filled assembly.

【図9】図8におけるガス封入集合体を配置した高速増
殖炉炉心の概略上面図。
9 is a schematic top view of a fast breeder reactor core in which the gas-filled assembly in FIG. 8 is arranged.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1(従来)・1a〜1g(本発明)…ガス封入集合体、
2…ナトリウム、3…封入ガス、4…エントランスノズ
ル、5…冷却材流入孔、6…ダクト、7…上部遮蔽体、
8…ハンドリングヘッド、9…下部遮蔽体、10…ポンプ
停止時冷却材液面レベル、11…定格運転時冷却材液面レ
ベル、12…上部軸ブランケット上端レベル、13…炉心上
端レベル、14…炉心下端レベル、15…下部軸ブランケッ
ト下端レベル、16…炉心燃料集合体、17…ブランケット
燃料集合体、18…中性子遮蔽体、19…制御棒、20…高速
炉炉心、21…遮蔽要素、22…冷却材流路、23…端板、24
…直管状流路管、25…螺旋状流路管、26…内側ダクト、
27…冷却材流路、28…フローホール、29…電磁ポンプ、
30…冷却材流路孔。
1 (conventional), 1a to 1g (present invention) ... a gas-filled assembly,
2 ... Sodium, 3 ... Filled gas, 4 ... Entrance nozzle, 5 ... Coolant inflow hole, 6 ... Duct, 7 ... Top shield,
8 ... Handling head, 9 ... Lower shield, 10 ... Coolant liquid level when pump is stopped, 11 ... Coolant liquid level during rated operation, 12 ... Upper shaft blanket upper level, 13 ... Core upper level, 14 ... Core Lower end level, 15 ... Lower shaft blanket Lower end level, 16 ... Core fuel assembly, 17 ... Blanket fuel assembly, 18 ... Neutron shield, 19 ... Control rod, 20 ... Fast reactor core, 21 ... Shielding element, 22 ... Cooling Material flow path, 23 ... End plate, 24
… Straight tubular flow pipe, 25… Spiral flow pipe, 26… Inner duct,
27 ... Coolant channel, 28 ... Flow hole, 29 ... Electromagnetic pump,
30 ... Coolant channel hole.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ダクト内に液体金属冷却材と封入ガスを
有し、前記ダクトの上部に上部遮蔽体とハンドリングヘ
ッドを有し、前記ダクトの下部に下部遮蔽体と冷却材流
入孔が形成されたエントランスノズルを有するガス封入
集合体において、前記上部遮蔽体内に炭化ホウ素のペレ
ットを内包し冷却機能を有する遮蔽要素を設けてなるこ
とを特徴とするガス封入集合体。
1. A duct having a liquid metal coolant and an enclosed gas, an upper shield and a handling head at an upper portion of the duct, and a lower shield and a coolant inlet hole formed at a lower portion of the duct. A gas-filled assembly having an entrance nozzle, characterized in that a boron carbide pellet is included in the upper shield body to provide a shielding element having a cooling function.
【請求項2】 前記上部遮蔽体の下端のほぼ中央から吊
下し、その先端を前記ダクト内の冷却材液面より下方に
位置して直管状流路管を設け、この直管状流路管の上端
と連通する冷却材流路孔を前記遮蔽要素に形成してなる
ことを特徴とする請求項1記載のガス封入集合体。
2. A straight tubular flow pipe is provided by suspending it from substantially the center of the lower end of the upper shield, and providing the straight pipe flow pipe with its tip positioned below the liquid surface of the coolant in the duct. The gas-filled assembly according to claim 1, wherein a coolant passage hole communicating with the upper end of the gas-filled element is formed in the shielding element.
【請求項3】 前記直管状流路管を複数本設けてなるこ
とを特徴とする請求項1記載のガス封入集合体。
3. The gas-filled assembly according to claim 1, wherein a plurality of the straight tubular flow pipes are provided.
【請求項4】 前記直管状流路管を螺旋状流路管とし、
この螺旋状流路管の外周面を前記ダクトの内壁面に沿わ
せて設けてなることを特徴とする請求項1記載のガス封
入集合体。
4. The straight tubular flow pipe is a spiral flow pipe,
The gas-filled assembly according to claim 1, wherein an outer peripheral surface of the spiral flow path pipe is provided along an inner wall surface of the duct.
【請求項5】 前記ダクト内に同心円状に上端が閉塞さ
れた内側ダクトを設け、この内側ダクトと前記ダクトと
の間に前記エントランスノズルから流入した冷却材を前
記遮蔽要素に流入する冷却材流路を設けてなることを特
徴とする請求項1記載のガス封入集合体。
5. An inner duct having concentrically closed upper ends is provided in the duct, and a coolant flowing from the entrance nozzle between the inner duct and the duct flows into the shielding element. The gas-filled assembly according to claim 1, wherein a passage is provided.
【請求項6】 前記上部遮蔽体の下端に前記ダクトの側
部から前記遮蔽要素に冷却材を流入するフローホールを
設けてなることを特徴とする請求項1記載のガス封入集
合体。
6. The gas filled assembly according to claim 1, wherein a flow hole for allowing a coolant to flow into the shielding element from a side portion of the duct is provided at a lower end of the upper shielding body.
【請求項7】 前記遮蔽要素の上部に電磁ポンプを設け
るとともに前記上部遮蔽体の下部に前記遮蔽要素を冷却
した冷却材を流出するフローホールを設けてなることを
特徴とする請求項1記載のガス封入集合体。
7. An electromagnetic pump is provided above the shielding element, and a flow hole for letting out a coolant that has cooled the shielding element is provided below the upper shielding body. Gas filled assembly.
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