JPS58139098A - タンク型液体金属冷却高速増殖炉 - Google Patents

タンク型液体金属冷却高速増殖炉

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JPS58139098A
JPS58139098A JP57020967A JP2096782A JPS58139098A JP S58139098 A JPS58139098 A JP S58139098A JP 57020967 A JP57020967 A JP 57020967A JP 2096782 A JP2096782 A JP 2096782A JP S58139098 A JPS58139098 A JP S58139098A
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    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/28Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
    • G21C19/30Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
    • G21C19/307Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps specially adapted for liquids
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    • G21C1/02Fast fission reactors, i.e. reactors not using a moderator ; Metal cooled reactors; Fast breeders
    • G21C1/03Fast fission reactors, i.e. reactors not using a moderator ; Metal cooled reactors; Fast breeders cooled by a coolant not essentially pressurised, e.g. pool-type reactors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、タンク型の液体金属冷却^速増殖炉において
、−次冷却系液体金属の純化のためか容器内に設置され
、ポンプを必要とせず且つフィルタ・Lレメントの交換
が容易な形式の液体金属純化装置に関するものである。
タンク型液体金属冷却高速増殖炉の一次冷却系液体金属
の純化は、従来、炉容器の外部に引出された純化ループ
に取付けられたコールドトラップにより行なわれる方式
が一般的であった。
しかし、この方式では一次冷却系液体金属を炉容器外へ
引出さねばならないため、純化ループの配管破断により
放射化された液体金属が漏洩する危険性があり、また原
子炉設備の簡略化および物量削減の観点からも好ましい
ものとは言えなかった。またコールドトラップは一般に
原子炉の寿命期間゛(約30年)中に数回は交換する必
要があるが、この形式の場合、本体一式を交換せねばな
らないため費用が^くなるし、また本体交換時には配管
切断作業を伴うが、この作業は原子炉停止後、24Na
が誠実してからでないと実施できず、更に作業自体にも
かなりの時間を要するため、燃料交換期間中にこれをb
なうことは不可能である。その上、この作業では作業員
の被嘩が高くなることも欠点であった。
そこで上記の欠点を克服するため、炉容器の遮蔽プラグ
から炉容器内の液体金属中に挿入する形式のコールドト
ラップが案出されるに至った。この形式ならば純化ルー
プが不豐で、タンク型液体金属冷却^速増殖炉の一体性
の概念を徹底させることができるし、またフィルタ・エ
レメントのみを交換すればよいため、交換の費用は安く
、交換作業はほとんど°遠隔操作により短時間で実施で
きるため、作業員の被畷が少なく、燃料交換w41Il
中に実施することが可能である。
しかしながら、この型式のものは、液体金属を強制循環
させるためにコールドトラップ内に電磁ポンプを組込む
必要があり、このため前当の型式(純化ループ内設置型
)よりも構造が複雑になるばかりでなり1.・、、更に
、^温のガス雰囲気中で使用される電磁ポンプの信頼性
および耐久性が確立されていない現状では、システム全
体の信頼性並びに耐久性の点で大きな問題が残されてい
る。
本発明は、上記のような従来技術の実情に鑑みなされた
もので、その目的は、タンク内設置型が具右する様々な
利点を充分に生かし、しかも構造が筒略化され、電磁ポ
ンプを使用せずに液体金属を循環でき、それらによって
信頼性並びに耐久性を格段と向上させることができるよ
うなタンク内設置型コールドトラップを提供することに
ある− かかる目的を達成すべく案出された本発明は、タンク内
設置型コールドトラップにおいて、液体金属の人口を中
間容器内に開口させ、出口を中間容器外に開口させて、
−法主循環ポンプの財田圧によって生じる中間容器内外
の圧力差を利用して、液体金属を強制循環させるように
構成されている。
以下、図面に基づき本発明について更に詳しく説明する
。第1図及び第2図は、本発明に係るコールドトラップ
の設置状況の一例を示すものである。タンク型液体金属
冷却^速増殖炉の炉容11の内部は、中間容器2によっ
て区分された構造をなし、中心の炉心3は炉心下部構造
4によって支承され、また炉心3の上方には炉心上部機
構5が位置し、炉容器遮蔽プラグ6で響われる構成であ
る。本例は3系統の冷却系をもつもので、炉容器1の内
部には各31の一次主循環ボンプ7及び本発明に係るコ
ールドトラップ8と、6基の中間熱交換器9とが組込ま
れている。なお、符号10は炉心入口配管を示す。
第2図から明らかなように、本発明に係るコールドトラ
ップ8は、炉容器遮蔽プラグ6から炉容11内へ吊設さ
れ、中間容器2内(ホットプレナム11)に関口してい
る液体金属人口12と、中閤容112外(コールドトラ
ップ13)に開【コしている液体金属出口14とを備え
ており、−法主循環ポンプ7の吐出圧による中間容器2
の内外の圧力差を利用して液体金属を強゛制循環させる
よう構成されている。
第3図は本発明に係るコールドトラップの一実施例を示
す説明図、第4図はその組立て説明図である。特に第4
図から判るように、本実施例のコールドトラップは、外
ケーシング20と、内ケーシング21と、フィルタ・ユ
ニット22とからなり、この順序で炉容器遮蔽プラグ6
から挿入されることによって組立てられる。外ケーシン
グ20は路内四状の容器であり、上端に前記炉容器遮蔽
プラグ6に吊設するための外ケーシング・7ランジ23
を有する。そして、周側壁にはプレナム仕切スカート2
4が突設され、その上方に液体金属人口12が、また下
方に液体金属出口14がそれぞれ開口する構造であり、
また、内壁下半分は二重構造をなし、純化された液体金
属の流゛出路を形成する1、なお、この流出mは慢述り
るよ)に1」ノ/(プとしcamする。内ケーシング2
1は略二重円筒構造をなし、上端には前記外ケーシング
・7ランジ23から吊設するための内ケーシング・7ラ
ンジ25を有するとともに、内側円筒部を構成するwA
!26の内側にはコイル状の冷却配!27が取付けられ
た構造であり、この冷却配管27の両端は、内ケーシン
グ・フランジ25を真通し〜 てト部へ引出される。フィルタ・ユニット22は、上部
のフィルタ・ユニット・フランジ28と下部のステンレ
ス鋼メツシュ等からなるフィルタ・エレメント29とを
虫持棒30で連結した構造である。なお、前記内ケーシ
ング・フランジ25とフィルタ・ユニット・7ランジ2
8の1;面には生体遮蔽31が取付けられる。
イの他の細かい構成については、以下に述べる本装置の
作用についての説明から明らかになるであろう。液体金
属の流れは図中に矢印で示されている。すなわら外ケー
シング20の上方の液体金属人【]12から入った液体
金m(約540℃)は、内ケーシング21の外側に沿っ
て降−トし、内ケーシング上端の穴35から内ケーシン
グ21の内側に入る。そして隔壁26に沿って上昇し、
次に隔!!!26の内側を降下してフィルタ・ユニット
22に−する。内ケーシング21の接液部全体および隔
4!26の下半分の領域には断熱材36がコーティング
されている。
−h、前述のように、隔W26の内側には冷却配管27
がコイル状に巻かれていて、冷却媒体は炉容器遮蔽フラ
グ6の上部から連続的に供給される。この方式によりフ
ィルタ・ユニット22の上部に達した液体金属は約18
0℃まで冷却される。冷却媒体としては、通常、15k
Q/cl’程陵の液体窒素が用いられるが、これに限定
されるものではない。冷却媒体の条件としては、冷却性
能の観点より液化ガスが好ましく、また配管が破損して
万−液体金属中に冷却媒体が漏洩した場合、液体金属を
汚染させない不活性ガスでなくてはならない。これらの
ことから液体窒素、液体アルゴン、液体ヘリウムなどが
適するが、液体窒素が最も安価であるので好ましいと言
える。
さて、フィルタ・ユニット22の外側からフィルタ・エ
レメント29に入った液体金属は、−,11、− さらに冷却されなから内部に含まれている不純物が捕獲
され、フィルタ・エレメント29の内側の管内に出る際
には約110℃まで冷却される。
純化された液体金属は一ト降してべ0−ズ40、流■計
41およびノズル42を通った後、外ケーシング20の
内側の1コノマイザ43を上昇し、液体金属出口14よ
リコールドプレナム13に入る。この■コノマイザ43
の内側はポットプレナム11がら流入したばかりの液体
金属(約540℃)が不時し、外側は」−ルド1しtム
コ3の液体金属(約390’C)が存在する。
従って純化・冷却された液体金属はこの1−コノマイザ
43を上昇しながら□再加熱されてコールド1しJムコ
3に出る。
フィルタ・ユニット22の瀧麿制御は前述の如く、液体
窒素冷却配!!27により行なわれるが、液体窒素の供
給が伺らがの理由により停止した場合には、フィルタ・
ユニット22はコールドIレナム13の11度〈約39
0’C)まぐ上昇するこ・とになる。この場合、フィル
タ・エレメント29に捕獲され(いる不純物の一部は流
動状態となり不純物沈澱受は皿44に溜るため、炉内に
流出することはない。むしろ意図的に液体窒素の供給を
停止して、フィルタ・エレメント29の再生を行なうこ
とも可能である。
流量の11節は流m調節スリーブ45により行なわれる
。これは本体上部の7ランジ上から機械的にその開度を
調節することにより所定の流量を設定する方式である。
設計流lは1200MWeクラスのタンク型液体金属冷
却^速増殖炉の場合、−次冷却系液体金属■を4000
−とすれば、本発明品を3!I使用するとして1!1当
り113/sin程度である。
前述のように、本装置はフィルタ・ユニット22、内ケ
ーシング21および外ケーシング20より成り、・メン
テナンスの目的に応じて必要部分をか外に引抜くことが
可能である。すなわち、フィルタ・]レメント29が不
純物で閉塞した場合には、フィルタ・ユニット22のみ
引抜いて交換することができる。また、内ケーシング2
1を引抜けばベローズ40.流量計41および液体窒素
冷却配管27の供用期間中検査および補修・交換が可能
である。更に、外ケーシング20を引抜けば流量調節ス
リーブ45の点検・修理が可能である。また、前述のよ
うに、外ケーシング20が中間容器2を貫通する部分に
はプレナム仕切リスカート24が酸6プられ、イの内側
に存在するガスによりホットプレナム11と]−ルドプ
レ、プム13が隔離される構過となっている。それ故、
この6式では機械的なシールが軍装のため、炉容器1に
液体金属が入った状態での外ケーシング2oの引抜きお
よび再取付けが容易である。また、内ケーシング21お
よび外ケーシング20にはガス連通穴46が設けられて
いるため、いずれも引抜き時の液体金属のドレンおよび
再取付は時の充填が可能である。
なおべ[」−ズ40は、ノズル42を外ケーシング20
に密着させるためのものであり、またべ1−ズ47は、
内ケーシング21とフィルタ・」ニット支持棒30左の
軸方向の熱膨張差を吸収し、かつカバーガスをシールす
るためのものぐある。
以上、本発明の好ましい一実施例について詳述したが、
本発明はかかる具体的構成のみに限定されるものでない
こと無論であり、特許請求の範囲に記載した事項の範囲
内で種々の変更が可能なことは言うまでもない。
本発明の効果を従来技輯(純化ループ内設蹟型、および
タンク内設置電磁ポンプ内蔵型)と対比した結果を第1
表に示す。同表において、0印は優れていることを、Δ
印は中程度であることを、またX印は劣っていることを
それぞれ示している。
(以下余白) 11; 第1表 =526− この第1表からも判るように、本発明は、基本的にタン
ク内設置型であるが故に、タンク内る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る装置の設置状況を示す1面図、第
2図はその■−■断面図、第3図は本発明に係る装置の
一実施例を示1説明図、第4図はその組立説明図ぐある
。 1・・・炉容器、2・・・中間容器、3・・・炉心、6
・・・炉容器遮蔽プラグ、7・・・−法主循環ポンプ、
8・・・」−ルドトラッ7,9・・・中間熱交換器、1
2・・・液体金属入口、14・・・液体金属出口、20
・・・外ケーシング、21・・・内ケーシング、22・
・・フィルタ・ユニット。 特n出願人  動力炉・核燃料開発事業団代  理  
人     尾  股  行  雄同        
茂  見、Im :、1 四     荒 木 友之助 1■1「 曹lツ11 手続袖市Jト(自発) 昭和58年3月170 1、事件の表示 昭和57 年 1!r  、i’+  願 オ 209
67  ジノ2、発明の名称 ・     タ・り内設置型・−tv ト’ )ラック
゛3、補正をする者 ・I) 1’lとの関係 ’+11’+i’l出願人(
1−所(!・勝1)東京都港区赤坂1丁目9番13号氏
名(名称)  動力炉・核燃料開発事業団電話東京03
(543)0036番(代表)5、補正の対象 図面 第4図 =−′ −j −−−−−−1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、中間容器によって内部が区分されているタンク型液
    体金属冷却高速増殖炉の炉容器内に設番ブられる」−ル
    ドトラップであって、該コールドトラップは、炉容器遮
    蔽プラグの開口部から吊設され、引抜き可能なフィルタ
    エレメントを内蔵し、中間容器内に開口している液体金
    属の入口と中間容器外に開口している純化した液体金属
    の出口とをhしていて、−法主循環ポンプの吐出Hによ
    って生じる中間容器内外の圧力差が液体金属流通のため
    の駆動力となっていることを特徴とするタンク内設置型
    コールドトラップ。
JP57020967A 1982-02-12 1982-02-12 タンク型液体金属冷却高速増殖炉 Granted JPS58139098A (ja)

Priority Applications (2)

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JP57020967A JPS58139098A (ja) 1982-02-12 1982-02-12 タンク型液体金属冷却高速増殖炉
FR8302201A FR2521762B1 (fr) 1982-02-12 1983-02-11 Piege froid installe dans le caisson d'un reacteur surregenerateur rapide du type a coeur ferme, refroidi par metal liquide

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JP57020967A JPS58139098A (ja) 1982-02-12 1982-02-12 タンク型液体金属冷却高速増殖炉

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