JPS58147694A - 高速増殖炉 - Google Patents
高速増殖炉Info
- Publication number
- JPS58147694A JPS58147694A JP57030205A JP3020582A JPS58147694A JP S58147694 A JPS58147694 A JP S58147694A JP 57030205 A JP57030205 A JP 57030205A JP 3020582 A JP3020582 A JP 3020582A JP S58147694 A JPS58147694 A JP S58147694A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coolant
- outlet nozzle
- temperature
- fast breeder
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、液体金属冷却材を用いる高速増殖炉に係りＩ
Ｋ炉容器からの冷却材出口ノズルの構造に関する。
Ｋ炉容器からの冷却材出口ノズルの構造に関する。
高速増殖炉における定格運転時Ｏ熱効率を向上させるた
めに、核燃料集合体の間を流れる冷却材の出口温度は２
００℃〜４００ Ｃもの高温に設定されている。ところ
が側らかの異常事態が発生し、炉出力を急速に抑える必
豐がある時、即ち原子炉のスクラム時には、炉心の発熱
量を急速に下げると共に冷却材流量も急速に低下させな
ければならない、この発熱量の低下によって冷却材の温
ＩＩ％下がｌ＋、を九冷却材流量の低下によって冷却材
の流速即ち慣性力４小さくなる。スクラム時以前の冷却
材は高温度の九めに低書度であるＯＫ対し、スクツ五時
の冷却材は低温度のため高密度であるので、＃者の高温
低密度冷却材が徒者の低温高密度冷却材により押上げら
れ、高温冷却材と低温冷却材とがその温度差に応じて上
下に層状に分離するいわゆる層化流動現象が生じる。こ
の冷却材の層化流動現象は、冷却材の出口ノズルにおい
ても生じ、これＫよｐ出口ノズルに過度の熱応力、熱変
形及び曲げモーメントが生じるという問題があり九。
めに、核燃料集合体の間を流れる冷却材の出口温度は２
００℃〜４００ Ｃもの高温に設定されている。ところ
が側らかの異常事態が発生し、炉出力を急速に抑える必
豐がある時、即ち原子炉のスクラム時には、炉心の発熱
量を急速に下げると共に冷却材流量も急速に低下させな
ければならない、この発熱量の低下によって冷却材の温
ＩＩ％下がｌ＋、を九冷却材流量の低下によって冷却材
の流速即ち慣性力４小さくなる。スクラム時以前の冷却
材は高温度の九めに低書度であるＯＫ対し、スクツ五時
の冷却材は低温度のため高密度であるので、＃者の高温
低密度冷却材が徒者の低温高密度冷却材により押上げら
れ、高温冷却材と低温冷却材とがその温度差に応じて上
下に層状に分離するいわゆる層化流動現象が生じる。こ
の冷却材の層化流動現象は、冷却材の出口ノズルにおい
ても生じ、これＫよｐ出口ノズルに過度の熱応力、熱変
形及び曲げモーメントが生じるという問題があり九。
このような現象を従来の高速増殖炉を示し次第１図を参
照して説明する。
照して説明する。
第１図において、１容４６／の底部には ｉｉ体金金属
冷却材入ロノズルコが設けられ、下部プレナムＪの上方
に炉内構造物ｌ、炉心燃料集合体ｊ。
冷却材入ロノズルコが設けられ、下部プレナムＪの上方
に炉内構造物ｌ、炉心燃料集合体ｊ。
ブック、ト燃料集合体６．制御棒７１反射体を勢が躯容
されている。炉容器／の上部プレナムタには、炉容器／
と所定の間隙を隔てて内筒１０が設置されている。炉心
上部機構／ｌは１回転プラグｌ−によって支持されてお
り、この回転プラグ／ＪＫは。
されている。炉容器／の上部プレナムタには、炉容器／
と所定の間隙を隔てて内筒１０が設置されている。炉心
上部機構／ｌは１回転プラグｌ−によって支持されてお
り、この回転プラグ／ＪＫは。
デ、グドプレート１３が取付けられている。炉容器ｌの
中頃に設けられた冷却材出口ノズルＩＱは、炉容器ｌＯ
ａｍ面から水平に嬌出され九のち、はぼ垂直方ＩＮＫ曲
げられ、さらに水平方向に嬌びている。内筒１０の周囲
であって、出口ノズル／４１の出口中心位置付近にはフ
ローホール／ｊが複数個穿設されている。
中頃に設けられた冷却材出口ノズルＩＱは、炉容器ｌＯ
ａｍ面から水平に嬌出され九のち、はぼ垂直方ＩＮＫ曲
げられ、さらに水平方向に嬌びている。内筒１０の周囲
であって、出口ノズル／４１の出口中心位置付近にはフ
ローホール／ｊが複数個穿設されている。
原子炉の定格運転中には、入ロノズルコから流入し九冷
却材は下部プレナムＪを経て炉心燃料集合体！及びプラ
ンケット燃料集合体乙の間を上昇し炉心上部機構ｌ／の
下面でほぼ直角に方向を変える。この彼、冷却材は内筒
１０に衝突して再び上昇し内筒１０の上部でＵターンし
内筒１０と炉容器／との間の間隙を下降し出口ノズル／
ＩＩから流出する。
却材は下部プレナムＪを経て炉心燃料集合体！及びプラ
ンケット燃料集合体乙の間を上昇し炉心上部機構ｌ／の
下面でほぼ直角に方向を変える。この彼、冷却材は内筒
１０に衝突して再び上昇し内筒１０の上部でＵターンし
内筒１０と炉容器／との間の間隙を下降し出口ノズル／
ＩＩから流出する。
また冷却材の一部は、内筒ｌＯの７０−ホール／３を通
過して直接出口ノズル／４（に流出する。出ロノズル／
亭を通った冷却材は図示なき熱交換器、循衰ポンプ等を
経て再び入ロノズルコに戻る。
過して直接出口ノズル／４（に流出する。出ロノズル／
亭を通った冷却材は図示なき熱交換器、循衰ポンプ等を
経て再び入ロノズルコに戻る。
他方、原子炉のスクラム時には、冷却材流量が定格運転
時の約７０＄に４減少し、炉心燃料集合体Ｉから流出す
る冷却材の慣性力が小さくｆｋ、ｂ、さらに炉心の発熱
量が小さくｔｂ上記流出冷却材のｉＩＡ度が低下する。
時の約７０＄に４減少し、炉心燃料集合体Ｉから流出す
る冷却材の慣性力が小さくｆｋ、ｂ、さらに炉心の発熱
量が小さくｔｂ上記流出冷却材のｉＩＡ度が低下する。
このスクラム時の低温高密度冷却材／６は、スクラム時
以前の高温低密度冷却材／りを押上げると共に、一部７
０−ホールｌＩから直接流出する。こうして、上部プレ
ナムデにおいて高温低密度冷却材／７と低温高密度冷却
材／４とが層状に分離する層化流動現象が生じる、この
ような層化流動現象は出ロノズルｌ亭の水平配管７４１
１１にも生じる。このため、出ロノズル／参の水平配管
／＃亀の横断面の温度分布をみると一＊コ図に示すよう
に低温冷却材１４と高温冷却材１７との境界Ｉにおいて
極めて急峻な温度勾配が生じる。したがうて、出ロノズ
ル／参には４度の熱応力、熱変形が生じ最悪の場合には
クラ、りか生じる恐れがある。また出口ノズル上部の高
温度と下部の低ｉｌ＊とによシ。
以前の高温低密度冷却材／りを押上げると共に、一部７
０−ホールｌＩから直接流出する。こうして、上部プレ
ナムデにおいて高温低密度冷却材／７と低温高密度冷却
材／４とが層状に分離する層化流動現象が生じる、この
ような層化流動現象は出ロノズルｌ亭の水平配管７４１
１１にも生じる。このため、出ロノズル／参の水平配管
／＃亀の横断面の温度分布をみると一＊コ図に示すよう
に低温冷却材１４と高温冷却材１７との境界Ｉにおいて
極めて急峻な温度勾配が生じる。したがうて、出ロノズ
ル／参には４度の熱応力、熱変形が生じ最悪の場合には
クラ、りか生じる恐れがある。また出口ノズル上部の高
温度と下部の低ｉｌ＊とによシ。
出口ノズル／４ｔに矢印ムに示す曲げモーメントカニ生
じ出口ノズル／４１’の炉容器ｌへの堆付部に応力集中
が発生するにのようなスクラム時勢の過度の熱応力、熱
変形２曲げモーメントが原子炉の長期の使用中に繰返し
発生すると、出口ノズル、Ｏ耐久性を著しく低下させ原
子炉の安全性を損うことになる。
じ出口ノズル／４１’の炉容器ｌへの堆付部に応力集中
が発生するにのようなスクラム時勢の過度の熱応力、熱
変形２曲げモーメントが原子炉の長期の使用中に繰返し
発生すると、出口ノズル、Ｏ耐久性を著しく低下させ原
子炉の安全性を損うことになる。
そこで１本発明の目的は、上述の点に鮨みて出口ノズル
における急峻な温度勾配を解消した高速増殖炉を提供す
ることにある。
における急峻な温度勾配を解消した高速増殖炉を提供す
ることにある。
本願の＃Ｅｌの発明は、出口ノズルを炉容器に対して上
向き鋭角に取付け、低温冷却材が高温冷却材を出口ノズ
ルの管路の上方へ押上げるようにし九ものである。
向き鋭角に取付け、低温冷却材が高温冷却材を出口ノズ
ルの管路の上方へ押上げるようにし九ものである。
を九本願０１ｓ−の発明は、出口ノズルに冷却材を撹拌
する撹拌機構を設け、出口ノズル内で低温冷却材と高温
冷却材とを混合するものである。
する撹拌機構を設け、出口ノズル内で低温冷却材と高温
冷却材とを混合するものである。
〔発明Ｏ実施例〕
以下に本発明の高速増殖炉を図面を参照して説明する。
第、ｉｔｖ発明の一実施例を示す第３図において。
出口ノズル１４＋は炉容器ｌとの角度Ｑが鋭角となるよ
うに上向きに１容４６／に取付けられていゐ、その他の
構成は、第１ＩＥＩと同一である。このように構成され
九高速増殖炉における定格運転時の態様は、第１ＩｔＯ
ものと同様である。
うに上向きに１容４６／に取付けられていゐ、その他の
構成は、第１ＩＥＩと同一である。このように構成され
九高速増殖炉における定格運転時の態様は、第１ＩｔＯ
ものと同様である。
スクラム跨には、上部プレナムデ内では第１ｒＩＡと同
様に低温冷却材１４と高温冷却材／１とが分離し層化流
動現象が生じる。この墳界層はフローホールとア二二ツ
ス部との流動抵抗のバランスによｐ決定される。
様に低温冷却材１４と高温冷却材／１とが分離し層化流
動現象が生じる。この墳界層はフローホールとア二二ツ
ス部との流動抵抗のバランスによｐ決定される。
他方、出ロノズル／参においては、そＯｔＳきｑのため
フローホール／１から流出した低温高密度冷却材１４が
、高温低密度冷却材ｌりを管路上方へ境界を保ちながら
押上げる。このため炉Ｉｌ！！／へＯ重付部近傍の出口
ノズル／４１１には低温冷却材／４のみが存在し、第参
図に示すようＫそこＫは急峻な温度勾配は全く生じない
、ようて熱応力、熱変形も現われず１曲げモーメントも
発生しない。
フローホール／１から流出した低温高密度冷却材１４が
、高温低密度冷却材ｌりを管路上方へ境界を保ちながら
押上げる。このため炉Ｉｌ！！／へＯ重付部近傍の出口
ノズル／４１１には低温冷却材／４のみが存在し、第参
図に示すようＫそこＫは急峻な温度勾配は全く生じない
、ようて熱応力、熱変形も現われず１曲げモーメントも
発生しない。
なお、出ロノズルｌダ内の低温及び高温冷却材／４ 。
／７の温度境界層の移動速度は非常に早い丸め、出口ノ
ズル内−では急激なＳ度が起ζり出口ノズル配管の肉厚
方向に温度勾配が生じる。しかしながら、この肉厚方向
の温度勾配によって起り得る問題は１例えば肉厚を厚く
することにより、又は出口ノズル内壁の内１１ｉＫ肉厚
方向の熱伝達を悪くする薄板尋を張付ける勢によシ、完
全に解決できる。
ズル内−では急激なＳ度が起ζり出口ノズル配管の肉厚
方向に温度勾配が生じる。しかしながら、この肉厚方向
の温度勾配によって起り得る問題は１例えば肉厚を厚く
することにより、又は出口ノズル内壁の内１１ｉＫ肉厚
方向の熱伝達を悪くする薄板尋を張付ける勢によシ、完
全に解決できる。
次に１本願の第１の発明の一実施例を説明する５第！図
において、出ロノズル陣の水平配管部／ｌａの管路内に
は、撹拌＠＠／Ｉが配設されている。この撹拌機構ｉｔ
は第４ｍ及び第７図に明示するように、 ｆｆｉ枚のね
じれた撹拌板／ｌから構成されている。
において、出ロノズル陣の水平配管部／ｌａの管路内に
は、撹拌＠＠／Ｉが配設されている。この撹拌機構ｉｔ
は第４ｍ及び第７図に明示するように、 ｆｆｉ枚のね
じれた撹拌板／ｌから構成されている。
各撹拌板／ｆは、互に２０°の間隔で配置され、管路を
長手方向に沿りて斜めに横切るように両端が出口ノズル
内壁に固定されている。その他の構成は第１図と同一で
ある。
長手方向に沿りて斜めに横切るように両端が出口ノズル
内壁に固定されている。その他の構成は第１図と同一で
ある。
このような構成であるので、スクラム時勢に。
フローホールｌ！を通過して出ロノズル／参に流入した
低温冷却材は、撹拌板／ｌＫよって案内され高温冷却材
と混合する。これによシ、出口ノズル７４１は。
低温冷却材は、撹拌板／ｌＫよって案内され高温冷却材
と混合する。これによシ、出口ノズル７４１は。
層化流動現象が防止され、急峻な温度勾配が生ぜ
１ず、熱応力、＠＊形岬が発生し亀い。
１ず、熱応力、＠＊形岬が発生し亀い。
第を図と第り図は、撹拌機構を一枚の撹拌板により構成
し九例を示す。
し九例を示す。
同図において、攪拌板Ｘは平板であって、炉容器ｌから
離れるに従って上昇するように、管路内に傾斜して配置
されている。これＫより出口ノズル／＋１に流入した低
温冷却材は、撹拌板Ｘに案内され、ｉＩ＋温冷却材と混
合する。
離れるに従って上昇するように、管路内に傾斜して配置
されている。これＫより出口ノズル／＋１に流入した低
温冷却材は、撹拌板Ｘに案内され、ｉＩ＋温冷却材と混
合する。
第１０図と第１／図は撹拌機構を旋回羽根によ）構成し
九襞形例を示す。
九襞形例を示す。
同図において、出ロノズルｌダの水平配管部ｌ参ａに固
定棒コ／、−が、管路を横切るようＫ１１着されている
。この固定棒２／、−には旋回羽＠Ｗが取付けられてい
る。これにより、低温冷却材は旋回羽＄Ｕによって高温
冷却材と混合する。
定棒コ／、−が、管路を横切るようＫ１１着されている
。この固定棒２／、−には旋回羽＠Ｗが取付けられてい
る。これにより、低温冷却材は旋回羽＄Ｕによって高温
冷却材と混合する。
次に本願のＳコＯ発＠Ｏ第λ実施例を説−する。
第１−図において、出口ノズル内の水平配管ｌ参１の中
頃に、その上部と下部に夫々冷却材吸込用引出管評と冷
却材吐出用引出管おとが接続されている。これらの引出
管ｘ、５ｚｖｃｕ例えｄ電磁ポンプからなる微積ボンプ
ムがＩ！続されている。この―漆ボンプムはスクラム時
等に駆動され １１込用引出管コダから冷却材を吸込し
、吐出用引出管コからそれを肚出し１出ロノズル／亭内
の冷却材を撹拌し。
頃に、その上部と下部に夫々冷却材吸込用引出管評と冷
却材吐出用引出管おとが接続されている。これらの引出
管ｘ、５ｚｖｃｕ例えｄ電磁ポンプからなる微積ボンプ
ムがＩ！続されている。この―漆ボンプムはスクラム時
等に駆動され １１込用引出管コダから冷却材を吸込し
、吐出用引出管コからそれを肚出し１出ロノズル／亭内
の冷却材を撹拌し。
そこでの層化流動現象の発生を阻止する。このように本
実施例では、吸込用引出管コダと吐出用引出管コと１１
１１１ポンプコロから撹拌機構を構成している。
実施例では、吸込用引出管コダと吐出用引出管コと１１
１１１ポンプコロから撹拌機構を構成している。
本発明によると、スクラム時等に低温冷却材が生じても
出口ノズルでの高温冷却材と低温冷却材との層化流動現
象を防止できるので、出口ノズルにおける過度の熱応力
、熱変形９曲げモーメント等の発生を防止でき、原子炉
の安全性を向上できる。特に１本願の第１の発明は、単
に出口ノズルを炉容器に対して上向きに傾斜して増付け
るという簡単な構成によって出口ノズルでの層化流動現
象を防止できる。また第コの発明は出口ノズルに撹拌機
構を付加するものであるから、既存の原子炉にも適用で
きる利点を有する。
出口ノズルでの高温冷却材と低温冷却材との層化流動現
象を防止できるので、出口ノズルにおける過度の熱応力
、熱変形９曲げモーメント等の発生を防止でき、原子炉
の安全性を向上できる。特に１本願の第１の発明は、単
に出口ノズルを炉容器に対して上向きに傾斜して増付け
るという簡単な構成によって出口ノズルでの層化流動現
象を防止できる。また第コの発明は出口ノズルに撹拌機
構を付加するものであるから、既存の原子炉にも適用で
きる利点を有する。
第１図は従来の高速増ＮＩＰを示す縦断面図、第２図は
！／Ｅｌの出口ノズルの温度分布を示すグラフで横軸は
温度を縦軸は出口ノズル上の位置を夫々表わす、菖ＪＩ
Ｎは本願の第１の発明に係る高速増殖炉の要部の一実施
例を示す縦断面図、第ダ図Ｆｉ第λ図と同様の図て第３
図の出口ノズルの温度分布を示すグーｙ７．第！図は本
願の＠ＪＯ発明に係る高速増殖炉の要部の一実施例を示
す縦断面図。 第を図は第１図の撹拌機構を構成する一枚の撹拌板を示
す断面図、第７図は、第１図の■−■断ｍ１図、第１図
は第コ発明の攪拌機構の変形例を示す断面図、第り図は
第を図Ｏ■−＊線断面図、第７６図は菖コ発明の撹拌機
構の別の変形例を示す断面図、鮪ｌ１図Ｆｉｇ１０図の
ＸＩ−Ｍ線断面図、菖ｌ−図は第コ発明の第コ爽施例を
示す断面図である。 ｌ・・・炉容器、１０・・・内筒、／参・・・出口ノズ
ル、／！・・・フローホール、／ｌ・−・撹拌機構、コ
ダ・・・吸込用引出管。 お・・・吐出用引出管、ム・・・循濃ボング。 出願人代理人 猪 股 清弗 ５ 図 第６ 日 弗７ 図 弗 ６ 図 ４ ｉｏ 図 第 １２ 図
！／Ｅｌの出口ノズルの温度分布を示すグラフで横軸は
温度を縦軸は出口ノズル上の位置を夫々表わす、菖ＪＩ
Ｎは本願の第１の発明に係る高速増殖炉の要部の一実施
例を示す縦断面図、第ダ図Ｆｉ第λ図と同様の図て第３
図の出口ノズルの温度分布を示すグーｙ７．第！図は本
願の＠ＪＯ発明に係る高速増殖炉の要部の一実施例を示
す縦断面図。 第を図は第１図の撹拌機構を構成する一枚の撹拌板を示
す断面図、第７図は、第１図の■−■断ｍ１図、第１図
は第コ発明の攪拌機構の変形例を示す断面図、第り図は
第を図Ｏ■−＊線断面図、第７６図は菖コ発明の撹拌機
構の別の変形例を示す断面図、鮪ｌ１図Ｆｉｇ１０図の
ＸＩ−Ｍ線断面図、菖ｌ−図は第コ発明の第コ爽施例を
示す断面図である。 ｌ・・・炉容器、１０・・・内筒、／参・・・出口ノズ
ル、／！・・・フローホール、／ｌ・−・撹拌機構、コ
ダ・・・吸込用引出管。 お・・・吐出用引出管、ム・・・循濃ボング。 出願人代理人 猪 股 清弗 ５ 図 第６ 日 弗７ 図 弗 ６ 図 ４ ｉｏ 図 第 １２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炉容器の一側壁に出口ノズル管を接続した高速増殖
炉において、上記出口ノズル管を管軸が側壁に対して鋭
角に上向くように取付は九ことを特徴とする高速増殖炉
。 コ、炉容器の一側壁に出口ノズル管を参絖した高速増殖
炉において、上記出ロノズル管内に冷却材を撹拌する撹
拌機構を組込んだ仁とを４１１愼とする高速増殖炉・ Ｊ、上記撹拌機構は、上記出ロノズルの流路内に配置さ
れ、冷却材を案内する撹拌板であることを特徴とする特
許請求の範囲第コ項に記載の高速増殖炉。 ダ、上記撹拌機構は、上記出口ノズルに接続され九冷却
材吸込廟砂′１出管と冷却材吐出用引出管と。 これらの両引出管に接続され九循褒ポンプとを具備する
ことを特徴とする特許請求の範囲第コ項に記載の高速増
殖炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57030205A JPS58147694A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 高速増殖炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57030205A JPS58147694A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 高速増殖炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58147694A true JPS58147694A (ja) | 1983-09-02 |
Family
ID=12297229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57030205A Pending JPS58147694A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 高速増殖炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58147694A (ja) |
-
1982
- 1982-02-26 JP JP57030205A patent/JPS58147694A/ja active Pending
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