JPS58176583A - タンク形高速増殖炉 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はポンプ）９ツブ時に炉心および原子炉容器が加
熱されて損傷することを防止したタンク形高速増殖炉に
関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

将来、建設が予定されている大型高速増殖炉においては
安全上および経済上の観点から原子炉の一次系を原子炉
と同一の炉容器に収納するタンク形高速増殖炉が提案さ
れている。

このタンク形高速増殖炉では炉容器が直径２０賜以上と
非常に大きくなる。

一般に高速増殖炉の冷却材には液体金属ナトリウムが使
用され、その液体金属す）９ウムは燃料集合体を集合し
た炉心と接触して加熱され、その熱を熱交換器によって
二次流体に伝え循環ポンプで炉心と熱交換器内を循環さ
せられている。

しかして炉容器内に炉心、循環ポンプおよび熱交換器が
収納された構造になっている。

このような＾速増殖炉において、循環ポンプの主軸のか
じりによるトルクが発生した場合、または循環ポンプの
稼動機構とくにモータの故障による場合、あるいは電源
そう失事故などによって循環ポンプにトリップが生じる
。

従来、循環ポンプの駆動力である電源系統がトリップし
た場合は炉容器内の温度差による自然対流循環冷却に期
待するか、又は非常電源系統によって駆動可能なポニー
モータと称する小型のモータにより循環ポンプの主軸を
回転させ冷却材の流れを確保する様になっている。

しかしながら、ポニーモータ駆動電源出力に制約がある
ため、定常時の流量を確保することはできず定常時の約
８％前後の劣ない流量となる。

しかし循環ポンプのトリッケ原因の他の一つとして考え
られる主軸のかじりによるトルク増加によってトリップ
した場合はポニーモータでの作動は不可能であり、主軸
の先端に取り付けであるポンプ回転羽根（インペラ）が
流動抵抗となり自然対流による流れの確保もほとんど期
待できない。

さらに電源のそう失によるポンプトリップ時にはポニー
モータの電源もそう失する可能性もあり、作動は期待で
きず、従来の方法では信頼性や確実性にとぼしい欠点が
ある。

〔発明の目的〕

本発明は上記欠点を除去するためになされたもので、原
子炉の非常時たとえば循環ポンプがトリップした場合、
冷却材（ナトリウム）の流量を確保して炉心および原子
炉容器を冷却し炉心および原子炉容器の揚傷による事故
を未然に防止できるタンク形高速増植炉を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

すなわち、本発明は原子炉容器と、この原子炉容器内に
設けられた炉心バレルと、この炉心バレル上に配置され
た炉心と、この炉心の周囲に一次タンクを介して設けら
れた熱交換器および循環ポンプと、前記原子炉容器内を
ホットプールとコールドプール上に区画する前記−次タ
ンクと炉心との間に介在された隔壁と、前記循環ポンプ
の胴体に設けた液体流入孔と、この液体流入孔に設けた
第１の逆流防止弁と、前記循環ポンプの胴体の下端部と
前記炉心バレルとを接続する配管と、この配管の流出側
開口端に設けられた′ｓ２の逆流防止弁と、前記循環ポ
ンプに接続した加圧減圧装置とを具備したことを特徴と
するタンク形高速増殖炉である。

〔発明の実施例〕

以下、第１図および第２図・を参照しながら本発明の一
実施例を詳しく説明する。

符号１は原子炉容器つまり一次炉容器２およびガートタ
ンクと称する２次炉容器３を収容する炉容器ビット室で
あり、このビット室１はコンクリートで構築されている
。

炉容器２，６の上端はルーフスラブ４によって閉塞され
ており、ルーフスラブ４には大回転シールドプラグ５お
よび小回転シールドプラグ６が回転可能に挿着されてい
る。

小回転シールドプラグ６には下部に炉心蓋７を有する炉
心上部機構８が挿着されている。

炉容器２内のほぼ中心部のやや下方には多数本の燃料集
合体な植設した炉心９が配置しており、この炉心９の下
方には炉心バレル１ｏが設けられている。

この炉心バレル１０は炉心支持機構１１によって炉容器
２の下部に支えられている。

炉心バレル１０の周縁には隔壁１２が接続され、この隔
壁１２に一次タンク１３が接続されている。

−次タンク１３の下部と炉心機構１１の端縁部を結んで
シール１４が設け７′られている。

−次タンク１３と炉容器２との間には前記ルーフスラブ
１４上に載置されたポンプ駆動機構たとえばぞ一次１５
に接続する循環ポンプ１６が配置されている。

この循環ポンプ１６の胴体１７の下端部は配管１８を介
して前記炉心バレル１ｏの液体流入孔１９に接続されて
いる。

ポンプ１６の胴体１７内には第１の液面針２゜および第
２の液面計２１が挿入されているとともに中心部に延在
してポンプ主軸２２が設けられ主軸２２の先端にインペ
ラ２３が接続されている。

またポンプ１６の胴体１７のほぼ中央部には液体流入孔
２４が設けられており、液体流入孔２４には第１の逆流
防止弁２５が取着されている。

さらに前記炉心バレル１０の液体流入孔１９にも第２の
逆流防止弁２６が取着されている。

前記モータ１５には加圧減圧ライン２７を介して前記ル
ーフスラブ４上に載置された加圧減圧装置２８が接続さ
れている−０ また−次タンク１６と炉容器２との間には熱交換器２９
が設けられており、熱交換器２９の外面を包囲して熱交
換器ハウジング６０が設けられている。

ここで、炉心９の下方領域がコールドブール６１となり
、上方領域がホットプール６２となる。

なお図中符号４３は液体ナトリウムを、４４はカバーガ
ス空間を示している。

第２図は加圧減圧装置２８を系統図で示したものであっ
て、不活性ガスボンベ６３が配管３４゜３７を通って循
環ポンプ１６のカバーガスライン４１へ接続されており
、また配管３４には減圧弁３５および開閉弁６６が介在
されている。

さらに配管６７にはガスブロー配管６８が開閉弁６９を
介して接続されている。

前記各開閉弁３６．５９は信号処理装置４０に接続し、
信号処理装置４０は液面計２［）、２１に接続される。

ここで熱交換器ハウジング６０は炉心９を通つて加熱さ
れたナトリウムを効率良く熱交換器２９に導入するため
のものであり、加熱されたナトリウムが炉容器２の壁面
近傍を流れることを防止する高温のナトリウムと低温の
ナトリウムのパウンダリーである。

熱交換器ハウジング６０の内側に設けられる図示してな
い胴はナトリウムを出口へ導びき伝熱管に効率良くナト
リウムを流すためのものである。

支持構造物１１は炉心９、シェル１４、循環ポンプハウ
ジング４２及び−次タンク１６を支えるだめの構造物で
ある。なお、シェル１４は支持構造物の一部になる。

インペラ２６はポンプ駆動機構１５すなわちモータによ
ってポンプ主軸２２を経て回転運動を与えられ、流れを
作るためのものである。

循環ポンプハウジング４２は熱交換器２９によって熱又
換したナトリウムを効率良く循環ポンプ１６へ導びくた
めのものである。

２次炉容器６は一次炉容器２が破損した場合直接外へ漏
らさないための容器で安全上ＴＬ要なものである。

加圧減圧ライン２７は加圧減圧装置２８によって循環ポ
ンプ１６内にガスを供給したりガスを抜くラインである
。

しかして、上記構成において、循環ポンプ１６によって
ナトリウムを炉心９に送り込んで炉心９を冷却する。

炉心９で熱せられた誦温のナトリウムは炉心９の１１部
から放出され、炉心蓋７により熱交換器の人口２９の方
向に同けられて熱交換器２９に送り込まれ二次ナトリウ
ムに熱を伝える。

二次ナトリウムに熱を伝えて冷却された低温のナトリウ
ムは熱交換器２９の出口２９ｂから流出し、循環ポンプ
１６へ戻される。

この際、低温のナトリウム′は循環ポンプ１６により再
循環され、この循環ポンプ１６から低温のナトリウムを
炉心９の下端に再流入する。

またナトリウムの一部は循環ポンプ１６の流入孔２４お
よび出口の圧力差によって炉容器２の壁面近傍を流れ、
炉容器２の壁面を冷却している。

このような一連の循環によっ・て炉心９の熱°は二次ナ
トリウムへと伝熱されるが、実際には炉心９から流出す
る高温す）９ウムの循環はかなり複雑な流れ方をする。

ここで、循環ポンプ１６がトリップした場合には、先ず
循環ポンプ１６に接続された加圧減圧装置１２８から循
環ポンプ１６内を加圧する。

循環ポンプ１６内が加圧されることによって循環ポンプ
１６内にあるナトリウムは循環ポンプ１６の出口１６ａ
側の逆流防止弁２６を通って炉心９ヘ送り込まれる。

循環ポンプ１６内のナトリウムの液面が一定の液面まで
低下したことを液面針２１によって検知し、その信号に
よって循環ポンプ１６内の加圧を停止し、減圧に切り換
える。

循環ポンプ１６内が減圧になるにしたがい循環ポンプ１
６の入口側の＠１の逆流防止弁２５を通り、循環ポンプ
１６内にナトリウムは引き込まれる。。

その際一部のナトリウムは炉容器２の壁近傍を通り炉容
器２を冷却する循環ポンプ１６内のナトリウムが一定液
面に達したことを液面計２０により検知し、減圧を停止
して再び加圧して炉心９にナトリウムを送り込む。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は上述した一連の操作により
ポンプトリップ時においてナトリウムの流量は確保され
炉心９は冷却ｉれ炉心９および炉容器２の加熱による損
傷◆故を防止することができる。

また循環ポンプを数基設置し、前記一連の操作を順序良
く行なうことにより炉心を冷却するナトリウムの流れが
脈動することなく定常的に行なうこ、とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るタンク形高速増殖炉の一実施例を
一部側面で示す縦断面図、１３２図は第１図における加
圧減圧装置を示す系統図である。 １　・・・・・・炉容器ビット室 ２　・・・・・・　１次炉容器 ６　・・・・・・　２次炉容器 ４　・・・・・・ルーフスラブ ５　・・・・・・大型回転シールドプラグ６　・・・・
・・小型回転シールドプラグ７　・・・−・・炉心蓋 ８　・・・・・・炉心上部機構 ９　・・・・・・炉心 １０　・・・・・・炉心バレル １１　　・・・・・・炉心支持機構 １２　・・・・・・隔壁 １６　・・・・・・　−次タンク １４　・・・・・・　シェル １５　・・・・・・　モータ １６゛・・・・・・循環ポンプ １７　・・・・・・胴体 、１８　・・・・・・配管 １９　・・・・・・液体流入孔 ２０　　・・・・・・第１の液面針 ２１　　・・曲第２の液面計 ２２　　・・・・・・　ポンプ主軸 ２６　・・・・・・　インペラ ２４　　・・・・・・液体流入孔 ２５　・・・・・・ｓｉの逆流防止弁 ２６　・・・・・・′ｉＪ７＆２の逆流防止弁２７　・
・・・・・加圧減圧ライン ２８　　・・・・・・加圧減圧装置 ２９　　・・・・・・熱交換器 ６０　　・・・・・・熱交換器ハクジング６１　　・・
・・・・　コールドプール６２　　・・・・・・　ホッ
トプール ３Ｍ　・・・・・・　不活性ガスボンベ５４　、５７　
、３８・・・配管 ６５　　・・・・・・減圧弁 ５６．５９・・・・・・・・・開閉弁 ４０　・・・・・・信号処理装置 ４１　　・・・・・・循環ポンプのカバーガスライン４
２　　・・・・・・循環ポンプハウジング４６　・・・
・・・　液体ナトリウム ４４　・・・・・・　カバーガス空間 代理人弁理士　須　山　佐　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉容器と、この原子炉容器内に設けられた炉心
   バレルと、この炉心バレル上に配置された炉心と、この
   炉心の周囲に一次タンクを介して設けられた熱交換器お
   よび循環ポンプと、前記原子炉容器内をホットプールと
   コールドブールに上下に区画する前記−次タンクと炉心
   との間に介在された隔壁と、前記循環ポンプの胴体に設
   けた液体流入孔と、この液体流入孔に設けた第１の逆流
   防止弁と、前記循環ポンプの胴体の下端部と前記炉心バ
   レルとを接続する配管と、この配管の流出側開口端に設
   けられた第２の逆流防止弁と、前記循環ポンプに接続し
   た加圧減圧装置とを具備したことを特徴とするタンク形
   高速増殖炉。 ２、循環ポンプの胴体内には原子炉容器内の液位な測定
   する第１の液面針と、液体流入孔の流位な測定する第２
   の液面針とが配置され、各液面計の信号によって加圧減
   圧装置が作動し循環ポンプ胴体内の圧力を制御する信号
   処理装置が設けられてなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のタンク形高速増殖炉。