JPS5855893A - 高速増殖炉用原子炉容器 - Google Patents
高速増殖炉用原子炉容器Info
- Publication number
- JPS5855893A JPS5855893A JP56155129A JP15512981A JPS5855893A JP S5855893 A JPS5855893 A JP S5855893A JP 56155129 A JP56155129 A JP 56155129A JP 15512981 A JP15512981 A JP 15512981A JP S5855893 A JPS5855893 A JP S5855893A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- heat
- temperature
- liquid level
- vessel
- 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
- Secondary Cells (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】
本発明は、高速増殖炉用原子炉容器ＫｉＪ＞、特に容器
壁に加わる熱応力を軽減させるととができるようにした
原子炉容器に関する。
壁に加わる熱応力を軽減させるととができるようにした
原子炉容器に関する。
高速増殖炉においては、冷却材として、一般に液体ナト
リウムで代表される液体金属が用いられている。そして
、このような液体金属冷却材は原子炉容器内を第１図に
示すように通流する。すなわち、図中１は内部に炉心２
を収容してなる炉容器であり、この炉容器りの側壁３の
下部に設けられた入口ノズル４より流入した冷却部ｐは
炉心２内を導びかれ、炉心２から熱を奪って加熱された
後、自由な液面５を形成しながら側壁３の上部に設けら
れた出口ノズル６を通って図示しない中間熱交換器へと
流れ循環する。なお、図中７は遮蔽栓を示している。こ
のような高速増殖炉にあって、冷却材温度は、通常運転
時には、炉心人口で３００〜４００℃、炉心出口で４５
０〜５５０Ｃであシ、また、原子炉運転停止状態におい
ては、入口、出口集約２００℃に保たれる。そして、原
子炉運転開始時には、出口ノズル６近辺の冷却材温度が
、第２図に示すように、停止温度Ｔ８よシ通常運転温度
ＴＶまで、ある一定の昇温率で上昇するように炉心反応
が制御される。この昇温率はプラントの運転上可能な限
シ大きくすることが効率ならびに稼動率を高めるうえで
望ましい。
リウムで代表される液体金属が用いられている。そして
、このような液体金属冷却材は原子炉容器内を第１図に
示すように通流する。すなわち、図中１は内部に炉心２
を収容してなる炉容器であり、この炉容器りの側壁３の
下部に設けられた入口ノズル４より流入した冷却部ｐは
炉心２内を導びかれ、炉心２から熱を奪って加熱された
後、自由な液面５を形成しながら側壁３の上部に設けら
れた出口ノズル６を通って図示しない中間熱交換器へと
流れ循環する。なお、図中７は遮蔽栓を示している。こ
のような高速増殖炉にあって、冷却材温度は、通常運転
時には、炉心人口で３００〜４００℃、炉心出口で４５
０〜５５０Ｃであシ、また、原子炉運転停止状態におい
ては、入口、出口集約２００℃に保たれる。そして、原
子炉運転開始時には、出口ノズル６近辺の冷却材温度が
、第２図に示すように、停止温度Ｔ８よシ通常運転温度
ＴＶまで、ある一定の昇温率で上昇するように炉心反応
が制御される。この昇温率はプラントの運転上可能な限
シ大きくすることが効率ならびに稼動率を高めるうえで
望ましい。
ところで、高速増殖炉にあっては、冷却材として腐食性
の高いアルカリ金属液体を用いる関係上、通常、炉容器
をステンレス鋼で製作するようにしている。ステンレス
鋼は周知のように温度伝導率が非常に小さい。このため
、上述の如く、運転開始時に昇温率を大きくすると、第
３図（、）に対応させて第３図（ｂ）に示すように、昇
温過程における側壁３の各部温度は図中８１で７］です
ようになり、液面５近傍に大きな温度勾配が発生し、こ
の結果、この部分に過大な熱応力が加わって側壁８を塑
性変形させてしまうおそれが多分にある。したがって、
運転開始時における昇温率を大きくするには、上記の熱
応力を何らかの手段で軽減させることが不可欠となる。
の高いアルカリ金属液体を用いる関係上、通常、炉容器
をステンレス鋼で製作するようにしている。ステンレス
鋼は周知のように温度伝導率が非常に小さい。このため
、上述の如く、運転開始時に昇温率を大きくすると、第
３図（、）に対応させて第３図（ｂ）に示すように、昇
温過程における側壁３の各部温度は図中８１で７］です
ようになり、液面５近傍に大きな温度勾配が発生し、こ
の結果、この部分に過大な熱応力が加わって側壁８を塑
性変形させてしまうおそれが多分にある。したがって、
運転開始時における昇温率を大きくするには、上記の熱
応力を何らかの手段で軽減させることが不可欠となる。
なお、上記説明は運転開始時の例であるが、原子炉運転
停止時においても現象は逆であるが、尾、力が発生する
ことには変りない。
停止時においても現象は逆であるが、尾、力が発生する
ことには変りない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、原子炉運転開始時および運転停
止時に、冷却材の液面近傍に位置する炉容器壁に発生す
る熱応力を簡単な構成で軽減させることができ、もって
安全性の向上化と、原子炉プラントの効率ならびに稼動
率の向上化とに寄与できる高速増殖炉用原子炉容器を提
供することにある。
の目的とするところは、原子炉運転開始時および運転停
止時に、冷却材の液面近傍に位置する炉容器壁に発生す
る熱応力を簡単な構成で軽減させることができ、もって
安全性の向上化と、原子炉プラントの効率ならびに稼動
率の向上化とに寄与できる高速増殖炉用原子炉容器を提
供することにある。
すなわち、本発明は、原子炉容器本体の容器側壁面に接
触状態またわ対向状態に、たとえば冷却材の液面とほぼ
直交する向きで１上端が上記液面よシ上部に、下端が液
面より下部に位置するように、内部に作動液体と不活性
ガスとを封入したヒート・９イデを配置するとともに、
上記ヒート・臂イブ内の不活性ガス圧力を炉心反応に対
応させて制御する制御装置を設けることによって容器壁
、特に液面近傍に位置する側壁部の温度勾配を緩和させ
上記目的を達成したものである。
触状態またわ対向状態に、たとえば冷却材の液面とほぼ
直交する向きで１上端が上記液面よシ上部に、下端が液
面より下部に位置するように、内部に作動液体と不活性
ガスとを封入したヒート・９イデを配置するとともに、
上記ヒート・臂イブ内の不活性ガス圧力を炉心反応に対
応させて制御する制御装置を設けることによって容器壁
、特に液面近傍に位置する側壁部の温度勾配を緩和させ
上記目的を達成したものである。
以下本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第４図（ａ）は本発明に係る炉容器の要部を局部的に取
り出して示す断面図であり、第１図と同一部分は同一符
号で示しである。したがって、重複する部分の説明は省
略する。
り出して示す断面図であり、第１図と同一部分は同一符
号で示しである。したがって、重複する部分の説明は省
略する。
この実施例では、炉容器り上の側壁外面に１炉容器内の
冷却材の液面５とほぼ直交する向きで、上端が液面５よ
り上部に、下端が液面５より下部に位置するようにノぐ
イブ状のヒートパイプ９を複数周方向に等間隔に配置固
定している。
冷却材の液面５とほぼ直交する向きで、上端が液面５よ
り上部に、下端が液面５より下部に位置するようにノぐ
イブ状のヒートパイプ９を複数周方向に等間隔に配置固
定している。
各ヒートパイプ９は毛細管圧力をＡｌ１用したものであ
り、内部に作動液体と不活性ガスとが封入されている。
り、内部に作動液体と不活性ガスとが封入されている。
そして、各ヒートパイプ９の上端部には内部に通じる関
係にそれぞれ配管１０の一端側が接続されておシ、これ
ら配管１０の他端側は炉容器り上の外部に設けられた制
御装置１１に接続されている。この制御装置１１は炉心
反応に対応させて各ヒート・タイプ９内の不活性ガス圧
力を後述する関係圧制御するように構成されている。
係にそれぞれ配管１０の一端側が接続されておシ、これ
ら配管１０の他端側は炉容器り上の外部に設けられた制
御装置１１に接続されている。この制御装置１１は炉心
反応に対応させて各ヒート・タイプ９内の不活性ガス圧
力を後述する関係圧制御するように構成されている。
このような構成であると原子炉運転開始時および運転停
止時に、液面５近傍の炉容器壁に発生する温度勾配を十
分に緩和させることができる・すなわち、原子炉運転開
始時を例にとると、各ヒート・臂イゾ９の伝熱作用によ
り、側壁３の高温の冷却材に接触している部分、つまり
液面５近傍に接触している部分の熱が上記液面５よシ上
部の低温の側壁部に伝えられることになる。
止時に、液面５近傍の炉容器壁に発生する温度勾配を十
分に緩和させることができる・すなわち、原子炉運転開
始時を例にとると、各ヒート・臂イゾ９の伝熱作用によ
り、側壁３の高温の冷却材に接触している部分、つまり
液面５近傍に接触している部分の熱が上記液面５よシ上
部の低温の側壁部に伝えられることになる。
したがって側壁３の液面５より上方に位置する部分は、
上記各ヒー）Ａイブ９の存在によって、側面からも、つ
まシ十分広い熱供給路で熱供給を受けることになるので
、たとえ側壁３が温度伝導率の低い材料で形成されてい
る場合であっても、短時間に昇温し、この結果、上記部
分の温度勾配は十分緩やかなものとなる。
上記各ヒー）Ａイブ９の存在によって、側面からも、つ
まシ十分広い熱供給路で熱供給を受けることになるので
、たとえ側壁３が温度伝導率の低い材料で形成されてい
る場合であっても、短時間に昇温し、この結果、上記部
分の温度勾配は十分緩やかなものとなる。
これに加え、各ヒートパイデ９内の不活性ガスの圧力を
制御装置Ｌユで炉心反応に対応させて次に述べるように
変化させるようにしているので、上記温度勾配をなお一
層緩やかにすることができる。すなわち、各ヒートパイ
プ９の熱輸送力は内部ガス圧力によって変化する。内部
ガス圧力が高い場合には、上記熱輸送力が減少し、内部
ガス圧力が低い場合には、熱輸送力が増大する。本発明
では、たとえば、運転開始時第２図に示した停止温度Ｔ
、から通常運転温度Ｔｖまで冷却材を加熱する際に、制
御装置１１で停止温度Ｔ８に近い比較的低温時には、各
ヒートパイｆ９内の不活性ガス圧力を低くして各ヒート
・母イグ９の熱輸送力を増大させ、通常運転温度ＴＶ近
くの比較的高温時には不活性ガス圧力を高くして各ヒー
）パイプ９の熱輸送力を減少させるようＫしている。
制御装置Ｌユで炉心反応に対応させて次に述べるように
変化させるようにしているので、上記温度勾配をなお一
層緩やかにすることができる。すなわち、各ヒートパイ
プ９の熱輸送力は内部ガス圧力によって変化する。内部
ガス圧力が高い場合には、上記熱輸送力が減少し、内部
ガス圧力が低い場合には、熱輸送力が増大する。本発明
では、たとえば、運転開始時第２図に示した停止温度Ｔ
、から通常運転温度Ｔｖまで冷却材を加熱する際に、制
御装置１１で停止温度Ｔ８に近い比較的低温時には、各
ヒートパイｆ９内の不活性ガス圧力を低くして各ヒート
・母イグ９の熱輸送力を増大させ、通常運転温度ＴＶ近
くの比較的高温時には不活性ガス圧力を高くして各ヒー
）パイプ９の熱輸送力を減少させるようＫしている。
このように冷却材の温度上昇に合せて各ヒートパイプ９
の熱輸送力を徐々に抑制するようにしているので側壁３
の液面５近傍の温度分布は、第４図（１）に対応させて
第４図（ｂ）に示すように、停止温度Ｔ１における温度
分布８．から炉゛心反応の増大に対応して８ｂ＋ ８６
と変化し、さらに通常運転温度Ｔｖに到達した時点にお
ける温度分布は図中８ｖで示すようになり、温度勾配が
十分緩やかなものとなる。仁のように高温時にヒートパ
イプの熱輸送力を抑制するようにしているので、全く抑
制しない時に起り易い問題点、すなわち、大熱輸送力を
有するヒートパイプを使用した場合に１側壁３の温度分
布が第５図（ｂ）に示すように、ヒート・ぐイブを使用
しない場合の温度分布８１の液面位置がヒートパイプの
上端位置まで移動した形の温度分布８ｄになり易い現象
の発生を解消でき、温度分布を８゜のように緩和させる
ことができる。なお、原子炉運転停止時には、発生する
現象が全く逆であるが、ヒート・臂イブ、制御装置を運
転開始時とは逆に作用させて運転開始時と同様に温度勾
配を緩和させることができる。
の熱輸送力を徐々に抑制するようにしているので側壁３
の液面５近傍の温度分布は、第４図（１）に対応させて
第４図（ｂ）に示すように、停止温度Ｔ１における温度
分布８．から炉゛心反応の増大に対応して８ｂ＋ ８６
と変化し、さらに通常運転温度Ｔｖに到達した時点にお
ける温度分布は図中８ｖで示すようになり、温度勾配が
十分緩やかなものとなる。仁のように高温時にヒートパ
イプの熱輸送力を抑制するようにしているので、全く抑
制しない時に起り易い問題点、すなわち、大熱輸送力を
有するヒートパイプを使用した場合に１側壁３の温度分
布が第５図（ｂ）に示すように、ヒート・ぐイブを使用
しない場合の温度分布８１の液面位置がヒートパイプの
上端位置まで移動した形の温度分布８ｄになり易い現象
の発生を解消でき、温度分布を８゜のように緩和させる
ことができる。なお、原子炉運転停止時には、発生する
現象が全く逆であるが、ヒート・臂イブ、制御装置を運
転開始時とは逆に作用させて運転開始時と同様に温度勾
配を緩和させることができる。
したがって、原子炉の運転開始時に昇温率を高くしても
熱応力によって容器壁が塑性変形されるようなことがな
く、結局、安全性の向上化と原子炉プラントの効率およ
び稼動率の向上化に寄与することができる。そして、こ
の場合には、ヒート／母イブおよび不活性ガス圧力の制
御装置の付加という簡単な構成で液面近傍の温度勾配を
緩和させることができるので設備全体が高格価化したり
、大型化したシするおそれもない。
熱応力によって容器壁が塑性変形されるようなことがな
く、結局、安全性の向上化と原子炉プラントの効率およ
び稼動率の向上化に寄与することができる。そして、こ
の場合には、ヒート／母イブおよび不活性ガス圧力の制
御装置の付加という簡単な構成で液面近傍の温度勾配を
緩和させることができるので設備全体が高格価化したり
、大型化したシするおそれもない。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではか
い、すなわち、上述した実施例では炉容器り上の側壁外
周面にヒートパイプ置しており、このような配置である
と保守の容易化を図れる利点があるが、必ずしも側壁外
周面に限られるものではなく、側壁内周面に配置固定す
るようにしてもよいし、また側壁に離間対向させて設け
、輻射によって熱移動を行なわせるようＫして吃よい。
い、すなわち、上述した実施例では炉容器り上の側壁外
周面にヒートパイプ置しており、このような配置である
と保守の容易化を図れる利点があるが、必ずしも側壁外
周面に限られるものではなく、側壁内周面に配置固定す
るようにしてもよいし、また側壁に離間対向させて設け
、輻射によって熱移動を行なわせるようＫして吃よい。
また、ヒート／４イブの形状、構造も制限されるもので
はなく、円筒状あるいは側壁を利用したノ々ケット状で
あってもよい。さらに、使用する本数も制限されない。
はなく、円筒状あるいは側壁を利用したノ々ケット状で
あってもよい。さらに、使用する本数も制限されない。
また、運転開始時のみ容器壁の温度勾配を緩和させれば
良い場合には、ヒート／４イブは毛細管比力型でなく重
力型の本のを使用できる。
良い場合には、ヒート／４イブは毛細管比力型でなく重
力型の本のを使用できる。
以上述べたように本発明によれば、簡単な要素を設ける
のみで、運転開始時や、運転停止時に炉容器壁に加わる
熱応力を軽減させることができ、もって、安全性の向上
化ならびに稼動率の向上化に寄与できる高速増殖炉用原
子炉容器を提供できる。
のみで、運転開始時や、運転停止時に炉容器壁に加わる
熱応力を軽減させることができ、もって、安全性の向上
化ならびに稼動率の向上化に寄与できる高速増殖炉用原
子炉容器を提供できる。
第１図は高速増殖炉用原子炉容器を模式的に示す断面図
、第２図は原子炉の運転開始時および運転停止時におけ
る冷却材温度の変化の一例を示す図、第３図（ａ）は第
１図の局部的拡大図、同図価）は運転開始時における第
３図（、）に対応する容器壁の温度分布を示す図、第４
図（、）は本発明の一実施例に係る原子炉容器の要部だ
けを取り出して拡大して示す断面図、同図（ｂ）は−ト
記実施例の運転開始時における容器壁の温度分布を説明
するだめの図、第５図（ａ） 、 （ｂ）はヒート・！
イブ内の不活性ガス圧力を制御するようにしたことの意
味を説明するだめの図である。 １ａ・−炉容器、２・・・炉心、３・・・側壁、４・・
・人口ノズル、６・・・液面、６・・・出ロノス゛ル、
７・・・辺１−蔽栓、８ｍ”−１・・・温度分布、９・
−・ヒーレやイブ、１０・・・配管、１１１．４−制御
装置、ｐ−冷却材。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦［１図 Ｉ！２図 特 閘 古跡 ■−旨 □ 。 （ｂ） ） 度 第４０ （ａ） （ｂ）第５図 （ａ） （ｂ）第１頁の続
き ０発 明 者 安永寿夫 川崎市幸区小向東芝町１番地束 京芝浦電気株式会社総合研究所 内 ０発 明 者 佐々木富也 川崎市幸区小向東芝町１番地束 京芝浦電気株式会社総合研究所 内 ０発 明 者 横山武芳 川崎市幸区小向東芝町１番地束 京芝浦電気株式会社総合研究所
、第２図は原子炉の運転開始時および運転停止時におけ
る冷却材温度の変化の一例を示す図、第３図（ａ）は第
１図の局部的拡大図、同図価）は運転開始時における第
３図（、）に対応する容器壁の温度分布を示す図、第４
図（、）は本発明の一実施例に係る原子炉容器の要部だ
けを取り出して拡大して示す断面図、同図（ｂ）は−ト
記実施例の運転開始時における容器壁の温度分布を説明
するだめの図、第５図（ａ） 、 （ｂ）はヒート・！
イブ内の不活性ガス圧力を制御するようにしたことの意
味を説明するだめの図である。 １ａ・−炉容器、２・・・炉心、３・・・側壁、４・・
・人口ノズル、６・・・液面、６・・・出ロノス゛ル、
７・・・辺１−蔽栓、８ｍ”−１・・・温度分布、９・
−・ヒーレやイブ、１０・・・配管、１１１．４−制御
装置、ｐ−冷却材。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦［１図 Ｉ！２図 特 閘 古跡 ■−旨 □ 。 （ｂ） ） 度 第４０ （ａ） （ｂ）第５図 （ａ） （ｂ）第１頁の続
き ０発 明 者 安永寿夫 川崎市幸区小向東芝町１番地束 京芝浦電気株式会社総合研究所 内 ０発 明 者 佐々木富也 川崎市幸区小向東芝町１番地束 京芝浦電気株式会社総合研究所 内 ０発 明 者 横山武芳 川崎市幸区小向東芝町１番地束 京芝浦電気株式会社総合研究所
Claims (1)
- 液体金属冷却材の循環路に介在して設けられ内部を上記
液体金属冷却材が自由液面をもって通流する原子炉容器
本体と、この原子炉容器本体の容器側壁面に接触状態ま
たは対向状１１に配置されるとともに上端を上記自由液
面よ〕上部に、下端を上記自由液面よシ下部に位置させ
て設けられ内部に作動液体と不活性ガスとが収容されて
なるヒート／々イｌと、このヒートパイプ内の不活性ガ
ス圧力を炉心反応に対応させて制御する制御装置とを具
備してなることを特徴とする高速増殖炉用原子炉容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155129A JPS5855893A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 高速増殖炉用原子炉容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155129A JPS5855893A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 高速増殖炉用原子炉容器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5855893A true JPS5855893A (ja) | 1983-04-02 |
Family
ID=15599184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56155129A Pending JPS5855893A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 高速増殖炉用原子炉容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5855893A (ja) |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP56155129A patent/JPS5855893A/ja active Pending
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