JPS5855894A - 高速増殖炉用原子炉容器 - 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】 本発明は、高速増殖炉用原子炉容器に係り。

特に容器壁（二加わる熱応力を軽減させることができる
ようにした原子炉容器に関する。

高速増殖炉＋二ｊ−，；いては５冷却杓として、一般に
液体す）　＋７ウムで代表される液体金属が用いられて
いる。セして、このような液体金属冷却材は原子炉容器
内を第１図１：示すように通流−Ｃる。すなわち１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
容器りの容器壁３１：設けられた入口ノズル４より流入
した冷却１２ｐ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を形成しながら容
器壁３の上部に設けられた出し」ノズル６を通な高速増
殖炉にあって冷却材温度は１通常運転時には、炉心入口
で３００Ｃ〜４００Ｃ，炉心出口で４５０Ｃ〜５５０Ｃ
であり、また、原子炉運転停止伏態においては、入口、
出口集約２００゛七に保たれる。そして、Ｉ♀子子連運
転開始時は、冷却材の出口ノズル６近辺のｆＭ度が、第
２図に示すように、停止温度Ｔｓより通常運転温度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を可能な限り大
きくすることが効率ならび【二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１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（二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τ：昇温率を大きくすると
、第３図（ａ）　Ｉ：対応させて′＠３図（ｂ）に示−
ｒように、容器壁３の各部温度は図中８ａで示すように
なり。

液面近傍に大金な温度勾配が発生し、この結果。

って、運転開始時５二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としては逆であるが、応
力が発生することには変りない。

本発明は、この上う７’ｒ事情に鑑みてなされたもので
、七の目的とするところは、原子炉運転開始時および運
転停止時に炉′ｇ器壁の冷却材の液面近傍に発生する熱
応力を簡単な構成で軽減させることができ、も−って安
全シ［の向上化と。

１９子炉プラントの効率ならびに稼動率の向り化とに寄
与できる高速増殖炉用原子炉容器をＣ１１供することに
ある。

すなわち、本発明は、原子炉容器本体内■二形成される
冷却材の自由な液面を内側液面と外側液面の二眼液面に
仕切る筒体を配置し、ざら（二。

それぞれが上記液面とほぼ直交する向きで、一端を上記
液面より１部の容器壁に熱的ｆ二接続し。

他端を１紀液面より下部の上記容器壁または。

外側液面近傍の冷却材に熱的に接続したヒートパイプを
周方向に複数配−し、これによって。

容器壁、特１：冷却ｔ４の液１１１］近傍の温度勾配を
緩和させて上記目的を達成したものである。

以Ｆ本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第４図（＾）は本発明に係る炉容器１ａの中心線から右
半分を切断して示す側面図であり、第１図と同一部分は
同−符吟で示しである。し、たがって、屯複する部分の
説明は省略する。なお。

図では冷却材入口ノズルと冷却初出ロノズルが省略され
ている。

この実施例では、炉容器口内【二、冷却材の液［ｌ１１
５を内側液面と外側液面とに仕切る炉容器１ａと中心線
を共有する円筒９を設置し、さらに、炉容器の側壁外面
で、かつ炉容器内の液面５の近傍にそれぞれが上記液１
１［］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関係に麹数本のパ
イプ伏のヒートパイグツ０を周方向に等間隔に配置固定
したものとなっている。なお、ヒートパイプ１０として
は方向性を有しない毛細物圧力を利用したものが用いら
れている。

このような構成であると、？！？Ｉ却材の部材ｒ＋　５
の近傍に設けられた円筒９１：より、ｐ＆而面傍の冷却
材は円筒９の内側と外側とに仕切られているので、原子
炉運転開始時ｃ炉心で急速に加熱された冷却材は畠温の
まま面接容器壁３（二触れるようなことはなく１円筒９
の内側に滞留することになる。このため１円筒９の内側
の冷却材温度と円筒９の外側で容器壁３との間の冷却材
温度との間に温度差が生じ１円筒外側の冷却材のｍ度上
昇の速度は円筒内側の温度上昇速用より遅れることにな
り、″この遅れによって、容器壁３の液面５より上方部
分への熱伝達量そのものが抑えられることになり、七の
結果、　、ＩＱ−ｆ−炉斗転開始時における容器壁３の
液面５近傍の温度分布の勾配は緩やかなものとなる。

それ：二加えて、ヒートパイプ１０の良好な伝熱作用に
より液面５より下部の前記用ｆＦ！Ｊ９の外側の乙ｉ部
材が接している容器壁の熱が液面５より上部の低温の容
器壁に伝えられることになる。

したがって、容器壁３の液面５より上方に位置する部分
は、上記ヒートパイ・プ１０の存在によって、容器壁３
の側面からも、−）まり十分広い熱供給路で熱供給を受
けることＣ二なるので、たとえ容器壁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、がＩ記円筒９
のみの効果に加えて、さらに緩やがなものとなる。

以上のようｌ二１円筒９およびヒートパイプ１０を設け
ることによって容器壁３の温度分布は第４図（ａ）に対
応させて示す第４図ω）に実線８ｂで示すようになり、
冷却材の液面５近傍の温度勾配を従来の場合の温度分布
８ａの温度勾配（二比較させて緩和させることができる
。なお。

原子炉運転停止時においても、上記円筒９とヒートパイ
プ１０とにより、容器壁の逆の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や、運転停性の向上化
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。セして。

コ０）８合ｒ：＋−ｓ、円筒９と、ヒートバイア”１ｏ
ｑ）付加という簡単な構成で、かつ、動力や制御の全く
必要としない手段で、液面５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価格化したり、制御が
複雑化したりするおそれがない。

なお１本発明はト述した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、上述した実施例では炉容器内部に円筒を
設置したが、必ずしも円筒に限られたものではなく、冷
却材の液面を熱的に仕切るものであれは、形状、厚さ、
長さ等の構造は任意であり、使用する材料も限定するも
のではない。また上記実施例ではパイプ伏のヒートパイ
プを容器側壁外面に設けており、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
面に限られるものではなく、側壁内面（二装置固定して
もよく、また。

と−トバイグの下端は筒体外側の冷却材の中に浸漬させ
てもよい。またヒートパイプの棲類も限定されるもので
はない。さらに、実施例では方向性を有さない毛細管圧
力を利用したヒートパイプを用いているが、運転開始時
のみ温度勾配を緩和させる場合には、をカヤヒートパイ
プを用いてもよい。またヒートパイプの形状、大きさ、
使用する個数も限定されるものではない。

以上述べたようＣ二本発明！＝よれば、珍雑な構造や制
御システム、余分な動力を用いることなく、運転開始時
や運転停止時１：炉容器壁に加わる熱応力な軽城させる
ことができ、もって、安全性の向上化ならび１：稼動率
の向１化（二寄与できる高速増殖炉用原子炉容器を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

＄１図は尚速増殖炉用原子炉答器を模式的（二示す図、
！４２図は１皇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因の拡大図、同図（ｂ）は運転開始時における第３
図（ａ）　Ｃ対応する容器壁の温度分布を示す図、第４
図りは本発明の一実施例■二係る原子炉容器を一部切欠
して示す側面図。 同１１（ｂ）は同実施例にお（ブる容器壁の温度分布を
説明するための図である。 θ・・・炉容器、２・・・炉心、３・・・容器壁、４・
・・出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 ｐ 第２図 時間 第３図 第 （ａ） （ｂ） 潰度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体金属冷却材の循環路に介在して設けられた内部をｔ
   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内に設けられ上記自由液
   面を内側液面と外側液面との二叡液面に仕切る筒体と、
   それぞれが上記自由液面とほぼ直交する向きで、−蕗）
   がＪ：記原子炉容器本体の側壁の上記自由液面よりｔ方
   に位置する壁面に熱的に接続され、他端がｔ記自由液面
   より上部に位置する上記容器の側壁面もしくは、上記外
   側液面近傍の上記液体金属冷却材ζ二熱的に接続され１
   周方向に複数配阪されたヒートパイグとを員備してなる
   ことを特徴とする高速増殖炉用原子炉容器。