JPS59176692A - 高速増殖炉 - Google Patents

高速増殖炉

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Publication number
JPS59176692A
JPS59176692A JP58050421A JP5042183A JPS59176692A JP S59176692 A JPS59176692 A JP S59176692A JP 58050421 A JP58050421 A JP 58050421A JP 5042183 A JP5042183 A JP 5042183A JP S59176692 A JPS59176692 A JP S59176692A
Authority
JP
Japan
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coolant
reactor
core
fast breeder
plenum
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Pending
Application number
JP58050421A
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English (en)
Inventor
清 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS59176692A publication Critical patent/JPS59176692A/ja
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    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 不発明は特(二冷却材の温度分布または温度変化(二基
因する熱衝撃や熱菱形から構成物全保護するようにした
液体金属を冷却材とする。・超速瑠ン面炉用炉心上部磯
mtニ関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
液体金属を冷却材とする尚速増贋炉は、弗1図(二示す
よう(二炉容器1内の中央部(二炉心燃料果合体2、ブ
ランケット燃料集合体3、制fII4I棒4およびこれ
ら燃料集合体要素を保持するための炉心構造物5を据付
け、その炉心燃料果合体2の上部(=は、炉容器内を’
51.n i−るための遮蔽プラグ6を通して挿入した
炉心上部機構7を配置する。そして炉容器1内は上部ま
で冷却材8に充填してその上面に冷却材液面と遮蔽プラ
グ6との間をカバーガス9で覆うととも(−1液面の波
打ちを防止するディップドブレート10を設けられてい
る。
冷却材8としては、地熱出力が高く、熱伝達特性が良好
な液体金属、一般(二液体ナトリウムが使用されておシ
、循環ポンプによ)入口ノズル11を通して炉容器1内
に挿入された冷却材8は、入口プレナム12に流入し、
炉心構造物5(二よって核熱設計(二基づいた冷却材流
量に流量配分されて各燃料集合体要素2の発熱を冷却す
る。炉心燃料果合体2を流出した冷却材は、炉心上N5
愼構7の下部を経て出口プレナム13(二連して出口ノ
ズル14より炉容器外(二流出する。炉容器外に流出し
た高温の冷却材は、熱交侠器で冷却されて循環ポンプで
再び入口ノズル11より入口プレナム12内(二流入す
る。
高速炉を循環する冷却材は、比較的流量が多く、炉心入
口での温度は300’C程度そあり、炉心出口の温度は
、500℃以上の高温である。炉容器1の出口プレナム
13は、容量が多くまた燃料集合体2の出口から冷却材
液面までの間には、がな9太きな出力側高温ナトリウム
のプールが形成される。
一方冷却材液面は、180’C程度のカバーガス9によ
って債われている。
炉心の各集合体よ逆流出した冷却材は、第2図に示すよ
うに炉心上部機g7の整流格子15を通シ、計装フィン
ガ1bおよび制御椰上部安内営17の近傍を流れ、熱a
載板18の附近で流れる方向を変えて田ログレナムia
+二放射状に流出する。炉心上部機構7の継胴19の外
側(二は、若干の間隔をおいて継胴熱遮蔽板かを設けて
いる。炉心上部機構7の継胴19は、上部カバーガス9
の雰囲気中(二おかれ、下部はナトリウム冷却材8中(
二浸漬されている。
このように構成された高速炉において、起動運転などの
出力上昇に従かい冷却材温度も上昇するが、ナトリウム
冷却材が構造物(二対して熱伝達特性が良好なこともあ
って、炉心上部機構の継胴19および炉容器lのナトリ
ウム液面とナトリウム算囲気下の間に温度分布を生じて
熱応力が発生する。
第3図は高速炉の起動、停止時のナトリウム冷却材の温
度変化による炉心上部機構7の継胴19のナトリウム液
面近傍(−おいて最大となる。一般(−高速炉は、長期
間(9)年近い耐用年数が要求される。
このため出力上昇時あるいはスクラム時の温度変化(二
よる熱応力の発生、繰返しく=よる熱疲労などが一構造
強度上の問題となる。そしてこの熱応力の発生を極力き
けるため、出力上昇時の温度上昇を長時間かけて上昇さ
せることが考えられるが、高速炉の運転の効率を考えた
場合好−ましくない。またスクラム時の熱応力の発生は
さけることができない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、出力変化時においても、冷却材の温度
分布または温度変化(二基因する熱衝撃や熱変形から炉
心上部機構の継胴全保護するようにした高速増殖炉を提
供する(二ある。
〔発明の概要〕
本発明による高速増殖炉は、炉容器、炉心上部機構など
の炉構成物の継胴の拘わり(二若干の隙間をおいて継胴
熱遮蔽板を設け、この間隙通路(二炉の出力変化時にお
いても温度変化の少ない人口プレナム冷却材を導くこと
によシ、出口プレナム冷却材の温度変化の影響を直接受
けることを避けることができ、捷だ液面からカバーガス
プレナム領域(−かけての継胴周囲C−ナトリウムの側
壁ができるため、継胴の軸方向の単位長さあたシの熱W
Mkが増加するため、温度勾配がゆるやかにな名など熱
応力の発生を緩和することができ、よって安全性を高め
たことを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明を第4図ないし第8図(二示1″実施例につ
いて説明する。但し第4図ないし第8図(二おいて、第
1図および$2図と同一符号は同一部分を示すものであ
るからその説明を省略する。まず第4図(二示す第1の
実施例において、本発明(二おいては、マトリックス状
(二配列した燃料集合体2の一部(二下部冷却材茶内管
21を図示のよう(−配置するととも(二、炉心上部機
構7(二上部冷却材案内管nを下部冷却材案内管21と
対向した位置(二設ける。そしてこの上部および下部冷
却材案内管21およびnの対向端をフローガイド管nで
遅進1−る。
このフローガイド管nは、詳細を第5図(二示すように
炉外操作(二よる炉外移励磯構冴が取9つけられてお9
、冒速炉の運転中はフローガイド管23を下げて下部冷
却材案内管21と上部冷却材案内W22とを連結する。
また遮蔽プラグ6の回転(二ともなう炉心上部機構7の
#励時においては、移!l!]−二支障のないようにフ
ローガイド管おを炉外移動機傅腐(二より引き上げる。
一方上部冷却材案内肯22の上端は、第4図(−示すよ
うに炉心、上部機構7の継胴19から継胴熱しや蔽板加
との間の隙間通路20al二継胴流出孔5で開口してい
る。捷た継胴19の外周に設けられた継胴熱遮蔽板加の
下端は、継胴底板19aとの間がシール構造(二なって
おり、その上端は冷却材の通路(−なる隙間通路2f)
aを介して炉心上部機構7の外周を上方向って延長され
る。そしてその継胴熱遮蔽板かの上端は、第4図のよう
に冷却材8の液面りよす上部(二位置するように延びて
いる。この継胴熱遮蔽板加の上端は、70−カバー26
で冷却材通路の隙間を介して榎われており、そのフロー
カバー局は第4図に示すようにナトリウム液面下(二浸
入している。
以上のように構成された本発明の第4図(二示す第1実
施例における高速増殖炉の炉心上部機構7においては、
炉心冷却後の高温の冷却材は、第1図の出口プレナム1
3から炉容器外に流出し、熱交換器(二より除熱したの
ち入口プレナム12に流入する。この入口プレナム12
の冷却材を炉心構造物5の通孔5aから矢示y、のよう
に炉心燃料集合体2の下部に入り、こ\から下部冷却材
案内管21にJC人させる。この下部冷却材案内管21
に流入した冷却材は、矢示のように管内を上昇してフロ
ーガイド管んから上部冷却材系内管四に流入し、さら(
二管内を上昇して継胴流出孔5から継胴19と熱遮蔽板
加との間の通路20a口流出する。そして冷却材は、通
路20aを上昇してフローカバー26で方向転換されて
冷却材液面(−オーバーフローする。
オーバーフローした冷却材は、フローカバーが(二より
冷却材液面りの畝面下(二導かれるため、この間でのカ
バーガスの冷却材中への捲き込みのお−それはない。し
かして、入口プレナム12での冷却材は、一般に5にν
慕以上の圧力を持つ。このため冷却材が下部冷却材案内
管21から継胴熱遮蔽板肋の上部より流出するまでの冷
却材(−よる圧力損失を適切(−選ぶこと(二よシ、炉
容器冷却材液面よp高い位置にまで、継胴19と継胴熱
遮蔽板かの間で作る通路20aの冷却材を押し上げて流
出させることは可能である。
入口プレナム12の冷却材は、炉心での出力C二よる出
口プレナム13の冷却材の温度上昇か熱交換器で除熱さ
れるため、炉心の温度上昇変化の影響を受けにくい。こ
の入口プレナム12の冷却材を下部冷却材案内管21、
フローガイド管る、上部冷却材系内管22および継胴1
9と熱遮蔽板20との間の通路20aで作る経路で流す
こと(二よυ、出口プレナム13の冷却材C:急激な温
度変化が生じても、継胴19(−おいては継胴熱遮蔽板
20との間の通路20aを流れる入口プレナムの冷却材
口よp、この間の熱抵抗が増大するため、出口プレナム
13の冷却材の温度変化の影響を直接受けない。また継
胴19の外周(二おいて、ナトリウム冷却材が炉容器1
の液面りより制い位置にまであるため、この熱谷重によ
p温度勾配がゆるやか(二なる。したがって、炉心の出
力変化(二ともなう出口プレナム13の冷却材の温凝変
化(二よp@生する継胴19の数面近傍での熱応力の発
生が緩和される。
次(二本発明を第6図(二示す他の実施例について説明
する。第6図の実施例においては、副−11#上部案内
看17の下端にフローカイト管四を設けて制御棒4と接
続し、その制#弾上部条内官17の途中と継胴19と熱
遮散板間との間の通玲加aと全バイパス管nで連通した
ものである。したがってこの実施例の炉心上部機構7に
おいて、入口プレナム12の冷却材を炉心構造物5の通
孔5aから炉心2の下部(−導き、この冷却材が制@俸
4の内部を上昇してフローガイド管四から匍J御棒上部
系内官17を通p、バイパス管nを経由して継胴19と
熱遮蔽板間との間の通路20aに流入させ、第4図(二
示す第1実施例と同様の経路で制御棒冷却材を流すこと
になる。
しかして第2実施例(二おける制御棒冷却材は、炉心冷
却材(=比較して温度が低い、したがって炉心での出力
変化(−よる制御棒冷却材の温LK化の割付も小さい。
この制御棒冷却材金上記のように流れの経路で流すこと
(二よシ第4図で示す第1実施例の場合と同様の効果を
得る。
次(二本発明を第7図(二示す第3の実IM例(二つい
て説明する。この実施例では、炉心燃料集合体2の一部
(二下部冷却材茶内管21を装置し、その上端を上部冷
却材案内管路とフローガイドるで接続したものである。
さら(1上部冷却材案内管nの上端は、継胴19の底面
19aを貫通して継胴19内(二回目している。また継
胴19(二は液面下(−継胴流出孔路を設けている。継
胴19の外周(二装置される継胴熱遮蔽板かは、下端が
継胴19の底板19a l二m看しており、上端が炉容
器1の冷却材8の液iLよりSlい位置(=配置される
。この継胴熱遮蔽板加の上端をカバーするような形でフ
・ローカバーがを設けている。
この第3実施例口おける炉心上部機構7におい−て、入
ロプレナムエ2の冷却材は、下部冷却材案内管21.7
0−ガイド管お、上部冷却材案内管22を流れて炉心上
部機構7の継胴19内(二流出する。継胴19円の冷却
材は、矢示y2 +ニしたがって継胴流出孔あよp流出
して継胴19と熱遮蔽板加との間の通路20aにブール
される。その後継胴熱遮蔽板間の上端よpオーバーホロ
ー1、フローカバ−26ノ間を流れて炉容器冷却材8の
液面り下に流出する。
継胴19内の冷却材放血L′は、炉容器冷却材液面りよ
り縄い液位となる。このように入口プレナム冷却材は、
上記のMMで流れること(二より、第4図の第1実施例
と同様の効果を奏するものである。
なお制御棒冷却材が炉容器液面りより高い液面L′(二
なるよう制御棒4の流動設計を施行する必要がある。
次に本発明を弗8図(二示す弗4の実施クリ(二ついて
説明する。この実施例では、炉容器1(−適用した場合
で、炉容器1の出口プレナム13部分の内側ζ二、図示
のよう(−炉容器熱遮蔽版画を通路29a を介して設
け、その下端を炉心構造物支持板5′に密着させ、その
一部(二人口ブレナム12と通じる流入孔間が設けられ
ている。。炉内容器熱遮蔽版画の上端は、炉容器1の出
口プレナム13の内壁にそうて炉内液面L′よシ高い位
置まで延長されてフローカバー31で覆われている。ま
た炉各器熱遮蔽版画は、出口ノズル14と炉容器1との
接続部の熱応力の発生を緩和するため、出口ノズル14
の配管の一部(−も挿入カバーエイを設けている。
この実施例の炉容器1(二おいて、入口プレナム12の
冷却材は、4s孔30を通って炉容器1と熱遮蔽版画と
の間のS路29a(二流入し、この通路29a全上昇し
て熱遮蔽版画の上端よシオーノ(−フローして出口プレ
ナム13の冷却材中シー放出される。この経路を入ロプ
レナム玖の冷却材が流れることζ:より、出口プレナム
冷却材の急激な温度変化゛が生じた場合でも、炉容器l
の液面近傍および炉容器1と出口ノズル14との接合部
での熱応力の兄生が、第1ないし第3の実施例と同様な
理由で有効4二緩和される。
〔発明の効果〕
以上のように本発明(二おいては、炉容器内C二配置さ
れて炉心上部機構、炉容器などの構成体に熱遮蔽体を間
隙通路を介して設け、その間隙通路(二人ロプレナム冷
却材の一部を流通せしめる構成(二より、炉心の出力変
化(二ともなう出口プレナム冷却材の温度変動の影t#
全構成体が直接うけることなく、構成体の冷却材液面近
傍での熱応力の発生が緩和されて材料強度上の問題点が
緩和さね、安全(二運転できる高速宿借fを得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
弗1図は高速項y1炉を示す概略構成図、弗2図はその
高速増殖炉の炉心上m機構の主要部を拡大して示す断面
図、第3図は高速増殖炉の炉出力が変化した場合の炉心
上部機構継胴部における温度分布図、第4図は本発明(
二よる高速増殖炉の炉心上部機構の主要部の一実施例を
示す拡大餠m図、弗5図はその冷却材ガイド管部を示す
拡大断面図、第6図および第7図は本発明(二よる筒速
増殖炉の炉心上部機構のそれぞれ他の実施例を示す拡大
断面図、第8図はさら(二本発明による高速増殖炉の1
・・・炉容器     2・・・炉心燃料集合体3・・
・ブランケット燃料集会体 4・・・制御棒5・・・炉
心構造物   6・・・遮蔽プラグ7・・・炉心上部機
構  8・・・冷却材9・・・カバーガス   1o甲
デツプドブレート12・・・入ログレナム  13・・
・出ログレナム15・・・整流格子    16甲計装
フインガー17・・・制御棒上部案内管 18・・・熱
遮蔽板19・・・炉心上部機構継胴 肋・・・継胴熱遮
蔽板21・・・下部冷i4J羽条円管 n・・・上部冷
却材案内管お・・・フローカイト菅 冴・・・炉外移動
機構5・・・継胴流出孔   26・・・フローカバー
2fJa・・・継胴冷却材間隙通路 四・・・炉容器熱遮蔽板 29a・・・炉容器間隙通路
(8733)代理人 弁理士 猪 股 祥 晃(はが1
名ン第1図 第2図 第3図 7部  射L tll’l #l <* ffi   
  ”祁第4図 第5図 第6図 第7図 第8図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)炉容器内(二炉心得造物、炉心燃料集合体および
    炉心上S機構などの炉内構成物を配置し、その炉容器内
    の入口プレナムから炉内構成物を経て出ロプレナム冷却
    材′−IC循環させる液体金属全冷却材とする高速増殖
    炉(二おいて、前記炉容器内壁を含む炉内構成物を間隙
    通路を介して上端縁が炉谷器内冷却材の液面の上位まで
    延びる熱A蔽、叡で囲み、その間隙通路(二人ロプレナ
    ム冷却材の一部を導いて熱S蔽、仮の上端線から炉容器
    内冷却材内(ニオ−バフローさせる管路を設けたことを
    特徴とする高速増殖炉。
  2. (2)炉内構成物は炉心上部機構の継胴で、この外周を
    間隙通路を介して上端縁が炉容器内冷脚材の液面の上位
    まで延びる熱遮蔽板で囲んだことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項6己載の測速増燗炉。
  3. (3)炉内構成物は炉容器の出口プレナムを形成する内
    壁とし、この内壁を間′隙通路を介して上端縁が炉谷器
    内冷却材の液面の上位まで延びる熱遮蔽板で囲んだこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高速増殖炉。
  4. (4)  Mfi蔽板の上端縁にオーバフローする冷却
    材を炉答器内冷却材の液面以下まで導くフローカバーを
    設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第
    3Jj4記載の高速増殖炉。
  5. (5)炉容器内の入口プレナム冷却材を間隙通路内(二
    導く管路は、炉心燃料果合体間に設けられ一端が入口プ
    レナム冷却材(二連じる下部冷却材案内官と炉心上部機
    構の一部を辿りその一端が間隙通路と連通ずる上部冷却
    材案内管とをフローガイド管で接続して構成したことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高速増殖炉。
  6. (6)上部冷却材案内管を炉心上部機構内冷却材内(二
    開口させ、この開口から流出した入口プレナム冷却材の
    一部を間隙通路(:導く匠出孔を炉心上部機構継胴(二
    設けたことを特徴とする特許謂゛求の範囲第5JjX記
    載の高速増殖炉。 i7)  入口プレナム冷却材を間隙通路(二部く下部
    冷却系内管を熱遮蔽板の下端縁が固層される炉心構造物
    に設けた導通孔として形成したことを特徴とする時計請
    求の範囲第3項記載の高速増殖炉。
JP58050421A 1983-03-28 1983-03-28 高速増殖炉 Pending JPS59176692A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019515295A (ja) * 2016-05-04 2019-06-06 ハイドロミン ニュクレアル エネルジー ソシエテ ア レスポンサビリテ リミティー 冷却ダクトを装備した燃料要素を備える原子炉

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019515295A (ja) * 2016-05-04 2019-06-06 ハイドロミン ニュクレアル エネルジー ソシエテ ア レスポンサビリテ リミティー 冷却ダクトを装備した燃料要素を備える原子炉

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