JPS5952795B2 - 原子炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は原子炉に係り、特に液体金属冷却される原子炉
に係る。

成る既知の種類の液体金属冷却原子炉は、コンクリート
収納室内の１次容器によって収容された液体ナトリウム
のプールに浸漬された炉心を備えている。

この炉心はダイヤグリッドに支持され且つシュラウド即
ち炉心タンクによって包囲され、冷却材は炉心タンクの
外側からポンプによって上方にそして炉心を経て熱交換
器へと循環され、そしてそこから冷却材は炉心タンクの
外側であるプールの領域へと戻されて放出される。

炉心タンクの外側のプールの温度は約４００℃であり、
１方炉心タンクの内側のプールの温度は約６００℃であ
る。

プールの内側領域から外側領域への熱電達を減らしそし
て炉心タンクの壁がか・る大きな温度差による応力の影
響を受けるのを阻止するためには、タンクの内壁即ち高
温壁に熱絶縁を設ける事が必要である。

既知の種類の液体金属冷却原子炉においては、この熱絶
縁体は不動態のもの即ち熱伝達性が低い装甲型（クラッ
ド型）のものであり、薄いステンレススチール材料で形
成された気体充填されたぬい合わされた包封体の様な形
態をとっている。

然し乍らか・る熱絶縁は信頼性がなく且つ複雑な技術に
よる気密試験を必要とする。

液体金属原子炉の最近提案された構造においては、炉心
タンクの壁の受動的熱絶縁は密接にパックされ且つ相互
シールされたステンレススチールのブロッククラッド層
と、該層から離間されたステンレススチールの膜とを備
えている。

この膜には、膜の熱膨張を受は入れるために交差波状部
網が設けられているが、直交する波状部の結合部に誘起
される複雑な応力が不確実性を生じるという恐れがある
。

そこで本発明の目的は液体金属冷却される原子炉の炉心
タンクのための熱絶縁手段であって、液体金属冷却材が
熱絶縁におけるより能動的な部分として作用しそれによ
って製造の複雑さを減少し且つ熱絶縁の信頼性を改善す
る様な熱絶縁手段を開発する事である。

本発明によれば、液体金属のプールを収容した１次容器
と、該液体金属プールに浸漬され且つ炉心タンクによっ
て包封された炉心とを備えた液体金属冷却さＪする原子
炉において、液体金属が炉心タンクの外側のプール領域
から引き入れられる様にして炉心タンクの内壁面を包封
しそして液体金属をそこからラジアル方向内方向へ炉心
に向って流すための手段が設けられる。

本発明は炉心タンクの内壁面が比較的滑たい液体金属と
接触する事によって冷却されそして液体金属のその後の
ラジアル方向内方向への流れか゛炉心タンクの内壁面へ
の熱の外方向伝達をはね返すという事を提起する。

液体金属が炉心タンクの外側のプール領域から引き込ま
れる様にして炉心タンクの内壁面を包封しそして液体金
属をそこからラジアル方向内方向に流すための上記手段
は、炉心タンクの内壁面と膜とによって境界定めされる
区画室を形成する様に炉心タンクの内壁面から離間され
た連続膜であって、複数個の分布された穴を有する膜と
；炉心タンクの外側の液体金属のプールに浸漬された入
口ポートと上記区画室に液体金属を放出する様に配置さ
れた出口ポートとを持ったポンプ；とを具備している。

然し乍ら、好ましい構造においては、分布された穴を有
し且つラジアル方向に一連の区画室を形成する複数個の
離間された膜があり、該層を通して上記放出ポートから
の液体金属を逐次流すことができる。

上記膜は熱膨張を受は入れるために交差波状部網（コル
ゲーション交差組織）を有しており、上記穴は上記波状
部（コルゲーション）の交点に設けられたスリットであ
るが、好ましい構造においては、第１群の平行な波状部
に複雑な応力が誘起される可能性を避けるため間欠的に
連なっている。

本発明による液体金属冷却原子炉の構造例を以下に添付
図面を参照して説明する。

第３図に示す原子炉構造においては、１次容器１０３内
収容された液体ナトリウムのプール１０２に高速中性子
増殖炉の炉心１０１が浸漬されている。

１次容器１０３は該容器が懸垂するところのカバー１０
５を持ったコンクリートの収納室１０４内に収容されて
いる。

炉心はカバー１０５から支持されたダイヤグリッド１０
６により保持されそして炉心はシュラウド升目ち、炉心
タンク１０７内に収容される。

カバーは熱交換器１０８及びサーキュレータ１０９の如
き補助装置のための多数の貫通部を有しておりそして中
心回転シールド１１０を有している。

この回転シールド１１０は外部回転部材を備え、該部材
はこの内に偏心的に装着された内部回転部材を有し、該
シールド１１０には制御メカニズムのための貫通部と炉
心の燃料アセンブリに接近をなすための貫通部とがある
。

運転中、冷却材は炉心タンク１０７の外側のプールの領
域からダイヤグリッドを経て炉心１０１を通りそして炉
心タンク１０７を経て、熱交換器１０８を介して炉心タ
ンクの外側のプール領域へと戻る様に循環される。

１次容器１０３は外側容器即ち保護容器１１２を有しこ
れもカバー１０５から支持され、この外側容器１１２は
コンクリ−１−収納室の壁から離間されそして容器１１
２と収納室壁との間に熱絶縁体を介在させである。

プールの外側領域におけるすｌ−リウムの温度ははパ４
００℃でありそして炉心タンク内のすＩ・リウムの温度
は約６００℃であり、従って炉心タンクの内壁即ち高温
壁には熱絶縁１１１が設けられている。

さて第１図に付いて説明する。

これには１で示されたベース及び２で示す壁の１部をも
った炉心タンク１０７の１部が示されている。

１次容器１０３内の流体金属レベルは３で示されており
、炉心タンク１０７内のレベルは参照番号４で示されて
おり、レベル４は炉の冷却系の圧力降下のためにレベル
３よりも高く、炉心を通してポンプ送りされたすＩ・リ
ウムはポンプの入口に供給するプールの外側領域へ戻る
前に炉心タンクから熱交換器１０８へと流通する。

従って、出力発生システムの熱源である炉心を丁度通過
した、炉心タンク１０７のすトリウムは炉心タンクの外
側のナトリウムよりも高温である。

熱絶縁１１１は複数個の同様の膜の形態をとり、そして
これはステンレススチールであるのが好都合であり、こ
・に示す例においては各々５． ６． ７で示されてい
る。

第１の膜５はスペース即ち区画室８を作るための炉心タ
ンク１０７の壁から離間されており、第２の膜６はスペ
ース即ち区画室９を作るため膜５から離間されており、
この区画室９は区画室８よりも巾が小さく、そして内側
の膜７はスペース即ち区画室１０を作るため膜５と６と
の間の間隔と同じ様に膜６から離間されている。

炉心は筒状であり、炉心タンク１０７も筒状であり、そ
して上記膜は環状の区画室８，９．１０を作る様に同様
に形付けされている。

炉心、炉心タンク及び膜の他の形状も当然可能であるが
、筒状が最も好都合であるとわかっておりそしてほとん
ど一般的に利用されている。

膜５． ６． ７は炉心タンク１０７の壁に装着されそ
して固定スタッド１１にによって離間されており、図示
明瞭化のため１つの高さレベルのみにおける３個のスタ
ッドしか示されていないが、これらはスタッドが適宜に
多数の高さレベルにおいて設けられるという事が明らか
であろう。

膜５゜６．７の壁厚は炉心タンクの壁の厚みに比べて比
較的小さい（代表的な例においては２０ｍｍに対して１
ｍｍである）。

直角に交差し且つ垂直及び水平に配置されるのが好都合
である波状部網を設ける事によって膜に若干の可撓性を
与えるのが好ましい。

内側の膜７の垂直の波状部が１２で示されそして水平の
波状部が１３で示されている。

これらの波状部が交差するところの各点においては、区
画室間を相互連通するために各層を貫通する穴が設けら
れており、そしてこれらの穴は１方の波状部のスリット
から成るのが好都合である（第２図参照）。

第１図及び２図に１４で示されたスリットは水平の波状
部１３にある。

第２図の一点鎖線で示された変形態様においては、各々
の断続された波状部（第２図及び第３図の垂直の波状部
１２）は、フラップ１５がスリブＩ・１４の最も高い点
に亘ってフードの様に延びていてスリット］４を通るラ
ジアル方向の流体流を阻止しそしてラジアル方向よりも
より膜面に平行な（及び多数のこの様な方向の）流れ方
向成分で以って横方向に流れを発散する様に形成されて
いる。

区画室８，９．１０を通る冷却ナトリウムの移動を促進
するため、第１図に参照番号１６で略図的に示された好
ましくは電磁式のすトリウムポンプは、タンクの冷却す
トリウムに浸入した入口１７と、冷却すＩ・リウムを区
画室８に供給するため炉心タンク壁を越えた（図示され
た様に）或いは又貫通した出口１８とを備えている。

区画室８゜９．１０におけるすｌ・リウムのレベルは各
々１９．２０．２１で示されている。

膜間でのレベル差はスリブＩ・１４を通してす１ヘリウ
ムを流すのに必要とされる圧力差を表わしている。

ナＩ・リウムは第１図の幾つかのスリブＩ・１４の流れ
方向矢印で示された様に、そして上記した多数の流れ方
向成分を持って、各々のレベルでスリブ１〜］４を貫通
し、区画室９へそして区画室１０へと通流し、最後には
炉心タンクの高温すトリウムと一緒になりそしてこの様
になった時には膜からとこれら膜間の区画室内に含まれ
るす１〜リウムから熱をとられはパ同一の温度となる。

従って膜７を通して炉心タンク１０７の壁に達する熱は
極めて僅がで、大部分の熱は膜間を通流するすトリウム
の前述した様な強制流により炉心タンク１０７に含まれ
るすＩ・リウム内へと戻される。

炉心タンク１０７の壁が高い温度勾配を受ける事はこの
様にして避けられ、この様な温度勾配に基因する歪を受
けない様になし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す部分断面側面図、第２図
は同上詳細な斜視図、及び第３図は同上構造体の断面図
である。 ５、 ６． ７・・・膜、８，９．１０・・・区画室、
１２．１３・・・波状部、１４・・・スリット、１５・
・・フラップ、１０１・・・炉心、１０２・・・プール
、１０３・・・１次容器、１０６・・・ダイヤグリッド
、１０７・・・炉心タンク、１０８・・・熱交換器、１
１１・・・熱絶縁体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体蛍属で冷却される原子炉において、液体金属の
   プールを含んだ１次容器、 上記液体金属プールに浸漬される炉心、 上記液体金属プールに沈められ且つ上記炉心を包囲する
   炉心タンク、 上記炉心タンクの内壁面と膜とによって境界定めされる
   第１の区画室を形成する様に上記炉心タンクの内壁面か
   ら離間された連続膜であって、この複数個の連続膜がラ
   ジアル方向内方に延びる一連の第２の区画室列を形成し
   、上記膜はコルゲーション交差組織となし、第１群の平
   行なコルゲーションは各々は連続しており然して上記第
   １群に直交する第２群のコルゲーションの各々は間欠的
   に形成され、該間欠区分の両端は上記第１群のコルゲー
   ションになだらかに継がる様な形状にされ、上記第１群
   のコルゲーションはその交差点にスリットを設けて穴あ
   けされており、 上記炉心タンクの外側で上記液体金属プールにに浸漬さ
   れる入口ポートと、液体金属を上記第１の区画室に放出
   する様に配置された出口ポーとを有したポンプであって
   、上記穴により液体金属が室を通って上記出口ポー１へ
   から次々と流し得る様にしたポンプ、とを具備する事を
   特徴とする液体金属冷却原子炉。