JPS5972093A - 高速増殖炉 - Google Patents

高速増殖炉

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Publication number
JPS5972093A
JPS5972093A JP57182505A JP18250582A JPS5972093A JP S5972093 A JPS5972093 A JP S5972093A JP 57182505 A JP57182505 A JP 57182505A JP 18250582 A JP18250582 A JP 18250582A JP S5972093 A JPS5972093 A JP S5972093A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reactor vessel
coolant
reactor
partition wall
liquid level
Prior art date
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Pending
Application number
JP57182505A
Other languages
English (en)
Inventor
曽佐 豊
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP57182505A priority Critical patent/JPS5972093A/ja
Publication of JPS5972093A publication Critical patent/JPS5972093A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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

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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Semiconductor Lasers (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〕 本発明は高速増殖炉に関する。
〔発明の技術的背景〕
一般に高速増殖炉は液体す) IJウム等の液体金属を
冷却材として使用する。ところで、このよう々液体金属
よりなる冷却材は熱伝達能力がきわめて太きいため、こ
の冷却材に接している原子炉容器の壁の温度はこの冷却
材の温度変化に対してきわめて早く追従する。しかし、
原子炉容器のうち冷却材の液面より上方の部分では冷却
材の温度変化には追従しない。このため、原子炉の運転
開始、停止の場合のように冷却材の温度が変化すると原
子炉容器のうち冷却材の液面下の部分と液面上の部分と
の間に大きな温度差が生じる。よって、この冷却材の液
面近傍の原子炉容器壁には大きな温度勾配が生じ、過大
な熱応力が発生し、原子炉容器の健全性を損なう不具合
があった。このような不具合を防止の冷却材が原子炉容
器に直接接触し々いようにすることがなされている。し
かし このようなものは炉心から流出した高温の冷却材
が仕切壁を介して低温の冷却材と熱交換するため、原子
炉の熱効率が低下する不具合が生じる。また、原子炉容
器の内面に沿って遮熱壁を設け、冷却材から原子炉容器
壁への熱伝達を減少させることもなされている。しかし
、このよう力ものは遮熱壁そのものに大きな熱応力が発
生して、これが破損する可能性があった。特にとの遮熱
壁を中空に形成j、て内部に気体を封入し、遮熱効果の
増大を図る場合、この遮熱壁が破損すると封入されてい
る気体が漏出して冷却材とともに炉心に流入し、炉心の
健全性に影響を与える不具合があった。また、原子炉容
器の内面から離間して内側仕切壁を設け、この内側仕切
壁の下端部と原子炉容器内面との間を閉塞するとともに
、上端部を冷却材液面よシ上方に突出させ、また、この
内側仕切壁と原子炉容器内面との間に外側仕切壁を設け
、この外側仕切壁の上端部と原子炉容器内面との間を閉
塞するとともに、下端部と原子炉容器内面との間を上記
内側仕切壁と原子炉容器内面との間に開放し、この外側
仕切壁と原子炉容器内面との間に加圧ガス供給機構から
加圧ガスを供給して、こわらの間の冷却材の液面を下方
寸で押し下げ、この外(1111仕切壁と原子炉容器と
の間をガス層として卯、子炉容器への熱の伝達を少なく
1て、原子炉容器の熱応力を軽減させる構成である。
〔技術背景の問題点〕
以上の構成によると加圧ガス供給機構に高い信頼性が要
求されかつ大規模となってしまいプラントの簡略化を図
る」二で好斗し、2いことでけ々い。
〔発明の目的〕
本発明の目的とするところは、簡単な構成で冷却材から
原子炉容器への熱流速を減少させ冷却材の温度が変化し
た場合に原子炉容器に発生する熱応力を軽減させ健全性
および安全性を向上させることができる高速増殖炉を提
供することにある。
〔発明の概要〕
本発明による高速増殖炉は内部に冷却材を収容し上部に
開口を有する原子炉容器と、上記開口を閉塞するように
設けられた遮蔽プラグと、上記原子炉容器内に収容され
た炉心と、前記原子炉容器内周に所定の間隔を有して設
けられその上端を前記冷却材液面上方の原子炉容器内周
壁に接続し下端を冷却材中に開放とした仕切壁と、この
仕切壁と原子炉容器との間に形成されカバーガスを封入
した遮蔽室とを具備した構成である。
すなわち原子炉容器内周に仕切壁を設はカバーガスを封
入した遮蔽室を形成することによシ原子炉容器への熱流
速の伝達を低減させ、またカバーガスの熱膨張によシ仕
切壁と原子炉容器との間の冷却材液面を自動的に制御し
て原子炉起動時の最大熱応力発生位置と停止時の最大熱
応力発生位置とが重ならないようにする構成である。
したがって仕切壁を設は遮蔽室を形成すると5− いうきわめて簡単な方法により原子炉容器への熱流速を
減少し、原子炉容器の熱応力を軽減させることができ′
=1:た起動時の最・火熱応力発生位置と停止時の最大
熱応力発生位置が重ならないようにすることができるの
で各位置の応力強さの振幅を大巾に低減させることが可
能となり原子炉容器の健全性を確実に確保できプラント
としての安全性を大いに向上させることができる、〔発
明の実施例〕 第1図ないし第4図を参照して本発明の一実施例を説明
する。図中符号1は原子炉容器を示す。この原子炉容器
1内には冷却材2が収容されており、また冷却材流入管
3および冷却材流出管4が接続されている。上記原子炉
容器1の上部には開口IAが形成されており、この開口
IAを閉塞するように遮蔽プラグ互が設けられている。
この遮蔽プラグ互は固定プラグ5A。
大回転プラグ5Bおよび小回転プラグ5Cとから構成さ
れている。前記原子炉容器1内には複数の燃料集合体(
図示せず)酪よび制御棒(図6− 示せず)等から構成された炉心6が炉心支持機構7に支
持収容されて設けられている。すなわち前記冷却材流入
管3を介して原子炉容器1内下部に流入した冷却材2は
炉心6を下方から上方に向って通流しその際昇温する。
そして高温となった冷却材2は原子炉容器1内上部に流
出し前記冷却材流出管4を介して原子炉容器1外に設け
られた図示せぬ中間熱交換器に流入する。
そこで二次冷却材と熱交換して冷却される。そして低温
となった冷却材2は冷却材流入管3を介して再度炉心6
下方に送られる構成である。
また炉心6上方には炉心上部機構8および燃料交換機9
が前記小回転ゾラグ5cを貫通して設けられている。そ
して原子炉容器1内の冷却材2の液面上方にはカバーガ
ス空間10が形成されておりアルゴンガス等のカバーガ
ス10kが封入されている。なお図中11は安全容器を
示すO 前記原子炉容器1内周には第2図に示すように仕切壁1
2が所定の間隔を有して設けられている。この仕切壁1
2の上端は冷却材2液面上方に突出(2て原子炉容器1
内周面に気密に接続されている。また仕切壁12の下端
は冷却材2中にて開放となっている。そして仕切壁12
と原子炉容器1との間には遮蔽室13が形成されている
。この遮蔽室13内には冷却材2’1g、面上方の原子
炉容器1内に注入された前記カバーガス10Aの一部が
封入されており、遮蔽室13内外の冷却材2の液位差と
バランスをとっている・すなわち原子炉容器1内周側に
カバーガス10Aを封入した遮蔽室13を設けることに
より熱伝導によシ原子炉容器1に伝達される熱流束を低
減させ、例えば原子炉の起動時あるいは停止時に冷却材
2の温度が急激に変化しても原子炉容器1に生ずる温度
変化を小さくし原子炉容器1の液面近傍に生ずる熱応力
を低減させる構成である。
以上の構成によるとまず原子炉容器1内に冷却材2を注
入する。そして冷却材2の液面が仕切壁12の下端(図
中Aで示す)に達する寸でけカバーガス空間1oと遮蔽
室13内のカバーガス10にの圧力は等しく保たれる。
そして冷却材2を注入して冷却材2の液面が仕切壁12
の下端Aより上方迄上昇すると遮蔽室13内のカバーガ
スIOAは遮蔽室13内に封入された状態となる。そし
てさらに冷却材2を注入して冷却材2液位を運転液位に
迄上昇させる。そのとき遮蔽室13内のカバーガス10
Aの圧力P tとカバーガス空間10内のカバーガスI
OAの圧力P。との圧力差により次式に示すような液位
差hBが生ずる。
p、−po=γ、 −hB ただしγ1は冷却材の比重量 このように仕切壁12と原子炉容器1との間にカバーガ
ス10kを封入した状態で遮蔽室13を形成することに
よシ炉心6から流出する高温の冷却材2は直接原子炉容
器1の内面に接触することはない。そして熱伝導によっ
て原子炉容器1に伝達される熱流速を大巾に低減させる
ことができる。そして原子炉の起動時あるいは停9− 正時に冷却材2の温度が急激に変化した場合にも原子炉
容器1に生ずる温度変化を小さくすることができそれに
よって原子炉容器Jの液面近傍における過大な熱応力の
発生を未然に防止することができる。
次に原子炉の起動に伴い冷却材2の温度が上昇した場合
について説明する。すなわち原子炉の起動に伴い冷却材
2の温度が上昇すると遮蔽室13内のカバーガスIOA
も加熱され膨張し遮蔽室13内の冷却材液位を図中C地
点まで押し下げる。一般に原子炉の起動、停止時に冷却
材液面近傍に生ずる不拘−々温度分布により発生する局
部的な熱応力は軸方向に約2.5V面(ただしR;原子
炉容器の半径、t;板厚)以上離れると十分に減衰する
。したがって原子炉運転時の液面位置と停止時の液面位
置との差(hc−hm)も2.5〆i以上となるように
仕切壁12を設けることによって0点においては起動時
のみ、B点においては停止時のみの熱応力を考慮すれば
よ〈従来のように冷却材液面が一定な場10− 合に比べて応力強さの振幅を約半分に低減することがで
きる。
例えば軸方向の距離は、原子炉容器1の半径が6朔、板
厚が50wnとすると約1.4m程度あればよく、停止
時の液位差hBを1mとしても、運転時の液位差hcは
約2.4mとカリ、仕切壁12に作用する差圧は0.2
 k、7,2程度と十分に小さく、したがって仕切壁1
2を薄肉構造とすることが可能と々す、仕切壁12の熱
応力は原子炉容器1と比較して十分に小さくなる。さら
に、仕切壁12の構造は、遮熱室13の容積を大きくと
る方が全体の高さを低減できるため、第2図に示す如く
仕切壁12の上端を管状にして断面積の拡大をはかって
おシ、円筒状の仕切壁に比較して熱変形を吸収できる構
造となっておシ、仕切壁12に生じる熱応力はさらに低
減される。
次に、第3図および第4図に遮熱室13を設けたことに
よる効果についておこ々った試験の結果を示す。すなわ
ち、第3図の曲線りは冷却材2の温度が変化した場合の
原子炉容器1の液面近傍の温度分布を示し曲線Efd遮
熱室13を設け々かった場合の温度分布を示す。すなわ
ち遮熱室13を設は彦いものは冷却材の液面を境にして
急激々温度変化が生じているがこれに対して本実施例に
おいては温度勾配がゆるやかでありその結果熱応力が軽
減されている。また第4図には横軸に熱伝達係数を、縦
軸に原子炉容器1に生ずる熱応力をとり熱伝達係数と原
子炉容器1に生じる最大の熱応力との関係を示す。
遮蔽室13を設けない場合には、高温の冷却材2が直接
原子炉容器1の内面に接し、この場合の熱伝達係数は6
00’ kcaVm2・hr・℃に達するので、原子炉
容器1に生じる熱応力は60k<i’/mm2に達し、
原子炉容器1の健全性に悪影響を与える恐れがある。こ
れに対して遮熱室13を形成した場合、前記一実施例の
場合には熱伝達係数が約30ka1t/m−hr・℃で
あるので、この場合の熱応力は約35kl□m2となシ
、原子炉容器1に一般に使用されているステンレス鋼材
料の降伏点以下とすることができ、原子炉容器1の健全
性を確実に保持することができプラントとしての安全性
および信頼性を太いに向上させることができる。
〔発明の効果〕
本発明による高速増殖炉は内部に冷却材を収容し上部に
開口を有する原子炉容器と、上記開口を閉塞するように
設けられた遮蔽プラグと、上記原子炉容器内に収容され
た炉心と、前記原子炉容器内周に所定の間隔を有して設
けられその上端を前記冷却材液面上方の原子炉容器内周
壁に接続し下端を冷却材中に開放とした仕切壁と、この
仕切壁と原子炉容器との間に形成されカバーガスを封入
した遮蔽室とを具備した構成である。
すなわち原子炉容器内周に仕切壁を設はカバーガスを封
入した遮蔽室を形成することによ多原子炉容器への熱流
速の伝達を低減させ、またカバーガスの熱膨張によシ仕
切壁と原子炉容器との間の冷却材液面を自動的に制御し
て原子炉起動時の最大熱応力発生位置と停止時の最大熱
−1,3一 応力発生位置とが重ならないようにする構成である。
したがって仕切壁を設は遮蔽室を形成するというきわめ
て簡単な方法により原子炉容器への熱流束を減少1、原
子炉容器の熱応力を軽減させることができまた起動時の
最大熱応力発生位置と停止時の最大熱応力発生位置が重
なら々いようにすることができるので各位置の応力強さ
の振幅を大巾に低減させることが可能とな多原子炉容器
の健全性を確実に確保できプラントとしての安全性を大
いに向上させることができる等その効果は犬である。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はいずれも本発明の一実施例を示す
図で第1凶はルーグ形高速増殖炉の縦断面図、第2図は
第1図の原子炉容器側壁部を一部拡大して示す縦断面図
、第3図は冷却材の液面近傍の原子炉容器の温度分布を
示す線図、第4図は熱伝達係数暑熱応力との関係を示す
線図である。 =14− 1・・・原子炉容器、IA・・・原子炉容器の上部開口
、2・・・冷却材、乏・・・遮蔽プラグ、6・・・炉心
、12・・・仕切壁、13・・・遮蔽室。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦15−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  内部に冷却材を収容し上部に開口を有する原
    子炉容器と、上記開口を閉塞するように設けられた遮蔽
    プラグと、上記原子炉容器内に収容された炉心と、前記
    原子炉容器内周に所定の間隔を有して設けられその上端
    を前記冷却材液面上方の原子炉容器内周壁に接続し下端
    を冷却材中に開放とした仕切壁と、この仕切壁と原子炉
    容器との間に形成されカバーガスを封入した遮蔽室とを
    具備したことを特徴とする高速増殖炉0
  2. (2)上記遮蔽室はその内容積を大きくするべく上部を
    パイプ状に形成されている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。
JP57182505A 1982-10-18 1982-10-18 高速増殖炉 Pending JPS5972093A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57182505A JPS5972093A (ja) 1982-10-18 1982-10-18 高速増殖炉

Applications Claiming Priority (1)

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JP57182505A JPS5972093A (ja) 1982-10-18 1982-10-18 高速増殖炉

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JPS5972093A true JPS5972093A (ja) 1984-04-23

Family

ID=16119466

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57182505A Pending JPS5972093A (ja) 1982-10-18 1982-10-18 高速増殖炉

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JP (1) JPS5972093A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6187394U (ja) * 1984-11-15 1986-06-07

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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