JPS5987388A - 高速中性子原子炉 - 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】 この発明は、炉心構造体と独立した貯蔵構造体をもつ高
速中性子原子炉に関する。

これは例えばナトリウムのような液体金属により冷却さ
れる尚速中性子原子炉に特に適用される。

このような原子炉は、原子炉炉心を浸漬させた液体冷却
金属を含む垂直＠線を有する主容器をもつ。この炉心は
１＃の細長い箱によシ構成され、それぞれは核分裂およ
び又は親、燃料物質を含む１束のさやに入れたニードル
又はロンドを含む１、前記箱の上端に把握頭部があり、
これによりこれらの箱を持上けかつ移送させる。その下
端には水平な支持構造体内に箱ヲ配直することができる
底又は足部があり、前記水平な支持構造体は容器の底部
に固定された床部材上に載置される。

原子炉の使用命数の間に、使用肉組立体を暇丁規の組立
体と周期的に夕換することが心安である。

この取扱い作業は一般に腕又はひっかけかぎを用いて実
施され、これにより組立体を塔載および取卸し′６器内
に移送し、かつ組立体の原子炉容器からの除去を可能に
させる。

既知の解決手段として、新規の組立体によるそれらの交
換のために放射性の組立体の炉心からの引出しは、次に
容器内に貯蔵されかつ当該組立体が部分的に冷却される
区域内で炉心から出し、かつその残栄の放射性の喪失部
分が主容器から取出される前にその放射性が敦少し続け
る外部に貯蔵する。

しかし、現在の技術段階では、貯蔵区域は炉心構造体の
一体部分を形成する。これは、前記構造体の寸法増大に
続きかつ特にその直径増大に続く。

これによって生ずる他の不利点のうち、容器を密封する
スラブ内に、構造体を通過させるため十分な大きさの開
口を提供することが必要である。

この発明は炉心構造体と独立した貯蔵構造体の存在ｒ（
よシこれらの問題を解決する尚速中性子原子炉に関する
。

さらに詳しくは、この発明は、液体冷却用金属を甘む容
器と、この金属内に浸漬された炉心を含み、前記容器が
炉心用の構造体を載置した床部材をもち、前記炉心が構
造体内に固定された組立体を載置することによって構成
され、液体冷却用金属が炉心内全上向きに循環し、液体
全域が炉心内でのその循猿前は「冷却液体金属」と称さ
れかっ炉・し・内金通過した体は「島温液坏蛍輿」と称
され、かつ燃料貯威構造体會含み、該構造体が炉心構造
体とは独立しかつ炉心構造体に対し同心的に配置されか
つ床部材上に載置され、冷却液体金属の循環が炉心組立
体の翔洩（ロ）収によって組豆俸円で保証される尚速中
性子原子炉に関する。

多くのオリ点がこの装置から得られる。炉心組立体およ
び貯蔵組立体は２つの分離した部分であシ、これらは原
子炉内で別個に装置される。炉心組立体、時にその直径
寸法は減少される。

炉心組立体は回転プラグの開口から好１しく尋人される
から、これによυ１転プラグの最小直径上の受具又は当
接共と同−程贋の大きさに減少できる。さらに、貯蔵構
造体は炉心構造体と同じような精密な加工は不必要であ
る。

床部材に液圧式に結合された貯蔵構造体は一体形成のリ
ングによって構成され又は２つ以上のモジュールから形
成される。この貯蔵構造体は床部材に配置かつ固定され
、又は年俸リングに変形して床部材と一捧形状の構造を
構成する。

好壕しくは、貯蔵構造体は自由空所をもち、この空所内
に原子炉搭載および取卸し場所が配置される。この装置
はこの場所を炉心に近接させるように移動することを可
能にし、従って主容器の直径を減じ、これはこの構造か
ら得られる経済性の見地から極めて重要な利点である。

陰口を参照しつつ以下にこの発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明による貯蔵構造体をもつ高速中性子
原子炉１の断面図である。この原子炉１は、水平スラブ
４に懸架されかつ通常はナトリウムでめる液体冷却金属
５で充たされた垂直軸ｍをもつ容器２を含む。液体ナト
リウムの液位は、通常はアルゴンのような不活性ガスの
１ノーによって囲まれている。水平スシブ４は、厚壁コ
ンクリートエンクロージュア６上に載置される。主容器
２゛内に２つの分離区域を形成する補助容器又は内部容
器９の内側に配置された原子炉芯８は、液体ナトリウム
５内に浸漬される。これは燃料組立体および親燃料組立
体によって本質的に構成される。

この右側半部をあられす図は、原子炉容器の特定の構造
を示す。この構造の％徴は、これと容器２間の第１項状
空ｐ１ｒ’ｚ残す円筒形フェルール又は邪魔板１１をも
つということである。邪魔板１１内には第２フエルール
１６が設けられ、これは１だ逆邪魔板と称され、それと
邪魔板１１間に第２環状空所を残す。容器２と邪魔板１
１間の環状空所は、低温液体金属を供給するのに用いら
れる。

邪魔板１１と１３間の環状空所は、液体金属の排出に用
いられる。この型式の原子炉は、１９７５年１１月２６
日提出の’Ｃｏｍｍ１ｓｓａｒｉａｔ　ａ部　Ｉｔ’　
ＥｎｅｒｇｉｅＡｔＯｍｉｑｕｅ　（７）　７う７ス％
許、第７，５５６，２２６号、［Ｎｕｃｌｅａｉ　ｒｅ
ａｃｔｏｒ　Ｊ　に解水されている。

反几容器が邪魔板と逆邪魔板をもっているか否かに拘ら
ず、原子炉容器構造体の如何に拘らず、この組立体１０
は、容器２の底部に載置された床部材２７と一体造りの
構造体２１内に固定される。

この原子炉は液体冷却金属の循環を保証可能にさせる装
置を有する。これらの装置は容器２の周縁に配置された
循環ポンプ２４（第１図および第２図）および交換器２
５から構成される。ポンプ２６の流出部に、組立体の底
部において高圧状態でナトリウムが導入式れ、組立体を
底部から頂部へ流動して炉心の上方部において組立体を
離脱する。よって、内方容器９は、容器の下方部に配置
された冷温集収部１４および容器の上方部に配置された
高温集収部１５を形成する。炉心において、ナトリウム
は約４００℃の温度をもち、その流出部においてはほぼ
５５０℃の温度をもつ。炉心内を通過中に蓄積された熱
は熱交換器２５に移送される。

ナトリウムはこれらの熱交換器を通って頂部から底部へ
通過し、熱交換器の下部から離れ、冷温集収部内に流通
し、ここにおいて貴び循環ポンプに引かれて構造体内に
再び導入される。

原子炉１け、炉心構造体２１とは独立した、この組立体
用の貯蔵構造体６１をもつ。構造体３１は直接床部材２
７上に載置され、これにより冷温液体金属をもって液圧
式に供給される。故に、構造体２１とは独立した自立構
造体を構成する。これは構造体２１内に同心的に配置さ
れる。第２図に示すように、冷温液体金属は収集部１４
、即ち分離用仕切り９の下方内に矢印６６で示すように
引入れられ、次いで矢印６５に従って炉心構造体内に送
出されて、矢印６７で示すように燃料組立体１０の脚部
又は底部内に導入される。

炉心の組立体１０と貯蔵構造体６１の組立体間に、仮想
線で示す構造体２２を介して炉心構造体２１上に載置し
ている横方向中性子保護体を構成する組立体が配設烙れ
る。

ポンプ２４を構造体２１に接続するバイブロ９は、床部
材２７を横切る。これらのパイプが貯蔵構造体６１内に
利用＾さを残して収容されるように、それらの断面はそ
の詳細をａ部で示すように楕円形を形成するために平坦
化され、このａ部は前記パイプ用の床部材２７内に造ら
れた通路２４と同様に、バイブロ・９および鎖線で示す
その断面含水す。

炉心構造体は、さらに貯蔵構造体を通シ供給パイプを小
径ノぞイブに分割することによって供給される（第５図
）。

別の変形実施例は、床部材を通って下方から炉心構造体
に供給するように構成されている（第６図）。

第６図は、この発明による貯蔵構造体６１を具備する原
子炉の第１図の線Ｎ−Ｎに沿ってとられた図解断面図で
ある。図から判るように、この貯蔵構造体は２つの部分
から成り、その各々は半リング状をなす。２つの半リン
グ間に形成された空所の１つ、この場合は６６で示す、
は原子炉の塔載および取卸し場所が設けられる程十分な
幅を残す。

よって、取卸し中に、組立体は炉心８から引出され、操
作アームによって矢印４３で示すように（第１図および
第６図）、炉心の同縁に配置された搭載および取卸し場
所の操作容器４１内に移送される。容器４１は、傾斜路
４６上を移動して容器２の内部に通り、上方スラブ４を
横切る。

貯蔵構造体３１を形成する２つの半リングによって自由
に残された空所６６は、塔載および取卸し場所４１を炉
心周縁に接近して移動させ、従つて容器２の寸法、時に
外径を減少芒せな。これによって原子炉の価格を可成り
減少できる。

まだ、紀６図は炉心に回心のポンプおよび交換器の配置
を示す。図では唯１つずつのポンプ２４と交換器２５の
みを示が、これは図面の表現の煩雑を赴けるためである
。破線は液体冷却用金属の循環を示す。矢印４５（第１
図および第６図）は、炉心から熱交換器２５内への高温
液棒金−の引入れ又は吸引方向を示す。矢印６６（第２
図および第６図）は冷却された液体金属の圧力の下での
込出方回を示し、それが熱交換器を通過後、炉心構造体
２１内に流入する。第６図は寸だ、ボンｌ４を炉心構造
体２１に接続するバイブロ９を示す。

冷温液体金属がその中で漏洩を床部材の方向に生じる様
子を示すために、第４図は燃料組立体が炉心構造体内に
維持される方法を示す。元来、これは率なる１例に過き
す、これらの組立体を固定する別の方法が考えられる。

構造体２１は２つの有孔板２１ａ、２１ｂ＝１谷み、こ
の中に支柱１９が嵌装される。ａ立体１Ｕの足部１０ａ
が各支柱内に導入され、これによって組立体１０の支持
を保証し、同時に、支柱と組立体の足部内で同一レベル
にされた横長孔１６．１７を通って冷温液体ナトリウム
の供給を組立体の足部に実施させる。

組立体１０の液圧固定作用を保証するために、その足部
の外側面および横長孔１６．１７の両側にラビリンス１
０ｂ、１０ｃが設けられる。

しかし、これらのラビリンスにおける密封効果は単に相
対的なものであるから、前述のように床部材への漏洩流
が存在する。さらに、ラビリンス１０ｂを通る液体ナト
リウムは圧力降下を受け、その模様は床部材２７と貯蔵
構造体６１内の圧力が炉心構造体２１内の圧力よりも太
いに低いように実施される。この低圧冷温液体金属は貯
蔵された組立体の底部４９又は足部に供給される。

さらに、貯蔵構造体内の圧力は高温集収部内の圧力より
も僅かに高い。よって、第２図の矢印５１で示されるよ
うに貯蔵組立体内の底部から頂部に冷温液体金属の強制
循環が行われる。従って貯蔵された組立体の効果的な冷
却は、残留力の良好な排除を保証することが判る。

第１図の右半部に示された原子炉の変形構造例、即ち邪
魔板１１および逆邪魔８２１６をもつ変形例の場合、組
立体の足部の漏洩は、冷温液体金属を主容器２と邪魔板
１１間の環状空所に供給するのに用いられる。これは炉
心構造体２１０下万に２つの独立した閾洩（ロ）収区域
をつくることによって得られ、その区域の一方は邪魔板
１１０壌秋空所、他方は貯蔵構造体６１への供給に充当
され、その模様は第１図に示される。

大きい彎曲および反り効果を許すために製造公差が大き
くかつ貯蔵された組立体と横方向中性子保護部材組立体
間の間隙が大きいから、貯蔵組立体６１の構造精度は＠
減され、これによって製造費が減ぜられる。

この発明による貯蔵構造体の別の利点は、この構造体は
低圧状態にあるから、貯蔵された組立体内で低い冷温液
体金属の流速を得るために細い直径の流速制御用開口を
必要とする従来技術による高圧貯蔵構造体の場合とは異
り、大直径の流速制御用開口め使用を可能にし、ひいて
は破損の危険をなくすことができる。

高圧が生ずる炉心構造体２１の直径を減少することに関
し、この発明はこの直径を絶対必要な最小限まで減少す
ることが可能であることに注目すべきである。例えば、
１５００ＭＷｅの原子炉に対して、この高圧構造体の直
径を８．２５ｍから６．５０ｍに減じ、これにより、既
述のように、この構造体を回転プラグの求直経開口を通
過させることを可能にする。

貯蔵構造体６１の位置に等しい半径上の搭載および取卸
し場所の位置づけは、主容器の直径の減少と直径１０ｍ
の大型回転プラグを有する搭載および取卸し容器への垂
直方向の接近を可能にし、一方従来は１５００ＭＷｅの
原子炉に対しては１１．２ｍであった。最後に、これに
よダ組立体の操作アームの長さと、前記アームの角度移
動を減することを可能にする。

大型回転プラグを受入れるために、スラブ４に設けられ
た孔を通してこの構造体を導入することを可能にしなけ
ればならない。構造体２１の直径を８．２５ｍから６．
５０　ｍに低下することは、この制約によって＋４）ら
れた大型回転プラグの最小直径の限度を同一程度まで減
少する。よって、大型回転プラグの最小直径は９ｍから
７．２５　ｍに減少する。

炉心の搭載および取卸し場所が横方向中性子保護装置内
にある従来技術とは異り、この発明は前記採掘装置の外
側のこの場所に位置づけるオリ点をもち、従って全炉心
周縁にわたって連続した保護を保証する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による独立貯蔵構造体をもつ高速中
性子原子炉の概略断面図、第２図は、第１図の原子炉の
貯蔵構造体の孤大図で、貯蔵構造体に循環ポンプを接続
する・ξイブの楕内部の特に詳細構造を示し、第６図は
、２部分貯蔵構造体を装備した原子炉の第１図の線Ｎに
沿ってとられた図解断面図、第４図は、この構造体内に
組立体全固定する１例を示す図、第５図および第６図は
、この発明による貯蔵構造体の２つの変形実施例を示す
。 図中の符号、　　　　１・・・高速中性子原子炉、２・
・・垂直軸線をもつ容器、　　４・・・スラブ、５・・
・液体冷却金属、　　　６・・・エンクロージュア、８
・・・炉　心、　　　　　　？・・・内部容器、１０・
・・組立体、　　　１０ｂ、１０ｃ・・・ラビリンス、
１１・・・邪魔板、　　　１６・・・逆邪魔板、１４・
・・冷温集収部、　　１５・・・萬温集収部、１６．１
７・・・横長孔、　　１９・・・支　柱、２１・・・炉
心構造体、　　２２・・・構造体、２６・・・ポンプ、
　　　　２４・・・循環ポンプ、２５・・・熱交換器、
　　　２７・・・床部材、６１・・・貯蔵構造体、　６
６・・・空　所６９・・すξイブ、　　　　４１・・・
操作容器、４９・・・底部、を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、）液体冷却用金属を含む容器と、この金属内に浸漬
   された炉心を含み、前記容器が炉心用構造体を載置する
   床部材をもち、前記炉心がこの構造体内に固定された組
   立体と並置することにより構成され、液体冷却用金属が
   炉心内で上向きに循環し、液体金属が炉心内でのその循
   環前に「冷温液体金属」と称され、かつ炉心内へのその
   通過後に１高温液体金属」と称され、燃料要素貯蔵構造
   体を含み、該構造体が炉心構造体とは独立しかつ炉心構
   造体に対し同心的に配置されかつ床部材上に載置され、
   冷却液体金属が炉心構造体の漏洩回収によりこの組立体
   内に保証される高速中性子原子炉。 ２、）床部材に液圧式に結合された貯蔵構造体が数個の
   モジュールによって構成される特許請求の範囲第１項記
   載の原子炉。 ３、）床部材に液圧式に結合された貯蔵構造体が完全な
   単体リングによって構成される特許請求の範囲第１項記
   載の原子炉。 ４、）原子炉容器からの組立体の移送が搭載および取卸
   し容器によって実施され、貯蔵構造体が、原子炉組立体
   塔載および取卸し場所が位置づけられた自由空所をもつ
   特許請求の範囲第２項又は第６項記載の原子炉。 ５、）貯蔵構造体が床部材と一体に形成される特許請求
   の範囲第６項記載の原子炉。 ６、）貯蔵構造体を構成するモジュールが床部材上に載
   置かつ固定される特許請求の範囲第２項記載の原子炉。 Ｚ）床部材に液圧式に結合された貯蔵構造体が２つの半
   リングによって構成される特許請求の範囲第１項記載の
   原子炉。