JPS5988686A - 高速増殖炉の熱遮蔽装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は液体ナトリウム等の液体金属を冷却材とＪｏる
高速増殖炉において、原子炉容器の熱ス］〜レスを緩和
する熱遮蔽装置に関づる。

し発明の技術的背碩とその問題点１ 一般に高速増殖炉は液体す１〜リウム等の液体金属を冷
却材としＣ使用づるが、このような液体金属は熱伝達能
力がきわめて大きいため、冷却材に接しＣいる原子炉容
器の壁の温度はこの冷ＭＩ材の温度変化に対してきわめ
で早く追従覆る。−万、原子炉容器のうち冷却材の液面
より上方の部分は、冷ｆｉ１月の温度変化にはあまり追
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、原子炉容器のうら冷ム１ｊ材
の液面上の部分と液面」二の部分との間に大きな温度差
が生じる。その結果、冷却材の液面近傍の原子炉容器壁
には大きな温ａ勾配が生じ、過大な熱応力が発生しｃ　
ＩｊＨ子炉容器の健全性を損なうおそれがある。

このような不都合を防止するため、原子炉容器の内側に
仕切壁を設け、この仕切壁と原子炉容器内面との間に低
温の冷Ｗ材を流通させ、炉心の１面から流出した高温の
冷却材が原子炉容器に直接接触しないようにする方法が
使用されている。

しかしながら、このような方法では、炉心から流出した
高温の冷ｆＪ１月が仕切壁を介しＣ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という欠点があ
る。

また、原子炉容器の内面に治って遮熱壁を設置ノ、冷却
オオから原子炉容器壁への熱伝達を減少させる方法が採
用されることもあるが、その場合には遮熱壁そのものに
大きな熱応力が発生し−Ｃ１これが破損する可能性があ
った。特にこの遮熱壁を中空状に形成し−Ｃ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共に炉
心に流入し、炉心の健全性に影響を与えるＪ５それがあ
った。

し発明の目的］ 本発明は背耐技術におりる上述の如ぎ不都合を除去すべ
くなされたもので、その目的とするところは、冷Ｆ、Ｉ
Ｉ材から原子炉容器への熱流出を減少５せ、冷却材の温
度が変化した場合に生じる原子炉容器の熱応力を軽減し
て原子炉容器の健全性を確保し、かつ構造が簡単Ｃ信頼
性の大きな高速増殖炉の熱遮蔽装置を得ることにある。

［発明の概要］ 本発明の高速増殖炉の熱遮蔽装置は、原子炉容器の内側
に内側仕切壁を設【プ、この内側仕ｌ、７Ｊ壁と、その
外側に設ＧＪた外側仕切壁どの間にカバーガスを導入し
Ｃ遮熱室とし、この鴻熱室と前記原子炉容器内面の間に
形成される間隙に低温の冷却材を流入させると共（こ、
前記外側仕切壁のややＦ方位置にＡ−パーツローノズル
を聞［コさせＣ間隙内の低温冷Ｕｌ　ｔ、ｆｌの液面を
一定しベル以Ｆに組持し、この低温除材１祠液面の上プ
ノをカバーカス空間と覆ることにより構成されている。

［発明の実施例１ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、原子炉容器１内に設冒した炉心槽２内
（こは炉心３が収容されている。炉心槽２内の上部には
冷却材流入管４を介しＣ低温の冷却材５が供給される。

この低温の冷Ｆ！Ｉ材５は炉心３を上方に流れて加熱さ
れ、高温となった冷却材５は原子炉容器１内上部に達し
、冷却材流ｉＪｊ管６を通し−Ｃ原子炉容器１外に流出
する。この冷Ｎｊ月流出管から流出した高温の冷却材は
中間熱交換器（図示せず）Ｃ二次冷却材と熱交換を行な
っＣ冷Ｎ１された後、冷却材流入管４を通っＣ再び炉心
槽２内下部に流入し、以下、この径路を循環づる。

原子炉容器１の上端は遮蔽プラグ７によっ−Ｃ閉塞され
Ｃいる。この遮蔽プラグは固定プラグ７ａ、大回転プラ
グ７ｂおよび小回転シラグアＣとから構成され、小回転
プラグ７Ｃには炉心上部機構８や、燃料交換機９が取付
りられＣいる。また、原子炉容器１内の冷却材５の液面
より一］二の空間にはアルゴンガス等のカバーガスが封
入されてカバーガス空Ｌ’ｌ　１０を形成しＣいる。

このような構成の高速増殖炉においＣ，原子炉容器１の
内側には本発明の熱遮蔽装置が設けられている。以ト、
第２図を参照しＣ熱遮蔽装置の詳細を説明する。

内側仕切壁１１は円筒状をなし、原子炉容器１内に、そ
の内面から、所定の間隔を隔って同心状に配置されＣい
る。内側仕切壁１１の下端は例えば、ボルトによっＣ炉
心槽２に取り付けられ−Ｃいる。この取付点のやや下り
の炉心槽２外面と原子炉容器１の内面の間は隔壁１２に
Ｊ二っＣ閉塞されている。なお、内側仕切壁１１の上端
は冷却材５の液面より上方のカバーガス空間１０に突出
しＣいる。

内側仕切壁１１と原子炉容器１との間には、端板１３ａ
を備えた円筒状の外側仕切壁１３が設（」られ、その上
端は端板１３ａにより内側仕切壁１１の下端部近傍の外
面に気密に固着され−Ｃいる。

また、内側仕切壁１１の上端近傍外面には、水平り向に
延びるリング状の仕切板１４が取イ」けられＵ　ｄ’ｊ
す、この仕切壁と外側仕切壁１３上端の間には、遮熱室
１５と／Ｊバーガス空間１０を連通する間隙１３ｂが形
成されＣいる。上記遮熱室１５は内側及び外側仕切壁１
１．１３ど端板１３ａ及び仕切板１４′ｃ形成されてお
り、その内部には複数枚の輻射防止板１６が等間隔に設
【）られ、外側仕切壁１３に突設したボルト１７によっ
Ｃ支持され（いる。

炉心槽２外檗には内側仕切壁１１と隔壁１２との間の位
置に小径の流入孔１８が設置ＪられＣｉＪ３す、炉心槽
２Ｆ部から導びかれた低温の冷却材５は、内側仕切壁１
１、隔壁１２及び原子炉容器１ｔこよっ【形成された間
隙１９内に流入する。外側仕切壁１３の上端よりやや下
方位置には、オーバフローノズル２０が間口しており、
これに連なるオーバフロー配管２１は外側仕切壁１３と
原子炉容器１との間隙内を垂下した後、原子炉容器１を
貫通して外部に導かれている。従つＣ１間隙１９内の冷
却材の液面は常時、Δ−バフ［」−ノズル２０の開口縁
以下に保たれる。

以上の如く構成された本発明の高速増殖炉の熱遮蔽装置
においで、炉心槽２の」ニ部から流出した高温の冷却材
５は内側仕切壁１１によっＣ原子炉容器１から遮ぎられ
てａ３す、また、間隙１９には炉心槽２外壁に設けた小
径の流入孔１８から低温の冷却材５が流入するため、原
子炉容器１に対する温度影響が緩和される。また、間隙
１つ内の低温冷却材は、Ａ−パフローノズル２０によっ
て液面を一定に維持され、その」一方は常にカバーガス
空間となってい、るＩＣめ、高温の冷却材５からの輻射
熱が原子炉容器１内面に影響し、ゆるやかな温度勾配が
得られる。よって原子炉の起動時や停止時に冷却材５の
温度が急激に変化しＣも原子炉容器１の温度変化は小さ
く、従っＣ原子力１容器１の液面近傍部分に過大な熱応
力が生じることは防止される。

第３図１より１渇時の原子炉容器１の液面近傍の渇度分
イｌｉを表わづものひ、曲線へは高温の冷却材５が自接
原子炉容器１に接触しＣいる場合、曲線Ｂは内側仕切壁
１１で遮つＣ低温の冷却材５を介在さた場合、曲線Ｃは
本発明による場合を示？ｉｏこの図から明らかなように
曲線へでは冷ｕｌ材５の液面を境にして急激な温度変化
が生じているが、本発明【こよる曲線Ｃの場合には、温
度勾配はゆるやかＣ′あり、熱応力が緩和されでいる。

なａ３、本光明の場合（こ他の曲、線Ａ、Ｂと勾配が異
なるのは、前述したように、高温の冷起材５からの輻射
熱が影響しＣいるためＣ゛ある。

また、本発明においＣは、内側仕切壁１１外側に遮熱室
１５を設（Ｊであるので、外側仕切壁１３の液面近傍で
発生する熱応力を緩和ぐきる上、高温の冷ＩＩ材５と、
間隙１９内の低温の冷却材５との熱交換をなくし、原子
炉の熱効率が低下ヴることを防止しＣいる。。

なお、内側仕切壁１１に仕切板１４を設（ノＣＪ３りば
、地震時のゆれにＪ、っＣ高温の冷却材５が内側仕切壁
１１を越しＣ遮熱室１５へこぼれるのを防ぐことにより
、冷却材５付着にＪ、る遮熱機能の低下を防止できる。

［発明の効果］ 上述の如く、本発明においＣは、原子炉容器内面に沿っ
Ｃ内側仕切壁をｘｂ　＆Ｊ、この内側仕切壁の下端と原
子炉容器どの間を閉塞しＣ内側仕切壁下部から低温の冷
却材を流入させるようにしたのひ、原子炉容器内面への
熱影響が緩和でき、また、この冷Ｂ１材の液面をオーバ
フローノズルによっ−Ｕ　一定レベルに維持し、高温の
液面近傍部をカバーガス空間とすることにより、高温の
冷却材からの輻射ＣＩＩＩＩｌｌｊＪ向の温度勾配がゆ
るやかになり、熱応力をより低減できる。

また、内側仕切壁の外側に、遮熱室を設参りだことによ
り高温の冷却材から低温の冷ｙＪｌ材への熱移動は抑制
され、低温域を保持できる。

従って、低温域の強瓜設計ひ良いため、設層が容易どな
り、外側仕切壁及びＤｌｊ子炉子離容器た、高温の冷ｉ
ｌｌ材の熱損失が小さいため原子炉の熱効率の低下は防
出され、信頼性及び熱効率の＾い原子炉を１ｑることが
ひきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した高速増殖炉の一例を示１縦断
面図、第２図は本発明の実施例を示す縦断面図、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グラ
フＣある。 １・・・原子炉容器、　２・・・炉心槽１１・・・内側
仕切壁、１２・・・隔　壁１３・・・外側付切壁、１４
・・・仕切板１５・・・遮熱室、　　１Ｇ・・・輻射防
止様、１８・・・流入孔、　　１９・・・間　隙２０・
・・オーバフローノス゛ル、 ２１・パ・オーバフロー配管。 （７３１７）　　代理人弁理士　則近憲佑（はか１名〉 第１図 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子炉容器の内側に内側仕切壁を設け、この内側
   仕切壁と、その外側に設けた外側仕切壁どの間にカバー
   ガスを導入し−ｃ迦熱至とし、この遮熱至と前記原子炉
   容器内面の間に形成される間隙に低温の冷）ＩＩ４Ａを
   流入させると共に、前記外側仕切壁のヤや下り位置にＡ
   −バーフローノズ゛ルを開口さｔＩＣ間隙内の低温冷却
   材の液面を一定しペルｊス下に鞘持し、この低温冷却材
   液面の」ニカをカバーガス空間としたことを特徴とする
   高速増殖炉の熱遮蔽装置。
2. （２）遮熱室内に複数枚の輻１ｊ＝Ｊ防止板を配置した
   ことを特徴とする特許請求の″範囲第１項に記載の高速
   増殖炉の熱遮蔽装置。
3. （３）内側仕切壁の外側に、外側仕切壁の上端より、１
   ｂや上方にリング状の仕切板を設けたことを特徴とする
   特ｈ′Ｆ請求の範囲第１項または第２項に記載の高速増
   殖炉の熱遮蔽装置。
4. （４）内側仕切壁の下端は炉心槽の外面に固着され、こ
   の固着点よりやや下方位置と原子炉容器内面との間を隔
   壁によっＣ閉塞し、この隔壁と前記内側仕切壁の固着点
   の間においＣ前記炉心槽に流入孔を設（プ、この流入孔
   を通して間隙内に低温の冷却材を流入させるようにした
   特許請求の範囲第１項ないし第３３項のいずれか一項に
   記載の高速増殖炉の熱遮蔽装置。