JPS6015039B2 - Reactor - Google Patents
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- JPS6015039B2 JPS6015039B2 JP54046609A JP4660979A JPS6015039B2 JP S6015039 B2 JPS6015039 B2 JP S6015039B2 JP 54046609 A JP54046609 A JP 54046609A JP 4660979 A JP4660979 A JP 4660979A JP S6015039 B2 JPS6015039 B2 JP S6015039B2
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液体金属冷却材を用いる高速増殖形原子炉にお
いて炉容器、出口ノズルを熱衝撃および熱変形から保護
した原子炉に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fast breeder nuclear reactor using liquid metal coolant in which the reactor vessel and outlet nozzle are protected from thermal shock and thermal deformation.
液体金属冷却材を用いる原子炉では熱効率を向上させる
ために炉心に配列された核燃料集合体を流出する冷却材
の出口温度は500o○から600COにも達する。In nuclear reactors that use liquid metal coolant, in order to improve thermal efficiency, the outlet temperature of the coolant flowing out of the nuclear fuel assemblies arranged in the reactor core reaches 500°C to 600°C.
上部プレナムには炉内計装に必要な炉心上部機構と炉容
器の内側に内筒が設けてある。The upper plenum contains the upper core mechanism necessary for in-core instrumentation and an inner cylinder inside the reactor vessel.
内筒は核暴走時の炉心で発生する破壊エネルギーに対し
て内筒の変形でエネルギーを吸収し、原子炉容器の変形
、1次冷却系への圧力伝播を押える目的で設置され、ま
た過渡運転時に主冷却系、出口ノズルの熱衝撃、熱応力
を和らげるものである。The inner cylinder is installed for the purpose of absorbing the destructive energy generated in the reactor core during nuclear runaway through deformation of the inner cylinder, suppressing the deformation of the reactor vessel and pressure propagation to the primary cooling system, and also during transient operation. It sometimes relieves the thermal shock and stress of the main cooling system and outlet nozzle.
フローホールは燃料交換時等冷却材液面低下のとき、フ
ローホールを経て出口ノズルに冷却材を流すしくみにな
っている。The flow hole is designed to allow the coolant to flow through the flow hole to the outlet nozzle when the coolant level is low, such as when replacing fuel.
上部プレナム内流れは炉心集合体を出た冷却材が炉心上
部機構下部を経て放射状にまた、上方に向けて流れる。
この冷却材の大部分は内筒の内側面に当たり上方に向っ
て流れる。In the flow in the upper plenum, the coolant leaving the core assembly flows radially and upwardly through the lower part of the upper core mechanism.
Most of this coolant hits the inner surface of the inner cylinder and flows upward.
その一部は内筒の腹部に設けてあるフローホールを通り
抜け炉容器(あるいは出口ノズル)に衝突し出口ノズル
から流出する。この冷却材は熱交換器、循環ポンプ等を
経て再び炉容器の冷却材流入側に戻ってくるようになっ
ている。上記構造の原子炉においてスクラムした場合等
、炉心燃料集合体からの冷却材出口温度が急変する場合
がある。A part of it passes through a flow hole provided in the abdomen of the inner cylinder, collides with the furnace vessel (or outlet nozzle), and flows out from the outlet nozzle. This coolant passes through a heat exchanger, a circulation pump, etc., and then returns to the coolant inflow side of the furnace vessel. When there is a scram in a nuclear reactor having the above structure, the coolant outlet temperature from the core fuel assembly may change suddenly.
すると温度の低い(高い)冷却材がフローホールを直接
急変流出していくものと、内筒内側面に沿って上昇し、
内筒上部で方向を変え炉容器内側面に沿って降下して出
口ノズルに到るという2通りのルートがあり、この2通
りのルートは冷却材が出口ノズルに達するまで時間的な
ズレがある。このとき、出口ノズル近辺に急峻な温度変
化が生じ大きな温度差をもつ部分が生じ、このため熱衝
撃、熱変形を生じて最悪の場合にはクラックが発生する
恐れもある。本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
でフローホールの入口にじやま板などの迂回流路を設け
て炉心の核燃料集合体から流出した冷却材がフローホー
ルから出口ノズルに直援流出していくのを防止しかつ出
口ノズル付近での急激な温度変化を和らげ大きな温度差
が出来るのを防ぐことにより熱衝撃、熱変形を防ぐこと
ができ、もって、安全性を高めた原子炉を提供すること
にある。Then, the coolant with a low (high) temperature suddenly flows out directly through the flow hole, and the coolant rises along the inner surface of the inner cylinder.
There are two routes: changing direction at the top of the inner cylinder and descending along the inner surface of the reactor vessel to reach the outlet nozzle, and there is a time lag between these two routes until the coolant reaches the outlet nozzle. . At this time, a steep temperature change occurs near the exit nozzle, creating a portion with a large temperature difference, which may cause thermal shock and thermal deformation, and in the worst case, cracks may occur. The present invention has been made in view of the above circumstances, and by providing a detour flow path such as a rainbow board at the entrance of the flow hole, the coolant flowing out from the nuclear fuel assembly of the reactor core flows directly from the flow hole to the exit nozzle. It is possible to prevent thermal shock and thermal deformation by preventing sudden temperature changes near the exit nozzle and preventing the formation of large temperature differences, thereby providing a nuclear reactor with increased safety. It's about doing.
以下第1図から第3図に示す従来例と対比しながら本発
明の実施例を説明する。第1図は従来の原子炉を概略的
に1部側面で示す断面図である。Embodiments of the present invention will be described below in comparison with the conventional examples shown in FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a schematic cross-sectional side view of a conventional nuclear reactor.
冷却材は炉容器1の底部に接続された入口ノズル2から
下部プレナム13を経て炉心燃料集合体4およびプラン
ケット燃料集合体5を通り、炉心上部機構9の下面でほ
ぼ直角に方向を変え内筒14に衝突して再び上向きに流
れて内筒14の上部でUターンして向きを変え炉容器1
内側面に沿って下降し出口ノズル3から流出していく。The coolant flows from the inlet nozzle 2 connected to the bottom of the reactor vessel 1, passes through the lower plenum 13, passes through the core fuel assembly 4 and the Plunket fuel assembly 5, changes direction almost at right angles at the lower surface of the upper core mechanism 9, and enters the reactor. It collides with the cylinder 14, flows upward again, makes a U-turn at the top of the inner cylinder 14, and changes direction to the furnace vessel 1.
It descends along the inner surface and flows out from the outlet nozzle 3.
このとき1部の冷却材は内筒14に設けたフローホール
15から直接出口ノズル3から流出していく。なお、図
中、7は制御棒、8は炉内構造物、10は回転プラグ、
11はディップドプレート、16は反射体を示すもので
ある。At this time, a portion of the coolant directly flows out from the outlet nozzle 3 through the flow hole 15 provided in the inner cylinder 14. In addition, in the figure, 7 is a control rod, 8 is a reactor internal structure, 10 is a rotating plug,
11 is a dipped plate, and 16 is a reflector.
第2図は上部プレナム12の冷却材フローパターンと炉
心燃料集合体4の出口温度が約100qo急激に高くな
って5硯砂後の温度分布を計算し示したものである。FIG. 2 shows the calculated temperature distribution after the coolant flow pattern in the upper plenum 12 and the exit temperature of the core fuel assembly 4 suddenly increased by about 100 qo.
第3図は第2図においてA,B,C点での温度変化を示
したものである。FIG. 3 shows temperature changes at points A, B, and C in FIG. 2.
第3図で明らかなように出口ノズル3のC点での温度と
B点での温度の差が約40ご0(第3図の△T)にもな
り約5秒位その温度差がつづく。このとき出口ノズル3
近辺に約40qoの温度差をもつ部分ができるわけであ
る。As is clear from Figure 3, the difference between the temperature at point C and point B of the outlet nozzle 3 is about 40 degrees (△T in Figure 3), and this temperature difference continues for about 5 seconds. . At this time, the outlet nozzle 3
This creates a region in the vicinity with a temperature difference of about 40 qo.
するとこの温度差によって出口ノズル3あるいは炉容器
1に熱衝撃、熱変形を生じる。最悪の場合はクラツクが
発生し冷却材が漏れるという事故につながる。そこで本
発明では第4図に示したようにフローホール15入口に
迂回流路を形成させるためのじやま板20を配設するこ
とによって従来の欠点を防止して安全性を高めたもので
ある。なお図中、取付板21はじやま板20を内筒14
に固定するものである。このときの冷却材フローパター
ンは炉心燃料集合体4を流出した冷却材がじやま板2川
こ衝突して上方へ流れるためフローホール15から勢い
良く流出していく冷却材は無くなる。This temperature difference then causes thermal shock and thermal deformation in the outlet nozzle 3 or the furnace vessel 1. In the worst case scenario, a crack may occur, leading to an accident where coolant leaks. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 4, by providing a blocking plate 20 at the entrance of the flow hole 15 to form a bypass flow path, the drawbacks of the conventional system are prevented and safety is increased. . In the figure, the mounting plate 21 connects the cutting board 20 to the inner cylinder 14.
It is to be fixed at At this time, the coolant flow pattern is such that the coolant flowing out of the core fuel assembly 4 collides with the two baffle plates and flows upward, so that no coolant flows out forcefully from the flow holes 15.
第4図のA′,B′,〇点での温度変化を第5図に示す
。これによるとB′点と〇点との温度差が(△T′)か
なり小さい位になるので従来の構造に比べ出口ノズル近
辺での大きな温度差による熱応力熱変形は防げる。こう
すると原子炉の炉容器1、出口ノズル3にクラツクの生
ずることを防止でき安全性を高めることができる。第6
図から第18図は内筒14に設けたフローホール15の
入口にじやま板などの迂回流路を配談した例を部分的に
示したものである。FIG. 5 shows the temperature changes at points A', B', and ○ in FIG. 4. According to this, the temperature difference (ΔT') between point B' and point O becomes quite small, so thermal stress and thermal deformation due to a large temperature difference near the exit nozzle can be prevented compared to the conventional structure. This can prevent cracks from occurring in the reactor vessel 1 and outlet nozzle 3 of the nuclear reactor, thereby increasing safety. 6th
FIGS. 18A and 18B partially show an example in which a detour flow path such as a rainbow board at the entrance of the flow hole 15 provided in the inner cylinder 14 is arranged.
第6図は邪摩板20を丸くわん曲させて加工したもので
ある、第7図および第9図はじやま板20を傾けてテー
パ状足21に固定したものである。FIG. 6 shows the jamb board 20 curved into a round shape, and FIGS. 7 and 9 show the jamb board 20 tilted and fixed to the tapered foot 21.
第8図はじやま板2川こ小穴22を複数個設けたものを
示している。第8図にかぎらず他の実施例でもじやま板
20に小穴22を設けても本発明の効果を有する。第1
0図はじやま板の代りに箱形のような迂回流路23を取
りつけたものである。FIG. 8 shows a cutting board with two or more small holes 22. The effect of the present invention can be obtained not only in FIG. 8 but also in other embodiments in which small holes 22 are provided in the jamb board 20. 1st
Figure 0 shows a box-shaped detour passage 23 installed instead of the cutting board.
このときは小穴24を上下に複数個設けておく。第11
図はパイプ25を45o頃斜させて内筒14に取り付け
たものである。At this time, a plurality of small holes 24 are provided above and below. 11th
In the figure, the pipe 25 is attached to the inner cylinder 14 at an angle of about 45 degrees.
第12図は迂回流路を形成させるためのェルボ型ノズル
26を用いたものである。FIG. 12 shows the use of an elbow nozzle 26 for forming a detour flow path.
第13図は内筒14の内側円周上に上部をとりつけ下部
から冷却材が流入できるようにしたじやま板30を示す
ものである。FIG. 13 shows a baffle plate 30 whose upper part is attached to the inner circumference of the inner cylinder 14 so that coolant can flow in from the lower part.
第14図は第13図と逆に上から冷却材が流入できるよ
うにしたじやま板30を示すものである。FIG. 14 shows a baffle plate 30 that allows the coolant to flow in from above, contrary to FIG. 13.
31はドレンである。31 is a drain.
第15図はじやま板40をバネ41によって取り付け、
フローホール15を冷却材の動圧の大きさによって開い
たり、閉じたりするものを示す。Fig. 15 shows a block board 40 attached by a spring 41,
The flow hole 15 is shown to be opened or closed depending on the magnitude of the dynamic pressure of the coolant.
つまり冷却材流量が多いときは、じやま板4川こ冷却材
がぶつかりその勤圧によってバネを押してフローホール
15をふさぐようにしたものである。(第16図)逆に
燃料交換時等冷却材流量が少ないときは、バネの復元力
でじやま板がもとにもどりフローホール15の本釆の目
的を果たすようにしてある。第17図はちようつがい継
手43(最大開度の決められたもので開閉自由なもの)
にじやま板42をとりつけて第15図および第I6図と
同様の動作をするようにしたものである。フローホール
は動圧が小さくなるとじやま板42の重力によって開く
ようにしてある。第17図はフローホール15を開いた
とき第18図はフローホール15を閉じたときを示す。
以上説明したように、本発明によれば炉容器内の出口ノ
ズルや炉容器壁の熱応力および熱歪を防止するために内
筒に設けたフローホールから炉心上部機構下部を通流し
た冷却材が直接出口ノズルから流出しないようにフロー
ホールにじやま板などの迂回流路を設けたことにある。In other words, when the flow rate of the coolant is large, the coolant collides with the four walls, and the force of the coolant presses the spring to close the flow hole 15. (Fig. 16) On the other hand, when the flow rate of coolant is low, such as during fuel exchange, the spring plate returns to its original position and serves the purpose of the flow hole 15. Figure 17 shows a chisel coupling 43 (one with a fixed maximum opening and can be opened and closed freely)
A rainbow board 42 is attached to perform the same operation as in FIGS. 15 and 16. The flow holes are designed to open due to the gravity of the baffle plate 42 when the dynamic pressure decreases. FIG. 17 shows the flow hole 15 opened, and FIG. 18 shows the flow hole 15 closed.
As explained above, according to the present invention, the coolant flows through the lower part of the upper core mechanism from the flow hole provided in the inner cylinder in order to prevent thermal stress and thermal strain on the outlet nozzle in the reactor vessel and the wall of the reactor vessel. The reason is that a detour flow path such as a flow hole Nijiyama board is provided to prevent the water from directly flowing out from the outlet nozzle.
したがって、出口ノズルおよび炉容器壁の熱応力および
熱歪を生じさせることがなく、また、十分混合されてか
ら出口ノズルへ冷却材が流出するので熱効率の向上にも
寄与する効果がある。Therefore, thermal stress and thermal strain are not caused in the outlet nozzle and the wall of the furnace vessel, and since the coolant flows out to the outlet nozzle after being sufficiently mixed, it also contributes to improving thermal efficiency.
第1図は従来の原子炉を説明するための断面図、第2図
は第1図における上部プレナムでのフローパターンと炉
心の温度変化に伴なう温度分布を説明するための概略断
面図、第3図は第2図における炉○上部プレナムのA,
B,C点での温度変化を示す曲線図、第4図は本発明に
係る原子炉を説明するための上部プレナムでのフローパ
ターンを示す概略断面図、第5図は第4図におけるA′
,B′,〇点での温度変化を示す曲線図、第6図から第
18図は本発明に係る原子炉における内筒にじやま板を
それぞれ取着した例をそれぞれ示す部分断面図である。
1・・・・・・炉容器、2・…・・入口ノズル、3・・
・・・・出口ノズル、4・・・・・・炉心燃料集合体、
5・・・・・・プランケット燃料集合体、6・・・・・
・反射体、7・・・・・・制御棒、6・・・・・・炉心
構造物、9・・・・・・炉心上部機構、10・・・・・
・回転プラグ、11・・・・・・ディツプドプレート、
12・・・・・・上部プレナム、13・・・・・・下部
プレナム、14……内筒、15……フローホール、20
,30,40,42……じやま板、21・・・・・・取
付け板、23・・・・・・箱形迂回流路、22,24,
31・・・・・・小穴、25・・・・・・円筒、26…
…L型ノズル、41・・・・・・バネ、43・・・・・
・ちようつがい継手。第1図第2図
第3図
第4図
第5図
第6図
第7図
第8図
第9図
第10図
第11図
第12図
第13図
第14図
第15図
第16図
第17図
第18図FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a conventional nuclear reactor, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the flow pattern in the upper plenum and the temperature distribution accompanying temperature changes in the core in FIG. Figure 3 shows A of the upper plenum of the furnace in Figure 2.
A curve diagram showing temperature changes at points B and C, FIG. 4 is a schematic sectional view showing a flow pattern in the upper plenum to explain the nuclear reactor according to the present invention, and FIG. 5 is a curve diagram showing temperature changes at points A' in FIG.
, B', a curve diagram showing temperature changes at points 〇, and FIGS. 6 to 18 are partial cross-sectional views showing examples in which the inner cylinder Nijiyama plate is installed in the nuclear reactor according to the present invention, respectively. . 1...Furnace vessel, 2...Inlet nozzle, 3...
... Outlet nozzle, 4 ... Core fuel assembly,
5...Plunket fuel assembly, 6...
・Reflector, 7... Control rod, 6... Core structure, 9... Core upper mechanism, 10...
・Rotating plug, 11...dipped plate,
12... Upper plenum, 13... Lower plenum, 14... Inner cylinder, 15... Flow hole, 20
, 30, 40, 42...Front board, 21...Mounting plate, 23...Box-shaped detour channel, 22, 24,
31...Small hole, 25...Cylinder, 26...
...L-shaped nozzle, 41... Spring, 43...
・Chiyo mating joint. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 12 Figure 13 Figure 14 Figure 15 Figure 16 Figure 17 Figure 18
Claims (1)
、炉容器内の上部ブレナムに炉心上部機構と内筒が設け
られ、内筒の側面に複数個のフローホールを設けるとと
もにその複数個のフローホールの入口にこれらのフロー
ホールから冷却材が直接流出しないための迂回流路を設
けたことを特徴とする原子炉。1. In a fast breeder nuclear reactor using liquid metal coolant, an upper core mechanism and an inner cylinder are provided in the upper brenum inside the reactor vessel, and multiple flow holes are provided on the side of the inner cylinder, and the multiple flow holes are provided on the side of the inner cylinder. A nuclear reactor characterized in that a detour flow path is provided at the entrance of the hole to prevent coolant from directly flowing out from these flow holes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54046609A JPS6015039B2 (en) | 1979-04-18 | 1979-04-18 | Reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54046609A JPS6015039B2 (en) | 1979-04-18 | 1979-04-18 | Reactor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55138690A JPS55138690A (en) | 1980-10-29 |
JPS6015039B2 true JPS6015039B2 (en) | 1985-04-17 |
Family
ID=12752037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP54046609A Expired JPS6015039B2 (en) | 1979-04-18 | 1979-04-18 | Reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6015039B2 (en) |
-
1979
- 1979-04-18 JP JP54046609A patent/JPS6015039B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55138690A (en) | 1980-10-29 |
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