JPS60188879A - 高速増殖炉のナトリウム蒸発抑制体 - 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］ 本発明は冷却材に液体金属ナトリウムを使用する液体金
属冷却型高速増ｍ炉における液面からのす１−リウム蒸
気の発生抑制するための高速増殖炉のナトリウム蒸発抑
制体に関Ｊる。

［発明の技術的背景］ まず、一般的なループ型の高速増殖炉を第１図を参照し
ながら説明する。炉容器１内には炉心２が収容され、炉
容器１の一側を貫通した冷却用の液体ナトリウム供給管
３は、炉心２を包囲する上端開放の包囲構体くの下部に
接続され、炉容器１の他側には供給管３より高いレベル
に液体す１〜リウム排出管５が接続されている。また、
容＋ａ１の上端開口を密閉Ｊ°るＩＣめ上面壁６には偏
心位置に大回転プラグ７が可回動に装着され、この大回
転プラグ７には小回転プラグ８が１ｊＩ回動に装置１さ
れている。なお、第１図中、９．１０はシール、１１．
１２はベアリングを示している。大回転プラグ７、小回
転プラク８は炉心２からの燃料棒の取出しの際回転され
るものである。なお、句号１３は液体金属ナトリウムの
自由液面を示し、１５は上部ブレナムで、不活性ガスが
充填されている。

上記構成の液体金属冷却型原子炉において、上面Ｎ１６
の間口と大回転プラグ７との間の空隙１４、大回転プラ
グ７ど小回転プラグ８との間の空隙１４に、液体すｉ−
リウムの蒸気が流れ込み、そこで冷却固化する現象があ
り、それぞれのプラグ７゜８を回転するに必要なトルク
が増大するおそれがあり、甚しい場合には回転不能とな
ることがあった。

そのような問題を解決するため、従来、第２図に示す如
き手段がとられて来た。すなわち、第２図Δに示寸如く
空隙１４の入口を遮蔽用マスク１６で８３おっている。

このようにすれば、液体す１−リウム蒸気の空隙への進
入は大部分防止できるが、マスク１６をまわり込んで進
入する蒸気を阻止Ｊ”ることはできない。第２図Ｂに示
゛丈のは空隙１４の入口に冷却チ１７ンネル１７を設け
、入口部分において液体ナトリウムの蒸気を固化さばフ
リーズシールを形成させて、空隙内部への蒸気進入を阻
止するものである。この手段によれば、液体す１〜リウ
ムによる固結を小範囲にとどめ得るので、それによるト
ルクの増大は実用上問題とならない。

もちろんプラグの回転不能を生じることはない１゜しか
し乍ら、′この手段による詩は外部冷ＩＪＩ設び１”１
を特設する必要があり、また、熱ｌｌ：済上からも好ま
しくない。さらに、フリーズシールの形成を捗く短時間
で行わなければ空隙内部への液体す１〜リウム蒸気の進
入は避けられないが、極く短時間にフリーズシールを形
成することは困難である。、第２図Ｃに示したのは空隙
にアルゴン等の不活性ガス１８を流しこれを空隙入口か
ら噴出さけ、液体′ノトリウム蒸気の進入を阻止する如
くしたしのである。この手段にｊ、る時は、不活ｆｉガ
スを循環ざけるためのシステム、このシステム中におい
て液体ナトリウム蒸気を捕集するベーパトラップ舌を必
要とし、原子炉のコスト、そのランニングコスｌ−を上
昇する欠点がある。また、不活性ガス中への液体ナトリ
ウムの巻込みを防止することも困難である。

一方、タンク型の高速増殖炉にＪ３いてもＩＩ′１１様
の問題が生、しる。寸なわら、第３図に示したＪ、うに
タンクＡ！の揚台炉容器１９の上部間口２７はルーフス
ラブ２０により気密に閉塞されるが、このルーフスラブ
２０には炉上部機構２１、二次冷却材供給機４ｉ＋Ｓ　
２２、中間熱交換器２３及びポンプ２４等の大型重量機
器が搭載される。ルーフスラブ２０や各機器は炉容器１
９の高熱にさらされ、大きな熱変形や熱応力を生ずる。

そして、ルーフスラブと各機器との間の空隙２５に液体
すトリウムの蒸気２６が侵入し、変形等を助長し、ルー
フスラブの断熱性能を劣化させるなどの機（ＩＦ障害を
起こす。そのため、イの機能回復のために付帯設備を特
設置−る必要があり、経済上からも好ましくない。

なお、図中符号２８は多数本の燃料集合体２９が配列さ
れた炉心であり、炉心２８の上方は高温プール３０を、
下方は低温プール３１をナトリウム３２の流動により仕
切り壁３３で区画されている。また符号３４はすｉ〜リ
ウム３２の自由液面で、自由液面３２の上にはガス空間
３５が形成され不活性ガスが充填されている。

し発明の目的」 本発明は上記の事情に基きなされたもので、原子炉コス
ト、そのランニングコストの著しい１胃を伴うことなく
、ループ型にＪｊい（は回申ムブプグの回転１−ルク増
人を防止し、さらに、タンク型においては、ルーフスラ
ブの１幾能劣化を防止するとともに、過剰装備を省ぎ、
コストの低減化を有しかつ液面から発生するナトリウム
の蒸発量を抑制御”る高速増殖炉のナトリウム魚介抑制
体を１；１１供りることにある。

［発明の概要］ 内部に収納したす１−リウム玲１１目４による自由液面
を有する炉容器内に収納され、かつ、この炉容器の上方
を密ｔｌｌＪ８蓋を有する高速増殖炉のノ゛１−リウム
蒸発抑制体において、前記監の下面から炉容器内の冷却
材にその下端近傍を浸漬するガイドを垂下させ、各ガイ
ドに内部に空間部を有した密閑構造の平板状箱体を少な
くとも１層を液面上に浮上する如く配置し、ナトリウム
の自由表面を覆い、蒸発表面積を小さくしてす１−リウ
ムの蒸発量を抑制し、各機器間隙部への蒸気侵入を防止
し、その機能を維持し、過剰装備を省き、コストをおさ
えることができる高速増殖炉のナトリウム蒸発抑制体で
ある。

［発明の実施例］ 以’１−ｆｆ！　４図につき本発明の一実施例を説明−
する。

第４図においで、容器１の上面壁６の内面には、炉容器
１ど同心の円周上に配置した複数のガイド３６を垂下さ
せ、この支持体には上面壁６の内面形状ど対応し／、：
形状、りなわち偏心位置に円形開口を有する円形をなす
複数の第１の平板状箱体３７を水平に位；ｔさＵる。ま
た、大回転プラグ７の内面にも大回転プラグと同心の円
周上に配置した複数のガイド３６が設けられ、これらの
支持体には大回転プラグ７の内面形状に対応した形状、
すなわち偏心位置に円形開口を有づる円形状の複数の第
２の平板状箱体３７が設置されている。さらに、小回転
プラグ８の内面にはそれと同心の単一のガイド３６が設
けられ、この支持体には円形の複数の第３の平板状箱体
３７が設置されている。

而して、各ガイド３６はその下端近傍の部分が液体ナト
リウムの自由液面１３の液面下となる長さとし、各平板
状箱体３７のその最下位のものが液面上に浮上する如く
されている。

第５図は本発明の他の実施例を示したもので、第４図と
同一部分は同一符号で示し重複ダる部分の説明を省略゛
りる。第５図の実施例が第４図ど異なる点は平板状箱体
３７を炉容器１内のガス空間３５の下部方向に沿って密
に１ａｌｆｆｌ配置したことにある。なお、第４図およ
び第５図におりる！ｌ〆板状箱体３７は第６図に示Ｊ−
ように形成されている。

１なわも、平板状箱体３７は内部に空間３８をｂつ蒲肉
軒囲でかつ柔軟性を右りるナトリウム液面に浮遊できる
ような密閉箱型ＪｉＩＳ造である。この平板状箱体３７
は液面上に浮上する如くガイド３６によって配置される
貫通孔３９を有する。そして露出液表面積を最少にＴＩ
−るよう配置され内部形状に対応して全液面上に設けら
れ、複数に分割されかつちどり状に配置される。平板状
箱体３７の下端部は蒸気の上昇を押えるべく、上端より
広く、かつ、各箱体３７間で重なり合うＭ４造となって
いる。

なＪ３、箱体３７の貫通孔３９を挿入したガイド３６に
は該箱体３７の両面を固定する押え部材４０が説１プら
れる。またガイド３６の下部には箱体３７の落下防止用
ガイド板４１が接続される。

貫通孔３９の人きさはガイド３６と箱体３７とが固定さ
れないで熱膨張および液面の変動に対して自由に対応で
きるように選択する。

［発明の効果］ 上記構成の本発明によれば液体ナトリウム液面１３から
の液体す）・リウム蒸気の発生は全液面を覆うよう配置
された平板状箱体にょ−）−Ｃ阻止され、炉心上方の機
器空隙への進入は極度に減殺され、回転プラグの固着が
防止できる。

上記の如く本発明においては、従来のこの種原子炉に単
に平板状箱体を装着覆るのみで蓋つまりプラグの固着、
を防止し得るので、原子炉コストの　４増大は僅かであ
り、そのランニングコストの上昇は全くない。

さらに、平板状箱体は単に蒸気発生を阻止するのみでな
く、輻射による熱の移動も阻止するので、断熱効果を呈
し、熱経済上右利である。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されない。

例えば、平板状箱体を上方ガス空間からプ用−リウム液
面下まである間隙をもち、積層構造としてもよい。この
構造によれば、蒸気発生の阻止のみならず炉容器１内の
ガス空間におりる対流が阻止されるとともに、輻射熱の
移動をより一層阻止し、断熱効果が増加層る。また液面
下にも平板状箱体を配置することにより、炉心を冷却し
て包囲４１４体４内を１譬してきた液体金属にＪ、る液
面１３′Ｓの盛上りも防止される。

さらに、本発明は例示の人、小２箇の回転プラグを有す
る原子炉のみでなく、１箇又は３箇以上の回転プラグを
有する原子炉や、タンク型の原子炉にも適用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のループ型液体金属冷ＪＪｌ型原子炉の概
略を示ず断面図、第２図Ａ、Ｂ、Ｃは回転プラグ空隙へ
の従来の液体金属蒸気進入防止手段三−種をそれぞれ示
す要部断面図、第３図は従来のタンク型液体金屈冷ＩＡ
原子炉の概略を示す断面図、第４図および第５図は本発
明に係るナトリウム蒸発抑制体を適用した原子炉を概略
的に示す断面図、第６図は本発明に係るす１〜リウム蒸
発抑制体の一実施例を承り断面図である。 １・・・炉容器　２・・・炉心 ３・・・液体ナトリウム供給管 ４・・・包囲体 ５・・・液体すトリウム排出管 ６・・・上面壁　７・・・大回転プラグ８・・・小回転
プラグ　９．１０・・・シール１１．１２・・・ベアリ
ング １３・・・自由液面　１４・・・空隙 １５・・・上部ブレナム　１６・・・遮蔽用マスク１７
・・・冷却チＩ７ンネル １８・・・不活性ガス　１９・・・炉容器２０・・・ル
ーフスラブ　２１・・・炉上部機格２２・・・二次冷に
１材供給機構 ２３・・・中間熱交換器　２４・・・ポンプ２５・・・
空隙　２６・・・蒸気 ２７・・・上部間口　２８・・・炉心 ２９・・・燃料集合体　３０・・・ＩＱ　Ｗｕｉブール
３１・・・低温プール　３２・・・すトリウム３３・・
・仕切り壁　３４・・・自由液面３５・・・ガス空間　
３６・・・ガイド３７・・・平板状箱体　３８・・・空
間３９・・・貫通孔　４０・・・押え部材４１・・・ガ
イド板 出願代理人　弁理士　菊　池　五　部 手続補正書 昭和５９．６．、Ｑ２日 昭和５９年特許願第４６２７９号 ２、発明の名称 高速増殖炉のす１〜リウム蒸発光抑制 ３　、　？ｉｌｉ正をする者 事イ′Ｉどの関係　特；１出願人 神奈川県用崎市幸区堀用町７２番地 （’３０７）株式会社　東芝 代表者　佐　波　正　− ４、代理人 ５、補正命令の日刊 昭和５９年５月２９日（発送口） ６、補正の対象 図面。 ７、補正の内容 別紙の通り図面を補正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　冷７Ｊ］　ＩＪによる自由液面を有する炉容器
   を密閉Ｊる蓋から垂下されて該自由液面上に浮遊する如
   く設けられた高速増殖炉のナトリウム蒸発抑制体にａ３
   いて、前記蓋の下面から前記炉容器内の冷却材にその下
   端近傍を浸漬するガイドを垂下させ、このガイドに内部
   に空間部を有する密閉構造の複数の平板状箱体を取着し
   １〔ことを特徴とする高速増殖炉のすトリウム蒸発抑制
   体。
2. （２）　前記平板状箱体は軽量でかつ柔軟性を有し炉容
   器内のガス空間の下部方向に沿って密に積層配置されて
   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
   増殖炉のナトリウム蒸発抑制体。