JPS6046483A - 原子炉容器保護装置 - Google Patents

原子炉容器保護装置

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JPS6046483A
JPS6046483A JP58154489A JP15448983A JPS6046483A JP S6046483 A JPS6046483 A JP S6046483A JP 58154489 A JP58154489 A JP 58154489A JP 15448983 A JP15448983 A JP 15448983A JP S6046483 A JPS6046483 A JP S6046483A
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JP
Japan
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reactor vessel
coolant
reactor
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Pending
Application number
JP58154489A
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English (en)
Inventor
我妻 研自
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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    • 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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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] 本発明は液体金属冷却形高速増殖炉において、原子炉容
器の冷却材液面近傍に発生する熱応力を緩和する原子炉
容器保護装置に関する。
[発明の技術的背景] 一般に、液体金属冷却形高速増殖炉においては、ナトリ
ウム等の液体金属が冷却材としC用いられこのような冷
却材は、周知のように金属であるために熱伝導率が大き
く、さらに液体であるために流動、対流によってb熱を
伝送りるので、その熱搬送能力が極めて大きい。
一方、冷却材の液面上にt、tアルゴンガス等のカバー
ガスが封入されCおり、このカバーガスは冷却材に比べ
”C熱搬送能力が極めて小さい。従って、高温の冷却I
からの熱はそのほとんどが原子炉容器に伝熱され、原子
炉容器に伝熱された熱は原子炉容器壁中を上方に伝わろ
うとする。
ところが、原子炉容器は一般にステンレス鋼で形成され
ており、このステンレス鋼は熱伝導率が小さいので、冷
却材液面から上方にかけて比較的大きな温度勾配が生じ
る。このため、原子炉容器のうち冷却材と接する部分で
は温度が一定で温度勾配が零であるのに対し、冷却材液
面より上方の部分では比較的大きな温度勾配となり、冷
却材の液面近傍で温度勾配の不連続が生じる。そして、
その結果冷却材液面近傍に過大な熱応力が発生し、る。
特に原子炉の起動時、停止時等の冷IJ拐温度が急激に
変化する場合は、温度勾配の不連続性が一層人きくなる
ところで、従来、この冷却液面近傍の熱応力を軽減する
手段として、例えば壁冷却方式や液位制御方式等が提案
されている。
壁冷却方式とは、高圧プレナムから低温高圧の冷却材を
取り出し、この冷却材を引ぎ回して冷却材液面近傍の原
子炉容器壁を冷却した後、その一部を高温の冷却材中に
放出するもので、原子炉容器高度を低下さU−るととも
に高温の冷IJ材の熱搬送能力を弱めることによって温
度勾配の不連続を緩和し、冷却材液面近傍の熱応ツノを
軽減するものである。
液位制御I ij式とは、原子炉容器壁に高温の冷却材
が直接接しないように仕切を設けるとともに、この仕切
内に冷却材を注入するオーバー7日−ノス′ルを設【ノ
、このオーバー7日−ノズルによって仕切内に注入され
る冷却材の苗を調節することによつ−C仕切内の液位を
上下に変動させるものである。そして、これによって高
温の冷却材が原子炉容器に接J−る位置にある程度の幅
を持たV、この幅内で原子炉容器の液面近傍における温
度分布を平均化することによって温度勾配の不連続を緩
和し−Cいる。
[背朔技術の問題点] しかしながら、上述したこれ等の各方式には、それぞれ
次のJ:うな欠点がある。
すなわち、壁冷却方式の場合は、上述した如く高圧ブレ
ナムから低温の冷却材を取り出すために原子炉容器内を
引き回す冷却材の流路が必要となるので構造が複雑化し
、さらに液面近傍の周囲に均等な効果を得るために流路
を精度よく製作、組立する必要があるので建設コストが
高くなるという欠点がある。また、低温の冷却材の一部
を高温の冷却材中に放出1゛るためプラントの熱効率も
悪くなる。
液位制御方式の場合は、A−バーフローノズル等の(q
属設備を必要とするので構造が複雑化し、仕切内の液位
を常時制御するために冷fJI系システムとの設置上や
運転上の取合条件が複雑となり、運転容りの繁雑化を招
来するという問題がある。
これらの問題点を除去する手段の1つどして、液面近傍
の原子炉容器壁面にヒータおよびガス配管を設置し、必
要に応じてか壁を加熱、冷却し、液面近傍の軸方向湿態
勾配を軽減する方式が考えられ実験m設等に使用された
例があるが、この手段ぐはヒータの信頼性、保守性やガ
ス冷U]の即応性の制約から実用原子炉への適用には問
題があり、代替手段が要望されている。
[発明の目的] 本発明はかかる従来の事情に対処してなされ!cもので
、冷u1系統との取合条件が繁雑にならず、かつ構造が
簡単で物量増大を防止し、液面近傍部の構造強度を確保
できる信頼性の高い原子炉容器保護装置を提供しようと
するものである。
[発明の概要] すなわち本発明は、原子炉容器内に収容される冷却材液
面上方に前記原子炉容器と一定間隔をおいC同心状に配
設されるヘッダと、このヘッダの前記原子炉容器側に配
設される複数のノズルと、固定プラグに穿設される貫通
孔から前記原子炉容器内に垂下され前記原子炉容器内に
収容される前記冷却材を前記ヘッダ内に移送するポンプ
とを備えたことを特徴とする原子炉容器保護装置である
[発明の実施例] 以下本発明の詳細を図面に示す一実施例についC説明J
°る。
第1図は本発明の一実施例である炉壁保護装置を設置し
た原子炉の概略構成を示づ縦断面図である。同図におい
−C荀号1は原子炉容器で、この原子炉容器1内には炉
心3を収納した炉心槽2が設置され゛【いる。また、こ
の原子炉容器1内には液体金属冷却材4が同図に示す液
位まで蓄えられている。この冷却材4は冷却材流入管5
を通って常時炉心槽2内下部に供給され、冷却材4は炉
心3内を上1ノに流れて加熱され、原子炉容器1内上り
に高温となって流出する。そし−C1高温となった冷f
JI材4は冷却材流出管6を通つC原子炉容器1外方へ
流出し、中間熱交換器(図示せず)で二次冷fJI材と
熱交換され、冷却される。中間熱交換器によって低温と
なった冷却材4は再び冷IJI拐流入管5を通って炉心
槽2内下部に供給され、上述した経路を循環りる。
原子炉容器1の上端は遮蔽プラグ7によって閉塞され、
原子炉容器1内は密開されている。また、原子炉容器1
内の冷却材液面から上方にかけて形成されたカバーガス
空間8にはアルゴンガス等のカバーガスが封入され−C
いる。
前記遮蔽プラグ7は固定プラグ7a、大回転プラグ7b
および小回転プラグ7Cとから構成され、小回転プラグ
7Cには制御棒駆動機構(図示Uず)や冷却材4のム1
測系等を内蔵した炉心上部機構9および燃料交換1j1
10が設【ノられている。
そし゛C1原子炉容器1内部の液面近傍には、本発明の
一実施例である炉壁保護装置20が設けられ−Cいる。
第2図は第1図のA部の詳細、すなわち本発明の一実施
例の原子炉容器保護装置を示すもので、図において符号
21は固定プラグ7aの下端より吊り下げられ原子炉容
器1内周に沿って形成されるヘッダを示している。
固定プラグ7aに穿設される貫通孔22内にはポンプ保
持装置23が挿入され、このポンプ保持装置23の下端
には胴管2/Iを介してポンプ25が配設されている。
ポンプ25の下端には液体金属内に先端を挿入される汲
上管27が配設されている。また、胴管24にはヘッダ
21内に間口する配管28が接続されCおり、ポンプ保
持装置23の下端には、ヘッダ21内の液位を測定する
液面計29が配設されている。ヘッダ21の外周側面に
は原子炉容器1壁に対向して放射状にノズル30が多数
形成され、このノズル30は原子炉の起動、停止時に原
子炉容器1壁の軸方向温度勾配を低減し得るように軸方
向に多段層に適正配置されている。そして、このノズル
30の先端には流出冷却材を幅広く飛散できるようにス
クリーン31が組込まれている。なお耐震強度を向上さ
せるためポンプ25はヘッダ21に取付けられたザボー
ト26により支持されている。
以上のように構成された原子炉容器保護装置では、原子
炉の起動あるいは停止運転に先立ち、ポンプ25が起動
され、原子炉容器1内の冷却材4が汲上管27、ポンプ
25、配管28を経由してヘッダ21内に汲上げられる
。ヘッダ21内に話却材4が貯留されるにつれヘッダ2
1側面のノズル30.スクリーン31を通して幅広く飛
散した冷却材が原子炉容器1の内壁面に到達し、原子炉
容器1壁が加熱(原子炉起動時)または冷却(原子炉停
止時)される。
第3図(a )、(b)は原子炉容器1の液面近傍から
上端までの軸方向温度分布を示づグラフであり、(a)
は原子炉起動時の、(b)は原子炉停止時の代表的な温
度分布を示している。図中実線は第2図に示した炉壁保
護装置を用いた時の原子炉容器1の温度分布を、破線は
保護装置を用いない時の温度分布を示している。
この第3図より明らかなように、第1図に示した保護装
置“を用いる場合には、保護装置なしの場合に比較し、
原子炉起動時、原子炉停止時ともに軸方向温度勾配の最
大値を著しく低減することができる。なお、トリップ後
の短時間の間はポンプ25を起動しても、原子炉容器1
壁面を冷却する方式が十分効果を発揮できないため、こ
の場合には、第2図に示した原子炉容器サーマルバッフ
ル11が炉壁保護に寄与することになる。
また、ポンプ25おにびその関連機器は高信頼性を有す
るよう炭田、製作されるが、万一不具合が生じた場合に
はポンプ保持装@23を固定プラグ7aから引ぎ抜くこ
とにより、それと一体向に@1 )γてられIC汲−F
管27、ポンプ25、配管28および液・而fft 2
 ’9を取り出し、不具合個所を修理覆ることができる
[発明の効果] 以上述べたように本発明の原子炉容器保護装置によれば
、次のような効果を得ることがCきる。
(1)原子炉起動時や停止時において、原子炉容器液面
近傍に生ずる軸方向温度勾配を低減することにより原子
炉容器の熱応力を低減でき、この結・果、原子炉容器の
破損を防止することができる。
(2)原子炉容器壁に各種機器を直接固定する必要がな
いため、原子炉容器の本来の重要機能である原子炉冷却
材バウンダリの維持を損うことなく原子炉容器壁保護を
行なうことができる。
(3)炉心より流出した後の冷却材を用い、この冷却材
を再び炉上部プレナムに戻しているため、冷却材流量や
熱バランスの問題を解消することができる。
(4)比較的単純な構造であるため物量の増大を抑える
ことができ、また運転も冷却系システムとの複雑なイン
タロック等もなく比較的簡単に行なうことかぐきる。
(5)炉心より流出した冷却材を導入して冷却材液面よ
り上部の炉壁を加熱、冷却するため、該流体の温度は原
子炉出力に係わらず、常に原子炉冷却材温度に正しく追
随し、はぼ同一温度であるため、部分出力時の液面近傍
軸方向温度勾配の軽減を極めて効果的に行なうことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の保護装置を配置した原子炉
を示す縦断面図、第2図は第1図のA部の詳細を示す拡
大mi面図、第3図(a )、(b)はそれぞれ原子炉
起動時および停止時における原子炉容器の冷却材液面近
傍から炉壁上端間での温度分布を示すグラフである。 1・・・・・・・・・・・・原子炉容器2・・・・・・
・・・・・・炉心槽 3・・・・・・・・・・・・炉 心 4・・・・・・・・・・・・冷却材 5・・・・・・・・・・・・冷却材流入管6・・・・・
・・・・・・・冷却材流出管7・・・・・・・・・・・
・遮蔽プラグ11・・・・・・・・・・・・ザーマルバ
ッフル21・・・・・・・・・・・・ヘッダ 23・・・・・・・・・・・・ポンプ保持装置25・・
・・・・・・・・・・ポンプ 26・・・・・・・・・・・・サポート27・・・・・
・・・・・・・汲上管 28・・・・・・・・・・・・配 管 29・・・・・・・・・・・・液面計 30・・・・・・・・・・・・ノズル 31・・・・・・・・・・・・スクリーン代理人弁理士
 須 山 佐 − 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)原子炉容器内に収容される冷却材液面上方に前記
    原子炉容器と一定間隔をおいて同心状に配設されるヘッ
    ダと、このヘッダの前記原子炉容器側に配設される複数
    のノズルと、固定プラグに穿設される貫通孔から前記原
    子炉容器内に垂下され前記原子炉容器内に収容される前
    記冷却材を前記ヘッダ内に移送するポンプとを備えたこ
    とを特徴とする原子炉容器保護装置。
JP58154489A 1983-08-24 1983-08-24 原子炉容器保護装置 Pending JPS6046483A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58154489A JPS6046483A (ja) 1983-08-24 1983-08-24 原子炉容器保護装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58154489A JPS6046483A (ja) 1983-08-24 1983-08-24 原子炉容器保護装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6046483A true JPS6046483A (ja) 1985-03-13

Family

ID=15585357

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58154489A Pending JPS6046483A (ja) 1983-08-24 1983-08-24 原子炉容器保護装置

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JP (1) JPS6046483A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10506846B2 (en) 2013-02-13 2019-12-17 Adidas Ag Cushioning element for sports apparel

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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