JPS604885A - 原子炉容器の断熱装置 - 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］ 本発明は液体金属冷１４１形高速増殖炉の原子炉容器の
断熱装置に関する。

［発明の技術的背景］ 従来、液体金属冷却形高速増殖炉（以下高速炉と称す）
の原子炉容器の液面近傍は例えば第１図に示すような構
造を右し、原子炉容器１の上部に放射線および熱をａｉ
Ｉｉ！ｉするノ〔めのフランジ構造の蓋部つまり遮蔽プ
ラグ２が設けられている。

一般に、高速炉の炉容器１内に収容される液体金属（液
体ナトリウム）の温度は約４．００ないし５５０℃程度
で、遮蔽プラグ２の上面の温度は室温付近の温度である
ため、液体金属の自由液面３と遮蔽プラグ２の上面どの
間には４゜Ｏないし５００℃程度の温度差が生じる。こ
のため、遮蔽プラグ２と原子炉容器１の上部との間で原
子炉容器壁の温度勾配を緩かにしかつ低温に保ち、炉容
器壁に生じるリーマルクリープ等による熱変形を起こさ
せないよう考慮する必要がある。

そこで従来は、第１図に示ｇＪ：うに原子炉容器１の冷
ＴｉＩ材入口配管４から炉心５を通り出口配管６へ流れ
る冷却材の一部を原子炉容器１とイの内側に設【ノた筒
状のライナ７との間の環状流路８に導き、原子炉容器１
の内壁面の温度を比較的低湿に保つ構造を採っている。

［背景技術の問題点１ ところがこの構造では、炉心５側の高温液がライナ７を
介して環状流路８を通る液を加熱するため、炉容器１の
上方に向うに従って両者の温度差が小さくなり、高い緩
和効果を期待できない。

また、原子炉容器１内上部では、炉心５で加熱された＾
温の液体金属と原子炉容器１内壁を冷却した低温の液体
金属とが混合し、Ｈいに接触して熱疲労を生じたり、ラ
イナ７の内外で大きな湿度差があるため大きな熱応力が
生じて熱変形を生じ易くなる問題点があり、またポンプ
トリツプ等の熱過渡時には、急激な温度変化が炉容器１
に伝わり、熱衝撃に近い熱応力を受け易くなる問題点が
ある。

［発明の目的］ 本発明ばかがる問題点を解決するためになされたもので
、原子炉容器の内壁調度を低く保って液面近傍の温度勾
配を緩かにし、原子炉容器の熱応力、熱変形の緩和を確
実かつ有効的に図ることができる原子炉容器の断熱装置
を提供することを目的とりる。

１発明の概要］ 本発明は上記の目的を達成するため、ライナの外周面側
に、短冊状で薄形箱状の断熱要素が複数層装填されかつ
ガスが封入された板状でしかも一面の四辺近くに金属製
バネ状薄板を配置した箱型断熱構造物を周方向おＪ、び
上下方向に所要間隔で前記ライナに相対する面に前記バ
ネ状薄板を押圧するように多数配置し、かつ前記断熱要
素の内部を補強部材で補強づるとともにガスを封入する
ようにしたことを特徴とする原子炉容器の断熱装置であ
る。

［発明の実施例］ 以下本発明を第２図ないし第４図に示す一実施例に基づ
いて説明づる。

第２図において符号１１は高速炉の原子炉容器の側壁を
部分的に示したものであり、この原子炉容器１１の上端
開口部には、Ｏリング１３を介して遮蔽プラグ１２が気
密に設置されている。また原子炉容器１１内の下方位置
に（よ、図示しない炉心を支持１ハ載覆る支持構造物１
４が原子炉容器１１の内壁に直接接続されて配設されて
いる。この支持構造物１４上には下端に液体金属（液体
す１〜リウム）が流れる連通孔１６を有する筒状のライ
ナ１５が立設されている。

このライナ１５は液体金属の自由液面１７上方のカバー
ガス空間１８まで延設されている。そしてこのライナ１
５の外周面側には金属製バネ状薄板３２を介して断熱構
造物１９が多数説ｔＪられている。断熱構造物１９は一
辺の長さの０．３ないし１％程度の間隙２０を有して周
方向および上下方向にスタッド２６を介して前記バネ状
薄板３２を押圧しその間隔２０が゛１ｍｍ以下程度どな
るように配置される。

前記断熱ｍ漬物１９はその１１１ｇ１面を第３図に示す
にうに密封箱形構造を形成しており、その構造物１９内
には、短Ｉ１１状で薄型箱状の断熱要素２２が複数層装
填されるどどもに不活性ガス２３が封入されている。ま
た各断熱構造物１９間には中央部に孔２５を右する接続
板２４が溶接等により固着されている。そして接続板２
４に対応してライナ１５に前記孔２５を挿通し先端に雄
ねじ２７を有するスタッド２６が突設されている。上記
断熱（１４造物１９はライナ１りと接続板２４との間に
スペーサ２８を介装した状態で前記雄ねじ２７にねじ込
まれる）−ツｌへ２９によりライナ１５にで固定される
。なおこの場合、６孔２５およびスタッド２Ｇを非円形
などに形成して断熱構造物１９がスタッド２６に回動し
ないにう＝ｇ［することが好ましい。また、スタッド２
６とナラ１へ２９とはねじ込み後溶接等により固着づ−
ることが好ましい。

前記断熱要素２２は、断熱構造物１９と同様に薄形の密
封箱型構造を形成しており、その内部に不活性ガス３０
が封入されている。また断熱要素２２の内部には、第４
図（ａ　）に示Ｊような突起を多数設けた凹凸板３１ａ
１あるいは同図（ｂ　）に示すような波板３１ｂ等で構
成される補強部月３３１が内装され、この補強部材３１
は、断熱要素２２の最も大きな面積の面にスボッｌ〜溶
接等Ｃ固着されている。なＪ３補強部材３１は、前記凹
凸板３１ａ、波板３１ｂに限らず、例えばハニカム構造
体あるいは升目状格子体等でもよい。

次に上記実施例の作用について説明Ｊる。

炉容器１１内の自由液面１７を有づる液体金属【よ、通
常／Ｉ５０ないし５５０℃の高温状態に保たれている。

ところが、炉容器１１の内側にはライナ１５に取イ］り
た断熱Ｗ１造物１９が張りめぐらされＣａ２す、その断
熱構造物１９とライナ１５の間には断熱構造物１９に配
設されたバネ状薄板３２にＪ、す、ライナ１５と断熱構
造物１９の間に存在する高温のす］〜リウム３５と原子
炉容器１１と断熱構造物１９との間に存在づる低温のす
１〜シリウム６間に起る自然対流を防止できる。したが
って原子炉容器１１の壁面は断熱構造物１９で保護され
た状態となり、より低温に保持される。この結果、自由
液面１７近例より遮蔽プラグ１２の常温の上面間に発生
づる熱応力、熱変形を小さくすることが可能となる。ま
た４温時、停止時、ポンプトリップ１１．１等にＪ３い
て急激な温度変化を保護し、急激な熱応力の発生を有効
に防止づることが可能となる。

また断熱構造物１９は、その内部に封入された低熱伝導
度の不活性ガス２３による断熱効果と、多層の断熱要素
２２の輻射熱遮断効果とにより、充分な断熱効果を有し
ており、しがも信頼性が高い。

りなわら、断熱要素２２はその内部にスポット溶接等で
固着された補強部４Ａ３１が装填されているため、外部
に圧力変化が生じてもほどｌυど変形しない。このため
、断熱構造物１９に万一亀裂が生じて液体金属が侵入し
ても断熱要素２２に亀裂が生じる恐れはほとんどなく、
したがって断熱性能の低下が有効に防止される。ここで
、断熱構造物１９の破損確率をＰ１内部の断熱要素２２
の破損確率をＰｉとづると、断熱性能が１／２に低下す
る確率Ｐｈは、 ｎ−１／２ Ｐｈ”、ＰＸπ　１〕ｉ　・・・・・・（１）ｉ＝１ ０表ね１ことができ、その値は極めて小さくなり高信頼
性の断熱構造となる。

また断熱構造物１９は、スタッド２６の部分一箇所でラ
イナ１５に固定され、しかも隣接づる断熱構造物１９と
の間には一定の間隙２０が形成されている。このため、
断熱構造物１９の熱心ＩＪＩｉが自由どなり、無理な熱
応力の生じる恐れがない。

第５図は本発明の他の実施例を示Ｊもので、ライナ１５
と断熱構造物１９とを径方向に多層構造どしたものであ
る。

づなわら、同心状に配された複数のライナ１５の外周面
側には、周方向および上下方向に一定の間隙２０を保持
して多数の断熱構造物１９がそれぞれ固定されており、
かつ各ライナ１５における間隙２０の位置が周方向およ
び上下方向にずらせて設【ノられている。

しかして、このように構成づることにより、局所的なホ
ラ１−スポットの発生が防止され、断熱構造物１９の部
分ど間隙２０の部分どの温度不均一性をより有効に低減
させ゛ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、ライナの外周面側に、薄
箱短冊状の断熱要素が複数層装填されかつガスが封入さ
れた密封箱型構造の断熱構造物を周方向および上下方向
に所要間隔で多数配置し、かつ断熱要素内にもガスを封
入するようにしているので、輻射熱遮蔽により原子炉容
器の壁面の温度を低く保持して液面近傍の温度勾配を緩
かにし、もって原子炉容器の熱応力、熱変形を確実かつ
有効に緩和することができる。

また断熱要素内は補強部材で補強されているので、断熱
箱に万一亀裂が生じて液体が侵入してきても断熱要素に
亀裂を生じるおそれは極めて少ない。このため、断熱性
能の低下が防止され信頼性を大幅に向上させることがで
きる。

さらに、自然対流防止用金属製バネ状薄板を配置してい
るので、ライナ部と断熱構造部の間隙に起り１りるす１
−リウム自然対流を防止している。したがって間隙を例
えば１ｍｍ程度に狭くする必要がないので、ライナおよ
び断熱構造の製作精度を比較的荒目に採ることができ、
もってより安価な断熱構造を達成できるなどの効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すＷｉ面図、第２図は本発明の一実
施例を示す断面図、第３図は第２図の要部拡大１９ｉ面
図、第４図（ａ　）　（ｂ　）は断熱数°素に内装され
る補強部材の典型例をそれぞれ示づ斜視図、第５図は本
発明の他の実施例を承り概略図である。 １１・・・原子炉容器　１５・・・ライナ１７・・・自
由液面　１９・・・断熱構造物２０・・・間隙　２２・
・・断熱要素 ２３．３０・・・不活性ガス ２６・・・スタッド　３１・・・補強部材３１ａ・・・
凹凸板　３１ｂ・・・波板３２・・・バネ状薄板 出願代理人 弁理士　則　近　憲　佑 （ばか１名） 第　／ＷＪ 第２図　第３図 ｊ 第４−図 第５図 バ ー４６；

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自由液面を有りる液体金属冷却材が充填された原子炉容
   器の内周面側に筒状ライナを配置し、そのライナの外周
   面側にガスが１４人された薄形箱状断熱要素が複数局装
   填されかつ該ライナと対向する而は平板状でしかも４角
   近傍に金属製バネ状簿板が設けられた箱形断熱構造物を
   前記原子炉容器とライナとの間隙の周方向および上下方
   向に所定間隔で前記バネ状簿板を押。圧Ｊるように多数
   配置するとともに前記断熱要素の内部を補強部材で補強
   してなることを特徴とづる原子炉容器の断熱装置。