JPS61133896A

JPS61133896A - 炉内燃料貯蔵装置

Info

Publication number: JPS61133896A
Application number: JP59255582A
Authority: JP
Inventors: 靖坪井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-12-05
Filing date: 1984-12-05
Publication date: 1986-06-21

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〕本発明は高速増殖炉の主容器内に燃料貯蔵するに好適な
炉内燃料貯蔵装置に関する。

〔発明の技術的前頭〕

高速増殖炉特にタンク型高速増殖炉は第２図に示したよ
うに主容器１内に燃料集合体を多数本植列配置した炉心
２を中央部に配置し、その炉心２をブランケット３で包
囲している。炉心２およびブランケット３は炉心槽４内
に収納され、また炉心槽４の下部は上部支持板５が支え
られている。

炉心槽４の外側には可動遮蔽体６、炉内燃料貯蔵装置７
および固定遮蔽体８が順次環状に配置されている。炉心
２の上方には主容器１の上部開口９を閉塞するためのル
ーフスラブ１０から吊り下げられた炉心上部機構１１が
設けられている。ルーフスラブ１０にはポンプ１２Ｊ５
よび中間熱交換器１３が吊り下げられてｄ５す、ポンプ
１２の下方にはポンプノズル１４が接続された一Ｆ部支
持阪５の下方に形成される横ブレナム１５内に開口して
いる。中間熱交換器１３の下部は主容器１内で高４冷却
材と低温冷Ｗ材とが混合しないように５Ｑ番ノられた隔
壁１６よりも下方の低温冷却材領域に開口している。上
部支持板５の下部には下部支持板１７が設けられて、炉
心２の下方の位置に高圧ブレナム１８が形成される。

第３図は第２図における炉内燃料貯蔵装置７の周辺を拡
大して示したもので、横ブレナム１５を形成する上部支
持板５に減圧装置１９が設置され、この減圧装置１９は
支持板２０と隔壁２１とにより形成されたサブブレナム
２２の中につき出している。

支持板２０上には、円筒状の燃料貯蔵ラック２３が設置
される。貯蔵燃料２４は燃料貯蔵ラック２３の下部流路
孔２５にエントランスノズル２６をサブブレナム２２の
中につき出す形で保持される。なお燃料貯蔵ラック２３
は支持部材２アにより固定遮蔽体８と共に、炉心［４に
支持される。

なお、横ブレナム１５内（よ側壁２８を貫通してポンプ
ノズルの先端１４が開口し、高圧ブレナム１８へ冷！Ｊ
Ｉ祠を流入−・〕る連通孔２９を何づる区隔板３０によ
って所定の圧力が保持される。

しかして、燃お１貯緘ラツク２３内の貯蔵燃料２４は原
子炉停止時は、崩壊熱により、また原子炉運転時には炉
心２から貯蔵燃料２４に到達する中性子による核分裂Ｊ
３よび崩壊熱により発熱する。

このため、貯蔵燃料２４の健全性の確保のために貯蔵燃
料２４を冷却する必要がある。燃料貯蔵ラック２３付近
の冷却材の流れは、以下に示す通りである。ポンプ１２
から流入する冷却材はポンプノズル１４から横ブレナム
２８に到達し、その後高圧ブレナム１８と減圧装置１つ
への流路に分かれる。減圧装置１つを通過した除重わよ
ナブブレナム２２に入り、燃料貯蔵ラック２３内の貯蔵
燃料２４に入る。

一方、高圧ブレナム１８に流入した冷７ＪＩ　Ｕは図示
してない炉心燃料に流れる。貯蔵燃料２４に流れる冷却
材は、ｇ斤装置１９と貯蔵燃料２４によって生じる圧損
の和が、炉心圧損と釣り合うようになるだけ流れる。そ
のため、減圧装置１９の抵抗の大ぎさを定めることによ
り、適切な場の冷却材を貯蔵燃料２４に流用配分するこ
とができる。

ここで第４図により減圧装置１９の詳細を説明する。

減圧１ＡＶ６１９は第１の主ケース３１内に流路孔３２
を有するオリフィス板３３が設けられたものからなって
おり、主ケース３１は上部支持板５に設置される。主ケ
ース３１の下側には冷却材流路３４が設けられ、この流
路３４を包囲するようにして上部支持板５の下面に冷Ｗ
材入口３５を有する案内部材３６が取着されている。

このように減圧装置１つは上部支持板５に固定され、冷
却材人口３７から流入した冷部材は多段のオリフィス板
３３によって減圧される。減圧装置の抵抗の大きさは多
段のオリフィス３３の段数および流路３４の内径によっ
て一義的に決定できる。

〔青票技術の問題点）燃料貯蔵は、炉心燃料に比較して、定格運転時に対する
停止時（燃料交換時）の発熱帛の減少率が小さい。なぎ
ならば炉心燃料は、定格運転１Ｎには核分裂により大き
く発熱しているが、燃料交換時は崩壊熱のみになるため
、定格時出力の約０．４％に減少する。一方貯蔵燃料は
、定格運転時には炉心からの漏洩中性子によって発熱し
ているが、その但は炉心燃料に比較して小さい。そのた
め燃料交換時、発熱が崩壊熱のみになっても定格時出力
の約６０％にしか減少しないからである。

しかしながら、全炉心流量は、炉停止時は定格時の約７
％に減少するため、全炉心流子に対する貯蔵燃料の冷却
材必要流山は、定格時は０．３％程度なのに対し、停止
時には約１．５％となる。

ここで、第４図に示したように、減圧装置の流路抵抗の
大きさが一定であるため停止時の必要流量を確保できる
ように、抵抗の大きざを定めねばならない。

このため、定格運転時には冷却材が必要以上に流れるこ
とになる。

〔発明の目的〕

この発明は１．Ｌ記問題点をｊＩｌｉ′決するためにな
されたもので、その目的は、定格運転時には減圧装置の
抵抗が増大し、全炉心流ωに対する貯蔵燃料の冷却材の
割合を減少させ、原子炉停止時には減圧装置の抵抗が減
少し、全炉心流量に対する貯蔵燃料の冷却材の割合を増
Ｊ＋０ざぜることができる炉内燃料貯蔵装置を提供しよ
うとするものである。

（発明の概要）主容器内の炉心を囲む可動遮蔽体の外側に環状に配置さ
れた炉心燃料収容可能な円筒状燃料貯蔵ラックに減圧装
置を通してそのラック内に収容した炉心燃料に冷却材を
供給する炉内燃料貯蔵装置において、炉心流量に応じて
自動的に流路抵抗を変えることのできる減圧装置を設け
たことを特徴とする。そして例えば電ｍ喪失時等の低流
量時に流路圧損を減少させ、貯蔵燃料への全炉心に対す
る流ｍ比を増加させる。したがって１４本発明によれば
定格運転時には炉心燃料を有効に冷却でき炉心の健全性
を増加させることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明に係る炉内燃料貯蔵装置の一実施例を第１
図を参照しながら説明する。

第１図は本発明に係る炉内燃料貯蔵装置の要部を示すも
ので、第４図と同一部分には同−符＠を付して説明する
。

第１の主ケース３１の両側には他の第２、第３のケース
３７．３８が設けられ、これらケース３７．３８内の中
央部よりやや下方にはそれぞれ多孔板３つが設けられて
いる。この多孔板３つの上方には絞り部材４０がガイド
棒４１を介してケース３７．３８内に設けられている。

絞り部材４０は中央部に下方に拡ったテーパ状流路孔４
２が形成されており、この流路孔４２内にこの流路孔４
２の最狭部よりも大きく、かつ最広部よりも小さい直径
をもった例えば金属ボール４３が挿入されでいる。また
ケース３７．３８の上端部にはオリフィス４４を有する
オリフィス板４５が設けら机ている。さらに第１の主ケ
ース３１の下部には第２、第３のケース３７．３８に連
通する流通孔４６が設けられている。

なお、ボール４３はガイド棒４１によって上下動可能に
挿入されるが、半径方向には転がらないようにガイドさ
れる。

その他の構成については従来例とほぼ同様なので省略す
る。しかして、定格運転時等、炉心流ｍが多い場合、ボ
ール４３は冷Ｗ材流路３４から流路孔４６を流れ多孔板
３９から流入した冷Ｗ材の圧力によって押し上げられ、
テーパ状流路孔４２を開基することになる。したがって
、冷Ｗ祠の流路として（よ第１の’Ｅケース、３１内の
流路孔３２だけが連通し、冷却材流■は減少する。

次に熱交換等炉心流量が減少した場合第１図破線に示す
ように、ボール４３は自重で落下しテーパ状流路孔４２
が連通する。この場合、第１の士ケース３１内の流路孔
３２の全−Ｃも開くことになり冷ｌＪＪ材が両方へ流れ
る。

このようにして、定格運転時には第１の主ケース３１内
にのみ冷却材流れる。しかし、炉停止時の流■減少時に
はすべての流路っまり他の第１、第２、第３のケース３
１，３７．３８内に冷却材が流れる。

このために流量減少時に比較し、定格運転時の減圧装置
における抵抗が非常に太き（なる。こ机により、炉停止
時（全炉心冷却材流量減少時）の貯蔵燃料の全炉心流ｍ
に対する冷却材割合に比較して定格運転時の全炉心流量
に対する冷却材割合を小さくすることができる。

ところで、燃料被覆管の健全性は、？ｆ！ｌ覆管の塩度
と燃料ピン内のガス圧に依存する。すなわら、１１覆管
の温度と燃料ピン内のガス圧が低ければ低い程、燃料被
ｍ管の健全性は低くなる。したがって、前述した無駄な
冷却材流量を炉心流量に転用できることになり、炉心燃
料に対する除熱能力を高めることができ、被覆管温度を
低下さｌることができる。

それゆえ燃料被覆管に対する健全性の向上を図ることか
できるため炉心燃料のせ全性を増すことができ、安全性
を高めることができる。

なＪ５、この減少割合の調整はオリフィス仮３３の流通
孔のｎ径、段数ｄ−寸よびオリフィス板３３゜４５の組
合せ方法を任息に選択することによって可能て゛ある。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば定格運転時の全炉
心流量に対重る炉内貯蔵装置への流量割合を炉停庄時（
燃料交換時）に比較して減少させることができる。

このため、従来は無駄流Ｍとなっていたものを４炉Ｉけ
に流づことができるため、炉心の除熱能力を向上させ、
燃料被覆管の冷却効率が向上し、炉心燃料の叶仝性を高
めることができ、もって原子炉の安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る炉内燃料貯蔵装置の一実施例にお
ける減圧装置部分を示す縦断面図、第２図は従来の高速
増殖炉を示す縦断面図、第３図は第２図の炉内燃料貯蔵
装置の周辺を拡大して示す縦断面図、第４図は第３図の
炉内燃料貯蔵装置にＩｔ５ｉ′Ｊる減圧装置を示す縦断
面図である。１・・・土＠器、２・・・炉心、３・・・ブランケット
、４・・・炉心槽、５・・・土部支持板、６・・・可動
遮蔽体、７・・・炉内燃斜貯蔵装β、８・・・固定遮蔽
体、９・・・上部間口、１０・・・ルーフスラブ、１１
・・・炉心上部機構、１２・・・ポンプ、１３・・・中
間熱交換器、１４・・・ポンプノズル、１５・・・横プ
レナム、１６・・・隔壁、１７・・・土部支持板、１８
・・・高圧ブレナム、１つ・・・減圧装置、２０・・・
支持板、２１・・・隔壁、２２・・・サブブレナム、２
３・・・燃料貯蔵ラック、２４・・・貯蔵燃料、２５・
・・下部流路孔、２６・・・エントランスノズル、２７
・・・支持部材、２８・・・側壁、２９・・・連通孔、
３０・・・区隔板、３１・・・第１の主ケース、３２・
・・流路孔、３３．４５・・・オリフィス板、３４・・
・冷却材流路、３５・・・冷ｙｒ１月入口、３６・・・
案内部材、３７．３８・・・第２、第３のケース、３つ
・・・多孔板、４０・・・咬り部材、４１・・・ガイド
棒、４２・・・テーパ状流路孔□４３・・・金属球、４
４・・・オリフィス、４６・・・流路孔。某　ｌ　画＄　４　日

Claims

【特許請求の範囲】１、主容器内に配置された炉心を取り囲んで設けられる
可動遮蔽体の外側に環状に配置された炉心燃料を収容可
能な円筒状燃料貯蔵ラックにオリフィス板を多段に配置
した主ケースを有する減圧装置を通して、その燃料貯蔵
ラック内に収容した炉心燃料に冷却材を供給する炉内燃
料貯蔵装置において、前記主ケースに隣接して他のケー
スを連通可能に設け、この他のケース内に流路下流側に
狭まるテーパ状流路孔を有する絞り部材を設けるととも
に、この流路孔の最狭部よりも大きくかつこの流路孔の
最広部よりも小さい直径をもったボールをこの流路孔内
に挿入したことを特徴とする炉内燃料貯蔵装置。２、前記他のケースは主ケースに隣接して複数個設けら
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
炉内燃料貯蔵装置。