JPS61145490A - 原子炉装置 - Google Patents

原子炉装置

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JPS61145490A
JPS61145490A JP60271689A JP27168985A JPS61145490A JP S61145490 A JPS61145490 A JP S61145490A JP 60271689 A JP60271689 A JP 60271689A JP 27168985 A JP27168985 A JP 27168985A JP S61145490 A JPS61145490 A JP S61145490A
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JP
Japan
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helium
nuclear reactor
heat exchanger
pressure vessel
tube group
Prior art date
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Pending
Application number
JP60271689A
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English (en)
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クラウス・エルター
ヨーゼフ・シエーニンク
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Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
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Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
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Publication date
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00Reactor types
    • G21C1/32Integral reactors, i.e. reactors wherein parts functionally associated with the reactor but not essential to the reaction, e.g. heat exchangers, are disposed inside the enclosure with the core
    • G21C1/322Integral reactors, i.e. reactors wherein parts functionally associated with the reactor but not essential to the reaction, e.g. heat exchangers, are disposed inside the enclosure with the core wherein the heat exchanger is disposed above the core
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00Reactor types
    • G21C1/04Thermal reactors ; Epithermal reactors
    • G21C1/06Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
    • G21C1/07Pebble-bed reactors; Reactors with granular fuel
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/18Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21DNUCLEAR POWER PLANT
    • G21D9/00Arrangements to provide heat for purposes other than conversion into power, e.g. for heating buildings
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、球形燃料要素の堆積物から成る炉心を冷却ガ
スが下から上へ貫流するガス冷却式高温小形原子炉と、
原子炉圧力容器の中で高温小形原子炉の上側に設置され
、好ましくは2台の循環送風機が接続され、冷却ガス流
の中に配列された熱利用系統と、鋼製圧力容器の中に設
置された少くとも1個の残留発熱交換器を有し、鋼製圧
力容器の中に格納された原子炉装置に関する。
〔従来の技術〕
上記種類の原子炉装置は西独特許出願P3435 25
5.4号に記載されている。この引例装置の場合、残留
発熱交換器はその一次側が、熱利用系統をなす主熱交換
器に流れ方向に直接接続され、常時全冷却ガス流が貫通
し、残留発熱交換器は主熱交換器の下に配設されている
。残留発熱交換器の二次側は残留発熱排出用の水循環路
を介して、高レベル位置に設けられた外部再冷却熱交換
器に連通し、外部再冷却熱交換器は更に熱シンク、例え
ば冷却塔に連結されている。
エネルギー源とじてやはシ高温小形原子炉を有し、西独
特許出願公開第3212264号に開示された原子力熱
発生装置も本発明の先行技術に属する。この小形原子炉
は、種々の熱利用系統、例えば蒸気発生器、管形分解炉
又はヘリウム・ヘリウム熱交換器を簡単かつ経済的に接
続可能に製造されておシ、特別の残留発熱排出装置は上
記原子力熱発生設備には設けられていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明が解決しようとする問題点は、発生した熱を中間
循環路に取出すことができ、炉心から確実に残留発熱の
排出可能に形成された、産業上の利用分野の冒頭記載の
原子炉装置を提供することである。
〔問題を解決するための手段〕 上記の問題点を解決するために、この発明の原子炉装置
は、次のように形成される。すなわち、 a)熱利用系統は周知のヘリウム・ヘリウム熱利用交換
器からなシ、ここで一次ヘリウムがその熱を、二次回路
を循環する二次ヘリウムに付与し、 b)ヘリウム・ヘリウム熱交換器は周知のよりに、少く
とも1個のコイル管群から成り、該コイル管群は原子炉
の上方にある高温ガス溜めまで延出し、下方から高温ガ
スが送り込まれる。
C)残留発熱交換器が流れ方向に見てヘリウム・ヘリウ
ム熱交換器の直後に接続され、常時全冷却ガスが該残留
発熱交換器を流れ、 d)低温ガス流の中にある循環送風機は周知のように相
互に並列に接続されている。
〔作 用〕
本発明の原子炉装置では、高温小形原子炉から送出され
る高温ガスは天井部の反射器を貫流して高温ガス溜めに
入った後、下方からヘリ・ラム・ヘリウム熱交換器に送
られ、該熱交換器に属する導管を周回して流れ、高温ガ
スが有する熱はその際、導管の中を流れる二次ヘリウム
に熱を移される。
残留発熱の排出は、一次回路にある残留発熱交換器を介
して行われる。正常運転時は残留発熱交換器の一次側に
は低温ガス温度が作用する。
残留発熱交換器のために特別のフラップや送風器を設け
る必要はない。上記ヘリウム・ヘリウム熱交換器用の2
台の循環送風機が停止した場合は、残留発熱は自然対流
によって排出される。
ヘリウム・ヘリウム熱交換器の一次側と二次側は同じ圧
力のもとにあるから、残留発熱排出操作の際に被害を受
けることはない。
この発明の変形例として、ヘリウム・ヘリウム熱交換器
と連結された高温小形原子炉の残留発熱を、二次側に配
設した熱交換器を介して排出するようにしてもよい。
〔実施例〕
図示するように、鋼製圧力容器lは円環状横断面を有し
、その中間部1aは細く形成され、上部1bは再び太く
拡大されている。主要部すなわち下部に高温小形原子炉
2が設置され、その炉心3は球形燃料要素の堆積物を有
する。堆積物の全周は黒鉛反射体4で取囲まれる。上方
から装入される(図示せず)燃料要素は4個の球抽出管
5によって炉心3から抽出される。冷却ガス、すなわち
一次ヘリウムは燃料要素堆積物を下から上へ貫流する。
黒鉛反射器4の天井部4aの上に高温ガス溜め6が設け
られ、炉心3の下側には低温ガス溜め2が設けられてい
る。
鋼製圧力容器1の細まった部分1aの周囲には、鋼製圧
力容器1よシ小さな直径のピッチ円上に、高温小形原子
炉2の緊急停止と制御のための複数個の吸収棒8が配設
されている。吸収棒8は黒鉛反射体4の中に挿入するこ
とができる。またこの圧力容器区域には、小形吸収法の
収容容器9が鋼製圧力容器1の外側に取付けられている
。上記吸収球は導管1oによって炉心3に送フ込まれ、
球抽出管5によって再び抽出される。該吸□収球は高温
小形原子炉の第2の緊急停止系統を形成する。
鋼製圧力容器Iの中間部1aと上部zbに熱利用系統、
すなわちこの場合ヘリウム・ヘリウム熱交換器IIが格
納される。本実施例ではこの熱交換器11は、同心配列
で相前後して接続された2個の別個の環状コイル管群1
2及び13から成る。2個のコイル管群12及び13は
異なる長さを有し、内側の長いコイル管群12は高温ガ
ス溜め6まで延出し、短い外側のコイル管群13は圧力
容器上部lb内に収容される。
一次高温ヘリウムは高温ガス溜め6から出て、下方から
コイル管群12に流入し、導管の外側に沿って上方に導
かれ、その際、導管を貫流する二次ヘリウムに熱を与え
る。内側コイル管詳12の上端で一次ヘリウムは反転し
、上から外側コイル管群13に入シ、そこで更に冷却さ
れる。
鋼製圧力容器1と熱交換器外被の間に形成された環状流
路I4及び鋼製圧力容器1と°黒鉛反射体4の間に設け
られた環状の間隙15を経て、一次低温ヘリウムは鋼製
圧力容器1の底部へ送られる。該底部の外側には2台の
並列接続の循環送風機16が取付けられ、循環送風機1
6は低温ヘリウムを低温ガス溜め7を経て炉心3に返送
する。
鋼製圧力容器の上部1bの中の、外側コイル管群13の
下に、環状に構成された残留発熱交換器17が配置され
ている。残留発熱交換器12の一次側は外側コイル管群
13の近接下方位置に設けられ、正常運転時には低温ガ
ス流の中にある。又残留発熱交換器は内側コイル管群1
2と同心に配設され、2つの別箇の用水系統を備えてい
る。上記2系統の1つは用水供給管18aと排出管19
&を有し、他の1つは用水供給管18bと排水管19b
を有する。
二次側のヘリウムをヘリウム・ヘリウム熱交換器11に
送るために、圧力容器上部zbの、残留発熱交換器17
と外側コイル管群13の間に、環状コレクタ21に鮨口
して横方向すなわち図の外方に延びる複数個の連接管2
0が取付けられておシ、環状コレクタ21は、導管22
を介して外側コイル管群13の加熱面を有する管に連通
する。
外側コイル管群13の上方に別の管状コレクタ23が設
けられ、外周を逆方向に流れる高温の1次ヘリウムによ
シ加熱された2次のヘリウムはこの管状コレクタ23に
集められ、続いて導管24を介して内側コイル管群12
の加熱面を有する管に送られる。この管の中ではガスは
下に流れ、出口コレクタ25に到達する。内側コイル管
群12の中央を貫いて管26が設けられ、導管26は下
方で出口コレクタ25に接続されて上方に延び上端部は
圧力容器1から外に突出している。上記管26を介して
二次高温ヘリウムが排出され、図示しない配管によシ所
定の需要設備に送られる。
〔発明の効果〕
前記特許請求の範囲及び実施例に記載された構成を膚す
るこの発明の原子炉装置は、該原子炉装置から発生した
熱を中間の循環路に取9出すことができ、従って残留発
熱の排出を確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の原子炉装置の縦断面図を示す。 1・・・鋼製圧力容器、1a・・・中間部、Ib・・・
上部、3・・・原子炉、6・・・高温ガス溜め、11・
・・ヘリウム・ヘリウム熱交換器、12・・・内側コイ
ル管群、13・・・外側コイル管群、16・・・循環送
風機、17・・・残留発熱交換器、21・・・環状コレ
クタ、22・・・導管、23・・・管状コレクタ、24
・・・導管、25・・・出口コレクタ、26・・・管。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)球形燃料要素の堆積物から成る炉心を冷却ガスが
    下から上へ貫流するガス冷却式高温小形原子炉と、原子
    炉圧力容器の中で高温小形原子炉の上方に設置され、好
    ましくは2台の循環送風機が接続され、冷却ガス流の中
    に配列された熱利用系統と、鋼製圧力容器の中に設置さ
    れた少くとも1個の残留発熱交換器とを有する、鋼製圧
    力容器の中に格納された原子炉装置において、下記の特
    徴すなわち a)熱利用系統が公知のようにヘリウム・ヘリウム熱交
    換器(11)から成り、該熱交換器(11)に於て一次
    ヘリウムがその熱を、二次回路を循環する二次ヘリウム
    に付与すること、 b)ヘリウム・ヘリウム熱交換器(11)が周知のより
    に、少くとも1個のコイル管群から成り、該コイル管群
    が原子炉(3)の上にある高温ガス溜め(6)まで延出
    し、下方から高温ガスが送り込まれるように形成されて
    いること、 c)残留発熱交換器(17)が流れ方向に見てヘリウム
    ・ヘリウム熱交換器(11)の直後に接続され、常時全
    冷却ガス流が流されていること、 d)低温ガス流の中にある循環送風機(16)が周知の
    ように互に並列に接続されていること、 を特徴とする原子炉装置。
  2. (2)ヘリウム・ヘリウム熱交換器(11)が2個の別
    個の、同心配列で相前後して接続された、異なる長さの
    コイル管群(12、13)から成り、内側の長いコイル
    管群(12)のみが高温ガス溜め(6)まで伸張するこ
    とを特徴とする、特許請求の範囲第(1)項に記載の原
    子炉装置。
  3. (3)内側のコイル管群(12)の上端に於て、一次ヘ
    リウムの流れの反転が行われ、外側のコイル管群(13
    )に上からガスが送り込まれることを特徴とする、特許
    請求の範囲第(2)項に記載の原子炉装置。
  4. (4)残留発熱交換器(17)が環状に構成され、外側
    コイル管群(13)の下方に於て内側コイル管群(12
    )を同心に取囲むことを特徴とする、特許請求の範囲第
    (2)項に記載の原子炉装置。
  5. (5)鋼製圧力容器(1)が細まった中間部(1a)と
    、再び拡がった上部(1b)を有し、上部(1b)が外
    側コイル管群(13)と残留発熱交換器(17)を収容
    することを特徴とする、特許請求の範囲第(2)項及び
    第(4)項のいずれか1に記載の原子炉装置。
  6. (6)循環送風機(16)が周知のように鋼製圧力容器
    (1)の下方に配設されていることを特徴とする、特許
    請求の範囲第(1)項に記載の原子炉装置。
  7. (7)2台の循環送風機が中央の細まった圧力容器区域
    で銅製圧力容器の横に配設され、鋼製圧力容器に対して
    遮蔽されていることを特徴とする、特許請求の範囲第(
    1)項に記載の原子炉装置。
  8. (8)残留発熱交換器(17)と外側コイル管群(13
    )の間に配置された環状コレクタ(21)に接続され横
    方向に延びる多数の連接管(20)が、二次ヘリウムを
    受け入れるために配置され、環状コレクタ(21)は導
    管(22)を介して外側コイル管群(13)の加熱面を
    有する管と連通することを特徴とする、特許請求の範囲
    第(2)項、第(3)項及び第(5)項のいずれか1に
    記載の原子炉装置。
  9. (9)外側コイル管群(13)の上方に二次ヘリウム用
    の別の管状コレクタ(23)が設けられ、環状コレクタ
    (23)が導管(24)を介して内側コイル管群(12
    )の加熱面を有する管と連通することを特徴とする、特
    許請求の範囲第(8)項に記載の原子炉装置。
  10. (10)熱せられた二次ヘリウムの返送のために用いら
    れ、内側コイル管群の下で出口コレクタ(25)に接続
    する管(26)が内側コイル管群(12)の中央部に配
    設されていることを特徴とする、特許請求の範囲第(9
    )項に記載の原子炉装置。
JP60271689A 1984-12-18 1985-12-04 原子炉装置 Pending JPS61145490A (ja)

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DE19843446101 DE3446101A1 (de) 1984-12-18 1984-12-18 In einem stahldruckbehaelter untergebrachte kernreaktoranlage mit einem gasgekuehlten ht-kleinreaktor
DE3446101.9 1984-12-18

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