JPS61159184A - タンク型高速増殖炉 - 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〕 本発明はタンク型高速増殖炉に係り、特に炉心を吊り持
ち支持する吊り胴を改良したタンク型高速増殖炉に関す
る。

〔発明の技術的背景〕

一般に高速増殖炉は炉構造により分類され、原子炉容器
内に中間熱交換器と冷却材循環ポンプとが設置されるタ
ンク型と、これらが設置されていないループ型とがある
。

タンク型増殖炉では、一般に電気出力が１００万Ｋｗｅ
相当の場合、原子炉容器内に中間熱交換器、冷却材循環
ポンプ等があるために容器の直径が２０７ＦＬ以上にな
る。このため、原子炉容器の上端開口部を開基するルー
フスラブも大径となり、地震時、特に垂直地震時におい
ては、ルーフスラブの上下変位（撓み量）が大きくなる
傾向にある。したがって、従来、炉心を原子炉容器の下
部あるいは側部から支持する形式のタンク型増殖炉にお
いては、地震時に生ずるルーフスラブと炉心との上下方
向の相対変位によって制御棒が炉心から過度に引き抜か
れることになり、原子炉の健全性にとって好ましくない
。

これに対して近年、地震時のルーフスラブと炉心との相
対変位を小さく抑えるために炉心部をルーフスラブから
吊り下げる形式のタンク型高速増殖炉が提案されている
。

第５図はこのようなタンク型高速増殖炉の従来例を示す
もので、図において符号１は原子炉容器を示している。

この原子炉容器１内には、中間熱交換器２、冷却材循環
ポンプ３、炉心４．ｆ５よび炉心支持構造物５が収納さ
れている。

炉心部６は、円筒型の吊り胴７によってルーフスラブ８
から原子炉容器１の低温領域内に吊り下げられている。

この炉心部６の周辺には、炉心４の水平方向の変位を規
制するための振れ止め９が原子炉容器１の内壁に固定さ
れている。

ルーフスラブ８には、原子炉出力を制御するための制御
棒駆動機構１０が設けられており、この制御棒駆動機構
１０は吊りＩＩ　７内を通り炉心４に延びている。

また、原子炉容器１内には液体金属の冷却材１１が同図
に示す液位まで蓄えられ、隔壁１２によって高温領域と
低温領域とに仕切られている。この隔壁１２は、吊りＩ
Ｉ７と熱遮蔽壁１３とに溶接結合して支持されている。

なお、原子炉容器１内の冷却材１１液面からルーフスラ
ブ８までのカバーガス空間１４には、アルゴンガス等の
カバーバスが封入されている。

原子炉容器１内の冷却材１１は、冷却材循環ポンプ３に
その吸込口１５から吸込まれ、ポンプ吐出管１６を通り
炉心部６の高圧プレナム１７に送り込まれる。高圧プレ
ナム１７に送り込まれた冷却材１１は炉心１４で加熱さ
れて高温領域のホットプール１８に流出し、吊り胴７に
形成されたフローホール１９を通り、中間熱交換器２内
にその流入口２０から流入する。

中間熱交換器２内に流入した冷却材１１は二次系の冷却
材と熱交換され、低温となって低温領域のコールドブー
ル２１に流出する。そして、コールドブール２１に流出
した冷却材１１は再び冷却材循環ポンプ３により上述し
た流路を循環する。

このように、この種のタンク型高速増殖炉では、炉心部
６とルーフスラブ８とが吊り胴７によって結合されてい
るため、吊り胴７には高温領域のホットブール１８内の
液体金属を中間熱交換器２に導くフローホール１９が形
成されている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、このように構成されたタンク型高速増殖
炉では、第６図に示すように、ホットブール１８から７
０−ホール１９を通り、中間熱交換器２側へ流入する冷
却材１１は、円筒型の吊り胴７がその流入を妨げるもの
となり、図中に矢印で示す如き流れ方をする。

即ち、図から明らかなように、フローホール１９から流
入した冷却材１１はかなりの速度をもって冷却材１１の
自由液面Ｆに衝突する。この結果、冷却材１１の自由液
面Ｆが波立ち、冷却材１１内にカバーガスが巻込まれる
。

このようにして冷却材１１に巻込まれたカバーガスは、
第５図に示す中間熱交換器２に流入し、二次系の冷却材
と熱交換された後、低温となって低温領域のコールドブ
ール２１に流出する。

このコールドブー２１に流出し°た冷却材１１は、再び
冷却材循環ポンプ３により炉心内に流入することとなる
が、このような冷却材１１中には前述のようにした巻込
まれたカバーガスが含まれているため、このカバーガス
が炉心内の反応度を不要に変化させるという問題がある
。

さらに、原子炉が緊急停止され、炉心４の出力が急激に
低下した場合、第５図に示すホットプール１８が吊りＩ
Ｉ７によって分断されてるいため、特に、フローホール
１９下方の部分では炉心４から流出した低温の冷却材１
１と元々の高温の冷却材１１とが混合せず、吊り胴７の
内外面間に過大温度差を生じさせ、吊り１１７の構造健
全性を損わせる可能性がある。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、冷却
材の自由液面におけるカバーガスの巻込み現象を効果的
に防止することができ、かつ原子炉の緊急停止のような
過渡変化時においても吊り胴の内外面間に過大な温度差
を生ずることがないタンク型高速増殖炉を提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明は、液体金属を収容
する原子炉容器と、この原子炉容器の上端開口部を遮蔽
するルーフスラブと、前記原子炉容器内に収納される炉
心と、この炉心を前記ルーフスラブに吊り持ち支持する
吊り胴と、この吊り胴と前記原子炉容器とが形成する空
間内に配設される中間熱交換器とを備えたタンク型高速
増殖炉において、前記吊り胴の全部または一部を棒状材
によって構成したとを特徴としている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を第１図〜第４図に示す一実施例に
ついて説明する。

原子炉容器１内に中間熱交換器２、冷却材循環ポンプ３
が配設しである。炉心４および炉心支持構造物５からな
る炉心部６は、吊り胴７によってルーフスラブ８から吊
り下げられており、原子炉容器１の内壁に固定された振
れ止め９によって水平方向の変位が規制されるようにし
ている。

ルーフスラブ８に設けられた制御棒駆！ｌ１機構１０は
吊り胴７を通って炉心４に延び、原子炉出力を制御する
。

また、原子炉容器１内には冷却材１１が収容されている
。この原子炉容器１内は隔壁１２によって高温領域と低
温領域とに仕切られている。隔壁１２は吊り胴７と熱遮
蔽壁１３とに溶接されている。冷却材１１の液面からル
ーフスラブ８までのカバーガス空間１４には、アルゴン
ガス等のカバーガスが封入されている。

そして、冷却材１１は、冷却材循環ポンプ３によりその
ポンプ吸込口１５から吸込まれ、ポンプ吐出管１６を経
て炉心部６の高圧プレナム１７へ送り込まれる。その後
炉心４内を上昇して高温領域のホットブール１８に流出
する。流出した冷却材１１は吊り胴７を通過して中間熱
交換器３内にその流入口２０から流入する二次系の冷却
材と熱交換され、低温領域のコールドブール２１に流出
し、冷却材循環ポンプ３にて再び吸込まれて循環する。

しかして、第２図に示すように、吊り胴７は、棒状材２
２を格子状に組合せた周壁構成とされ、その周壁を冷却
材が貫通して流れ得るようになっている。

なお、冷却材１１の自由液面の近傍においては、高温の
冷却材１１とカバーガス空［１１４内の低温のカバーガ
スとが隣接しており、吊り胴７に鉛直方向の過大な温度
勾配を生じ、構造健全性を損うおそれがあるので、前記
棒状材２２による構造は、通常運転時において最も液面
の低下する燃料交換時の冷却材液面位置よりも下側の部
分だけに採用している。

また、棒状材２２による格子構造を採用すると、吊り胴
７の強度が低下し、地震時の上下動によって座屈を生ず
るおそれがあるので、同構造物の構成、寸法等は、吊り
胴７の適切強度と冷却材１の流通性との両者を勘案して
適切に定める。

以上のように構成されたタンク型高速増殖炉では、ホッ
トブール１８から中間熱交換器２側へ流出する冷却材１
１は、第３図に矢印で示す如く、吊り胴７の内外で流通
する。即ち、この実施例のタンク型高速増殖炉では、従
来のようなフローホールがないので、流れが絞られるこ
とがない。また、吊り胴７の周壁を棒状材２２によって
格子状に構成したので、冷却材１１の流れを妨げること
がなく、冷却材１１は吊り胴７が無い場合とほぼ同様の
流れ状態となり、自由液面Ｆへ向って流れる冷却材１１
の流速が大幅に緩和される。

したがって、自由液面Ｆの波立ちを従来より大幅に低減
することができ、これに伴う冷却材１１へのカバーガス
の巻込み現象を従来に比べて大幅に低減することができ
る。

この結果、カバーガスが炉心４内を通過することに伴う
炉心４の反応度の変動を防止することができる。

また、原子炉が緊急停止され、炉心４の出力が急激に低
下して、炉心４から低温の冷却材１１が流出して来た場
合にも、吊り胴７がホットブール１８のほぼ鉛直方向全
域に亘って棒状材２２で構成されていることから元々の
高温の冷却材１１との混合が容易に行なわれ、吊り胴７
の内外面間に過大な温度差が発生することがない。

その結果、このような過渡変化時においても、吊り胴７
の構造健全性を損うことがない。

なお、前記実施例においては、比較的大径の棒状材２２
を小数本組合せて吊り胴７を格子状に構成したが、棒状
材２２の構成、寸法等は、そのようなものに限られない
。例えば、第４図に示すように、大径棒状材２間に比較
的小径の棒状材２２ａを組合せてもよく、また、図示し
ないが小径棒状構造物だけで構成してもよい。要するに
、吊り胴７の構造強度を著しく低下させることがなく、
かつ、冷却材１１が通り易いものであれば、種々の構成
、寸法の棒状材を利用できる。

さらに、第４図に示すように、吊り胴７を構成する棒状
材２２に周方向に沿う鍔状の整流フィン２３を例えば複
数段設け、冷却材１１の流れを規制するようにしてもよ
い。

このような構成によれば、鍔状の整流フィン２３で上向
流を抑止できるので、通常運転時における冷却材１１の
自由液面Ｆの波立ちを更に抑えることができるばかりで
なく、地震時における自由液面Ｆの波立ちをも抑える効
果がある。

また、以上のように、吊り胴７を棒状材２２によって構
成した場合、従来の一体の円筒型のものに比べて、比較
的小型の構成部品の組合せによって吊り胴７を構成する
ことができるので製作が容易となり、経済性の点でも有
利となる。

〔発明の効果〕

以上述べたよ５に、本発明のタンク型高速増殖炉によれ
ば、吊り胴の一部または全部を棒状材によって構成する
ことにより、冷却材の自由液面におけるガス巻込み現象
を有効に防止することができる。この結果、カバーガス
の巻込みに伴う炉心内の反応度の不要な変動を防止する
ことができるとともに、原子炉の緊急停止のような過渡
変化時においても、吊り胴の内外面間に過大な温度差を
生ずることがなく、したがって、吊り胴の構造健全性維
持が確実に図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るタンク型高速増殖炉の一実施例を
示す断面図、第２図はその吊り胴を示す斜視図、第３図
は作用を示す部分断面図、第４図は本発明の他の実施例
を示す斜視図、第５図は従来のタンク型高速増殖炉を示
す断面図、第６図は従来構成による冷却材の流れを示す
部分断面図である。 １・・・原子炉容器、２・・・中間熱交換器、３・・・
冷却材循環ポンプ、７・・・吊り胴、８・・・ルーフス
ラブ、１９・・・フローホール、２０・・・整流フィン
、２２゜２２８・・・棒状材。 第２図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体金属を収容する原子炉容器と、この原子炉容器
   の上端開口部を遮蔽するルーフスラブと、前記原子炉容
   器内に収納される炉心と、この炉心を前記ルーフスラブ
   に吊り持ち支持する吊り胴と、この吊り胴と前記原子炉
   容器とが形成する空間内に配設される中間熱交換器とを
   備えたタンク型高速増殖炉において、前記吊り胴の全部
   また一部を棒状材によって構成したとを特徴とするタン
   ク型高速増殖炉。 ２、棒状材は、吊り胴のうち、燃料交換時における冷却
   材液面位置よりも下側の部分を構成している特許請求の
   範囲第１項記載のタンク型高速増殖炉。 ３、吊り胴は、周方向に沿う鍔状の整流用フィンを有し
   ている特許請求の範囲第１項記載のタンク型高速増殖炉
   。