JPS61180190A - 高速増殖炉の熱遮蔽装置 - 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、冷却材（：液体ナトリウムなどを使用する液
体金属冷却型高速増殖炉の熱遮蔽装ｆｔＥ関する。

〔発明の技術的背景〕

一般的なタンク型の高速増殖炉を第４図：：より説明す
る。炉容器ｌ内には冷却材である液体金属ナトリウム２
が充填されており、多数の燃料集合体（図示せず）の整
列配置された炉心３が炉容器ｌの中央部に位置するよう
にナトリウム２中；；浸漬装置されている。炉容器ｌ内
は炉心３の外周に接続さｒした仕切壁４により上下方向
に仕切られてＳす、上方（：はホットプール５が、まに
下方にはコールドプール６が形成されている。

炉容器ｌの上部は開口しており、この開口は遮蔽プラグ
であるルーフスラブ７によって閉塞されている。ルーフ
スラブ７の中央部；：は炉心３の真上位置に臨む炉心上
部機構８が垂設されている。

また前記仕切壁４には中間熱交換器９とポンプＩＯが支
持されており、ナトリウム２はこれら中間熱交換器９８
よび循環ポンプｌＯｔ二より炉心３内を下方から上方へ
微流れ、炉容器ｌ内を循環するようになっている。なお
、ナトリウム液面りとルーフスラブ７との間にはカバー
ガス空間１１が形成され、そのガス空間１１内にはアル
ゴンガス等の不活性ガスが封入されている。

上記構成において、炉心３で約５００〜６００℃に加熱
さＴＬＺナトリウム２は、ホットプール５から中間熱交
換器９に導入され、ここで二次ナトリウムと熱変換して
約３００〜４００℃に冷却される。そして冷却されたナ
トリウム２はコールドプール６に流出してポンプ１０で
加圧され、再び炉心３内に送り込まれて炉容器り内を再
び循環する。

ところで、このような高速増殖炉においては炉心３内の
燃料集合体を交換する際、炉容器ｌ内のナトリウム温度
は原子炉停止によって急激に降下し、燃料交換後の運転
再開時には逆（＝急激に上昇する。この温度変動は、ナ
トリウムの液面り近傍で特に著しく、例えば運転停止直
後は約５００〜６００℃から約３００〜４００℃へ急激
（：降下する。このような急）な温度変動は、ナトリウ
ム液面りと直接接している炉容器ｌ、炉上部機構８、ポ
ンプｌＯ１中間熱交換器９など（：過大な熱応力を発生
させ、これらの構成部材の疲労を早める恐れがある。

そこで、ナ）リウム液面りと接する炉容器ｌの内壁部に
は、この部分の温度変動を小さくし、熱応力を軽減させ
るために熱遮蔽装置が設けらｎている。

従来の熱遮蔽装置は、第７図および第８図に示すように
、炉容器ｌのナトリウム液面りと接する内壁部に周役さ
れに環状壁２０と、この環状壁２０の下部と炉容器ｌの
間を密閉する底板２１と、環状壁２０の上部と炉容器ｌ
の間を覆うカパーｎ等から成っている。ｆ容器ｌと環状
壁２０と底板２１とカバー２２と：：よって囲まれる環
状空間ｎ内には、環状壁２０ｉ＝沿って同心円状にかつ
周方向および径方向（ニ一定間隔を有して複数の熱遮蔽
仮寓が並列し工設けられている。この熱遮蔽装置では、
炉容器ｌの内壁部Ｃ：環状空間（ガスダム）四を設ける
ことによってガス断熱層を形成し、ナトリウム液面りが
直接炉容器１；：番しないようにするとともに、環状空
間ｎ内；二配設された熱遮蔽板スにより環状壁２０から
の輻射熱を遮蔽するようになっている。なお、熱遮蔽仮
寓は支持５２５により環状空間ｎ内に支持されている。

まに局方向に隣接する熱遮蔽板２４同士の合せ目の間隙
人は、熱遮蔽板の熱膨張を吸収するためのものであって
、第８図に示すよう（：この間隙人は径方向に重なり合
わないようになっている。

っている。

〔背景技術の問題点〕

この熱遮蔽装置では、環状空間器内に第７図および第８
図（；示すガスの自然対流が生ずる。すなわち、環状壁
器はナトリウム２によって熱せられ、炉容器ｌの外側は
外部への放熱：：よって冷却されるため、全体としては
第７図に示すよう（：、環状壁２０近傍のガスは上昇流
あとなり、炉容器１近傍のガスは下降流ごとなる。そし
て環状京間器上部では内側から外側へ向かう流れ四、環
状空間お下部では外側から内側へ向かう流３２９を生ず
る。これらの径方向の流ｒＬ２８．２９は第８図に示す
よう（−１各熱遮蔽板Ｕの周方向の間隙人を通って流れ
る。

前述のよう（：この間隙人は径方向；二重なり合わない
定め、この径方向の流れ２８　、２９　Ｅ伴なって周方
向の流ｒＬ３０が生ずること（：なる。以上述べたガス
の流れ２６　、２７　、２８　、２９　、３０が発生す
ると、これに伴なう熱伝達が促進され、熱遮蔽装置の断
熱機能が損われるため好ましくない。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点を考慮してなされたもので、その目
的は、冷却材液面近傍の環状空間の少なくとも上部では
自然対流を防止して断熱能力を向上させ、これによって
炉容器に生ずる熱応力・熱変形を軽減し、炉容器の健全
性を確保し信頼性の高い高速増殖炉の熱遮蔽装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するためのものであって、炉
容器の冷却材液面と接する内壁部に周設さ１、’ｒ＝環
状壁と、環状壁と炉容器の間に形成される環状空間と、
環状空間の下部を密閉する底板と、環状空間の上部を覆
うカバーと、環状空間内に環状壁：二沿って周方向およ
び径方向に一定の間隔を有して並列するように配設され
た複数の熱遮蔽板とを具備した高速増殖炉の熱遮蔽装置
において、各熱遮蔽板と径方向に隣接する他の熱遮蔽板
または環状壁まｔは炉容器との間の少なくとも上部（−
は垂直方向ζ二延びる端板があって、この端板により、
これら熱遮蔽板同士ま之は熱遮蔽板と環状壁または炉容
器にはさまれる空間が周方向に分割されているものであ
る。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を第１図ないし第５図により説明する。

第４図は高速増殖炉の全体縦断面図であって、こｒＬ＋
二ついては前述したので詳細説明は省略する。炉容器ｌ
のナトリウム液面りと接する内壁部には熱遮蔽装置が設
けられている。熱遮蔽装置は、炉容器ｌのナトリウム液
面りと接する内壁ｓに周設された環状壁側と、環状壁側
の下部と炉容器１の間を密閉する底板２１と、環状壁２
０の上部と炉容器の間を覆うカバー２２等から成ってい
る。

炉容器ｌと環状壁２０と底板２１とカバー２２とによっ
て囲まれる環状空間お内には、第１図および第２図に示
すように、多数の熱遮蔽板５０が環状壁２０＋＝沿って
同心円状にかつ周方向および径方向に一定間隔を有して
並列して設けられている。熱遮蔽板５０の周方向の合わ
せ目８は径方向に並はないようずらして配列されている
。こｎらの遮蔽板５０の側端部の上部は第３図に示すよ
うに直角に曲げられ、端板５１となっている。この端板
５１は一様な幅であって、この端板５目二よって熱遮蔽
板５０同士の径方向の間隔が保たれる。熱遮蔽板５０に
は複数の貫通孔５２があって、ここを貫通する支持棒四
により、熱遮蔽板５０が炉容器１８よび環状壁２０に固
定されている。これらの熱遮板５０Ｘよび端板５１によ
って環状空間おの上部は分割されている。第３図Ｃ：示
すよう（：熱遮蔽板５０の下部５３は下方に向かって幅
が小さくなって８９、このため径方向に隣接する二つの
熱遮蔽板５０の間の間隙は下方はど大きくなる。熱遮蔽
板５０の表面は高反射率に形成されている。な８、環状
空間ｎはガス空間Ｈ内のガスと同じガスが充満している
。

次にこの実施例の作用を説明する。熱遮蔽板５０の表面
は前述のように高反射率に形成されており、高温のナト
リウム２から環状壁２０を介して炉容器ｌへ流れる輻射
による熱の移動を抑制し、炉容器ｌの温度上昇を抑制す
る。また環状空間％の上部は熱遮蔽板５０と端板５１に
よって分割さｎているため、周方向および径方向の流れ
が遮断され、ガスの自然対流が抑制される。このため、
自然対流による熱移動が抑制される。一方環状空間詔の
下部には端板５１がないため、第８図の場合と同様に周
方向の流れは抑制さｎず、径方向の流ｎも生じて自然対
流となり、これ（：伴なって熱移動が促進される。さら
にまた、熱遮蔽板５０の下部５３が下方に向かって幅が
小さくなっており、径方向（：隣接する熱遮蔽ｖｉ、５
０の間の間隙は下方はど大きくなっているので、上記自
然対流は下方はど促進される。

この結果、原子炉通常運転時における底板２Ｌ収付必ら
ずしも第３図のように下方Ｃ；向かって滑らかに幅せま
くなっている必要はなく、段をなｑし甲もよい。また、
一部の熱遮蔽板５０の下部を短くしておいてもよい。ま
たこの部分が幅せまくなっていなくとも端板５１等によ
る効果へは影響がない。

第６図に示す他の実施例では、熱遮蔽板６ｏと端板６１
は一体でなく、端板６１は断熱性材料からできている。

その他の構成は第１の実施例と同じであろうこの場合も
第１の実施例と同様の効果が得られることは明らかであ
る。さらζ二この場合は、端板６１が断熱性材料である
ためＣ二環扶壁２０から炉容器ｌへの熱移動の抑制（＝
有利である。

上記の実施例では端板５、６１は環状交間絽の上部にの
み存在し、これにより下部の対流はある程度許容ないし
促進されるようにした。端板５、６１を環状空間ｎの上
部から下部まで全体ｔ：設ける場合であっても、例えば
熱遮蔽板５０．６０の下部に流通孔を穿設すること等；
：より同様の効果が得られることはもちろんである。

〔発明の効果〕

本発明（：よれば、高速増殖炉の熱遮蔽装置の環状窒間
内の少なくとも上部では自然対流が抑制され、これによ
り断熱能力が向上し、こｔ′Ｅ、−二よって炉容器に生
ずる熱応力・熱度形が軽減され、炉容器の健全性が確保
される。

【図面の簡単な説明】

第り図は本発明！−係る高速増殖炉の熱遮蔽装置の第１
の実施例の要部横断面図、第２図は第り図の■−■線断
面図、第３図は第１の実施例における熱遮蔽板ｇよび端
板の組立斜視図、第４図は本発明または従来技術（＝よ
るタンク型高速増殖炉の全体縦断面図、第５図は原子炉
通常運転時の炉容器の高さ方向温度分布を示す特性図、
第６図は本発明に係る高速増殖炉の熱遮蔽装置の他の実
施例の要部横断面図、第７図は従来の高速増殖炉の熱遮
蔽装置の要部縦断面図、第８図は第７図の■−■線断面
図である。 ｌ・・・炉容器　　　　　　２・・・ナトリウム７・・
・ルーフスラブ　　　２０・・・環状壁２１・・・底板
　　　　　　　２２・・・カバーｎ・・・環状空間　　
　　　５・・・支持棒５０．６０・・・熱遮蔽板　　　
５Ｌ、６Ｌ・・・端板Ｌ・・・端板　　　　　　　Ｂ・
・・合せ目代理人　弁理士　則　近　憲　佑 （ばか１名） 第１図　　　　第２図 第３図 、５″３ 第５図 り か容４壁瓜鷹 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体金属冷却材を貯溜し上部開口をループスラブに
   より閉塞された炉容器の冷却材液面と接する内壁部に周
   設された環状壁と、この環状壁の下部と炉容器の間を密
   閉する底板と、環状壁の上部と炉容器の間を覆うカバー
   と上記環状壁と炉容器と底板とカバーとによつて囲まれ
   る環状空間と、この環状空間内に上記環状壁に沿つて周
   方向および径方向に一定間隔を有して並列するように配
   設された複数の熱遮蔽板とを具備した高速増殖炉の熱遮
   蔽装置において、周方向に隣接する熱遮蔽板の合わせ目
   は径方向にずれた位置にあり、熱遮蔽板の側端部には垂
   直方向に延びる端板があつて、この端板により、これら
   熱遮蔽板同士または熱遮板と環状壁または炉容器にはさ
   まれる空間の少なくとも上部が周方向に分割されている
   ことを特徴とする高速増殖炉の熱遮蔽装置。 ２、端板は断熱材から成ることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の高速増殖炉の熱遮蔽装置。 ３、端板は環状空間の上部のみ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項記載の高速増殖炉の熱
   遮蔽装置。 ４、熱遮蔽板の下部の幅が上部の幅よりも小さいことを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の高速増殖炉の熱
   遮蔽装置。