JPS61290383A - ル−プ型高速増殖炉 - Google Patents

ル−プ型高速増殖炉

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JPS61290383A
JPS61290383A JP60132172A JP13217285A JPS61290383A JP S61290383 A JPS61290383 A JP S61290383A JP 60132172 A JP60132172 A JP 60132172A JP 13217285 A JP13217285 A JP 13217285A JP S61290383 A JPS61290383 A JP S61290383A
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JP
Japan
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overflow
reactor
pipe
heat exchanger
coolant
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Application number
JP60132172A
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English (en)
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JPH032438B2 (ja
Inventor
健二 小沢
秀明 伊東
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Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
Original Assignee
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
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Publication date
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Publication of JPH032438B2 publication Critical patent/JPH032438B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

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〉 この発明は、ループ型の高速増殖炉に関し、さらに詳し
くは、原子炉容器のオーバーフロー配管の熱衝撃の低減
および原子炉容器内冷却材の高温熱層化現象の早期解消
を図ることができるようにしたループ型高速増殖炉に関
するものである。
〈従来の技術〉 ループ型高速増殖炉の一次冷却系は、第4図に示したよ
うに、原子炉容器1の下部に設けた一次冷却材入口配管
2から導入された一次冷却材(例えばナトリウム)が炉
心3を流通したのち、原子炉容器1上部の−次冷却材出
口配管4から流出して、原子炉外部に設けた熱交換器お
よび一次主循環ポンプ(いずれも図示せず)を経て再び
冷却材入口配管2から原子炉容器1内へ循環するように
構成されている。
この−次冷却系とは別に、−法主循環ポンプの運転状態
や冷却系統の温度変化による冷却系統のナトリウム容量
変化を吸収あるいは補充して原子炉容器1内の液位りを
常に一定に保つためのオーバーフロー系が設けられてい
る。このオーバーフロー系は、−次冷却材出口配管4の
上方に配設したオーバーフロー管5からオーバーフロー
した余剰のナトリウムをオーバーフロー戻り配管6によ
り原子炉容器1外へ導きオーバーフロータンク7へ落下
させる一方、オーバーフロータンク7のナトリウムを電
磁ポンプ8により原子炉容器1内へ汲上げるように構成
されている。
かような高速増殖炉においては、原子炉出力運転中の冷
却系統温度は非常に高く、−次冷却系では500℃以上
の高温となる。この状態で一次主循環ポンプの停止を伴
う原子炉スクラム(外部電源喪失事故等)が発生すると
、原子炉容器1内のナトリウム液位は一次主循環ポンプ
による液面押上げ力の喪失および急激な熱収縮によって
急激に低下する。このためオーバーフロー管5からオー
バーフローするナトリウムの流れが途切れて、オーバー
フロー戻り配管6には急激な温度降下現象が発生する。
一方、原子炉容器1内上層部のナトリウムは一次主循環
ポンプによる攪拌力の低下から高温となって滞留する現
象(熱層化現象)が発生する。かような状態でオーバー
フロー系電磁ポンプ8のナトリウム汲上げにより原子炉
容器1内ナトリウム液位が回復してオーバーフ市−が再
開すると、急激な温度降下現象を起しているオーバーフ
ロー戻り配管6内へ高温ナトリウムが流れるため熱衝撃
が発生することになる。
〈発明が解決しようとする問題点〉 このような熱衝撃による配管等の損傷を防止するために
、従来は一次主循環ポンプの停止を伴う原子炉スクラム
が発生した場合には、オーバーフロー系電磁ポンプ8に
よる原子炉容器1内のナトリウム液位回復をオーバーフ
ロー・レベル手前で停止し、次いで冷却系統の降温操作
を実施して各部に熱衝撃が発生しないことを確認したの
ち、オーバーフロー系の汲上げを再開してオーバーフロ
ー管5からのオーバーフローを再開させていた。
このため原子炉停止後の再起動は、冷却系統の温度が降
下するまで行なえないため、原子炉停止から再起動させ
るまでに10時間以上を必要としている。
そこでこの発明は、オーバーフロー戻り配管に発生する
熱衝撃を防止して配管の損傷を未然に防ぐとともに、原
子炉容器内に発生する熱層化現象を早期に解消し、原子
炉停止後の再起動時間を短縮してより効率的な運転を行
なえるループ型高速増殖炉を提供することを目的として
なされたものである。
く問題点を解決するための手段〉 すなわちこの発明によるループ型高速増殖炉は、原子炉
容器下部に一次冷却材入口配管を、該原子炉容器上部に
一次冷却材出口配管をそれぞれ備え、さらに該冷却材出
口配管の上方に配設した該原子炉容器内冷却材のオーバ
ーフロー管とオーバーフローpた冷却材を該原子炉容器
外へ導くオーバーフロー戻り配管とを備えた第4図のご
とき従来のループ型高速増殖炉において、該冷却材出口
配管の開口部近傍の原子炉容器内に熱交換器を配置し、
該オーバーフロー管からオーバーフローした冷却材が該
熱交換器を通って該オーバーフロー戻り配管へ導かれる
ようにしたことを特徴としたものである。
〈実施例〉 以下にこの発明を図面に示す実施例を参照して詳述する
第1図は第4図における一次冷却材出口配管4およびオ
ーバーフロー管5の近傍を拡大して示すものであり、第
4図と同じ部材には第4図と同じ引用符号を付すことに
より説明を省略する。
第4図の従来の高速増殖炉と相違する点は、冷却材出口
配管4の開口部近傍の原子炉容器1内に熱交換器107
2設け、オーバーフロー管5からオーバーフローした冷
却材例えばナトリウムがこの熱交換器10を通ってオー
バーフロー戻り配管6へ導かれるようにした点である。
この熱交換器10は、オーバーフロー能力に影響を与え
ないように傾斜して配置し、さらには伝熱面積を大きく
するために第2図に示したようなフィン付き多管型熱交
換器とすることが好ましい。
かような熱交換器10の設置によって、原子炉容器1内
ナトリウム上層部の高温ナトリウム層Aからオーバーフ
ロー管5を経てオーバーフローしてきた高温ナトリウム
は、冷却材出口配管4の上端レベル4aより下方にある
比較的低温のナトリウム層Bのナトリウムとの間で熱交
換し、低温す]〜リウム層Bの温度近くまで降温された
のち、オーバーフロー戻り配管6へ導かれることになる
。こうした観点から、熱交換器10の設置位置は、熱交
換器の上端が冷却材用ロ配管4開ロ部の上端レベル4a
より下方にあり、熱交換器の下端が冷却材用ロ配管4開
ロ部の下端レベル4bと同程度の高さにあるようにする
ことが望ましい。
上述したごとき熱交換器10を設けたオーバーフロー系
の過渡変化を第3図のグラフを参照して説明する。原子
炉出力運転中に一次主循環ポンプの停止を伴う原子炉ス
クラム(外部電源喪失事故)が発生した場合、原子炉容
器1内のナトリウム液位しは主循環ポンプの停止による
液面押上げ力の低下およびスクラムによるナトリウムの
熱収縮により急激に低下する。このためオーバーフロー
戻り配管6のすI〜リウム流が途切れてこの配管内温度
は6〜b 率で急激に温度降下する。一方、原子炉容器内のナトリ
ウムは、主循環ポンプ停止による循環量の低下により上
層部に高温ナトリウムが滞留する熱層化現象が発生し、
この上層部ナトリウムの温度は、原子炉出口ナトリウム
温度が原子炉スクラムと同時に急激に低下していくのに
対して、原子炉出力運転時の温度と同程度に高温に保た
れる。この状態からオーバーフロー系のオーバーフロー
タンク7からのナトリウムの汲上げを実施することによ
り、原子炉容器内ナトリウム液位りが回復し再オーバー
フロ一点Pに達することになる。この時点で、原子炉上
層部の高温ナトリウムがオーバーフロー管5から直接オ
ーバーフロー戻り配管6へ導入されると、点Qから点R
までの温度差(約80℃)の熱衝撃がオーバーフロー戻
り配管6に発生することになる。
しかしながらこの発明においては、オーバーフロー管5
からオーバーフローした原子炉上層部Aの高温ナトリウ
ムは熱交換器10を流通してオーバーフロー戻り配管6
へ導入される。この時、冷却材出口配管4の上端レベル
4aより下方にある低温ナトリウム層Bのす1〜リウム
温度は原子炉出口ナトリウム温度と同様に低いため、低
温ナトリウム層Bに設置された熱交換器10を流通する
高温のオーバーフローナ1〜リウムは熱交換されて原子
炉出口ナトリウム温度近くまで降温されてからオーバー
フロー戻り配管6へ導かれることになる。これによって
、オーバーフロー戻り配管に生じる熱衝撃は、点Sから
点Rまでの温度差(約20℃)に低減される。
〈発明の効果〉 以上説明したように、ループ型高速増殖炉の出力運転中
に一次主循環ポンプの停止を伴う原子炉スクラムが発生
した場合に、オーバーフロー系を連続的に運転すると、
従来においては約80℃程度の熱衝撃がオーバーフロー
戻り配管に発生すると予想されていたため、オーバーフ
ロー再開は炉停止から約10時間後に行なう必要があっ
た。しかしながら、この発明におけるように、オーバー
フロー管とオーバーフロー戻り配管との間に原子炉容器
内熱交換器を設置することによって、オーバーフロー系
を連続的に運転してオーバーフローを再開させた場合で
も、オーバーフロー戻り配管への熱衝撃は約20℃程度
に低減させることが可能になる。
その結果、従来は原子炉の再起動時間が12〜13時間
を必要としたものが1時間以内に短縮でき、しかも定格
出力に到達する時間は、冷却系統の昇温時間が不要とな
るためざらに2〜3時間短縮することができるので稼動
率向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示す説明図、第2図は第1
図における熱交換器部分の平面図、第3図はこの発明に
おけるオーバーフロー系の過渡変化を示すグラフ、およ
び第4図は従来のループ型高速増殖炉のオーバーフロー
系を示す説明図である。 1・・・原子炉容器、2・・・−次冷却材入口配管、4
・・・−次冷却材出口配管、5・・・オーバーフロー管
、6・・・オーバーフロー戻り配管、10・・・熱交換
器。 第 1 図 @2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、原子炉容器下部に一次冷却材入口配管を、該原子炉
    容器上部に一次冷却材出口配管をそれぞれ備え、さらに
    該冷却材出口配管の上方に配設した該原子炉容器内冷却
    材のオーバーフロー管とオーバーフローした冷却材を該
    原子炉容器外へ導くオーバーフロー戻り配管とを備えた
    ループ型高速増殖炉において、該冷却材出口配管の開口
    部近傍の原子炉容器内に熱交換器を配置し、該オーバー
    フロー管からオーバーフローした冷却材が該熱交換器を
    通って該オーバーフロー戻り配管へ導かれるようにした
    ことを特徴とするループ型高速増殖炉。 2、前記熱交換器は傾斜して配置し、該熱交換器の上端
    は該冷却材出口配管開口部の上端レベルより下方に、該
    熱交換器の下端は該冷却材出口配管開口部の下端レベル
    と同程度の高さにそれぞれ位置せしめる特許請求の範囲
    第1項記載のループ型高速増殖炉。 3、前記熱交換器はフィン付き多管型熱交換器である特
    許請求の範囲第1項または第2項記載のループ型高速増
    殖炉。
JP60132172A 1985-06-18 1985-06-18 ル−プ型高速増殖炉 Granted JPS61290383A (ja)

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JPS61290383A true JPS61290383A (ja) 1986-12-20
JPH032438B2 JPH032438B2 (ja) 1991-01-16

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