JPS6131440B2 - - Google Patents
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- JPS6131440B2 JPS6131440B2 JP56056323A JP5632381A JPS6131440B2 JP S6131440 B2 JPS6131440 B2 JP S6131440B2 JP 56056323 A JP56056323 A JP 56056323A JP 5632381 A JP5632381 A JP 5632381A JP S6131440 B2 JPS6131440 B2 JP S6131440B2
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- JP
- Japan
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- reactor vessel
- temperature
- reactor
- annular flange
- cylinder
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- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 13
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 11
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 8
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、高速増殖型原子炉（ループ型）に
おける原子炉容器胴の熱応力を許容値に抑えるた
め、下部プレナムの低温部と上部プレナムの高温
部との間に位置する原子炉容器胴部の温度勾配を
緩和するよう構成した原子炉に関するものであ
る。
おける原子炉容器胴の熱応力を許容値に抑えるた
め、下部プレナムの低温部と上部プレナムの高温
部との間に位置する原子炉容器胴部の温度勾配を
緩和するよう構成した原子炉に関するものであ
る。
従来、この種の原子炉では原子炉容器胴に生じ
る温度勾配が大きいと、熱応力が発生し、健全性
の維持が困難である等の問題があつた。
る温度勾配が大きいと、熱応力が発生し、健全性
の維持が困難である等の問題があつた。
すなわち、第１図の断面図に示す如く、液体金
属冷却高速増殖炉（LMFBR）の原子炉容器１に
おいて、炉心部２、ブランケツト部３、反射体部
４は炉心支持板５に支持され、この炉心支持板５
は原子炉容器１より突き出した炉心支持構造６に
より支持されている。また反射体部４の外側には
炉心槽１２が設置され、冷却材は入口ノズル７か
ら導入され、下部プレナム８で混合され、炉心支
持板５の部分より、炉心部２、ブランケツト部３
及び反射体部４を冷却し、上部プレナム９に移
り、ここで混合された後出口ノズル１０より外部
へ排出される構造になつている。図中１１は自由
液面であり、下部プレナム８と上部プレナム９と
の間に位置する原子炉容器１と炉心槽１２との間
の炉心部滞留域１４は炉心支持構造６と上部プレ
ナム仕切板１３に囲まれた冷却材の滞留域であ
り、わずかに炉心支持構造６のガス抜き穴１５よ
り下部プレナム８の低温冷却材が流れ込むように
なつている。従つてこのような構造では原子炉運
転中は、構造物が中性子照射によるτ発熱を伴う
もので、第２図に示す如く、この炉心部滞留域１
４内の冷却材は、強制冷却されている反射体部４
及び炉心槽１２の壁温が原子炉容器１より低いこ
とにより対流を起して混合され、ほぼ一定の温度
になることが明らかである。この温度は反射体部
４の部分が十分冷却されている関係上、下部プレ
ナム８に近い温度になる。このときの原子炉容器
１の胴に生じる温度勾配は第３図に示す如く、下
部プレナム８の温度が約400℃、上部プレナム９
の温度が約530℃で炉心部滞留域１４の温度は420
℃程度になるので胴の温度分布は仕切壁１３を挾
んだ部分で温度勾配θになる。このため胴には大
きな熱応力が発生し健全性の維持が困難になる問
題があつた。
属冷却高速増殖炉（LMFBR）の原子炉容器１に
おいて、炉心部２、ブランケツト部３、反射体部
４は炉心支持板５に支持され、この炉心支持板５
は原子炉容器１より突き出した炉心支持構造６に
より支持されている。また反射体部４の外側には
炉心槽１２が設置され、冷却材は入口ノズル７か
ら導入され、下部プレナム８で混合され、炉心支
持板５の部分より、炉心部２、ブランケツト部３
及び反射体部４を冷却し、上部プレナム９に移
り、ここで混合された後出口ノズル１０より外部
へ排出される構造になつている。図中１１は自由
液面であり、下部プレナム８と上部プレナム９と
の間に位置する原子炉容器１と炉心槽１２との間
の炉心部滞留域１４は炉心支持構造６と上部プレ
ナム仕切板１３に囲まれた冷却材の滞留域であ
り、わずかに炉心支持構造６のガス抜き穴１５よ
り下部プレナム８の低温冷却材が流れ込むように
なつている。従つてこのような構造では原子炉運
転中は、構造物が中性子照射によるτ発熱を伴う
もので、第２図に示す如く、この炉心部滞留域１
４内の冷却材は、強制冷却されている反射体部４
及び炉心槽１２の壁温が原子炉容器１より低いこ
とにより対流を起して混合され、ほぼ一定の温度
になることが明らかである。この温度は反射体部
４の部分が十分冷却されている関係上、下部プレ
ナム８に近い温度になる。このときの原子炉容器
１の胴に生じる温度勾配は第３図に示す如く、下
部プレナム８の温度が約400℃、上部プレナム９
の温度が約530℃で炉心部滞留域１４の温度は420
℃程度になるので胴の温度分布は仕切壁１３を挾
んだ部分で温度勾配θになる。このため胴には大
きな熱応力が発生し健全性の維持が困難になる問
題があつた。
この発明は上述した問題を解決するためになさ
れたものであり、下部プレナムと上部プレナムの
間に位置する原子炉容器胴部の温度勾配を緩和
し、熱応力を許容値に抑えるため、炉心槽と容器
胴との間のアニユラス部に複数段の仕切構造によ
る対流空間を設け、仕切構造の熱変位と冷却材の
自然対流の効果により容器胴部の温度勾配を緩や
かにした原子炉を提供するものである。
れたものであり、下部プレナムと上部プレナムの
間に位置する原子炉容器胴部の温度勾配を緩和
し、熱応力を許容値に抑えるため、炉心槽と容器
胴との間のアニユラス部に複数段の仕切構造によ
る対流空間を設け、仕切構造の熱変位と冷却材の
自然対流の効果により容器胴部の温度勾配を緩や
かにした原子炉を提供するものである。
以下、この発明による実施例を第４図ないし第
８図にもとづいて具体的に説明する。
８図にもとづいて具体的に説明する。
図において従来例と対応する箇所及び部品は同
一符号を付して説明する。第４図は本発明による
一実施例を示す炉心部滞留域の装置を設置した例
であり、原子炉容器１の内壁面には、複数段の円
環状フランジ２０，２１，２２，２３を突設す
る。この円環状フランジ２０，２１，２２，２３
は下段になるに従つて高さを高くしてある。
一符号を付して説明する。第４図は本発明による
一実施例を示す炉心部滞留域の装置を設置した例
であり、原子炉容器１の内壁面には、複数段の円
環状フランジ２０，２１，２２，２３を突設す
る。この円環状フランジ２０，２１，２２，２３
は下段になるに従つて高さを高くしてある。
一方炉心槽１２の外側には、炉心槽１２との間
に適正な冷却隙間を有する筒２４を設け、この筒
２４の外側には外方に突設した円環状フランジ２
５，２６，２７，２８を設ける。上記円環状フラ
ンジ２５，２６，２７，２８は、原子炉容器１の
内壁面に設けた円環状フランジ２０，２１，２
２，２３の上部に適正な隙間b1，b2，b3，b4を保
持して、かつ若干オーバーラツプするよう配設さ
れている。
に適正な冷却隙間を有する筒２４を設け、この筒
２４の外側には外方に突設した円環状フランジ２
５，２６，２７，２８を設ける。上記円環状フラ
ンジ２５，２６，２７，２８は、原子炉容器１の
内壁面に設けた円環状フランジ２０，２１，２
２，２３の上部に適正な隙間b1，b2，b3，b4を保
持して、かつ若干オーバーラツプするよう配設さ
れている。
殊に最上段の円環状フランジ２５の巾Ｌは、原
子炉容器１との間に適当な隙間Ｓを保持して出来
るだけ広く形成し、隙間b1を小さくして、流体抵
抗が大きくなるように構成する。また、炉心槽１
２と筒２４の間に設けられた流路２９の上端に
は、ノズル３０を設け、下部プレナム８からの冷
却材がガス抜き穴１５から流路２９を通り、ノズ
ル３０に抜けるようにし、この間の流路抵抗は、
円環状フランジ間の隙間b4，b3，b2，b1を通る流
路抵抗に対して十分小さくしておく。なお上記構
成において、筒２４の外方に突設した円環状フラ
ンジ２５，２６，２７，２８を原子炉容器１の内
壁面に突設したフランジ２０，２１，２２，２３
の上部側に配置することは必須構成である。
子炉容器１との間に適当な隙間Ｓを保持して出来
るだけ広く形成し、隙間b1を小さくして、流体抵
抗が大きくなるように構成する。また、炉心槽１
２と筒２４の間に設けられた流路２９の上端に
は、ノズル３０を設け、下部プレナム８からの冷
却材がガス抜き穴１５から流路２９を通り、ノズ
ル３０に抜けるようにし、この間の流路抵抗は、
円環状フランジ間の隙間b4，b3，b2，b1を通る流
路抵抗に対して十分小さくしておく。なお上記構
成において、筒２４の外方に突設した円環状フラ
ンジ２５，２６，２７，２８を原子炉容器１の内
壁面に突設したフランジ２０，２１，２２，２３
の上部側に配置することは必須構成である。
つぎに上述したように構成された炉心部滞留域
における作用を説明する。
における作用を説明する。
まず定常運転時は、下部プレナム８の温度が約
400℃と低く、上部プレナム９の温度は約530℃と
高い。
400℃と低く、上部プレナム９の温度は約530℃と
高い。
また、反射体部４及び炉心槽１２は炉心冷却流
により冷却されているので、下から上方までの温
度は約400〜420℃と低い。ガス抜き穴１５が導入
したわずかの冷却材は流路抵抗の小さい流路２９
側を上昇し、ノズル３０より上部プレナムに放出
される。従つて原子炉容器１に接する滞留冷却材
は夫々の仕切内で図示の如く対流を起し、ほぼ一
定温度になるが、前記冷却材温度は第５図に鎖線
で示すように上部になるに従つて段階的に平均温
度差約20℃ずつ高くなる。このために原子炉容器
１の温度勾配は第５図実線に示す如く緩やかにな
り、原子炉容器１に生じる熱応力を緩和する。こ
のとき、各仕切間には隙間があるが、上段室の温
度が高いので入れ替えることはない。
により冷却されているので、下から上方までの温
度は約400〜420℃と低い。ガス抜き穴１５が導入
したわずかの冷却材は流路抵抗の小さい流路２９
側を上昇し、ノズル３０より上部プレナムに放出
される。従つて原子炉容器１に接する滞留冷却材
は夫々の仕切内で図示の如く対流を起し、ほぼ一
定温度になるが、前記冷却材温度は第５図に鎖線
で示すように上部になるに従つて段階的に平均温
度差約20℃ずつ高くなる。このために原子炉容器
１の温度勾配は第５図実線に示す如く緩やかにな
り、原子炉容器１に生じる熱応力を緩和する。こ
のとき、各仕切間には隙間があるが、上段室の温
度が高いので入れ替えることはない。
一方原子炉の停止時、及びスクラム時は、上部
プレナム９の温度が急に下降し、約30秒程で下部
プレナム８とほぼ同じ温度になる。この場合、原
子炉容器１の内側に高温冷却材がそのまゝ介在す
ると、数分から数時間後には原子炉容器１に第５
図点線で示したような温度勾配を生じせしめ、原
子炉容器１に大きな熱応力を生じることがある。
プレナム９の温度が急に下降し、約30秒程で下部
プレナム８とほぼ同じ温度になる。この場合、原
子炉容器１の内側に高温冷却材がそのまゝ介在す
ると、数分から数時間後には原子炉容器１に第５
図点線で示したような温度勾配を生じせしめ、原
子炉容器１に大きな熱応力を生じることがある。
しかしながら上部プレナム９の温度が低くなる
ことにより、滞留冷却材に浮力が生じること、及
び円環状フランジ２５の仕切板上面に生じる温度
差により、バイメタル効果が起り、フランジ２５
が上方にそり返り、隙間b1を広げることによりガ
ス抜き穴１５からの流れが仕切内に流れ込み、隙
間Ｓより流出するので第６図に示す様なパターン
が生じる。ここでフランジ２５の仕切板上面に生
じる温度差、例えば、フランジ２５の巾Ｌは約
700m／ｍで温度差10℃につき先端で20m／ｍそ
り返る。従つて温度変化は第７図の実線で示す様
に時間とともにt1，t2，t3の様に変化し、原子炉
容器１に過激な熱応力を生じせしめることはな
い。点線は定常時温度分布を参考までに記入した
ものである。
ことにより、滞留冷却材に浮力が生じること、及
び円環状フランジ２５の仕切板上面に生じる温度
差により、バイメタル効果が起り、フランジ２５
が上方にそり返り、隙間b1を広げることによりガ
ス抜き穴１５からの流れが仕切内に流れ込み、隙
間Ｓより流出するので第６図に示す様なパターン
が生じる。ここでフランジ２５の仕切板上面に生
じる温度差、例えば、フランジ２５の巾Ｌは約
700m／ｍで温度差10℃につき先端で20m／ｍそ
り返る。従つて温度変化は第７図の実線で示す様
に時間とともにt1，t2，t3の様に変化し、原子炉
容器１に過激な熱応力を生じせしめることはな
い。点線は定常時温度分布を参考までに記入した
ものである。
なお、円環状フランジ２５，２６，２７，２８
の各フランジの変形は定常運転時は上方の温度が
高いので、下向きに湾曲し各隙間b1，b2，b3，b4
を塞ぐ方向に作用する。
の各フランジの変形は定常運転時は上方の温度が
高いので、下向きに湾曲し各隙間b1，b2，b3，b4
を塞ぐ方向に作用する。
また、第８図は、この発明による効果を示す、
定常運転時における原子炉容器壁温度分布のグラ
フであり、実線は「仕切板あり」、点線は「仕切
板なし」の状態を示し、符号１は原子炉容器胴
を、２０ａ，２０ｂ，２０ｃは仕切板を示す。
定常運転時における原子炉容器壁温度分布のグラ
フであり、実線は「仕切板あり」、点線は「仕切
板なし」の状態を示し、符号１は原子炉容器胴
を、２０ａ，２０ｂ，２０ｃは仕切板を示す。
以上詳細に説明したように、この発明による原
子炉は、原子炉容器胴の温度勾配を許容値に抑え
るために、自然対流空間を円環状フランジにより
複数段に設け、温度差によつてバイメタル効果を
奏するよう配設した構造なので、原子炉容器の熱
応力による影きようを抑え、健全な運転が維持で
きるなど工業上の効果を奏する。
子炉は、原子炉容器胴の温度勾配を許容値に抑え
るために、自然対流空間を円環状フランジにより
複数段に設け、温度差によつてバイメタル効果を
奏するよう配設した構造なので、原子炉容器の熱
応力による影きようを抑え、健全な運転が維持で
きるなど工業上の効果を奏する。
第１図は原子炉断面図、第２図は第１図のＡ部
を示す部分拡大図、第３図は第２図の原子炉容器
胴に生じる定常運転時の温度分布図、第４図はこ
の発明による実施例を示す要部の部分拡大図、第
５図は第４図の原子炉容器胴に生じる定常運転時
の温度分布図、第６図は、この発明による効果を
示すスクラム時の要部拡大図、第７図はこの発明
による効果を示すスクラム時の温度分布図、第８
図はこの発明による効果を示す定常運転時の原子
炉容器壁における温度分布図である。 １…原子炉容器、６…炉心支持構造、８…下部
プレナム、９…上部プレナム、１２…炉心槽、１
５…ガス抜き穴、２０，２１，２２，２３…円環
状フランジ、２４…筒、２５，２６，２７，２８
…円環状フランジ、２９…流路、３０…ノズル、
b1，b2，b3，b4…隙間。
を示す部分拡大図、第３図は第２図の原子炉容器
胴に生じる定常運転時の温度分布図、第４図はこ
の発明による実施例を示す要部の部分拡大図、第
５図は第４図の原子炉容器胴に生じる定常運転時
の温度分布図、第６図は、この発明による効果を
示すスクラム時の要部拡大図、第７図はこの発明
による効果を示すスクラム時の温度分布図、第８
図はこの発明による効果を示す定常運転時の原子
炉容器壁における温度分布図である。 １…原子炉容器、６…炉心支持構造、８…下部
プレナム、９…上部プレナム、１２…炉心槽、１
５…ガス抜き穴、２０，２１，２２，２３…円環
状フランジ、２４…筒、２５，２６，２７，２８
…円環状フランジ、２９…流路、３０…ノズル、
b1，b2，b3，b4…隙間。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高速増殖型原子炉において、下部プレナムと
上部プレナムの間に位置して、原子炉容器内壁面
に長手方向複数段の円環状フランジを設けるとと
もに、炉心槽の外側には炉心槽との間に適正な冷
却隙間を有する筒を設け、上記筒の外側に、上記
原子炉容器内壁面に設けた円環状フランジの上部
に位置してオーバーラツプする円環状フランジを
設けたことを特徴とする原子炉。 ２ 上記、原子炉容器の内壁面に設けた円環状フ
ランジと、炉心槽外側の筒外側面に設けた円環状
フランジとの間に適正な隙間を設けるとともに、
上部に設けた筒外側面の円環状フランジが、夫々
上下面に生じる温度差によりバイメタル効果を奏
するよう構成したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の原子炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56056323A JPS57172292A (en) | 1981-04-16 | 1981-04-16 | Nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56056323A JPS57172292A (en) | 1981-04-16 | 1981-04-16 | Nuclear reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57172292A JPS57172292A (en) | 1982-10-23 |
| JPS6131440B2 true JPS6131440B2 (ja) | 1986-07-19 |
Family
ID=13023959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56056323A Granted JPS57172292A (en) | 1981-04-16 | 1981-04-16 | Nuclear reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57172292A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH038292Y2 (ja) * | 1987-10-07 | 1991-02-28 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10460844B2 (en) * | 2017-05-09 | 2019-10-29 | Westinghouse Electric Company Llc | Small nuclear reactor containment system |
-
1981
- 1981-04-16 JP JP56056323A patent/JPS57172292A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH038292Y2 (ja) * | 1987-10-07 | 1991-02-28 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57172292A (en) | 1982-10-23 |
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