JPS6183996A - 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〕 本発明は中間熱交換器が内蔵されたタンク型高速増殖炉
に関する。

〔発明の技術的背景とその間切点〕

まず一般的なタンク型高速増殖炉を第５図および第６図
を参照しながら説明する。

第５図において符号１は原子炉容器を示してあり、この
原子炉容器１内には冷却材である液体金属すトリウム２
（以下ナトリウムと記す）が収納され、原子炉容器１の
上端開口はルーフスラブ３によって閉塞されている。ル
ーフスラブ３には循環ポンプ４と、２次ナトリウムの入
口を有する下降管５ａおよびその出口を有する上昇管５
ｂとが貫通し、これら５　ａ　、、５　ｂの下部外周に
は熱交換器６が配設され、それぞれは下部が隔壁７で支
持されている。原子炉容器１の中央には、多数本の燃料
集合体を植設した炉心８がルーフスラブ３から垂下され
た筒状の炉心支持機構９によって配設されている。前記
炉心８の上部には炉心上部機構１０が配設されている。

前述した構成によれば、循環ポンプ４によって炉心８へ
送り込まれた低温ナトリウム２ａによって炉心８を冷却
する。炉心８を冷却して高温となったナトリウム２ｂは
炉心支持機構９に設けられた流出口１１から流出する。

流出口１１から流出した高温のナトリウム２ｂは熱交換
器入口窓１２から熱交換器６の内部へ導びかれ該熱交換
器６内に組込まれた多数本の伝熱管１３を通り２次ナト
リウムど熱交１灸して低温となり、熱交換器６の出口１
４から流出する。出口１４から流出した低温ナトリウム
２ａは循環ポンプ４に導びかれ再び炉心８へと送り込ま
れる。

以上の様なナトリウム２の循環により炉心８の熱は熱交
換器６によって２次ナトリウムへと伝えられるが高温の
ナトリウム２ｂの流れはかなり複雑な流れ方をする。こ
の原子炉容器１内でのナトリウムの流れ方の概要を第６
図を参照しながら説明する。なお、第６図は原子炉容器
１内の熱交換器６の近ｊ力を部分的に拡大して示した断
面図である。ずなわら、炉心８を通過して炉心支持機構
９の流出口１１から流出した高温のナトリウム２ｂは矢
印Ａで示すように熱交換器６の周方向に分割して設けら
れた入口窓１２へと熱交換器６の周囲を回り込むように
流れるためにａで示す部分においてうず流の発生が起り
やすい状態となる。

ところで前述したようにうす流が発生した場合、そのう
す流によって第５図に示すカバーガス１５を微細な気泡
としてナトリウム液面１６から主流に巻き込む虞れがあ
る。もし、主流にカバーガス１５の巻き込みを生じた場
合には、循環ポンプ４に導びかれ炉心８へ送り込まれる
。炉心８へ送り込まれたカバーガス１５は、炉心８によ
って加熱され体積を増すことにより炉心８とナトリウム
２ａの接触を一部妨げる事になる。

そこでカバーガス１５、例えばアルゴンではナトリウム
に比較して熱伝達率が１／１０００以下と非常に低いた
め、カバーガス１５が通過する部分において炉心８は冷
却されずに過熱状態となり、炉心８が溶融し重大事故を
起こす虞れがある。

以上のように熱交換器の入口において、うず流を講発し
、カバーガスを主流にｙｉ、ぎ込み炉心の健全性を損な
う問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点を除去するためになされたもので、
その目的は熱交換器へのガス巻き込みを防止することに
よって炉心の溶融事故を未然に防止し、もって炉心の健
全性を確保するタンク型高速増殖炉を提供することにあ
る。

〔発明の概要） ？Ｉ−なわら本発明は液体金属の冷却材を収納する原子
炉容器の上部開口を閉塞するルーフスラブと、この原子
炉容器内に設けられた炉心を冷却材の循環で冷ＩＪｌｌ
、、　２次冷月１祠と熱交換するための前記ルーフスラ
ブを目通して配設された熱交換器とを具備してなるタン
ク型高速増殖炉において、前記熱交換器は胴本体に設け
られた１次冷却材の入口窓の内側または外側の少なくと
も一方にガス巻き込み防止用案内羽（Ｒが設けられてい
ることを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、第１図から第３図を参照しながら本発明の一実施
例を詳しく説明する。

図において符号１７は原子炉容器つまり１次炉容器１お
よびガードタンクと称する２次炉容器１８を収容する炉
容器ピット室であり、このピッ１へ室１７はコンクリー
トで構成されている。

４容Ｚ１．１８の上端はルーフスラブ３によって閉塞さ
れており、ルーフスラブ３には大回転シールドプラグ１
つおよび小回転シールドプラグ２０がぞれぞれ回転可能
に挿着されている。

小回転シールドプラグ２０には下部に炉心蓋２１を有す
る炉心上部機構１０が挿着されている。

炉容器１内のほぼ中心部のやや下方には多数本の燃料集
合体を植設した炉心８が配置しており、この炉心８の下
方には炉心バレル２２が設けられている。

この炉心バレル２２は、ルーフスラブ３より垂下された
、炉心支持機構９によって炉容器１内に支えられている
。炉心支持機構９の周縁には隔壁７が接続され、この隔
壁７によって炉心８および隔壁７の上方領域がホラ１〜
ブール２３となり、下方領域がコールドブール２４とな
る。炉心支持機構つと炉容器の間には、前記ルーフスラ
ブ３上に載置されたポンプ駆動機構２５たとえばモータ
に接続するｆＩｌｉポンプ４が隔壁アを４通して配置さ
れている。この循環ポンプ４の下端部は配管２６を介し
て１１ａ記炉心バレル２２の液体流入口２７に接続され
ている。また第２図に拡大して示したように部分的に記
した炉心支持機構９と炉容器１との間には熱交換器６が
設けられている。この熱交換器６の胴本体６ａのほぼ中
央部には周方向に分割された高温のナトリウム２ｂの入
口窓１２が設けられている。さらに前記入口窓１２と上
部管板３１との間に放射状に複数の冷却材案内羽根２８
がぽば等間隔に設けられている。第３図にその横断面を
拡大して示す。

づ°なわら、第２図および第３図に示すように。

上部管板３１の上方にて上昇管５ｂの外周に嵌着された
原状体３０の外周面に案内羽根２８を周方向等分位置に
放射状に突設している。これら案内羽根２８は隣接する
入口窓１２相互間を仕切るように配設され、胴体本体６
ａの内面近傍まで突出しており、環状体３０の軸長とほ
ぼ等しい長さを・有している。

しかして上記構成において循環ポンプ４によって低温の
ナトリウム２ａを炉心８に送り込み炉心８を冷却する。

炉心８で加熱された高温のナトリウム２ｂは炉心８の頂
部から放出され炉心蓋２１により炉心支持機構９の流出
口１１の方向へ向けられて流出口１１から流出する。流
出した高温のナトリウム２ｂは熱交換器６へ導びかれ伝
熱管１３を介して２次ナトリウムへと熱を伝える。２次
ナトリウムへ熱を伝え低温となったナトリウムは熱交換
器６の下部の出口１４から流出し、循環ポンプ４へ導び
かれ再び炉心８へと送り込まれる。

このような一連の循環によって炉心８の熱は２次ナトリ
ウムへと伝熱されるが実際には炉心８から流出した高温
のナトリウム２ｂの循環はかなり複雑な流れ方をする。

次に第２図のＡ−Ａ線矢視断面を示す第３図に基づいて
本発明の要部を更に詳しく説明する。

炉心８を冷却して高４となったツートリウム２ｂは炉心
８支持機描９の流出口１１から流出する。

流出した高温のすｌ〜ツリウムｂは矢印Ｂで示すように
熱交換器６の入口窓１２を通り、案内羽根２８ににり周
方向の旋回成分が押えられ、カバーガスのガス巻き込み
を行わずに上部管板３１より伝熱管１３の中に流入する
。

なお、第３図は案内羽根２８が内蔵された熱交換器６の
水平断面を示している。熱交換器６内の案内羽根２８は
各人口窓１２からの冷却材の流れを拘束する。そのため
冷却材の熱交換器６の胴本体６ａ内の流れは周方向に旋
回する旋回成分のうず流の発生を防止ヅることができる
。

入口窓１２から熱交換器６内へηびかれた高温のす１−
リウム２ｂは上部管板３１ど第３図に図示していない下
部管板とで支持された多数本の小径１八熱管１３内を流
下し伝熱管１３を介して２次すｌ−リウムに熱を伝える
。ここで２次ナトリウムは、熱交換器６上部のプラグ３
２を口通し、さらに管板３１を貫通して２重に配置され
た下降管５ａから下降し伝熱管１３の外側を流れ伝熱管
１３を介して１次ナトリウム２ｂから熱を伝えられ高温
となって上界管５ｂより炉外へ送り出される。

２次ナトリウムに熱を伝え低温となったナトリウム２ａ
は熱交換器６下部の出口１４から流出し循環ポンプ４に
よって再び炉心８へと送り込まれる。

第４図に熱交換器６内の案内羽根２８の他の実施例を示
づ。第４図中、第３図と同一部分には同一符号で示し、
重複した説明は省略する。この実施例では冷ＩＪ材の旋
回流を防ぐ案内羽根２８ａを熱交換器６の胴本体６ａの
外周部に周方向等分位置に放射状に配設し、入口窓１２
に流入する冷却材の旋回流（うず流）の発生を防止する
ようになっている。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば熱交換器の入口窓付
近にＪ３いてナトリウム液面の乱れや、うす流の発生を
抑制でき、カバーガスの熱交換器内への巻き込みを防止
し炉心の溶融事故を未然に防ぐことができ、炉心の健全
性を確１１ニするタンク型高速増殖炉を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るタンクｆ４′！高速増殖炉の一実
／ｌＩｉ例を示Ｊ縦所面図、第２図は第１図の要部を拡
大して示す縦断面図、第３図は第２図におけるＡ−Ａ矢
視方向に沿って切断し拡大して示す横断面図、第４図は
第３図の他の例を示ず横断面図、第５図は従来のタンク
型高速増殖炉を示す縦断面図、第６図は第５図のｖｒ　
−ｖｒ線に沿う矢視断面を−・部拡大して示ず上面図で
ある。 １・・・原子炉容器、２・・・液体ナトリウム、３・・
・ルーフスラブ、４・・・循環ポンプ、５ａ・・・２次
ナトリウム入口を有する下降管、５ｂ・・・２次ナトリ
ウム出口を有する上昇管、６・・・熱交換型、７・・・
隔壁、８・・・炉心、９・・・炉心支持機構、１０・・
・炉上部機構、１１・・・流出口、１２・・・入口窓、
１３・・・伝熱管、１４・・・出口、１５・・・カバー
ガス、１６・・・ナトリウム液面、１７・・・炉容器ピ
ッ１−室、１８・・・２次炉容器、１９・・・大回転シ
ールドプラグ、２０・・・小回転シールドプラグ、２１
・・・炉心蓋、２２・・・炉心バレル、２３・・・ホッ
トプール、２４・・・コールドプール、２５・・・ポン
プ駆′＃Ｊ機構、２６・・・配管、２７・・・液体流入
口、２８・・・冷却材案内羽根、３１・・・上部管板、
３２・・・プラグ。 出願人代理人　　波　多　野　　　久 第」　図 第２図 第５ｖＡ 第（

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体金属の冷却材を収納する原子炉容器の上部開口
   を閉塞するルーフスラブと、この原子炉容器内に設けら
   れた炉心を冷却材の循環で冷却し２次冷却材と熱交換す
   るための前記ルーフスラブを貫通して配設された熱交換
   器とを具備してなるタンク型高速増殖炉において、前記
   熱交換器は胴本体に設けられた１次冷却材の入口窓の内
   側または外側の少なくとも一方にガス巻き込み防止用案
   内羽根が設けられていることを特徴とするタンク型高速
   増殖炉。 ２、案内羽根は放射方向に沿って複数に分割された羽根
   片が環状部材に取着されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のタンク型高速増殖炉。