JPS6195282A - 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、ルーフスラブの改良を図った高速増殖炉に関
する。

［発明の技術的背景〕 一般に高速増殖炉例えばタンク型高速増殖炉は、第１図
に示すような構成となっている。図中符号１は、原子炉
容器を示・し、この原子炉容器１内には冷却材２および
炉心３が収容されている。上記炉心３は、図示しない複
数め燃料集合体および制御棒等から構成されている。ま
た上記原子炉容器１９上部開口１Ａ、を閉塞するように
、ルーフスラブ４が設けられている。このルーフスラブ
４は、固定プラグ４Ａ、この固定プラグ４Ａ内に回転可
能に設置された大回転プラグ４Ｂ、およびこの大回転プ
ラグ４Ｂ内に回転可能に設置された小回転プラグ４Ｃと
から構成されている。上記炉心３は、炉心支持機構５を
介して前記原子炉容器１の底部より支持されている。又
上記炉心３の上方には、上記制御棒を案内する制御棒案
内管等からなる炉心上部機構６が、前記小回転プラグ４
Ｃを貫通して設置されている。また上記炉心支持機構５
と原子炉容器１との間には、隔Ｗ８が設置されている。

この隔壁８により原子炉容器１内を上下に２分して、上
方を高温、高圧の上部プレナム９、下方を低温、低圧の
下部プレナム１０としている。上記炉心３の外周側には
、中間熱交換器１１および循環ポンプ１２が、隔壁８お
よび前記固定プラグ４Ｃを貫通して周方向等間隔に交互
に設置されている。なお原子炉容器１およびルーフスラ
ブ４は、支持体１３を介して原子炉建屋１４に支持され
ている。

上記ルーフスラブ４の底部には、断熱構造部２１が設け
られているとともに、この断熱構造部２１の上方位置で
、前記固定プラグ４Ａ下部には、冷却構造部２２が設置
さている。

上記構成において、冷却材２は、炉心３を下方から上方
に流通して、その際炉心３の核反応により昇温する。昇
温した冷却材２は、炉心３の上方の上部プレナム９内に
流入し、流入口１１Ａを介して前記中間熱交換器１１内
に流入する。流入した冷却材２は、図示しない二次側の
冷却材と熱交換して冷却され、流出口１１Ｂを介して前
記下部プレナム１０内に流出する。流出した冷却材２は
、循環ポンプ１２内に吸引されかつ加圧され、炉心３下
方に送り込まれる。炉心３下方に送り込まれた冷却材２
は、再度炉心３を上方に向って流通する。以下同様のサ
イクルを繰り返す。

このような構成のタンク型高速増殖炉において、前記ル
ーフスラブ４は、炉心３の高熱にさらされる状況下にあ
り、その為熱変形あるいは熱応力が発生し易い。その為
前述したように、ルーフスラブ４の下部には、冷却構造
部２２および断熱構造部２１が設置されている。

［背景技術の問題点］ 上記構成によると、ルーフスラブ４の下部には、冷却構
造部２２および断熱構造部２１が設置され、ルーフスラ
ブ４の熱変形あるいは熱応力の発生を防止する構成とな
っているが、これでも十分とはいえず、例えば、上記冷
却構造部内２２内に配設′″ｔ″′″！Ｉ″：　Ｌ′ｈ
　＆’ｈ　ｍ　ｉｉ！Ｉ　ＩＣＩｌｌ　ｆＪ　ｈ”　！
！　％　Ｌ／　Ｆ−’：）・　　　１゜あるいは冷却配
管に流路閉塞現象が発生してしまうことも予想され、そ
の対策が要求されていた。

〔発明の目的〕。

本発明は、以上の点に基づいてなさされたもので、その
目的は、ルーフスラブ冷却面の温度分布の均一化を図る
ことにより、ルーフスラブにおける熱変形の発生あるい
は熱応力の発生を効果的に抑制することがき、安全性を
大幅に向上させることが可能な高速増殖炉を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

すなわち本発明による高速増殖炉は、内部に冷却材およ
び炉心を収容する原子炉容器と、この原子炉容器の上部
開口を閉塞するように設けられ周方向に等分割された複
数の分割体からなるルーフスラブとを−えた高速増殖炉
において、上記ルーフスラブは、該下部に設けられ高熱
伝導性を有する液体金属を収容した冷却構造部と、この
冷却構造部の下方に設けられた断熱横道部と、上記冷却
構造部内であって液体金属中にに配設され冷却媒体が流
通する冷却用配管とを具備した構成である。

（発明の実施例〕　　　　　　　　　　　゛以下第１図
乃至第４図を参照して、本発明の一実施例を説明する。

第１図は、本実施例による高速増殖炉の概略構成を示す
断面図である。図中符号１０１は原子炉容器を示し、こ
の原子炉容器１０１内には、冷却材１０２および炉心１
０３が収容されている。この炉心１０３は、図示しない
複数の燃料集合体および制御棒等から構成されている。

また上記原子炉容器１０１の上部開口１０１Ａを閉塞す
るように、ルーフスラブ１０４が設置されている。この
ルーフスラブ１０４は、上記原子炉容器１０１に固定さ
れた固定プラグ１０４Ａと、この固定プラグ１０４Ａに
回転可能に設置された大回転プラグ１０４Ｂと、この大
回転プラグ１０４Ｂに回転可能に設置された小回転プラ
グ１０４Ｃとから構成されている。上記炉心１０３は、
炉心支持ｔｉ構１０５を介して、原子炉容器１０１の底
部より支持されている。また上記炉心１０３の上方には
、前記制御棒を案内する制御棒案内管等からなる炉心上
部ｔｉ楕１０６が、小回転プラグ１０４Ｃを貫通して設
置されている。又上記炉心支持′ｆｊＡ１１１０４と原
子炉容器１０１との間には。

隔壁１０８が設置されている。この隔壁１０８により上
記原子炉容器１０１内を上下に２分して、上方を高温で
高圧な上部ブレナム１０９とし、下方を低温で低圧な下
部プレナム１１０としている。

上記炉心１０３の外周側には、中間熱交換器１１１およ
び循環ポンプ１１２が、隔！１０８および固定プラグ１
０４Ａを貫通して、周方向等間隔交互に設置されている
。また上記原子炉容器１０１およびルーフスラブ１０４
は、支持体１１３を介して原子炉建屋１１４に支持され
ている。そしてルーフスラブ１０４は、ルーフスラブ１
０４を貫通して設置されている各搭載機器（前記炉心上
部機１１１０６等）が傾斜して、前記隔壁１０８あるい
は、この隔壁１０８と上記各搭載機器との間のシール部
（図中符号Ａで示す）に無理な変形あるいは応力を加え
ることのないように、また地震時の応力により変形した
り、ルーフスラブ１０４の振動によって前記制御環の炉
心１０３への挿入位置が変動することによる炉心出力の
大幅な変動を防止する為に、剛な構造となっている。

以下上記ルーフスラブ１０４の構成についてさらに詳細
に説明する。このルーフスラブ１０４の内固定プラグ１
０４Ａは、第２図に示すように、周方向に複数（例えば
１２基）に分割された分割体１０４ａより構成されてい
る。これら各分割体１０４ａの接合部には、前記中間熱
交換器１１１および循環ポンプ１１２が貫通する貫通穴
１４１および１４２が形成されている。また上記分割体
いる。そして各分割体１０４ａの接合部には、補強材１
４４が設けられている。またルーフスラブ１０４の下端
部には、断熱構造部１２１が設置されており、この断熱
構造部１２１の上方であって、固定プラグ１０４Ａの下
部には、冷却構造部ＬＬＬが設置されている。上記冷却
構造部＝Ｗ内には、第３図および第４図にも示すように
、鋼製の箱体１２３が設置されており、この箱体１２３
内には常温で液体であるＮａＫ（ナトリウムとカリ　　
　　１ウムの合金）１２４が充填されている。上記箱体
１２３は、ボルト１５６、箱体１２３に溶接され上記ボ
ルト１５６の径より大きい径の穴を有する固定金具１５
７および座金１５８により上記冷却構造部１２２に固定
されている。上記ＮａＫ１２４の液面上方には、アルゴ
ンガス１２５が充填されている。このアルゴンガス１２
５は、上記箱体１２３の上面側に接続されたアルゴンガ
ス供給配管１２６を介して供給される。上記箱体１２３
内であってかつＮａＫ１２４内には、冷却配管１２７が
第３図に示すように、蛇行して配設されている。この冷
却配管１２７内には、上方に接続された入口側主配管１
２８を介して冷却用有機熱媒体１２９が供給される。上
記冷却用有機熱媒体１２９は、冷却配管１２７内を流通
して下方に接続された出口側主配管１３０を介して流出
する。この冷却用有機熱媒体１２９の流通により、上記
断熱構造部１２１を通過し、て冷却構造部１２２内に伝
達される熱を除去する。

上記入口主配管１２８および出口側主配管１３０は、第
２図に示すように、上下二段に夫々環状に配設されいる
。また上記冷却配管１２７は、前記各分割体１１０４ａ
に独立して配設されており、夫々小入口配管１３１およ
び小出口配管１３１を介して、上記入口側主配管１２８
および出口側主配管１３０に接続されている。また前記
アルゴンガス供給配管１２６も、上記各分割体１０４ａ
毎に配設されており、夫々呼吸系配管１３３に接続され
ている。

前記断熱構造部ｍは、以下のような構成となっている。

すな・わちこの断熱構造部ｍ内は、側板１５１および底
板１５２により囲まれており、この内部には、複数枚の
平板１５３が、支持棒１５４、この支持棒１５４の下端
部に螺合された支持ナツト１５５、およびスペーサ１５
９Ｗにより、上下方向に所定１ｉ１隔を有して、設置さ
れている。

又上記分割体１０４ａの上部には、放射線遮蔽体として
のコンクリート層１６１が形成されている。

上記構成によると、冷却材１０２．は、炉心１０３を下
方から上方に向って流通し、その際炉心１０３の核反応
により昇温する。昇温した冷却材１０２は、上部ブレナ
ム１０９内に流出し、さらに流入口１１１Ａを介して中
間熱交換器１１１内に流入する。′流入した冷却材１０
２は、図示しない二次−の冷却材と熱交換して冷却され
る。冷却された冷却材１０２は、流出口１１１Ｂを介し
て下部ブレナム１１０内に流出する。流出した冷却材１
０２は、循環ポンプ１１２内に吸引され、加圧されて、
上記炉心１０３下方に送り込まれ、再度炉心１０３を上
方に向って流通する。以下このサイクルを繰り返す。

かかる運転時において、前記断熱構造ｍは、原子炉容器
１０１内の冷却材１０２の液面等より下方から伝達され
る熱を低減し、断熱構造部ｊｌ上の上方に設けられた冷
却構造１２２に伝達される熱を低減させる。また断熱構
造部１２１を通過して上記冷却構造１２２に伝達された
熱は、冷却構造部ｍ内のＮａＫ１２４に効率よく吸収さ
れる。これはＮａＫ１２４が高熱伝導性を有している為
である。そして上記ＮａＫ１２４に吸収された熱は、冷
却配管１２７内を流通する冷却用有機熱媒体１２９と熱
交換し冷却される。一方熱交換して昇温した冷却用有機
熱媒体１２９は、冷却配管１２７内を流通して、小出口
配管１３２および出口側主配管１３０を介して図示しな
い外部の熱交換器内に流入し、そそこで除熱され、再度
入口側主・配管１２８および小入口配管１３１を介して
、冷却配管１２７内に流入し、以下このサイクルを繰り
返す。そして上記冷却配管１２７は、前述したようにＮ
ａＫ１２９内に配設されているので、配管１２７相互間
の温度分布が均一となり、よって温度分布不均一により
発生する熱変形および熱応力は極めて小さい。

次に上記冷却構造部１２２に何等かの故障が発生した場
合について説明する。この場合には、ルーフスラブ１０
４が前述したように、周方向に複数に分割されているで
、この分割されている各分割体１０４ａ毎に保守点検を
行なう。また若干の温度上昇により前記箱体１２３と周
辺の部材との間の熱膨張に差が発生する。かかる熱膨張
の差は、上記箱体１２３を固定している固定金具１５７
のボルト用穴がボルト１５６の径に対して大きく形成さ
れていので、十分吸収することができる。これは万一冷
却系が停止して、温□度が上昇した場合にも同様である
。

以上本実施例による高速増殖炉によると、ルーフスラブ
１０４の低部に、冷却構造部１２２を設置し、この冷却
構造部１２２内にＮａＫ１２９を収容するとともに、こ
のＮａＫ１２９内に冷却配管１２７を配置しているので
、断熱構造部１２１を通過した熱を、まず高熱伝導性を
有するＮａＫ１２４で効率よく吸収し、この吸収した熱
を冷却配管１２７内を流通する冷却用有機熱媒体１２９
により除去することができる□ので、ルーフスラブ冷却
面の温度分布を均一にすることｈ−可能となり、これに
よってルーフスラブ１０４の熱変形および熱応力の発生
を大幅に低減させることができる。

また上記冷却配管１２７は、高熱伝導性を有するＮａＫ
１２９内に配設されているので、それ程配管ピッチを柵
かくしなくとも、効率よく冷却効果を発揮することがで
き、また冷却配管１２７相互の温度分布を均一にするこ
とができるので、冷が配管１２７のピッチ幅を大きくす
ることが可能となる。これはより大口径の配管の使用を
可能とするとともに、より多量の冷却用有機熱媒体１２
９の流通を可能とし、冷却効果をさらに向上させるとと
もに温度分布のより均一化を図ることができる。また前
述したように、箱体１２３を冷ｆｉＩ］構造部１２２に
固定している固定金具１５７のボルト用穴の径がボルト
１５６の径より大径となついる偉 ので、箱胃１２３と、周辺部材との間の熱膨張の差を効
果的に吸収することができ、上記両者の熱によるたわみ
発生を防止することが可能となる。

さらに、ルーフスラブ１０４は、周方向に分割された分
割体１０４ａにより構成されており、よって冷却構造部
ｍに何等かの故障が発生しても、該故障のある部分の分
割体１０４ａのみを取り出して、保守点検することが可
能であり、よって保守点検作業の作業性の向上および作
業時間の短、縮を図ることができる。なお前記実施例は
タンク型高速増殖炉に適用□した場合について示したが
、これに限ったことではなく、例えばループ型高速増殖
炉に適用しても、同様の効果を秦することかできるのは
勿論である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明による高速増殖炉・は、内
部に冷却材および炉心を収容する原子炉容器と、この原
子炉容器の上部開口を閉塞するように設けられ周方向に
等分ｖ１された複数の分割体からなるルーフスラブとを
漏えた高速増殖炉において、上記ルーフスラブは、該下
部に設けられ高熱伝導性を有する液体金属を収容した冷
却構造部と、この冷却構造部の下方に設けられた断熱病
−造部と。

上記冷却構造部内であって液体金属中にに配設され冷却
媒体が流通する冷却用配管とを具備した構成である。

したがってルーフスラブ冷却面の温度分布の均一化を図
ることが可能となり、ルーフスラブにおける熱変形の発
生および熱応力の発生を効果的に抑制することができ、
安全性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本発明の一実施例を示す図で、第
１図はタンク型高速増殖炉の縦断面図、第２図はルーフ
スラブの平面図、第３図は、分割体の斜視図、第４図は
ルーフスラブ下部の一部断面図、第５図は従来のタンク
型高速増殖炉の縦断面図である。 １０１・・・原子炉容器、１０２・・・冷却材、１０３
・・・炉心、１０１Ａ・・・原子炉容器の上部開口、１
０４・・・ルーフスラブ、１０４ａ・・・分割体、ｍ・
・・断熱構造部、ユＵ−・・・冷却構造部、１２７・・
・冷却配管、１２９・ＮａＫ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ：１；□ 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に冷却材および炉心を収容する原子炉容器と
   、この原子炉容器の上部開口を閉塞するように設けられ
   周方向に等分割された複数の分割体からなるルーフスラ
   ブとを備えた高速増殖炉において、上記ルーフスラブは
   、該下部に設けられ高熱伝導性を有する液体金属を収容
   した冷却構造部と、この冷却構造部の下方に設けられた
   断熱構造部と、上記冷却構造部内であって液体金属中に
   配設され冷却媒体が流通する冷却用配管とを具備したこ
   とを特徴とする高速増殖炉。
2. （２）上記液体金属は、ＮａＫであ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。