JPS62168887A - 液体金属用タンク - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体金属を利用した原子炉プラント等におい
て用いられるタンクに関し、更に詳しくは、内部の液体
金属温度を強制冷却により短時間で低温状態に移行させ
ることができるようにしたガス冷却方式の液体金属用タ
ンクに関するものである。

［従来の技術］ 一般に液体金属を冷却材として使用する高速増殖炉では
、原子炉容器やポンプ等の自由液面を有する機器の液位
を制御するために、オーバフロー系が設けられており、
オーバフローした冷却材を受は入れるオーバフロータン
クが設置されている。

従来のオーバフロータンクは、単なる一重構造をなし、
タンク外面に予熱ヒータ並びに保温材を設けた構成であ
る。予熱ヒータによってタンク内の液体金属を予熱設定
温度まで上昇し、その温度に保持してオーバフロー系の
良好な循環ループを構成することができる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが上記のような従来技術では、予熱ヒータの動作
によってタンク内の液体金属の温度を上昇させることは
できても、降温させる場合には予熱ヒータの動作を停止
して自然放熱させるにまかせているため周囲に保温材が
存在することもあって速やかに温度降下させることがで
きない、このため次のような問題が生じていた。

１次主循環ポンプトリップを伴う原子炉スクラムにおい
ては、原子炉容器内のナトリウム液面はポンプトリップ
および熱収縮によりあるレベルまで急激に低下する。こ
の時オーバフローポンプは炉容器への汲み上げを継続し
ているがオーバフローはしていないため、戻り配管はナ
トリウムが跡切れアルゴンカバーガス領域となりその温
度は急激に低下する。オーバフローポンプ流量と炉容器
液面低下量との関係から戻り配管内に再びナトリウムが
流れるまでにはかなりの時間を要し、戻り配管に炉容器
内の高温ナトリウムが流れると戻り配管貫通部に熱衝撃
（ホットショック）が発生する。この熱衝撃を防止する
ためオーバフローポンプの動作は再オーバフロー前に停
止される。

炉容器内ナトリウムを再オーバフローさせるには、系統
のナトリウム温度を降下させることが必要となる。とこ
ろが前記のように汲み上げを行うオーバフロータンク内
のナトリウム温度は系統のナトリウム温度のように強制
的な降温操作ができず自然降温にまかされているため、
系統の降温時間に対してかなり長い時間を要する。従１
て系統のナトリウム降温か早く終了してもオーバフロー
タンク内ナトリウム温度が系統ナトリウム温度と同程度
になるまで再汲み上げを行えない。

このためプラントの再起動操作を実施する時間は更に長
くかかり、純化されたナトリウムを汲み上げることがで
きず、ポニーモータの運転限界により近づく、ポニーモ
ータとは、１次主循環ポンプと同一軸上に取り付けられ
た容量が小さく低回転数運転されるモータであり、１次
主ポンプトリップ後に主ポンプを運転し、崩壊熱を取る
のに使用するものである。またこの状態でナトリウム漏
洩が発生した場合の炉容器液面はより危険領域に近づく
ことになる。

その他、ナトリウムを冷却材に使用した原子炉プラント
の格納容器漏洩率試験においては、炉内冷却材を凍結さ
せないため冷却系統のポンプは通常運転または低流量運
転状態を保持して実施するため系内カバーガス系統も運
転状態を保持する。このため試験結果にはカバーガス系
の補正漏洩率を考慮する必要があり、この補正漏洩率の
系内温度影響による誤差を小さくするためナトリウム用
ダンプタンクに若干残っているナトリウムを自然降温に
より凍結させた後、格納容器漏洩率試験を実施している
。ところが自然降温では降温率が低く凍結操作が試験準
備期間の１７３以上を占め、試験時間が長くかかる問題
もあった。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、必要な時に強制的に冷却してタンク内の液体金属温度
を急速に降下でき、それによって例えばオーバフロータ
ンクの場合、原子炉スクラム後に短時間で復旧操作を開
始でき原子炉プラントの稼動効率を向上できるし、また
純化された液体金属の汲み上げも短時間で再開できるた
め原子炉容器液体金属液面の低下している時の液体金属
漏洩発生時の危険度を低下させるごともできるような改
良された液体金属用タンクを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成することのできる本発明は、タ
ンクを二重構造にし、その間隙部に冷却配管を設けて冷
却ガスを放出させタンク内液体金属を強制冷却できるよ
うに構成したものである。

即ち本発明は、液体金属を収容する内タンクと、その外
側を間隔を介して覆う外タンクとの二重構造をなし、内
タンクと外タンクとの間隙部にヒータと保温材を設ける
と共に、該内タンクに向けて多数のガス吹出し口を開口
させた冷却配管を設けて、外部から該冷却配管中に冷却
ガスを送気可能とした液体金属用オーバフロータンクで
ある。

特に冷却配管に流！調節弁を接続して、それを介して冷
却ガス供給装置を接続する構成が望ましい。

［作用コ 通常動作では冷却配管には冷却ガスを送らずに、従来同
様、ヒータの動作と保温材の作用とによってタンク内液
体金属温度を所定の設定温度まで加熱し保温する。

ここでタンク内の液体金属温度を低下させたい事態が生
じた場合には、ヒータへの電流の供給を停止し、外部設
備から冷却配管に冷却ガスを送気する。冷却ガスは冷却
配管を通りガス吹出し口から内タンクの外壁面に向かっ
て吹出し、該内タンクを冷却する。これによってヒータ
の動作を停止しただけの自然降温とは異なり、かなり高
い降温率で内タンク内の液体金属温度を低下させること
ができる。

特に流量調節弁が設けられていると、その開閉度合の調
節によってガス流量を制御し、降温率を制御することも
可能となる。

［実施例］ 第１図は本発明に係る液体金属用タンクの一実施例を示
す説明図であり、第２図はその側面図、第３図はその断
面図である。

本実施例は液体金属用オーバフロータンクの例であり、
液体ナトリウム１０を収容する内タンク１２と、その外
側を間隔を介して覆う外タンク１４との二重構造をなし
ている。そして内タンク１２と外タンク１４との間隙部
には内タンク１２の外表面に密着して電気ヒータ１６が
取り付けられ保温材１８が設けられている。

本発明が従来技術と顕著に相違する点は、前記のように
タンク本体を内タンク１２と外タンク１４との二重構造
にすると共に、両者の間隙部に前記内タンク１２に向け
て多数のガス吹出し口２０を開口させた冷却配管２２を
設けた点である。

この冷却配管２２の端部には図示されていないが流量調
節弁が接続され、それを介して格納容器雰囲気調整系な
どのように冷却ガスを供給できる設備に接続される。

タンク本体には従来同様、タンク出口ノズル２４、カバ
ーガスノズル２６、圧力計ノズル２Ｂ、液面計・温度計
ノズル３０、タンク人口ノズル３２等が取り付けられて
いる。これら各種ノズルの取り付けは、内タンク１２と
は溶接等により接続されるが、外タンク１４側にはそれ
ぞれ各ノズルよりもやや大きめの貫通口３４を設けて接
続させずに単に貫通させるにとどめ、各ノズルに熱応力
が掛からないような構造にしである。

このように構成した液体金属用オーバフロータンクの動
作は次の如くである。通常の使用状態においては、予熱
ヒータ１６の加熱動作と保温材１８の保温作用により内
タンク１２内の液体ナトリウム１０は所定の設定温度ま
で加熱され、その温度に保持される。

これに対して例えば原子炉スクラム等によりオーバフロ
ータンク内のナトリウム温度を低下させる必要が生じた
場合には、流ｔｉｌｌ整弁を開いて格納容器雰囲気調整
系等で冷却された窒素ガス等を冷却配管２２中に送気し
、ガス吹出し口２０から吹出させる。これによって内タ
ンク１２を冷却する。流！調整弁によ゛ってガス流量を
調整できるから、温度降下率をある程度制御することも
可能である。冷却配管２０から吹出した冷却ガスは内タ
ンク１２を冷却することによって熱交換され、各ノズル
の熱応力の防止のため外タンク１４と接続されていない
貫通口３４から格納容器内に放出される。格納容器内に
放出されたガスは再び雰囲気調整系により冷却され冷却
配管２０に戻される。

このようにして内タンク１２内の液体ナトリウム１０の
温度を急速に低下させることができる。外タンク１４は
、この冷却操作の過程で冷却ガスの散逸を防止しタンク
の冷却効果を向上させる機能を果たす。

［発明の効果〕 本発明は上記のようにタンクを二重構造にし、その間隙
部に冷却配管を設けて冷却ガスを内タンクに向けて吹き
出せるように構成したから、従来のヒータの動作を停止
させただけの自然降温のみの場合と異なり、急速にタン
ク内の液体金属の温度を低下することができる効果があ
る。

そのため例えばオーバフロータンクに適用すると、液体
金属の再オーバフローまでの時間を短縮でき原子炉プラ
ントの稼動効率を向上させることができる。また長時間
にわたり液位低下という異常状態が継続している時に液
体金属の漏洩が発生すると原子炉プラントは不安全側へ
と移行するが、本発明ではこのような異常状態の継続時
間を大幅に短縮できるから、危険状態を素早く回避する
ことが可能となる。

更に本発明をダンプタンクに適用すれば、原子炉プラン
トの格納容器漏洩率試験において、ダンプタンクの液体
金属の凍結を速やかに行うことが可能となるため、試験
準備期間を著しく短縮できる効果も生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液体金属用タンクの一実施例を示
す正面図、第２図はその側面図、第３図はその断面図で
ある。 １０・・・液体ナトリウム、１２・・・内タンク、１４
・・・外タンク、１６・・・予熱ヒータ、１８・・・保
温材、２０・・・ガス吹出し口、２２・・・冷却配管。 特許出願人　動力炉・核燃料開発事業団代　　理　　人
　　　　　茂　　見　　　　　穣第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、液体金属を収容する内タンクと、その外側を間隔を
   介して覆う外タンクとの二重構造をなし、該内タンクと
   外タンクとの間隙部に、ヒータと保温材を設けるととも
   に、前記内タンクに向けて多数のガス吹出し口を開口さ
   せた冷却配管を設け、外部から該冷却配管中に冷却ガス
   を送気可能としたことを特徴とする液体金属用タンク。