JPS62191796A - 流路遮断装置 - 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〕 本発明は流路遮断機構に係り、特に高速増殖炉（以下、
ＦＢＲと云う。）の直接炉心冷却系炉内熱交換器（以下
、ＤＨＸと云う。）に好適な流路遮断機構 に利用できる。

〔従来の技術〕

例えばＦＢＨのＤＨＸに用いられる流路遮断機構として
は、特開昭５９−１２０９９３号で論じられているよう
な方法がある。この例を第６図に示す。

この従来例では、ＤＨＸＩが休止中にはタンク５５のガ
スを供給してＤＨＸｌ内の液裕を下げ、介在するガスに
よって断熱性を高めている。ＤＨＸ１作動時には、ガス
供給弁５７を閉じ、排気弁５８を開いて、ＤＨＸｌと原
子炉容器４のカバーガス圧を等しくり、ＤＨＸｌ内液位
を上昇させる。

この時、ＤＨＸ１内部に設けた逆止弁等の流路遮断器５
４を開くことによって、原子炉容器内の自然循環流路を
確保する。しがしながら、本例のようにＤＨＸｌ内に逆
止弁等の流路遮断器を設置すると、ＤＨＸＩの径を逆止
弁の設置相応分だけ大きくせざるを得ない。また、逆止
弁等の如き可動部を有する遮断機構を高い信頼性を要求
される直接炉心冷却系等に使用した場合、ＤＨＸｌの引
抜き等の操作により、定規的に点検して可動部の健全性
を確認する必要が生じる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

タンク型ＦＢＲの原子炉容器径を小さくするためには、
容器内に収納する各種機器の径を小さくすることが宿命
である。このことを第７図及び第８図を用いて説明する
。

第７図はタンク型ＦＢＲの各種炉内機器の配置例を示し
たものである。原子炉容器４と大回転プラグ４０との間
に配置された中間熱交換器（以下ＩＨＸと略す）１０と
主ポンプ２の合間をぬってＤＨＸｌが挿入されるため、
原子炉容器４の径は、大回転プラグ４０の径とともにＤ
ＨＸｌ等の各種炉内機器の径にも大きく依存する。

本図の中で、αは機器の保修等のために必要な間隔を示
す。

第８図は第７図のよように配置をもつタンク型ＦＢＲの
大回転プラグ径と原子炉容器径の関係を。

ＤＨＸｌ等の炉内機器の径をパラメータとして描いた図
である。大回転プラグ径がある程度大きい領域Ｂでは、
原子炉容器径を決めるのは主に大回転プラグ系であるが
、大回転プラグ径が十分小さい領域Ａでは、原子炉容器
径はむしろ炉内機器の径により決まる。タンク型ＦＢＲ
の設計研究は、既に領域Ａの段階にあると言われ、原子
炉をさらに小型化するためにはＤＨＸＩをはじめとした
各種炉内機器の小径化が重要なポイントとなる。

本発明の目的は、この課題を解決するために、１次冷却
材の流路を確実に形成し、かつ、ＤＨＸｌ等の機器の径
も小型化でき、さらに可動部のない流路遮断機構を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

流体の出口が液中に配置された流路において、前記液中
において前記流体の出口に上下に蛇行した流路を連設し
て備え、前記蛇行した流路にガス給排気配管を連設して
備えたことを特徴とした流路遮断装置を備えている。

〔作用〕

前記流路遮断機構は、前記ガス配管よりガスを供給する
ことにより、蛇行流路の両側に液面を形成し流路を遮断
する。また、前記ガス配管より蛇行流路中のガスを排気
することにより、蛇行流路を導通することができる。前
記流路遮断機構は例えばＤＨＸｌの下部に設けられ、そ
の径はＤＨＸｌの径より小さくできるため、原子炉容器
径を大きくすることがない。また、可動部がないためＤ
ＨＸｌを引抜いて点検する必要もない。

〔実施例〕

本発明の流路遮断装置を採用した一実施例をタンク型高
速増増炉の崩壊熱除去系（直接炉心冷却系）用中間熱交
換器（以下ＤＨＸと略す）を例にとり、第１図、第２図
、第３図、第４図、第５図を用いて説明する。

第１図は本発明による流路遮断機構を用いたＤＨＸの詳
細図（流路を遮断した状態）、第２図は同ＤＨＸの流路
を導通した状態、第３図は本ＤＨＸをタンク型高速増増
炉原子炉容器に組込んだ図（流路を導通した状態）、第
４図は冷却系系統図（ＤＨＸ流路を遮断し、主冷却系に
て除熱している状態）、第５図は同系統図（ＤＨＸ流路
を導通し、直接炉心冷却系にて除熱している状態）であ
る。

第４図において原子炉容器４内にはその中心部に炉心５
が設けられている。原子炉容器はルーフスラブ３により
密蔽されており、ＤＨＸｌ、１次主冷却系循環ポンプ（
以下主ポンプと略す）２、主中間熱交換器（以下ＩＨＸ
と略す）１０がこのルーフスラブから吊り下げられてい
る。原子炉容器４の内部は隔壁１８によりコールドプレ
ナム６とホットプレナム８に仕切られており、ＤＨＸＩ
。

主ポンプ２．ＩＨＸＩＯはホットプレナムから隔壁１８
を貫通してコールドプレナム６に導通している。また、
主ポンプ２は高圧プレナム７を介して炉心５の下部に接
続されている。原子炉容器４には液体金属の１次冷却材
が満たされており、下部９は不活性ガスでおおわれてい
る。

上記の如く構成された原子炉において、出力運転中は炉
心５が加熱された１次冷却材はホラ１−プレナム８に入
り、その後Ｉ　ＨＸ　１０に入り、２次冷却材により冷
却され、コールドプレナム６を経由して主ポンプ２によ
り昇圧され高圧プレナム７から炉心５に送り込まれる。

このときＤ　ＨＸ　１は本発明の流路遮断機構１７によ
り流路が遮断されている。前記２次冷却材は２次主冷却
系循環ポンプ１３により循環され、蒸気発生器１２を介
して、給水ポンプ１６で循環される水を加熱し、蒸気を
発生させ、タービンにより発電し、復水器により除熱さ
れる。

第５図に示す如く、何らかの原因により原子炉が停止す
ると、炉心５は未臨界となり、核分裂による発熱はなく
なるが、炉心崩壊熱が発生する。

このとき、ＤＨＸｌの流路遮断機構１７を導通させるた
め、炉心５の崩壊熱で加熱された１次冷却材はホットプ
レナム８に入り、その後ＤＨＸ１に入り、直接炉心冷却
系２次冷却材により冷却されコールドプレナム６を径由
して主ポンプに入り、高圧プレナム７から炉心５に送り
込まれる。主ポンプは停止していてもよく、ホットプレ
ナム８とコールドプレナム６の１次冷却材密度差により
、原子炉容器４内１次冷却材は自然循環する。直接炉心
冷却系２次冷却材に伝えられた熱は空気冷却器１１を介
して大気に放出される。直接炉心冷却系２次冷却材及び
空気冷却器空気は同じく密度差により自然循環する。こ
のとき２次主冷却系循環ポンプ１３及び給水ポンプ１６
は停止しておりＩＨＸによる冷却は行われない。

尚、実際には＋　ＤＨＸｌ、主ポンプ２及びｒＨＸｌｏ
は同−断面上にはなく、前述の第７図に如く配置される
。原子炉容器４のＤＨＸｌと主ポンプ２を含む断面を第
３図に示す。

次に上記の如＜ＤＨＸＩの出口に設置される流路遮断機
構１７の構造を第１図、第２図を用いて説明する。第１
図においてＤＨＸｌの出口部には￥ｆ２０が溶接され、
管２０には平板２１及び円筒２２、円筒２３で構成され
た上蓋が溶接される６また、隔壁１８には平板２４及び
円筒２５が構成された下蓋がたてリブ２６を介して溶接
される。

また隔壁１８の上部には円ｍ２７が溶接される。

これらが組合されると閉じたガス空間２８及び２９を形
成することができる。このうち、ガス空間２８にはＤＨ
Ｘ１内部に引廻されたガス配管３ｏが開口しており、ガ
ス配管３０はガス供給排気系３１に接続されるが、ガス
空間２９は密蔽された状態となる。この構造においてＤ
ＨＸｌ及びＤＨＸｌに溶接された部材は補修時等には上
部に引抜くことができる。

また、ホットプレナム８とコールドプレナム６の間はガ
ス空間２９により流れが遮断される。

原子炉出力運転中は、ガス供給排気系３１よりガス配管
３０を介してガスを供給することによりガス空間を形成
する。この状態では円筒２５の内外に液面が生じ、ＤＨ
ＸＩとコールドプレナム６内の流路は遮断される。円筒
２５内外の液面差はホットプレナム８とコールドプレナ
ム６の圧力差（工ＨＸＩＯの流路圧力差）であり、１次
冷却材が液体金属ナトリウムの場合約２〜３ｍとなる６
円筒２７内外の液位差も同様である。

第２図は原子炉トリップ後の崩壊熱除去運転時の流路を
示したものであり、第１図において形成していたガス空
間２８のガスを、ガス供給排気系３１により排気するこ
とによりなくした状態である。この時、１次主冷却材は
ＤＨＸＩの入口窓３２から流入し、伝熱管３３により冷
却された後矢記に示す逆Ｕ字流路を経由してコールドプ
レナム６に流入する。このときガス空間２９は第１図と
同様形成された状態である。

尚、第１図及び第２図におけるガス空間２９はホットプ
レナム８とコールドプレナム６間をシールするためのマ
ノメータシールと呼ばれるものであり、たとえば、第９
図に示す如きベローズシール３４で代用することも可能
である。第９図のベローズシール３４は、隔壁１８とは
固定せずに置くためＤＨＸ１引抜き時に支障はない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＤＨＸｌ等の機器の外径を大きくする
ことなしに流路の遮断、導通が可能となるため例えば、
ＤＨＸｌを内蔵する原子炉容器４の径を縮小するなど、
全体の径の縮小化が達成できる。また、遮断機構本体に
可動部がないため、定期点検が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による流路遮断装置を備えたＤＨＸの流
路遮断時の縦断面図、第２図は同じく流路導通時の縦断
面図、第３図は第１図に示したＤＨＸを備えたＦＢＲの
縦断面図、第４図は第１図に示したＤＨＸを備えたＦＢ
ＲのＤＨＸ流路遮断時の冷却系系統図、第５図は同じ＜
ＤＨＸ流路導通時の冷却系系統図、第６図は従来の流路
遮断−＼ｒ ）装置を備えたＤＨＸを内蔵したＦＢＲの縦断面図。 第７図はタンク型ＦＢＨのルーフスラブ上の機器の平面
配置を部分的に示した平面図、第８図は原子炉容器径と
大回転プラグ径との関係を示すグラフ図、第９図は本発
明の他の実施例によるＤＨＸの縦断面図である。 １・・・ＤＨｘ、３・・・ルーフスラブ、４・・・原子
炉容器、６・・・コールドプレナム、８・・・ホットプ
レナム、１８・・・隔壁、２０・・・ＤＨＸ出口管、２
１．２４・・・平板、２２，２３，２５．２７・・・円
筒、２６・・・リブ、２８．２９・・・ガス空間、３０
・・・ガス配管、３１・・・ガス供給排気系、３２・・
・入口窓、３３・・・伝熱管、３４・・・ベローズシー
ル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体の出口が液中に配置された流路において、前記
   液中において前記流体の出口に上下に蛇行した流路を連
   設して備え、前記蛇行した流路にガス給排気配管を連設
   して備えたことを特徴とした流路遮断装置。 ２、特許請求の範囲の第１項において、前記蛇行した流
   路は、機器からの流体出口部を構成する出口管と、前記
   出口管を囲う上部開放状の有底筒構造物と、前記有底筒
   構造物を前記有底筒構造物との間で隙間を保って囲う下
   部開放上部塞ぎ板付状の筒構造物とから構成したことを
   特徴とした流路遮断装置。