JPS62214388A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はタンク型高速増殖炉に係り、特に中間熱交換器
の抜出し時における炉内過熱の抑制を図ったタンク型高
速増殖炉に関する。

（従来の技術） 従来、タンク型高速増殖炉において、原子炉容器のルー
フスラブに長尺円筒状のシェルアンドチューブ型中間熱
交換器を一次主循環ボンブと交互に複数台、間隔をおい
て吊下したちのがある。

これらの中間熱交換器は原子炉容器内で一次冷却材と二
次冷却材との熱交換を行なうものであり、中間熱交換器
は一次冷却材を循環させる垂直な外胴と、この外胴の軸
心部に同心的に配置され二次冷却材を循環させる下降管
とを有している。

そして、中間熱交換器の下部は、原子炉容器内を上方の
ホットプールと下方のコールドプールとに画成する水平
な隔壁に形成された貫通孔に挿入される。中間熱交換器
の外ＩＳ１と隔壁のご４通孔とは目通孔周縁に沿って設
けたマノメータシールによりシール保持されている。そ
して、ホットプールの高温−次冷却材が中間熱交換器の
外側にあけた窓孔から流入し、その外胴内に設けた伝熱
管部を下降する際、伝熱管内を流れる二次冷却材と熱交
換して低温となり、外胴の下端部からコールドプールに
流入する。なお、コールドプールの低温−次冷却材は一
次主循環ポンプによって強制的に炉心下部に導入され、
炉心を通る際に加熱されて上昇し、ホットプールに至る
。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、中間熱交換器のメンテナンス等を行なう場合
、これをルーフスラブ上に引抜いて行なう。中間熱交換
器を引抜（と、隔壁の貫通孔が開放してホットプールと
コールドプールとが連通状態となり、その目通孔を介し
てホットプールの高温の一次冷ｆＪＩ材がコールドプー
ル内に流入する。

この状態で例えば崩壊熱除去運転のため一次主循環ボン
ブを駆動すると、炉心に高温の一次冷却材が流入するの
で、冷却材温度が全体に上昇することになる。

その場合、引抜きを行なわない他の中間熱交換器を稼動
させても、稼動中の中間熱交換器内を流れる一次冷却材
の循環量に比べて貫通孔を流れる間は著しく大きいので
、充分な除熱効果を得るのは困難である。勿論、中間熱
交換器のメンテナンスを行なう場合は原子炉運転は中１
されており、中間熱交換器引抜き前に一次冷却材を充分
冷却するまで待機させておくものであるが、炉心の崩壊
熱レベルが充分低くても、前記貫通孔を介しての一次冷
却材流通による温度の急上昇の可能性がある。これによ
り原子炉容器内機器に不要な熱応力を生じさせ、綴器の
健全性保持に悪影響を及ぼすことが考えられる。

そこで、これまで対策として考えられたのは、中間熱交
換器を引抜いた後、原子炉容器上方からの遠隔操作で、
貫通孔に仮設プラグを差込んで止栓するというものであ
る。

ところが、このプラグによる止栓方法では多数の付属用
具が必要となり、作業も煩雑であるうえ、中間熱交換器
を完全に貫通孔から引扱いた後でなければ止栓できない
ため引抜き途中での一次冷却材の流通によって急激な温
度上昇を生じるおそれがある。したがって、作業性、信
頼性等の点で問題が残っている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
中間熱交換器の引抜きに際して、隔壁に貫通孔を形成す
ることなく、しかも−次冷却材の温度上昇が生じない作
業性が容易なタンク型高速増殖炉を提供するものである
。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するためにルーフスラブから
吊下げ支持され、原子炉容器内を上方のホラ［・ブール
と下方のコールドプールとに画成する隔壁を口いて延び
る長尺筒状外胴と、この外胴内に設置されるシェルアン
ドチューブ式の中間熱交換器とを有し、上記外胴に前記
ホットプールとコールドプールとを仕切るマノメータシ
ールを設けたタンク型高速増殖炉に４３いて、前記中間
熱交換器は外胴内に引抜可能に収容されるとともに、前
記外用には一次冷却材のシャットオフバルブを昇降自在
に設け、このシャットオフバルブで中間熱交換器の一次
冷却材入口窓を外側から閉塞自在としたことを特徴とす
るものである。

（作用） 原子炉容器内の中間熱交換器のマノメータシールおよび
シャフトオフバルブを右する外１シ１部と伝熱管束部、
−次冷却材の上下ブレナム部を有する本体とを分離し、
それぞれ個別にルーフスラブから吊下げ支持することに
より、熱交換器本体の引抜き時において外胴部は引扱か
れないように構成して隔壁のシールを保持することがで
きる。

したがって、仮設プラグが不要となり、また引抜き時の
ＤＨＲ８運転を連続的に行なうことができ、さらにルー
プ運転への移行に際して容易に行なうことができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

まず、タンク型高速増殖炉の全体を第２図によって説明
する。

タンク型高速増殖炉に用いられる原子炉容器１は安全の
ため内側の主容器１ａとガードベッセル１ｂとの２重構
造からなっており、円筒状のキャビティウオール２内に
吊下げ支持されている。この原子炉容器１およびキャビ
ティウオール２はルーフスラブ３により閉塞されている
。

主容器１ａ内の下部には炉心支持体４を介してブレナム
部５および炉心６が順次積層されている。

この炉心６の上部には炉心上部機構７が設けられ、この
炉心上部機構７はルーフスラブ３に吊設支持されている
。炉心６のちょうど上端部位置において、主客器１ａ内
を上方のホットプール９と下方のコールドプール１０と
に区画する隔壁８が隔壁支持体８ａによって設けられて
いる。

また、ルーフスラブ３からは主容器１ａ内の一次冷却材
１５を循環さける複数の一次主循環ボンブ１１が周方向
に等間隔に吊下されている。これらの各−法主循環ボン
プ１１の外側を包囲する薄肉円筒体１２が隔壁８を上下
に貫通して設けられている。各−法主循環ポンブ１１の
下端からは炉内配管１３が導出され、その先端がブレナ
ム部５に接続されている。

さらに、ルーフスラブ３には一次冷却材と二次冷却材と
の熱交換を行なう複数の中間熱交換器１４が周方向に等
間隔に主容器１内に吊下されており、その下端部はホッ
トプール９から隔壁８を貫通してコールドプール１０内
に達している。このルーフスラブ３は内部の空洞部１６
へ主容器１外に設置したガス循環装置１７により冷却ガ
スを循環供給することにより加熱防止を図っている。ル
ーフスラブ３の下面と一次冷却材１５の上面との空間に
は、不活性ガスからなるカバーガスが充填されている。

ここで、以上のように構成されたタンク型高速増殖炉の
作用を説明する。

まず、液体ナトリウム等の液体金属からなる一次冷却材
１５は、炉心６を上方に向って通過する間に核反応によ
る熱エネルギを受けて加熱されて高温となり、炉心上部
機構７の窓孔を通してホットプール９内へ流入する。そ
して、−次冷却材１５は中間熱交換器１４へ上部から流
入し、二次冷却材としての液体金属へ熱エネルギを伝達
し、自らは温度降下してコールドプール１０内へ流下す
る。

一方、コールドプール１０内の一次冷却材１５は、薄肉
円筒体１２内を上界して一次主循環ボンブ１１により昇
圧され、炉内配管１３を通ってブレナム部５へ戻される
。

次にルーフスラブ３に吊設される中間熱交換器の構成お
よび作用を第１図によって説明する。

第１図において、中間熱交換３１４はルーフスラブ３内
を貫通して延びており、長尺円筒状本体１４ａの上部外
側に接続した支持部材２５によってルーフスラブ３の上
面から吊下げ支持される。

本体１４ａの外周部には外胴２０が設けられ、外用２０
は上部外胴２１の下部フランジ２１ｂに引掛けられて吊
下げ支持される。上部外ＩＮ＋４２１は上部フランジ２
１ａにより、ルーフスラブ３に吊設される。この上部フ
ランジ２１ａ上には支持部材２５の上部に設けられたフ
ランジ２５ａが載δされて固定される。

中間熱交換器１４の本体１４ａ内にはシェルアンドチュ
ーブ型の伝熱管束部２２が設けられており、伝熱管束部
２２の下方には下部ブレナム２３が、その上方には上部
ブレナム２４が形成されている。また本体１４ａの中央
部を貫通して軸方向に沿う二次冷に１材下降管３１が設
けられており、この下降管３１内にディップチューブ３
５が挿入されている。

一方、外胴２０の下部には、ホットプール９とコールド
プール１０とを仕切るスカート状のマノメータシール２
６が設けられ、マノメータシール２６の上方は、スリッ
ト構造の開口２０ａになっており、中間熱交換器の一次
冷却材入口窓２７に通じている。この−次冷却材入口窓
２７の上部には、シャットオフバルブ２８が設けられ、
シャットオフバルブ２８はエクステンションロッド２９
によりルーフスラブ３上面から駆動される。またマノメ
ータシール２６の上部にはアルゴンガス配ｆＪ３０が接
続され、このガス配管３０はルーフスラブ３の上側へ延
長されている。

本体１４ａ内の中央部に設けられた二次冷却材下降管３
１は、その先端が下部ブレナム２３に開口している。伝
熱管束部２２の上側に形成される上部ブレナム２４の上
部には二次冷却材出口ノズル３２が設けられている。

また本体１４ａの下端には、−次冷却材出口窓３４が形
成されている。

次に、中間熱交換器１４の熱交換作用について説明する
。

一次冷却材１５は、第１図に矢印Ａで示ずようにホット
プール９から、−次冷却材入口窓２７を通り、伝熱管束
部２２へ流入し、伝熱管束部２２の各伝熱管の間を流下
する。その間に伝熱管内を流れる二次冷却材３３と熱交
換し、低温となって一次冷却材出口窓３４からコールド
プール１０へ流出する。

一方、二次冷却材３３は第１図に矢印Ｂで示すように二
次冷却材下降管３１内を下降して下部ブレナム２３内に
案内され、この下部ブレナム２３内で反転して上昇流と
なって伝熱管束部２２の各伝熱管内を流れる。各伝熱管
内を上昇する間に一次冷却材１５と熱交換し、高温とな
って上部ブレナム２４を介し、二次冷却材出口ノズル３
２から二次主冷却系の蒸気発生器へと送られる。

次に、中間熱交換器１４の本体１４ａの引抜手順につい
て説明する。中間熱交換器１４のメンテナンスにおいて
は、−次冷却材１５と二次冷却材３３のバウンダリであ
る本体部の引抜が行なわれる。

このメンテナンス作業においては、まず、引抜きに先立
ち、中間熱交換器１４内の二次冷却材を二次冷却材下降
管３１内に設【プられたディップチューブ３５により図
示しない二次冷却材タンク内にドレンする。次いで第３
図に部分的に示すように、二次主冷却材配管３６．３７
を切断し、その後、第４図に示すように、ルーフスラブ
３上にフロアバルブアダプタ３８および中間熱交換器メ
ンテナンスキャスク３９を据付ける。しかる後、天井ク
レーン４０によって中間熱交換器１４を引抜き、図示し
ないメンテナンス建屋（図示せず）に運搬する。なお、
中間熱交換器１４内の一次冷却材は引抜き時に流下する
。

以上の引抜手順を念頭に入れて、この実施例における中
間熱交換器１４の引抜時の対応について説明する。

まず、引抜に先立ってシャットオフバルブ２８をエクス
テンションロッド２９により操作し、下げ一次冷却材入
口窓を閉とする。引き続き、中間熱交換器本体１４ａを
支持フランジ２５から引抜く。この時に外胴２０は据付
けたままの状態とする。この状態では、マノメータシー
ル２６は作動しており、また、中間熱交換器１４の引仮
によって生じる開口は、シャツ１〜オフバルブ２８が閉
としである。すなわち、中間熱交換器の引抜きによって
も、ホットプール９とコールドプール１０とのバウンダ
リは保持されることとなる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、中間熱交換器の引抜時においてホット
プールとコールドプールは貫通しないので、−次冷却材
の温度上昇を防止できる。また仮説プラグが不要となり
、ループ運転への以降に際して容易となり、引抜時のＤ
ＨＲ８運転を連続的に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るタンク型高速増殖炉の一実施例を
示す要部断面図、第２図はタンク型高速増殖炉の原子炉
容器全体を示す断面図、第３図および第４図は中間熱交
換器の引抜手順を示す部分断面図である。 １・・・原子炉容器、３・・・ルーフスラブ、８・・・
隔壁、９・・・ホットプール、１０・・・コールドプー
ル、１４・・・中間熱交換器、１５・・・−次冷却材、
２１・・・外用、２２・・・伝熱管束部、２６・・・マ
ノメータシール、２７・・・−次冷却材入口窓、２８・
・・シャットオフバルブ。 出願人代理人　　　波　多　野　　　久＄　１　回 第２回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ルーフスラブから吊下げ支持され、原子炉容器内を
   上方のホットプールと下方のコールドプールとに画成す
   る隔壁を貫いて延びる長尺筒状外胴と、この外胴内に設
   置されるシェルアンドチューブ式の中間熱交換器とを有
   し、上記外胴に前記ホットプールとコールドプールとを
   仕切るマノメータシールを設けたタンンク型高速増殖炉
   において、前記中間熱交換器は外胴内に引抜可能に収容
   されるとともに、前記外胴には一次冷却材のシャットオ
   フバルブを昇降自在に設け、このシャットオフバルブで
   中間熱交換器の一次冷却材入口窓を外側から閉塞自在と
   したことを特徴とするタンク型高速増殖炉。 ２、シャットオフバルブは中間熱交換器の一次冷却材入
   口窓に通じる開口を外側から閉塞可能に構成した特許請
   求の範囲第１項に記載のタンク型高速増殖炉。