JPS62245190A - 原子炉 - 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、原子力発電等に用いられる原子炉に関する。

（従来の技術） 一般に原子炉では、炉心に配置された核燃料物質の核分
裂により発生する熱エネルギーを、冷却材を循環するこ
とにより外部へ取り出す。

第４図および第５図はこのような原子炉の例として高速
増殖炉を示すもので、図において符号１は原子炉容器を
示している。原子炉容器１内には液体ナトリウム等の冷
却材２が収容されており、この冷却材２に浸漬された柱
状の炉心３は、原子炉容器１内の炉心支持構造物４によ
って保持されている。

そして、原子炉容器１の上部開口は、上部遮蔽体５によ
って閉塞され、この上部遮蔽体５の中央部を貫通して炉
心上部機構６が炉心３の上位に配設されている。また、
炉心上部機構６の下部には、炉心上部整流格子７が配設
され、冷却材２の液面と上部遮蔽体５との間には不活性
ガスからなるカバーガス８が充填されている。

また、炉心３は、第５図に示すように、六角柱状に形成
された炉心構成要素が多数規則正しく並べられて構成さ
れており、この炉心構成要素には、核分裂性物質を充填
された燃料棒からなる発熱性炉心構成要素３ａと、たと
えば中性子吸収物質を充填された制御棒等からなる非発
熱性炉心構成要素３ｂとがある。

以上のように構成された従来の高速増殖炉では、炉心３
内の発熱性炉心構成要素３ａで発生した熱エネルギーが
、炉心３を下方から上方へ向けて流れ、中間熱交換器（
図示せず）へ送られる冷却材２によって炉心３外へ運ば
れる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記説明の従来の原子炉では、炉心３下方
から上方へ向かって流れる冷却材２のうち、発熱性炉心
構成要素３ａを通過した冷却材２と、非発熱性炉心構成
要素３ｂを通過した冷却材２との間に温度差が生じる。

そして、これらの冷却材２が混合されずに炉心上部機構
６等の原子炉構造部材に接触する場合があり、これらの
原子炉構造部材に温度変化による熱応力が生じ、原子炉
の健全性が損われるという問題がある。

本発明はかかる従来の事情に対処してなされたもので、
原子炉構造部材に熱応力が加わることを防止して、健全
性を維持することのできる原子炉を提供しようとするも
のである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） すなわら本発明の原子炉は、柱状の発熱性炉心構成要素
と柱状の非発熱性炉心構成要素とが規則正しく並べられ
て構成される炉心が、原子炉容器内の冷却材中に配置さ
れた原子炉において、前記炉心上方の前記冷却材中に、
前記発熱性炉心構成要素上方と前記非発熱性炉心構成要
素上方とにまたがるヒートパイプを配置して構成される
。

（作　用） 本発明の原子炉によれば、炉心内の発熱性炉心構成要素
を通過した高温の冷却材および非発熱性炉心構成要素を
通過した低温の冷却材は、発熱性炉心構成要素上方と非
発熱性炉心構成要素上方にまたがって配置されたヒート
パイプに接触する。

ここで高温の冷却材と低温の冷却材との間では、ヒート
パイプを介して熱交換が行われ、このヒートパイプ上方
では、冷却材の温度が均一化される。

したがって、冷却材が炉心上部機構等の原子炉構造部材
に接触するときには、冷却材温度は均一化されており、
これらの原子炉構造部材に温度変化による熱応力が加わ
ることはない。

（実施例） 以下、本発明の詳細を図面に示す実施例について説明す
る。

第１図および第２図は、本発明の一実施例の原子炉であ
る高速増殖炉を示すもので、図において符号１１は原子
炉容器を示している。原子炉容器１１内には、液体ナト
リウム等の冷却材１２が収容されており、この冷却材１
２に浸漬された柱状の炉心１３は、原子炉容器１１内の
炉心支持構造物１４によって保持されている。

そして原子炉容器１１の上部開口は、上部遮蔽体１５に
よって閉塞され、この上部遮蔽体１５の中央部を貫通し
て炉心上部機構１６が炉心１３の上位に配設されている
。また炉心上部機構１６の下部には炉心上部整流格子１
７が配設され、冷却材１２の液面と上部遮蔽体１５との
間には不活性ガスからなるカバーガス１８が充１眞され
ている。

また、炉心１３は、六角柱状に形成された炉心構成要素
が多数規則正しく並べられて構成されており、この炉心
構成要素には、核分裂性物質を充填された燃料棒からな
る発熱性炉心構成要素１３ａと、たとえば中性子吸収物
質を充填された制御棒等からなる非発熱性炉心構成要素
１３ｂとがある。そして炉心１３の上方に配置された炉
心上部整流格子１７上部には、たとえば作動流体として
ナトリウム等を封入され、熱交換を行うヒートパイプ１
９が、非発熱性炉心構成要素１３ｂ上方から発熱性炉心
構成要素１３ａ上方にまたがって、放射状に複数配置さ
れている。

以上のように構成されたこの実施例の原子炉では、炉心
１３内の発熱性炉心構成要素１３ａで発生した熱エネル
ギーは、炉心１３を下方から上方へ向けて流れ、中間熱
交換器（図示ゼず）へ送られる冷却材１２によって、炉
心１３外へ運ばれる。

このとき、炉心１３の発熱性炉心構成要素１３ａを通過
した高温の冷却材１２と、非発熱性炉心構成要素１３ｂ
を通過した低温の冷却材１２とは、炉心上部整流格子１
７上方に配置されたヒートパイブ１９に接触し、このヒ
ートパイプ１９を介して低温の冷却材１２と高温の冷却
材１２との間で熱交換が行われ、温度が均一化される。

したがってこの後冷却材１２が炉心上部機構１６等の原
子炉構造部材に接触しても、この原子炉構造部材は、温
度変化をうけることがなく、熱応力が生じることはない
。

第３図は他の実施例の原子炉の要部を示すもので、この
実施例の原子炉では、複数のヒートパイプ１９ａが発熱
性炉心構成要素１３ａ上部と、非発熱性炉心構成要素１
３ｂ上部にまたがって、これらの炉心構成要素１３ａ、
１３ｂ上に平行に載置されている。

なお前述の実施例と同一の部分については、同一の符号
を付すことによって、重複した説明は省略する。

上記構成のこの実施例の原子炉でも、前述の実施例の原
子炉と同様に、ヒートパイプ１９ａを介して、発熱性炉
心構成要素１３ａを通過した高温の冷却材１２と、非発
熱性炉心構成要素１３ｂを通過した低温の冷却材１２と
の間で熱交換が行われるので、冷却材１２の温度は均一
化され、原子炉構造部材に熱応力が加わることを防止す
ることができる。

なあ、これらの実施例では、ヒートパイプ１９．１９ａ
の作動流体としてナトリウムを用いているので、万一ヒ
ートパイプ１９．１９ａが破損を起こした場合でも、冷
却材１２と反応を起こすことはなく、原子炉に対する影
響は最小限に抑えることができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の原子炉では、炉心上方の冷却
材中に、発熱性炉心構成要素上方と、非発熱性炉心構成
要素上方とにまたがるヒートパイプを配置したので、こ
のヒートパイプを介して、発熱性炉心構成要素を通過し
た高温の冷却材と非発熱性炉心構成要素を通過した低温
の冷却材との間で熱交換が行われ、冷却材の温度を均一
化することができ、原子炉構造部材に熱応力が加わるこ
とを防止し、原子炉の健全性を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の原子炉を示す縦断面図、第
２図は第１図に示す原子炉の要部を示す上面図、第３図
は他の実施例の原子炉の要部を示す上面図、第４図は従
来の原子炉を示す縦断面図、第５図は第４図に示す原子
炉の要部を示す斜視図でおる。 １１・・・・・・・・・原子炉容器 １２・・・・・・・・・冷却材 １３・・・・・・・・・炉　心 １３ａ・・・・・・発熱性炉心構成要素１３ｂ・・・・
・・非発熱性炉心構成要素１９・・・・・・・・・ヒー
トパイプ 出願人　　　　　　日本原子力事業株式会社出願人　　
　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　　須　山　佐　− 第１図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）柱状の発熱性炉心構成要素と柱状の非発熱性炉心
   構成要素とが規則正しく並べられて構成される炉心が、
   原子炉容器内の冷却材中に配置された原子炉において、
   前記炉心上方の前記冷却材中に、前記発熱性炉心構成要
   素上方と前記非発熱性炉心構成要素上方とにまたがるヒ
   ートパイプを配置したことを特徴とする原子炉。