JPS62297785A - ル−フスラブ - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は液体す］・リウム等の液体金属を冷１．Ｉ＋４
４として使用する高速増殖炉のルーフスラブに係り、特
に、中間熱交換器の頁面部にＡ３　Ｈるアニコラス空間
内の温度を均一にすることのできるルーフスラブに関す
る。

（従来の技術） 一般に、タンク型の高速増殖炉には、原子炉内の１次系
の液体す１〜リウムと、蒸気発生器に循環供給される２
次系の液体ナトリウムとの熱交換を行なう中間熱交換器
が設けられている。また、この中間熱交換器はタンク型
の高速増殖炉の崩壊熱除去系としても用いられている。

第２図はこのような機能を発揮する中間熱交換器を設け
たタンク型の高速増殖炉の概要を示す。

第２図において、符号１はタンク型の高速増殖炉の原子
炉容器を示す。この原子炉容器１の上部に設けたルーフ
スラブ（図示けず）から中間熱交換器２が原子炉容器１
内へ貫通し吊下支持されている。原子炉容器１内の炉心
３にＪ、って加熱された１次系の液体ナトリウムは、原
子炉容器１のホットブール１ａから中間熱交換器２内に
流入し、２次系４の２次系熱交換器４ａおよび崩壊熱除
去系５の崩壊熱除去系熱交換器５ａとそれぞれ熱交換さ
れ、その後、中間熱交換器２から原子炉容器１の］−ル
ビプール１ｂ内へ還流する。

２次系４においてはポンプ６によって２次系の液体ナト
リウムを循環させ、中間熱交換器２内の２次系熱交換器
４ａにおいて加熱された液体すｌ・リウムを蒸気発生器
７に送給し、給水配管８を通して蒸気発生器７内に送給
されて来る給水と熱交１角さゼ、その給水を過熱蒸気と
して蒸気配管９を通して蒸気タービン（図示ゼず）へ送
給さ１！ている。

また、崩壊熱除去系５は中間熱交換器内蔵型置１り炉心
冷却システム（ＰＲＡＣ８）と称するものであり、ポン
プ１０によってｌｆｉ壊熱除熱除去用体ナトリウムを循
環させ、中間熱交換器２内の崩壊熱除去系熱交換器５ａ
において、原子炉容器１内の１次系の液体ナトリウムど
熱交換させる。そして、１次系の液体ナトリウムを冷却
し、自らは加熱された崩壊熱除去系５の液体す］〜リウ
ムを空気冷却器１１に送給し、大気と熱交換させて、崩
壊熱等を大気中へ逃がすように形成されている。このよ
うに形成されている崩壊熱除去系５は、例えば２次系４
における２次系熱交換器４ａへの液体ナトリウムの送給
が異常停止した場合等の原子炉１へリップに至るような
プラント異常状態や緊急状態において原子炉系よりの除
熱を行イ１つたり、燃料交換時の炉心崩壊熱の除熱を行
／１う。

第３図に示づように、この中間熱交換３２はルーフスラ
ブ１２の頁通孔１２ａ部分にフランジ２ａをもって載冒
するようにして用下支１１されている。ルーフスラブ１
２０貫通孔１２ａの内周面と中間熱交換器２の１４１部
２ｂとの間にはアニコラス空間１３が形成され−Ｃいる
。また、中間熱交換器２は原子炉容器１内の１次系の液
体す１ヘリウム１４内に浸漬するようにして吊下されて
いる。液体ナトリウム１４の上面とルーフスラブ１２の
下面との間のカバーガス空間１５内には不活性ガスが充
填されている。そして、第４図に示すように、アニユラ
ス空間１３はカバーガス空間１５と不端部において連通
している。ルーフスラブ１２は、カバーガス空間１５に
而している下面に断熱層１６を取付けるとともに内部に
冷却層１７を設けて、約５００℃の原子炉容器１内の熱
を冷却し、−Ｌ面側の作業空間内の温度を常湿に保持し
ている。

また、中間熱交換器２内には２次系熱交換器４ａと崩壊
熱除去系熱交換器５ａとが設けられている。

第３図においては中間熱交換器２内の上部にある崩壊熱
除去系熱交換器５ａが示されている。この中間熱交換器
２の胴部２ｂ内の−に端部は断熱層１Ｂによって内部の
１次系の液体ナトリウム１４が保有する熱を外部に伝達
しないように遮熱されている。この断熱層１８を貫通す
るＰＲＡＣ８入口配管１９を通して崩壊熱除去系熱交換
器５ａに崩壊熱除去系５側の液体ナトリウムが送給され
、その液体ナトリウムは崩壊熱除去系熱交換器５ａにお
いて崩壊熱を奪い、その後断熱層１８を貫通するＰＲＡ
Ｃ８出口配管２０を通して中間熱交換器２外へ導出され
て行く。また、崩壊熱除去系熱交換器５ａより下方に設
けられている２次系熱交換器４ａには、第３図において
中間熱交換器２の中心部の送給路２１を通して２次系の
液体ナトリウムが給排される。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したルーフスラブ１２の中間熱交換器２の貫通部に
おける温度分布を見ると、定格運転時にカバーガス空間
１５は約４６０℃であるが、一方ルーフスラブ１２の冷
却層１７は約４０℃であるため、アニコラス空間１３は
下部が高温で上部が低温となり、このため自然対流が発
生し周方向に渇ｉ差がついてしまう。このことにより、
中間熱交換器２自身にも周方向に温疫差が生じるとども
に熱応力が発生するため、中間熱交換器２の構造健全性
上問題がある。

また、第５図（ａ）（ｂ）に中間熱交換器２の内部にあ
るＰＲＡＣ８入口配管１９どＰＲＡＣ８出口配管２０が
、位相を９０度ずらして配置されている場合のアニコラ
ス空間１３内の不活性ガスの流れ状態を示す。この第５
図から判るように、プラン１〜定格運転時にはＰＲＡＣ
８出口配管２０内部の液体ナトリウムの温度が１５０℃
になっており、第５図（ｂ）においてＰＲＡＣ８出口配
管２０からの入熱効果により、アニコラス空間１３内で
はＰＲＡＣ３出口配管２０の位置付近で一ト胃流となり
、一方１８０度Ｎ１れた反対方向で下降流とｈっでいる
。従って、ＰＲＡＣ８出口配管２０からの入熱効果によ
って、アニユラス空間１３内の不活性ガスに自然対流が
発生し、非対称な温度分布を生じる原因となる。このこ
とにより中間熱交換器２の胴部２ｂに非対称な熱変形が
発生するおそれがある。

また、原子炉容器１内の液体ナトリウム１４の液面より
発生したミストはカバーガス空間１５内を浮遊している
が、この冷却材としてのナトリウムは凝固点が約１００
℃であり、中間熱交換器２の胴部２ｂおよびルーフスラ
ブ１２の温度が１００℃以下にイ【るとツートリウムが
固着する可能性がある。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、アニ
ユラス空間内の不活性ガスの自然対流を緩慢にし、その
周方向の温磨差を小さくし、更にナトリウム等の冷部材
が固ａするのを確実に防止することのできるルーフスラ
ブを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明のルーフスラブは、中間熱交換器が負通されかつ
吊下支持されているルーフスラブにおいて、前記中間熱
交換器とルーフスラブとの間に形成されているアニユラ
ス空間をライナによって径方向に内側空間と外側空間と
に２分割Ｊるどともに、一方の内側空間は原子炉容器内
のカバーガス空間と連通させ、他方の外側空間は前記カ
バーガス空間と遮断させていることを特徴とする。

（作　用） 本発明においては、アニユラス空間をライノーによって
、中間熱交換器に隣接するとともにカバーガス空間と連
通した内側空間と、ルーフスラブに隣接するとともにカ
バーガス空間と遮断されている外側空間とに２分割して
いるので、アニコラス空間を通して中間熱交換器とルー
フスラブとの間で行なわれる熱伝達に対する熱抵抗が増
大し、特にアニユラス空間の内側空間の温度が低温のル
ーフスラブによって低下されることが少なくなり、その
内側空間内の温度が高温に保持される。このことにより
、例えば定格運転時にカバーガス空間内の温度が約４６
０℃とすると、アニコラス空間の内側空間とカバーガス
空間との温麿差が小さくなり、内側空間内における不活
性ガスの自然対流も緩慢になり、周方向の湿度も均一と
なる。また、アニユラス空間の内側空間内の温度が高温
になることにより、例えば冷却材がナトリウムであると
ナトリウムの固着を確実に防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図について説明する。

なお、従来と同一部分には同一符号を付しである。

本実施例においては、中間熱交換器２の胴部２ｂとルー
フスラブ１２の貫通孔１２ａの内面との間に形成されて
いるアニコラス空間１３の径方向の中間位置に、環状の
ライナ２２を蒸気発生器７の全高さに■って設けてアニ
コラス空間１３を内側空間２３と外側空間２４とに径り
向に２分割し、更にライナ２２の下端を外方へ析曲げて
ルーフスラブ１２の下面に固着されている断熱層１６の
Ｉｒ′を下部に気密、液密にして連結している。２１お
、図示していないが、ライナ２２の上端はルーフスラブ
１２の上端部に気密、液密にして固着されている。これ
により一方の内側空間２３は中間熱交換器２に隣接する
とともに下端部でカバーガス空間１５と連通している。

また、他方の外側空間２４はルーフスラブ１２に隣接す
るとともにカバーガス空間１５と遮断された閉空間とさ
れている。そして、外側空間２４内には、カバーガス空
間１５内に充填されているアルゴンガス等の不活性ガス
と同じ不活性ガスが充填されている。

次に、本実施例の作用を説明する。

本実施例においては、ルーフスラブ１２と中間熱交換器
２とは、不活性ガスが充填された閉空間である外側空間
２４と、カバーガス空間１５内の不活性ガスが下方より
導入されて満たされている内側空間２３とによって隔て
られている。これによりルーフスラブ１２と中間熱交換
器２との相互間の熱伝達に対する熱抵抗が従来例に比べ
て非常に大きなものとなる。更に説明すると、内側空間
２３とルーフスラブ１２との間の外側空間２４が両者間
の断熱層として機能し、内側空間２３内のへ渇の不活性
ガスから低温のルーフスラブ１２へ伝達される熱量を小
さく抑える。これにより、ルーフスラブ１２に隣接して
いる内側空間２３内の不活性ガスの温度がルーフスラブ
１２側の低温に追従し難くなり、内側空間２３内の不活
性ガスの温度が全体的に高温に維持される。

そして、カバーガス空間１５内の不活性ガスと、内側空
間２３の内の不活性ガスとの温度差が小さくなるので、
内側空間２３内にお（プる不活性ガスの自然対流が緩慢
となり、内側空間２３内の不活性ガスの周方向における
湿度分布も変動の小さい平坦なものとなる。

従って、内側空間２３に隣接している中間熱交換器２に
おいても、胴部２ｂ等の周方向の温度分布が均一のもの
となり、周方向の熱変形が緩和され、熱応力も小さく抑
えられ、構造も健全に維持される。

また、本実施例においては内側空間２３および外側空間
２４をルーフスラブ１２の全高さに口って設けているの
で、中間熱交換器２の健全性をより確実に維持すること
ができる。

なお、ライナ２２を設けないで、中間熱交換器２の胴部
２ｂの外面とルーフスラブ１２のｎ通孔１２ａの内面と
の間隔を大きくしてアニユラス空間１３とカバーガス空
間１５との連通部の面積を太き（し、カバーガス空間１
５からアニコラス空間１３へ流入するエンタルピを増大
させて、アニユラス空間１３内の不活性ガスの全体とし
ての温　゛度分布を高温域とし、アニユラス空間１３内
の不活性ガスの温度分布の均一化を図ってもよい。

〔発明の効果〕

このように本発明のルーフスラブは構成され作用するも
のであるから、アニユラス空間内の不活性ガスの自然対
流を緩慢にし、その周方向の温度差を小さくし、更にナ
トリウム等の冷却材が固着するのを確実に防止すること
ができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のルーフスラブの一実施例を示す要部縦
断面図、第２図はＰＲＡＣ８方式の崩壊熱除去系を採用
したタンク型の高速増殖炉を示す概略図、第３図は中間
熱交換器のルーフスラブ貫通孔部付近の縦断面図、第４
図は従来のアニコラス空間部分を示す縦断面図、第５図
（ａ）はＰＲＡＣ８配管の位置関係を示１平面図、第５
図（ｂ）はアニコラス空間におけるアルゴンガスの自然
対流状態を示す展開図である。 １・・・原子炉容器、２・・・中間熱交換器、１２・・
・ルーフスラブ、１２ａ・・・貫通孔、１３・・・アニ
コラス空間、１５・・・カバーガス空間、２２・・・ラ
イナ、２３・・・内側空間、２４・・・外側空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中間熱交換器が貫通されかつ吊下支持されているル
   ーフスラブにおいて、前記中間熱交換器とルーフスラブ
   との間に形成されているアニュラス空間をライナによっ
   て径方向に内側空間と外側空間とに２分割するとともに
   、一方の内側空間は原子炉容器内のカバーガス空間と連
   通させ、他方の外側空間は前記カバーガス空間と遮断さ
   せていることを特徴とするルーフスラブ。 ２、内側空間および外側空間は、ルーフスラブの下面に
   設けられている断熱層の下端まで達するようにして形成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のルーフスラブ。 ３、外側空間内には不活性ガスが充填されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のル
   ーフスラブ