JPS6232384A - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は冷却性能の向上および構造健全性の向上を図ら
んとする高速増殖炉に関する。

「発明の技術的背景」 第５図を参照して従来例を説明する。第５図はタンク型
高速増殖炉の概略構成を示す縦断面図である。図中符号
１は原子炉容器であり、この原子炉容器１はリングガー
タ２を介して原子炉建屋３に支持されている。この原子
炉容器１の外周側には間隔を存して安全容器４が設置さ
れている。この安全容器４はスカート部５を介して上記
原子炉建屋３に支持されている。上記原子炉容器１の上
部開口１Ａはルーフスラブ化により閉塞されている。こ
のルーフスラブ邊−は上記原子炉容器１に固定された固
定プラグ７と、この固定プラグ７の内周側に回転可能に
設置された大回転プラグ８と、この大回転プラグ８の内
周側に回転可能にＩｆｆｆされた小回転プラグ９とから
構成されている。上記原子炉容器１内には冷却材１０お
よび炉心１１が収容されている。上記炉心１１は図示し
ない複数の燃料集合体および制御棒等から構成されてい
る。

上記炉心１１は炉心支持機構１２、さらにはこの炉心支
持機構１２のスカート部１３を介して前記原子炉容器１
に支持されている。

前記炉心１１の真上には炉心上部機構１５が前記小回転
プラグ９を貫通して配置されている。この炉心上部機構
１５には図示しない制御棒駆動機構等が設置されている
。上記制御棒駆動機構により前記制御棒を炉心１１内に
挿入、あるいは引抜して、炉心出力の制卸をなす。上記
原子炉容器１と炉心支持機構１２との間には上部隔壁１
６が設置されており、又この上部隔壁１６の下方には下
部ｖＡ壁１７が設置されている。これら上部・下部隔壁
１６．１７により原子炉容器１内を上下に三方し、上方
を上部ブレナム（ホットブレナム）１８、下方を下部ブ
レナム（コールドブレナム）１９としている。

上記炉心支持機１ｆ１１１の外周側には中間熱交換器２
１および循環ポンプ２２が、前記固定プラグ７および上
部・下部隔壁１６．１７を貫通して周方向等間隔交互に
設置されている。又前記冷却材１０の液面１０Ａとルー
フスラブ６との間はカバーガス空間２３となっており、
アルゴンガス等の不活性ガス２４が充填されている。

上記構成によると冷却材１０は、炉心１１を上方に向っ
て流通し、その際炉心１１の核反応熱により昇温する。

昇温した冷却材１０は上部ブレナム１８内に流出する。

そして中間熱交換器２１内に流入して、図示しない二次
側冷却材と熱交換する。該熱交換により冷却された冷却
材１０は下部ブレナム１９内に流出して、循環ポンプ２
２により吸引・加圧され、炉内配管（吐出配管）３１を
介して炉心１１の下方に供給される。以下同様のサイク
ルをくりかえす。

かかる構成をなすタンク型高速増殖炉においては、運転
時原子炉容器１の温度を低温に保持するために以下に示
す構造を備えている。すなわち原子炉容器１の内周側に
は原子炉容器冷却ライナ４１が設置されている。この冷
却ライナ４１の下端は前記炉心支持機構１２のスカート
部１３の下端に接続されている。該冷却ライナ４１によ
って循環ポンプ２２から下部ブレナム１９内に吐出され
た低温冷却材の一部（数％程度）を図中矢印で示すよう
に冷却ライナ４１と原子容器１との間の上方に導入して
原子炉容器１を冷却する。又前記上部隔壁１６および下
部隔壁１７の外周部は夫々上方に折曲形成され、バッフ
ル４２．４３を形成している。そして上記冷却ライナ４
１の上端を越流した冷却材を上記バッフル４３と冷却ラ
イナ４１との間を介して下降させる。このようなルート
で低温冷却材を循環させて原子炉容器１を冷却して、こ
れを低温保持せんとするものである。

［背景技術の問題点］ 上記構成によると以下のような問題があった。

上述した構成により原子炉容器１を均一に冷却するため
には、原子炉容器冷却ライナ４１と原子炉容器１との間
隔を均一なものとする必要があるとともに、原子炉容器
冷却ライナ４１の上端が水平である必要がある。これは
均一でないと冷却材の越流が不均一となるからである。

しかしながらこのような状態を得ることは極めて困難で
ある。すなわち通常原子炉容器１内の各構造物は、通常
運転時の温度分布、運転過度時の温度分布により大きな
熱応力が発生するおそれがある。そこでこのような大き
な熱応力の発生を抑制するべく各構造物を薄肉とする必
要がある。それとともに、各構造物は大形であり、その
直径が２賢にもおよぶことがある。したがって製作・組
立時に厳密な寸法精度あるいは形状公差を得ることは困
難なことである。よって前述したように原子炉容器１と
原子炉容器冷却ライナ４１との隙間を均一とする、ある
いは原子炉容器冷却ライナ４１の上端を水平とするとい
ったことは極めて難かしいことである。

その結果原子炉容器１を均一に冷却することはできず、
不均一な冷却状態となってしまう。これは冷却ライナ４
１の上端を越流する冷却材についても同様であり、越流
が不均一となってその結果振動が発生するおそれがあっ
た。ざら−に例えば地震が発生したような場合には原子
炉容器冷却ライナ４１が撮動変位し、原子炉容器冷却ラ
イナ４１と原子炉容器１との間の冷却材の圧力が上昇す
ることにより原子炉容器冷却ライナ４１に荷重が作用し
、その結果原子炉容器冷却ライナ４１が座部するおそれ
もあった。

［発明の目的］ 本発明は以上の点に基づいてなされたものでその目的と
するところは、原子炉容器を均一に冷却することを可能
とし、かつ原子炉容器冷却ライナの振動および座部等を
効果的に防止して構造健全性の向上を図ることが可能な
高速増殖炉を提供することにある。

［発明の概要］ すなわち本発明による高速増殖炉は、冷却材および炉心
を収容する原子炉容器と、この原子炉容器の内周側に隙
間を存して設置され原子炉容器内下部の低温冷却材を上
記隙間を介して上方に導入する原子炉容器冷却ライナと
、この原子炉容器冷却ライナの内周側および外周側の肉
受なくともいずれか一方に取付られ上記隙間を介して導
入された低温冷却材が流通する複数の流路管とを具備し
たことを特徴とするものである。

つまり循環ポンプより吐出された低温冷却材の一部を原
子炉容器および原子炉容器冷却ライナとの隙間を介して
上昇させ流路管内を上方に流通させる。その際流路管内
を流通する冷却材と流路管と原子炉容器との間にある冷
却材とが熱交換して原子炉容器を冷却する。

［発明の実施例］ 以下第１図乃至第４図を参照して本発明の一実施例を説
明する。尚従来と同一部分には同一符号を付して示し、
その説明は省略する。第１図は本実施例によるタンク型
高速増殖炉の概略構成を示す縦断面図であり、第２図は
第１図中■部を詳細に示す断面図である。図中符号１４
１は本実施例による原子炉容器冷却ライナである。この
原子炉容器冷却ライナ１４１と原子炉容器１との間の上
部には、流路管１５１が複数設置されている。この流路
管１５１の下端は原子炉容器１側より突設された支持板
１５２により支持されており、又開放となっている。循
環ポンプ２２から吐出された冷却材の一部は上記原子炉
容器冷却ライナ１４１と原子炉容器１との間を上昇して
、上記流路管１５１内に流入する。なお原子炉容器冷却
ライナ１４１の下端の炉心支持機構１２のスカート１３
には間口１５３が形成されている。上記流路管１５１の
上端部には小径穴１５４が形成されている。

かかる小径穴１５４を形成することにより各流路管１５
１内の液位を均一とする。

又上記原子炉容器冷却用ライナ１４１の上端部には、上
記流路管１５１の位置に対応して冷却材オーバーフロー
用の切欠溝１５５が夫々形成されている。又このオーバ
ーフロー用切欠溝１５５の下端レベルは高精度にて形成
されており、複数の切欠溝１５５の下端レベルが均一に
なるように構成されている。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず循環ポンプ
２２より炉内配管３１を介して下部ブレナム１９内に吐
出された低温冷却材の一部は、開口１５３を介して原子
炉容器１および原子炉容器冷却ライナ１４１との隙間に
導入される。そして図中矢印で示すように隙間内を上方
に向って流通し、各流路管１５１内に流入する。流路管
１５１内を流通する際、流路管１５１と原子炉容器１と
の間にある冷却材と熱交換してこれを冷却し、間接的に
原子炉容器１を冷却する。そしてそ流路管１５１内をさ
らに上昇した冷却材は原子炉容器冷却ライナ１４１の上
端に形成された切欠１５５をオーバーフローする。オー
バーフローした冷却材はバッフル４３と原子炉容器冷却
用ライナ１４１との間を介して流下して、下部ブレナム
１９内に流入し、循環ポンプ２２に吸引される。以下同
様のサイクルで循環し、原子炉容器１を冷却し、これを
低温保持する。

以上本実施例によると以下のような効果を奏することが
できる。

〈１）まず運転時に発生する温度分布により、原子炉容
器１および原子炉容器冷却ライナ１４１とが相対的に熱
移動した場合、あるい−は原子炉容器１および原子炉容
器冷却ライナ１４１とが温度分布により形状変化して、
原子炉容器１と原子炉容持されていれば、冷却材流口を
周方向に均一に保持することができる。流路管１５１の
流路断面積の変化は殆どおこらないものであり、よって
冷却材流量は周方向に均一保持され、原子炉容器１を均
一に冷却することができる。

（２）そして冷却材の周方向のばらつきが無いので、該
ばらつきに起因する原子炉容器冷却用ライナ１４１の振
動を効果的に防止することができる。

（３）又本実施例による切欠溝１５５はその下端レベル
が均一になるように構成されているので、オーバーフロ
レベルの差は無く、該オーバーフローレベル差に起因す
る周方向の流量配分の不均一を効果的に防止することが
できる。そして本実施例の場合には上記切欠溝１５５の
存在により第４図に示すようにオーバーフロー高さく図
中符号Ｈで示す）が大きく、よって万一切欠溝１５５底
レベルに差異がある場合でもそれによる影響は極めて小
さいものであり、上述した周方向の流分配分の不均一を
効果的に解消することができる。

（４）そして例えば地震等が発生して原子炉容器１およ
び原子炉容器冷却ライナ１４１に振動変位が発生すると
、上記両者が接近する部分の冷却材圧力は上昇する。従
来かかる圧力上昇が原子炉容器冷却ライナ１４１に対し
て多大な荷重を与えて、原子炉容器冷却ライナ１４１の
座部が懸念されていたが、本実施例の場合には、原子炉
容器冷却ライナ１４１の外側に流路管１５１が設けられ
ているために、原子炉容器冷却ライナ１４の剛性が大幅
に向上しており、その結果上記座部を効果的に防止する
ことができる。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、例えば
流路管を原子炉容器冷却ライナ１４１の内側に設置する
構成でもよく、又両側に設置する構成でもよい。

［発明の効果］ 以上本発明による高速増殖炉によると、冷却材を周方向
に均一に流通させて原子炉容器を周方向に均一に冷却さ
せることができるともに、原子炉容器冷却ライナの振動
および座部を効果的に防止して構造健全性の向上を図る
ことができる等その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図はタンク型高速増殖炉の概略構成を示す縦断面図、第
２図は第１図の■部を拡大して示す断面図、第３図は第
２図の■−■断面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ矢視
図、第５図は従来のタンク型高速増殖炉の縦断面図であ
る。 １・・・原子炉容器、１０・・・冷却材、１１・・・炉
心、１４１・・・原子炉容器冷却ライナ、１５１・・・
流路管。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷却材および炉心を収容する原子炉容器と、この
   原子炉容器の内周側に隙間を存して設置され原子炉容器
   内下部の低温冷却材を上記隙間を介して上方に導入する
   原子炉容器冷却ライナと、この原子炉容器冷却ライナの
   内周側および外周側の内少なくともいずれか一方に取付
   られ上記隙間を介して導入された低温冷却材が流通する
   複数の流路管とを具備したことを特徴とする高速増殖炉
   。
2. （２）上記複数の流路管には連通用の孔が形成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高速増
   殖炉。
3. （３）前記原子炉容器冷却ライナの上端には冷却材オー
   バーフロー用の切欠溝が形成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の高速増殖炉。