JPS6255635B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は液体金属冷却形高速増殖炉における
炉心上部機構に関する。

炉心上部機構は遮蔽プラグに固定される遮蔽胴
と、この遮蔽胴の下端に連結され下部側を冷却材
中に浸漬する継胴とを備えて構成される。ところ
で、原子炉の通常の起動、停止時には冷却材の長
時間にわたる緩やかな温度変化を生じ、この冷却
材中に浸漬されている継胴は冷却材温度に追従し
て容易に温度変化を生じるが、熱容量の大きな遮
蔽プラグに取付けられている遮蔽プラグは熱を殆
ど遮蔽プラグに奪われるため、きわめて温度変化
しにくい。したがつて、継胴上部は冷却材液面を
境として軸方向に大きな温度勾配を生じ、過大な
熱応力が発生するため、従来この種の機器設計上
の大きな問題となつていた。

この発明は上記事情にもとづきなされたもので
その目的とするところは、原子炉の起動・停止時
に生じる冷却材温度変化に対して継胴上部に発生
する熱応力を緩和できる炉心上部機構を提供する
ことにある。

以下この発明の一実施例を第１図および第２図
を参照して説明する。図中１は液体金属冷却形高
速増殖炉の原子炉容器を示し、２は冷却材の入口
配管、３は出口配管、４は炉心である。また、５
は上記炉心器１の上部開口を閉塞する遮蔽プラグ
であつて、この遮蔽プラグ５には炉心４の上方に
位置する炉心上部機構６が取着されている。この
炉心上部機構６は、遮蔽プラグ５に固定された遮
蔽胴７と、この遮蔽胴７に連結されかつ下部側を
冷却材Ａ中に浸漬する継胴８とを備えて構成さ
れ、これら遮蔽胴７および継胴８内には制御棒駆
動機構、計装ウエル等（いずれも図示せず）が挿
通されている。そして上記遮蔽胴７は、前記遮蔽
プラグ５と同様に、炉心４からの放射線を遮蔽す
ると同時に、断熱の機能も有している。９は燃料
交換機を示す。

そして継胴８と遮蔽胴７相互の結合部は第２図
に示されるように、継胴上端部８ａに設けられた
端板１０と遮蔽胴下部の端板１１との接合面間
に、熱伝導率の小さな熱抵抗体１２たとえばセラ
ミツク板を介在させ、図示しないボルト等によつ
て連結してある。１３は熱衝撃緩和板、ａは冷却
材液面を示す。

以上のように構成された原子炉は、入口配管２
より導入された冷却材Ａたとえば液体ナトリウム
が炉心４にて加熱され、出口配管３より出てゆ
く。そして原子炉の通常起動時には、冷却材温度
は停止温度（約200℃）から通常運転温度（約530
℃）まで緩やかに上昇する。そして冷却材Ａから
の熱は継胴８から上方に伝達され、継胴８と遮蔽
胴７との連結部を通じて遮蔽胴７側に伝達され
る。

しかして継胴８と遮蔽胴７との連結部には熱伝
導率の低い熱抵抗体１２が介在していて、遮蔽胴
７側への熱流束が低く押えられるため、遮蔽胴７
が熱容量の大きな低温の遮蔽プラグ５に固定され
ていても遮蔽プラグ５へのヒートシンクがなくな
り、継胴８の温度は容易に冷却材Ａの温度に追従
できることとなる。したがつて継胴上端部の温度
勾配は第２図に実線ｎで示すように、冷却材液面
Ａ附近にて急激な温度変化を生じることなく、熱
抵抗体１２に至る間は緩やかな温度変化となり、
継胴８の軸方向の温度勾配が均一化し、熱応力の
発生が緩和される。なお、熱抵抗体１２を有しな
い従来の炉心上部機構では継胴の熱が直ちに遮蔽
胴側に伝達するため、第２図に２点鎖線ｍで示す
ように継胴上端部にて急激な温度変化を生じ、継
胴に過大な熱応力が生じるおそれがある。なお、
以上は原子炉起動時について説明したが、原子炉
停止時においても同様の理由により継胴上端部に
急激な熱勾配が発生することを防止できる。

第３図はこの発明の他の実施例を示すものであ
り、この場合、遮蔽胴７と継胴８の突き合わせ端
部にそれぞれフランジ１４，１５を形成し、これ
らフランジ１４，１５相互の接合面間にセラミツ
クスなどを素材とした環状の熱抵抗体１２を介在
させて連結するようになつている。１６…は連結
用ボルトの挿通孔である。このようなフランジ式
の連結構造によれば、継胴上端部８ａに生じる径
方向の熱応力を緩和させる上で有効である。

なおこれら実施例では熱抵抗体としてセラミツ
クス板を用いたが、熱抵抗体は板状に限ることな
く、たとえば継胴と遮蔽胴相互の接合面にセラミ
ツクスなどの熱抵抗体素材をコーテイング処理し
たものであつてもよい。また、熱抵抗体の素材は
要するに熱伝導率が低く耐熱性を有するものであ
ればよいから、セラミツクスに限らず他の素材た
とえば熱伝導率の低い合金などを使用してもよ
い。

この発明は以上説明したように遮蔽胴と継胴相
互の接合面に熱抵抗体を介在させることによつ
て、継胴から遮蔽胴への熱流束を小さくするよう
にしたから、原子炉の通常起動・停止に際しての
冷却材の熱過渡により生じる継胴の軸方向温度勾
配を緩やかなものにすることができ、継胴の熱応
力を軽減できる。したがつて炉心上部機構の設計
が容易となり、構成の簡略化等によるコストの低
減を図れるほか、寿命中の構造信頼性も格段に向
上する。また、熱過渡に対する追従性が向上する
ことから原子炉の通常起動・停止速度を上げるこ
とが可能となり、稼動率向上が図れるなど、その
効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は液体金属冷却形高速増殖炉を示す縦断
面図、第２図はこの発明の一実施例を温度分布特
性とともに示す炉心上部機構の一部の縦断面図、
第３図はこの発明の他の実施例を示す炉心上部機
構の一部の分解斜視図である。 ５……遮蔽プラグ、６……炉心上部機構、７…
…遮蔽胴、８……継胴、１２……熱抵抗体、Ａ…
…冷却材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 遮蔽プラグに固定される遮蔽胴と、この遮蔽
   胴に連結されかつ下部側を炉容器内の冷却材中に
   浸漬する継胴とを備えた炉心上部機構において、
   上記遮蔽胴と継胴との接合面に熱抵抗体を介在さ
   せたことを特徴とする炉心上部機構。 ２ 上記熱抵抗体としてセラミツクス板を用いた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の炉
   心上部機構。 ３ 上記熱抵抗体は遮蔽胴および継胴の接合面に
   セラミツクスをコーテイング処理したものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の炉
   心上部機構。