JPS6293694A - タンク型高速増殖炉の温度測定装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、タンク型高速増殖炉の冷却系統の故障を温度
計測にて検知する技術に関し、その温度計′ｌＪＡ装置
に係る。

〔発明の背景〕

高速増殖炉には、第２図で示すループ型と第４図に示す
タンク型とが存在する。

ループ型にあっては、炉心を備えた原子炉容器４にポン
プ９で一次冷却材を送り込んでは中間熱交換器５に戻す
１次冷却系１と、ポンプ１０で中間熱交換器５と蒸気発
生器６との間で２次冷却材を循環する２次冷却系２と、
ポンプ１１で水を送って、蒸気発生器６で蒸気化した上
でタービン７に戻し発電機８を駆動する水・蒸気系３と
から成る系統を備えている。

このようなループ型にあっては、２次冷却系２や水・蒸
気系３での事故による冷却性能劣化ないしは冷却不能状
態を中間熱交換器５の１次冷却系１側への出口から流出
する１次冷却材の温度を温度計１２で測定して検出して
いた。

これは、以下の原理によるものである。即ち、２次冷却
系２もしくは水・蒸気系３の事故の場合、中間熱交換器
５による１次冷却材と２次冷却材の熱交換が不十分又は
不可能となり、１次冷却材が冷却されず、所定の温度よ
り高い温度で中間熱交換器５から出ることとなる。この
温度上昇を１次冷却材中間熱交換器５の出口温度として
測定することにより、上記の如くの事故を検知する。

また、上記の如くの事故の検知方法として、この１次冷
却材中間熱交換出口温度測定以外の方法は、実際には考
えられておらず、実質上はこの点の温度ｉ！＋’ｌ定が
絶対的な方法と考えられている。

一方、タンク型の構成は、タンク型の原子炉容器４に中
間熱交換器５を入れ、同じく原子炉容器４に内蔵したポ
ンプ９で原子炉容器４内の一次冷却材を下部プレナム３
０から上部プレナム１５へ炉心１４経出で流動させ、高
熱となって炉心１４から上部プレナム１５へ出て来た一
次冷却材を中間熱交換器５が上部プレナム１５から吸入
し、熱交換して冷却された一次冷却材を中間熱交換器５
から下部プレナム３０へ送り込んでいる。この上下両プ
レナム１５．３０は、原子炉容器４を隔壁３２で区画す
ることにより形成される。その他の２次冷却系２や水・
蒸気系３はループ型とほぼ同じである。

第４図に示すように、タンク型高速増殖炉の場合、第２
図のループ型高速増殖炉と異なり、１次冷却材がタンク
である原子炉容器４の中におさまっており、第２図のよ
うな配管系となっていない。

また、原子炉容器は具体的には第５図に示すような構造
となっており、中間熱交換器５を出た低温側１次冷却材
は、原子炉容器の下半分の領域にある。

従って、このタンク型高速増殖炉の場合、中間熱交換器
出口の１次冷却材温度を測定する為には、温度計を原子
炉容器４の中心内部に設置し、交換不可能な構造となら
ざるを得なかった。

このように、交換不可能な温度計の場合、計器の信頼性
は極端に低下し、第３図に示したような、原子炉の保護
系信号に適さず、単なる実験計装的な位置付けしか得ら
れなくなる。

従って、タンク型高速増殖炉の場合、中間熱交換器より
下流の系統設備の事故による冷却不能のインターロック
をとる計測点として、１次冷却材中間熱交換器出口温度
を測定することは不可能となるという大きな問題点が残
されている。

この対策として、種々の代案が考えられており。

例えば、２次冷却系２の低温側冷却材温度を測定し、水
蒸気系３による冷却能力の喪失等をその温度上昇により
検出することなどが考えられている。

しかしながら、これらの代案はいずれも中間熱交換器５
よりも下流の２次主冷却系において、なんらかのプロセ
ス量の測定によるものであり、これには、次の大きな問
題点が残されている。

（１）タンク型高速増殖炉においては、２次主冷却系以
降を耐震強度、構造強度上低グレード化する方向にある
。この範囲に、耐震強度等に対し高グレードとすること
が要求される原子炉保護系計測設備を設置することは矛
盾しており、設計上の整合性がとれていないことになる
。

（２）中間熱交換器よりも下流における計測では、２次
冷却系及び水・蒸気系を包絡した事故を、１つの計測点
で検出することは困難である。公知例としては、ループ
型高速増殖炉において炉心出口温度を、原子炉容器上部
より保護管を挿入して１着脱可能な温度計を設置した例
が特開昭５５−１４２２０６号公報で知られている。

しかし、本公知例によって下部プレナムの温度は測定で
きないし、あえて測定しようとした場合、次のような問
題点があった。

（１）保護管が、畏くなりすぎ、流動による振動を抑制
する為の支持構造を保護管に施す必要がある。

（２）小径の保護管が原子炉容器上部と、隔壁の両方を
貫通する為、その位置合せ等、製作性が悪い。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、タンク型高速増殖炉の設計上の整合性
がとれ、しかも２次冷却系及び水・蒸気系を包絡した事
故を確実に検出できる温度測定装置を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明の基本構成は、上部プレナムと下部プレナムを隔
壁で仕切った原子炉容器と、前記隔壁を貫通して前記原
子炉容器内に設けた中間熱交換器とを備えたタンク型高
速増殖炉において、前記原子炉容器上部から前記下部プ
レナム又は前記中間熱交換器の出口プレナムに挿入した
温度計保護管と、前記温度計保護管に着脱自在に挿入し
た温度計とを備えたことを特徴としたタンク型高速増殖
炉の温度測定装置であって、原子炉圧力容器の深層部に
設置した温度計を交換自在にでき、且つ下部プレナム又
は中間熱交換器の出口プレナム内の冷却材温度を測定で
きるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

本発明の第１実施例を、第１図、第６図にて説明する。

第６図は、タンク型高速増殖炉の従来の中間熱交換器の
構造概要を示したものである。

第５図において、炉心１４を通って加熱され高温となっ
た１次冷却材は、上部プレナム１５に流出する。上部プ
レナム内の１次冷却材は、第６図の中間熱交換器人口窓
１６を通って、入口プレナム１７内に入る。次に、伝熱
管１８を通って出口プレナム１９に流出する。一方、２
次冷却材は。

上部の入口ノズル２１より流入し、下降管２３を通って
、最下部にて方向を変え、伝熱管外側の胴体側を上昇し
て、２重管部外側を通り出口ノズル２２より流出する。

このように、１次冷却材は伝熱部２４にて冷却され出口
プレナム１９に流出する。

そこで、本実施例においては第１図に示すように、この
中間熱交換器Ｓに、余分の伝熱管１８を設け、そこに、
温度計２５を挿入する構造とすることを考案した。

実際、中間熱交換器の伝熱管１８は数千本あり、温度計
用に数本の伝熱管１８を余分に設けることが構造寸法上
与えるインパクトは殆んどない。

第１図において、温度計２５は、伝熱管１８を利用した
保護管２６の中に挿入されている。保護管２６は伝熱管
１８を上方へ延長した上部延長管部２６ａと下方へ延長
した下部延長管部２６ｂとを備えており、下部延長管端
は閉塞されている。

第１図において、温度計２５の温度感知部３０は、その
保護管２６の下端にあり、その上部の保護管周辺の温度
分布によって影響は、問題とはならない。

本温度計を交換あるいは点検の為に、取り外したい場合
は、ハウジングふた２７のおさえボルト２８を外して、
ハウジングふた２７を開き、温度計上部２９の保護管２
６に対するネジ止め等を外して、温度計２５を上部へ引
抜けば良い。

このような構造をとった温度測定装置とすることにより
、定期的なメンテナンス、異常時の交換が可能となった
為、温度計の信頼性は大巾に高まり、ループ型高速増殖
炉と同等の設計をすることが可能となる。

また、これに伴い、本温度計２５の検出信号をプラント
インタロックに組み込むことが可能となり、原子炉の保
護系信号とすることができる。

即ち、第３図に示した従来例のように、温度感知部３０
により１次冷却部材の中間熱交換器出口温度の上昇を測
定して、その結果１３を原子炉をトリップさせるインタ
ロックを組むことが可能になる。

更に、２次主冷却系以降を耐層強度、構造強度上、低ク
レード化する際にも１水温度計のグレードと干渉するこ
とがなくなり、設計上の不整合を解消することが可能に
なる。

以上の実施例は、１次冷却材が伝熱管内を流れ、２次冷
却材が伝熱管外側を流れるタイプの中間熱交換器である
が、第７図に示す第２実施例は、その逆の場合である。

即ち、１次冷却材が伝熱管外側を、２次冷却材が伝熱管
内を流れて熱交換する場合である。

この場合も、第１図の場合と同様に、伝熱管１８の上下
を延長して温度保護管２６を構成して、温度計２５を挿
入して、１次冷却材の中間熱交換器５の出口温度を出口
プレナム１９内で測定することができ、かつ、容易に交
換することが可能である。

第７図に示す実施例も、第１図に示す実施例と同様の効
果を得ることができる。

更に、第８図には、第３の実施例として、保護管２６を
さらに伸ばし、温度感知部３０を、中間熱交換器５の出
口ノズル２０の真下へ持ってきて、１次側出口温度をよ
り正確に測定できるようにした例を示している。

いずれの実施例でも、保護管２６が中間熱交換器５に通
されて管板５ａ、５ｂに支持されるから、支持が確実で
ある上、伝熱管１８を利用して保護管２６を構成するこ
とが製作上も容易である。

伝熱管１８を保護管として利用できない場合には原子炉
容器４上方から下部プレナム３１内へ保護管２６を隔壁
３２を貫通させて差し入れて中間熱交換器５から出た冷
却材のｌｌｉｌ度を検温してインターロックに利用すれ
ば良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、容易に交換することのできる１次冷却
材中間熱交換器出口温度測定装置にでき、且つ、原子炉
の安全保護系となるインタロックを確実にとることが可
能となる為、タンク型高速増殖炉プラントの信頼性を著
しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例によるタンク型高速増殖
炉の要部縦断面図、第２図は従来のループ型高速増殖炉
の冷却系統図、第３図は従来のループ型高速増殖炉の原
子炉安全保護系、第４図は従来のタンク型高速増殖炉の
冷却系統図、第５図は第４図に示した原子炉容鼎内の拡
大図、第６図は第５図に示した中間熱交換器部の縦断面
図、第７図は本発明の第２実施例によるタンク型高速増
殖炉の要部縦断面図、第８図は同じく本発明の第３実施
例の要部縦断面図である。 １・・・１次冷却系、２・・・２次冷却系、３・・・水
・蒸気系、４・・・原子炉容器、５・・・中間熱交換器
、１４・・・炉心、１５・・・上部プレナム、１８・・
・伝熱管、１９・・・出口プレナム、２ｏ・・・出口ノ
ズル、２５・・・温度計、２６・・・保護管、３０・・
・温度感知部、３２・・・隔壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上部プレナムと下部プレナムとを隔壁で仕切つた原
   子炉容器と、前記隔壁を貫通して前記原子炉容器内に設
   けた中間熱交換器とを備えたタンク型高速増殖炉におい
   て、前記原子炉容器上部から前記下部プレナム又は前記
   中間熱交換器の出口プレナムに挿入した温度計保護管と
   、前記温度計保護管に着脱自在に挿入した温度計とを備
   えたことを特徴とするタンク型高速増殖炉の温度測定装
   置。 ２、特許請求の範囲の第１項において、前記温度計保護
   管は、中間熱交換器の内側を通した管であつて、下端が
   閉鎖された構造であることを特徴とするタンク型高速増
   殖炉の温度測定装置。 ３、特許請求の範囲の第２項において、前記管は中間熱
   交換器の伝熱管と、前記伝熱管から上方と下方とへ延長
   された延長管部とから成り、下方への延長管端は閉鎖さ
   れた構造であることを特徴とするタンク型高速増殖炉の
   温度測定装置。 ４、特許請求の範囲の第３項において、前記下方への延
   長管端は、中間熱交換器の出口ノズルと対向する位置に
   配置したことを特徴としたタンク型高速増殖炉の温度測
   定装置。