JPS63115094A - 液体金属冷却型高速中性子原子炉の主容器の冷却装置 - Google Patents

液体金属冷却型高速中性子原子炉の主容器の冷却装置

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JPS63115094A
JPS63115094A JP62254509A JP25450987A JPS63115094A JP S63115094 A JPS63115094 A JP S63115094A JP 62254509 A JP62254509 A JP 62254509A JP 25450987 A JP25450987 A JP 25450987A JP S63115094 A JPS63115094 A JP S63115094A
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    • G—PHYSICS
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    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/02—Arrangements or disposition of passages in which heat is transferred to the coolant; Coolant flow control devices
    • G21C15/12—Arrangements or disposition of passages in which heat is transferred to the coolant; Coolant flow control devices from pressure vessel; from containment vessel
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はナトリウムのような液体金属で冷却される高速
中性子原子炉の主容器を冷却するための装置に関する。
〔従来の技術〕
液体金属で冷却される高速中性子原子炉では、大型の主
容器は液体金属を収容し、この液体金属中に炉心が沈め
られている。この主容器は一般的には円筒形の側壁及び
皿状の底部を有し、そして主容器は原子炉の構造からそ
の円筒形側壁の上端　　・により吊り下げられている。
主容器内の液体金属の液位は円筒形側壁の上部が成る特
定の高さまでナトリウムと接触するような液位であり、
従って、熱伝導の結果として沈んでいる側壁部分は接触
しているナトリウムと同じ温度になり、ガスと接触して
いる主容器の上部の　　１温度はその固定個所までほぼ
一定の割合で減少している。　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　１炉心の支持機能を果たすために、
そして中間安　　。
全格納容器としての役割を果たすために、主容器をその
通常の運転中は冷却状態に保たなければならず、さらに
、冷却装置は主容器と接触しているナトリウムの自由液
位が一定であるようなものでなければならず、それによ
って液位の変化と関連した漸次増大する変形の問題を回
避する。
したがって、ホントコレクタ（第１図において参照番号
８で示しである。）と接触して配置された主容器の上部
を冷却状態に保たなければならず、しかもナトリウムの
液位を一定にしなければならない。
多くの解決策のうちで最も通常の解決策は冷却されたナ
トリウムを主容器の壁の内面とその上部で接触させて循
環させることである。この冷却されたナトリウム、即ち
コールドナトリウムは一次ポンプの出口から取り出され
、そして中間熱交換得の出口の開口する炉心のコールド
コレクタからＢでくる。適当な手段を用いてこのコール
ドナトリウムが第１のコレクタ、即ち環状のオーバフロ
ーコレクタ内に注入されるようにする。オーバフローコ
レクタは実質的に円筒形の主容器の壁の上部とオーバフ
ロースリーブと呼ばれるスリーブとの間に形成されてお
り、このスリーブは主容器の壁に対して同軸であり、そ
して主容器の直径よりも小さな直径のものである。スリ
ーブの高さ及びオーバフローコレクタの高さは主容器の
高さの何分の−かに相当する。
オーバフローコレクタに受は入れられたコールドナトリ
ウムはオーバフロースリーブの上端の頂部を越えてリタ
ーンコレクタと呼ばれる第２の環状コレクタ内に流入す
る。リターンコレクタはその外壁を形成するオーバフロ
ースリーブと、オーバフロースリーブと主容器に対して
同軸であり且つオーバフロースリーブの直径よりも小さ
な直径をもつ実質的に円筒形の内側スリーブとで構成さ
れている。リターンコレクタの底部に設けられた穴によ
り液体金属を主容器のコールドコレクタ内に戻すことが
できる。これらの穴はリターンコレクタ内へのコールド
ナトリウムの流入量と関連して設けられ、それによりこ
のコレクタ内のナトリウム液位がオーバフロースリーブ
の上端と一致したナトリウムオーバフロー液位よりも下
の成る高さに設定されるようにしている。
オーバフローコレクタには通常、ポンプによりコールド
ナトリウムの注入される炉心の集合体の脚を受は入れた
受は台を支持している床とオーバフローコレクタとを連
通させるパイプを介しぞコールドナトリウムが供給され
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
公知の装置では、オーバフロースリーブ及び内側スリー
ブは同一の底部に連結され、その結果として、２つのコ
レクタは実質的に同一の高さを有している。他方、２つ
のコレクタ内の液位の差に相当するナトリウムの有効落
差は、ナトリウムのオーバフローが主容器の振動現象及
びコレクタを構成するスリーブの振動現象を引き起こす
ような落差である。
事実、現時点で建設済み又は設計中の高速中性子原子炉
は２０ｍ程度の大きな直径及び２５ｍ程度の比較的小さ
な直径を有しており、これによって、主容器を建設する
のに使用される金属の熱応力及び重量を抑えることがで
きる。コレクタスリーブ自体の寸法形状は主容器の寸法
形状に近く、これらコレククスリーブは極めて可撓性が
あり、そして、非常に低いけれども互いに非常に接近し
た固有の振動周期を有している。したがって、振動はナ
トリウムがオーバフローするときに発生しやすい。
〔発明の概要〕
したがって、本発明の目的は、ナトリウムのような液体
金属で冷却される高速中性子原子炉の主容器を冷却する
ための装置であって、液体金属を収容した原子炉の主容
器はその上部が実質的に円筒形であり且つその軸線を垂
直にして配置されており、冷却装置が、主容器の壁の上
部と、主容器に対して同軸であり且つ主容器の直径より
も小さな直径のオーバフロースリーブとの間に作られた
第１の環状コレクタと、オーバフロースリーブと、主容
器に対して同軸であり且つオーバフロースリーブの直径
よりも小さな直径の内側スリーブとの間に作られた第２
の環状コレクタと、冷却された液体金属を主容器の内壁
と接触させるように冷却された液体金属を第１のコレク
タ内に運ぶための手段とから成り、前記冷却された液体
金属が次にオーバフロースリーブの上端の頂部を越えて
第２のコレクタ内に流入し、しかる後、第２のコレクタ
の底部に設けられたオリフィスを介して主容器内に戻る
ような冷却装置において、冷却されたナトリウムの循環
中、振動を最少に抑えることのできる冷却装置を提供す
ることにある。
この目的を達成するために、第２のコレクタの内側スリ
ーブはオーバフロースリーブの高さよりも実質的に低い
高さを有し、これらのスリーブの上端は実質的に同一の
高さにあり、そして第２のコレクタの内側スリーブの下
部はオーバフロースリーブの両端から距離をおいた領域
でオーバフロースリーブに連結されている。
本発明の理解を容易にするために、液体ナトリウムで冷
却される一体型の高速中性子原子炉に使用される本発明
の冷却装置の実施例を非限定的な例として添付の図面を
参照して説明する。
〔実施例〕
第１図は高速中性子原子炉の容器用縦坑１の一部を示し
、その上部には原子炉の主容器３を閉鎖しているスラブ
２が取りつけられている。容器３は皿状底部で閉鎖され
た円筒形側壁を有している。
容器３は側壁の上部で容器用縦坑１内に吊り下げられて
いる。主容器３は冷却用液体ナトリウムを収容し、この
液体ナトリウム中には燃料集合体から成る炉心４が沈め
られ、燃料集合体の脚は床６に載っている受は台５に固
定され、床６はそれ自体容器３の底部で支持されている
。
主容器はその内部に、液位８まで液体ナトリウムで満た
され、そして原子炉の炉心４の沈められたホットコレク
タと、上方の液位９まで液体ナトリウムを収容したコー
ルドコレクタとを構成する内側容器７を有する。中間熱
交換器１０がスラブ２に設けられたオリフィスを通って
容器内に入っており、そして流入オリフィス１）を有す
るその上部がホットコレクタ内にあり且つ流出オリフィ
ス１２を有する下部がコールドコレクタ内にあるように
内側容器７を貫通している。
ポンプ（図示せず）により中間熱交換器、例えば１０で
示す中間熱交換器の出口１２からの冷却されたナトリウ
ムをコールドコレクタから引き出し、そしてこれを炉心
の底部で受は台５内に再び注入することができる。かく
して、中間熱交換器内の冷却されたナトリウムは炉心４
の底部に戻され、ナトリウムは炉心４内で底部から上方
に循環して昇温する。
全体を参照番号１４で指示した容器３の上部を冷却する
ための装置（第１図及び第２図参照）は第１のコレクタ
１５と、第２のコレクタ１６と、床６の下部と第１のコ
レクタ１５の下部とを連結する一組の冷却ナトリウム送
りバイブ１７と、を有する。
第１のコレクタ１５、即ちオーバフローコレクタは環状
の形状を有し、そして主容器３の壁の上部と、環状プレ
ート１９により下部が主容器３の壁に連結されたオーバ
フロースリーブ１８と、で構成されている。オーバフロ
ースリーブ１８は、下端が環状プレートに連結された円
筒形下部分１８ａと、上方に広がった中間の切頭円錐形
部分１８ｂと、丸い横断面の環状ボルスタ−（これは第
２図で分かる。）から成るオーバフローシル２０で終わ
る円筒形上部分１８ｃと、を有する。
オーバフローシル２０はスリーブ１８ｃの周囲全体に亘
って連続しており、そして中間部で見て、ナトリウム流
がシル２０を良好に付着して伝わるようにすることので
きる形状を有し、したがってナトリウムの上方液位の上
に存在するシール用ガスがナトリウム流に同伴されるの
を防止する。オーバフロースリーブ１８を形成する連続
したスリーブ１８ａ、１８ｂ、１８ｃは全て容器３に対
して同軸であり且つこの容器の直径よりも小さな直径を
有している。
オーバフローコレクタ１５の底部を形成する環状プレー
ト１９は送りバイブ１７の端部の差し込まれたオリフィ
スを有する。
したがって、原子炉ポンプで注入されて受は台５から来
た冷却ナトリウムはオーバフローコレクタ１５に入り、
このコレクタ１５はオーバフローシル２０に対応する上
方液位まで満たされる。
第２のコレクタ１６、即ちリターンコレクタは、オーバ
フロースリーブ１８の上部、と、下端が環状プレート２
２でオーバフロースリーブに連結された内側スリーブ２
１とで構成され、環状プレート２２はオーバフロースリ
ーブと内側スリーブ２１の端とに溶接されている。内側
スリーブ２１は切頭円錐形の下部２１ａ及び円筒形の上
部２１ｂを有している。上部２１ａの上端はオーバフロ
ーシル２０の高さよりも僅かに高い位置にあり、そして
水平の環状リムを備えている。
内側スリーブ２１を形成する連続したスリーブ２１ａ、
２１ｂはオーバフロースリーブ１８及び主容器３の壁に
対して同軸である。これらのスリーブ２１ａ、２１ｂは
オーバフロースリーブ１８の対応部分の直径よりも小さ
な直径を有している。
内側スリーブ２１及びオーバフロースリーブ１８はリタ
ーンコレクタ１６の高さ全体に亘って互いにほぼ同一の
距離離れている。このコレクタの底部２２は液体ナトリ
ウムを、内側容器７により主容器の内側に作られたコー
ルドコレクタ内に制御された流量で戻すことができるオ
リフィス２３を有している。オリフィス２３はリターン
コレクタ１６内にオーバフローする冷却ナトリウムの液
位がオーバフローシル２０の上部オーバフロ一部分の下
に位置した個所２５に設定されるようなものである。
スリーブ及び容器の振動の危険を無くすために、シル２
０の上部オーバフロ一部分をコレクタ１６内のナトリウ
ム液位２５から隔てる高さを０．３２ｍ程度の値に保つ
。
さらに、本発明によれば、リターンコレクタ１６の内側
スリーブ２１の高さをオーバフロースリーブ１８の高さ
よりも実質的に小さくする。この内側スリーブ２１の上
部はシル２０の高さに近い高さにあるので、スリーブ２
１の下部はリターンコレクタ１６の底部を形成するプレ
ート２２によってスリーブ１８の両端から離れたスリー
ブの領域でスリーブ１８に連結される。
選択する内側スリーブ又はリターンスリーブ２１は好ま
しくはスリーブ１８の高さの半分程度の高さを有する。
もっと広く云うと、本発明の範囲内にある限り、オーバ
フロースリーブ１８の高さの１７３〜２／３の間の高さ
のリターンスリーブ２１を使用することができよう。
かくして、内側スリーブ、即ちリターンスリーブ２１は
オーバフロースリーブ１８の振動数とは非常に異なる振
動数を有する。さらに、リターンコレクタ１６の底部を
形成する環状プレート２２はこのプレートの固定される
オーバフロースリーブ１８を補剛し、この固定個所の近
くに、或いはスリーブ１８の両端から少なくとも距離を
おいてスリーブ１８の中間部分がある。
剛性を高くすればオーバフロースリーブはそれだけ座屈
に耐える。同様のことが内側スリーブ２１についても云
え、その高さを低くすれば剛性が高くなる。
コレクタ１６を構成する２つのスリーブは互いに非常に
異なる固有振動周期を有し且つ従来の装置よりも非常に
高い剛性を有するので、２つのコレクタが振動により連
接するおそれがな（、また矢印２７で指示する冷却用ナ
トリウムの循環の際に振動が始まる傾向はない。オーバ
フローシル２０の形状によりナトリウム流の付着を良好
にすることができ、そしてガスがナトリウムにより運ば
れるのを防止することができる。スリーブ１８の周囲全
体に沿うオーバフローは又、何ら問題なく、大量のナト
リウムが流れることができるようにする。
さらに、本発明の装置の利点は、内側リターンスリーブ
２１が低い高さのものであるために冷却装置を構成する
のに使用される板金の量が少なくて済むことである。
本発明は上述の実施例に限定されることはない。
かくして、オーバフロースリーブ及びリターンスリーブ
の形状はそれぞれ上述のものと異なっていても良く、ま
た、リターンスリーブの下部を環状プレートとは異なる
やり方でオーバフロースリーブに固定しても良く、さら
に、リターンスリーブの上部をオーバフロースリーブの
上部と正確に一致して配置しても良い。
最後に、本発明の冷却装置を液体金属で冷却される任意
の高速中性子原子炉に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の冷却装置を備えた高速中性子・原子
炉の一部の縦断面図である。 第２図は、冷却装置に対応した第１図の一部の拡大図で
ある。 〔主要な参照符号の説明〕 ３・・・・・・主容器、１４・・・・・・冷却装置、１
５・・・・・・第１の環状コレクタ、１６・・・・・・
第２の環状コレクタ、１８・・・・・・オーバフロース
リーブ、２０・・・・・・オーバフローシル、２１・・
・・・・内側スリーブ、２２・・・・・・環状プレート
、２３・・・・・・オリフィス。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ナトリウムのような液体金属で冷却される高速中
    性子原子炉の主容器（３）を冷却するための装置であっ
    て、液体金属を収容した原子炉の主容器（３）はその上
    部が実質的に円筒形であり且つその軸線を垂直にして配
    置されており、冷却装置（１４）が、主容器（３）の壁
    の上部と、主容器に対して同軸であり且つ主容器の直径
    よりも小さな直径のオーバフロースリーブ（１８）との
    間に作られた第１の環状コレクタ（１５）と、オーバフ
    ロースリーブ（１８）と、主容器（３）に対して同軸で
    あり且つオーバフロースリーブ（１８）の直径よりも小
    さな直径の内側スリーブ（２１）との間に作られた第２
    の環状コレクタ（１６）と、冷却された液体金属を主容
    器（３）の内壁と接触させるように冷却された液体金属
    を第１のコレクタ（１５）内に運ぶための手段（１７）
    とから成り、前記冷却された液体金属が次にオーバフロ
    ースリーブ（１８）の上端の頂部を越えて第２のコレク
    タ（１６）内に流入し、しかる後、第２のコレクタの底
    部に設けられたオリフィス（２３）を介して主容器内に
    戻るような冷却装置において、第２のコレクタ（１６）
    の内側スリーブ（２１）はオーバフロースリーブ（１８
    ）の高さよりも実質的に低い高さを有し、これらのスリ
    ーブ（１８、２１）の上端は実質的に同一の高さにあり
    、そして第２のコレクタ（１６）の内側スリーブ（２１
    ）の下部はオーバフロースリーブ（１８）の両端から距
    離をおいた領域でオーバフロースリーブ（１８）に連結
    されていることを特徴とする冷却装置。
  2. （２）第２のコレクタ（１６）の内側スリーブ（２１）
    の高さはオーバフロースリーブ（１８）の高さの１／３
    〜２／３であることを特徴とする特許請求の範囲第（１
    ）項記載の冷却装置。
  3. （３）第２のコレクタ（１６）の内側スリーブ（２１）
    の高さはオーバフロースリーブ（１８）の約半分である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の冷却
    装置。
  4. （４）第２のコレクタ（１６）の内側スリーブ（２１）
    の下部は、オーバフロースリーブの両端から距離をおい
    た領域でオーバフロースリーブ（１８）を補剛する平ら
    な環状プレート（２２）によってオーバフロースリーブ
    に連結されていることを特徴とする特許請求の範囲第（
    １）項記載の冷却装置。
  5. （５）オーバフロースリーブ（１８）はその上部が、循
    環ナトリウム流の付着を良好にする丸みのある横断面の
    環状オーバフローシル（２０）と一体であり、それによ
    り、オーバフローシル（２０）を越えて通過する際にガ
    スの同伴が著しく減じられることを特徴とする特許請求
    の範囲第（１）項記載の冷却装置。
  6. （６）第２のコレクタ（１６）の底部（２２）に設けら
    れたオリフィス（２３）は冷却されたナトリウムの液位
    （２５）がオーバフローシルを形成しているオーバフロ
    ースリーブ（１８）の上部よりも実質的に０．３２ｍ下
    に位置した個所に設定されるようなものであることを特
    徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の冷却装置。
JP62254509A 1986-10-09 1987-10-08 液体金属冷却型高速中性子原子炉の主容器の冷却装置 Expired - Lifetime JPH07104428B2 (ja)

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JPS63115094A true JPS63115094A (ja) 1988-05-19
JPH07104428B2 JPH07104428B2 (ja) 1995-11-13

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US (1) US4927597A (ja)
EP (1) EP0265311B1 (ja)
JP (1) JPH07104428B2 (ja)
DE (1) DE3767430D1 (ja)
FR (1) FR2605136B1 (ja)

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