JP2018194350A - Tank type reactor structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中間熱交換器及びポンプを原子炉容器内に収容するタンク型原子炉の構造に関する。 The present invention relates to a structure of a tank reactor in which an intermediate heat exchanger and a pump are accommodated in a reactor vessel.
中間熱交換器、ポンプ及び一次冷却材(ナトリウム)等の一次系機器を主容器に収容するタンク型の原子炉構造が知られている。タンク型原子炉構造においては、上部プレナムの高温ナトリウムと下部プレナムの低温ナトリウムとを仕切るためのプレナム仕切構造が設けられている(例えば、非特許文献1を参照)。 A tank-type nuclear reactor structure is known in which primary equipment such as an intermediate heat exchanger, a pump, and a primary coolant (sodium) is accommodated in a main vessel. In the tank type nuclear reactor structure, a plenum partition structure for partitioning the high temperature sodium in the upper plenum and the low temperature sodium in the lower plenum is provided (for example, see Non-Patent Document 1).
図6は、従来のプレナム仕切構造を有するタンク型原子炉100の内部構造を模式的に示す図である。タンク型原子炉100は、主容器101の内部に、ストロングバック102と、ダイヤグリッド103と、炉心104と、炉心槽105と、炉心上部構造106と、ポンプ107と、中間熱交換器108と、プレナム仕切構造109と、炉壁冷却内側仕切板110と、炉壁冷却外側仕切板111と、炉壁冷却用配管112とを備える。炉壁冷却内側仕切板110、炉壁冷却外側仕切板111、及び炉壁冷却用配管112は、炉壁を冷却するための炉壁冷却構造を構成する。
FIG. 6 is a diagram schematically showing the internal structure of a
タンク型原子炉100におけるプレナム仕切構造109は、ダイヤグリッド103の上面から鉛直方向に延伸する円筒状の領域と、円筒状の領域に結合された円錐状の領域と、円錐状の領域から鉛直方向に延伸する円筒状の領域とを有する。プレナム仕切構造109は、大口径であるとともに、30mmから50mm程度の比較的薄い肉厚の曲面板の連続体であるので、変形しやすい構造である。また、円錐状の領域に形成された穴に、上部プレナムと下部プレナムとの間の仕切り構造の一部を形成するスタンドパイプが溶接により固定される。さらに、プレナム仕切構造109は、下端の口径が最小の位置でダイヤグリッド103に取り付けられている。
The
上記の構成を有するプレナム仕切構造109は、比較的柔軟な構造であり、固有振動数が低く(例えば10Hz以下)、耐震性が低い。水平免震構造を採用することにより、プレナム仕切構造109の水平方向の震動に対する耐性を向上することができたとしても、鉛直方向の震動により生じる応力を小さくすることは困難であった。プレナム仕切構造109の肉厚を大きくすることにより耐震性が向上することは期待できるものの、肉厚を大きくするとコストが増加するとともに、本質的な耐震性の向上には結びつかない。そこで、タンク型原子炉構造におけるプレナム仕切構造耐震性を向上させることが求められていた。
The
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、タンク型原子炉構造におけるプレナム仕切構造の耐震性を向上させることを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to improve the earthquake resistance of the plenum partition structure in the tank type reactor structure.
本発明のタンク型原子炉構造は、炉心を収容する炉心槽と、一次冷却材が前記炉心において昇温した高温冷却材と、二次冷却材と、の間で熱交換をすることにより、前記高温冷却材を低温冷却材に変化させる中間熱交換器と、前記炉心槽及び前記中間熱交換器を収容する主容器と、前記主容器の内壁を冷却するために前記低温冷却材を前記内壁に沿って流すための流路を形成する円環状の炉壁冷却部と、前記炉心槽と前記炉壁冷却部との間に設けられており、前記高温冷却材と前記低温冷却材とを仕切る水平仕切部と、前記水平仕切部の下部に前記水平仕切部と直交する方向に設けられた補強部と、を有する。 The tank-type nuclear reactor structure of the present invention performs heat exchange between a core tank containing a core, a high-temperature coolant whose primary coolant is heated in the core, and a secondary coolant. An intermediate heat exchanger that changes the high-temperature coolant to a low-temperature coolant, a main container that accommodates the core tank and the intermediate heat exchanger, and the low-temperature coolant on the inner wall to cool the inner wall of the main container An annular furnace wall cooling section that forms a flow path for flowing along, and a horizontal space that is provided between the core tank and the furnace wall cooling section, and partitions the high temperature coolant and the low temperature coolant. A partition part, and a reinforcing part provided in a direction perpendicular to the horizontal partition part at a lower part of the horizontal partition part.
前記水平仕切部は、前記炉心槽と前記炉壁冷却部との間において鉛直方向よりも水平方向に近い方向に設けられており、前記補強部は鉛直方向に設けられていてもよい。
また、前記水平仕切部は、前記炉心槽の外壁に形成された第1突起部、及び前記炉壁冷却部の前記炉心槽側の面における前記第1突起部よりも高い位置に形成された第2突起部に結合され、水平方向に対して傾斜していてもよい。さらに、前記水平仕切部は、複数の平坦な板を結合することにより、前記炉心槽の周囲に円環状に設けられていてもよい。
The horizontal partitioning part may be provided between the core tank and the furnace wall cooling part in a direction closer to the horizontal direction than in the vertical direction, and the reinforcing part may be provided in the vertical direction.
The horizontal partition is formed at a position higher than the first protrusion formed on the outer wall of the core tank and the first protrusion on the surface of the furnace wall cooling section on the core tank side. It is couple | bonded with 2 protrusion part and may incline with respect to the horizontal direction. Furthermore, the said horizontal partition part may be provided in the annular | circular shape around the said core tank by couple | bonding a some flat board.
タンク型原子炉構造は、前記水平仕切部の上面において鉛直方向に延伸するように設けられており、前記高温冷却材と前記低温冷却材とを仕切る鉛直仕切部をさらに有してもよい。この場合、前記水平仕切部には、前記炉壁冷却部と前記鉛直仕切部との間の位置に複数の孔が形成されていてもよい。 The tank-type nuclear reactor structure is provided so as to extend in the vertical direction on the upper surface of the horizontal partition, and may further include a vertical partition that partitions the high-temperature coolant and the low-temperature coolant. In this case, a plurality of holes may be formed in the horizontal partition portion at a position between the furnace wall cooling unit and the vertical partition unit.
タンク型原子炉構造は、前記水平仕切部の上側に設けられており、前記高温冷却材の熱が前記水平仕切部に伝達される量を低減させる熱抵抗部をさらに有してもよい。前記熱抵抗部は、水平方向に設けられた複数の積層板を有し、前記複数の積層板は、所定の空隙を介して鉛直方向に重ねられていてもよい。 The tank-type nuclear reactor structure may be further provided with a thermal resistance portion that is provided on the upper side of the horizontal partition portion and that reduces the amount of heat transferred from the high-temperature coolant to the horizontal partition portion. The thermal resistance unit may include a plurality of laminated plates provided in a horizontal direction, and the plurality of laminated plates may be stacked in a vertical direction via a predetermined gap.
タンク型原子炉構造は、少なくとも一部の領域が前記補強部に固定された、前記炉壁冷却部に前記低温冷却材を供給するための冷却用配管をさらに有してもよい。 The tank-type nuclear reactor structure may further include a cooling pipe for supplying the low-temperature coolant to the furnace wall cooling part, at least a part of which is fixed to the reinforcing part.
また、タンク型原子炉構造は、前記水平仕切部を貫通する機器を包囲する複数のスタンドパイプをさらに有し、前記補強部は、前記複数のスタンドパイプのうちの少なくともいずれかのスタンドパイプと結合していてもよい。 The tank-type nuclear reactor structure further includes a plurality of stand pipes surrounding a device penetrating the horizontal partition, and the reinforcing portion is coupled to at least one of the plurality of stand pipes. You may do it.
本発明によれば、タンク型原子炉構造におけるプレナム仕切構造の耐震性を向上させることができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to improve the earthquake resistance of the plenum partition structure in the tank reactor structure.
[タンク型原子炉1の構造の概要]
図1は、本実施の形態に係るタンク型原子炉構造を備えるタンク型原子炉1の内部構造を模式的に示す図である。タンク型原子炉1は、高速炉である。図2は、炉心を冷却する一次冷却材としてのナトリウムの流れを示す図である。図2における実線の矢印は、ナトリウムが炉心を通過する主流路を示しており、破線の矢印は、ナトリウムが炉心を通過しない副流路を示している。図3は、タンク型原子炉1を上方から見た図である。以下、図1〜図3を参照しながら、タンク型原子炉1の構造について説明する。
[Outline of
FIG. 1 is a diagram schematically showing an internal structure of a
タンク型原子炉1においては、主容器11の内部に、ルーフスラブ12と、回転プラグ13と、炉心上部構造14と、炉心支持カート15と、ストロングバック16と、ダイヤグリッド17と、炉心18と、炉心槽19と、中間熱交換器20と、スタンドパイプ21と、シール部材22と、ポンプ23と、スタンドパイプ24と、入口配管25とが設けられている。
In the tank-type
また、タンク型原子炉1は、主容器11の内壁(以下、炉壁という)を冷却するための炉壁冷却部として、炉壁冷却内側仕切板26と、炉壁冷却外側仕切板27と、炉壁冷却用配管28とを有する。さらに、タンク型原子炉1は、高温ナトリウムが存在する上部プレナムと低温ナトリウムが存在する下部プレナムとを仕切るためのプレナム仕切構造として、水平仕切板29と、補強リブ30と、鉛直仕切板31と、補強リブ32と、積層板33とを備える。なお、タンク型原子炉1には、スタンドパイプ21及びスタンドパイプ24以外にも、水平仕切板29を貫通する機器を包囲する不図示のスタンドパイプが設けられていてもよい。
The tank-
主容器11は、直径が15mから20m程度の容器である。
ルーフスラブ12は、主容器11の蓋として機能し、上方が建物に固定されている(不図示)。ルーフスラブ12に主容器11が結合していることにより、主容器11が建物に固定される。
The
The roof slab 12 functions as a lid of the
回転プラグ13は、ルーフスラブ12とともに、主容器11の蓋として機能する。図3に示すように、回転プラグ13は、大回転プラグ131と小回転プラグ132とから構成されている。燃料交換の際には、大回転プラグ131及び小回転プラグ132を回すことにより、燃料交換機133が必要な位置に燃料を移送することができる。
The
炉心上部構造14は、小回転プラグ132に取り付けられている。炉心上部構造14には、制御棒駆動機構、温度計、及び燃料破損検出器等の各種計測装置が設けられている。
The
炉心支持カート15は、主容器11の下部に設けられており、ストロングバック16を支持している。ストロングバック16の内部には多数の縦ウェブが設けられており、ストロングバック16は、多数のボックスの集合体となっている。ストロングバック16が多数のボックスの集合体であることで、ストロングバック16は高い剛性を有し、重い炉心18を搭載しても上下方向に大きく変形しない構造となっている。
The
ダイヤグリッド17は、ストロングバック16の上部に取り付けられている。ダイヤグリッド17は、炉心18に一次冷却材を流入させるための入口として機能する。また、ダイヤグリッド17は、炉心燃料集合体等の炉心構成要素群の下端部を差し込むための多数の円筒状の構造体を有している。
The
炉心18は、ダイヤグリッド17の上部に設けられた炉心槽19に収容されている。炉心槽19は、炉心構成要素群及び炉心18を水平方向に支持する構造体である。
The
中間熱交換器20は、炉心18により一次冷却材としてのナトリウムが昇温した高温ナトリウムと、二次冷却材として機能するナトリウムとの間で熱交換をすることにより、高温ナトリウムを低温ナトリウムに変化させる。中間熱交換器20は、炉心18よりも上方の上部プレナムに設けられた流入口201と、炉心18よりも下方の下部プレナムに設けられた流出口202とを有する。本実施の形態のタンク型原子炉1においては、図3に示すように、4基の中間熱交換器20が設けられている。
The
図2の実線の矢印が示すように、ポンプ23の作用により、炉心18において約550℃まで温度が上昇した高温ナトリウムは流入口201に流入する。中間熱交換器20の内部で高温ナトリウムは熱交換されて、約400℃にまで温度が低下した低温ナトリウムになる。低温ナトリウムは、流出口202から下部プレナムへと流出する。
As indicated by the solid line arrow in FIG. 2, the hot sodium whose temperature has risen to about 550 ° C. in the
スタンドパイプ21は、中間熱交換器20を包囲する円筒状の部材である。スタンドパイプ21の内側に中間熱交換器20が設けられており、スタンドパイプ21と中間熱交換器20との間には、上部プレナムと下部プレナムとを分離するためのシール部材22が設けられている。
The
ポンプ23は、ナトリウムを循環させるための動力を発生する。本実施の形態のタンク型原子炉1においては、図3に示すように、中間熱交換器20が設けられた円周上に、3基のポンプ23が設けられている。スタンドパイプ24は、ポンプ23を包囲する円筒状の部材である。入口配管25は、ポンプ23が吸引した低温ナトリウムを、ダイヤグリッド17を介して炉心18に流入させるための配管である。なお、図3に示すように、本実施の形態において、中間熱交換器20及びポンプ23が設けられた円周上には、崩壊熱除去系熱交換器34がさらに設けられている。
The
[炉壁の冷却のための構造]
続いて、主容器11の液面近傍部における熱応力を抑制するために、過度な温度変化をおさえるための炉壁冷却部について説明する。炉壁冷却部は、主容器11の過度な温度変化をおさえるために低温ナトリウムを炉壁に沿って流すための流路を形成する円環状の構造を有する。具体的には、タンク型原子炉1は、炉壁冷却部として、炉壁冷却内側仕切板26と、炉壁冷却外側仕切板27と、炉壁冷却用配管28とを有する。炉壁冷却内側仕切板26は、炉壁の内側に設けられた円筒状の部材である。炉壁冷却外側仕切板27は、炉壁冷却内側仕切板26と主容器11の炉壁との間に設けられた円筒状の部材であり、炉壁冷却内側仕切板26とともに、2層の円筒構造を構成する。
[Structure for cooling the furnace wall]
Then, in order to suppress the thermal stress in the liquid surface vicinity part of the
炉壁冷却用配管28は、一端がストロングバック16に接続されており、他端が炉壁冷却外側仕切板27と炉壁との間に位置している。タンク型原子炉1は、周方向において所定の間隔で配置された複数の炉壁冷却用配管28を備える。タンク型原子炉1は、例えば20本の炉壁冷却用配管28を備える。
One end of the furnace
図2に示すように、炉壁冷却用配管28は、ストロングバック16から流出する低温ナトリウムを炉壁冷却外側仕切板27の下端まで搬送し、炉壁冷却外側仕切板27と炉壁との間に低温ナトリウムを放出する。放出された低温ナトリウムは、炉壁冷却外側仕切板27と炉壁との間の流路に沿って上昇し、炉壁冷却外側仕切板27の上端部まで達すると、炉壁冷却内側仕切板26と炉壁冷却外側仕切板27との間の流路に沿って下降する。このように、低温ナトリウムが炉壁に沿って移動することにより、主容器11に生じる熱応力を抑制することができる。
As shown in FIG. 2, the furnace
なお、本実施の形態の炉壁冷却用配管28は、少なくとも一部の領域が、後述する補強リブ30に固定されている。図1及び図2に示す例において、炉壁冷却用配管28は、ストロングバック16から鉛直方向に延伸した後に、補強リブ30に沿って水平方向に炉壁に向かって延伸し、炉壁付近から鉛直方向に延伸している。このように炉壁冷却用配管28が補強リブ30に沿って延伸しており、炉壁冷却用配管28の一部の領域が補強リブ30に固定されていることにより、炉壁冷却用配管28の耐震性が向上する。
Note that at least a part of the furnace
[プレナム仕切構造の詳細]
続いて、プレナム仕切構造を構成する、水平仕切板29、補強リブ30、鉛直仕切板31、補強リブ32、及び積層板33の詳細について説明する。図4及び図5は、プレナム仕切構造の詳細を説明するための図である。図4は、水平仕切板29及び補強リブ30の周辺部を横から見た図であり、図5は、水平仕切板29及び補強リブ30の周辺部のA−A線断面図である。図5においては、スタンドパイプ21の周辺部を示しているが、スタンドパイプ24の周辺部も同様の構成となっている。
[Details of plenum partition structure]
Next, details of the
水平仕切板29は、炉心槽19と炉壁冷却部を構成する炉壁冷却内側仕切板26との間に設けられており、高温ナトリウムと低温ナトリウムとを仕切る機能を有する水平仕切部を構成する円環状の平坦な板である。水平仕切板29の厚みは、例えば30mm以上50mm以下である。水平仕切板29は、例えば、複数の板が溶接により接合されることにより形成される。高温ナトリウムは、水平仕切板29の上方の上部プレナムに収容され、低温ナトリウムは、水平仕切板29の下方の下部プレナムに収容されることで、互いに混合しない状態が維持される。
The
水平仕切板29は、炉心槽19と炉壁冷却部を構成する炉壁冷却内側仕切板26との間において、鉛直方向よりも水平方向に近い方向に設けられている。水平仕切板29は、ほぼ水平な方向に設けられており、例えば水平方向に対して10度以内の角度で傾斜している。
The
水平仕切板29は、炉心槽19の外壁の外側に形成された第1突起部である突起191、及び炉壁冷却内側仕切板26に形成された第2突起部である突起261の上側に固定されている。突起261は突起191よりも高い位置に形成されており、水平仕切板29は、炉壁側が高くなるように水平方向に対して傾斜している。水平仕切板29と突起191及び突起261とは、ボルトにより結合されている。図5においては、黒丸で示すボルトにより水平仕切板29を固定する場合の例を示している。
The
補強リブ30及び補強リブ32は、水平仕切板29の下部において、水平仕切板29とほぼ直交する方向(すなわち、鉛直方向)に設けられた、水平仕切板29の鉛直方向の耐震性を向上させるための補強部である。複数の補強リブ30及び補強リブ32のうちの少なくとも一部は、複数のスタンドパイプのうちの少なくともいずれかのスタンドパイプと結合している。
The reinforcing
補強リブ30は、上端が水平仕切板29の下面と接合する板状部材である。一部の補強リブ30は、鉛直方向の一つの面がスタンドパイプ21、スタンドパイプ24又は他のスタンドパイプの外側面に接合している。
The reinforcing
補強リブ32は、周方向に延伸しており、上端が水平仕切板29に接合し、水平方向の一端が補強リブ30における、スタンドパイプ21、スタンドパイプ24又は他のスタンドパイプに面する側面に接合している。また、一部の補強リブ32は、上端が水平仕切板29に接合し、水平方向の一端が補強リブ30の面に接合し、水平方向の他端がスタンドパイプ21、スタンドパイプ24又は他のスタンドパイプの外面に接合している。このように、補強リブ30及び補強リブ32が、水平仕切板29に接合しているとともに、補強リブ32が補強リブ30、及びスタンドパイプ21、スタンドパイプ24又は他のスタンドパイプに接合していることで、水平仕切板29の鉛直方向の耐震性、及びスタンドパイプ21、スタンドパイプ24又は他のスタンドパイプの水平方向の耐震性を向上させることができる。
The reinforcing
鉛直仕切板31は、炉壁冷却内側仕切板26の内側、及び水平仕切板29の上面において鉛直方向に延伸するように設けられた円筒状の仕切板であり、下端が水平仕切板29に固定されている。鉛直仕切板31は、ボルト及びナットで水平仕切板29に固定されている。図5においては、黒丸で示すボルトにより鉛直仕切板31を固定する場合の例を示している。鉛直仕切板31は高温ナトリウムと低温ナトリウムとを仕切る機能を有しており、鉛直仕切板31の内側は上部プレナムとなり、外側は下部プレナムとなる。
The
図5に示すように、水平仕切板29は、多数の孔Hが形成された多孔部291を有している。多孔部291は、炉壁冷却内側仕切板26と鉛直仕切板31との間の位置に設けられており、下部プレナムで発生するガスを放出するための経路として機能する。下部プレナムで発生したガスは、多孔部291に形成された孔Hを介して、炉壁冷却内側仕切板26と鉛直仕切板31との間のアニュラス部を上昇して液面の上方に放出される。
As shown in FIG. 5, the
ガスが多孔部291から上方に放出されやすくするために、図4に示すように、水平仕切板29は、炉壁冷却内側仕切板26の側が炉心槽19の側よりも高くなるように傾斜して設けられている。具体的には、水平仕切板29の炉壁冷却内側仕切板26の側を固定するための突起261は、炉壁冷却内側仕切板26の炉心槽19の側の面における、炉心槽19に形成された突起191よりも高い位置に形成されている。このように、水平仕切板29が傾斜していることにより、ガスが下部プレナムに滞留することを抑制できる。
As shown in FIG. 4, the
また、補強リブ32の上端付近には、補強リブ32に対して炉心槽19の側に存在するガスが鉛直仕切板31の側に流れるように、孔が形成されている。孔の形状は任意であるが、例えば、補強リブ32には、補強リブ32が補強リブ30と交差する位置の左右に、中心角が90度の扇形状の孔が形成されている。補強リブ32には、補強リブ32がスタンドパイプ21と交差する位置の付近にも扇形状の孔が形成されていてもよい。
Further, a hole is formed in the vicinity of the upper end of the reinforcing
なお、炉壁冷却内側仕切板26と鉛直仕切板31との間のアニュラス部は、孔Hを通じて下部プレナムと連通しており、有意な流れがない状態(以下、スタグナント状態という)になっている。タンク型原子炉1が、このようなスタグナント状態のアニュラス領域を有することにより、鉛直仕切板31の炉心槽19の側と炉壁冷却内側仕切板26の側との温度差を抑制できるので、鉛直仕切板31に加わる熱応力を小さくすることができる。
The annulus portion between the furnace wall cooling
続いて、積層板33の構造及び機能について説明する。積層板33は、水平仕切板29の上側に設けられており、高温ナトリウムの熱が水平仕切板29に伝達される量を低減させる熱抵抗部として機能する。積層板33は、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼製の薄板を約20mmの空隙を介して10枚前後重ねた構造を有する。積層板33の最上部の板は、流力振動を考慮して20〜30mm程度の肉厚を有する。薄板の厚さの合計は、50mm前後である。積層板33が設けられていることにより、水平仕切板29、補強リブ30及び補強リブ32の鉛直方向における温度差が小さくなるので、水平仕切板29、補強リブ30及び補強リブ32に加わる熱応力を軽減することができる。
Next, the structure and function of the
なお、積層板33を水平仕切板29に取り付ける方法は任意である。例えば、水平仕切板29にスタッドボルトを所定の間隔(例えば0.5m程度の間隔)を載置し、次に、スペーサ、ステンレスの薄板、スペーサ、ステンレスの薄板・・・の順に載置し、最後にナットで固定するという方法により実現可能である。
In addition, the method of attaching the
[冷却材としてのナトリウムの流れ]
図2を参照しながら、ナトリウムの流れについて説明する。図2における実線の矢印は、ナトリウムの主流路を示している。炉心18で550℃前後に加熱された高温ナトリウムは上部プレナムに入り、上部プレナムから中間熱交換器20の流入口201に入る。中間熱交換器20において、400℃前後に温度が低下した低温ナトリウムは、中間熱交換器20の下部の流出口202から下部プレナムへと流出する。
[Sodium flow as coolant]
The flow of sodium will be described with reference to FIG. The solid line arrow in FIG. 2 indicates the main flow path of sodium. Hot sodium heated to about 550 ° C. in the
下部プレナムに入った低温ナトリウムはポンプ23に吸い込まれて、ポンプ23において昇圧される。その後、低温ナトリウムは、入口配管25を経てダイヤグリッド17に入る。ダイヤグリッド17において、低温ナトリウムは、炉心燃料集合体、ブランケット燃料集合体、制御棒集合体、及び遮へい体等から構成される炉心構成要素に所定の量が流れるように流量が配分される。
The low-temperature sodium that has entered the lower plenum is sucked into the
ダイヤグリッド17に入った低温ナトリウムの一部(例えばポンプ流量の5%以下)は、図2における破線の矢印が示す副流路を流れる。具体的には、低温ナトリウムの一部は、ダイヤグリッド17とストロングバック16との間に形成された孔(不図示)を介してストロングバック16に入る。続いて、ストロングバック16に入った低温ナトリウムは、炉壁冷却用配管28を経て、主容器11と炉壁冷却外側仕切板27との間の隙間(アニュラス)に入り、その隙間を上昇する。隙間を上昇した低温ナトリウムは、隙間の上端でUターンして炉壁冷却内側仕切板26と炉壁冷却外側仕切板27との間の隙間を下降して、下部プレナム内に流出する。流出した低温ナトリウムは上記の主流路を流れる低温ナトリウムと合流して、ポンプ23に吸い込まれる。
A part of the low-temperature sodium (for example, 5% or less of the pump flow rate) entering the
[本実施の形態のタンク型原子炉1による効果]
タンク型原子炉1が上述の構造を有することにより、従来のタンク型原子炉100に比べてさまざまな有利な効果が生じる。以下、タンク型原子炉100と比較しながら、各種の効果について説明する。
[Effects of
Since the
(1)タンク型原子炉1においては、水平仕切板29の下部に、径方向の補強リブ30及び周方向の補強リブ32が設けられている。その結果、タンク型原子炉100に比べてプレナム仕切構造の上下方向の剛性を高めることができるので耐震性が向上する。
(1) In the
(2)タンク型原子炉1においては、補強リブ30及び補強リブ32が、中間熱交換器20を包囲するスタンドパイプ21、ポンプ23を包囲するスタンドパイプ24、又は他のスタンドパイプと接合している。その結果、中間熱交換器108が、プレナム仕切構造109に形成された孔において固定されている構造のタンク型原子炉100に比べて、スタンドパイプ21又はスタンドパイプ24の横揺れを抑制することができる。
(2) In the
(3)タンク型原子炉1においては、水平仕切板29の上部に積層板33が設けられている。その結果、水平仕切板29、補強リブ30及び補強リブ32に加わる熱応力を抑制することができるので、プレナム仕切構造の耐久性が向上する。
(3) In the tank-type
(4)タンク型原子炉1においては、積層板33が水平方向に設けられているので、著しい炉心損傷を伴う事故が発生して燃料デブリが上部プレナム内に噴出した場合、落下してくる燃料デブリが積層板33に広く薄く堆積する。その結果、燃料デブリが炉心槽105とプレナム仕切構造109との間の狭い領域に堆積する可能性がある図6に示したタンク型原子炉100に比べて燃料デブリを冷却しやすくなる。
(4) In the tank-type
(5)炉壁冷却用配管28は、上に凸の引回し形状になっていると、ガス溜まりが発生して流れが阻害される状態になり、下に凸の引回し形状になっていると、ナトリウムが残留する状態になってしまう。したがって、炉壁冷却用配管は、ストロングバック16の出口から炉壁冷却構造の入口まで単調に上昇する引回し形状でなければならない。
(5) If the furnace
タンク型原子炉100においては、単調に上昇する引回し形状の配管を設けられるルートが限られており、炉壁冷却用配管112を支持できない領域が生じざるを得なかった。これに対して、タンク型原子炉1においては、炉壁冷却用配管28を補強リブ30の近傍に配置することが可能であり、補強リブ30で支持することができる。その結果、タンク型原子炉100に比べて、地震や流力振動に対する炉壁冷却用配管28の信頼性が大幅に向上する。
In the tank-type
(6)タンク型原子炉1においては、水平仕切板29に多孔部291が設けられており、下部プレナムで発生したガスを外部に放出することができる。特に、水平仕切板29が傾斜していることで、効果的にガスを放出することができる。
(6) In the
(7)タンク型原子炉100におけるプレナム仕切構造109は、ダイヤグリッド103の上面から鉛直方向に延伸する円筒状の領域と、円筒状の領域に結合された円錐状の領域と、円錐状の領域から鉛直方向に延伸する円筒状の領域とを有しており、製作工数が多くコスト上昇につながっていた。これに対して、タンク型原子炉1においては、プレナム仕切構造が水平仕切板29及び鉛直仕切板31という比較的単純な形状の部材により構成されているので、従来よりも製作性が向上する。
(7) The
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。例えば、上記の説明においては、冷却材としてナトリウムを使用するタンク型原子炉1を例示したが、冷却材として鉛又は鉛ビスマス等の他の冷却材が使用される原子炉においても本発明のタンク型原子炉構造を適用することができる。
As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary. is there. For example, the specific embodiments of device distribution / integration are not limited to the above-described embodiments, and all or a part of them may be configured to be functionally or physically distributed / integrated in arbitrary units. Can do. In addition, new embodiments generated by any combination of a plurality of embodiments are also included in the embodiments of the present invention. The effect of the new embodiment produced by the combination has the effect of the original embodiment. For example, in the above description, the
1 タンク型原子炉
11 主容器
12 ルーフスラブ
13 回転プラグ
14 炉心上部構造
15 炉心支持カート
16 ストロングバック
17 ダイヤグリッド
18 炉心
19 炉心槽
20 中間熱交換器
21 スタンドパイプ
22 シール部材
23 ポンプ
24 スタンドパイプ
25 入口配管
26 炉壁冷却内側仕切板
27 炉壁冷却外側仕切板
28 炉壁冷却用配管
29 水平仕切板
30 補強リブ
31 鉛直仕切板
32 補強リブ
33 積層板
34 崩壊熱除去系熱交換器
100 タンク型原子炉
101 主容器
102 ストロングバック
103 ダイヤグリッド
104 炉心
105 炉心槽
106 炉心上部構造
107 ポンプ
108 中間熱交換器
109 プレナム仕切構造
110 炉壁冷却内側仕切板
111 炉壁冷却外側仕切板
112 炉壁冷却用配管
131 大回転プラグ
132 小回転プラグ
133 燃料交換機
191 突起
201 流入口
202 流出口
261 突起
291 多孔部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
一次冷却材が前記炉心において昇温した高温冷却材と、二次冷却材と、の間で熱交換をすることにより、前記高温冷却材を低温冷却材に変化させる中間熱交換器と、
前記炉心槽及び前記中間熱交換器を収容する主容器と、
前記主容器の内壁を冷却するために前記低温冷却材を前記内壁に沿って流すための流路を形成する円環状の炉壁冷却部と、
前記炉心槽と前記炉壁冷却部との間に設けられており、前記高温冷却材と前記低温冷却材とを仕切る水平仕切部と、
前記水平仕切部の下部に前記水平仕切部と直交する方向に設けられた補強部と、
を有するタンク型原子炉構造。 A core tank containing the core;
An intermediate heat exchanger that changes the high-temperature coolant to a low-temperature coolant by exchanging heat between the high-temperature coolant whose primary coolant is heated in the core and the secondary coolant;
A main vessel containing the core tank and the intermediate heat exchanger;
An annular furnace wall cooling section that forms a flow path for flowing the low-temperature coolant along the inner wall to cool the inner wall of the main vessel;
A horizontal partition that is provided between the core tank and the furnace wall cooling unit, and partitions the high temperature coolant and the low temperature coolant;
A reinforcing part provided in a direction perpendicular to the horizontal partitioning part at a lower part of the horizontal partitioning part,
A tank-type nuclear reactor structure.
請求項1に記載のタンク型原子炉構造。 The horizontal partitioning part is provided in a direction closer to the horizontal direction than the vertical direction between the core tank and the furnace wall cooling part, and the reinforcing part is provided in the vertical direction.
The tank reactor structure according to claim 1.
請求項1又は2に記載のタンク型原子炉構造。 The horizontal partition is a first projection formed on the outer wall of the core tank, and a second projection formed at a position higher than the first projection on the core tank side surface of the furnace wall cooling unit. Is inclined to the horizontal direction,
The tank reactor structure according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか一項に記載のタンク型原子炉構造。 The horizontal partition is provided in an annular shape around the core tank by combining a plurality of flat plates.
The tank reactor structure according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれか一項に記載のタンク型原子炉構造。 It is provided so as to extend in the vertical direction on the upper surface of the horizontal partition, and further has a vertical partition that partitions the high-temperature coolant and the low-temperature coolant.
The tank type reactor structure according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載のタンク型原子炉構造。 In the horizontal partition portion, a plurality of holes are formed at positions between the furnace wall cooling portion and the vertical partition portion.
The tank reactor structure according to claim 5.
請求項1から6のいずれか一項に記載のタンク型原子炉構造。 A heat resistance portion that is provided on the upper side of the horizontal partition, and that reduces the amount of heat of the high-temperature coolant that is transmitted to the horizontal partition;
The tank reactor structure according to any one of claims 1 to 6.
前記複数の積層板は、所定の空隙を介して鉛直方向に重ねられている、
請求項7に記載のタンク型原子炉構造。 The thermal resistance portion has a plurality of laminated plates provided in a horizontal direction,
The plurality of laminated plates are stacked in a vertical direction through a predetermined gap,
The tank-type nuclear reactor structure according to claim 7.
請求項1から8のいずれか一項に記載のタンク型原子炉構造。 A cooling pipe for supplying the low-temperature coolant to the furnace wall cooling unit, wherein at least a part of the region is fixed to the reinforcing unit;
The tank-type nuclear reactor structure according to any one of claims 1 to 8.
前記補強部は、前記複数のスタンドパイプのうちの少なくともいずれかのスタンドパイプと結合している、
請求項1から9のいずれか一項に記載のタンク型原子炉構造。 A plurality of standpipes surrounding the device penetrating the horizontal partition;
The reinforcing portion is coupled to at least one of the plurality of stand pipes;
The tank-type nuclear reactor structure according to any one of claims 1 to 9.
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