JPH046492A - タンク型高速増殖炉 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は炉容器の健全性を確保するための冷却構造を備
えたタンク型高速増殖炉に関する。

（従来の技術） 一般に高速増殖炉は炉容器内に炉心及び−次冷却材（通
常、液体ナトリウム）か収容されており、この−次冷却
材は炉心を通して循環させて、炉心における核燃料の核
反応により加熱される。この加熱された一次冷却材を中
間熱交換器へ導いて２次冷却材（これも通常、液体ナト
リウム）と熱交換し、さらにその２次冷却材を蒸気発生
器へ導いて水と熱交換し、ここで得られた過熱蒸気を発
電機駆動用のタービンへ送りこむように構成されている
。

ところで、この種の高速増殖炉にあっては炉容器が高温
に耐えるように配慮した設計を行う必要がある。また、
炉心を通過した高温の一次冷却材の温度を低下させない
ようにしてその−次冷却材を中間熱交換器へ導く必要も
ある。

そこで、近年では第２図に示すような構成の高速増殖炉
が開発されている。

第２図はタンク型高速増殖炉の概略構成を示すものであ
る。図中符号１は炉心２及び−次冷却材３を収容した炉
容器であり、この炉容器１の上部開口ルーフスラブ４に
よって遮蔽されている。炉容器１の内部には高温冷却材
収容容器５が炉心２を支持する炉心支持構体６に支持さ
れて配置されている。この収容容器５は上半部５Ａと炉
容器１の内周面との間に隙間７を存在させ、下半部５Ｂ
を小径としてその最下端を炉心支持構体６に取着し、上
半部５Ａと下半部５Ｂとの間には中心方向へ向かって下
り勾配となる円錐部５Ｃを有するように構成されている
。

炉容器１の内側には炉容器ｌの内面に沿って流路形成板
８との間に低温冷却材流路９が形成されている。流路形
成板８は炉心２の直下位置に流通口１０を有し、かつ周
壁土部を二重壁（内周壁１１Ａ、外周壁１１Ｂ）として
その二重壁で構成される円環領域（ダウンカマ）１２を
低温冷却材収容空間Ｉ５へ開口させている。

流路形成板８の二重壁部下端と炉心支持構体６との間に
は炉心２を中心とする環状の隔壁１３か取着されている
。この隔壁１３は高温冷却材収容容器５の外側に位置し
て高温冷却材収容容器５０円錐部５Ｃとの間に環状の冷
却材滞留空間１４を形成するとともに、炉容器１との間
には炉心４の下端部に連通ずる低温冷却材収容空間１５
を形成するものである。

ルーフスラブ４には一次冷却材３環ポンプ１６及び中間
熱交換器１７が支持されている。これらの循環ポンプ１
６及び熱交換器１７は炉心２を中心とする円周上に交互
に配置されている。

一次冷却材循環ポンプＩ６は冷却材滞留空間１４に連通
して円錐部５Ｃ上に設けられた筒体１Ｂの内部を通し、
さらに隔壁１３を貫通して低温冷却材収容空間１５内に
導入されている。そして、吸入側を冷却材滞留空間１４
に連通させ、かつ吐出側を低温冷却材収容空間１５に連
通させて、冷却材滞留空間１４内の一次冷却材３を低温
冷却材収容空間１５へ送り込むように構成されている。

中間熱交換器１７は一次冷却材流入側を高温冷却材収容
容器５内に位置させるとともに一次冷却材流出側を低温
冷却材収容空間１５に連通させて、高温冷却材収容容器
５内の一次冷却材３を低温冷却材収容空間１５へ流通さ
せるように構成されている。

次に、以上の如く構成されたタンク型高速増殖炉の作用
を説明する。

一次冷却材循環ボンプ１６により低温冷却材収容空間１
５内の一次冷却材３が加圧されると、その−次冷却材３
は炉心２を矢印ａの如く通過し、炉心２におけるウラン
燃料の核反応によって生じる熱により加熱されて高温冷
却材収容容器５内に至り、中間熱交換器１７内に矢印す
の如く流入する。ここで、−次冷却材３は二次冷却材へ
の熱伝達を行い、自らは冷却されて矢印Ｃの如く低温冷
却材収容空間１５に流出され、再び炉心２を通して高温
冷却材収容容器５内への循環を繰り返す。

一方、−次冷却材循環ポンプ１６により加圧された低温
冷却材収容空間１５内の一次冷却材３は低温冷却材流路
９を矢印ｄの如く上昇し、二重壁部の外周壁１１Ｂを矢
印ｅの如く乗越えて内・外周壁１１Ａ、　　１１８間に
流入し、さらに低温冷却材収容空間１５に流出する。

ところで、以上の如く構成されたタンク型高速増殖炉に
おいて、炉心２を通過して加熱された高温−次冷却材は
高温冷却材収容容器５内に収容され、炉容器１には炉心
２を通過する前の低温−次冷却材が接触するようになる
ので、炉容器１は比較的低温に保たれることになる。従
って、炉容器１の設計を容易にすることができる。また
、高温冷却材収容容器５の外側には隔壁１３を設けて冷
却材滞留空間Ｉ４を形成しているので、この空間１イに
存在する一次冷却材が高温冷却座で収容容器５内の高温
−次冷却材と低温冷却材収容空間１５の低温−次冷却材
との間の遮熱材として機能し、高温冷却材収容容器５内
の冷却材３の温度低下を防止している。

（発明が解決しようとする課題） 前述したように炉壁冷却流路を形成する構造は流路形成
板８、内周壁１１Ａ１外周壁１１Ｂ１バッフル板１９、
高温冷却材収容容器５Ａなどの多くの薄肉構造物で構成
されている。そのため、炉容器の液面近傍部の熱応力低
減対策としての炉壁の冷却方式は物量が増加するととも
に耐震設計を複雑化する課題がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、炉
壁冷却方式の薄肉構造物の物量削減と耐震性の向上を図
ったタンク型高速増殖炉を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は炉心および一次冷却材を収容しかつ上部開口が
ルースラブで閉塞された炉容器と、この炉容器の内面と
の間に隙間を存して該炉容器内に配置され前記炉心を通
過した高温冷却材を収容しかつ前記ルーフスラブから吊
り下げられた高温冷却材収容容器と、この高温冷却材収
容容器の外側に配置され該高温冷却材収容容器との間に
冷却材滞留空間を形成するとともに前記炉容器の内側に
配置される低温冷却材流路形成壁と、この低温冷却材流
路形成壁と前記炉容器の内壁面との隙間と前記炉心を支
持する炉心支持構体の高圧プレナムとを接続する複数の
バイパス用配管と、このバイパス用配管に沿って設けら
れ前記高圧プレナムと炉容器の内壁との間を区画する隔
壁から支持する配管サポートを具備したことを特徴とす
る。

（作　用） 一次冷却材の大部分は一次循環ポンプから連通管を通っ
て、高圧プレナム内に流入し、高圧プレナムから炉心へ
流入する。炉心で加熱されて中間熱交換器へ流入し二次
冷却材と熱交換する。

一方、高圧プレナムから流出する一部分の一次冷却材は
バイパス配管を流れ、炉容器と低温冷却材流路形成壁と
の間の隙間に流れ込んで炉容器の内壁面を冷却して低温
状態を保持する。この低温冷却材によって炉容器の熱応
力を緩和する。また、バイパス配管を使用することによ
って従来の流路形成板などを大幅に減少させることがで
きる。

さらに高温冷却材収容容器をルーフスラブから支持する
ことによって高温冷却材の耐震時の振動重量を該収容容
器が負担するため炉容器の耐震性が向上する。

またさらに、高温冷却材収容容器の外側にガス溜２７を
設けることによって、該収容容器の内外部の断熱性能を
向上させる。

（実施例） 第１図を参照しながら本発明に係るタンク型高速増殖炉
の一実施例を説明する。なお、第１図中第２図と同一部
分には同一符号を付して説明する。

第１図において、炉容器１内には炉心２か炉心支持構体
６で支持され、−次冷却材３が収容されている。炉容器
１の上部開口はルーフスラブ４て閉塞されている。炉心
２の下部には高圧プレナム２５が設けられており、この
高圧プレナム２５内には連通管２０によって一次循環ポ
ンプ１６からの冷却材が流入する。−次循環ボンプ１６
および中間熱交換器１７がルーフスラブ４を貫通して炉
容器１内の炉心２の周囲に設けられている。高圧プレナ
ム２５と炉容器１の下部内側面との間には隔壁１３が設
けられ、この隔壁１３によって炉心２の上部と下部との
間か区画される。隔壁１３の下部は低温冷却材領域２１
て、上部は一次冷却材滞留空間１４を形成する。

炉心２の上方には高温冷却材収容容器５か設けられ、こ
の容器５はルーフスラブ４に吊り下げられている。この
容器５の上部外側面にはガス留め２７が設けられている
。炉容器１と高温冷却材収容容器５との間には隙間２２
をもたせて低温冷却材流路形成壁３０が設けられており
、この壁３０と炉容器１との隙間の下部には複数本のバ
イパス用配管２８が接続され、これらの配管２８は隔壁
１３から配管サポート２９で支持されている。なお、バ
イパス用配管２８の下端は高圧プレナム２５に連通して
接続されている。

中間熱交換器１７の下端は隔壁１３とベローズシール２
６によってシールされている。図中符号２３は一次循環
ポンプを包囲する筒体、２４は中間熱交換器を包囲する
筒体である。

ここで、−次循環ポンプ１６から流出した−次冷部材は
連通管２０を通って高圧プレナム２５へ流入し、大部分
の一次冷却材は高圧プレナム２５から炉心２内に流入す
る。炉心２て加熱された高温冷却材は高温冷却材収容容
器５内に流出し、中間熱交換器１７の窓から流入して中
間熱交換器Ｉ７内の二次冷却材と熱交換して冷却され、
中間熱交換器１７の出口から低温冷却材領域２１へ流出
して一次循環ポンプ１６に流入する。そして、再び連通
管２０から高圧プレナム２５、炉心２へと流入する循環
経路をたどる。

一方、高圧プレナム２５に流入した低温の一次冷却材の
一部はバイパス用配管２８を通って冷温冷却材流路形成
壁３０と炉容器１との隙間２２に流入し隙間２２を流出
して冷却材滞留空間１４内流入する。バイパス用配管２
８を流れる低温の一次冷却材によって炉容器１の内壁面
が低温状態を維持し、高温冷却材による熱応力の発生を
緩和する。

このようにして炉容器１の内壁面を冷却する冷却用のバ
イパス流れをバイパス用配管２８で導くことによって炉
容器液面近傍の熱応力を低減することができる。

また、高温冷却材収容容器５の上部外側面にカス留２７
を設けることによって冷却材滞留空間Ｉ４の上部の断熱
性が向上し、高温冷却材の熱が直接炉容器１の内壁面に
熱伝導するのを防止することかできる。

「発明の効果］ 本発明によれば炉容器の熱応力を低減することができる
だけでなく、炉壁冷却方式の薄肉構造物の物量を削減で
き、また耐震性の向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るタンク型高速増殖炉の一実施例を
示す縦断面図、第２図は従来の高速増殖炉を示す縦断面
図である。 １・・・炉容器 ２・・・炉心 ３・・・−次冷部材 ４・・・ルーフスラブ ５・・・高温冷却材収容容器 ６・・・炉心支持構体 ７・・・隙間 ８・・・流路形成板 ９・・・低温冷却材流路 １０・・・流通口 １１Ａ・・・内周壁 １１Ｂ・・・外周壁 １２・・・円環領域 ３・・・隔壁 ４・・・冷却材滞留空間 ５・・・低温冷却材収容容器 ６・・・−次冷部材循環ボンプ ７・・・中間熱交換器 訃・・筒体 ９・・・バッフル板 ２０・・・連通管 ２１・・・低温冷却材領域 ２２・・・隙間 ２３・・・ポンプの筒体 ２４・・・熱交換器の筒体 ２５・・・高圧プレナム ２ε・・・ベローズシール ２７・・・ガス溜 ２８・・・バイパス用配管 ２９・・・配管サポート ３０・−・低温冷却材流路形成壁 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか　
１名） 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炉心および一次冷却材を収容しかつ上部開口がルーフス
   ラブで閉塞された炉容器と、この炉容器の内面との間に
   隙間を存して該炉容器内に配置され前記炉心を通過した
   高温冷却材を収容しかつ前記ルーフスラブから吊り下げ
   られた高温冷却材収容容器と、この高温冷却材収容容器
   の外側に配置され該高温冷却材収容容器との間に冷却材
   滞留空間を形成するとともに前記炉容器の内側に配置さ
   れる低温冷却材流路形成壁と、この低温冷却材流路形成
   壁と前記炉容器の内壁面との隙間と前記炉心を支持する
   炉心支持構体の高圧プレナムとを連通する複数のバイパ
   ス用配管と、このバイパス用配管に沿って設けられ前記
   高圧プレナムと炉容器の内壁との間を区画する隔壁から
   支持する配管サポートとを具備したことを特徴とするタ
   ンク型高速増殖炉。