JPS6273197A - 高速原子炉 - Google Patents
高速原子炉Info
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- JPS6273197A JPS6273197A JP60212121A JP21212185A JPS6273197A JP S6273197 A JPS6273197 A JP S6273197A JP 60212121 A JP60212121 A JP 60212121A JP 21212185 A JP21212185 A JP 21212185A JP S6273197 A JPS6273197 A JP S6273197A
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- Japan
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- coolant
- reactor
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- wall
- temperature coolant
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
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
えた高速原子炉に関する。
えた高速原子炉に関する。
一般に高速増殖炉は、炉容器内に炉心及び一次冷却材(
通常、液体ナトリウム)が収容されており、この一次冷
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。
通常、液体ナトリウム)が収容されており、この一次冷
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二次
冷却材(二九も通常、液体ナトリウム)と熱交換し、さ
らにその二次冷却材を蒸発器へ導いて水と熱交換し、こ
こで得られた過熱蒸気を発″止機駆動用のタービンへ送
り込むように構成さ九ている。
冷却材(二九も通常、液体ナトリウム)と熱交換し、さ
らにその二次冷却材を蒸発器へ導いて水と熱交換し、こ
こで得られた過熱蒸気を発″止機駆動用のタービンへ送
り込むように構成さ九ている。
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なう必要がある。ま
た炉心を通過した高温の一次冷却材を、温度を低下させ
ないように中ray熱交換器へ導く必要もある。
温に耐えるように配慮した設計を行なう必要がある。ま
た炉心を通過した高温の一次冷却材を、温度を低下させ
ないように中ray熱交換器へ導く必要もある。
そこで、近年では第3図に示すような構成の高速増殖炉
が開発されている。
が開発されている。
第3図はタンク型高速増殖炉の概略構成を示すもので、
図中1は炉心2及び一次冷却材(通常液体ナトリウム)
3を収容した炉容器であり、この炉容器1の上部開口は
ルーフスラブ4によって遮蔽されている。また炉容器1
の内部には高温冷却材収容容器5が炉底: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前
記炉心支持構体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。
図中1は炉心2及び一次冷却材(通常液体ナトリウム)
3を収容した炉容器であり、この炉容器1の上部開口は
ルーフスラブ4によって遮蔽されている。また炉容器1
の内部には高温冷却材収容容器5が炉底: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前
記炉心支持構体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。
前記炉容器1の内側には、炉容器1の内面に沿って流路
形成板8が配設され、炉容器1内面と流路形成板8との
間には低温冷却材流路9が形成されている。上記流路形
成板8は炉心2の直下位置に流通口10を有し、かつ周
壁上部を二重壁(内周壁11. A 、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15へ開口させている。
形成板8が配設され、炉容器1内面と流路形成板8との
間には低温冷却材流路9が形成されている。上記流路形
成板8は炉心2の直下位置に流通口10を有し、かつ周
壁上部を二重壁(内周壁11. A 、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15へ開口させている。
また前記流路形成板8の二重壁部下端と前記炉心支持構
体6との間には前記炉心2を中心とする環状の隔壁13
が取着されている。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5の円錐部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との間には前記炉心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。
体6との間には前記炉心2を中心とする環状の隔壁13
が取着されている。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5の円錐部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との間には前記炉心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。
さらに、前記ルーフスラブ4には一次冷却材循環ポンプ
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16・・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
。
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16・・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16は、前記冷却材滞留空間14
に連通して円錐部5C上に設けられた筒体18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1
5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。
に連通して円錐部5C上に設けられた筒体18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1
5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。
また、前記中間熱交換器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1
5へ流通させるように構成されている。
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1
5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。
を説明する。
今、一次冷却材循環ポンプ16により低温冷却材収容空
間15内の一次冷却材3は加圧されると、低温冷却材収
容空間15内の一次冷却材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ず
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、
一次冷却材3は二次冷却材への熱伝達を行ない、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
循環を繰返す。
間15内の一次冷却材3は加圧されると、低温冷却材収
容空間15内の一次冷却材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ず
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、
一次冷却材3は二次冷却材への熱伝達を行ない、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
循環を繰返す。
一方、一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。
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1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一次冷却材は
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一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14を形成しているので、この空間14に存在
する一次冷却材が高温冷却材収容容器5内の高温一次冷
却材と低温冷却材収容空間15の低温一次冷却材との間
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。
おいて、炉心2を通過して加熱された高温一次冷却材は
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一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14を形成しているので、この空間14に存在
する一次冷却材が高温冷却材収容容器5内の高温一次冷
却材と低温冷却材収容空間15の低温一次冷却材との間
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。
次に、前記従来の高速増殖炉における炉容器1を冷却す
るための冷却材流路を形成する、低温冷却材流路9及び
ダウンカマ12での冷却材熱流動特性について説明する
。
るための冷却材流路を形成する、低温冷却材流路9及び
ダウンカマ12での冷却材熱流動特性について説明する
。
低温冷却材流路9を上昇する冷却材の温度は。
ダウンカマ12からの入熱と炉容器1から外部空間への
放散熱とのバランスで決まるが、一般的には第4図に示
すように流路下流になるほど温度は上昇する。
放散熱とのバランスで決まるが、一般的には第4図に示
すように流路下流になるほど温度は上昇する。
このため、低温冷却材流路9では、重力方向に冷却材温
度が低下する温度分布となり、熱流動的に安定な条件と
なる。
度が低下する温度分布となり、熱流動的に安定な条件と
なる。
一方、ダウンカマ12を下降する冷却材温度は高温冷却
材収容容器5に保持される高温の一次冷却材3からの入
熱と前記低温冷却材流路9を流れる冷却材への放熱によ
り決まるが、この場合にも流路下流(重力方向)になる
ほど温度は上昇する(第4図を参照)。但し、この場合
には重力方向に冷却材温度が上昇する分布となるため、
熱流動的には不安定な条件が生ずる。
材収容容器5に保持される高温の一次冷却材3からの入
熱と前記低温冷却材流路9を流れる冷却材への放熱によ
り決まるが、この場合にも流路下流(重力方向)になる
ほど温度は上昇する(第4図を参照)。但し、この場合
には重力方向に冷却材温度が上昇する分布となるため、
熱流動的には不安定な条件が生ずる。
この不安定条件は、特に冷却材流量が小さい原子炉トリ
ップ時に顕著になる。
ップ時に顕著になる。
この不安定条件が生ずると冷却材はダウンカマ12を一
様に下降することなく、ダウンカマ12の周方向に大き
な自然対流を生じながら全体として下降する流動パター
ンとなる場合がある。
様に下降することなく、ダウンカマ12の周方向に大き
な自然対流を生じながら全体として下降する流動パター
ンとなる場合がある。
仮に、 このような対流を生ずると外周壁11B。
さらに炉容器1の周方向に温度差を生じ、構造の健全性
確保上問題となることが考えられる(第5図参照)。
確保上問題となることが考えられる(第5図参照)。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的は、
炉容器内に内周壁と外周壁とを設けて低温冷却材を循環
させ、炉容器を冷却するようにした高速原子炉において
、炉壁と内周壁間および内周壁と外周壁間での周方向の
冷却材対流を局所化することにより、炉容器の周方向に
温度分布が生ずることを防止した高速原子炉を提供する
ことにある。
炉容器内に内周壁と外周壁とを設けて低温冷却材を循環
させ、炉容器を冷却するようにした高速原子炉において
、炉壁と内周壁間および内周壁と外周壁間での周方向の
冷却材対流を局所化することにより、炉容器の周方向に
温度分布が生ずることを防止した高速原子炉を提供する
ことにある。
本発明は、上記目的を達成するために、炉容器内に内周
壁と外周壁とを設け、炉容器と外周壁間。
壁と外周壁とを設け、炉容器と外周壁間。
外周壁と内周壁間に冷却材を循環させることにより炉容
器を冷却するようにした高速原子炉において、上記炉容
器と外周壁間(低温冷却材流路)及び外周壁と内周壁間
(ダウンカマ)に周方向自然対流を局所化する縦リブを
設けるようにしたものである。
器を冷却するようにした高速原子炉において、上記炉容
器と外周壁間(低温冷却材流路)及び外周壁と内周壁間
(ダウンカマ)に周方向自然対流を局所化する縦リブを
設けるようにしたものである。
本発明の一実施例を参照して説明する。
第1図(a)は本発明の一実施例の上面図であり、第1
図(b)はその一部の縦断面図である。
図(b)はその一部の縦断面図である。
これらの図に示すように、既に説明した第3図の従来の
高速原子炉と相違する点は、炉容器と外周壁及び外周壁
と内周壁と間に縦リブを設置した構成のみであり、その
他の構成は何等相違しないので同一構成個所には同一符
号を附して、その詳細な説明は省略するものとする。
高速原子炉と相違する点は、炉容器と外周壁及び外周壁
と内周壁と間に縦リブを設置した構成のみであり、その
他の構成は何等相違しないので同一構成個所には同一符
号を附して、その詳細な説明は省略するものとする。
第1図(a)および(b)に示すように、炉容器1の内
側に外周壁2及び内周壁3を設け、炉容器1と外周壁2
の間(低温冷却材流路8)及び外周壁2と内周壁3の間
(ダウンカマ9)に冷却材を循環させる。
側に外周壁2及び内周壁3を設け、炉容器1と外周壁2
の間(低温冷却材流路8)及び外周壁2と内周壁3の間
(ダウンカマ9)に冷却材を循環させる。
この低温冷却材流路8及びダウンカマ9に連通孔7を有
する縦リブ5を周方向に等間隔で設置した構成としたも
のである。
する縦リブ5を周方向に等間隔で設置した構成としたも
のである。
次に、本実施例の作用について説明する。既に述べたよ
うにダウンカマ9では重力方向に冷却材温度が上昇する
熱流動的に不安定な状態を生ずるが、この傾向は原子炉
トリップ時のような低流量時に特に助長される。
うにダウンカマ9では重力方向に冷却材温度が上昇する
熱流動的に不安定な状態を生ずるが、この傾向は原子炉
トリップ時のような低流量時に特に助長される。
しかしながら本実施例によれば、周方向の流れは縦リブ
5で阻害されるため、この縦リブ5がない場合のような
大きなスケールでの周方向対流(渦発生)は発生しない
。 このことを第2図についてさらに詳細に説明すると
2例えば内周壁2と外周壁3との間のダウンカマ9は周
方向に縦リブ5によって仕切られた構成となっているの
で周方向対流fは縦リブ9間の領域内で局所的に対流さ
れるのみとなり、大きなスケールでの周方向対流が阻害
されることにより、炉台iS周方向に非対称な温度分布
が発生するのを防止することが可能となる。
5で阻害されるため、この縦リブ5がない場合のような
大きなスケールでの周方向対流(渦発生)は発生しない
。 このことを第2図についてさらに詳細に説明すると
2例えば内周壁2と外周壁3との間のダウンカマ9は周
方向に縦リブ5によって仕切られた構成となっているの
で周方向対流fは縦リブ9間の領域内で局所的に対流さ
れるのみとなり、大きなスケールでの周方向対流が阻害
されることにより、炉台iS周方向に非対称な温度分布
が発生するのを防止することが可能となる。
以上説明したように本発明によれば原子炉内の炉容器と
外周壁間及び外周壁と内周壁間における周方向自然対流
を局所化させることにより、炉容器周方向に非対称な温
度分布が発生するのを防止する二とが可能となる。
外周壁間及び外周壁と内周壁間における周方向自然対流
を局所化させることにより、炉容器周方向に非対称な温
度分布が発生するのを防止する二とが可能となる。
・1. 図面の簡!1(な説明
第1図<a)は本発明の一実施例の上面図、第1図(b
)は同図(a)の一部縦断面図、第2図は本発明の詳細
な説明するための拡大断面図、第3図は従来の高速増殖
炉の縦断面図、第4図および第5図はそれぞれ第3図の
高速増殖炉の炉内温度分布および炉内の自然対流の発生
を説明するための図である。
)は同図(a)の一部縦断面図、第2図は本発明の詳細
な説明するための拡大断面図、第3図は従来の高速増殖
炉の縦断面図、第4図および第5図はそれぞれ第3図の
高速増殖炉の炉内温度分布および炉内の自然対流の発生
を説明するための図である。
」−・・炉容器
2・外周壁
3 内周壁
5 ・縦リブ
7・・連通孔
8・・低温冷却材流路
9・ダウンカマ
代理人 弁理士 則 近 憲 佑
同 三 俣 弘 支
竿 1 図(b)
第2図
第3図
汚玲只31鰻
第4図
第5図
Claims (2)
- (1)炉心及び一次冷却材を収容した炉容器と、前記炉
容器の内面との間に隙間を存して当該炉容器内に配置さ
れ炉心を通過した高温冷却材を収容する高温冷却材収容
容器と、前記高温冷却材収容容器の外側に配置され当該
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外周壁と、前記
炉壁を冷却するための冷却材流路を形成する内周壁とか
ら構成される高速原子炉において、前記炉壁と前記外周
壁間及び前記外周壁と前記内周壁間内の環状空間部に、
周方向に等間隔に縦リブを設置したことを特徴とする高
速原子炉。 - (2)前記縦リブは複数個の小孔を有している特許請求
範囲第1項記載の高速原子炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60212121A JPS6273197A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 高速原子炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60212121A JPS6273197A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 高速原子炉 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6273197A true JPS6273197A (ja) | 1987-04-03 |
Family
ID=16617225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60212121A Pending JPS6273197A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 高速原子炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6273197A (ja) |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP60212121A patent/JPS6273197A/ja active Pending
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