JPS63284489A - 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） 本発明はタンク型高速増殖炉に係り、特に炉心部をルー
フスラブに垂設される吊胴に保持したタンク型高速増殖
炉に関する。

（従来の技術） 一般に、タンク型高速増殖炉は′−次および二次冷却材
として液体金属ナトリウムを使用し、炉心部で加熱され
た一次ナトリウムを原子炉容器内に設置した中間熱交換
器に導いて二次ナトリウムと熱交換させ、冷却された一
次ナトリウムを再び炉心部へ送り込むようにしている。

第４図は従来のタンク型高速増殖炉の概略構成を示すも
ので、原子炉容器１内に炉心部２が形成され、この炉心
部２は原子炉容器１上部開口を覆うルーＸスラブ３に垂
設される吊胴４に保持されている。原子炉容器１内は冷
却材としての一次ナトリウム６で満たされ、上記吊胴４
には炉心部２を通って昇流した一次ナトリウム６を流通
させる吊胴フローホール８が設けられている。炉心部２
は燃料集合体９、ブランケット燃料朶合体ｌＯおよび反
射体１１から構成されている。

原子炉容器１内は隔壁１３によって上部プレナム１４と
下部プレナム１５に仕切られている。ルーフスラブ３の
中央部には炉心上部機構１６が貫通して設置され、周辺
部には複数基の中間熱交換器１７および複数基の循環ポ
ンプ１８がそれぞれ独立して設置されている。

循環ポンプ１８はモータ１９により駆動されるインペラ
２０を偉え、この循環ポンプ１８の吐出側は入口配管２
１を介して高圧プレナム２２に連結されている。

中間熱交換器１７はシュラウド２５の中心部に同軸的に
二次ナトリウム出口管２６が設けられ、その二次ナトリ
ウム出口管２６内にさらに二次ナトリウム入口管２７が
設けられている。上記シュラウド２５と二次ナトリウム
出口管２６の間に設けられた上部管板２７および下部管
板２８に多数本の伝熱管２９が支持されている。

上記シュラウド２５にはｍへナトリウム６を吸い込むた
めの透孔３０が設けられ、二次ナトリウム出口管２６に
は二次ナトリウム３１を伝熱管２９の周囲へ出入りさせ
るための透孔３２．３３が設けられている。

シュラウド２５の下端部にはｍへナトリウム６の出口ノ
ズル３４が設けられている。

上述のように構成したタンク型高速増殖炉において、下
部プレナム１５内のｍへナトリウム６は循環ポンプ１８
により入口配管２１を通り、高圧プレナム２２から炉心
部２へ送り込まれる。−次ナトリウム６は炉心部２を通
って昇流する際に炉心部２の熱により昇温する。

昇温したｍへナトリウム６は炉心部２から上部プレナム
１４へ流入し、吊胴フローホール８を通って中間熱交換
器１７内に流入する。中間熱交換器１７内へはシュラウ
ド２５の透孔３０から流入し、伝熱管２９を通る際に二
次ナトリウム３１と熱交換し、先に炉心部２で得た熱を
二次ナトリウム３１に与える。

熱交換後の温度が低下した一次ナトリウム３１は出口ノ
ズル３４を通って下部プレナム１５に流入し、再び循環
ポンプ１８によって炉心部２へ送り込まれる。

一方、二次ナトリウム３１は二次ナトリウム入口管２７
から流入し、入口側の透孔３３から二次ナトリウム出口
管２６とシュラウド２５の間に流れ込み、伝熱管２９の
周囲を流れてｍへナトリウム６と熱交換を行なって昇温
する。昇温した二次ナトリウム３１は出口側の透孔３２
から二次ナトリウム出口管２６内を流れ、二次系熱交換
器（図示せず）に導がれ。

そこで放熱した後、二次系ポンプ（図示せず）で加圧さ
れ、再び二次ナトリウム入口管２７を通って中間熱交換
器１７内へ送り込まれる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように構成したタンク型高速増殖炉においては、
第５図に示すように、炉心部２を通って昇流したｍへナ
トリウム６は上部プレナム１４に流入し、大部分のｍへ
ナトリウム６は吊胴フローホール８を通って循環する。

しかし、一部のｍへナトリウム６は吊Ｍ４の内壁面に沿
って昇流し、−次ナトリウム６の自由液面に達して液面
揺動を引き起こす。特に吊３５１４のうち吊胴フローホ
ール８が設けられていない部分で、この液面揺動が大き
い。

この液面揺動により一次ナトリウム６液面上方を覆うカ
バーガス３６がｍへナトリウム６に巻き込まれ、このカ
バーガス３６を混入したｍへナトリウム６が炉心部２を
通って循環すると、高圧プレナム２２内にガス溜りが生
じる。このガス溜りは温度上昇により膨張するため炉心
部２の適正な流量配分ができず、原子炉の健全な運転が
困難になる。

また、−次ナトリウム６に混入したガスが炉心燃料集合
体９に設置されている燃料ビン部（図示せず）に溜まる
と、ガス近傍の被覆管がｍへナトリウム６によって冷却
されず、異常発熱し、最悪の場合には被覆管が破裂する
。

また、−次ナトリウムの自由液面の揺動が大きいと液面
波動によって炉心上部機構１６、吊胴４等の炉内構造物
に対して加震源となり、炉内構造物が振動し、構造疲労
のため炉内構造物に亀裂（疲労破壊）が入るなどして炉
内構造物の健全性を損う恐れがある。

本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その目
的は一次ナトリウムの自由液面の揺動を防止することに
より゛、カバーガスの巻き込みを防止すると共に、炉心
上部機構、吊胴等の震動による構造疲労を防止すること
ができるタンク型高速増殖炉を提供することである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、原子炉容器内の炉心部が収容され。

この炉心部は原子炉容器の上部開口を覆うルーフスラブ
から垂設される吊胴に保持され、上記炉心部を昇流した
冷却材が上記吊胴に設けられた吊胴フローホールを通っ
て循環するように構成されたタンク型高速増殖炉におい
て、上記吊胴内周面に冷却材液面へ向って流れる冷却材
の垂直流速成分を減速させる案内板を設けたものである
。

（作　　用） 炉心部を通って昇流した冷却材は、上部プレナムに流入
し、その一部が吊胴内周面に沿って昇流する。その冷却
材の流れは案内板により垂直流速成分が減衰され、冷却
材液面に液面揺動が生じない、また吊胴４の液面近くに
フローホールを設けることができるので熱過渡時の層化
流動を早期に消滅させることができる。

（実　施　例） 本発明に係るタンク型高速増殖炉の実施例を第１図ない
し第３図を用いて説明する。タンク型高速増殖炉の概略
構成については第１図に示し、第４図、第５図と同じ部
材には同符号を付して説明を省略する。

本発明の第１実施例は第１図に示すようになっており、
吊ＷＡ４内周面の一次ナトリウム６液面下に案内板とし
ての内周筒状の案内板４０を設けたものである。案内板
４０は一次ナトリウム６の自由液面近傍において、吊胴
４の内側に周方向に筒状に突出している。

このタンク型高速増殖炉においては、炉心部２から流出
した一次ナトリウム６は炉心上部機構１６下部で放射状
に向きを変え、吊胴４の内壁へ向かう、大部”分の一次
ナトリウム６は吊胴フローホール８から流出し、一部の
一次ナトリウム６が吊胴４の内周壁に沿って昇流する。

この−次ナトリウム６の上昇流は吊胴４の内周面に設け
られた周状の案内板４０と吊胴４のアニユラス部を通り
その大部分はフローホール８から吊胴外へ出る。一方、
オリフィス４１を通って吊胴４内へ戻る流れもできる。

このオリフィス４１通過後は垂直流速成分が減衰され、
−次ナトリウム６は側方へ向きを変えて流れる。そのた
め、−次ナトリウム６の自由液面の液面揺動が防止され
る。またスクラム時等の低流量、低温冷却材が炉心から
出てくる場合でも吊胴４内の層化界面は吊胴フローホー
ル８の高さまで達するためミキシングボリュームが大き
くなり層化流動の早期消滅ができる 第２図は、第３図はタンク型高速増殖炉の別の実施例を
示すもので、吊胴４の内側にアニユラス部を形成するよ
うに設けた案内板４０のオリライス４２を炉心センタに
向けて斜めに開孔したことを特徴とする。こうすること
により吊胴４の内側では弱い旋回流を伴い、また液面に
向けて噴流が吹き上げることもないので吊胴内の液面揺
動は防止できる。

〔発明の効果〕

本発明に係るタンク型高速増殖炉は吊胴内周面に冷却材
液面へ向って流れる冷却材の垂直流速成分を減速させる
案内板を設けたもので、冷却材の液面揺動を防止するこ
とができる。

したがって、カバーガスの巻き込みを防止するとともに
、炉心上部機構、吊胴等の震動による構造疲労を防止し
て原子炉の健全な運転を保持することができるという効
果がある。

【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第１実施例
の吊胴部分の拡大図、第２図、第３図は本発明の他の実
施例を示すものである。第４図は従来のタンク型高速増
殖炉の概略構成図、第５図は上記従来例の吊胴部分の拡
大図である。 １・・・原子炉容器、　　　２・・・炉心部、３・・・
ルーフスラブ、　　　４・・・吊胴６・・・−次ナトリ
ウム、　　８・・・吊胴フローホール、９・・・燃料集
合体、 １０・・・ブランケット燃料集合体。 １１・・・反射体、１３・・・隔壁。 １４・・・上部プレナム、　　１５・・・下部プレナム
、１６・・・炉心上部機構、　　１７・・・中間熱交換
器、１８・・・再循環ポンプ、　　３６・・・カバーガ
ス、４０・・・案内板、　　　　　　４１．４２・・・
オリフィス。 第　　１　　図 第　　２　図 第　　３　図 第　　４　図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、原子炉容器内に炉心部が収容され、この炉心部は原
   子炉容器の上部開口を覆うルーフスラブから垂設される
   吊胴に保持され、上記炉心部を昇流した冷却材が上記吊
   胴に設けられた吊胴フローホールを通って循環するよう
   に構成されたタンク型高速増殖炉において、上記吊胴内
   周面に冷却材液面へ向って流れる冷却材の垂直流速成分
   を減衰させる案内板を設けたことを特徴とするタンク型
   高速増殖炉。