JPH0219792A - 炉心上部機構 - 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） この発明は、炉心から流出する冷却材が胴の内部に直接
流入せずに、胴の外部を流れる高速増殖炉の炉心上部機
構に関する。

（従来の技術） 高速増殖炉の炉心上部機構は制御棒、制御棒駆動機構、
制御棒案内管および計装ウェル並びに整流装置等を装備
して構成される。

第５図に示すように、整流装置３３は炉心上部機構２５
の胴３７の下部に取付けられ、上記他の機器は胴３７の
内部に収納される。

（発明が解決しようとする課題） 原子炉トリップ時に冷却材温度が急激に変化した場合、
炉心上部機構２５の外部の冷却材１４は、温度が急激に
低下するが、内部の冷却材温度は外部の冷却材温度に追
従せず高温状態に維持される。

（第４図参照）。

また、しやへいプラグ１７およびカバーガス中１６に位
置する炉心上部機構２５の上部は大きな熱容量と断熱性
により原子炉トリップ前の温度が保持される。

したがって、胴３７の内外において、冷却材に温度差が
生ずると同時に軸方向にも大きな温度勾配が生じる。

これらの板厚および軸方向の温度勾配により冷却材１４
の自由液面４０近傍には、過大な熱応力が発生するため
、従来は熱抵抗を設置する等の構造対応や原子炉の運転
モードを制限するなどの対策が必要であった。

また、炉心１９に近い整流装置３３や胴３７の下端部の
接液部も自由液面４０近傍よりさらに厳しい温度変化を
受はフレキシブルジヨイント等の構造とする必要があっ
た。

この発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、
冷却材の温度が急変しても熱応力を適正な値以下に維持
することができる高速増殖炉の炉心上部機構を提供する
ことを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、制御棒駆動機構等を内包する胴を有する高
速増殖炉の炉心上部機構において、上記用の外周部に外
胴を有し胴の上部と下部に胴を貫通する複数のフローホ
ールを設けたものである。

（作　用） したがって、この発明に係る高速増殖炉の炉心上部機構
は、外部の冷却材温度が急激に下がった場合、外胴と胴
のアニユラス部の冷却材も冷やされ下降流が生じ下部の
フローホールから川内に流入する。

一方、上部のフローホールからは、高温の冷却材がアニ
ユラス部に流出し胴の板厚および軸方向の温度勾配を緩
和する。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明に係る高速増殖炉の炉心上部機構２
５における一実施例の要部を破断して示す側面図、第２
図は第１図の実施例が適用された高速増殖炉を示す断面
図である。

第２図に示すように、一般に高速増殖炉１３は液体ナト
リウム等の液体金属を冷却材１４として使用する。この
冷却材１４が原子炉容器１５内に充填される。

この原子炉容器１５の上端はしやへいプラグ１７によっ
て閉塞され、また原子炉容器１５内に炉心１９が収容さ
れる。

液体ナトリウム等の冷却材１４は原子炉容器１５の下部
の冷却材人口２１が流入し、炉心１９内を上方に流れ加
熱され、冷却材出口２３から流出するよう構成される。

しやへいプラグ１７には炉心上部機構２５が取付けられ
る。

この炉心上部機構２５は制御棒、制御棒駆動機構２７、
制御棒内管２９および計装ウェハ３１を内包する胴３７
が冷却材１４の自由液面４０を貫通している。胴３７の
下部には整流装置３３が取付けられ炉心から流出する冷
却材を分流し原子炉の上部プレナム４１に導いている。

一方、１洞３７の外周部には外胴３８がアニユラス部５
２を介して設置され、胴３７の熱しゃへい板としてＭ３
７に加わる温度変化を緩和すると同時に内部に冷却材１
４が容易に流入しないように境界を形成している。

原子炉トリップ時等に冷却材温度が急激に変化した場合
には、炉心上部機構２５の外部の冷却材１４は温度が急
激に変化するが、胴３７の内部の冷却材温度は外部の冷
却機温度に追従せず、炉心上部機構の内部と外部には著
しい温度差が生ずる。

この過渡状態を詳細に示すと、第３図に示すように外部
の冷却材１４に直接に接している外Ｗｉ４３８はこの外
部の冷却材温度によく追従し、外胴３８の内側のアニユ
ラス部５２の冷却材も少し遅れて温度降下し胴３７の内
部の冷却材との間に温度差を生ずる。

胴の上部と下部のフローホール５０．５１によりこれら
の冷却材は連通しているため、温度差のない時には停留
していたアニユラス部５２の冷却材は下降流となり下部
のフローホール５１から胆３７内に流入し比重差により
１５ｉ３７内の高温の冷却材を上方へ押上げ下部に溜る
。

一方、押上げられた胴３７内の冷却材は上部のフローホ
ール５０からアニユラス部５２へ流出する。

この自然対流の発生により温度分布は次のようになる。

第４図に示すようにアニユラス部５２の冷却材の量は内
部の冷却材の量に比較して十分に少ないので熱容量の差
も大きく、上部のフローホール５０からは長時間にわた
りほとんど温度低下のない冷却材が流出し、胴３７の液
面近傍の温度分布の変化は緩慢なものとなり発生する熱
応力も軽減される。

上部の液面近傍では高温であった冷却材もアニユラス部
５２を下降する間に冷やされ低湿になって下部のフロー
ホール５１から胴３７内に流入するため炉心に近く急激
に温度降下し低温になっている胴３７の下部外面と胴３
７内部の温度差を少なくするため、この部分の熱応力も
軽減される。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る高速増殖炉の炉心上部機
構によれば、外胴と胴のアニユラス部と胴肉の冷却材が
上下のフローホールにより連通し、原子炉のトリップ時
等の急激な温度変化時に自然対流を生じ、円内外の温度
差を軽減し熱応力を緩和することができる。

この軽減効果、すなわち自然対流の強さは外部の冷却材
の温度降下の厳しさに比例すること、外部からの操作が
全く不要であること、また構造が簡素であり本発明を適
用するためには従来の構造にフローホールを追加するの
みであること等その効果は大きい。

特に温度差が発生すれば必ず熱応力の緩和効果かえられ
ることは、信頼性の向上にも大きく寄与するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る高速増殖炉の炉心上部機構にお
ける実施例の要部を示す断面図、第２図は実施例が適用
された高速増殖炉を示す断面図、１３・・・高速増殖　
　　　　２５・・・炉心上部機構３７−１．胴　　　　
　　　　３８・・・外胴５０・・・上部フローホーム　
５１・・・下部フローホーム５２・・・アニユラス部 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　第子丸　　　健 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御棒駆動機構等を内包しカバーガスと冷却材の自由液
   面を貫通する胴を持つ高速増殖炉の炉心上部機構におい
   て、内部に停留した冷却材を有する胴と、アニュラス部
   を介してその外部に設置される外胴とから構成され、前
   記胴の上部と下部に各々複数のフローホールを有する炉
   心上部機構。