JPH02266295A - 懸下容器の筒状上部の熱保護装置 - 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】 「発明の利用分野」 本発明は、高速中性子炉における主容器あるいは円筒状
内容器などの懸下容器の筒状上部を非クリープ温度に保
つための熱保護装置に関する。

「従来の技術」 高速中性子炉における炉心は、主容器と呼ばれるナトリ
ウム等の液体金属を満たした有底円筒状の容器内に配置
されたうえ、この主容器の上端開口部は水平なスラブに
気密的に固定され、このスラブにより主容器は吊り下げ
られた状態で支持されている。

一体化された原子炉では、主容器の内部にはさらに、炉
心に液体を循環させる一部ボンブ、および液体から熱を
取り出す熱交換器が収納され、次回路を構成している。

そして主容器の内部には内容器が同軸に配置され、この
内容器によって炉心で加熱された高温（約５５０℃）の
液体金属と、熱交換器で約４００℃に冷却された冷たい
液体金属とが仕切られている。

例えば、高速中性子炉の例としてフランスのスーパーフ
ェニックス炉では、スラブに懸下された有底円筒状の主
容器の内部に、段差部分を存し下部が縮径した有底円筒
状の内容器が同軸に配置され、この内容器が主容器に対
して固定されるとともに、前記段差部分を垂直に貫通し
て一部ポンプおよび熱交換器が設けられている。

また他の例では、有底円筒状の主容器の内部に有底円筒
状の内容器が同軸に配置され、主容器の上端および内容
器の上端がいずれも水平なスラブにそれぞれ固定され、
互いに独立して懸下されている。

ところで、上記いずれの形式の原子炉においても、内容
器に満たされた液体金属の温度は、炉心で加熱されて屑
のクリープ温度（約４２５℃）を越えている。

面行の形式の原子炉では、内容器の上端とスラブとの間
に間隙が形成されているため、この間隙を通じて内容器
内の液体金属の熱が主容器の筒状」二部に伝達され、こ
の筒状上部が加熱されてクリープ変形を生じるおそれを
有する。したがって、この形式の原子炉では主容器の筒
状上部を冷却および熱保護することが重要である。

一方、後者の形式の原子炉では、内容器の筒状上部が液
体金属から露出し、かつスラブに固定されているために
、この筒状上部での熱勾配が大きく、熱疲労を生じるお
それがある。したがってこの形式の原子炉では、内容器
の筒状上部を冷却および熱保護することが重要である。

この問題を解決するため、萌述したフランスのスーバフ
ェニックス炉に代表される、段付き内容器を備えた高速
中性子炉では、いわゆる基型熱保護装置が設けられてい
る。この装置では、内容器の内側に円筒状のバッフルが
同軸に設けられ、またこのパンフルの内側には、内部に
高温の液体を保持した内側隔壁か同軸に設けられている
。

この構成において、主容器の底部から比較的低温の液体
金属を一部ポンプで汲み上げ、この低温の液体を内容器
と前記バッフルとの間の円筒状をなす第１間隙に供給す
る。液体が満ちてバッフルの上端に達すると、液体はバ
ッフルを乗り越えてパブフルと内側隔壁との間の第２間
隙に流れ込み、これらの過程で主容器の筒状上部が冷却
される。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、この基型熱保護装置は以下のような欠点
を有していた。

■　万一故障などで一部ポンプが作動しなくなると、相
対的に低温の液体金属が冷却すべき部分に供給されなく
なり、熱保護作用を全く失なう。

■　この装置では、低温の液体金属がバッフルの上端を
越えて、全周に亙って均一に第２間隙に流人するように
、このバッフルの上端面を極めて高精度に位置決めしな
くてはならない。この位置、決めが不完全であると、周
方向の一部からのみ液体金属か流れだし、部分的にしか
主容器の筒状上部が冷却されない。したがって、装置の
組み立てに細心の注意が必要で、手間がかかる。

■　この装置では、内側隔壁をバッフルに固定している
箇所において、この箇所の観察を可能とするために必要
な、３重点と称される、構造が複雑で製造困難な部分が
必然的に生じる。

この発明は、段付きの内容器を備えた高速中性子炉にお
ける主容器の筒状上部の冷却、および円筒状内容器を備
えた原子炉における内容器の筒状」二部の冷却を確実に
行なうことができ、現在使用されている基型熱保護装置
の欠点を解決しうる熱保護装置の提供を課題としている
。

「発明の構成」 本発明の熱保護装置は、有底筒状をなす懸下容器の筒状
上部の冷却および熱保護を行なうものであって、前記筒
状上部の内方には、この筒状上部のクリープ温度より高
い第１温度の液体を収容した筒状の内側隔壁が同軸に設
けられ、前記液体の上方にはガスが満たされるとともに
、前記筒状上部と前記内側隔壁との間にはこれらから離
間して気密的な貯液タンクが少なくとも１つ設けられ、
一端がこの貯液タンクに連通ずるとと乙に他端が前記第
１温度よりも低い第２温度の液体か満たされた空間に連
通ずる少なくとも１本の給液管が設すられ、前記貯液タ
ンクの前記ガス内に露出した部分の前記筒状上部と対向
した位置には複数の噴射口が形成され、 さらに、前記貯液タンクの前記内側隔壁に対向する側に
は断熱構造体か固定され、貯液タンクと筒状上部の間に
は第１の筒状間隙が形成されるとともに、前記断熱構造
体と内側隔壁との間には第２の筒状間隙が形成されてい
ることを特徴としている。

この装置の第１の利点は、能動的および受動的状況のい
ずれにおいても確実に作動することである。すなわち、
炉を通常運転している時には、給液管を通じて相対的１
こ低温の液体が貯液タンクに供給され、その噴射口から
懸下容器の筒状上部の。

内壁面に向けて低温の液体か吹き付けられ、液体はその
内壁面を滴り落ちる。これにより、前記筒状上部が所定
の温度に維持される。

一方、原子炉の一部ポンプ等が故障した場合には、内側
隔壁と懸下容器の筒状上部との間を仕切る断熱構造体に
よって、炉心側から筒状上部への伝熱量を低減し、筒状
上部の過熱を防ぐ。

また、貯液タンクから液体を筒状上部に噴射する構成で
あるから、従来装置での流入面の正確な位置決めなどの
手間をかけずとも、筒状上部の全面に亙って均一かつ適
量の液体を確実に放出することができる。

さらに、従来の堰型熱保護装置では必然的に生じてしま
う３重点がなくなり、そのため構造が単純化されるとと
もに、この装置は炉からの取り外しが可能であるから、
容器内部の検査が容易に行なえる。

なお、前記貯液タンクを複数個設け、これら貯液タンク
を前記懸下容器の筒状上部と内側隔壁との間隙の全周に
亙って周方向に少なくとら１列配置するとともに、各貯
液タンクに、前記断熱構造体を構成する断熱部材をひと
つづつ設けた構成も可能である。

この場合には、対をなす貯液タンクと断熱部材をユニッ
ト化し、これらユニットを工場で組み立てたうえ、原子
炉の設置場所まで輸送して炉に固定することが容易にな
る。また、これらユニットを取り外すことも簡単である
から、炉内の液体を抜いた後に、炉体を載置している炉
体支持部の内部検査や修理が容易に行なえる。

また、前記貯液タンクと断熱構造体は、前記給液管によ
って完全に支持されているとともに、貯液タンクには前
記内側隔壁に当接する背面支持部か設けられていてもよ
い。

この場合には、噴射口から放射される液体の勢いによっ
て、貯液タンクが反力を受け、背面支持部が内側隔壁に
圧接されて、貯液タンクおよび断熱構造体の位置が内側
隔壁に対して高精度に保たれる。また、前記ユニットの
炉からの着脱が容易である。

貯液タンクは、−列に配列された縦断面形状が長方形で
あるか、縦断面形状が円形をなし、この上うな貯液タン
クが、平面視した状態で互いに重なるように配置されて
いてもよい。

また、噴射口は、筒状上部の内面に対し軸線がほぼ垂直
をなす円錐状に広がるように噴射することが望ましい。

この場合には、噴射の円錐を十分に開くことにより、比
較的受用の液体供給量で十分な冷却か行なえる。

円筒状内容器を備えた原子炉に適用する場合には、前記
断熱構造体は、−次ポンプと熱交換器の放射線保護を兼
ねることが望ましい。そのためには、断熱構造体の上端
が内側隔壁の上端よりも高い位置に設定されるとともに
、下端は内側隔壁の下λ°Ｗ近傍まで延長される。

この断熱＋Ｒ構造体、筒状上部および内側隔壁と平行に
、互いに間隔を空けて配置された少なくとも２枚の断熱
板と、これらの断熱板の間での自然伝熱を防止する手段
とによって構成される。

この発明はまた、段付き内容器を備えた高速中性子炉の
懸下された主容器の筒状上部の熱保護装置に限らず、円
筒状内容器を備えた高速中性子炉の懸下された内容器の
筒状上部の熱保護にも適用可能である。

「実施例」 以下、本発明に係わる懸下容器の筒状上部の熱保護装置
の実施例を詳細に説明する。

第１図において、符号１０は高速中性子炉の（■底円筒
状をなす主容器であり、その内部にはナトリウムなどの
液体金属が満たされているとと乙に、水平なスラブ１２
に上端部が垂直に固定されて気密的に封止されている。

また、主容器ｌＯの内部には同軸に有底円筒状の内容器
１４（＠下容器）が配ｊξされ、その上端部もまたスラ
ブ１２に気密的に固定されている。

前記内容器１４の底部（１５）は水平になっており、こ
の底部（１５）が、炉心１８を支えている中空の炉心支
持部１６の天板１５を構成している。

また炉心支持部１６の底は、水平な底板１７で構成され
ている。

内容器１４の内部には、炉心支持部１６の天板１５の上
方において、円筒状の内側隔壁２０が同軸に設けられて
いる。この内側隔壁２０は高温貯液部２２を構成してお
り、この高温貯液部２２には炉心１８によって加熱され
た高温の液体ナトリウムが満たされている。また高温貯
液部２２の上部には不活性ガス２３が満たされ、内側隔
壁２０の上端はこの不活性ガス２３内に突出している。

高温貯液部２２に蓄えられた液体ナトリウムの温度は通
常５５０℃に近く、内容器１４を構成している鋼のクリ
ープ温度を越えている。

一方、主容器１０と円筒状の内容器１４との間隙が、低
温貯液部２４を構成している。この低温貯液部２４には
前記高温貯液部２２内よりも低温の液体ナトリウムが満
たされ、この低温貯液部２４の上部にも不活性ガス２５
が満たされている。

また、低温貯液部２４の内部には、−次回路を構成する
一部ボンブ２６および図示しない熱交換器が配置され、
これらは共にスラブ１２に固定されている。

このような円筒状内容’？５１４を備えた原子炉では、
図示しないパイプによって高温貯液部２２内の高温のナ
トリウムが、熱交換器の導入口へと供給される。そして
熱交換器から排出される低温のナトリウムは、低温貯液
部２４に丸太する。同時に低温貯液部２４内のナトリウ
ムは、−次ポンプ２６によって吸い上げられ、複数の導
入管２８を通じて、炉心支持部１６内に供給される。

こうした円筒状内容器１４を備えた原子炉においては、
スラブ１２に対して内容ｉ１４の自重を支えている内容
器１４の筒状上部が、特に、高温貯液部２２内のナトリ
ウムによって多大な熱応力を受けろ危険を有している。

そこで、この発明の装置では、内容器１４と内側隔壁２
０との間隙に、複数の熱保護装置２９を設け、これら装
置２９によって内容器１４の筒状上部を冷却して４２５
°Ｃ以下の非クリープ温度に維持し、熱疲労を阻止する
ようにしている。

この熱保護装置２９は、第１図および第２図に示すよう
に、内容５１４の内周面と平行に、°全周に亙って同一
の高さで１列に水平配置された多数の貯液タンク３０を
備え、これら貯液タンク３０は円弧状に若干湾曲した縦
断面長方形状をなしている。これら貯液タンク３０は、
互いに僅かな一定間隔を空けて配置され、個々に全く独
立している。そして貯液タンク３０の各側面は、内容器
１４および内側隔壁２０に対して平行に対向し、かつこ
れらから離間している。

各貯液タンク３０の底部には、第２図に示すように一対
の給液管３２が垂直に連結され、これら給液管３２は炉
心支持部１６の天板１５を垂直に貫通して、下端が底板
Ｉ７に固定されている。これら給液管３２には、炉心支
持部１６の内部において、それぞれ少なくとも１つの導
入孔３３が形成され、これにより炉心支持部１６の内部
の低温ナトリウムが貯液タンク３０へと供給されるよう
になっている。

なお、各給液管３２の下端は、底板１７に固定されたブ
ンユ３４により固定されている。また天板１５の貫通部
にはブシュ３７が固定され、このブシュ３７を通して給
液管３２が固定されるとともに、各給液管３２のこのブ
ノユ３７の上端に当たる箇所には球状の突起３５か形成
され、この突起３５がブシュ３７に当接して位置決めが
なされている。さらに、同一の貯液タンク３０に固定さ
れた給液管３２同士の間には、球状突起３５の直上でス
ペーサ板３９か水平に固定されるとともに、三角格子４
０を構成する補強材が固定され、これらによって剛性が
高められている。このような構造により、各貯液タンク
３０は…互に独立して炉心支持部１６に対して固定され
、それぞれ別個に取り外すことも可能となっている。

各貯液タンク３０の上部には、内容器１４の筒状上部と
対向した面に、水平かつ等間隔に並んだ少なくとも一列
の噴射口３６が形成されている。

第２図に示した例では、各貯液タンク３０の」二部に、
上下に離れた水平な２列の噴射口３６が形成されている
。各列の噴射口３６はタンク３０の周面全長に亙って等
間隔に、かつ上下に隣接した噴射ロ３６同士は互い違い
に形成されている。この構成により、各噴射口３６から
は相対的に低温のナトリウムが内容器１４の筒状上部の
対向箇所に対してほぼ垂直に、かつ周方向均一に噴射さ
れるようになっている。

以上の構成によれば、−次ボンブ２６を作動して低温貯
液部２４内のナトリウムを炉心支持部１６に供給すると
、炉心支持部１６内の相対的に低温のナトリウムの一部
が各給液管３２を通じて上昇し、貯液タンク３０に流れ
込む。そして−次ポンプ２６が作動し続けて貯液タンク
３０が満たされると、各噴射口３６から低温のナトリウ
ムが内容器１４の筒状上部に向けて噴射される。そして
ナトリウムは、高い表面張力によって筒状上部に付着し
た後、重力で筒状上部の内面に沿って滴り、少量でも高
い接触効率が得られるから、効果的に筒状上部を冷却す
る。

また、第１図に示すように、内容器１４の下部壁面には
一定の口径を有する連通孔４４が形成されており、内容
器１４と内側隔壁２０との間の環状の空間が低温貯液部
２４と連通している。これにより、前記空間と低温貯液
部２４内のナトリウムの液面はほぼ等しく維持される。

−次ポンプ２６が作動されている間は、この液面か各貯
液タンク３０の下端よりも若干高い位置にくるようにな
っており、噴射口３６から噴射されたナトリウムの滴り
により、内容器１４内の液面よりも高い筒状上部の内面
が重点的に冷却される。

各噴射口３６の高さは、好ましくは一部ボンブ２６が停
止した際の貯液部２２．２４のナトリウムの液面高さと
一致している。こうすれば、スラブ１２と内容器１４の
筒状上部との間の熱勾配が最も適切になる。

以上述べた各部は本発明の装置の能動的冷却作用を奏す
る部分についてであったが、本発明の装置はまた、次の
ような受動的な熱保護効果を奏する断熱構造体をも具備
している。

この断熱構造体は、複数の断熱部材３８によって構成さ
れ、これら断熱部材３８は、各タンク３０にそれぞれ別
個に固定されている、各断熱部材３８は、シート材を積
層した断熱板を具備し、この断熱板は、対応するタンク
３０の内側隔壁２０側に向いた面に固定されている。ま
た前記ソート材間でのガスまたはナトリウムの自然対流
を低減するため、水平な多数の板体も有している。

第１図に示すように、断熱構造体を構成する各断熱部材
３８の上端は、内側隔壁２０の上端よりら高い位置に設
定され、断熱部材３８の下端は炉心支持部１６の天板１
５の近傍まで延びている。

断熱部材３８の周方向の長さはタンク３０とほぼ同じで
あるが、断熱部材３８は各タンク３０に対して周方向に
若干ずれて固定されており、これにより、各タンク３０
の間に形成される間隙か断熱部材３８で覆われるように
なっている。

このようにして、内容器１４と内側隔壁２０との間の空
間は、各断熱部材３８によって、外周側の第１空間４８
、および内周側の第２空間５０に仕切られている。第１
空間４８には、タンク３０の噴射口３６から約４００℃
の相対的に低温のナトリウムが供給される。また、第２
空間５０には４７５℃程度の中間温度のナトリウムが満
たされる。第１空間４８および第２空間５０は互いに一
部連通し、かつこれらは低温貯液部２４とも連通してい
るため、各空間４８．５０の液面の高さは低温貯液部２
４とほぼ等しいか、連通孔４４の流液抵抗がある分、低
温貯液部２４よりも若干高い位置になる。

噴射口３６の高さおよび断熱部材３８の高さは、異なる
運転状況の下でも、内容器１４の筒状」二部の温度勾配
が、液体ナトリウムとその」二のガス２３との境界部に
おいて常に一定に維持されるように設定すべきである。

この条件を満たすために、断熱部材３８の上端はスラブ
１２の下面近傍まで延ばされており、内側隔壁２０を越
えて内容器１４側に流入する高温のガス２３の流入量を
低減するとともに、高温貯液部２２側からの熱放射を低
減して、内容器１４の筒状上部とスラブ１２との連結部
分を熱保護するようになっている。

また、断熱部材３８の下端が天板１５の近傍まで延びて
いることにより、空間４８．５０の下端部内のナトリウ
ムの動きが安定化され、この°下端部内に低温貯液部２
４に近い温度でのナトリウムの溜まりが形成されるため
、内容器１４と炉心支持部１６と連結部の温度勾配を低
減して熱応力が低減できる。

さらに、断熱部材３８は、炉心１８を全周に亙って包囲
しているから、原子炉の重要な構成要素である熱交換器
や一部ボンブ２６への放射線照射量を低減する効果も得
られる。

なお、断熱部材３８は、各タンク３０へ例えばビンのよ
うなもので固定されるとともに、各給液管３２の下部に
対して第２図に示すようにガイド４２によって固定され
ている。

各断熱部材３８の上端部には、一対の孔５２が形成され
ており、これら孔５２によって、個々の貯液タンク３０
、断熱部材３８、そして一対の給液管３２が構成するユ
ニットの取り扱いが容易に行なえるようになっている。

このユニットは、各給液管３２を炉心支持部１６に着脱
することにより取り外し可能である。

また、各断熱部材３８には、貯液タンク３０の上端部の
裏側に背面支持部５４が固定され、各貯液タンク３０の
噴射口３６からからナトリウムが噴射されると、その反
力によってこの支持板５４が内側隔壁２０に圧接され、
前記ユニット全体が位置決めされる。

次に、第３図は本発明の第２実施例を示し、この装置は
、段付きの内容器を備えた高速中性子炉の主容器の筒状
上部を冷却することを特徴とする。

第３図の高速中性子炉は、スラブ１２　によって懸下さ
れた有底円筒状の主容器ｌＯ°を有する。

炉心１８゛は炉心支持部１６’上に設置され、同時にこ
の炉心支持部１６°は主容器ｌＯ°の底部にデツキ１９
°を介して設置されている。

段付き内容器１４″の下端は炉心支持部１６’に固定さ
れ、内容器１４゛の上部は主容器１０°と同軸に拡径さ
れている。そして内容器１４’の内部が高温貯液部２２
°となっており、この高温貯液部２２°には、相対的に
高温のナトリウムが満たされている。

スラブ１２°を貫通して、図示しない一部ポンプと軌交
換器２７゛が垂直に配置され、これらの下端は内容器１
４’の段差部を貫通して低温貯液部２４゛に達している
。−次ポンプが運転されると、炉心支持部１６°内のナ
トリウムが炉心１８を通過して高温貯液部２２°に流れ
、この高温貯液部２２′からさらに熱交換器２７゛を通
過して熱を放出した後、低温貯液部２４゛に流れる。

このような形式の原子炉では、この発明に係わる熱保護
装置２９が、主容器（懸下容器）１ｏ°の筒状上部と、
内容器（内側隔壁）＋４°の上部との間の環状の空間内
に設けられている。

この装置２９°も、前述した第１図および第２図に示し
た装置と同様の構成からなり、周方向に水平に並べて配
置された多数の貯液タンク３ｏと、これら貯液タンク３
０を支持するとともに、貯液タンク３０に相対的に低温
の液体ナトリウムを供給する各一対の給液管３２を備え
ている。

しかし、先の例とは異なり、これら給液管３２は、炉心
支持部１６°に接続される代わりに、その下のデツキＩ
９°に接続され、低温貯液部２４゛内の低温のナトリウ
ムを炉心支持部１６°の下方から吸い上げるようになっ
ている。

貯液タンク３０には、主容器ｌＯ°との対向面の上端部
に、多数の噴射口３６がそれぞれ形成されているととも
に、これら貯液タンク３０には、断熱部材３８がそれぞ
れ１つ固定されている。これら断熱部材３８の上端は、
内容器！４’の上端よりも高く位置し、スラブ１２°の
下面近傍にまで達している。また断熱部材３８の下端は
、内容器１４°の周壁部の円筒部分の下端に達している
。

次に、第４図および第５図は、本発明のさらに別の実施
例を示し、本発明の熱保護装置を高速中性子炉の内容器
の筒状上部に適用した例である。

ただしこの実施例は、第３図に示したような、段付き内
容器１４°を備えた高速中性子炉の主容器の熱保護にも
同様に使用可能である。

第４図および第５図において、符号１４は高速中性子炉
の円筒状の内容器（懸下容器）、符号２０は内容器１４
の内部を同軸に仕切り、内部が高温貯液部２２とされた
内側隔壁を示している。

この実施例における熱保護装置２９ａは、円弧状に湾曲
した貯液タンク３０ａをそれぞれ複数（この場合４）づ
つ備え、これらタンク３０ａの縦断面形状はほぼ円形と
されている。これら４つの貯液タンク３０ａは、水平に
かつ平面視して互いに上下に重なるように配置されると
ともに、これらの両端部は垂直な給液管３３ａによって
相互に接続され、さらに最下端の貯液タンク３０ａの両
端部には下方に延びる管３２ａが接続されている。そし
て各貯液タンク３０ａは、給液管３２ａを介して図示し
ない支持構造から相対的に低温のナトリウムが供給され
るようになっている。

各貯液タンク３０ａには、内容器１４に対向した面に複
数（この場合４つ）の噴射口３６ａが、第５図に示すよ
うに周方向等間隙に形成されている。

これらの噴射口３６ａからは、低温のナトリウムが十分
に開いた円錐状に噴射され、しかも円錐の軸線が内容器
１４の内面に対してほぼ垂直とされ、内容器１４の内周
面での互いの噴射面が均等に重なるようになっている。

この構成によれば、内容器１４の筒状上部の内周面の全
周に亙って、高温貯液部２４内の液面の最高位置よりも
下方の広い範囲に対し、均等に同一温度のナトリウムを
噴射し、熱保護を行なうことが可能である。したがって
、噴射口３６から噴射するナトリウム量が必要最小量で
済み、筒状上部の冷却がむらなく確実に行なえる。

一方、垂直に整列された各貯液タンク３０ａの、内側隔
壁２０と対向する面には、それぞれ断熱部材３８ａが固
定されている。これら断熱部材３８ａの寸法などは、前
記第１実施例と同様に決定され、その効果も同様である
。

なお、本発明は上述した３種の実施例に限られず、適宜
構成を変更してよい。例えば、貯液タンクや熱保護部材
の形状は図示のものに限らず必要に応じて変更可能であ
るし、貯液タンクや給液管、噴射口等の個数を変更して
もよい。

「発明の効果」 以上述べたように、本発明の熱保護装置によれば、比較
的単純な構造であるにも拘わらず、°保護すべき懸下容
器の筒状上部に対し、相対的に低温の液体を貯液タンク
の噴射口から容器の全周に亙って均一に吹き付けること
ができ、筒状上部を十分かつ確実に冷却して、この筒状
上部に生じる熱応力を低減することが可能である。

また、懸下容器と内側隔壁との円筒状の間隙に設置され
、かつ容器の径方向に薄型なので、原子炉内部の調査あ
るいは修理を行なう場合にも、容器への作業員の出入り
を妨害することがない。

また、−次ポンプを用いて能動的に噴射冷却を行なえる
だけでなく、−次ボンブが停止した場合には、断熱構造
体により内側隔壁側から懸下容器の筒状上部への伝熱を
制限するとともに、貯液タンクの中に溜まっている低温
ナトリウムの熱容量による熱慣性によって、筒状上部の
最高温度を低下させる効果も得られる。

また、噴射された液体ナトリウムが、保護すべき筒状上
部の表面に薄く広がるため、原子炉が異なった運転状態
にある場合にも、筒状上部の保護すべき箇所をほぼ等温
に保つことができる。さらに、この熱保護装置は、保護
すべき懸下容器と他の炉内構造物とを接合している箇所
の温度勾配を低下し、熱応力が低減できる。

また、貯液タンクの噴射口からナトリウムを噴射するこ
とにより、貯液タンクの背面に設けられた背面支持部が
内側隔壁に当接するため、貯液タンクおよび断熱構造体
は常に内側隔壁に対して高精度に位置決めされる。

また、円筒状内容器を備えた原子炉にこの装置を適用し
た場合には、高温貯液部の液面に比して低温貯液部の液
面がかなり低いことから、各貯液タンクの噴射口を比較
的低い位置に設けることが可能である。

また、この発明の装置では、従来の基型熱保護装置のよ
うに噴射口の位置設定に高精度が要求されないため、噴
射口を有する貯液タンク、断熱構造体、および給液管等
の部品を工場でユニット化しておき、これを現場で効率
良く原子炉に据え付けることが可能である。

さらに、円筒状内容器を備えた原子炉の場合には、これ
らユニットが原子炉からナトリウムを抜いた後に容易に
着脱可能であり、炉心支持構造の内部検査や修理がさら
に簡便に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明に係わる熱保護装置の第
１実施例を、円筒状内容器を備えた高速中性子炉に適用
した例を示す要部の縦断面図および斜視図、 第３図は、本発明の第２実施例を、段付き内容器を備え
た高速中性子炉に適用した例を示す縦断面図、 第４図および第５図は、本発明の第３実施例を、別の円
筒状内容器を備えた原子炉に適用した例を示す要部の縦
断面図および平面図である。 （第１実施例） １０・・・主容器、１２・・・スラブ、！４・・・円筒
状内２０・・・内側隔壁、２２・・・高温貯液部、２３
・・・不活性ガス、２４　低温貯液部、２５・・・不活
性ガス、２６・・・−次ボンブ、２９・・・熱保護装置
、３０・・貯液タンク、３２・・給液管、３６・・噴射
口、３８・・・断熱部材、４８・・・第１の空間、５０
　・第２の空間、５４・・背面支持部、 （第２実施例） １０゛・・・主容器（懸下容器）、１２°・・・スラブ
、１４°・・・段付き内容器（内側隔壁）、１６’・炉
心支持部、１８゛・・・炉心、２２゛・・・高温貯液部
、２４・・・低温貯液部、２７°・・熱交換器、 （第３実施例） ２９ａ・・・熱保護装置、３０ａ・貯液タンク、３２ａ
、３３ａ・・・給液管、３６ａ・・・噴射ｌコ、３８ａ
・断熱部材、５４ａ・・背面支持部。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）有底筒状をなす懸下容器の筒状上部の熱保護装置
   であって、前記筒状上部の内側には、この筒状上部のク
   リープ温度より高い第１温度の液体を収容した筒状の内
   側隔壁が設けられ、前記液体の上方にはガスが満たされ
   るとともに、前記筒状上部と前記内側隔壁との間にはこ
   れらから離間して気密的な貯液タンクが少なくとも１つ
   設けられ、一端がこの貯液タンクに連通するとともに他
   端が前記第１温度よりも低い第２温度の液体が満たされ
   た空間に連通する少なくとも１本の給液管が設けられ、
   前記貯液タンクの前記ガス内に露出した部分の前記筒状
   上部と対向した位置には複数の噴射口が形成され、 さらに、前記貯液タンクの前記内側隔壁に対向する側に
   は断熱構造体が固定され、貯液タンクと筒状上部の間に
   は第１の筒状間隙が形成されるとともに、前記断熱構造
   体と内側隔壁との間には第２の筒状間隙が形成されてい
   ることを特徴とする懸下容器の筒状上部の熱保護装置。
2. （２）前記貯液タンクは複数個設けられ、これら貯液タ
   ンクが前記懸下容器の筒状上部と内側隔壁との間隙の全
   周に亙って周方向に少なくとも１列配置され、各貯液タ
   ンクには、前記断熱構造体を構成する断熱部材がひとつ
   づつ設けられていることを特徴とする請求項１記載の懸
   下容器の筒状上部の熱保護装置。
3. （３）前記各貯液タンクは、縦断面形状が長方形である
   ことを特徴とする請求項２記載の懸下容器の筒状上部の
   熱保護装置。
4. （４）前記各貯液タンクは縦断面形状が円形をなし、こ
   のような貯液タンクが、平面視した状態で互いに重なる
   ように配置されていることを特徴とする請求項２記載の
   懸下容器の筒状上部の熱保護装置。
5. （５）前記各貯液タンクと前記断熱部材との周方向の長
   さが等しくされるとともに、各断熱部材が周方向にずれ
   た状態で各貯液タンクに設けられ、これにより、貯液タ
   ンク同士の間に形成される間隙が各断熱部材によってふ
   さがれていることを特徴とする請求項２記載の懸下容器
   の筒状上部の熱保護装置。
6. （６）前記噴射口の少なくとも一部は、同一の高さで周
   方向等間隔に形成されていることを特徴とする請求項１
   記載の懸下容器の筒状上部の熱保護装置。
7. （７）前記噴射口は、前記貯液タンク内に液体が供給さ
   れると、前記筒状上部の内面に対し中心線がほぼ垂直を
   なす円錐状に広がるように、この液体を噴射することを
   特徴とする請求項１記載の懸下容器の筒状上部の熱保護
   装置。
8. （８）前記貯液タンクと断熱構造体は、前記給液管によ
   って完全に支持されているとともに、貯液タンクには前
   記内側隔壁に当接する背面支持部が設けられていること
   を特徴とする請求項１記載の懸下容器の筒状上部の熱保
   護装置。
9. （９）前記断熱構造体の上端は、前記内側隔壁の上端よ
   りも高い位置に設定されるとともに、断熱構造体の下端
   は、内側隔壁の下端近傍まで延ばされていることを特徴
   とする請求項１記載の懸下容器の筒状上部の熱保護装置
   。
10. （１０）前記断熱構造体は、少なくとも２枚の互いに間
    隔を空けて、前記筒状上部および内側隔壁の双方と平行
    に配置された断熱板を有し、これら断熱板の間の熱伝導
    を低減していることを特徴とする請求項１記載の懸下容
    器の筒状上部の熱保護装置。
11. （１１）前記懸下容器は、高速中性子炉の主容器であっ
    て、この主容器の内部には炉心が設けられるとともに液
    体金属が満たされる一方、前記内側隔壁は、前記第１温
    度の液体金属が満たされた内容器であって、 前記第２温度の液体金属が満たされているのは、前記炉
    心を支持し、この炉心に液体金属を供給する炉心支持部
    であることを特徴とする請求項１記載の懸下容器の筒状
    上部の熱保護装置。
12. （１２）前記懸下容器は、高速中性子炉の円筒状内容器
    であって、高速中性子炉はさらに、炉心を収容し液体金
    属が満たされた主容器を備え、この炉心は炉心に液体金
    属を供給する炉心支持部上に設けられ、この炉心支持部
    も前記円筒状内容器によって支持され、円筒状内容器は
    前記内側隔壁によってその内部を同軸に仕切られている
    ことを特徴とする請求項１記載の懸下容器の筒状上部の
    熱保護装置。