JPH03105292A - 原子炉 - 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】 （産業上の利用分野〕 本発明は子炉に係り，特に、高速炉に使用するのに好適
な原子炉に関する． 〔従来の技術〕 従来の高速炉の構造については、「日立評論Ｖｏｊｌ．
６７Ｎａｌｌ　　（１．９８５−１１）ｐ．８９１〜８
９２』に記述されている． 液体金属ナトリウム（以下、ナトリウムと記す）を冷却
材として用いるタンク型高速炉は、第２図に示すように
，原子炉容器９をナトリウムで満たし、その内部に炉心
２，炉心上部機構７，複数基の熱交換器１１，複数基の
ボンブ１が設置されている．さらに，ｙＸ子炉容器９内
には通常の定格運転時に炉心２より流出する高温のナト
リウムと熱交換器１１より流出する低温のナトリウムを
分離する隔壁１０により原子炉容器９内は上部の高温プ
レナム４と下部の低温プレナム５に分離されている．原
子炉容器９の上部はルーフスラブ１２（厚い蓋板）によ
って閉ざされている．第３図は従来技術における高速炉
のボンプ１付近の構造を示したものである．低温プレナ
ム５の上部に設けられた吸込口１５から扱い込まれたナ
トリウムは接続配管６を通って高圧プレナム３に導かれ
、炉心２に送られる． 第４図はＤ　Ｒ　Ａ　Ｃ　Ｓ　（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｒｅａ
ｃｔｏｒ　ＡｕｘｉｌｉａｒｙＣｏｏｌｉｎｇ　Ｓｙｓ
ｔａａ＋）と呼ばれる高速炉の崩壊熱除去系の系統図を
示している．この方式はＤＨＸ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｈｅａ
ｔ　Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）　１　６と呼ばれる冷却器を
高速プレナム４内に浸漬して高温プレナム４内のナトリ
ウムを冷却し、熱交換器工１を通して冷却した流体を低
温プレナム５に送り、炉心２の崩壊熱を除去するもので
ある．崩壊熱除去系は燃料交換時などの原子炉停止時に
主循環系に代って運転を開始し、原子炉停止後に，炉心
２から発生する崩壊熱を冷却する補助冷却系である．通
常原子炉停止時にはポニーモータと呼ばれる小型のモー
タによりポンプが回転し，定格時の約１０％の循環流量
が確保される． 〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術の問題点を図を用いて説明する．第５図は
原子炉停止後の原子炉容器内の温度分布の過渡変化の一
例の概略（ａ）〜（ｆ）の時間変化に従って示したもの
である．（ａ）原子炉停止前の通常の定格運転時，高温
ブレナム温度５３０℃，低温プレナム温度３８０℃で冷
却材が循環している。（ｂ）原子炉が停止し、ポニーモ
ータ運転に移行してＤＨＸ１６が作動し、高温プレナム
４の冷却が開始され、ＤＨＸ１６から冷却された高温プ
レナム４の流体が約４５０℃で高温プレナム４の下部に
供給される．（Ｃ）時間の経過とともに，高温プレナム
４の下部に低温の流体が成層し、戊層界面１９が上昇す
る．（ｄ），（ｅ）高温プレナム４の成層界面１９の上
昇に伴い，高温プレナム４の成層界面ｌ９上部の高温流
体が熱交換器１１を通して低温プレナム５に流出し、低
温プレナム５の上部に或層して戒層界面２０を形戒する
．（ｆ）高温プレナム４の戊層界面１９が高温プレナム
の上部にまで達し、熱交換器ｌ１からＤＨＸ１６で冷却
された流体が吸い込まれ、低温プレナム５に流れ込むよ
うになると、低温プレナムの戊層界面２０上部の流体よ
りも熱交換器１１から流出する流体は低温であるため、
混合せず、低温プレナム５の上部に高温流体が留まるこ
とになる．このため、従来技術では原子炉停止時に熱交
換器ｌ１を通して高温プレナム４の高温流体が低温プレ
ナム５に流れ込み，低温プレナム５の上部に或層し，低
温プレナム５の上部に或層した高温流体が低温プレナム
５の下部の低温流体に替わってボンブｌから吸い込まれ
て炉心２供給され、炉心出口温度が上昇するという問題
があった．本発明の目的は、原子炉停止時に、コールド
プレナムに発生する温度或層化現象を低減し，炉心出口
温度の上昇を緩和することにある．〔課題を解決するた
めの手段〕 上記目的は、ポンプの吸込口に上・下に開口部をもつ案
内管を設けることにより達成される。

〔作用〕

ポンプの吸込口に設け上下に開口部をもつ案内管は、原
子炉が停止し、ポニーモータ運転に移行してＤＨＸが作
動し，高温プレナム下部に形威された成層界面の上部の
高温流体が熱交換器を通して低温プレナムに流出し、低
温プレナム上部に成層する際，上部の開口部より低温プ
レナム上部に戒層した高温流体をボンブ吸込口に導き、
下部の開口部より或層界面下部の低温流体をポンプ吸込
口に導く。これにより、低温プレナム上部に或層した高
温流体は低温プレナムの上部に停留することなく、成層
界面下部の低温流体と混合した炉心部へ送られ，戒層界
面上部の高温流体が、直接，炉心部へ導かれることを防
止し，炉心出口温度の上昇を低減でき、戒層罷界面を早
期に解消することができる． 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は，本発明の原子炉をタンク型高速炉として用い
た場合の一実施例である。

ポンプｌの低温プレナム５内の吸込口のまわりに案内管
２２を設け、この案内管２２の上部に上部開口部１３、
下部に下部開口部工４が設けられている． 原子炉が停止し、ボニーモータの運転に移行してＤＨＸ
が作動し，高温プレナムの下部に形成された成層界面上
部の高温流体が熱交換器を通して低温プレナムに流出し
、低温プレナム上部に成層すると，或層した高温流体は
上部開口部１３からボンプｌに吸い込まれる，その際、
同時に戊層界面下部の低温流体が下部開口部ｌ４からポ
ンプ１に吸い込まれ、上部開口部１３からポンプｌに吸
い込まれた高温流体と混合して接続配管６、高温プレナ
ム３を通って炉心２へ送られる．これにより，ポンプ吸
込口から成層界面の上部の高温流体のみが吸い込まれる
のを防止し、炉心２の入口温度を低下させ、炉心出口温
度の上昇を緩和することができる．そして、、戊層界面
の上部の高温流体を吸い込むことにより、成層界面を早
期に解消することができる． 第６図は原子炉をモデル化して一次元解析により、原子
炉停止後の炉心出口温度の時間変化を求めたものである
．低温プレナムに或層した高温流体がポンプに吸い込ま
れるようになる約３００秒から従来技術，本発明ともに
炉心出口温度が上昇するが、本発明では成層界面下部の
低温流体と成層界面上部の高温流体を混合して、炉心入
口温度を低下させるため、成層界面上部の高温流体が、
直接、ポンプへ入り炉心入口へ送られる従来技術に比べ
て炉心出口温度の上昇が低く抑えられる，〔発明の効果
〕 本発明によれば、ポンプの吸込口に設けた上下に開口部
をもつ案内管は、原子炉が停止し、ポニーモータ運転に
移行してＤＨＸが作動し、高温プレナム下部に形成され
た成層界面上部の高温流体が熱交換器を通して低温プレ
ナムに流出し，低温プレナム上部に成層する際，上部の
開口部より低温プレナム上部に或層した高温流体をボン
ブ吸込口に導き、下部の開口部より成層界面下部の低温
流体をポンプ吸込口に導く．これにより、低温プレナム
上部に成層した高温流体は低温プレナム上部に停留する
ことなく、成層界面下部の低温流体と混合して炉心部へ
送られ、成層界面上部の高温流体が，直接、炉心部へと
導かれることを防ぎ、炉心出口温度の上昇を低減でき，
威層界面を早期に解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のタンク型高速炉の断面図，
第２図はタンク型高速炉の断面図，第３図は従来技術の
タンク型高速炉の断面図、第４図はタンク型高速炉のＤ
ＲＡＣＳタイプの崩壊熱除去系の系統図，第５図は従来
技術における原子炉停止時の原子炉容器内の温度分布の
過渡変化の説明図，第６図は一次解析による炉心出口温
度の時間変化の説明図である． １・・・ポンプ、２・・・炉心、３・・・高圧プレナム
、４・・・高温プレナム、５・・・低温プレナム，６・
・・接続配管、７・・・炉心上部機構，８・・・自由液
面、９・・・原子炉容器．１０・・・隔壁，１１・・・
熱交換器，１２・・・ルーフスラブ，１３・・・上部開
口部、ｌ４・・・下部開口部、１５・・・吸込口，１６
・・・ＤＨＸ、１７・・・空気冷却器、１８・・・蒸気
発生器、１９・・・高温プレナムの成層界面、２０，２
１・・・低温プレナムの成層界面、２２第　１　図 第２図 第 ４ 図 （跣） （ｅ） （ｆ） 第３図 第６図 炉心出口温度

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉容器内に炉心、一次冷却材、ポンプと、前記
   炉心の周囲に設置されて前記原子炉容器内を上部領域と
   下部領域に分ける仕切り手段をもち、前記ポンプの吸込
   口を前記原子炉容器の下部領域に有する原子炉において
   、 前記原子炉容器の下部領域の前記ポンプの吸込口に、上
   ・下に開口部をもつ案内管を設けたことを特徴とする原
   子炉。 ２、請求項１において、前記開口部がスリット状である
   原子炉。