JPH03170899A - 原子炉容器壁冷却装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、高速増殖炉の原子炉容器壁冷却装置に関する
。

（従来の技術） 第４図は、従来のこの種の原子炉容器壁冷却装置を示す
もので、高速増殖炉の原子炉容器９内には、炉心１及び
一次冷却材が収容されている。原子炉容器９は、炉心上
部機構６が装着されたルーフスラブ７により上面を密閉
されている。原子炉容器９には、更に、中間熱交換器３
、循環ボンプ５が装備されている。原子炉容器９内は、
上から下へ、ホットプレナム２、中間ブレナム１２、コ
ールドブレナム４に区分されている。一次冷却材のホッ
トブレナム２内液面とルーフスラブ７の下面間には、カ
バーガスが充満されている。一次冷却材は、初めにコー
ルドプレナム４内に入り、次に循環ボンプ５により吸い
込まれ、炉心１に送入されて加熱され、ホットプレナム
２に入り、更に中間熱交換器３内に導かれ、中間熱交換
器３内を循環する二次冷却材と熱交換した後、コールド
ブレナム４に還流する。中間ブレナム１２は、ホットブ
レナム２とコール下ブレナム４とを隔離してその間の断
熱を行うと共に、原子炉容器９並びにその内部構造物を
熱保護する。

原子炉容器９の壁には、第４図に示すように、内包する
ホットプレナム２内のナトリウムの温度変化が直接原子
炉容器９に負荷されることのないよう、内部に不活性ガ
スを内包するガスダム８が設置されている。

原子炉容器９の外側には、第４図に示すように原子炉容
器９の破損等による一次冷却材漏洩事故時のバウンダリ
として安全容器１０が設置され、原子炉容器９と安全容
器１０との間には、不活性ガスが充填されている。

原子炉キャビティ壁１１は、第４図に示すように、原子
炉容器９、ルーフスラブ７及び安全容器１０を支持する
コンクリート構造物であり、その内面には、格納容器バ
ウンダリを形成するために、鋼製のライナ１３が取付け
られ、このライナ１３の内面には、原子炉の熱によって
ライナ１３及び原子炉キャビティ壁１１が過度に昇温し
ないよう、断熱材１４が取付けられている。

また、安全容器１０と原子炉キャビティ壁１１との間の
アニュラス空間１５内には、第４図に示すように、空調
ダクト１６．１７がそれぞれ設置され、空気によって安
全容器１０を直接的に、また原子炉容器９を間接的に冷
却し、原子炉容器９に負荷される熱荷重を軽減するよう
になっている。

〔発明が解決しようとする課題） 前記従来の原子炉容器壁冷却装置においては、安全容器
１０を、空調ダクト１６．１７による空気流によって冷
却するようにしているが、安全容器１０の構造健全性確
保の観点から、安全容器１０にはフィン等の表面積を増
大させる構造物を取付けることができないため、冷却能
力を上げる必要がある場合には空気の流量を増大させな
ければならず、経済的でないという問題がある。

本発明は、このような点を考慮してなされたもので、安
全容器と原子炉キャビティ壁との間のアニュラス空間を
流れるガス流の流量を増大させることなく、安全容器を
効率的に冷却することができ、また、原子炉キャビティ
壁の内面に設けられる断熱材を薄くすることができる原
子炉容器壁冷却装置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） 本発明は、前記目的を達成する手段として、原子炉容器
の外部に安全容器を設けるとともに、この安全容器と原
子炉キャビティ壁との間にアニュラス空間を形成し、こ
のアニュラス空間のガス流により、安全容器を冷却する
とともに、原子炉容器と安全容器との間の熱伝達により
、原子炉容器壁を冷却する原子炉容器壁冷却装置におい
て、原子炉キャビティ壁の内面に、断熱材を設けるとと
もに、この断熱材の内面に断熱材カバーを設け、この断
熱材カバーの内面側に、安全容器からの熱輻射を促進さ
せるための熱輻射促進機構を設けるようにしたことを特
徴とする。

（作　用） 本発明に係る原子炉容器壁冷却装置においては、原子炉
キャビティ壁の内面に、断熱材が設けられるとともに、
この断熱材の内面に断熱材カバーが設けられ、さらにこ
の断熱材カバーの内面側に、安全容器からの熱輻射を促
進させるための熱輻射促進機構、例えば、断熱材カバー
と一体のフィンや断熱材カバーとの間に所要のガス流空
間を有して配されるヒートコレクタ等が設けられる。そ
して、この熱輻射促進機構により、安全容器から断熱材
カバーへの輻射による熱移行が増大し、安全容器の除熱
が促進される。このため、同一のガス流量で高い冷却性
能を得ることが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の第１実施例を第１図を参照して説明する
。

第１図は、本発明に係る原子炉容器壁冷却装置の一例を
示すもので、図中、符号１は炉心であり、この炉心１は
、一次冷却材とともに原子炉容器９内に収容され、この
原子炉容器９の上面は、炉心上部機構を装着したルーフ
スラブ７により密閉されている。

原子炉容器９にはまた、第１図に示すように、中間熱交
換器３および循環ポンプ５が装備されており、かつ原子
炉容器９の内部は、上から下へホットプレナム２、中間
ブレナム１２およびコールドプレナム４に区分されてい
る。一次冷却材のホットブレナム２内液面とルーフスラ
ブ７の下面との間にはカバーガスが充填されている。

原子炉容器９の壁には、第１図に示すように、内包する
ホットブレナム２内のナトリウムの温度変化が直接原子
炉容器９に負荷されることのないよう、内部の不活性ガ
スを内包するガスダム８が設置されており、また原子炉
容器９の外側には、第１図に示すように、原子炉容器９
の破損等による１次冷却材漏洩事故時のバウンダリとし
ての安全容器１０が設けられており、この安全容器と原
子炉容器９との間には、不活性ガスが充填されている。

安全容器１０の外周部には、第１図に示すように、原子
炉容器９、ルーフスラブ７及び安全容器１０を支持する
コンクリート構造物の原子炉キャビティ壁１１が設けら
れており、その内面には、格納容器バウンダリを形成す
るため、鋼製のライナ１３が取付けられている。

このライナ１３の内面には、原子炉の熱によってライナ
１３及び原子炉キャビティ壁１１が過度に昇温しないよ
う、断熱材１４が取付けられており、また、安全容器１
０と原子炉キャビティ壁１１との間のアニ二ラス空間１
５内には、空調ダクト１６．１７がそれぞれ設置され、
空気によって安全容器１０を直接的に、また原子炉容器
９を間接的にそれぞれ冷却するようになっている。そし
てこれにより、原子炉容器９に負荷される熱荷重を軽減
できるようになっている。

一方、断熱材１４の内面には、第１図に示すように、金
属製の断熱材カバー１８が設置されており、その内面に
は、多数のフィン１９が一体に設けられている。

次に本実施例の作用について説明する。

断熱材カバー１８の内面には、多数のフィン１９が一体
に設けられているので、断熱材カバー１８は、空調ダク
ト１６．１７による空気流によって、迅速かつ良好に冷
却され、その温度が下降する。

ところで、安全容器１０から断熱材カバー１８への熱輻
射は、安全容器１０と断熱材カバー１８との温度差の４
乗に正比例して大きくなることから、断熱材カバー１８
の温度が下降すれば、輻射による熱移行が大幅に増大し
、安全容器１０の除熱が促進される。したがって、同一
の空気流量で、高い冷却効果が得られる。また、断熱カ
バー１８の温度を下げられることから、原子炉キャビテ
ィ璧１１の温度上昇を伴なうことなく、断熱材１４を薄
くすることができる。

第２図は、本発明の第２実施例を示すもので、前：ｃ！
第１実施例におけるフィン１９に代え、断熱材１４の内
面側に、断熱材１４との間に所要幅のガス流空間２０を
保持しヒートコレクタ２１を設けて熱輻射促進機構とし
たものである。

すなわち、断熱材１４の内面側には、第２図に示すよう
に、所要幅のガス流空間２０を介してヒートコレクタ２
１が設置されており、空調ダクト１６からの空気流は、
まずガス流空間２０を流れてヒートコレクタ２１内を通
り、その後空調ダクト１７に導かれるようになっている
。

ヒートコレクタ２１は、第３図（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うに、正三角形の筒材２１ａ１正四角形の筒材２１ｂあ
るいは正六角形の筒材２１ｃ等の正多角形の筒材、また
は円筒材を、ほぼ水平状態で連続的に積重ねて構成され
ており、安全容器１０の熱が輻射により効率よく伝わる
とともに、空調ダクト１６からの空気がヒートコレクタ
２０内を通過する際に、対流により効率よく除熱できる
ようになっている。

次に本実施例の作用について説明する。

安全容器１０からの熱は、輻射によりヒートコレクタ２
１に伝わり、安全容器１０からの除熱が行なわれる。

ここで、吸収率をａ１反射率をρ、透過率をτとすると
、全入射エネルギに対して次式が或立する。

ａ＋ｐ＋て−１　　　　　　　　・・・・・・・・・・
・・（１）安全容器１０からヒートコレクタ２１に輻射
伝熱した場合、反射率ρは、次式で示すようにヒートコ
レクタ２１の所面積の割合である。

Ｓｌ十８２ 但し、Ｓｌ　：ヒートコレクタの断面積Ｓ２：ヒートコ
レクタ内の空間部の 断面積 したがって、ヒートコレクタ２１の反１１率ρは、ヒー
トコレクタ２１の肉厚を薄くしてその断面積Ｓｔを小さ
くすれば、小さな値にあることが可能となる。

一方、ヒートコレクタ２１に達した熱は、ヒートコレク
タ２１内部を多重反射しながら流れてヒートコレクタ２
ユに吸収され、一部は透過する。

この際、ヒートコレクタ２１の長さを長くしたり、ヒー
トコレクタ２１の輻射率を大きくすることにより、ヒー
トコレクタ２１の吸収率ａは増大し、透過率τを減少さ
せる事ができる。そしてこれにより、対面の断熱材１４
の温度上昇を抑制し、その構逍を簡素化、薄肉化するこ
とができる。

一方、空調ダクト１６から吐出された空気は、第２図に
示すように、ガス流空間２０を上昇し、ヒートコレクタ
２０の内部を通って安全容器１０の外周面に導かれ、安
全容器ｌＯの外周面にそって上昇して空調ダクト１７に
導かれる。

ところで空調ダクト１６からの空気は、高温のヒートコ
レクタ２１内部を通過する際に、対流伝熱により昇温す
ることになるが、ヒートコレクタ２１は筒材の集合であ
るため、各筒材の表面が対流により伝熱面となって大き
な伝熱面積が得られ、除熱量を増大させることができる
。そして、この除熱により、前述のように輻射による安
全容器１０からの熱移行が大きくなり、安全容器１０か
らの充分な除熱が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、断熱材カバーの内面側に
、安全容器からの熱輻射を促進させるための熱輻射促進
機構を設けるようにしているので、アニュラス空間を流
れるガス流量を増大させることなく、高い冷却効果が得
られる。また、断熱材カバーの昇温も抑制できるので、
原子炉キャビティ壁の昇温を伴うことなく断熱材を薄く
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る原子炉容器壁冷却装
置を示す縦断面図、第２図は本発明の第２実施例を示す
要部構成図、第３図（ａ）〜（Ｃ）はヒートコレクタの
構造をそれぞれ示す斜視図、第４図は従来の原子炉容器
壁冷却装置を示す縦断面図である。 １・・・炉心、９・・・原子炉容器、１０・・・安全容
器、１１・・・原子炉キャビティ壁、１３・・・ライナ
、１４・・・断熱材、１５・・・アニュラス空間、１６
．１７・・・空調ダクト、２０・・・ガス流空間、２１
・・・ヒートコレクタ。 弟 ｔ ロ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉容器の外部に安全容器を設けるとともに、この安
   全容器と原子炉キャビティ壁との間にアニュラス空間を
   形成し、このアニュラス空間のガス流により、安全容器
   を冷却するとともに、原子炉容器と安全容器との間の熱
   伝達により、原子炉容器壁を冷却する原子炉容器壁冷却
   装置において、前記原子炉キャビティ壁の内面に、断熱
   材を設けるとともに、この断熱材の内面に断熱材カバー
   を設け、この断熱材カバーの内面側に、安全容器からの
   熱輻射を促進させるための熱輻射促進機構を設けたこと
   を特徴とする原子炉容器壁冷却装置。