JPH0344278B2 - - Google Patents
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- JPH0344278B2 JPH0344278B2 JP58154490A JP15449083A JPH0344278B2 JP H0344278 B2 JPH0344278 B2 JP H0344278B2 JP 58154490 A JP58154490 A JP 58154490A JP 15449083 A JP15449083 A JP 15449083A JP H0344278 B2 JPH0344278 B2 JP H0344278B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor vessel
- coolant
- reactor
- heat
- sealed case
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は液体ナトリウム等の液体金属を冷却材
として使用する高速増殖炉の熱遮蔽装置に関す
る。
として使用する高速増殖炉の熱遮蔽装置に関す
る。
［発明の技術的背景とその問題点］
一般に、高速増殖炉は液体ナトリウム等の液体
金属を冷却材として使用する。
金属を冷却材として使用する。
ところで、このような液体金属の冷却材は、熱
伝導能力が極めて大きいため原子炉容器の、冷却
材に接している部分の温度は冷却材の温度変化に
対して極めて迅速に追従する。
伝導能力が極めて大きいため原子炉容器の、冷却
材に接している部分の温度は冷却材の温度変化に
対して極めて迅速に追従する。
しかし、冷却材の液面より上方部分は冷却材に
接していないため冷却材の温度変化に迅速に追従
しない。このため、原子炉の運転開始時、停止時
のように冷却材の温度が変化する場合には原子炉
容器のうち、冷却材の液面下の部分と液面上の部
分との間に大きな温度差が生じ、容器壁に大きな
温度勾配が生じて過大な熱応力が発生し、原子炉
容器の健全性を損う不具合がある。
接していないため冷却材の温度変化に迅速に追従
しない。このため、原子炉の運転開始時、停止時
のように冷却材の温度が変化する場合には原子炉
容器のうち、冷却材の液面下の部分と液面上の部
分との間に大きな温度差が生じ、容器壁に大きな
温度勾配が生じて過大な熱応力が発生し、原子炉
容器の健全性を損う不具合がある。
そこで、この対策として、従来は原子炉容器の
内面に沿つて断熱ガスを封入した、もしくは内部
を真空とした熱遮蔽体を取付け、冷却材から原子
炉壁方向へ熱伝導を減少させることによつて、原
子炉の起動時および停止時の冷却材の温度変化に
伴う原子炉容器壁の温度勾配を緩和することが考
えられている。
内面に沿つて断熱ガスを封入した、もしくは内部
を真空とした熱遮蔽体を取付け、冷却材から原子
炉壁方向へ熱伝導を減少させることによつて、原
子炉の起動時および停止時の冷却材の温度変化に
伴う原子炉容器壁の温度勾配を緩和することが考
えられている。
しかしながら、熱遮蔽体の内部を真空にする場
合には、熱遮蔽体の密閉ケースとして、この真空
に耐えるだけの板厚を有するものが必要となる。
また真空に耐えるため内部に金属補強材を入れる
場合には断熱性能を低下させることになる。さら
に熱遮蔽体内に断熱ガスを封入する場合には、内
部のガスの圧力が温度変化によつて変化するため
熱遮蔽体の密閉ケースをこの圧力に耐えるため厚
くする必要がある。そしてこのように厚い密閉ケ
ースを使用することは、熱遮蔽体自体のコスト高
のみならず、熱遮蔽体が取付けられる原子炉容器
胴への地震時荷重を大幅に増加することになり、
原子炉容器への取付部構造の健全性および原子炉
容器の耐震性に悪影響を与える等の不具合があつ
た。
合には、熱遮蔽体の密閉ケースとして、この真空
に耐えるだけの板厚を有するものが必要となる。
また真空に耐えるため内部に金属補強材を入れる
場合には断熱性能を低下させることになる。さら
に熱遮蔽体内に断熱ガスを封入する場合には、内
部のガスの圧力が温度変化によつて変化するため
熱遮蔽体の密閉ケースをこの圧力に耐えるため厚
くする必要がある。そしてこのように厚い密閉ケ
ースを使用することは、熱遮蔽体自体のコスト高
のみならず、熱遮蔽体が取付けられる原子炉容器
胴への地震時荷重を大幅に増加することになり、
原子炉容器への取付部構造の健全性および原子炉
容器の耐震性に悪影響を与える等の不具合があつ
た。
［発明の目的］
本発明はかかる従来の事情に対処してなされた
もので、密閉ケースを薄肉軽量とすることによ
り、安価な、かつ原子炉容器への取付部構造の健
全性および耐震性の向上を図ることのできる高速
増殖炉の熱遮蔽装置を提供しようとするものであ
る。
もので、密閉ケースを薄肉軽量とすることによ
り、安価な、かつ原子炉容器への取付部構造の健
全性および耐震性の向上を図ることのできる高速
増殖炉の熱遮蔽装置を提供しようとするものであ
る。
［発明の概要］
すなわち本発明は、原子炉容器内面に沿つて熱
遮蔽体を複数層配設してなる高速増殖炉の熱遮蔽
装置において、前記熱遮蔽体は真空または断熱ガ
スを封入させる密閉ケースと、この密閉ケース内
に収容される密閉ケースの内側への変形を阻止す
る圧縮用芯材とからなる高速増殖炉の熱遮断装置
である。
遮蔽体を複数層配設してなる高速増殖炉の熱遮蔽
装置において、前記熱遮蔽体は真空または断熱ガ
スを封入させる密閉ケースと、この密閉ケース内
に収容される密閉ケースの内側への変形を阻止す
る圧縮用芯材とからなる高速増殖炉の熱遮断装置
である。
［発明の実施例］
以下本発明の詳細を図面に示す一実施例につい
て説明する。
て説明する。
第１図において符号１は原子炉容器であつて、
この原子炉容器１内には炉心槽２が収容され、さ
らにこの炉心槽２には炉心３が収容されている。
この原子炉容器１内には炉心槽２が収容され、さ
らにこの炉心槽２には炉心３が収容されている。
また、図中符号４は冷却材流入管であつて、こ
の冷却材流入管４を介して低温の冷却材５が炉心
槽２内下部に供給される。この低温の冷却材５は
炉心３を上方に流れて加熱され、さらに冷却材流
出管６を介して原子炉容器１外に流出する。そし
て、この冷却材流出管６より流出した高温の冷却
材は中間熱交換器（図示せず）において、二次冷
却材に授熱して温度を低下させ、冷却材流入管４
を介して再び炉心槽２内下部に流入するように構
成されている。
の冷却材流入管４を介して低温の冷却材５が炉心
槽２内下部に供給される。この低温の冷却材５は
炉心３を上方に流れて加熱され、さらに冷却材流
出管６を介して原子炉容器１外に流出する。そし
て、この冷却材流出管６より流出した高温の冷却
材は中間熱交換器（図示せず）において、二次冷
却材に授熱して温度を低下させ、冷却材流入管４
を介して再び炉心槽２内下部に流入するように構
成されている。
また、原子炉容器１の上端は遮蔽プラグ７によ
つて閉塞されている。この遮蔽プラグ７は固定プ
ラグ７ａ、大回転プラグ７ｂおよび小回転プラグ
７ｃより構成され、小回転プラグ７ｃには炉心上
部機構８や燃料交換機９が取付けられている。そ
して、上記原子炉容器１内の冷却材５の液面より
上の部分はアルゴンガス等を封入したカバーガス
空間１０となつている。そして、この原子炉容器
１の内側には熱遮蔽装置が設けられている。
つて閉塞されている。この遮蔽プラグ７は固定プ
ラグ７ａ、大回転プラグ７ｂおよび小回転プラグ
７ｃより構成され、小回転プラグ７ｃには炉心上
部機構８や燃料交換機９が取付けられている。そ
して、上記原子炉容器１内の冷却材５の液面より
上の部分はアルゴンガス等を封入したカバーガス
空間１０となつている。そして、この原子炉容器
１の内側には熱遮蔽装置が設けられている。
以下この熱遮蔽装置について説明する。図にお
いて符号１１はその仕切壁であつて、円筒状をな
し、原子炉容器１内面と所定の間隔をもつて同心
状に配置されている。
いて符号１１はその仕切壁であつて、円筒状をな
し、原子炉容器１内面と所定の間隔をもつて同心
状に配置されている。
そして、この仕切壁１１の下端は原子炉容器１
と炉心槽２との間を区画する隔壁１２にまで達
し、この仕切壁１１の下端と原子炉容器１の内面
との間は閉塞されている。また、この仕切壁１１
の上端は冷却材の液面より上方のカバーガス空間
１０にまで達している。なお、この仕切壁１１の
下部には小径の流入孔（図示せず）が形成され、
この仕切壁１１と原子炉容器１の間の間隙内にも
冷却材５が流入している。
と炉心槽２との間を区画する隔壁１２にまで達
し、この仕切壁１１の下端と原子炉容器１の内面
との間は閉塞されている。また、この仕切壁１１
の上端は冷却材の液面より上方のカバーガス空間
１０にまで達している。なお、この仕切壁１１の
下部には小径の流入孔（図示せず）が形成され、
この仕切壁１１と原子炉容器１の間の間隙内にも
冷却材５が流入している。
そして、この仕切壁１１と原子炉容器１の内面
との間には多数の熱遮蔽体１３が配列されてい
る。これらの熱遮蔽体１３は第２図および第３図
に示すように比較的小径の矩形板状をなし、かつ
原子炉容器１の内面に沿うように円弧状に湾曲し
ている。そして、これらの熱遮蔽体１３は、原子
炉容器１から突設された複数のボルト１４によつ
て支持され、原子炉容器１の内面に沿つて同一周
面上に配列され、かつ互いに離間した複数層、例
えば３層に配置されている。
との間には多数の熱遮蔽体１３が配列されてい
る。これらの熱遮蔽体１３は第２図および第３図
に示すように比較的小径の矩形板状をなし、かつ
原子炉容器１の内面に沿うように円弧状に湾曲し
ている。そして、これらの熱遮蔽体１３は、原子
炉容器１から突設された複数のボルト１４によつ
て支持され、原子炉容器１の内面に沿つて同一周
面上に配列され、かつ互いに離間した複数層、例
えば３層に配置されている。
すなわち、各層における熱遮蔽体１３の合せ目
が互いに重なり合わないように、これら熱遮蔽体
１３の配置は各層において互いにずれて配置され
ている。
が互いに重なり合わないように、これら熱遮蔽体
１３の配置は各層において互いにずれて配置され
ている。
そして、これら熱遮蔽体１３は、第４図および
第５図に示す如く構成されている。第４図および
第５図において符号１３ａは密閉ケースを示して
おり、この密閉ケース１３ａは中空容器形状をな
し、完全な気密性が与えられ、内部は真空もしく
は原子炉のいかなる運転状態においてもケース外
側圧力より内部圧力が低くなるように0.5Kg／cm2
Ｇ程度以下の低圧力の断熱ガスが封入されてい
る。
第５図に示す如く構成されている。第４図および
第５図において符号１３ａは密閉ケースを示して
おり、この密閉ケース１３ａは中空容器形状をな
し、完全な気密性が与えられ、内部は真空もしく
は原子炉のいかなる運転状態においてもケース外
側圧力より内部圧力が低くなるように0.5Kg／cm2
Ｇ程度以下の低圧力の断熱ガスが封入されてい
る。
この密閉ケース１３ａの内部には、内部が外側
に比べ負圧となり、密閉ケース１３ａが内側に潰
れることを避けるため圧縮用芯材１３ｂが収容さ
れている。この圧縮用芯材１３ｂは、所定の圧縮
強度を有するとともに高い断熱性能を持ち、高温
に耐え、かつ軽量である金属多孔体、セラミツク
多孔体、セラミツク成形体もしくは焼結金属によ
り形成されている。
に比べ負圧となり、密閉ケース１３ａが内側に潰
れることを避けるため圧縮用芯材１３ｂが収容さ
れている。この圧縮用芯材１３ｂは、所定の圧縮
強度を有するとともに高い断熱性能を持ち、高温
に耐え、かつ軽量である金属多孔体、セラミツク
多孔体、セラミツク成形体もしくは焼結金属によ
り形成されている。
すなわち、金属多孔体は三次元綱状骨格構造を
なし、空孔率が約60〜98％と大きく、ステンレ
ス、Ni−Cr合金またはその他の耐熱金属により
形成されている。セラミツク多孔体は、金属多孔
体とほぼ同様であり、アルミナコージライト、ジ
ルコニアムライトもしくはその他のセラミツク材
により形成されている。セラミツク成形体は、セ
ラミツク板もしくは第６図および第７図に示すよ
うな、四角状空孔または六角状空孔を有するも
の、もしくは任意の形状の空孔を有する成形体に
より構成されている。
なし、空孔率が約60〜98％と大きく、ステンレ
ス、Ni−Cr合金またはその他の耐熱金属により
形成されている。セラミツク多孔体は、金属多孔
体とほぼ同様であり、アルミナコージライト、ジ
ルコニアムライトもしくはその他のセラミツク材
により形成されている。セラミツク成形体は、セ
ラミツク板もしくは第６図および第７図に示すよ
うな、四角状空孔または六角状空孔を有するも
の、もしくは任意の形状の空孔を有する成形体に
より構成されている。
以上のように構成された高速増殖炉の熱遮蔽装
置では、炉心３の上部から流出した高温の冷却材
は仕切壁１１によつて遮られ、原子炉容器１の内
面に直接接触することはない。また、この仕切壁
１１と原子炉容器１の内面との間には熱遮蔽体１
３が配列されているので、熱伝導によつて原子炉
容器１に伝達される熱流束は極めて少ない。よつ
て、原子炉の起動時や停止時に冷却材５の温度が
急激に変化しても原子炉容器１の温度変化は小さ
く、よつて、この原子炉容器１の液面近傍部分に
過大な熱応力が生じることが防止される。
置では、炉心３の上部から流出した高温の冷却材
は仕切壁１１によつて遮られ、原子炉容器１の内
面に直接接触することはない。また、この仕切壁
１１と原子炉容器１の内面との間には熱遮蔽体１
３が配列されているので、熱伝導によつて原子炉
容器１に伝達される熱流束は極めて少ない。よつ
て、原子炉の起動時や停止時に冷却材５の温度が
急激に変化しても原子炉容器１の温度変化は小さ
く、よつて、この原子炉容器１の液面近傍部分に
過大な熱応力が生じることが防止される。
第８図はこのような熱遮蔽体１３を設けたこと
による結果を示す試験結果を示すもので、図にお
いて曲線Ａは冷却材５の温度が変化した場合の、
この実施例の原子炉容器１の液面近傍の温度分布
を示す。なお曲線Ｂは、このような熱遮蔽体１３
を設けなかつた場合の温度分布を示す。
による結果を示す試験結果を示すもので、図にお
いて曲線Ａは冷却材５の温度が変化した場合の、
この実施例の原子炉容器１の液面近傍の温度分布
を示す。なお曲線Ｂは、このような熱遮蔽体１３
を設けなかつた場合の温度分布を示す。
この第８図から明らかなように、熱遮蔽体１３
を設けないものは冷却材の液面を境にして急激な
温度変化が生じているが、この実施例のものは温
度勾配が緩やかであり、熱応力が軽減されてい
る。
を設けないものは冷却材の液面を境にして急激な
温度変化が生じているが、この実施例のものは温
度勾配が緩やかであり、熱応力が軽減されてい
る。
そして、一般に熱遮蔽体１３の内部の温度は原
子炉の運転状態に伴つて変化するが、密閉ケース
１３ａの内部を真空にした場合には内部圧力は増
加せず、常に密閉ケース１３ａの内部に収容され
る断熱性のよい圧縮用芯材１３ｂにより圧縮力が
支持され、密閉ケース１３ａに作用する過大な応
力の発生が防止される。
子炉の運転状態に伴つて変化するが、密閉ケース
１３ａの内部を真空にした場合には内部圧力は増
加せず、常に密閉ケース１３ａの内部に収容され
る断熱性のよい圧縮用芯材１３ｂにより圧縮力が
支持され、密閉ケース１３ａに作用する過大な応
力の発生が防止される。
また、いかなる原子炉の運転状態においても密
閉ケース１３ａの内部圧力が外部圧力より低くな
るように、内部に低圧の断熱ガスを封入した場合
にも真空の場合と同様に密閉ケース１３ａに作用
する過大な応力の発生が防止される。
閉ケース１３ａの内部圧力が外部圧力より低くな
るように、内部に低圧の断熱ガスを封入した場合
にも真空の場合と同様に密閉ケース１３ａに作用
する過大な応力の発生が防止される。
［発明の効果］
以上述べたように本発明の高速増殖炉の熱遮蔽
装置によれば、常に密閉ケース内を負圧状態に保
ち、その負圧荷重を圧縮用芯材により支持したの
で、密閉ケースに生ずる応力を非常に軽微なもの
とすることができ、密閉ケースの板厚を従来に比
較し大幅に小さくすることができる。この結果、
熱遮蔽体の製造、現地における原子炉容器への取
付作業性を大幅に改善することができる。さらに
原子炉容器の胴への取付部の荷重軽減により取付
部の高い信頼性を維持できるとともに原子炉容器
の耐震強度を向上することができる。
装置によれば、常に密閉ケース内を負圧状態に保
ち、その負圧荷重を圧縮用芯材により支持したの
で、密閉ケースに生ずる応力を非常に軽微なもの
とすることができ、密閉ケースの板厚を従来に比
較し大幅に小さくすることができる。この結果、
熱遮蔽体の製造、現地における原子炉容器への取
付作業性を大幅に改善することができる。さらに
原子炉容器の胴への取付部の荷重軽減により取付
部の高い信頼性を維持できるとともに原子炉容器
の耐震強度を向上することができる。
第１図は本発明の一実施例の高速増殖炉の熱遮
蔽装置が適用される原子炉を示す縦断面図、第２
図は第１図の−線に沿う横断面図、第３図は
第２図の−線に沿う縦断面図、第４図は熱遮
蔽体の横断面図、第５図は第４図の−線に沿
う縦断面図、第６図はセラミツク成形体からなる
圧縮芯材の一実施例を示す図、第７図は第６図の
−線に沿う断面図、第８図は原子炉容器の冷
却材温度変化に伴う温度分布を示すグラフであ
る。 １……原子炉容器、３……炉心、５……冷却
材、１０……カバーガス空間、１１……仕切壁、
１３……熱遮蔽体、１３ａ……密閉ケース、１３
ｂ……圧縮用芯材。
蔽装置が適用される原子炉を示す縦断面図、第２
図は第１図の−線に沿う横断面図、第３図は
第２図の−線に沿う縦断面図、第４図は熱遮
蔽体の横断面図、第５図は第４図の−線に沿
う縦断面図、第６図はセラミツク成形体からなる
圧縮芯材の一実施例を示す図、第７図は第６図の
−線に沿う断面図、第８図は原子炉容器の冷
却材温度変化に伴う温度分布を示すグラフであ
る。 １……原子炉容器、３……炉心、５……冷却
材、１０……カバーガス空間、１１……仕切壁、
１３……熱遮蔽体、１３ａ……密閉ケース、１３
ｂ……圧縮用芯材。
Claims (1)
- １ 原子炉容器内面に沿つて熱遮蔽体を複数層配
設してなる高速増殖炉の熱遮蔽装置において、前
記熱遮蔽体は断熱ガスが封入された密閉ケース
と、この密閉ケース内に収容され、該密閉ケース
の内側への変形を阻止するセラミツクの板または
多孔体からなる圧縮用芯材とを具備することを特
徴とする高速増殖炉の熱遮蔽装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154490A JPS6046492A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 高速増殖炉の熱遮蔽装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154490A JPS6046492A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 高速増殖炉の熱遮蔽装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6046492A JPS6046492A (ja) | 1985-03-13 |
| JPH0344278B2 true JPH0344278B2 (ja) | 1991-07-05 |
Family
ID=15585380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58154490A Granted JPS6046492A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 高速増殖炉の熱遮蔽装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046492A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2217628B1 (ja) * | 1973-02-15 | 1975-03-07 | Commissariat Energie Atomique |
-
1983
- 1983-08-24 JP JP58154490A patent/JPS6046492A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6046492A (ja) | 1985-03-13 |
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