JPH049274B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、外部への放射線の漏出を防止した原
子炉燃料試験用炉内管に関する。

原子炉燃料試験用炉内管は、ナトリウムを熱媒
体として使用している高速増殖炉用燃料の安全性
に対する試験及び特殊な条件下にある燃料のふる
まいに関する照射試験を行うために使用される。

原子炉燃料試験用炉内管の概略を第１図によつ
て説明すると、原子炉容器１の内部に炉内管４を
装荷し、炉心３に装荷された燃料と同一条件のも
とで特殊な条件を与え、燃料の安全性及び照射試
験を行うものである。この特殊な条件は、炉内管
４内を循環する炉中ナトリウムループ８の循環条
件によつて与えられ、この循環は環状流路形リニ
ア誘導電磁ポンプ７によつて行われる。なお２は
ナトリウム入口であり、炉心３の熱を吸収して出
口５より矢印のように流れ、外部に設けた熱交換
器に吸収した熱を伝達する。

前記炉内管４に使用される従来の電磁ポンプ
は、第３，４図に示す如く内管１２の内部にコア
１１をスペーサ１３によつて同心円状に支持し
て、環状のナトリウム流路を形成し、内管１２の
外周にコイル１０とステータ９を嵌装し、高温の
ナトリウムを矢印のように移送するものであつ
た。

この電磁ポンプにおいて、コイル１０は、高温
のナトリウム（約600℃）によつて加熱昇温され、
コイルに被覆している絶縁材（エナメル）の溶損
又はコイルの熱膨脹によつて起る絶縁材の剥離を
防止する為に、コイルを冷却する必要が生じ、第
２図に示すようなコイル冷却用のフアン１４と、
その排気口１５が必要であつた。

しかしこのような冷却用フアンを備えた電磁ポ
ンプを炉内管の小さなスペース内に設置するの
は、不可能であり、炉外に電磁ポンプを設置せざ
るを得なく、必然的に、炉中ナトリウムループを
炉外まで延長して引き出さなければならなかつ
た。

その結果、放射能を帯びたナトリウムを炉外に
出すことになつて、これに対する対応策が必要と
なり、更には、放射能汚染の危険性が多分にあ
り、信頼性を低下させるという問題があつた。本
発明者は、先に前記のコイルの絶縁材の溶損、剥
離という問題を解決するために、冷却を必要とせ
ず高温においても充分耐え得る電磁ポンプ用コイ
ルを開発した（特願昭57−157761号）。

本発明は、この電磁ポンプ用コイルを利用した
環状流路形リニア誘導電磁ポンプを炉内管の内部
に組み込み、炉内管の内部においてナトリウムの
循環回路を形成し、ナトリウムを炉外に出さない
ようにした原子炉燃料試験用炉内管を提供せんと
するものである。

本発明の原子炉燃料試験用炉内管は、電磁ポン
プの内管の内部に同心円状に中空状のコアを挿入
し、このコアの内周部に流入してきたナトリウム
を内管とコアとの間の環状隙間に導くように環状
のナトリウム流路を形成した環状流路形リニア誘
導電磁ポンプを炉内管に設け、環状の隙間をもつ
て同心円状に設けたナトリウム流路外管とナトリ
ウム流路内管とを前記環状流路形リニア誘導電磁
ポンプの内管とコアに接続して炉内管の内部にナ
トリウム循環回路を形成し、ナトリウム流路内管
内に燃料を装荷して、ナトリウムの循環回路を炉
外に引き出すことなく、原子炉燃料の試験を行な
うようにしたことを特徴とするものである。

以下本発明の実施例について、詳細を説明する
が、その前に先に出願した電磁ポンプ用コイルの
概略を説明する。

第５図において、コイル材１６は、芯線１８に
耐熱絶縁材１７を被覆して形成されている。この
耐熱絶縁材１７は、耐熱性があり且つ辷りのよい
石英布、ガラス繊維或は、セラミツクテープ等よ
り成る。又芯線１８は、第６図の断面図に示すよ
うに、銅材２０を包むようにステンレス又はニツ
ケル等の耐熱合金の薄板１９で被覆された耐熱ク
ラツド銅より成る。

かかる断面構造のコイル材１６は、第７図に示
すボビン２１に巻回され、第８図の断面図に示す
ような環状流路形リニア誘導電磁ポンプ用コイル
２４として形成される。第８図中２３は、充填材
であり、ボビン２１とステンレス板２２と充填材
２３によつてコイル材１６が成形保持されてい
る。

従つて、コイル材１６の芯線１８は耐熱性があ
り、又耐熱絶縁材１７の辷りによつてコイル材１
６の熱膨脹が吸収されるので、コイル２４は高温
においても冷却不要となつている。

さて、このように冷却不要のコイルを使用した
本発明の実施例の詳細を図によつて説明すると、 第９図は、炉内管内に装着される環状流路形リ
ニア誘導電磁ポンプの縦断面図で、内管２５の内
部に中空状のコア２６を同心円状に挿入し、環状
のナトリウム流路２９を形成している。このコア
２６の内周部には、ワイヤダクト２７が同心円状
に挿通され、環状のナトリウム流路３０が形成さ
れている。ワイヤダクト２７と内管２５とは、一
端３３に於て、閉塞された状態になつており、上
記ナトリウム流路２９と３０は、この閉塞部３３
において連通されている。なお２８は外管であ
る。第１０図は、第９図のＡ−Ａ拡大断面図であ
り、図中２７はワイヤダクト、３１は動力用ケー
ブル、３２はナトリウムラインであつてステータ
９とコイル２４との間の隙間を有効に利用したも
のである。

第１１図は、炉内管４の外観を示したものであ
り、図中Ｆは熱交換部、ｄは膨脹タンク部、ｌは
環状流路形リニア誘導電磁ポンプ部である。第１
２図は、第１１図に示した細長い炉内管を短縮拡
大してその内部構造を解り易く説明するために示
した縦断面図である。図中電磁ポンプ部ｅは、第
９図で説明した通りであり、２４はコイル、２５
は内管、２６はコア、２７はワイヤダクト、２８
は外管、２８，２９はナトリウム流路である。４
２，４３にはアルゴンガスが封入されている。３
４はナトリウム流路外管、３５はナトリウム流路
内管であり、このナトリウム流路内外管３４，３
５は同心円状に設けられて環状のナトリウム流路
４５が形成されていて、この環状のナトリウム流
路４５と電磁ポンプの環状ナトリウム流路２９及
びコア２６の内周部３０とナトリウム流路内管３
５とがそれぞれ連通するように、環状流路形リニ
ア誘導電磁ポンプに接続されている。３７は燃
料、３８は電磁流量計、３９はメルトダウンカツ
プであり、ナトリウム流路内管３５内に配設され
ている。３６はインパイルループの下部案内管で
あり、燃料３７の装荷部分のナトリウム流路外管
３４に同心円状に嵌装して、原子炉容器１（第１
図参照）内のナトリウムがナトリウム流路外管３
４の外表面に沿つて矢印のように流れるように
し、このナトリウムによつて、環状のナトリウム
流路４５内を流れるナトリウムを冷却するように
したいわゆる熱交換部Ｆを形成する。なお、４０
は下部案内管３６内の一端に設けたスペーサ、４
１はナトリウム流路外管３４の底部に設けた突起
であり、この突起４１がスペーサ４０に設けた孔
に嵌入されて、ナトリウム流路外管３４と下部案
内管３６が同心円状に保持されて環状のナトリウ
ム流路４６が形成されている。

次に上記の如く構成された本実施例の作用を説
明する。

第１２図において、コイル２４に通電すること
によつて電磁ポンプは、励起し、この通電量によ
つてナトリウムの流量は調整される。

一方ナトリウムは、環状のナトリウム流路３
０，２９，４５を経てメルトダウンカツプ３９よ
りナトリウム流路内管３５内に流入し、電磁流量
計３８、燃料３７を通つて更に環状のナトリウム
流路３０に至り、炉内管４の内部でナトリウムは
矢印のように循環する。このナトリウムの循環過
程において、環状のナトリウム流路４６内を流れ
ている原子炉容器１内のナトリウムとの間で熱交
換が行なわれ、原子炉容器１内のナトリウム入口
２より流入したナトリウムの温度にほぼ等しい温
度まで冷却される。このように、炉内管４内を循
環しているナトリウムの温度を冷却することによ
り燃料３７は、炉心３に装荷された燃料と同じ条
件におかれる。

このようにして燃料３７は、炉心３に装荷され
た燃料と同じ条件で運転された後、取り出され、
燃料の安全性試験及び特殊な条件下にある燃料の
ふるまいに関する照射試験が行なわれる。

以上詳述した通り本発明の原子炉燃料試験用炉
内管によれば、炉内管の中に環状流路形リニア誘
導電磁ポンプを設け、炉内管の内部でナトリウム
を循環させるようにしたので、炉内管のナトリウ
ムを炉外に引き出す必要はなくなり、外部への放
射線の漏出の危険はまつたくなくなり、安全性を
一段と向上させることができた。

又、炉内管のナトリウムループを炉外に引き出
すための配管や付帯設備が不要となつて、放射線
汚染廃棄物がその分少くなり、環境汚染の点でも
安全性が向上するなど優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は炉中ナトリウムループを説明するため
の原子炉の概念図、第２図乃至第４図は従来の環
状流路形リニア誘導電磁ポンプであり、第２図は
その外観図を、第３図はコイル部の縦断面図、第
４図はその横断面図、第５図乃至第８図は本発明
の実施例に使用した電磁ポンプ用コイルであり、
第５図はコイル材の外観図、第６図はコイル材の
横断面、第７図はコイル材を巻回するためのボビ
ンの斜視図、第８図はコイルの縦断面図、第９図
乃至第１２図は本発明の実施例であり、第９図は
炉内管用に製作した環状流路形リニア誘導電磁ポ
ンプの縦断面図、第１０図は第９図のＡ−Ａ線拡
大断面図、第１１図は炉内管の外観図、第１２図
は炉内管を短縮拡大して炉内管の内部構造を解り
易く説明するための縦断面図である。 ４…炉内管、７…環状流路形リニア誘導電磁ポ
ンプ、８…炉中ナトリウムループ、２４…コイ
ル、２５…内管、２６…コア、２７…ワイヤダク
ト、２８…外管、２９，３０…環状のナトリウム
流路、３４…ナトリウム流路外管、３５…ナトリ
ウム流路内管、３７……燃料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉燃料と同じ条件のナトリウムループ内
   に燃料を装荷して原子燃料の試験を間接的に行な
   うための炉内管において、電磁ポンプの内管の内
   部に同心円状に中空状のコアを挿入し、該コアの
   内周部から流入してきたナトリウムを内管とコア
   との間の環状隙間に導くように環状ナトリウム流
   路を形成した環状流路形リニア誘導電磁ポンプを
   炉内管内に設け、環状の隙間をもつて同心円状に
   設けたナトリウム流路外管とナトリウム流路内管
   を上記環状流路形リニア誘導電磁ポンプのコアと
   内管に接続して炉内管内に燃料を装荷したことを
   特徴とする原子炉燃料試験用炉内管。