JPH06174884A - 高速増殖炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原子炉格納構造物の構造部材の過度の温度上
昇を防止するとともに、構造が簡単な高速増殖炉を提供
する。 【構成】 炉容器空冷筒１１の内側と外側に連続する高
温空気流路Ｈと低温空気流路Ｌをそれぞれ形成し、原子
炉支持リング８に貫通孔１３を設けて低温空気流路Ｌの
空気流入部Ｌａに配設し、高温空気流路Ｈの空気排出部
Ｈａに炉容器空冷筒１１と低温空気流路Ｌとを貫通して
高温空気を外部に排出する空気排出手段１２を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は小型の高速増殖炉に係
り、特に原子炉容器を支持する原子炉支持部の過度の温
度上昇を防止する高速増殖炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に原子炉格納構造物に形成された炉
容器室に原子炉容器を収容し、原子炉格納構造物の壁体
中に炉容器室に原子炉容器冷却用の空気を導入する給気
ダクトを設け、この給気ダクトのやや上方位置に原子炉
容器を冷却した高温の空気を排出する排気ダクトを設
け、この給気ダクトと排気ダクトの間に長い空気流路を
形成する炉容器空冷筒を設け、炉容器空冷筒が形成した
空気流路に冷却用空気を流通させて原子炉容器を冷却す
るようにした高速増殖炉が知られている。

【０００３】図４は従来の高速増殖炉の構成を示してい
る。従来の高速増殖炉２１は原子炉容器２２を有し、こ
の原子炉容器２２はコンクリートによって構築された原
子炉格納構造物２３の内部に収容されている。原子炉格
納構造物２３の内部には、原子炉容器本体２２を収容す
る炉容器室２４と、原子炉容器２２の上部を覆う格納ド
ーム２５を収容する炉上部室２６が形成されている。炉
上部室２６と炉容器室２４の境界には段部が形成され、
この段部には原子炉支持プレート２７が固定され、原子
炉容器２２を支持する原子炉支持部２８を構成してい
る。原子炉容器２２は上端が原子炉支持プレート２７上
に固定され、原子炉支持プレート２７を中心に上下方向
に熱伸縮可能に支持されている。炉容器室２４の回りの
原子炉格納構造物２３のコンクリート壁体の内部には、
炉容器室２４に冷却用空気を導入する給気ダクト２９が
形成されている。この給気ダクト２９のやや上方位置の
原子炉格納構造物２３のコンクリート壁体内部には、原
子炉容器２２を冷却した高温の空気を排出する排気ダク
ト３０が形成されている。給気ダクト２９と排気ダクト
３０の間の炉容器室２４の内壁には内方に突出する突出
部３１が形成されている。この突出部３１には、原子炉
容器２２より大径な炉容器空冷筒３２がその上端に形成
されたフランジ部３２ａで固着されている。この炉容器
空冷筒３２は給気ダクト２９と排気ダクト３０の間に長
い冷却用の空気流路を形成している。この従来の高速増
殖炉２１では、原子炉容器２２が内部の核燃料の核分裂
に伴って温度が上昇するので、給気ダクト２９と冷却用
空気流路と排気ダクト３０とに空気を流通させて原子炉
容器２２の過度の温度上昇を防止する必要がある。冷却
用の空気は、給気ダクト２９から炉容器室２４内に導入
され、図４の矢印に示すように、最初に炉容器空冷筒３
２と炉容器室２４内壁の間に形成された空気流路に沿っ
て下降し、炉容器室２４の内壁を冷却する。次に、冷却
用空気は炉容器空冷筒３２下側の開放端から炉容器空冷
筒３２と原子炉容器２２の間に形成された空気流路に流
入し、原子炉容器２２を冷却しつつ上昇する。原子炉容
器２２を冷却した高温の空気は炉容器室２４の上部空間
２４ａに達し、自然対流あるいは強制的な送風圧力によ
って排気ダクトを介して外部に排出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の小型高速増殖炉では、冷却用空気が炉容器空冷筒と
原子炉容器の間の空気流路を上昇し、原子炉容器の熱を
吸収して高温となって炉容器室の上部空間に一時的に停
滞するので、炉容器室上部の構造部材（コンクリート）
が高温の空気の影響によって、温度が上昇してしまうこ
とがあった。炉容器室上部のコンクリートは、原子炉容
器を支持する原子炉支持部を構成するので、過度に温度
が上昇した場合には、コンクリートの構造強度が低下
し、原子炉の安全性・信頼性を損なうことがあった。こ
のことは原子炉格納構造物が鋼で構成されている場合に
も、高温による鋼の強度低下によって原子炉の安全性・
信頼性を損なう。これに対して従来の高速増殖炉では、
炉容器室上部の温度上昇を防止するために、炉容器室の
壁面に断熱材を設け、さらに原子炉支持部のコンクリー
トを局部的に冷却するローカルクーラーなどの設備を設
けていた。しかし、これら対応策は効果が十分でなく、
かつ、高速増殖炉の構造を複雑にする問題があった。そ
こで本発明の目的は、上記従来の高速増殖炉の問題を解
決し、原子炉格納構造物の構造部材の過度の温度上昇を
防止するとともに、構造が簡単な高速増殖炉を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の高速増殖炉は、原子炉格納構造物内部に形
成された炉容器室に原子炉容器を収容し、原子炉支持リ
ングを介して前記原子炉格納構造物の一部に形成された
原子炉支持部によって前記原子炉容器を支持し、この原
子炉容器の周囲に空気流路を形成する炉容器空冷筒を設
け、前記空気流路に冷却用空気を流通させて原子炉容器
を冷却するようにした高速増殖炉において、前記炉容器
空冷筒はその内側と外側に連続する高温空気流路と低温
空気流路をそれぞれ形成し、前記原子炉支持リングは空
気流入用の貫通孔を備えて低温空気流路の空気流入部に
配設され、前記高温空気流路の空気排出部は前記炉容器
空冷筒と低温空気流路とを貫通して高温空気を外部に排
出する空気排出手段を有していることを特徴とするもの
である。

【０００６】

【作用】本発明による高速増殖炉は、原子炉容器より大
径の炉容器空冷筒によって炉容器室内部空間を仕切り、
原子炉容器に接する外周部に高温空気流路を形成し、炉
容器空冷筒の外側に炉容器室に接する低温空気流路を形
成し、この低温空気流路と高温空気流路とを互いに連続
させ、さらに空気流入用の貫通孔を備えた原子炉支持リ
ングを低温空気流路の空気流入部に配設し、高温空気流
路の空気排出部に炉容器空冷筒と低温空気流路を貫通し
て外部に高温の空気を排出する空気排出手段を設けてい
る。上記構成により本発明の高速増殖炉では、冷却用空
気は最初に原子炉支持リング及び原子炉支持部を通って
低温空気流路を流通し、次に高温空気流路を流通して最
終的に空気排出手段を通って外部空間に排出される。低
温空気流路の空気流入部では冷却用空気が未だ熱せられ
ていないので、原子炉支持部および原子炉支持リングを
低い温度に維持することができる。また、低温空気流路
は高温空気流路を内包するように形成されているので、
炉容器室の内壁は高温の空気に直接触れることない。ま
た、高温空気流路では、空気は原子炉容器に比べて低い
温度を有しているので、十分な冷却効果を有し、かつ、
高温空気流路末端の空気排出部で高温となった空気は空
気排出手段によって直接外部に排出され、低温空気流路
や原子炉支持部に熱影響を与えることない。以上の各作
用により、本発明の高速増殖炉では、原子炉容器の熱が
原子炉格納構造物の構造部材に強度上の影響を与えるこ
となく外部空間に直接放出されるので、原子炉格納構造
物の構造部材の強度が維持され、原子炉の安全性・信頼
性の向上を図ることができる。

【０００７】

【実施例】本発明は炉容器空冷筒によってその内側と外
側に連続する高温空気流路と低温空気流路をそれぞれ形
成し、低温空気流路の空気流入部に低温環境が求められ
る原子炉支持部を配置し、空気が最も高温となる高温空
気流路の空気排出部に原子炉格納構造物に熱を伝達する
ことなく、高温空気を直接外部に排出する空気排出手段
を設けものである。以下本発明の実施例について添付の
図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施例に
よる高速増殖炉の構成を示している。全体を符号１で示
す高速増殖炉は、炉心を収容する原子炉容器２を有して
いる。原子炉格納構造物３は全体がコンクリートによっ
て形成され、内部に原子炉容器２の本体を収容する炉容
器室４と、原子炉容器２の上部を覆う格納ドーム５を収
容する炉上部室６が形成されている。炉上部室６と炉容
器室４の境界には段部が形成され、この段部は原子炉容
器２を支持する原子炉支持部７を構成している。原子炉
容器２は原子炉支持部７上に固定された原子炉支持リン
グ８上に固定され、原子炉支持リング８を中心に上下に
熱伸縮可能に支持されている。原子炉格納構造物３のコ
ンクリート壁体内部には、炉上部室６の上部に連通する
給気ダクト９と、炉容器室４の上部に連通する排気ダク
ト１０とが形成されている。原子炉容器２の周囲には間
隔を隔てて原子炉容器２の外周壁を取り囲む炉容器空冷
筒１１が配設されている。この炉容器空冷筒１１は上端
が原子炉容器２の上部に接続され、下端は炉容器室４の
下部空間に開放されている。炉容器空冷筒１１の上部に
は、図２に明らかに示すように、一端が排気ダクトに接
続され、他端が炉容器空冷筒１１の内側の空間に連通す
る排気ベローズ１２が設けられている。また、原子炉支
持リング８は図２に示すように、所定の高さの円筒部８
ａを有し、この円筒部８ａには複数の空気を流通させる
貫通孔１３が穿設されている。

【０００８】上記構造に基づいて本実施例の作用につい
て以下に説明する。本実施例の高速増殖炉１は、原子炉
容器２によって核燃料の集合体からなる炉心（図示せ
ず）を収容し、この炉心を核分裂させて熱を発生させ、
この熱を液体ナトリウム等の１次冷却材と水等の２次冷
却材とによって外部に取り出し、動力に変換する。した
がって、運転中は原子炉容器２が高温になり、これを冷
却し続ける必要がある。図１および図２の矢印は冷却用
の空気の流れを示している。図１に示すように、冷却用
空気は給気ダクト９からフィルター１４を経て炉上部室
６に流入し、次に原子炉支持リング８の貫通孔１３を通
って炉容器室４に流入し、次に炉容器空冷筒１１と原子
炉容器２の間の空気流路を上昇して排気ベローズ１２と
排気ダクト１０とを通って外部空間に排出される。この
空気の流動は強制的な送風と自然通風の双方によって行
うことができるように構成されている。この場合、炉容
器空冷筒１１の外側と炉容器室４の内壁の間の空間は低
温空気流路Ｌを構成し、炉容器空冷筒１１の内側と原子
炉容器２の外側の間の空間は高温空気流路Ｈを構成す
る。冷却用空気は炉上部室６を流通した後に、原子炉支
持リング８と原子炉支持部７を冷却しつつ炉容器室４の
低温空気流路Ｌに流入する。低温空気流路Ｌでは、空気
は炉容器室４の壁面と高温空気流路Ｈの間の熱の伝達を
遮断して流動する。次に、空気は炉容器空冷筒１１の下
端から高温空気流路Ｈに流入し、原子炉容器２を冷却し
つつ高温空気流路Ｈ内を上昇する。高温空気流路Ｈの上
端の空気排出部Ｈａに達した高温の空気は原子炉支持リ
ング８や原子炉支持部７に熱影響を与えることなく、排
気ベローズ１２を介して排気ダクト１０に排出される。
上述した冷却空気の流動経路により、原子炉支持部７と
原子炉支持リング８は低温空気流路Ｌの空気流入部Ｌａ
に位置して常時低温の空気によって冷却され、さらに冷
却を完了した高温の空気は原子炉支持部７と原子炉支持
リング８を熱することなく排出されるので、原子炉支持
部７は確実に低温に維持され、これによって原子炉の安
全性と信頼性の向上を図ることができる。また、原子炉
支持部７を局部的に冷却するローカルクーラー等の特別
な設備や断熱材を設ける必要がないので、構造が簡単な
高速増殖炉１を得ることができる。

【０００９】なお、本発明は炉容器空冷筒の内側と外側
に高温空気流路と低温空気流路とを形成し、低温空気流
路の空気流入部に原子炉支持部を配置し、高温空気流路
の末端に高温の空気を排出する空気排出手段を設けてい
れば良く、給気ダクトと排気ダクトの位置や、空気排出
手段の具体的構成に限定されない。以下に原子炉支持リ
ングの貫通孔に給気ダクトを接続した本発明の第２実施
例について説明する。図３は原子炉支持リングの貫通孔
に給気ダクトを直接接続した本発明の第２実施例の構成
を示している。図１と同一部分に同一符号を付して説明
を省略した図３において、原子炉支持リング１５は炉容
器室４の上端部の原子炉格納構造物３のコンクリート中
に埋設され、円筒部１５ａの所定箇所には空気流入用の
貫通孔１６が設けられている。また、原子炉格納構造物
３のコンクリートの壁体中には出口が貫通孔１６と整合
する給気ダクト１７が形成されている。この実施例によ
れば、冷却用空気は熱せられることなく最初に原子炉支
持リング１５を冷却するので、原子炉支持リング１５の
金属による放熱性の良さから原子炉支持部７を効果的に
低温に維持することができる。

【００１０】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
による高速増殖炉は、原子炉容器より大径の炉容器空冷
筒によって原子炉容器の周囲に高温空気流路を形成し、
この高温空気流路の外側に低温空気流路を形成し、低温
空気流路の空気流入部に原子炉支持部と原子炉支持リン
グを配置し、高温空気流路の空気排出部に高温の空気を
直接外部に排出する空気排出手段を設けているので、運
転中に原子炉支持部と原子炉支持リングが低温の空気に
よって連続的に冷却され、確実に低温に維持される。こ
れにより、原子炉支持リングや原子炉支持部の構造上の
強度が高温によって低下することなく、原子炉全体の安
全性・信頼性の向上を図ることができる。また、本発明
の高速増殖炉は原子炉支持部等が低温の空気によって冷
却され続けるので、ローカルクーラー等の特別な設備を
設ける必要がなく、構造が簡単な高速増殖炉を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による高速増殖炉の構成を
示した図。

【図２】本発明の第１実施例の原子炉支持部を拡大して
示した断面図。

【図３】本発明の第２実施例による高速増殖炉の構成を
示した図。

【図４】従来の高速増殖炉の構成を示した図。

【符号の説明】

１ 高速増殖炉 ２ 原子炉容器 ３ 原子炉格納構造物 ４ 炉容器室 ７ 原子炉支持部 ８ 原子炉支持リング １１ 炉容器空冷筒 １２ 排気ベローズ １３ 貫通孔 Ｌ 低温空気流路 Ｌａ 低温空気流路の空気流入部 Ｈ 高温空気流路 Ｈａ 高温空気流路の空気排出部

フロントページの続き (72)発明者 中 村 博 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 服 部 禎 男 東京都千代田区大手町一丁目６番１号 財 団法人電力中央研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子炉格納構造物内部に形成された炉容器
   室に原子炉容器を収容し、原子炉支持リングを介して前
   記原子炉格納構造物の一部に形成された原子炉支持部に
   よって前記原子炉容器を支持し、この原子炉容器の周囲
   に空気流路を形成する炉容器空冷筒を設け、前記空気流
   路に冷却用空気を流通させて原子炉容器を冷却するよう
   にした高速増殖炉において、 前記炉容器空冷筒はその内側と外側に連続する高温空気
   流路と低温空気流路をそれぞれ形成し、前記原子炉支持
   リングは空気流入用の貫通孔を備えて低温空気流路の空
   気流入部に配設され、前記高温空気流路の空気排出部は
   前記炉容器空冷筒と低温空気流路とを貫通して高温空気
   を外部に排出する空気排出手段を有していることを特徴
   とする高速増殖炉。