JPH0812275B2 - 液体金属冷却高速炉の運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液体金属冷却高速炉の運転方法に関するもの
である。

［従来の技術］ 第３図には、従来プラントにおける液体金属冷却高速
炉の１次主冷却系が示されている。

１次主冷却系を流れる液体金属冷却材としてナトリウ
ム１が一般に用いられている。ナトリウム１は原子炉容
器２内の炉心３で加熱された後、原子炉容器２を出て、
配管４を通り、中間熱交換器５に導かれる。中間熱交換
器５において高温のナトリウム１は、２次主冷却系（図
示しない）と熱交換して冷却され、その後、１次主ポン
プ６で昇圧され原子炉容器２の下部に流入し、再び、炉
心３に戻る。

原子炉容器１はナトリウム液面７を有しており、アル
ゴンガス雰囲気８で覆われている。また、このナトリウ
ム液面７はオーバフロー系により一定に保持されてい
る。即ち、基準液位を越えた原子炉容器２内のナトリウ
ム１は、オーバフロー配管９の中を落下し、オーバフロ
ータンク10に流下する。また、基準液位をナトリウム液
面７が下回らないように、ナトリウム１がオーバフロー
タンク10から吸上げポンプ11により吸い上げられ、吸上
げ配管12を経て原子炉容器２に流入される。

中間熱交換器５内はナトリウム１で充満され、液面が
形成されていないこと、および、前記オーバフロー系が
原子炉容器２に設けられていることにより、原子炉容器
２内のナトリウム液面７は常に一定に保たれている。

上述したような従来の液体金属冷却高速炉において、
その運転方法は、電気出力に対応する出力信号（或は負
荷信号）に応じて１次主ポンプ６の回転数を連続制御す
ることにより１次主冷却系流量を調整している。同様
に、２次主冷却系流量および給水流量も出力信号に従っ
て各ポンプ（図示しない）の回転数を連続制御し流量調
整する。参考のために、従来プラントにおける冷却系流
量と電気出力の具体的な関係を第４図に示す。

しかしながら、上記運転方法は、ナトリウムの有液面
が原子炉容器内にのみ存在する第３図の如き従来構成に
おいては何等問題がなかったが、近年開発された、第１
図に示されているような所謂トップエントリータイプの
液体金属冷却高速炉に適用する場合には不都合が生じ
る。

トップエントリータイプの液体金属冷却高速炉は、原
子炉容器20と中間熱交換器21とが逆Ｕ字型のトップエン
トリー配管22によって結ばれており、中間熱交換器21に
もナトリウム液面23が形成されている。このナトリウム
液面23は、トップエントリー配管22の中を流れるナトリ
ウム24の圧力損失に等しい液面差ｄを、原子炉容器20内
のナトリウム液面25との間で生じる。従って、この液面
差ｄはナトリウム24の流量に依存することとなる。この
ため、従来と同様に、出力信号（或は負荷信号）によっ
て１次主ポンプ26の回転数を連続制御することにより１
次主冷却系流量を調整すると、原子炉容器20内のナトリ
ウム液面25と中間熱交換器21内のナトリウム液面23の液
位関係は第５図に示す通りとなり、原子炉容器内ナトリ
ウム液面25は電気出力の上下に応じて振動を生じる。ま
た、中間熱交換器内ナトリウム液面23も、同様に振動を
生じる。

［発明が解決しようとする問題点］ 従って、従来の運転方法をトップエントリータイプの
液体金属冷却高速炉に採用した場合の欠点は次の通りで
ある。

（１）起動、停止および負荷変更時には１次主冷却系流
量が変更されるので、原子炉容器内および中間熱交換器
内のナトリウム液面が変動する。

（２）ナトリウム液面が変動することにより、原子炉容
器および中間熱交換器と内部構造物の液面近傍に大きな
熱応力が発生する。

本発明はかかる問題点を克服し、液面変動と熱応力の
発生を抑える運転方法を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ そこで、本発明によるトップエントリータイプの液体
金属冷却高速炉の運転方法は、１次主冷却系流量を一定
とし、２次主冷却系流量は出力信号に応じて２次主ポン
プの回転数を制御することにより流量可変としたことを
特徴としている。

［作用］ 上述したような本発明による運転方法によれば、１次
主冷却系流量が一定であるので、常に原子炉容器と中間
熱交換器のナトリウム液面差が一定に保たれる。

［実施例］ 次に、本発明の運転方法を第１図の液体金属冷却高速
炉に適用した場合について説明する。

図示されるように、１次主冷却系の液体金属冷却材で
あるナトリウム24は、原子炉容器20内の炉心27で加熱さ
れ、トップエントリー配管22を経て、中間熱交換器23内
で熱交換される。次いで、熱交換され冷却されたナトリ
ウム24は、１次主ポンプ26により昇圧されて原子炉容器
20内の下部に戻される。１次主ポンプ26の回転数は100
％一定に設定されており、１次主冷却系流量は一定とな
り、従って、原子炉容器20内のナトリウム液面25と中間
熱交換器21内のナトリウム液面23は、第２図から理解さ
れる通り、電気出力の大きさにも拘わらず一定の液位に
保持される。

一方、中間熱交換器21を通る２次主冷却系流量は、従
来と同様に、出力信号に従って２次主ポンプ（図示しな
い）の回転数を連続制御することによって流量調整され
る。また、給水流量についても出力信号によって主給水
ポンプ（図示しない）の回転数を連続制御することによ
り流量調整される。

上記実施例はトップエントリータイプの高速炉に本発
明を適用した例であるが、原子炉容器と中間熱交換器と
の間に液面差ができるような型式の原子力プラントであ
れば、本発明は適用可能であることは当業者ならば容易
に理解されよう。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、１次主冷却系流量を
常に一定とすることによって、起動時、停止時および負
荷変更時であっても、原子炉容器および中間熱交換器の
各液位を一定に保持でき、液面振動が生じない。従っ
て、液面付近の構造物に熱応力が発生しないので、プラ
ントの耐久性や安定性が向上する。更に、１次主ポンプ
の回転数を連続制御する必要がないので、計装制御設備
の合理化を図ることができる、等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるトップエントリータイプの
液体金属冷却高速炉の１次主冷却系を示す概略説明図、
第２図は本発明の運転方法を第１図の高速炉に適用した
場合の電気出力とナトリウム液位の関係を示すグラフ、
第３図は従来の液体金属冷却高速炉の１次主冷却系を示
す概略説明図、第４図は従来の運転方法を第３図の高速
炉に適用した場合の電気出力と流量の関係を示すグラ
フ、第５図は従来の運転方法を第１図の高速炉に適用し
た場合の電気出力とナトリウム液位の関係を示すグラフ
である。図中、 1,24:ナトリウム、2,20:原子炉容器 3,27:炉心、5,21:中間熱交換器 6,26:1次主ポンプ 7,23,25:ナトリウム液面 22:トップエントリー配管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれの内部に液体金属冷却材の液面が
   形成され、且つ、配管によって互いに連通されている原
   子炉容器および中間熱交換器を備えた液体金属冷却高速
   炉において、 １次主冷却系流量を一定とし、２次主冷却系流量は出力
   信号に応じて２次主ポンプの回転数を制御することによ
   り流量可変としたことを特徴とする液体金属冷却高速炉
   の運転方法。