JPH08160179A - 液体金属冷却式原子炉 - Google Patents
液体金属冷却式原子炉Info
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- JPH08160179A JPH08160179A JP7146656A JP14665695A JPH08160179A JP H08160179 A JPH08160179 A JP H08160179A JP 7146656 A JP7146656 A JP 7146656A JP 14665695 A JP14665695 A JP 14665695A JP H08160179 A JPH08160179 A JP H08160179A
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- G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 液体金属冷却式原子炉における受動的な崩壊
熱除去を増強する方式を提供する。 【構成】 原子炉容器１５と格納容器７との間の不活性
ガスで充填されるすき間空間１６から熱を除去する。不
活性ガスで充填されたすき間空間と流れが連通する複数
の冷却ダクト（入口ダクト２１、出口ダクト２３、上昇
ダクト２５、下降ダクト３１）を含む多重流路を設け、
不活性ガスを熱交換器３２に循環させる。この熱交換器
により不活性ガスから熱を除去し、こうして不活性ガス
に自然対流の流れを生じさせる。不活性ガスが自然対流
による熱伝達により、原子炉容器から直接的に熱を吸収
する。
熱除去を増強する方式を提供する。 【構成】 原子炉容器１５と格納容器７との間の不活性
ガスで充填されるすき間空間１６から熱を除去する。不
活性ガスで充填されたすき間空間と流れが連通する複数
の冷却ダクト（入口ダクト２１、出口ダクト２３、上昇
ダクト２５、下降ダクト３１）を含む多重流路を設け、
不活性ガスを熱交換器３２に循環させる。この熱交換器
により不活性ガスから熱を除去し、こうして不活性ガス
に自然対流の流れを生じさせる。不活性ガスが自然対流
による熱伝達により、原子炉容器から直接的に熱を吸収
する。
Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は全般的に液体金属冷却式原子炉
並びにその空気冷却に関する。特に、本発明は、熱の伝
導及び放射の固有の過程と流体の自然対流とによって、
液体金属冷却式原子炉からの崩壊熱及び顕熱を受動的に
取り去って、その熱をヒートシンク（即ち大気中の空
気）へ輸送することに関する。
並びにその空気冷却に関する。特に、本発明は、熱の伝
導及び放射の固有の過程と流体の自然対流とによって、
液体金属冷却式原子炉からの崩壊熱及び顕熱を受動的に
取り去って、その熱をヒートシンク（即ち大気中の空
気）へ輸送することに関する。
【０００２】
【発明の背景】改良型液体金属冷却式原子炉（ＡＬＭ
Ｒ）では、核分裂可能な燃料の炉心が、原子炉容器内で
液体ナトリウムの様な高温液体金属内に配置されてい
る。液体金属は炉心を冷却する為に使われ、それが吸収
した熱を使って、周知のように発電が行われる。
Ｒ）では、核分裂可能な燃料の炉心が、原子炉容器内で
液体ナトリウムの様な高温液体金属内に配置されてい
る。液体金属は炉心を冷却する為に使われ、それが吸収
した熱を使って、周知のように発電が行われる。
【０００３】公知の形式のＡＬＭＲプラントは、環状又
は円形のコンクリート・サイロを有する。サイロは好ま
しくは地下に配置して、その中に同心に環状の格納容器
を収容し、格納容器の中には原子炉容器が同心に配置さ
れ、この原子炉容器は、液体ナトリウムの様な液体金属
冷却材中に埋没した原子炉炉心を収容する。原子炉容器
と格納容器との間の環状空間が、アルゴンの様な不活性
ガスで充填される。原子炉容器及び格納容器は、上側の
枠（即ちフレーム）から垂直方向下向きに支持され又は
懸架され、この枠が複数個の普通の耐震隔離装置によっ
てコンクリート・サイロの上に支持されていて、地震の
際、格納容器及び原子炉容器の構造的な完全さを保つと
共に、これらの容器とそれを取り囲むサイロとで別々の
動きが出来る様にしている。
は円形のコンクリート・サイロを有する。サイロは好ま
しくは地下に配置して、その中に同心に環状の格納容器
を収容し、格納容器の中には原子炉容器が同心に配置さ
れ、この原子炉容器は、液体ナトリウムの様な液体金属
冷却材中に埋没した原子炉炉心を収容する。原子炉容器
と格納容器との間の環状空間が、アルゴンの様な不活性
ガスで充填される。原子炉容器及び格納容器は、上側の
枠（即ちフレーム）から垂直方向下向きに支持され又は
懸架され、この枠が複数個の普通の耐震隔離装置によっ
てコンクリート・サイロの上に支持されていて、地震の
際、格納容器及び原子炉容器の構造的な完全さを保つと
共に、これらの容器とそれを取り囲むサイロとで別々の
動きが出来る様にしている。
【０００４】原子炉の運転は、中性子を吸収する制御棒
を炉心に選択的に挿入したり或いはそこから引出すこと
によって制御される。原子炉の運転中、非常状態に応答
する為、又は日常の保守作業を行なう為に、燃料の核分
裂反応を停止することが必要になることがある。原子炉
の運転を停止する時は、制御棒を核分裂燃料の炉心の中
に挿入して、必要とされる核分裂を生成する中性子を燃
料から奪い去る。しかし、残留崩壊熱が、ある時間にわ
たって、炉心から発生され続ける。この熱を運転停止し
た原子炉から散逸しなければならない。
を炉心に選択的に挿入したり或いはそこから引出すこと
によって制御される。原子炉の運転中、非常状態に応答
する為、又は日常の保守作業を行なう為に、燃料の核分
裂反応を停止することが必要になることがある。原子炉
の運転を停止する時は、制御棒を核分裂燃料の炉心の中
に挿入して、必要とされる核分裂を生成する中性子を燃
料から奪い去る。しかし、残留崩壊熱が、ある時間にわ
たって、炉心から発生され続ける。この熱を運転停止し
た原子炉から散逸しなければならない。
【０００５】液体金属冷却材及び隣接する原子炉構造の
熱容量が、この余熱を散逸することを助ける。例えば、
原子炉容器から格納容器へ熱放射によって熱が伝達され
る。その結果、格納容器に温度上昇が起こる。格納容器
からの熱は、その外側に隔たるコンクリート・サイロに
向かって外向きにも放射される。こう云う構造は、長期
間の高い温度に耐えることが出来ないことがある。例え
ば、典型的なサイロの壁を構成しているコンクリート
は、高温にさらされた時、反り返って割れることがあ
る。
熱容量が、この余熱を散逸することを助ける。例えば、
原子炉容器から格納容器へ熱放射によって熱が伝達され
る。その結果、格納容器に温度上昇が起こる。格納容器
からの熱は、その外側に隔たるコンクリート・サイロに
向かって外向きにも放射される。こう云う構造は、長期
間の高い温度に耐えることが出来ないことがある。例え
ば、典型的なサイロの壁を構成しているコンクリート
は、高温にさらされた時、反り返って割れることがあ
る。
【０００６】こう云う構成部分の過熱を防止する為、熱
除去装置が設けられる。ＡＬＭＲに用いられる１つの熱
除去装置は、完全に受動形であって、熱の伝導及び放射
と云う固有の過程と、流体の自然対流とによって、連続
的に作用する。この安全性に関係する装置は、原子炉容
器補助冷却装置（ＲＶＡＣＳ）と呼ばれ、図１に略図で
示されている。熱が炉心から原子炉容器１５に液体ナト
リウムの自然対流によって輸送される。その後、熱が伝
導によって原子炉容器の壁を通る。原子炉容器の外面か
ら、アルゴンの様な不活性ガスで充填されたすき間空間
１６（図２参照）を横切って一層低温の格納容器７への
熱伝達は、殆ど全部が熱放射によって行なわれる。集熱
円筒体４が格納容器７とサイロ５の間に同心に配置され
て、格納容器と集熱円筒体の内表面との間に高温空気上
昇部６を形成すると共に、サイロと集熱円筒体の外表面
との間に低温空気下降部３を形成する。熱が格納容器７
から高温空気上昇部６内の空気に伝達される。集熱円筒
体４の内表面は格納容器からの熱放射を受け、その熱が
自然対流によって上昇する空気に伝達され、この空気は
上向きに流れて、空気出口９から熱を運び出す。格納容
器の外表面からの熱伝達は、約５０％が高温空気上昇部
６内の空気への自然対流によるものであり、５０％が集
熱円筒体４への放射によるものである。
除去装置が設けられる。ＡＬＭＲに用いられる１つの熱
除去装置は、完全に受動形であって、熱の伝導及び放射
と云う固有の過程と、流体の自然対流とによって、連続
的に作用する。この安全性に関係する装置は、原子炉容
器補助冷却装置（ＲＶＡＣＳ）と呼ばれ、図１に略図で
示されている。熱が炉心から原子炉容器１５に液体ナト
リウムの自然対流によって輸送される。その後、熱が伝
導によって原子炉容器の壁を通る。原子炉容器の外面か
ら、アルゴンの様な不活性ガスで充填されたすき間空間
１６（図２参照）を横切って一層低温の格納容器７への
熱伝達は、殆ど全部が熱放射によって行なわれる。集熱
円筒体４が格納容器７とサイロ５の間に同心に配置され
て、格納容器と集熱円筒体の内表面との間に高温空気上
昇部６を形成すると共に、サイロと集熱円筒体の外表面
との間に低温空気下降部３を形成する。熱が格納容器７
から高温空気上昇部６内の空気に伝達される。集熱円筒
体４の内表面は格納容器からの熱放射を受け、その熱が
自然対流によって上昇する空気に伝達され、この空気は
上向きに流れて、空気出口９から熱を運び出す。格納容
器の外表面からの熱伝達は、約５０％が高温空気上昇部
６内の空気への自然対流によるものであり、５０％が集
熱円筒体４への放射によるものである。
【０００７】上昇部６を取り巻く２つの高温の鋼の面に
よって上昇部６内の空気が加熱されることにより、装置
内に自然通風が誘起され、大気中の空気が地表より上方
の４つの空気入口１から入り込む。この空気が入口プレ
ナム２を介して低温空気下降部３に通され、その後コン
クリート・サイロ５の底に達するが、そこで向きを変え
て、高温空気上昇部６に入る。この高温空気が出口プレ
ナム８を介して地表より上方の４つの空気出口９に通さ
れる。集熱円筒体４の外表面は熱絶縁物（図に示してな
い）で覆われていて、集熱円筒体４からサイロ５への熱
伝達並びに低温空気下降部３内の下向きの流れの空気へ
の熱伝達を低減する。下降部内の比較的低温の空気と上
昇部内の比較的高温の空気との間の温度差が大きければ
大きい程、受動的に、例えば、モータ駆動のポンプを使
わずに、空冷の駆動力となる自然循環の度合いが一層大
きくなる。
よって上昇部６内の空気が加熱されることにより、装置
内に自然通風が誘起され、大気中の空気が地表より上方
の４つの空気入口１から入り込む。この空気が入口プレ
ナム２を介して低温空気下降部３に通され、その後コン
クリート・サイロ５の底に達するが、そこで向きを変え
て、高温空気上昇部６に入る。この高温空気が出口プレ
ナム８を介して地表より上方の４つの空気出口９に通さ
れる。集熱円筒体４の外表面は熱絶縁物（図に示してな
い）で覆われていて、集熱円筒体４からサイロ５への熱
伝達並びに低温空気下降部３内の下向きの流れの空気へ
の熱伝達を低減する。下降部内の比較的低温の空気と上
昇部内の比較的高温の空気との間の温度差が大きければ
大きい程、受動的に、例えば、モータ駆動のポンプを使
わずに、空冷の駆動力となる自然循環の度合いが一層大
きくなる。
【０００８】ＲＶＡＣＳの全体的な熱除去率は、温度と
共に増加し、且つ空気上昇部内における周囲の表面から
の対流による熱伝達により大きく左右される。従って、
これらの表面に於ける対流による熱伝達を増加するか、
或いは露出表面積を増加することが可能であれば、原子
炉集成体の任意の所定の温度でＲＶＡＣＳによって排除
される崩壊熱負荷は一層大きくなる。
共に増加し、且つ空気上昇部内における周囲の表面から
の対流による熱伝達により大きく左右される。従って、
これらの表面に於ける対流による熱伝達を増加するか、
或いは露出表面積を増加することが可能であれば、原子
炉集成体の任意の所定の温度でＲＶＡＣＳによって排除
される崩壊熱負荷は一層大きくなる。
【０００９】こう云う手段によってＲＶＡＣＳの性能を
高めるための２つの方法が、米国特許第５，０４３，１
３５号、発明の名称「液体金属冷却式原子炉の受動的冷
却方法とその装置」、及び米国特許第５，３３９，３４
０号、発明の名称「改良された原子炉空冷装置の性能を
達成する為の空気側熱伝達を高める方法」に記載されて
いる。
高めるための２つの方法が、米国特許第５，０４３，１
３５号、発明の名称「液体金属冷却式原子炉の受動的冷
却方法とその装置」、及び米国特許第５，３３９，３４
０号、発明の名称「改良された原子炉空冷装置の性能を
達成する為の空気側熱伝達を高める方法」に記載されて
いる。
【００１０】米国特許第５，０４３，１３５号には、空
気側の対流による熱伝達率が一層高くなる様な空気側熱
伝達表面調整方法が記載されている。これは、高温の鋼
壁の近くの熱境界層を乱す突起１０（図２参照）を配置
することによって、表面の粗さを作り出すものである。
米国特許第５，３３９，３４０号に記載された別の増強
方法は、米国特許第５，０４３，１３５号の空気側増強
方法と組合せて、空気流の中に別の孔あき集熱円筒体１
１（図２参照）を配置するものである。孔あき鋼円筒体
を使うことは、最適の空気側熱伝達が達成される様に、
孔の程度及び形を調節して選ぶことが出来る点で、独特
である。
気側の対流による熱伝達率が一層高くなる様な空気側熱
伝達表面調整方法が記載されている。これは、高温の鋼
壁の近くの熱境界層を乱す突起１０（図２参照）を配置
することによって、表面の粗さを作り出すものである。
米国特許第５，３３９，３４０号に記載された別の増強
方法は、米国特許第５，０４３，１３５号の空気側増強
方法と組合せて、空気流の中に別の孔あき集熱円筒体１
１（図２参照）を配置するものである。孔あき鋼円筒体
を使うことは、最適の空気側熱伝達が達成される様に、
孔の程度及び形を調節して選ぶことが出来る点で、独特
である。
【００１１】
【発明の目的】単独で使うことが出来るが、米国特許第
５，０４３，１３５号及び同第５，３３９，３４０号の
増強手段と組み合わせて使う時に一層効果的である様な
補助崩壊熱除去方式を提供することである。
５，０４３，１３５号及び同第５，３３９，３４０号の
増強手段と組み合わせて使う時に一層効果的である様な
補助崩壊熱除去方式を提供することである。
【００１２】
【発明の要約】本発明は、上に述べた従来の受動的空冷
装置の性能を高める改良方式である。本発明による崩壊
熱除去方式では、原子炉容器の外表面と格納容器の内表
面との間の不活性ガスで充填された環状空間領域から熱
を除去する。この熱除去方式は、ＲＶＡＣＳによる熱除
去とは別の方式である。本発明による方式は、不活性ガ
スで充填された空間と流体連通関係にある多数の冷却ダ
クトを追加して、不活性ガスを熱交換器に循環させる多
数の流路を作ることを特徴とする。不活性ガスの熱がこ
れらの熱交換器で取り去られ、これにより不活性ガスに
自然対流の流れが生じる。この自然対流の流れが、従来
の崩壊熱除去方式と共に作用して、自然対流による熱伝
達により原子炉容器から直接的に熱を吸収する。こうし
て得られる二重崩壊熱除去方式の全体的な受動的対流熱
伝達は増大する。これは、熱が自然対流によって原子炉
容器及び格納容器の両方の表面から直接的に除去される
からである。
装置の性能を高める改良方式である。本発明による崩壊
熱除去方式では、原子炉容器の外表面と格納容器の内表
面との間の不活性ガスで充填された環状空間領域から熱
を除去する。この熱除去方式は、ＲＶＡＣＳによる熱除
去とは別の方式である。本発明による方式は、不活性ガ
スで充填された空間と流体連通関係にある多数の冷却ダ
クトを追加して、不活性ガスを熱交換器に循環させる多
数の流路を作ることを特徴とする。不活性ガスの熱がこ
れらの熱交換器で取り去られ、これにより不活性ガスに
自然対流の流れが生じる。この自然対流の流れが、従来
の崩壊熱除去方式と共に作用して、自然対流による熱伝
達により原子炉容器から直接的に熱を吸収する。こうし
て得られる二重崩壊熱除去方式の全体的な受動的対流熱
伝達は増大する。これは、熱が自然対流によって原子炉
容器及び格納容器の両方の表面から直接的に除去される
からである。
【００１３】本発明の熱除去手段と共に、上に述べた従
来の方式を使うことにより、原子炉の設計での温度余裕
が改善される。この代わりに、他の設計の制約の範囲内
で、特定の容器の寸法に対して、炉心の寸法を大きくす
ることが出来る。これは、将来のＬＭＲ装置に対する一
層まとまりがよくて経済的な原子炉の設計に繋がる。更
に、この受動的冷却方式の考えは、将来の大寸法の原子
炉向けに改造することが出来よう。こう云う形式の受動
的熱除去方式は、これまで、達成し得る熱流が比較的低
かった為に、こう云う大寸法の原子炉用には十分とは云
えなかった。
来の方式を使うことにより、原子炉の設計での温度余裕
が改善される。この代わりに、他の設計の制約の範囲内
で、特定の容器の寸法に対して、炉心の寸法を大きくす
ることが出来る。これは、将来のＬＭＲ装置に対する一
層まとまりがよくて経済的な原子炉の設計に繋がる。更
に、この受動的冷却方式の考えは、将来の大寸法の原子
炉向けに改造することが出来よう。こう云う形式の受動
的熱除去方式は、これまで、達成し得る熱流が比較的低
かった為に、こう云う大寸法の原子炉用には十分とは云
えなかった。
【００１４】
【好ましい実施例の詳しい説明】米国特許第５，０４
３，１３５号及び同第５，３３９，３４０号に記載され
た増強法の焦点は、図２に詳しく示す様に、格納容器７
の外表面と集熱円筒体４の内表面との間にある空気上昇
部６の環状空間にあった。通常は、熱が対流によってこ
れらの表面から空気流へ伝達される。従来のＡＬＭＲの
設計では、こう云う滑らかな表面は、原子炉用に商業的
に利用し得るステンレス鋼に特有な粗さを持っている。
米国特許第５，０４３，１３５号の教示する所では、空
気の流れの方向に対して略垂直な方向に、例えば、格納
容器７の円筒体表面に沿って円周方向の向きに、表面突
起又は境界層トリップ１０を作ることにより、表面の粗
さを大きくしていた。
３，１３５号及び同第５，３３９，３４０号に記載され
た増強法の焦点は、図２に詳しく示す様に、格納容器７
の外表面と集熱円筒体４の内表面との間にある空気上昇
部６の環状空間にあった。通常は、熱が対流によってこ
れらの表面から空気流へ伝達される。従来のＡＬＭＲの
設計では、こう云う滑らかな表面は、原子炉用に商業的
に利用し得るステンレス鋼に特有な粗さを持っている。
米国特許第５，０４３，１３５号の教示する所では、空
気の流れの方向に対して略垂直な方向に、例えば、格納
容器７の円筒体表面に沿って円周方向の向きに、表面突
起又は境界層トリップ１０を作ることにより、表面の粗
さを大きくしていた。
【００１５】米国特許第５，３３９，３４０号の増強法
は、高温空気上昇部６内に、図２に示す様な多数の開口
又は孔１２を持つ孔あき集熱円筒体１１を配置するもの
である。孔１２は任意の形であってよいが、製造上の観
点からすれば、円形が最も経済的であろう。穿孔の程
度、即ち、孔あき集熱円筒体の全表面積に対する開口の
合計面積は変数であって、最適の熱的な性能が得られる
様に選ぶことが出来る。孔１２の目的は、格納容器７か
ら出て来る熱放射による熱流の一部分が、集熱円筒体４
に達して、それによって吸収される様にすることであ
る。放射熱流の残りが、孔あき集熱円筒体１１によって
吸収される。この為、集熱円筒体４及び孔あき集熱円筒
体１１の両方の表面が、放射による熱伝達により熱を受
取る。夫々が受取る割合は、孔あき集熱円筒体１１に対
して選ばれる穿孔の程度によって制御することが出来
る。この穿孔の程度は、高温空気上昇部６に於ける全て
の熱伝達表面からの最大の全体的な対流による熱伝達を
達成する様な最適化の研究に基づいて定められる。空気
（ヒートシンク）に対する対流による伝熱率は、鋼表面
と空気との間の温度差並びに対流伝熱係数に関係し、孔
あき集熱円筒体１１によって作られた個々の流路、即ち
内側流路１３及び外側流路１４に於ける空気の流速に関
係する。全体的な最適化過程は、内側及び外側の流路の
間で所望の空気流の分配を達成する様に、格納容器７及
び集熱円筒体４の隣接する壁に対して、孔あき集熱円筒
体１１を適正に位置ぎめすることを考慮に入れなければ
ならない。孔あき集熱円筒体１１の相対的な位置ぎめ
は、境界層トリップ１０（熱伝達装置に設けられている
場合）の形にも関係する。
は、高温空気上昇部６内に、図２に示す様な多数の開口
又は孔１２を持つ孔あき集熱円筒体１１を配置するもの
である。孔１２は任意の形であってよいが、製造上の観
点からすれば、円形が最も経済的であろう。穿孔の程
度、即ち、孔あき集熱円筒体の全表面積に対する開口の
合計面積は変数であって、最適の熱的な性能が得られる
様に選ぶことが出来る。孔１２の目的は、格納容器７か
ら出て来る熱放射による熱流の一部分が、集熱円筒体４
に達して、それによって吸収される様にすることであ
る。放射熱流の残りが、孔あき集熱円筒体１１によって
吸収される。この為、集熱円筒体４及び孔あき集熱円筒
体１１の両方の表面が、放射による熱伝達により熱を受
取る。夫々が受取る割合は、孔あき集熱円筒体１１に対
して選ばれる穿孔の程度によって制御することが出来
る。この穿孔の程度は、高温空気上昇部６に於ける全て
の熱伝達表面からの最大の全体的な対流による熱伝達を
達成する様な最適化の研究に基づいて定められる。空気
（ヒートシンク）に対する対流による伝熱率は、鋼表面
と空気との間の温度差並びに対流伝熱係数に関係し、孔
あき集熱円筒体１１によって作られた個々の流路、即ち
内側流路１３及び外側流路１４に於ける空気の流速に関
係する。全体的な最適化過程は、内側及び外側の流路の
間で所望の空気流の分配を達成する様に、格納容器７及
び集熱円筒体４の隣接する壁に対して、孔あき集熱円筒
体１１を適正に位置ぎめすることを考慮に入れなければ
ならない。孔あき集熱円筒体１１の相対的な位置ぎめ
は、境界層トリップ１０（熱伝達装置に設けられている
場合）の形にも関係する。
【００１６】米国特許第５，０４３，１３５号及び同第
５，３３９，３４０号の空気側のＲＶＡＣＳ増強法の特
徴を現在の設計に含める場合、原子炉容器１５と格納容
器７の間の不活性ガスを充填したすき間空間１６に於け
る伝熱抵抗が決め手になる。このすき間空間に於ける殆
ど全ての熱伝達は熱放射によるものであるから、ＲＶＡ
ＣＳの全体的な熱排除能力が幾らかでも改善されるとす
れば、それは容器の表面の熱放射率を改善することによ
って達成されよう。しかし、これらの表面は既に注意深
く調製された酸化物層を適用することによって熱放射率
を高める様にしてあるので、これらの表面の熱放射率を
これ以上目立って増加することは出来ない。従って、受
動的熱除去能力を更に改善するには、他の手段を採用し
なければならない。
５，３３９，３４０号の空気側のＲＶＡＣＳ増強法の特
徴を現在の設計に含める場合、原子炉容器１５と格納容
器７の間の不活性ガスを充填したすき間空間１６に於け
る伝熱抵抗が決め手になる。このすき間空間に於ける殆
ど全ての熱伝達は熱放射によるものであるから、ＲＶＡ
ＣＳの全体的な熱排除能力が幾らかでも改善されるとす
れば、それは容器の表面の熱放射率を改善することによ
って達成されよう。しかし、これらの表面は既に注意深
く調製された酸化物層を適用することによって熱放射率
を高める様にしてあるので、これらの表面の熱放射率を
これ以上目立って増加することは出来ない。従って、受
動的熱除去能力を更に改善するには、他の手段を採用し
なければならない。
【００１７】本発明では、すき間空間１６内の不活性ガ
スから直接的に熱を除去して、すき間空間に有意の自然
対流の流れを誘起する手段を導入することによって、Ａ
ＬＭＲに於ける受動的熱除去能力の増強を図る。すき間
空間１６の流速が増加することにより、原子炉容器１５
と格納容器７との間の対流による熱伝達が一層高くな
る。更に、後で説明する様に、この結果として通風ヘッ
ド（ｄｒａｆｔ ｈｅａｄ）が一層大きくなると共にそ
れに関連してＲＶＡＣＳの空気流が増加するので、ＲＶ
ＡＣＳの性能が間接的に高まる。この為、本発明の複合
又は二重ＲＶＡＣＳの全体的な性能が高まる。高まる程
度は、不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器に対する
投資の程度に大いに左右される。
スから直接的に熱を除去して、すき間空間に有意の自然
対流の流れを誘起する手段を導入することによって、Ａ
ＬＭＲに於ける受動的熱除去能力の増強を図る。すき間
空間１６の流速が増加することにより、原子炉容器１５
と格納容器７との間の対流による熱伝達が一層高くな
る。更に、後で説明する様に、この結果として通風ヘッ
ド（ｄｒａｆｔ ｈｅａｄ）が一層大きくなると共にそ
れに関連してＲＶＡＣＳの空気流が増加するので、ＲＶ
ＡＣＳの性能が間接的に高まる。この為、本発明の複合
又は二重ＲＶＡＣＳの全体的な性能が高まる。高まる程
度は、不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器に対する
投資の程度に大いに左右される。
【００１８】本発明の好ましい実施例による熱除去手段
の構成と動作を図３乃至６を参照して説明する。本発明
では、図３及び５に示す様に、４つの不活性ガス入口ダ
クト２１が出口プレナムの中に水平に伸びていて、格納
容器７の壁に取付けられている。入口ダクト２１は、４
つの入口開口２２（図５参照）を介して、不活性ガスで
充填されたすき間空間１６（図２参照）と流れが連通し
ている。同様に、４つの不活性ガス出口ダクト２３も、
入口ダクト２１と略同じ高さの所で、格納容器に取付け
られていて、４つの出口開口２４を介して不活性ガスで
充填されたすき間空間１６と連通している。図５に一番
よく示されている様に、各々の出口開口は、対応する入
口開口２２から略９０°の角度位置に配置されている。
原子炉集成体の各象限には１つの入口開口２２及び１つ
の出口開口２４がある。更に、燃料補給用外被２８内に
配置された４つのＲＶＡＣＳ煙突又は立て管２７の全長
に沿ってそれらに隣接する様に配置した４つの垂直な不
活性ガス上昇ダクト２５が設けられている。各々の不活
性ガス上昇ダクト２５はその下端で、図３に示す様に、
４つの不活性ガス出口ダクト２３の内の対応する１つと
流れが連通しており、図４に示す様に、熱絶縁物２６に
よって覆われている。更に、各々の上昇ダクト２５がそ
の上端では、水平方向に関連するＲＶＡＣＳ立て管２７
の壁を通抜けて、ＲＶＡＣＳの入口ダクト２９に入り込
み、図３及び５に示す様に、長方形のＲＶＡＣＳ出口ダ
クト３０の一方の長辺と合体する。
の構成と動作を図３乃至６を参照して説明する。本発明
では、図３及び５に示す様に、４つの不活性ガス入口ダ
クト２１が出口プレナムの中に水平に伸びていて、格納
容器７の壁に取付けられている。入口ダクト２１は、４
つの入口開口２２（図５参照）を介して、不活性ガスで
充填されたすき間空間１６（図２参照）と流れが連通し
ている。同様に、４つの不活性ガス出口ダクト２３も、
入口ダクト２１と略同じ高さの所で、格納容器に取付け
られていて、４つの出口開口２４を介して不活性ガスで
充填されたすき間空間１６と連通している。図５に一番
よく示されている様に、各々の出口開口は、対応する入
口開口２２から略９０°の角度位置に配置されている。
原子炉集成体の各象限には１つの入口開口２２及び１つ
の出口開口２４がある。更に、燃料補給用外被２８内に
配置された４つのＲＶＡＣＳ煙突又は立て管２７の全長
に沿ってそれらに隣接する様に配置した４つの垂直な不
活性ガス上昇ダクト２５が設けられている。各々の不活
性ガス上昇ダクト２５はその下端で、図３に示す様に、
４つの不活性ガス出口ダクト２３の内の対応する１つと
流れが連通しており、図４に示す様に、熱絶縁物２６に
よって覆われている。更に、各々の上昇ダクト２５がそ
の上端では、水平方向に関連するＲＶＡＣＳ立て管２７
の壁を通抜けて、ＲＶＡＣＳの入口ダクト２９に入り込
み、図３及び５に示す様に、長方形のＲＶＡＣＳ出口ダ
クト３０の一方の長辺と合体する。
【００１９】不活性ガス下降ダクト３１が、図４に示す
様に、ＲＶＡＣＳ出口ダクト３０の１つの長辺（これは
この時、不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器３２と
して作用する）と、ＲＶＡＣＳ入口ダクト２９の内の、
熱交換器３２に隣接していてそれと向かい合った長辺の
壁部分と、ＲＶＡＣＳ出口ダクトの２つの短辺の壁から
それぞれ伸びてＲＶＡＣＳ入口ダクト２９の壁と合体す
る側壁３３とによって形成される。各々の下降ダクト３
１は、関連するＲＶＡＣＳ立て管２７の全長に沿って伸
びる。各々の下降ダクト３１の下端は、図３に示す様
に、関連する不活性ガス入口ダクト２１と流れが連通す
る。こゝで説明した好ましい実施例の不活性ガス−ＲＶ
ＡＣＳ空気間熱交換器３２は、構造的な観点から受入れ
られるものであれば、この他にも考えられる非常に多数
の種々の設計の内の１つに過ぎないものである。しか
し、こゝに示した好ましい実施例は、本発明の不活性ガ
ス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器を普通のプラントに導入
するのに必要とする変更を最小限にする点で、最善の形
式であると考えられる。
様に、ＲＶＡＣＳ出口ダクト３０の１つの長辺（これは
この時、不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器３２と
して作用する）と、ＲＶＡＣＳ入口ダクト２９の内の、
熱交換器３２に隣接していてそれと向かい合った長辺の
壁部分と、ＲＶＡＣＳ出口ダクトの２つの短辺の壁から
それぞれ伸びてＲＶＡＣＳ入口ダクト２９の壁と合体す
る側壁３３とによって形成される。各々の下降ダクト３
１は、関連するＲＶＡＣＳ立て管２７の全長に沿って伸
びる。各々の下降ダクト３１の下端は、図３に示す様
に、関連する不活性ガス入口ダクト２１と流れが連通す
る。こゝで説明した好ましい実施例の不活性ガス−ＲＶ
ＡＣＳ空気間熱交換器３２は、構造的な観点から受入れ
られるものであれば、この他にも考えられる非常に多数
の種々の設計の内の１つに過ぎないものである。しか
し、こゝに示した好ましい実施例は、本発明の不活性ガ
ス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器を普通のプラントに導入
するのに必要とする変更を最小限にする点で、最善の形
式であると考えられる。
【００２０】本発明では、図５及び６に示す様に、従来
の原子炉集成体の設計に対して変更を施す。４つの流れ
じゃま板３４を、円周に沿って９０°の間隔で、不活性
ガスで充填されたすき間空間１６内に配置する。これら
のじゃま板は、原子炉容器１５及び格納容器７の頂部の
近くから、これらの容器の円筒体部分の底近くまで伸び
る。この為、これらの流れじゃま板は４つの象限を限定
し、その内の２つが下向き流れ区域３５、そして他の２
つが上向き流れ区域３６と呼ばれる。下向き流れ区域３
５は、入口開口２２に対応する円周方向の位置に配置さ
れており、上向き流れ区域３６は、出口開口２４に対応
する円周方向の位置に配置される。図５で、下向き流れ
区域３５が、２組の電磁ポンプ３７の半径方向外側に配
置されているのに対し、上向き流れ区域３６は、中間熱
交換器３８の半径方向外側に配置されていることに注意
されたい（ポンプ３７及び熱交換器３８は、例えば米国
特許第４，８８２，５１４号に記載された様な普通の部
品である）。この様な配置にする理由は、中間熱交換器
３８の外側にある原子炉容器２５の領域が通常は電磁ポ
ンプ３７の外側の領域よりも一層高温であり、このた
め、図６に示す様に、各々のじゃま板の底の周りでの不
活性ガスの流れパターンを促進する傾向を持つからであ
る。
の原子炉集成体の設計に対して変更を施す。４つの流れ
じゃま板３４を、円周に沿って９０°の間隔で、不活性
ガスで充填されたすき間空間１６内に配置する。これら
のじゃま板は、原子炉容器１５及び格納容器７の頂部の
近くから、これらの容器の円筒体部分の底近くまで伸び
る。この為、これらの流れじゃま板は４つの象限を限定
し、その内の２つが下向き流れ区域３５、そして他の２
つが上向き流れ区域３６と呼ばれる。下向き流れ区域３
５は、入口開口２２に対応する円周方向の位置に配置さ
れており、上向き流れ区域３６は、出口開口２４に対応
する円周方向の位置に配置される。図５で、下向き流れ
区域３５が、２組の電磁ポンプ３７の半径方向外側に配
置されているのに対し、上向き流れ区域３６は、中間熱
交換器３８の半径方向外側に配置されていることに注意
されたい（ポンプ３７及び熱交換器３８は、例えば米国
特許第４，８８２，５１４号に記載された様な普通の部
品である）。この様な配置にする理由は、中間熱交換器
３８の外側にある原子炉容器２５の領域が通常は電磁ポ
ンプ３７の外側の領域よりも一層高温であり、このた
め、図６に示す様に、各々のじゃま板の底の周りでの不
活性ガスの流れパターンを促進する傾向を持つからであ
る。
【００２１】本発明の熱除去手段の動作の際、２つの上
向き流れ区域３６にある不活性ガスは、これらの区域で
は容器の表面温度が一層高いことにより上昇する。その
後、不活性ガスは４つの出口開口２４を通って、４つの
不活性ガス出口ダクト２３に入り、その後４つの不活性
ガス上昇ダクト２５に入る。各々の不活性ガス上昇ダク
トが、図３及び４に示す様に、４つのＲＶＡＣＳ立て管
２７の対応する１つに隣接して配置されている。そこか
ら、高温の不活性ガスが４つの不活性ガス下降ダクト３
１に通されて、そこで不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱
交換器３２によって冷却される。冷却された不活性ガス
は、この後、４つの不活性ガス入口ダクト２１、４つの
入口開口２２及び２つの下向き流れ区域３５を順に通
る。冷却された不活性ガスは、それが下向きに進むにつ
れて加熱されるが、その為に発生する上向きの浮力は、
高い所にある不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器３
２内で発生されたずっと大きな正の圧力ヘッドによって
抑えられる。不活性ガスが、図６に示す様に、流れじゃ
ま板３４の末端より下方の開放空間内で、原子炉集成体
の底の近くで横方向に流れ、その後２つの上向き流れ区
域３６に入る。不活性ガスは、上向き流れ区域の中を上
向きに流れるにつれて更に加熱され、この後、不活性ガ
スの流路全体を再び流れて、これを繰り返す。
向き流れ区域３６にある不活性ガスは、これらの区域で
は容器の表面温度が一層高いことにより上昇する。その
後、不活性ガスは４つの出口開口２４を通って、４つの
不活性ガス出口ダクト２３に入り、その後４つの不活性
ガス上昇ダクト２５に入る。各々の不活性ガス上昇ダク
トが、図３及び４に示す様に、４つのＲＶＡＣＳ立て管
２７の対応する１つに隣接して配置されている。そこか
ら、高温の不活性ガスが４つの不活性ガス下降ダクト３
１に通されて、そこで不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱
交換器３２によって冷却される。冷却された不活性ガス
は、この後、４つの不活性ガス入口ダクト２１、４つの
入口開口２２及び２つの下向き流れ区域３５を順に通
る。冷却された不活性ガスは、それが下向きに進むにつ
れて加熱されるが、その為に発生する上向きの浮力は、
高い所にある不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器３
２内で発生されたずっと大きな正の圧力ヘッドによって
抑えられる。不活性ガスが、図６に示す様に、流れじゃ
ま板３４の末端より下方の開放空間内で、原子炉集成体
の底の近くで横方向に流れ、その後２つの上向き流れ区
域３６に入る。不活性ガスは、上向き流れ区域の中を上
向きに流れるにつれて更に加熱され、この後、不活性ガ
スの流路全体を再び流れて、これを繰り返す。
【００２２】二重ＲＶＡＣＳの動作は、相異なる３通り
に、崩壊熱除去能力を高める。第１に、熱が原子炉容器
の外表面から循環する不活性ガスによって直接的に除去
されて、各々の不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器
３２でＲＶＡＣＳの出口空気３９に伝達される。ＲＶＡ
ＣＳの性能の改善に対するこれの寄与は、これまでの所
最大であって、熱交換器の表面積（Ａ）が大きい時、全
体の９０％にもなると思われる。第２に、熱が不活性ガ
スで充填されたすき間空間１６内に生じた強力な自然対
流の流れによって格納容器７に伝達され、この熱が次に
普通のＲＶＡＣＳ空気流に伝達される。最後に、熱が不
活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器３２でＲＶＡＣＳ
の出口空気３９に加わり、それが自然循環の圧力ヘッド
並びにＲＶＡＣＳの流量を高め、こうして空気側の伝熱
係数並びに表面と空気の温度差を増加するので、ＲＶＡ
ＣＳの空気流量並びにその性能が高まる。
に、崩壊熱除去能力を高める。第１に、熱が原子炉容器
の外表面から循環する不活性ガスによって直接的に除去
されて、各々の不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器
３２でＲＶＡＣＳの出口空気３９に伝達される。ＲＶＡ
ＣＳの性能の改善に対するこれの寄与は、これまでの所
最大であって、熱交換器の表面積（Ａ）が大きい時、全
体の９０％にもなると思われる。第２に、熱が不活性ガ
スで充填されたすき間空間１６内に生じた強力な自然対
流の流れによって格納容器７に伝達され、この熱が次に
普通のＲＶＡＣＳ空気流に伝達される。最後に、熱が不
活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器３２でＲＶＡＣＳ
の出口空気３９に加わり、それが自然循環の圧力ヘッド
並びにＲＶＡＣＳの流量を高め、こうして空気側の伝熱
係数並びに表面と空気の温度差を増加するので、ＲＶＡ
ＣＳの空気流量並びにその性能が高まる。
【００２３】米国特許第５，０４３，１３５号及び同第
５，３３９，３４０号に記載された増強法を利用した二
重ＲＶＡＣＳの場合について特定の予備的な分析を行っ
たところ、ＵＡ積パラメータ値（ＵＡは、熱交換器の全
体的な伝熱係数Ｕと熱交換器の表面積Ａの積である）
に、図３及び５に示す様な不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気
間熱交換器としてＲＶＡＣＳ空気出口ダクト３０の１つ
の長辺を利用することに対応する３３２０Ｂｔｕ／時・
°Ｆの値を使うと、二重ＲＶＡＣＳの全体的な性能が約
１３％増加した。ＲＶＡＣＳの温度余裕を下げずに可能
である対応する原子炉炉心出力は、約９５０ＭＷt であ
り、これは４ミル／ｋＷｈの母線コストの正味減少値に
対応すると推定される。熱交換器の表面積を単に一層大
きくすることにより、更に増加することも可能である。
本発明者の検討したこの他の分析では、ＲＶＡＣＳ空気
出口ダクトの全部を不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交
換器の面積として使うと、本発明の二重ＲＶＡＣＳによ
り、炉心出力は８４０から９８５ＭＷt へ増加する（即
ち、１７．５％の増加）ことが出来、この結果母線コス
トの推定減少値は５ミル／ｋＷｈになる。この様な出力
の増加は、現在のＡＬＭＲに存在し得るこの他の設計の
制約に見合っていなければならない。しかし、この様な
出力増加を実現することが出来れば、発電コストのかな
りの正味の減少を実現することが出来る。
５，３３９，３４０号に記載された増強法を利用した二
重ＲＶＡＣＳの場合について特定の予備的な分析を行っ
たところ、ＵＡ積パラメータ値（ＵＡは、熱交換器の全
体的な伝熱係数Ｕと熱交換器の表面積Ａの積である）
に、図３及び５に示す様な不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気
間熱交換器としてＲＶＡＣＳ空気出口ダクト３０の１つ
の長辺を利用することに対応する３３２０Ｂｔｕ／時・
°Ｆの値を使うと、二重ＲＶＡＣＳの全体的な性能が約
１３％増加した。ＲＶＡＣＳの温度余裕を下げずに可能
である対応する原子炉炉心出力は、約９５０ＭＷt であ
り、これは４ミル／ｋＷｈの母線コストの正味減少値に
対応すると推定される。熱交換器の表面積を単に一層大
きくすることにより、更に増加することも可能である。
本発明者の検討したこの他の分析では、ＲＶＡＣＳ空気
出口ダクトの全部を不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交
換器の面積として使うと、本発明の二重ＲＶＡＣＳによ
り、炉心出力は８４０から９８５ＭＷt へ増加する（即
ち、１７．５％の増加）ことが出来、この結果母線コス
トの推定減少値は５ミル／ｋＷｈになる。この様な出力
の増加は、現在のＡＬＭＲに存在し得るこの他の設計の
制約に見合っていなければならない。しかし、この様な
出力増加を実現することが出来れば、発電コストのかな
りの正味の減少を実現することが出来る。
【００２４】従って、本発明の基本的な考えは、循環す
る不活性ガスにより、原子炉容器の外表面から熱を直接
的に除去することである。加熱された不活性ガスは、熱
交換器を通る多重流路を循環し、これらの熱交換器によ
り不活性ガスからの熱を取り去る。こうして冷却された
不活性ガスは、自然循環によって、原子炉容器と格納容
器との間の環状の空間へ戻る。この考えは、以上説明し
た好ましい実施例によって示されている。しかし、この
新規な考えは、本発明の範囲を逸脱せずに、兼ね合い並
びに熱的な性能の詳細な評価に従って、変更することが
出来る。更に、ＡＬＭＲに於ける受動的空冷技術の分野
の当業者であれば、こゝに説明した方法及び装置の日常
的な色々な変更が容易に考えられよう。例えば、熱交換
器は、ＲＶＡＣＳ空冷装置の一部分ではない大気中の空
気に熱を直接的に排除する様に構成してもよい。この様
な全ての変更は、特許請求の範囲に含まれることを承知
されたい。
る不活性ガスにより、原子炉容器の外表面から熱を直接
的に除去することである。加熱された不活性ガスは、熱
交換器を通る多重流路を循環し、これらの熱交換器によ
り不活性ガスからの熱を取り去る。こうして冷却された
不活性ガスは、自然循環によって、原子炉容器と格納容
器との間の環状の空間へ戻る。この考えは、以上説明し
た好ましい実施例によって示されている。しかし、この
新規な考えは、本発明の範囲を逸脱せずに、兼ね合い並
びに熱的な性能の詳細な評価に従って、変更することが
出来る。更に、ＡＬＭＲに於ける受動的空冷技術の分野
の当業者であれば、こゝに説明した方法及び装置の日常
的な色々な変更が容易に考えられよう。例えば、熱交換
器は、ＲＶＡＣＳ空冷装置の一部分ではない大気中の空
気に熱を直接的に排除する様に構成してもよい。この様
な全ての変更は、特許請求の範囲に含まれることを承知
されたい。
【図１】従来の液体金属冷却式原子炉の断面図で、原子
炉容器補助冷却装置を示す。
炉容器補助冷却装置を示す。
【図２】図１に示した原子炉の一部分を詳しく示す部分
的な方位方向の断面図。
的な方位方向の断面図。
【図３】本発明の好ましい実施例による液体金属冷却式
原子炉の断面図。
原子炉の断面図。
【図４】不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器を含む
様に本発明によって変更された１つのＲＶＡＣＳ立て管
を示す横断面図。
様に本発明によって変更された１つのＲＶＡＣＳ立て管
を示す横断面図。
【図５】ＲＶＡＣＳ出口プレナム又はその近くでの横断
面図で、原子炉集成体の断面を示すと共に、図３に示し
た原子炉の格納容器に取付けられるダクトを示す。
面図で、原子炉集成体の断面を示すと共に、図３に示し
た原子炉の格納容器に取付けられるダクトを示す。
【図６】原子炉容器と格納容器との間の不活性ガスで充
填された環状のすき間空間に配置された複数個の流れじ
ゃま板の内の１つの周りに於ける不活性ガスの流れを示
す断面図。
填された環状のすき間空間に配置された複数個の流れじ
ゃま板の内の１つの周りに於ける不活性ガスの流れを示
す断面図。
１ 空気入口 ３ 低温空気下降部 ４ 集熱円筒体 ５ サイロ ６ 高温空気上昇部 ７ 格納容器 ９ 空気出口 １１ 孔つき集熱円筒体 １５ 原子炉容器 １６ すき間空間 ２１ 不活性ガス入口ダクト ２３ 不活性ガス出口ダクト ２５ 不活性ガス上昇ダクト ２７ 立て管 ２９ ＲＶＡＣＳ（原子炉容器補助冷却装置）入口ダク
ト ３０ ＲＶＡＣＳ出口ダクト ３１ 不活性ガス下降ダクト ３２ 不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器 ３４ 流れじゃま板
ト ３０ ＲＶＡＣＳ出口ダクト ３１ 不活性ガス下降ダクト ３２ 不活性ガス−ＲＶＡＣＳ空気間熱交換器 ３４ 流れじゃま板
Claims (10)
- 【請求項１】 格納容器と、前記格納容器によって囲ま
れて前記格納容器との間に不活性ガスで充填されたすき
間空間を形成する原子炉容器と、前記原子炉容器の内側
に配置された核燃料炉心と、前記格納容器との間に空間
をおいて前記格納容器を取り囲んでいる集熱円筒体と、
前記集熱円筒体を取り囲むサイロと、前記原子炉の外部
の大気中の空気と流れが連通する空気入口手段及び空気
出口手段と、前記空気入口手段及び空気出口手段と流れ
が連通する第１のガス循環流路手段を持つ第１の原子炉
容器補助冷却装置とを有し、前記第１のガス循環流路手
が受動的な空気冷却によって熱を除去するために前記格
納容器と前記サイロとの間を下向きに伸びいる液体金属
冷却式原子炉であって、 更に、不活性ガスで充填された前記すき間空間と流れが
連通する不活性ガス入口手段及び不活性ガス出口手段
と、該不活性ガス入口手段及び不活性ガス出口手段と流
れが連通すると共に前記格納容器の外側に伸びる第２の
ガス循環流路手段とを持つ第２の原子炉容器補助冷却装
置を有し、前記第２のガス循環流路手段が前記第１のガ
ス循環流路手段の第１の部分と熱交換関係にある第１の
部分を含み、前記不活性ガスから前記大気中の空気との
熱交換によって熱を取り去ることを特徴とする液体金属
冷却式原子炉。 - 【請求項２】 前記第２のガス循環流路手段の前記第１
の部分は第１の垂直ダクトを持ち、前記第１のガス循環
流路手段の前記第１の部分は第２の垂直ダクトを持ち、
前記第１及び第２の垂直ダクトが共通の熱伝導壁を有す
る請求項１記載の液体金属冷却式原子炉。 - 【請求項３】 更に、不活性ガスで充填された前記すき
間空間内にじゃま板手段を有し、該じゃま板手段は前記
すき間空間の最高の高さから前記すき間空間の最低の高
さより上方の終端まで伸びており、不活性ガスが前記じ
ゃま板手段の前記終端の下方を通って、前記不活性ガス
入口手段から不活性ガス出口手段へ流れる請求項１記載
の液体金属冷却式原子炉。 - 【請求項４】 格納容器と、前記格納容器との間に不活
性ガスで充填されたすき間空間を形成するように前記格
納容器によって囲まれた原子炉容器と、前記原子炉容器
の内側に配置された核燃料炉心と、原子炉の外部の大気
中の空気と流れが連通する空気循環流路手段と、不活性
ガスで充填された前記すき間空間と流れが連通する不活
性ガス入口手段及び不活性ガス出口手段と、前記格納容
器の外側にあって、前記不活性ガス入口手段及び不活性
ガス出口手段と流れが連通している不活性ガス循環流路
手段とを有し、該不活性ガス循環流路手段が前記空気循
環流路手段の第１の部分と熱交換関係にある第１の部分
を含み、前記不活性ガスから大気中の空気との熱交換に
よって熱を除去することを特徴とする液体金属冷却式原
子炉。 - 【請求項５】 前記空気循環流路手段が、前記格納容器
の外面と熱交換関係にある第２の部分を含む請求項４記
載の液体金属冷却式原子炉。 - 【請求項６】 前記不活性ガス循環流路手段の前記第１
の部分及び前記空気循環流路手段の前記第１の部分が共
通の熱伝導壁によって隔てられている請求項４記載の液
体金属冷却式原子炉。 - 【請求項７】 原子炉容器が格納容器によって囲まれて
両者間に流体で充填されたすき間空間が形成されている
液体金属冷却式原子炉で、該原子炉から熱を除去する装
置に於て、 前記流体で充填されたすき間空間と流れが連通する流体
出口手段と、 前記流体で充填されたすき間空間と流れが連通する流体
入口手段と、 前記格納容器の外部にあって、１端が前記流体出口手段
と流れが連通すると共に別の端が前記流体入口手段と流
れが連通している流体循環流路手段と、 原子炉の外部の大気中の空気と流れが連通する空気循環
流路手段であって、前記格納容器と熱交換関係にある第
１の部分、及び前記流体循環流路手段と熱交換関係にあ
る第２の部分を持ち、この該空気循環流路手段における
大気中の空気との熱交換によって、熱が前記流体循環流
路手段内の流体から並びに前記格納容器から除去される
ようにした空気循環流路手段とを有することを特徴とす
る熱除去装置。 - 【請求項８】 前記流体循環流路手段及び空気循環流路
手段が熱伝導材料で作られた共通の境界を有する請求項
７記載の熱除去装置。 - 【請求項９】 前記流体循環流路手段が、前記流体出口
手段と流れが連通する第１の垂直ダクト、前記流体入口
手段と流れが連通する第２の垂直ダクト、及び１端が前
記第１の垂直ダクトと流れが連通し、別の端が前記第２
の垂直ダクトと流れが連通する流れ反転ダクトを持ち、
前記空気循環流路手段が第３の垂直ダクトを持ち、前記
第２及び第３の垂直ダクトが共通の熱伝導壁を有する請
求項７記載の熱除去装置。 - 【請求項１０】 原子炉容器と格納容器との間に環状の
空間を有する原子炉を冷却する方法に於て、 前記環状の空間を不活性ガスで充填し、 前記環状の空間と熱交換器との間で不活性ガスを循環さ
せて、該熱交換器により不活性ガスから大気中の空気へ
熱を伝導する段階を含む冷却方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/293,868 US5499277A (en) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | Method and apparatus for enhancing reactor air-cooling system performance |
| US293868 | 1994-08-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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