JPS5852594A - 高速増殖炉用炉心上部機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体金属冷却形高速増殖炉の炉心上部機構にお
ける制御棒上部案内管と整流筒支持板と＝　１− 整流筒支持板との接合部での定常熱応力を緩和した炉心
上部機構に関する。

液体金属冷却形高速増殖炉は軽水形原子炉に比較して比
熱出力が高く、冷却材に熱伝達特性が良好な液体金属と
して一般に金属ナトリウムが用いられている。

その高速増殖炉について第１図により説明する。

第１図はループ形高速増殖炉を概略的に示した断面図で
ある。

第１図において、符号１は原子炉容器を示しており、こ
の原子炉容器１の下部には冷却材を流入する入口ノズル
２が接続され、また側面には冷却材を流出する出口ノズ
ル３が接続されている。

また原子炉容器１内には炉心燃料集合体４と、この炉心
燃料集合体４の外側にブランケット燃料集合体５が設け
られており、さらにブランケット燃料集合体５の外側に
は反射体６が設けられる。

炉心燃料集合体４の間には制御棒７が挿入される。

炉心燃料集合体４とブランケット燃料集合体５とで構成
される炉心の下部には炉心支持構造物８が配置されると
ともに、炉心上部には炉心上部機構９が遮蔽プラグ１０
を貫通して配置される。

遮蔽プラグ１０は原子炉容器１の上端を閉塞するもので
あり、遮蔽プラグ１０の下面にはディップドブレート１
１　が吊り下げられるとともに熱遮蔽板１４　が設けら
れている。

なお、ディップドブレート１１　は冷却材の液面りの波
立ちを防止するためのものであり、また熱遮蔽板１４は
遮蔽プラグ１０への熱伝達を防止するものである。

図中、符号１２は入口ブレナム、１３は出口ブレナムで
ある。

ところで、冷却材は図示してない循環ポンプにより原子
炉容器１の入口ノズル２から入口ブレナム１２に流入し
、炉心支持構造物８によって該熱設計に基づいた冷却材
流量に流量配分され各燃料集合体４，５の発熱を冷却す
る。

炉心燃料集合体４１り流出した冷却材は炉心上部機構９
の下部を経て出口ブレナム１３に達し、出口ノズル３か
ら原子炉容器ｌ外に流出し一熱交換器にで冷却され、循
環ポンプにて−再び入口ノズル２から入口ブレナム１２
ニ流入する。

炉心上部機構９の下部は一第２図に示す如く。

整流筒１７　＋整流筒支持板］８、制御棒上部案内管１
６、計装フィンガ１５．熱遮蔽板１４等で構成されてい
る。整ｆＭ筒１７は整流筒支持板１８を介して溶接構造
で制御棒上部案内管１６に保持されている。

原子炉容器１内を循環する冷却材は比較的流量が多く炉
心燃料集合体４の入口では３００″Ｃ程度であり、出口
での温度は５００℃程度となる。

炉心の各燃料集合体４を流出した冷却材は整流筒１７の
周辺を通って熱遮蔽板１．４に達し流れる方向を変えて
出口ブレナム１３　Ｖｃ、放射状に流出する。

また制御棒７の冷却材は流出後、制御棒上部案内管１６
内に流入し、一部はフローホール１９カもｍｆ出して炉
心冷却材と合流して出口ブレナム１３［ｆｉ出し、一部
は上部液面付近のフローホールを経て出口ブレナム１３
に流出する。

第６図は第２図における炉心上部機構下部の制御棒上部
案内管１６を中心とした構成を概略的に拡大して示した
縦断面図、第４図は同じく整流筒支持板１８の位置での
横断面図を示している。

炉心上部機構下部の整流筒１７は炉心燃料集合体４に対
応した数が配置されており、整流筒１７は支持板１８を
介して制御棒上部案内管１６に溶接で接合されており、
整流筒１７　と支持板１８は制御棒上部案内管１６によ
って炉心上部機構の下部に保持される。

原子炉の運転中、炉心の各燃料集合体４から流出する冷
却材の温度は燃料集合体内の発熱を冷却するため５００
℃以上の温度となる。

一方、制御棒７からの冷却材は制御棒７での発熱が低い
ため流出する冷却材の温度は６５０℃程度と比較的低い
温度となる。

そして、炉心上部機構の下部において炉心燃料集合体４
を冷却した高温の冷却材は流出後、整流筒１７内および
支持板１８のフローオリフィス等を通過して熱遮蔽板１
４に達する。

また炉心燃料集合体４を流出した冷却材に対して比較的
温度の低い制御棒７からの冷却材は流出後、制御棒上部
案内管１６内に滑入し、一部は制御棒上部案内管１６の
フローオリフィスから炉心上部機構下部内に流出し、炉
心冷却材と合流して出口ブレナム１３　に流出する。

また、一部は制御棒上部案内管１６内を流れて液面り近
くまで達し、この位置でのフローオリフィスより出口プ
レナム１３　に流出する。

以上の様に流れる炉心冷却材と制御棒冷却材により支持
板１８の位置に於いて制御棒上部案内管１６内と整流筒
１７の内壁あるいは支持板１８のフローホール等の間に
炉心冷却材と制御棒冷却材の温度差に基づいて温度分布
を生じ、定常熱応力が発生する。

一般に高速増殖炉は、６０年の長期間にわたる耐用年数
が要求される。

このため制御棒７と炉心燃料集合体４がら流出する冷却
材の温度差に基づく支持板１８の制御棒上部案内管１６
内とその周辺に発生する定常熱応力の発生は、長期間の
使用を考慮した場合、構造強度上の問題となり、定常熱
応力の発生を緩和することが要望される。

本発明は上記要望を満足させるためになされｔもので、
構造強度上の問題点である整流筒支持板の熱応力の発生
を緩和させ健全性を高めた高速増殖炉用炉心上部機構を
提供することを目的とする。

すなわち、本発明は原子炉容器内に配置された炉心の上
方に位置して複数本の整流筒が支持板によって固定され
、これら整流筒間に前記支持板を貫通しかつその側面が
該支持板に接続した制御棒上部案内管が設けられ、該制
御棒上部案内管の内壁面には前記支持板の位置より上方
に突出した熱遮蔽筒が接続され、該熱遮蔽筒には前記支
持板の位置より下方に複数の流入孔が設けられてなるこ
とを特徴とする高速増殖炉用炉心上部機構である。

以下、第５図を参照しながら本発明に係る炉心上部機構
の一笑施例を説明する。

なお、第５図は本発明の要部のみを示しており、前述し
た従来例と同一部分は同一符号で示し、重複した部分の
説明を省略する。

すなわち−第５図において炉心上部機構の下部に配置さ
れろ複数本の整流筒１７は支持板１８を介して制御棒上
部案内管１６に接続されており、この制御棒上部案内管
１６Ｖｃより整流筒】７は保持されている。

制御棒上部案内管１６支持板１８より下部の位置に複数
の流入孔２１が設けられている。

また制御棒上部案内管１６の内壁面には熱遮蔽筒２２が
設けられている。

熱遮蔽筒２２の下端は、制御棒上部案内管１６に設けら
れた流入孔２１　より下部の位置に取付けられ制御棒７
かもの冷却材が制御棒上部案内管１６と熱遮蔽筒２２間
の間隙を流れないより下端が閉塞されている。

一方、熱遮蔽筒２２の上端は支持板１８の上面より高い
位置に延在する。

以上の如く構成された炉心上部機構に於いて、比較的温
度の低い制御棒７の冷却材は、制御棒７を流出後、制御
棒上部案内管１６に流入し、その管１６内を流れフロー
ホール１９から管１６の外側に流出する。

ｉｆ炉心燃料集合体４から流出した比較的高温の炉心冷
却材は、整流筒１７内を流れて第２図に示す熱遮蔽板１
４付近に達する流れと、整流筒ｌ７ｉｆｃは制御棒上部
案内管１６の外周を流れて整流筒支持板フローホール２
０を通って、熱遮蔽板１４に到る流れとなる。

上記した如く炉心燃料集合体４および制御棒７から流出
した冷却材が流れる炉心上部機構の下部に於いて、制御
棒上部案内管１６の外周は炉心冷却材が流れるが、この
比較的高温の炉心冷却材を、制御棒上部案内管１６に設
けた流入孔２０から制御棒上部案内管１６内に導き、制
御棒上部案内管１６と熱遮蔽筒２２との間隙を上部に向
って流れ、その上部において熱遮蔽筒２２を流出した後
、制御棒冷却材と混合し、制御棒上部案内管１６のフロ
ーホール１９から炉心上部機構の下部内に流出させる。

９− しかして−炉心燃料集合体４かも流出した冷却材を流入
孔２１　から制御棒上部案内管１６内に導き、制御棒上
部案内管１６の内壁に治って上方に流すことにより、制
御棒上部案内管１６の内壁周辺と、整流筒１７の内壁お
よび整流筒支持板フローホール等が、同じ炉心流出冷却
材の雰囲気となるため支持板１８　との温度差が減少し
従って熱応力の発生が緩和される。

本発明は以上した説明の如く制御棒上部案内管１６の下
部に流入孔２１　および熱遮蔽筒２２を設けて冷却材を
汗すことＶこより、炉心と制御棒冷却材の温度差に基づ
く炉心上部機構の下部に設けられた整流筒支持板での熱
応力の発生が緩和できイ）効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は高速増殖炉の炉容器内を一部側面で概略的に示
す断面図、第２図は第１図における炉心上部機構の下部
を部分的に拡大して示す断面図、第６図は第２図におけ
る制御棒上部案内管の周囲を拡大して示す縦断面図、第
４図は第３図における整流筒支持板を拡大して示す横断
面図、第５図は本発明に係る炉心上部機構の一実施例の
要部を示す縦断面図である。 １　・・原子炉容器 ２　・・・入口ノズル ３　・・・出口ノズル ４　・・・炉心燃料集合体 ５　・・・ブランケット燃料集合体 ６・・・反射体 ７・・・制御棒 ８　・・・炉心支持構造物 ９　・・炉心上部機構 １０　　・・・遮藪ブラダ １１　　・・・ディップドブレート １２　　・・・入口ブレナム 】３　・−・出口プレナム １４　　・・・熱遮蔽板 】５　・・・計装フィンガ １６　　・・・制御棒上部案内管 １７・・・整流筒 １８　　・・・整流筒支持板 】９　・・・フローホール ２０　　・・・整流筒支持板フローホール２１・・・流
入孔 ２２　・・・熱遮蔽筒 （７３１７）代理人弁理士　側近　憲佑（ほか１名） 第１図 第ｚ図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉容器内に配置された炉心の上方に位置して複
   数本の整流筒が支持板によって固定され、これら整流筒
   間に前記支持板を貫通しかつその側面が該支持板に接続
   した制御棒上部案内管が設けられ、該制御棒上部案内管
   の内壁面には前記支持板の位置より上方に実用した熱遮
   蔽筒が接続され、該熱遮蔽筒には前記支持板の位置より
   下方に複数の流入孔が設けられてなることを特徴とする
   高速増殖炉用炉心上部機構。 ２、整流筒内には計装フィンガが挿入されるとともに該
   整流筒の上端外側面が支持板に固定されてなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の高速増殖炉用炉心
   上部機構。