JPS59120888A - 冷却回路 - 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、一般的には、液体金搗によって冷却される高
速中性子片−子炉用の冷却回路に関するものである０詳
財すれば、本発明は高速中性子原子炉の二次回路に、な
らびに−次回路か原子炉容器の外ＴＵＢにループによっ
て（構成されるとき前記原子炉の一次回路に適用される
。

現在の技術状態において、高速中性子原子炉回路のすべ
ての構成要素（ポンプ、交ＩＷ！　Ｓｉ↑、安気発生器
等）は支持体上に固定方法で受納されそしてこれらの構
成要素全接読するノくイブに発生する膨張はこれらのパ
イプの膨張屈曲部によって補償される。しかしながら、
これらの膨張屈曲■５の存在は原子炉の液体金属回路を
形成するノ；イフ“の長さを著しく増大する。これは、
ボイラのコストの最も重要な要素の１つである液体金属
回路のコストを著しく増大するため、十分なものではな
いＯ高速中性子原子炉の回路をよりコンノくクトに製作
するために、加圧水型原子炉に使用される方法全検討す
ることもできる。かかる原子炉において、構成要素は動
き得る方法で支持され、それらの変位は固定容器に前記
構成要素を接輻するパイプの膨張によって保８１１＝さ
れる。加圧水型原子炉の回路内に存する圧力にダｌｉｉ
みて、１ニ事によりパイプはＷ１著な厚さを有し、その
結果パイプは構成要素を変位するのに必要な力に容易に
１フ１．することができる。

しかしながら、この方法は、高速中性子原子炉の回路が
可動構成要素に働かねばならない高い力に抗することが
できない薄壁パイプからなるため、高速中性子原子炉の
回路に直接）ｂ用しイ４手ない。さらに、パイプがさら
される熱応力および結果として生ずる疲労の問題により
、これらのパイプの厚さを増大することは考えられない
。

本弁明は、そのパイプが現存する回路のパイプよりも著
しく短かくかつ公知の解決方法をかかる回路に直接転換
するとき公知の解決方法の欠点に煩わされない高速中性
子原子炉用の冷却回路に関する０ それゆえ、本発明に５、とくに、パイプによって相互に
接続される少なくとも２つの構成要素からなり、前記構
成要素の少なくとも一方が固定されかつ少なくとも他方
の構成要素が水平面内において動き得る方法で支持され
、各々の可動構成要素は液体余端を搬送しかつ膨張補償
装置を備えた薄壁パイプによってかつ対応するパイプの
１わりに配置された外囲器によって固定構成要素に直接
接続され、前記外囲器は一方で固定構成要素にかつ他方
で対応する可動構成要素に堅固にかつ密封して接続され
る、液体金属で冷却される原子炉用の冷却回路に関する
。

これらの特徴の結果として、内方薄壁パイプは液体金ハ
を搬するのに単に使用されかつ補償装置によって課せら
れる以外の、如何なる力または応力をも受けない。しか
しながら、より厚い外囲器は可動構成要素にその変位に
必要な力を伝達するが、極めて減じられた熱応力にさら
されるのみである。また薄壁パイプ内に、とくに膨張補
償益において漏洩がある場合の安全ケースとして使用さ
れる。かくして、パイプおよび外囲器の作用は完全に分
子ｉｆされ、固定結成要素と口Ｊ動構成要素が互いに出
来る限り近接して位置決めされる場合に一１十分に信頼
し得るコンパクトな表面の構成を可能ならしめる。

好ましくは、可動構成要素は該構成要素によって課せら
れる変位力を取り」二けることを可能にする可撓パイプ
によって直接相互に接続される。

熱的疲労がパイプによって搬送された液体金恥壱に対し
て急檄な温度変化の外囲器への過度に速い伝達により生
じ得ないことを保証するために、暫閉外囲器とパイプと
の間に形成される環状空間は好ましくは中性ガスで充填
される。

同じ理由のため、熱絶縁がパイプのまわりにかつ対応す
る外囲器内に配置されることができる。

本発明が炉心を含んでいる♀や器、該容器外部の少なく
とも１つの熱交換器および前記容器外部の少なくとも１
つの循環ポンプを組み込んでいる一次冷却回路に適用さ
れるとき、容器は好ましくは固定され、一方熱交４ｈ器
およびポンプは動き得る方法で支持される。

匹敵する方法において、少なくとも１つの熱交換器、少
なくとも１つの蒸気発生器および少なくとも１つの循環
ポンプからなる二次冷却回路への本発明の適用において
は、熱交換器が好ましくは固定され、一方蒸気発生器お
よびポンプは動き得る方法で支持される。

本発明を非限定的実施例および添付図面に関連して後述
する。

第１図は、二次ループが本発明によって変更された高速
中性子原子炉の公知の型の集合−次回路および二次回路
ループを示す。

かかる集合原子炉において、完全な一次回路はそれ自体
公知の方法で、コンクリートエンクロジヤ１４上にその
周部により！［１しているコンクリートスラブ１２に懸
垂された主容器１０内に配置される。容器１０内には、
炉心１６、熱交換器１８および一次回路の循環ポンプ２
０が配置される。

容器１０はポンプ２０の作用により炉心１６および熱交
換器１８内に循環するナトリウムのごとき液体金ｈ４２
２によって充填される０詳言すれば、炉心１６の上方部
から出る熱い液体金梢ハ、二次回路のループ内で循環す
るナトリウムのごどき液体金属に伝達されるようなそれ
により支持され／こ熱の部分を許容するように熱交換器
１８に入る。

熱交換器１８の下方部分からでる比較的玲だい一次ナト
リウムはポンプ２ｏによって取り上げられかつ炉心１６
の供給支持体２６内にダクト２４によって再注入される
。炉心からでる熱いナトリウムと熱交４々・器１８によ
って放出される比較的冷たいす）　ＩＪウムとの分前は
内方容器２８によって引き起される。

熱交換器１８とポンプ２ｏはスラブ１２に懸垂され、該
スラブ１２はまた回転二実プラグ装置ｄ（図示せず）に
よって、炉心１６と関連して必要である操作および測定
を行なうための４・９゛！器６ｏを支持する。

第１図々示の実施例において、二次回路の谷ループは１
つの熱交換器１８、蒸気発生器３２および循環ポンプ６
４からなる。スラブ１２の上方に位置決めされる熱交換
器１８のヘッドは、それによジ熱交換器１８から出る加
熱二次ナトリウムが蒸気発生器に通されるダクト３６に
よって蒸気発生器３２の上方端と連通ずる。その一部が
第１図に符号３８で略示される水／蒸気回路の水への熱
の−す？ｌ１１の伝達後、冷却二次ナトリウムはその下
方端において蒸気発生器３２から出かつ次いでポンプ３
４によってダクト４０を通って吸い上げられる。ポンプ
６４は蒸気発生器６２の上方端とほぼ同じレベルに概略
位置決めされる。ポンプ６４によって吸い上げられた二
次ナトリウムは第３のダクト４２によって熱交換器１８
のヘッドに送出される。

本発明によればかつ接続ダクト６６および４２の長さを
減じるために、従来技術によるダクト内に一般的に設け
られた膨張屈曲部は除去される。

かく（７て、かつ後で示されるように、固定構成要素、
この場合には熱交換器１８と蒸気発生器６２およびポン
プ６４によって形成される可動構成要素の各々との間に
は堅固な接続がある。

このため、蒸気発生器６２およびポンプ６４が、対応す
る床に（３コ連して水平面内勤くことかできるようにか
つ矢印３２ｂおよび３４ｂによって略示されるように、
それぞれ符号３２ｂおよび３４ａによって示さオする支
持床に載１１覧することがね一１１図に概略的に見るこ
とができる。

さらに、かつ第２図に示されるごとく、ナトリウムの温
度変化の両方を考旋しかつ地震の場合に回路の十分な動
きを保証するように、可動構成要素にそれらの変位に必
要な力を加えるために、固定熱交換器１８と可動構成要
素３２，３４の各々との間には堅固な接続手段を記譜す
ることが必要である。前述されたごとく、高速中性子原
子炉内にナトリウムを循環させるのに１史用されるパイ
プは薄壁を有しかつそれらの厚さは、それらがさらされ
る熱的応力に鑑みて、瑠大されることができない。かく
してこの堅固な接続の機能はダクト５６および４２によ
って満た濱れることはできない。

したがって、液体す）　ＩＪウムを搬送するためのパイ
プから離れて、構成要素を接続する堅固な接続構造余有
することが必要である。これらの接続構造の堅固な性質
およびパイプおよび接続構造がさらさ′ｉ′する神々の
熱的応力を銘記して、各パイプ３６および４２内にベロ
ーズ４４のごとき膨張補償装置を設ける必要がある。

前述されたように、パイプ中の膨張ベローズ４４の存在
は外囲器によってパイプを二重にすること全必要ならし
める。

本発明によればかつ構成要素６２と６４の可動性質とパ
イプ６６および４２上の膨張補償装置６４４の存在との
組合せで、各パイプ３６．４２のまわりに同軸的に１１
１１．１１（される外囲器４６はまた固定熱交換器３８
と可動栴成費素３２および６４との間の堅固な＄７１ｉ
造の機能を満たす０それゆえ、夕ｉ囲器４６は比較的厚
くかつ熱交換器１８のベッドの外囲器にかつ蒸気番生器
３２またはポンプ６４の外囲器にそれぞれ堅固な方法に
おいて、例えは溶接によって固定される。例えば、外囲
器４６の厚さは内方パイプ３６または４２の厚さのほぼ
２倍にすることができる。したがって、内方パイプの厚
さが約１０　ｍ＋、＋、であるならば、外囲器の身さは
約２０朋である。

かくして、外囲器４６は密封ベローズ４４の失敗の場合
に安全外囲器（ケーシング）と１，７で役立ちかつ可動
構成要素６２および６４に、温ＩＩ変化を考慮してかつ
地ぷ実の場合に、同定熱交換器１８に対するそれらの変
位に必要な力を伝Ｋ・トすることを可能にさせる。好ま
しくは、支持床６２ａ。

３４ａは力を伝達する／ζめの外囲器に出来るたけ密封
して配置される。

第２図に示されるごとく、外囲器４６はパイプ３６また
は４２のまわりに同転的に１６かれかつそれとともに、
好ましくはその中に中性カスが収容される環状空間５０
を画成する。この特徴はベローズ４４の失敗の場合に安
全のため興味があるが、またパイプとその外囲器との間
に一定の熱絶縁を保証する。この絶縁の結果として、パ
イプ内全循環するナトリウムの急激な温度変化は外囲器
４６において極めて遅い温度変化となり、その結果外囲
器は熱的疲労を受けずかつしたがってその信頼性は増大
される。

パイプ３６または４２内で循環する液体ナトリウムとこ
れ゛を取り囲む外囲器との間のこの熱的絶縁をさらに改
良するために、それらの曲に、第２図に示された方法に
おいて、パイプ３６または４２をカバーすることができ
る熱的絶縁５２を配置することができる。

第３ａ図は第１図および第２図を参照して前述された二
次ループを略示している。パイプ３６および４２は本発
明によって構成されるが、接続パイプ４０は標準的な可
焼パイプである。第６ｂ図および第３Ｃ図によって示さ
れるごとく、本発明はこの型の回路に限定されずかつ実
際に回路が能動または受動であるかどうかに関係なく、
高速中性子原子炉の液体金属全搬送するどのような回路
にも応用することができる。

したがって、第３ｂ図は、２個の熱交換器１８が同様に
単一蒸気発生器６２および単一循環ポンプ３４を有する
同一ループ内に置かれる他の型の二次ループヶ示す。こ
の場合に、熱交換器１８の各々を発生器６２に接続する
２本のパイプ６６およびポンプ６４を熱交換器の各々に
接続する２本のパイプ４２があることを見ることができ
る。この場合に、原子炉容器内に直接配ば“される２つ
の熱交換器１８はそこで固定されるが、蒸気発生器３２
およびポンプ３４は、前述の実施例におけるごとく、動
き得る。

第３Ｃ図によって図示されるごとく、本発明はまたルー
プ型の高速中性子原子炉の一次ループにも適用し得る。

この場合に、−次回路の熱交換器１１８および１２０は
炉心を含む容器の外部に配置される。その場合に、容器
１１０ｉ熱交換６１１８に接続するパイプ１５４、熱交
換器１１８金ポンプ１２０に接続するパイプ１５６およ
び一次ナトリウムがそれにより再び炉心に通るｆｔめに
、容器１１０に送出されるパイプ１５８がある。この’
４合に、容器１１０は固定構成要素を構成しそして熱交
換器１１８とポンプ１２０が、第１図の場合における蒸
気発生器４２およびポンプ３４と同様に、動き得る方法
で支持される。パイプ１５４および１５８はその場合に
第１図の実施例におけるパイプろ６４、・よ（ト４２と
巨１−特性を］Ｊする。

回路の２つの用動構成背素を相互接続する４０および１
５６のこときバイブＵＶＥ来の方法において構成されか
つ膨張７０１曲部のごとき可撓部分を絹み込む０ ４、　図面の１ｈ、＋　ｉνな醒、間 第１図Ｃｉ−仄ノ【−ブか本発明によって構成される集
合高速中１−を子ＪＪｉｔ　（”　！１．ｌ−’の一次
回路および二次回路のループを１［）４示する断面図、 第２図乞１、第１図の二次回路の神々の構成安累間の接
続を示す拡大ｉ＜Ｊｒ面図、 第３ａ図、第５ｂ図および第３Ｃ図は単−熱父換器を、
Ｉｌｌみ込んでいる二次回路のループへの本発明の適用
、２つの熱父換器を組み込んでいる二次回路のループへ
の本発明の適用、およびループ型原子炉の一次回路のノ
１．−プへの本うら四の歳月を示す略図である。

図中、イ、１号１ｏ、ｉ＋ｏは存命、１６は１．４氾・
、１８．１１８は熱・＼換器、２０，３４，１２［］は
１泊填ボンプ、２２は欣体金楓、５２（弓、黒気プ（３
生器、３６は漕壁バイグ、４４は心眼ｉ１ｊ槓昧Ｑ　’
に−１：　（ベロース）、４６（・づ、外曲≧１９．５
［］ｉづ、項状孕１１１Ｊ、１５４゜ｔ５６．＋５８Ｐ
ｊ、パイプであ／）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）パイプによって相互に接続される少なくとも２つ
   の構成要素からなる、液体金属で冷却される原子炉用の
   冷却回路において、前記構成要素の少なくとも一方が＋
   ｈ＋定されかつ少なくとも他方の構成要素が水平面内に
   おいて動き得る方法で支持され、各々の可動構成要素は
   液体金属全搬送しかつ膨張補償装置を倫えた薄壁パイプ
   によってかつ対応するパイプのまわりに配置された外囲
   器によって固定構成要素に直接接続され、１１］記外囲
   器は一方で前記固定構成要素にかつ他方で対応する可動
   構成要素に堅固にかつ冨封して接続されること全特徴と
   する冷却回路。 （２）　１４ｉＪ記外囲器は前記対応するパイプのまわ
   りに中性カスが充填される環状空間を画成することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の冷却回路０ （３）熱絶縁が対応する外囲４’＋１Ｙ内で前記パイプ
   のまわりに配置されることを特徴と１“る私１旨１”ｆ
   求の範囲第２項に記載の冷却回路。 （４）前記構成要素の少なくとも２つが動き得る方法に
   おいて支持され、前記ｏＪ動佑成些素は液体金九を搬送
   する可撓パイプによって直接相互に接続されること全特
   徴とする％　ｓＩ−請求の範囲ｄ；；１項に記載の冷却
   回路。 （５）−次冷却回路として使用され、炉心倉収釦する容
   器と、核容器の外部の少なくとも１つの熱交換器と、前
   記容器の外部の少なくとも１つの循環ポンプとから’！
   　’）　、ｉｉＪ記容器が固定されかつＦｊｉＪ記熱交
   換器とポンプが動き得る方法で支持されることを特徴と
   する特許請求の範囲７＋４’＋１唄に記載の冷却回路。 （０）少なくとも１つの熱交換器、少なくとも１つの蒸
   気う↑５生器および少なくとも１つの循１：！ポンプを
   組み込んであり、前記熱交換器が固定されかつ前記蒸気
   発生器とポンプが動き得る方法で支持されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１埃に記載の冷却回路。