JPS5990086A - 高速増殖炉 - Google Patents

高速増殖炉

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Publication number
JPS5990086A
JPS5990086A JP57200638A JP20063882A JPS5990086A JP S5990086 A JPS5990086 A JP S5990086A JP 57200638 A JP57200638 A JP 57200638A JP 20063882 A JP20063882 A JP 20063882A JP S5990086 A JPS5990086 A JP S5990086A
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JP
Japan
Prior art keywords
coolant
reactor
reactor vessel
flow
pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP57200638A
Other languages
English (en)
Inventor
誠一 横堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS5990086A publication Critical patent/JPS5990086A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は高速増殖炉に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来のループ形高速増殖炉の一次冷却系は第1図に示す
如く構成されている。すなわち、図中符号Iはこの原子
炉容器であり、この原子炉容器1の上部開口IAは遮蔽
プラグIBにより閉塞されている。この原子炉容器1内
には炉心2が収容されている。そして、この原子炉容器
1内には液体ナトリウム等の一次冷却材が収容されてお
り、この−次冷却材は炉心2内を下方から上方に流れ、
高温に加熱される。そして、高温に加熱された一次冷却
材は一次冷却材配管3を通って中間熱交換器4に送られ
二次冷却材と熱交換するように構成されている。そして
、この中間熱交換器4で熱交換されて低温となった一次
冷却材は一次冷却材配管3f:通って一次冷却材配管3
5に送られ、この−次冷却拐ポンゾ5で昇圧されて一次
冷却材配管3を通って原子炉圧力容器1内に戻されるよ
うに構成され、−次冷却材はこの径路を循環するように
構成されている。なお、図中符号6は炉心上部機構を示
す。また、上記の一次冷却材配管3は万一破断した場合
に原子炉容器I内の一次冷却材が流出するのを防止する
ため、略水平に配置されている。上記原子炉容器Iの内
周側には間隙〉有して内筒10が隔壁1ノから立設され
ている。
この内筒10により冷却材の積極的な混合を促進させる
構成である。そして原子炉容器1の側壁には冷却材流出
用の出口ノズルI2が設けられており、との出口ノズル
I2に対応した位置の」−記内筒10にはフローホール
13が周方向に等間隔に形成されている。このフローホ
ールZ3により原子炉容器lにおけるリークおよび燃料
交換時における液面低下時の冷却材流路を確保する構成
である。上記フローホール13は定格流動時に全流量の
10チ弱しか流れないようにその有効径を決定されてい
る。
一般に原子炉設備には原子炉安全系が備えられており、
地震等の非常時には原子炉をスクラムさせ、安全性を確
保するように構成されている。このスクラム時には制御
棒(図示せず)が炉心2内に急速に挿入され、炉心2内
の核反応を停止させるとともに一次冷却@ポンプ5の運
転を停止する。ところで、炉心2内の核反応は制御棒の
急速挿入によって瞬時に停止するが、−次冷却材ポンゾ
5は慣性によってその後も運転を続ける為に、−次冷却
材が原子炉容器I内に流入する。この−次冷却材ポンプ
5の慣性による一次冷却材の流入はその流量が定格運転
時の10%程度の小流量で、かつ比較的長時間継続する
。そして、原子炉容器1内に流入した一次冷却材は炉心
2内を上方に流れ、炉rb2の」二面から流出するが、
炉゛心2内の核反応はすでに停止しているので、この−
次冷却材は炉心2を通過しても昇温ぜず、低温かつ低流
量の咬ま炉心2の上面から流出する。したがって、この
低温の一次冷却材8aはスクラム前に原子炉容器1内の
上部に存在していた高温の一次冷却材8bより密度が大
きく、かつ炉心2の」二面からの流出速度が小さいため
上向きの運動量はすみやかに打ち消され高温の一次冷却
材8bとは十分に混合せず、密度差によって下降して原
子炉容器1内の下部に溜る。そしてこの低温の一次冷却
材8aと高温の一次冷却材8bとの間には比較的明確な
境界面9が形成される・これ姑層化流動(ストラティフ
ィクーション)と呼ばれるものである。ぞして、炉心2
の上面から低温の一次冷却材8aの流出が続くとこの境
界面9が時間と共に上昇してゆく。炉容器内ではじまっ
たこの層化流動現象は炉体系によっては長時間維持され
最終的にはこの境界面9が一次冷却材配管3の位置まで
達し、この−次冷却材配管〃内に低温の一次冷却材8a
と高温の一次冷却材8bが層状に分離したまま流出する
ことになる。
この低温の一次冷却材8aと高温の一次冷却材8bとの
間の温度差は一般に300℃以上にも達し、両者の密度
比は200℃と500℃で1.09である。しかも−次
冷却材は液体ナトリウムが用いられておりその熱搬送能
力がきわめて大きいため、この低温の一次冷却材8aと
高温の一次冷却材8bとの境界面9近傍では大きな熱勾
配が生じる。よってこの部分に熱膨張差に伴う過大な熱
応力が生じ、炉内構造物、出口ノズルをはじめ一次冷却
材配管3の構造の健全性に悪影響を与える不具合があっ
た。そして、前述したように原子炉容器l内周側にフロ
ーポール13を有する内筒IOを設けた形式の場合には
上述した層化流動が発生した場合、第2図に示すような
冷却材温度分布を示す。この場合、フローホール13の
流動抵抗は比較的大きく、したがって境界面9はフロー
ホールI3全通過した後も上昇する。そして、境界面9
が内筒10の上端部から越流するまでの間70−ボール
13からは低温冷却材8aが流出し7原子炉容器Iと内
fJT 10との間のアニユラス部14がらは高温の冷
却材8bが流下して出1]ノズルI2に集する。その際
、流動自体が低下していることにも起因して上記低温冷
却材8aおよび高畠冷却材8bはあ甘り混合せず二層状
態のまま層化流動する。出口ノズルZ2で層化流動が発
生す力、ば直管、エルd?およびチーズ等の基本的要素
等から構成されている一次冷却材配管系でも層化流動は
持続する。そこで−次冷却材配管の場合には各所で熱膨
張を吸収できるように2例えば曲り部を設ける等の工夫
がなされているう一方、出口ノズル1θの場合には各種
配管の重刑を支える梁の一端を形成しておりその結果、
定格流動時にも過大な1u1げ反応が作用することがあ
り、その為溶接構造による剛な構造となっている。した
がって、層化流動にょる熱応力が発生すればそれによる
ひずみが生じ累積していき破断する恐fr、があった。
〔発明の目的〕
本発明は、−次冷却材の温度差により出口ノズル、特に
その溶接部に過大な熱応力が発生することを防止し、出
口ノズルはもちろんのことプラント全体の健全性および
安全性を向上させることかできる高速増殖炉を提供する
ととにある。
〔発明の櫃要〕
本発明による高速増殖炉は、内部に炉心および冷却材を
収容し上部に開口を有する原子炉容器と、上記開口を閉
塞するように設けられた遮蔽ゾラグと、上記原子炉容器
の側壁に設けられた冷却材流出用の出口ノズルと、この
出口ノズルに接続された冷却材流出配管と、上記原子炉
容器内周側に間隙を有して設けられた内筒と、との内筒
の前記出口ノズルと対応した位置に形成されたフローホ
ールと、このフローホールに接続され前記冷却材流出用
で配設された突出配管とを具備した構成である。
したがって、内筒内にて冷却材の層化流動が起った場合
にこの層化流動が出口ノズル部特に、出口ノズルと原子
炉容器との接続部にまで波及することを防止することが
でき、出口ノズル部はもちろんのことプラント全体の健
全性および安全性を大巾に向上させることができる。
〔発明の実施例〕
第3図ないし第5図を参照して本発明の一実′h石例を
説明する。第3図はループ形高速増殖炉の一次冷却系の
系統図である。図中符号101は原子炉容器であって、
この原子炉容器101の上部13目口zozAIti遮
蔽プラグI01’Hにより閉塞されている。この原子炉
容器101内には炉心102が収容されている。そして
、との原子炉容器101内には液体ナトリウム等の一次
冷却材が収容されており、この−次冷却材は炉心102
内を下方から上方に流it、高温に加熱される。そして
、高温に加熱された一次冷却材は一次冷却材配管1’ 
03を通って中間熱交換器104に送られ、二次冷却材
と熱交換するように構成きれている。そして、この中間
熱交換8G 104で熱交換されて低温となった一次冷
却材は一次冷却材配管系 o 3を通って一次冷却材配
管105に送られ、この−次冷却材ポンプ105で昇圧
されて一次冷却材配管103を通って原子炉圧力容器1
01内に戻されるように構成され、−次冷却材はこの径
路を循環するように構成されている。なお、図中符号1
06は炉心上部機構、また、上記の一次冷却材配管10
3は万一破断した場合に原子炉容器zor内の一次冷却
材が流出するのを防止するため、略水平に配置されてい
る。
上記原子炉容器202の内周側には間隙を有して内筒1
10が設けられている。そして原子炉容器101の側壁
には冷却材流出用の出口ノズル112が形成されており
、この出口ノズル112には冷却材流出配管113が接
続されている◎そして、出口ノズル112に対応した位
置の上記内筒110にはフローホール114が形成され
ている。このフローホール114の数は出口ノズル11
2の数と同数である。そして、このフローホール114
には突出配、管115が接続されている。この突出配管
115の先端は出口ノズル11.2を貫通して冷却材流
出配管ZZ、?内にまで達している。すなわち、フロー
ホール114を介して流出する低温の冷却材と内筒11
0の上端を越流して、内筒11θと原子炉容器IOIと
の間のアニユラス部117を流下してくる高温の冷却材
とが従来のように出口ノズル112にて混合するのでは
なく冷却材流出配管113ではじめて混合するようにし
t構成である。
従来フローホール114の数は出口ノズル112の数よ
り多いのが一般的であり、例えば、出口ノズルl12が
3個であるのに対してフローホール114は48個であ
る。そしてこれを本実施例に適用すれば出口ノズル11
2が3個でフローホール114も3個となる。このとき
、定格流動時に70−ホール114から流出する冷却材
流量の全流量に対する割合はフローホール114の有す
る性格からいって一定である。
したがって、変更前のフローホール114の匝をdとし
、本実施例に適用させた場合の径iDとし、それぞれの
噴出流量をτ、■とすると、次のような関係が成立する
48d  −τ=3DV   ・・・・・・・・・・・
(A)抵抗が一定であることからフローホール114部
を管の流れと仮定すれば 1υ2 =: 1 y2    ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・(B)D である。したがってこれら式(A) 、 (B)から、
シ、、 = 3.0が得られる。
したがって、本実施例に適用させるには、従来のフロー
ホール114の径の3倍にすればよい。
以上の構成をもとにその作用を説明する。出口ノズル1
12と原子炉容器101との溶接部分116は全周にわ
たって内筒110上端を越流してアニユラス部117を
流下してきた高温の冷却材108bで覆われる。一方、
突出配管115内における流動状態は内筒220内の層
化流動の時期によって第6図(A)あるいは(B)のい
ずれかになると考えられる。
すなわち、境界面109がフローホールI14より下方
にある場合には突出配管115内は全域にわたって高温
冷却材108aが通流している。そして、境界面109
が上昇してフローホール114位置までくると、第6図
(A)に示すように突出配管115内は高温冷却材10
8bと低温冷却材10B&との二層状態になる。そして
さらに上昇すると第6図(B)に示すように突出配管1
15内は全域にわたって低温冷却材108aとなる。そ
して、これらいずれの場合においても前記溶接部分11
6近傍はアニユラス部117を流下してくる高温冷却1
’ 708 bで覆われている。したがって、従来(第
6図(C)に示す)のように出口ノズルl12において
一ヒ下の層状関係が生ずることはなく出口ノズル112
における温度差発生それによる熱応力発生を確実に防止
することができ、ひずみの累積による破断事故等を未然
に防止することができる。
次に、第7図を参照して別の実施例を説明する。すなわ
ち突出配管115の先端は閉塞されている。そして冷却
材流出配管113内に位置する突出配管115の上面側
に複数の噴出口ZZ5Aを形成し、突出配管115内を
通流してくる低温冷却材108aを上方に向けて噴出さ
せる構成である。したがって、低温冷却材108aと高
温冷却材108bは冷却材流出配管113内にて確実に
混合し、冷却材流出配管113内における層化流動を防
止することができ、冷却材流出配管113をはじめとす
る一次系冷却材配管の健全性をも維持することができる
。なお、出口ノズル112における作用・効果は前記実
施例と同様である。
〔発明の効果〕
本発明による高速増殖炉は、内部に炉心および冷却材を
収容し上部に開口を有する原子炉容器と、上記開口を閉
塞するように設けられた遮蔽プラグと、上記原子炉容器
の側壁に設けられた冷却材流出用の出口ノズルと、この
出口ノズルに接続された冷却材流出配管と、上記原子炉
容器内周側に間隙を有して設けられた内筒と、との内筒
の前記出口ノズルと対応したInfに形成されたフロー
ホールと、このフローホールに接続され前記冷却材配管
まで配設された突出配管とを具OH1シた(lq成であ
る。
したがって、内筒内にて冷却材の層化流動が起った場合
にこの層化流動が出口ノズル部、特に出口ノズルと原子
炉容器との接続部にまで波及することを防止することが
でき、出口ノズル部はもちろんのことプラント全体の健
全性および安全性を大巾に向上させることができる等そ
の効果は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来例を示す図で第1図はループ
形高速増殖炉の概略系統図、第2図は層化流動の状態を
示す断面図である。第3図ないし第5図は本発明の一実
施例を示す図で、第3図はループ形高速増殖炉の概略系
統図、第4図は突出配管近傍の断面図、第5図は斜視図
、第6図(A) 、 (B) 、 (C)は効果を説明
する断面図、第7図は別の実施例を示す断面図である。 101・・・原子炉容器、101k・・・原子炉容器の
上部開口、IθZB・・・遮蔽プラグ、IO2・・・炉
心、110・・・内筒、ZZ、?・・・出口ノズル、1
13・・・冷却材流出配管、l14・・フローホール、
115・・突出配管。 出卯人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦矛4 il 矛5図 矛6図 (A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内部に炉心および冷却材を収容し上部に開口を有
    する原子炉容器と、上記開口を閉塞するように設けられ
    た遮蔽プラグと、上記原子炉容器の側壁に設けられた冷
    却材流出用の出口ノズルと、この出口ノズルに接続され
    た冷却材流出配管と、上記原子炉容器内周側に間隙を有
    して設けられた内筒と、この内筒の前記出口ノズルと対
    応した位置に形成されたフローホーlしと、このフロー
    ホールに接続され前記冷却材配管まで配設された突出配
    管とを具備したことを特徴とする高速増殖炉。
  2. (2)上記突出配管の先端は閉塞されており前記冷却材
    配管内に位置する上面側に複数の噴出口が形成されてい
    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。
JP57200638A 1982-11-16 1982-11-16 高速増殖炉 Pending JPS5990086A (ja)

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JP57200638A JPS5990086A (ja) 1982-11-16 1982-11-16 高速増殖炉

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JP57200638A JPS5990086A (ja) 1982-11-16 1982-11-16 高速増殖炉

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JPS5990086A true JPS5990086A (ja) 1984-05-24

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ID=16427713

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JP57200638A Pending JPS5990086A (ja) 1982-11-16 1982-11-16 高速増殖炉

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2925973A1 (fr) * 2007-12-28 2009-07-03 Areva Np Sas Cuve reacteur d'un reacteur nucleaire a neutrons rapides de type a boucles

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2925973A1 (fr) * 2007-12-28 2009-07-03 Areva Np Sas Cuve reacteur d'un reacteur nucleaire a neutrons rapides de type a boucles
WO2009083675A3 (fr) * 2007-12-28 2009-08-27 Areva Np Cuve reacteur d'un reacteur nucleaire a neutrons rapides de type a boucles

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