JPS60131494A - 高速増殖炉 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は高速増殖炉に係り、特に炉容器と遮蔽プラグと
の間に形成される環状間隙部に発生すや自然対流に起因
する熱応力の抑１１１１３および上記間隙部の・放射線
ストリーミング防止手段に関する。

〔・発明の技術的背景〕

一般に、液体ナトリウム等の液体金属を冷却材とする高
速増殖炉は炉心出口の冷却材温度が非常に高温どなるた
め、厳しい高温構造が要求される。

第１図は従来の高速増殖炉の概略構成を示す図で、図中
・符号１は炉容器である。この炉容器１内には炉心２・
が収容されているとともに、液体ナトリウム等の冷却材
３が同図に示す液位まで蓄えられている。・そして、こ
の冷却材３は入口配管４から炉容器１内の下部に流入し
、炉心２内を上方に流れて加熱され、出口配管５から流
出するようになっている。炉容器１の上端開口部は遮蔽
プラグ６によって閉塞されており、この遮蔽プラグ６は
支持構造物７の上部に設置された支持スペーサ８によっ
て支持されている。そして、炉嚇器１内の冷却材液面よ
り遮蔽プラグ６の下面にかけて形成されたカバーガス空
間９内にはアルゴンガス等のカバーガスが充填されてい
る。このカバーガスは冷却材液面からの熱を受けるばか
りでなく、遮蔽ブラグ６の内部が断熱構造となっている
ため、この部分からの放熱量が低く抑えられ、がなりの
高温状態に保持されている。

一方、炉容器１と遮蔽プラグ６との間には遮蔽プラグ６
がスームズに回転できるよう２０〜２５ｍｍ程度の環状
囲１ｉｊｉ部１ｏが形成されている。この環状間隙部１
Ｏ内のカバーガスは熱源が下方にあるため上部にいくほ
ど温度が低くなっており、特に最上部では常温近くまで
冷却され、環状間隙部１０壁面、すなわち炉容器１内周
面および遮蔽プラグ６外周面の平均温度は冷却材液面近
くのカバーガスの゛温度と′比較してか゛なりの低い温
度に保たれている。このため、冷却材液面近くのカバー
ガスと環状間隙部１０内のカバーガスとの間には密度差
が生じ、環状間隙部１ｏで冷却された密度の大きい重い
ガスと冷却材液面近くの密度の小さい軽いガスとの間に
自然対流が発生する。ところが、この自然対流は環状間
隙部１０内の中央では上昇し、側壁では下降するような
二次元的な流れを必ずしも形成せず、第２図に示すよう
に遮蔽プラグ６外周面の周方向に回転するような流れ１
１゜１２を形成するため、炉容器１の周方向に不均一な
温度分布が生じ、炉容器１等の構造材に大きな熱応力が
作用して熱変形を起こすおそれがある。

そこで、従来ではこの自然対流の抑制を目的として、環
状間隙部１Ｏの下端部又は中間部に対流抑制構造を設け
る等の提案がいくつかなされている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、従来のこの種の提案は原理的にはいずれ
も、環状間隙部１０の間隙幅を極めて小さくして自然対
流を抑制しようとするものであり、このために大形製缶
構造物である炉容器１及び遮蔽プラグ６は製作上非常に
厳しい寸法公差が要求されるという問題があった。また
、原子炉の大形化に伴い環状間隙部１Ｏの高さが高くな
ると、環状間隙部１０の下端部のみを閉塞しても自然対
流を十分に抑制できないという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は以上の事情に基づいてなされたものであり、そ
の目的は簡単な構造で炉容器と遮蔽プラグ間の環状間隙
部に発生する自然対流を有効に抑制でき、しかも炉容器
及び遮蔽プラグ等を製作するうえで高度な寸法精度を必
要とせず、信頼性の極めて高い高速増殖炉を提徂するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明は上記の目的を達成するために、炉容器と遮蔽プ
ラグ間に形成される環状間隙部に円筒状の対流リングを
設け、この対流リングの内側に突出した環状部を形成す
るとともにこの環状部の下方に周方向に区画された複数
の対流室を形成したことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、第３図ないし第５図を参照して本発明の詳細な説
明する。

第３図ないし第５図は本発明の一実施例を示す図で、図
中第１図と同一部分には同一符号が付されている。本実
施例においては、第３図に示すように炉容器１と遮蔽プ
ラグ６間に形成される環状間隙部１０に円筒状の対流リ
ング１３が炉容器１上端のフランジ部に係合して設けら
れている。この対流リング１３は第４図に示すように、
その内側に突出した環状部１４が形成されている。そし
て、この環状部１４の下方には周方向に区画された複数
の対流室１５が形成されており、これらの対流室１５内
で自然対流がそれぞれ発生するようになっている。また
、□多対流室１５間の隔壁１６には対流リング１３の下
方および半径方向側を開放した切欠き溝１７が設けられ
ており、各対流室１５内で生じた自然対流による熱応力
を吸収するようになっている。

次に作用を説明す杭用２図に示したように環状間隙部１
０で発生ずる自然対流は、通常２つの大きな循環流１１
．”１２となって発生し、この循環流１１及び１２の上
昇流発生位置と下降流発生位置との間に大きな温度差が
生じ、熱応力や熱変形を引き起こす原因となっている。

このような循環流により生ずる温度差は一般にその循環
流の数（ベアの数）□に依存する□ことが知られており
、循環流数が多いほど温度差は小さくなる。本実施例で
は第５図に示すように自然対流が対流リング１３の各対
′流室１５内で発生するので、自然対流の数が増加し、
温度差を緩和することができる。したがって、本実施例
によれば環状間隙部１ｏに対流リング１３を設けるだけ
で自然対流を抑制できるので、従来のように炉容器１あ
るいは遮蔽プラグ６等に対して厳しい寸法精度を要求す
ることもない。また、対流リング１３の内周面に複数の
突出した環状部１４を設けることにより、ここを透過す
る放射線を低減することもできる。なお、上記実施例で
は各対流室１５間の隔壁１６に切欠き１Ｒ１７が設けら
れている対流リング１３を示したが、必ずしも切欠き溝
１７を必要とせず、必要とするか否かは高速増殖炉の運
転条件あるいは対流室１５の数等によって決定される。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、炉容器
と遮蔽プラグ間に形成される環状間隙部に円筒状の対流
リングを設け、この対流リングの内側に突出した環状部
を形成するとともにこの環状部の下方に周方向に区画さ
れた複数の対流室を形成した構、成としたので、炉容器
と遮蔽プラグ間の環状間隙部に発生する自然対流を抑制
でき、しかも炉容器及び遮蔽プラグ等を製作するうえで
高度な寸法精度を必要とせず、信頼性の極めて高い高速
増殖炉を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高速増殖炉の縦断面図、第２図は従来の
環状間隙部に発生する自然対流のモデルを示す図、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
は環状間隙部の拡大縦断面図、第４図は対流リングの断
面図、第５図は対流リングの各対流室に発生する自然対
流を示す図である。 １・・・炉容器、２・・・炉心、４・・・入口配管、５
・・・出口配管、６・・・遮蔽プラグ、１０・・・環状
間隙部、１３・・・対流リング、１４・・・環状部、１
５・・・対流室、１６・・・隔壁、１７・・・切欠き溝
。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炉心と、この炉心を収容する炉容器と、この炉容
   器の上端開口部を閉塞する遮蔽プラグとを！する高速増
   殖炉において、前記炉容器と遮蔽プラグ間に形成される
   環状間隙部に円筒状の対流リングを設け、この対流リン
   グの、内側に突出した環状部を形成するとともにこの環
   状部の下方に周方向に区画された複数の対流室を形成し
   たことを特徴とする高速増殖炉。
2. （２）前記対流リングは各対流室間の隔壁に切欠き溝を
   備え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。