JPS6363080B2

JPS6363080B2 -

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Publication number: JPS6363080B2
Application number: JP56195518A
Authority: JP
Priority date: 1980-12-09
Filing date: 1981-12-04
Publication date: 1988-12-06
Also published as: EP0055643A1; DE3165123D1; FR2495815B1; JPS57120887A; FR2495815A1; EP0055643B1; US4464334A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は上方閉鎖装置によつて密封された容
器内に収容された液体金属によつて冷却される原
子炉に関し前記閉鎖装置は本質的にスラブおよび
回転栓部材によつて構成される。

高速中性子型の原子炉において、燃料組立体を
含む原子炉の炉心は主容器と称する垂直軸線を有
する容器の内側に配置され、その上方部は１個以
上の回転栓部材を支持するスラブによつて密封さ
れ、この回転栓部材の組合つた回転運動によつて
棒部材のような適切な手段によつて炉心内の燃料
の操作が可能である。スラブは一般に容器ウエル
の上端に取付けられかつ原子炉の細かい制御およ
び遮断装置とともに主容器を支持する。さらに、
一体型式の原子炉において、スラブは主容器の内
側に全く閉込めたポンプおよび熱交換を支持す
る。原子炉の炉心内に配置された核燃料によつて
放出されたカロリーの一次熱交換器への遷移は主
容器の殆んど全部を満たす一般にナトリウムが用
いられる液体金属によつて保証される。この液体
ナトリウムは一般にアルゴンが用いられる中性ガ
スの雰囲気或は「層」によつてその上面を覆われ
てナトリウムの自由表面を容器の上方閉鎖装置の
主要要素を構成するスラブおよび回転栓部材から
隔離する。液体ナトリウムは凝縮性を有するから
中性ガスの層はナトリウムの蒸気およびエーロゾ
ルの作用を受けている。

この型式の原子炉において、主容器用の上方閉
鎖装置は一般に鋼鉄で造られた剛体構造を有し、
この構造体はコンクリートが充填されて生物学上
の保護の役割を果す。また別の理由および特にス
ラブの中央部分とその周辺部分との間に存在する
温度の相違によつて生ずる機械的応力を避けるた
めに、容器の上方閉鎖装置を冷却する必要があ
る。

このために、容器の上方閉鎖装置を、スラブお
よび回転栓部材の構造に溶接されたパイプ内に水
のような液体を循環させて50℃附近の平均温度に
冷却することが提案されている。しかし、この解
決手段は原子炉の原価を可成り増大する欠点をも
つ。よつて主容器の上方閉鎖装置はタンク内に収
容されたナトリウムの融解温度以下に明確に維持
される。ゆえに金属熱絶縁体および不銹鋼で構成
された熱絶縁体を付加することによつてこれらの
要素それぞれの下壁或は基部を保護する必要があ
る。栓部材および上方閉鎖装置を貫通するポンプ
および熱交換器のような諸構成要素を通過させる
ためのフエルールの垂直表面も燃料取扱い操作お
よびこれら構成要素の特定な運転が対応する環状
空所内の固形化したナトリウムの堆積の存在によ
つて妨げられるのを避けるために熱的に絶縁され
なければならない。使用される熱絶縁手段には特
に費用がかかりこの種の解決手段には経済的な障
害を生ぜしめる。さらに、構成要素を通す環状空
所内の絶縁材および耐熱ライニングの寸法はスラ
ブの直径、従つて容器の直径を可成り増大させ
る。そのうえ、栓部材、ポンプ或は熱交換器のよ
うな構成部品を支持するフランジの上面部位では
実際の場合ナトリウムの堆積が対応する支持部に
生起するのを避けるために約100℃の温度を必要
とするから、この温度と上方閉鎖装置の温度（約
50℃）との間の差はスラブの構造内のこれらのフ
ランジを一体化するのを妨げる。この結果、この
部位の構造は比較的複雑となり原子炉の原価をさ
らに高める。

この発明の目的は、温度レベルが一定である上
方閉鎖装置を含む原子炉を提供することによつ
て、これらの閉鎖装置と原子炉の容器との間の温
度差に関連する応力の問題を解決して、容器の上
方閉鎖装置を構成する要素の下壁部位および回転
栓部材、ポンプ或は熱交換器のような構成要素を
通過させるための通路部位の両方における熱絶縁
手段を省略させて、スラブおよび容器の寸法を短
縮し従つて原子炉の原価を実質的に低減すること
にある。この発明による運転温度レベルの目的は
容器用上方閉鎖装置の構造内の構成要素のフラン
ジの一体化を可能にさせる。

このために、この発明によれば、主容器内に収
容されかつ中性ガスによつて上方部を封鎖された
液体金属によつて冷却された原子炉が提案され、
前記容器はスラブおよび少くとも１つの回転栓部
材を含む上方閉鎖装置によつて密閉され、これら
の上方閉鎖装置は該装置の内側に収容された冷却
流体の循環用の少くとも１つの回路を含み、ここ
において冷却流体はガスであり、前記容器はほぼ
放射状の垂直仕切りによつて構成された複数の隔
室を含み、各隔室内においてガスは上部から底部
へ前記閉鎖装置の厚さを通過し、前記閉鎖装置の
下面と該下面上方に配置されたほぼ水平な第１壁
との間に構成された供給マニホールド内に進入
し、次に各隔室内において、底部から上部へ前記
閉鎖装置の厚さを通過し、閉鎖装置の上面と該上
面の下方に配置されたほぼ水平な第２壁との間に
構成された排出マニホールド内に進入し、これに
よつて前記閉鎖装置を準均等温度に冷却して中性
ガスの雰囲気で密封された表面を原子炉の正常運
転状態において少くとも100℃に等しい温度に維
持する。

従来型原子炉に関し、原子炉の主要器用の上方
閉鎖装置の温度を高めることは原子炉の可成りな
簡単化につながる。事実、これによつて水平表面
部位（スラブおよび回転栓部材の下面）および垂
直表面部位（熱交換器、ポンプおよび回転栓部材
のような構成要素が通るフエルール）の両方にお
いて、容器用の上方閉鎖装置に対するすべての熱
絶縁手段を不要にすることができる。このような
熱絶縁手段を無くすことによつて原子炉の原価を
大いに低下させる。さらに、これによつて粗鋼で
造つたスラブと不銹鋼容器の上方部分との異種溶
接を簡単化しかつ無くさせ、この溶接作業の制御
を良好ならしめ、この溶接が行われた後にロボツ
トを用いての使用中の検査、延いては修理さえも
可能にする。

さらに、熱絶縁手段をなくすことにより構成要
素を通過させるフエルールの直径の減少は主容器
の直径を小さくすることができる。さらに、スラ
ブの温度が従来既知の解決手段において用いられ
ていた温度よりも容器の温度に接近しているか
ら、スラブと容器の上部との間の接合部における
運転中に生ずる熱応力は実質的に減少される。同
様に、ガス層と閉鎖構造体との間の温度差は小さ
いから、構成要素を通過させる環状空所内のガス
の熱サイフオンおよびこれらが起す熱異質性の活
動作用が減少される。最後に、上述のように、ス
ラブおよび回転栓部材の温度は構成要素を支持す
るフランジをこれらと一体化させることを許す。
これらのすべての要素を考慮すれば、この発明は
従来の解決手段に比し可成りな節約と信頼性の向
上を得ることが判る。

この発明によれば、100℃という温度下限はナ
トリウムの凝固化温度、即ち液体ナトリウムを覆
う中性ガス（一般にはアルゴン）と接触する上方
閉鎖装置の表面がナトリウムの堆積物が冷凍され
る温度より高く維持される温度によつて実験的に
決められる。許容最高温度は、原子炉の正常運転
時の特に上部構造との結合部の機械的抵抗性によ
つて決められる。これらの結合部の改善を考慮し
て、たとえ180℃の温度を越すことは現在困難と
しても、温度上限を正確に決めることは不可能で
ある。

この発明の好適実施例によれば、上方閉鎖装置
は原子炉の正常運転に対し約120℃において選定
された温度に冷却され、この温度においては、ナ
トリウムの蒸気圧が重要であり、ナトリウムのエ
ーロゾルが気体層内に発生しこれが上方閉鎖装置
上に凝結する。

この発明の第１変形実施例によれば、冷却ガス
は前記閉鎖装置を張出した原子炉建物の外側から
加温される前に取入れられた大気であつて、該空
気を冷却回路内で循環し、ろ過しかつ原子炉建物
の外側に排出する。

この発明の第２変形実施例によれば、冷却ガス
は、加温される前に前記閉鎖装置を上部に配置し
た原子炉建物の内側から取入れられた空気であ
り、この空気を冷却回路内で循環し、ろ過しかつ
原子炉建物の内側に排出する。

最後に、この発明の第３変形実施例によれば冷
却ガスは、冷却回路、冷却回路の出口に配置され
た少くとも１つの熱交換器、ガス循環装置および
緩衝タンクも含む閉鎖回路内を循環する。この実
施例において、ナトリウムと適合する中性ガス、
或はさらに簡単に空気が原子炉ホール内の高温不
快を避けるために用いられる。

各隔室内において、第１壁は密に配置された開
口を有し、さらに分配容器の上面を形成しこれを
通つてガスが進入し、前記開口はガスを閉鎖装置
の下面に直接に接触させる分割噴流を形成する。
これらの分配容器は、スラブおよび回転栓部材の
外周辺に形成された区分環状空所を通り、および
前記閉鎖装置の上面に開口する一体化された生物
学上の保護手段を有する垂直ウエルを通つて供給
される。

ガスはまた閉鎖装置の下面と直接に接触される
ように、供給マニホールド内に配置されたサイク
ロンに供給される。各サイクロンには一体化され
た生物学上の保護手段をもち、前記閉鎖装置の上
面に開口する垂直ウエルから供給されることが好
適である。

この発明の他の特色は、各隔室内において、供
給マニホールドは熱交換器、ポンプ或は回転栓部
材のような構成要素を通すためのフエルールによ
つて形成された少くとも１つの通路を経由して排
出マニホールドと連通する。

図面を参照しつつ以下にこの発明を詳細に説明
する。

図において、第１図の１０は高速中性子原子炉
の炉心であつて、該炉心は原子炉の運転中に炉心
の冷却を確保するため適量の液体金属１２、特に
ナトリウム、の中に浸漬して示されている。液体
ナトリウム１２は１６で略示する液位まで主容器
１４内に閉込められ、該液の上面は一般にアルゴ
ンで構成される中性ガスの雰囲気或は層１８で満
たされている。主容器１４はそれ自身が安全容器
と称する第２容器２０によつて囲われ、これら２
つの容器はともに共通の垂直軸線をもちかつ一般
に容器ウエルと称する外側保護ケーシング２２の
内側に配置される。ケーシング２２はその上方部
において閉鎖スラブ２６を支持する。閉鎖スラブ
２６は容器１４内の液体ナトリウムの液位１６の
上方で水平に延び、かつ小型の回転栓部材３４を
配置するための中心開口３２を自身に有する大型
の回転栓部材３０を配置するための中心開口２８
を含む。従来の組立体においては、小型回転栓部
材は大型回転栓部材に対して偏心して配設されて
いるから、これら２つの栓部材はそれらの相互回
転によつて、棒材（図示せず）のような工具を介
装して炉心１０を操作することを可能にする。ス
ラブ２６はさらに通路３６のような別の通路を含
み、これらの通路は原子炉を機能させ、特に液体
ナトリウムを循環させ、かつ炉心を通過する際収
集されるカロリーを引出すのに必要な装置を組付
けるためのものである。これらの装置は特にポン
プを含み、それらのポンプのうちの１つを４０で
略示し、かつ４２でその１つを略示した熱交換器
を含む。小型回転栓部材３４は通路２４を含み、
該通路は、或る数の測定および制御装置と同様
に、原子炉の微細な制御および遮断を保証する吸
収棒材を担持する炉心カバー３８の栓部材を受入
れる。内側容器４４は炉心の上方に配置された高
温マニホールド１２ａとその下方で周辺上に配置
された低温マニホールド１２ｂに液体ナトリウム
１２を分離する。第１図の矢印で示すように、ポ
ンプ４０はナトリウムを低温マニホールド１２ｂ
から取出してこれを間装格子４６を経て原子炉の
炉心１０の下端に噴射する。炉心から高温マニホ
ールド１２ａ内に流入する高温ナトリウムは熱交
換器４２に向けて通流され、該熱交換器内におい
て高温ナトリウムは低温マニホールド１２ｂ内に
排出される前にそのカロリーの一部を失い、次い
で熱交換器から再びポンプ４０によつて抽出され
る。スラブ２６および各回転栓部材３０および３
４は主容器１４の上方閉鎖要素と一般に称せられ
る主要構成要素を構成する。

原子炉の運転中、容器１４の上方閉鎖装置は、
この発明に係る構成によつて十分低い温度に冷却
されて下部構造体との結合に伴なう熱応力に起因
する亀裂のおそれをなくし、同時に該閉鎖装置
は、アルゴン１８の雰囲気と直接接触するスラブ
の下面および通路ならびに回転栓部材上で冷凍さ
れたナトリウムの堆積の危険が生じない程度の十
分高い温度に冷却される。上限温度は原子炉の設
計によつて定まりかつ本文で規定することはでき
ない。これに反し下限温度は約100℃に設定でき
る。この発明の好適実施例によれば、この温度は
原子炉の正規運転状態において約120℃に固定さ
れる。

第２図乃至第８図に示すこの発明の別種実施例
によれば、冷却流体は容器の上方閉鎖装置に形成
された空所内を循環する。さらに、この流体は空
気、或は窒素、ヘリウム、アルゴンのような冷凍
された中性ガスによつて、場合に応じて、構成さ
れるガスであり、このガスは大気圧に近い圧力で
使用される。

特に第２図乃至第４図はスラブ、および各回転
栓部材を密封室およびこれら密封室の１つの構造
に分解してこれら構成要素それぞれによつて構成
された冷却回路の形態を示す。

よつて、第２図および第３図は、スラブ２６が
コンクリートのような充填材料６２を含む鋼のよ
うな鋼体の外側構造体を有し、この構造体は垂直
仕切り４８によつて可成りな数の密封隔室５０に
区分される。後述するように、各隔室５０は独立
の冷却回路を含み、この回路内を冷却ガスが循環
する。さらに詳しく述べれば、これら仕切り或は
補強材４８はほぼ放射状に延びかつスラブの外側
および内部フエルール５２および５４それぞれに
溶接されるのと同様に隔室の通路３６を形成する
抵抗フエルール５６に溶接される。よつて、各隔
室５０の壁部は仕切り４８によつて形成された直
線状の半径方向部分、フエルール５６によつて形
成された弧状部分およびスラブ２６の内側および
外側フエルールそれぞれによつて形成された部分
を含む（第３図参照）。

第２図に示す変形実施例と対比すれば、大型回
転栓部材３０および小型回転栓部材３４は、とも
に充填コンクリートを含みかつ垂直仕切り４８′
および４８″によつて隔室５０′および５０″に区
分された鋼製の外側構造体を有し、これら仕切り
は容器の対称軸線に対してほぼ半径方向に延び
る。よつて各隔室５０′および５０″は冷却回路を
形成しこの回路内を冷却ガスが循環する。別の変
形実施例では（図示せず）、仕切り４８′および４
８″は省略され、この結果、各回転栓部材はガス
が循環する冷却回路を形成する単一の隔室を構成
する。

第３図は第２図において参照符号Ａで記された
スラブ２６の隔室５０の１つを拡大尺度でかつ断
面で示す。これと同一の隔室を第４図において垂
直断面で示す。

第３図および第４図は金属構造の或る部分に対
し、生物学上の保護のため、および一部には剛性
を与える目的として用いられるスラブおよびコン
クリート充填体６２の機械的抵抗性を保証する剛
体構造を詳細に示している。よつて、金属構造体
は外周辺フエルール５２、内周辺フエルール５４
に加えて、上壁５８および下壁または基部６０、
前述のようにこの金属構造体の内側部を可成りな
数の隔室５０に区分する放射状の仕切り４８から
成る。

特に第４図に示すように、充填コンクリート６
２はこの構造体の内側に配設されて両者で各隔室
５０のそれぞれに冷却回路を構成する。このため
に、充填コンクリート６２は金属製の包囲部材６
４および６５内に閉込まれ、これら包囲体は仕切
り４８に溶接されかつ包囲体６４の上壁と上壁５
８との間に配設された棒材６６によつて支持され
る。各隔室５０内に形成された冷却回路は、スラ
ブの金属構造の壁部或はフエルールの或るものと
これに対応する包囲体６４の壁部との間に形成さ
れた順次に並ぶ空所によつて構成される。このよ
うにして、第１空所６８がスラブの外側フエルー
ル５２と包囲体６４の対応する壁部との間に形成
される。各隔室５０に対しかつスラブのフエルー
ル５２，５４、構成要素の通過用のフエルール５
６および包囲体５４，５６間に形成された空所或
は通路６７，６８，７８および８０はスペーサ要
素５１によつて部分６８ａ，６８ｂ，………に区
分され、これらスペーサ要素はフエルールと包囲
体との間を一定距離に保ち、かつ通路６７，６
８，７８，８０内の冷却ガスの均等な分布を促進
する。第４図の変形実施例において、オリフイス
８６を通つて流入したガスは通路６８に流入し、
該通路はその下方部分において、包囲体６４とス
ラブの下壁６０と対向して配置された壁部７２と
の間に形成された分配容器７０と連通する。壁部
７２は相互に密接して配置された多数の開口或は
孔７４をもつ多孔体であり、これの開口を通し
て、容器７０内に導入された冷却ガスが分離した
噴流の形で逃がれる。このガスは次に仕切り７２
と下壁６０との間に形成された供給マニホールド
７６内に進入し、これによつて下壁に直接触れな
がら流れてその冷却を保証する。冷却ガスは次
に、スラブの内側フエルール５４と包囲体６４の
対応する壁部との間に形成された７８ａ，７８ｂ
………等のような分割空所を、かつ構成要素の通
過を保証するフエルール５６と包囲体６５の対応
する壁部との間に形成された分割空所８０ａ，８
０ｂ，………を同時に通つてスラブの上方部に向
つて上昇する。各分割空所７８および８０はスラ
ブの上壁５８と包囲体の対応する仕切りとの間に
形成された排出マニホールド８２と連通し、これ
によつてこの空所８２は冷却ガス用のマニホール
ドとして機能し、かつ構造体の温度を均等化する
ために上壁５８、を加熱させる。垂直仕切り８４
は、空所６８に入口オリフイス８６を通つて導入
された「低温」冷却ガスを、出口オリフイス８８
を通つて空所８２から排出された「高温」冷却ガ
スから密閉式に分離する。オリフイス８６および
８８は、スラブ２６の上壁５８に配設されたよう
な上部構造体２２によつて支えられたスラブ２６
に対して例示されているが、スラブを支持するた
めの別の解決手段として外側フエルール５２にこ
れらのオリフイスを配設できることも理解される
であろう。

第４図は、軸８９がマニホールド７６をスラブ
の上部を連通させて配置する構造を示し、この軸
はコンクリートを充たした栓部材９１によつて塞
がれている。このような軸は特に、スラブのフエ
ルールの基部の検査と同様に運転中に下壁６０の
必要な検査を実施することを可能にする。

必要があれば、ガスの循環装置が破損した場
合、自然対流或は外部からの強制循環によつて応
急冷却を確保させることができる。

第５図および第６図は、必ずしもこれに限定す
るものではないが、第２図のＡで記された構成要
素の冷却回路の２種類の冷却回路を示す。

第５図において、入口オリフイス８６′は分配
容器７０′に直接開口する少くとも１個の垂直ウ
エル９０′によつて延長されている。さらに、下
壁６０′を冷却するのに用いられたガスはマニホ
ールド７６′から空所７８′，８０′および６８′の
それぞれを同時に通過してマニホールド８２′に
向けて戻される。ウエル９０′を通つて容器７
０′への冷却ガスの直接導入により、および空所
６８′，７８′、および８０′を通つて出口オリフ
イス８８′に向うこのガスの戻流によつて、第４
図の実施例の仕切り８４はもはや不必要となりか
つ省略することもできる。この実施例は第４図の
実施例とは本質的に相違し、即ちウエル９０′は
ガスの循環を正常に制御する装置（第４図におけ
るフアン９７）の破損の場合に軸として作用する
（自然対流に対して）。

第６図の別の実施例において、容器７０″への
ガスの導入は、入口オリフイス８６″と直接に連
通する少くとも１個のウエル９０″を通つて第５
図の実施例の場合と同様に実施される。しかし、
第４図および第５図の実施例におけるようにマニ
ホールド８２″と直接に連通する代りに、出口オ
リフイス８８″は少くとも１個のウエル９２″によ
つて空所６８″の下方部に接続され、これによつ
て下壁６０″を冷却するのに用いられたガスは空
所７８″および８０″を通つてマニホールド８２″
まで上昇し、次いでウエル９２″を通つて出口オ
リフイス８８″に向つて上昇する前に空所６８″を
通つて再び下降する。ウエル９０″および９２″の
使用は、第５図の実施例に比して、自然対流、従
つて冷却ガス循環装置が破損した場合の機能を向
上する。

その他の点において、第５図および第６図の実
施例は原子炉ホール内に開口した回路によつて原
子炉の操作中に、回転栓部材の冷却に正当に適合
でき、空気は回転栓部材に担持されたフアンによ
つて移動されかつ混合器を介してホール内に排出
され、排出すべき熱流は公称状態におけるときよ
りも可成り低い。

以上述べた３種類の実施例において、冷却ガス
はスラブの下壁に向つて急速に流動するからその
下壁の冷却が優先される。分配容器７０の下方仕
切り７２に形成された開口７４から送られる分割
噴流によつて実施されるこの冷却は、構成要素を
通すためのフエルール５６に沿い、および大型回
転栓部材を通すための内側フエルール５４に沿つ
ての冷却ガスの同時上昇運動が先行する。正常使
用状態の下においては外側フエルールを最初に冷
却することが優先される。

もち論、この型式の冷却回路はスラブの内側の
仕切り４８によつて形成された各隔室５０内、お
よび大型回転栓部材３０および小型回転栓部材３
４の内側の仕切り４８′および４８″によつて形成
された各隔室５０′および５０″内に形成される。

容器の上方閉鎖装置の上を歩行できる構造にす
ることを望む場合は、これらの閉鎖装置は可成り
高い温度をもつから渡し板床によつて保護された
熱絶縁材をもつて上壁を覆い、或は床下方に補足
的な生物学上の保護手段を配置する必要がある。
しかし、この熱絶縁材は通常型式のもの（例えば
ガラス綿）で、従来技術によれば下壁の下方およ
びフエルール内に配置しなければならないアルゴ
ン・ナトリウム媒体による特に高価な金属熱絶縁
材とは全く相違するものである。

この発明の他の特徴は、これらの回路それぞれ
内での冷却ガスの循環は種々の方法で実施できる
ことにある。

或る別種実施例（記述せず）において、この循
環は開き回路に構成され、従つて冷却ガスとして
大気が用いられる。この冷却空気は主容器の上方
閉鎖装置を上側に配設した原子炉建物（図示せ
ず）の外側から取入れられ、或はこの建物の内側
から直接に取入れることができる。いずれの場合
も、空気を各回路の入口オリフイス８６まで導く
ためのフアンのような装置が必要である。各隔室
５０，５０′および５０″内に形成された冷却回路
を含む１つ以上の閉鎖回路内で冷却ガスを循環す
ることが考えられる。この解決手段は第４図に略
示されている。事実、この図は第３図においてＡ
で示した隔室内に形成された冷却回路は閉鎖回路
９４内に配置され、該閉鎖回路は出口オリフイス
８８と入口オリフイス８６との間に冷却回路９８
によつてガスの冷却を保証する熱交換器９６と、
フアン９７と、中性ガスが使用される場合には緩
衝タンク９９とを含む。もち論、このような回路
は、スラブおよび回転栓部材内に形成された若干
もしくは全部もの冷却回路を並列にまとめて構成
することもできる。

第７図はスラブの下壁６０ａ用の冷却装置の変
形実施例を示し、ここにおいて、分配容器の下方
仕切りに形成された開口による分割噴流の形成
は、壁６０ａと包囲体６４ａの対応する壁との間
に構成されたマニホールド７６ａの内側に規則正
しく分配された比較的小数のサイクロン１０４に
よつて得られるガスの渦流の形成によつて置換さ
れる。さらに詳しく述べれば、各サイクロン１０
４は、充填コンクリート６２ａを貫通して各サイ
クロン１０４に開口する垂直ウエル９０ａからガ
スを供給される。各サイクロン１０４は円筒状箱
体１０６から成りその垂直軸線は対応するウエル
９０ａの軸線と合致する。各ウエル９０ａはサイ
クロン１０４内に開口し、かつサイクロン１０４
は箱体１０６の内側でほぼ放射状に配設された可
成りの数のフイン１０８を具備する。フイン１０
８は彎曲形状をもちこれによつて垂直ウエル９０
ａから中心部に流入した冷却ガスに渦流運動を与
える。図示の実施例では円形状の開口１０９が箱
体１０６の周辺仕切りに設けられ、マニホールド
７６ａ内に冷却ガスを流入させ、下壁６０ａに直
接触れながら流動して該壁の冷却を保証する。

それぞれの隔室５０内に形成された既述のガス
による冷却回路の各実施例において、ガスは冷却
される各壁即ち主として下壁６０、フエルール５
６，５４および５２、ならびに上壁５８と直接に
接触されることが判る。このようにして得た温度
は、この発明により100℃よりも高く選定される
から壁６０の下面或はフエルール５６および５４
の内側面にナトリウムの冷凍堆積を生ずることが
ない。よつてこの程度の温度では熱絶縁手段を無
くすることができるからスラブが50℃近い温度に
冷却される従来装置の原子炉に用いられなければ
ならなかつた金属熱絶縁材の費用を考慮して節約
できることが予想される。

もち論、上記の冷却回路により達する温度は使
用ガスの性質、このガスが冷却回路に噴射された
ときの温度、およびこのガスの平均流速に左右さ
れる。説明例として、上方閉鎖装置を平均準均等
温度120℃に冷却するのに用いられる空気の場合、
正規状態の下で排出される総出力は950KWで、
空気は冷却回路に約85℃で流入し、約115℃で流
出し、平均流速は30m³／ｓである。

特に第８図に示すように、主容器の上方閉鎖装
置の温度を、スラブおよび回転栓部材の表面にナ
トリウムの蒸気およびエーロゾルを含んだ中性ガ
スの雰囲気によつてナトリウムの冷凍堆積物が生
ずる温度よりも高い温度に維持することによつ
て、その構成要素の各々の金属構造体において、
回転栓部材およびポンプのような他の構成部品を
支持する幾つかのフランジを一体化させることが
可能となり、これによつて使用金属の重量を軽減
しかつ軸方向の寸法を短縮させることができる。
事実、これらの支持フランジはナトリウムの冷凍
堆積物を防止できる温度に保たれなければなら
ず、このことはこれらのフランジが、従来技術に
よりスラブが約50℃の温度に冷却されたときこれ
によつて生ずる熱応力のためにスラブの構造に一
体化されることを妨げたことが知られている。第
８図は大型回転栓部材３０用の支持フランジ９５
がスラブの上壁５８およびスラブの内側フエルー
ル５４とともに一体化されていることを示す。ス
ラブ２６に対して回転栓部材３０を支持し、案内
し、かつ回転する装置９３全体はこれと組合わさ
れた密閉装置１００と同様に、さらに従来技術の
既知の装置と同一であるからその詳細な説明は省
略する。

もち論、この発明は上記の諸実施例に限定する
ものではない。

この発明は「ループ原子炉」型の液体金属で冷
却される高速中性子原子炉、および付図に示され
た「一体」型高速原子炉の両方に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷却式上方閉鎖装置を含むこの発明に
係る高速中性原子炉の軸方向断面を示す概略図、
第２図は第１図の原子炉の上方閉鎖装置の切断平
面図で密封室内を循環するガスによつてこれらの
閉鎖装置の冷却手段を略示し、第３図は図におい
てＡで示すスラブの密封室を拡大尺度で示す第２
図と類似の図で、第４図の線−に沿つてとら
れた断面図に対応し、第４図は第３図の線−
に沿つてとられた縦断面図で別の実施例を示し、
該装置ではガスが閉鎖回路内を循環しかつ別個の
噴口の形態をもつスラブの下壁近くに開口し、第
５図および第６図は冷却回路が第４図の実施例か
ら僅かに変形された２つの変形実施例を示す第４
図と類似の図、第７図は他の変形実施例の分解斜
視図で、冷却ガスはサイクロンに連通する垂直壁
を通してスラブの下壁と直接に接触するように構
成されており、第８図はスラブ内に大型の回転栓
部材を支持するためフランジの組付け構造を示す
垂直断面図である。図中の符号、１０……原子炉炉心、１２……液
体ナトリウム、１２ａ……高温マニホールド、１
２ｂ……低温マニホールド、１４……主容器、１
６……液位、１８……雰囲気、２０……第２容
器、２２……ケーシング、２４……通路、２６…
…スラブ、２８……中央開口、３０……大型回転
栓部材、３２……開口、３４……小型回転栓部
材、３６……通路、３８……炉心カバー、４０…
…ポンプ、４２……熱交換器、４４……内側容
器、４６……間装格子、４８，４８′，４８″……
垂直仕切り、５０，５０′，５０″……隔室、５１
……スペーサ要素、５２……外側フエルール、５
４……フエルール、５６……フエルール、５８…
…上壁、６０，６０ａ……下壁、６２，６２ａ…
…充填材料、６４，６４ａ……包囲部材、６５…
…包囲部材、６６……棒材、６７……空所、６
８，６８′，６８″……通路、７０，７０′，７
０″……分配容器、７２……壁部、７４……開口、
７６，７６′……供給マニホールド、７８，７
８′……通路、８０，８０′……通路、８２，８
２′……排出マニホールド、８４……垂直仕切り、
８６，８６′，８６″……オリフイス、８８，８
８′，８８″……オリフイス、８９……軸、９０
ａ，９０′，９０″……ウエル、９１……栓部材、
９２″……ウエル、９３……支持装置、９４……
閉鎖回路、９５……支持フランジ、９６……熱交
換器、９７……フアン、９８……冷却回路、９９
……緩衝タンク、１００……密閉装置、１０４…
…サイクロン、１０６……箱体、１０８……フイ
ン、１０９……開口を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１垂直軸線を有する主容器内に収容されかつ中
性ガスの雰囲気でその上部を満たされた液体金属
によつて冷却される原子炉において、前記容器が
スラブおよび少くとも１つの回転栓部材を含む水
平な上方閉鎖装置によつて密閉され、これらの上
方閉鎖装置が前記閉鎖装置の内側に配設された少
くとも１つの冷却流体の循環回路を含み、冷却流
体がガスであり、前記回路がほぼ放射状の垂直仕
切りによつて構成された複数の隔室を含み、ガス
が各隔室内で前記閉鎖装置の厚さを貫通して上部
から底部に貫流して前記閉鎖装置の下面とその上
方に配置されたほぼ水平な第１壁との間に構成さ
れた供給マニホールド内に流入し、該ガスは次い
で各隔室内で再び前記閉鎖装置の厚さを底部から
上部に貫通して閉鎖装置の上面とその下方に配置
されたほぼ水平な第２壁との間に構成された排出
マニホールド内に流入し、これによつて前記閉鎖
装置を準均等温度に冷却しかつ原子炉の正規運転
時に、中性ガスの雰囲気で満たされた表面を少く
とも100℃に等しい温度に維持する液体金属冷却
式原子炉。２各隔室内において、第１壁が近接して配置さ
れた開口を有しかつさらにガスが通流する分配容
器の下面を構成し、前記開口がガスを閉鎖装置の
下面に直接に接触させる分割噴流を形成する特許
請求の範囲第１項記載の液体金属冷却式原子炉。３供給ガス用の区分環状空所がスラブの外周辺
および回転栓部材上に構成されて分配容器に開口
する特許請求の範囲第２項記載の液体金属冷却式
原子炉。４供給ガス用の垂直ウエルが前記閉鎖装置の上
面上でかつ分配容器内に開口する特許請求の範囲
第２項記載の液体金属冷却式原子炉。５供給ガス用のサイクロンが、ガスを閉鎖装置
の下面と直接に接触させるために供給マニホール
ド内に配設される特許請求の範囲第１項記載の液
体金属冷却式原子炉。６各サイクロンが前記閉鎖装置の上面に開口す
る垂直供給ウエルと連通する特許請求の範囲第５
項記載の液体金属冷却式原子炉。７各隔室内において、供給マニホールドが熱交
換器、ポンプ或は回転栓部材のような構成部品を
通過させるためのフエルールによつて構成された
少くとも１つの通路を経由して排水マニホールド
と連通する特許請求の範囲第１項から第６項まで
のいずれか１項記載の液体燃料冷却式原子炉。８スラブが通常は栓部材によつて密閉された軸
を含み、該軸が供給マニホールドをスラブの上部
を連通させ、かつ使用中に下壁およびフエルール
の底部の検査、および冷却流体の循環用の作動シ
ステムの破損の場合に強制循環或は自然対流によ
つて残余のエネルギ分量の排出を実施させる特許
請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１項
記載の液体金属冷却式原子炉。９冷却ガスが前記閉鎖装置を上部に配置した原
子炉建物の外側から該ガスを加温する前に取入
れ、該ガスを前記冷却回路内を循環し、ろ過しか
つ原子炉建物の外側に排出するように構成した特
許請求の範囲上記各項のいずれか１項記載の液体
金属冷却式原子炉。１０冷却ガスが前記閉鎖装置を上部に配置した
原子炉建物から加温する前に取入れられた空気で
あつて、該ガスを前記冷却回路内を循環し、冷却
し、ろ過しかつ原子炉建物内に排出するように構
成した特許請求の範囲第１項から第８項までのい
ずれか１項記載の液体金属冷却式原子炉。１１冷却ガスが前記冷却回路と、該冷却回路の
出口に配設された少くとも１つの熱交換器と、少
くとも１つのガス循環装置とを含む特許請求の範
囲第１項から第８項までのいずれか１項記載の液
体金属冷却式原子炉。