JPS60207087A - 集積型高速中性子炉 - 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】 本発明は、集積型高速中性子炉に関し、評言すれば、熱
交換器と循環ポンプが単−楢成ＪＡＬ索を形成するよう
に軸方向に組み合わされる液体金鵡冷却の集積型高速中
性子炉に関するものである。電磁ポンプは液体金属内に
完全に浸漬されそして高温−次す）　Ｉ）ラム供給が生
じる交換器の上方端は密封スラブのハウジングの１つの
中に置かれる。

原子炉の完全な一次回路がスラブによって密封される主
容器内に収納されることを特徴とする集積型高速中性子
炉は知られている。かくして、主容器内には炉心、−次
回路ポンプおよび一次回路と二次回路との間の熱伝達を
保証する交換器が配置され、これらすべては一般にナト
リウムによって構成されかつスラブの近傍にお因でアル
ゴンのごとき不活性ガス被膜で榎われる液体金属内に浸
漬される。

この型の炉において、ポンプと熱交換器は一般に主゛容
器およびその中に収容された炉心の軸線のまわりに局部
で分布される。炉内の一次ナトリウム入口は主容器の高
温ナトリウムの自由レベルの下に位置決めされ、一方出
口は高温および低温ナトリウム容積を分離する内部構造
によって形成されるコールドコレクタ内に配置される。

コールドコレクタのナトリウムはポンプ内に吸い込まれ
かつ次いで大きな断面積を有するバイブを介して炉心用
の支持供給部材に送給される。

これは炉運転の観点からは十分な結果に至るが、この設
計は、幾分複雑な形状を有しそしてとくに、その構成に
要求される大量の核安全特性のステンレス鋼および種々
の部分の複雑な形状により高価である高応力内部構造に
よって形成されるコールドコレクタを要するという欠点
がある。

また、軸方向に組み合わされる機械的ポンプおよび交換
器によって形成される構成要素からなる集積型高速中性
子炉も知られている（フランス特許出願第２．　′５２
６．０１１号）。また内部溝造型コールドコレクタを有
するこの炉に関して、交換器供給開口は主容器の高温ナ
トリウムの自由レベルの下に完全に位置決めされる。こ
のような炉の設計はかなりのかつしたがって追加の核安
全特性のステンレス鋼量により高価な容器高さを必要と
する。

他の欠点は容器壁の厚さとその高さとの間の比が非常に
小さいという事実から生じる。この特徴は耐震性の観点
から好ましくない。

本発明は、そのポンプと又換器が軸方向に組み合わさら
れる少なくとも１つの構成要素、ならびに上述した炉の
欠点の制限を可能にするＥＰ−Ａ　ｌ　−０，０５８，
５８３に記載された型のハウジングを有するスラブから
なる集積型高速中性子炉に関する０ したがって、本発明はとくに、スラブによって密封され
かつ一次液体金属を収容する容器と、該容器内に配置さ
れかつ炉心を支持する支持供給部材と、液体金属用入口
および出口を有する循環ポンプと液体金属用入口および
出口を有する熱交換器との軸方向組合せによって形成さ
れる少なくとも１つの構成要素と、交換器出口をポンプ
入口に油圧的て接続する手段と、ポンプ出口を供給支持
部材に油圧的圧接続しかつ液体金＠全炉心に供給するダ
クトとからな９、スラブが少なくとも１つのハウジング
を有し、交換器の他の部分が入口を有しかつスラプハウ
ジング内に配置され、前記入口がスラブと同じ高さまた
は上方に位置決めされ、そして液体金属を交換器入口に
供給する手段を備えている集積型高速中性子炉に関する
。

好ましくは、交換器は上方管板、下方管板および前記管
板間に延びる管束を有し、−次流体は管のまわりをかつ
二次流体は管内を循環し、そして上方管板がスラブの上
方に位置決めされる。

生物学的保護を確実にするスラブのコンクリートタンク
への交換器の部分的導入の結果として、ポンプお裏び又
換の軸方向重畳から生じる＋ｉζ成要素のハウジングに
必要な容器の追加のｃ楯さが縮減され、それは耐震性の
改善および炉のコストの低減を可能にする。この高さの
利得は、容器が容器通路の底部に置かれるかまたは容器
軸°またはスラブに上方部で垂下されるかに関係なく得
られる。

さらに、循環ポンプと熱交換器の重畳は、本発明による
炉の場合に、組み合わぜたボング／父換器の構成要素嶋
９１通路に対応するスラブを通る通路数の低減を可能に
し、これに反し従来の集積型原子炉においてはポンプ用
の通路および交換器用の他の通路を有することを必要と
づ−る。

本発明の他のＢｒｆ似によれば、熱交換器出口は筒状フ
ェルールによって循環ポンプ入１」に１−１接接続され
る。

これは原子炉ブロックの内部構造の簡単化となる一方、
内部構造または容器を除去し、それにより本発明による
配−において、コールドコレクタは軸方向に組み合せた
交換器とポンプとの間の油圧接続に制限される。

本発明の第１の変形例において、循環ポンプと熱交換器
は取外し可能な要素であり、交換器は支持フランジによ
ってスラブに垂下され、一方循環ポンプは支持フェルー
ルによって支持供給部材の支持構造に置かれる。　、 特別な実施例によれば、交換器とポンプとの間の油圧接
続は密封室によって引き起される。

本発明の第２の変形例によれば、循環ポンプと熱交換器
はスラブに垂下されるかまたは支持供給部オの支持構造
内゛に置かれるモノリシック構成要素を形成する。

以下、本発明を非限定的実施例および添付図面に関連し
て詳細に説明する。

第１図および第２図に示すごとく、本発明による炉の全
体的設営１は集積型高速中性子炉の設計に応じている。

かくして、第１図および第２図の原子炉は主客器１を収
納する容器通路または継穴１０を画成する補強されたコ
ンクリート炉建物ろからなる。安全のため、容器１は安
全容器（図示せず）と呼ばれる８ｇ２容器により外部で
二月’４になされている。容器１の上方端は凹所または
ハウジングを備えている補強されたコンクリートスラブ
１１によって苦封される。

スラブ１１は各交換器１７の頭部用ハウジング捷たは凹
所５１を有してお９、該ハウジングは矩形になっている
。これらのハウジングは交換器の頭部を囲繞するコンク
リート壁５３を有し、したがって外部に対する生物学的
保護を保証する。二次流体用供給および放出パイプ２５
および３３はこれらのコンクリート壁を貫通する。ハウ
ジング５１はその上方部において、交換ｚ：）とポンプ
の取扱いを許容する取外し可能なプラグ５５によって密
封される。

＠１図に示した実施例において、容器１は容器通路１０
の底部に１ｋかれる。第２図の実施例において、容器１
はスラブ１１に上方部で垂下さ九る。

原子炉は複数の構成要素を有する一次液体金属回路を有
し、これらの各構成要素は炉心を支持する供給支持部材
７への液体金属の送給全保証する循環ポンプ１９と軸方
向に組み合わせられた熱交換器１７かもなる。単一構成
要素は第１図および第２図に示されている。液体金属は
底部から頂部に垂直、に炉心５を横断しかつ燃料集合体
との接触で加熱する。炉心から出た高温ナトＩＪウムは
冷却しかつ次いでポンプ１９に入る交換器１７に吸い込
まれる。該交換器１７ｆｄこれが一次回路と不活発な二
次回路との間の接続を形成するため中間交換器と呼ばれ
る。二次回路は一次液体金属から蒸気発生器への熱伝達
を引き起すために、一般にナトリウムのごとき液体金！
４でへる二次流体の循環を引き受ける。この回路は原子
炉ブロックの外部でかつ図示してない複数の循環ポンプ
を有している０ 記載された２つの実施例において、中間交換器１７は管
外での一次液体金属の循環を有する直立管型からなるが
、他の型の交換器も考慮されることができる。交換器は
上方管板２１と下方管板２３を有している。管束は上方
および下方管板２１と２３との間に延びる。低温二次流
体は熱絶縁されたバイブ２５によって交換器°の上方部
に供給される。この流体は交換器１７を通って中央通路
２７（矢印２９）を経由して頂部から底部へ通りかつ次
いで管束内に生じる。その場合に高温二次流体は熱絶縁
されたパイプ３３によって蒸気発生器に向って通される
。交換器とスラブ１１の通路１５との間の熱絶縁は符号
４０によって保証される。

容器内にある一次流体５！ｄ、外方交換器エンベロープ
とともに環状通路を画成する筒状スカートからなる供給
室３５に吸い込まれる。この室の内方部は原子炉の運転
県外に拘らず浸漬されるようなレベルで液体ナトリウム
に浸漬される。室は上方管板２１０レベルに近いレベル
へのナトリウムの供給を可能にする。交換器管のまわり
に循環する一次流体とこれらの管内に循環する二次流体
との間の最適熱交換条件を保証するために、−次ナトリ
ウムを全交換長の利点を取るために管板のレベルに供給
する必要がある。交換器入口６７がそれ自体スラブ１１
の基板と同じ高さまたは上方に位置決めされる管板３１
の直上に配置されるのはこのためである。室は原子炉の
始動に備えられる真空発生回路５ｏの結果として、スラ
ブ１１０基板と同じ高さまたは上方に配置される交換器
入口３７にナトリウムを生じることができる。この回路
は運転を準備するためにナトリウムで室を充満させるこ
とができる。一旦サイアオンが準備さｉてしまうと、炉
の通常運転中使用されない。

交換器人口３７およびスラブ１１の上方または同じ高さ
の管板２１は構成倹素の垂直寸法付けの結果として容器
の高さ増加の制限を可能にする。

−次流体は符号１９のようなかつ好ましくは電磁ポンプ
であるボン７°によって循環される。

電磁ポンプはそれ自体公知であるので、その作動につい
ては詳細に説明しない。一般に、電磁ポンプは２つの必
須な部分、すなわちダクトおよび誘導子からなる。ダク
トはその中に液体金属が循環する環状空間を備える２つ
の同中心管によって構成される。ステータはダクトのま
わり九半径方向に配置される磁気回路および該磁気回路
内に設けられたスロット内に配置されたコイルからなる
。

ダクトの内方管内に取り付けられた磁心は磁気回路の閉
成を可能にする。、コイルは３相系によって供給される
。コイルは半径方向の磁界を発生しかつ液体金稿内に電
流を誘起する。ダクトの上方および下方部は磁心を閉じ
る回転体によってかつポンプが取り付けられる回路への
ダクトの接続を可能にするディフューザによって延長さ
れる。

第１図および第２図に示した電磁石はそれ自体公知であ
る。本発明の変形例によれば、これらのポンプ１９は交
換器１７に接続されず、そしてこの場合に支持および供
給部材７の支持構造９にそれぞれ配置される。容器１内
に収容された高ｎｌＡ液体金属６は供給室３５によって
交換器１７に吸い込まれる。

交換器に入った後、−次流体は頂部から底部へ管束のま
わりに矢印３９の方向に循環する。−次流体は下方部か
ら開口４１を通って流出しかつ次いで電磁ポンプの環状
ダク）４３ｔ−貫通する。ボ　゛ンプを出た液体金属は
供給支持部材７に接続されたバイブ４５に供給される。

電磁ポンプおよび中可交換器によって形成される構成要
素はその場合スラブ１１上に支持フランジ４７を経由し
て垂下されるかまたは部材７の支持構造９上に置かれる
単一ブロック構体を構成することができる。

また、交換器とポンプは、２つの図示実施例における場
合のように、分離されることもできる。

この場合に、中間交換器のみが支持フランジ４７を経由
してスラブ１１に垂下される。電磁ポンプ１９は支持フ
ェルール２ｏによって構造９上に載置する。この変形例
は交換器およびポンプの別個の操作および引抜きを許容
する特別な利点を有する。ポンプは把持突起５９を有し
ている。したがって、取扱い手段は弱くすることができ
る。さらに、これらを引き抜くための屋根の下に必要な
高さは低減されることができる。しかしながら、この解
決は密封室４９によって得られるポンプと交換器との間
に接続の存在を要する。密封室は交換器１７と一体でか
つ該交換器の外壁と、中性ガスで充填された環状空間を
画成するフェルール２００によって構成される０ボング
１９°と一体でかつ交換器壁の外径より大径を有するが
フェルール２００の外径より小径であるフェルール１７
′は密封室を形成するために前記フェルール２００と交
換器の外壁との間に置かれる。

留意されるべきことは、本発明による原子炉は、一般の
場合であるように、容器をホットコレクタとコールドコ
レクタに分離する特別なｊｌり造を持たないということ
である。したがって、従来技術によれば、中間交換器を
出る低温液体金賄は前記特別な構造によって画成される
大量コールドコレクタに放出される。次いで一次循環ポ
ンプによって取られる。本発明の場合には、コールドコ
レクタは交換器１７とポンプ１９との間の接続を形成す
る装置に低減される。これは、特別な内部構造の欠如が
原子炉ブロックの構造を非常に簡単化し、必要とされる
ステンレス鋼の量を減じかつしたがつてコストを低減す
るため、本発明の重要な利点である。しかしながら、主
客器１の壁に浸漬された熱絶縁５７を設ける必要がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液体金属冷却の高速中性子炉を示
す断面図、 剪２図は第１図の原子炉の変形を示す断面図である。 図中、符号１は容器、３は液体金属、７は支持供給部材
、９は支持構造、１１１Ｉ：ｔスラブ、１７は熱交換器
、１７′は第２フエルール、１９は循環ポンプ、２０Ｖ
ｉ支持フエルール、２１は上方管板、２３は下方管板、
３５は供給室、４３はダクト、４５Ｈパイプ、４７は支
持フェルール、４９は密封室、５１はスラブハウジング
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）スラブによって密封されかつ一次液体金属を収容
   する容器と、該容器内に配備さ１＋、かつ炉心を支持す
   る支持供給部材と、液体金（重用入口および出口を有す
   る循環ポンプと液体金属用入口および出口を有する熱交
   換器との軸方向組合せによって形成される少なくとも１
   つの構成要素と、前記交換器出口を前記ポンプ人［コに
   油圧的に接続する手段と、前記ポンプ出口をｉＴｉ記供
   給支持部（ＡＶＣ油圧的に接続しかつ液体金属を前記炉
   心に供給するダクトとからなり、前記スラブは少なくと
   も１つのハウジングを有し、前記交換器の他の１ｉｌｉ
   分は入口を有しかつ前記スラブハウジング内に配置ｉ：
   ｔ゛され、前記入口は前記スラブと同じ高さまたは上方
   に位首決めされ、そして液体金属を前記交換器人口に供
   給する手段を備えていることを特徴とする集積型高速中
   性子炉。 （２）前記交換器と一体の第１フエルールおよび前記ポ
   ンプと一体でかつ前記第１フエルールと前記交換器との
   間に挿入された第２フエルールによって構成される密封
   室からなり、前記交換器と前記第１フエルールとの間で
   中性ガスがトラップされることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の集積型高速中性子炉。 （８）前記構成要素のポンプおよび交換器は取外し可能
   な要素であｐ１前記交換器は支持フランジによって前記
   スラブに垂下され、一方前記ポンプは支持フェルールに
   よって前記支持供給部材の支持構造上に置かれることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項および８＋！２項に記
   載の集積型高速中性子炉。 （４）前記ポンプは電磁ポンプであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の
   集積型高速中性子炉。 （５）前記ポンプと交換器は前記スラブに垂下されるか
   または前記支持供給部材の支持構造上に置かれるモノリ
   シック構成要素を形成することを％徴とする特許請求の
   範囲第１項および第２項に記載の集積型高速中性子炉。 （６）前記液体金桟を前記交換器入口に供給する０１１
   記手段は供給室によって構成されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第５贋−のいずれかに記載の
   集積型高速中性子炉。 （γ）前記交換器は上方管板、下方管板および前記管板
   間に延びる管束を有し、−次流体は前記管のまわシをか
   つ二次流体は前記管内を循Ｊｉｉ　Ｌ、そして前記上方
   管板は前記スラブの上方に位１ｕ決めされることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし紀６項のいずれかに
   記載の集積型高速中性子炉。