JPS6142836B2 - - Google Patents
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- JPS6142836B2 JPS6142836B2 JP53151884A JP15188478A JPS6142836B2 JP S6142836 B2 JPS6142836 B2 JP S6142836B2 JP 53151884 A JP53151884 A JP 53151884A JP 15188478 A JP15188478 A JP 15188478A JP S6142836 B2 JPS6142836 B2 JP S6142836B2
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- JP
- Japan
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- subassembly
- coolant
- liquid metal
- armature
- fast neutron
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Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/322—Means to influence the coolant flow through or around the bundles
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液体金属冷却高速中性子増殖炉に関す
る。
る。
液体金属冷却高速中性子増殖炉において燃料ア
センブリは、ナトリウムの如き液体金属冷却材の
流れる多数の細長い燃料要素あるいはピンを有し
ている。便宜上燃料アセンブリは複数のサブアセ
ンブリに分けられ、サブアセンブリはそれぞれ、
管状ラツパーにより包囲された複数の燃料ピンを
有し、且つ持ち上げヘツドを備えている。サブア
センブリは並んだ配列で位置決めされ各サブアセ
ンブリは燃料アセンブリ支持構造部の中へ差し込
まれる下端スパイクによつて片持ちばり様式で位
置決めされる。燃料アセンブリの中央領域にある
サブアセンブリは主として核分裂性物質を有し、
周囲外方領域にあるサブアセンブリは増殖性物質
を有している。原子炉の運転中燃料親物質は、核
分裂性物質の核分裂によつて放出された中性子を
捕え、更に核分裂性物質をつくり出す。燃料アセ
ンブリの照射が進行し、増殖性物質の核分裂性部
分が増加するにつれて、新しく形成された核分裂
性物質のうちのいくらかに核分裂がおこり、増殖
性物質サブアセンブリの動力出力、それ故冷却材
の温度が徐々に増大する。燃料アセンブリから流
れる冷却材の流れの温度の増加および変化によつ
て、高速中性子増殖炉技術において熱ストリツピ
ングとして知られている状態がおこり、更に急激
な温度の変動のために原子炉構造材料に割れを生
じさせる状態がおこる。
センブリは、ナトリウムの如き液体金属冷却材の
流れる多数の細長い燃料要素あるいはピンを有し
ている。便宜上燃料アセンブリは複数のサブアセ
ンブリに分けられ、サブアセンブリはそれぞれ、
管状ラツパーにより包囲された複数の燃料ピンを
有し、且つ持ち上げヘツドを備えている。サブア
センブリは並んだ配列で位置決めされ各サブアセ
ンブリは燃料アセンブリ支持構造部の中へ差し込
まれる下端スパイクによつて片持ちばり様式で位
置決めされる。燃料アセンブリの中央領域にある
サブアセンブリは主として核分裂性物質を有し、
周囲外方領域にあるサブアセンブリは増殖性物質
を有している。原子炉の運転中燃料親物質は、核
分裂性物質の核分裂によつて放出された中性子を
捕え、更に核分裂性物質をつくり出す。燃料アセ
ンブリの照射が進行し、増殖性物質の核分裂性部
分が増加するにつれて、新しく形成された核分裂
性物質のうちのいくらかに核分裂がおこり、増殖
性物質サブアセンブリの動力出力、それ故冷却材
の温度が徐々に増大する。燃料アセンブリから流
れる冷却材の流れの温度の増加および変化によつ
て、高速中性子増殖炉技術において熱ストリツピ
ングとして知られている状態がおこり、更に急激
な温度の変動のために原子炉構造材料に割れを生
じさせる状態がおこる。
本発明の目的は、燃料アセンブリの寿命の続く
間、増殖性物質サブアセンブリのうちの少なくと
もいくらかの出口冷却温度を実質的に一定に維持
するのに役立つ装置を備えた、液体金属冷却高速
中性子増殖炉を提供することにある。
間、増殖性物質サブアセンブリのうちの少なくと
もいくらかの出口冷却温度を実質的に一定に維持
するのに役立つ装置を備えた、液体金属冷却高速
中性子増殖炉を提供することにある。
本発明に依れば、並んだ配列で直立した複数の
細長いサブアセンブリを備えた燃料アセンブリを
有する液体金属冷却高速中性子増殖炉において、
燃料アセンブリの外方領域のサブアセンブリはそ
れぞれ、サブアセンブリを通る冷却材の流れを調
節するための電磁ブレーキ装置を有し、電磁ブレ
ーキ装置の磁場は感温性でありかつサブアセンブ
リを通る冷却材の温度増加に応じて、サブアセン
ブリを通る冷却材の流量を増すように作用する。
細長いサブアセンブリを備えた燃料アセンブリを
有する液体金属冷却高速中性子増殖炉において、
燃料アセンブリの外方領域のサブアセンブリはそ
れぞれ、サブアセンブリを通る冷却材の流れを調
節するための電磁ブレーキ装置を有し、電磁ブレ
ーキ装置の磁場は感温性でありかつサブアセンブ
リを通る冷却材の温度増加に応じて、サブアセン
ブリを通る冷却材の流量を増すように作用する。
燃料アセンブリの連続照射中増殖炉の動力出力
が増加するにつれて、冷却材の流れ抵抗を徐々に
減少させ、それによつてサブアセンブリを通る冷
却材の流量を増加させ、電磁ブレーキ装置を備え
た増殖性物質サブアセンブリの出口冷却材温度を
実質的に一定に維持するように、電磁ブレーキ装
置を整列させるのが良い。
が増加するにつれて、冷却材の流れ抵抗を徐々に
減少させ、それによつてサブアセンブリを通る冷
却材の流量を増加させ、電磁ブレーキ装置を備え
た増殖性物質サブアセンブリの出口冷却材温度を
実質的に一定に維持するように、電磁ブレーキ装
置を整列させるのが良い。
本発明を具体化する液体金属冷却高速中性子増
殖炉を、例として添付図面を参照して説明する。
殖炉を、例として添付図面を参照して説明する。
第１図は、主容器３の中の液体ナトリウム冷却
材のプール２の中に沈められた燃料アセンブリ１
を有している液体金属冷却高速中性子増殖炉を示
している。主容器は格納室１の屋根から吊り下げ
られ、複数の冷却材ポンプ５および熱交換器６
（それぞれ１つのみ図示）が設けられている。支
持構造部７の上に設けられた燃料アセンブリ１
は、炉心タンク８の中に熱交換器とともに収容さ
れ、一方冷却材をダイヤグリツドへ放出するポン
プ５は、炉心タンクの外側に配置されている。炉
心即ち燃料アセンプリ１は、接近して並んだ配列
で支持構造部７から直立している複数本のサブア
センブリ９を有している。制御棒１０および計装
１１が、格納室の屋根を貫通している。燃料アセ
ンブリ１は、核分裂性物質を含むサブアセンブリ
９を有している中央預域と、燃料親物質あるいは
増殖性物質を含むサブアセンブリを有している外
方環状領域とから構成されている。増殖性物質サ
ブアセンブリはそれぞれ、以下に説明されている
ように、増殖性物質サブアセンブリを通る冷却材
の流れを調節するための環状電磁ブレーキ装置を
有している。電磁ブレーキ装置の磁場は、感温性
であり、従つて燃料アセンブリの連続照射中増殖
炉の動力出力が増すと、冷却材の流れ抵抗を減少
させる。そのためサブアセンブリを通る冷却材の
流量は、冷却材の出口温度を実質的に一定に維持
するため徐々に増加する。
材のプール２の中に沈められた燃料アセンブリ１
を有している液体金属冷却高速中性子増殖炉を示
している。主容器は格納室１の屋根から吊り下げ
られ、複数の冷却材ポンプ５および熱交換器６
（それぞれ１つのみ図示）が設けられている。支
持構造部７の上に設けられた燃料アセンブリ１
は、炉心タンク８の中に熱交換器とともに収容さ
れ、一方冷却材をダイヤグリツドへ放出するポン
プ５は、炉心タンクの外側に配置されている。炉
心即ち燃料アセンプリ１は、接近して並んだ配列
で支持構造部７から直立している複数本のサブア
センブリ９を有している。制御棒１０および計装
１１が、格納室の屋根を貫通している。燃料アセ
ンブリ１は、核分裂性物質を含むサブアセンブリ
９を有している中央預域と、燃料親物質あるいは
増殖性物質を含むサブアセンブリを有している外
方環状領域とから構成されている。増殖性物質サ
ブアセンブリはそれぞれ、以下に説明されている
ように、増殖性物質サブアセンブリを通る冷却材
の流れを調節するための環状電磁ブレーキ装置を
有している。電磁ブレーキ装置の磁場は、感温性
であり、従つて燃料アセンブリの連続照射中増殖
炉の動力出力が増すと、冷却材の流れ抵抗を減少
させる。そのためサブアセンブリを通る冷却材の
流量は、冷却材の出口温度を実質的に一定に維持
するため徐々に増加する。
第２図に示されているサブアセンブリ９はそれ
ぞれ、中央燃料部分１２と、下端位置決め部分１
３と、管状上端部分１４とを有している。燃料部
分１２は、横断面が六角形の管状ラツパー１６で
包囲された細長い燃料ピン１５の束を有し、これ
らのピンは、下端がグリツド１７によつてラツパ
ー内に支持され、ピンの長さの中間は、ハチの巣
形のセル状グリツド１８で支えられている。下端
位置決め部分１３は、ソケツト２０を燃料アセン
ブリ支持構造部の中に係合させるためのスパイク
１９を有し、且つ開口２２を備え、冷却材は支持
構造部内から開口２２を通つて流れることができ
る。管状上端部分１４は冷却材の流れのための出
口を定め、且つ持ち上げヘツド２５を有してい
る。
ぞれ、中央燃料部分１２と、下端位置決め部分１
３と、管状上端部分１４とを有している。燃料部
分１２は、横断面が六角形の管状ラツパー１６で
包囲された細長い燃料ピン１５の束を有し、これ
らのピンは、下端がグリツド１７によつてラツパ
ー内に支持され、ピンの長さの中間は、ハチの巣
形のセル状グリツド１８で支えられている。下端
位置決め部分１３は、ソケツト２０を燃料アセン
ブリ支持構造部の中に係合させるためのスパイク
１９を有し、且つ開口２２を備え、冷却材は支持
構造部内から開口２２を通つて流れることができ
る。管状上端部分１４は冷却材の流れのための出
口を定め、且つ持ち上げヘツド２５を有してい
る。
燃料アセンブリの中央領域にある燃料サブアセ
ンブリ９のピンは、主として核分裂性物質例えば
239Puの酸化物と235Uの酸化物との混合物を含ん
でいるが、それぞれの端のところに多量の燃料親
物質例えば238Uの酸化物を含んでいる。燃料アセ
ンブリの中央領域を包囲する外方領域にある燃料
サブアセンブリのピンは、燃料親物質あるいは増
殖性物質例えば238Uの酸化物を含んでいる。燃料
アセンブリの外方領域にある増殖性燃料サブアセ
ンブリはそれぞれ、しやへい部分１４の上端に設
けられた電磁ブレーキ装置２４を有し、電磁ブレ
ーキ装置は、サブアセンブリを通つて上向きに流
れる冷却材が電磁ブレーキ装置を通つて流れるよ
うに配置されている。
ンブリ９のピンは、主として核分裂性物質例えば
239Puの酸化物と235Uの酸化物との混合物を含ん
でいるが、それぞれの端のところに多量の燃料親
物質例えば238Uの酸化物を含んでいる。燃料アセ
ンブリの中央領域を包囲する外方領域にある燃料
サブアセンブリのピンは、燃料親物質あるいは増
殖性物質例えば238Uの酸化物を含んでいる。燃料
アセンブリの外方領域にある増殖性燃料サブアセ
ンブリはそれぞれ、しやへい部分１４の上端に設
けられた電磁ブレーキ装置２４を有し、電磁ブレ
ーキ装置は、サブアセンブリを通つて上向きに流
れる冷却材が電磁ブレーキ装置を通つて流れるよ
うに配置されている。
第３図に示されているように電磁ブレーキ装置
２４は、共通の軸線上に端と端をつき合せて配列
した複数の環状永久磁石２６と、複数の環状磁極
片２７とを有し、永久磁石はそれぞれ１対の磁極
片の間に配置され、そして更に同軸の電機子２８
が設けられている。磁極片と電機子とによつて定
められる環状のすき間２９は、サブアセンブリを
通つて上向きに流れる液体金属冷却材のための流
路を構成する。磁極片２７および電機子２８は強
磁性材料から作られている。ブレーキ装置のブレ
ーキ圧力は、すき間に亘つて伝えられる磁束の強
さと冷却材の流量に依存し、それにより冷却材の
流れ方向に垂直な平面においては液体金属に循環
流れを起させる。この循環流れは、冷却材の流れ
と反対の力を引き起こす。
２４は、共通の軸線上に端と端をつき合せて配列
した複数の環状永久磁石２６と、複数の環状磁極
片２７とを有し、永久磁石はそれぞれ１対の磁極
片の間に配置され、そして更に同軸の電機子２８
が設けられている。磁極片と電機子とによつて定
められる環状のすき間２９は、サブアセンブリを
通つて上向きに流れる液体金属冷却材のための流
路を構成する。磁極片２７および電機子２８は強
磁性材料から作られている。ブレーキ装置のブレ
ーキ圧力は、すき間に亘つて伝えられる磁束の強
さと冷却材の流量に依存し、それにより冷却材の
流れ方向に垂直な平面においては液体金属に循環
流れを起させる。この循環流れは、冷却材の流れ
と反対の力を引き起こす。
原子炉の運転に当つて、プールの外方領域から
吸い込まれる液体金属冷却材は、燃料サブアセン
ブリを通つて上向きに流れて燃料ピン１５と熱交
換し、それから電磁ブレーキ装置２４を経て上端
から流出する。原子炉の運転中、燃料アセンブリ
の核分裂性領域の核分裂によつて放出される中性
子は、燃料親物質によつて捕えられ、それによつ
て燃料親物質内に核分裂性含有分をつくりだし、
この含有分は、照射が増すにつれて徐々に増加す
る。増殖性物質サブアセンブリにおいて新しくつ
くり出された核分裂性物質のうちのいくらかは又
核分裂を受け、核分裂の割合は、核分裂性含有分
が増加するにつれて増大し、その結果増殖性物質
サブアセンブリの動力出力が徐々に増大する。電
磁ブレーキ装置２４は、増殖性物質サブアセンブ
リを通る冷却材の流れを制限するのに役立ち、こ
の制限は温度に依存し、温度が高くなるにつれて
減少し、その結果動力出力の増加にともなつて冷
却材の流れが増し、それによつて冷却材の出口温
度を実質的に一定に維持する。制限の減少は、温
度の増加により引き起こされる磁気材料の透磁率
の減少によつて生じる。
吸い込まれる液体金属冷却材は、燃料サブアセン
ブリを通つて上向きに流れて燃料ピン１５と熱交
換し、それから電磁ブレーキ装置２４を経て上端
から流出する。原子炉の運転中、燃料アセンブリ
の核分裂性領域の核分裂によつて放出される中性
子は、燃料親物質によつて捕えられ、それによつ
て燃料親物質内に核分裂性含有分をつくりだし、
この含有分は、照射が増すにつれて徐々に増加す
る。増殖性物質サブアセンブリにおいて新しくつ
くり出された核分裂性物質のうちのいくらかは又
核分裂を受け、核分裂の割合は、核分裂性含有分
が増加するにつれて増大し、その結果増殖性物質
サブアセンブリの動力出力が徐々に増大する。電
磁ブレーキ装置２４は、増殖性物質サブアセンブ
リを通る冷却材の流れを制限するのに役立ち、こ
の制限は温度に依存し、温度が高くなるにつれて
減少し、その結果動力出力の増加にともなつて冷
却材の流れが増し、それによつて冷却材の出口温
度を実質的に一定に維持する。制限の減少は、温
度の増加により引き起こされる磁気材料の透磁率
の減少によつて生じる。
磁極片および電機子として使用するのに適した
材料は、電磁ブレーキ装置がサーモスタツトとし
て役立つように、所望の冷却材出口温度とほぼ等
しいキユリー点を有する材料である。上述の原子
炉において、増殖性物質サブアセンブリの望まし
い冷却材出口温度は約570℃であり、それ故60％
のニツケルと40℃の鉄から成る合金が、電磁ブレ
ーキ装置の磁極片および電機子に適することが明
らかとなつた。
材料は、電磁ブレーキ装置がサーモスタツトとし
て役立つように、所望の冷却材出口温度とほぼ等
しいキユリー点を有する材料である。上述の原子
炉において、増殖性物質サブアセンブリの望まし
い冷却材出口温度は約570℃であり、それ故60％
のニツケルと40℃の鉄から成る合金が、電磁ブレ
ーキ装置の磁極片および電機子に適することが明
らかとなつた。
第１図は、液体金属冷却高速中性子増殖炉の横
断面図、第２図は、増殖性燃料サブアセンブリの
横断面図、第３図は、電磁ブレーキ装置の横断面
図である。 １……燃料アセンブリ、９……サブアセンブ
リ、１５……燃料ピン、２４……電磁ブレーキ装
置、２６……永久磁石、２７……磁極片、２８…
…電機子。
断面図、第２図は、増殖性燃料サブアセンブリの
横断面図、第３図は、電磁ブレーキ装置の横断面
図である。 １……燃料アセンブリ、９……サブアセンブ
リ、１５……燃料ピン、２４……電磁ブレーキ装
置、２６……永久磁石、２７……磁極片、２８…
…電機子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 並んだ配列で直立している複数の細長いサブ
アセンブリを備えた燃料アセンブリを有し、前記
燃料アセンブリの外方領域のサブアセンブリはそ
れぞれ、サブアセンブリを通る冷却材の流れ調節
するための電磁ブレーキ装置を有し、前記電磁ブ
レーキ装置の磁場が感温性でありかつサブアセン
ブリを通る冷却材の温度増加に応じて、サブアセ
ンブリを通る冷却材の流量を増すように作用する
ことを特徴とする、液体金属冷却高速中性子増殖
炉。 ２ 前記電磁ブレーキ装置がそれぞれ、共通の軸
線上に端と端をつき合せて配列させた複数の環状
永久磁石および複数の環状磁極片と、同軸の電機
子とを有し、永久磁石はそれぞれ１対の磁極片の
間に配置され、前記永久磁石と磁極片と電機子と
が、サブアセンブリを通る液体金属冷却材のため
の環状流路を定めることを特徴とする、特許請求
の範囲第１項記載の液体金属冷却高速中性子増殖
炉。 ３ 前記電磁ブレーキ装置の磁極片および電機子
が強磁性合金から作られることを特徴とする。特
許請求の範囲第２項記載の液体金属冷却高速中性
子増殖炉。 ４ 磁極片および電機子が、60％のニツケルと40
％の鉄から成る合金で作られることを特徴とす
る、特許請求の範囲第３項記載の液体金属冷却高
速中性子増殖炉。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB5163577 | 1977-12-12 | ||
| GB90478 | 1978-01-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5489191A JPS5489191A (en) | 1979-07-14 |
| JPS6142836B2 true JPS6142836B2 (ja) | 1986-09-24 |
Family
ID=26236270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15188478A Granted JPS5489191A (en) | 1977-12-12 | 1978-12-08 | Liquid metal cooling speeddup neutron breeder |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4202726A (ja) |
| JP (1) | JPS5489191A (ja) |
| DE (1) | DE2853133A1 (ja) |
| FR (1) | FR2411470B1 (ja) |
| GB (1) | GB2010000B (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4225387A (en) * | 1978-03-07 | 1980-09-30 | Nuclear Power Company Limited | Liquid metal cooled past breeder nuclear reactors |
| US4324614A (en) * | 1979-04-23 | 1982-04-13 | Electric Power Research Institute, Inc. | Flow distribution system for coolant in a nuclear reactor and method |
| US4493812A (en) * | 1982-01-19 | 1985-01-15 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Nuclear radiation actuated valve |
| US4716004A (en) * | 1986-02-06 | 1987-12-29 | Westinghouse Electric Corp. | Thimble guide extender |
| FR2609833B1 (fr) * | 1987-01-21 | 1991-10-18 | Novatome | Coeur d'un reacteur nucleaire et procede de chargement de ce coeur |
| FR2622040B1 (fr) * | 1987-10-14 | 1992-08-14 | Novatome | Dispositif amovible de reglage du debit de fluide de refroidissement dans un assemblage d'un reacteur nucleaire a neutrons rapides et procede de reglage et assemblage correspondants |
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