JPS6154193B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷却材に液体金属を用いた原子炉に関
する。

一般にたとえば高速増殖炉等では冷却材として
液体ナトリウム等の液体金属が用いられている。
そして、この液体金属は原子炉容器内に収容さ
れ、この原子炉容器内の液体金属の液面より上方
の空間にはアルゴン等のカバーガスが封入されて
いる。ところで、上記原子炉容器壁のうち液体金
属に接している部分は液体金属から略均一に熱が
伝わり、その温度分布は略平均化されるが、液体
金属の液面より上方の部分では表面からの輻射に
よつて放熱がなされる。そして、上記液体金属中
に浸漬されている原子炉容器壁から液面上に露出
している部分に熱が流れ、この結果原子炉容器壁
の液体金属の液面近傍には温度勾配を生じるが、
上記液体金属は熱伝導が良好なため大量の熱が流
れ、この液面近傍の温度勾配はきわめて大きくな
り、この部分に大きな熱応力が生じ原子炉容器の
健全性維持に問題を生じる。またこのような熱応
力は原子炉容器内に収容されている炉心上部機構
等においても同様に生じるものであつた。

本発明は以上の事情にもとづいてなされたもの
で、その目的とするところは原子炉容器や内部に
収容されている部材の液体金属の液面近傍に生じ
る熱応力を低減し、これら部材の健全性を向上す
ることのできる原子炉を得ることにある。

以下本発明を図面に示す一実施例にしたがつて
説明する。この一実施例はナトリウム冷却形高速
増殖炉であつて、図中１はステンレス鋼製の原子
炉容器、２は炉心である。そして、この原子炉容
器１はペデスタル３から吊り下げられており、そ
の外面には保温材４が取付けられている。また、
この原子炉容器１の上端には遮蔽プラグ５が設け
られ、この遮蔽プラグ５からは炉心上部機構６が
吊り下げられている。この炉心上部機構６は各部
品がステンレス鋼で形成されている。そして、上
記原子炉容器１内には液体ナトリウム等の液体金
属７が収容され、その液面８より上方の空間には
アルゴン等のカバーガスが封入されている。そし
て、上記炉心２および炉心上部機構６の下部はこ
の液体金属７中に浸漬されている。そして、上記
原子炉容器１の内面および炉心上部機構６の表面
の液体金属７の液面８近傍にはそれぞれ輻射防止
板９……が取付けられている。これら輻射防止板
９……は原子炉容器１および炉心上部機構６を形
成しているステンレス鋼材料の輻射率（約0.5以
上）より充分に低い輻射率たとえば輻射率が約
0.1以下である材料たとえばアルミニウム、ニツ
ケル、銅等の材料から構成され、その表面は平滑
に研摩仕上されている。そして、これら輻射防止
板９……はこれと同材質のスタツド１０……を介
して原子炉容器１の内面または炉心上部機構６の
表面に取付けられており、これらの表面との間に
微小間隙１１……が形成されている。

以上の如く構成された本発明の一実施例は原子
炉容器１および炉心上部機構６の液体金属７中に
浸漬されている部分はこの液体金属７から熱が伝
えられ、この熱は液面８上に露出している部分に
伝えられて外部に放射される。ところで、この液
面８近傍にある原子炉容器１の内面および炉心上
部機構６の表面にはそれぞれ輻射防止板９……が
取付けられているので、輻射熱はこれら輻射防止
板９……に当る。そして、これら輻射防止板９…
…は輻射率の低い材料換言すれば反射率の高い材
料で形成されているので、輻射熱はこれら輻射防
止板９……で反射されて原子炉容器１または炉心
上部機構６に戻される。そして、この輻射防止板
９……との間で反射を繰返しているうちに輻射熱
の大部分は輻射率の大きな原子炉容器１または炉
心上部機構６側に吸収され、結局これからの熱輻
射が防止される。よつてこの液面８上にある原子
炉容器１および炉心上部機構６からの熱輻射は減
少し、液面近傍に生じる温度勾配は小さくなり、
熱応力は緩和される。なお、この効果を確認する
ためにおこなつた実験の結果を第３図に示す。第
３図中曲線Ａはこの一実施例のものの温度勾配を
示し、曲線Ｂは輻射防止板９……を設けていない
従来のものである。この結果から明らかなように
輻射防止板９……を設けることにより液面８近傍
の温度勾配がきわめてゆるやかとなり、その分だ
け熱応力も緩和されるものである。また、上記輻
射防止板９……は微小間隙１１……を存して取付
けられているので、原子炉容器１や炉心上部機構
６からこの輻射防止板９………に熱が直接伝わる
のが防止される。

なお、本発明は上記の一実施例には限定されな
い。

たとえば輻射防止板は原子炉容器内面および炉
心上部機構のすべての全周にわたつて設ける必要
はなく、その一部に設けてもよく、またこれ以外
の他の部材に設けることもできる。

また、輻射防止板は表面にのみ低輻射率の材料
をクラツドしたようなものでもよい。

上述の如く本発明は原子炉容器内面およびこの
原子炉容器内に収容される部材の表面の液体金属
の液面近傍に低輻射率の材料からなる輻射防止板
を取付けたものである。したがつて、液面より露
出している部分からの輻射が防止され、液面近傍
の部分における温度勾配が小さくなり、熱応力が
緩和されてこれらの部材の健全性が向上する等そ
の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は縦断
面図、第２図は要部を拡大して示す縦断面図、第
３図は液面近傍の温度勾配の特性図である。 １……原子炉容器、５……遮蔽プラグ、６……
炉心上部機構、７……液体金属、８……液面、９
……輻射防止板、１１……間隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷却材に液体金属を用いるものにおいて、原
   子炉容器内面およびこの原子炉容器内に収容され
   た部材の表面の上記液体金属の液面近傍の少なく
   とも一部にこの原子炉容器またはこの原子炉容器
   内に収容された部材の材料よりも輻射率の低い材
   料からなる輻射防止板を設けたことを特徴とする
   原子炉。 ２ 前記輻射防止板は表面が平滑に仕上げられ、
   前記原子炉容器内面またはこの原子炉容器内に収
   容された部材の表面との間に微小間隙を存して取
   付けられていることを特徴とする前記特許請求の
   範囲第１項記載の原子炉。