(57)【要約】高速炉（１）は、冷却材が収容された原子炉容器（７）と、原子炉容器（７）に収容された炉心（２）と、炉心支持板（１３）と、反射体（４）と、反射体（４）の原子炉容器（７）側を取り囲んで配設され冷却材の流路を形成する隔壁（６）と、隔壁（６）の炉心（２）側または原子炉容器（７）側のうち少なくとも一方を覆うよう配設された熱遮蔽体（４０）と、中性子遮蔽体（１０８）と、を有する。熱遮蔽体（４０）は隔壁（６）に取り付けられる。熱遮蔽体（４０）は、金属性の熱遮蔽板（４０ｂ）と、熱遮蔽板（４０ｂ）に内設された断熱材（４０ａ）を有し、内部に不活性ガス（４０ｃ）が封入されている。熱遮蔽体（４０）によって隔壁（６）の断熱性が向上し、隔壁（６）の炉心側と原子炉容器（７）側間の一次冷却材（２１）同士の熱交換を抑制できる。
2009037842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却材が収容された原子炉容器と、
この原子炉容器に収容され燃料集合体から形成される炉心と、
前記原子炉容器内に取り付けられ前記炉心を支持する炉心支持板と、
前記炉心の外周を取り囲み上下に移動可能な反射体と、
この反射体の前記原子炉容器側を取り囲んで配設され前記冷却材の流路を形成する隔壁と、
この隔壁の前記炉心側または前記原子炉容器側のうち少なくともいずれか一方を覆うよう配設された熱遮蔽体と、
前記隔壁の前記原子炉容器側を取り囲むように配設され前記冷却材の流路中に配設された中性子遮蔽体と、
前記原子炉容器に取り付けられ前記炉心と前記隔壁と前記中性子遮蔽体とを支持する上部支持板と、
この上部支持板の上方に設置された中間熱交換器と、
前記冷却材の流路中に配設されて冷却材を駆動するポンプと、
前記原子炉容器の上方に設置され中性子遮蔽層と熱遮蔽層を具備した上部プラグと、
を備えることを特徴とする高速炉。
【請求項２】
前記熱遮蔽体は、断熱材と、その断熱材を収容する熱遮蔽板とを有することを特徴とする請求の範囲１記載の高速炉。
【請求項３】
前記熱遮蔽体は、中空の熱遮蔽板から構成され、この熱遮蔽板の中空部は不活性ガス雰囲気であることを特徴とする請求の範囲１記載の高速炉。
【請求項４】
前記熱遮蔽板の前記中空部は、前記原子炉容器の半径方向に対して複数の層が形成されており、この層の各々は不活性ガス雰囲気であることを特徴とする請求の範囲３記載の高速炉。
【請求項５】
前記熱遮蔽体は熱膨張吸収手段を備えることを特徴とする請求の範囲１乃至４のいずれか一項記載の高速炉。
【請求項６】
前記熱膨張吸収手段は、ベローズ、オメガシール、スライド構造、および前記熱遮蔽体の下方向に開放した開放部の何れかであることを特徴とする請求の範囲５記載の高速炉。
【請求項７】
前記熱遮蔽体は前記隔壁の上部から吊り下げて配設されたことを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲６のいずれか一項記載の高速炉。
【請求項８】
前記熱遮蔽体は前記上部支持板の上面に自立して配設されたことを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲６のいずれか一項記載の高速炉。
【請求項９】
前記熱遮蔽体は締結材により前記隔壁または前記中間熱交換器に固定されて配設されたことを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲７のいずれか一項記載の高速炉。
【請求項１０】
前記上部プラグに取りつけられ前記熱遮蔽体の上端を支持する第２の熱膨張吸収手段を備えることを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲８のいずれか一項記載の高速炉。
【請求項１１】
前記熱遮蔽体の上端に継手を形成したことを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲１０のいずれか一項記載の高速炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高速炉に係り、一次冷却材の高温領域と低温領域間の断熱性に優れた隔壁を備え、信頼性の向上を図った高速炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の小型高速炉は、炉心を複数の容器によって取り囲み、容器の外側に反射体を設けた構成で、炉心から外部へ照射される中性子を反射体によって反射し、炉心の燃焼を促進させていた。【０００３】
しかし、このような構成の高速炉では反射体が原子炉容器の外側に配設されているため、原子炉容器と反射体が高速炉を収容する構造物中に大量の熱を発散させてしまう。さらに、原子炉容器内部に中性子遮蔽体が無いために原子炉容器外部に照射される中性子の量が多く、遮蔽構造物内の上部に保有されたアルゴンや窒素が放射化してしまう。これらのことから、大規模な冷却設備や厳重な格納設備が必要になる、中性子照射量が高いため構造材としてステンレス鋼が使えず、高価なクロム鋼の使用量が多くなる、といった課題があった。【０００４】
このような課題を解消するための装置として、例えば特許文献１に記載された構成の高速炉がある。この高速炉について、図１１を用いて以下説明する。【０００５】
図１１は特許文献１に記載された高速炉の概要を示す縦断面図である。高速炉１０１は、核燃料の集合体からなる炉心１０２を有し、この炉心１０２は実質的に円柱状に形成されている。炉心１０２は炉心槽１０３によって外周を取り囲まれている。炉心槽１０３の外側には、炉心槽１０３を取り囲む円環状の反射体１０４が配置されている。反射体１０４は反射体駆動軸１１１を介して反射体駆動装置１１２と接続されており、反射体駆動装置１１２によって上下に駆動する。反射体１０４の外側には、反射体１０４を取り囲み、１次冷却材の流路の内壁を構成する隔壁１０６が設けられている。隔壁１０６の外側には、間隔をあけて冷却材の流路の外壁を構成する原子炉容器１０７が配置されている。原子炉容器１０７は外側に設けられたガードベッセル１０９によって保護されている。また、隔壁１０６外側の冷却材流路中には中性子遮蔽体１０８が炉心１０２を取り囲むように配置されている。この中性子遮蔽体１０８の上方には、順に電磁ポンプ１１４、中間熱交換器１１５、崩壊熱除去コイル１１６が設けられている。中間熱交換器１１５は、二次冷却材入口ノズル１１８から流入した二次冷却材と原子炉容器１０７内の一次冷却材とを熱交換させ、二次冷却材を二次冷却材出口ノズル１１９へ排出する。炉心１０２、炉心槽１０３、隔壁１０６および中性子遮蔽体１０８の各々は炉心支持板１１３に支持されている。また、原子炉容器１０７上部には上部プラグ１１０が設けられており、反射体駆動装置１１２を支持している。【０００６】
このような構成を持つ高速炉１０１によれば、炉心１０２外周に近接した反射体１０４により中性子が効率よく反射されるために核燃料の燃焼・増殖の効率が向上する、反射体１０４が発生する熱が出力として利用されて原子炉の熱効率が改善する、中性子遮蔽体１０８で発生する熱が出力として利用されて原子炉の熱効率が改善する、原子炉容器１０７の照射量や原子炉容器１０７外部に照射される中性子量が減少する、といった効果が得られるとされている。
【特許文献１】特許第３１２６５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した高速炉において、冷却材にナトリウムを用いた場合の冷却材温度はおよそ３５０〜５００℃と想定され、炉心出口から中間熱交換器入口までの領域（以下、高温領域）では約５００℃、中間熱交換器出口から炉心入口までの領域（以下、低温領域）では約３５０℃となる。よって、隔壁は内周側と外周側の温度差が過大な環境で運転される。【０００８】
この隔壁を介して高温領域の冷却材と低温領域の冷却材の間で熱交換が行われると、中間熱交換器入口と出口との間の温度落差が減少して発電効率が低下する。また、低温領域の冷却材温度が上昇すると、中間熱交換器下部の電磁ポンプの温度を上昇させてしまうが、これは電磁ポンプの健全性上好ましくない。さらに、炉心入口までの低温領域には原子炉容器、中性子遮蔽体、および炉心支持板があり、低温領域の冷却材の温度上昇はこれらの構造物の強度の観点から好ましくない。【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、隔壁の断熱性を高めて発電効率の低下を防止し、従来よりも信頼性に優れた高速炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
冷却材が収容された原子炉容器と、この原子炉容器に収容され燃料集合体から形成される炉心と、前記原子炉容器内に取り付けられ前記炉心を支持する炉心支持板と、前記炉心の外周を取り囲み上下に移動可能な反射体と、この反射体の前記原子炉容器側を取り囲んで配設され前記冷却材の流路を形成する隔壁と、この隔壁の前記炉心側または前記原子炉容器側のうち少なくともいずれか一方を覆うよう配設された熱遮蔽体と、前記隔壁の前記原子炉容器側を取り囲むように配設され前記冷却材の流路中に配設された中性子遮蔽体と、前記原子炉容器に取り付けられ前記炉心と前記隔壁と前記中性子遮蔽体とを支持する上部支持板と、この上部支持板の上方に設置された中間熱交換器と、前記冷却材の流路中に配設されて冷却材を駆動するポンプと、前記原子炉容器の上方に設置され中性子遮蔽層と熱遮蔽層を具備した上部プラグと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の高速炉によれば、隔壁の断熱性を向上することで発電効率低下を防止し、信頼性に優れた高速炉を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る実施例１による高速炉の概要を示す縦断面図。
【図２Ａ】実施例１の熱遮蔽体４０の上端近傍を拡大した要部拡大縦断面図。
【図２Ｂ】実施例１の熱遮蔽体４０の下端近傍を拡大した要部拡大縦断面図。
【図３Ａ】実施例１の熱膨張吸収手段の一例を示す要部拡大縦断面図。
【図３Ｂ】実施例１の熱膨張吸収手段の別の一例を示す要部拡大縦断面図。
【図４Ａ】本発明に係る実施例２の熱遮蔽体４０の上端近傍を拡大した要部拡大縦断面図。
【図４Ｂ】実施例２の熱遮蔽体４０の下端近傍を拡大した要部拡大縦断面図。
【図５】本発明に係る実施例３による高速炉の上部プラグと熱遮蔽体の間を拡大した要部拡大縦断面図。
【図６】実施例４による高速炉の概要を示す縦断面図。
【図７Ａ】実施例４の熱遮蔽体４０の上端近傍を拡大した要部拡大縦断面図。
【図７Ｂ】実施例４の熱遮蔽体４０の中間部近傍を拡大した要部拡大縦断面図。
【図７Ｃ】実施例４の熱遮蔽体４０の下端近傍を拡大した要部拡大縦断面図。
【図８】本発明に係る実施例５による高速炉の概要を示す縦断面図。
【図９Ａ】実施例５の熱遮蔽体４０の上端近傍を拡大した要部拡大縦断面図。
【図９Ｂ】実施例５の熱遮蔽体４０の中間部近傍を拡大した要部拡大縦断面図。
【図９Ｃ】実施例５の熱遮蔽体４０の下端近傍を拡大した要部拡大縦断面図。
【図１０Ａ】本発明に係る実施例６の熱遮蔽体４０の上端近傍を拡大した要部拡大縦断面図。
【図１０Ｂ】実施例６の熱遮蔽体４０の中間部近傍を拡大した要部拡大縦断面図。
【図１０Ｃ】実施例６の熱遮蔽体４０の下端近傍を拡大した要部拡大縦断面図。
【図１１】従来の高速炉の概要を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００１３】
１  高速炉
２  炉心
３  炉心槽
４  反射体
４ａ  中性子反射部
４ｂ  キャビティ部
６  隔壁
７  原子炉容器
８  中性子遮蔽体
９  ガードベッセル
１０  上部プラグ
１２  反射体駆動装置
１３  炉心支持板
１４  電磁ポンプ
１５  中間熱交換器
１８  二次系冷却材入口ノズル
１９  二次系冷却材出口ノズル
２１  一次冷却材
２６  炉停止棒
２７  炉停止棒駆動装置
２８  格納ドーム
２９  上部支持板
３７  燃料集合体
３８  エントランスモジュール
３９  炉心支持台
４０  熱遮蔽体
４０ａ  断熱材
４０ｂ  熱遮蔽板
４０ｃ  不活性ガス
４０ｄ  ベローズ
４０ｅ  継手
４０ｆ  オメガシール
４０ｇ  仕切り
４０ｈ  下端部
４０ｉ  内部空間
４０ｊ  締結材
４０ｋ  締結部
４０ｎ  冷却液面
４０ｐ  パッド
４０ｑ  開放部
４２  熱遮蔽体支持棒
１０１  高速炉
１０２  炉心
１０３  炉心槽
１０４  反射体
１０６  隔壁
１０７  原子炉容器
１０８  中性子遮蔽体
１０９  ガードベッセル
１１０  上部プラグ
１１１  反射体駆動軸
１１２  反射体駆動装置
１１３  炉心支持板
１１４  電磁ポンプ
１１５  中間熱交換器
１１６  崩壊熱除去コイル
１１８  二次冷却材入口ノズル
１１９  二次冷却材出口ノズル
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の第１の実施例について、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂを用いて以下説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る高速炉の構成を示す縦断面図である。図２Ａは図１に示した高速炉１の熱遮蔽体４０の上端近傍を拡大した図、図２Ｂは熱遮蔽体４０下端近傍を拡大した図である。図３Ａ、図３Ｂはそれぞれ、熱遮蔽体４０に設けた熱膨張吸収手段の一例を示す断面図である。【００１６】
高速炉１の構造について、図１を用いて以下説明する。ガードベッセル９に覆われた原子炉容器７の下部に炉心支持板１３が取り付けられており、この炉心支持板１３上に炉心支持台３９が設置されている。この炉心支持台３９上にエントランスモジュール３８が設置されている。エントランスモジュール３８には燃料集合体３７が複数取り付けられており、この燃料集合体３７が炉心２を構成しており、炉心２の内部を通過可能に炉停止棒２６が設けられており、炉停止棒２６は上方の炉停止棒駆動装置２７と接続されている。また、炉心２は炉心支持板１３上面に取り付けられた炉心槽３によって外周を取り囲まれている。炉心槽３を取り囲むように反射体４が配設されている。反射体４は中性子反射部４ａ、中空のキャビティ部４ｂで構成され、この反射体４は上方の反射体駆動装置１２によって上下動する。キャビティ部４ｂの中空部には不活性ガスや中性子反射能力が冷却材よりも低い金属などが内封されている。【００１７】
炉心支持板１３の上面に隔壁６が取り付けられており、この隔壁６は反射体４を取り囲んでいる。隔壁６は原子炉容器７に取り付けられた上部支持板２９によって中間部を支持されている。隔壁６は上部支持板２９には固定されておらず、隔壁６が熱膨張によって上下方向に伸縮する際には上部支持板２９に対して自由に摺動する。また、隔壁６の原子炉容器７側に熱遮蔽体４０が配設されている。この隔壁６の外側を取り囲むように、中性子遮蔽体８が炉心支持板１３上に設けられている。【００１８】
原子炉容器７の上部支持板２９の上方に中間熱交換器１５が設けられている。この中間熱交換器１５は二次冷却材入口ノズル１８、二次冷却材出口ノズル１９を備え、原子炉容器７の内部で原子炉容器７内の一次冷却材と二次冷却材の熱交換を行う。この中間熱交換器１５の下部には電磁ポンプ１４が取り付けられており、この電磁ポンプ１４は中間熱交換器１５内で熱交換を行った一次冷却材を下方へ噴出する。【００１９】
原子炉容器７の上部には中性子遮蔽層、熱遮蔽層を有する上部プラグ１０が設置されている。上部プラグ１０は反射体駆動装置１２、炉停止棒駆動装置２７を支持し、これらを収容するように格納ドーム２８が設けられている。また、原子炉容器７内部には一次冷却材２１が注入されており、図中の矢印は一次冷却材２１の流れる方向を示している。【００２０】
一次冷却材２１の流れについて詳細に説明する。一次冷却材２１は炉心２で加熱され上昇する。一次冷却材２１は隔壁６、熱遮蔽体４０の上を通過し、中間熱交換器１５に流入する。中間熱交換器１５において、一次冷却材２１は二次冷却材と熱交換を行って冷却され、中間熱交換器１５下部の電磁ポンプ１４によって電磁ポンプ１４下方へ吐出される。電磁ポンプ１４から吐出された一次冷却材２１はさらに下降し、上部支持板２９、炉心支持板１３を通過して原子炉容器７の底部に達し、その後に炉心支持板１３、炉心支持台３９、エントランスモジュール３８を経由して再び炉心２へ流入する。一次冷却材２１はこの一連の流れを繰り返す。なお、冷却材として例えばナトリウムを用いた場合、一次冷却材２１の温度は炉心２の通過後でおよそ５００℃、中間熱交換器１５の通過後でおよそ３５０℃と想定される。【００２１】
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃを用いて、熱遮蔽体４０の構造について詳細に説明する。【００２２】
図２Ａに示すように、熱遮蔽体４０は隔壁６の上端から吊り下げられた格好で設置されている。熱遮蔽体４０は、中空の金属製熱遮蔽板４０ｂ、熱遮蔽板４０ｂの内部空間を仕切る仕切り４０ｇ、仕切り４０ｇによって仕切られた空間に配設された断熱材４０ａ、内部に封入した不活性ガス４０ｃから構成されている。仕切り４０ｇは、熱遮蔽板４０ｂ内において隔壁６側の内壁とは一体化しておらず、内周側と外周側の温度差で生じる上下の熱膨張差に応じて摺動可能である。断熱材４０ａには、例えばジルコニアセラミックス、炭化珪素セラミックス、窒化珪素セラミックス、アルミナセラミックス、グラスファイバー、セラミックファイバー、グラスウール、ロックウール、セラミックウール等が挙げられる。また、不活性ガス４０ｃとしてはヘリウム、アルゴン、ネオンなどが上げられる。【００２３】
また、熱遮蔽体４０の上端には継手４０ｅが形成されている。隔壁６および熱遮蔽体４０の検査、補修などの際は、上部プラグ１０など上部の構造物を取り外した高速炉１の上方からクレーンや治具を下降させ、遠隔操作で継手４０ｅと接続して熱遮蔽体４０を搬出することが可能である。さらに、図示したような形状の継手４０ｅでは、熱遮蔽体４０を上から押し込むことが可能であるため、熱遮蔽体４０を原子炉容器７内に設置する際に継手４０ｅを利用することができる。【００２４】
熱遮蔽板４０ｂ下部には、図２Ｂに示すように、ベローズ４０ｄが備えられている。ベローズ４０ｄの内部空間は熱遮蔽板４０ｂと仕切り４０ｇ間の隙間によって断熱材４０ａが配設された空間と連通しており、同様に不活性ガス４０ｃが封入されている。熱遮蔽板４０ｂは炉心側と原子炉容器側の温度差によって熱膨張による上下方向の伸縮差が生じるが、ベローズ４０ｄはこの伸縮差を吸収する熱膨張吸収手段として機能する。【００２５】
また、ベローズ４０ｄに代えて、例えば図３Ａに示すスライド構造や、図３Ｂに示すオメガシール４０ｆなどを熱膨張吸収手段として設けることも可能である。【００２６】
図３Ａに示すスライド構造では、熱遮蔽板４０ｂの下端がポケット状になっており、このポケット内で熱遮蔽板４０ｂの原子炉容器７側下端部４０ｈが上下に摺動することで熱膨張による伸縮差を吸収する。この構造では熱遮蔽板４０ｂの内部空間４０ｉが密閉されていないため、熱遮蔽板４０ｂ内に一次冷却材２１が浸入する。【００２７】
また、図３Ｂに示す構造では、熱遮蔽板４０ｂの伸縮に応じてオメガシール４０ｆが膨張・収縮することで熱膨張による伸縮差を吸収する。なお、図１においては熱膨張吸収手段を熱遮蔽体４０下部に備えるものとして説明したが、熱遮蔽体４０の上部や中間部に設けることも可能である。【００２８】
なお、本実施例においては熱遮蔽体４０を隔壁６の原子炉容器７側に設置するものとして説明してきたが、熱遮蔽体４０を隔壁６の炉心２側に設置する構成としても適用可能である。【００２９】
本実施例の高速炉１によれば、隔壁６に熱遮蔽体４０を取り付けて断熱性を高め、炉心２による加熱後の一次冷却材２１と電磁ポンプ１４から吐出された一次冷却材の隔壁６を介した熱交換を防止し、発電効率の低下を防ぐことができる。さらに、熱遮蔽体４０の上端に装備した継手４０ｅによって、熱遮蔽体４０を原子炉外へ搬出することが容易となり、優れた保守補修性を得ることができる。【００３０】
また、隔壁６は上部支持板２９で上下に分割し、上側を上部支持板２９上に固定することも可能である。隔壁６を上部支持板２９で上部と下部に分けることで、長尺構造である隔壁６が小型化されて製作性が向上する。熱遮蔽体４０は隔壁６の上端から上部支持板２９までを覆っているため、上下に分割された隔壁６に適用した場合でも同様の効果を奏する。
【実施例２】
【００３１】
本発明の第２の実施例について図４Ａ、図４Ｂを用いて以下説明する。図４Ａは本実施例による熱遮蔽体４０の上部を拡大した図、図４Ｂは本実施例による熱遮蔽体４０の下部を拡大した図である。なお、第１の実施例と同じまたは類似の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【００３２】
図４Ａに示すように、本実施の形態の高速炉１では、熱遮蔽体４０は隔壁６に吊り下げられておらず、熱遮蔽体４０が上部支持板２９の上面に自立するように設置されている。【００３３】
本実施例によれば、熱遮蔽体４０を独立させることで熱遮蔽体４０の荷重が隔壁６に作用せず、隔壁６の負荷が軽減される。なお、熱遮蔽体４０は上部支持板２９にのみ固定されているため、上下方向の熱膨張は拘束されない。【００３４】
以上説明したように、本実施例によれば隔壁６の負荷を軽減することができる。
【実施例３】
【００３５】
本発明の第３の実施例について、図５を参照して説明する。図５は高速炉１の隔壁６および熱遮蔽体４０の上部近傍から上部プラグ１０までの区間を拡大した断面図である。なお、第１および第２の実施例と同じまたは類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【００３６】
図５に示すように、上部プラグ１０に取り付けられた熱遮蔽体支持棒４２が熱遮蔽体４０の上端を支持している。このように、熱遮蔽体支持棒４２が熱遮蔽体４０の上部を上方から押し付けるように支持することで、熱遮蔽体４０の安定性を高めることができる。また、熱遮蔽体支持棒４２は熱膨張吸収手段としての機能を有し、上部プラグ下端と隔壁６の上端間に発生する熱膨張差を吸収することができるため、運転中においても熱遮蔽体４０および隔壁６に過大な負荷がかかることはない。【００３７】
また、この支持方法は、図５に示したような隔壁６の上端から熱遮蔽体４０が吊り下げられた構成のもの以外にも、第２の実施例で示したように隔壁６と熱遮蔽体４０を分離した構成に対しても適用可能である。さらに、熱遮蔽体支持棒４２を用いて熱遮蔽体４０を搬出可能であるため、熱遮蔽体４０の搬出が容易になる。
【実施例４】
【００３８】
本発明の第４の実施例について、図６、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃを用いて以下説明する。図６は本発明の第４の実施例に係る高速炉の構成を示す縦断面図である。図７Ａは図６に示した高速炉１の熱遮蔽体４０の上端近傍を拡大した図、図７Ｂは熱遮蔽体４０中間部近傍を拡大した図、図７Ｃは熱遮蔽体４０下端近傍を拡大した図である。なお、第１の実施例と同じまたは類似の構成については同一の符号を付し、重複説明は省略する。【００３９】
この実施例では、図７Ａに示すように、熱遮蔽体４０は隔壁６の上端から吊り下げられた格好で設置されている。また、図７Ｂに示すように、熱遮蔽体４０は、中空の熱遮蔽板４０ｂおよび、熱遮蔽板４０ｂの内部空間を保持するパッド４０ｐを含む。熱遮蔽板４０ｂで囲まれた内部空間には不活性ガス４０ｃが封入されている。パッド４０ｐの存在により、熱遮蔽体４０の内側（炉心側）と外側（圧力容器壁側）の間のギャップが保持され、内側と外側が接触するのを防ぐことができる。パッド４０ｐは、熱遮蔽板４０ｂ内において隔壁６とは反対側の内壁とは一体化しておらず、内周側と外周側の温度差で生じる上下方向の熱膨張差に応じて摺動可能である。不活性ガス４０ｃは、例えばヘリウム、アルゴン、ネオンなどが好ましい。【００４０】
また、熱遮蔽体４０の上端には締結部４０ｋが形成されており、熱遮蔽体４０は隔壁６の上端において締結材４０ｊにより固定されている。締結材４０ｊは、地震時の上下加速度に対して熱遮蔽体４０を保持可能である。さらに、隔壁６および熱遮蔽体４０の検査、補修などの際は、上部プラグ１０など上部の構造物を取り外した高速炉１の上方からクレーンや治具を下降させ、遠隔操作で締結材４０ｊを取り外し、締結部４０ｋに治具などを接続して熱遮蔽体４０を搬出することが可能である。【００４１】
熱遮蔽板４０ｂ下部には、図７Ｃに示すように、ベローズ４０ｄが備えられている。ベローズ４０ｄの内部空間には不活性ガス４０ｃが封入されている。熱遮蔽板４０ｂは炉心側と原子炉容器側の温度差によって熱膨張による上下方向の伸縮差が生じるが、ベローズ４０ｄはこの伸縮差を吸収する熱膨張吸収手段として機能する。【００４２】
なお、本実施例においては熱遮蔽体４０を隔壁６の原子炉容器７側に設置するものとして説明してきたが、熱遮蔽体４０を隔壁６の炉心２側に設置する構成としても適用可能である。【００４３】
本実施例の高速炉１によれば、第４の実施例と同様の効果を奏するとともに、地震によって上下加速度が加えられても熱遮蔽体４０を安定して保持することができる。また、隔壁６を上部支持板２９で上部と下部に分けることで、長尺構造である隔壁６が小型化されて製作性が向上する。熱遮蔽体４０は隔壁６の上端から上部支持板２９までを覆っているため、上下に分割された隔壁６に適用した場合でも同様の効果を奏する。【００４４】
なお、第１の実施例と同様に、継手４０ｅ（図２Ａ参照）を取り付けることも可能である。また、ここで説明した実施例４の熱遮蔽体を隔壁に固定する方式は、前記実施例１の熱遮蔽体に適用することも可能である。【００４５】
実施例４の説明を省略した部分で、図６と図１の構成が若干異なる部分がある。たとえば、図６では、図１に比べて、二次冷却材入口ノズル１８と二次冷却材出口ノズル１９との左右位置関係が逆であり、また、反射体４の中性子反射部４ａとキャビティ部４ｂとの関係が左右で逆になっていることなどの相違がある。しかし、かかる相違は本発明の本質とは関係がなく、ほぼ同様の構成といえる。
【実施例５】
【００４６】
本発明の第５の実施例について図８、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃを用いて以下説明する。図８は本発明の第５の実施例に係る高速炉の構成を示す縦断面図である。図９Ａは本実施例による熱遮蔽体４０の上部を拡大した図、図９Ｂは本実施例による熱遮蔽体４０の中間部を拡大した図、図９Ｃは本実施例による熱遮蔽体４０の下部を拡大した図である。なお、第４の実施例と同じまたは類似の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【００４７】
図９Ａに示すように、本実施の形態の高速炉１では、熱遮蔽体４０は、隔壁６ではなく中間熱交換器１５の上部から吊り下げられた格好で設置されている。【００４８】
本実施例によれば、熱遮蔽体４０を中間熱交換器１５から吊り下げることで熱遮蔽体４０の荷重が高温環境下にある隔壁６に作用せず、隔壁６の負荷が軽減される。さらに、熱遮蔽体４０を隔壁６上端部近傍から吊り下げる必要がないため、隔壁６を短尺化して隔壁６の製作性を向上することが可能である。【００４９】
また、熱遮蔽体４０の両面が露出するため、熱遮蔽体の補修、検査などをより容易に行なうことが可能になる。なお、このように隔壁４を短尺とした場合、熱遮蔽体４０が一次冷却材の流路の一部を形成する。【００５０】
さらに、ここで説明した実施例５の熱遮蔽体を中間熱交換器に固定する方式は、前記実施例１の熱遮蔽体に適用することも可能である。
【実施例６】
【００５１】
本発明の第６の実施例について図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃを用いて以下説明する。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃは本発明の第６の実施例に係る高速炉の構成を示す縦断面図である。図１０Ａは本実施例による熱遮蔽体４０の上部を拡大した図、図１０Ｂは本実施例による熱遮蔽体４０の中間部を拡大した図、図１０Ｃは本実施例による熱遮蔽体４０の下部を拡大した図である。なお、第４および第５の実施例と同じまたは類似の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【００５２】
図１０Ａに示すように、本実施の形態の高速炉１では、第５の実施例と同様に、熱遮蔽体４０は隔壁６ではなく中間熱交換器１５の上部から吊り下げられた格好で設置されている。さらにこの実施例では、熱遮蔽体４０は、高速炉１の径方向に対して複数層の構造、例えば３層構造の熱遮蔽板４０ｂから構成されており、下端部４０ｈ近傍には下方向に開放した開放部４０ｑが形成されている。【００５３】
熱遮蔽体４０内部は不活性ガス４０ｃで満たされている。たとえば、原子炉容器７内を一次冷却材２１の充填前に不活性ガス４０ｃで真空置換し、その後に一次冷却材２１を原子炉容器７内に充填することで、熱遮蔽体４０内部が不活性ガス４０ｃで満たされる。このとき、開放部４０ｑには冷却液面４０ｎが形成される。冷却材液面４０ｎは、高速炉１の運転状態に応じて不活性ガス４０ｃと下端部４０ｈにおける一次冷却材２１の差圧により変動するが、ほぼ下端部４０ｈの近傍に位置する。また、パッド４０ｐは、図１０Ｂに示すように、熱遮蔽板４０ｂ内の各熱遮蔽板４０ｂに取り付けられており、内周側と外周側の温度差で生じる上下の熱膨張差に応じて各々摺動可能である。【００５４】
本実施例によれば、熱遮蔽体４０を複数層の熱遮蔽板４０ｂで構成することで、独立したガス空間を複数形成することができ、万一何れかの熱遮蔽板４０ｂが損傷した場合においても内部を満たす不活性ガス４０ｃが一度に原子炉容器７内に放出されることはない。これにより、多重の安全性を確保でき、熱遮蔽体４０の信頼性を向上させることができる。さらに、簡素な構造とすることができ、製作性の向上とコスト低減を図ることができる。【００５５】
また、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃによれば、第５の実施例と同様に熱遮蔽体４０は中間熱交換器１５の上部から吊り下げられた格好で設置されているが、第４の実施例と同様に、熱遮蔽体４０を隔壁６の上部から吊り下げることも可能である。さらに、図７Ｃおよび図９Ｃに示すように、ベローズ４０ｄを用いて不活性ガス４０ｃを内部に封入した熱遮蔽体４０においても、複数層の熱遮蔽板４０ｂを熱遮蔽体４０の内部に設置することができる。その場合、ベローズ４０ｄが万一損傷した場合においても、熱遮蔽体４０の下端部４０ｈに冷却材液面４０ｎが形成され、本実施例と同じ断熱機能を果たすことができる。【００５６】
以上説明したように、本実施例によれば熱遮蔽体４０の信頼性と製作性を向上させることができる。【００５７】
なお、ここで説明した実施例６の熱膨張吸収手段を開放部とする構成は、前記実施例１ないし実施例４の熱遮蔽体に適用することも可能である。【００５８】
以上本発明の実施例について図を参照して説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施例１〜６を組み合わせ、またいろいろの変形を採ることができる。当業者にあっては、具体的な実施例において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種種の変形・変更を加えることが可能である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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