(57)【要約】本発明は、ＷＯ２０１０／０５７７２０から改良した一体型ＳＦＲ原子炉に関する。本発明によると、中間交換機（１６）の流出窓（１８）の各々は、トロイド状パイプ（１２）と流体連通するシェル（２０）によって囲まれ、中間交換機を介してホット領域（１２）からコールド領域（１４）にナトリウムを流すポンプユニット（３０）の流入口の各々はトーラスと流体連通しており、中間交換機を出たホット領域からの１次ナトリウムがトーラスを通過して上記ポンプユニットによってコールド領域方向に向かうようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナトリウムによって充填されるようになっている容器（１３）を含む一体型ＳＦＲ原子炉であって、前記容器（１３）内部には炉心（１１）と１次ナトリウムを流すポンプ手段と、正常運転中に前記炉心によって生成されたパワーを第２の熱交換機（２５）から排出するようになっている、中間交換機として知られる第１の熱交換機（１６）と、容器内のホット領域（１２）とコールド領域（１４）とを規定する分離装置とが含まれており、前記第２の熱交換機（２５）は、前記ポンプ手段も停止する前記炉心の停止時に前記炉心によって生成された残留パワーを排出するようになっている、一体型ＳＦＲ原子炉であって、
２つの壁（１５０，１５１）から構成される前記分離装置であって、前記壁の各々は、前記炉心を囲む実質的に垂直な部分（１５０１、１５１１）と実質的に水平な部分（１５００、１５１０）とを有し、前記実質的に水平な部分は高さ（Ｈ）によって互いに分離され、上壁（１５０）の前記水平部分（１５００）上方に規定される空間が前記ホット領域を形成し、下壁（１５１）の前記水平部分（１５１０）下方に規定される空間が前記コールド領域を形成し、前記実質的に水平な部分（１５００、１５１０）が前記容器に対してクリアランス（ｊ１）を空けて設けられる、分離装置と、
前記分離装置の前記壁の前記水平部分の各々に形成された第１のカット部にクリアランス（ｊ２）を有した状態で実質的に垂直に配置され、前記下壁の前記水平部分下方に流出窓（１８）を有する前記中間交換機（１６）と、
液圧的に直列の２つの群に分けられる可変流を提供するポンプ手段（３）であって、一方の群（３１）は前記下壁の前記水平部分下方に設けられて前記炉心を介して前記コールド領域から前記ホット領域に前記ナトリウムを流し、他方の群（３１）は前記中間交換機を介して前記ホット領域から前記コールド領域に前記ナトリウムを送り込む、ポンプ手段（３）と、
前記２つの壁の前記水平部分（１５００、１５１０）間に規定された空間に設けられた温度取得手段（６、６０）であって、実質的に垂直な軸に沿って延び、前記空間内の熱層化をリアルタイムで判定する、温度取得手段（６、６０）と、
一方では前記温度取得手段に接続され、他方では前記２つのポンプ群に接続された自動制御手段であって、正常運転中に満足できるレベルの層化を維持するために少なくとも一方のポンプ群の流れを必要に応じて修正する、自動制御手段と、
前記コールド領域（１４）上方に実質的に垂直に配置された第２の交換機と、
前記炉心および前記ポンプ手段が共に停止したときに、前記第２の交換機から前記コールド領域への前記１次ナトリウムの自然対流を可能にする手段と、
を含み、
前記原子炉内では、すべての前記クリアランス（ｊ１、ｊ２）および前記分離装置の前記２つの壁の前記水平部分（１５００、１５１０）間の高さ（Ｈ）が前もって決定されており、それにより正常運転中に前記壁（１５０、１５１）、前記交換機（１６、２５）および容器（１３）間で差動運動が起こり、且つ、正常運転中に前記２つの壁（１５０、１５１）の前記水平部分間に規定された前記空間内での前記１次ナトリウムの前記熱層化の確立が可能となり、単一のポンプ群が予期せぬ停止をしたときに前記クリアランスを通過する前記１次ナトリウム流によって前記壁に付与される機械的応力を低減することが可能であり、
前記中間交換機（１６）の前記流出窓（１８）の各々が、トロイド（２１）形状になるパイプと流体連通する取り囲み領域（２０）に囲まれており、
前記中間交換機（１６）を介して前記ホット領域（１２）から前記コールド領域（１４）に前記ナトリウムを送り込む前記ポンプ群（３０）の流入口の各々もまた前記トロイドと流体連通しており、前記ホット領域から出発して前記中間交換機から流出する前記１次ナトリウムが前記トロイドを通過してその後、前記ポンプ群によって前記コールド領域に向けられるようになっていることを特徴とする一体型ＳＦＲ原子炉。
【請求項２】
液圧的に直列の可変流速ポンプ群の両方は機械的に互いに独立しており、各々はターボ型ポンプから構成されており、
前記ターボ型ポンプの駆動シャフトは前記容器（１３）の全高に亘って垂直に延び且つカバースラブ（２４）と前記分離装置の前記両壁（１５０、１５１）の前記水平部分（１５００、１５０１）とを横切っており、前記水平部分は明らかに前記クリアランス（ｊ２）を空けて垂直に配置されており、前記ポンプを支持する構造（３２１）と前記分離装置の前記両壁との間の前記クリアランスもまた前もって決定されており、それにより正常運転時に前記クリアランスと前記容器（１３）との間で差動変位が起こり、且つ、正常運転時に前記２つの壁（１５０、１５１）の前記水平部分間に規定された前記空間内で前記１次ナトリウムの前記熱層化の確立が可能となり、さらに一方のポンプ群が停止すべきでないときに停止した場合に前記クリアランスを通過する前記１次ナトリウム流によって前記壁に付与される機械的応力を限定することが可能となる、請求項１に記載の一体型ＳＦＲ原子炉。
【請求項３】
液圧的に直列の２つの可変流速ポンプ群は機械的に依存しており、少なくとも１つの二重インペラー遠心ターボ型ポンプ（３）から構成されており、第１のインペラー（３０）は、流入口（３００）が前記１次ナトリウムを吸い上げて前記トロイド（２１）に送り込み、流出口（３０１）が前記１次ナトリウムを駆動して前記コールド領域（１４）に送り込むように位置しており、第２のインペラー（３１）は、前記第１のインペラーと同一の駆動シャフト線上に設置され、流入口（３１０）が前記１次ナトリウムを吸い上げて前記コールド領域に送り込み、流出口（３１１）が前記１次ナトリウムを前記炉心方向に駆動するように位置する、請求項１に記載の一体型ＳＦＲ原子炉。
【請求項４】
前記中間交換機を流れる前記１次ナトリウムの流速に対する、前記炉心内を流れる前記１次ナトリウムの流速と、前記両インペラーの駆動シャフト線の回転速度とを互いに独立して調整する少なくとも１つの手段を含む、請求項３に記載の一体型ＳＦＲ原子炉。
【請求項５】
前記流速を調整する手段は、２枚のインペラーを有する前記電気機械ポンプとは別の１つの／いくつかの追加のポンプ手段から構成され、その流入口は前記トロイドと流体連通しており、前記追加のポンプ手段により供給された前記１次ナトリウムの流速と前記二重インペラーポンプのインペラー（３０）により供給された前記１次ナトリウムの流速の合計は、前記中間交換機を横切る流速にほぼ等しい、請求項４に記載の一体型ＳＦＲ原子炉。
【請求項６】
前記追加のポンプ手段は、ターボ型ポンプおよび／または電磁ポンプにより構成される、請求項５に記載の一体型ＳＦＲ原子炉。
【請求項７】
前記ポンプの２枚のインペラーの前記駆動シャフト線（３２）は、軸方向に互いに変位可能な少なくとも２つの同軸シャフトを含み、一方のシャフト（３２０）の下端は前記インペラーのブレードの少なくとも一部を支持し、他方のシャフト（３２１）の下端は前記インペラーの他の部分を支持し、
前記流速を調整する手段は前記駆動シャフトから構成され、前記インペラーの前記ブレードの一部（少なくとも）が前記駆動シャフトの前記下端に取り付けられており、前記駆動シャフトの、前記他方の駆動シャフトに対する軸方向変位によって少なくとも前記ブレードの一部が退避することを可能にする、請求項４に記載の一体型ＳＦＲ原子炉。
【請求項８】
インペラーの少なくとも前記ブレードの一部が退避することを可能にする前記シャフトの移動を制御する機構（３４）は、前記シャフト線の駆動モータ（３３）上方に位置し、前記駆動モータ（３３）自体は前記カバースラブ上方に位置する、請求項７に記載の一体型ＳＦＲ原子炉。
【請求項９】
６台の中間交換機（１６）と、６台の第２の交換機（２５）と、２枚のインペラー（３０、３１）を有する３台の遠心ターボ型ポンプ（３）とを含む、請求項８に記載の一体型ＳＦＲ原子炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第４世代原子炉として知られるタイプの原子炉に属するＳＦＲナトリウム冷却原子炉（ナトリウム高速炉）に関する。
【０００２】
より具体的には、本発明は、一体型ナトリウム冷却原子炉、すなわち１次ポンプおよび熱交換機をも含む容器内に１次回路が完全に含まれているナトリウム冷却原子炉に関する。
【０００３】
国際公開ＷＯ２０１０／０５７７２０は、原子炉容器内に１次回路を含ませることによって小型化を可能にし、それにより一部のパーツの設計を容易にし、且つ容器内のナトリウムの自然対流を改善する画期的な構造を提案した。本発明は、これに対する改良を提案する。
【背景技術】
【０００４】
ナトリウム冷却高速炉（ＳＦＲ）は通常、炉心と炉心上方の炉心制御プラグとが設けられた容器を含む。排熱は、１次ナトリウムとして知られるナトリウムを容器内に設けたポンプシステムによって環流することにより行う。この熱は、１以上の中間交換機（ＥＩ）を介して中間回路に送られた後に、蒸気生成器（ＧＶ）内で蒸気を生成するために用いられる。その後、この蒸気はタービンに送られて機械エネルギーに変換され、さらに電気エネルギーに変換される。
【０００５】
中間回路は、熱伝達媒体としてのナトリウムを含み、容器内の１次ナトリウムを蒸気生成器に対して単離する（換言すると、含ませる）という目的を有する。上記単離は、上記生成器の管が破裂する際にナトリウムと蒸気生成器内に含まれる水蒸気との間に起こり得る激しい反応によって起こる。このようにこの構造は、２つのナトリウム回路に重点を置いている。一方の回路は１次回路として知られ、炉心と１以上の中間熱交換機との間で熱を移動させる。他方の回路は、２次回路として知られ、中間交換機から蒸気生成器に熱を送る。
【０００６】
すべてのナトリウム冷却高速炉（ＳＦＲ）は、共通の技術的特性を有する。容器は、１次ナトリウムが外気に触れないように、カバースラブによって上面で閉じられる。
【０００７】
すべてのコンポーネント（交換機、ポンプ、パイプなど）はこのスラブに対して垂直に設けられ、リフト装置によって垂直に持ち上げることによって取り外し可能となっている。このスラブ内の貫通孔の寸法はコンポーネントのサイズおよび数に依存する。孔の寸法が大きく且つ孔の数が多いほど、容器の直径は大きい。
【０００８】
現在、原子炉は技術的手法の違いにより、主に２つのタイプ、すなわちループ型原子炉と一体型原子炉とに分類され得る。
【０００９】
ＳＦＲループ型原子炉は、中間交換機と１次ナトリウムを送り込む装置とが容器外に設けられることを特徴とする。
【００１０】
ＳＦＲループ型原子炉の主な利点は、容器内に設けられるコンポーネントの数が少ないために、所与のパワーに対する容器の直径が一体型ＳＦＲ原子炉よりも小さいことである。そのため容器は相対的に製造が容易であり、安価である。他方、ＳＦＲループ型原子炉は、１次ナトリウムが容器から漏れるという大きな欠点を有する。このことは１次回路の構造を複雑にし、安全上重大な問題をもたらす。そのため、容器の小型化と製造の容易性に関する利点は、ループの設計と１次ナトリウムの漏れを管理する特別な手段に関連する装置の追加によって生じる余分な費用によって帳消しになる。
【００１１】
一体型ＳＦＲ原子炉は、中間交換機と１次ナトリウムのポンプ手段とが完全に容器内に設けられることを特徴とする。これにより容器外に１次回路を設けることが回避でき、ＳＦＲループ型原子炉に比べて安全上大きな利点を有する。
【００１２】
本発明者らは、国際公開ＷＯ２０１０／０５７７２０において、一体型ＳＦＲ原子炉を改良するための解決手段を提案した。
【００１３】
より具体的には、本発明者らが提案した解決手段の目的は、一体型ＳＦＲ原子炉の以下の欠点を解消することである。
・ホットコレクターとコールドコレクターとの間の段差部の設計および実現が困難であること。
・強制対流下の正常運転と電気機械ポンプが誤作動した際の残留パワー排出のための自然対流下の運転との互換性が確実でないこと。
・容器のサイズが大きいために、経済的観点から見て不利であること。
【００１４】
国際公開ＷＯ２０１０／０５７７２０による解決手段は、完全に満足のいくものではない。実際、各中間交換機、すなわち中間交換機を横切る方向にホット領域からコールド領域にナトリウムを環流することを目的とする交換機の隣（上流側または下流側）に、一群のポンプ手段を設けることは、空間的制約を示唆する。
【００１５】
これらの空間的制約は、原子炉の小型性を損なう可能性があり、実際、原子炉容器のサイズの増大につながり得る。
【００１６】
国際公開ＷＯ２０１０／０５７７２０による解決手段の別の欠点は、１群のポンプ手段を中間交換機の隣、且つ下流側に設けることにより、ＳＦＲ原子炉の設置を複雑にし得るということである。この場合、実際、ポンプ手段はある程度中間交換機の端部に位置し、バランスを悪くし得る。これにより、地震が起こると機械特性が損なわれるかもしれない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従って本発明の目的は、国際公開ＷＯ２０１０／０５７７２０の上記欠点の全部または一部を補償する、一体型ＳＦＲ原子炉の改良を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によると、この目的は、ナトリウムによって充填されるようになっている容器を含む一体型ＳＦＲ原子炉であって、前記容器内部には炉心と１次ナトリウムを流すポンプ手段と、正常運転中に前記炉心によって生成されたパワーを排出するようになっている、中間交換機として知られる第１の熱交換機と、前記ポンプ手段も停止する前記炉心の停止時に前記炉心によって生成された残留パワーを排出するようになっている第２の熱交換機と、容器内のホット領域とコールド領域とを規定する分離装置とが含まれる一体型ＳＦＲ原子炉であって、
２つの壁から構成される前記分離装置であって、前記壁の各々は、前記炉心を囲む実質的に垂直な部分と実質的に水平な部分とを有し、前記実質的に水平な部分は高さによって互いに分離され、上壁の前記水平部分上方に規定される空間が前記ホット領域を形成し、下壁の前記水平部分下方に規定される空間が前記コールド領域を形成し、前記実質的に水平な部分が前記容器に対してクリアランスを空けて設けられる、分離装置と、
前記分離装置の前記壁の前記水平部分の各々に形成された第１のカット部にクリアランスを有した状態で実質的に垂直に配置され、前記下壁の前記水平部分下方に流出窓を有する前記中間交換機と、
液圧的に直列の２つの群に分けられる可変流を提供するポンプ手段であって、一方の群は前記下壁の前記水平部分下方に設けられて前記炉心を介して前記コールド領域から前記ホット領域に前記ナトリウムを流し、他方の群は前記中間交換機を介して前記ホット領域から前記コールド領域に前記ナトリウムを送り込む、ポンプ手段と、
前記２つの壁の前記水平部分間に規定された空間に設けられた温度取得手段であって、実質的に垂直な軸に沿って延び、前記空間内の熱層化をリアルタイムで判定する、温度取得手段と、
一方では前記温度取得手段に接続され、他方では前記２つのポンプ群に接続された自動制御手段であって、正常運転中に満足できるレベルの層化を維持するために少なくとも一方のポンプ群の流れを必要に応じて修正する、自動制御手段と、
前記コールド領域上方に実質的に垂直に配置された第２の交換機と、
前記炉心および前記ポンプ手段が共に停止したときに、前記第２の交換機から前記コールド領域への前記１次ナトリウムの自然対流を可能にする手段と、
を含み、
前記原子炉内では、前記クリアランスおよび前記分離装置の前記２つの壁の前記水平部分間の高さが前もって決定されており、それにより正常運転中に前記壁、前記交換機および容器間で差動運動が起こり、且つ、正常運転中に前記２つの壁の前記水平部分間に規定された前記空間内での前記１次ナトリウムの前記熱層化の確立が可能となり、単一のポンプ群が予期せぬ停止をしたときに前記クリアランスを通過する前記１次ナトリウム流によって前記壁に付与される機械的応力を低減することが可能となる一体型ＳＦＲ原子炉によって達成される。
【００１９】
本発明によると、
前記中間交換機の前記流出窓の各々が、トロイド形状になるパイプと流体連通する取り囲み領域に囲まれており、
前記中間交換機を介して前記ホット領域から前記コールド領域に前記ナトリウムを送り込む前記ポンプ群の流入口の各々もまた前記トロイドと流体連通しており、前記ホット領域から出発して前記中間交換機から流出する前記１次ナトリウムが前記トロイドを通過してその後、前記ポンプ群によって前記コールド領域に向けられるようになっている。
【００２０】
国際公開ＷＯ２０１０／０５７７２０による解決手段と比較すると、中間交換機の隣にポンプ手段群を設ける新規の混合設計を行う必要性が避けられる。従って、本発明による一体型ＳＦＲ原子炉において、従来技術による一体型ＳＦＲ原子炉ですでに認められている中間交換機を用いてもよい。さらに、ポンプ手段が中間交換機の流出口に取り付けられていないため、中間交換機の下端にアンバランスを引き起こす可能性のある追加の質量はない。これは地震の際、中間交換機の機械特性にとって好ましい。トロイド内で望まれる流れの状態に応じて、ポンプ手段の数および、流速、圧力などのポンプ特性を調整してもよい。さらに、本発明によるトロイドパイプにより、国際公開ＷＯ２０１０／０５７７２０による解決手段に比べてより容易に全中間交換機内の１次ナトリウム流を均質化することができる。
【００２１】
一実施形態によると、液圧的に直列の可変流速ポンプ群は機械的に互いに独立しており、各々はターボ型ポンプから構成されており、前記ターボ型ポンプの駆動シャフトは前記容器の全高に亘って垂直に延び且つカバースラブと前記分離装置の前記両壁の前記水平部分とを横切っており、前記水平部分は明らかに前記クリアランスを空けて垂直に配置されており、前記ポンプを支持する構造と前記分離装置の前記両壁との間の前記クリアランスもまた前もって決定されており、それにより正常運転時に前記クリアランスと前記容器との間で差動変位が起こり、且つ、正常運転時に前記２つの壁の前記水平部分間に規定された前記空間内で前記１次ナトリウムの前記熱層化の確立が可能となり、さらに一方のポンプ群が停止すべきでないときに停止した場合に前記クリアランスを通過する前記１次ナトリウム流によって前記壁に付与される機械的応力を限定することが可能となる。
【００２２】
有利な一実施形態によると、液圧的に直列の２つの可変流速ポンプ群は機械的に依存しており、少なくとも１つの二重インペラー遠心ターボ型ポンプから構成されており、第１のインペラーは、流入口が前記１次ナトリウムを吸い上げて前記トロイドに送り込み、流出口が前記１次ナトリウムを駆動して前記コールド領域に送り込むように位置しており、第２のインペラーは、前記第１のインペラーと同一の駆動シャフト線上に設置され、流入口が前記１次ナトリウムを吸い上げて前記コールド領域に送り込み、流出口が前記１次ナトリウムを前記炉心方向に駆動するように位置する。同一のシャフト線上の上記の両インペラーを連結することは、炉心を横切る１次ナトリウム流と中間交換機を横切る１次ナトリウム流とが、特に中間の流速で類似の様式で変化し得ることを示す。このことは、流速を制御および調整する方法を簡素化するという利点も有する。最後に、この組み合わせは、容器内のコンポーネントの数を減少させることができ、そのため容器をより小型化することができる。さらにこの場合は、両ポンプ群が機械的に独立した実施形態に比べて、二重インペラーポンプ群が停止した際に壁に付与される追加の機械的力を考慮して、ポンプの支持構造と分離装置の壁との間にクリアランスを規定しなくてもよい。実際このような場合、分離装置、すなわち両壁を通過する平均流速はゼロであり、そのため壁に損害を与える機械的力はない。
【００２３】
二重インペラー遠心ターボ型ポンプの採用は全く自明ではない。実際、２枚のインペラーを有し単一のシャフトで支持されるこのタイプのポンプは公知であるが、このポンプは通常、一方のホイールに対する他方のホイールの圧力を増すように動作し、従って直列に設置された一方のホイールまたはインペラーの吸引流入口に、他方のホイールまたはインペラーの吸引流出口が対応している。さらにこの理由により、上記ポンプは通常技術的には「多段ポンプ」と呼ばれている。本発明による二重インペラー遠心ポンプは、所与のポンプの両インペラー間に大きな容積を有する中間領域があるということ、およびこの中間領域がいくつかのポンプに共通であるということにより、従来技術で公知のポンプとは区別される。この大容積の中間領域は、本発明による原子炉のコールド領域である。換言するとこの場合、従来技術の多段ポンプとは異なり、各段階での圧力の割合が加算される。各段階は１枚のインペラーにより構成されるが必ずしも流速は同じではない。なぜなら、中間の空間容積部(volume)は、例えば段差部のカット部を介して原子炉の他の要素と液圧連通しているからである。そのため、原子炉の正常運転中、中間交換機を横切る流速と炉心を横切る流速とは同じであり、従って両インペラーも同じである。そのため従来の２段階ポンプと同様、圧力は常に加算される。しかしコールドコレクターにより構成される大きな空間容積部が両インペラー間にあるということは、フィルタリングが起こるということ、すなわち誤動作の場合に起こり得る熱衝撃が緩和されるということを示唆する。例えば中間交換機ＥＩから出るナトリウムが、到着したときには十分冷たくないにもかかわらず中間交換機の２次側の熱抽出システムがシャットダウンすべきでないときにシャットダウンすることにより突然冷たくなった場合、ポンプの第１のインペラー（流体をトロイドに吸い上げるインペラー）はある程度この熱衝撃に曝される。しかし、第２のインペラーではナトリウムの温度は徐々に上昇する。なぜなら、第１のインペラーを出る熱いナトリウムは、すでにコールドコレクター内に存在している冷たいナトリウムと徐々に混合するからである。
【００２４】
本発明による二重インペラーポンプの動作が従来の２段階ポンプと異なる別の点は、残留パワー除去モードでの動作モードである。従来の２段階ポンプでは、ポンプが停止した（例えば自然対流によって起こる流れのために）場合も同じ流れがポンプのインペラーを横切る。本発明の場合、残留パワー除去では、第１のインペラー（トロイド内に流入口を有するインペラー）を横切る流れはなく、第２のインペラーを横切り炉心に供給される流れ全体がコールドコレクターから来る。その後以下の要素によって液圧ループが形成される：炉心、ホットコレクター、残留パワー除去専用の交換機、段差部のカット部、コールドコレクター、ポンプの第２のインペラー、最後に炉心。その後ナトリウムは自然対流によってこのループを流れる。
【００２５】
好ましくは、原子炉の運転状況に応じて、前記中間交換機を流れる前記１次ナトリウムの流速に対する、前記炉心を流れる前記１次ナトリウムの流速と、前記両インペラーの駆動シャフト線の回転速度とを互いに独立して調整する少なくとも１つの手段が設けられてもよい。
【００２６】
これは独立したポンプ（同じシャフト上でない）の駆動の回転速度の一定の可変範囲内でのことであり得る。
【００２７】
これは原子炉の寿命の間でも起こり得る。典型的には、「第４世代」原子炉の予定寿命は数十年である。原子炉の寿命中、炉心を構成する燃料物質は定期的に交換される。核燃料の管理状況に応じて、原子炉の炉心に新しいタイプの核燃料物質がロードされ得る。これら新規の核燃料物質は、最初に炉心にあった燃料物質とは異なる負荷損を引き起こし得る。本発明者は、この構成で初期に適合された二重インペラーポンプのみでは、炉心を横切る流速と中間交換機を横切る流速とを同じにすることは困難であると確信する。従って、炉心および中間交換機間で流速を調整する手段が、新規に導入された負荷損を有効に補償できることが好ましい。これは当然、両インペラーの回転速度を修正することによっては解決できない。なぜなら、両インペラーは同じシャフト線に連結されているからである。
【００２８】
有利な一変形例では、前記流速を調整する手段は、２枚のインペラーを有する前記電気機械ポンプとは別の１つの／いくつかの追加のポンプ手段から構成され、その流入口は前記トロイドと流体連通しており、前記追加のポンプ手段により供給された前記１次ナトリウムの流速と前記二重インペラーポンプにより供給された前記１次ナトリウムの流速の合計は、前記中間交換機を横切る流速にほぼ等しい。
【００２９】
吸引部をトロイド内に有する二重インペラーポンプのインペラーによって提供される流速値は好ましくは、中間交換機を横切る流速の９０％と９５％との間であるとよい。二重インペラーポンプにより供給される流れは駆動シャフト線の回転速度に依存し得ることは明らかである。従って二重インペラーポンプによって提供される流速値に応じて、追加のポンプ手段が、中間交換機を横切る流速が炉心を横切る流速と等しくなるように追加の流れを供給する。好ましくは、追加のポンプ手段が低流速、典型的には中間交換機を横切る流速の５％から１０％の値を供給することが保証される。
【００３０】
好ましくは、前記追加のポンプ手段は、ターボ型ポンプおよび／または電磁ポンプにより構成される。
【００３１】
これらのポンプを用いる利点は、必要な容積が少ないために占める容積が小さいことであり、これも原子炉の小型化にとって好ましい。
【００３２】
有利な一変形例によると、前記ポンプの２枚のインペラーの前記駆動シャフト線は、互いに回転可能に固定され且つ軸方向に互いに変位可能な少なくとも２つの同軸シャフトを含み、一方のシャフトの下端は前記インペラーのブレードの少なくとも一部を支持し、他方のシャフトの下端は前記インペラーの他の部分を支持し、
前記流速を調整する手段は前記駆動シャフトから構成され、前記インペラーの（少なくとも）前記ブレードの一部が前記駆動シャフトの前記下端に取り付けられており、前記駆動シャフトの、前記他方の駆動シャフトに対する軸方向変位によって少なくとも前記ブレードの一部が退避することを可能にする。二重インペラー遠心ターボ型ポンプは、２枚のディスク間に含まれるインペラー内の液圧循環によって製造される。これらのディスクの一方は静止しており、他方はブレードを支持するインペラーに取り付けられている。通常、効率を最大化するためには、可動ディスクおよび静止ディスクのブレードのエッジ間のクリアランスを最小にする。この場合、可動ディスクに退避可能ブレードを設けることによりブレードと静止ディスク間のクリアランスを調整できるようにし、それによってポンプの効率、すなわち流速依存の圧力特性を多少劣化できるようにすることが賢明である。
【００３３】
安全上の理由により、好ましくは、少なくとも前記ブレードの一部が退避することを可能にする前記シャフトの移動を制御する機構は、前記シャフト線の駆動モータ上方に位置し、前記駆動モータ自体は前記カバースラブ上方に位置する。さらにこの実施形態は、制御機構が他の位置にある実施形態よりも簡素である。
【００３４】
本発明による一体型ＳＦＲ原子炉は、６台の中間交換機と、６台の第２の交換機と、２枚のインペラーを有する３台の遠心ターボ型ポンプとを含み得る。
【００３５】
本発明の他の利点および特徴は、以下の図面を参照しながら本発明の詳細な説明を読むことによって、より明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明による一体型ＳＦＲ原子炉の模式的長手方向断面図である。
【図１Ａ】図１Ａは、本発明による一体型ＳＦＲ原子炉の模式的長手方向部分断面図であって、本発明による、中間交換機とトロイド形状になるシャフトとの間の別の配置例を示す図である。
【図２】図２は、トロイド内の、中間交換機の流出口でナトリウムを収集し、ポンプ手段として２台の二重インペラー遠心ポンプを用いて本発明によりナトリウムを送り込む手段を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明による、二重インペラー遠心ポンプの流速に対する圧力の特性曲線を示す図である。
【図４】図４は、本発明による一体型ＳＦＲ原子炉の別の模式的長手方向断面図であって、二重インペラーポンプの配置を示す図である。
【図５】図５は、ナトリウムの流速を調整する手段を有する遠心ポンプのインペラーの詳細な断面図である。
【図６】図６は、本発明による一体型ＳＦＲ原子炉の模式的長手方向部分断面図であって、残留パワー排出専用の交換機と、ホット領域およびコールド領域間に設けられた本発明による温度取得手段および分離装置との相対的レイアウトを示す図である。
【図７】図７は、図４に類似であるが、駆動モータに加えて、本発明によるポンプのインペラーのブレードの動きを制御する機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本明細書を通じて、用語「水平」、「垂直」、「下」、「上」、「下方」および「上方」は、垂直に配置した原子炉容器、およびコールド領域またはホット領域のレイアウトに関するものとして理解すべきである。従って本発明による上壁はホット領域に最も近い壁を示し、下壁はコールド領域に最も近い壁を示す。同様に、下壁の下方に設けられた本発明によるポンプは、コールド領域内に位置するポンプである。
【００３８】
同様に本明細書を通じて、用語「上流」および「下流」は、ナトリウムの流れの方向に関するものとして理解すべきである。従って、ナトリウムはまず中間交換機上流の１群のポンプ手段を横切り、その後中間交換機に沿って流れる。中間交換機下流の１群のポンプ手段を横切るナトリウムは、その前に中間交換機に沿って流れている。
【００３９】
図１により、本発明による一体型ＳＦＲ原子炉の全体図がわかる。一体型原子炉は炉心１１を含み、炉心１１内では核反応の後に熱が放出される。上記炉心１１はサポート１１０によって支持されている。このサポート１１０はダイアグリッド１１００を含み、ダイアグリッド１１００内には炉心を構成するアセンブリ１１１の基部が埋まっている。このダイアグリッド１１００は敷板１１０１によって支持されており、敷板１１０１は容器１３の底面１３０上に設けられている。炉心上方には、炉心制御プラグ（ＢＣＣがあり、ＢＣＣは、核反応の制御および正確な運転に必要な装置を含む。
【００４０】
炉心１１の正常運転中に１次ナトリウムが流れる熱交換回路は、実線矢印ＣＮによって模式的に示されており、ナトリウムは炉心の流出口でホットコレクター１２に入る。ホットコレクター１２は、適切な分離装置１５によって下部のコールドコレクター１４と分離されている。
【００４１】
このホットコレクター（または領域）１２とコールドコレクター（または領域）１４との間の分離装置は、カット部を有する２つの壁１５０、１５１によって構成される。カット部を有するこれら２つの壁１５０、１５１は各々、炉心を囲む実質的に垂直な部分１５０１、１５１１と、実質的に水平な部分１５００、１５１０とを含む。水平部分１５００、１５１０は、高さＨによって分離されている。図示する実施形態では、垂直部分と水平部分とは円弧部分によってつながっている。各壁１５０、１５１の垂直部分は炉心１１のサポート１１０に固定されている。上壁１５０の水平部分１５００上方に規定される空間はホット領域を形成し、下壁１５１の水平部分１５１０下方に規定される空間はコールド領域を形成している。
【００４２】
図１Ａおよび図６に示すように、実質的に水平な部分１５００、１５１０は、容器１３に対してクリアランスｊ１だけ離して設けられている。
【００４３】
各中間交換機１６はカバースラブ２４に対して垂直に配置されている。正常運転中に中間交換機１６に供給される１次ナトリウムは、ホットコレクター１２から取り入れられてコールドコレクター１４に排出される。中間交換機１６は、機能的クリアランスｊ２を空け且つ特に密閉されない状態で壁の２つの水平部分１５０、１５１を通過する。
【００４４】
本発明によるＳＦＲ原子炉には、国際公開ＷＯ２０１０／０５７７２０の原子炉同様、可変流速ポンプ手段３があり、液圧的に直列の２つの群３０、３１に分けられている。一方の群３１は、炉心１１を横切ってコールド領域１４からホット領域１２方向にナトリウムを送り込むように設計されており、他方の群３０は中間交換機１６を横切ってホット領域１２からコールド領域１４方向にナトリウムを送り込むように設計されている。
【００４５】
本発明によると、まず取り囲み領域２０において、中間交換機１６の流出窓１８の各々の周りはトロイド２１形状になるシャフトと流体連通する。
【００４６】
さらにナトリウムをホット領域１２からコールド領域１４に送り込むように設計されたポンプ群３０の流入口の各々も、トロイド２１と流体連通し、ホット領域１２から出発して中間交換機１６から流出する１次ナトリウムが、トロイド２１を通過してその後上記ポンプ群３０によってコールド領域に向かうようになっている。
【００４７】
図２に示すように、有利な一実施形態では、両方の群３０、３１に共通の少なくとも１つのポンプ手段３であって、二重インペラー遠心ターボ型ポンプから構成されるポンプ手段３を製造する。第１のポンプ群はポンプ３のインペラー３０から構成され、その流入口３００が１次ナトリウムを軸方向に送ってトロイド２１に吸い上げ、流出口３０１が１次ナトリウムをコールド領域１４に駆動するように位置する。第２の群は同じポンプ３のインペラー３１から構成され、第１のインペラー３０と同じ駆動シャフト線３２上に設置されている。第２の群は、その流入口３１０が１次ナトリウムを半径方向に送ってコールド領域１４に吸い上げ、流出口３１１が１次ナトリウムを炉心１１方向に駆動するように位置する。
【００４８】
両方のインペラー３０、３１を同一シャフト線２１上で連結することは、炉心１１を横切る１次ナトリウムの流れと中間交換機１６を横切る１次ナトリウムの流れとが、特に中間の流速で類似の様式で変化し得ることを意味する。
【００４９】
図３にこれをより明確に示す。図３は共通領域１４における同一ポンプ３の両方のインペラー３０、３１の圧力に対する流速曲線を示す特性図である。これより以下のことがわかる。
・シャフト線３２の回転速度（定格速度ωratedまたは低速度ωslow）については、インペラー３０およびインペラー３１の曲線は互いにほぼ平行である。
・炉心１１を横切る１次ナトリウムの流速の変化は、中間交換機１６を横切るナトリウムの流速の変化に等しい。
【００５０】
図４は、２枚のインペラー３０、３１を有する単一の遠心ポンプの、原子炉内での位置を示す。シャフト線３２が位置する二重インペラーポンプの支持構造３２１は、明らかに容器１３の全高に亘って垂直に延び、カバースラブ２４および分離装置の両壁１５０、１５１の水平部分１５００、１５０１を横切る。水平部分はほぼ垂直方向にクリアランスを空けた状態で設けられている。以下に説明するように、ポンプのシャフト線３２が位置するポンプ支持構造３２１と、分離装置の両壁との間のクリアランスは前もって決められる。これは、正常運転中に、これらと容器１３との間の差動運動が起こり、正常運転中に１次ナトリウムの熱層化が壁１５０、１５１の水平部分間の空間に確立されるようにするためである。さらにこの図において、コールド領域１４から出発したナトリウムが半径方向に流れてインペラー３１の流入口に到達し、その後インペラー３１によって軸方向に吸い上げられることが理解され得る。
【００５１】
好ましくは、原子炉の運転状況に応じて、中間交換機１６内の１次ナトリウムの流速に対する炉心１１内の１次ナトリウムの流速と、両インペラーの駆動シャフト線の回転速度とを互いに独立して調整する少なくとも１つの手段が提供されてもよい。図５は、このような手段の有利な実施形態を示す。図示するように駆動シャフト線は、互いに同軸状に移動可能な少なくとも２つの同軸シャフト３２０、３２１を含む。
【００５２】
シャフト３２０の下端はブレードを支持し、他方のシャフト３２１の下端は、軸方向に静止した、インペラーの他の部分を支持している。シャフト３２０をシャフト３２１に対して軸方向に移動させることによって、ブレード３０００は退避する。そのためブレード３０００のエッジと静止ディスク３０２との間のクリアランスは増大する。これによりポンプの効率、すなわち流速に依存する圧力特性が多少劣化し得る。この手段により、シャフト３２０、３２１のシャフト線の回転速度とは独立して、炉心１１内の流速に対する中間交換機１６内の流速が調整される。
【００５３】
図５は、トロイド２１のナトリウムを吸い上げるインペラー３０のブレード３０００が退避して、炉心１１内の流速に対する中間交換機１６内の流速を調整する様子を示す。本発明によると、これに代えてまたはこれに加えて、他方のインペラー３１の少なくともブレードの一部が退避し得ることは言うまでもない。
【００５４】
図６は、上壁１５０および下壁１５１の２つの水平部分１５００、１５１０を分離する高さＨの空間における熱層化の効率を改善し、それにより核反応が停止した際に１次ナトリウムの自然対流Ｃｒ（残留流）を改善する、最適化された実施形態を示す。上壁１５０の水平部分１５００において、各交換機下方にカット部１５０００が設けられている。残留パワー排出専用の交換機２５の交換領域は、その全体がホットコレクター内に位置する。
【００５５】
上壁１５０の水平部分１５００下方に流出窓２５０が位置する。上壁１５０のカット部１５０００と交換機２５との間の機能的クリアランスｊ３によって、これらのコンポーネント間の差動運動が可能となる。
【００５６】
炉心１１（ポンプシステム３同様停止される）から残留パワーを排出する運転モードでは、このレイアウトの利点は以下の通りである。
・２次交換機２５の流出窓２５０が上壁１５０の水平部分１５００の真下にあり、さらに壁１５０の１つがすでに乗り越えられているため、運転時にこの交換機２５から流出する冷たいナトリウムがコールドコレクター１４まで、より容易に下降する。しかもこれはホットコレクター１２からのナトリウムと混合することなく起こる。換言すると、運転停止中に自然対流下における液圧路が向上する。
・ナトリウムが、残留パワー排出専用の交換機下方に形成されたカット部１５１００を介し、さらに、下壁と中間交換機との間の機能的クリアランスおよび段差部の壁と原子炉容器との間の機能的クリアランスとによって構成された孔を介して、下壁１５１の水平部分１５１０を通過する。
【００５７】
２つの壁１５０、１５１の水平部分１５００、１５１０間の空間の高さＨは、正しい層化を可能にするために比較的重要（２メートルのオーダーで）である。２つの壁の垂直部分１５０１、１５１１間の距離は小さい（数センチのオーダーである）。
【００５８】
高さＨを有する空間は、以下の機能的クリアランスを介してホットコレクター１２およびコールドコレクター１４に連通している。
・両壁の水平部分１５００、１５０１と容器１３との間に規定されたｊ１。この機能的クリアランスｊ１は、数センチのオーダーであり、コンポーネント（壁１５０、１５１、および容器１３）間で差動運動を起こすことができる。
・中間交換機１６およびポンプ３を支持するシステム３２１と壁１５０、１５１との間のダクト内に規定されたｊ２。この機能的クリアランスｊ２は、数センチのオーダーであり、コンポーネント（壁１５０、１５１、中間交換機１６、および壁１５０、１５１とポンプ３との間）間で差動運動を起こすことができる。
・残留パワー除去専用の交換機２５と上壁１５０の水平部分１５００との間のダクト内に規定されたｊ３。上記のように、これらの交換機２５から流出するナトリウムを容易にコールドコレクター１４に戻すために、下壁の水平部分１５１０内に垂直に追加カット部１５１００が形成されている。
【００５９】
所与の構成において分離装置を精密な寸法で形成する際、当業者は、物理的分離を効率的に行うために、連通空間が大きい液圧直径を有する重大すぎる通路断面積を含まないようにする。
【００６０】
実際、壁の目的は、流れが高速である領域１２、１４間、すなわちホットコレクター１２とコールドコレクター１４との間に、密閉の必要なく熱層化を確立すべき平静な領域によって物理的限界をマークすることである。本発明の適用に応じて、特定のレイアウトを行ってもよい。いずれの場合も、機能的クリアランスｊ１、ｊ２およびｊ３、ならびに分離装置の２つの壁の水平部分１５００、１５１０間の高さＨは前もって決定され、正常運転中に、壁１５０、１５１、交換機１６、２５、ポンプ３および容器１３間で差動運動が起こるようになっている。これにより、正常運転中に、２つの壁１５０、１５１の水平部分間に規定された空間内の１次ナトリウムの熱層化を確立することが可能となり、さらに、ポンプ群３０または３１が予期せぬ停止をした場合（ポンプ群の連結が外れた場合）に、上記クリアランスを通過する１次ナトリウム流によって壁に付与される機械的応力を低減することが可能となる。これにより決定される熱層化は、ある意味、２つの壁１５０、１５１間の高さ全体に亘って十分に重要な空間容積部を提供し、ホット領域１２とコールド領域１４との間の１次ナトリウムの渦流を低減する。
【００６１】
壁とコレクター１２、１４との間の流領域の大きさのオーダーをここで例示する。ここでの数的表現については、連通のレベルでの機能的クリアランスｊ１、ｊ２およびｊ３は約５ｃｍと推定される。
・容器１３と壁の部分１５００、１５１０との間の機能的クリアランスｊ１：直径約１５メートルのオーダーの容器の場合、総断面積は２．３ｍ2である。
・中間交換機１６またはポンプ３と壁の部分１５００、１５１０との間の機能的クリアランスＪ２：６台の交換機１６および３台のポンプ３が、これら中間交換機およびポンプの内径に等しい内径、すなわち約２メートルの内径を有するリングにほぼ等しい流領域を必要とし、そのためにリングの幅がクリアランスｊ２である場合、断面積は約２．５ｍ2である。
・残留パワー排出用の交換機２５と上壁１５０の水平部分１５００との間の機能的クリアランスｊ３。直径約１メートルの６台の交換機２５の場合、断面積は最大１ｍ2である。
【００６２】
上壁の水平部分の通路の総断面積は約６ｍ2である。
【００６３】
この総断面積の推定値は、上壁１５０に対して有効である。残留パワー除去専用の交換機２５は下壁１５１を横切っていないため、この壁の水平部分１５１０にのみカット部１５１００が形成されている。これらのカット部１５１００は、他のカット部と同等の液圧直径、すなわち約０．１０ｍの直径を有することが好ましい。これらのカット部１５１００の数は、総断面積が、残留パワー排出交換機２５周りの機能的クリアランスｊ３によって形成される総断面積に少なくとも等しくなる（大きさのオーダーで）数であることが好ましい。
【００６４】
図示する実施形態では、この断面積は１ｍ２のオーダーであるため、残留パワー排出専用の交換機２５各々の下方に少なくとも約２０のカット部１５１００が設けられている。
【００６５】
いずれの場合も、カット部を有する壁１５０、１５１の通路の断面積は、大きさのオーダーで、以下の異なる運転のすべてに対して満足のいくものである。
・上記断面積は、２つのポンプ群が機械的に独立した（ポンプの連結が外れた）ときにポンプ群３０または３１が全く予期せぬ停止をした場合、壁１５０、１５１に付与される機械的応力が高すぎることがないよう、十分大きくなければならない。実際、３６００ＭＷのオーダーの定格パワーを有する原子炉の場合、正常運転時のナトリウムの流速は約２２．５ｍ3／ｓのオーダーである。従って例えば中間交換機１６に供給する２つのポンプ群が機械的に独立してポンプ群３０または３１が停止すべきでないときに停止した場合、ナトリウム流の一部は中間交換機１６内を流れ続け、他の部分は、コンポーネント３、１６、２５、１３および壁１５０、１５１間のクリアランスｊ１、ｊ２、ｊ３を流れ続ける。２つの流れの分布は中間交換機１６と壁１５０、１５１との間の負荷の相対的損失に依存する。これらの負荷の損失の推定値は、クリアランスｊ１、ｊ２、ｊ３を通過する流れの約７０％、すなわち約１６ｍ3／ｓに達するかもしれない。従って壁１５０、１５１のカット部とコンポーネントとの間の平均速度は、２．７ｍ／ｓである。これは低速であり、壁１５０、１５１に対する大きな機械的応力にはならない。
・上記断面積は、熱層化を破壊しないように十分大きい。換言すると上記断面積は、正常運転中にポンプの自動制御により常に補正可能である垂直温度プロファイルならびに最高および最低温度を維持し、運転停止状態に維持できるように、十分大きい。
・正常運転中に渦流が孔を流れることを制限するためには、液圧直径は小さくなければならない。壁１５０、１５１内の通路の断面は、約５ｃｍ幅の非常に長い形状であることが好ましい。この場合、液圧直径は幅の２倍、すなわち１０ｃｍに実質的に等しい。本発明による原子炉容器の約１５ｍという直径に関連する液圧直径が上記数値の場合、液圧直径の相対値は約０．１／１５、すなわち０．７％未満に等しい。
【００６６】
図６は、壁１５０、１５１の水平部分１５００、１５１０間の内部空間内の熱勾配を測定するために最適化した実施形態を示す。図示する熱取得手段は、ナトリウムに浸漬して両壁１５０、１５１の両水平部分１５００、１５１０を横切るいくつかのブーム６から構成される。この／これらのブーム６上に熱電対６０が位置する。熱電対６０の機能は、壁１５０、１５１間の高さＨの内部領域内のいくつかの高さ位置でナトリウムの温度を検出することである。垂直熱プロファイルの知見とデジタル処理とを組み合わせると、熱勾配の変化をモニターリングすることができ、中間交換機１６を横切るナトリウム流によって炉心１１を横切るナトリウムを制御することができる。
【００６７】
上記のように正常運転時には、これら２つの流速を同一にすることが試みられる。これらの条件下で、２つの壁１５０、１５１間の高さＨの領域は、流れのない領域または低速流を有する領域を構成し、これにより熱層化の確立が可能となる。
【００６８】
２つのコレクター、すなわちホットコレクター１２とコールドコレクター１４とを分離するのが、この熱層化である。
【００６９】
必要であれば、いくつかの高さ位置でブームに固定された熱電対すなわち温度センサ６０によって、または別の方法によって、この熱層化を測定することにより、炉心１１を横切る流れと中間交換機１６を横切る流れとを相対的に調整することが可能となる。
【００７０】
図５に示すように、ポンプ３の２枚のインペラー３０、３１の一方のブレードを退避させることを、これらの流速を調整する手段として用いてもよい。
【００７１】
熱層化の効率は以下の式で規定されるリチャードソン数によって評価し得る。
Ｒｉ＝ｇ（Δρ／ρ）Ｈ／Ｖ２
式中、
・ｇは重力による加速度であり、
・Δρ／ρは相対密度変化であり、
・Δρ＝ρｃｏｌｄ−ρｈｏｔであり、
・ρｃｏｌｄは冷たい流体の密度であり、
・ρｈｏｔは熱い流体の密度であり、
・ρは流体の平均密度であり、
・Ｈは空間容積部の寸法特性であり、典型的には空間容積部の高さであり、
・Ｖは空間容積部内の流体の到達速度である。
【００７２】
このようにリチャードソン数Ｒｉは、密度または重力（Δρ  ｇ  Ｈ）と慣性力（ρ  Ｖ２）との割合を特性づける。慣性力が重力よりも大きい場合、Ｒｉは１未満であり強制的対流が優勢であり、層化は起こらない。重力が慣性力よりも大きい場合、Ｒｉは１より大きい。これは空間容積部内で層化が確立されていることを意味する。
【００７３】
熱い液体および冷たい液体の流入口と流出口とを含む空間容積部内では、無次元のリチャードソン数が１より大きければ層化が起こっていると考えられる。
【００７４】
ここで考える特定のケースでは、考慮すべき空間容積部は、壁１５０、１５１の２つの水平部分１５００、１５１０間に位置する高さＨの空間である。正常運転時には炉心１１を横切る流れと中間交換機１６を横切る流れは等しいため、高さＨのこの空間に流れはなく、従って速度はゼロである。実際には僅かな流れがあり得る。なぜなら、２つの壁が機能的クリアランスｊ１、ｊ２、ｊ３によるカット部を有し、上記クリアランスを介した流速の低い流れがあるからである。
【００７５】
本発明による原子炉におけるリチャードソン数Ｒｉの評価
原子炉のパワー：３６００ＭＷ
炉心の流入口温度（低温）：〜３９０℃
炉心の流出口温度（高温）：〜５４０℃
定格ナトリウム流：〜２２．５ｍ３／ｓ
熱いＮａの密度：〜８３２ｋｇ/ｍ３
冷たいＮａの密度：〜８５７ｋｇ/ｍ３
相対密度変化：〜４．３％
重力による加速：９．８１ｍ／ｓ２
空間容積部の相対寸法（２つの壁１５０、１５１間の高さＨに対応）：〜２ｍ
クリアランスｊ１、ｊ２、ｊ３の存在による壁１５０、１５１内の通路の断面積：〜６ｍ２
【００７６】
炉心１１を横切る流れと中間交換機１６を横切る流れとの間に、１０％という一時的流れの重大なアンバランスが推定される場合、このことは、機能的クリアランスｊ１、ｊ２、ｊ３通過する定格流の１０％、すなわち約２．２５ｍ３／ｓの流れがある可能性があることを示す。
【００７７】
そのため断面積が６ｍ２である場合、速度は０．３７ｍ／ｓにほぼ等しい。
【００７８】
従ってリチャードソン数Ｒｉは、６にほぼ等しい。この数は１より大きいため、壁１５０、１５１間の高さＨの空間は実際、層化している。
【００７９】
そのためこの層化のレベルを測定することにより、炉心１１を横切る流れと中間交換機１６を通過する流れの相対的流速を適切な規制により、好ましくはインペラー３０、３１の一方のブレードを退避させることにより、再調整することができる。この適切な規制は、中間交換機１６からのナトリウムを吸い上げるためにトロイド２１に設置された追加のポンプ手段によっても達成することができる。
【００８０】
図７は、本発明による２枚のインペラー３０、３１を有するポンプ３の好ましい構成であって、駆動モータ３３とインペラーのブレードを退避させるシャフト３２４の軸方向変位機構３４とを含む構成を示す。
【００８１】
この構成では、シャフト線の駆動モータ３３は原子炉のカバースラブ２４上方に位置し、ブレードを退避させる軸方向変位制御機構３４自体は、駆動モータ３３の上方に位置する。この機構を簡素化するために、スクリュー−ナットまたは液圧ジャックタイプの信頼できる機構を用いてもよい。さらにこの設備を簡素化するために、シャフト３２０を、モータ３３によって回転するシャフトの中心に位置づけてもよい。
【００８２】
国際公開ＷＯ２０１０／０５７７２０が考慮するＥＦＲプロジェクトによる一体型ＳＦＲ原子炉は、１７〜１８ｍのオーダーの容器直径を有する。
【００８３】
考慮されているＥＦＲプロジェクトと同じパワーであるが、その構成は本発明による（図１に示す）ＳＦＲ原子炉であって、６台の中間交換機１６と、６台の第２の交換機２５と、二重インペラー３０、３１を有する３台の遠心ターボ型ポンプ３とを有するＳＦＲ原子炉は、１５ｍと１６ｍとの間の容器直径を有してもよい。
【００８４】
本発明の範囲を逸脱することなく別の改良も可能である。
【００８５】
例えば好ましい実施形態では、所与のポンプ手段３、すなわちホット領域１２からコールド領域１４への送り込み（インペラー３０）およびコールド領域１４からホット領域１２への送り込み（インペラー３１）を達成する二重インペラーポンプとして、２台の別々ポンプ、すなわち運転時に互いに連結されないポンプを設けることもできる。このような実施形態では、本発明による、１次ナトリウムをホット領域からコールド領域へ送り込むポンプの流入口とトロイドとの流体連通は維持される。
【図１】
2013543586.tif 000003
【図１Ａ】
2013543586.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
2013543586.tif 000011
2013543586.tif 000012
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