(57)【要約】【課題】環状炉心を有するペブルベッド型高温ガス炉において、前記環状炉心における冷却ガスの圧力損失が、全圧力損失の約１０パーセントに相当し、システムの熱効率を低下させる原因となっていた。【解決手段】環状炉心の外側を覆う外側黒鉛円筒に設けられた、冷却ガスを環状炉心に流入させる冷却ガス流入スリットと、環状炉心の内側を覆う内側黒鉛円筒に設けられた、冷却ガスを環状炉心から流出させる冷却ガス流出スリットと、外側黒鉛円筒の外側に設けられ、最下部において冷却ガスの流入配管が接続された環状冷却ガス流路と、内側黒鉛円筒の内側に設けられ、最下部において冷却ガスの流出配管が接続された内側冷却ガス流路と、から構成される炉心冷却構造を圧力損失低減の解決手段とする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状燃料が充填された環状炉心を有し、前記環状炉心の反応熱を、ヘリウム又は二酸化炭素からなる冷却ガスにより輸送するペブルベッド型高温ガス炉に適用される炉心冷却構造であって、
前記環状炉心の外側を覆う外側黒鉛円筒に設けられた、前記冷却ガスを前記環状炉心に流入させる冷却ガス流入スリットと、
前記環状炉心の内側を覆う内側黒鉛円筒に設けられた、前記冷却ガスを前記環状炉心から流出させる冷却ガス流出スリットと、
前記外側黒鉛円筒の外側に設けられ、最下部において前記冷却ガスの入口配管が接続された環状冷却ガス流路と、
前記内側黒鉛円筒の内側に設けられ、最下部において前記冷却ガスの出口配管が接続された内側冷却ガス流路と、
を備えたことを特徴とする炉心冷却構造。
【請求項２】
前記環状冷却ガス流路は、最上部でつながった二重環状の流路であり、前記流入配管から流入した前記冷却ガスを、外側の環状ガス流路を通じて最上部まで導いた後に、内側の環状ガス流路を通じて流下させながら、前記冷却ガス流入スリットから前記環状炉心に導入すること、
を特徴とする請求項１に記載の炉心冷却構造。
【請求項３】
前記環状炉心の高さ方向の出力密度分布に応じて、前記冷却ガス流入スリットの開口面積の割合を、前記環状炉心の高さに基づいて調整し、前記環状炉心の高さ方向で流出スリット部の冷却ガス温度分布を均一に保つようにしたこと、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の炉心冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力による発電又は熱利用に関するものであり、殊にペブルベッド型高温ガス炉の環状炉心における炉心冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ペブルベッド型高温ガス炉は、二酸化ウラン等の小径で球状の核燃料粒子に、黒鉛セラミック被覆を多重に施し、これを約１５，０００粒程度集めて黒鉛粉末等と混合し、直径６ｃｍ程度の球状に焼き固めた球状燃料（ペブル燃料）を用いた、安全性に優れた高温ガス炉であり、炉心の熱により、９００℃程度の高温に昇温された冷却ガスによって、熱エネルギーをプラント等に供給することができる。この冷却ガスとしては、ヘリウムまたは二酸化炭素が用いられている。
【０００３】
このようなペブルベッド型高温ガス炉では、炉心の温度が、どんな場合でも１６００℃以上に上昇することがなく、燃料を覆っている黒鉛の融点が３０００℃であることから、炉心溶融の心配がなく安全性に優れている。このため、例えば軽水炉のような格納容器も不要となり、炉の構造も単純であることと、材料や部品が原子炉特注品でなく、火力発電用のものでよいことにより、建設費も格段に抑えることが可能であり、日本をはじめ、アメリカ、フランス、ドイツ、オランダ、中国、南アフリカ共和国、ロシア等で設計開発が進められている。
【０００４】
ペブルベッド型高温ガス炉から供給される熱の利用方法としては、ガスタービンを駆動させて発電に用いることや、高温の冷却ガスを用いた水素の製造法である熱化学法ＩＳ（Ｉｏｄｉｎｅ−Ｓｕｌｆｕｒ）プロセスに利用すること等の研究が進められている。
【０００５】
このようなぺブルベッド型高温ガス炉の例として特許文献１には、漏斗状の底部斜面から冷却ガスを導入して、破損した球状燃料の破片が冷却ガスの導入部に詰まることを防止するペブルベッド型高温ガス炉が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特表２０００−５０５１９１号公報（請求項１、図１）
【０００７】
特許文献１に記載のペブルベッド型高温ガス炉によると、冷却ガスは、漏斗状の底部斜面に設けられた冷却ガス導入部から、炉心上部に向けて上昇流として垂直方向に流れる構成となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特許文献１に記載のペブルベッド型高温ガス炉には以下のような課題があった。特許文献１に記載のペブルベッド型高温ガス炉において、冷却ガスが炉心を上昇流として垂直に通過する際の圧力損失は、全圧力損失のうち、大きな割合を占め、冷却ガスを輸送する際の大きな動力損失となっており、このことはシステム全体の熱効率を押し下げることとなっていた。したがって、本発明が解決しようとする課題は、ペブルベッド型高温ガス炉において、炉心を冷却する冷却ガスの圧力損失を低減させることにある。
【０００９】
また、ぺブルベッド型高温ガス炉を含め、高温ガス炉の熱効率は、高温ガス炉の出口における冷却ガス温度を上げるほど高くなるが、高温ガス炉を構成する構造材の耐熱温度により制限されることとなる。この耐熱温度のため、一般に、高温ガス炉の出口における冷却ガス温度は８５０〜９５０℃に設定されている。本発明のペブルベッド型高温ガス炉のように、冷却ガスを炉心の横方向から流入させる場合、冷却ガス流出スリットから流出する冷却ガス温度の許容最高温度はこの耐熱温度で決まる。しかしながら、高温ガス炉の出口における冷却ガス温度は、冷却ガス流出スリットから流出した冷却ガスを混合した平均温度となるため、高温ガス炉の出口における冷却ガス温度を耐熱温度付近まで高めるためには、冷却ガス流出スリットから流出する冷却ガス温度を、総じて耐熱温度付近にする必要がある。したがって、本発明が解決しようとする他の課題は冷却ガス流出スリットから流出する冷却ガスの温度を平均化させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために成されたものであり、以下の構成を採用する。
【００１１】
本発明の炉心冷却構造は、環状炉心の外側を覆う外側黒鉛円筒に設けられた、冷却ガスを前記環状炉心に流入させる冷却ガス流入スリットと、環状炉心の内側を覆う内側黒鉛円筒に設けられた、冷却ガスを環状炉心から流出させる冷却ガス流出スリットと、外側黒鉛円筒の外側に設けられ、最下部において前記冷却ガスの流入配管が接続された環状冷却ガス流路と、内側黒鉛円筒の内側に設けられ、最下部において冷却ガスの流出配管が接続された内側冷却ガス流路と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
このような構成による炉心冷却構造によると、冷却ガスを冷却ガス流入スリットから冷却ガス流出スリットに水平方向に流すことが可能となり、流路断面積が増加するとともに、炉心内の流れの距離が短縮され、圧力損失を大幅に減少することができる。
【００１３】
また、本発明の炉心冷却構造は、前記特徴にあわせて、環状冷却ガス流路が最上部でつながった二重環状の流路であり、前記流入配管から流入した前記冷却ガスを、外側の環状ガス流路を通じて最上部まで導いた後に、内側の環状ガス流路を通じて流下させながら、前記冷却ガス流入スリットから前記環状炉心に導入することとしてもよい。
【００１４】
このような構成による炉心冷却構造によると、出力密度の高い領域において、冷却ガス流入スリットから流入する冷却ガス流量を多くすることができ、効率的に炉心を冷却することができる。
【００１５】
また、本発明の炉心冷却構造は、前記特徴にあわせて、前記環状炉心の高さ方向の熱発生分布に応じて、前記冷却ガス流入スリットの開口面積の割合を、前記環状炉心の高さに基づいて調整し、前記環状炉心の高さ方向の温度分布を均一に保つようにすることが好ましい。
【００１６】
このような構成による炉心冷却構造によると、冷却ガス流入スリットから流入する冷却ガスを、炉心の高さ方向の出力分布に合わせて、流量調整を行うことができ、冷却ガス流出スリットから流出する冷却ガスの温度を均一にすることができるため、ペブルベッド型高温ガス炉の出口から流出する冷却ガスの温度を、高温ガス炉を構成する構造材の耐熱温度付近まで上昇させることが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付した図面に基づいて説明する。しかしながら本発明は、特に特定的な記載のない限り、この実施の形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などに限定されるものではなく、本発明の範囲内において修正、変更を加えることができるのは勿論である。
【００１８】
なお、本実施の形態では、ペブルベッド型高温ガス炉の設計条件が、熱出力４００ＭＷ、原子炉入口冷却ガス温度３００℃、原子炉出口冷却ガス温度９５０℃、冷却ガス全圧４ＭＰａであるペブルベッド型高温ガス炉の２つの実施例、及び比較に用いる従来型のペブルベッド型高温ガス炉について後記するシミュレーションによる解析を行う。また、環状炉心の形状は、すべて外半径２．２５ｍ、内半径１．３５ｍ、高さ９．４ｍの円筒形とした。
【００１９】
［第１実施例］
（機器の構成の説明）
図１は、本発明に係る、ペブルベッド型高温ガス炉の第１実施例を模式的に表した図である。初めに、本実施例のペブルベッド型高温ガス炉の構成について説明する。
【００２０】
図１に示した、ペブルベッド型高温ガス炉は、コンクリート等から作られた外殻圧力容器１ａと、冷却ガスを後記する燃料充填領域４ａに流入させるために冷却ガス流入スリット９ａが開けられた外側黒鉛円筒２ａと、冷却ガスを燃料充填領域４ａから流出させるために冷却ガス流出スリット１０ａが開けられた内側黒鉛円筒３ａと、外側黒鉛円筒２ａと内側黒鉛円筒３ａにより区画され、球状燃料（ペブル燃料）が円筒状に充填されたペブルベッド型高温ガス炉の環状炉心である燃料充填領域４ａと、外殻圧力容器１ａと外側黒鉛円筒２ａに挟まれた環状の空間であり、流入した冷却ガスが上方に流れながら冷却ガス流入スリット９ａから燃料充填領域４ａに流入する流路となっている環状冷却ガス流路５ａと、内側黒鉛円筒３ａの内側の円柱状の空間であり、冷却ガス流出スリット１０ａを通して燃料充填領域４ａから流出した冷却ガスが下方に流れる流路となっている内側冷却ガス流路６ａと、環状冷却ガス流路５ａの最下部に接続された冷却ガス入口配管７ａと、冷却ガス下降流路６ａの最下部に接続された冷却ガス出口配管８ａと、から主に構成されている。
【００２１】
また、冷却ガス入口配管７ａと冷却ガス出口配管８ａは、図示しないガスタービン設備や、熱化学プラント等に接続されて、当該ペブルベッド型高温ガス炉で発生する熱を供給している。
【００２２】
ここで、外側黒鉛円筒２ａの冷却ガス流入スリット９ａと、内側黒鉛円筒３ａの冷却ガス流出スリット１０ａの形状について詳しく説明する。図３は、本実施例における、外側黒鉛円筒２ａを正面から見た図とその断面図を示している。図２に示したように、外側黒鉛円筒２ａの表面には上部から下部にわたって、２４本の冷却ガス流入スリット９ａが設けられている。冷却ガス流入スリット９ａの幅は、後記するシミュレーションの結果に基づき、外側黒鉛円筒２ａの高さに応じて決められている。
【００２３】
また、内側黒鉛円筒３ａについても、前記した外側黒鉛円筒２ａの冷却ガス流入スリット９ａと同様に、内側黒鉛円筒３ａの高さに応じて幅を変えた冷却ガス流出スリット１０ａが、上部から下部にわたって設けられている。
【００２４】
（冷却ガスの流れ）
次に、図１を参照して冷却ガスの流れを詳しく説明する（図３参照のこと）。初めに、冷却ガス入口配管７ａより原子炉圧力容器１ａの内部に流入した冷却ガスは、環状冷却ガス流路５ａの中を上昇しつつ、外側黒鉛円筒２ａに設けられた冷却ガス流入スリット９ａを通って燃料充填領域４ａに入る。
【００２５】
次に、冷却ガス流入スリット９ａから燃料充填領域４ａに流入した冷却ガスは、充填された球状燃料の空隙を通過して反応熱を吸収し、昇温されて冷却ガス流出スリット１０ａから内側冷却ガス流路６ａに流出する。内側冷却ガス流路６ａに流出した冷却ガスは、内側冷却ガス流路６ａの最下部に接続された冷却ガス出口配管８ａから外殻圧力容器１ａの外部に流出して、図示しないガスタービンや熱化学プラントの熱源として供されることとなる。
【００２６】
（圧力損失の低減効果の算出）
燃料充填領域４ａを通過する冷却ガスの圧力損失は、冷却ガスの流速と、流れ方向距離によって決められ、冷却ガス流速の２乗に比例し、流れ方向の距離に比例する。ここで、冷却ガスの流速はスリットの開口面積に逆比例するため、冷却ガスの圧力損失は、スリットの開口面積の２乗に逆比例すると言い換えられる。本実施例では、流路面積は、外側黒鉛円筒２ａの面積が２×２．２５ｍ×π×９．４ｍ＝１３３ｍ２であり、内側黒鉛円筒３ａの面積が２×１．３５ｍ×π×９．４ｍ＝８０ｍ２であることから、平均して１０６ｍ２であり、冷却ガスの流れ方向の距離は、燃料充填領域４ａの幅である２．２５ｍ−１．３５ｍ＝０．９ｍである。
【００２７】
一方、例えば図５に示した従来の炉心冷却構造を持つ、ペブルベッド型高温ガス炉では、燃料充填領域４ｃの大きさを図１に示した本実施例のペブルベッド型高温ガス炉と同じ、外半径２．２５ｍ、内半径１．３５ｍ、高さ９．４ｍの円筒形とすると、流路面積は２．２５ｍ×２．２５ｍ×π−１．３５ｍ×１．３５ｍ×π＝１０．２ｍ２であり、流れ方向の距離は燃料充填領域の高さである９．４ｍである。
【００２８】
ペブル燃料の充填率が同じであるとすると、冷却ガスの圧力損失は、「流れ方向の距離／流路面積の２乗」に比例するため、両者の比較のため比例定数を無視して考えると、本実施の形態におけるペブルベッド型高温ガス炉の圧力損失は０．９ｍ／（１０６ｍ２×１０６ｍ２）＝８×１０−５であり、図５に示した従来のペブルベッド型高温ガス炉の圧力損失は９．４ｍ／（１０．２ｍ２×１０．２ｍ２）＝９×１０−２である。従って圧力損失の比は１：１１２５となり、本実施例におけるペブルベッド型高温ガス炉は従来のペブルベッド型高温ガス炉に比べ約１０００分の１まで圧力損失を低減できることが期待される。
【００２９】
（スリット間隔の選定）
燃料充填領域の出力密度は高さ方向に分布していることが知られており、冷却ガス流出スリット１０ａにおける冷却ガスの温度分布を均一にするためには、冷却ガス流入スリット９ａから冷却ガス流出スリット１０ａに向かって流れる冷却ガスの流量を出力密度に応じて調節する必要がある。２次元熱流動解析により、炉心の出力密度分布をシミュレートした結果、図２に示すように、上から５段階に４．０ＭＷ／ｍ３、７．０ＭＷ／ｍ３、５．４ＭＷ／ｍ３、３．０ＭＷ／ｍ３、１．５ＭＷ／ｍ３となった。このことから、燃料充填領域の出力密度は、上から約１／３の高さの所にピークがあり、最上部及び最下部に向けて出力密度が小さくなっていることがわかる。
【００３０】
この２次元熱流動解析の結果に基づいて本実施例では、図３に示すように、外側黒鉛円筒を高さ方向で５分割し、分割した各段に出力分布に応じた幅のスリットを設け、円周方向には、角度が１５度ごとに同じ幅のスリットを２４個設けることとした。スリットの幅は、上から順に、５．５ｍｍ、９．４ｍｍ、７．１ｍｍ、４．９ｍｍ、３．２ｍｍとした。
【００３１】
（シミュレーション結果）
上記の条件において、本実施例のペブルベッド型高温ガス炉のシミュレーション解析を行った結果、冷却ガス流出スリットから流出する冷却ガスの温度は９１１℃から９８１℃の間に入り良好な冷却ガスの温度分布を得ることができた。
【００３２】
また、燃料充填領域４ａを冷却ガスが通過する際の圧力損失は、１．９２ＫＰａとなった。この値は、冷却ガス全圧４ＭＰａの０．０５％に過ぎない非常に小さな値である。このシミュレーション解析の結果により、スリット幅を適当な値に設定することにより、燃料充填領域を通過後の冷却ガスの温度をほぼ一定に保ちながら、燃料充填領域４ａにおける冷却ガスの圧力損失を大幅に減少させることが可能であることがわかった。一方、冷却ガスを燃料充填領域の上部から下部方向に流す従来のペブルベッド型高温ガス炉では、燃料充填領域での圧力損失は冷却ガス全圧４ＭＰａの約１０％に相当する約４００ＫＰａであった。このことより、本実施例における炉心冷却構造により、燃料充填領域での圧力損失を従来に比べ、約２００分の１まで低減できることがわかった。
【００３３】
（効果）
以上より、本実施例によると、燃料充填領域を冷却ガスが通過する際の圧力損失が全圧に対して約０．０５％となり、従来のペブルベッド型高温ガス炉では全圧に対して約１０％の圧力損失であったため、約２００分の１まで圧力損失を低減可能である。また、全圧に対する圧力損失の割合１％は熱効率に約０．５％の寄与があることが知られており、本実施例により、ペブルベッド型高温ガス炉の熱効率を５％程度向上させることができる。
【００３４】
また、冷却ガスを水素製造の熱化学プラントの熱源として利用する場合、９５０℃以上の高温を必要とされる一方で、水素製造反応には冷却ガスの圧力を低くする必要があり、従来のペブルベッド型高温ガス炉では冷却ガスが環状炉心を通過する際の圧力損失が大きいことから、困難であったが、本実施例におけるペブルベッド型高温ガス炉では、冷却ガスが燃料充填領域を通過する際の圧力損失を低く抑えることが可能なため、水素製造の反応速度を上げて収率を高め、経済性を向上させることができる。
【００３５】
また、冷却ガス流出スリットにおける冷却ガスの温度分布を、均一にすることが可能なため、構造材の耐熱温度に近い高温の冷却ガスを供給することができ、発電やプラントに熱を供する場合の熱効率を高めることができる。
【００３６】
［第２実施例］
図４は、本発明に係る、ペブルベッド型高温ガス炉の第２実施例を模式的に表した図である。初めに、本実施例のペブルベッド型高温ガス炉の構成について説明する。
【００３７】
図４に示した、ペブルベッド型高温ガス炉は、コンクリート等から作られた外殻圧力容器１ｂと、冷却ガスを後記する燃料充填領域４ｂに流入させるために冷却ガス流入スリット９ｂが開けられた外側黒鉛円筒２ｂと、冷却ガスを燃料充填領域４ｂから流出させるために冷却ガス流出スリット１０ｂが開けられた内側黒鉛円筒２ｂと、外側黒鉛円筒４ｂと内側黒鉛円筒２ｂにより区画され、球状燃料（ペブル燃料）が円筒状に充填されたペブルベッド型高温ガス炉の環状炉心である燃料充填領域４ｂと、外殻圧力容器１ｂと外側黒鉛円筒２ｂに挟まれ、最上部でつながった二重環状の空間であり、冷却ガスが一旦最上部まで上昇した後、反転されて下方に流れながら冷却ガス流入スリット９ｂを通して燃料充填領域４ｂに流入する流路となっている環状冷却ガス流路５ｂと、内側黒鉛円筒３ｂの内側の円柱状の空間であり、冷却ガス流出スリット１０ｂを通して燃料充填領域４ｂから流出した冷却ガスが下方に流れる流路となっている内側冷却ガス流路６ｂと、二重環である環状冷却ガス流路５ｂの外側の流路の最下部に接続された冷却ガス入口配管７ｂと、内側冷却ガス流路の最下部に接続された冷却ガス出口配管８ｂと、から主に構成されている。
【００３８】
また、冷却ガス入口配管７ｂと冷却ガス出口配管８ｂは図示しないガスタービン設備や、熱化学プラント等に接続されて、ペブルベッド型高温ガス炉で発生する熱を供給している。
【００３９】
（冷却ガスの流れ）
次に、図４を参照して冷却ガスの流れを詳しく説明する。冷却ガス入口配管７ｂから外殻圧力容器内１ｂに流入した冷却ガスは、一旦、冷却ガス供給流路５ｂの外側の流路を上昇し、最上部で反転して冷却ガス供給流路５ｂの内側の流路を下降しつつ、外側黒鉛円筒２ｂに設けられた冷却ガス流入スリット９ｂを通って燃料充填領域４ｂに入る。燃料充填領域４ｂで球状燃料の空隙を通過しながら反応熱を吸収し、昇温されて内側黒鉛円筒３ｂに設けられた冷却ガス流出スリット１０ｂから流出した冷却ガスは、内側冷却ガス流路６ｂに流入し、下降しながら集められて冷却ガス出口配管８ｂから、図示しないガスタービン設備や熱化学プラントの熱源に給されることとなる。
【００４０】
本実施例において冷却ガス流入スリット９ｂと冷却ガス流出スリット１０ｂのスリット幅の間隔は第１実施例と異なるが、同様に冷却ガス流出スリット１０ｂから流出する冷却ガスの温度を、高さ方向においてほぼ一定に保つことができ、図５に示した従来のペブルベッド型高温ガス炉に対して、第１実施例と同様に圧力損失を大幅に減少させることが可能である。第１実施例に比べると、新たに環状冷却ガス流路５ｂを二重にする必要があるが、環状冷却ガス流路５ｂから出力密度の高い炉心上部までの距離が第１実施例と比較して短いため、炉心上部において冷却ガスの圧力を高く維持することが可能であり、第１実施例と比較して小さなスリット幅で必要流量が確保できる。
【００４１】
（効果）
以上より、本実施例によると第１実施例の効果にあわせて、炉心の出力密度の大きな炉心上部において、冷却ガスの圧力が高いため、狭いスリット幅でも必要な冷却材流量が確保できるので、効率のよい冷却ガスの供給が可能であり、スリット幅の設定が容易となる。
【００４２】
なお、第１実施例及び第２実施例において、シミュレーションのために、冷却ガス流入スリット及び冷却ガス流出スリットを５段に備え、その高さ方向の開口長さを調整することで、燃料充填領域から内側冷却ガス流路に流出する冷却ガスの温度を均一にする例について説明したが、本発明はこれらのスリットの数や形状に限定されるものではなく、スリット形状は、例えば、その高さに応じて同径のパンチングの穴の数を調整して構成することも可能である。
【００４３】
また、本実施例では黒鉛円筒のスリットを炉心中心から放射状に開ける構成としたが、冷却ガスが螺旋状に炉心に流入するように、スリットを炉心の中心からずらした方向に開ける構成としてもよい。このような外側黒鉛円筒と内側黒鉛円筒と燃料充填領域の構成を図６に示した。図６を参照すると、外側黒鉛円筒２ａ’に設けられた冷却ガス流入スリット１０ａ’は、高温ガス炉の中心から一定の角度をつけて燃料充填領域４ａ’に冷却ガスを供給することが可能である。また、スリット形状の開口は同径のパンチングの穴となっており、最上部から３分の１高さのところでパンチングの穴の密度が最も密になっていることがわかる。
【００４４】
【発明の効果】
以上の構成と作用からなる本発明によれば、以下の効果を奏する。冷却ガスを冷却ガス流入スリットから冷却ガス流出スリットに水平方向に流すことが可能となり、流路断面積が増加するとともに、炉心内の流れの距離が短縮され、炉心における冷却ガスの圧力損失を大幅に減少することができる。
【００４５】
また、冷却ガス流入スリットから流入する冷却ガスを、炉心の高さ方向の出力分布に合わせて、流量調整を行うことができ、冷却ガス流出スリットから流出する冷却ガスの温度を均一にすることができるため、ペブルベッド型高温ガス炉の出口から流出する冷却ガスの温度を耐熱温度付近まで最大限上昇させることができる。
【００４６】
また、出力密度の高い炉心上部において、冷却ガスの圧力を高く維持することが可能であり、冷却ガス流入スリットから流入する冷却ガスの流量を効率的に炉心に導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例におけるペブルベッド型高温ガス炉の（ａ）縦断面図と（ｂ）断面図である。
【図２】第１実施例におけるペブルベッド型高温ガス炉の高さ方向の出力密度分布を表すグラフである。
【図３】第１実施例における冷却ガス流入スリット、冷却ガス流出スリットを説明する（ａ）断面図と、外側黒鉛円筒の（ｂ）側面図である。
【図４】第２実施例におけるペブルベッド型高温ガス炉の（ａ）縦断面図と（ｂ）断面図である。
【図５】従来のペブルベッド型高温ガス炉の（ａ）縦断面図と（ｂ）断面図である。
【図６】炉心中心方向に角度をつけて設けられた冷却ガス流入スリットを説明する（ａ）断面図と、外側黒鉛円筒の（ｂ）側面図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ            外殻圧力容器
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ａ’    外側黒鉛円筒
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ａ’    内側黒鉛円筒
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ａ’    燃料充填領域
５ａ、５ｂ、５ｃ、          環状冷却ガス流路
６ａ、６ｂ、６ａ’          内側冷却ガス流路
７ａ、７ｂ、７ｃ            冷却ガス入口配管
８ａ、８ｂ、８ｃ            冷却ガス出口配管
９ａ、９ｂ、９ａ’          冷却ガス流入スリット
１０ａ、１０ｂ、１０ａ’    冷却ガス流出スリット
【図１】
2004294250.tif 000003
【図２】
2004294250.tif 000004
【図３】
2004294250.tif 000005
【図４】
2004294250.tif 000006
【図５】
2004294250.tif 000007
【図６】
2004294250.tif 000008