[发明专利]液态金属冷却反应堆及其除热方法

说明书

技术领域

本发明涉及将液态金属用作冷却材料的液态金属冷却反应堆及其除热方法。

背景技术

在液态金属冷却反应堆中，为了应对运转中的紧急事态，或者为了进行保养检修，需要停止燃料中的核分裂反应，使其达到低温状态。一般，反应堆的停止是通过将停堆棒插入堆芯，从燃料中获取使核分裂发生的中子来进行的。

但是，反应堆停止后也会在一定时间内从堆芯继续产生残留衰变热，反应堆容器内的液态金属冷却材料的温度不会快速降低。因此，为了在反应堆停止后进行某种作业，必须使该残留衰变热尽快消散。

该液态金属冷却材料以及邻接的堆构造物的热容量较大，因此有助于残留衰变热的消散。该液态金属冷却材料中蓄积的残留衰变热，从反应堆容器向密封外壳传递，并且通过以空气为工作流体的被动冷却系统（RVACS）向外部排出。

由此，防止一般以SUS制作的反应堆容器或密封外壳，经过长期间暴露于高温而强度降低，并且防止在它们外侧配置的混凝土制的筒仓（日文：サイロ）性质变脆。

为了促进这种残留衰变热的除去，提出了在液态金属冷却反应堆中，导流板（参照附图符号9）的壁上设置有孔流路的方案（例如，专利文献1）。另外，尽管并非用于液态金属冷却反应堆的技术，还提出了用水淋湿反应堆的密封外壳的外侧表面来促进密封外壳的除热的技术方案（例如，专利文献2）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3499920号说明书

专利文献2：日本专利第2813412号说明书

发明内容

发明要解决的课题

可是，反应堆的通常运转时的产生热以及反应堆停止时产生的残留衰变热，能够通过反应堆容器以及密封外壳的间隙中的辐射和封入的非活性气体的热传导以及对流，向被动冷却系统（RVACS）传递。

另一方面，反应堆容器以及密封外壳的间隙中的热传递，由于热传导或对流的影响小而可以认为辐射是决定性的。因此，为了增大辐射的热传递效率，反应堆容器的外侧壁以及密封外壳的内侧壁，以能够获得高辐射率的方式被处理。

但是在现实中，由于反应堆容器以及密封外壳的温度差大，因此在被动冷却系统（RVACS）的除热中，显然从反应堆容器向密封外壳的热传递效率较差。

本发明为了提高被动冷却系统（RVACS）的除热效率，目的在于提供一种除热能力高的液态金属冷却反应堆及其除热方法。

用于解决课题的手段

在液态金属冷却反应堆中，其特征在于，具有：保持堆芯及其冷却材料的反应堆容器；包围上述反应堆容器的外侧的密封外壳；使空气在上述密封外壳的外侧流动来进行除热的空气流路；以及在上述反应堆容器与上述密封外壳的间隙中注入填充材料的注入部。

在液态金属冷却反应堆的除热方法中，特征在于，包括：在保持堆芯及其冷却材料的反应堆容器与包围其外侧的密封外壳的间隙中注入填充材料的工序；以及使空气在上述密封外壳的外侧流动来进行除热的工序。

发明效果

根据本发明，提供通过在反应堆容器以及密封外壳的间隙中注入液态金属等热传导性优良的填充材料，使密封外壳的外壁的温度上升，基于被动冷却系统（RVACS）等的除热能力高的液态金属冷却反应堆及其除热方法。

附图说明

图1为表示本发明的液态金属冷却反应堆的第1实施方式的构成剖视图。

图2为第1实施方式的液态金属冷却反应堆的动作说明图。

图3A为图1的A－A剖视图。

图3B为图2的B－B剖视图。

图4A为表示第1实施方式的变形例的局部剖视图。

图4B为表示第1实施方式的另一变形例的局部剖视图。

图5A为第2实施方式的液态金属冷却反应堆的构成剖视图。

图5B为图5A的B－B剖视图。

图6为第3实施方式的液态金属冷却反应堆的构成剖视图。

图7为第3实施方式的液态金属冷却反应堆的动作说明图。

图8为第3实施方式的液态金属冷却反应堆的动作说明图。

图9为第4实施方式的液态金属冷却反应堆的构成剖视图。

图10为第4实施方式的液态金属冷却反应堆的动作说明图。

图11为第4实施方式的液态金属冷却反应堆的动作说明图。

图12为第5实施方式的液态金属冷却反应堆的构成剖视图。

图13为第5实施方式的液态金属冷却反应堆的动作说明图。

图14为第5实施方式的液态金属冷却反应堆的动作说明图。