JPH02190796A - Cooling device for liquid metal cooling type nuclear reactor - Google Patents

Cooling device for liquid metal cooling type nuclear reactor

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JPH02190796A
JPH02190796A JP1010001A JP1000189A JPH02190796A JP H02190796 A JPH02190796 A JP H02190796A JP 1010001 A JP1010001 A JP 1010001A JP 1000189 A JP1000189 A JP 1000189A JP H02190796 A JPH02190796 A JP H02190796A
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JP
Japan
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liquid metal
electromagnetic pump
main body
steam generator
casing
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Application number
JP1010001A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Shimobayashi
下林 泰浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH02190796A publication Critical patent/JPH02190796A/en
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify the structure without forming an inner cylinder in double tube structure, etc., by forming a heat insulation space between an electromagnetic pump casing which has an opening in a main body barrel lower part and an electromagnetic pump at the upper part, and an internal cylinder having an opening at the lower part of the main body barrel. CONSTITUTION:High-temperature liquid metal while flowing a heat exchanger 29 where a helical heat conduction tube 30 is arranged supplied heat to feed water and falls in temperature itself to become low temperature liquid metal. This low- temperature liquid metal moves up in the electromagnetic pump casing 26 arranged having an opening at the lower part in a vapor producer 29, and the metal is applied with discharge pressure by the electromagnetic pump 40 and then returned to an intermediate heat exchange 15 through liquid metal exit piping 24 and cold leg piping. In the vapor producer 19, the heat insulating layer 45 is formed between the casing 26 having an opening here and the internal cylinder 29 with a free liquid surface FL2 and a seal ring fitted in contact with a flange for electromagnetic pump fitting installed above the vapor producer 19 to enable heat exchange between the high- temperature metal flowing down outside the internal cylinder 28 and the low- temperature metal moving up in the casing 26.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の目的) (産業上の利用分野) 本発明は冷却材として液体金属を使用する液体金属冷却
型原子炉の冷却装置に係り、特に原子炉の二次系の改良
にI!11jる。
Detailed Description of the Invention (Objective of the Invention) (Industrial Field of Application) The present invention relates to a cooling device for a liquid metal cooled nuclear reactor that uses liquid metal as a coolant, and particularly relates to a cooling system for a secondary system of a nuclear reactor. I want to improve! 11j.

(従来の技術) 冷fJ]44としてナトリウムなどの液体金属を使用す
る高速増殖炉では原子炉冷却材、すなわら−次冷却材が
高いレベルの放射能を帯びるので、次冷却系は蒸気発生
系から隔離される。
(Prior art) In fast breeder reactors that use liquid metals such as sodium as cold fJ]44, the reactor coolant, that is, the secondary coolant, has a high level of radioactivity, so the secondary cooling system requires steam generation. isolated from the system.

一方、タービン発電機を駆動する蒸気を発生させるため
に液体金属と水との熱交換設備が必要不可欠である。
On the other hand, heat exchange equipment between liquid metal and water is essential to generate the steam that drives the turbine generator.

一次冷却材であるナトリウムなどは、空気や水と激しく
反応し易く、その化学反応熱が大きい。
The primary coolant, such as sodium, tends to react violently with air and water, and the heat of chemical reaction is large.

したがって、蒸気発生器の蒸気側配管が破損した際に水
−液体金属の化学反応の影響が炉心に波及しないように
するため、−次冷却系と蒸気発生系との間にさらに二次
冷却系が配置されている。
Therefore, in order to prevent the effects of the water-liquid metal chemical reaction from spreading to the reactor core when the steam side piping of the steam generator is damaged, a secondary cooling system is added between the primary cooling system and the steam generation system. is located.

従来の液体金属冷却型原子炉における冷却系について第
8図を参照して説明する。
A cooling system in a conventional liquid metal cooled nuclear reactor will be explained with reference to FIG.

原子炉容器1の中心には、燃料集合体を装荷した炉心2
が配置され、この炉心2を冷却する液体金属、例えばナ
トリウムなどの冷却材3が装填される。冷却材3は、原
子炉容器1内に装備された一次主循環ボンブ4によって
循環される。この炉心を冷却する一次冷却材3と、−法
主循環ボンプ4と、−次冷却材を二次冷却材と熱交換さ
せる中間熱交換器5とから一次冷却系が構成される。
At the center of the reactor vessel 1 is a reactor core 2 loaded with fuel assemblies.
A coolant 3 such as a liquid metal such as sodium is loaded to cool the core 2 . The coolant 3 is circulated by a primary main circulation bomb 4 installed inside the reactor vessel 1 . A primary cooling system is composed of a primary coolant 3 that cools the core, a main circulation pump 4, and an intermediate heat exchanger 5 that exchanges heat between the secondary coolant and the secondary coolant.

一方、二次冷却系は、中間熱交換器5と、図示しないタ
ービン発電機に供給する蒸気を生成する蒸気発生B6と
、二次冷却材を循環するための竪型二次主循環ポンプ7
とこれらの機器を接続する第1から第3の配管8a、8
b、8cとから構成されている。
On the other hand, the secondary cooling system includes an intermediate heat exchanger 5, a steam generator B6 that generates steam to be supplied to a turbine generator (not shown), and a vertical secondary main circulation pump 7 for circulating the secondary coolant.
and first to third piping 8a, 8 connecting these devices.
b, 8c.

従来の二次冷却系は、蒸気発生器6と二次主循環ポンプ
7の各機器を原子炉建屋9を境界として別建屋に配置し
ている。
In the conventional secondary cooling system, the steam generator 6 and the secondary main circulation pump 7 are placed in separate buildings with the reactor building 9 as a boundary.

上記のように、従来の二次冷却系の配置構成によれば、
二次主循環ポンプ7と蒸気発生器6が個別に設置され、
それらの機器および配管が原子炉補助建屋の空間の大ぎ
な割合を占め、建物およびドレンタンクなどの付帯設備
の規模を大型化する不経済性があった。
As mentioned above, according to the conventional arrangement of the secondary cooling system,
A secondary main circulation pump 7 and a steam generator 6 are installed separately,
These equipment and piping occupied a large proportion of the space in the reactor auxiliary building, making it uneconomical to increase the size of the building and ancillary equipment such as drain tanks.

また、蒸気発生器6と二次主循環ポンプ7等を接続する
配管8a、8b、8cの接続部はいずれも固定されたア
ンカー点になるため、各II凶器間接続する配管は熱膨
張を吸収する。したがって、その途中に配管ループを形
成したり、蛇行させる必要があり、そのため配管長が長
くなり、配管が占める空間容積が大きく、付帯設備が大
型化する欠点があった。
In addition, since the connection parts of the pipes 8a, 8b, and 8c that connect the steam generator 6 and the secondary main circulation pump 7, etc. are all fixed anchor points, the pipes connecting each II weapon absorb thermal expansion. do. Therefore, it is necessary to form a pipe loop or meander in the middle of the pipe, which has the disadvantage that the length of the pipe becomes long, the space occupied by the pipe becomes large, and the size of the incidental equipment increases.

そこで、機器構造および配置を簡素化して配管長を短縮
するとともに、原子炉建屋および原子炉補助建屋の空間
容積を削減し、プラント建設コストを低減することがで
きる液体金属冷却型原子炉の冷却装置として特開昭63
−58290号公報に開示されたものがある。
Therefore, a cooling system for a liquid metal-cooled nuclear reactor that can simplify the equipment structure and arrangement to shorten piping length, reduce the space volume of the reactor building and reactor auxiliary building, and reduce plant construction costs. As JP-A-63
There is one disclosed in Japanese Patent No. -58290.

すなわち、この冷却IIは第9図に示すように、原子炉
容器1内に配設した中間熱交換器5と原子炉容器1外に
配設した蒸気発生器6とを配管接続し、そして蒸気発生
器6の本体胴6aの上部に液体金属入口配管6bを設け
、本体1146aの下部に開口を有する液体金属上昇管
6Cを本体胴60の軸方向に設け、この液体金属上昇管
6Cの上端に液体金属出口配管6dを接続し、さらに液
体金属上昇管6Cの上部周囲で液体金属液面上の空間部
6eに電磁ポンプ6fを配設して構成している。
That is, as shown in FIG. 9, in this cooling II, an intermediate heat exchanger 5 disposed inside the reactor vessel 1 and a steam generator 6 disposed outside the reactor vessel 1 are connected via piping, and steam is then A liquid metal inlet pipe 6b is provided at the upper part of the main body shell 6a of the generator 6, and a liquid metal riser pipe 6C having an opening at the lower part of the main body 1146a is provided in the axial direction of the main body shell 60. A liquid metal outlet pipe 6d is connected thereto, and an electromagnetic pump 6f is further arranged in a space 6e above the liquid metal level around the upper part of the liquid metal riser pipe 6C.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記特開昭63−58290号公報に開
示された冷却装置にあっては、蒸気発生器内における液
体金属上昇管の外側に断熱構造を有する伝熱管シュラウ
ドが配設されており、この伝熱管ショラウドは二重管構
造をなし、内部に断熱空間を有し、伝熱管シュラウドの
外側が高温、内側が低温となるため、熱膨張を吸収する
構造が必要となり構造が大型化且つ複雑化してしまう問
題がある。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the cooling device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-58290, a heat transfer tube shroud having a heat insulating structure on the outside of the liquid metal riser pipe in the steam generator is This heat exchanger tube shroud has a double pipe structure and has an insulated space inside.The outside of the heat exchanger tube shroud is high temperature and the inside is cold, so a structure that absorbs thermal expansion is required. As a result, there is a problem that the structure becomes larger and more complicated.

また、上記従来例にあっては、電磁ポンプが引扱き可能
な構造となっており、液体金属上昇管と電磁ポンプケー
シングとの間に隙間が形成されるため、このllfi間
に液体金属の液面が形成されることになる。その結果、
プラント停止時等には圧力損失がなくなるため、蒸気発
生器上部に設置されている電磁ポンプフランジ部へ液体
金属が上昇し、漏洩してしまう可能性があった。そして
、通常運転時においても前記隙間内の気体が液体金属中
に入り込み液体金属液面が上昇して蒸気発生器上部から
漏洩する可能性があり、装置としての信頼性を低下さ゛
せてしまう問題点がある。
In addition, in the above conventional example, the electromagnetic pump has a structure that allows it to be handled, and a gap is formed between the liquid metal riser pipe and the electromagnetic pump casing. A surface will be formed. the result,
Since there is no pressure loss when the plant is shut down, liquid metal could rise to the electromagnetic pump flange installed at the top of the steam generator and leak. Even during normal operation, the gas in the gap may enter the liquid metal, causing the liquid metal level to rise and leaking from the top of the steam generator, resulting in a problem that reduces the reliability of the device. There is.

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、二重管構
造、熱膨張吸収構造を有する伝熱管シュラウド(内筒)
を使用することなく断熱可能であって、液体金属液面を
蒸気発生器下部に維持し液体金属が蒸気発生器上部から
漏洩することを防止できる液体金属冷却型原子炉の冷却
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and is a heat exchanger tube shroud (inner tube) having a double tube structure and a thermal expansion absorption structure.
To provide a cooling device for a liquid metal cooled nuclear reactor that can be insulated without using a liquid metal, maintains the liquid metal level at the lower part of the steam generator, and prevents the liquid metal from leaking from the upper part of the steam generator. With the goal.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明による液体金属冷却型原子炉の冷却装置は、原子
炉容器内に配設した中間熱交換器と原子炉容器外に配設
した蒸気発生器とを配管接続してなる液体金属冷却型原
子炉の冷却装置において、前記蒸気発生器の本体胴の上
部に設けた液体金属入口配管と、前記本体胴の軸方向に
設け上記本体胴下部に開口を有し且つ上部に電磁ポンプ
を有する液体金属上昇用の電磁ポンプケーシングと、こ
のケーシングの上端に接続した液体金属出口配管と、前
記電磁ポンプケーシングの外側に軸方向に沿って設け上
端を前記本体胴上部に接続し上記本体胴の下部に開口を
有する内筒とを備え、前記電磁ポンプケーシングと前記
内筒との間に空間を形成したことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) A cooling device for a liquid metal cooled nuclear reactor according to the present invention connects an intermediate heat exchanger disposed inside a reactor vessel and a steam generator disposed outside the reactor vessel through piping. A cooling device for a liquid metal cooled nuclear reactor that is connected to the main body of the steam generator includes a liquid metal inlet pipe provided at the top of the main body of the steam generator, and an opening provided in the axial direction of the main body of the main body and an opening at the bottom of the main body. and an electromagnetic pump casing for lifting liquid metal having an electromagnetic pump on the upper part, a liquid metal outlet pipe connected to the upper end of the casing, and an outer side of the electromagnetic pump casing provided along the axial direction and having an upper end connected to the upper part of the main body body. The electromagnetic pump casing is characterized by comprising an inner cylinder connected to the main body barrel and having an opening at the lower part of the main body, and a space is formed between the electromagnetic pump casing and the inner cylinder.

(作用) 上記の構成を有する本発明においては、中間熱交換器に
よって加熱された液体金属が液体金属入口配管を通り、
蒸気発生器に供給され、蒸気発生器を下降しながら給水
と熱交換し蒸気を発生させる。熱交換して温度が低下し
た液体金属は電磁ポンプの作用により電磁ポンプケーシ
ングの下端開口から吸い上げられ、ざらに中間熱交換器
に返送される。電磁ポンプケーシングの上部周囲で液体
金属液面上の空間部に配設された電磁ポンプは、液体金
屑出口配管方向に液体金属を移動させる移lXl1磁界
を形成する。
(Function) In the present invention having the above configuration, the liquid metal heated by the intermediate heat exchanger passes through the liquid metal inlet pipe,
The water is supplied to the steam generator and moves down the steam generator, exchanging heat with the feed water and generating steam. The liquid metal whose temperature has been lowered through heat exchange is sucked up from the lower end opening of the electromagnetic pump casing by the action of the electromagnetic pump, and roughly sent back to the intermediate heat exchanger. An electromagnetic pump disposed in a space above the liquid metal level around the upper part of the electromagnetic pump casing creates a magnetic field that moves the liquid metal in the direction of the liquid metal outlet piping.

また、中間熱交換器によって加熱され、蒸気発生器に供
給された液体金属と水側との熱交換により降温した液体
金属を内筒と電磁ポンプケーシングとの間に形成した空
間により断熱させ、さらにこの空間の圧力により液体全
島液面を蒸気発生器下部に維持し、液体金属が蒸気発生
器上部から漏洩するのを防止する。
In addition, the liquid metal heated by the intermediate heat exchanger and cooled by heat exchange between the liquid metal supplied to the steam generator and the water side is insulated by the space formed between the inner cylinder and the electromagnetic pump casing, and further The pressure in this space maintains the entire liquid level at the bottom of the steam generator and prevents liquid metal from leaking from the top of the steam generator.

(実施例) 以下、本発明を図示する実施例に基づいて説明する。(Example) The present invention will be described below based on illustrated embodiments.

第1図は本発明に係る液体金属冷却型原子炉の冷却装置
の一実施例を示す系統図である。同図において、符@1
0は液体金属冷却型原子炉の原子炉容器を示し、この原
子炉容器10内に炉心11が配設される。炉心11は原
子炉−次冷却系12の一次冷却013により冷却される
。原子炉−次冷却系12は原子炉容器10内に配設され
た一次主循環ボンプ14および中間熱交換器15を端え
、上記−法主循環ボンブ14により原子炉容器10内で
一次冷却材13を循環させるようになっている。
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of a cooling device for a liquid metal cooled nuclear reactor according to the present invention. In the same figure, the symbol @1
0 indicates a reactor vessel of a liquid metal cooled nuclear reactor, and a reactor core 11 is disposed within this reactor vessel 10. The reactor core 11 is cooled by primary cooling 013 of the reactor-subcooling system 12. The reactor secondary cooling system 12 has a primary main circulation bomb 14 and an intermediate heat exchanger 15 disposed inside the reactor vessel 10, and the primary cooling system 12 supplies the primary coolant inside the reactor vessel 10 by means of the primary circulation bomb 14. 13 are circulated.

原子炉−次冷却系12の一次冷却材13は中間熱交換器
15で原子炉二次冷却系16の二次冷却材17と熱交換
される。この二次冷却系16は原子炉−次冷却系12と
蒸気発生系18との間に配設される。原子炉二次冷却系
16は中間熱交換器15と、原子炉容器10外に配設さ
れた蒸気発生器19と、中間熱交換器15および蒸気発
生器19とを接続するために原子炉建屋壁2oを目通し
て配設したホットレグ配管21およびコールドレグ配管
22とから構成される。
The primary coolant 13 of the reactor secondary cooling system 12 is heat exchanged with the secondary coolant 17 of the reactor secondary cooling system 16 in the intermediate heat exchanger 15 . This secondary cooling system 16 is arranged between the reactor-secondary cooling system 12 and the steam generation system 18. The reactor secondary cooling system 16 is installed in the reactor building to connect the intermediate heat exchanger 15 and the steam generator 19 disposed outside the reactor vessel 10, and the intermediate heat exchanger 15 and the steam generator 19. It is composed of hot leg piping 21 and cold leg piping 22 which are arranged through the wall 2o.

蒸気発生器19の本体胴23の上部には液体金属出入口
配管24,25が設けられる。一方、本体胴23内には
下部にn口を有する電磁ポンプケーシング26が本体胴
23の中心軸に沿って配設され、この電磁ポンプケーシ
ング26の上端に液体金属出口配管24が接続される。
Liquid metal inlet and outlet pipes 24 and 25 are provided in the upper part of the main body shell 23 of the steam generator 19. On the other hand, inside the main body shell 23, an electromagnetic pump casing 26 having an n-port at the lower part is disposed along the central axis of the main body shell 23, and a liquid metal outlet pipe 24 is connected to the upper end of the electromagnetic pump casing 26.

また、電磁ポンプケーシング26の上部には電磁ポンプ
40が配設されている。
Furthermore, an electromagnetic pump 40 is disposed above the electromagnetic pump casing 26.

ところで、蒸気発生器19は第2図に示す縦断面構造を
有し、本体胴23は本体支持スカート27によって支持
されており、本体1ji23内の中心部分に配置された
電磁ポンプケーシング26の外側に内筒(伝熱管シュラ
ウド)28を配置し、さらにその外側の環状空間(熱交
換室29)に多数のヘリカル伝熱管30を配設している
。また、本体胴23の上部内側には液体金属の自由液面
FL1が形成されており、この自由液面FL1の上部の
空間部47が液体金属の熱膨張による体積変化を吸収す
るようになっている。
By the way, the steam generator 19 has a vertical cross-sectional structure shown in FIG. An inner cylinder (heat exchanger tube shroud) 28 is arranged, and a large number of helical heat exchanger tubes 30 are further arranged in an annular space (heat exchange chamber 29) outside the inner cylinder. Further, a free liquid surface FL1 of the liquid metal is formed inside the upper part of the main body body 23, and a space 47 above the free liquid surface FL1 absorbs volume changes due to thermal expansion of the liquid metal. There is.

一方、第1図の給水ポンプ31がら送給された給水が流
入する水入口配管32と、水入口ヘッダ33と、水入口
分配管34と、水入口水v35とで給水の入口部分が構
成される。また、蒸気の出目部分は出口蒸気室36と、
出口蒸気分流管37と、出口蒸気ヘッダ38と、出口蒸
気配管39とで構成される。
On the other hand, the water supply inlet section is constituted by the water inlet pipe 32 into which the water supplied from the water supply pump 31 in FIG. 1 flows, the water inlet header 33, the water inlet distribution pipe 34, and the water inlet water v35. Ru. In addition, the steam exit portion is an outlet steam chamber 36,
It is composed of an outlet steam distribution pipe 37, an outlet steam header 38, and an outlet steam piping 39.

第3図は第2図における蒸気発生N19の平面図であり
、液体金属入口配管25が2系列に分岐されて本体胴2
3上部に設けられ、また液体金属出口配管24が本体頂
部中心から導出されている。
FIG. 3 is a plan view of the steam generator N19 in FIG. 2, in which the liquid metal inlet pipe 25 is branched into two lines and
3, and a liquid metal outlet pipe 24 is led out from the center of the top of the main body.

第4図は第3図におけるIV−IV線に沿った断面図で
あり、蒸気発生器19の頂部を示す。電磁ポンプケーシ
ング26の上部の拡径部内周に電磁ポンプ40が設けら
れ、この電磁ポンプ40は環状に形成された液体金属流
路41の内側と外側に電磁コイル42を巻回した2ステ
一タコイル方式で構成しており、外部電源からの電流に
よりrasを発生させ、液体金属を循環させる。
FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3, showing the top of the steam generator 19. An electromagnetic pump 40 is provided on the inner periphery of the enlarged diameter part of the upper part of the electromagnetic pump casing 26, and this electromagnetic pump 40 is a two-stator coil in which electromagnetic coils 42 are wound inside and outside of a liquid metal channel 41 formed in an annular shape. The system uses a current from an external power source to generate RAS and circulate the liquid metal.

また、Wt磁水ポンプ40有する電磁ポンプケーシング
26は、その上部フランジが液体金属出口配管24のフ
ランジと接続され、さらに液体金属出口配管24はコー
ルドレグ配管22に接続されている。
Further, the electromagnetic pump casing 26 having the Wt magnetic water pump 40 has its upper flange connected to the flange of the liquid metal outlet pipe 24, and the liquid metal outlet pipe 24 is further connected to the cold leg pipe 22.

ところで、内筒28は第2図及び第4図に示すように、
本体胴23の下部に開口を有し、電磁ポンプケーシング
26の外側に軸方向に沿って配設されている。また、内
筒28の上端には電磁ポンプ取付用フランジ43が形成
され、このフランジ43と電磁ポンプケーシング26の
上部フランジとの間はシールリング44によってシール
されている。これにより、電磁ポンプケーシング26と
内筒28との間に空間が形成され、その結果、電磁ポン
プケーシング26と内筒28間の自由液面FL2とシー
ルリング44との間で断熱層45を形成している。この
自由液面FL2は第5図に示すように断熱層45の圧力
と液体金属の圧力とが平衡する位置にある。
By the way, as shown in FIGS. 2 and 4, the inner cylinder 28 is
The main body barrel 23 has an opening in the lower part thereof, and is disposed outside the electromagnetic pump casing 26 along the axial direction. Further, an electromagnetic pump mounting flange 43 is formed at the upper end of the inner cylinder 28, and a seal ring 44 seals between this flange 43 and the upper flange of the electromagnetic pump casing 26. As a result, a space is formed between the electromagnetic pump casing 26 and the inner cylinder 28, and as a result, a heat insulating layer 45 is formed between the free liquid level FL2 between the electromagnetic pump casing 26 and the inner cylinder 28 and the seal ring 44. are doing. As shown in FIG. 5, this free liquid level FL2 is located at a position where the pressure of the heat insulating layer 45 and the pressure of the liquid metal are balanced.

次に、上記実施例の作用について説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

炉心11で発生した熱を冷却する一次冷却材13を一次
主循環ボンブ14によって循環させることにより中間熱
交換器15を介して二次冷却系16に熱が伝達される。
Heat is transferred to the secondary cooling system 16 via the intermediate heat exchanger 15 by circulating the primary coolant 13 that cools the heat generated in the reactor core 11 using the primary main circulation bomb 14 .

一方、蒸気発生器19に内蔵された電磁ポンプ40によ
り二次冷却系16の液体金属が循環され、中間熱交換器
15で成熱した高温の液体金属がホットレグ配管21を
通り、液体金属入口配管25を軽で、蒸気発生器19に
流入する。
On the other hand, the liquid metal in the secondary cooling system 16 is circulated by the electromagnetic pump 40 built into the steam generator 19, and the high-temperature liquid metal heated in the intermediate heat exchanger 15 passes through the hot leg piping 21, and the liquid metal inlet piping 25 flows into the steam generator 19.

そして、Bmの液体金属はヘリカル伝熱管30を配設し
た熱交換室29内を流下しながら給水を蒸気にすべく熱
を与え、自らは降温して低温の液体金属となる。この低
温の液体金属は蒸気発生器19内の下部において開口し
て配置された電磁ポンプケーシング26内を上昇し、さ
らに電磁ポンプ40にて吐出圧を付与された後に、液体
金属出口配管24およびコールドレグ配管22を経て中
間熱交換器15に還流される。
The Bm liquid metal then flows down inside the heat exchange chamber 29 in which the helical heat transfer tube 30 is arranged, applying heat to turn the feed water into steam, and the temperature of the Bm liquid metal decreases to become a low-temperature liquid metal. This low-temperature liquid metal rises inside the electromagnetic pump casing 26 which is open at the lower part of the steam generator 19, and is further applied with discharge pressure by the electromagnetic pump 40, and then flows through the liquid metal outlet piping 24 and the cold leg. It is refluxed to the intermediate heat exchanger 15 via the pipe 22.

このように、液体金属は上記のような流れを形成し、特
に漏気発生119内においては、その下部で開口してい
る電磁ポンプケーシング26と内筒28との間の自由液
面FL2と、蒸気発生器19上部に設置された電磁ポン
プ取付用フランジ43に密着しているシールリング44
との間で断熱層45を形成し、内筒28の外側を流下し
てくるt%温の液体金属と1flaポンプケーシング2
6内を上昇していく低温の液体金属との熱交換を防止し
ている。
In this way, the liquid metal forms the above-mentioned flow, and especially in the leakage generation 119, the free liquid level FL2 between the electromagnetic pump casing 26 and the inner cylinder 28, which is open at the lower part, A seal ring 44 that is in close contact with an electromagnetic pump mounting flange 43 installed on the top of the steam generator 19
A heat insulating layer 45 is formed between the t% temperature liquid metal flowing down the outside of the inner cylinder 28 and the 1fla pump casing 2.
This prevents heat exchange with the low-temperature liquid metal rising inside the tube.

なお、自由液面FL2は断熱層45と蒸気発生器19下
部における液体金属との圧力平衡位置にあり、そのため
液体金属充填時には断熱層45の圧力を自由液面FL2
が蒸気発生器19下部になるように設定する。そして、
プラント停止時等においては、液体金属の流れが停止す
るため圧力自失がなくなり、蒸気発生器19下部では圧
力が上昇覆るものの、断熱層45の圧力と平衡になる位
置は蒸気発生器19下部程度の位置となり、自由液面F
L2が蒸気発生器19上部シールリング44まで上昇す
ることはなく、液体全屈漏洩の可能性はない。
Note that the free liquid level FL2 is at a pressure equilibrium position between the heat insulating layer 45 and the liquid metal at the bottom of the steam generator 19, and therefore, when filling the liquid metal, the pressure of the heat insulating layer 45 is adjusted to the free liquid level FL2.
is set so that it is at the bottom of the steam generator 19. and,
When the plant is stopped, etc., the flow of liquid metal stops, so there is no loss of pressure, and the pressure rises at the bottom of the steam generator 19. However, the position where the pressure is balanced with the pressure of the heat insulating layer 45 is about the bottom of the steam generator 19. position, and the free liquid level F
L2 does not rise to the upper seal ring 44 of the steam generator 19, and there is no possibility of liquid leakage.

ところで、第2図に示される蒸気発生器19において、
水・蒸気側では給水ポンプ31(第1図示)から送り込
まれた給水は、水入口配管32から水入口ヘッダ33に
流入後、水入口分配管34で流量分配された後、複数に
分流されて水入口水室35に至る。この水入口水室35
からヘリカルコイル伝熱管30の内部に分配送入された
給水はヘリカルコイル伝熱管30内を上昇しながら液体
金属と熱交換されて温度1饗し蒸気となった後、出口蒸
気’J36に至る。そして、出口蒸気分流管37の内部
を通過して出口蒸気ヘッダ38で合流した後、出口蒸気
配管39から流出し、図示しない蒸気タービンに送られ
る。
By the way, in the steam generator 19 shown in FIG.
On the water/steam side, the water fed from the water supply pump 31 (shown in the first diagram) flows into the water inlet header 33 from the water inlet piping 32, is divided in flow rate by the water inlet distribution piping 34, and is then divided into multiple streams. The water inlet reaches the water chamber 35. This water inlet water chamber 35
The feed water distributed into the inside of the helical coil heat transfer tube 30 rises inside the helical coil heat transfer tube 30 and exchanges heat with the liquid metal, reaches a temperature of 1 and becomes steam, and then reaches the outlet steam 'J36. After passing through the outlet steam distribution pipe 37 and merging at the outlet steam header 38, the steam flows out from the outlet steam pipe 39 and is sent to a steam turbine (not shown).

このように本実施例によれば、内筒28を二重管構造と
することなく断熱可能であるので、構造を簡略化し、蒸
気発生器19の製作性が向上する。
As described above, according to this embodiment, the inner cylinder 28 can be insulated without having a double pipe structure, so the structure is simplified and the manufacturability of the steam generator 19 is improved.

また、通常運転時、プラント停止時等において、電磁ポ
ンプケーシング26と内筒28間の自由液面FL2を安
定して維持できるから、断熱F145による断熱機能を
損うことなく、しかも液体金属が蒸気発生器19上部よ
り漏洩づることらない。
In addition, since the free liquid level FL2 between the electromagnetic pump casing 26 and the inner cylinder 28 can be stably maintained during normal operation or when the plant is stopped, the heat insulation function of the heat insulation F145 is not impaired, and the liquid metal is vaporized. There is no leakage from the upper part of the generator 19.

また、本実施例によれば、蒸気発生器19内に電磁ポン
プ40を組み込んでケーシング26と一体化したことに
より、二次主循環ポンプを削減することができるため、
配管長の大幅な短縮が可能となる。
Furthermore, according to this embodiment, by incorporating the electromagnetic pump 40 into the steam generator 19 and integrating it with the casing 26, it is possible to eliminate the secondary main circulation pump.
It is possible to significantly shorten the piping length.

第6図および第7図は各々本発明の他の実施例における
蒸気発生器を示しており、前記実施例と同一の部材には
同一の符号を付して説明すると、第6図に示す実施例で
は、電磁ポンプケーシング26を内!9128より短く
形成している。因みに、蒸気発生器19の下方において
は、内筒28を流下してくる液体金属と電磁ポンプケー
シング26内を上界していく液体金属との温度差がほと
んどないため断熱不要である。したがって、電磁ポンプ
ケーシング26の下方長さは、通常運転時、プラント停
止時等において液体金属の自由液面FL2が安定に維持
され且つ断熱効果を右するように設定する。本実施例に
よれば、前記実施例と比較して一段と構造が門略化され
製作性が向上するとともに、電磁ポンプ40のメンテナ
ンス性も向上Jることになる。その他の構成及び作用は
前記実施例と同一であるのでその説明を省略する。
6 and 7 each show a steam generator according to another embodiment of the present invention, and the same members as those in the previous embodiment are given the same reference numerals. In the example, the electromagnetic pump casing 26 is inside! It is formed shorter than 9128. Incidentally, below the steam generator 19, there is almost no temperature difference between the liquid metal flowing down the inner cylinder 28 and the liquid metal flowing upward inside the electromagnetic pump casing 26, so no insulation is required. Therefore, the lower length of the electromagnetic pump casing 26 is set so that the free liquid level FL2 of the liquid metal is maintained stably during normal operation, when the plant is stopped, etc., and the insulation effect is maintained. According to this embodiment, the structure is further simplified and the manufacturability is improved compared to the previous embodiment, and the maintainability of the electromagnetic pump 40 is also improved. The rest of the structure and operation are the same as those of the previous embodiment, so the explanation thereof will be omitted.

また、第7図に示す実施例では、電磁ポンプケーシング
26を内筒28と比較して大幅に短くし、電磁ポンプケ
ーシング26と内筒28の上部との空間で断熱)fJ4
5aを形成している。この冑熱層45aの圧力と液体金
属の圧力とが平衡する位置で自由液面FL3を形成して
いる。また、電磁ポンプケーシング26の軸方向下端に
は、所定間隔をJ3いて液体金属上昇管46が配設され
ており、この液体金属上昇管46の下端は内局28の下
端まで延びて開口している。そして、液体金属上界管4
6の上端は折曲され内筒28と液密に固着されている。
Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 7, the electromagnetic pump casing 26 is made significantly shorter than the inner cylinder 28, and the space between the electromagnetic pump casing 26 and the upper part of the inner cylinder 28 is insulated) fJ4
5a. A free liquid level FL3 is formed at a position where the pressure of the thermal layer 45a and the pressure of the liquid metal are in equilibrium. Further, at the lower end of the electromagnetic pump casing 26 in the axial direction, a liquid metal riser pipe 46 is arranged at a predetermined interval J3, and the lower end of the liquid metal riser pipe 46 extends to the lower end of the inner station 28 and is opened. There is. And liquid metal upper boundary tube 4
The upper end of 6 is bent and fixed to the inner cylinder 28 in a liquid-tight manner.

したがって、液体金属上昇管46と内筒28との空間で
断熱層45bを形成し、この断熱層45bの圧力と液体
金属の圧力とが平11ti−vる位置で自由液面FL2
を形成している。本実施例によれば、断熱効果を大幅に
IQ ’3うことなく、電磁ポンプ40のメンテナンス
性を向上させることができる。その伯の構成及び作用は
前記実施例と同一であるのでその説明を省略する。
Therefore, a heat insulating layer 45b is formed in the space between the liquid metal riser pipe 46 and the inner cylinder 28, and the free liquid level FL2 is at a position where the pressure of this heat insulating layer 45b and the pressure of the liquid metal are equal to 11ti-v.
is formed. According to this embodiment, the maintainability of the electromagnetic pump 40 can be improved without significantly increasing the heat insulation effect. The structure and operation of this unit are the same as those of the previous embodiment, so the explanation thereof will be omitted.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば下端を開口した電
磁ポンプケーシングと内筒とで空間を形成したので、こ
の空間が断熱層となり、内筒を二重管構造、べ0−ズ構
造等とすることがなく、構造を簡略化し、製作性を向上
させることができる。
As explained above, according to the present invention, since a space is formed between the electromagnetic pump casing whose lower end is open and the inner cylinder, this space becomes a heat insulating layer, and the inner cylinder has a double pipe structure, a bellows structure, etc. This makes it possible to simplify the structure and improve manufacturability.

また、電磁ポンプケーシングと内筒間の空間で自由液面
を安定して維持できるので、蒸気発生器上部から液体金
属が漏洩することを防止し、信頼性を大幅に向上させる
ことができるという効果を奏する。
In addition, the free liquid level can be maintained stably in the space between the electromagnetic pump casing and the inner cylinder, which prevents liquid metal from leaking from the top of the steam generator, greatly improving reliability. play.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る液体金属冷却型原子炉の冷741
装買の一実施例を示す系統図、第2図は第1図における
蒸気発生器の構造を示す半iui面図、第3図は第2図
における蒸気発生器の平面図、第4図は第3図における
IV −■線に沿った断面図、第5図は第2図における
蒸気発生器下部のlI43i[を拡大して示す縦断面図
、第6図および第7図は各々本発明の他の実施例におけ
る蒸気発生器の構造を示す半組断面図、第8図および第
9図は各々従来の液体金属冷却型原子炉の冷却装置を示
す系統図である。 10・・・原子炉容器、11・・・炉心、15・・・中
間熱交換器、19・・・蒸気発生器、23・・・本体胴
、24・・・液体金属出口配管、25・・・液体金属入
口配管、26・・・電磁ポンプケーシング、28・・・
内筒、29・・・熱交換器、40・・・電磁ポンプ、4
3・・・電磁ポンプ取付用7ランジ、44・・・シール
リング、45・・・断熱層、46・・・液体金属上昇管
、FLI、FL2゜F1a・・・自由液面。 出願人代理人  波 多 野    久第 図 第 図 第 図 第 図 E−=7−一−− 二−コ
Figure 1 shows a cold 741 of a liquid metal cooled nuclear reactor according to the present invention.
FIG. 2 is a half-IUI plan view showing the structure of the steam generator in FIG. 1, FIG. 3 is a plan view of the steam generator in FIG. 2, and FIG. 4 is a system diagram showing an example of equipment. 3 is a sectional view taken along line IV-■, FIG. 5 is an enlarged vertical sectional view showing lI43i at the bottom of the steam generator in FIG. 2, and FIGS. A half-assembly sectional view showing the structure of a steam generator in another embodiment, and FIGS. 8 and 9 are system diagrams showing a cooling device for a conventional liquid metal cooled nuclear reactor. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Reactor vessel, 11... Reactor core, 15... Intermediate heat exchanger, 19... Steam generator, 23... Main body shell, 24... Liquid metal outlet piping, 25...・Liquid metal inlet piping, 26...electromagnetic pump casing, 28...
Inner cylinder, 29... Heat exchanger, 40... Electromagnetic pump, 4
3...7 langes for electromagnetic pump installation, 44...Seal ring, 45...Insulating layer, 46...Liquid metal riser pipe, FLI, FL2°F1a...Free liquid level. Applicant's agent Hisashi Hatano Figure E-=7-1--2-Co

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 原子炉容器内に配設した中間熱交換器と原子炉容器外に
配設した蒸気発生器とを配管接続してなる液体金属冷却
型原子炉の冷却装置において、前記蒸気発生器の本体胴
の上部に設けた液体金属入口配管と、前記本体胴の軸方
向に設け上記本体胴下部に開口を有し且つ上部に電磁ポ
ンプを有する液体金属上昇用の電磁ポンプケーシングと
、このケーシングの上端に接続した液体金属出口配管と
、前記電磁ポンプケーシングの外側に軸方向に沿つて設
け上端を前記本体胴上部に接続し上記本体胴の下部に開
口を有する内筒とを備え、前記電磁ポンプケーシングと
前記内筒との間に空間を形成したことを特徴とする液体
金属冷却型原子炉の冷却装置。
In a cooling system for a liquid metal-cooled nuclear reactor, which has a pipe connection between an intermediate heat exchanger disposed inside the reactor vessel and a steam generator disposed outside the reactor vessel, the main body shell of the steam generator is A liquid metal inlet pipe provided at the upper part, an electromagnetic pump casing for raising the liquid metal, which is provided in the axial direction of the main body shell, has an opening at the lower part of the main body shell, and has an electromagnetic pump at the upper part, and is connected to the upper end of this casing. an inner cylinder provided along the axial direction on the outside of the electromagnetic pump casing and having an upper end connected to the upper part of the main body body and having an opening at the lower part of the main body body, the inner cylinder having an opening in the lower part of the main body body, A cooling device for a liquid metal cooled nuclear reactor, characterized in that a space is formed between the inner cylinder and the inner cylinder.
JP1010001A 1989-01-20 1989-01-20 Cooling device for liquid metal cooling type nuclear reactor Pending JPH02190796A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111128410A (en) * 2019-12-31 2020-05-08 中国核动力研究设计院 Heat pipe reactor system and energy conversion mode thereof

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