JPH03226695A - ２次系削除型高速増殖炉及びその蒸気発生器 - Google Patents
２次系削除型高速増殖炉及びその蒸気発生器Info
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- JPH03226695A JPH03226695A JP2023333A JP2333390A JPH03226695A JP H03226695 A JPH03226695 A JP H03226695A JP 2023333 A JP2023333 A JP 2023333A JP 2333390 A JP2333390 A JP 2333390A JP H03226695 A JPH03226695 A JP H03226695A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/06—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being molten; Use of molten metal, e.g. zinc, as heat transfer medium
- F22B1/063—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being molten; Use of molten metal, e.g. zinc, as heat transfer medium for metal cooled nuclear reactors
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は２次冷却系をもたない高速増殖炉に関し、更に
詳しくは、蒸気発生器内に電磁ポンプを一体的に組み込
むことにより、万一、伝熱管が破損した場合でも、発生
したガスが炉心部に輸送されないようにした高速増殖炉
及びそれに使用する蒸気発生器に関するものである。
詳しくは、蒸気発生器内に電磁ポンプを一体的に組み込
むことにより、万一、伝熱管が破損した場合でも、発生
したガスが炉心部に輸送されないようにした高速増殖炉
及びそれに使用する蒸気発生器に関するものである。
〔従来の技術］
高速増殖炉では冷却材としてナトリウムのような液体金
属を使用する。このため熱輸送系は通常、１次冷却系、
２次冷却系、水−蒸気系からなり、１次冷却材と２次冷
却材との熱交換を中間熱交換器で、２次冷却材と水−蒸
気との熱交換を蒸気発生器で行う、１次冷却系及び２次
冷却系はそれぞれ１次ポンプ及び２次ポンプによって冷
却材が循環する。このような熱輸送系を構成する理由は
、機器の故障時に化学的に激しいナトリウム−水反応が
発生し得ることから。
属を使用する。このため熱輸送系は通常、１次冷却系、
２次冷却系、水−蒸気系からなり、１次冷却材と２次冷
却材との熱交換を中間熱交換器で、２次冷却材と水−蒸
気との熱交換を蒸気発生器で行う、１次冷却系及び２次
冷却系はそれぞれ１次ポンプ及び２次ポンプによって冷
却材が循環する。このような熱輸送系を構成する理由は
、機器の故障時に化学的に激しいナトリウム−水反応が
発生し得ることから。
１次冷却材のバウンダリの保全性及び蒸気発生器の補修
性等を高めるためである。
性等を高めるためである。
しかし近年、技術的な進歩に伴い建設費や運転維持費の
低減化等を考慮して２次冷却系を省いた高速増殖炉シス
テムが検討されている。
低減化等を考慮して２次冷却系を省いた高速増殖炉シス
テムが検討されている。
従来の２次冷却系を削除した高速増殖炉システムは、例
えば第３図に示すように、基本的には炉心部１０を備え
た原子炉容器１２、蒸気発生器１４、ポンプ１６からな
り、炉心部１０で加熱された高温の冷却材ナトリウムを
蒸気発生器１４に導き、そこで水と熱交換して蒸気を発
生させ、熱交換後の比較的低温になった冷却材ナトリウ
ムをポンプ１６により炉容器１２内へ戻す構成である。
えば第３図に示すように、基本的には炉心部１０を備え
た原子炉容器１２、蒸気発生器１４、ポンプ１６からな
り、炉心部１０で加熱された高温の冷却材ナトリウムを
蒸気発生器１４に導き、そこで水と熱交換して蒸気を発
生させ、熱交換後の比較的低温になった冷却材ナトリウ
ムをポンプ１６により炉容器１２内へ戻す構成である。
ここでポンプ１６としては機械式ポンプが用いられる。
〔発明が解決しようとする！！！ａ１
上記のような従来のシステムでは、万一、蒸気発生器１
４内の伝熱管が大破損した場合、ナトリウム−水反応に
より発生した大量の水素ガスがポンプ１６によって原子
炉容器１２に運ばれ大事故に至る就れがある。そのため
蒸気発生器１４の信頼度は非常に厳しい、しかし伝熱管
の破損事故を完全に防止することは不可能であり、何ら
かの対策が必要となる。
４内の伝熱管が大破損した場合、ナトリウム−水反応に
より発生した大量の水素ガスがポンプ１６によって原子
炉容器１２に運ばれ大事故に至る就れがある。そのため
蒸気発生器１４の信頼度は非常に厳しい、しかし伝熱管
の破損事故を完全に防止することは不可能であり、何ら
かの対策が必要となる。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、４万一、蒸気発生器の伝熱管が大破損、事故を生じて
も、大量に発生するガスが原子炉容器へは輸送されない
ようにした安全性の高い２次系削除型高速増殖炉を提供
すること、及び、それに用いる蒸気発生器を提供するこ
とにある。
、４万一、蒸気発生器の伝熱管が大破損、事故を生じて
も、大量に発生するガスが原子炉容器へは輸送されない
ようにした安全性の高い２次系削除型高速増殖炉を提供
すること、及び、それに用いる蒸気発生器を提供するこ
とにある。
［課題を解決するための手段］
上記の目的を達成できる本発明は、２次冷却系を削除し
た高速増殖炉において、冷却材を循環させるポンプを電
磁式とし、その電磁ポンプ部を蒸気発生器内の熱交換部
の下流側に組み込み一体化したものである。蒸気発生器
は、例えばシェル内の周辺部に水−蒸気系の伝熱管を有
する熱交換部を配置し、中心部に電磁ポンプ部を挿入し
た構成とする。電磁ポンプ部は中心に位置する固定鉄心
、その外側のポンプダクト、更にその外側を取り囲む三
相コイルからなる。
た高速増殖炉において、冷却材を循環させるポンプを電
磁式とし、その電磁ポンプ部を蒸気発生器内の熱交換部
の下流側に組み込み一体化したものである。蒸気発生器
は、例えばシェル内の周辺部に水−蒸気系の伝熱管を有
する熱交換部を配置し、中心部に電磁ポンプ部を挿入し
た構成とする。電磁ポンプ部は中心に位置する固定鉄心
、その外側のポンプダクト、更にその外側を取り囲む三
相コイルからなる。
そしてシェル内の下方で熱交換部とポンプダクトとが連
通して流路を形成するようにし、シェル上部とポンプダ
クト上部にそれぞれ冷却材の入口部と出口部を設ける。
通して流路を形成するようにし、シェル上部とポンプダ
クト上部にそれぞれ冷却材の入口部と出口部を設ける。
［作用］
電磁ポンプ部が作動することによって冷却材は循環する
。蒸気発生器の熱交換部では、炉心部で加熱された高温
の冷却材が、伝熱管内を通る水と熱交換して蒸気が発生
し、熱交換後の比較的低温になった冷却材は炉心部へ戻
る。
。蒸気発生器の熱交換部では、炉心部で加熱された高温
の冷却材が、伝熱管内を通る水と熱交換して蒸気が発生
し、熱交換後の比較的低温になった冷却材は炉心部へ戻
る。
ここで万一、伝熱管が破損し冷却材と水との化学反応に
よって大量のガスが発生した場合には、該ガスは電磁ポ
ンプ部を通過するが、その時に冷却材が排除されるため
電磁ポンプ部のコイル及び固定鉄心が断熱状態になり、
急激な自己過熱現象を起こして自然自己破損し、ポンプ
としての機能を失う、またポンプが電磁方式であるから
、機械式ポンプの場合のような回転慣性がなく、上記自
然自己破損とともに冷却材等の輸送は直ちに停止する。
よって大量のガスが発生した場合には、該ガスは電磁ポ
ンプ部を通過するが、その時に冷却材が排除されるため
電磁ポンプ部のコイル及び固定鉄心が断熱状態になり、
急激な自己過熱現象を起こして自然自己破損し、ポンプ
としての機能を失う、またポンプが電磁方式であるから
、機械式ポンプの場合のような回転慣性がなく、上記自
然自己破損とともに冷却材等の輸送は直ちに停止する。
このため炉心部へ大量のガスが輸送されることはない。
〔実施例］
第１図は本発明に係る２次系削除型高速増殖炉の概略構
成図であ・る、このシステムは、主として炉心部１０を
有する原子炉容器１２と、電磁ポンプ組込型の蒸気発生
器２０と、それらを接続する配管などから構成される０
本発明の特徴は、ポンプを電磁式とし、その電磁ポンプ
部を蒸気発生器内の熱交換部の下流側に組み込み一体化
した点である。
成図であ・る、このシステムは、主として炉心部１０を
有する原子炉容器１２と、電磁ポンプ組込型の蒸気発生
器２０と、それらを接続する配管などから構成される０
本発明の特徴は、ポンプを電磁式とし、その電磁ポンプ
部を蒸気発生器内の熱交換部の下流側に組み込み一体化
した点である。
蒸気発生器２０の一例を第２図に示す、この蒸気発生器
２０では、シェル２２内の周辺部に水−蒸気系の伝熱管
を有する熱交換部２４が位置し、中心部に電磁ポンプ部
２６が挿入されている。
２０では、シェル２２内の周辺部に水−蒸気系の伝熱管
を有する熱交換部２４が位置し、中心部に電磁ポンプ部
２６が挿入されている。
電磁ポンプ部２６は中心に゛位置する固定鉄心２８、そ
の外側のポンプダクト３０、更にその外側を取り囲む三
相コイル３２からなる。そしてシェル２２内の下方で熱
交換部２４（シェルと内筒との間の環状空間）とポンプ
ダクト３０とが連通して流路を形成し、シェル２２の上
部に冷却材入口部３６が、ボンプダク）３０の上部に冷
却材出口部３８が設けられている。熱交換部２４は多数
の伝熱管が配置されており、その下端に水入口管４０が
、上端に蒸気出口管４２がそれぞれ設けられている。
の外側のポンプダクト３０、更にその外側を取り囲む三
相コイル３２からなる。そしてシェル２２内の下方で熱
交換部２４（シェルと内筒との間の環状空間）とポンプ
ダクト３０とが連通して流路を形成し、シェル２２の上
部に冷却材入口部３６が、ボンプダク）３０の上部に冷
却材出口部３８が設けられている。熱交換部２４は多数
の伝熱管が配置されており、その下端に水入口管４０が
、上端に蒸気出口管４２がそれぞれ設けられている。
なお第１図において符号４４はダンプタンク符号４６は
コンクリート遮蔽壁を示している。
コンクリート遮蔽壁を示している。
原子炉容器１２から出た冷却材ナトリウムは蒸気発生器
２０に導かれ、シェル２２の上部の冷却材人口部３６か
ら入り、熱交換部２４を通って伝熱管内の水と熱交換し
て蒸気を発生させる。熱交換後の比較的低温の冷却材ナ
トリウムはポンプダクト３０に吸入され、電磁ポンプ作
用により上方の冷却材出口部３８から流出して原子炉容
器１２に戻り循環する。一方、水はＦ方の水入口管４０
から圧送され、伝熱管で高温の冷却材ナトリウムと熱交
換を行って加熱され蒸気となり、上部の蒸気出口管４２
から出ていく。
２０に導かれ、シェル２２の上部の冷却材人口部３６か
ら入り、熱交換部２４を通って伝熱管内の水と熱交換し
て蒸気を発生させる。熱交換後の比較的低温の冷却材ナ
トリウムはポンプダクト３０に吸入され、電磁ポンプ作
用により上方の冷却材出口部３８から流出して原子炉容
器１２に戻り循環する。一方、水はＦ方の水入口管４０
から圧送され、伝熱管で高温の冷却材ナトリウムと熱交
換を行って加熱され蒸気となり、上部の蒸気出口管４２
から出ていく。
電磁ポンプでは、三相コイル３２に三相交流を通電する
ことによって進行磁界が発生し、フレミングの右手の法
則により電圧が誘起されて、誘導ｉ流と進行磁界とによ
るｔｉｆｆ力がポンプ力として働く。この時、三相コイ
ル３２の銅損及び固定鉄心２８の鉄損によってジュール
熱が発生するが、本発明では熱交換後の比較的低温の冷
却材ナトリウムがポンプダクト３０を流れる時に、上記
のジュール熱をナトリウムに伝えることによって、三相
コイル３２及び固定鉄心２８を冷却している。
ことによって進行磁界が発生し、フレミングの右手の法
則により電圧が誘起されて、誘導ｉ流と進行磁界とによ
るｔｉｆｆ力がポンプ力として働く。この時、三相コイ
ル３２の銅損及び固定鉄心２８の鉄損によってジュール
熱が発生するが、本発明では熱交換後の比較的低温の冷
却材ナトリウムがポンプダクト３０を流れる時に、上記
のジュール熱をナトリウムに伝えることによって、三相
コイル３２及び固定鉄心２８を冷却している。
このようなシステムにおいて、万一、伝熱管が大破損事
故を起こしたとすると、大量の水と蒸気が伝熱管外へ流
出し、冷却材ナトリウムと激しく化学反応して大量かつ
高温の水素ガスが発生する。この水素ガスは冷却材ナト
リウムの流れ方向に従って熱交換部２４の下流に位置す
るポンプダクト３０へと流れる。すると、三相コイル３
２及び固定鉄心２８を冷却していた冷却材ナトリウムが
大量かつ高温の水素ガスによって排除されることになり
、断熱状態になるため、三相コイル３２及び固定鉄心２
８が急激な自己過熱現象を起こす、これにより三相コイ
ル３２に使用している銅がその融点以上になって溶け、
それと同時に三相交流を通電することが不可能になる。
故を起こしたとすると、大量の水と蒸気が伝熱管外へ流
出し、冷却材ナトリウムと激しく化学反応して大量かつ
高温の水素ガスが発生する。この水素ガスは冷却材ナト
リウムの流れ方向に従って熱交換部２４の下流に位置す
るポンプダクト３０へと流れる。すると、三相コイル３
２及び固定鉄心２８を冷却していた冷却材ナトリウムが
大量かつ高温の水素ガスによって排除されることになり
、断熱状態になるため、三相コイル３２及び固定鉄心２
８が急激な自己過熱現象を起こす、これにより三相コイ
ル３２に使用している銅がその融点以上になって溶け、
それと同時に三相交流を通電することが不可能になる。
この時点で電磁ポンプ部２６はその機能を喪失（自然自
己破損）する、また電磁ポンプは機械式ポンプのような
回転慣性をもっていないため、破損と同時に冷却材ナト
リウムの駆動力が失われる。このため蒸気発生器２０か
ら冷却材ナトリウムを輸送できなくなり、大量に発生す
る水素ガスも輸送されることがない、つまり炉心部への
ガスの流入を防止することができる。
己破損）する、また電磁ポンプは機械式ポンプのような
回転慣性をもっていないため、破損と同時に冷却材ナト
リウムの駆動力が失われる。このため蒸気発生器２０か
ら冷却材ナトリウムを輸送できなくなり、大量に発生す
る水素ガスも輸送されることがない、つまり炉心部への
ガスの流入を防止することができる。
［発明の効果］
本発明は上記のように、冷却材の循環ポンプを１ｉ磁式
とし、その１を磁ポンプ部を蒸気発生器内の熱交換部の
下流側に組み込み一体化した２次系削除型高速増殖炉で
あるから、万一、熱交換部で伝熱管の大破損事故が発生
し水や蒸気が流出しても、冷却材と水−蒸気との反応に
より発生するガスによって電磁ポンプ部が断熱状態にな
り、高温になって自然自己破損するため直ちにポンプ機
能が停止し、且つポンプは電磁式であり機械式のような
回転慣性をもっていないから、自己破損と同時に冷却材
の駆動力を喪失し、大量のガスが炉心部へ流入するのを
確実に防止でき安全性が高まる。
とし、その１を磁ポンプ部を蒸気発生器内の熱交換部の
下流側に組み込み一体化した２次系削除型高速増殖炉で
あるから、万一、熱交換部で伝熱管の大破損事故が発生
し水や蒸気が流出しても、冷却材と水−蒸気との反応に
より発生するガスによって電磁ポンプ部が断熱状態にな
り、高温になって自然自己破損するため直ちにポンプ機
能が停止し、且つポンプは電磁式であり機械式のような
回転慣性をもっていないから、自己破損と同時に冷却材
の駆動力を喪失し、大量のガスが炉心部へ流入するのを
確実に防止でき安全性が高まる。
また本発明では自由液面を有するのは原子炉容器のみと
なるため、液面制御が容易になる利点がある。
なるため、液面制御が容易になる利点がある。
更に本発明は基本的には２次系削除型であるため、ポン
プ容器やガードベッセル等の削減、配管の短縮化、格納
容器の小型化など物量を大幅に削減でき、建設費用や運
転維持費用の低凍化を図ることができる。
プ容器やガードベッセル等の削減、配管の短縮化、格納
容器の小型化など物量を大幅に削減でき、建設費用や運
転維持費用の低凍化を図ることができる。
第１図は本発明に係る２次系削除型高速増殖炉の構成図
、第２図はそれに用いる蒸気発生器の説明図、第３閏は
従来システムの構成図である。 １０・・・炉心部、１２・・・原子炉容器、２０・・・
舊気発生器、２２・・・シェル、２４・・・熱交換部、
２６・・・電磁ポンプ部、２８・・・固定鉄心、３０・
・・ポンプダクト、３２・・・三相コイル。
、第２図はそれに用いる蒸気発生器の説明図、第３閏は
従来システムの構成図である。 １０・・・炉心部、１２・・・原子炉容器、２０・・・
舊気発生器、２２・・・シェル、２４・・・熱交換部、
２６・・・電磁ポンプ部、２８・・・固定鉄心、３０・
・・ポンプダクト、３２・・・三相コイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、２次冷却系をもたず、炉心部を通る液体金属冷却材
を蒸気発生器に導き、水と熱交換して蒸気を発生させ、
熱交換後の冷却材をポンプにより炉心部へ戻すように循
環させる高速増殖炉において、前記ポンプを電磁式とし
、その電磁ポンプ部を蒸気発生器内の熱交換部の下流側
に組み込み一体化したことを特徴とする２次系削除型高
速増殖炉。 ２、シェル内の周辺部に水−蒸気系の伝熱管を有する熱
交換部が配置され、中心部に電磁ポンプ部が挿入されて
いる２次系削除型高速増殖炉で用いる蒸気発生器。 ３、電磁ポンプ部は中心に位置する固定鉄心、その外側
のポンプダクト、更にその外側を取り囲む三相コイルか
らなり、シェル内の下方で熱交換部とポンプダクトとが
連通して流路を形成し、シェル上部に冷却材入口部が、
ポンプダクト上部に冷却材出口部が設けられている請求
項２記載の蒸気発生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023333A JP2531536B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | ２次系削除型高速増殖炉及びその蒸気発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023333A JP2531536B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | ２次系削除型高速増殖炉及びその蒸気発生器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03226695A true JPH03226695A (ja) | 1991-10-07 |
| JP2531536B2 JP2531536B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=12107658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023333A Expired - Lifetime JP2531536B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | ２次系削除型高速増殖炉及びその蒸気発生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2531536B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2832490A1 (fr) * | 2001-11-19 | 2003-05-23 | Japan Nuclear Cycle Dev Inst | Generateur de vapeur du type a echangeur de chaleur intermediaire incorpore |
| JP2006003204A (ja) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | Toshiba Corp | 電磁ポンプ内蔵型中間熱交換器 |
| CN102563590A (zh) * | 2010-12-22 | 2012-07-11 | 清华大学 | 一种饱和蒸汽发生器 |
| CN107195339A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-22 | 百色学院 | 一种液态金属回路运行介质熔化与净化装置 |
| CN108511095A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-09-07 | 中广核研究院有限公司 | 一种核电厂反应堆一回路冷却剂充排系统 |
Citations (3)
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