JPH0412363B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 発明の目的 ［産業上の利用分野］ この発明は液体金属冷却高速増殖炉に利用され
る有液面ナトリウム加熱蒸気発生器のオーバフロ
ー配管の取付構造に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は液体金属冷却高速増殖炉の２次冷却系
を示す系統図である。２次冷却系の冷却材には、
ナトリウムが使用されるが、プラントの温度変化
に応じ冷却材に体積変化を生じる。この体積変化
を制御するために、蒸気発生器１内に設置したオ
ーバフロー配管１８により液面２０を所定レベル
に維持するためナトリウム２１をオーバフロータ
ンク２２に導くと共に、汲上げポンプ２３により
オーバフロータンク２２内のナトリウムを２次冷
却系２５に補給することにより系内の冷却材体積
を一定に保つシステムとしている。

この場合、オーバフロータンク２２からナトリ
ウムを汲上げる汲上げライン２４は、系統の構成
上及び配置上等の理由により蒸気発生器１の下流
側に接続しなければならない。しかるに、２次冷
却系２５のナトリウムは、中間熱交換器２６より
熱をもらい約500℃に加熱されて蒸気発生器１に
供給され、蒸気発生器で熱交換により蒸気を発生
させて、約350℃になり、循環ポンプ２７で加圧
されて再び中間熱交換器２６に戻されるため、オ
ーバフローナトリウムは約500℃であるので、汲
上げライン２４の接続される２次冷却系内を流れ
るナトリウムとは150℃もの温度差があり、厳し
い熱過渡を与えることになる。このため、蒸気発
生器内にオーバフロー配管を設置して、蒸気発生
器内に滞留するナトリウムとの間で熱交換を行な
い、オーバフローナトリウムを約380℃に低くし
たのちオーバフロータンク２２に落している。

第４図は従来の有液面型蒸気発生器（例えば、
特公昭51−38366号に示されるような）の構造を
示すもので、、伝熱管５はヘリカルコイル型が用
いられており、前記伝熱管は管板の配置された蒸
気発生器上蓋１３と一体で蒸気発生器の上方に引
抜けることが要求されている。したがつて、蒸気
発生器の胴殻２内に前記ヘリカルコイル型伝熱管
５と同様に同心状に配置されている内筒及びシユ
ラウド４も吊り具１５によつて上蓋に支持され、
前記伝熱管同様上蓋１３と一体的に胴殻２から引
抜くことができるように構成されている。一方、
オーバフロー配管１８は、下部の鏡板１４を貫通
するように、オーバフロー出口ノズル１１に取付
けられており、かつ、オーバフロー配管が地震等
により振動しないように内筒３の上方の液面設定
位置に設けられたオーバフロー受け口７に取付け
られたサポート管２８により支持されている。こ
の場合、オーバフローナトリウムは前記オーバフ
ロー受け口の取付けられた内筒部分を切欠いたオ
ーバフロー排出孔６から前記オーバフロー受け口
７を通り、オーバフロー配管１８に流入し、内筒
３内のナトリウムと熱交換することにより温度を
降下する。しかし、オーバフローナトリウムと内
筒３内ナトリウム間には、オーバフロー配管１８
及びサポート管２８があるため、熱抵抗が大き
く、オーバフロー温度が380℃よりも高くなり、
温度低下効果が小さい問題があつた。

しかし、このような従来の方式（例えば、特公
昭51−38366号）では、オーバフロー配管とサポ
ート管の隙間１９にシールリングを設けている
が、オーバフロー配管１８とサポート管２８間の
熱膨張差を摺動させることにより吸収させてい
る。この場合、プラントの運転により熱膨張差が
生じ（オーバフロー配管１８は、内筒３内のナト
リウムと熱交換し、内筒３内ナトリウム温度より
高く、サポート管２８は、内筒３内のナトリウム
温度に支配されている。）、シールリングがプラン
トの運転で摺動が繰り返され、経年変化で劣化
し、〓間１９内にオーバフローナトリウムが漏れ
て、蒸気発生器の液位がオーバフロー排出孔６の
下端よりも高い位置になり、正確な液位の設定が
困難となる問題があつた。また、オーバフロー配
管１８は下部鏡板１４に取付けられているだけな
ので、伝熱管などを引抜いた時に、同時にサポー
ト管２８も胴殻外に排除されてしまうため、オー
バフロー配管１８に過大な応力が発生する恐れが
あつた。更に、オーバフロー配管１８は長いため
伝熱管５を胴殻内に挿入するとき、オーバフロー
配管１８とサポート管２８のセツテイングが困難
であるなどの問題があつた。

これら、上述の問題点を解決するために第５図
に示すような、オーバフロー配管１８の下部に接
合部２９を設ける構造が提案されているが、この
場合、胴殻２とシユラウド４間のナトリウムは、
シユラウドが熱遮蔽機能をもつているので下降す
る伝熱管内の水温度（約250℃）に支配されて低
温となつており、一方、オーバフロー配管１８は
流動するナトリウム（内筒とシユラウド間）と同
分布の内筒内ナトリウムと、熱交換されたオーバ
フロー配管内ナトリウムに支配されており、前記
胴殻とシユラウド間のナトリウム温度より高い温
度となつている。このため、上部開放端が上蓋か
ら吊下げられた内筒３のオーバフロー受け口７に
固着されているオーバフロー配管１８には、胴殻
とオーバフロー配管の温度差による熱膨脹差が生
じ、図示のようにオーバフロー配管の下部をＬ型
に曲げて配設しても、胴殻側部に設けたオーバフ
ロー出口ノズル１１に過大な応力が生じる問題が
あり、また、この熱膨脹差によるオーバフロー配
管の変形により漏洩し、所定液位を保持できない
恐れがあつた。更に、特公昭51−38366号のよう
に接合部２９を摺動できるようにして、シールリ
ングを設けても、前述したごとく経年変化による
シール劣化により、オーバ フローナトリウムの
漏洩は避けられない。

［発明が解決しようとする問題点］ したがつて、従来の技術には伝熱管の引抜・挿
入時におけるオーバフロー配管の処理の問題点、
オーバフローを系統に戻す場合の熱過渡の問題、
胴殻とオーバフロー配管の熱膨脹差による過大な
応力の発生の問題、およびオーバフロー配管にお
ける接合部からの蒸気発生器内ナトリウムの漏洩
の問題などがあつた。

この発明は、以上のような問題点を解消できる
有液面型蒸気発生器のオーバフロー配管構造を提
供することを目的とするものである。

(ロ) 発明の構成 ［問題を解決するための手段］ この目的に対応して、この発明の有液面型蒸気
発生器のオーバフロー配管構造は、胴殻内に同心
状に配置された内筒、ヘリカルコイル型伝熱管お
よびシユラウドが上蓋と共に一体的に前記胴殻か
ら引抜けるように構成された蒸気発生器のオーバ
フロー配管であつて、前記オーバフロー配管は上
部開放端が前記内筒に設けられたオーバフロー受
け口に固着されると共に、内筒に取付けられた支
持部材を通して摺動可能に支持され下方に鉛直に
延びており、前記内筒の下部近傍において軸方向
に少なくとも１ターンのスプリング状ループを備
え、かつ、テーパ状接合部を介して下部鏡板のオ
ーバフロー出口ノズルに接続したことを特徴とし
ている。

以下、この発明の一実施例を示す図面について
詳細に説明する。尚、従来のと同一構成部分は同
一符号を用いている。

第１図は有液面型蒸気発生器の縦断面を示して
おり、符号８はこの発明によるオーバフロー配管
である。オーバフロー配管８は蒸気発生器１の上
蓋１３から吊り具１５によつて支持された内筒３
の上方液面設定位置に設けられたオーバフロー受
け口７にその上部開放端が固着されている。符号
１０はオーバフロー管の支持部材であり、支持部
材１０は内筒３に取付けられると共にオーバフロ
ー配管８を通すことのできる穴を備えており、オ
ーバフロー配管８を内筒に沿つて鉛直に、かつ、
摺動可能に支持している。すなわち、オーバフロ
ー配管の上部開放端がオーバフロー受け口に固着
されていても、熱膨脹によるオーバフロー配管の
伸びを下方に逃がせるようになつている。

また、オーバフロー配管８は内筒３の下部近傍
において軸方向に少なくとも１ターンのスプリン
グ状ループ８ａを形成したのち、更に、下方にま
つすぐに下りているが、スプリング状ループ８ａ
より下部において第２図にその詳細を示すように
テーパ１７による嵌め合い構造をもつ接合部９を
介して下部鏡板１４のオーバフロー出口ノズル１
１に接続されている。符号１２はオーバフロー配
管下部の支持部材であり、同図においてオーバフ
ロー配管８は、下部がクランク状に曲げられてオ
ーバフロー出口ノズル１１に接続されたものが示
されているが、これは蒸気発生器の構造上、ナト
リウム出口ノズル１６の部分を避けるため、オー
バフロー出口ノズルをナトリウム出口ノズルから
離して設置したため必要としたものであつて、蒸
気発生器の構造（特に胴殻の直径の大きなもの）
によつて、図示していないが、オーバフロー配管
８は直下に設けられたオーバフロー出口ノズルに
真直に接続することが可能である。この場合、い
うまでもなく支持部材１２は必要でない。

［作用］ 本発明によればオーバフロー排出孔６からオー
バフロー受け口に流入したナトリウムはオーバフ
ロー配管８に流れ込むことによりオーバフロー排
出口の下端位置に蒸気発生器の液位を保つ。一
方、オーバフロー配管８内に流入したナトリウム
は内筒３内のナトリウムと熱交換して温度が降下
する。この場合、従来の設計例ではオーバフロー
配管は、内筒の全領域において直管であるため、
オーバフロー出口温度が380℃程度であるが、本
発明では比較的にナトリウム温度の低い内筒の下
方にスプリング状ループを設けているので、伝熱
面積が増大し（熱交換のための内筒内ナトリウム
との接触時間が増す）、オーバフロー出口温度を
約360℃まで下げることができるのでオーバフロ
ーを系統へ補給する場合の系統への熱衝撃（熱過
渡）を緩和することができる。

また、胴殻２とオーバフロー配管８との熱膨張
差が生じるが、オーバフロー配管８は内筒に取付
けられた支持部材１０によつて摺動できるように
支持されているので、熱膨脹によるオーバフロー
管の伸びを逃がすことができ、したがつて、スプ
リング状ループ８ａの部分でこの変位を吸収する
ことができる。更に、前記ループ８ａより下方に
設けた接合部９は第２図に示されるようにテーパ
１７による嵌め合い構造となつているので、前記
ループ８ａ部の弾性（バネ効果）によりテーパ１
７面に押しつけ荷重をかけることができるので、
接合部の密着性が増し、蒸気発生器内のナトリウ
ムが前記接合部を介して漏洩することがない。そ
して、この接合部はテーパ状の嵌め合いであるの
で、伝熱管５などの引抜・挿入に際しオーバフロ
ー配管に過度の応力を生じさせることがなく、ま
た、セツテイングが容易となる。

(ハ) 発明の効果 以上の説明から明らかなように、この発明によ
れば胴殻とオーバフロー配管との間に熱膨脹差が
生じてもオーバフロー配管に過大な応力を生じさ
せることがなく、また、オーバフロー配管におけ
る接合部からの蒸気発生器内ナトリウムの漏洩が
なく、しかも、蒸気発生器の上蓋に結合された内
筒、伝熱管およびシユラウド等の胴殻からの引
抜、あるいは、胴殻内への挿入に際してもセツテ
イングが容易であり、かつ、オーバフローの系統
への補給に際しても系統への熱衝撃を緩和し得る
有液面蒸気発生器のオーバフロー配管構造を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる有液面型蒸
気発生器のオーバフロー配管構造の説明図、第２
図はオーバフロー配管における接合部の詳細を示
す縦断面図、第３図は液体金属冷却高速増殖炉の
２次冷却系統を示す図、第４図および第５図は従
来の有液面型蒸気発生器のオーバフロー配管の構
造例を示す図である。 １……有液面型蒸気発生器、２……胴殻、３…
…内筒、４……シユラウド、６……オーバフロー
排出孔、７……オーバフロー受け口、８……オー
バフロー配管、８ａ……スプリング状ループ、９
……テーパ嵌め合い構造の接合部、１０……支持
部材、１１……オーバフロー出口ノズル、１４…
…下部鏡板、１７……テーパ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 胴殻内に同心状に配置された内筒、ヘリカル
   コイル型伝熱管およびシユラウドが上蓋と共に一
   体的に前記胴殻から引抜けるように構成された蒸
   気発生器のオーバフロー配管であつて、前記オー
   バフロー配管は上部開放端が前記内筒に設けられ
   たオーバフロー受け口に固着されると共に、内筒
   に取付けられた支持部材を通して摺動可能に支持
   され下方に鉛直に延びており、前記内筒の下部近
   傍において軸方向に少なくとも１ターンのスプリ
   ング状ループを備え、かつ、テーパ状接合部を介
   して下部鏡板のオーバフロー出口ノズルに接続し
   たことを特徴とする有液面型蒸気発生器のオーバ
   フロー配管構造。