JPH04142497A - 崩壊熱除去系の空気冷却器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、高速増殖炉における崩壊熱除去系の空気冷
却器に関する。

（従来の技術） 高速増殖炉では、原子炉停止時に炉心に残留する崩壊熱
を除去する必要がある。このため、第５図に示すような
崩壊熱除去系１が設置されている。

つまり、原子炉停止後には、原子炉一次系３の一次ボン
プ４を低速運転状態へ移行させると同時に、崩壊熱除去
系１への起動信号を受けて崩壊熱除去系１に設置された
電磁ポンプ５を作動させ、空気冷却器６の入口に設置さ
れたブロア７を起動させると共に、空気冷却器６の出入
口に設置されたダンパ８を開動作させる。こうして、炉
内熱交換器１１から一次系冷却材２を空気冷却器６の伝
熱管１２内へ導き、原子炉停止後の崩壊熱を除去してい
る。

ところで、ブロア７、タンパ８および電磁ポンプ５を運
転させるためには、駆動モータ９および１０等を必要と
し、当然のこと乍らこれらのモータ９および１０等へ電
力を供給する電源を必要とする。この場合、出入口ダン
パ８の開動作に失敗すると、他の全ての機器か正常に作
動していても、空気冷却器６への空気の取入および排出
が不可能となり、崩壊熱除去系１は崩壊熱除去能力を喪
失し、原子炉一次系３の炉心１４に重大な影響を与える
おそれがある。

そこで、出入口ダンパ８の駆動に関し、駆動モータ９を
信頼性の高い電源系に接続し、かつこれらのダンパ８を
定期的に作動試験する等の対応が必要となる。さらに、
ブロア７や電磁ポンプ５が停止した場合にも、炉内熱交
換器１１と空気冷却器６の伝熱管１２との伝熱中心高低
差りを予め確保（例えばｈ＝１０〜２０ｍ）した配置と
し、さらに空気冷却器６の出口にスタック１３を設置し
て空気の浮力を確保することにより、自然循環による除
熱を可能とならしめている。

しかし、この場合にも、出入口ダンパ８の開動作に失敗
すれば、空気の流動パスが遮断されて、やはり崩壊熱除
去系１が崩壊熱除去能力を喪失してしまうおそれがある
。

（発明が解決しようとする課題） 上述のように、従来の崩壊熱除去系における空気冷却器
では、ダンパ８を駆動する駆動モータ９が正常に機能せ
ず、ダンパ８の開動作が確保されない場合に、崩壊熱を
充分に除去できないおそれがある。

この発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり
、ダンパの開動作を駆動電源に依拠することなく可能と
して、崩壊熱除去系の崩壊熱除去能力を確保できる崩壊
熱除去系の空気冷却器を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、冷却器本体と、この冷却器本体内に配設さ
れて原子炉一次冷却材を導（伝熱管と、上記冷却器本体
内に配設されて上記伝熱管へ送風するブロアと、上記冷
却器本体内に開閉可能に設置されて上記ブロアから上記
伝熱管へ送られる風を制御するダンパと、上記伝熱管を
流れる冷却器内冷却材の温度上昇による熱膨張を利用し
て上記ダンパを強制的に開作動させるダンパ作動機構と
、を有することを特徴とするものである。

（作用） 原子炉停止後、一次系冷却材の温度上昇を受けて冷却器
内冷却材の温度が上昇するので、ダンパ作動機構がこの
冷却器内冷却材の温度上昇を利用してダンパを強制的に
開作動させ、ブロアからの風を伝熱管へ送り、上記両冷
却材の温度を低下させて崩壊熱を除去する。したがって
、ダンパの開動作を駆動電源に寄与することな〈実施で
きるので、空気冷却器の崩壊熱除去能力を確保できる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明に係る崩壊熱除去系の空気冷却器の
一実施例を示す概略側面図である。この実施例において
、前記従来例と同様な部分は、同一の符号を付すことに
より説明を省略する。

崩壊熱除去系１の空気冷却器２０は冷却器本体２工内に
伝熱管２２が収容され、冷却器本体２１の下部にブロア
２３が配設されて構成される。伝熱管２２には、ナトリ
ウム入口分配管２４を経て原子炉一次系３内の一次系冷
却材２が矢印（第５図および第１図参照）の如く導かれ
る。また、ブロア２３がブロア駆動モータ２５によって
回転駆動されることにより、伝熱管２２へ送風され、こ
の伝熱管２２内の冷却器内冷却材が冷却される。

このようにして、伝熱管２２内の冷却器冷却材、ひいて
は原子炉一次系３の一次系冷却材２が冷却されて、原子
炉停止後の崩壊熱が除去される。

空気冷却器２０の冷却器本体２１には、伝熱管２２の上
流側でブロア２３の下流側に、ダンパ２６Ａが設置され
る。また、冷却器本体２１には、伝熱管２２の下流側で
スタック２７の下方にダンパ２６Ｂが設置される。ダン
パ２６Ａはダンパ作動機構２８Ａにより、またダンパ２
６Ｂはダンパ作動機構２８Ｂによりそれぞれ作動されて
、冷却器本体２１内をブロア２３から伝熱管２２へ送ら
れ、この伝熱管２２からスタック２７へ導かれる送風を
制御する。

ダンパ作動機構２８Ａは、熱膨張ロッド２９および可動
アーム３０を備えて構成される。熱膨張ロッド２９は、
冷却器本体２１においてナトリウム入口分配管２４近傍
に配置され、冷却器本体２１内の領域に収態フィン３１
が設置される。また、熱膨張ロッド２９における冷却器
本体２１外の領域に、ヒータ３２、保温材３３が設けら
れる。収態フィン３１により、ナトリウム入口分配管２
４の冷却器冷却材からの熱が取り込まれて、熱膨張ロッ
ド２９がその軸方向に熱膨張するよう構成される。また
、ヒータ３２は、ダンパ２６．Ａの開動作試験時に給電
されるものであり、これにより熱膨張ロッド２９が同様
に熱膨張する。

可動アーム３０は、空気冷却器２０の設置部における傾
斜面３４および平坦面３５にローラ３６を介して移動可
能に設けられる。この可動アーム３０の下端にダンパ２
６Ａが取り付けられ゛、このダンパ２６Ａの下部に重り
３７が設置される。したがって、熱膨張ロッド２９の熱
膨張により可動アーム３０が押されて、第２図に示すよ
うに、この可動アーム３０が傾斜面３４を重力落下する
ことにより、ダンパ２６Ａが開作動する。

ここで、熱膨張ロッド２９は炭素鋼あるいは銅ないし銀
糸合金から構成される。熱膨張ロッド２９が炭素鋼であ
る場合には、ロッド２９の実効長５ｍに対して４０℃の
温度上昇で約１６−の熱膨張が期待できる。さらに、ロ
ッド２９を銅ないし銀系合金で構成した場合には、同一
の条件下で約３０ｍｍの熱膨張が期待できる。

一方、第１図に示すように、ダンパ作動機構２８Ｂは、
ナトリウム入口分配管２４を収容する容器３８内に流体
３９が満され、この流体３９にピストンリング４０が浮
設されて構成される。そして、このピストンリング４０
により、回転可能なダンパ２６Ｂが閉状態に支持される
。流体３９はナトリウム入口分配管２４内の冷却器冷却
材からの熱により熱膨張することによって、ピストンリ
ング４０が上昇し、このピストンリング４０とダンパ２
６Ｂとの係合が解消されて、ダンパ２６Ｂが開作動する
。また、容器３８の外周にヒータ４１が配設される。こ
のヒータ４１は、ダンパ２６Ｂの開動作試験時に給電さ
れるものであり、このときにも、流体３９が同様に熱膨
張する。

ここで、流体３９は熱膨張率の高い液体から構成され、
例えば水銀や液体ナトリウムである。液面部の表面積を
１０ｃｄとすれば、水銀の場合には、水銀ＩＴｄが４０
℃の温度上昇に対し、約７０ａｎの上昇が見込まれる。

また、液体３９として液体ナトリウムを使用すれば、同
一の条件下で約１０ａｎの液面上昇が期待できる。液体
３９は、熱膨張率が水銀や液体ナトリウム程高くない液
体であってもよく、このような場合にはダンパ２６Ｂと
ピストンリング４０との係合状態を改良することにより
対処できる。

次に、作用を説明する。

第３図は、原子炉停止後の崩壊熱除去過程における原子
炉一次系３内の一次冷却材温度および空気冷却器のナト
リウム入口分配管２４における冷却器冷却材の温度変化
を示している。原子炉停止後、原子炉一次系３内の一次
系冷却材２の温度４２が上昇し、この温度上昇と共に、
ナトリウム入口分配管２４における冷却器冷却材２の温
度が上昇する。一次冷却材の温度が７０℃程度上昇した
時点で、ナトリウム人口分配管における冷却器冷却材の
温度は４０℃程度上昇している。この冷却器冷却材の温
度上昇によって、ナトリウム入口分配管２４の温度か同
様に４０℃程度上昇することになる。

ダンパ作動機構２８Ａにおいては、ナトリウム入口分配
管２４の温度上昇による輻射放熱によって、収態フィン
３１を介し熱膨張ロッド２９が熱膨張して、熱膨張ロッ
ド２９に接した可動アーム３０がローラ３６の回転と共
に移動し、重力落下する（第５図）。この結果、可動ア
ーム３０の先端に取り付けたダンパ２６Ａが、冷却器本
体２１の空気流路から下方へ移動して、ダンパ２６Ａが
開状態になる。

ダンパ作動機構２８Ｂにおいては、ナトリウム入口分配
管２４の昇温が液体３９に伝えられ、液体３９の熱膨張
をもたらす。容器３８における液体３９の液面表面積が
比較的狭く形成されてるいるので、この液面の上昇量が
大きくなる。この液体３９の液面上昇によって、ピスト
ンリング４０が上昇し、ダンパ２６Ｂとピストンリング
４０との係合が切り離される。この結果、ダンパ２６Ｂ
が回転してダンパ開状態となる。

次に、原子炉一次系３の運転中にダンパ作動機構２８Ａ
および２８Ｂの強制開動作を確認する試験について述べ
る。

ダンパ作動機構２８Ａの試験は、ヒータ３２に通電する
ことによりなされ、これにより熱膨張ロッド２９が熱膨
張する。この熱膨張ロッド２９の熱膨張により、可動ア
ーム３０が重力落下して、ダンパ２６Ａが開状態になる
。試験終了後のリセットは、ヒータ３２への通電を断ち
、可動アーム３０を平坦面３５上に持ち上げることによ
り容易に実施できる。

また、ダンパ作動機構２８Ｂの試験は、ヒータ４１へ通
電することによりなされ、これにより液体３９が熱膨張
する。この液体３９の熱膨張により液面が上昇して、ピ
ストンリング４０とダンパ２６Ｂとの係合が解除され、
ダンパ２６Ｂが開状態となる。試験終了後のリセットは
、ヒータ３２への給電を断ち、ダンパ２６Ｂをピストン
リング４０に係合することにより容易に実施できる。

なお、上記実施例のダンパ作動機構２８Ａおよび２８Ｂ
をそれぞれ備えた自己作動型ダンパ２６Ａおよび２６Ｂ
と、従来の電源駆動型ダンパ８とを組み合せて、信頼性
を一層向上させるようにしてもよい。

つまり、第４図に示すように、冷却器本体２１に空気取
入部を２本並設し、各空気取入部に自己作動型ダンパ２
６Ａと電源駆動型ダンパ８とをそれぞれ設置するように
してもよい。炉心１４を長期間停止した後には、ダンパ
２６Ａおよび８の全開状態で過冷却になったり、あるい
は炉心１４の崩壊熱低下に見合って自然循環流量が低下
して、コールドスポットが発生するおそれがある。この
ような場合に、電源駆動型ダンパ８の開度を調整したり
、電磁ポンプ５の運転を制御して、安定的な除熱を実施
できる。この結果、空気冷却器２０を含む崩壊熱除去系
の信頼性を一層向上させることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る崩壊熱除去系の空気冷却
器によれば、冷却器本体内に開閉可能に設置されてフロ
アから伝熱管へ送られる風を制御するダンパが、伝熱管
を流れる冷却器冷却材の温度上昇による熱膨張を利用し
たダンパ作動機構により強制的に開作動されることから
、ダンパの開作動を駆動電源に依拠することな〈実施で
き、崩壊熱除去系の崩壊熱除去能力を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る崩壊熱除去系の空気冷却器の一
実施例を示す概略側面図、第２図は第１図のダンパ作動
機構の作動状態を示す側面図、第３図は原子炉停止後の
一次系冷却材および冷却器冷却材の温度変化を示すグラ
フ、第４図は第１図の変形例を示す空気冷却器の平面図
、第５図は従来の崩壊熱除去系および原子炉一次系を示
す概略側面図である。 ２０・・・空気冷却器、２１・・・冷却器本体、２２・
・・伝熱管、２３・・・ブロア、２６Ａ、２６Ｂ・・・
ダンパ、２８Ａ、２８Ｂ・・・ダンパ作動機構、２９・
・・熱膨張ロッド、３０・・・可動アーム、３８・・・
容器、３９・・・流体、４０・・・ピストンリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却器本体と、この冷却器本体内に配設されて原子炉一
   次冷却材を導く伝熱管と、上記冷却器本体内に配設され
   て上記伝熱管へ送風するブロアと、上記冷却器本体内に
   開閉可能に設置されて上記ブロアから上記伝熱管へ送ら
   れる風を制御するダンパと、上記伝熱管を流れる冷却器
   内冷却材の温度上昇による熱膨張を利用して上記ダンパ
   を強制的に開作動させるダンパ作動機構と、を有するこ
   とを特徴とする崩壊熱除去系の空気冷却器。