JPH04359702A - 高速炉用蒸気発生器 - Google Patents
高速炉用蒸気発生器Info
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- JPH04359702A JPH04359702A JP13502391A JP13502391A JPH04359702A JP H04359702 A JPH04359702 A JP H04359702A JP 13502391 A JP13502391 A JP 13502391A JP 13502391 A JP13502391 A JP 13502391A JP H04359702 A JPH04359702 A JP H04359702A
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- sodium
- shell
- steam generator
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- heat
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- Pending
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- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 63
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 63
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 63
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 4
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体金属ナトリウムを
冷却材に使用する高速増殖炉（以下、高速炉と記す）の
原子力発電プラントに設置される高速炉用蒸気発生器（
以下、蒸気発生器と記す）に関する。
冷却材に使用する高速増殖炉（以下、高速炉と記す）の
原子力発電プラントに設置される高速炉用蒸気発生器（
以下、蒸気発生器と記す）に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速炉用蒸気発生器は高速炉の原子炉容
器で加熱された液体金属ナトリウム（以下、ナトリウム
と記す）と水とを熱交換させて水蒸気を発生させる熱交
換機器である。
器で加熱された液体金属ナトリウム（以下、ナトリウム
と記す）と水とを熱交換させて水蒸気を発生させる熱交
換機器である。
【０００３】この蒸気発生器は図４に示したように円筒
状シェル１を有する。このシェル１は上下両端が鏡板で
閉塞された密閉構造であり、このシェル１の上部側壁に
は蒸気出口２が設けられ、下部側面には給水入口３が設
けられている。シェル１の上端部にはナトリウムを流入
させる複数本のナトリウム流入管４が連結され、下端部
にはナトリウムを流出させるナトリウム流出管５が連結
されている。シェル１内には複数本の蛇管状伝熱管６が
設けられ、内部に熱交換室７を画成している。なお、伝
熱管６は説明の繁雑さを避けるため、図では１本のみ示
しているが、実際には多数本設けられている。
状シェル１を有する。このシェル１は上下両端が鏡板で
閉塞された密閉構造であり、このシェル１の上部側壁に
は蒸気出口２が設けられ、下部側面には給水入口３が設
けられている。シェル１の上端部にはナトリウムを流入
させる複数本のナトリウム流入管４が連結され、下端部
にはナトリウムを流出させるナトリウム流出管５が連結
されている。シェル１内には複数本の蛇管状伝熱管６が
設けられ、内部に熱交換室７を画成している。なお、伝
熱管６は説明の繁雑さを避けるため、図では１本のみ示
しているが、実際には多数本設けられている。
【０００４】しかして、高速炉の原子炉容器で加熱され
たナトリウムはナトリウム流入管４からシェル１の熱交
換室７内に流入し、下降してナトリウム流出管５から流
出される。一方、水は給水入口３から流入し、伝熱管６
内を上昇する間にシェル１内を下降するナトリウムと熱
交換して加熱され、過熱蒸気となり、蒸気出口２から流
出する。その蒸気は蒸気配管を通り、図示していないタ
ービン系へ供給される。
たナトリウムはナトリウム流入管４からシェル１の熱交
換室７内に流入し、下降してナトリウム流出管５から流
出される。一方、水は給水入口３から流入し、伝熱管６
内を上昇する間にシェル１内を下降するナトリウムと熱
交換して加熱され、過熱蒸気となり、蒸気出口２から流
出する。その蒸気は蒸気配管を通り、図示していないタ
ービン系へ供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】高速炉で使用される蒸
気発生器では、水とナトリウムとが熱交換室７に配設さ
れた伝熱管６の管壁を介して熱交換が行われる。ナトリ
ウム流入管４から流入するナトリウムが伝熱管６に達す
るときに均一な速度分布になっていないと、伝熱管６の
熱交換性能が低下する。また、伝熱管６に偏った温度分
布が生じ、過大な熱応力が発生するとともに、伝熱管６
に流体振動が発生し、伝熱管６の構造健全性が損われる
。蒸気発生器の大型化・大流量化に伴い、ナトリウムの
均一な流速分布を実現することは非常に重要なことであ
る。
気発生器では、水とナトリウムとが熱交換室７に配設さ
れた伝熱管６の管壁を介して熱交換が行われる。ナトリ
ウム流入管４から流入するナトリウムが伝熱管６に達す
るときに均一な速度分布になっていないと、伝熱管６の
熱交換性能が低下する。また、伝熱管６に偏った温度分
布が生じ、過大な熱応力が発生するとともに、伝熱管６
に流体振動が発生し、伝熱管６の構造健全性が損われる
。蒸気発生器の大型化・大流量化に伴い、ナトリウムの
均一な流速分布を実現することは非常に重要なことであ
る。
【０００６】しかしながら、図４に示したように複数の
ナトリウム流入管４から直接ナトリウムを流入させると
、均一な流速分布を実現するのが困難となる課題がある
。
ナトリウム流入管４から直接ナトリウムを流入させると
、均一な流速分布を実現するのが困難となる課題がある
。
【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的は蒸気発生器が大型化・大流量化さ
れても、シェルの上部から流入するナトリウムの速度分
布が均一で、且つ伝熱管の熱交換性能が良好で、しかも
熱応力の低減、流体振動の防止が実現できるようにした
高速炉用蒸気発生器を提供することにある。
たもので、その目的は蒸気発生器が大型化・大流量化さ
れても、シェルの上部から流入するナトリウムの速度分
布が均一で、且つ伝熱管の熱交換性能が良好で、しかも
熱応力の低減、流体振動の防止が実現できるようにした
高速炉用蒸気発生器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、シェル内に複
数本の伝熱管が設けられ、この伝熱管内に下部から水を
流入し、シェルの上部に設けられたナトリウム流入管か
ら流入する液体金属ナトリウムとの熱交換によって前記
水を蒸気化してこの蒸気を前記伝熱管の上部から前記シ
ェル外に流出するとともに前記伝熱管と熱交換後のナト
リウムを前記シェルの下部から流出する構造の高速炉用
蒸気発生器において、前記ナトリウム流入管の下部にリ
ング状ヘッダーを接続し、このヘッダーの下面に １８
０°の範囲に、流れ方向に沿って口径を徐々に大きくす
るか、又は配列ピッチ間隔を徐々に狭くした複数のナト
リウム流出孔を形成してなることを特徴とする。
数本の伝熱管が設けられ、この伝熱管内に下部から水を
流入し、シェルの上部に設けられたナトリウム流入管か
ら流入する液体金属ナトリウムとの熱交換によって前記
水を蒸気化してこの蒸気を前記伝熱管の上部から前記シ
ェル外に流出するとともに前記伝熱管と熱交換後のナト
リウムを前記シェルの下部から流出する構造の高速炉用
蒸気発生器において、前記ナトリウム流入管の下部にリ
ング状ヘッダーを接続し、このヘッダーの下面に １８
０°の範囲に、流れ方向に沿って口径を徐々に大きくす
るか、又は配列ピッチ間隔を徐々に狭くした複数のナト
リウム流出孔を形成してなることを特徴とする。
【０００９】
【作用】ナトリウム流出孔の口径をナトリウム流入管よ
りも遠ざけるにつれて大きくするか、又はナトリウム流
出孔の配列に粗密をつけてナトリウムの流量配分を均一
化する。すなわち、ナトリウム流入管から流入するナト
リウムはヘッダーのナトリウム流出孔を通して熱交換室
内を均一に流下するため、ナトリウムの流速分布が均一
になる。伝熱管部のナトリウムの流れが均一になること
によって、蒸気発生器の熱交換性能の確保、伝熱管の構
造健全性の確保が実現できる。
りも遠ざけるにつれて大きくするか、又はナトリウム流
出孔の配列に粗密をつけてナトリウムの流量配分を均一
化する。すなわち、ナトリウム流入管から流入するナト
リウムはヘッダーのナトリウム流出孔を通して熱交換室
内を均一に流下するため、ナトリウムの流速分布が均一
になる。伝熱管部のナトリウムの流れが均一になること
によって、蒸気発生器の熱交換性能の確保、伝熱管の構
造健全性の確保が実現できる。
【００１０】
【実施例】図１および図２を参照して本発明の一実施例
を説明する。図において、符号１は上下両端が鏡板で閉
塞されている円筒状のシェルを示しており、このシェル
１の上部側面には蒸気出口２が設けられ、下部側面には
給水入口３が設けられている。一方、シェル１内には軸
方向に離間して対をなす図示されていない上部管板と下
部管板とが気密に設けられており、両管板間に熱交換室
７を画成している。両管板は多数の蛇管状あるいはスパ
イラル状の伝熱管６を多数固定しており、上記伝熱管６
を介して給水入口３は蒸気出口２に連通される。
を説明する。図において、符号１は上下両端が鏡板で閉
塞されている円筒状のシェルを示しており、このシェル
１の上部側面には蒸気出口２が設けられ、下部側面には
給水入口３が設けられている。一方、シェル１内には軸
方向に離間して対をなす図示されていない上部管板と下
部管板とが気密に設けられており、両管板間に熱交換室
７を画成している。両管板は多数の蛇管状あるいはスパ
イラル状の伝熱管６を多数固定しており、上記伝熱管６
を介して給水入口３は蒸気出口２に連通される。
【００１１】一方、シェル１の上端部には原子炉容器で
加熱されたナトリウムを流入させるナトリウム流入管４
が２本連結され、下端部にはナトリウムを流出させるナ
トリウム流出管５が連結されている。また、２本のナト
リウム流入管４には、半円形状ヘッダー８が連結されて
いる。
加熱されたナトリウムを流入させるナトリウム流入管４
が２本連結され、下端部にはナトリウムを流出させるナ
トリウム流出管５が連結されている。また、２本のナト
リウム流入管４には、半円形状ヘッダー８が連結されて
いる。
【００１２】図２は図１の上部、特にヘッダー部周囲を
拡大して示したもので、図２における（ａ）はシェル１
とナトリウム流入管４およびヘッダー８の拡大図で、（
ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ矢視方向切断の横断面図、
（ｃ）は（ａ）におけるｃ−ｃ矢視方向切断の縦断面図
である。（ａ）および（ｂ）から明らかなように、２本
のナトリウム流入管４にはそれぞれ半円形状のヘッダー
８が連結し、これらのヘッダー８の組合わせによりリン
グを形成している。（ｃ）に示したように、ヘッダー８
の下面には １８０°の範囲に流れ方向に沿って口径を
徐々に大きくした多数の流出孔９が設けられ、これらの
流出孔９を通して下方の熱交換室７へナトリウムが流出
する。これらのナトリウム流出孔９は口径配列ピッチを
一定にし、口径を変えることにより、下方に流出するナ
トリウムの流速分布を均一にする。
拡大して示したもので、図２における（ａ）はシェル１
とナトリウム流入管４およびヘッダー８の拡大図で、（
ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ矢視方向切断の横断面図、
（ｃ）は（ａ）におけるｃ−ｃ矢視方向切断の縦断面図
である。（ａ）および（ｂ）から明らかなように、２本
のナトリウム流入管４にはそれぞれ半円形状のヘッダー
８が連結し、これらのヘッダー８の組合わせによりリン
グを形成している。（ｃ）に示したように、ヘッダー８
の下面には １８０°の範囲に流れ方向に沿って口径を
徐々に大きくした多数の流出孔９が設けられ、これらの
流出孔９を通して下方の熱交換室７へナトリウムが流出
する。これらのナトリウム流出孔９は口径配列ピッチを
一定にし、口径を変えることにより、下方に流出するナ
トリウムの流速分布を均一にする。
【００１３】又、ナトリウム流出孔９は配列ピッチ間隔
を徐々に狭く形成することができる。例えば、ヘッダー
８においてナトリウム流入管４から遠ざけるにしたがっ
て、ナトリウム流出孔９の口径を大きくすることにより
、均一な流速をもったナトリウムの流れを得ることがで
きる。ナトリウム流出孔９の口径を一定として、その配
列ピッチを変えることにより、同様の効果を得ることも
可能である。又、ナトリウム流出孔９の口径と配列ピッ
チの両方を変えることにより、同様の効果が得られる。
を徐々に狭く形成することができる。例えば、ヘッダー
８においてナトリウム流入管４から遠ざけるにしたがっ
て、ナトリウム流出孔９の口径を大きくすることにより
、均一な流速をもったナトリウムの流れを得ることがで
きる。ナトリウム流出孔９の口径を一定として、その配
列ピッチを変えることにより、同様の効果を得ることも
可能である。又、ナトリウム流出孔９の口径と配列ピッ
チの両方を変えることにより、同様の効果が得られる。
【００１４】なお、本発明の一実施例においてはヘッダ
ーはシェルと分離されているが、図３に示すように、リ
ング状のヘッダー８をシェル１の内側壁と一体構造をな
すようにしてもよい。
ーはシェルと分離されているが、図３に示すように、リ
ング状のヘッダー８をシェル１の内側壁と一体構造をな
すようにしてもよい。
【００１５】図３は本発明の他の実施例を示したもので
、（ａ）は蒸気発生器の上部のみを示し、（ｂ）は（ａ
）におけるｂ−ｂ矢視方向を切断した横断面図で、（ｃ
）は（ａ）におけるｃ−ｃ矢視方向を切断した縦断面図
である。（ａ）および（ｂ）から明らかなように、シェ
ル１内の上部側面に半円形のリング状ヘッダー１０が接
続され、このリング状ヘッダー１０の上面に２本のナト
リウム流入管４が接続されている。リング状ヘッダー１
０の下部には（ｃ）に示したように、多数の小口径状流
出孔９が形成されている。
、（ａ）は蒸気発生器の上部のみを示し、（ｂ）は（ａ
）におけるｂ−ｂ矢視方向を切断した横断面図で、（ｃ
）は（ａ）におけるｃ−ｃ矢視方向を切断した縦断面図
である。（ａ）および（ｂ）から明らかなように、シェ
ル１内の上部側面に半円形のリング状ヘッダー１０が接
続され、このリング状ヘッダー１０の上面に２本のナト
リウム流入管４が接続されている。リング状ヘッダー１
０の下部には（ｃ）に示したように、多数の小口径状流
出孔９が形成されている。
【００１６】この実施例によれば、リング状ヘッダー１
０がシェル１の内壁面に固定されているため、安定性が
優れ、均一な流れを得ることが容易である。
０がシェル１の内壁面に固定されているため、安定性が
優れ、均一な流れを得ることが容易である。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、ヘッダーをリング状に
形成し、そのヘッダーの下方に口径を変えた複数のナト
リウム流出孔を設けているため、流出孔から流出するナ
トリウムが伝熱管に達するときに均一な流速分布となっ
て伝熱管の熱交換性能が良好となり、熱応力および流体
振動に対して構造信頼性を向上させる等の優れた効果を
奏する。
形成し、そのヘッダーの下方に口径を変えた複数のナト
リウム流出孔を設けているため、流出孔から流出するナ
トリウムが伝熱管に達するときに均一な流速分布となっ
て伝熱管の熱交換性能が良好となり、熱応力および流体
振動に対して構造信頼性を向上させる等の優れた効果を
奏する。
【図１】本発明に係る高速炉用蒸気発生器の一実施例を
概略的に示す縦断面図。
概略的に示す縦断面図。
【図２】（ａ）は図１の上部を拡大して示す縦断面図、
（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ矢視方向を切断して示す
横断面図、（ｃ）は（ａ）におけるｃ−ｃ矢視方向を切
断し拡大して示す縦断面図。
（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ矢視方向を切断して示す
横断面図、（ｃ）は（ａ）におけるｃ−ｃ矢視方向を切
断し拡大して示す縦断面図。
【図３】（ａ）は本発明に係る高速炉用蒸気発生器の他
の実施例の要部を一部側面で示す縦断面図、（ｂ）は（
ａ）におけるｂ−ｂ矢視方向を切断して示す横断面図、
（ｃ）は（ａ）におけるｃ−ｃ矢視方向を切断して示す
縦断面図。
の実施例の要部を一部側面で示す縦断面図、（ｂ）は（
ａ）におけるｂ−ｂ矢視方向を切断して示す横断面図、
（ｃ）は（ａ）におけるｃ−ｃ矢視方向を切断して示す
縦断面図。
【図４】従来の高速炉用蒸気発生器を概略的に示す縦断
面図。
面図。
１…シェル、２…蒸気出口、３…給水入口、４…ナトリ
ウム流入管、５…ナトリウム流出管、６…伝熱管、７…
熱交換室、８…ヘッダー、９…ナトリウム流出孔、１０
…リング状ヘッダー。
ウム流入管、５…ナトリウム流出管、６…伝熱管、７…
熱交換室、８…ヘッダー、９…ナトリウム流出孔、１０
…リング状ヘッダー。
Claims (1)
- 【請求項１】 シェル内に複数本の伝熱管が設けられ
、この伝熱管内に下部から水を流入し、シェルの上部に
設けられたナトリウム流入管から流入する液体金属ナト
リウムとの熱交換によって前記水を蒸気化してこの蒸気
を前記伝熱管の上部から前記シェル外に流出するととも
に前記伝熱管と熱交換後のナトリウムを前記シェルの下
部から流出する構造の高速炉用蒸気発生器において、前
記ナトリウム流入管の下部にリング状ヘッダーを接続し
、このヘッダーの下面に １８０°の範囲に、流れ方向
に沿って口径を徐々に大きくするか、又は配列ピッチ間
隔を徐々に狭くした複数のナトリウム流出孔を形成して
なることを特徴とする高速炉用蒸気発生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13502391A JPH04359702A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 高速炉用蒸気発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13502391A JPH04359702A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 高速炉用蒸気発生器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04359702A true JPH04359702A (ja) | 1992-12-14 |
Family
ID=15142129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13502391A Pending JPH04359702A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 高速炉用蒸気発生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04359702A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11149940B2 (en) | 2010-09-03 | 2021-10-19 | Greg Naterer | Heat exchanger using non-pure water for steam generation |
-
1991
- 1991-06-06 JP JP13502391A patent/JPH04359702A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11149940B2 (en) | 2010-09-03 | 2021-10-19 | Greg Naterer | Heat exchanger using non-pure water for steam generation |
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