JPH0480501A - 液体金属冷却型原子炉の蒸気発生装置 - 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】 Ｃ発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は液体金属冷却型原子炉の蒸気発生装置に関する
。

（従来の技術） 従来の液体金属冷却型高速増殖炉の冷却装置について第
３図を参照しながら説明する。すなわち、第３図におい
て符号１は高速増殖炉の原子炉容器を示しており、この
原子炉容器１内には炉心２、液体金属ナトリウム冷却材
（以下、液体と記す）３、−法主循環ポンプ４および中
間熱交換器５が収容されている。−次冷却系は前記液体
３、−法主循環ポンプ４および中間熱交換器５から構成
される。原子炉の二次冷却系は、中間熱交換器５と、原
子炉容器１の外部に設けられた蒸気発生器６と、この両
者の機器を接続するために原子炉建屋壁７を貫通して配
設したホットレグ配管８およびコールドレグ配管９から
構成される。

蒸気発生器６の本体胴１０の上部には液体の入口配管１
１が設けられ、一方、上記本体胴１０の下部に開口を有
する金属の上昇管１２が本体胴１０の中心軸に沿って配
設され、この上昇管１２の上端に液体の出口配管１３が
接続されている。また、上昇管１２の上部周囲で液体の
液面上の空間部１４には電磁ポンプ１５が配設されてい
る。

第４図は、従来の原子炉二次冷却系に設けられた蒸気発
生器６の詳細構造を左半分側面で示す縦断面図である。

すなわち、蒸気発生器６は本体胴１０が架台１６に支持
スカート１８を介して支持されている。また、本体胴１
０内の中央部には前記上昇管１２を配置し、この上昇管
１２の外側に伝熱管シュラウド１９を配置し、さらにそ
の外側の環状空間に多数の伝熱管２０を配設している。

一方、本体胴１０の下部には給水ポンプから送給された
給水が流入する水入口配管２２と、ヘッダ２３と、分配
管２４と水室２５とで給水の入口部分が第５図に示すよ
うに構成される。また、本体胴１０の上部には出口蒸気
室２６と、出口蒸気分流管２７と、出口蒸気ヘッダ２８
と、出口蒸気配管２９とで蒸気の出口部分が構成されて
いる。

第５図は第４図における蒸気発生器６の上面図である。

すなわち、入口配管１１は２系列に分岐されて本体胴１
０の上部に設けられ、一方、出口配管１３は本体胴１０
の頂部中央から導出されている。

第６図は第４図における蒸気発生器６の頂部内を示した
縦断面図で、上昇管１２の上部の拡径部内周に電磁ポン
プ１５が設けられている。この電磁ポンプ１５は内部ダ
クト３５と内側鉄心３０と外側鉄心３１との間に環状に
形成された環状流路３２の内側と外側に内側の電磁コイ
ル群３３および外側の電磁コイル群３４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
により磁場を発生させ、液体を循環させる。

電磁ポンプ１５を内蔵した上昇管１２は、出口配管１３
に接続され、さらに出口配管１３はコールドレグ配管９
に接続されている。

上記のように構成された冷却装置は、以下のように作用
する。

炉心２で発生した熱を冷却する一次冷却材３を一次主循
環ポンプ４によって循環させることにより中間熱交換器
５を介して二次冷却系に熱が伝達される。一方、蒸気発
生器６に内蔵された電磁ポンプ１５により二次冷却材の
液体が循環され、中間熱交換器５で吸熱した高温の液体
金属がホットレグ配管８を通り、入口配管１１を経て、
蒸気発生器６に流入する。

そして、高温の液体は伝熱管２０の外側を流下しながら
給水を蒸気にすべく熱を与え、自らは降温して低温の液
体となる。この低温の液体は、蒸気発生器６内の下部に
おいて開口して接続された上昇管１２内を上昇し、さら
に電磁ポンプ１５で吐出圧を付与された後に、出口配管
１３およびコールドレグ配管９を経て中間熱交換器５に
還流される。

一方、水・蒸気側においては、図示しない給水ポンプか
ら送り込まれた給水が、水入口配管２２からヘッダ２３
に流入後１分配管２４で流量分配された後、複数に分流
されて水室２５に至る。この水室２５から伝熱管２０の
内部に分配送入された給水は、伝熱管２０内を上昇しな
がら液体と熱交換されて温度上昇し蒸気となった後、出
口蒸気室２６に至る。そして、出口蒸気分流管２７を通
過して出口蒸気ヘッダ２８で合流した後、出口蒸気配管
２９から流出し、図示しない蒸気タービンに送られる。

（発明が解決しようとする課題） 前記、従来の冷却装置によれば、次のような課題があっ
た。

まず、蒸気発生器６内の電磁ポンプ１５が故障した場合
、交換または修理のために電磁ポンプ１５を引抜く時、
出口配管１３を切断して引抜かねばならず、作業性に問
題があった。さらには、伝熱管２０の大規模破断時の発
生圧力及び流体力から、電磁ポンプ１５の本体及び支持
部の構造健全性並びに据付フランジ部の構造バウンダリ
ーを確保しなければならず安全性の向上が要望されてい
た。

本発明は、上記の課題を解決するために発案されたもの
であり、電磁ポンプの引抜きを出口配管の切断なしで可
能とすると共に、上記構造の健性性を確保することが可
能となる液体金属冷却型原子炉の蒸気発生装置を提供す
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） 本発明に係る液体金属原子炉の蒸気発生装置は、蒸気発
生器上部の電磁ポンプ据付フランジを上方に延長し、据
付フランジ下部の電磁ポンプ支持用ケーシング側面に出
口配管を結合し、前記据付フランジにより吊下げられた
電磁ポンプを上昇管の中央部に移設するとともに、電磁
ポンプより吐出された液体金属を内包する吊下げケーシ
ング側面の前記蒸気発生器出口配管結合部の対向する位
置に液体金属吐出口を設け、前記電磁ポンプを構成する
内部ダクトの両端に破壊板を設けて成ることを特徴とす
る。

（作　用） 本発明においては、電磁ポンプより吐出される液体金属
は、電磁ポンプを吊り下げている吊下げケーシングに入
った後、吊下げケーシング側面に設けた吐出口より吐出
され、蒸気発生器中央上部の電磁ポンプ支持用ケーシン
グに接続された液体金属出口配管より呂ていく。

また、電磁ポンプ吊下げケーシングと電磁ポンプ支持用
ケーシングの隙間に漏れた液体金属は、その隙間を下降
し、電磁ポンプ吸込口へもどる。

従って、液体金属出口配管と電磁ポンプは直接、結合す
る部分をもたず、電磁ポンプ引抜時に配管の切断なしで
、引抜くことができる。

次に、電磁ポンプの内部ダクトの両端に設置された破壊
板は、伝熱管の大規模破断時に発生する圧力により破断
され、この破壊板の開口部を介し、電磁ポンプの前後部
の圧力差を無くすことができ、電磁ポンプ本体及びサポ
ート部並びに電磁ポンプ吊下げケーシングと取合い、こ
れを支持している据付フランジにかかる荷重を低減する
ことができる。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明にかかる蒸気発生器を示し、第２図に
その電磁ポンプ部を拡大した図を示す。

第１図および第２図において、第３図から第６図の従来
例と同一部分には、同一符号を付して重複する部分の構
成の説明を省略する。

第１図において、電磁ポンプ１５は、電磁ポンプ支持用
ケーシング５０から、電磁ポンプ吊下げケーシング５１
により支持されて上昇管１２内に設置されている。

また、出口配管１３は、支持用ケーシング５０に溶接さ
れ電磁ポンプ吊下げケーシング５１とは取合がない。

電磁ポンプ出口には、出口配管１３と支持用ケーシング
５０との取合位置で引廻された案内管５２が設けられて
いる。

尚、上昇管１２は、上昇管内側と外側の液体金属の熱交
換を防ぐため二重管となっており内部は例えばアルゴン
ガス等のガス空間４０となっている。

第２図は、電磁ポンプの詳細構造を示す断面図であり、
電磁ポンプ１５の出口には、吐出口５３が電磁ポンプ吊
下げケーシング５１の側面に設けられている。出口配管
１３と電磁ポンプ支持用ケーシング５０は接続されてお
り、吊下げケーシング側の吐出口５３と対向する位置に
設けられている。

また、電磁ポンプ１５の内部ダクト３５の両端には破壊
板３６が設けられており、上昇管１２の上部と蓋５５の
間には充填材４１が設けられている。

さらに、蓋５５は吊下げフランジ５６に図示していない
ボルトにより固定される。

次に上記実施例の作用について説明する。

電磁ポンプ吊下げケーシング内は、液体金属で満たされ
ている。出口配管１３と電磁ポンプ吊下げケーシング５
１を溶接してないために電磁ポンプ支持用ケーシングと
の隙間に洩れた液体金属は、下降して電磁ポンプ１５の
吸込側にもどり電磁ポンプにより再び吐出される。

尚、電磁ポンプ支持用ケーシング５０と吊下げフランジ
５６との結合部及び蓋５５と吊下げフランジ５６との結
合部は、液体金属をシールするため、通常の液体金属用
弁等で使用される。オメガシール等により結合される。

以上の構成により、電磁ポンプ１５は出口配管１３と直
接結合することなく、液体金属を蒸気発生器外に送り出
すことができ、電磁ポンプ１５は、吊下げフランジのオ
メガシール等を取外すだけで、出口配管の切断なしで引
抜くことが可能となる。

また、電磁ポンプ支持用ケーシングと電磁ポンプ吊下げ
ケーシングとの間を液体金属が流下することにより、電
磁ポンプからの発熱を回収し電磁ポンプを冷却すること
ができる。

次に内部ダクト３５の両端に設けられた破壊板３６は、
入口側に反転式、吐出側に引張式の破壊板が使用され、
所定の設定差圧（例えば約３　ｋｇ／ｄ程度）以上の圧
力が生じた場合、破断するようになっている。

伝熱管２０の大規模破断により生じた圧力は、伝熱管束
部、上昇管１２を経て、電磁ポンプ１５に至るここで電
磁ポンプ１５の環状流路３２は狭あいであるため、流路
抵抗が大きく、この流路の前後で圧力差は増大され、電
磁ポンプを支持しているサポート部３７及び吊下げフラ
ンジ５６の支持部に過大な荷重が作用し、電磁ポンプ１
５の本体及び支持部の構造健全性並びに吊下げフランジ
５６の支持部のバウンダリーの破損を招く心配がある。

しかしながら、このような事故時においても、破壊板３
６の破断により、電磁ポンプ１５の両端に大きな開口部
が形成され、圧力をスムーズに下流側に開放し、電磁ポ
ンプ１５前後での圧力差をなくし、前記破損を防止する
ことが可能となる。

本実施例は原子炉二次冷却系に設けられた蒸気発生器の
例を示したが、原子炉−次冷却系に設けた場合にも同様
に実施可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、故障時等に配管の切断なしで電磁ポン
プを引抜くことが可能となり、補修性の向上に寄与する
とともに、伝熱管の大規模破断時の発生圧力による電磁
ポンプ本体及び構造バウンダリーの破損を防止すること
が可能となる。液体金属冷却型原子炉の蒸気発生装置を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る液体金属冷却型原子
炉の蒸気発生装置の縦断面図、第２図は第１図の要部拡
大図、第３図は液体金属原子炉の冷却装置に使用される
蒸気発生器との接続関係を示す系統図、第４図は液体金
属原子炉の蒸気発生装置の従来例を示す生新面図、第５
図は第４図の上面図、第６図は第４図の要部拡大断面図
である。 ６・・・蒸気発生器　　　　１１・・・入口配管１２・
・・上昇管　　　　　　１３・・・出口配管１５・・・
電磁ポンプ ３２・・・環状流路　　　　　３６・・・破壊板５０・
・・電磁ポンプ支持用ケーシング５１・・・電磁ポンプ
吊下げケーシング５３・・・吐出口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蒸気発生器の本体胴に液体金属入口管を設け、前記蒸気
   発生器のほぼ中央部に液体金属出口上昇管を設け、この
   液体金属出口上昇管の内部に電磁ポンプを配設し、前記
   蒸気発生器の本体胴中央上部に液体金属吐出口を配設し
   、前記電磁ポンプを構成する内部ダクトに破壊板を有し
   てなることを特徴とする液体金属冷却型原子炉の蒸気発
   生装置。