JPH0610521B2 - ナトリウム・水形式の中央主体を有する蒸気発生器 - Google Patents

ナトリウム・水形式の中央主体を有する蒸気発生器

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JPH0610521B2
JPH0610521B2 JP60095334A JP9533485A JPH0610521B2 JP H0610521 B2 JPH0610521 B2 JP H0610521B2 JP 60095334 A JP60095334 A JP 60095334A JP 9533485 A JP9533485 A JP 9533485A JP H0610521 B2 JPH0610521 B2 JP H0610521B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/06Methods 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
    • F22B1/063Methods 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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Description

【発明の詳細な説明】 発明の利用分野: 本発明は、特に原子力発電所に用いられるナトリウム・
水形式の蒸気発生器の改良に関するものである。
従来の技術: 発電所において、ボイラーは、閉じたループにおける回
路の流体へ熱を供給し、この加熱された流体は、蒸気発
生器において流れ、その熱を水にわたし、この水は、蒸
気に転換され、この蒸気は、原子力発電所のタービンへ
送られる。
或る原子力発電所、特に高速中性子形式のものは、蒸気
発生器へボイラーから熱を送るための流体、液体ナトリ
ウム(sodium)として使用する。この場合、蒸気
発生器は、熱交換器よりなり、その第一次回路は液体ナ
トリウムを包囲し、その第二次回路は、蒸気へ転換され
た水を包囲している。
これらの蒸気発生器は、垂直軸線を有する円筒形殻より
なり、冠形の端壁によって閉じられ、ここに、管束が配
置されている。この管束は、これがらせん状に巻いた管
によって形成されているときには、上記殻の内容積の断
面の一部のみを占め、上記殻の高さの一部にのみ延びて
いる。上記束の上方に形成された区域において、少なく
とも一つの加熱された液体ナトリウム供給管が開口し、
蒸気発生器の下方部において、冷却液体ナトリウムの出
口管が設けられている。
上記液体ナトリウムは、蒸気発生器の殻における入口と
出口との間に流れ、上記管束の管の外面に接触し、上記
束において熱によって蒸気に転換された水を流す。
上記殻の内部容積の中央部は、蒸気発生器の下方部か
ら、液体ナトリウムが到着する上方部へ、蒸気発生器の
殻と同軸で上方部に閉じられた円筒形中央主体によって
占められている。管束は、中央主体の高さの全体にわた
って中央主体の囲りの殻の内部容積の円周部分を占め、
ただし、下方部は除き、そのところの開口において、液
体ナトリウムの出口をつくり、その以前に、上記束の管
の出口のループの区域における流れにおいて妨害を生じ
ることなく上記束を通って通過している。
蒸気発生器におけるナトリウムの供給および流量は、蒸
気発生器の殻におけるナトリウムの上方レベルが、上記
殻の上方部におけるナトリウムの入口の少し上方に置か
れるように、調整される。蒸気発生器の上端壁とナトリ
ウムの上方レベルとの間の空間は、アルゴンなどの中性
気体で満たされている。
このような蒸気発生器において、用心すべきことは、第
二次回路の水と第一次の回路の液体ナトリウムとの間の
接触を避けるようにしなければならないことである。事
実、知られていることは、高温度の水とナトリウムとの
混合物が、気体の発出と非常にはげしい化学反応を生
じ、液体ナトリウムにおける圧力のゆきわたる突然の増
加を生じる。これらの突然の反応は、蒸気発生器内側の
爆発に似ていて、或る成分の部分的悪化をもたらすこと
があり、また、第二次回路の管路における圧力波の伝達
によって、第二次回路におかれた設備または循環ポンプ
または中間交換器を損傷することがある。したがって、
液体ナトリウムの自由レベルに向って圧力波の伝達を助
長することが必要であり、その場合、上記の波は、弱め
られる。
現時まで、ナトリウム水の反応の場合に、上方に運行す
る圧力波は、ナトリウムの上方自由面に、かなりの弱ま
り、すなわち吸収を受け、一方、下方へ運行するもの
は、このような自由面に、出会わない。
発明の目的: 本発明の目的は、上記の種々の欠点を克服するととも
に、管の出口ループの区域において、渦流を起すことな
く、管束を通って移動する液体ナトリウムの出口をつく
ることである。
本発明によれば、上記の目的を達成するために、特に原
子力発電所のためのナトリウム・水形式の蒸気発生器で
あって、 垂直軸線を有し、液体ナトリウムで満たされ、上端およ
び下端において2つの冠形の端壁によって閉じられた円
筒形殻を含み、上記下端の冠形の端壁は、ナトリウム出
口パイプを形成しているほぼ円錐形の延長部を備えてお
り、 上記円筒形殻の内部にかつこれと同軸に配置された上方
部が開口した中空中央主体と、 上記中央主体と上記円筒形殻との間の環状空間において
延びかつ水の循環のための管束よりなる第2次回路と、
を更に含み、上方部および中間部において液体ナトリウ
ムで満たされた上記中央主体が、その下方部に、ナトリ
ウム・水の反応が起こった場合に圧力波の反射および減
少のために気−液分離面を形成しかつ小量の気体を含む
ポケットを構成するように下に不活性気体が注入される
冠形の端壁と、上記管束を通って移動される液体ナトリ
ウムのための上記出口パイプ中に環状隙間をもって延び
ている截頭円錐形部分を備えた端要素へ上記中央主体の
下端を連結するスパイダー要素と、を含むことを特徴と
する蒸気発生器が提供される。
実施例: 添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を、限定の
ためでない例によって以下に説明する。
蒸気発生器は、その直径に対し大きな長さの円筒形殻1
よりなり、これは垂直に配置され、上記殻は、第一次回
路を構成する循環液体ナトリウムで満たされている。こ
の殻1は、その上端および下端において、それぞれ、2
つの冠上の端壁2,3によって閉じられている。
下端壁3は、ナトリウム出口管3を形成する少し円錐形
の延長部4を備えている。蒸気発生器へ供給された液体
ナトリウムは、殻1の半径方向に延びているオリフィス
6を通って入口室に導入され、次いで、殻内側に下向き
に流れ、蒸気発生器の下方部に置かれた出口区域に達
し、そのところから管5を通って排出される。
殻1内側に固定された中空円筒主体10は、殻と同軸で
ある。蒸気発生器は、中央主体10と殻1との間の環状
空間において、らせん状に巻かれた管束7によって形成
された第二次回路よりなる。このらせん状束は、膨張ル
ープ8に達し、各管9は、外方の殻を通って半径方向に
通っている。水は、管9の下方部を通って導入され、蒸
気の形で上方部から出る。
第2および第3図を、さらに詳しく参照すると、8本の
半径方向に延びるフイン12によって形成されたスパイ
ダー要素11が図示され、これは、小さい中央管13を
含み、この管は、上方フランジ14によって中央主体1
0の下方部に溶接されている。このスパイダー要素11
はまた、下方フランジ15を有し、これには端要素16
が溶接され、この要素は、大きな隙間をもって円錐管5
中に延びている截頭円錐形部分17に達している。この
隙間は、約10%のナトリウムの中央流れを、殻1と円
筒形主体の端との間につくり、膨張ループ8を掃除する
し、有害な流れないナトリウムを除く。したがって、フ
イン12は、8個のセクター18を形成し、これは、ル
ープの出発点の区域と、らせん形の束7の端の区域にお
いて、中央主体10の周りの蒸気発生器の円周空間と開
口19を介して連通している。例えば鋳物場で作られた
スパイダー要素11は、また、各フイン12の中央にお
いて、外方殻に対し中央主体10を中心決めするように
なっているアーム20を含み、例えば地震のとき起こる
半径方向の応力の場合に上記主体を所定位置に維持す
る。したがって、フインと同様の多くのアームがある。
小さい中央管13によって維持されたレベルプローブ2
1は、円筒形主体10の軸線に支持されている。
スパイダー要素11の上方フランジ14の少し上におい
て、円筒形主体10は、冠形の端壁23によって閉じら
れ、不活性気体、例えばアルゴンの小量を含むポケット
24を構成し、かつ気−液分離面25を形成し、上記の
冠形の端壁の上の円筒形主体の上方部は、液体ナトリウ
ムで満たされている。冠形の端壁23の中央部は、それ
を通って延びているレベルプローブ21を有する。小さ
い導管26は、ポケット24に、必要な量の気体を供給
し、管27は、ナトリウムの自由上方レベル30と分離
面25との間に延びている。この管27は、ナトリウム
の一定レベルを、気体充満ポケット24に維持するよう
にでき、余分なものを蒸気発生器の上方自由レベル30
へ逃がす。冠形の端壁23は、また、中央主体から液体
ナトリウムを排出させるための管22を有し、この管2
2は、特に、蒸気発生器に洩れが生じた場合に、中央主
体10から液体ナトリウムを急速に排出させるのに役立
つ。
蒸気発生器が作動する以前に、その殻1は、レベル30
まで液体ナトリウムで満たされる。アルゴンは、小さい
導管26を通ってポケット24の内部に供給される。ポ
ケット24におけるナトリウムのレベルは、管27のレ
ベルに樹立される。
もしも、今説明した蒸気発生器に洩れが生じると、水を
送る管束において、はげしいナトリウム水反応に続く圧
力波が、自由ナトリウムアルゴンレベルに非常に早く遭
遇し、その結果、圧力波は蒸気発生器の内部で著しく減
衰される、即ち、吸収される。事実、上向きに進む圧力
波は、上方自由レベル30に出会って、ここで著しく減
衰される。同じことが、下向きに進む圧力波についても
言える。なぜならば、下向きに進む圧力波は気液分離面
25に非常に速く出会い、ここで気体ポケット24の弾
性により、同様に減衰即ち吸収されるからである。その
結果、この圧力波は、この回路に配置された他の装置す
なわち循環ポンプおよびすべての中間交換器に向ってナ
トリウム出口管路を通って大きな比率で伝達しない。
本発明による装置の主な利点が、圧力波の方向すなわち
伝達に関係なく、圧力波が生じたとき圧力波の急速な減
衰すなわち吸収をさせることは、判るであろう。この結
果は、蒸気発生器の底における自由レベルを生じる装置
の単純な設計によって得られる。
本発明の範囲は、今まで説明した実施例に限定されな
い。なぜならば、すべての変形が特許請求の範囲に規定
された範囲から離脱することなく、詳細に説明されてい
るからである。例えば、本発明の特殊な配置は、第二次
回路の管が、らせん状以外に配置されている蒸気発生器
に応用できるからである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、垂直対称面における蒸気発生器の断面図であ
り、 第2図は、蒸気発生器の下方部の拡大断面図であり、 第3図は、第2のA−A線の断面図である。 1……円筒形殻、2,3……冠状の端壁、7……管束、
10……中央主体、11……スパイダー要素、16……
端要素、17……截頭円錐形部分、23……冠形の端
壁、24……ポケット。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】特に原子力発電所のためのナトリウム・水
    形式の蒸気発生器であって、 垂直軸線を有し、液体ナトリウムで満たされ、上端およ
    び下端において2つの冠形の端壁によって閉じられた円
    筒形殻を含み、上記下端の冠形の端壁は、ナトリウム出
    口パイプを形成しているほぼ円錐形の延長部を備えてお
    り、 上記円筒形殻の内部にかつこれと同軸に配置された上方
    部が開口した中空中央主体と、 上記中央主体と上記円筒形殻との間の環状空間において
    延びかつ水の循環のための管束よりなる第2次回路と、
    を更に含み、上方部および中間部において液体ナトリウ
    ムで満たされた上記中央主体が、その下方部に、ナトリ
    ウム・水の反応が起こった場合に圧力波の反射および減
    少のために気−液分離面を形成しかつ小量の気体を含む
    ポケットを構成するように下に不活性気体が注入される
    冠形の端壁と、上記管束を通って移動される液体ナトリ
    ウムのための上記出口パイプ中に環状隙間をもって延び
    ている截頭円錐形部分を備えた端要素へ上記中央主体の
    下端を連結するスパイダー要素と、を含むことを特徴と
    する蒸気発生器。
  2. 【請求項2】小量の気体を含む上記ポケットは、小さい
    気体供給導管と、過剰に気体を放出しかつ気体−ナトリ
    ウムのレベルを一定に維持するために蒸気発生器の上方
    部に上記ポケットを連結する垂直管とを含むことを特徴
    とする特許請求の範囲第(1)項記載の蒸気発生器。
  3. 【請求項3】上記スパイダー要素は、鋳物場で作られ、
    レベルプローブを維持するための小さい中央管を支持す
    る半径方向に延びるフインによって形成され、かつ上記
    中央主体および上記端要素にそれぞれ溶接された上方フ
    ランジおよび下方フランジを含むことを特徴とする特許
    請求の範囲第(1)項記載の蒸気発生器。
  4. 【請求項4】上記の半径方向に延びるフインは、上記ス
    パイダー要素の扇形を形成し、このスパイダー要素の扇
    形の各々は、上記中央主体と上記殻との間の環状空間と
    開口を介して連通していることを特徴とする特許請求の
    範囲第(3)項記載の蒸気発生器。
  5. 【請求項5】上記の半径方向に延びるフインの各々は、
    上記殻に対する上記中央主体の中心決めおよび半径方向
    の維持のために上記殻に対するアームによって、上記フ
    インの高さの一部において延びていることを特徴とする
    特許請求の範囲第(4)項記載の蒸気発生器。
JP60095334A 1984-05-04 1985-05-02 ナトリウム・水形式の中央主体を有する蒸気発生器 Expired - Lifetime JPH0610521B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8406942 1984-05-04
FR8406942A FR2563895B1 (fr) 1984-05-04 1984-05-04 Perfectionnement aux generateurs de vapeur a corps central du type sodium-eau

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6136601A JPS6136601A (ja) 1986-02-21
JPH0610521B2 true JPH0610521B2 (ja) 1994-02-09

Family

ID=9303699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60095334A Expired - Lifetime JPH0610521B2 (ja) 1984-05-04 1985-05-02 ナトリウム・水形式の中央主体を有する蒸気発生器

Country Status (5)

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US (1) US4624217A (ja)
EP (1) EP0167417B1 (ja)
JP (1) JPH0610521B2 (ja)
DE (1) DE3561485D1 (ja)
FR (1) FR2563895B1 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
EP0167417A1 (fr) 1986-01-08
US4624217A (en) 1986-11-25
FR2563895B1 (fr) 1986-10-31
DE3561485D1 (en) 1988-02-25
EP0167417B1 (fr) 1988-01-20
JPS6136601A (ja) 1986-02-21
FR2563895A1 (fr) 1985-11-08

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