JPH0666993A - 原子炉プラントの２次冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】２次冷却装置の機器、配管および弁などを少な
くして、経済的でかつ信頼性の向上を図る。 【構成】蒸気発生器１、循環ポンプ２ａ，配管３、ダン
プタンク４および純化ユニット５から構成され、蒸気発
生器１の出口配管３ａはダンプタンク４の液体金属20中
に没入している。出口配管３ａの外周に蒸気発生器出口
ノズル９とダンプタンクのノズル10を連接する伸縮継手
８を備えている。循環ポンプ２ａはダンプタンク４内に
設置され、吸込み側配管はダンプタンク４の液体金属20
内に設けている。純化ユニット５はダンプタンク４内に
設置されている。蒸気発生器１の入口配管は下部の入口
ノズル12に接続され、蒸気発生器１内の入口上昇管13、
分配装置14に接続されている。蒸気発生器１には入口給
水管台15と出口蒸気管台16が設けられ、伝熱管11はこれ
らの管台15，16を連接している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば液体金属冷却型高
速増殖炉プラントに適用される２次冷却装置に係り、特
に蒸気発生器による原子炉プラントの２次冷却装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】液体金属冷却型高速増殖炉プラントでは
一般に、冷却材として液体ナトリウムが用いられる。こ
の液体ナトリウムは水と激しく反応するため、冷却装置
は放射性のナトリウムを内包する１次冷却装置と蒸気発
生器を含む２次冷却装置に分離されている。

【０００３】２次冷却装置は１次冷却装置とタービン系
の中間に設置されており、原子炉プラント全体をコンパ
クト化するためには、この２次冷却装置をできるだけコ
ンパクトにまとめる必要がある。

【０００４】図３により従来の原子炉プラントの２次冷
却装置の構成を説明する。図３において、図中符号１は
蒸気発生器、２は循環ポンプ、３ａは出口配管、３ｂは
吐出配管、３ｃは入口配管、４はダンプタンクをそれぞ
れ示している。

【０００５】蒸気発生器１の入口側は中間熱交換器19と
入口配管３ｃを介して接続され、蒸気発生器１の出口側
は出口配管３ａを介して循環ポンプ２の吸込み側配管に
接続している。蒸気発生器１内には伝熱管11が収納さ
れ、伝熱管11は発電用タービンと給水用給水ポンプに接
続される。

【０００６】ダンプタンク４にはサイクロンセパレータ
に接続する放出系配管６とラプチャディスク７が設置さ
れ、また純化ユニット５に接続する汲上げポンプ25が設
けられ、純化ユニット５の出口側は弁５ａを介して出口
配管３ａに接続している。

【０００７】蒸気発生器１とダンプタンク４との間には
ドレンライン21が弁21ａを介して接続し、またオーバー
フローライン22が弁22ａを介して接続し、さらにラプチ
ャディスク23を介して放出系配管24が接続している。

【０００８】このように２次冷却装置は蒸気発生器１、
循環ポンプ２、配管３（３ａ，３ｂ，３ｃ）から構成さ
れる主系統により中間熱交換器19から熱を輸送し、蒸気
発生器１において蒸気を発生し、補助ナトリウム設備と
して、ダンプタンク４、純化ユニット５、汲上げポンプ
25、ドレンライン21、オーバーフローライン22等を備え
ている。

【０００９】さらに、万一のナトリウム−水反応事故の
ために蒸気発生器とダンプタンク４を連通する放出系配
管24とラプチャディスク23、ならびにダンプランク４か
らサイクロンセパレータ（図示せず）への放出系配管６
とラプチャディスク７を具備している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の２次冷却装置は
上述したとおり構成されているため、各機器、配管、弁
等の物量および工事量はかなりのものになるとともに、
プラントにおける配置スペース、空調等の関連設備等の
ため、プラント全体を大きくする大きな要因となる課題
がある。また、構成する機器、配管等が多いことは２次
冷却装置の信頼性にも影響を与えているなどの課題があ
る。

【００１１】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、２次冷却装置を構成する機器、配管、弁等を
極力少なくし、経済的でかつ信頼性の高い原子炉プラン
トの２次冷却装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は中間熱交換器の
流出側配管を蒸気発生器の入口配管に接続し、この蒸気
発生器の出口配管を循環ポンプの吸込み側配管に接続
し、この循環ポンプの吐出側配管を前記中間熱交換器の
流入側配管に接続し、前記蒸気発生器のドレンラインを
ダンプタンクに接続してなる原子炉プラントの２次冷却
装置において、前記蒸気発生器の出口配管を前記ダンプ
タンク内の貯留液体金属中に投入するとともに該ダンプ
タンク内に電磁式循環ポンプを設け、この循環ポンプの
吐出側を前記中間熱交換器の流入側配管に接続してなる
ことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明に係る２次冷却装置は、中間熱交換器か
らの高温のナトリウムを蒸気発生器の下部から入口上昇
管、分配装置を経て蒸気発生器内を下方に流れ、伝熱管
で冷却され、蒸気発生器出口配管からダンプタンクに流
入する。

【００１４】ダンプタンク内のナトリウムは循環ポンプ
により昇圧され、中間熱交換器に送り込まれる。ダンプ
タンクの自由液面上ではカバーガスで覆われ、蒸気発生
器出口ノズルとダンプタンクのノズルを連接する伸縮継
手はこのカバーガスの圧力バウンダリの一部を構成する
とともに、蒸気発生器とダンプタンクの熱膨張差を吸収
している。

【００１５】２次冷却装置内のナトリウムの熱膨張はダ
ンプタンクの液面の変動で吸収され、また、ダンプタン
ク内に設置された純化ユニットはダンプタンク内のナト
リウムを純化することにより２次冷却装置全体のナトリ
ウムを純化する。

【００１６】蒸気発生器の万一のナトリウム−水反応事
故時には、反応生成物は出口配管からダンプタンク内に
流入し、ダンプタンクのラプチャディスクが破裂し、圧
力が開放される。

【００１７】

【実施例】本発明に係る原子炉プラントの２次冷却装置
の第１の実施例を図１を参照して説明する。本実施例の
２次冷却装置は、蒸気発生器１、ダンプタンク４、この
ダンプタンク４内に設置され入口ノズルを液体金属20中
に没入した電磁式循環ポンプ２ａ、これらの機器および
中間熱交換器19を連接する配管３ａ，３ｂ，３ｃならび
にダンプタンク４内に設置された純化ユニット５から構
成される。蒸気発生器１は据付け床26にサポート27によ
って支持され、ダンプタンク４はピット28内に設置され
る。

【００１８】出口配管３ａはダンプタンク４内の液体金
属20の液面の下方まで没入され、この出口配管３ａの外
周には蒸気発生器出口ノズル９とダンプタンクのノズル
10を連接する伸縮継手８が備えられている。ダンプタン
ク４にはラプチャディスク７を備えた放出系配管６が接
続されサイクロンセパレータ（図示せず）に連接されて
いる。

【００１９】蒸気発生器１の下部には入口ノズル12が設
けられ、蒸気発生器１内の入口上昇管13と接続され、分
配装置14に連接されている。蒸気発生器１内の伝熱管11
は蒸気発生器１の胴下部に設けられた給水入口管台15と
胴上部に設けられた蒸気出口管台16を連接し、また蒸気
発生器１の頂部にはカバーガス部17がある。

【００２０】次に、上記第１の実施例に係る２次冷却装
置の作用について説明する。中間熱交換器19からの高温
の液体金属例えばナトリウムは入口配管３ｃを経て、入
口ノズル12から蒸気発生器１内に流入し、入口上昇管13
を経て分配装置14から流出し、胴内を下方に流れ伝熱管
11で水側と熱交換して冷却され、出口配管３ａを経てダ
ンプタンク４内に流入する。

【００２１】ダンプタンク４内に流入したナトリウムは
循環ポンプ２ａにより昇圧され、吐出配管３ｂを介して
中間熱交換器19に送り込まれる。伸縮継手８はダンプタ
ンク４のカバーガス部18の圧力バウンダリの一部を構成
するとともに、蒸気発生器１とダンプタンク４の間の熱
膨張を吸収する。

【００２２】２次冷却装置内のナトリウムの熱膨張はダ
ンプタンク４の自由液面の変動により吸収され、また、
蒸気発生器１頂部のカバーガス部17は封じ込められてお
り、ダンプタンクのカバーガス部18とはナトリウムの液
頭差と圧損差の分だけ異なる圧力となっている。

【００２３】ダンプタンク４内に設置された純化ユニッ
ト５はダンプタンク４内のナトリウムを純化することに
より、２次冷却装置内全体のナトリウムを純化すること
ができる。

【００２４】蒸気発生器１で万一ナトリウム−水反応が
生じた場合には、蒸気発生器内の圧力が上昇し、ナトリ
ウムと反応生成物は出口配管３ａから自動的にダンプタ
ンク４内に放出される。ダンプタンク４内に放出された
反応生成物のうち水素ガスは一部のナトリウムミストと
ともに放出系配管６とラプチャディスク７を介してサイ
クロンセパレータに流入し大気へ放出される。

【００２５】本実施例によれば、液体金属配管は蒸気発
生器据付け床26から下方に設置し、水蒸気系配管と完全
に物理的に分離できる。そのため、水蒸気系配管の破断
時のパイプホイップ対策および液体金属配管の破損対策
が容易に範囲を限定して行うことが可能となり、経済性
と信頼性の向上を図ることができる。

【００２６】次に図２により本発明の第２の実施例を説
明する。なお、図２中図１と同一部分には同一符号を付
して重複する部分の説明は省略する。この第２の実施例
が第１の実施例と異なる点は中間熱交換器19からの入口
配管３ｃを蒸気発生器１の頂部を貫通して接続し、循環
ポンプ２ａの吐出配管３ｂを立ち上げて中間熱交換器19
に接続したことにある。その他の部分は第１の実施例と
同様である。

【００２７】本実施例によれば平面的な配管スペースを
少なくすることができる他は第１の実施例とほぼ同様な
作用効果を奏する。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、従来の２次冷却装置と
比較して、ダンプタンク内に循環ポンプ、純化ユニット
を配備しているため、従来独立に設置していた機器の数
が減り、また蒸気発生器の放出系配管、ドレンライン、
オーバーフローライン、汲上げポンプ等が不要となり、
２次冷却装置全体が簡素になるコンパクトになるととも
に系統の信頼性が向上する。

【００２９】また、万一のナトリウム−水反応時にもダ
ンプタンクへの圧力開放はラプチャディスクを介さずに
直接、自動的に行われるため、２次冷却装置内の圧力上
昇および中間熱交換器への圧力波伝播を低減させること
が可能となり、ナトリウム−水反応事故時の構造上の信
頼性が大きく向上する。

【００３０】さらに、配管が最小限のものとなるため、
現地での工事量が減り、大幅な工程短縮を可能にし、ま
た２次冷却装置の平面的な配置スペースを少なくするこ
とができるとともに、蒸気発生器をダンプタンクの直上
部に配置できる。

【００３１】よって、蒸気発生器室の高さ削減も可能と
なり、プラント全体の建物のコンパクト化および空調等
の関連設備のコンパクト化に多大なメリットがある等、
高速増殖炉プラント全体の信頼性向上、経済性向上に著
しい効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る原子炉２次冷却装置の第１の実施
例を示す全体構成図。

【図２】本発明に係る原子炉２次冷却装置の第２の実施
例を示す全体構成図。

【図３】従来の原子炉２次冷却装置を示す全体構成図。

【符号の説明】

１…蒸気発生器、２，２ａ…循環ポンプ、３ａ，３ｂ，
３ｃ…配管、４…ダンプタンク、５…純化ユニット、６
…放出系配管、７…ラプチャディスク、８…伸縮継手、
９…蒸気発生器出口ノズル、10…ダンプタンクのノズ
ル、11…伝熱管、12…入口ノズル、13…入口上昇管、14
…分配装置、15…入口給水管台、16…出口蒸気管台、17
…蒸気発生器頂部のカバーガス部、18…ダンプタンクカ
バーガス部、19…中間熱交換器、20…液体金属、21…ド
レンライン、22…オーバーフローライン、23…ラプチャ
ディスク、24…放出系配管、25…汲上げポンプ、26…据
付け床、27…サポート、28…ピット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中間熱交換器の流出側配管を蒸気発生器
   の入口配管に接続し、この蒸気発生器の出口配管を循環
   ポンプの吸込み側配管に接続し、この循環ポンプの吐出
   側配管を前記中間熱交換器の流入側配管に接続し、前記
   蒸気発生器のドレンラインをダンプタンクに接続してな
   る原子炉プラントの２次冷却装置において、前記蒸気発
   生器の出口配管を前記ダンプタンク内の貯留液体金属中
   に投入するとともに該ダンプタンク内に電磁式循環ポン
   プを設け、この循環ポンプの吐出側を前記中間熱交換器
   の流入側配管に接続してなることを特徴とする原子炉プ
   ラントの２次冷却装置。