JPH08129097A

JPH08129097A - 蒸気発生器

Info

Publication number: JPH08129097A
Application number: JP6267530A
Authority: JP
Inventors: Takenori Nakamura; 村武則中; Akihiro Ooto; 音明洋大; Kensho Hirata; 田憲昭平
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】液体金属の流量配分構造を簡略化して全体と
してコンパクトな蒸気発生器を提供する。【構成】上鏡板３と下鏡板４とによって閉塞された円
筒胴２の内側にシュラウド５を設け、シュラウド５の内
側に内筒６を設け、内筒６の上端に電磁ポンプ７を設
け、シュラウド５と内筒６の間の環状領域に、上下端が
蒸気管台１０と給水管台１１に接続された多数のヘリカ
ルコイル状の伝熱管８からなる伝熱管束９を設け、伝熱
管束９の上方の液体金属流入部１２に液体金属を流入さ
せ、この液体金属を伝熱管束９を有する環状領域、内筒
６の内部、電磁ポンプ７に流通させて蒸気を発生させる
ようにした蒸気発生器２０において、液体金属流入部１
２に液体金属流入管２１を導入し、液体金属流入管２１
の下端を円筒胴内方に設けた環状母管２２に接続し、環
状母管２２の上側壁体に多数の流出孔２３を設け、流出
孔２３の上方に環状の邪魔板２４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体金属冷却型高速増殖
炉に用いられる電磁ポンプ内蔵の蒸気発生器に係り、特
に、簡単な液体金属の流量配分構造を有する蒸気発生器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、高速増殖炉の炉心の熱によっ
て高温に温められた液体金属ナトリウム等の液体金属と
ヘリカルコイル状の伝熱管束内の水とを熱交換させ、こ
れによって蒸気を発生させる高速増殖炉の蒸気発生器が
知られている。この従来の蒸気発生器について、図９を
用いて以下に説明する。

【０００３】図９は従来の蒸気発生器の構造を示してお
り、図９（ａ）は蒸気発生器の縦断面、図９（ｂ）は図
９（ａ）の矢印Ａの方向に視た蒸気発生器の平面をそれ
ぞれ示している。

【０００４】図９において、蒸気発生器１は、縦型円筒
胴２と、その上下端を閉塞するように設けられた上鏡板
３と下鏡板４とからなる容器を有している。

【０００５】円筒胴２の内面は、外壁を高温から保護す
るためのシュラウド５によってほぼ全面覆われている。
このシュラウド５の内側の円筒胴２の中心部分には、円
筒胴２と二重管構造をなす内筒６が設けられている。内
筒６の上端には、液体金属吐出用の電磁ポンプ７が設け
られている。内筒６とシュラウド５の間の環状領域に
は、多数のヘリカルコイル状の伝熱管８からなる伝熱管
束９が設けられている。各伝熱管８の上下端は、円筒胴
２の上部に設けられた蒸気管台１０と、円筒胴２の下部
に設けられた給水管台１１にそれぞれ接続されている。

【０００６】伝熱管束９の上方の円筒胴２と上鏡板３と
電磁ポンプ７の外周面とによって囲まれた領域は、この
蒸気発生器１の液体金属流入部１２をなしている。

【０００７】蒸気発生器１の上方離れた位置には、液体
金属を配分するリングヘッダ１３が設けられている。こ
のリングヘッダ１３から複数本の液体金属供給用の入口
ノズル１４が分岐し、これら入口ノズル１４は上鏡板３
を貫通してその下端は液体金属流入部１２に開口してい
る。

【０００８】上記構成の従来の蒸気発生器１では、原子
炉の炉心によって高温に熱せられた液体金属は、最初に
リングヘッダ１３に流入し、リングヘッダ１３によって
流量配分された後に入口ノズル１４を経て液体金属流入
部１２に流入する。液体金属流入部１２の液体金属は、
下降して伝熱管８の間を通って容器の底に達し、反転し
て内筒６の内部を上昇して、電磁ポンプ７によって加圧
されて出口ノズル１５を経て外部に吐出される。

【０００９】これに対して水は、給水管台１１に供給さ
れ、給水管台１１から伝熱管８を通って蒸気管台１０に
達する。

【００１０】水が伝熱管８の内部をらせん状に上昇する
間に、伝熱管束９の間を流下する液体金属と熱交換を行
って蒸気となり、蒸気管台１０から流出して外部の発電
機に供給される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の蒸気発生器では、液体金属の流量配分構造として蒸
気発生器の上方に液体金属を配分するリングヘッダを有
し、このリングヘッダから複数本の入口ノズルを介して
蒸気発生器の内部に液体金属を送り込むようにしてい
る。

【００１２】このリングヘッダや入口ノズルが配される
蒸気発生器の上方の空間には、この他に電磁ポンプの出
口ノズルに接続された配管等も設けられている。このた
め、蒸気発生器上方で配管が錯綜し、複雑な構造になっ
ていた。

【００１３】また、液体金属の流量配分構造が蒸気発生
器の外部上方に配設されているため、蒸気発生器設置す
るのに必要な空間の全高が高くなり、機器の配置が問題
となるばかりでなく、原子炉を収納する建屋も高くな
り、原子炉設備全体が大型化する問題があった。

【００１４】そこで、本発明の目的は上記従来の蒸気発
生器の課題を解決し、液体金属の流量配分構造を簡略化
して全体としてコンパクトな蒸気発生器を提供すること
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するために本願請求項１に係る蒸気発生器は、上下の端
部がそれぞれ上鏡板と下鏡板とによって閉塞された縦型
円筒胴の内側にシュラウドを設け、このシュラウドの内
側に前記円筒胴と二重管構造をなす内筒を設け、この内
筒の上端に電磁ポンプを設け、前記シュラウドと前記内
筒の間の環状領域に、上下端がそれぞれ前記円管胴に貫
設した蒸気管台と給水管台に接続された多数のヘリカル
コイル状の伝熱管からなる伝熱管束を設け、この伝熱管
束上方の前記円筒胴と上鏡板と電磁ポンプ外周面とによ
って画成された液体金属流入部に液体金属を流入させ、
この液体金属を前記伝熱管束を有する環状領域、前記内
筒の内部、前記電磁ポンプの順に流通させて蒸気を発生
させるようにした蒸気発生器において、前記液体金属流
入部に外部から液体金属流入管を導入し、前記液体金属
流入管の下端を前記円筒胴内方に設けた環状の母管に接
続し、この環状母管の上側の壁体に多数の流出孔を設
け、前記流出孔の上方に環状の邪魔板を設けたことを特
徴とするものである。

【００１６】本願請求項２に係る蒸気発生器は、本願請
求項１の蒸気発生器において、前記環状の邪魔板の半径
方向横断面は、全体として上に凸に湾曲したもの、下面
のみが上に凸な曲面をなすもの、あるいは内側部分が内
方にゆくに従って下方に膨出するように厚みを増してゆ
くもののいずれかの形状を有していることを特徴とする
ものである。

【００１７】本願請求項３に係る蒸気発生器は、本願請
求項１の蒸気発生器において、前記環状の邪魔板は、環
状の平板と、前記環状平板の内縁部に下方に突出するよ
うに設けた板片からなることを特徴とするものである。

【００１８】本願請求項４に係る蒸気発生器は、上下の
端部がそれぞれ上鏡板と下鏡板とによって閉塞された縦
型円筒胴の内側にシュラウドを設け、このシュラウドの
内側に前記円筒胴と二重管構造をなす内筒を設け、この
内筒の上端に電磁ポンプを設け、前記シュラウドと前記
内筒の間の環状領域に、上下端がそれぞれ前記円管胴に
貫設した蒸気管台と給水管台に接続された多数のヘリカ
ルコイル状の伝熱管からなる伝熱管束を設け、この伝熱
管束上方の前記円筒胴と上鏡板と電磁ポンプ外周面とに
よって画成された液体金属流入部に液体金属を流入さ
せ、この液体金属を前記伝熱管束を有する環状領域、前
記内筒の内部、前記電磁ポンプの順に流通させて蒸気を
発生させるようにした蒸気発生器において、前記液体金
属流入部に外部から液体金属流入管を導入し、この液体
金属流入管を前記円筒胴の内側に設けた環状の母管に接
続し、この環状母管の下側の壁体を下に凸な横断面アー
チ状に形成し、このアーチ状部分にアーチの曲率中心か
ら放射状に広がる多数の流出孔を設け、前記液体金属流
入管から液体金属が流入する前記環状母管内の液体金属
流入領域と前記環状母管のアーチ状部分の間に多数の流
出孔を有する仕切板を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１９】本願請求項５に係る蒸気発生器は、請求項
４の蒸気発生器において、前記仕切板は、ほぼ平行に設
けられた複数の環状多孔板からなり、各環状多孔板に設
けられた流出孔は隣接する環状多孔板の流出孔と位置を
ずらして設けられていることを特徴とするものである。

【００２０】本願請求項６に係る蒸気発生器は、上下の
端部がそれぞれ上鏡板と下鏡板とによって閉塞された縦
型円筒胴の内側にシュラウドを設け、このシュラウドの
内側に前記円筒胴と二重管構造をなす内筒を設け、この
内筒の上端に電磁ポンプを設け、前記シュラウドと前記
内筒の間の環状領域に、上下端がそれぞれ前記円管胴に
貫設した蒸気管台と給水管台に接続された多数のヘリカ
ルコイル状の伝熱管からなる伝熱管束を設け、この伝熱
管束上方の前記円筒胴と上鏡板と電磁ポンプ外周面とに
よって画成された液体金属流入部に液体金属を流入さ
せ、この液体金属を前記伝熱管束を有する環状領域、前
記内筒の内部、前記電磁ポンプの順に流通させて蒸気を
発生させるようにした蒸気発生器において、前記液体金
属流入部に外部から液体金属流入管を導入し、この液体
金属流入管を前記円筒胴の内側に設けた環状の母管に接
続し、この環状母管の下側の壁体に多数の流出孔を設
け、前記環状母管の下方の前記円筒胴内面に環状の邪魔
板を設けたことを特徴とするものである。

【００２１】本願請求項７に係る蒸気発生器は、請求項
６の蒸気発生器において、前記環状母管は、前記液体金
属流入管から液体金属が流入する液体金属流入領域と、
多数の流出孔を有するその下側の壁体との間に、多数の
流出孔を有する仕切板を少なくとも一枚有し、隣接する
仕切板同士あるいは隣接する仕切板と環状母管の下側壁
体の流出孔は、互いに位置をずらして設けられているこ
とを特徴とするものである。

【００２２】本願請求項８に係る蒸気発生器は、上下の
端部がそれぞれ上鏡板と下鏡板とによって閉塞された縦
型円筒胴の内側にシュラウドを設け、このシュラウドの
内側に前記円筒胴と二重管構造をなす内筒を設け、この
内筒の上端に電磁ポンプを設け、前記シュラウドと前記
内筒の間の環状領域に、上下端がそれぞれ前記円管胴に
貫設した蒸気管台と給水管台に接続された多数のヘリカ
ルコイル状の伝熱管からなる伝熱管束を設け、この伝熱
管束上方の前記円筒胴と上鏡板と電磁ポンプ外周面とに
よって画成された液体金属流入部に液体金属を流入さ
せ、この液体金属を前記伝熱管束を有する環状領域、前
記内筒の内部、前記電磁ポンプの順に流通させて蒸気を
発生させるようにした蒸気発生器において、前記内筒の
下端部に、多数の液体金属案内・整流用の孔を有する液
体金属流動案内手段を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００２３】

【作用】本願請求項１に係る蒸気発生器では、液体金属
は、液体金属流入配管から環状母管内に流入し、さらに
環状母管の上側壁体の流出孔から均等に蒸気発生器内の
液体金属流入部に流出する。

【００２４】液体金属は、流出孔から蒸気発生器の液体
金属流入部に流出する際に、流出孔によって整流され、
さらに、蒸気発生器の液体金属流入部に流出した直後に
邪魔板に当ってその上向きの流速成分を打ち消される。
これにより、液体金属は、ゆっくりした速度で内筒とシ
ュラウトによって囲まれた環状領域を下降して伝熱管束
と熱交換することができる。

【００２５】本願請求項２に係る蒸気発生器では、邪魔
板が、横断面が全体として上に凸に湾曲したもの、下面
のみが上に凸な曲面をなすもの、内側部分が内方にゆく
に従って下方に膨出するように厚みを増したもののいず
れかの形状を有している。

【００２６】従って、環状母管の流出孔から流出した液
体金属は、邪魔板に当って、邪魔板下面によって案内さ
れ、上向きの流速成分ばかりでなく、水平方向の流速成
分も抑制され、スムーズに下向きの流れに移行すること
ができる。

【００２７】本願請求項３の蒸気発生器では、邪魔板が
環状の平板とこの環状平板の内縁部に下方に突出するよ
うに設けられた板片とからなるので、邪魔板を容易に製
造することができる利点を有している。運転中は、邪魔
板の環状平板部分が液体金属の上向きの流速成分を打ち
消し、下方に突出した板片が液体金属の水平方向内向き
の流速成分を打ち消すことができる。

【００２８】本願請求項４の蒸気発生器では、液体金属
流入配管を介して環状母管に流入した液体金属は、仕切
板の流出孔と環状母管の下側壁体の流出孔を経て下方へ
放射状に流出する。

【００２９】下方へ放射状に液体金属が流出することに
より、蒸気発生器内の液体金属液面は環状母管から流出
する液体金属の流れの影響を受けることが少なく、安定
する。また、液体金属が放射状に広がるように流出する
ので、伝熱管束の一部分を集中的に加熱することがな
い。

【００３０】本願請求項５の蒸気発生器は、請求項４の
蒸気発生器の仕切板をさらに多層構造としたものであ
る。この多層構造の仕切板の流出孔により液体金属は一
層整流され、蒸気発生器の液体金属流入部へ静かに流出
することができる。

【００３１】本願請求項６の蒸気発生器においては、環
状母管の下側壁体の流出孔から液体金属が整流されて下
向きに蒸気発生器の液体金属流入部へ流出する。さら
に、流出した液体金属の下向きの流速成分は邪魔板によ
って打ち消される。これによって、安定した液体金属の
液面が得られ、かつ、伝熱管束に対する部分的な加熱を
防止することができる。

【００３２】本願請求項７の蒸気発生器は、請求項６の
蒸気発生器の環状母管内に少なくとも一枚の整流板を設
けたものである。この整流板によって液体金属は環状母
管内でも整流されるので、より安定した液体金属の流れ
を得ることができる。

【００３３】本願請求項８の蒸気発生器では、内筒の下
端に液体金属流動案内部材が設けており、内筒とシュラ
ウドの間の領域を下降して蒸気発生器下部に達した液体
金属が、反転して内筒に流入する際に、液体金属流動案
内部材に設けられた多数の孔によって整流される。これ
によって、電磁ポンプへの液体金属の不整流や流力振動
による悪影響を防止することができ、電磁ポンプの効率
を向上させることができる。また、液体金属ナトリウム
が事故時に水と反応した場合、この液体金属流動案内部
材によって反応生成物を捕獲することができる。

【００３４】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
用いて以下に説明する。なお、以下の説明では従来の蒸
気発生器と同一の部分については、図９と同一の符号を
用いて説明する。

【００３５】図１は、本願請求項１に係る蒸気発生器の
一実施例を示している。図１（ａ）は本実施例の蒸気発
生器２０の縦断面を示しており、図１（ｂ）は図１
（ａ）の部分Ｂを拡大して示したものである。

【００３６】図１において、図示しない液体金属配管か
ら複数に分岐した液体金属流入配管２１は、蒸気発生器
２０の上鏡板３を貫通し、液体金属流入部１２のシュラ
ウド５に沿って設けられた環状の母管２２に接続され
る。本実施例の環状母管２２は、シュラウド５の一部と
ともに横断面矩形の形状を有している。この矩形の上面
をなす壁体には、多数の流出孔２３が穿設されている。
環状母管２２の上方のシュラウド５には、流出孔２３か
ら上向きに流出する液体金属の流れを抑制する環状の邪
魔板２４が設置されている。

【００３７】上記構成の蒸気発生器２０の作用について
以下に説明する。

【００３８】本実施例の蒸気発生器２０において、液体
金属は液体金属流入配管２１から環状母管２２内に流出
し、さらに環状母管２２の上面の流出孔２３から蒸気発
生器２０の液体金属流入部１２内に流出する。流出孔２
３から上向きに流出した液体金属は、邪魔板２４に当っ
てその上向きの速度成分を消され、シュラウド５と内筒
６の間の環状領域、すなわち伝熱管束９が設けられてい
る領域を流下する。

【００３９】このように、環状母管２２から流出した液
体金属が、一旦邪魔板２４に衝突してから下降するの
で、液体金属の液面２５が安定して液体金属中へのガス
の巻き込みの可能性を低減することができる。

【００４０】本実施例の蒸気発生器２０によれば、液体
金属の流量配分構造（この場合の環状母管２２等）を蒸
気発生器２０の容器内に設けていることにより、蒸気発
生器の上方にリングヘッダを設ける必要がなく、蒸気発
生器の全高を低くすることが可能であり、蒸気発生器上
方の複雑な配管を省略してコンパクトかつ構造簡単な蒸
気発生器を得ることができる。

【００４１】図２は、本願請求項２に係る蒸気発生器の
一実施例を示している。図２（ａ）は本実施例の蒸気発
生器２５の縦断面を示しており、図２（ｂ）は図２
（ａ）の一部分Ｃを拡大して示している。また、図２
（ｃ）と図２（ｄ）は、図２（ｂ）の邪魔板の部分Ｄの
他の実施態様をそれぞれ示したものである。

【００４２】本実施例の蒸気発生器２６は、すでに説明
した図１の蒸気発生器２０の邪魔板２４の横断面形状を
変形して、液体金属の上向きの流速のみならず、水平方
向の流速をも抑制するようにしたものである。このた
め、図１の蒸気発生器２０と同一部分については図１と
同一の符号を用いて説明する図２において、外部から導かれた液体金属流入配管２１
は上鏡板３を貫通し、シュラウド５に沿って設けられた
環状母管２２に接続されている。環状母管２２の上面に
は多数の流出孔２３が穿設されている。流出孔２３の上
方位置には液体金属の上向きの流れ及び水平方向の流れ
を抑制する環状の邪魔板２７が設けられている。

【００４３】本実施例の邪魔板２７の半径方向の横断面
形状は、図２（ｂ）示すように全体として上に凸に湾曲
したものである。この邪魔板２７の横断面形状は、液体
金属の水平方向の流れを抑制することができる範囲で種
々の変形が考えられる。たとえば、図２（ｃ）に示すよ
うな下面のみが上に凸な曲面をなすもの、あるいは図２
（ｄ）に示すような内側部分が内分にゆくに従って下方
に膨出するように厚みを増してゆくものであっても良
い。

【００４４】上記構成の蒸気発生器２６によれば、液体
金属の流量配分構造を蒸気発生器の容器内部に納めたこ
とにより、図１の蒸気発生器２０と同様に小型かつ構造
簡単な蒸気発生器を得ることができる。また、本実施例
に特有の邪魔板２７により、邪魔板２７に衝突した液体
金属は、邪魔板２７の下面の形状に案内され、上向きの
流速ばかりでなく、水平方向の内向きの流速も抑制され
る。これにより、液体金属がスムーズに下向きの流れに
移行する。したがって、シュラウド５と内筒６によって
囲まれた環状領域でさらに安定した液体金属の流れを得
られ、液体金属の液面２５も安定する。

【００４５】図３は本願請求項３に係る蒸気発生器の一
実施例を示している。図３（ａ）は本実施例の蒸気発生
器２８の縦断面を示しており、図３（ｂ）は図３（ａ）
の一部分Ｅを拡大して示したものである。

【００４６】本実施例の蒸気発生器２８は、図２の蒸気
発生器２６と同様の目的、すなわち液体金属の上向きの
流速のみならず、水平方向内向きの流速をも抑制する目
的で図１の蒸気発生器２０の邪魔板の構造を変えたもの
である。なお、本実施例の説明においても、図１の蒸気
発生器と同一の部分については図１と同一の符号を用い
る。

【００４７】図２の蒸気発生器２６の邪魔板２７が全体
として上に凸に湾曲した横断面形状に加工されているの
に対し、本実施例の蒸気発生器２８は、汎用性のある一
般的な部材を組み合わせて邪魔板２９を構成している。
すなわち、本実施例の邪魔板２９は、環状の平板２９ａ
の内縁部下側に、短い板片からなる水平流れ抑制板２９
ｂを取り付けたものである。

【００４８】本実施例によれば、コンパクトかつ構造簡
単な蒸気発生器を得られる点、および環状母管２２から
上向きに流出した液体金属の上向きおよび水平方向の流
速が抑制される点は図２の蒸気発生器２６と同様であ
る。ただし、本実施例の邪魔板２９は平らな鋼板からな
る環状平板２９ａと、幅が小さい板片からなる水平流れ
抑制板２９ｂとを溶接すれば良く、容易に製造すること
ができる。

【００４９】次に、本願請求項４の蒸気発生器について
以下に説明する。

【００５０】図４は本願請求項４に係る蒸気発生器の一
実施例を示している。このうち、図４（ａ）は本実施例
による蒸気発生器３０の縦断面を示しており、図４
（ｂ）は図４（ａ）の一部分Ｆを拡大して示している。

【００５１】図１と同一部分に同一符号を付した図４に
おいて、液体金属流入配管２１は、上鏡板３を貫通して
液体金属流入部１２のシュラウド５に沿って設けられた
環状母管３１に接続されている。この環状母管３１は、
図４（ｂ）に詳しく示すように、上側の壁体が横断面矩
形の矩形部分３１ａに形成され、下側の壁体が横断面ア
ーチ状のアーチ状部分３１ｂに形成されている。

【００５２】このアーチ状部分３１ｂには、アーチの曲
率中心から放射状に広がる多数の流出孔３２が設けられ
ている。さらに、環状母管３１内の液体金属流入領域３
１ｃとアーチ状部分３１ｂの間には、多数の流出孔３３
を有する仕切板３４が設けられている。

【００５３】本実施例の蒸気発生器３０の作用について
以下に説明する。本実施例の蒸気発生器３０において、
液体金属は、液体金属流入配管２１を介して環状母管３
１内の液体金属流入領域３１ｃに流入し、続いて仕切板
３４の流出孔３３と環状母管３１の下側壁体に設けられ
た流出孔３２とを通って蒸気発生器３０の液体金属流入
部１２内に放射状に流出する。

【００５４】本実施例の蒸気発生器３０によれば、液体
金属配分用の環状母管３１を蒸気発生器３０の容器内に
設けたことにより、すでに説明した各蒸気発生器と同様
にコンパクトかつ構造簡単な蒸気発生器を得ることがで
きる。

【００５５】また、液体金属は、仕切板３４の流出孔３
３と環状母管３１のアーチ状部分３１ｂの流出孔３２と
によって環状母管３１流入時の渦流等を十分打ち消さ
れ、蒸気発生器３０の液体金属流入部１２内に静かに放
射状に流出する。これによって、液体金属の液面２５が
安定し、かつ、液体金属が伝熱管束９に部分的に集中し
て当たることなく、全体として効率的な熱交換を行うこ
とができる。

【００５６】次に、本願請求項５に係る蒸気発生器につ
いて以下に説明する。

【００５７】図５は本願請求項５に係る蒸気発生器の一
実施例を示している。このうち図５（ａ）は本実施例の
蒸気発生器３５の縦断面を示しており、図５（ｂ）は図
５（ａ）中の一部分Ｇを拡大して示している。

【００５８】この実施例の蒸気発生器３５は、図４の蒸
気発生器３０の仕切板を複数層構造にしたものである。
図４と同一の部分について同一の符号を付した図５にお
いて、環状母管３１の下側のアーチ状部分３１ｂと環状
母管３１内の液体金属流入領域３１ｃの間には、二枚の
仕切板３６ａ，３６ｂが平行に設けられている。これら
仕切板３６ａ，３６ｂにはそれぞれ多数の流出孔３７
ａ，３７ｂが設けられている。仕切板３６ａ，３６ｂの
流出孔３７ａ，３７ｂは互いに位置をずらして設けられ
ている。

【００５９】この蒸気発生器３５において、環状母管３
１の液体金属流入領域３１ｃに流入した液体金属は、仕
切板３６ａ，３６ｂの流出孔３７ａ，３７ｂによって整
流され、アーチ状部分３１ｂの流出孔３２から蒸気発生
器３５内の液体金属流入部１２へ放射状に静かに流出す
る。

【００６０】本実施例の蒸気発生器３５によれば、複数
の仕切板３７ａ，３７ｂによって一層高い整流効果、あ
るいは細径の流出孔による圧力損失を減少させて同等の
整流効果を得られる。他の作用・効果については図４の
蒸気発生器３０と同様である。

【００６１】次に、本願請求項６に係る蒸気発生器につ
いて以下に説明する。

【００６２】図６は本願請求項６の一実施例による蒸気
発生器３８を示している。このうち、図６（ａ）は蒸気
発生器３８の縦断面を示しており、図６（ｂ）は図６
（ａ）の一部分Ｈを拡大して示している。

【００６３】図１と同一の部分について同一の符号を付
した図６において、蒸気発生器３８は、上鏡板３を貫通
して液体金属流入部１２に導入された液体金属流入配管
２１を有している。この液体金属流入配管２１の下端
は、シュラウド５に沿って設けられた環状母管３９に接
続されている。この環状母管３９は、図６（ｂ）に詳し
く示すように、横断面がシュラウド５の一部とともに矩
形形状をなしている。環状母管３９の下面の壁体には多
数の液体金属の流出孔４０が設けられている。この流出
孔４０の下方には、流出孔４０から流出した液体金属の
流れを抑制するための環状の邪魔板４１がシュラウド５
の内側に固定されている。

【００６４】この蒸気発生器３８において、液体金属流
入配管２１を介して環状母管３９内に流れ込んだ液体金
属は、流出孔４０から下方に流出し、邪魔板４１によっ
て一旦下向きの流速成分を打ち消され、その後にシュラ
ウド５と内筒６によって囲まれた環状領域をゆっくりと
流下する。

【００６５】本実施例の蒸気発生器３８によれば、液体
金属が環状母管３９から蒸気発生器３８の液体金属流入
部１２へ下向きに流出するので、液体金属の液面２５が
そもそも比較的安定している。加えて流出孔４０からの
流れが、邪魔板４１によって下向きの流速成分を打ち消
されるので、液体金属の液面が一層安定し、かつ、液体
金属が直接伝熱管束９に当るのを防止できるので、伝熱
管束９の部分的な加熱を防止することができる。液体金
属流量配分構造を蒸気発生器の内部に納めて小型かつ構
造簡単な蒸気発生器を得られる点は、すでに説明した蒸
気発生器と同様である。

【００６６】次に本願請求項７に係る蒸気発生器につい
て以下に説明する。

【００６７】図７は本願請求項７に係る蒸気発生器の一
実施例を示している。このうち、図７（ａ）は本実施例
の蒸気発生器４２の縦断面を示しており、図７（ｂ）は
図７（ａ）の一部分Ｉを拡大して示している。

【００６８】本実施例の蒸気発生器４２は、図６の蒸気
発生器３８の環状母管３９内に多数の流出孔を有する仕
切板を少なくとも一枚設けたものである。したがって以
下の説明では図６と同一の部分については同一符号を付
して説明する。

【００６９】図７に示すように、本実施例の蒸気発生器
４２は、環状母管３９の流出孔４０を有する下面壁体
と、液体金属流入配管２１から液体金属が流入する環状
母管３９内の液体金属流入領域３９ａとの間に、多数の
液体金属の流出孔４３を有する仕切板４４を設けてい
る。この仕切板４４の流出孔４３は、環状母管３９下面
の流出孔４０と位置がずれるように設けられている。こ
れ以外の構成は、図６の蒸気発生器３８と同一である。

【００７０】上記構成の本実施例の蒸気発生器４２で
は、液体金属流入配管２１を介して環状母管３９の液体
金属流入領域３９ａに流入した液体金属は、仕切板４４
の流出孔４３と環状母管３９の下面の流出孔４０とを通
って整流され、流出孔４０から蒸気発生器の液体金属流
入部１２へ下向きに流出する。下向きに流出した液体金
属は、邪魔板４１によって一旦下向きの流速成分を打ち
消され、しかる後にシュラウド５と内筒６とによって囲
まれた環状領域をゆっくり下降する。

【００７１】この蒸気発生器４２によれば、液体金属が
複数枚の仕切板（環状母管３９の下側の壁体を含む）の
流出孔４０、４３によって整流されるので、図６の蒸気
発生器３８に比べて一層高い液体金属の整流効果を得ら
れる。蒸気発生器の全体をコンパクトかつ構造簡単に構
成できる点、および邪魔板４１の作用によって伝熱管束
９の一部に液体金属が直接当るのを防止できる点につい
ては、図６の蒸気発生器３８と同一である。

【００７２】次に本願請求項８に係る蒸気発生器につい
て説明する。

【００７３】図８は請求項８に係る蒸気発生器の一実施
例の縦断面を示している。この蒸気生器４５は、内筒６
の下端に多数の液体金属案内・整流用の孔４６を有する
半球状の液体金属流動案内手段４７を有している。ま
た、本蒸気発生器４５の環状母管等の液体金属流量配分
用の構造は請求項１ないし請求項７のいずれの液体金属
流量配分構造としてもよい。

【００７４】この蒸気発生器４５によればシュラウド５
と内筒６とによって囲れた環状領域を流下して伝熱管束
９と熱交換した液体金属は、蒸気発生器４５の下部で流
路を反転し、液体金属流動案内手段４７を通過して内筒
６の内部に入る際に、液体金属案内・整流用孔４６によ
って整流されて電磁ポンプ７へ流入する。このように、
液体金属案内・整流用孔４６によって液体金属が整流さ
れることにより、容器下部で液体金属が反転するときに
生じる不整流が整えられ、不整流や流力振動による電磁
ポンプ７の効率低下が防止することができる。

【００７５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本願請
求項１ないし請求項８のいずれの蒸気発生器によって
も、蒸気発生器の容器内に液体金属流量配分用の環状母
環を設け、この環状母管に外部から導入した液体流入配
管を直接接続しているので、従来蒸気発生器の上方に設
けられていたリングヘッダ等を省略して蒸気発生器の全
高を低くすることができる。

【００７６】また、リングヘッダや液体金属の入口ノズ
ル等からなる複雑な配管の引きまわしを簡略化すること
ができる。これによって蒸気発生器自体の製造を容易に
するばかりでなく、原子炉を収納する建屋の高さを低く
することができるなど原子炉設備全体の建造を容易にす
ることができる。

【００７７】また、請求項１，２，３，６，および７の
蒸気発生器は、環状母管の液体金属流出部分に、流出し
た液体金属の所定方向の流速成分を打ち消す邪魔板を設
けているので、蒸気発生器内の液体金属の液面を安定さ
せ、ガスの巻き込みを防止するとともに、伝熱管束を有
する環状領域を静かに下降して熱交換を行うことができ
る。

【００７８】さらに本願請求項８の蒸気発生器によれ
ば、内筒の下端に液体金属流動案内手段を設けているの
で、蒸気発生器の下部中心で反転する液体金属を液体金
属案内・整流用孔によって整流し、電磁ポンプの運転効
率の低下を防止することができる。また、万一液体金属
ナトリウムが事故によって水と反応した場合、反応生成
物を液体金属流動案内手段によって捕獲することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願請求項１に係る蒸気発生器の一実施例の縦
断面図。

【図２】本願請求項２に係る蒸気発生器の一実施例の縦
断面図。

【図３】本願請求項３に係る蒸気発生器の一実施例の縦
断面図。

【図４】本願請求項４に係る蒸気発生器の一実施例の縦
断面図。

【図５】本願請求項５に係る蒸気発生器の一実施例の縦
断面図。

【図６】本願請求項６に係る蒸気発生器の一実施例の縦
断面図。

【図７】本願請求項７に係る蒸気発生器の一実施例の縦
断面図。

【図８】本願請求項８に係る蒸気発生器の一実施例の縦
断面図。

【図９】従来の蒸気発生器の縦断面図。

【符号の説明】２円筒胴３上鏡板４下鏡板５シュラウド６内筒７電磁ポンプ８伝熱管９伝熱管束１０蒸気管台１１吸水管台１２液体金属流入部２０蒸気発生器２１液体金属流入配管２２環状母管２３流出孔２４邪魔板２５液体金属液面２６蒸気発生器２７邪魔板２８蒸気発生器２９邪魔板２９ａ環状平板２９ｂ水平流れ抑制板３０蒸気発生器３１環状母管３１ａ環状母管の矩形部分３１ｂ環状母管のアーチ状部分３１ｃ環状母管内の液体金属流入領域３２流出孔３４仕切板３５蒸気発生器３６仕切板３７流出孔３８蒸気発生器３９環状母管４０流出孔４１邪魔板４２蒸気発生器４３流出孔４４仕切板４５蒸気発生器４６液体金属案内・整流用孔４７液体金属流動案内手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下の端部がそれぞれ上鏡板と下鏡板とに
よって閉塞された縦型円筒胴の内側にシュラウドを設
け、このシュラウドの内側に前記円筒胴と二重管構造を
なす内筒を設け、この内筒の上端に電磁ポンプを設け、
前記シュラウドと前記内筒の間の環状領域に、上下端が
それぞれ前記円管胴に貫設した蒸気管台と給水管台に接
続された多数のヘリカルコイル状の伝熱管からなる伝熱
管束を設け、この伝熱管束上方の前記円筒胴と上鏡板と
電磁ポンプ外周面とによって画成された液体金属流入部
に液体金属を流入させ、この液体金属を前記伝熱管束を
有する環状領域、前記内筒の内部、前記電磁ポンプの順
に流通させて蒸気を発生させるようにした蒸気発生器に
おいて、前記液体金属流入部に外部から液体金属流入管を導入
し、前記液体金属流入管の下端を前記円筒胴内方に設け
た環状の母管に接続し、この環状母管の上側の壁体に多
数の流出孔を設け、前記流出孔の上方に環状の邪魔板を
設けたことを特徴とする蒸気発生器。
【請求項２】前記環状の邪魔板の半径方向横断面は、全
体として上に凸に湾曲したもの、下面のみが上に凸な曲
面をなすもの、あるいは内側部分が内方にゆくに従って
下方に膨出するように厚みを増してゆくもののいずれか
の形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の
蒸気発生器。
【請求項３】前記環状の邪魔板は、環状の平板と、前記
環状平板の内縁部に下方に突出するように設けた板片か
らなることを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生器。
【請求項４】上下の端部がそれぞれ上鏡板と下鏡板とに
よって閉塞された縦型円筒胴の内側にシュラウドを設
け、このシュラウドの内側に前記円筒胴と二重管構造を
なす内筒を設け、この内筒の上端に電磁ポンプを設け、
前記シュラウドと前記内筒の間の環状領域に、上下端が
それぞれ前記円管胴に貫設した蒸気管台と給水管台に接
続された多数のヘリカルコイル状の伝熱管からなる伝熱
管束を設け、この伝熱管束上方の前記円筒胴と上鏡板と
電磁ポンプ外周面とによって画成された液体金属流入部
に液体金属を流入させ、この液体金属を前記伝熱管束を
有する環状領域、前記内筒の内部、前記電磁ポンプの順
に流通させて蒸気を発生させるようにした蒸気発生器に
おいて、前記液体金属流入部に外部から液体金属流入管を導入
し、この液体金属流入管を前記円筒胴の内側に設けた環
状の母管に接続し、この環状母管の下側の壁体を下に凸
な横断面アーチ状に形成し、このアーチ状部分にアーチ
の曲率中心から放射状に広がる多数の流出孔を設け、前
記液体金属流入管から液体金属が流入する前記環状母管
内の液体金属流入領域と前記環状母管のアーチ状部分の
間に多数の流出孔を有する仕切板を設けたことを特徴と
する蒸気発生器。
【請求項５】前記仕切板は、ほぼ平行に設けられた複数
の環状多孔板からなり、各環状多孔板に設けられた流出
孔は隣接する環状多孔板の流出孔と位置をずらして設け
られていることを特徴とする請求項４に記載の蒸気発生
器。
【請求項６】上下の端部がそれぞれ上鏡板と下鏡板とに
よって閉塞された縦型円筒胴の内側にシュラウドを設
け、このシュラウドの内側に前記円筒胴と二重管構造を
なす内筒を設け、この内筒の上端に電磁ポンプを設け、
前記シュラウドと前記内筒の間の環状領域に、上下端が
それぞれ前記円管胴に貫設した蒸気管台と給水管台に接
続された多数のヘリカルコイル状の伝熱管からなる伝熱
管束を設け、この伝熱管束上方の前記円筒胴と上鏡板と
電磁ポンプ外周面とによって画成された液体金属流入部
に液体金属を流入させ、この液体金属を前記伝熱管束を
有する環状領域、前記内筒の内部、前記電磁ポンプの順
に流通させて蒸気を発生させるようにした蒸気発生器に
おいて、前記液体金属流入部に外部から液体金属流入管を導入
し、この液体金属流入管を前記円筒胴の内側に設けた環
状の母管に接続し、この環状母管の下側の壁体に多数の
流出孔を設け、前記環状母管の下方の前記円筒胴内面に
環状の邪魔板を設けたことを特徴とする蒸気発生器。
【請求項７】前記環状母管は、前記液体金属流入管から
液体金属が流入する液体金属流入領域と、多数の流出孔
を有するその下側の壁体との間に、多数の流出孔を有す
る仕切板を少なくとも一枚有し、隣接する仕切板同士あ
るいは隣接する仕切板と環状母管の下側壁体の流出孔
は、互いに位置をずらして設けられていることを特徴と
する請求項６に記載の蒸気発生器。
【請求項８】上下の端部がそれぞれ上鏡板と下鏡板とに
よって閉塞された縦型円筒胴の内側にシュラウドを設
け、このシュラウドの内側に前記円筒胴と二重管構造を
なす内筒を設け、この内筒の上端に電磁ポンプを設け、
前記シュラウドと前記内筒の間の環状領域に、上下端が
それぞれ前記円管胴に貫設した蒸気管台と給水管台に接
続された多数のヘリカルコイル状の伝熱管からなる伝熱
管束を設け、この伝熱管束上方の前記円筒胴と上鏡板と
電磁ポンプ外周面とによって画成された液体金属流入部
に液体金属を流入させ、この液体金属を前記伝熱管束を
有する環状領域、前記内筒の内部、前記電磁ポンプの順
に流通させて蒸気を発生させるようにした蒸気発生器に
おいて、前記内筒の下端部に、多数の液体金属案内・整流用の孔
を有する液体金属流動案内手段を設けたことを特徴とす
る蒸気発生器。