JPH08296804A - ２重管球形管板蒸気発生器 - Google Patents
２重管球形管板蒸気発生器Info
- Publication number
- JPH08296804A JPH08296804A JP7098567A JP9856795A JPH08296804A JP H08296804 A JPH08296804 A JP H08296804A JP 7098567 A JP7098567 A JP 7098567A JP 9856795 A JP9856795 A JP 9856795A JP H08296804 A JPH08296804 A JP H08296804A
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- Japan
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- tube
- heat exchanger
- heat transfer
- cooling material
- exchanger tube
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 製作、定期検査費用の低減と発生応力の減
少、伝熱管異常の検出、プラント規模の効率化をはか
る。 【構成】 １次冷却材（ナトリウム）が１次冷却材入口
ノズル９から胴１６内へ流入して、１次冷却材出口ノズ
ル１０から流出、２次冷却材（水）が２次冷却材入口ノ
ズル１２から下部水室２へ流入、更に下部１重伝熱管１
４を経て２重伝熱管１５に達し、ここで１次冷却材（ナ
トリウム）と熱交換し、蒸気になり、上部１重伝熱管１
３→上部水室１→２次冷却材出口ノズル１１を経て蒸気
発生器へ流出する。上部管板３及び下部管板４は運転状
態変化による水温変化に対応するように半球形状であ
る。又上部平管板７及び下部平管板８は、製作性の良い
平管板とし、空間部１７、１８をヘリウムガスで満す。
この空間部１７、１８は２重伝熱管１５の内管と外管と
の間の隙間に連通しており、運転中、内管もしくは外管
に欠陥が生じた時に、伝熱管の異常を検出する。
少、伝熱管異常の検出、プラント規模の効率化をはか
る。 【構成】 １次冷却材（ナトリウム）が１次冷却材入口
ノズル９から胴１６内へ流入して、１次冷却材出口ノズ
ル１０から流出、２次冷却材（水）が２次冷却材入口ノ
ズル１２から下部水室２へ流入、更に下部１重伝熱管１
４を経て２重伝熱管１５に達し、ここで１次冷却材（ナ
トリウム）と熱交換し、蒸気になり、上部１重伝熱管１
３→上部水室１→２次冷却材出口ノズル１１を経て蒸気
発生器へ流出する。上部管板３及び下部管板４は運転状
態変化による水温変化に対応するように半球形状であ
る。又上部平管板７及び下部平管板８は、製作性の良い
平管板とし、空間部１７、１８をヘリウムガスで満す。
この空間部１７、１８は２重伝熱管１５の内管と外管と
の間の隙間に連通しており、運転中、内管もしくは外管
に欠陥が生じた時に、伝熱管の異常を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速増殖炉の蒸気発生
器、例えばシェルアンドチューブ型熱交換器に関するも
のである。
器、例えばシェルアンドチューブ型熱交換器に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の高速増殖炉の蒸気発生器を図２に
より説明すると、１９が上部水室、２０が下部水室、２
１が上部管板、２２が下部管板、２３が上部鏡板、２４
が下部鏡板、２５が１次冷却材入口ノズル、２６が１次
冷却材出口ノズル、２７が２次冷却材出口ノズル、２８
が２次冷却材入口ノズル、２９〜３１が伝熱管、３２が
胴である。
より説明すると、１９が上部水室、２０が下部水室、２
１が上部管板、２２が下部管板、２３が上部鏡板、２４
が下部鏡板、２５が１次冷却材入口ノズル、２６が１次
冷却材出口ノズル、２７が２次冷却材出口ノズル、２８
が２次冷却材入口ノズル、２９〜３１が伝熱管、３２が
胴である。
【０００３】上記蒸気発生器では、１次冷却材入口ノズ
ル２５から胴３２内を１次冷却材出口ノズル２６に向か
い下降する１次冷却材（ナトリウム）と、下部水室２０
から下部管板２２を経て伝熱管３０、３１、２９内を上
昇する２次冷却材（水）とを、伝熱管３０、３１、２９
の管壁を介して熱交換し、２次冷却材（水）を加熱し、
蒸発させて、蒸気にする。
ル２５から胴３２内を１次冷却材出口ノズル２６に向か
い下降する１次冷却材（ナトリウム）と、下部水室２０
から下部管板２２を経て伝熱管３０、３１、２９内を上
昇する２次冷却材（水）とを、伝熱管３０、３１、２９
の管壁を介して熱交換し、２次冷却材（水）を加熱し、
蒸発させて、蒸気にする。
【０００４】上部管板２１は、上部水室１９とともに上
部鏡板２３に１個若しくは複数個設置され、下部管板２
２は、下部水室２０とともに下部鏡板２４に１個若しく
は複数個設置されており、上部管板２１及び下部管板２
２は、形状が平板状で、ここに多数の伝熱管穴を設けら
れ、伝熱管２９、３０の端部が上部管板２１及び下部管
板２２の内面側に溶接により固定されている。
部鏡板２３に１個若しくは複数個設置され、下部管板２
２は、下部水室２０とともに下部鏡板２４に１個若しく
は複数個設置されており、上部管板２１及び下部管板２
２は、形状が平板状で、ここに多数の伝熱管穴を設けら
れ、伝熱管２９、３０の端部が上部管板２１及び下部管
板２２の内面側に溶接により固定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記図２に示す従来の
高速増殖炉の蒸気発生器では、伝熱管２９〜３１の管壁
を介して１次冷却材（ナトリウム）と２次冷却材（水）
との熱交換を行っているが、ナトリウムと水とが直接接
触した場合、これらが爆発的に反応するので、万一のナ
トリウム−水バウンダリ破損による両者の反応を考慮し
て、２次ナトリウム系が設けられている。
高速増殖炉の蒸気発生器では、伝熱管２９〜３１の管壁
を介して１次冷却材（ナトリウム）と２次冷却材（水）
との熱交換を行っているが、ナトリウムと水とが直接接
触した場合、これらが爆発的に反応するので、万一のナ
トリウム−水バウンダリ破損による両者の反応を考慮し
て、２次ナトリウム系が設けられている。
【０００６】この場合には、原子炉で発生した熱が１次
ナトリウム系に伝えられ、この熱が２次ナトリウム系に
伝えられ、この熱が水系へ伝えられて、蒸気が発生する
ので、高速炉プラントは、全体規模が大きくなる上に、
熱伝達系統が複雑になっている。蒸気発生器におけるナ
トリウム−水バウンダリである伝熱管は、定期検査時に
は非破壊検査により、運転中には連続監視により、それ
ぞれ健全性を確認しており、この運転中の連続監視は、
ナトリウム−水反応が生じた初期の段階で検知し、プラ
ントを停止する等の処置を講じることにより、被害を最
小限にくい止めるようにしている。しかし運転中に伝熱
管内部の状況を調べることは不可能であり、蒸気発生器
の信頼性を向上させる場合、何らかの方法により、運転
中、ナトリウム−水反応の発生前に伝熱管の異常を検知
する方策が望まれている。
ナトリウム系に伝えられ、この熱が２次ナトリウム系に
伝えられ、この熱が水系へ伝えられて、蒸気が発生する
ので、高速炉プラントは、全体規模が大きくなる上に、
熱伝達系統が複雑になっている。蒸気発生器におけるナ
トリウム−水バウンダリである伝熱管は、定期検査時に
は非破壊検査により、運転中には連続監視により、それ
ぞれ健全性を確認しており、この運転中の連続監視は、
ナトリウム−水反応が生じた初期の段階で検知し、プラ
ントを停止する等の処置を講じることにより、被害を最
小限にくい止めるようにしている。しかし運転中に伝熱
管内部の状況を調べることは不可能であり、蒸気発生器
の信頼性を向上させる場合、何らかの方法により、運転
中、ナトリウム−水反応の発生前に伝熱管の異常を検知
する方策が望まれている。
【０００７】今後の高速増殖炉の実用化を考慮した場
合、プラント出力の上昇に伴い蒸気発生器の大型化が必
要であり、管板を前記のように平管板にした場合、管板
径が大きくなり、管板内外での圧力差に対する強度を確
保するためには、非常に大きな板厚の平管板が必要にな
って、製作コストか嵩む。また蒸気発生器の運転時、２
次冷却材の温度が急激に下がると、１次冷却材との間に
大きな温度差が生じて、管板内部に大きな熱応力が発生
する。この温度差は、管板の板厚が大きければ大きい
程、大きくなる傾向にあり、前記のように非常に大きな
板厚の平管板の場合には、健全性の確保が困難にるとい
う問題があった。
合、プラント出力の上昇に伴い蒸気発生器の大型化が必
要であり、管板を前記のように平管板にした場合、管板
径が大きくなり、管板内外での圧力差に対する強度を確
保するためには、非常に大きな板厚の平管板が必要にな
って、製作コストか嵩む。また蒸気発生器の運転時、２
次冷却材の温度が急激に下がると、１次冷却材との間に
大きな温度差が生じて、管板内部に大きな熱応力が発生
する。この温度差は、管板の板厚が大きければ大きい
程、大きくなる傾向にあり、前記のように非常に大きな
板厚の平管板の場合には、健全性の確保が困難にるとい
う問題があった。
【０００８】本発明は前記の問題点に鑑み提案するもの
であり、その目的とする処は、製作コスト及び定期検
査費用の低減と運転中の発生応力の減少による機器の信
頼性の向上とを併せ達成でき、ナトリウム−水反応の
発生前に伝熱管の異常を検出でき、プラント規模を大
幅に効率化できる２重管球形管板蒸気発生器を提供しよ
うとする点にある。
であり、その目的とする処は、製作コスト及び定期検
査費用の低減と運転中の発生応力の減少による機器の信
頼性の向上とを併せ達成でき、ナトリウム−水反応の
発生前に伝熱管の異常を検出でき、プラント規模を大
幅に効率化できる２重管球形管板蒸気発生器を提供しよ
うとする点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の２重管球形管板蒸気発生器は、形状を球
形若しくは半球形に形成した管板と、２重管の伝熱管と
を組み合わせて構成している。
めに、本発明の２重管球形管板蒸気発生器は、形状を球
形若しくは半球形に形成した管板と、２重管の伝熱管と
を組み合わせて構成している。
【００１０】
（１）伝熱管を二重構造にしており、内側管と外側管と
の隙間の雰囲気変化を監視して、内側管若しくは外側管
の何れかに貫通欠陥が生じたときに、伝熱管の異常を検
出するので、運転中でも、ナトリウムと水とが直接接触
する前に伝熱管の異常を検出可能である。（２）また管
板を球形若しくは半球形に形成しており、管板内径に対
する管板板厚が減少し且つ急激な構造不連続部がなくな
るので、強度が大幅に向上する。また管板面の表面積が
平管板に比べて約２倍になるので、小さな管板径でもよ
り多くの伝熱管が設置可能になる。
の隙間の雰囲気変化を監視して、内側管若しくは外側管
の何れかに貫通欠陥が生じたときに、伝熱管の異常を検
出するので、運転中でも、ナトリウムと水とが直接接触
する前に伝熱管の異常を検出可能である。（２）また管
板を球形若しくは半球形に形成しており、管板内径に対
する管板板厚が減少し且つ急激な構造不連続部がなくな
るので、強度が大幅に向上する。また管板面の表面積が
平管板に比べて約２倍になるので、小さな管板径でもよ
り多くの伝熱管が設置可能になる。
【００１１】
【実施例】次に本発明の２重管球形管板蒸気発生器を図
１に示す一実施例により説明すると、１が上部水室、２
が下部水室、３が半球形の上部管板、４が半球形の下部
管板、５が上部鏡板、６が下部鏡板、７が上部平管板、
８が下部平管板、９が１次冷却材入口ノズル、１０が１
次冷却材出口ノズル、１１が２次冷却材出口ノズル、１
２が２次冷却材入口ノズル、１３が上部１重伝熱管、１
４が下部１重伝熱管、１５がこれらの上部１重伝熱管１
３及び下部一重伝熱管１４に接続した２重伝熱管、１６
が胴、１７が上部鏡板５と上部平管板７との間の空間
部、１８が下部鏡板６と下部平管板８との間の空間部で
ある。
１に示す一実施例により説明すると、１が上部水室、２
が下部水室、３が半球形の上部管板、４が半球形の下部
管板、５が上部鏡板、６が下部鏡板、７が上部平管板、
８が下部平管板、９が１次冷却材入口ノズル、１０が１
次冷却材出口ノズル、１１が２次冷却材出口ノズル、１
２が２次冷却材入口ノズル、１３が上部１重伝熱管、１
４が下部１重伝熱管、１５がこれらの上部１重伝熱管１
３及び下部一重伝熱管１４に接続した２重伝熱管、１６
が胴、１７が上部鏡板５と上部平管板７との間の空間
部、１８が下部鏡板６と下部平管板８との間の空間部で
ある。
【００１２】上記伝熱管は、上部平管板７と下部平管板
８との間の１５の部分が２重伝熱管になり、上部半球形
管板３と上部平管板７との間の１３の部分が上部１重伝
熱管になり、下部半球形平管板４と下部平管板８との間
の１４の部分が下部１重伝熱管になっている。次に前記
図１に示す２重管球形管板蒸気発生器の作用を具体的に
説明する。
８との間の１５の部分が２重伝熱管になり、上部半球形
管板３と上部平管板７との間の１３の部分が上部１重伝
熱管になり、下部半球形平管板４と下部平管板８との間
の１４の部分が下部１重伝熱管になっている。次に前記
図１に示す２重管球形管板蒸気発生器の作用を具体的に
説明する。
【００１３】１次冷却材（ナトリウム）が１次冷却材入
口ノズル９から胴１６内へ流入して、１次冷却材出口ノ
ズル１０から流出する一方、２次冷却材（水）が２次冷
却材入口ノズル１２から下部水室２へ流入し、さらに下
部１重伝熱管１４を経て２重伝熱管１５に達し、ここで
管外を流れる１次冷却材（ナトリウム）と熱交換し、加
熱されて、蒸気になり、上部１重伝熱管１３→上部水室
１→２次冷却材出口ノズル１１を経て蒸気発生器外へ流
出する。
口ノズル９から胴１６内へ流入して、１次冷却材出口ノ
ズル１０から流出する一方、２次冷却材（水）が２次冷
却材入口ノズル１２から下部水室２へ流入し、さらに下
部１重伝熱管１４を経て２重伝熱管１５に達し、ここで
管外を流れる１次冷却材（ナトリウム）と熱交換し、加
熱されて、蒸気になり、上部１重伝熱管１３→上部水室
１→２次冷却材出口ノズル１１を経て蒸気発生器外へ流
出する。
【００１４】上部管板３及び下部管板４の管板は、内部
を水が流れるため、運転状態の変化による水の温度変化
に対応するように半球形状にしている。また上部平管板
７及び下部平管板８は、内圧が低くて応力が厳しくない
ため、製作性の良い平管板にしている。そして上部鏡板
５と上部平管板７との間の空間部１７、及び下部鏡板６
と下部平管板８との間の空間部１８をヘリウムガスで満
たしている。この空間部１７、１８は、２重伝熱管１５
の内管と外管との間の隙間に連通しており、運転中、内
管若しくは外管の何れか一方に貫通欠陥が生じたとき
に、雰囲気の変化を検知して、ナトリウム−水反応の発
生前に伝熱管の異常を検出する。
を水が流れるため、運転状態の変化による水の温度変化
に対応するように半球形状にしている。また上部平管板
７及び下部平管板８は、内圧が低くて応力が厳しくない
ため、製作性の良い平管板にしている。そして上部鏡板
５と上部平管板７との間の空間部１７、及び下部鏡板６
と下部平管板８との間の空間部１８をヘリウムガスで満
たしている。この空間部１７、１８は、２重伝熱管１５
の内管と外管との間の隙間に連通しており、運転中、内
管若しくは外管の何れか一方に貫通欠陥が生じたとき
に、雰囲気の変化を検知して、ナトリウム−水反応の発
生前に伝熱管の異常を検出する。
【００１５】
【発明の効果】本発明の２重管球形管板蒸気発生器は前
記のように構成されており、(a)全ての伝熱管を上下各
１個の半球形管板に集積でき、(b)これら管板内部に発
生する応力を大幅に軽減でき、(c)水室サイズを小径化
でき、(d)管板が上下各１個の半球形管板になったの
で、定期検査時、検査装置を別の水室へ移設する作業を
不要にできて、定期検査時間を短縮化できて、以上の
(a) 〜(d)により、製作コスト及び定期検査費用の低減
と運転中の発生応力の減少による機器の信頼性の向上と
を併せ達成できる。
記のように構成されており、(a)全ての伝熱管を上下各
１個の半球形管板に集積でき、(b)これら管板内部に発
生する応力を大幅に軽減でき、(c)水室サイズを小径化
でき、(d)管板が上下各１個の半球形管板になったの
で、定期検査時、検査装置を別の水室へ移設する作業を
不要にできて、定期検査時間を短縮化できて、以上の
(a) 〜(d)により、製作コスト及び定期検査費用の低減
と運転中の発生応力の減少による機器の信頼性の向上と
を併せ達成できる。
【００１６】また運転中、２重伝熱管の内管若しくは外
管の何れか一方に貫通欠陥が生じたとき、雰囲気の変化
を検知するので、ナトリウム−水反応の発生前に伝熱管
の異常を検出できる。また伝熱管が２重であり、ナトリ
ウムと水との直接の接触を回避するので、２次ナトリウ
ム系を不要にできて、プラント規模を大幅に効率化でき
る。
管の何れか一方に貫通欠陥が生じたとき、雰囲気の変化
を検知するので、ナトリウム−水反応の発生前に伝熱管
の異常を検出できる。また伝熱管が２重であり、ナトリ
ウムと水との直接の接触を回避するので、２次ナトリウ
ム系を不要にできて、プラント規模を大幅に効率化でき
る。
【００１７】また運転中、管板の強度を確保できるし、
ナトリウム−水反応の発生前に伝熱管の異常を検出でき
るので、この点からも信頼性を向上できる。
ナトリウム−水反応の発生前に伝熱管の異常を検出でき
るので、この点からも信頼性を向上できる。
【図１】本発明の２重管球形管板蒸気発生器の一実施例
を示す縦断側面図である。
を示す縦断側面図である。
【図２】従来の蒸気発生器を示す縦断側面図である。
１ 上部水室 ２ 下部水室 ３ 上部半球形管板 ４ 下部半球形管板 ５ 上部鏡板 ６ 下部鏡板 ７ 上部平管板 ８ 下部平管板 ９ １次冷却材入口ノズル １０ １次冷却材出口ノズル １１ ２次冷却材出口ノズル １２ ２次冷却材入口ノズル １３ 上部１重伝熱管 １４ 下部１重伝熱管 １５ ２重伝熱管 １６ 胴 １７ 上部空間部 １８ 下部空間部
Claims (1)
- 【請求項１】 形状を球形若しくは半球形に形成した管
板と、２重管の伝熱管とを組み合わせて構成したことを
特徴とする蒸気発生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7098567A JPH08296804A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | ２重管球形管板蒸気発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7098567A JPH08296804A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | ２重管球形管板蒸気発生器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08296804A true JPH08296804A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14223262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7098567A Withdrawn JPH08296804A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | ２重管球形管板蒸気発生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08296804A (ja) |
-
1995
- 1995-04-24 JP JP7098567A patent/JPH08296804A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |