JPS58106302A - 金属冷却液体と供給水との間の熱交換のための蒸気発生装置 - 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】 本発明は金属冷却液体と供給水との間の熱交換によシ蒸
気を発生する装置に関する。

装置、例えば′電体ナトリウムにより冷却される高速中
性子炉用の蒸気発生器は該装置の一直軸に沿って配置さ
れかつ伸びた、かつ喝部Ｏ夫々に中高−坂が設けられ九
円藺状囲い体を含んでｉる。

このような蒸気発生器では、液体ナトリウムは前記ｌｌ
！ｌｉ体を横切っている管群によシ威囲い体の上方から
供給される。該管群はまた、前記蒸気発生器の囲い体と
同軸状の中央シンプルによシ一定され、かつ練囲い体と
咳中央シンプルとに遜ｗ１すれ、しかも該中央シンプル
内部に設けられ丸環状有孔ＩｊＫよって１１１ｉ定され
た空間内に通されてｉる。

該中央シンツルは液体金属流入管Ｏ上方にある一定０４
−！だけ伸び、かつその下方に伸びておｐｌその結釆該
中央シンプルの内部Ｋｌｉ！！定され九前記積状板は管
群の下方に６シ、液体ナトリウムの流出口の内部身分を
構成している。

液体ナトリウムの流出口ｔＩｌ成する前記管群が通され
ている前記空間内には、そらせ板が設けられておシ、こ
れによって積状板金体Ｏ上に液体ナトリウムを分配する
ことが可能となる。

液体金属がａつの正反対Ｏ管によル供給される場合には
、そらせ板は夫々管と対向して設けられた一つの１＃か
らなプ、各環状板の片面上に液体金属の分配を行う。

これらのそらせ板は管夫々と対向して設けられた水平板
を含み、前記中央シンプルと前記囲い体との関に存在す
る空間の大部分を占有する。

前記管群の上方では、威囲い体はこれと同軸状で、かり
その嫌よシもわずかに小さな価を有するシンプルにより
部分されていて、威囲い体はその上方部分において熱的
に保−されている。

液体す）９りムは管群上ｓＫ位置する水準まで＃起＠Ｖ
％体全体を満たしている。即ち、周辺シンプルと該ｆｉ
Ａ体との関にある一定量のナトリウムを通すことので寝
る開口を有する該周辺シンプルによって保−された囲い
体の領域内に満たされてｉる。

威囲い体内部９間は液体ナトリウムの液面と、アルプノ
などの中性ガスを閉じ込めた＠ｖｈ体の上方中＾鏡板と
の閾にある。

液体ナトリウムの流出口として機能する管群を通してｉ
る領域は、８’ｒ”体および中央シンプルに固定されえ
、中実環状板によって該管群の上方に位置する１Ｘｌｌ
！１％／−＆体部分から分廟されている。

い体の部分は、蒸気発生−の囲い体内に軸に沿って設け
られ九本体のｆｉ１ｍシに巻かれ丸管の束を閉じ込めて
ｉる。ｍ体す）リクムは東状管騨の外表向と接触して循
環し、該、管群内部では循−液体ナトリウムとの熱交換
によりｓ＊する供給水が通されている。

上記束の底部では、液体す）　１７９ムは、蒸気発生器
の囲い体内部部分に＃出されるように開口が設けられた
中央有孔本体を通る。１の東の入口および出口ＫＩ＆け
られた管督せは供給水の分配と、鎖車の内部における熱
交換によ）生成される蒸気の回収とを可能とする。

分配用有孔板を有するこのような装置および水平板を有
するそらせ板の集団は、同時に、出来る＠ｐ均一な底方
向への液体ナトリウムの循−を保証し、かつナトリウム
の上部液面の攪ｔを抑制することを可能とする。実ＦＩ
Ａのところ、液体ナトリウムの上！液面のかかるｆｆ１
ａＬは回避されなければならず、このようなｄ＆乱は熱
衝撃を生じる危険性並びにガスの同伴を生ずる危険性を
有する。

’ｉｔ　ｓｃ　％管束要素に１ａがあ）、液体ナトｖり
ムと鵡東内の＃１水との閾の反応が生ずるような場合に
は、極めて激しＶ＆該反応の一釆としての圧力波が蒸気
発生４の囲い体の上方に向りて自由に移―で龜て、＃移
動は液体ナトリウムの自由液面にｓＰｉで終了する。

公知の装置におｉては、上方１１ＩＩｉｓがわずかに液
体ナトリクムＩＩＬ面下方にあるような中央シンプルに
よって構成され丸部体内を前記圧力波が通過するように
予め準備されているが、ｊＩ！顔にはかかる筒体では十
分な圧力波の通路を与えな−。

中央筒体の周辺部に位置する液体ナトリウム用處出口内
に伝播する圧力波は、蚊流出口内に設けられ九七らせ４
ＩＬＫよって反射され、かつ原子炉内にある一次ナトリ
クムー二次ナトリウム熱交換器に肉か５ｇ体ナトｖりム
の流入管群によって伝播される。鎖管−は、原子炉容−
を満たしかつ一次流体を構成して匹る一次ナトリウムに
よる、蒸気発生器内の液体金属を構成する二次ナトリウ
ムの加熱を保証している。仁れら中間ナトリウム−ナト
リウム交換器はこうして圧力波によυ損傷をこうむる。

従って、本発明の目的は金属冷却液体と供給水と０間の
熱交換による蒸気発生装置を通供することで６９、該装
置はその―直軸Ｋａりて伸びかつ配置され九円箇状囲一
体を含み、該−い体は端部夫々が中為鏡板によ＃）＃Ｓ
じられており、鍍踊い体を横切る少なくとも１つの管に
よってその上方部分に液体金属を受は入れ、線管はｊｌ
！に液体金ｓの流入管の上方にある一定の高さだけ伸び
かつその下方に伸びた、囲い体と同軸状の中央シ：／ｆ
ｋＫよって画定され、しかも＃囲い体Ｑ下方部分におい
て誼＠ＶＩ体と中央シンプルとの間に位置する下Ｓ環状
有孔板によってＩｍｙｉ！された空間内に通されておυ
、咳液体金属の液面は液体金属の流入管の上方に維持さ
れてお９、咳液体金１４１１ｒｌｊＩとへ囲い体の上部
鏡板との間に形成される空間には中性ガスが１九されて
お夛、液体金属の循環が管の束と接触した状態で賦囲い
体内に確立され、縦管の車内には蒸発ナベ自供給水が循
ｌｌＩされておシ、威束は液体金属流入管 鎖液体金属は皺囲い体からその下方部分に至ｐ１該囲い
体０１ｉＩよシもわずかに小さな通を有する周辺シンプ
ルが該囲い体に固定され、かつ液体金属流入管の上方部
分にお−て練囲匹体かられずかなＷａＳを隔てて同軸状
に配置されている。このよう１ｋｓ気発生装置によｐ・
、撹乱のない液体金属の上部１１１ｇ並びに中間熱交Ｊ
Ｉ４祷に向う横方向の衝撃減の反射を生ずることなく、
蒸気発生器の上方に液体金属の１１１面まで容易に衝！
ｌＩ波を通す通路が与えられなければならない。

このｌｉ的の九めに、一枚の平行なＪｊ状有孔板を中央
シンプルと周辺シンプルとの間で６って、液体金属の流
入管の上方に固定し、囲い体の高さに応じて隔置し、か
り―直な有孔スペーナによル分離する。４状板の穿孔韮
びに下部板の穿孔は該板上での寸法並びに配置の点で同
等であシ、筐九これらは１直方向に配列される。

本発１１ｔよｐ一層十分に通解する九めに、以下非＠定
的夷廁例を添付１１ｇ１向を参照しつつ記載する。

威厳付図は公知の１気発生器および本発明による改良音
素む蒸気発生器に１し、蒸発が高速中性子炉の中間熱交
換器からの二次液体ナトリウムと、ａ気発生器の管束内
に導入される供給水との間の熱交換により達成されるよ
うな場合の例である。

ｇ／図には―直に置かれた円筒形で極めて長い蒸気発生
器の囲い体１が示されており、これが支柱２上に置かれ
ている。

この囲い体１は當に、その上方部分における液＃７Ｊ３
まで液体ナトリウムで満たされている。高速中性子ＦＯ
中間熱交換器を出た液体ナトリウムは管５および６を介
して１４体１内に導入される。

二次ナトリフ＾は、蒸気発生器内圧導入される一Ｋ、−
次す）　ＩＪクム冷却高速中性子炉の中間熱交換器内の
一次ナトリウムによって予め加熱される。

管５および６の出口において、二次冷却す）　リクムは
流出口を構成する領域内に侵入し、線領域は一方で囲ｉ
体１によりま九他方で＠Ｖ％体１に対し同軸状に設けら
れた中央シンプル８によって一定されている。中央シン
プル８は中実環状板９および有孔環状板１０によって囲
い体ＩＫ結合されて−る。前記環状板９および１０は夫
々上方−と液体す）９ラム流出口の分配板とを構成する
。

Ｉｌｒ紀液体す）ＩＪウム用分配領域内部には一直分層
体１４と水平そらせ板１６とからなるそらせ板１２が設
けられている。

！Ｉ置には［Ｉ　Ｇｏ下方に位−するＳ気発生器Ｏナベ
てＯｓ分にナトリウムを均一に分配することを可能とし
、その中には管の來ＩＴがある。

また、水平板１６はナトリウム液ｒＭ３の撹乱を防止す
る機能を有する。

Ｉａ記板の全体、中央７ンプル、そらせ板すべてが４倉
にナトリウム内に＆償されている。

管の束１１は液体ナトリウムの回収の丸めのｍ−の孔２
０が設けられ丸中央有孔本体１８の回９に＝ｌｉｌｌか
れておシ、該ナトリウムは管の束と接触しりつ循ａされ
ておｐｌかり束となつ丸管群内部に傭！ＩＡされて匹ろ
水の蒸気を発生しつつ冷却されている。□ ＃束の４ｓの／りは、鍍束の管騨内の水の分配を可能と
する分配置！２１ＫＡ結されている。該束の他端は生成
蒸気の回収を可能とする管寄せ２３ナトリクムは囲い体
の下方端部、即ち有孔本体１８の延長方向ＫＪけられ丸
管２ｓを通って該囲い体から流出する。

管５および＠によ９８９体内に導入され九＾１ナトリク
ムは板１０上ＫＩＮされ、そζで前記束９あらゆる部分
に均一に分布される。該１４温ナトリクムは東となった
管群と接触状１１におかれ、線管群内を流れる供給水の
蒸気を発生し、それ自身は線束と接触して下降する際に
冷却される。

内部に束となつ丸管群の入口となる円筒体が通されてい
る有孔本体１８の底部の回シに配置された囲い体部分は
比較的低温度のナトリウムを含み、囲い体１０内部にお
ける防水流路装置並びに管部分を保麟している。

しかしながら、囲一体のかかる環状部分に存在する低温
ナトリウムのある量が、雇い体の内部即ち管２Ｓの人口
に予め設けられた開口２１によって管２５から排出され
る。このようにして、ナトリウムによって同伴される不
Ｈ物〇Ｍ積をＩｇｌａする。

熱保−用シンプル２＠は、上Ｓ鏡板２ＩＯ近傍において
囲い体上に溶接場れた管Ｓおよび８の上方に、醜い体に
対して同軸状に設けられている。

シンプル２・と囲い体１との間の空間内でナトリウムは
穿孔３０によｐ貫かれている。かくして、−い体１の上
方部分の熱的保−が夷ＩＡされる。

＃Ｉココ−は蒸気発生器の上方部分が示されており、ナ
トリウムの分配器の分配板を構成する有孔板４（１）下
１１に配置された鋏発生器内部部分は第７−に示され友
、即ち分配板１０の下方に設けられ九１気発生器の対応
する部分と同一である。

液体ナトリウムは管３５および３１ｉＫよって囲い体３
１の内！ＢＫ供給され、線管３５および３６は中央シン
ノル３８と分配板４０とＫよって一定１れたナトリウム
の分布域内に通されている。分配板４０上には、−直な
放射状りｆ４４が固定されておｐｌこれはシンプル３８
と囲い体３１との間の一状ｇ！間のほぼ全体を占めて−
る。このリプのＩＩＩ＆さは、そのＪｊＩｔ＠Ｓがナト
リウム流入管の完全に下方部分に位置するような高さで
ある。

有孔板４０全体の上におけるナトリウムの均一な分配を
保証するために、該有孔板４０上に、夫々の間の内縦が
ｌＩ５°となるようＫＬ−のりｆ４４が配置される。

囲い体３１の径よりもわずかに小さな嫌を有し、−一体
と同軸状に配置され九シンプル３９は溶績によって上部
−板５ｓの近傍で囲い体１１１に固定されてｉる。この
シンプル３９は開口４２で貫通されておシ、該−口はシ
ンプル３９と一一体３１との間における一秋空関内にナ
トリウムを導入することを可能とする。威シンプル３ｓ
は、このようにして囲一体３１の上方Ｓ分の熱的保−を
保証してｉる。

シンツル３９の上方には、−直方向に隔置され、有孔ス
ペーサ４Ｔによυ分ｍｇれ九コ枚の有孔婁状板４５およ
び４６が固定されてｉる。

環状板４５および４８内に作られた孔は寸法差びに位置
の点でまり九〈同一で６ル、かつ＠４０の孔と同じであ
る。これらの全穿孔は一直投影においてまったく重なシ
合う。

穏状板４５および４６は囲い体内の周辺シンプル３９と
中央シンプル３８との関に設けられてお如、管３５およ
び３６の上方近傍にある。

シンプル３８および３９並ひに有孔板４５．４８および
４０により構成される集団は囲い体３１の内部にシンプ
ル３１ｔ−介して固定されている。シンプル３９の上方
部分は溶接によシ該囲い体３１に連結されている。

蒸気発生器の作動中に、囲い体３１と中央シンプル３ｓ
との間の環状空間領域内の液体ナトリウムの上面はｆ３
５および３６を通る高温ナトリウムの流入口、蒸気発生
器の内部におけるナトリウムの流出口並びにオーバーフ
ロー５Ｇによって、シンプル３８と３９との間の環状領
域内の水準５３に保走れる。

管の束が存在する蒸気発生器の内部と直接連絡１．１・
□１ している、中央シンプル３８の内部の液体ナトリウムの
液面は、蒸気発生器の作動中に、二次ナトリウムの入口
および出口の間の負荷の減少によって液面５３よすも低
い水準５４にある。

シングル３８は液面５３の上方のシンプル上部と通じて
おシ、液面５３および５４と上方跳板５９との間に形成
された空間を満たしているアルゴン＄−気下にある。ａ
シングルの長さは、その上方部分が常にナトリウムの自
由液面上方にあるような高さである。

管３５および３６によル供給される高温ナトリウムは分
配領域内に侵入し、次いで板４０と―直りｆ４４とによ
シ管の東上に均一に戻される。

すｆ４４はまた、管３５と３６とによシ導入されるノエ
ットの衝撃に基〈動的応力下におかれる板４０′ｔ−強
固にすることができる。

有孔）ｆＬ４５と４６はナトリウムの上＃液ｒＴＪ５３
（これは環状領域内で殆ど静止状態（ある）倉ナトリウ
ム人口から分離し、それによってナトリウムＯ液ｒＪ５
３の撹乱が排除される。

管の束に漏洩がＴｏシ、かり九トリウムの内部に圧力波
の伝播がある場合には、該圧力波は液体ナトリウムの上
方液面並びに有孔板４５と４６とにより中央部体３８の
外部に位置する積状領域内および該中央補体３８の内部
に伝播し得る。鍍有孔板の孔はド郁板４０の孔に対して
画一方向に配列されている。

この圧力波は中間熱交ｍ−に返送され表い。従って水平
そらせ板は、公知のＪ気発生鏝とは異シ、人口領域およ
びナトリウムの分配城占部に設けられてはいない。

ｅ債に、前記束の管に漏洩があった場合もしくは４気角
生−の負荷の突然の変動がめった場合におけるナトリウ
ム−水反応に基〈ｆ＃に＃隼の−に、囲い体３１の上方
部分の＃ｆＡ性は一止ナトリウム遮びＫＡ辺シンツル３
９と囲い体３１との間に存在するアルｆノによって保証
されている。

従って、本発明の主な利点は・−東西のナトリフ＾の良
好な配分を・ｌｌ！１ＩｔｆＬすること、蒸気発生器内
のナトリウムの上Ｓ面における撹乱の発生を防止で自る
こと、蒸気発生器の上方部分くおける良好な熱的謙−が
１成されること、自由減面に向かう東内の水の４樵の結
果としての圧力波の伝播の丸めに蛾大の自由断面が残さ
れていることおよび、籍に圧力波の中間熱ズ換４へのｉ
Ｌ送が防止されていることである。

これらの利点を有するにもかかわらｔ”Ｓｓ気発生器の
上方部分の構成の大きな藺略化カニ遣成されており、こ
れは更に製造コストの４減をも結果する＝ ＃記実施Ｉｌｌ様は本発明を何等臓定するものではなく
、逆に６らゆる変更が可−であるものと虐解すべきであ
る。

即ち、蒸気発生器内への液体ナトリウムの供給は＝以外
０＊０管によって実施することができ、また内部分配板
４Ｇ上にｔ以外の叙のリノを設はること−９粍である。

最臘に、本発明は冷却液体が液体す）　ＩＪｔムであシ
、高速中性子炉に遍＃Ｖされ九蒸気発生器に対してのみ
使用されるのではなく、冷却献体が液体金属で６ｐ％蒸
気発生器の管束内に漏洩が６つ九場合に、該金属と供給
水との反応により圧力波が発生する危畝のあるようなあ
らゆる種癲ｏ４気発生器内において使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

Ｊｌｌｉ／図は公知の蒸気発生器の、１直断面図で６如
； 菖コ図は本発−による改良を包含する４気発生−の上方
部分の１直＃Ｔｌ１図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｖ）■直軸Ｋｅって伸びかつ配置され、中央鏡板５１に
   よって両端部の各々が閉じられている円崎状１１ｖ＆体
   ３１を會み、ＩＩＩ禰一体上方部分は踊い体＄１を横Ｉ
   ９ルかり空間角に通されている少なくとも／　２０ｆ＄
   　５．３　＃　Ｋ！−）？液体金ｊｌを受は入れ、赦空
   関は液体金属流入管ｓｓ、ｓｓの上方に一定の高さで伸
   びておルかりその下方に伸びて−る、囲い体とｒｌｊＪ
   ｍ状わ中央シンプルｓｓと、―い体３１と中央シンツル
   ３８との閾でるって赦−い体の下方Ｓ分に位置する下部
   欄状有孔櫃４０とによりて＃定され、該液体金属ＯＳ画
   は＃記液体金属の流入管の上方に維持され、該液体金ｊ
   ｌｏＩＩＥ＃ｉ！＄３、Ｓ４と鍍踊い体ｓ１の上部鏡板
   ５＃との間に形成される空間には中性ガスが満たされて
   おシ、液体金Ｒの＃欄が管の束と接触した状１で８一体
   ３１内に確立され、腋管の東向で蒸発すべき供給水が循
   環しておシ、鎖管の束は液体金属が流入する前記空間Ｏ
   下方に位置し、腋液体金属は囲い体３１からその下方部
   分に至９、該８ｖｈ体ｓ１ｏｗよｐもＩＡ分小さな働を
   有する周辺シンプル３９が該囲い体３１に固定されかつ
   液体金属の＃！人管３５．３・の上方部分に腋ｉ！Ｉｖ
   ｈ体かられずかに臘れて同軸状に配置されて−る１金属
   冷却液体と供給水との間の熱交換によυ蒸気を発生する
   装置でありす１ ．２　’）Ｏ＠状有孔ＩＥ４　Ｓ、４　＠＃中央ｖｙｆ
   ルｓａと周辺シンプル３９との間であって、液体金属Ｏ
   Ｒ入管＄５．３＠の上方に固定され、圃ｉ体３１の高さ
   に応じて隔置され、かつ−直有孔スペーｔによって分−
   されてお〕、濃状板４５．４６および下部１［４ＱＣ）
   穿孔がこれら板４５．４８．４０上での寸法差びに配置
   におｉて同じで６６かクー直方向に１９って配列されて
   ｉることをＩｌ＃黴とすゐ、上記５ｊａｉａ生装置。 ＠　＃記中央シンプル３８の上端が液体金属Ｏ麿由液面
   Ｏ上１１Ｋあり、かつ完全に前記上部鏡板５Ｉの下方に
   あることを特徴とする特許請求ｏｉｕｉ第（１）項記載
   の蒸気発生装置。 ■　補剛用の前記放射状すｆ４４が下部板４０上に固定
   されておシ、これらリツが板４０と液体金Ｓ流入管＄５
   ．３４１との間Ｏｆｌ直距虐よシも明らかに低い高さを
   有することを特徴とする特許饋求ＯＳｍ第（１）を九は
   ＠鷹に記載の蒸気発生装置。