JPS5853204B2 - 容器のオ−バフロ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、容器のオーバフロ装置に係り、特に高速増殖
炉（ＦＢＲ）の原子炉容器のオーバフロ装置として適用
するのに好適な容器のオーバフロ装置に関するものであ
る。

〔発明の背景〕

ＦＢＨにおける。

オーバフロ系の系統概略を第１図に例示する。

オーバフロ系は、容器（原子炉容器）１と、タンク（オ
ーバフロタンク）２と、タンク２に貯蔵した液体（ナト
リウム）を常時一定流量で容器１に吸入れる汲上げ配管
４と、容器１において所定液面をオーバする液体（ナト
リウム）を自然落下でオーバフロさせることによりタン
ク２に導く戻り配管３とにより構成され、容器１の液面
を常に一定維持することを目的としている。

戻り配管３には、第１図に示すように水平管部６が存在
する。

戻り配管３０入口構造は第２図に示すように液面を一定
に保つせき構造をしており、戻り配管３０口径は液体が
部分流れになるように大きくなっており、必然的に戻り
配管３の水平管部６において流体は気液二層流を形成し
ている。

すなわち、水平管部６の底部付近を液体が流れ、水平管
部６内の上部にガス層が形成される。

このように気液二層流となる配管系の水平管部の上部を
流れる気体と水平管部の底部を流れる液体とにおいて、
管壁に対する熱伝達率に差があり、水平管部６０周方向
に不均一な温度分布を形成する。

そのため水平管部６の上部と底部の間に熱膨張差が生じ
て水平管部の軸方向に応力が発生する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、水平管部の軸方向に生じる重力を軽減
できる容器のオーバフロ装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、第１配管の半径方向における幅が第１
配管の内周の半径よりも小さいスパイラル部材を、第１
配管の水平管部内で第１配管の口壁に取付けることにあ
る。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の好適な一実施例を第３図により説明する
。

第３図は、第１図の戻り配管３の水平管部６０半断面を
表わしている。

水平管部６内の液体が自然落下できるように水平管部６
には若干の勾配がつげである。

第１図に示す従来の配管の水平管部６において、内部流
体が気液二層流を形成し、気体と液体とで管壁に対する
熱伝達率が異なるため、第５図に破線で示すような温度
差が水平管部６０周方向に発生する。

そのため水平管部６が局部変形を引起こし、更に、配管
の上部と底部で熱膨張量が異なるため配管の水平部がそ
り上がり、配管支持構造物や曲り管の部分に多大な応力
が加わる可能性がある。

このような問題点を解決するために、第３図に示す本実
施例では、水平管部６内の底部を流れる液体の一部を上
部へはね上げて、全体として管壁に対する熱伝達率が一
様になるように、水平管部６内にスパイラル部材５を設
置している。

水平管部６の半径方向におけるスパイラル部材５０幅は
第３図に示すように水平管部６の内周の半径よりも小さ
い。

水平管部６の底部に沿って流れる液体（ナトリウム）は
、スパイラル部材５によってスパイラルにそって液体が
水平管部６の上部に達する。

スパイラル部材５が存在するため、水平管部６内の液体
と気体が均一に混合される。

スパイラル部材５が水平管部６内の同一断面に複数存在
する場合、スパイラル部材５０幅が前述のように水平管
部６の内周の半径より、も小さいので、水平管部６の中
心部にスバ・イラル部材５が存在しない空間が形成され
る。

このため、水平管部６内の気体と液体の攪拌効果が向上
し、気体と液体が均一に混合される。

このような混合状態を保って流体が水平管部６内を流れ
るので、スパイラル部材５の設置位置より下流側におけ
る水平管部６の上面全体が液体と接触する。

スパイラル部材５に沿って水平管部６底部の液体が水平
管部６の上部に到達するためには、液体が液面でもって
いる上下方向の運動エネルギーが、水平管部６上部での
液面に対する位置エネルギーｍｇＨより大きくならなげ
ればならない。

すなわちを満足すればよい。

ココで（１）式の両辺をｍで割つ となり、この（２）式を満足すればよいことになる。

ただし、■は液体の液面での上方向の初速、ｇは重力加
速度、Ｈは液面から水平管部６上部までの高さである。

条件として、流速２ｍ、７秒、内径０．２ｍ、液体は水
平管部６の横断面の１／２を占めて流れるとし、スパイ
ラル部材５０案内角θを３０°と設定すれば という値になり、（２）式は であり、明らかに満足する。

よって、水平管部６の底部を流れる液体はスパイラル部
材６によって気体と均一に混合されるので、水平管の上
部内面にも液体が接触する。

従って、水平管部６０周方向の管壁に対する熱伝達率を
一様にすることができ、第５図に実線で示すように、戻
り配管３の水平管部６０周方向温度分布は一定になる。

水平管部６の底部と上部の熱膨張は等しくなるので、周
方向の温度差に基づいて水平管部６の軸方向に生じてい
た応力を解消させることができる。

第４図は、本発明の他の実施例を示すもので、第３図の
スパイラル部材を放射状構造とし、更に水平管部６とは
別の構造物としたものである。

尚、第３図においても、スパイラル部材を配管と別構造
物としてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、液体をオーバフロさせる配管の水平管
部の周方向の温度分布を均一にできるので、周方向の温
度差に基づいて生じる応力が水平管部に発生することを
防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はオーバフロ系の系統図、第２図はオーバフロ出
口構造を示しており、第３図は本発明の実施例で、第４
図は本発明の他の実施例である。 第５図は、配管の周方向の温度分布を示したものである
。 １・・・・・・容器、２・・・・・・タンク、３・・・
・・・戻り配管、４・・・・・・汲上げ配管、５・・・
・・・スパイラル部材、６・・・・・・水平管部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内部に液体が存在する容器より下方に存在するタン
   クと、一端が容器内に挿入され他端が前記容器に接続さ
   れ、容器内の挿入端部が垂直方向に配置されてしかも途
   中に水平管部を有し、前記容器内の挿入端からオーバフ
   ロした液体を前記タンクに導く第１配管と、前記容器と
   前記タンクを連絡して前記タンク内の液体を前記容器に
   戻す第２配管と、前記第２配管に設けられて前記タンク
   内の液体を汲上げるポンプとからなる容器のオーバフロ
   装置において、前記第１配管の半径方向における幅が前
   記第１配管の内周の半径よりも小さいスパイラル部材を
   、前記第」配管の水平管部内で前記第１配管の内壁に取
   付けたことを特徴とする容器のオーバフロ装置。