JPS5869307A - 液体金属冷却形高速増殖炉プラント - 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、液体金属冷却形高速増殖炉プラントに関する
。

一般に、液体金属冷却形高速増殖炉プラントは、液体金
属冷却形高速増殖炉で発生した核エネルギを中間熱交換
器に移送する１次冷却系と、中間熱交換器からのエネル
ギを蒸気発生器（＝移送する２次冷却系と、蒸気発生器
で得たエネルギにより蒸気タービンを駆動する水・蒸気
系とから主体部分が構成されている。

第１図は、このような液体金属冷却形高速増殖炉プラン
トの一つである液体金属ナトリウム冷却形高速増殖炉プ
ラントの一実施例を示すもので、このプラントは、１次
ナトリウム系１．２次ナトリウム系２および水・蒸気系
３とから主体部分が構成されている。

１次す）９ウム系１は、原子炉４で発生した核エネルギ
を液体金属ナトリウムを介して中間熱交換器５に移送す
るために設けられており、原子炉４に液体金属ナトリウ
ムを循環させる１次系配管６（＝は、上流から順に、１
次系ポンプ７、中間熱交換器５、逆止弁８が設けられて
いる。

２次す）９クム系２は、中間熱交換器５で得たエネルギ
を液体金属ナトリウムを介して過熱器９に移送するため
に設けられており、中間熱交換器５で熱交換されエネル
ギを得た液体金属ナトリウムを循環させる２次系配管１
０には隔離弁１１、過熱器９、蒸発器１２ａ　、１２ｂ
、隔離弁１３および２次系ポンプ１４が順に設けられて
いる。

なお、ここで蒸発器１２ａ　、１２ｂは、２次系配管１
０に並列に配設されている。

水・蒸気系３は、過熱器９および蒸発器１２ａ。

１２ｂで得たエネルギにより蒸気タービン１５を駆動す
るために設けられており、過熱器９で熱交換した蒸気を
循環させろ水・蒸気系配管１６には、蒸気タービン１５
、給水ポンプ１７、蒸気ドラム１８、再循環ポンプ１９
ａ　、１９ｂおよび蒸発器１２ａ　、　１２ｂが設けら
れている。

すなわち、過熱器９で熱交換され高温となった蒸気は、
流量計２０、隔離弁２１、逆止弁２２、主蒸気止め弁２
３、蒸気加減弁２４が設置された配管を通り蒸気タービ
ン１５に導かれ、蒸気タージν ビン１５を駆動した後、復水器２５により復水されて、
図示しない復水ポンプ、復水脱塩装置、昇圧ポンプ、低
圧給水加熱器、脱気器等を順に経て給水ポンプ１７に導
かれる。

そして、給水ポンプ１７に導かれた水は、蒸気ドラム１
８、給水ヘッダ２６を通り再循環ポンプ１９１．１９ｂ
に導かれ、逆止弁２７ａ　、２７ｂ、隔離弁２８ａ　、
２８ｂを通り蒸発器１２ａ　、１２ｂに流入し、ここで
蒸気とされた後、隔離弁２９ａ、２９ｂを通り、再び蒸
気ドラム１８に流入した後、隔離弁３０を経て過熱器９
に導かれる。

なお、蒸気ドラム１８から蒸発器１２ａ　、１２ｂを介
して蒸気ドラム１８に至°る２本の配管６１ａ。

３１ｂは、並列に配設されており、逆止弁２７ａと隔離
弁２８Ｊｌとの間および逆止弁２７ｂと隔離弁２８ｂと
の間に介挿される均圧管３２により接続されている。

また、蒸気ドラム１８の上部には、開閉弁３３を介して
逃がし弁３４が設けられている。

以上のように構成された液体金属す）９ウム冷却形高速
増殖炉プラントでは、原子炉４で錦生じた核エネルギは
、１次ナトリウム系１．２次ナトリウム系２、水・蒸気
系３を介して、蒸気タービン１５を駆動するエネルギと
して用いられる。

しかしながら、このように構成された液体金属す）９ク
ム冷却形高速増殖炉プラントでは、配管３１ｍ　と配管
５１ｂとを接続する均圧管３２が設けられているため、
再循環ポンプ１９１．１９ｂを通り蒸発器１２ａ　、１
２ｂに流入する水量が蒸発器１２ａ　と蒸発器１２ｂと
で相違するいわゆるアンバランス現象が発生し、最悪の
場合には、蒸発器１２ａ　、１２ｂにおける水・蒸気側
の流動不安定現象の発生による運転停止、あるいは蒸発
器１２ａ。

１２ｂ　出ロナ１１ウム温度高によって原子炉のスクラ
ムに到るおそれがあった。

なお、このアンバランス現象は主に、配管３１ａおよび
３Ｉｂ内への水あか等の付着による経年変化等に起因す
るものと考えられる。

本発明者は、かかる従来の問題点を解決するため、先に
、復水器から蒸気ドラムに供給された給水を、複数基並
列に設置された蒸発器を介して前記蒸気ドラムに再循環
させる再循環ポンプと、前記蒸発器に流入する再循環水
の流量を測定する流量計と、前記蒸発器に流入する再循
環水の流量を調整する流量調整弁と、前記流量計の値を
入力し、この値が設定値となるよう前記流量調整弁を制
御する流量制御装置とを備え、再循環流量間のアンバラ
ンスを解消することを特徴とする液体金属冷却形高速増
殖炉プラントを発明し出願した。

すなわち、この液体金属冷却形高速増殖炉プラントでは
、第２図にその一実施例を示すように、第１図で示した
、逆止弁２７ａ　、２７ｂと隔離弁２８ｍ　、　２９ｂ
との間の均圧管３２下流に、それぞれ流量調整弁３５ａ
　、３５ｂおよび流量計３６８，３６ｂが設けられてい
る。

そして、流量計３６８．３６ｂからの流量信号Ｓａ。

ｓｂを入力して流量調整弁３５ａ　、３５ｂの開度を制
御する流量制御装置３７が設けられている。

以上のように構成された液体金属冷却形高速増殖炉プラ
ントでは、再循環ポンプ１９ａ　、１９ｂを通り、蒸発
器１２ａ　、１２ｂに流入する水量は、流置針３６８．
３６ｂからの流量信号Ｓａ、８ｂとして流量制御装置３
７に入力され、流量制御装置３７に設定される流量設定
値からずれたときには、流量制御装置３７により、流量
調整弁３５ａ　、３５ｂの開度が、蒸発器１２ａ　、１
２ｂに−それぞれ流入する流量が流量設定値と一致する
ように制御されるため、蒸発器１２ａ　、１２ｂに流入
する水量は等しくなり、アンバランス現象を完全に解消
することができる。

しかしながら、このように構成された液体金属冷却形高
速増殖炉プラントにおいても、例えばナトリウムのよう
な液体金属を使用する蒸発器１２ａ。

１２ｂ特有のいわゆる水側流動不安定現象を防止するこ
とができなかった。

本発明者は、かかる水側流動不安定現象を解消すべく鋭
意研究を重ねた結果、流量調整弁３５Ｊｌ。

３５ｂ前後の圧力差を設定値に制御することにより、水
側流動不安定現象を解消することができることを見出し
た。

本発明は、かかる知見に基づきなされたもので、復水器
から蒸気ドラムに供給された給水を、複数基並列に設置
された蒸発器を介して前記蒸気ドラムに再循環させる再
循環ポンプと、前記蒸発器に流入する再循環水の流量を
測定する流量計と、前記蒸発器に流入する再循環水の流
量を調整する流量調整弁と、前記流量針の値を入力し、
この値が設定値と一致するよう前記流量調整弁を制御す
る流量制御装置と、前記流量調整弁の前後の差圧を測定
する差圧針と、この差圧計の値を入力し、この値が設定
値と一致するように前記再循環ポンプの回転数を制御す
る圧力制御装置を備えたことを特徴とする液体金属冷却
形高速増殖炉プラントを提供しようとするものである。

以下、本発明の詳細を図面に示す一実施例について説明
する。

第３図に示す液体金属ナトリウム冷却形高速増殖炉では
、第２図で示した、流量調整弁６５ａ。

３５ｂの前後の圧力差を測定するため、　差圧計４０１
．４０ｂが設けられている。そして、差圧計４０８．４
０ｂからの差圧信号ＡＦ３ｍ　、ΔＳｂを入力して再循
環ポンプ１９ａ　、１９ｂを駆動する電動機Ｍａ、Ｍｂ
の回転数を制御する圧力制御装置４１カを設けられてい
る。

なお、上記以外は、第２図；二示した液体金属冷却形高
速増殖炉と同様に構成されて％ｚるので同一部材には同
一符号を付して説明を省略する。

以上のように構成された液体金属す）９ウム冷却形高速
増殖炉では、流量調整弁３５ａ　、３５ｂ前後の圧力差
は、差圧計４０８．４０ｂ力１らの差圧信号Δ３ａ、Δ
ｓｂとして圧力制御装置４１（二人力され、圧力制御装
置４１に設定される差圧設定値力１らずれたときには、
圧力制御装置４１４二よ０、再循環ポンプ１９ａ　、１
９ｂを駆動する電動機Ｍａ　。

Ｍｂの回転数が差圧信号Δ８ａ、Δｓｂ力；差圧設定値
に一致するように制御されるため、流量調整弁３５ａ　
、５５ｂ前後の圧力差は差圧設定値：二保たれ、水側流
動不安定現象を完全に防止すること力１できる。

すなわち、圧力制御装置ｉ４１は、第４図（二示すよう
に、差圧値入力部４２１．４２ｂ、選択部４３、負荷要
求信号入力部４４、関数発生器４５、計算部４６、電動
機回転数制御部４７とから構成されている。

ここで差圧値入力部４２ａ　、４２ｂは、差圧計４０ｍ
　、４Ｑｂで測定された差圧信号Δ５ａ、Δｓｂをそれ
ぞれ入力する。

選択部４３は、差圧計４０２．４０ｂで測定された差圧
信号Δ８ａ　、ｊ８ｂのうち、例えば低い方の値を選択
値として選択する。なお、ここで選択値として高い方の
値または差圧信号ΔＳａ、Δｓｂの平均値を選択するよ
うにしてもよい。

負荷要求信号入力部４４は、プラント制御系から負荷要
求信号Ｓを入力する。

関数発生器４５は、負荷要求信号入力部４４に入力され
た負荷要求信号Ｓ（＝応じて、この負荷要求信号Ｓにみ
あった流量調整弁３５ａ　、３５ｂ前後の圧力差を設定
する。

計算部４６は、差圧値入力部４２ａ　、４２ｂに入力さ
れ選択部４６で選択された差圧信号ΔＳａまたはΔｓｂ
と関数発生器４５で求められた流量調整弁３５ａ　、３
５ｂ前後の圧力差の設定値との圧力差Δａ、Δｂを計算
する。

電動機回転数制御部４７は、この圧力差Δ１゜Δｂが零
となるように電動機Ｍａ、Ｍｂの回転数を制御する。

なお、電動機回転数制御部４７にはプロセス調節計が用
いられており、この電動機回転数制御部４７はいわゆる
ＰＩＤ制御を行なっている。

以上述べたように、本発明の液体金属冷却形高速増、殖
炉プラントでは、流量調整弁前後の圧力差を設定値に制
御することができるので水側流動不安定現象を完全に解
消することができる。

さらに、複数基並列に設置された蒸発器に流入する水量
は、各々、流量制御装置により制御される流量調整弁に
より、流量設定値に制御されることとなるため、冷却系
系統をフレキシブルに運用することができるととも（二
、経年変化およびその他予測のできない原因による再循
環流量のいわゆるアンバランス現象を解消でき、安定し
たプラントの運転が可能となる。

なお、以上述べた実施例では、圧力制御装置をアナログ
方式で構成した例について述べたが、本発明は、これに
限定されることなく、圧力制御装置をデジタル方式また
はハイブリッド方式で構成しても良いことは勿論である
。

また、本発明は蒸発器を２基として説明したが、複数基
の並列運転であれば適用できるものであることは言うま
でもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の液体金属ナトリウム冷却形高速増殖炉プ
ラントの一実施例を示す配管系統図、第２図は本発明者
が先に発明した液体金属ナトリウム冷却形高速増殖炉プ
ラントの一実施例を示す配管系統図、第６図は本発明の
液体金属ナトリウム冷却形高速増殖炉プラントの一実施
例を示す配管系統図、第４図は第３図に示す圧力制御装
置のブロック図である。５ １　　　　　・・・・・・　１次ナトリウム系２　　　
　　・・・・・・　２次ナトリウム系３　　　　　・・
・・・・水・蒸気系 ４　　　　　・・・・・・原子炉 ５　　　　　・・・・・・　中間熱交換器９　　　　　
・・・・・・過熱器 １２ａ、１２ｂ　　・・・・・・蒸発器１５　　　　　
・・・・・・蒸気タービン１８　　　　　・・・・・・
　蒸気ドラム１９ａ　、　１９ｂ　　・・・・・・再循
環ポンプ５５ａ　、　！１５ｂ　　・・・・・・流量調
整弁３６ａ　、　３６ｂ　　・・・・・・流量計３７　
　　　　　・・・・・・流量制御装置４０ａ、４０ｂ　
　・・・・・・　差圧計４１　　　　　　・・・・・・
　圧力制御装置Ｍａ、Ｍｂ　　　・・・・・・電動機 代理人弁理士　須　山　佐　− ５２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 復水器から蒸気ドラムに供給された給水を、複数基並列
   に設置された蒸発器を介して前記蒸気ドラムに再循環さ
   せる再循環ポンプと、前記蒸発器に流入する再循環水の
   流量を測定する流量針と、前記蒸発器に流入する再循環
   水の流量を調整する流量調整弁と、前記流量計の値を入
   力し、この値が設定値と一致するよう前記流量調整弁を
   制御する流量制御装置と、前記流量調整弁の前後の差圧
   を測定する差圧計と、この差圧針の値を入力し、この値
   が設定値と一致するように前記再循環ポンプの回転数を
   制御する圧力制御装置とを備えたことを特徴とする液体
   金属冷却形高速増殖炉プラント　。