JPS59109701A - 高速炉２次冷却系の減圧装置 - 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】 本発明は高速増殖炉のごとき高速炉２次冷却系の減圧装
置に係り、特に、高圧状態下で系内を循環されている液
体金属熱媒体のリークや蒸気発生器の水リーク等の事故
時に、この熱媒体の圧力を急速に減圧することができる
とともにこの熱媒体の系外への流出量を可及的に低減化
すること７５；できる高速炉２次冷却系の減圧装置に関
する。

この種原子炉は冷却材として液体ナトリウムのごとき液
体金属熱媒体が使用されており、第１図に示すごとく、
まず、原子炉で加熱された１次冷却系１の液体ナトリウ
ムは中間熱交換器２内へ循環されて、この中を同様に循
環されている２次冷却系３の液体ナトリウムと間接熱交
換してこれを加熱する。ここで加熱された２次冷却系の
液体ナトリウムは更に蒸気発生器４内へ循環導入されて
、この中を同様に循環されている水・蒸気系５の給水と
間接熱交換してこれを蒸気化し、そして、この発生した
蒸気によりタービン（図示せず）を回転させて発電など
がなされるようになっている。

そして、万一上記中間熱交換器２内の伝熱管に破損が生
じても、放射能汚染された１次冷却系の液体す）　ＩＪ
ウムが２次冷却系内へ侵入することを防止するために、
１次冷却系ナトリウムは微正圧のカバーガス圧力下で運
転されるに対し、２次冷却系ナトリウムは高圧の力、Ｃ
−ガス圧力下で運転されている。

ゝまた、この２次冷却系３には２次冷却系ナトリウムを
常に高圧状態に維持すると共にこのすトリウムの温度変
化にともなうすトリウム体積の膨張収縮を吸収すべく散
気圧に加圧された高圧気体が供給される膨張タンク６が
設けられており、液体ナトリウムの体積変動をタンク内
の液面変動により吸収し得るようになっている。

なお、図中７は系内補修時に、２次冷却系ナトリウムを
全てこの中へ導入して２次冷却系内からナトリウムを排
除す、るためのダンプタンクであ、る。

ところで、万一２次冷却系３や中間熱交換器２の伝熱管
群に破損等の事故が生じた場合には、２次冷却系内を流
れるナトリウムの２次冷却系外へのリークを最小限に食
い止める必要があるので早期に２次冷却系内のナトリウ
ムの圧力を減圧する必要が生ずる。

また、蒸気発生器４内の伝熱管群に破損等が生じた際に
は水・蒸気系５の圧力が高いために、２次冷却系側へ水
または蒸気のリークが発生することになるが、この場合
には、水・蒸気系内の圧力を低下させてこの水または蒸
気のリーク量を抑制することになる。しかしながら、破
損箇所で逆に２次冷却系ナトリウムの水・蒸気系側への
リークを防止するだめに水・蒸気系側から加圧窒素ガス
のブローが行わ扛るが、この際にも２次冷却系ナトリウ
ムの水・蒸気系へのリークを防止するために２次冷却系
内のナトリウムの圧力を減圧する必要が生ずる。

このような問題を解決すべく、膨張タンク６内の高圧気
体を急激に大気へ排出して２次ナトリウムの圧力を低下
させることも考えられるが、この場合にはナトリウム蒸
気の処理のために新たな大容量のベーパトラップを設け
なければならず設備費も増大し、実用化には適していな
い。

本発明は以上のような問題点に鑑み１．これを有効に解
決すべく創案されたものである。本発明の目的とすると
ころは液体金属熱媒体のリーク等の事故時に、膨張タン
ク内の高圧気体をダンプタンク内へ抜くようにし、もっ
てこの熱媒体の圧力を急速に減圧することができると共
にこの熱媒体の系外への流出量を可及的に低減化するこ
とができる高速炉２次冷却系の減圧装置を提供するにあ
る。

以下に、本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。

先ず、第２図は高速炉の２次冷却系を示す概略系統図で
ある。図示するごとくこの２次冷却系３は液体金属熱媒
体としての液体ナトリウム体積の膨張収縮を吸収する膨
張タンク６と、水・蒸気系５へ原子炉熱を伝達する蒸気
発生器４と、更に系内に２次冷却系ナト、リウムを循環
させる２次循環ポンプ８とによシ主に構成されている。

具体的には、上記２次冷却系３は原子炉（図示せず）を
有する１次冷却系１の中間熱交換器２と接続されており
、原子炉にて高温に加熱された１次冷却系す）　ＩＪウ
ム（液体金属熱媒体）と上記２次循環ポンプ８側から移
送されて伝熱管群２ａ内を流通する２次冷却系ナトリウ
ム（液体金属熱媒体）とを間接熱交換し得るようになっ
ている。

この１次冷却系ナトＩＪウムは微正圧のカバーガス圧力
下で運転されるに対し、２次冷却系ナトリウムは１次冷
却系ナトリウムのそれよりも高いカバーガス圧力下で運
転されており、このようにして中間熱交換器内の２次冷
却系ナトリウム圧力を１次冷却系す）　＋７ウム圧力よ
り高圧に保持する事により、上記伝熱管群２ａが万一破
損しても放射能汚染された１次冷却系す）　ＩＪウムが
２次冷却系３内へ侵入しないようになっている。なお、
２次冷却系す）　ＩＪウム圧力は通常略７気圧程に設定
されるが、１次冷却系ナトリウム圧力より高く設定され
ればこれに限定されるものでない。この中間熱交換器２
と上記蒸気発生器４との間には通路ａが形成されており
、加熱された２次冷却系ナトリウムを蒸気発生器４へ直
接導入し得るようになっている。蒸気発生器４には水・
蒸気系５が連結されており、加圧された２次冷却系ナト
リウムとこの中の伝熱管群４ａ内に供給される給水とを
熱交換して給水を加熱蒸気化し、発生した蒸気によりタ
ービン（図示せず）を回転し得るようになっている。ま
た、この蒸気発生器４と前記２次循環ポンプ８との間に
は通路Ｃが介設されており、水・蒸気系５に原子炉熱を
伝達して蒸気発生器４から排出された２次冷却系ナトリ
ウムを循環ポンプ８へ導入し得るようになっている。そ
して、このポンプ８内へ導入された２次冷却系すｌ・リ
ウムは再び前記中間熱交換器２側へ移送されて２次冷却
系３内を循環することになる。

そして、上記２次循環ポンプ８にはこれに並設するごと
くその上部にカバーガス空間９を有する膨張タンク６が
形成されると共に、この空間９には高圧開閉弁１０を、
有する高圧ヘッダ１１が設けられており、この空間内に
不活性ガスとして例えばアルゴンガスが所定圧力すなわ
ち現在設計されている高速炉の場合には略７気圧に維持
されて封入されている。このタンク６の下部からは上記
蒸気発生器４とポンプ８との間に形成された通路Ｃに連
結される通路ｄが延出されている。そして、上記ポンプ
８及びタンク６内の上部に形成されるカバーガス空間１
７，９相互間及びその下部の液貯留部相互間にはそれぞ
れ連絡通路り、ｉが形成されており、これらポンプ８及
びタンク６内のそれぞれの液面を同一レベルに維持する
と共に２次冷却系ナトリウム体積の膨張収縮をこの液面
変動により吸収し得るようになっている。

そして、この２次冷却系３には系内補修時などに系内を
循環している２次冷却系ナトリウムをすべて収容するだ
めの大容量に成型されたダンプタンク７が設けられると
共に、このダンプタンク７には蒸気発生器４へ連絡する
通路ａ及びポンプ８へ連絡する通路Ｃからそれぞれ分岐
された代表例としての分岐路ｅ、ｆが連結されてお９、
途中に介設される開閉弁１２．１３を開放することによ
りこの中へ系内の２次冷却系ナトリウムを収容すること
になる。従って、このダンプタンク内は通常は極く小量
のナトリウムを内蔵する状態になっている。

このように構成されだダンプタンク７と前記膨張タンク
６との間に本発明の特長とする高圧気体排出通路ｇが介
設されている。具体的には、この通路ｇの一端部を膨張
タンク６内の上層部カバーガス空間９に連結すると共に
途中に高圧気体開閉弁１４を介して他端部をダンプタン
ク７に連結して構成されており、この開閉弁１４を開放
操作することにより膨張タンク６及びポンプ８のそれぞ
れのカバーガス空間９，１７内の高圧気体（アルゴンガ
ス）をダンプタンク７内へ開放し得るようになっている
。また、ダンプタンク７と開閉弁１４との間の排出通路
ｇには低圧開閉弁１５を有する低圧ヘッダ１６が設けら
れ、ダンプタンク７内の圧力状態を変化し得るようにな
っている。カバーガス空間９，１７内を急速に減圧下に
するためにはダンプタンク７内の圧力はできるだけ低い
方が望ましいが通常大気圧程度にしておくのがよい０ 次に、以上のように構成された本発明の作用について述
べる。

まず、通常運転時には、２次冷却系ナトリウムは１次冷
却系ナトリウム圧力よりも高＜　、ｐｌＪえば略７気圧
に加圧されて２次循環ポンプ８から中間熱交換器２内へ
導入されると共にここで１次冷却系１内を流れる１次冷
却系ナトリウムと熱交換して加熱され、加熱された２次
冷却系ナトリウムはこれより通路ａを介し蒸気発生器４
へ導入されると共にここで水・蒸気系５内を流れてきた
給水と熱交換されて、これを加熱蒸気化すると共に自ら
は冷却されて排出され、その後通路Ｃを介して２次循環
ポンプ８内へ導入されて順次２次冷却系３内を循環する
ことになる。

そして、膨張タンク６内においては高圧気体（アルゴン
ガス）がカバーガス空間９を形成しているので温度変化
にともなう系内の２次冷却系ナトリウム体積の膨張収縮
がこの液面変動により吸収されることになる。

ここで、２次系３の配管などや中間熱交換器２の伝熱管
群２ａなどに破損事故、が生じた場合には２次冷却系ナ
トリウムの系外へのリークが８生ずることからこの流出
量を低減すべく２次冷却系ナトリウムを急速に減圧する
必要が生ずる。

従って、この場合に高圧気体排出通路ｇに設けられた高
圧気体開閉弁１４を開放する。これによシ膨張タンク６
及び２次循環ポンプ８のカバーガス空間９，１７内に加
圧充填されていた高圧気体は高圧気体排出通路ｇを介し
て、減圧状態に維持されていたダンプタンクγ内へ開放
され、これによりそれぞれのカバーガス空間９，１７内
は急速に減圧されるので２次冷却系３内を循環している
２次冷却系ナトリウムの圧力は急速に減圧されることに
なる。このように、膨張タンク６及びポンプ８内のカバ
ーガス空間９，１７内の高圧気体をダンプタンク７内へ
開放することにより２次冷却系す）　ＩＪウムの圧力、
を急速に且つ容易に減圧することができるので、従来例
に比較して２次冷却系ナトリウムの流出量を可及的に減
少させることができる。

また、蒸気発生器４の伝熱管群４ａが破損した場合には
水・蒸気系５内が２次冷却系３内以上に高圧になってい
ることから一時的に水・蒸気系５から２次冷却系３内へ
水或いは蒸気リークが発生するが、このリークは水・蒸
気系５内の圧力を低下させることによシ早々に停止する
ことになる。

ここでこの水・蒸気系５内の圧力低下と同時に２次冷却
系３内の２次ナトリウムの圧力も低下させないと逆にナ
トリウムの水・蒸気系への侵入が発生することになる。

従って、この場合にあっても高圧気体排出通路ｇに設け
た高圧気体開閉弁１４を開放することにより前記と同様
に２次冷却系ナトリウムの圧力を急速に低下させること
ができ、ナトリウムの水・蒸気系への侵入を防止するこ
とができる。この後、水・蒸気系５内の伝熱管群４ａへ
加圧窒素ガスパージが行なわれてナトリウムの水・蒸気
系への侵入を防止することができる。

まだ、膨張タンク６内の圧力をダンプタンク７内へ開放
する際、ダンプタンク７内へナトリウム蒸気が流入する
ことになるが、このタンクはナトリウムを収容するだめ
のものであ“るため問題は生じない。

なお、本実施例において、コンプレッサ等ヲ用いて高圧
へラダ１１あるいは低圧ヘッダ１６を介して膨張タンク
６．２次循環ポンプ８及びダンプタンク１のそれぞれ空
間内の圧力を任意に調整できるのは勿論である。

以上要するに本発明によれば次のような優れた効果を発
揮することができる。

（１）２次冷却系あるいは中間熱交換器等において破損
事故が生じて液体金属熱媒体（２次ナトリウム）のリー
クが発生しても系内を循環する熱媒体の圧力を急速に減
圧することができるので熱媒体の流出量を可及的に減少
させることができる。

（２）　　まだ、蒸気発生器にて水リークが発生して液
体金属熱媒体の圧力を低下する必要が生じた時も、同様
にしてこの圧力を急速に減圧することができる。

（３）新たな施設を増設することなく既存の設備を利用
することができ経済的であり、しかも構造簡単なので容
易に採用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高速炉の２次冷却系を示す概略系統図、
第２図は本発明に係る減圧装置を設けた高速炉の２次冷
却系を示す概略系統図である。 なお、図中３は２次冷却系、５は水・蒸気系、６は膨張
タンク、７はダンプタンク、１４は高圧気体開閉弁、ｇ
は、高圧気体排出通路である。 特許　出願人　石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士
　　絹　谷　信　雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中間熱交換器を介してタービン等を有する水・蒸気系に
   原子炉熱を伝達するために、膨張タンクにて高圧気体に
   より高圧状態に維持された液体金属熱媒体を循環させる
   高速炉２次冷却系において、上記２次冷却系より分岐さ
   せて設けられ、補修時等に系内を流れる液体金属熱媒体
   を収容すべく減圧下に維持されだダンプタンクと、該ダ
   ンプタンクと上記膨張タンクとの間に設けられ、膨張タ
   ンク内の高圧気体をダンプタンク内へ排出させて減圧す
   るだめの高圧気体排出通路と、該通路、に設けられ、上
   記２次冷却系が破損したとき等に開放する高圧気体開閉
   弁とを備えだことを特徴とする高速炉２次冷却系の減圧
   装置。