JPS60157091A - 高速増殖炉2次冷却系体積制御方法及び装置 - Google Patents

高速増殖炉2次冷却系体積制御方法及び装置

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JPS60157091A
JPS60157091A JP59013018A JP1301884A JPS60157091A JP S60157091 A JPS60157091 A JP S60157091A JP 59013018 A JP59013018 A JP 59013018A JP 1301884 A JP1301884 A JP 1301884A JP S60157091 A JPS60157091 A JP S60157091A
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JP
Japan
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cooling system
coolant
steam generator
drain tank
mechanical pump
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JP59013018A
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黒沢 勝利
充 佐藤
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Atomic Power Industries Inc
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Control Of Temperature (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

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】 この発明は液体金属冷却高速増殖炉の2次主冷却系にお
ける冷却材体積を一定に保つための体積制御方法及び前
記体積制御方法を実施するための体積制御装置に関する
ものである。
液体金属冷却高速増殖炉の2次主冷却系には冷却材とし
てナトリウムが使用されており、プラントの起動時及び
停止時には大きな澗廉変化に伴うナトリウムの熱膨服及
び収縮現象が発生する。このため、ナトリウムインベン
トリの体積変化分を吸収する装置が必要不可欠である。
従来、2次主冷却系の冷却材体積を一定に保つための体
積制御方法としては、第1図に示すように蒸気発生器1
にオーバフローノズル2を設けここから体積膨張分に相
当する冷却材をオーバフローさせてドレンタンク3に落
とすと共に、一旦ドレンタンク3に落とされた冷却材を
電磁ポンプ5で常時汲み上げて再び2次主冷却系7に戻
すオーバフロー汲み上げ方式がある。このオーバフロー
汲み1げ方式の欠点は、蒸気発生器からのオーバフロー
管4は大口径のものを必要とする(例えば、電気出力1
,000,0OOKWの実証炉では8B乃至10Bのオ
ーバフロー管が必要となる。)ことの他に、重要なこと
は、電磁ポンプ5が故障した場合には、プラントの運転
を停止する場合その過渡時において、蒸気発生器1及び
機械式ポンプ8のナトリウム液位が低下し、蒸気発生器
のナトリウム入口ノズル6が露出して流路バスが途切れ
るか、もしくは、機械式ポンプ8のナトリウム静圧軸受
9が露出して機械式ポンプが故障し蒸気発生器による余
熱が不可能となりプランhとして円滑な運転に支障を与
えることである。
上記の問題についてはすでに着目されており、抜本的解
決策として、例えば、第2図に示すような2次主冷却系
統に膨張タンク12を設置する方式が提案されている。
この方式は、2次冷却材の温度変化に伴う熱111服及
び収縮ににる冷却材液位変動を、許容される範囲に小さ
く抑えるために、液面10の面積を大きくとり、すなわ
ち、大径の膨張タンク12を用い、かつ、冷却材温度低
下により液位が上端レベルUから下端レベルLへと変化
しても蒸気発生器ナトリウム入口ノズル6、及び、機械
式ポンプのナトリウム静圧軸受9が冷却材から露出しな
いような位置に設置される。すなわち、蒸気発生器及び
機械式ポンプ共全長を前記第1図のオーバフロー汲み上
げ方式のそれよりも概略図中斜線で示す液位変動幅8分
だけ長くして、ナトリウム入口ノズル6、及び、ナトリ
ウム静圧軸受9を概略前記S相当分低い位置に設置する
ことによってなされる。
しかしながら、この方式は、2次冷却材の体積変化分を
膨張タンク、蒸気発生器、機械式ポンプの3つの機器内
で吸収する方式であるため、設備の設計にあっては、一
般的に蒸気発生器及び機械式ポンプの高さく全長)に大
きなインパクトを与えないよう液位変動幅Sを1〜2メ
一トル程度に抑える必要があり、この場合、大容量の膨
張タンク(例えば、直径約4メ一トル稈y1)の設置が
必要とされ、配!設計にもインパクトを与え建家が大き
くなるなど設備コストが大となる問題がありた。
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであっ
て、膨張タンクを設置することなり、シかもオーバフロ
ー汲六上げ方式におけるオーバフロー管の大口径化、及
び、汲み上げポンプの故障によるプラン1へ運転上の支
障を防+L L、うる高速増殖炉2次冷却系体積制御方
法及び前記体積制御方法を実施するための体積制御l装
置を提供することを目的とするものである。
この目的に対応して、この発明の高速増殖炉2次冷却系
体積制御方法は、順次、蒸気発生器、機械式ポンプ、中
間熱交換器を杼で再び前記蒸気発生器へ戻る2次主冷却
系閉ループを備えた高速増殖炉の2次冷却系体積制御方
法であって、原子炉の出力上昇に伴う2次冷却材の体積
膨張分をオーバフローさぜドレンタンクへ収納すると共
に、プラントの出力運転を経て湿態停止までは前記ドレ
ンタンクに収納された冷却材を汲み上げることなく前記
2次主冷却系内の冷却材を循環して運転し、プラントを
更に降温させる必要が生じた場合のみ前記温態停止状態
においてドレンタンクに収納された冷却材を前記2次主
冷却系統に汲み上げて冷却材体積収縮分を補うことを特
徴とし、また、前記体積制御方法を実施するための体積
制御装置は、順次、蒸気発生器、機械式ポンプ、中間熱
交換器を経て再び前記蒸気発生器へ戻る2次主冷却系閉
ループを備えた高速増殖炉において前記蒸気発生器及び
機械式ポンプは、少なくとも蒸気発生器のナトリウム入
口ノズル及び機械式ポンプのナトリウム静圧軸受が2次
冷却材液位下嬬レベル以下の位置となるよう設置すると
共に一端が前記蒸気発生器内の2次冷却材液位上端レベ
ル設定位置に開口し他の一端がドレンタンクに連通する
オーバフロー管と、ドレンタンクと、一端が前記ドレン
タンク内の底部近傍に開口し、かつ、止め弁、電磁ポン
プ、及び、純化装置を順次経由して他の一端が前記機械
式ポンプの上流側コールドレグ配管に連通するオーバフ
ロー汲み上げ配管と、一端が前記止め弁下流側のオーバ
フロー汲み上げ配管に連通し他の一端が止め弁を介して
前記コールドレグ配管に連通ずるバイパス管とにより構
成したことを特徴としている。
以下、この発明の詳細を、一実施例を示1図面について
説明する。
第3図は、この発明に係わる2次冷却系体積制御装置を
備えた液体金属冷却高速増殖炉の2次系構成を示すもの
で、7は2次主冷却系で、1は蒸気発生器、8は2次系
冷却材の循環ポンプである機械式ポンプ、11は中間熱
交換器である。尚、蒸気発生器1及び機械式ポンプ8は
第2図に示される膨張タンク設置方式と同様、概略液位
変動幅8分だけ全長を長くしたものを用いている。20
はこの発明の2次冷却系体積制御装置aで、3はドレン
タンク、4は一端が蒸気発生器内の2次冷却材液位上端
レベル設定位置Uに開口し伯の一端がドレンタンク3に
連通したオーバフロー管、21は一端がドレンタンク3
内の底部近傍に開口し、かつ、止め弁22、電磁ポンプ
5、及び、純化装置13を順次経由して伯の一端が2次
主冷却系機械式ポンプ上流側のコールドレグ配管15に
連通したオーバフロー汲み上げ配管、23は一端が前記
止め弁22下流側のオーバフロー汲み上げ配管に連通し
途中に止め弁24を介し他の一端がコールドレグ配管1
5に連通したバイパス管とにより構成されている。すな
わち、第1図に示される従来のオーバフロー汲み上げ方
式と比較して、相違点は、オーバフロー汲み上げ配管の
ドレンタンク側に止め弁22を設けたこと、及び、前記
止め弁22の下流側と2次主冷却系機械式ポンプ上流側
のコールドレグ配管15間を止め弁24を介してバイパ
ス管23で連通させたことである。
次に、運転方法、すなわち2次冷却系体積制御方法につ
いて説明する。
プラント起動時は、止め弁22を間、24を閑とし蒸気
発生器オーバフロー管開ロレベルすなわち2次冷却材液
位上端レベル設定位置Uまでドレンタンク内冷却材を電
磁ポンプ5により充填し、しかる後に止め弁22を閉、
24を開として冷却材の純化装置13を運転しながら原
子炉の出力上昇を行い、系統の邦渇をはかり、規定の蒸
気発生を行ってタービン発電機による出力運転に到る。
このとき、冷却材は温度上昇に伴って体積が膨張するの
で、A−パフロー管からドレンタンクへと流れ落ち、常
に図中Uで示す上端レベルにおいて2次系内冷却材は一
定に体積制御される。この場合、オーバフロー管を流下
する冷却材は冷却材温度上昇に伴う体相膨賑分のみであ
るから、従来のオーバフロー汲み上げ方式と異り、ドレ
ンタンクからの冷却材汲み上げ分が付加されないので7
1’−バフロー管の管径をオーバフロー汲み、Eげ方式
の約2分の1とすることができる。
一方、プラントの運転を停止する場合には降温により、
冷却材が体積収縮するため、プラントの湿態停止状態に
おいて図中りに示される下端レベルまで液位が低下する
が蒸気発生器1及び機械式ポンプ8は第2図に示される
膨張タンク設置方式と同様に全長を長くとりナトリウム
入口ノズル6及びナトリウム静圧軸受9を概略液位変動
幅相当分低い位置に設置されているので、特段の措置を
施すことなくプラントの運転を継続することができる。
プラントを更に降温させる必要が生じた場合には、前記
湿態停止状態において止め弁24を閉じ、22を開とし
、ドレンタンク3に収納されている冷却材を電磁ポンプ
5により汲み上げて2次冷却系統へ充填する操作を行い
、液位を上端レベルUまで復帰させる。充Itil後は
止め弁22を閉とし、24を間にしてプラントの降温運
転を行うことによりプラントの低温停止・予熱状態に到
することとなり、このとき、液位は再度上端レベルUか
ら下端レベルLに向かって変化することとなる。すなわ
ち、この発明の2次冷却系体積制御方法によれば、ドレ
ンタンクからの冷部材の汲み上げは、プラント運転開始
時の2次冷却系統のへの冷却材充填時のほかは、プラン
トの低温停止のための湿態停止状態終期における液位復
帰の汲み上げの1回限りとすることができる。
第4図はプラント運転状態での2次冷却系の温度の推移
と2次主冷却系の液位の関係を示すグラフである。下段
の曲線は2次冷却系の運転温度を示すものである。図中
A−Cはプラントの運転状態を示ずもので、図中Aは湯
煎停止状態を、Bは低温停止状態を、Cは湿態待機状態
を示し」二段の曲線は2次冷N1材の液位を示す曲線で
ある。尚、液位を表わす−E段の曲線において、実線で
示される曲線■は、この発明に係わる2次冷節系体積制
御方法による液位変化曲線であり、この発明によれば、
液位変動幅(上端レベルL)と下端レベルL間の距離1
)は、従来のオーバノロ−汲み」:げ方式を表わす破線
で示される曲線■と膨張タンク設置方式を表わす鎖線で
示される曲線■の中間の妥当な数値(約1メートル)に
納めることができ、蒸気発生器及び機械式ポンプへのイ
ンパクトは小さくできる。
以上の説明から明らかな通り、この発明によれば、従来
のオーバフロー汲み上げ方式とほぼ同等の設備規模であ
りながら、1服タンクを設置することなく前記オーバフ
ロー汲み上げ方式の問題点を解消することができ、しが
も、プラント運転中に電磁ポンプが故障しても少な(と
も温態停止状態までは特段の措置を施すことな(プラン
トの運転を継続しうる高速増殖炉2次冷却系体積制御方
法及び前記方法を実施するための装置を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は体積制御装置としてオーバフロー汲み上げ方式
を用いた従来の高速増殖炉2次系構成を示す図、第2図
は膨張タンク設置方式を示1図、第3図は本発明に係わ
る2次冷却系体積制御装置を備えた液体金属冷却高速増
殖炉の2次系構成を示す図、及び第4図は2次冷却系の
温度推移と2次系冷却材の液位の関係を示すグラフであ
る。 1・・・蒸気発生器 3・・・ドレンタンク 4・・・
オーバフロー管 6・・・蒸気発生器ナトリウム入口ノ
ズル 8・・・機械式ポンプ 9・・・ナトリウム静圧
軸受 11・・・中間熱交換器 15・・・コールドレ
グ配管 20・・・2次冷却系体積日−制御装置21・
・・オーバフロー汲み上げ配管 22.24・・・止め
弁 23・・・バイパス管 U・・・液位上端レベル 
し・・・液位下端レベル 特許出願人 三菱原子カニ業株式会社 代理人弁理士 川 井 冶 男 第3図 7

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)順次、蒸気発生器、機械式ポンプ、中間熱交換器
    を経て再び前記蒸気発生器へ戻る2次主冷却系閉ループ
    を備えた高速増殖炉の2次冷却系体積制御方法であって
    、原子炉の出力上昇に伴う2次冷却材の体積膨張分をオ
    ーバフローさせドレンタンクへ収納すると共に、プラン
    トの出力運転を経て瀉態停止までは前記ドレンタンクに
    収納された冷却材を汲み上げることなく前記2次主冷却
    系内の冷却材を循環して運転し、プラントを更に降温さ
    せる必要が生じた場合のみ前記湿態停止状態においてド
    レンタンクに収納された冷却材を前記2次主冷却系統に
    汲み上げて冷却材体積収縮分を補うことを特徴とする高
    速増殖炉2次冷却系体積制御方法。
  2. (2)順次、蒸気発生器、機械式ポンプ、中間熱交換器
    を経て再び前記蒸気発生器へ戻る2次主冷却系閉ループ
    を備えた高速増殖炉において前記蒸気発生器及び機械式
    ポンプは、少な(とも蒸気発生器のナトリウム入口ノズ
    ル及び機械式ポンプのナトリウム静圧軸受が2次冷却材
    液位下端レベル以下の位置となるよう設置すると共に一
    端が前記蒸気発生器内の2次冷却材液位上端レベル設定
    位置に開口し他の一端がドレンタンクに連通するオーバ
    フロー管と、ドレンタンクと、一端が前記ドレンタンク
    内の底部近傍に開口し、かつ、止め弁、電磁ポンプ、及
    び、純化装置を順次経由して他の一端が前記機械式ポン
    プの上流側コールドレグ配管に連通ずるオーバフロー汲
    み上げ配管と、一端が前記止め弁下流側のオーバフロー
    汲み上げ配管に連通し他の一端が止め弁を介して前記コ
    ールドレグ配管に連通ずるバイパス管とにより構成した
    ことを特徴とする^速増殖炉2次冷却系体積制御装置。
JP59013018A 1984-01-27 1984-01-27 高速増殖炉2次冷却系体積制御方法及び装置 Granted JPS60157091A (ja)

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JPH0422236B2 JPH0422236B2 (ja) 1992-04-16

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0623928U (ja) * 1992-07-20 1994-03-29 川崎重工業株式会社 粉粒体の回収装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0623928U (ja) * 1992-07-20 1994-03-29 川崎重工業株式会社 粉粒体の回収装置

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JPH0422236B2 (ja) 1992-04-16

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