JPS60214297A - 二次冷却系用ナトリウム収納容器 - 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】 ［発明の技術分野］ 本光明は液体金属を冷却材とした高速増殖炉のプラント
に組込まれている二次冷却系用ナトリウム収納容器に関
する。

［発明の技術的前頭コ ナトリウムの如き液体金属を一次、二次冷却材とする高
速増殖炉のプラントでは、炉心の発生熱を一次冷却材を
介して中間熱交換器に伝達し、この中間熱交換器と蒸気
発生装置の間を二次冷却材で伝熱させるようにしている
。

第１図は従来の高速増殖炉のプラントの二次冷却系装置
およびその付属装置の概略構成を流れ線図で示すもので
ある。すなわち、第１図において、−次冷却装置１から
中間熱交換器２に導入された一次冷却材は中間熱交換器
２内で二次冷却材に原子炉の発生熱を伝熱する。

この伝熱によって加熱された二次冷却材はボットレグ３
およびホットレグ止弁４を経て過熱器５に流入し、更に
クロスオーバー配管６から蒸発器７に導入され、タービ
ン駆動用過熱蒸気を発生させて自身は冷却された後、コ
ールドレグ止弁８、膨張タンク９を経て循環ポンプ１０
に至り、ここで再び加圧されてコールドレグ１１を通し
て中間熱交換器２に導入される。

二次冷ＮＩ　ＩＪとの熱交換により発生しＩＣ加熱蒸気
は破線１２で示すようにタービン１３に導入され、これ
を駆動した後、復水器１４．で復水化され、更に給水加
熱器１５で熱交換された後、再び蒸発器７に導入される
。

ボットレグ３のホットレグ止弁４上流と膨張タンク９の
間には過熱器５および蒸発器７をバイパスするようにし
て空気冷却器１６が設けられている。

この空気冷却器１６は原子炉崩壊熱を散逸させる補助炉
心冷却系を構成するもので、ホットレグ止弁４の上流側
から分岐した分岐管１７を流れる二次冷ｆＪＩ材は冷却
ブロア１８によって空気冷却器１６内に導入される空気
によって冷却された後、コールドレグ配管１９およびこ
の配管に介挿したコールドレグ調節弁２０を経て膨張タ
ンク９内に送り込まれる。

前述の膨張タンク９は二次冷却材の膨張収縮を吸収する
ことを主目的として使用されるものである。この膨張タ
ンク９の下部側面は出口側配管２１を介して循環ポンプ
１０に接続されているが、出口側配管２１にはその途中
から分岐されてドレン管２２が接続されている。ドレン
管２２にはドレン弁２３が設けられているが、ドレン管
２２の端末はナトリウムをドレンさせる二次冷却系ナト
リウム収納容器２４に接続されている。この容器２４は
ダンプタンクとも称されており、ナトリウムと水との反
応容器も兼ねている。

なお、膨張タンク９および収納容器２４内の二次冷却材
液面上にはアルゴンガスの如き不活性ガスがカバーガス
として封入され、図示を省略した配管系によって連通さ
れている。

一方、過熱器５および蒸発器７の二次冷却材出入口部に
は夫々破裂板２５，２６，２７，２．８が接続されてい
る。

これらの破裂板２５〜２８は、過熱器５または蒸発器７
において万一、蒸気や水が漏洩し、二次冷却材である液
体ナトリウムと反応してもナトリウム−水反応生成物に
よって、二次冷却系の圧力が巽富伯に達しないよう安全
弁として機能するもので、各破壊板２５〜２８の二次側
は各々、放出系配管２９を介して収容容器２４に接続さ
れている。

ざらに、この収納容器２４の後流にはサイクロンセパレ
ータ３０への連絡管３１と破壊板３２が設（）られてい
る。また、サイクロンセパレータ３０の上端には大気放
出用破壊板３３、逆止弁３４および点火器３５を備えた
大気放出管３６が設りられている。

上）ボのように構成した高速増殖炉の二次冷却装置にお
いて、原子炉の通常運転時には、循環ポンプ１０　’ｉ
（循環される二次冷却材は、中間熱交換器２においで原
子炉の発生熱を伝熱された後、加熱器４）Ｊ３まひ蒸発
器７において放熱し、タービン１３をａむ発゛市設備へ
熱を伝える。

この場合、二次冷却材の一部は空気冷却器１６へ流れ空
気の自然対流や放熱によって冷却されて、その）熱度が
］−ルドレグの冷却材温度と同じになるように補助炉心
冷却系のコールドレグ調節弁２０で調節されている。

原子炉が停止した場合、その崩壊熱は、できるだけ加熱
器５や蒸発器７によって放熱されるが、その除熱量が不
充分であったり、加熱器５や蒸発器７が使用不能の場合
には、ホットレグ止弁４およびコールドレグ止弁８を閉
止し、循環ポンプ１０を低速回転させて、二次冷却材を
空気冷却器１６に送り込まれる大量の空気で冷却させる
。

なお、この状態においても補助炉心冷却系は、コールド
レグ温度が一定になるように、補助炉心冷却系のコール
ドレグ調節弁２０によって流量が調節される。

膨張タンク９内には、二次冷却装置の各運転状態で、冷
却材が膨張または収縮したとしても、冷却作用にできる
だけ支障をきたさないような量の冷ＦＡ材が収容される
とともに、その上方のカバーガス部は図示を省略した配
管系により収納容器２４に導かれ、約８〜１０ｋｇ／Ｃ
ｍ　の圧力で一定に保たれている。なお、収納容器２４
の上部鏡板の下面にはナトリウムミストを除去するため
のたとえば金属メツシュなどのミスト分離器３８が吊設
されている。

このＪ：うな状態で、過熱器５または蒸発器７でノ１〜
リウムー水反応が生じた場°合には破裂板２５〜２８の
いずれかが破裂し、反応生成物が放出系配管２９を経由
して収納容器２９に至り、そこで反応生成物を始めとす
るナトリウムミスト類は一次分離され、ざらに破壊板３
２を破り、連絡管３１を経由してＶイタロンセパレータ
３ｏに至る。

サイクロンセパレータ３０で二次分離された気体は人気
放出用破壊板３３を破り、外気逆流防止用逆止弁３４を
流化し、可燃ガスは点火器３５で着火・燃焼した後、大
気放出管３６から大気中に放出される。

［前日技術の問題点］ 上述したように、過熱器５または蒸発器７で蒸気や水が
漏洩した場合、ナトリウム−水反応によって発生ずる高
圧によって反応生成物は破裂板２５〜２８を打破って収
納容器２４へ移行する。

収納容器２４へ移行した後、収納容器２４内のナトリウ
ム３７液面上のカバーガス部に存在するナトリウムミス
トはミスト分離器３８で一次分離された後、連絡管３１
を経由してサイクロンセパレータ３０に至る。

しかしながら、このような一時分離機構のミスト分離器
３８では十分なナトリウムミストの分離効率を得られず
、サイクロンセパレータ３ｏへの移行ナトリウム量は１
００万ｋｗ級の高速増殖炉の場合、数１０ｍ　にもなり
、サイクロンセパレータ３０の容量増大化並びにそれを
設置する建屋容積の増加等の不都合を生じる欠点があっ
た。

［発明の目的］ 本発明は上記欠点を除去するためになされたもので、高
速増殖炉プラントの二次冷ｕ１系におけるサイクロンセ
パレータの容量を大幅に減少させてコンパクト化し、か
つ大気に放出されるすトリウムエアロゾル量を減らしナ
トリウムミストの分離を効率よく行なうことができる二
次冷却系ナトリウム収納容器を提供することにある。

［発明の概要］ 高速増殖炉プラン１〜の二次冷却系用プトリウム収納容
器において、ナトリウム収納容器本体の上部鏡板にｆ１
〜リウムの流入管および大気放出用連絡管を接続し、該
連絡管が位置する該鏡板の内面から側面にナトリウムミ
スＩ〜の入口ノズルを有しかつ下端面に液体ツートリウ
ムのドレン孔を有する外商を吊り下げ、該外筒内に下端
面が開口した内筒をほぼ同心円的に設け、該内筒内にミ
スト分離器を設けたことを特徴とする二次冷却系用ナト
リウム収納容器である。

本発明によればナトリウムミストの分離効果がづぐれ、
かつプラントにおけるサイクロンセパレータを低容量化
して小型化でき、もって建屋内の１ノイクロンヒパレー
タの設置面積を縮小できる。

［発明の実施例Ｊ 以下第２図から第３図を参照しながら本発明に係る二次
系す］〜リウム収納容器の一実施例を説明する。なＪ３
、第３図は第２図のＡ−Ａｆｌｉ面である。

第２図において、符号４０は本発明に係るナトリウム収
納容器を示しており、この収納容器４０は内ＷＡ４１お
よび外向４２からなる二重用の容器本体４３と、この容
器本体４３の上端に上部鏡板４４と下端に下部鏡板４５
とが気密に溶接されたものからなっている。上部鏡板４
４には中央部に連絡管３１が接続され、またこの連絡管
３１より半径方向の位置にドレン管２２および放出系配
管２９が接続されている。また上部鏡板４４の内面には
連絡管３１の接続開口を覆うようにしてたとえば金属メ
ツシュなどのミスト分離器４６が着脱自在に吊り下げら
れている。さらにこのミスト分離器４６を包囲するよう
にして下端面に開口４７を有する内筒４８が上部鏡板４
４の下面に吊り下げられている。また、この内筒４８を
同心円的に包囲するようにして下端面に多数の小孔が形
成された多孔板からなるドレン孔４９を有しかつ側面に
入口ノズル５０が形成された外筒５１が上部鏡板４４の
下面に吊り下げられている。なお、外向５０の中央から
下端に沿っては下方へ縮径づるテーパ面５２が形成され
ており、入口ノズルは第３図に示したように外筒５０に
向けてす１−リウムミストなどの流体が流入しやすくな
るＪ：うに接線方向に形成されている。したがってミス
ト分離器４６には遠心ツノを有するサイクロン機構が構
成されるようになる。なお、内胴４１と外１１１４２と
の空間には断熱のために不活性ガスが充填されいる。

このように構成した収納容器４０は外１１ｉ１４２の側
面に当板５３が溶接され、サポート５４を介してサポー
ト床５５に据付けられる。サポート床５５は第１図に示
した高速増殖炉プラントの二次冷却系収納容器２４と同
様の位置に設けられる。

このような構成で万一加熱器５または蒸発器７で漏洩事
故が発生したナトリウム−水反応が生じた場合、反応生
成物はその内圧により、破裂板２５〜２８のいずれかを
突き破り放出系配管２９を経由してナトリウム収納容器
４０へ流入する。

流入した反応生成物は液面を形成するとともにカバーガ
スたとえばアルゴンガス空間に多量のナトリウムを含む
プトリウムミストを発生させる。

ここで、ナトリウムミストは前記入口ノズル５０から流
入した後、２重の円筒４８．５１の間隙５６を下降し、
開口４７へ向う。そして遠心力によって大部分のナトリ
ウムがミスト分離器４６で一次分離された気体は破壊板
３２を破り、配管３１を経由してサイクロンセパレータ
３０に移行する。また、ミスト分離器４６で分離された
ナトリウムはドレン孔４９を落下しナトリウム３７とし
て貯まる。なお、ナトリウムミスト中には水素、アルゴ
ンガスなども含まれている。

さらに、サイクロンセパレータ３０へ流入した気体は同
様にサイクロン機構によって二次分離されるが、流入す
る気体の含有ナトリウムミスト堡が少ないため、二次分
離後のナトリウムの量も非常に少なくなり、収納容量も
削減できることになる。分離後の気体は破壊板３３を破
り、外気逆流防止用逆止弁３４を経て、可燃ガスは点火
器３５で着火・燃焼し、大気放出管３６から放出される
。

このようにナトリウム収納容器４０内の一次分離を効率
よく行なうことにより、サイクロンセパレータ３０の容
量の低減化が可能になるとともにサイクロンセパレータ
３０から大気に開放されるナトリウムミストの量を極力
抑制することが可能となる。

し発明の効果」 以上の説明のように、本発明に係る二次冷却系用す（〜
リウム収納容器はナトリウムと水との反応Ｄｉｓに該容
器内でナトリウムミストの一次分離が円滑に行なわれ、
ナトリウムミストの移行を減少して放出される反応生成
物の分離効率を向上させ、サイクロンセパレータの容量
を低減化することが可能となる。またサイクロンセパレ
ータでさらに二次分離を行なうことができるため大気中
へのす１〜リウムエアロゾル量の低減化が可能になる。

さらに４）イクロンセパレータを設置する建屋のスペー
スやコストを低減することができ、安全性も向上Ｊる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高速１ｖＪ殖炉の二次冷却装置の流れ線
図、第２図は本発明に係る二次冷却系用す１−リウム収
納容器の一実施例を示す縦断面図、第３図は第２図の△
−Ａ矢視方向を示す横断面図である。 １・・・−次冷却装置　２・・・中間熱交換機３・・・
ホットレグ　４・・・ホットレグ止弁５・・・過熱器 ６・・・クロスオーバー配管 ７・・・蒸発器　８・・・コールドレグ止弁９・・・膨
張タンク　１０・・・循環ポンプ１１・・・コールドレ
グ　１２・・・破線１３・・・タービン　１４・・・復
水器１５・・・給水加熱器　１６・・・空気冷却器１７
・・・分岐管　１８・・・冷却ブロア１９・・・コール
ドレグ配管 ２０・・・コールドレグ調節弁 ２１・・・出口側配管　２２・・・ドレン管２３・・・
ドレン弁 ２４・・・二次冷却系ナトリウム収納容器２５．２６．
２７．２８・・・破裂板 ２９・・・放出系配管 ３０・・・サイクロンセパレータ ３１・・・連絡管　３２・・・破壊板 ３３・・・大気放出用破壊板 ３４・・・逆止弁　３５・・・点火器 ３６・・・大気放出管　３７・・・ナトリウム３８・・
・ミス１ル分離器 ４０・・・ナトリウム収納容器 ４１・・・内胴　４２・・・外胴 ４３・・・容器本体　４４・・・上部鏡板４５・・・下
部鏡板　４６・・・ミスト分離器４７・・・開口　４８
・・・内筒 ４９・・・ドレン孔　５０・・・入口ノズル５１・・・
外筒　５２・・・テーパ面 ５３・・・当板　５４・・・サポート ５５・・・ザボート床　５６・・・間隙出願代理人　弁
理士　菊　池　五　部 第２図　り 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ノー１−リウム収納容器本体の上部鏡板にナト
   リウムの流入管および大気放出用連絡管を接続し、該連
   絡管が位置する該鏡板の内面から側面に入口ノズルをか
   つ下８唾にドレン孔を有する外筒を吊り下げ、該外筒内
   に下端面が間口した内局をほぼ同心円的に設け、該内筒
   内にミスト分離器を設りたことを特徴とする二次冷却系
   用ナトリウム収納容器。
2. （２）　ミス１ル分離器はりイクロン機構のセパレータ
   からなり、かつ外筒の入口ノズルは接線方向に形成され
   −Ｃいることを特徴とする特ｆｉＴ　請求の範囲第１項
   に記載の二次冷却系すｌ〜ツリウム納容器。