JPS6047996A - 高速炉の配管装置 - Google Patents
高速炉の配管装置Info
- Publication number
- JPS6047996A JPS6047996A JP58154934A JP15493483A JPS6047996A JP S6047996 A JPS6047996 A JP S6047996A JP 58154934 A JP58154934 A JP 58154934A JP 15493483 A JP15493483 A JP 15493483A JP S6047996 A JPS6047996 A JP S6047996A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piping
- coolant
- fast reactor
- reactor
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Pipeline Systems (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。
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〕
本発明は高速炉における例えば炉容器から中間熱交換器
（二わたる改良した高速炉の配管装置に関する。
（二わたる改良した高速炉の配管装置に関する。
飢速炉（二おける定格運転時の熱効率を向上させるため
（−１冷却材の炉心出口温度は、５００℃〜６００°Ｃ
の高温（＝設定される。ところが、ポンプトリップなど
によシ原子戸がスクラムした場合には、炉心の発熱が急
低下し、−次系出口配管内は、高密度の低温冷却材で満
たされる。炉停止後にしばらくすると、原子炉の崩壊熱
のため（ニー次系ループの全体（二わたって自然循環力
が増加し、出口ノズルからは炉心の崩壊熱を奪った低密
度の品温冷却材が流出する。
（−１冷却材の炉心出口温度は、５００℃〜６００°Ｃ
の高温（＝設定される。ところが、ポンプトリップなど
によシ原子戸がスクラムした場合には、炉心の発熱が急
低下し、−次系出口配管内は、高密度の低温冷却材で満
たされる。炉停止後にしばらくすると、原子炉の崩壊熱
のため（ニー次系ループの全体（二わたって自然循環力
が増加し、出口ノズルからは炉心の崩壊熱を奪った低密
度の品温冷却材が流出する。
特（ニー次系ホットレグ配管は、炉容器から中間熱交換
器までの間で出口ノズルの位置よりかなｐ低い位置で水
平配Ｖになっている。下部水平配管内は自然循環が進行
する以前（１高密度の低源冷却材で溝だされているが、
低密度の高温冷却材が流れこんでくる。あるいは−次系
の熱交換器が故障した場合には、コールドレグ側が冷た
い冷却材から高温冷却材にかわる。また二次系コールド
レグ配管（二おいてもＳＧが故障すると同様な現象がお
こる。
器までの間で出口ノズルの位置よりかなｐ低い位置で水
平配Ｖになっている。下部水平配管内は自然循環が進行
する以前（１高密度の低源冷却材で溝だされているが、
低密度の高温冷却材が流れこんでくる。あるいは−次系
の熱交換器が故障した場合には、コールドレグ側が冷た
い冷却材から高温冷却材にかわる。また二次系コールド
レグ配管（二おいてもＳＧが故障すると同様な現象がお
こる。
このとき下部水平配管内で密度の異なる冷却材が互いの
密度差（温度差）のために、高密度の低温冷却材が下部
水平配管の下側に停滞し、上側のみを低密度の高温冷却
材が層分離して流れるいわゆる層化流動現象が生じる。
密度差（温度差）のために、高密度の低温冷却材が下部
水平配管の下側に停滞し、上側のみを低密度の高温冷却
材が層分離して流れるいわゆる層化流動現象が生じる。
この冷却材の層化流動現象は、下部水平配管の壁面（二
過度の熱応力、熱変形を及ぼすばかシでなく、水平配管
の長さに比例した曲げモーメントが生じる。また−次冷
却系配管内に層化流動現象が生じると配管内の一部が閉
塞された状態となシ、−次系配管（−冷却材が流れ（二
くくなシ、自然循環を妨げることとなる。
過度の熱応力、熱変形を及ぼすばかシでなく、水平配管
の長さに比例した曲げモーメントが生じる。また−次冷
却系配管内に層化流動現象が生じると配管内の一部が閉
塞された状態となシ、−次系配管（−冷却材が流れ（二
くくなシ、自然循環を妨げることとなる。
−次系の冷却は、崩壊熱の冷却として自然循環を最後の
よりどころと考えているため、自然循環流量が減ること
は、自然循環によシ十分な冷却が行なわれなくなるので
、崩壊熱（＝より炉の温度が上昇するおそれがりシ、燃
料ピンが溶融すること（＝もな夛かねない。
よりどころと考えているため、自然循環流量が減ること
は、自然循環によシ十分な冷却が行なわれなくなるので
、崩壊熱（＝より炉の温度が上昇するおそれがりシ、燃
料ピンが溶融すること（＝もな夛かねない。
いま、以上の現象を高速増殖炉の一仄配管装置を示した
第１図および第２図を参照して詳述すること（ユする。
第１図および第２図を参照して詳述すること（ユする。
第１図（二おいて、炉容器１（二は、入口ノズル２と出
口ノズル３とが設けられ、その内部は炉心４、下部プレ
ナム５および上部プレナム６で構成され、その炉容器１
の上部（−は、中性子をａ蔽するために遮蔽プラグ７が
設けられている。
口ノズル３とが設けられ、その内部は炉心４、下部プレ
ナム５および上部プレナム６で構成され、その炉容器１
の上部（−は、中性子をａ蔽するために遮蔽プラグ７が
設けられている。
定格運転時の炉心４での発熱は、入口ノズル２から流れ
こむ冷却材（二よって冷却され、出口ノズル３ｔｌ−経
て下部水平配管８を経て中間熱交換器９に入口配管ＩＯ
から流入して二次系（１熱を移動して出口配管１１から
流出する。中間熱交換器９から出た冷却材は、図示しな
いポンプを経て再び炉容器４の入口ノズル２（＝向う閉
ループを循環する。
こむ冷却材（二よって冷却され、出口ノズル３ｔｌ−経
て下部水平配管８を経て中間熱交換器９に入口配管ＩＯ
から流入して二次系（１熱を移動して出口配管１１から
流出する。中間熱交換器９から出た冷却材は、図示しな
いポンプを経て再び炉容器４の入口ノズル２（＝向う閉
ループを循環する。
一方、原子炉（−おいて、ポンプトリップ時などのスク
ラム時（二は、炉心の発熱オ（ニルべてポンプの慣性力
（二よる冷却材が流れ、冷却能力が勝るため出口ノズル
３からは低温冷却材が流出し、中間熱交換器（１至る出
口配管内は全て低温冷却材で濯だされる。しかし、炉心
４の崩壊熱があるため、炉心部（−存在する冷却材は、
暖められて浮力が働き上部プレナム６（三原出する。炉
心４の冷却材は下部プレナム５から補なわれ、−次系配
管内（＝自然循環力が発生する。
ラム時（二は、炉心の発熱オ（ニルべてポンプの慣性力
（二よる冷却材が流れ、冷却能力が勝るため出口ノズル
３からは低温冷却材が流出し、中間熱交換器（１至る出
口配管内は全て低温冷却材で濯だされる。しかし、炉心
４の崩壊熱があるため、炉心部（−存在する冷却材は、
暖められて浮力が働き上部プレナム６（三原出する。炉
心４の冷却材は下部プレナム５から補なわれ、−次系配
管内（＝自然循環力が発生する。
低温冷却材で満たされた下部水平配管８内（＝高温冷却
材が流入すると、互いの温度差（二よって層分離して流
れる。すなわち第２図（＝示すよう（＝低温冷却材１３
を配管の水平配管８の下部（１残してその上側のみを高
温冷却材１２が流れる。下部水平配管８の層化流動現象
が生じる。そして下部水平配管８の上下で温度差ができ
ると、配管８内の半径方向で第３図（二示すような温度
分布ができる。このため、配管の上下方向（二過度な熱
応力が働き、長さＬｌの水平配管８内（二温度差が生じ
ると、長さＬｅ＋＝比例する曲げモーメントＢＭＩが生
じる。さらに層化流＃現象（二よシ水平配管８の有効流
路面積が小さくなυ、自然循環が妨げられ、自然循環に
よる冷却が十分Ｃ１行なえなくなシ、原子炉の安全性を
確保する上で問題（＝なる。
材が流入すると、互いの温度差（二よって層分離して流
れる。すなわち第２図（＝示すよう（＝低温冷却材１３
を配管の水平配管８の下部（１残してその上側のみを高
温冷却材１２が流れる。下部水平配管８の層化流動現象
が生じる。そして下部水平配管８の上下で温度差ができ
ると、配管８内の半径方向で第３図（二示すような温度
分布ができる。このため、配管の上下方向（二過度な熱
応力が働き、長さＬｌの水平配管８内（二温度差が生じ
ると、長さＬｅ＋＝比例する曲げモーメントＢＭＩが生
じる。さらに層化流＃現象（二よシ水平配管８の有効流
路面積が小さくなυ、自然循環が妨げられ、自然循環に
よる冷却が十分Ｃ１行なえなくなシ、原子炉の安全性を
確保する上で問題（＝なる。
本発明の目的は、高速炉の自然循環時に生じるブレナム
出口の水平配管の層化流動（二起因する曲げモーメント
を小さくなるよう（＝構成したこと（二なる。
出口の水平配管の層化流動（二起因する曲げモーメント
を小さくなるよう（＝構成したこと（二なる。
本発明による高速ｆの配管装置は、層化流１曲（−よ）
Ｊ−化界面が生じる長さを極力短くするよう（二構成し
たことを％徴とするものである。
Ｊ−化界面が生じる長さを極力短くするよう（二構成し
たことを％徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明を第４図ないし第１０図の実施例（一つい説
明する。まず第４図に示す実施例（二おいて、第１図と
同一符号は同一部分を示すものであるからその説明を省
略する。本発明（二おいては、第４図（二示す炉容器１
の出口ノズル３と中間熱交換器９の入口配管１０とを連
通ずる下部配管８（二特徴を有する。すなわち、入口配
管１０は第５図Ｃ二足すよう（二側側部の成形角度θ？
を９０°くθ、 （１８０°（ニすること（二よ）、そ
の中央部（二層化界面長さＬ２を有するｖ字状配管（ニ
なっている。
明する。まず第４図に示す実施例（二おいて、第１図と
同一符号は同一部分を示すものであるからその説明を省
略する。本発明（二おいては、第４図（二示す炉容器１
の出口ノズル３と中間熱交換器９の入口配管１０とを連
通ずる下部配管８（二特徴を有する。すなわち、入口配
管１０は第５図Ｃ二足すよう（二側側部の成形角度θ？
を９０°くθ、 （１８０°（ニすること（二よ）、そ
の中央部（二層化界面長さＬ２を有するｖ字状配管（ニ
なっている。
したがって炉容器１の出口ノズル３から高温冷却材１２
が流れ込むと、Ｉｉ層化界面さＬ２部のみ（二低温冷却
材１３が停滞し、その上部のみを高温冷却材１２が流れ
る。このときＪ必化流動現象が層化界面長さ玩のみ（二
生じる。層化流動の長さＬ２＋二な）、従来の第２図の
長さり、との関係でＬｌ ＞Ｌ２であるため。
が流れ込むと、Ｉｉ層化界面さＬ２部のみ（二低温冷却
材１３が停滞し、その上部のみを高温冷却材１２が流れ
る。このときＪ必化流動現象が層化界面長さ玩のみ（二
生じる。層化流動の長さＬ２＋二な）、従来の第２図の
長さり、との関係でＬｌ ＞Ｌ２であるため。
配管層化流動の長さＬｌ、Ｌ２ｔ″−比例して生じる曲
げモーメン）ＢＭ２は、温度差が一定であれば、長さＬ
２は短くなるため、流路閉塞（＝よる流体抵抗（摩擦抵
抗）は、小さくなるため従来（ニルべて自然循環力を妨
げない。よって原子炉運転の安全性の向上（二役立つこ
と（−なる。
げモーメン）ＢＭ２は、温度差が一定であれば、長さＬ
２は短くなるため、流路閉塞（＝よる流体抵抗（摩擦抵
抗）は、小さくなるため従来（ニルべて自然循環力を妨
げない。よって原子炉運転の安全性の向上（二役立つこ
と（−なる。
第６図（−示す実施例は、下部配管８の一方の側部を鈍
角θ３とし、他方の側部を鋭角０３′の傾斜配管に構成
したものである。そして従来の第２図の層化界面長さＬ
ｌに比べ層化界面長さＬ３を小さくすること（二よ）、
曲げモーメントＢＭ３を小さくして第７図に示す実施例
においては、下部配管８の両狽ト部の角度０番とし、Ｗ
字形状に構成したことを特徴としている。そして層化界
面長さ玩と小さくすることができる。
角θ３とし、他方の側部を鋭角０３′の傾斜配管に構成
したものである。そして従来の第２図の層化界面長さＬ
ｌに比べ層化界面長さＬ３を小さくすること（二よ）、
曲げモーメントＢＭ３を小さくして第７図に示す実施例
においては、下部配管８の両狽ト部の角度０番とし、Ｗ
字形状に構成したことを特徴としている。そして層化界
面長さ玩と小さくすることができる。
さら（二第８図および第９図（二示す実施例においては
、下部配管８の最下部を断面形状が第９図の＃、路面積
ＡＩ Ｊ）よう（二偏平にし、この偏平配管では上下の
温に差が生じないこと、温度差が生じても熱伝導面積が
大きいため上下の温度が一様（二なｐ易いことを利用し
たものである。また流れの慣性力によシ偏平配管内では
、層化界面が生じにくくなる。そして第９図（二おいて
、流路面積Ａ１を下部配管８０入口の流路面積Ａ２とを
等しくすること（二よ）、縮流、拡流の圧力損失を小さ
くすることができる。さらに第１０図に示す実施例では
、偏平配管の流路面積Ａ、の角を丸めたもので、配管の
応力集中を避けた構造にし、配管の強度を増加させて安
全性を向上さ鷺ることかできる。
、下部配管８の最下部を断面形状が第９図の＃、路面積
ＡＩ Ｊ）よう（二偏平にし、この偏平配管では上下の
温に差が生じないこと、温度差が生じても熱伝導面積が
大きいため上下の温度が一様（二なｐ易いことを利用し
たものである。また流れの慣性力によシ偏平配管内では
、層化界面が生じにくくなる。そして第９図（二おいて
、流路面積Ａ１を下部配管８０入口の流路面積Ａ２とを
等しくすること（二よ）、縮流、拡流の圧力損失を小さ
くすることができる。さらに第１０図に示す実施例では
、偏平配管の流路面積Ａ、の角を丸めたもので、配管の
応力集中を避けた構造にし、配管の強度を増加させて安
全性を向上さ鷺ることかできる。
以上のよう（二本発明Ｃ二よれば、高速炉の炉容器と中
間熱交換器とを結ぶ配管（二層化流動ζ二起因する層化
界面が生じる長さを極力短く構成したことにより、ポン
プトリップ時などのスクラム時に炉心から低温冷却材が
流れて一次側冷却配管系が低温冷却材で満たされたのち
、−次系の自然循環力の発達によって出口ノズルから高
温冷却材が流出したとき、−次系の下部配管系（＝生じ
る層化流動または一次系のコールドレグ配管で中間熱交
換器が故障したのち、二次系コールドレグ配管でＳＧが
故障したのち配管内の層化流頑を最小限（二抑制し、層
化流動（′″−よって生じる種々の弊害、例えば曲げモ
ーメントの増大、また流動閉基による自然循環力の低下
を防ぎ、原子炉の安全性を向上させることができる。
間熱交換器とを結ぶ配管（二層化流動ζ二起因する層化
界面が生じる長さを極力短く構成したことにより、ポン
プトリップ時などのスクラム時に炉心から低温冷却材が
流れて一次側冷却配管系が低温冷却材で満たされたのち
、−次系の自然循環力の発達によって出口ノズルから高
温冷却材が流出したとき、−次系の下部配管系（＝生じ
る層化流動または一次系のコールドレグ配管で中間熱交
換器が故障したのち、二次系コールドレグ配管でＳＧが
故障したのち配管内の層化流頑を最小限（二抑制し、層
化流動（′″−よって生じる種々の弊害、例えば曲げモ
ーメントの増大、また流動閉基による自然循環力の低下
を防ぎ、原子炉の安全性を向上させることができる。
第１図は従来の高速炉の一次配管系を示す配管図、第２
図はその下部水平配管の層化流動現象を示す断面図、第
３図は下部水平配管内（＝おける配管内半径方向の温度
分布図、第４図は本発明による高速炉の配管装置の一実
施例を示す配管図、第５図はその下部配管の拡大図、第
６図ないし第８図は下部配管のそれぞれ異なる実施例を
示す概略構成図、第９図および第１０図は流路面積の状
態を示す平面図である。 １・・・高速炉の炉容器 ２・・・入口ノズル３・・・
出口ノズル ４・・・炉心 ５・・・下部プレナム ６・・・上部プレナム７・・・
逍蔽プラグ ８・・・下部配管９・・・中間熱交換５１
２・・・高温冷却材１３・・低温冷却材 り、 、 Ｌ２． Ｌ３． Ｌｌ・・・層化界面長さＢ
ＭＩ 、 ＢＭ２ 、 ＢＭ４・・・曲げモーメント（
８７３３）代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほか１名
）第 ６ 図 Ｌ３ 第７図
図はその下部水平配管の層化流動現象を示す断面図、第
３図は下部水平配管内（＝おける配管内半径方向の温度
分布図、第４図は本発明による高速炉の配管装置の一実
施例を示す配管図、第５図はその下部配管の拡大図、第
６図ないし第８図は下部配管のそれぞれ異なる実施例を
示す概略構成図、第９図および第１０図は流路面積の状
態を示す平面図である。 １・・・高速炉の炉容器 ２・・・入口ノズル３・・・
出口ノズル ４・・・炉心 ５・・・下部プレナム ６・・・上部プレナム７・・・
逍蔽プラグ ８・・・下部配管９・・・中間熱交換５１
２・・・高温冷却材１３・・低温冷却材 り、 、 Ｌ２． Ｌ３． Ｌｌ・・・層化界面長さＢ
ＭＩ 、 ＢＭ２ 、 ＢＭ４・・・曲げモーメント（
８７３３）代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほか１名
）第 ６ 図 Ｌ３ 第７図
Claims (5)
- （１）高速炉における冷却材の配管系（＝おいて、その
配管の途中に冷却材の最下部の流動レベルよりさら（二
局部的に低いレベルを占める層化界面部を形成したこと
を特徴とする高速炉の配管装置。 - （２）配管の途中（二Ｖ字形（二よる帰化赤面部を形成
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高速
炉の配管装置。 - （３）配管の途中に傾斜部による層化界面部を形成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高速炉の
配管装置。 - （４）配管の途中（二Ｗ字形による層化界面部を形成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高速炉
の配管装置。 - （５）配管の途中に偏平部を形成したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の高速炉の配管装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154934A JPS6047996A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 高速炉の配管装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154934A JPS6047996A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 高速炉の配管装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6047996A true JPS6047996A (ja) | 1985-03-15 |
Family
ID=15595129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58154934A Pending JPS6047996A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 高速炉の配管装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047996A (ja) |
-
1983
- 1983-08-26 JP JP58154934A patent/JPS6047996A/ja active Pending
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