JPS61180894A - 高速増殖炉の熱交換器 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、高速増殖炉の熱交換器に係り、特に管板支持
構造及び周接合部の耐震力を高め熱応力を低減するのに
好適な構造の高速増殖炉の熱交換器に関する。

〔発明の背景〕

従来提案されている高速増殖炉の熱交換器の全体構造を
第５図に示す。

外胴１は、フランジ８と支持構造１５とにより、図示し
ない遮蔽用コンクリートの床面から吊り下げられている
。外胴１には、１次流体入ロノズル２と１次流体出ロノ
ズル３とが設けられている。

２次側上部鏡板２０は、内部構造吊り胴２４によって、
上部管板６と一体化され、内部に２次側上部プレナム１
３を形成し、上方に２次側出ロノズル５を持っている。

伝熱管管束１２は、上端を上部管板６に、下端を下部管
板７に接続されている。

伝熱管管束１２を囲んで外部シュラウド２１が設置され
ており、上部に管束人口窓９が、また下部に管束出口窓
１０が設けられている。２次側流体下降管１７は、２次
側上部鏡板２０と上部管板６とを貫通して、下部管板７
に接続されている。なお１図において、４は２次側入ロ
ノズル、１１は個々の伝熱管、１４は下部プレナム、１
６は仕切板、１８は内部シュラウド、１９は下部プレナ
ム鏡板、２２は下部鏡板、２３は振れ止め部、２４は内
部構造物吊り胴である。仕切板１６は、外胴１と外部シ
ュラウド２１との間にある熱交換前の温度の高い１次側
冷却材と、熱交換後の温度が低い１次側冷却材とを仕切
るためのものである。

上記構成の熱交換器では、原子炉により加熱されて高温
放射化した１次側冷却材は、１火入ロノズル２から外胴
１内に流入する。外１５１１内に流入した１次側冷却材
は、外胴１と外部シュラウド２１により形成される環状
流路部を上昇し、外部シュラウド２１に設けられている
伝熱管管束部１２へ流入させるための管束人口窓９から
外部シュラウド２１内に流入して、管束部の伝熱管１１
内を上昇する２次側冷却材と熱交換しながら伝熱管管束
部１２を下降した後、外部シュラウド２１の管束出口窓
１０を通じて、外胴１と外部シュラウド２１との環状流
路部に流出する。さらに下部鏡板２２に設けられた１次
側出ロノズル３から熱交換器外に流出する。

一方２次側冷却材は、上部鏡板２０の２次側入ロノズル
４から熱交換器に流入する。さらに、２次側入ロノズル
４と接続された下降管１８内を下り、下部管板７と接続
されている下部プレナム鏡板１９内に流入する。ここで
、２次側冷却材は反転した後、伝熱管１１内に流入し、
伝熱管１１の胴側を流れている１次側冷却材と熱交換し
ながら上昇して、上部プレナム１３内に入り、２次側出
ロノズル５から熱交換器外に流出する。

このような熱交換器では、熱交換器を支持する支持構造
物１５は、外胴１の上部に接続される構造となっている
。さらに、この接合部の内側の外胴１と外部シュラウド
２１で形成されている環状流路部に、１次側の高温冷却
材が流れている。この温度は、構造材のクリープ温度領
域であるため、構造強度評価におけるクリープ疲労損傷
等の規定条件等を満すことが困難である。また、１次側
冷却材の温度が大きく変化する熱過渡時において、高い
熱応力が発生する箇所となっている。

また、この種の熱交換器において、熱交換器を支持する
構造は、支持構造１５によって重量等をフランジ８に伝
達し、このフランジ８を建屋と接続して、熱交換器全体
を支持するようになっている。また、伝熱管管束１２内
の伝熱管１１を支持している上部管板６は、上部管板６
の外肩部から斜め上方に１円鍾上に構成された内部構造
物吊り［２４によって外胴１に接合し支持されている。

以上のような支持方法において熱交換器全体を支持する
ために、外胴１に接合している支持構造物１５と、上部
管板６を支持するために外胴ｌと接合している内部構造
物吊り胴２４は、いずれも斜め上方に支持力を伝達して
いる。ところが外胴に接合している箇所が上下にずれて
いるため、この点においても、自重、地震時荷重の伝達
がジグザグに働く個所となっている。なお、この種の装
置に関連するものとして、実開昭５７−１６０５８５号
と、第６．７図に示す公知例とがあげられる。第６゜７
図において２５は上部外胴である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、内部構造物の支持を直線的に配置する
ことにより、力の伝達を合理的に行ない耐震性及び耐熱
応力性を向上させた高速増殖炉の熱交換器を提供するこ
とである。

〔発明の概要〕

本発明は高速増殖炉の熱交換器において、熱交換器支持
構造と外胴接合部の地震時発生応力を低減し、さらに熱
的強度を向上させるために、熱交換器支持構造と、上部
管板を支持する内部構造物吊り胴を直線上に配置するこ
とを特徴とする。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を第１図により説明する。

熱交換器の支持構造１５と、上部管板６の支持構造物で
ある内部構造物吊りＪＪＩ　２４を直線上に設置する。

また外胴１も上下に垂直に設定する貴とによって、支持
構造１５及び内部構造物吊り胴２４の円錐状の支持構造
と、外胴１の円筒状構造がクロスとしている構造となっ
ている。

この構造では、１次側の高温冷却材が外ＩＩ！１と外部
シュラウド２１によって形成される環状流路部を流れ内
部構造物吊り胴２４及び上部鏡板２０によって形成され
る上部プレナム１３には、熱交換によって高温となった
２次側冷却材が流れている。この接合部のうち内部構造
物吊りＷｆ４２４の付け根部は、１次側と２次側の冷却
材の両方に接しており常温に比較して充分高温となって
いる。接合部よりも下の外胴１の付は根部は、１次側冷
却材と接しており、内部構造物吊り胴２４の付は根部と
の温度差が小さく、高い熱応力が発生することがない。

従来例において、支持構造１５との接合部のうち、外胴
１の内側と外部シュラウド２１との間の環状流路部の１
次側の高温の冷却材の温度に支配される外ＩＭ１と、熱
交換器周りの気体の温度に支配される支持構造１５には
、高い温度差による高熱応力が発生することが考えられ
た。

これに対し１本実施例による構造では、接合部の上側の
外Ｊｌｌｌの構造部材は、１次側の高温の冷却材に接す
ることなく、２次側の熱交換の終了した冷却材に接して
いるために、従来例の外胴１の構造部材温度よりも温度
が低くなっており、熱交換器周りの気体の温度に支配さ
れる支持構造１５との温度差は、従来例より少なく、こ
れによって発生する熱応力も低減できる。

さらに、支持構造１５と内部構造物吊り胴２４　。

を直線上に配置したことにより、支持力の伝達が従来例
のように、折れ曲ることがなく、直線で支持するので、
耐震強度が向上する。

また、支持構造１５と外ｌ１１１との接合部が上方に移
動するため、支持構造１５の長さが短縮され。

構造材を削減できる。

第３１！！！Ｉに、本実施例の詳細図を示す、外ｊｌｌ
と支持構造１５との接続部は応力集中の少ない構造とす
ることができる。

第２図に、本発明の変形例を示す。

支持構造１５と、内部構造物吊り胴２４を直線上に配置
する。外胴１は、下部外胴１と上部外胴２５に分割し、
下部外胴１の半径の方が上部外胴２５よりも大きくなる
ように設置する。

上記構造において、支持構造１５と外胴１の接合部は、
高温の１次側冷却材に接している内部構造物吊り胴２４
側の付は根部と外胴１の付は根部が大きな温度差が発生
せず、また上部外胴２５が中心部に移動して、上部外胴
２５と支持構造１５の接合構造をなくしたため、支持構
造１５と外胴１の構造不連続部に発生する熱応力を考慮
する必要がなくなる。

また、内部構造物吊りＷＲ２４と、上部外胴２５の接合
部においては、接合部内側の内部構造物吊りＷｆ４２４
の構造部材は、１次側及び２次側の冷却材に接しており
、上部外胴２５は、２次側冷却材に接し、さらに接合部
より外側の内部構造物吊り胴２４の構造部材は、１次側
の冷却材と接している。このように、この接合部におい
ては、構成している構造部材すべてが、いずれかの冷却
材と接しているために、従来例のような高い温度差が発
生せず、そのために高い熱応力を発生することがなく、
強度健全性を向上させることが充分期待できる。

また、この内側の接合部に接続している上部外胴２５と
、それに接続する上部鏡板２０の半径が小さくなり、強
度が向上するとともに、構造部材の物量も少なくてすむ
。

第４図は１本変形例の詳細を示す図である。第３図、第
４図に示した本変形例を第６図、第７図の公知例と比較
してみると、公知例の支持構造１５と内部構造物吊り胴
２４は、直線的配置でなく、内部構造物吊り胴２４と外
胴１は平行に位置しており、本発明のような効果が得ら
れない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以下の効果が得られる。

（１）高速増殖炉の熱交換器において、熱交換器支持構
造と、熱交換器全体の約半分の重量のある内部構造物を
支持する内部構造物吊り胴とを直線的に配置したことに
より、耐震性が向上する。

（２）高温の１次側冷却材の温度の影響を削減すること
により、耐熱応力強度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は本発明
の他の実施例を示す図、第３図は第１図実施例の詳細を
示す図、第４図は第２図実施例の詳細を示す図、第５図
は従来の熱交換器の一例を示す図、第６図と第７図は他
の公知例を示す図である。 １・・・外胴、２・・・１次側入ロノズル、３・・・１
次側量ロノズル、４・・・２次側入ロノズル、５・・・
２次側量ロノズル、６・・・上部管板、７・・・下部管
板、８・・・フランジ、９・・・管束入口窓、１０・・
・管束出口窓、１１・・・伝熱管、１２・・・伝熱管管
束部、１３・・・上部プレナム、１４・・・下部プレナ
ム、１５・・・支持構造、１６・・・仕切板、１７・・
・下降管、１８・・・内部シュラウド、１９・・・下部
プレナム鏡板、２０上部鏡板、２１・・・外部シュラウ
ド、２２・・・下部鏡板、２３・・・振れ止め部、２４
・・・内部構造物吊り胴、２５・・・上部外胴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、たて型直管式シエルアンドチユーブ型熱交換器にお
   いて、熱交換器を支持する構造部材と、伝熱管を支持し
   ている管板を支持する構造部材とを、直線上に配置した
   ことを特徴とする高速増殖炉の熱交換器。 ２、特許請求の範囲第１項において、胴側流体用外胴及
   び管側流体用胴と支持胴との接続位置を変え、支持胴と
   外胴との接続部における熱応力を低減させることを特徴
   とする高速増殖炉の熱交換器。