JPS6120893A - 液体金属冷却装置 - Google Patents
液体金属冷却装置Info
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- JPS6120893A JPS6120893A JP59141157A JP14115784A JPS6120893A JP S6120893 A JPS6120893 A JP S6120893A JP 59141157 A JP59141157 A JP 59141157A JP 14115784 A JP14115784 A JP 14115784A JP S6120893 A JPS6120893 A JP S6120893A
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- JP
- Japan
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- liquid metal
- casing
- preheating
- air
- heat
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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
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (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】
[発明の比術分野]
本発明は液体金属冷却形高速増殖炉プラントの補助冷却
設備等に用いられる液体金属空冷装置に関゛ケる。
設備等に用いられる液体金属空冷装置に関゛ケる。
[発明の技術的背景]
高速増殖炉においては、原子炉トリップ口)の炉心崩壊
熱の除去およ−び燃料交換時等の長期にわたる原子炉停
止時の炉心崩壊熱の除去を目的として補助冷却設備を設
置している。この補助冷却設備として用いられる液体金
属空冷装置は、第4図に示す如く、ケーシング1内の上
部及び下部Q置にそれぞれ上部ヘッダー2及び下部ヘッ
ダー4を水平方向に配設し、両ヘッダー2,4を、蛇行
状に曲成された1又は複数本の放熱配管6で接続してい
る。ケーシング1の外面は保温材12で覆われ、またケ
ーシング1の上下壁には冷却空気配管14゜16が連結
している。上部ヘッダー2と下部ヘッダー4はそれぞれ
ケーシング1外部の液体金属配管18.20が接続され
ている。また液体金属流通管6の外周面には多数の放熱
ツイン22が取るされている。
熱の除去およ−び燃料交換時等の長期にわたる原子炉停
止時の炉心崩壊熱の除去を目的として補助冷却設備を設
置している。この補助冷却設備として用いられる液体金
属空冷装置は、第4図に示す如く、ケーシング1内の上
部及び下部Q置にそれぞれ上部ヘッダー2及び下部ヘッ
ダー4を水平方向に配設し、両ヘッダー2,4を、蛇行
状に曲成された1又は複数本の放熱配管6で接続してい
る。ケーシング1の外面は保温材12で覆われ、またケ
ーシング1の上下壁には冷却空気配管14゜16が連結
している。上部ヘッダー2と下部ヘッダー4はそれぞれ
ケーシング1外部の液体金属配管18.20が接続され
ている。また液体金属流通管6の外周面には多数の放熱
ツイン22が取るされている。
そこで、液体金属配管18及び上部ヘッダー2を介して
放熱配@6に高温の液体金属を流し、さらに下部ヘッダ
ー4及び液体金属配管20へ流通させるとともに、下方
の冷却空気配管16からケーシング1内を通して上方の
冷却空気配管14へ送風設備(図示せず)で冷却空気を
送風゛すると、ケーシング1の内部では放熱配管6内の
液体金属と冷却空気との間で熱交換が行なわれ、冷却さ
れた液体金属が下部ヘッダー4に通じる液体金属配管2
0から送出されるようになる。また冷却空気は冷却空気
配管14.16に各々設りられたダンパ31’、32に
より流量調節あるいはしゃ断されるようになっている。
放熱配@6に高温の液体金属を流し、さらに下部ヘッダ
ー4及び液体金属配管20へ流通させるとともに、下方
の冷却空気配管16からケーシング1内を通して上方の
冷却空気配管14へ送風設備(図示せず)で冷却空気を
送風゛すると、ケーシング1の内部では放熱配管6内の
液体金属と冷却空気との間で熱交換が行なわれ、冷却さ
れた液体金属が下部ヘッダー4に通じる液体金属配管2
0から送出されるようになる。また冷却空気は冷却空気
配管14.16に各々設りられたダンパ31’、32に
より流量調節あるいはしゃ断されるようになっている。
ところで、高速増殖炉プラントに冷却材として使用され
る液体金属(通常はナトリウム)は常温では固体である
。したがって、第4図のJ、うな液体金属空冷装置にあ
っては、例えば液体金属充填時あるいは運転中の液体金
属凍結防止として上下ヘッダー2,4や放熱配管6を所
定の温度に冒渇、保持づるための予熱ヒータ24.がケ
ーシング1内に配置されている。そして放散配管6に設
置された温度計たとえば熱電対26及び予熱制御装置2
8によって予熱ヒータ24を人、切し、放熱配管6を所
定の値(通常は200℃前後)に制御する。
る液体金属(通常はナトリウム)は常温では固体である
。したがって、第4図のJ、うな液体金属空冷装置にあ
っては、例えば液体金属充填時あるいは運転中の液体金
属凍結防止として上下ヘッダー2,4や放熱配管6を所
定の温度に冒渇、保持づるための予熱ヒータ24.がケ
ーシング1内に配置されている。そして放散配管6に設
置された温度計たとえば熱電対26及び予熱制御装置2
8によって予熱ヒータ24を人、切し、放熱配管6を所
定の値(通常は200℃前後)に制御する。
[背景の技術の問題点1
本来、予熱ヒータ24は、放熱配管6を液体金属の融点
以上の温度に加熱し、液体金属の充填を円滑に行える様
にすることが第1の目的である。
以上の温度に加熱し、液体金属の充填を円滑に行える様
にすることが第1の目的である。
従って、予熱温度を制御するための14電対は、そのヒ
ータによって加熱される範囲のすべてが設定温度以上に
加熱される様に温度が最も低くなると想定される場所に
設置する必要がある。
ータによって加熱される範囲のすべてが設定温度以上に
加熱される様に温度が最も低くなると想定される場所に
設置する必要がある。
第4図に示す様な空冷、装置において液体金属充填前に
予熱を行う際は、空冷装置のダンパ31゜32を全開ど
してヒータを投入し、ケーシング1内の空気を加熱する
ことにより間接的に放熱配管を加熱する。この時のケー
シング1内の温度分布は予熱ヒータ24に近い下段の放
熱配管ぽど渇磨が高くなり、ヒータより遠い上段はど低
くなる。
予熱を行う際は、空冷装置のダンパ31゜32を全開ど
してヒータを投入し、ケーシング1内の空気を加熱する
ことにより間接的に放熱配管を加熱する。この時のケー
シング1内の温度分布は予熱ヒータ24に近い下段の放
熱配管ぽど渇磨が高くなり、ヒータより遠い上段はど低
くなる。
これは、ケーシング1内が完全な密封空間である場合に
は自然対流効果により上方の温度が高くなるが、空冷装
置の様な前後をダンパ31.32で仕切ってヒータを加
熱する構造ではどうしてもダンパのづき間から加熱され
た空気がリークする効果が支配的になるためである。即
ちヒータで加熱された空気が上昇し、放熱配管に熱をう
ばねれて上方へ行くほど低くなり、そのままダンパの外
にリークする空気が多いことによる′ムのである。
は自然対流効果により上方の温度が高くなるが、空冷装
置の様な前後をダンパ31.32で仕切ってヒータを加
熱する構造ではどうしてもダンパのづき間から加熱され
た空気がリークする効果が支配的になるためである。即
ちヒータで加熱された空気が上昇し、放熱配管に熱をう
ばねれて上方へ行くほど低くなり、そのままダンパの外
にリークする空気が多いことによる′ムのである。
以上の裸出により、空冷装置の予熱制御用の熱雷対26
は放熱配管の最上段に設置され、予熱時最も低温となる
点の温度を制御することによりすべての放熱配管6を設
定温度以上に加熱可能にしている。
は放熱配管の最上段に設置され、予熱時最も低温となる
点の温度を制御することによりすべての放熱配管6を設
定温度以上に加熱可能にしている。
しかしながら、空冷装置は前記の様に上部ヘッダ2から
流出した高温の液体金属が放熱配管6にて冷却され下部
ヘッダー4に集合される熱交換器であり、液体金属充填
後は逆に最下段の放熱配管が最低温度となる。
流出した高温の液体金属が放熱配管6にて冷却され下部
ヘッダー4に集合される熱交換器であり、液体金属充填
後は逆に最下段の放熱配管が最低温度となる。
従って、液体金属充填後、空冷装置を待機状態において
予熱保持をする際には例えば最上段の予熱制御用熱雷対
設置部分が所定の温度であったとしても下段の予熱配管
はダンパ31,3.2のリーフ空気に冷却されて設定値
よりも低いW度となり液体金属凍結の恐れがある。
予熱保持をする際には例えば最上段の予熱制御用熱雷対
設置部分が所定の温度であったとしても下段の予熱配管
はダンパ31,3.2のリーフ空気に冷却されて設定値
よりも低いW度となり液体金属凍結の恐れがある。
さらに、空冷装置除熱運転時においても、液体金属配管
側の動的機器(ポンプ、弁等)の故障による液体金属流
量低下、あるいは冷却空気配管側動的機器(ダンパ、送
風設備等)の誤作動による冷却空気通人等の事故が発生
した際には予熱制御中の熱雷対で設定温度以下を検知し
てヒータを投入した時には既に下段の放熱配管は過剰に
冷却され液体金属が凍結してしまう可能性がある。
側の動的機器(ポンプ、弁等)の故障による液体金属流
量低下、あるいは冷却空気配管側動的機器(ダンパ、送
風設備等)の誤作動による冷却空気通人等の事故が発生
した際には予熱制御中の熱雷対で設定温度以下を検知し
てヒータを投入した時には既に下段の放熱配管は過剰に
冷却され液体金属が凍結してしまう可能性がある。
[発明の目的]
本発明は上記背頭技術の問題点を解決するためになされ
たもので、液体金属空冷装置の予熱を上下に設けた熱雷
対の信号を使って行なうことにより、冷却材充填前の予
熱及び冷却材充填後の凍結防止の両・方の機能を達成J
ることを目的どしてJ3す、いかなる運転状態において
も放熱配管での液体金属の凍結を防止できる液体金属空
冷装置を提供することにある。
たもので、液体金属空冷装置の予熱を上下に設けた熱雷
対の信号を使って行なうことにより、冷却材充填前の予
熱及び冷却材充填後の凍結防止の両・方の機能を達成J
ることを目的どしてJ3す、いかなる運転状態において
も放熱配管での液体金属の凍結を防止できる液体金属空
冷装置を提供することにある。
[発明の概要]
本発明の液体金属空冷装置は、保温材で覆われたケーシ
ングと、このケーシング外部の液体金属配管に接続され
前記ケーシング内の上部及び下部位置に設けられた上部
ヘッダー及び下部ヘッダーと、この両ヘッダー間に接続
された前記ケーシング内に配設された放熱配管と、前記
ケーシングに接続されこのケーシング内に冷n1空気を
流通させる冷却空気配管と、前記ケーシング内に配置さ
れた液体金属予熱ヒータと、前記放熱配管の最上段およ
び最下段に設置された予熱flilJ御用の熱雷対とこ
れら熱雷対の温度信号のうち低い方の値を選択して予熱
ヒータを投入させる機能をもった予熱制御装置とを具備
し/jことを特徴どするもので、液体金属充填前予熱、
液体金属充填後の凍結防止を問わず、空気冷却器放熱配
管の湿度を所定の値以上に保持できるものである。
ングと、このケーシング外部の液体金属配管に接続され
前記ケーシング内の上部及び下部位置に設けられた上部
ヘッダー及び下部ヘッダーと、この両ヘッダー間に接続
された前記ケーシング内に配設された放熱配管と、前記
ケーシングに接続されこのケーシング内に冷n1空気を
流通させる冷却空気配管と、前記ケーシング内に配置さ
れた液体金属予熱ヒータと、前記放熱配管の最上段およ
び最下段に設置された予熱flilJ御用の熱雷対とこ
れら熱雷対の温度信号のうち低い方の値を選択して予熱
ヒータを投入させる機能をもった予熱制御装置とを具備
し/jことを特徴どするもので、液体金属充填前予熱、
液体金属充填後の凍結防止を問わず、空気冷却器放熱配
管の湿度を所定の値以上に保持できるものである。
[発明の実施例]
以下、第1図を参照しながら本発明に係る液体金属空冷
装置の一実施例について説明する。
装置の一実施例について説明する。
第1図は液体金属冷却形高速増殖炉プラントの補助設備
である液体金属冷却空冷装置を示すものである。ごの装
置は、ケーシング101内の上部及び下部位置にそれぞ
れ上部ヘッダ、−102及び下部ヘッダー104を水平
方向に設置し、これらの間を蛇行状に曲成された1又は
複数本の放熱配管106で接続している。ケーシング1
01の外面は保温材112で覆い、かつケーシング10
1の上下壁には冷却空気配管114,116を連結し、
上部ヘッダー102と、下部ヘッダー104にはそれぞ
れケーシング101外部の液体金属配管118,120
を接続している。また液体金属流通の放熱配管106の
外周には多数の放熱フィン122が取るされている。
である液体金属冷却空冷装置を示すものである。ごの装
置は、ケーシング101内の上部及び下部位置にそれぞ
れ上部ヘッダ、−102及び下部ヘッダー104を水平
方向に設置し、これらの間を蛇行状に曲成された1又は
複数本の放熱配管106で接続している。ケーシング1
01の外面は保温材112で覆い、かつケーシング10
1の上下壁には冷却空気配管114,116を連結し、
上部ヘッダー102と、下部ヘッダー104にはそれぞ
れケーシング101外部の液体金属配管118,120
を接続している。また液体金属流通の放熱配管106の
外周には多数の放熱フィン122が取るされている。
そしで、ケーシング101の下部には予熱ヒータ124
が設置されている。
が設置されている。
さらに放熱配管106の最上段及び最上段には予熱制御
用の温度計として熱雷対126.127が設置され、そ
れらの信号は低値セレクタ130を介して予熱制御装置
128に接続され、予熱ヒータ124の制御を行なって
いる。
用の温度計として熱雷対126.127が設置され、そ
れらの信号は低値セレクタ130を介して予熱制御装置
128に接続され、予熱ヒータ124の制御を行なって
いる。
低値セレクタ130とは、第2図に示したように2つの
入力信号△、Bのうち、値の小さい方の信号を優先して
下流に信号Cを伝達する装置である。
入力信号△、Bのうち、値の小さい方の信号を優先して
下流に信号Cを伝達する装置である。
つぎに、上下ダンパの開閉動作及び空気の’&Eれにつ
いて説明する。
いて説明する。
ダンパは電動の駆動装置により開閉され、空冷装置の予
熱時及びプラント通常運転時は全開となり、原子炉トリ
ップ後の補助冷却設備除熱運転時には開となり風(2)
制御を行う。
熱時及びプラント通常運転時は全開となり、原子炉トリ
ップ後の補助冷却設備除熱運転時には開となり風(2)
制御を行う。
また、空気は前記系統図に記載の様に、空冷装置の下方
の送風機から送り込まれる。
の送風機から送り込まれる。
つぎに、予熱装置の作用効果を第3図によって説明する
。
。
第3′図において、あらかじめ与えられた予熱温度設定
値SV(通常は200 ’C@後)と、熱電対の温度信
号PVを比較し、設定値に達していな(ブればヒータ電
源ON信号、達していなりればOF「信号を出寸。
値SV(通常は200 ’C@後)と、熱電対の温度信
号PVを比較し、設定値に達していな(ブればヒータ電
源ON信号、達していなりればOF「信号を出寸。
なお、空冷装置の予熱は、予熱ヒータ124により周辺
空気を加熱し、その加熱空気が自然対流によって十貸し
て伝熱管を加熱する間接予熱方式従って、伝熱管の側方
あるいは上方に予熱ヒータを設置しlζ揚含には輻射効
果により多少の熱(ま伝えられる一bのの、主たる加熱
効果である自然対流は十分に生かすことができず、非常
に効率が悪くなるのでこの好しくない。
空気を加熱し、その加熱空気が自然対流によって十貸し
て伝熱管を加熱する間接予熱方式従って、伝熱管の側方
あるいは上方に予熱ヒータを設置しlζ揚含には輻射効
果により多少の熱(ま伝えられる一bのの、主たる加熱
効果である自然対流は十分に生かすことができず、非常
に効率が悪くなるのでこの好しくない。
尚、ヒータ124を下部に設置して放熱配管を予熱する
場合はいろいろなプラントでその有効性が実証されてい
る。このような構成であると、液体金属充填前予熱時に
、13いては放熱配管106の最上段ら設置された熱雷
対126の信号を低値セレクタ130で選択して予熱し
−タ124を制talIする一方、液体金属充填後にお
いては放熱配管106の最下段に設(づられた熱電対1
′27の信号を低値セレクタ130で選択して予熱ビー
ク124ルーS M t、ll鈍装岡12Bで制御する
こととなり、空冷装置のいかなる使用状態においても常
に放熱配管1.06の温度を設定値以上に保持できる効
果が得られる。
場合はいろいろなプラントでその有効性が実証されてい
る。このような構成であると、液体金属充填前予熱時に
、13いては放熱配管106の最上段ら設置された熱雷
対126の信号を低値セレクタ130で選択して予熱し
−タ124を制talIする一方、液体金属充填後にお
いては放熱配管106の最下段に設(づられた熱電対1
′27の信号を低値セレクタ130で選択して予熱ビー
ク124ルーS M t、ll鈍装岡12Bで制御する
こととなり、空冷装置のいかなる使用状態においても常
に放熱配管1.06の温度を設定値以上に保持できる効
果が得られる。
[発明の効果1
以干述べICように、本発明の液体金属空冷装置によれ
ば、空気冷却器の初期予熱及び冷却材充填後の凍結防止
機能の両方を容易に達成するために、最上伝熱管と最下
伝熱管の両方に温度計を設け、2つの信号を低値セレク
タ等を介して、低い方の値により予熱装置を制御するも
のである。したがって使用状態に応じて常に放熱配管を
所定の温度以上に保持できるので、非常用冷却系等につ
いて常に液体金属凍結の問題から防御Jることができる
。
ば、空気冷却器の初期予熱及び冷却材充填後の凍結防止
機能の両方を容易に達成するために、最上伝熱管と最下
伝熱管の両方に温度計を設け、2つの信号を低値セレク
タ等を介して、低い方の値により予熱装置を制御するも
のである。したがって使用状態に応じて常に放熱配管を
所定の温度以上に保持できるので、非常用冷却系等につ
いて常に液体金属凍結の問題から防御Jることができる
。
第1図は本発明に係る装置の一実施例を示す縦断面図、
第2図は第1図における低値セレクタを説明するだめの
ブロック線図、第3図は第1図の作用を説明するための
ブロック線図、第4図は従来の装置を示す縦断面図であ
る。 101・・・ケーシング、 102・・・上部ヘッダー
、104’・・・下部ヘッダー、106・・・放熱配管
、112・・・保温材、 114.116・・・冷却空気配管、 118.120・・・液体金属凍結管、124・・・予
熱ヒータ、 126.127・・・予熱制御用熱雷対、128・・・
予熱制御装置、130・・・低値セレクタ。 出 願 代 理 人 弁 理 士 菊 池 五 部7゜
第2図は第1図における低値セレクタを説明するだめの
ブロック線図、第3図は第1図の作用を説明するための
ブロック線図、第4図は従来の装置を示す縦断面図であ
る。 101・・・ケーシング、 102・・・上部ヘッダー
、104’・・・下部ヘッダー、106・・・放熱配管
、112・・・保温材、 114.116・・・冷却空気配管、 118.120・・・液体金属凍結管、124・・・予
熱ヒータ、 126.127・・・予熱制御用熱雷対、128・・・
予熱制御装置、130・・・低値セレクタ。 出 願 代 理 人 弁 理 士 菊 池 五 部7゜
Claims (1)
- 保温材で覆われたケーシングと、このケーシング外部の
液体金属配管に接続され前記ケーシング内の上部及び下
部位置に設けられた上部ヘッダー及び下部ヘッダーと、
この両ヘッダー間に接続された前記ケーシング内に配設
された放熱配管と、前記ケーシングに接続されこのケー
シング内に冷却空気を流通させる冷却空気配管と、前記
ケーシング内に配置された予熱ヒータと、前記予熱ヒー
タを制御するために前記放熱配管の最上段及び最下段に
設けられた複数の温度計と、これらの温度計の信号のう
ち低い方の値を選択して予熱ヒータを投入する予熱制御
装置とを具備したことを特徴とする液体金属空冷装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59141157A JPS6120893A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 液体金属冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59141157A JPS6120893A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 液体金属冷却装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6120893A true JPS6120893A (ja) | 1986-01-29 |
Family
ID=15285453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59141157A Pending JPS6120893A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 液体金属冷却装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6120893A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009150860A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Korea Atomic Energy Research Inst | ナトリウム冷却高速炉の残熱除去用中間ナトリウムループでのナトリウム固化可能性を排除した受動安全等級残熱除去システム |
US10937558B2 (en) | 2017-07-24 | 2021-03-02 | State Atomic Energy Corporation “Rosatom” On Behalf Of The Russian Federation | Method of launching natural circulation of liquid metal coolant of a fast neutron nuclear chain reactor |
-
1984
- 1984-07-06 JP JP59141157A patent/JPS6120893A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009150860A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Korea Atomic Energy Research Inst | ナトリウム冷却高速炉の残熱除去用中間ナトリウムループでのナトリウム固化可能性を排除した受動安全等級残熱除去システム |
US10937558B2 (en) | 2017-07-24 | 2021-03-02 | State Atomic Energy Corporation “Rosatom” On Behalf Of The Russian Federation | Method of launching natural circulation of liquid metal coolant of a fast neutron nuclear chain reactor |
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