JPS6136601A - ナトリウム・水形式の中央主体を有する蒸気発生器 - 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、特に核動力所に用いられるナトリウム・水膨
式の蒸気発生器の改良に関するものである。

従来の技術： 電力所において、ボイラーは、閉したループにおける回
路の流体へ熱を供給し、この加熱された流体は、蒸気発
生器において流れ、その熱を水にわたし、この水は、蒸
気に転換され、この蒸気は、勤カ所のタービンへ送られ
る。

成る核動力所、特に高速中性子形式のものは、蒸気発生
器へボイラーから熱を送るための流体、液体ナトリウム
（ｓｏｄｉｕ＋ａ）として使用する。この場合、蒸気発
生器は、熱交換器よりなり、その第一次回路は液体ナト
リウムを包囲し、その第二次回路は、蒸気へ転換された
水を包囲している。

これらの蒸気発生器は、垂直軸線を存する円筒形殻より
なり、近影の端壁によって閉しられ、ここに、管束が配
置されている。この管束は、これがらせん状に巻いた管
によって形成されているときには、上記殻の内容積の断
面の一部のみを占め、上記殻の高さの一部にのみ延びて
いる。上記束の上方に形成された区域において、少なく
とも一つの加熱された液体ナトリウム供給管が開口し、
蒸気発生器の下方部において、冷却液体ナトリウムの出
口管が設けられている。

上記液体ナトリウムは、蒸気発生器の殻における入口と
出口との間に流れ、上記管束の管の外面に接触し、上記
束において熱によって蒸気に転換された水を流す。

上記殻の内部容積の中央部は、蒸気発生器の下方部から
、液体ナトリウムが到着する上方部へ、蒸気発生器の殻
と同軸で上方部に閉じられた円筒形中央主体によって占
められている。管束は、中央主体の高さの全体にわたっ
て中央主体の囲りの殻の内部容積の円周部分を占め、た
だし、下方部は除き、そのところの開口において、液体
ナトリウムの出口をつくり、その以前に、上記束の管の
出口のループの区域における流れにおいて妨害を生しる
ことなく上記束を通って通過している。

蒸気発生器におけるナトリウムの供給および流量は、蒸
気発生器の殻におけるナトリウムの上方レベルが、上記
殻の上方部におけるナトリウムの入口の少し上方に置か
れるように、調整される。

蒸気発生器の上端壁とナトリウムの上方レベルとの間の
空間は、アルゴンなどの中性気体で満たされている。

このような蒸気発生器において、用心すべきことは、第
二次回路の水と第一次の回路の液体ナトリウムとの間の
接触を避けるようにしなければならないことである。事
実、知られていることは、高温度の水とナトリウムとの
混合物が、気体の発出と非常にはげしい化学反応を生じ
、液体ナトリウムにおける圧力のゆきわたる突然の増加
を生しる。これらの突然の反応は、蒸気発生器内側の爆
発に似ていて、成る成分の部分的悪化をもたらすことが
あり、また、第二次回路の管路における圧力波の伝達に
よって、第二次回路におかれた設備または循環ポンプま
たは中間交換器を損傷することがある。したがって、液
体ナトリウムの自由レベルに向って圧力波の伝達を助長
することが必要であり、その場合、上記の波は、弱めら
れる。

現時まで、ナトリウム水の反応の場合に、上方に運行す
る圧力波は、ナトリウムの上方自由面に、かなりの弱ま
り、すなわち吸収を受け、一方、下方へ運行するものは
、このような自由面に、出会わない。

発明の目的： 本発明の目的は、上記の種々の欠点を克服するとともに
、管の出口ループの区域において、渦流を起すことなく
、管束を通って移動する液体ナトリウムの出口をつくる
ことである。

本発明によれば、中央主体の上方部および中間部におい
て液体ナトリウムで満たされた中央主体は、その下方部
において、一方においては、近影の端壁を備え、その下
に、気体の小量を含むポケットを形成する目的のために
不活性気体が射出され、かつナトリウム水反応のとき圧
力波の反射および弱化のために気−液分離面を形成し、
他方において、スパイダー要素を備え、これは、中央主
体の下端を、フラスコ円錐部分をもつ端要素へ甲央主体
の下端を連結し、管束を通って移行する液体ナトリウム
の出口のための管に環状隙間をもっている。

実施例： 添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を、限定の
ためでない例によって以下に説明する。

蒸気発生器は、その直径に対し大きな長さの円筒形殻１
よりなり、これは垂直に配置され、上記殻は、第一次回
路を構成する循環液体す）　ＩＪウムで満たされている
。この殻１は、その上端および下端において、それぞれ
、２つの冠状の端壁２．３によって閉じられている。

下端壁３は、ナトリウム出口管３を形成する少し円錐形
の延長部４を備えている。蒸気発生器へ供給された液体
ナトリウムは、殻１の半径方向に延びているオリフィス
６を通って入口室に導入され、次いで、殻内側に下向き
に流れ、蒸気発生器の下方部に置かれた出口区域に達し
、そのところから管５を道って排出される。

殻ｌ内側に固定された中空円筒主体１０は、殻と同軸で
ある。蒸気発生器は、中央主体１０と殻１との間の環状
空間において、らせん状に巻かれた管束７によって形成
された第二次回路よりなる。

このらせん状束は、膨張ループ８に達し、各音９は、外
方の殻を通って半径方向に通っている。水は、管９の下
方部を通って導入され、華気の形で上方部から出る。

第２および第３図を、さらに詳しく参照すると、８本の
半径方向に延びるフィン１２によって形成されたスパイ
ダー要素１１が図示され、これは、小さい中央管１３を
含み、この管は、上方フランジ１４によって中央主体１
０の下方部に溶接されている。このスパイダー要素１１
はまた、下方フランジ１５を有し、これには端要素１６
が溶接され、この要素は、大きな隙間をもって円錐管５
中に延びているフラスコ円錐部分１７に達している。

この隙間は、約１０％のナトリウムの中央流れを、殻１
と円筒形主体の端との間につくり、膨張ループ８を掃除
するし、有害な流れないナトリウムを除く。したがって
、フィン】２は、８個のセクター１８を形成し、これは
、ループの出発点の区域と、らせん形の束７の端の区域
において、中央主体１０の周りの蒸気発生器の円周空間
と開口１９を介して連通している。例えば鋳物場で作ら
れたスパイダー要素１１は、また、各フィン１２の中央
において、外方殻に対し中央主体１ｏを中心決めするよ
うになっているアーム２０を含み、例えば地震のとき起
こる半径方向の応力の場合に上記主体を所定位置に維持
する。したがって、フィンと同様の多くのアームがある
。小さい中央管１３によって維持されたレベルプローブ
２１は、円筒形主体１０の軸線に支持されている。

スパイダー要素１１の−Ｆ方フランジ１４の少し上にお
いて、円筒形主体１０は、近影の端壁２３によって閉じ
られ、不活性気体、例えばアルゴンの小量を含むポケッ
ト２４を構成し、かつ気−液分離面２５を形成し、上記
の近影の端壁の上の円筒形主体の上方部は、液体ナトリ
ウムで満たされている、短形の端壁２３の中央部は、そ
れを通って延びているレベルプロプル（ｐｒｏｂｌｅ）
を有する。

小さい導管２６は、ポケット２４に、必要な量の気体を
供給し、管２７は、ナトリウムの自由上方レベル３０と
分離面２５との間に延びている。この管２７は、ナトリ
ウムの一定レベルを、気体充満ポケット２４に維持する
ようにでき、余分なものを蒸気発生器の上方自由レベル
３０へ逃がす。

短形の端壁２３は、また、中央主体１０を排出するため
の管２２を有し、特に、蒸気発生器の急速な排出の場合
に、排出をさせる。

蒸気発生器が作動する以前に、その殻１は、レベル３０
まで液体ナトリウムで満たされる。アルゴンは、小さい
導管２６を通ってポケット２４の内部に供給される。ポ
ケット２４におけるナトリウムのレベルは、管２７のレ
ベルに樹立される。

もしも、今説明した蒸気発生器に洩れが生じると、水を
送る管束において、はげしいナトリウム水反応に続く圧
力波が、自由ナトリウムアルゴンレベルに非常に早く遭
遇し、その結果、蒸気発生器の内部内に、かなり排出す
なわち吸収される。

事実、上方に移行する圧力波は、かなり排出された上方
自由レベル３０に出会う。下向きに移行する圧力波は事
実であり、なぜならば、それは、気体ポケット２４の弾
性により、排出すなわち吸収された気液分離面２５に非
常に早く出会い、その結果、この圧力波は、この回路に
配置された他の装置すなわち循環ポンプおよびすべての
中間交換器に向ってナトリウム出口管路を通って大きな
比率で伝達しない。

さらに、束の管の洩れの場合に、レベルブローブは、他
の特殊な装置で、蒸気発生器のナトリウムのレベルの引
き続いての下向によって洩れの生じる区域の検出をする
。

本発明による装置の主な利点が、圧力波の方向すなわち
伝達に関係なく、圧力波が生したとき圧力波の急速な排
出すなわち吸収をさせることは、判るであろうにの結果
は、蒸気発生器の底における自由レベルを生しる装置の
単純な設計によって得られる。

本発明の範囲は、今まで説明した実施例に限定されない
。なぜならば、すべての変形が特許請求の範囲に規定さ
れた範囲から離脱することなく、詳細に説明されている
からである。例えば、本発明の特殊な配置は、第二次回
路の管が、らせん状以外に配置されている蒸気発生器に
応用できるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、垂直対称面における蒸気発注器の断面図であ
り、 第２図は、蒸気発生器の下方部の拡大断面図であり、 第３図は、第２のＡ−Ａ線の断面図である。 ｌ・・・円筒形殻、２．３・・・短形の端壁、７・・・
管束、１０・・・中央主体、１１・・・スパイダー要素
、１６・・・端要素。 手続補正書（方式） ６０．８．２７ 昭和　　年　　月　　日 １、事件の表示　　　昭和６０年特許願第９５３３４号
３、補正をする者 事件との関係　　出願人 名称（氏名）　ノ　ヴ　ア　ト　−　ム４、代理人

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）特に核動力所のためのナトリウム・水形式の蒸気
   発生器であって、 垂直軸線を有し、液体ナトリウムで満たされ、上端およ
   び下端において２つの冠形の端壁によって閉じられた円
   筒形殻と、 上記下端の壁は、ナトリウム出口パイプを形成している
   ほぼ円錐形の延長部を備えていることと、 上記円筒形殻の内側にかつこれと同軸に配置された上方
   部の中空中央主体開口と、 上記中央主体と上記円筒形殻との間の環状空間において
   延びかつ水の循環のための管束よりなる第２次回路と、 上方部および中間部において液体ナトリウムで満たされ
   た上記中央主体は、その下方部において、一方において
   は、ナトリウム・水の反応が起った場合に圧力波の反射
   および減小のために気−液分離面を形成しかつ小量の気
   体を含むポケットを構成するように不活性気体が、下か
   ら射出され冠形端壁を含み、他方においては、上記管束
   を通って移動される液体ナトリウムのための上記出口パ
   イプ中に環状隙間をもって延びているフラスコ円錐部分
   を備えた端要素へ上記中央主体の下端を連結するスパイ
   ダー要素を含んでいることと、 よりなることを特徴とする蒸気発生器。
2. （２）小量の気体を含む上記ポケットは、小さい気体供
   給導管と、過剰に気体を放出しかつ気体−ナトリウムの
   レベルを一定に維持するために蒸気発生器の上方部に上
   記ポケットを連結する垂直管とを含むことを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の蒸気発生器。
3. （３）上記スパイダー要素は、鋳物場で作られ、レベル
   プローブ消息子を維持するための小さい中央管を支持す
   る半径方向に延びるフィンによって形成され、かつ上記
   中央主体および上記端要素にそれぞれ溶接された上方フ
   ランジおよび下方フランジを含むことを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の蒸気発生器。
4. （４）上記の半径方向に延びるフィンは、上記スパイダ
   ー要素の扇形を形成し、このスパイダー要素の扇形の各
   々は、上記中央主体と上記殻との間の環状空間と開口を
   介して連通していることを特徴とする特許請求の範囲第
   （３）項記載の蒸気発生器。
5. （５）上記の半径方向に延びるフィンの各々は、上記殻
   に対する上記中央主体の中心決めおよび半径方向の維持
   のために上記殻に対するアームによって、上記フィンの
   高さの一部において延びていることを特徴とする特許請
   求の範囲第（４）項記載の蒸気発生器。