JPS62127699A - 原子炉容器内円環状蒸気発生器 - 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】 〈産業１−の利用分野〉 本発明はタンク型ｌＶ；Ｉｌ速増殖炉の原子炉春型内円
環状ｉへ気発生器に関ずろもの−（−ある。

−１，− 〈従来の技術〉 高速増殖炉では、軽水炉と比へ熱効率を上げる為、冷却
材にすトリウムを使用するが、その冷却材すトリウムが
高温てあろ乙とに依り、冷却材に接する機器の材ネ゛）
１怖度上の問題としてクリ−プ効果が顕著となる。

又、構造材に急激な温度勾配が分布する事に依り熱応力
が過大となる。

原子炉構造を構成する１つの機器として原子炉容器があ
るが、原子炉容器は、冷却材バウンダリとして最も重要
な機器であり」二連の熱応力上の強度的問題に対し゛Ｃ
十分な対策を講しる必要がある。。

しかして、上記原子炉容器では特に−Ｌ部プし・ナム（
高温プレナノ、）に接する部分の温度変化が大きいので
問題かぁ−、た。

そのため、従来原子炉容器内のすトリウノ・（冷却材）
の流オ］は、第６図（ａＬ（ｂ）に矢印−（示ずように
なっている。即ち、炉心１を出たすトリウムは上部ブレ
ナム（高温ブレナム）７から蒸気発生器３に入り、熱交
換して玲却されたすトリウノ・となって下部−ｆ（ノナ
ム（低温−７’　１−・ナノ、）８にｔ）と７）。、下
部−ブレーｌ−ム８の−）トリウムは主１ｌｌＴｉ環ト
ン７゛２Ｑ〕「・端から吸い込まれて、畠ハ、のすトリ
ウノ、となって炉心１に送り込、１オｉろ３．この炉心
１の入１−１（すトリウノ、の−・部（Ｊ炉壁冷却ン、
：ｒル６に、１−リｊ１１（子炉容器；〉に沿っ−Ｃ十
〜ｉｌ　Ｌ、上部−］゛１．・ツノ、７に到６ｕ原了炉
容器５（、）、その内面を流れる炉壁冷却す１−リ・”
＋ノ、にＪ、り冷却されろ。４（，１安全容器−こある
。炉壁バｉ却ンＪル６は、原子炉の辻転に伴い急激に湿
度変化ずろ−に部−ｆ　１−・ナノ、７の）ｌ　リウム
か１山子か容体１５に当って、該原子炉容器５に板厚方
向の温ＢＥ勾配を生しさ氾、熱応力が発生Ｊろのを抑制
ずろ枳能即ら、熱山撃の加わることを防止１−る役’７
ｉすｔ）果している、。

）＋、’を丁か容器５のＶｎＡ狼“を例えばクリー″ゴ
が構造輸１０：　１問題となら７．１　／：　ノ’＜る
ｔ品度領域、ＩＣ下げろ１段として（、ｆｉ壁冷却流ｉ
ｉ、を□−１−分にどろ１．」たは、上部−７゛トナノ
、７に接ずろ炉＾＋、Ｖ伶却ンＪルらに例えば〜リーマ
＋ｌ−フィナ９等の断メ；ｊ１：′Ｊｊ策を・施−４と
か、も（ッくはガス断熱層を設（］ろなとし−Ｃ１力ｊ
（１，ンｌ′ｌｊ）、１１能ノＭ　Ｋ４ｉ持する方？夫
が札“某さオビ（゛いろ、。

また、負へ７図に不−・ｊ゛、］うに、ｊシ：（イブ１
ｊ容藩１１内側に直接蒸気発）１川伝熱管１３番？配設
したＪ９丁かが軽水炉用として特開昭５８−１８７８　
（１４シー；−（開示されている１、然気伝熱籍１３は
原子炉容器１１のｌ晶瓜を下げろ機能を自し−（いる。

１シロこ才、）いて１２は炉心、→印（１１次１９７却
イ」の流わを示しく＞　１１＋は２次冷却材の流Ａ１を
示し−（いる。

〈発明が解決し６１、うとＡろ問題点〉上記第６図に示
ずｈＩνんの場合、ｆ）−ｉツ１′ｉ′冷却流）ｄ、自
体は原子炉とし−Ｃ，熱効率−１無効流１１）となろた
め、ゴー２ント効率を低トさせろ原因となる。従って一
７′ラット効率を＾＜　Ａ′１１１］、冒１ろ観点から
、過大なカー１壁冷却流量をとることには制約かある。

乙のｌ：め、少量の炉壁玲却流［１１，でル；ｉ了炉暮
器５を・必要’／＋：　）−！け低いンに＋：　Ｉｆに
ｌ１ｆｊ持−りろノこめに、１部−ノ゛Ｌすｉ−、７に
接ずろ炉壁冷却シＪ、ル１）に十分＜ｔｌわｒ熱対策が
吸水されろことに／ｆろが、と−旧は、物品の増大Ｖ〕
ｉｙ　＜はカー１壁冷却ンエ７Ｌ　［ｉの構造の複層１
化の問題に−１１，；かる糸古宋となる。

Ａ １１二、上記第７図（こ示ず構造１、Ｊ熱供給炉、小７
１ｉ１１発電炉、舶用炉宿の小μｍ′」軽水炉に適（ッ
、１次ｔ’：ｔ　］、ＩＩ材（ユボ４．ガ（こ−１ら−
・）自然循環にＪ　−Ｊ　ｃ　２次冷却材との熱（換を
図ることに、上す熱交換器糸の１１理化をｌ“１的とし
たものＣあり、伝熱ＩＨ′（＋　３の配置は１次玲却イ
イの／１ｒｉ（ｌすが軽！１＜ヅ）２」、すＩｌ’ｌｉ
い＾″６速増シ１１“（カー１（ｃ対１〕て不ｊ凶当で
ある、。

不発、明（，１ト述（７た１（情に鑑みてなざオ′【た
もの−Ｃ１熱交１（型光の合理化は′りＪ論のこと、　
ｌＥａイ炉容器のｌ（／ｊ訴を「１的とＬ　ノ、：容器
の低温化及びえ！１遮１ｉｉ’ｉ体機能を積極的に採用
した涼ｒ炉容器内円環状魚気発ノ１４１ノを・１１１′
１（ゼ／しどずろｔ）の−Ｃある。

・、′、問題点を解決−→ろための手段〉；３Ｑ）ｔ、
：め、本発明の原子ｆｊｉ賓器内円環状蒸気発生１ｇ　
ｌｅｔそ【ノ）構成を、原：１′力１−１一部−ツバＬ
７プムのＫじ■゛炉′ｒｉ藷内１：ｉ　Ｖ、配設しノこ
２重の同心円筒ン１刀間に外６＋ｌＩ　’ｉ’ｉ及（ｌ
　内（１！：Ｉ　’ｉ’！’　−ｃ　構ｊＡ　Ｌ、　タ
少／Ｊ：　’、、、　トＪ＋　２３Ｊｌ　％）　円弧状
伝熱管ろ−・収納し、該伝熱管ＩＪ　ノ１−−−、／　
、−＜・−に設置１７ノ・給水＼ツタから中間・＼・・
り（Ｌ連通′Ｊ　巧：、多数（す′１′）でＪ［二Ｉｌ
ｋ＋、、　ｉｈ夕］Ｃ１す′１′すと、該外側ｑ！ルの
内側に収納；）− −４ろと４１、に、１記中間・＼ツノノから１記給水・
＼・・ツノ７内仰Ｈこ設ζつた人くζ（・＼リタｔ’　
３’Ｉ！ｉ＋ｆｉ−Ｊろ多数の管で１１シ成した内側管
よりｔｒす、１部づＬ−ｊ）、の７？ｉ却イ（がＩ記２
重の同心円筒ン丁＋１．　！’ブノ１り士ブノの下部−
）゛レナｌ、へ１−紀伝熱管を系Ｙで流通−４ろように
１，７ｔ・、１〈作　用〉 原子炉容器内の内側全周（？：、円環状煎気発牛発生外
側管と内側管よりなる伝熱ｑ！、些・円弧状（・τ配設
・）−ろにあｔ、ニリ、原子炉容器６！すは二給水管で
あＫ）外側管を配し、その内ｎ１すに蒸気管である内４
ｉｌ管を配置しｌ、・ので円環状）（へ気発生器の伝熱
管の除、情に、Ｌり原子か容器側を特に低温に１ろどと
かできろ１１、さらに、上記伝熱’ｔ’＜’を円周方向
（と、′！１割−シー４ンｃと（・二、Ｌす、一層の低
７品化を図るととができる。、〈実施例、〉 第１図（：ｉ　）　ｔ、ｉ本発明の原子か容器内円環状
遊、気介ソ１器の一人ｈ１（り例を示−１ｊ３；ミＩ゛
カーＣの２分の１４・１す１１ｆｉｉ　！−））ｊ・ｉ
ｉＪ図、第１図（１・）　ｉ、ｌ：　Ｉ＋−１１図のＡ
　、へ綿断血図、第２１９４１１不イヘ明・１）」５．
中、イ′・卜）５吟Ｊ′炉（ハ樅（υ［１１’Ｔ−１図
、り、３図は第１図（［））θ）巳−１１線１ｔＪｉ向
図、第４図ＩＪ伝熱４ｊｌ、′に使用１ろ２　ｌｊ管の
縦断面図、第５図（ａ）は伝熱’ｆ’ｉ’　ｋ、　ｂＬ
Ｉ　ＪＴ！　−４”Ｓ　３山ノｉ”＋’　Ｌ））　ｈ（
Ｍ断面図、第　５ｉ？ｊＪ（ｈ）　　は同横１ｆノｉ　
１ダ１１図で’　ｒＪ艷１　；５　、。

１ｉ；ｊ　ｆ−炉Ｗ　Ｗ　２２　（７，）中ｋ　１４炉
心２４、循ｒ％Ｊ　＋Ｆ　、、／　７７”２７及Ｏ・円
環状魚気発Ｌ（器（以干、ｆ’ｌ　Ｅ７１〕く８Ｃ１と
称り）３５が納められ−（いる。。

炉心支稍構造物２５　＋、１炉心２４、楯＋ｔ＊”Ｉ　
；１ｉ）７°２７及ζＩ、円環状Ｓ　Ｇ　３５を鉛偵、
水）１′支持Ｊろ０、＋１−−／ス・ノコ３２は、水系
・＼ソノノ　（ｋｎ　／Ｊ＜・＼・ツク３３、蒸気ｌ＼
ソノノ３４、中間ｌＸｌり４０）力１心−Ｆ部１ｉｉ　
ｊｌｌ’ｒ　３８及０循環ボン７／’　２７を支袖し、
′Ｌ！ｒ種遮１１＆の役ＩＩをする。、 円環状ＳＧ　３５は、伝熱ｙ＜　３４］の破損の台無を
検出する機能を自′する設備（（′接続さｆｉたｔ〕σ
）（、・＼リウノ、ガスの〜［−１フィ：、３６　ａ　
、　ｔｌｌ　ｌ−１フイノ３６１〕を持ら水系・＼・ソ
々内にｌ＼１１ウノ、ガス−ｒ（−ソ人３６ろ・設けろ
、１ 脂子り）−τ容器２２内の円環状Ｓ　Ｇ　３５は、円筒
形内側、／ｌ−刀２８と円筒形外Ｃ！すＬ’　：’、１
−１＋−：（０、伝熱ゴｆ（＜；３９、給水・＼・フタ
３３、か、気・＼ツク３４枚Ｏ・中間・＼ツク４０て構
成されろ。この実施例の場合、第１図に示−１、ｌうに
４キ１１の伝熱管３１）を有し、誤伝熱管３９は外側管
３　！ｌ　ａ及び内側管３９ｂて構成され、−Ｉ−記外
側管、’（！ｌ　＋ｔ　１．１ルー−−ノスシソ３２に
設置した給水・＼ツ′）３３から中間・＼、ツク４０に
連通して多数の多重管が配Ｔｉｔさｊｔ、上記内側管３
９■）は上記外側管３９ａの内側に上記中間・＼・ツク
４゜から蒸気−いツク３４（（仲通し−Ｃ多数の多重管
が配管されている０、伝熱管３ｑは、伝熱管→Ｊボート
２１）に固定され、水−＼）′固十に引き回−１、↓・
）配設ず乙もので円弧状Ｓ　Ｇ３５の自効伝熱面積を１
μもスベ〜゛ス的に効率良く配置ｉ’ｔ−Ｊろとども（
こ、外側σ）原子炉容器２２の防１、（（を・１［１的
として、１車了力４容器２２の低昌牟１］持なｒ、ひに
熱衝撃の緩和のためのλ！１遮１１＆体の２つの機能を
自−１乙。

なお、用いる伝熱管３１）は、ナ１、リウノ、−水反応
事故予防のため、公知θ）ｌｉ’ｌｌ　イ１’５頓度（
多重！１′ロク・便用するものて−ｊソー・トヌ１命中
の伝熱管の交換は考慮しない。

次１こ系統面から説明−する、。

ナトリウムｌ貨却系の循環径路（、■炉心２４４・出ノ
ー上部＝ｆ　ｔ−ナム２３　ｂのすトリウ１１が円筒形
内側りｌル２８十部のフロー服を通り伝熱７１′ρＪポ
ー■・２））＋Ｃ、ｉ　−、−（／Ｊ＜　”Ｐ　周１：
　ニ引％　）ｒｌｊ　＃　ｆｌｔコ伝ｆ／ｌ　管３９　
（１）ｖｉ東４・下降し、ぞのド端部から下部−ノ°Ｌ
−ｌｊ、２３８（こ出−Ｃ循環ポツプ２７（Ｌ″入り炉
心Ａ、ｌＩ配管：（７を経〜ｃ−１＋１ｖ・炉心２４・
＼）４る。−１−・力、水系は給水−ノイ、ｙ　３３　
ａ　、、ｌ、り給水・い・２ダ３３　ＩＣ人−２ｔ−水
が片了炉芥器２２側に配設（７た伝ＥＡ　’ｆ’、’　
３９の外側管３９Ｆ（を通り、中間・＼ツノノ４゜（（
二　　凪入り、再度炉心２／ｌ側（・二配設（５，た伝
Ｕ１管３！１の内側１ζ３ピ）））ター通−・で加熱さ
オ′ｌたＺ・き、気と４（２゜６３　　）；ｋ、　気　
−＼　ノ　ツノ　８４　、　　が：気　リ　イ　　ン　
；（４ハ　る・　経　−Ｑ−ノコ　−１−’　　、７　
　ｉ、１　　’、≧−１）　３Ａ　　９　　第１４３　
。

１、がし゛（、寸−Ｆ１２ＸＪ１２］６」第４図ｔｃ　
ｔｆ＜　−！！’　２重’ｆ’′Ｘ′又１、［、第５）
図（ハ）、（ｂ）＋こ示寸如き３　ｉ−１’ｊ’ｌへが
（１６ろ、。

イア５４　Ｉ≦く１（こ　ン■＼　７　２　　重Ｉ面口
　ン］　右（す（こ　ソ　）・　リ　パノ　八　を　と
：　−・）り＋−ｒ；（５（、内側に水１：ｌ’）　７
）イＩｌｌ　ｉ％、気・り１イ’ｂ　−Ｊ’　ｌ’、ｉ
　’ｒ−’；　”　”！２什込Ａ　７．１２中ｔｉ’Ｍ
　（Ｌ　”ｉＴ、ｊ匣内’　Ｍ　’）”ｒ’　０）　ｌ
’ｌｊＥ　１ｌｊｉ　Ｆｌ　３（？二ｉ！’６伝う、９
．′１）１υ）す）・り白・、・り・充１Ｏ−４−４ろ
７・・１１、？（＝、、ｉも、隙間５３の末端を％、９
　イー））　バー！’ｉ　４　テシｒＬ　Ｌ、ノア　Ｖ
、ｔバー（ある。尚、該隙間５３（イ冒、）・＼リウ／
、ガス、を漏洩検出のｔ：めに流′４事ｌ）考え１：）
第１ろ。第５図（，１）。

（ｂ）ｌｃ示′１３Ｉｌｉ管（，１外側（Ｃブ）・リウ
１％　’ｊ　？ａず外管５５、内側に水あるいはイぷ気
を流す内管５６と上記内・外管を・相カーに接ｉ″′７
１で、中リコ管５７　、ｌ−りなり、内管５６と中央管
５７０間（どは流体通路と４ｆる）苛５８を竹′のＴ弓
丁力向（こ昔（数本設けＬ、−ものてあ′ン　０ 上記２重管又（，１３重管の空間３６（」第１図（１１
）［リヘリウノ、ガス−ｊ’　１−−）ノ、３〔；（ζ
相当し、・＼リウムυ゛ス人１］：）イ：・３６８から
・＼リウｌ、ガス４・供給し、入りウドガス出ｌ１１−
ツイン３ｆｉ　ｂから取り出−Ｉ’　ｌうじなっＣいろ
６．内管り２．５０又は外管５１．５５）にり→・・λ
り等の巽常か発ノ１りろと、第４図の−ｔトリウム封入
の２屯１１′もの場合はｌｔｋいカッ＼−５４が（、ｋ
　１１　ろ　のて　ハ、　リ　１）　ノ、ガ　ノ、　ブ
　１ノ　ノー　ノ、　３　〔；　の　ガ　ス　を　→Ｊ
・−）°リフ１ろＣつと１．ニー、］り異常ケ検出てき
、あるいは、ｆトリウノ、ｌ・４Ａ゛（“ブ、・１（い
」：鴇）（（二は隙間５３と連通（、ｔこ・＼リフ２、
ゲー１、−、．６．］？、９ベロのノ；゛スを＋１、／
−ノ゛リッツブーづる事により、異常を検出てきる。、
第５図（ａ）１１．１）の３重管の場％　４．溝５８に
連通した空間である・＼リウムガスブレナ３６のガスを
一す゛ノコ。

リノゲすることにより内・外管に発生したクララ々等の
異常の有無を検出できろ。

〈発明の効果〉 以−Ｌ、詳細に説明した本発明の原子炉賽器内円環状蒸
気発生器に上れば下記の如き効果を奏Ｊる。

■　円環状Ｓ　Ｇの伝熱管を原子炉容器内に収納し、上
記伝熱管を水平周上に引き回すことにより、従来のシＬ
月アノ）・デユー・ブ型の５Ｇ（ＰＡ気発生器）に比へ
、有効伝熱面積の確保が著しく容易になる。

■　円筒形内側シエｎ１伝熱管及び円筒形外側ノニルか
らなる構造イ本に上り、ｊ屯了力ｊ容器の１力思のため
の低湿維持及び熱遮１１＆休機能が発揮さ第１、これに
より原子炉容器自体の構造強度」二の信頼性が著しく向
Ｉ−する。

■　低コフ１トガフンｌ−ｎ　計の面からは、ルーフス
ラーフ上向配置の簡素化、炉容盟の縮小合理化等原子炉
構造における必要スペースの最小化が図らオ」、格納容
器の縮小を含め低：１スト化がｊ−ｉＪ能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ、　）は本発明の脂子炉’８器内円環状蒸気
発生器の一実施例を示ず原子炉の２分の１を断面し・た
下山１図、第１図（ｂ）は同図Ａ−Ａ線断面図、第２図
は本発明の一実施例の原子炉の縦断面図、第３図（ｉ第
１図（ｂ　）　（７）　＋−３−１３線断面図、第４図
は伝熱管に使用する２重管の縦断面図、第５図（ａ　）
は伝熱管に使用する３重管の縦断面図、第５図（ｂ）は
同横断血図、第６図（、）は従来の蒸気発生器を内蔵す
る原子炉−Ｃ第６図（ｂ）のＣ，、−、−Ｃ線断面図、
第６図（）））は従来の蒸気発生器を内臓する原子炉容
器の縦断面図、第７図は従来の蒸気発生器を内蔵した軽
水炉用小型原子炉の縦断面図である。 ４．２１　安全容器、５，１１．２２　　原子炉容器、
７，２：（ｂＪ一部ブレナム、 ８．２３ａ　　下部プレナノ１．１．．１２，２４−１
．２−− 炉心、２８　円筒形内側シ〕〜ル、２９　伝熱管サボー
　１１．３０　円筒形外側シェル、３２　ルー７スラブ
、３３　給水ヘッダ、３４　蒸気ヘッダ、３５　円環状
蒸気発生器、３つ　伝熱管、３９ａ　　外側管、 ３９ｂ　内側管、４０　中間へ、ツタ 特許出願人　財団法人　電力中央研究所三菱屯」−業株
式会社 三菱原子力上業株式会社 代理人　弁理士　佐　藤　英　昭 −ｉｔ　３−− ４２Ｉ椙 −６０７−一 ｃｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉上部プレナムの原子炉容器内側に配設した２重の
   同心円筒シェル間に外側管及び内側管で構成した少なく
   とも２組の円弧状伝熱管を収納し、該伝熱管はルーフス
   ラブに設置した給水ヘッダから中間ヘッダに連通する多
   数の管で形成した外側管と、該外側管の内側に収納する
   と共に、上記中間ヘッダから上記給水ヘッダ内側に設け
   た蒸気ヘッダに連通する多数の管で形成した内側管より
   成り、上部プレナムの冷却材が上記２重の同心円筒シェ
   ル上方より下方の下部プレナムへ上記伝熱管を経て流通
   することを特徴とする原子炉容器内円環状蒸気発生器。