JPS62186180A - パツシブ形冷却装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、一次沸騰冷却回路と二次対流冷却回路とを備
えたパッシブ形冷却装置であって、二次対流冷却回路の
下方領域内に該二次対流冷却回路の冷却材で負荷された
、一次沸ａ冷却回路の冷却すべき媒体のための凝縮器が
配置されており、かつ上方領域内に冷却材を囲繞温度に
近似の温度に冷却するための熱交換器が配装置されてい
る形式のものに関する。

従来技術 熱源の熱放出、例えば濃縮高放射性液体のような発熱性
の内容物を含有したタンクの冷却では対流冷却回路が屡
々使用される。冷却材流の運搬は対流によって行なわれ
る。この形式では冷却ないしは熱放出のために異種エネ
ルギーを必要としないこと、および必要なときに冷却が
自動的に開始することが有利である。

かかる機構はパッシブに作動する、すなわち駆動も制御
も必要としない。したがってこの機構は放射性の負荷の
ために接近の虚しい核工学施設で使用するのに特に好適
である。

二次対流冷却回路に凝縮器と空気冷却器を備えることが
提案された。一次冷却回路内では放射性濃縮物の発熱が
蒸気発生をもたらす。蒸気は凝縮器内に導かれ、かつ冷
却される。凝縮物はタンク内へ戻される。

冷却材の流れを低温時にも保証するためには凍結防止さ
れた冷却材が使用される。中でも６モルーＨＮＯ３が冷
却材として使用される。これは−４０°Ｃまで凍結しな
い。

冷却材は空気冷却器を通過して流れ、かつ熱を外気へ放
出して外気に近い温度を受取る。したがって凝縮器はこ
の受取った温度を持った冷却材で負荷されるので、凍結
期が長期にわたると凝縮器が凍結す°る可能性が考えら
れる。その場合には凝縮器を介しての熱放出は妨げられ
よう。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は異種エネルギーの消費を必要としない適
切な手段によって凝縮器の凍結を回避することである。

問題点を解決するための手段 上記の課題を解決するための本発明の手段は、冒頭に記
載の形式の冷却装置において二次対流冷却回路が、温度
低下の結果冷却材の容量が減少した際に冷却材の熱交換
器の通過量を絞るがまたは中断させる手段を備えている
ことである。

発明の効果。

本発明は、冷却の結果の冷却材の容量減少を、冷却材流
を絞るかまたは中断させるために利用する。構造上の設
計によって二次冷却回路を所定の一度で中断させること
が可能である。したがって凝縮器はそれ以上冷却される
ことはなく、タンクの配置された遮へいされた隔室の温
度に保持される。

実施態様 本発明の有利な構成が特許請求の範囲第２項に記載され
ている特徴によって示される。二次冷却回路の最高位置
点に２つのオーバーフロー堰を設けることによって空気
冷却器が不動の冷却材から完全に分離されることが保証
される。

本発明の別の有利な構成が特許請求の範囲第６項と第４
項に記載されている。

本発明によってパッシブ形の沸騰冷却の機能が長期にわ
たる凍結状況下でも保証される。その場合制御装置のた
めの補助エネルギーも保守作業・取扱い作業も必要では
ない。

実施例 ＨＡＷＣ（濃縮高放射性廃液）を含有するタンク１が導
管３を介して適切に配置された蛇管形の凝縮器５の高位
置の個所と接読され、かつ戻り導管７を介して凝縮器５
の下方の流出部と接続されている。タンク１と、導ｆ３
と７並びに凝縮器５内部の蒸気室とは一次冷却回路を構
成する。

二次冷却回路は鉛直の導管９を備えており、導管９の上
端は水平の・ｇ区分１１によって、かつ下端は斜めに延
びる管区分１３によって互いに接続されている。二次冷
却回路内には６モルー）（ＮＯ３が冷却材として装入さ
れている。下方の管区分１３内に祷＃器５が挿入されて
いる。上方の・ｇ区分１１内には冷却材の排熱のために
空気冷却器１５が配置されている。管区分１１は空気冷
却器１５０前後に償断面を拡大した室１７と１９を有し
ており、これらの室の領域のそれぞれ水平の管部分２１
ないしは２３の底面にはそれぞれ１個のオーバーフロー
堰２５ないしは２７が配置されている。

流動方向でみて空気冷却器１５の後方に配置された室１
９は補償容器２９と接続されており、曲刃の室１γは上
面位置に脱気導管３１を備えている。補償容器２９は冷
却材の比較的大きな膨張を受止めることができる。導管
９、管区分１１と１３、凝縮器５、空気冷却器１５から
構成される二次回路は側方上方に接続導管３５を介して
充填レベル表示器３３を備えている。上方の管区分１１
の下方には平行に延びるより小さなバイパス導管、３７
が組入れられており、バイパス導管３７は室１γと１９
および空気冷却器１５を迂回している。

上記の装置の作用形式は次の通りである：上記の冷却装
置の平常運転では冷却材の充填レベルは、オーバーフロ
ー堰２５　、２７ヲ備Ｌり室１ｒ、１９が完全に充填さ
れる（レベル表示矢印ａ）ように調節される。冷却材の
最大の質量流れは熱交換器である空気冷却器１５を通過
して流れることができる。

循環する冷却材の温度が低下すると、冷却材容量、した
がってまだ充填レベルもまたより小さくなる（レベル表
示矢印ｂ）。空気冷却器１５を通過する質量流れは室１
７．１９内の小さくなった流動横断面によってオーバー
フロー堰２５．２７で絞られる。

冷却材の温度が更に下がり、かつ充填量によって調節可
能な平均回路温度を下回ると、充填レベルはオーバーフ
ロー堰２５．２７０上縁下に下がる（矢印Ｃ）。これは
長期的な凍結期において熱交換器１５を介して冷却され
ると起り得る。これによって冷却材は容量減少し、この
容量の減少は、充填レベルがオーバーフロー堰の上縁よ
りも降下する原因となる。冷却材の熱交換器１５通過、
したがって囲繞空気への熱放出による冷却材の更なる冷
却はもはや可能ではない。

直径のより小さなバイパス導ｆ３７だけを貫流すること
によって残量の循環が行なわれ、この循環は冷却材回路
内の温度分布の均一化に役立つ。最小量の循１は室１７
．１９と空気冷却器１５の迂回下にバイパス導ｆ３７を
通ることによって可能である。これによって冷却材の温
度の高い部分の容量増加がより低い部分の容量減少によ
って補償されないことが保証される。

より小さな直径によって、全負荷運転時に冷却材の僅か
な部分だけがバイパス導管３７を貫流することが保証さ
れる。

冷却材は膨張する。これによってオーバーフロー堰２５
．２７を備えた室１７．１９は充填され、かつ冷却材流
は再び空気冷却器１５を貫流することができる。

一般に使用される冷却材は６モルー硝酸であり、これは
−４０°Ｃまで液状である。

所与の温度分布における容量変化は冷却材の総量に関連
する。容量変化の結果生じる充填レベル変化は室１７．
１９の横断面の変更によって調節することができる。室
１γ、１９の設計によって、この種のパッシブ冷却系の
その時々の要求に適合せしめられた、感度の平均回路温
度への関連性−を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明による冷却装置のフローシートである
。 １・・・タンク、３・・・導管、５・・・凝縮器、７・
・・戻り導管、９・・・導管、１１．１３・・・管区分
、１５・・・空気冷却器、１７．１９・・・室、２１．
２３・・・管部分、２５．２７・・・オーバーフロー堰
、２９・・・補償容器、３１・・・脱気導管、３３・・
・充填レベル表示器、３５・・・接続導管、３７・・・
バイパス導管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一次沸騰冷却回路と二次対流冷却回路とを備えたパ
   ッシブ形冷却装置であつて、二次対流冷却回路の下方領
   域内に該二次対流冷却回路の冷却材で負荷された、一次
   沸騰冷却回路の冷却すべき媒体のための凝縮器が配置さ
   れており、かつ上方領域内に冷却材を囲繞温度に近似の
   温度に冷却するための熱交換器が配置されている形式の
   ものにおいて、二次対流冷却回路（５、９、１１、１３
   、１５）が、温度低下の結果冷却材の容量が減少した際
   に冷却材の熱交換器（１５）の通過量を絞るかまたは中
   断させる手段を備えていることを特徴とする、パッシブ
   形冷却装置。 ２、熱交換器（１５）の前後に導管の横断面を拡大した
   室（１７、１９）が設けられており、該室が二次対流冷
   却回路の最高位置点を成しており、かつ室（１７、１９
   ）の領域内の各管部分（２１、２３）の底面にオーバー
   フロー堰（２５、２７）が取付けられている、特許請求
   の範囲第１項記載のパッシブ形冷却装置。 ３、二次対流冷却回路が冷却材の充填位置を監視するた
   めの充填レベル表示器（３３）を備えている、特許請求
   の範囲第２項記載のパッシブ形冷却装置。 ４、二次対流冷却回路が絞り箇所（２５、２７）と熱交
   換器（１５）を迂回する、より小さな直径のバイパス導
   管（３７）を備えている、特許請求の範囲第２項記載の
   パッシブ形冷却装置。