JPS6226704Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は高速増殖炉用空気冷却器に係り、特
に冷却材を冷却する熱交換部をおおうケーシング
に関するものである。

高速増殖炉プラント（以下単にFBRと略す）
は、第１図のブロツク図に示すように、原子炉１
の一次冷却系２に中間熱交換器３を経由して二次
冷却系４を接続し、この二次冷却系４に蒸気発生
器５を経由して蒸気タービン６を接続し、さらに
この蒸気タービン６に発電機７を接続した基本構
成となつている。

そして一次冷却系２および二次冷却系４には冷
却材として液体ナトリウムが常時循環させられて
いる。

前記のように構成されたFBRが正常に運転さ
れている場合には、冷却材である液体ナトリウム
が設定温度範囲におさまつている。

しかしながら何らかの原因によつて前記冷却材
の温度が設定範囲を越えて上昇した場合、第１図
鎖線で示す空気冷却器８を安全装置として働かせ
て冷却材から熱を強制的に除去し、FBRの健全
性を維持する必要がある。

前述した冷却材の温度上昇は例えば次のような
場合に起り得るものである。

原子炉１内の異常温度上昇によつて、冷却材
が必要以上に加熱されたとき。

蒸気発生器５や蒸気タービン６あるいは発電
機７などに異常が生じて熱交換機能が正常に動
作しなくなつたとき、などである。

また、FBRの正常運転を停止した直後の原子
炉１内では、しばらくの間崩壊熱が継続して発生
しているために、この崩壊熱を除去して原子炉１
を冷却するための安全装置としても、前記空気冷
却器８を設ける必要がある。

なお、図示例では空気冷却器８を二次冷却系４
に設けてあるが、この空気冷却器８は他に、必要
に応じて一次冷却系あるいは一次冷却系２と二次
冷却系４の両方に設けられる。

一方、FBRが正常に運転されている場合は、
熱効率を高める上で、空気冷却器８を原則的に運
転しない方が好ましい。しかしながら冷却材であ
るナトリウムは、融点（97.81℃）以下になると
固化して空気冷却器８内の流路を閉塞してしまう
おそれがある。

そこで、二次冷却系４の冷却材の一部（例えば
３％程度）を常時循環させるようにして、前記流
路を確保している。

したがつて、空気冷却器８では、冷却材の入口
温度が505℃、出口温度が325℃程度に常時保温さ
れた状態にしておくことが行なわれる。このた
め、流路を構成する伝熱管に直接接触して支持し
ている部分、あるいはこれらを支持する枠組に
は、付近の空気などへの放熱程度に対応した温度
勾配が与えられる。

また、空気冷却器８を運転したときには、常温
の冷却空気を送り込むため、伝熱管を支持する部
分や枠組などが急激に冷却されて、運転前との温
度差が著しく大きくなり、伝熱管などを支持して
いる枠組とこれをおおう外壁（ケーシング）との
熱容量の差によつて、過度的に熱膨張、収縮にと
もなう応力が発生するため、これらの応力を吸収
することが必要となる。

この考案は前記背景を考慮してなされたもの
で、空気冷却本体のケーシングにスリツトを設け
るとともに、これをカバーでおおい、ケーシング
の伸縮作用を容易にして応力の発生を減少させ、
かつ、空気冷却器本体に吹きこまれる冷却空気の
漏洩を防止することを目的とするものである。

以下、この考案の一実施例を第２図ないし第４
図に基づいて説明する。

第２図は高速増殖炉空気冷却器８の概略を示す
もので、第１図に示した二次冷却系４の管路に連
通されて、分配管９から冷却材（流体状のナトリ
ウム）を受け入れて、伝熱管１０で空気との熱交
換を行ない、集合管１１から二次冷却系４の管路
に再び合流させるようになつている。すなわち、
第２図に示すように下方のブロア１２から入口ダ
クト１３を経由して、空気冷却器本体１４の内部
壁１５によつて囲まれた空気流路１６内で、伝熱
管８に常温の冷却空気を吹きつけて熱交換を行な
い、出口ダクト１７を経由して空気を外気中に放
出するものである。そして、前記内部壁１５の外
側がこの考案に係るケーシング１８、……によつ
て気密におおわれている。

前記ケーシング１８は、空気冷却器本体１４の
枠組１９の開口部１９ａの外側をおおつて、枠組
１９に溶接などの方法で空気冷却器本体１４の上
下面を除く４側面に取りつけられるもので、第４
図に示すようにステンレス鋼などの材料で構成さ
れたパネル板２０に上下方法に沿うスリツト２０
ａ・２０ａを形成して、そのスリツト２０ａの外
側をパネル板２０よりも薄いステンレス鋼などの
材料で形成されたカバー２１でおおい、スリツト
２０ａ・２０ａを密閉するようにしたいわゆる
「おがみ構造」となつている。

また、前記枠組１９の内では、内部壁１５を水
平に貫通した伝熱管１０が上下方向の空気流路１
６と交差させられており、かつ、伝熱管１０は枠
組１９に固定された支持ばり２２などによつて支
持されている。

以下、空気冷却器８のケーシング１８を「おが
み構造」とした場合の作用について説明する。

空気冷却器８が運転されていない場合は、伝熱
管１０内に少量の冷却材が流れて、例えば分配管
９の付近で505℃、集合管１１の付近で325℃の温
度差が与えられているから、伝熱管１０に接触し
ている支持ばり２２およびこれらを支持する枠組
１９には、これらの温度に対応した熱が伝達され
て、空気の自然対流などにより放熱作用と平衝し
た温度分布になることが予想される。したがつて
ケーシング１８にも枠組１９から熱が伝達されて
上方が高く、下方が低い温度分布が与えられる。
また、空気冷却器８が運転されない期間の方が運
転される期間よりも一般的に長いから、非運転状
態に合わせて、支持ばり２２、枠組１９、ケーシ
ング１８などの熱膨張による寸法設定が行われる
ことが多い。

一方、前述したような原因によつて冷却材の温
度が設定範囲を越えて上昇した場合には、安全装
置の一つとして空気冷却器８が起動運転されて、
ブロア１２により空気冷却器本体１４に空気が吹
きこまれる。吹きこまれた空気は空気流路１６内
の伝熱器１０から熱を奪う作用をするとともに、
支持ばり２２、内部壁１５、枠組１９などからも
熱を奪う作用をする。このとき、空気流路１６か
ら離れているケーシング１８はほとんど冷却され
ない。

このため、枠組１９とケーシング１８との間で
過度的に温度差が大きくなる現象、あるいは空気
冷却器８運転後、各部の温度が安定した状態で各
部の熱容量と冷却作用とが非運転時と相違するた
めに温度勾配が変化する現象などが起こり、枠組
１９よりも強度（剛性）が低いケーシング１８が
上下方向、水平方向、またこれらの複合方向に変
形力を受ける。

このようにケーシング１８に変形力が作用した
場合、上下方向にずれる変形成分は、「おがみ構
造」となつているためスリツト２０ａの両側がず
れを許容して変形を吸収し、かつ、水平方向に伸
縮させる変形成分は、スリツト２０ａの間隔変化
で変形を吸収する。また、この際にカバー２１は
パネル板２０よりも剛性が小さいから以上の変形
作用を妨げることがない。

なお、一実施例においては、ケーシング１８に
上下方向のスリツト２０ａを設けるようにした
が、スリツト２０ａを水平方向に設けてもよい。
この場合、パネル板２０に上下方向の伸縮力が作
用すると、スリツト２０ａの幅が変化して応力の
発生を押えるなどの作用をする。また、ケーシン
グ１８およびスリツト２０ａの数は適宜選択して
設定されるものである。

以上説明したように、この考案によれば次のよ
うな優れた効果が得られる。

ケーシングが、枠組によつて分割された状態
の開口部をそれぞれおおう分割構造とされてお
り、また、パネル板とその中央部近傍のスリツ
トとこれをおおうカバーとからなるものである
から、空気冷却器が起動運転されたときのよう
に、急激な温度変化がケーシングあるいはこれ
を支持する枠組に生じても、枠組よりも強度の
低いケーシングのパネル板部分が、各部の複合
方向に変形力を受けて、スリツト及びカバーの
変形によつて吸収するので、過度的な温度差に
基づく伸縮によつて、ケーシングあるいはその
取り付け箇所等に大きな変形力を与えることが
ない。

スリツトの外側が弾性変形可能なカバーによ
つて気密におおわれているから、空気流路を形
成する内部壁などから冷却空気が漏洩しても、
ケーシングの外に空気が漏洩することがない。

スリツト付近で伸縮を吸収するから、ケーシ
ングと枠組との固定部分に大きな応力が作用せ
ず、長寿命化を図ることができる。

この考案に係る技術は高速増殖炉用空気冷却
器のケーシングに限定されず、広範囲の産業分
野にも応用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高速増殖炉プラントの概略を示すブロ
ツク図、第２図ないし第４図はこの考案の一実施
例を示すもので、第２図は一部を断面した正面
図、第３図は一部を省略した要部の斜視図、第４
図Ａはケーシングの正面図、第４図Ｂは第４図Ａ
のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図、第４図Ｃは第４図
ＡのＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図である。 １……原子炉、２……一次冷却系、３……中間
熱交換器、４……二次冷却系、８……空気冷却
器、９……分配管、１０……伝熱管、１１……集
合管、１４……空気冷却器本体、１５……内部
壁、１６……空気流路、１８……ケーシング（外
壁）、１９……枠組、２０……パネル板、２０ａ
……スリツト、２１……カバー、２２……支持ば
り。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高速増殖炉用空気冷却器における伝熱管と交差
   する空気流路を囲む内部壁の外側に、内部壁を囲
   む枠組を設けるとともに、この枠組によつて分割
   された複数の開口部をおおうケーシングであつ
   て、複数の開口部にそれぞれ取り付けられるパネ
   ル板を配設し、このパネル板の中央部近傍にスリ
   ツトを形成するとともに、このスリツトを気密に
   おおうカバーを取り付けてなることを特徴とする
   高速増殖炉用空気冷却器のケーシング。