JPS6239373B2 - - Google Patents
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- JPS6239373B2 JPS6239373B2 JP54004806A JP480679A JPS6239373B2 JP S6239373 B2 JPS6239373 B2 JP S6239373B2 JP 54004806 A JP54004806 A JP 54004806A JP 480679 A JP480679 A JP 480679A JP S6239373 B2 JPS6239373 B2 JP S6239373B2
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- Japan
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- bellows
- pressure
- gap
- temperature
- heat exchanger
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ナトリウム冷却高速炉（以下高速炉
と略す）の中間熱交換器において、ダウンカマや
内胴と伝熱管との熱膨張差を吸収するために使用
される二重ベローズの破損を検出する方法に関す
る。
と略す）の中間熱交換器において、ダウンカマや
内胴と伝熱管との熱膨張差を吸収するために使用
される二重ベローズの破損を検出する方法に関す
る。
高速炉には、１次冷却系と２次冷却系とが設け
られていて、高速炉で加熱された高温のナトリウ
ム（以下Naと記す）は、１次冷却系内を循環
し、中間熱交換器内を通過する際、２次冷却系の
Naを加熱する。２次冷却系内のNaは、蒸気発生
器内を通過する際、蒸気発生器に供給される水を
加熱し、この水を水蒸気に変え、再び中間熱交換
器に戻される。中間熱交換器の伝熱管は、１次冷
却系と２次冷却系との隔壁になり、１次冷却系に
存在する放射性物質が２次冷却系へ漏洩すること
を防止すると共に、２次冷却系の蒸気発生器内で
Na―水反応が生じた時、その衝撃が１次冷却系
内に達するのを防止している。
られていて、高速炉で加熱された高温のナトリウ
ム（以下Naと記す）は、１次冷却系内を循環
し、中間熱交換器内を通過する際、２次冷却系の
Naを加熱する。２次冷却系内のNaは、蒸気発生
器内を通過する際、蒸気発生器に供給される水を
加熱し、この水を水蒸気に変え、再び中間熱交換
器に戻される。中間熱交換器の伝熱管は、１次冷
却系と２次冷却系との隔壁になり、１次冷却系に
存在する放射性物質が２次冷却系へ漏洩すること
を防止すると共に、２次冷却系の蒸気発生器内で
Na―水反応が生じた時、その衝撃が１次冷却系
内に達するのを防止している。
この中間熱交換器の一例を第１図に示して説明
する。中間熱交換器１は、外胴２内に内胴３を配
置し、該内胴３内には、上下管板１７ａ，１７ｂ
に上下端を貫設して伝熱管４が配置してある。上
管板１７ａの上部及び下管板１７ａの下部にはそ
れぞれ２次ナトリウム出口ノズル１３を有する上
部プレナム及び下部プレナム１１が設けられてい
る。この上部プレナム１２、上管板１７ａ、下管
板１７ｂを貫通してダウンカマ１０が設けられて
いて、このダウンカマ１０の周囲には熱遮蔽円筒
１４，１５が設けられている。熱遮蔽円筒１４の
上部には、内胴３や伝熱管４とダウンカマ１０と
の熱膨張差を吸収する二重ベローズ１８が設けら
れれている。このベローズ１８を二重としている
のは、安全面を考慮してのことであり、変位量及
びバネ定数などの関係から、その板厚は1.5〜2.0
mmのものが用いられ、内部にアルゴンガス等の不
活性ガスが充填されている。また、熱遮蔽円筒１
５の下端は下管板１７ｂと溶接接続されず、内胴
２内の円周方向の温度差に起因する熱応力の発生
を緩和するようになつている。
する。中間熱交換器１は、外胴２内に内胴３を配
置し、該内胴３内には、上下管板１７ａ，１７ｂ
に上下端を貫設して伝熱管４が配置してある。上
管板１７ａの上部及び下管板１７ａの下部にはそ
れぞれ２次ナトリウム出口ノズル１３を有する上
部プレナム及び下部プレナム１１が設けられてい
る。この上部プレナム１２、上管板１７ａ、下管
板１７ｂを貫通してダウンカマ１０が設けられて
いて、このダウンカマ１０の周囲には熱遮蔽円筒
１４，１５が設けられている。熱遮蔽円筒１４の
上部には、内胴３や伝熱管４とダウンカマ１０と
の熱膨張差を吸収する二重ベローズ１８が設けら
れれている。このベローズ１８を二重としている
のは、安全面を考慮してのことであり、変位量及
びバネ定数などの関係から、その板厚は1.5〜2.0
mmのものが用いられ、内部にアルゴンガス等の不
活性ガスが充填されている。また、熱遮蔽円筒１
５の下端は下管板１７ｂと溶接接続されず、内胴
２内の円周方向の温度差に起因する熱応力の発生
を緩和するようになつている。
加熱媒体である１次Naはまず１次Na入口ノズ
ル５から外胴２と内胴３との間に形成される空間
に供給され、更に内胴上部に設けられた内胴入口
孔６から内胴３内へ供給される。そして１次Na
は内胴３内を下降し、内胴３の下方の内胴出口孔
７から再び外胴２と内胴３の間に形成される空間
を介して１次Na出口ノズル８より外胴２の外へ
導かれる。内胴３へ供給するNaと内胴出口孔７
から流出するNaは、外胴２と内胴３との間に設
けられたバイパス流れ止め装置９の作用によつ
て、混合することが防止される。一方、２次Na
はダウンカマ１０内を下降し、下部プレナム１１
内に達し、さらに伝熱管４を通つて上部プレナム
１２に導かれ、２次Na出口ノズル１３より流出
する。ダウンカマ１０と熱遮蔽円筒１４，１５の
間の環状間隙１６の途中には、円筒１５の下端部
に熱膨張差により出じる間隙からNaが侵入する
ために１次Naの液面２０が形成される。
ル５から外胴２と内胴３との間に形成される空間
に供給され、更に内胴上部に設けられた内胴入口
孔６から内胴３内へ供給される。そして１次Na
は内胴３内を下降し、内胴３の下方の内胴出口孔
７から再び外胴２と内胴３の間に形成される空間
を介して１次Na出口ノズル８より外胴２の外へ
導かれる。内胴３へ供給するNaと内胴出口孔７
から流出するNaは、外胴２と内胴３との間に設
けられたバイパス流れ止め装置９の作用によつ
て、混合することが防止される。一方、２次Na
はダウンカマ１０内を下降し、下部プレナム１１
内に達し、さらに伝熱管４を通つて上部プレナム
１２に導かれ、２次Na出口ノズル１３より流出
する。ダウンカマ１０と熱遮蔽円筒１４，１５の
間の環状間隙１６の途中には、円筒１５の下端部
に熱膨張差により出じる間隙からNaが侵入する
ために１次Naの液面２０が形成される。
このような中間熱交換器において、ベローズ１
８は熱膨張等によつて、伸縮、ねじり等の複雑な
力が加わり、このためにベローズが破損する可能
性が充分考えられる。又間隙１６には前記のよう
に１次Naの液面２０が存在し、該ベローズの内
側が破損すると、液面２０は外側ベローズと内側
ベローズとの間にNaが流入したり、Naのベーパ
がベローズ内間隙の表面に付着する可能性があ
り、ベローズの機能を発揮することができなくな
る。さらに、ベローズの内外が共に破損すると、
放射性物質を含む１次Naが格納容器内に漏洩す
ることになる。
８は熱膨張等によつて、伸縮、ねじり等の複雑な
力が加わり、このためにベローズが破損する可能
性が充分考えられる。又間隙１６には前記のよう
に１次Naの液面２０が存在し、該ベローズの内
側が破損すると、液面２０は外側ベローズと内側
ベローズとの間にNaが流入したり、Naのベーパ
がベローズ内間隙の表面に付着する可能性があ
り、ベローズの機能を発揮することができなくな
る。さらに、ベローズの内外が共に破損すると、
放射性物質を含む１次Naが格納容器内に漏洩す
ることになる。
このように、中間熱交換器の二重ベローズが破
損することによつて、その機能及び安全性が保て
なくなる。このため、その破損を容易に、しかも
迅速に検出する手段が必要となるが、従来この二
重ベローズの破損に対して特別な考慮が払われて
いない。
損することによつて、その機能及び安全性が保て
なくなる。このため、その破損を容易に、しかも
迅速に検出する手段が必要となるが、従来この二
重ベローズの破損に対して特別な考慮が払われて
いない。
本発明は、上記した中間熱交換器における二重
ベローズ破損を容易かつ迅速に検出する方法を提
供して安全性を向上させることにある。
ベローズ破損を容易かつ迅速に検出する方法を提
供して安全性を向上させることにある。
本発明の特徴とするところは、前記二重ベロー
ズのベローズ内周側空間、ベローズ間隙、格納容
器の順に圧力を高くあるいは低く設定し、ベロー
ズ間隙の圧力を測定し、その圧力変化から内側あ
るいは外側ベローズのいずれかが破損したかを検
出することを可能にしたことにある。
ズのベローズ内周側空間、ベローズ間隙、格納容
器の順に圧力を高くあるいは低く設定し、ベロー
ズ間隙の圧力を測定し、その圧力変化から内側あ
るいは外側ベローズのいずれかが破損したかを検
出することを可能にしたことにある。
以下本発明の好適な実施例を第２図に用いて説
明する。第２図において、第１図と同一部分には
同一符号が付してある。二重ベローズ１８の内周
側空間１９の圧力P1、外側ベローズ１８ａと内側
ベローズ１８ｂとの間の間隙３０の圧力P2、格納
容器内雰囲気３１の圧力P3は、それぞれ圧力計３
２，３３，３４によつて測定する。また、ベロー
ズ間隙３０の温度を、熱電対３５によつて測定
し、その温度変化によるベローズ間隙３０の圧力
変化を演算器３６によつて補正する。該演算器３
６の出力と圧力計３３の出力の差の信号３７、及
び圧力計３２と３４の各出力信号３８，３９を破
損判定器４０に入力する。
明する。第２図において、第１図と同一部分には
同一符号が付してある。二重ベローズ１８の内周
側空間１９の圧力P1、外側ベローズ１８ａと内側
ベローズ１８ｂとの間の間隙３０の圧力P2、格納
容器内雰囲気３１の圧力P3は、それぞれ圧力計３
２，３３，３４によつて測定する。また、ベロー
ズ間隙３０の温度を、熱電対３５によつて測定
し、その温度変化によるベローズ間隙３０の圧力
変化を演算器３６によつて補正する。該演算器３
６の出力と圧力計３３の出力の差の信号３７、及
び圧力計３２と３４の各出力信号３８，３９を破
損判定器４０に入力する。
ベローズ１８の近傍の温度は300℃から400℃の
範囲であり、このような温度におけるP1，P2，P3
の圧力がP1＜P2＜P3、あるいはP1＞P2＞P3となる
ように予め設定しておく。この圧力設定は、P1の
圧力については、ダウンカマ１０と一体のベロー
ズ取付用円筒体４１に取付けた栓４２をNaが交
換器内に入つた時に開けてガスを抜くかあるいは
ガスを圧入することにより行い、P2の圧力につい
ては、ベローズ１８の間隙３０に最初にガスを封
入する際にガス圧力を調節して設定する。なお、
P3の圧力は、格納容器内の温度がほぼ室温である
ので、室温における圧力を示す。
範囲であり、このような温度におけるP1，P2，P3
の圧力がP1＜P2＜P3、あるいはP1＞P2＞P3となる
ように予め設定しておく。この圧力設定は、P1の
圧力については、ダウンカマ１０と一体のベロー
ズ取付用円筒体４１に取付けた栓４２をNaが交
換器内に入つた時に開けてガスを抜くかあるいは
ガスを圧入することにより行い、P2の圧力につい
ては、ベローズ１８の間隙３０に最初にガスを封
入する際にガス圧力を調節して設定する。なお、
P3の圧力は、格納容器内の温度がほぼ室温である
ので、室温における圧力を示す。
次にこのような構成要素を用いてベローズ破損
を検出する場合の動作を説明する。ベローズ間隙
３０の温度は、２次Naの流量の不安定等によつ
てゆらぎ、その温度ゆらぎによつて圧力変化を生
じ、その圧力変化は(1)式で表わされる。
を検出する場合の動作を説明する。ベローズ間隙
３０の温度は、２次Naの流量の不安定等によつ
てゆらぎ、その温度ゆらぎによつて圧力変化を生
じ、その圧力変化は(1)式で表わされる。
PT2＝T1P2 ……(1)
ここに、Ｐは基準温度T1（〓）における圧
力、P2は実測温度T2（〓）における圧力であ
る。従つて、単に実測圧力P2が設定圧力よりどの
程度変化したかを観測しただけでは温度変化に伴
う圧力変化分が無視されることになるために、ベ
ローズ破損に伴う圧力変化を検出することができ
ないから、演算器３６で実測温度T2におけるベ
ローズ間隙３０のあるべき圧力（補正設定圧力）
Ｐを算出し、実測圧力P2と比較してその差の信号
３７（ΔＰ＝P2−Ｐ）から破損を判断する。
力、P2は実測温度T2（〓）における圧力であ
る。従つて、単に実測圧力P2が設定圧力よりどの
程度変化したかを観測しただけでは温度変化に伴
う圧力変化分が無視されることになるために、ベ
ローズ破損に伴う圧力変化を検出することができ
ないから、演算器３６で実測温度T2におけるベ
ローズ間隙３０のあるべき圧力（補正設定圧力）
Ｐを算出し、実測圧力P2と比較してその差の信号
３７（ΔＰ＝P2−Ｐ）から破損を判断する。
即ち、圧力条件がP1＞P2＞P3であると仮定した
場合、前記差信号ΔＰが正でありその値が誤差範
囲を越えている場合には、ベローズ間隙３０の圧
力が上昇したことになるので、圧力の高い方から
ベローズ内間隙３０にガスが流入したことを意味
しており、ベローズ内周空間１９とベローズ間隙
３０との間のベローズ即ち内側ベローズ１８ｂが
破損していることになる。反対に、差信号ΔＰが
負であれば、ベローズ間隙３０の圧力が減少して
いることになるので、ベローズ間隙３０内のガス
がより低圧側即ち格納容器雰囲気３１に流出した
ことになり、外側ベローズ１８ａが破損したこと
を示すことになる。破損判定器４０では、圧力計
３２，３４の出力信号の大小関係、及び差信号Δ
Ｐから上記の判定動作を行い、破損が検出された
場合には警報を発する。
場合、前記差信号ΔＰが正でありその値が誤差範
囲を越えている場合には、ベローズ間隙３０の圧
力が上昇したことになるので、圧力の高い方から
ベローズ内間隙３０にガスが流入したことを意味
しており、ベローズ内周空間１９とベローズ間隙
３０との間のベローズ即ち内側ベローズ１８ｂが
破損していることになる。反対に、差信号ΔＰが
負であれば、ベローズ間隙３０の圧力が減少して
いることになるので、ベローズ間隙３０内のガス
がより低圧側即ち格納容器雰囲気３１に流出した
ことになり、外側ベローズ１８ａが破損したこと
を示すことになる。破損判定器４０では、圧力計
３２，３４の出力信号の大小関係、及び差信号Δ
Ｐから上記の判定動作を行い、破損が検出された
場合には警報を発する。
圧力条件がP1＜P2＜P3である場合には、上記と
反対の判定が下される。
反対の判定が下される。
なお、ベローズ内周側空間１９、ベローズ間隙
３０、格納容器雰囲気に用いられるガスとして
は、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性のガス
であればよい。また圧力計としては、ダイヤフラ
ムのように、ガスの種類によらないものが望まし
い。
３０、格納容器雰囲気に用いられるガスとして
は、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性のガス
であればよい。また圧力計としては、ダイヤフラ
ムのように、ガスの種類によらないものが望まし
い。
以上述べたように、本発明によれば、中間熱交
換器の運転条件でベローズ内周側空間圧力P1、ベ
ローズ間隙圧力P2、格納容器雰囲気圧力P3の圧力
関係をP1＜P2＜P3、あるいはP1＞P2＞P3に設定
し、ベローズ間隙の温度変化による圧力変動を補
正し、その値と実測圧力P2との差を求めることに
よつて、二重ベローズの内側あるいは外側にいず
れのベローズが破損したか判定を下す方法であ
り、ベローズの破損が容易に検出しうるから、破
損の拡大を防止し、放射性物質を含む１次Naの
格納容器雰囲気への漏洩を早期に防止することが
できる。また、単にP1＝P2あるいはP2＝P3を検出
する方法に比べ、微小な欠陥（クラツク等）を検
出することができ、迅速に対策をとることができ
る。さらに、二重ベローズの破損が内側であるが
外側であるかを判定できるため、その補修をする
ことが容易である。
換器の運転条件でベローズ内周側空間圧力P1、ベ
ローズ間隙圧力P2、格納容器雰囲気圧力P3の圧力
関係をP1＜P2＜P3、あるいはP1＞P2＞P3に設定
し、ベローズ間隙の温度変化による圧力変動を補
正し、その値と実測圧力P2との差を求めることに
よつて、二重ベローズの内側あるいは外側にいず
れのベローズが破損したか判定を下す方法であ
り、ベローズの破損が容易に検出しうるから、破
損の拡大を防止し、放射性物質を含む１次Naの
格納容器雰囲気への漏洩を早期に防止することが
できる。また、単にP1＝P2あるいはP2＝P3を検出
する方法に比べ、微小な欠陥（クラツク等）を検
出することができ、迅速に対策をとることができ
る。さらに、二重ベローズの破損が内側であるが
外側であるかを判定できるため、その補修をする
ことが容易である。
第１図は中間熱交換器の構造を示す断面図、第
２図は本発明の方法を実施する装置の構成例を示
す図である。 １……中間熱交換器、２……外胴、３……内
胴、４……伝熱管、５……１次Na入口ノズル、
８……１次Na出口ノズル、１０……ダウンカ
マ、１３……２次Na出口ノズル、１８……二重
ベローズ、１８ａ……外側ベローズ、１８ｂ……
内側ベローズ１９……ベローズ内周側空間、３０
……ベローズ間隙、３１……格納容器雰囲気、３
２〜３４……圧力計、３５……熱電対、３６……
演算器、３７……圧力差信号、４０……破損判定
器。
２図は本発明の方法を実施する装置の構成例を示
す図である。 １……中間熱交換器、２……外胴、３……内
胴、４……伝熱管、５……１次Na入口ノズル、
８……１次Na出口ノズル、１０……ダウンカ
マ、１３……２次Na出口ノズル、１８……二重
ベローズ、１８ａ……外側ベローズ、１８ｂ……
内側ベローズ１９……ベローズ内周側空間、３０
……ベローズ間隙、３１……格納容器雰囲気、３
２〜３４……圧力計、３５……熱電対、３６……
演算器、３７……圧力差信号、４０……破損判定
器。
Claims (1)
- １ ナトリウム冷却高速炉の中間熱交換器に使用
される二重ベローズにおいて、１次ナトリウム側
のカバーガス空間の圧力、外側ベローズと内側ベ
ローズとの間に挾まれたベローズ隙間の圧力、格
納容器内の圧力が、順次高くなるように、あるい
は逆に順次低くなるように設定し、前記ベローズ
隙間の空間の温度を測定し、該温度におけるベロ
ーズ隙間の補正設定圧力を算出し、該補正設定圧
力と測定されたベローズ隙間圧力とを比較し、そ
の差の信号から二重ベローズの内側ベローズある
いは外側ベローズのいずれかが破損した事を検出
することを特徴とする二重ベローズの破損検出方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP480679A JPS5598326A (en) | 1979-01-22 | 1979-01-22 | Breaking detection method of double bellow |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP480679A JPS5598326A (en) | 1979-01-22 | 1979-01-22 | Breaking detection method of double bellow |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5598326A JPS5598326A (en) | 1980-07-26 |
| JPS6239373B2 true JPS6239373B2 (ja) | 1987-08-22 |
Family
ID=11593998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP480679A Granted JPS5598326A (en) | 1979-01-22 | 1979-01-22 | Breaking detection method of double bellow |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5598326A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58733A (ja) * | 1981-06-25 | 1983-01-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 二重構造のベローズ継手に於けるベローズ破損検出装置 |
| JPS58216926A (ja) * | 1982-06-11 | 1983-12-16 | Honda Motor Co Ltd | エア−リ−クテスタ− |
| GB2537677A (en) * | 2015-04-24 | 2016-10-26 | Linde Ag | Heat exchanger in syngas/h2 plants with double expansion bellows |
| JP7000166B2 (ja) * | 2018-01-10 | 2022-01-19 | 三菱パワー株式会社 | 熱交換器のリーク検知方法 |
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-
1979
- 1979-01-22 JP JP480679A patent/JPS5598326A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5598326A (en) | 1980-07-26 |
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