JPS6358001A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は例えば液体金属冷却形高速増殖炉に使用される
蒸気発生器の改良に関する。

（従来の技術） 液体金属冷却形＾速増殖炉発電プラントでは、一般に冷
却材として液体金属ナトリウムが使用される。例えばタ
ンク形高速増殖炉にあっては、上記液体金属ナトリウム
は原子炉容器内にあって炉心を上方に向って流通し、そ
の際炉心の核反応熱により昇温する。昇温した液体金属
ナトリウムは中間熱交換器にて二次側の液体金属ナトリ
ウムと熱交換する。この熱交換により冷却された一次側
液体金属ナトリウムは主循環ポンプに加圧されて再度炉
心下方に移送される。−力士記熱交換により昇温した二
次側液体金属ナトリウムは原子炉容器の外に移送され蒸
気発生器内に導入される。この蒸気発生器にて給水側と
熱交換して蒸気を発生させる。冷却された二次側液体金
属ナトリウムは再度原子炉容器内の中間熱交換器に戻さ
れる。また発生した蒸気はタービン系に移送されて発電
に供される。

上記構成にあって、蒸気発生器は多数の伝熱管を有し、
該伝熱管を介して前記二次側液体金属ナトリウムと水と
が熱交換する構成となっており、上記伝熱管が万一破損
したりすると、液体金属ナトリウムと水とが反応して蒸
気発生器はもとより他の冷却系機器に悪影響を及ばず恐
れがある。そこで従来では上記伝熱管を多重として、液
体金属ナトリウムと水との反応、それによる二次災害を
未然に防止することがなされていた。

しかしながら最近では更に信頼性の向上を図ることが要
求されており、液体金属ナトリウムと水との反応、それ
による二次災害を最少限にすることが可能な蒸気発生器
が要求されている。

（発明が解決しようとする問題点） このように液体金属ナトリウムと水との反応、それによ
る二次災害を最少限にすることが要求されており、本発
明はまさにこのような点に基づいてなされたものでその
目的とするところは、伝熱管の破損による冷却材と水と
の反応、それによる二次災害を忍少限にすることが可能
な蒸気発生器を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決する為の手段） すなわち本発明による蒸気発生器は、複数の伝熱管を配
置させてこの伝熱管内に水を流通させるとともに、上記
伝熱管の外周側に冷ＦＡ材を流通させることにより蒸気
を発生させる蒸気発生器において、上記複数の伝熱管の
１つ又は２つ以上を冷却材流通管で包囲し、上記冷却材
流通管の外周側をガス雰囲気としたことを特徴とするも
のである。

（作用） つまり複数配設されている伝熱管の１つ又は２つ以上を
冷却材流通管で包囲することにより、伝熱管が破損した
場合の水と冷却材との反応が他の伝熱管に与える影響を
低減するともに冷」相流通管の外周側をガス雰囲気とす
ることにより冷却材の漏洩検出をなすものである。

（実施例） 以下第１図乃至第３図を参照して本発明の第１の実施例
を説明する。第１図は本実施例による蒸気発生器の構成
を模式的に示す図であり、図中符号１は上部ヘッダであ
り、符号２は下部ヘッダである。上部ヘッダ１及び下部
ヘッダ２はダクト３を介して一体化されている。上記上
部ヘッダ１の上部には蒸気ヘッダ４が形成されていると
ともに、下部ヘッダ２の下部には給水ヘッダ５が形成さ
れている。上記ダクト３内には複数の冷却材流通管６が
配設されており（図では１本のみ示している）、この冷
却材流通管６はその上端及び下端を冷却材管板７及び８
により支持されている。上記冷却材流通管６内には二重
管形伝熱管９が配設されている。この二重管形伝熱管９
は外管１０及びこの外管１０内に配設された内管１１と
から構成されている。上記外管１０はその上端及び下端
を中間管板１２．１３により支持されている。−力士内
管１ｏはその上端及び下端を上部管板１４及び下部管板
１５により支持されている。尚かかる構成の二重管形伝
熱管９も図では１体のみ示しているが、実際には複数配
設された冷却材流通管６内に夫々配設されている。

また上記上部管板１４と中間管板１２との間の空間ａは
漏洩検出系１６に接続されているともに、下部管板１５
と中間管板１３との間の空間すも漏洩検出系１６に接続
されている。また上記ダクト３にはガス系１７が接続さ
れている。また蒸気ヘッダ４には蒸気系１８が接続れて
いるとともに給水ヘツダ５には給水系１つが接続されて
いる。さらに前記上部ヘッダ１及び下部ヘッダ２には冷
却材系２０が接続されている。尚上記冷却材流通配管６
及び二重管形伝熱管９の構成を第２図に拡大して示す。

以上の構成を基にその作用を説明する。

■まず二重管形伝熱管９の内管１１が破損した場合につ
いて説明する。この場合には内管１１内を流通する水（
又は蒸気）は内管１１と外管１０との間を流通して空間
ａ又はｂを介して漏洩検出系１６に検出される。漏洩検
出系１６により検出された場合には蒸気発生器の運転を
停止して補修を施す。

■次に外管１０が破損した場合であるが、この場合には
内管１１と外管１０との間の物質（本実施例ではヘリウ
ムガス）の圧力を適切に設定することにより上記漏洩検
出系１６により検出可能である。具体的には上記ヘリウ
ムガスの圧力を水の圧力より低くかつ冷却材の圧力より
高く設定する。

したがって仮に外管１０が破損すればヘリウムガスが冷
却材側に流出するためにヘリウムガス側の圧力が低下す
る。この圧力低下を上記漏洩検出系１６により検出する
ことにより外管１０の破損を検出するものである。

■次に冷却材流通管６の作用について説明する。

この冷却材流通管６は例えば上記二重管形伝熱管９の外
管１０及び内管１１が共に破損したような場合を想定し
て設置するものであり、仮にその様な事態が発生しても
冷却材流通管６が存在するので隣接する他の二重管形伝
熱管９に与える影響を大幅に低減させることができる。

そして外管１０及び内管１１の破損は上記漏洩検出系１
６により検出されるので、早期に運転を停止して補修す
ることができ、上述したように他の二重管形伝熱管９に
何等影響を及ぼすことはないのである。

■次にダクト３及びガス系１７の作用であるが、通常時
にはダクト３内に所定のガスが封入されており、上記冷
却材流通管６の破損による冷却材の漏洩を監視している
。また別の作用として冷却材除熱作用がある。すなわち
ガス系１７又は図示しない別の空調装置等を使用してダ
クト３内にガスを流通させ、冷却材流通管６内を流通す
る冷却材を冷却するものである。これは原子炉の崩壊熱
を除去するような場合・に極めて効果的である。

以上本実施例によると以下のような効果を秦することが
できる。

■まず夫々の二重管形伝熱管９が冷却材流通管６内に配
設された構成となっているので、万一上記二重管形伝熱
管９の外管１０及び内管１１が共に破損したような事態
を想定しても、それによる水（又は蒸気）と液体金属ナ
トリウムとの反応が他の二重管形伝熱管９に与える影響
を大幅に低減させることができる。それと同時に上記外
管１０及び内管１〕の破損を早期に検出して補修するこ
とができるのはもとよりである。

■次に冷却材流通管６の破損、それによる冷却材の漏洩
はダクト３とガス系１７とによって検出可能である。

■次にダクト３内に冷却用ガスなどを流通させることに
より、冷却材流通管６内を流通する冷却材を効果的に冷
却することができ、例えば原子炉の崩壊熱を除去する場
合には極めて効果的である。

次に第３図を参照して第２の実施例を説明する。

この第２の実施例は内管１１の上端部及び下端部の径を
縮小したものである。このように縮径することにより、
比較的漏洩の可能性が呂い管板１２．１３、及び１４．
１５と外管１０、内管１１との接続部の漏洩検出を容易
にするものである。またそれ以外にも上部管板１４と中
間管板１２との半径方向の変位差、及び下部管板１５と
中間管板１３との半径方向の変位差を吸収することもで
きる。尚他の構成は前記第１の実施例と同様であり、よ
って第１の実施例と同様の効果を奏するものである。

尚本発明は前記第１及び第２の実施例に限定されるもの
ではなく種々の構成が考えられる。例えば前記第１及び
第２の実施例では二重管形伝熱管９夫々を冷却材流通管
６内に収容する構成としたが、数本の二重管形伝熱管９
を１つの単位としてそれを１つの冷却材流通管６内に収
容するような構成でもよい。この場合には同一の冷却材
流通管６内の二重管形伝熱管９同志での影響はあるもの
の、他の冷却材流通管６内の二重管形伝熱管９への影響
は防止することができる。また冷却材流通管６の数が減
少する分だけスペース的にも用旦的にも小型化させるこ
とができる。

また冷却材流通管６の外周に冷却用のフィンを設置して
もよい。この場合には冷却材除熱効果が大幅に向上する
。

また前記２つの実施例ではいずれも二重管形の伝熱管を
使用した場合を説明したが、それに限定されるものでは
なく、１重あるいは３重以上であってもよいことはもち
ろんである。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明による蒸気発生器によると、
伝熱管破損、それによる二次災害を効果的に低減させる
ことができるとともに、冷却材の漏洩検出をも行なうこ
とができる等その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１の実施例を示ず図で、
第１図は蒸気発生器の構成を模式的に示す図、第２図は
蒸気発生器の要部の断面図、第３図は第２の実施例を示
す蒸気発生器の要部の断面図である。 ３・・・ダクト、６・・・冷却材流通管、９・・・二重
管形伝熱管。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 １２図 第３ｇ！Ｊ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の伝熱管を配置させてこの伝熱管内に水を流
   通させるとともに、上記伝熱管の外周側に冷却材を流通
   させることにより蒸気を発生させる蒸気発生器において
   、上記複数の伝熱管の１つ又は２つ以上を冷却材流通管
   で包囲し、上記冷却材流通管の外周側をガス雰囲気とし
   たことを特徴とする蒸気発生器。
2. （２）上記伝熱管は外側伝熱管と、この外側伝熱管の内
   周側に配置された内側伝熱管よりなり、内側伝熱管内に
   水を流通させるとともに外側伝熱管及び内側伝熱管との
   間をガス雰囲気とするものである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）上記外側伝熱管及び内側伝熱管との間隔はその上
   下端部で大きくなっていることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の蒸気発生器。
4. （４）前記ガス雰囲気は複数の冷却材流通管を包囲する
   ように配設されたダクトにより形成されるものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項又は第
   ３項記載の蒸気発生器。
5. （５）上記ダクトは冷却用ガスを流通させるものである
   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。
6. （６）前記冷却材流通管はその外周側に冷却用のフィン
   を有するものであることを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項記載の蒸気発生器。