JPS6373001A - 高速増殖炉の蒸気発生装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、高速増殖炉の蒸気発生装置に関する。

（従来の技術） 液体金属ナトリウムを一次冷却材として使用する高速増
殖炉の従来の蒸気発生装置においては、一次冷却材が熱
源となるが、この一次冷却材は炉心を循環して高い水準
の放射能を帯び、何等かの理由により水と接かするとき
は激しい化学反応を起すので、従来の蒸気発生装置にお
いては、タービン用水蒸気を発生させるために、一次冷
却材により直接水を加熱せず、一次冷却材を熱源とする
二次冷却系を設け、二次冷却系を循環する二次冷却材に
より水を加熱している。

高速増殖炉における従来の蒸気発生装置を第５図につい
て説明する。

この蒸気発生装置の主要部は、中間熱又瑛器１と蒸気発
生器２とからなっている。原子炉容器３円には、一次冷
却材として液体金属ナトリウム（以下液体金属と言う）
４が充填され、炉心５を冷却している。炉心５における
核燃料の作用により加熱された高温の液体金ｂｉ　４は
、中間熱交換器１内に送られて、中間Ｍ’Ｚ換器ｌ内に
二次冷却材として循環している液体金属により冷却され
、−次循環ポンプ６により原子炉容器３内に還流され循
環する。二次冷却材は、二次循環ポンプ７によって、中
間熱交換器１内を循環すると共に、蒸気発生器２内を循
環している。原子炉容器３、中間熱交換器１、−次循環
ボンプ６、配管８１．９は、−次冷却系を構成し、中間
熱交換器１、蒸気発生器２、二次循環ポンプ７、配管１
０．．１１は、二次冷却系を構成する。中間熱交換器１
内で一次冷却材により加熱された高温の二次冷却材は、
蒸気発生器２内に入り、主復水器１３、配管１４、給水
ポンプ１５を経て蒸気発生器２内に送入される復水を加
熱蒸発させ、それによって生ずる水蒸気は、配管１６を
経てタービン１２に送られ、タービン１２を駆動する。

蒸気発生器２、タービン１２、主な水器１３、配管１４
．１６、給水ポンプ１５は、蒸気系を構成する。

（発明が解決しようとする問題点） 高速増殖炉における従来の蒸気発生装置においては、前
記のように、その主要部として中間熱交換器と蒸気発生
器とを別別に備え、−次冷却系と二次冷却系とを設置し
ているため、構造が複雑大形となり、その建設費が高価
になる欠点があった。

この発明は、従来の蒸気発生装置における前記問題点を
解決するためになされたもので、二次冷却系を削除し、
−次冷却作用と蒸気発生作用とを有し一体構造にして、
簡潔小形、建設費が低減できる蒸気発生装置を提供する
ことを目的とするう〔発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） この発明による蒸気発生装置は、胴体の内部にその軸線
に平行に互いに間隔をあけ両端において支承して多数本
の長い伝熱外管を設け、伝熱外管の外周を囲み胴体内に
高速増殖炉の一次冷却材を循環させ、伝熱外管それぞれ
の管内に互いに間隔をあけて軸線に平行に複数本の長い
伝熱内管を配置し、伝熱内管内にタービンからの復水を
循環させ、伝熱内管の外周と伝熱外管の内周間の窒き間
に不活性低融点の液状中間熱媒体を充満した構成とする
ことにより、前記目的を達するものであるう （作用） 高速増殖炉中で加熱され高温となった一次冷却材は、蒸
気発生装置の胴体内伝熱外管の外周部ｊこ送入され、伝
ＰＡ内管内にはタービンからの復水が送入されるう伝熱
内管内の復水は、伝熱外管の外周を流れる高温の一次冷
却材によって中間熱媒体を介し加熱され、蒸発する。発
生した水蒸気は、タービンに送られタービンを駆動する
。中間熱媒体は不活性であるから、一次冷却材、水や水
蒸気と反応することはない。

（実施例） この発明の一実施例を第１図ないし第４図について説明
する。第４図において第５図におけると同−又は均等の
部分には、同一符号を付して一部その説明を省略し、第
５図についての前記説明をもってぞれに代える。

この発明による蒸気発生装置Ｕの胴体２１は、その外殻
が円筒形をなし、その上、下側端部がそれぞれ、冷却材
入口ノズル２２、冷却材出口ノズル２３を備えて内外２
Ｍ壁となり、この２重壁部は、冷却材入口プレナム２４
、冷却材出口プレナム２５を形成して外側に膨出し、長
さ方向中間部には、熱伸縮を吸収するためのベローズ構
造部２６が設けられ、下底据付面２７において水平据付
床面上に直立に据え付けられる。胴体２１の上。

下端面部には、上部外管端板２８、下部外管端板２９が
溶接固着されている。多数本の長い伝熱外管３０は、そ
の上、下両端を、それぞれ、上部外管端板２８、下部外
管端板２９に溶接固着され、軸線方向中間部を、胴体２
１の内周そのＨａ方向はぼ等距離に水平に配設された１
０数個の外管支持板３１に支承されて、胴体２１円に、
直立に水平面内で互いに等間隔に整列配置されている。

上部外管端板２８、下部外管端板２９の外周端面には、
内部がそれぞれ、上部中間熱媒体プレナム、３２、下部
中間熱媒体ブレナム３３をなす上部台座３４、下部台座
３５が端面周部において溶接固りされている。内部がそ
れぞれ、蒸気出口ブレナム３６、給水入口プレナム３７
をなす、蒸気出口部材３８、給水入口部材３９は、それ
ぞれ、蒸気出口ノズル４０、給水入口ノズル４１を備え
、その下、上端部は、それぞれ、上部内管端板４２、下
部内管端板４３となり、上部台座３４、下部台座３５の
上、下端面に、外周端部において溶接固着されている。

長い伝熱内管４４は、第３図に示すように、７本が１組
となって各伝熱外管３ｏ中に、伝熱外管３０内周に軸線
方向等距離水平に固着された図示しない複数個の内管支
持板に支承されて、直立に水平面内で互いに等間隔に挿
入され、第２図にその上端部のみにつきその詳細を示す
ように、その上、下端部がそれぞれ、上部外管端板２８
及び上部内管端板４２、下部外管端板２９及び下部内管
端板４３を挿通して、上、下管端部において、上部内管
端板４２、下部内管端板４３の上、下端面に気密に溶接
固着されている。上部外管端＆２８には、第２図に示す
ように、伝熱外管３０の内周と伝熱内管４４外局間の空
き間と、上部中間熱媒体プレナム３２内を連通させる複
数個の連通孔４５が設けられている。下部外管端板２９
にも、下部中間熱媒体プレナム３３内を前記空き間に連
通させる図示しない連通孔４６が設けられている。

以上のように構成された蒸気発生装置２ｏは、第４図に
示すように、高速増殖炉プラントに組み込まれ、冷却材
入口ノズル２２、冷却材出口ノズル２３はそれぞれ、原
子炉容器３の冷却材出口用配管８、冷却材入口用配管９
に接続され、蒸気出口ノズル４０、給水入口ノズル４１
はそれぞれ、復水用配管１４、蒸気用配管１６に接続さ
れる。

原子炉容器３、−次循環ポンプ６、蒸気発生装置ス副、
配管８．９は、−次冷却系を構成し、蒸気発生装ｆｉｆ
２０．タービン１２、主復水器１３、給水ポンプ１５、
配管１４．１６は、蒸気系を構成する。

上部中間熱媒体プレナム３２、下部中間熱媒体プレナム
３３内、連通孔４５．４６内、伝熱外管３０の内周と伝
熱内管４４の外周間の空き間には、図示しない公知手段
によって、不活性低融点の金属液体中間熱媒体例えば溶
融Ｐｂ−Ｂ１合金が充満される。

この蒸気発生装置ｌ」の作用を次に説明する。

原子炉容器３内で加熱される高温の液体金属である一次
冷却材４は、−次循環ポンプ６により、配管８、蒸気発
生装置ｎ１配管９を経て循環する。他方、主復水器１３
内の復水は、配管１４を経て、給水ポンプ１５により蒸
気発生装［２０に送入され、その中で蒸発し、発生水蒸
気は、配管１６を経てタービン１２之送られ、それを駆
動した後主復水器１３に入り復水となる。

配管８を経て蒸気発生装置且に入る高温の一次冷却材は
、冷却材入口ノズル２２、冷却材入口プレナム２４を経
て、胴体２１の上方部内側側壁に水平放射状に設けられ
た複数個の図示しない配分孔により一様に分流され、伝
熱外管３０の外周と胴体２１の内周間及び伝熱外管３０
間空き間に流入して下降し、その間；こ後記する熱交換
を行い温度低下して、続いて反転し冷却材出口プレナム
２５に入り、冷却材出口ノズル２３から配管９に送出さ
れる。配管１４を経て蒸気発生装置２０に送入される復
水は、給水入口ノズル４１、給水入口プレナム３７を経
て流全配分され、伝熱内管４４内を上昇する。伝熱内管
４４の外周と伝熱内管４４が挿入されている伝熱外管３
０の内周間には中間熱媒体の金属液体が充満されている
ので、伝熱内管４４内の復水は、この中間熱媒体を介し
伝熱外管３０の外周を流れる品温の一次冷却材と熱交換
して蒸発し、他方、一次冷却材は温度低下し、発生した
水蒸気は、伝熱円管４４中を上昇し、蒸気出口プレナム
３６、蒸気出口ノズル４０を経て配管１６に送出される
。

蒸気発生装置主」においては、伝熱内管４４に漏洩が生
じても、水及び水蒸気は伝熱外管３０に被覆された中間
熱媒体中に噴出し、直接一次冷却材に接することはない
ので、一次冷却材の急激な化学反応の生起が防止される
。

中間熱媒体中に蒸気を検出する蒸気漏洩検出装置を設け
るときは、伝熱内管・１４のき裂破損を倹知し、それに
対する処置をとること番こより、伝熱外管３０にき裂破
損が生じた場合にも一次冷却材の急激な化学反応生起を
防止することができる。

前記実施例においては、伝熱外管３０．伝熱内管４４は
直管であるが、これらをらせん状にした場合は伝熱効果
が高まるので、それらを胴体と共に短尺にすることがで
き、又、胴体を含め伝熱外管伝熱内管をＵの字状に形成
するときは、蒸気発生装置の全長を半減することができ
る。

〔発明の効果〕

この発明による蒸気発生装置は、以上に詳述したように
、胴体中その軸線に平行に多数本の伝熱外管を設け、伝
熱外管の外周を囲み胴体内に高殖増殖炉の一次冷却材を
循環させ、伝熱外管それぞれの管内にその軸線に平行に
他数本の伝熱内管を仲人し、伝熱内管内にタービンから
の復水を循環させ、伝熱内管の外周と伝熱外管の内周間
の空き間に不活性低融点の液状中間熱媒体を充満した構
成としたので、蒸気発生装置内で一次冷却材と復水及び
水蒸気とが直接接触する虞をなくすことにより、従来の
蒸気発生装置において必要であった二次冷却系を削除で
きる効果があり、それにより、蒸気発生装置は、その−
次冷却系部分とその蒸気系部分とを含めて一体構造とな
り簡潔小形化され、建設費が低減される効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による蒸気発生装置の縦断面図、第２
図は第１図の要部拡大断面図、第３図は第２図■−■断
面における断面図、第４図は第１図の蒸気発生装置１曳
を備えた高殖増殖炉プラントの構成ブロック図、第５図
は従来の蒸気発生装置を備えた高速増殖炉プラントの構
成ブロック図である。 え」−・・・蒸気発生装置、２１・・・胴体、３ｏ・・
伝熱外管、４４・・・伝熱内管っ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高速増殖炉の一次冷却材を熱源とし発生水蒸気をタービ
   ンに供給する高速増殖炉の蒸気発生装置において、内部
   に多数本の長い伝熱外管を互いに間隔をあけて軸線に平
   行に両端において支承し伝熱外管の外周を囲み内部に前
   記一次冷却材が循環する胴体と、前記伝熱外管それぞれ
   の管内に互いに間隔をあけて軸線に平行に支承され前記
   タービンからの復水が管内を循環する複数本の長い伝熱
   内管とを備え、この伝熱内管の外周と前記伝熱外管の内
   周間の空き間に不活性低融点の液状中間熱媒体を充満し
   たことを特徴とする高速増殖炉の蒸気発生装置。