JPS60155801A - 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】 本発明は、蒸気発生器、とくに直立同中心管および環状
空間内のガス循環を備えた水−ナトリウム蒸気発生器に
関し、評言すれば、長手方向軸線を有するエンベロープ
で、該エンベロープが第１および第２流体間の熱交換区
域およびこれらの流体用の第１および第２人ロ／出ロ区
域を有し、第１および第２区域が熱交換区域の両側に配
置され、第１管板に接続された１束のいわゆる「外方管
」で、「内方管」と呼ばれる管が各外方管にかつそれと
同軸に配置され、各内方管の一端が第２管板に接続され
、入口および出口が外方管の外側を循環する液体金属用
エンベロープ内に設けられ、少なくとも１つの水流入室
があり、水は内方管内に導入され、外方および内方管と
の間にある中間流体用の少なくとも１つの流入室、およ
び中間流体用の少なくとも１つの放出室からなる、中間
流体によって、液体金属により構成される第１流体と水
により構成される第２流体との間の間接熱伝達用蒸気発
生器に関するものである０ この型のナトリウム−水熱交換器はすでに知ら−　ζ　
− れている（フランス特許出願第１．５０１．７４１号）
。

この交換器において、液体金属および水は熱伝達中間流
体を含有する空間によって互いに分離される０ 交換器はその端部の各々で厚い管板２２，２５によって
閉止される筒状軸またはドラム３０からなる。凸状ベー
ス４１，４２は各管板に接合される。中間管板３１．３
２は管板２２，２５間のドラム６０内に配置される。１
束の二重壁直立管が管板３１１．３２間に延在する。液
体金属、例えばす）　ＩＪウムは二重壁管束の外方に循
環する０管板５１と３２は中間流体用流入室を画成する
。管板６２と２５はこの中間流体用放出室を画成する０
流入室の流入接続３５はドラムに固着される０中間流体
を放出室から除去するための放出接続６６は同一ドラム
に接続される０流入接続３５はエンベロープ部３３．３
４の内部、ならびに外方管４９と内方管４６との間の空
間を満ｆｃ丁静的障壁全形成する熱伝達流体容器に接続
される。流入接続３５は中間流体の容積を調整するのに
使用されること　６− ができる。放出接続６６は適宜排出手段に接続される。

伝達流体は液体金属、例えばナトリウムまたはナトリウ
ムおよびカリウムの混合物、鉛、ビスマス、リチウムま
ｆｃは鉛とビスマスの共融物であってもよい。

しかしながら、この型の熱交換器において、中間流体は
静的である。対流による熱交換器は事実上存在せず、そ
の結果熱交換は実質的には伝導によって生じかつ中間流
体が非常に良好な熱伝導度を有することを要する。それ
ゆえ、中間流体は必らず流体かつ好ましくは液体金属で
ある。

本発明は動的中間流体、流体に代えてガスを有する液体
金属−水型の蒸気発生器に関する。

評言すれば、本発明による蒸気発生器は、中間流体が内
方管と外方管との間に循環し、中間流体用放出室が蒸気
発生器と連係される第１熱交換器の入口に接続され、中
間流体の流入室が同一交換器の出口に接続されることを
特徴とする。また、蒸気発生器は中間流体が有圧でかつ
す）　ＩＪウムを蒸気／水から効果的に分離するヘリウ
ムのごとき化学的に中性であるガス（またはガス状混合
物）でありそして前記ガスが活発に循環しかつしたがっ
て対流による熱伝達を保証することを特徴とする０ 本発明は多数の利点を有している。まず、交換された大
部分の熱力に関して、本発明による発生器は中間ナトリ
ウム−ナトリウム回路を用いることを不要にする。した
がって、これは原子力設備の相当な簡単化に至る。さら
に、この型の蒸気発生器の構造において遭遇される主た
る問題点、すなわちす）　ＩＪウムと水の有効な分離を
十分に解決する。このように、水とナトリウムが互いに
激しく反応し、その結果それらが混合しないことを保証
する必要があることが知られている。水とナトリウムと
の間の化学的に純粋な圧縮中間ガスの存在は有効な障壁
を構成する。ガスは同一物を収容する管の相当な補強に
至らない。さらに、中間ガスの圧力はナトリウムの圧力
と蒸気の圧力との間の平均値に近く、その結果構造およ
び材料の満足な利用のための有利なステージングがある
。同様に顕著な蒸気／水の漏洩が減じられがっもぢろん
従来の水除去装置を備えているヘリウム回路に運ばれる
。ヘリウム管および対応する蒸気／水管についての同時
漏洩の例外的な場合において、強度の循環に従うヘリウ
ム中の前記蒸気／水の希釈はナトリウムの作用が大きく
減じられるようになる。

熱伝達の決定要因は環状空間内に循環する中間流体の対
流である。前記二重壁を通る熱伝達係数は予め圧縮応力
を与えられた二重壁管を有する蒸気発生器の熱伝達係数
と好都合に比較されることができる（ウェスチングハウ
ス社、ジェネラル・エレクトリック社）。例えば、予め
圧縮応力を与えられた管状発生器は、１９８１年１１月
発行の雑誌「ニュクリア・テクノロジー」第５５　巻Ｋ
　記載されている。しかしながら、中間ガスの循環は、
このガスが全熱出力の６〜７％を除去するため、外部熱
交換を伴なう。このエネルギは蒸気サイクルかつとくに
高圧膨張に追随する中位のまたは平均の圧力蒸気の再過
熱のための加熱補足として有効に使用される。

　９− さらに、本発明による蒸気発生器はヘリウム回路の漏洩
および同様に中位の漏洩によるその操作のトラップを可
能にする。この／」１さな外部ループの概念は良好な動
力制御の可能性および原子炉の部分的負荷による良好な
作動条件を許容する。

「小さな」中間ガス循環回路は流量に作用する可変速ブ
ロワ、圧力変化手段およびかかる回路の場合において普
通である制御バイパスを有している。それゆえ如何なる
作動レベルにも適合させられることができそしてこの方
法においては柔軟な作用手段が利用でき、この手段は一
方で第１ナトリウム回路にかつ他方で水／蒸気回路に存
在する手段を相補する。

部分負荷による作動条件の改善はとくに平均圧力再過熱
（再過熱器および高圧タービン入口）に関連する。圧力
を引き下げることによる従来の再過熱の場合において、
温度は負荷が減少するとき降下する（引下は圧力の減少
）。本発明によれば、再過熱された高圧蒸気は熱遷移を
防止しかつ蒸気サイクルの熱力学的効率のより小さな減
少をもだ−１０− らすヘリウムによりおおよそ安定な温度に維持される〇 機械的および熱的応力は連続的な基礎（はぼ１９ＭＰａ
　／　４９０℃に代って１２〜１４　ＭＰａ　７４００
℃での高圧蒸気）および遷移条件（ガスの減じられた熱
効率）により顕著に減じられる。

管束は規格の製造および許容誤差の管から形成されるこ
とができる。これは特別な許容誤差を要する予め圧縮応
力を付与することにより機械的に接続される二重壁の管
、すなわち極めて高価な管に比して顕著な利点を有する
。使用される材料は、とくにそれについてクリープが約
４００℃のその運転温度において懸念されない内部の水
／蒸気管に関して標準の公知の性質からなる。

第１実施例によれば、蒸気発生器は熱交換区域の両側に
対をなして配置された４個の管板を有している０したが
って、発生器の上方部には、第１および第２の管板およ
び下方部には第６および第４の管板がある。中間流体流
入室は第５および第４の管板によって画成され、一方中
間流体放出室は第１および第２の管板顛よって画成され
る。外方管は第１および第６管にかつ内方管は第２およ
び第４管板に接続される。中間流体供給パイプは流入室
においてエンベロープに接続されかつ放出パイプは放出
室においてエンベロープに接続すれる。

第２実施例によれば、蒸気発生器は、第２看板より交換
区域からより大きな軸方向間隔を有する「第５管板」と
呼ばれる管板で、第５管板と第２管板が蒸気放出室を画
成し、第１および第２管が各内方管内に配置され、第１
管が第２管内に位置決めされ、第１管の一端が水タンク
と一体である小さな管板に接続され、各第２管の一端は
第５管板に接続され、第１および第２管の第２端は空気
であっても良いガスを含有する環状室を画成するような
方法で密封して接続され、各内方管はその下方端におい
て閉止され、各外方管はヘリウムタンクと一体である小
さな管板に接続されてなる。

このような蒸気発生器は蒸気／水およびヘリウム、一方
で中間流体および他方で中間流体と液体金属に関連して
循環と熱交換条件との間の良好な調整を許容する。それ
は水／蒸気およびヘリウム噴射の直径の良好な適合を許
容する。さらに、ナトリウム／ヘリウムおよびヘリウム
／水管の直径を増大することにより交換長さの減少を可
能にする。変形において、ブレードは交換長さの減少を
さらに可能にする中間流体が循環する環状空間内に設け
られる。

最後に、かつこれは非常に重要な点であるけれども、各
内方管は第１実施例におけるごとく自由にかつ個々に膨
張することができるが、とくに形状において、各中間ナ
トリウム／ガス外方管はまた自由にかつ個々に膨張する
ことができる。この特徴は蒸気発生器の運転および機械
的信頼性を改善する。

水およびヘリウム供給管の端部への接近の可能性は側部
のヘリウムおよび水タンクの存在の結果として改善され
る（ダイアフラムの峡合または漏洩管の密封）。

以下に、本発明を添付図面に関連してよシ詳細に説明す
る。

第１図は液体金属、例えばナトリウムによって冷却され
る原子炉を有する原子炉設備の全体図である。

従来の方法において、例えばフランスのスーパー・フェ
エックス炉のボイラのごとき原子炉ボイラは炉心からな
９かつ該炉心によって中間交換器に放出された熱を伝達
する一次ナトリウム回路、その目的物が放射性−次ナト
リウムと水／蒸気との間の如何なる相互作用金も阻止す
る二次回路を有している。この二次回路は中間交換器か
ら蒸気発生器まで熱を伝達する。最後に、ボイラは発生
器から発出しかつターボオールタネータセットを供給す
る水／蒸気回路からなる〇 本発明の場合において、二次ナトリウム回路は存在しな
い。−次ナトリウムはその殆んどの熱（９２〜９３％）
を蒸発されるべき水に伝達する蒸気発生器に直接導入さ
れる。

８１図に示すごとく、炉心１０はナトリウムのごとき液
体金属で充填された容器１１内に収容さ−１４− れる。該容器１１は原子炉構築物１６の一部を形成する
コンクリート容器壁１２内に配置される。

ホンダ１Ｂは蒸気発生器の内部に一部ナトリウムを送給
する。図示実施例において、蒸気発生器１５は幾つかの
蒸気発生器からなる４つのグループに配分される。各発
生器グループは一部ナトリウムポンプ１８によって供給
される。蒸気発生器内の通過に続いて、ナトリウムは容
器１１にかつ次いでサイクルが始まる炉心１０に戻る。

水は液体状態で蒸気発生器１５に入りかつ蒸発または蒸
気状態でそこから出てそしてターボオールタネータセッ
トのタービン２２に入る０後で示すごとく、水は発生器
の底部にかまたはその上方部に導入されることができる
。タービン２２は高圧段２２ａ、中間圧力段２２１）お
よび低圧段２２Ｑからなりそしてオールタネータ２４を
駆動する。

蒸気はパイプ２５によって高圧段２２ａに送給される。

蒸気は高圧段を出て、ドライヤ２４に送給されかつ次い
で蒸気を引き下げることにより中間圧力再過熱器２６に
送給される。本発明の％徴によれは、その場合蒸気は蒸
気発生器内で再加熱された中間流体の熱を利用する第２
中間圧力再過熱器６０を通過する。蒸気は次いでパイプ
３２によりタービンの中間圧力段２２　’ｌ）に通され
かつ次にパイプ３４により低圧段２２０に通される。蒸
気は凝縮器６５内で凝縮される。図示実施例において、
大気冷却装置ろ８は凝縮器５５と連係する冷却源を構成
する。凝縮水はパイプ３７を経由して蒸気発生器に戻る
。この図面では、パイプ５７は発生器の上方部に至るが
葦たそのベースに接続されることが指摘される。

原子炉設備はまた低熱出力（全出力の６〜７％）を備え
た圧縮ガス回路を有し、好ましくはこのガスがヘリウム
である。この選択はヘリウムが化学的に中性で、ナトリ
ウムまたは水とも反応せず、この型の発生器において高
運転温度で現在使用されるものとは異なりスチールの使
用を要せず、良好な熱的および熱力学的特性を有し、そ
の熱伝導度が窒気または二酸化炭素カスの熱伝導度より
非常に高く、その比熱が液体ナトリウムの比熱より４倍
以上高く、一方その比重が１２０〜１５０倍低いという
利点を呈する。加えて、ヘリウムは工業的規模で使用さ
れることができ、その流れは構造の圧縮応力をほとんど
発生せずそして原子炉容器内に置かれた補助交換器内で
使用されるとき、中性子を吸収しない利点を有する。

ヘリウムはパイプ２５によって蒸気発生器の底部に導入
されかつその上方部から出る。ヘリウムはパイプ２７に
より中間圧力再過熱器６０に供給される。発生器１５と
連係される外部交換器である再過熱器６０において、ヘ
リウムは発生器１５の通過時蓄えられた比較的小量の熱
を放出する。

冷却されたヘリウムは蒸気発生器に戻る。

第２図は小さな中間ヘリウム回路によって中間圧力蒸気
を再過熱する、蒸気サイクルを補足する熱を供給する装
置を形成する熱交換器３０に接続された本発明によって
構成された蒸気発生器１５を示す。該蒸気発生器は直立
断面の筒状長手方向形状および垂直長手方向軸線Ｘ−Ｘ
を備えたエンへｏ　−フ４０を有している。該エンベロ
ープ１−ｔ−１７− の上方部において凸状端部４０ａによりかつその下方部
で端部４０’ｂにより閉止される。エンベロープは、長
手方向軸線に沿って６つの部分、すなわち第１および第
２流体間の熱交換区域、これら２つの流体用の流入／放
出区域および同−流体用の第２流入／放出区域に細分さ
れる。流入／放出区域は交換区域の両側で配置される。

表現「流入／放出区域」は流体がそこにおいて導入およ
び／または放出される区域を意味すると理解される。

図示実施例において、符号４２ａは発生器の上方部に置
かれた第１Ｒ入／放出区域を示す。中央放出区域は符号
４２１）によって示される。第２流入／放出区域４２０
は蒸気発生器の底部に置かれる。５つの流体を使用する
本発明の発生器のような発生器においては、これらの流
体用の６つの入口および６つの出口、すなわち２つの流
入／放出区域４２ａと４２Ｑ間に分布される全部で６本
の供給または放出パイプがある。第２図の実施例におい
て、ナトリウムはパイプ１６によって交換区域４２　’
ｌ）の上方部に供給される。ナトリウムは炉１８− 心に戻るようにパイプ１４によって下方部ｉ（出る前に
交換区域において上方から下方に循環する。

水はパイプ６７によって蒸気発生器の下方部に供給され
る。蒸気は発生器の上方部においてパイプ２６によって
除去される。

中間ガス、すなわちヘリウムはパイプ２５によって流入
／放出区域４２Ｑ内に蒸気発生器のベースに供給される
。ヘリウムは下方から上方にナトリウムである加熱流体
に関連して対流において循環する。ヘリウムは蒸気発生
器から区域４２ａＶＣ除去される。ヘリウムはパイプ２
７によってそれが冷却される交換器６０に供給される。

冷却されたヘリウムは再びブロワ３１によって再び圧縮
された後蒸気発生器の底部に導入される。

エンベロ一プ４０によって画成される内部容積はエンベ
ロ一プの長手方向軸＃Ｘ−Ｘに対して垂直に配置されか
つ軸方向に間隔が置かれる厚い鋼板によって幾つかの室
に細分される。これらの板は個別の内部容積を画成する
。これらの板は管がそこに固着される分布された孔を備
えている。図示実施例において、発生器は４枚の板を有
し、第１および第２管板は発生器の上方部に置かれてい
る。第１管板５０は中央交換区域４２　’ｂと上方流入
／放出区域４２ａとの間の境界を構成する。第２管板５
２は第１管板５０の上方に位置決めされる０ 発生器の下方部には第３管板５４および第４管板５６が
設けられる。第６管板５４は中央交換区域４２１）と流
入／放出区域４２Ｑとの間の境界を構成する。第４管板
５６は第５管板５４の下方に置かれる。第２管板５２は
エンベロープ４０の上方端４０ａにより内部容積５Ｂを
画成する。軸方向に間隔を置いた管板５０および５２は
それらの間に容積６０を画成する。看板５０と５４はそ
れらの間に実際の交換区域を構成する容積を画成する。

管板５４と５６はそれらの間に容積６４を画成する。最
後に、管板５６はエンベロープの下方端とともに容積６
８を画成する。

また、蒸気発生器はその断面に従って分布される管束を
有している。評言すれば、この管束は２列の管、１列の
内方管および同軸的に配置された１列の外方管によって
構成される。各内方管７０の上方端は看板５２に固着さ
れる。その下方端は管板５６に固着される。各外方管７
２の上方端は管板５０に固着される。各外方管７２の下
方端は管板５４に固着される。

発生器管が直立であるという事実は発生器の管束と外方
エンベロープとの間の異なる膨張の問題に通じる。これ
らの問題は一方で内方管７０上のかつ室６４内に置かれ
る柔軟な区域７０ａの存在によって解決される。加えて
、外方管束とエンベロープとの間の膨張係数を補償する
ために、膨張ベローズ７４がエンベロープ４０に設けら
れる。

水はパイプ３７によって発生器の下方部において水タン
クを形成する室６８内に導入される。水は管７０に入り
、該管内で水は下方から上方（矢印７６）に循環しかつ
蒸気の形で管７０（矢印７８）を出てそして放出コレク
タを形成する室５８に通る０ 中間流体またはヘリウムは流入室６４に導入さ２１− れる。ヘリウムは内方管７０と外方管７２との間の環状
空間に入る。好都合にかつ簡単化された方法において、
ワイヤ８０が内方管７０（Ｄまわりに螺旋状に巻回され
る。ワイヤの機能は外方管に関連して内方管を心出しす
ることである。さらに、その結果として生じる螺旋作用
は中間流体の通過を長くし、乱流を増大しかつ結果とし
てガスとナトリウムおよび水／蒸気間の熱交換全改善す
る。

この装置は内方管の外面上のブレードによって交換また
は補足されることができる。熱いヘリウムは熱交換器６
０に通される前に放出室６０に回収される。

熱いナトリウムはパイプ１３によって交換区域４２　’
ｂの上方部に供給される。ナトリウムは環状室８４によ
って内方フェルールまたは囲い板８２のまわりに分配さ
れる。ナトリウムはその上方部においてフェルール８２
を超えて過多かつ外方管７２間で上方から下方に循環す
る。交換区域４２’ｂの下方部において、ナトリウムは
フェルール８２の下方に通多かつパイプ１４によって発
生器から２２− 除去される前に環状空間８６に回収される。

熱交換器３０は通常の性質からなりかつ上方凸状端１０
２および下方凸状端１０４を備えた外方エンベロープ１
００を有している。したがって、該エンベロープ１００
内には、上方管板１０６と下方管板ｉｏａが配置される
。管板１０６は端部１０２　Ｙ（よりヘリウム用の流入
室１１０を画成する。管板１０６と１０８との間にはヘ
リウムとタービンからの中間圧力蒸気との間の熱交換区
域が画成される。端部１０４により、管板１ＧＢはヘリ
ウム用の放出室１１４を画成する。管板１０６と１０８
との間のエンベロープ１００内には管束１１６が設けら
れる。これらの管は一端で管板１０６に固着されかつ他
端で管板１０８に固着きれる。前記管束は規則的に分布
されそして異なる膨張係数を補償するための柔軟な区域
１１８を有している。ヘリウムは管１１６（矢印１２０
）に入り、それらを通って頂部から底部へ通りかつ交換
器の下方部（矢印１１２）から出てそして放出室１１４
に通る。蒸気はパイプ１２４によって交換区域の下方部
に導入される。蒸気は管の間を底部から頂部に循壊しそ
してパイプ１２６によって交換区域の上方部に出て行く
。交換器ろ０についてのこの説明は、これに柚々の変更
をなすことができるため、簡単化された方法においての
み与えられる。

第５図は本発明による蒸気発生器の第２実施例の垂直断
面図でありそして第５図および第４図において基本の管
状セルを略示する。第４図は同様に拡大して示された前
記管の第６図の線■−■に沿う断面図である〇 エンベロープ４０によって画成される内部容積はエンベ
ロープの長手方向軸線に対して垂直に配置されかつ軸方
向に間隔が置かれる厚い鋼板によって幾つかの室に細分
化される。これらの鋼板は互いに隔離された容積を画成
しかつ管がそれらに固着される分布された孔を備えてい
る。

第６図ないし第５図の場合において、発生器はエンベロ
ープの断面に従って配置された３枚の板から々る。これ
らの板はそれぞれ、外方管７２の一端がそれに固着され
る第１の板５０、内方管７０の一端がそれに固着される
第２の板５２およびこれらの板５０および５２よりさら
に中央区域から軸方向に位置決めされる第６の板１６０
でめる。

該板１３０は発生器の上方端である。該板１６０の上方
に筒状エンベロープ４０の延長部が延ひている。板１５
０と５２はそれらの間に蒸気放出用の室４８を画成する
０板５０と５２はそれらの間にヘリウムの放出用の室６
０を画成する。第１の板５０はエンベロープの凸状下方
端部４０　’ｂにより、蒸気発生器の交換区域を構成す
る容積６２を画成する。

また、蒸気発生器は１またはそれ以上の小さな管板１５
３を有している。これらの管板は板５０゜５２または１
３０より非常Ｖこ小さな直径を有している。実際に、幾
つかの同−板１３５がある。これらの板の平面は蒸気発
生器の長手方向軸線Ｘ−Ｘに対して平行である。それら
の板は発生器の上方部においてエンベロープ４０の側壁
に配置される。その供給パイプ３７を備えた水タンク１
５５ａ−２５− は各板１３３に固着される。

また、発生器は板５０．５２または１３０より非常に小
さい直径を有する管板１５４を有している。該管板１３
４は発生器の下方部に置かれかつエンベロープ４０の壁
にわたって分布される。そのヘリウム供給パイプ２５を
備えたヘリウムタンク１５４ａが各板１′５４に固着さ
れる。

この実施例において、発生器の上方部に置かれた流入／
放出区域４２ａは実質上その長手方向軸線に沿って第１
管板５０−１’で延びる。水はこの区域に導入される。

中間流体、す彦わちヘリウムおよび蒸気は前記区域から
除去される。中央交換区域４２１）は事実上交換器の下
方端４０　’ｌ）に延びる。

−次ナトリウムは前記区域の上方部に導入される。

下方流入／放出区域４２ａはパイプ２５によるヘリウム
尋人およびパイプ１４による一部ナトリウム放出を有し
ている。

いわゆるバヨネット首を有するこの実施例の特別な特徴
は蒸気発生器の頂部から交換区域の下方端への水の供給
を可能にする手段に基健を置いている。第２図の実施例
では、これらの手段が蒸気発生器の底部に置かれた管板
５６および水タンク６８によって構成されるが、第６図
ないし第５図の実施例では、水は蒸気発生器の上方部か
ら各内方管の下方部へ第２管１５６によって取り囲まれ
る第１管１３５によって供給される。容管１′５５は第
１および第２端を有している。該第１端は発生器エンベ
ロープ４０の側方上方部に配置された管板１３３に固着
される。容管１５６は第１および第２端を有し、該第１
端は管板１３０に固着される一方第２端は蒸気発生器の
下方部に置かれかつそれが取り囲む管１５５の第２端に
密封して接続される。管１５５および１６６の壁はその
上方部が板１５０の上方の周囲空気に出る環状空間１３
Ｂを画成する０この環状空間は有効な熱絶縁全構成する
不活発なガスで充填される０第４図は第６図に示された
浸漬バヨネット型の多重管からなるモジュラ−構体の断
面を第６図より拡大して示している。仁の構体はそれぞ
れ内側から外側へ第１管１３５、第２管１３６、内方管
７０および外方管７２である４本の同中心管からなる。

第１および第２管１３５，１３６によって構成された二
重管はその２端で自由に伸張する。

二重管は図示して々い螺旋ワイヤまたは他の適宜な手段
によって蒸気噴射において心出しされる。

内方管は中間カスと管壁との間の熱交換を増加するのに
役立つブレード７０ａ’ｅ有することができる。該ブレ
ードの存在は交換区域４２ａの長さの短縮を可能にする
。さらに、内方管７０の直径はより大きく、その結果交
換区域の長さの減少を可能にする他の要因を備える交換
面が増大される。

第５図は第３図および第４図に関連して説明された原理
による交換器の構造であるが、それは実際の構造により
近い。第６図には多重浸漬管がそれを形成する４本の管
を識別するために単に拡大して示されるが、第５図は交
換器の管束を構成するそれらの管の幾つかを示す。管束
１６６はその上方部によυ管板１３０に固着される。管
束７０はその上方部によシ管板５２に固着される。外方
管７２の束はその上方部で管板５０にかつその下方部に
より小さな横方向管板１５４に固着される。

これらの板のうちの２枚は第５図に示されるが、実際上
これらより多くすることができる。

第６図ないし第５図の交換器の実施例において、水は交
換器の上方部に入９１頂部から底部に垂直方向に第１管
を横切りそして第１および第２管の端部のまわ夛に通る
（第６図の矢印１４０）ｏ蒸気発生噴射は管７０と７２
間の環状空間によって構成され、蒸発化は上方向に生じ
る。第１実施例におけるように、蒸気放出は発生器の頂
部を通って生じる。

水取入れ管および蒸発噴射を分離する空気層は熱絶縁体
として作用する０ナトリウムは下方に向ってかつ多重壁
管の外方に循環し、一方ヘリウムは上方に向って循環す
る。

この実施例の利点は一方で水／蒸気およびヘリウムにか
つ他方でヘリウムおよびナトリウムに関する循環と熱交
換条件との間の良好な調整を許容するということである
。また、ナトリウム／ヘリウム管のかつとくにヘリウム
／水管の直径を増大することにより交換長さの減少を可
能にする。この長さはさらにブレードの存在によって減
じられる。水供給管、すなわち管１６５は自由にかつ個
々に伸張することができる。その一端で管板５２に固着
されかつその他端で閉止される内方水／蒸気管７０は自
由に伸張することができる。ヒジ継手によって管板１６
４に個々に接続される外方管７２はまた自由にかつ個々
に伸張することができる。これは各個の管との間のおよ
び管束と蒸気発生器の外方エンベロープとの間の異なる
熱膨張応力を阻止する。結果としてかつ液体ナトリウム
の熱交換特性に留意して、液体ナトリウムを妨けない、
長手方向のかつそれゆえ簡単な流れを採用することがで
きる。最後に、水およびヘリウム供給管の端部への接近
の可能性は横方向のヘリウムおよび水タンクの形状の結
果として改善される。

化学的に中性のガス、すなわちヘリウムの使用は停止原
子炉の冷却、すなわち王ポンプがもはや運転してないと
き一部ナトリウムを冷却するために延長することができ
る。例えば、本発明におけ−５０− る蒸気発生器の中間ヘリウム回路は第６図に示された方
法において停止原子炉の冷却のため必要な大きさにされ
そして中間流体を発生器１５から放出するためパイプ２
７でかつ中間流体を発生器に供給するためパイプ２５で
バイパスされる交換器１５０に接続される。生ループの
蒸気発生器の代役の使用に基づくこの解決と異なる方法
で、原子炉容器内ＫＭかれた熱交換器１５０に接続され
る中間ヘリウム回路のバイパスを考えることもできる。

これらの２つの解決はまた結合して使用されることもで
きそして他の解決もまた考えることができる。

ヘリウムの使用はこの作用のため多数の利点を呈する０
ヘリウムは化学的に中性で、中位の熱交換係数になりか
つ精米として厳格な熱ショックおよび還移がより少ない
。ヘリウムは中性子放射により活性化されずかつ純化さ
れ易い。最終熱伝達は水中または空気中で行なわれるこ
とができるが、交換器は最初の場合においてより簡潔と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって構成された蒸気発生器を使用す
る原子炉による発電設備を示す全体図、第２図は中間流
体の冷却用熱交換器を備えた本発明による蒸気発生器の
第１実施例を示す概略断面図、 第６図は本発明による蒸気発生器の他の実施例を示す概
略断面図、 第４図は第６図の交換器の管束の多重壁管を示す第６図
の線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図、第５図は第６図および第
４図に示された蒸気発生器の実施例を示す垂直断面図、 第６図はヘリウム回路の利点を使用する停止原子炉を冷
却するための装置金示す概略図である。 図中、符号１６は液体金属入口、１４は液体金属出口、
１５は蒸気発生器、２５．２７はノ々イブ、２６は再過
熱器、３０は熱交換器、４０はエンベロープ、４２ａは
第１流入／放出区域、４２　’ｂは中央交換区域、４２
Ｑは第２流入／放出区域、４Ｂは蒸気用放出室、５０，
５２，５４．５６は管板、６０は中間流体放出室、６４
は流入室、７０は内方管、７２は外方管、１３３は管板
、１６３ａは水タンク、１６４ａ　はヘリウムタンクで
ある。 −３３−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）中間流体を利用しながら、水により構成される第
   ２流体と金属により構成される第１流体との間の間接熱
   伝達用蒸気発生器において、エンベロープが長手方向軸
   線ヲ有し、該エンベロープが第１および第２流体間の熱
   −交換区域および前記流体用の第１および第２流入／放
   出区域を有し、該第１および第２流入／放出区域は熱交
   換区域の両側に置かれ、ならびに第１および第２の軸方
   向に間隔を置い友管板が中間流体用放出室を画成しかつ
   前記第１流入／放出区域に置かれ、１束のいわゆる外方
   管が前記第１管板に接続され、いわゆる内方管が各外方
   管内にそれと同軸的に配置され、各内方管の一端が前記
   第２管板に接続され、 入口および出口が液体金属用に前記エンベロープに設け
   られ、前記液体金属は前記外方管の外側を循環し、 少なくとも１つの水流入室があり、水は内方管内に導入
   され、 少なくとも１つの蒸気用放出室金偏え、前記外方管と内
   方管との間に配置される少なくとも１つの中間流体用流
   入室を備え、 前記第１および第２流体と化学的に親和性のある中間流
   体は前記内方管と外方管との間を循環する圧縮ガスであ
   り、中間流体放出室は前記圧縮ガスを冷却するのに使用
   される熱交換器の入口に接続され、前記中間流体用流入
   室は前記熱交換器の出口に接続されることを特徴とする
   蒸気発生器。 （２）前記圧縮ガスはヘリウムであること￥ｒ特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の蒸気発生器。 （８）前記圧縮ガスは親和性の圧縮ガス状混合物でおる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の蒸気発
   生器。 （４）前記熱交換器は蒸気サイクルに補充する熱を供給
   する装置によって構成されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の蒸気発生器。 （５）前記熱交換器は蒸気タービン用蒸気再過熱器であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の蒸気
   発生器。 （６）前記中間流体流入室は前記第２流入／放出区域に
   配置された第６および第４の軸方向に間隔を置いた管板
   により画成され、前記外方管は前記第３管板に接続され
   、前記内方管は前記第４管板に接続され、中間流体供給
   パイプはＭｉＪ記第３と第４管板間の前記第２流入／放
   出区域において前記エンベロープに接続されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の蒸気発生器。 （７）いわゆる第５管板は前記第２管板より交換区域か
   ら大きな軸方向間隔を有し、前記第５管板および第２管
   板は蒸気放出室を画成し、 一定数の素子管状セルは各内方管内に配置された第１お
   よび第２管を各々有し、前記第１管は前記第２管内に配
   置され、前記第１管の一端が水タンクとそれ自体一体で
   ある小さな横方向管板に接続され、各第２管の一端が前
   記第５管板に接続され、前記第１および第２管の第２端
   は不活発な周囲空気を収容している環状空間全画成する
   ような方法で密封して接続され、 各内方管はその下方端で密封され、 各外方管はヘリウムタンクと一体である小さな管板に接
   続されること全特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の蒸気発生器。 （８）前記内方管はブレードを備えていることを特徴と
   する特許請求の範囲第７項に記載の蒸気発生器０ （９）遮断時炉全冷却するための熱交換器はバイパス方
   法で蒸気発生器から中間流体を放出するためのパイプに
   かつ蒸気発生器に中間流体供給のためのパイプに接続さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の蒸
   気発生器。 αＯ）遮断時炉を冷却するための熱交換器はバイパス方
   法で蒸気発生器から第２流体會放出するためのパイプお
   よび蒸気発生器に中間流体を供給するためのパイプに接
   続されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の蒸気発生器０