JPS61272596A - 中間熱交換器 - Google Patents
中間熱交換器Info
- Publication number
- JPS61272596A JPS61272596A JP11512585A JP11512585A JPS61272596A JP S61272596 A JPS61272596 A JP S61272596A JP 11512585 A JP11512585 A JP 11512585A JP 11512585 A JP11512585 A JP 11512585A JP S61272596 A JPS61272596 A JP S61272596A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bellows
- heat exchanger
- outer shell
- tube
- drum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野1
本発明はタンク型高速増殖炉に用いられる中間熱交換器
に係り、特に胴と管束間の熱膨張差を吸収する構造を有
する中間熱交換器に関する。
に係り、特に胴と管束間の熱膨張差を吸収する構造を有
する中間熱交換器に関する。
[発明の技術的背景とその問題点]
従来、タンク型高速増殖炉において、原子炉容器のルー
フスラブに長尺円筒状のシェルアンドチューブ型中間熱
交換器を一次主循環ボンブと周方向に交互に複数台、間
隔的に吊下したものがある。
フスラブに長尺円筒状のシェルアンドチューブ型中間熱
交換器を一次主循環ボンブと周方向に交互に複数台、間
隔的に吊下したものがある。
この中間熱交換器により原子炉容器内で一次冷却材と二
次冷却材との熱交換を行なう。中間熱交換器は一次冷却
材を循環させる垂直な外胴と、この外胴の軸心部に同心
的に配置され二次冷却材を循環させる内側管および外側
管を有している。この中間熱交換器の下端部は、原子炉
容器内の上下部にホットプールとコールドプールとを画
成する水平な隔壁の上下方向に沿う貫通孔に挿入され、
外胴は前記隔壁の貫通孔周縁に沿って設けたスタンドパ
イプにシール保持され−ている。そして、ホットプール
の高温の一次冷却材が中間熱交換器の外胴にあけた窓孔
から流入し、その外用内に設けた伝熱管部で、内側管お
よび外側管を流れる二次冷却材と熱交換して低温となり
、外胴の下端部からコールドプールに流入する。なお、
コールドブールの低温の一次冷却材は一次主循環ポンプ
によって強制的に炉心下部に導入され、炉心で加熱され
て上昇し、ホットブールに至る。
次冷却材との熱交換を行なう。中間熱交換器は一次冷却
材を循環させる垂直な外胴と、この外胴の軸心部に同心
的に配置され二次冷却材を循環させる内側管および外側
管を有している。この中間熱交換器の下端部は、原子炉
容器内の上下部にホットプールとコールドプールとを画
成する水平な隔壁の上下方向に沿う貫通孔に挿入され、
外胴は前記隔壁の貫通孔周縁に沿って設けたスタンドパ
イプにシール保持され−ている。そして、ホットプール
の高温の一次冷却材が中間熱交換器の外胴にあけた窓孔
から流入し、その外用内に設けた伝熱管部で、内側管お
よび外側管を流れる二次冷却材と熱交換して低温となり
、外胴の下端部からコールドプールに流入する。なお、
コールドブールの低温の一次冷却材は一次主循環ポンプ
によって強制的に炉心下部に導入され、炉心で加熱され
て上昇し、ホットブールに至る。
ところで、上記のような中間熱交換器が設置された高速
増殖炉において、原子炉の種々の運転モードにおいて中
間熱交換器に生じる温度分布を考察する。ここで、外胴
に設けられた窓孔から伝熱管部に流入する一次冷却材を
温度TPH1外胴の下端部からコールドプールに流出す
る一次冷却材温度をTPOとする。また、内側管を流れ
て伝熱管部へ流入する二次冷却材温度と外側管を流れて
伝熱管部から流出する二次冷却材温度をそれぞれTSC
とTSHとする。そこで、伝熱管部と高さを同じくする
外胴との温度差について考えることにする。伝熱管の内
部には一次冷却材が下降して流れ、外部は二次冷却材が
接しながら上方へ移行するため伝熱管の温度は一次冷却
材と二次冷却材のそれぞれの温度の中間的な温度になっ
ていて高さ方向に温度分布を異にしている。
増殖炉において、原子炉の種々の運転モードにおいて中
間熱交換器に生じる温度分布を考察する。ここで、外胴
に設けられた窓孔から伝熱管部に流入する一次冷却材を
温度TPH1外胴の下端部からコールドプールに流出す
る一次冷却材温度をTPOとする。また、内側管を流れ
て伝熱管部へ流入する二次冷却材温度と外側管を流れて
伝熱管部から流出する二次冷却材温度をそれぞれTSC
とTSHとする。そこで、伝熱管部と高さを同じくする
外胴との温度差について考えることにする。伝熱管の内
部には一次冷却材が下降して流れ、外部は二次冷却材が
接しながら上方へ移行するため伝熱管の温度は一次冷却
材と二次冷却材のそれぞれの温度の中間的な温度になっ
ていて高さ方向に温度分布を異にしている。
従って、下部管板付近ではTPOとTSCとの間、上部
管板の付近ではTPHとTSHとの間の温度になってい
る。
管板の付近ではTPHとTSHとの間の温度になってい
る。
一方、外胴の温度は、この内側と二次冷却材が伝熱管を
通過して上方へ移行して流れ、その外側はスタンドパイ
プとの間のほとんど流動しない一次冷却材によって満た
されているので、およそ二次冷却材の温度に等しいと考
えられる。したがって外胴の温度は下部管板付近ではT
SG、上部管板付近ではTSH程度である。
通過して上方へ移行して流れ、その外側はスタンドパイ
プとの間のほとんど流動しない一次冷却材によって満た
されているので、およそ二次冷却材の温度に等しいと考
えられる。したがって外胴の温度は下部管板付近ではT
SG、上部管板付近ではTSH程度である。
上記したように伝熱管と外胴との間には温度差が常に存
在しているものと考えられ、この温度差によって生ずる
熱膨張差は、外胴あるいは伝熱管に過大な熱応力を引き
起こす可能性があるので、この熱膨張差を吸収する機構
を設置することが必要である。
在しているものと考えられ、この温度差によって生ずる
熱膨張差は、外胴あるいは伝熱管に過大な熱応力を引き
起こす可能性があるので、この熱膨張差を吸収する機構
を設置することが必要である。
この熱膨張差を生じる外胴と伝熱管の温度差を設計上安
全側に見積るために、伝熱管温度はそこ・を通過する一
次冷却材の温度に等しいと仮定し、外胴の温度はそこを
通過する二次冷却材温度に等しいと仮定する。したがっ
て、外胴と伝熱管の温度差は下部管板の付近ではTPO
−TSClまた上部管板付近ではTPH−TSH程度で
ある。これらの値はタンク型高速増殖炉のシステム全体
の設計に基づく一次および二次冷却材の温度変化に依存
するわけであるが、通常の運転時にはおよそ40〜50
℃程度になっているものとされる。しかし、原子炉の運
転上の温度に伴って生ずる一次および二次冷却材温度の
過渡的な変化においてはかなり大ぎな温度差が生ずる可
能性もあり、特に二次冷却系が停止するようなホットシ
ョックが起こる現象において、この温度差は安全性を考
慮して大きめに見積っても下部管板の付近で150℃程
度にもなるものと考えておく必要がある。また、伝熱管
部の縦方向の長さは一般に5〜6m程度であるから、こ
の温度差(縦方向に一様と仮定する)によって生ずる熱
膨張差はおよそ15〜1811となる。このような大き
な熱膨張差を放置すれば伝熱管に生ずる圧縮応力による
伝熱管の座屈等、中間熱交換器の機器の健全性保持に悪
影響を及ぼすことが考えられる。
全側に見積るために、伝熱管温度はそこ・を通過する一
次冷却材の温度に等しいと仮定し、外胴の温度はそこを
通過する二次冷却材温度に等しいと仮定する。したがっ
て、外胴と伝熱管の温度差は下部管板の付近ではTPO
−TSClまた上部管板付近ではTPH−TSH程度で
ある。これらの値はタンク型高速増殖炉のシステム全体
の設計に基づく一次および二次冷却材の温度変化に依存
するわけであるが、通常の運転時にはおよそ40〜50
℃程度になっているものとされる。しかし、原子炉の運
転上の温度に伴って生ずる一次および二次冷却材温度の
過渡的な変化においてはかなり大ぎな温度差が生ずる可
能性もあり、特に二次冷却系が停止するようなホットシ
ョックが起こる現象において、この温度差は安全性を考
慮して大きめに見積っても下部管板の付近で150℃程
度にもなるものと考えておく必要がある。また、伝熱管
部の縦方向の長さは一般に5〜6m程度であるから、こ
の温度差(縦方向に一様と仮定する)によって生ずる熱
膨張差はおよそ15〜1811となる。このような大き
な熱膨張差を放置すれば伝熱管に生ずる圧縮応力による
伝熱管の座屈等、中間熱交換器の機器の健全性保持に悪
影響を及ぼすことが考えられる。
そこで、従来この対策として考えられたのは中間熱交換
器の下端部において、外胴と下部プレナムを形成する内
胴との間に熱膨張差吸収用のベローズを設けるというも
のである。このベローズは中間熱交換器の軸方向の変位
を吸収しやすい性質を有しており、これにより伝熱管と
外胴の熱膨張差を吸収する。
器の下端部において、外胴と下部プレナムを形成する内
胴との間に熱膨張差吸収用のベローズを設けるというも
のである。このベローズは中間熱交換器の軸方向の変位
を吸収しやすい性質を有しており、これにより伝熱管と
外胴の熱膨張差を吸収する。
第4図は、上記ベローズの従来構造を拡大して示すもの
で、外胴19の下端テーパ部の下端付近と内胴33の下
端との間に一重のベローズ34が設置されている。内胴
33は下部管板20bと一体であり、下部管板20bと
図示しない上部管板とは伝熱管21を介して溶接等によ
り大きな剛性を持って結合されている。更に、上部管板
はその周囲において外胴19と再−び溶接等の方法によ
り溶着されている。したがって上部管板のレベルより下
側の外胴の温度と、上部管板、伝熱管21、下部管板2
0bおよび内胴33の温度との差によって生ずる外胴1
9下端と内胴33下端の軸方向相対変位はほとんどすべ
てをベローズ34により吸収され、外胴19および伝熱
管21に生ずる熱応力を緩和している。また、ベローズ
34は、二次冷却材で満たされた外胴19と内1113
3で形成されたテーパ状のアニユラス空間36の圧力と
下部プレナム10の一次冷却材の圧力との差圧を支えて
バウンダリーを形成している。
で、外胴19の下端テーパ部の下端付近と内胴33の下
端との間に一重のベローズ34が設置されている。内胴
33は下部管板20bと一体であり、下部管板20bと
図示しない上部管板とは伝熱管21を介して溶接等によ
り大きな剛性を持って結合されている。更に、上部管板
はその周囲において外胴19と再−び溶接等の方法によ
り溶着されている。したがって上部管板のレベルより下
側の外胴の温度と、上部管板、伝熱管21、下部管板2
0bおよび内胴33の温度との差によって生ずる外胴1
9下端と内胴33下端の軸方向相対変位はほとんどすべ
てをベローズ34により吸収され、外胴19および伝熱
管21に生ずる熱応力を緩和している。また、ベローズ
34は、二次冷却材で満たされた外胴19と内1113
3で形成されたテーパ状のアニユラス空間36の圧力と
下部プレナム10の一次冷却材の圧力との差圧を支えて
バウンダリーを形成している。
なお、図示しない隔壁およびその下方に配置する隔壁支
持体に、中間熱交換器挿入用の貫通孔の周縁に沿うスタ
ンドバイブ30が固定されている。
持体に、中間熱交換器挿入用の貫通孔の周縁に沿うスタ
ンドバイブ30が固定されている。
このスタンドバイブ30は、中間熱交換器14の据付は
位置における外胴19の下端よりも下方に長く延出して
いる。このスタンドバイブ30と外胴19との間にはベ
ローズ35が設けられ、ホットブールとコールドブール
10との間をシールするとともに、スタンドバイブ30
と外胴19との熱膨張差を吸収し得るようになっている
。
位置における外胴19の下端よりも下方に長く延出して
いる。このスタンドバイブ30と外胴19との間にはベ
ローズ35が設けられ、ホットブールとコールドブール
10との間をシールするとともに、スタンドバイブ30
と外胴19との熱膨張差を吸収し得るようになっている
。
ところで、かような従来の中間熱交換器では、ベローズ
以外の部分はほとんど剛体であるとみなし、変位、つま
りひずみはベローズ34.35に集中する傾向があるた
め、ベローズ34.35自信の構造健全性が問題となる
。ベローズ34,35に作用される主な荷重は、上記熱
膨張差による軸方向の変位制御型の荷重および一次と二
次冷却材の圧力差である。特にタンク型の高速増殖炉の
場合、−次冷却材の圧力は低く、上記圧力差はかなり大
きい一次荷重として作用する。したがって、これに熱膨
張差による荷重が重畳した場合ベローズのラチェット変
形等の過大な変形挙動を引き起こす恐れがある。それを
防止するためには、熱膨張差による応力をできるだけ小
さくする必要があるが、それには、ベローズの軸長を増
して、ベローズの山数を多くする処置が考えられている
。しかしながら、このようにすると中間熱交換器の全長
は必然的に増大し、原子炉容器の深さ方向のサイズに制
約を与え、ひいてはタンク型高速増殖炉のコスト増大に
つながる問題点がある。
以外の部分はほとんど剛体であるとみなし、変位、つま
りひずみはベローズ34.35に集中する傾向があるた
め、ベローズ34.35自信の構造健全性が問題となる
。ベローズ34,35に作用される主な荷重は、上記熱
膨張差による軸方向の変位制御型の荷重および一次と二
次冷却材の圧力差である。特にタンク型の高速増殖炉の
場合、−次冷却材の圧力は低く、上記圧力差はかなり大
きい一次荷重として作用する。したがって、これに熱膨
張差による荷重が重畳した場合ベローズのラチェット変
形等の過大な変形挙動を引き起こす恐れがある。それを
防止するためには、熱膨張差による応力をできるだけ小
さくする必要があるが、それには、ベローズの軸長を増
して、ベローズの山数を多くする処置が考えられている
。しかしながら、このようにすると中間熱交換器の全長
は必然的に増大し、原子炉容器の深さ方向のサイズに制
約を与え、ひいてはタンク型高速増殖炉のコスト増大に
つながる問題点がある。
[発明の目的]
・本発明はこのような問題引を解決するためになされた
もので、中間熱交換器の下端附近の外胴と内胴との間に
熱膨張差吸収用に内外二重のベローズを設けることによ
り、ベローズ自身の構造健全性を確保するとともに、中
間熱交換器の伝熱管や外用に生ずる熱応力の大幅な緩和
が図れ、コストダウンにつながる中間熱交換器を提供す
ることにある。
もので、中間熱交換器の下端附近の外胴と内胴との間に
熱膨張差吸収用に内外二重のベローズを設けることによ
り、ベローズ自身の構造健全性を確保するとともに、中
間熱交換器の伝熱管や外用に生ずる熱応力の大幅な緩和
が図れ、コストダウンにつながる中間熱交換器を提供す
ることにある。
し発明の概要]
本発明はこの目的を達成するため、中間熱交換器の下端
附近の外胴と内胴との間に、多層から成るベローズを装
着し、ベローズの一方を外胴に、他方を内胴に固定し、
多層のベローズ相互間には円筒状の折り返し筒を設置す
ることにより、短尺でかつ多数の山数を結果的にシリー
ズに設置し、外胴と内胴の大きな相対変位を吸収して一
次および二次冷却材のバウンダリーを形成するようにし
ている。
附近の外胴と内胴との間に、多層から成るベローズを装
着し、ベローズの一方を外胴に、他方を内胴に固定し、
多層のベローズ相互間には円筒状の折り返し筒を設置す
ることにより、短尺でかつ多数の山数を結果的にシリー
ズに設置し、外胴と内胴の大きな相対変位を吸収して一
次および二次冷却材のバウンダリーを形成するようにし
ている。
[発明の実施例]
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。な
お、第1図ないし第3図中、同一部分には同一符号を付
して重複した部分の説明を省略する。
お、第1図ないし第3図中、同一部分には同一符号を付
して重複した部分の説明を省略する。
まず、タンク型高速増殖炉の全体を第2図によって説明
する。
する。
原子炉容器1は安全のため内側の主容器1aとガードベ
ッセル1bとの二重構造とされており、円筒状のキャビ
ティウオール2内に吊下げ支持されている。この原子炉
容器1およびキャビティウオール2はルーフスラブ3に
より閉塞されている。
ッセル1bとの二重構造とされており、円筒状のキャビ
ティウオール2内に吊下げ支持されている。この原子炉
容器1およびキャビティウオール2はルーフスラブ3に
より閉塞されている。
そして、主容器1a内の下部には炉心支持体4を介して
プレナム部5および炉心6が順次積層されている。この
炉心6の上部にはルーフスラブ3に炉心上部機構7が設
けられている。また、炉心6のちょうど上端部位置にお
いて、主容器1a内を上方のホットブール9と下方のコ
ールドブール10とに区画する隔壁8が隔壁支持体8b
によって設けられている。
プレナム部5および炉心6が順次積層されている。この
炉心6の上部にはルーフスラブ3に炉心上部機構7が設
けられている。また、炉心6のちょうど上端部位置にお
いて、主容器1a内を上方のホットブール9と下方のコ
ールドブール10とに区画する隔壁8が隔壁支持体8b
によって設けられている。
また、ルーフスラブ3からは主容器1a内の一次冷却材
15を循環させる複数の−次主循環ボンブ11が周方向
に等間隔に吊下されている。これらの−法主循環ボンプ
11の外側を包囲する薄肉円筒体12が隔壁8を上下に
貫通して設けられている。また、各々の一次主循環ボン
ブ11の下端からは炉内配管13が導出され、その先端
がプレナム部5に接続されている。
15を循環させる複数の−次主循環ボンブ11が周方向
に等間隔に吊下されている。これらの−法主循環ボンプ
11の外側を包囲する薄肉円筒体12が隔壁8を上下に
貫通して設けられている。また、各々の一次主循環ボン
ブ11の下端からは炉内配管13が導出され、その先端
がプレナム部5に接続されている。
さらに、ルーフスラブ3からは一次冷却材と二次冷却材
との熱交換を行なう複数の中間熱交換器14が周方向に
等間隔に主容器1内に吊下されており、その下端は隔壁
8を貫通してコールドブール10内に達している。この
ルーフスラブ3は内部の空洞部へ主容器1外に設置した
ガス循環装置17により冷却ガスを循環供給することに
より加熱防止を図っている。また、ルーフスラブ3の下
面と一次冷却材15の上面との空間には不活性ガスのカ
バーガスが充填されている。
との熱交換を行なう複数の中間熱交換器14が周方向に
等間隔に主容器1内に吊下されており、その下端は隔壁
8を貫通してコールドブール10内に達している。この
ルーフスラブ3は内部の空洞部へ主容器1外に設置した
ガス循環装置17により冷却ガスを循環供給することに
より加熱防止を図っている。また、ルーフスラブ3の下
面と一次冷却材15の上面との空間には不活性ガスのカ
バーガスが充填されている。
ここで、以上のように構成されたタンク型高速増殖炉の
作用を説明する。
作用を説明する。
まず、液体ナトリウム等の液体金属からなる一次冷却材
15は、炉心6を上方に向って通過する間に核反応によ
る熱エネルギを受けて加熱されて高温となり、炉心上部
機構7の窓孔を通してホットプール9内へ流入する。そ
して、−次冷却材15は中間熱交換器14へ上部から流
入し、二次冷却材としての液体金属へ熱エネルギを伝達
し、自らは温度降下してコールドブール10内へ流入す
る。
15は、炉心6を上方に向って通過する間に核反応によ
る熱エネルギを受けて加熱されて高温となり、炉心上部
機構7の窓孔を通してホットプール9内へ流入する。そ
して、−次冷却材15は中間熱交換器14へ上部から流
入し、二次冷却材としての液体金属へ熱エネルギを伝達
し、自らは温度降下してコールドブール10内へ流入す
る。
一方、コールドブール10内の一次冷却材15は、薄肉
円筒体12内を上昇して一次主循環ボンブ11により昇
圧され、炉内配管13を通ってプレナム部5へ戻される
。
円筒体12内を上昇して一次主循環ボンブ11により昇
圧され、炉内配管13を通ってプレナム部5へ戻される
。
次に中間熱交換器の構成および作用を第3図によって説
明する。
明する。
中間熱交換器14は長尺な中空状の外胴19を有し、こ
の外胴19の上端に形成したフランジ19aがルーフス
ラブ3に支持され、中間熱交換器14全体は吊下されて
いる。この外胴19の下端はテーパ状に縮径され、隔壁
8の貫通孔8aに押通されてコールドブール10内に出
口ノズル19bをもって開口している。
の外胴19の上端に形成したフランジ19aがルーフス
ラブ3に支持され、中間熱交換器14全体は吊下されて
いる。この外胴19の下端はテーパ状に縮径され、隔壁
8の貫通孔8aに押通されてコールドブール10内に出
口ノズル19bをもって開口している。
また、外胴19の下部には上下管板20a、2obの間
に貫通支持された多数の伝熱管21が収納されている。
に貫通支持された多数の伝熱管21が収納されている。
そして、外胴19にあけた入口窓22から上管板2Oa
上に流入した一次冷却材15〈大曲矢印)は、各伝熱管
21内を流下して下管板20bから流出し、出口ノズル
19bを通ってコールドブール10内に流下する。
上に流入した一次冷却材15〈大曲矢印)は、各伝熱管
21内を流下して下管板20bから流出し、出口ノズル
19bを通ってコールドブール10内に流下する。
また、外胴19の中心部には、ルーフスラブ3の外部か
ら液体ナトリウム等の液体金属から成る二次冷却材23
(大黒矢印)を上下管板20a、2Ob間の空間2Oc
内に下端開口24aを通して送給する内側管24と、前
記空間20Gから一次冷却材15との熱交換によって加
温されて二次冷却材23を取出し、ルーフスラブ3外へ
導出する外側管25とで形成されたダウンカフ26が設
けられている。
ら液体ナトリウム等の液体金属から成る二次冷却材23
(大黒矢印)を上下管板20a、2Ob間の空間2Oc
内に下端開口24aを通して送給する内側管24と、前
記空間20Gから一次冷却材15との熱交換によって加
温されて二次冷却材23を取出し、ルーフスラブ3外へ
導出する外側管25とで形成されたダウンカフ26が設
けられている。
なお、内側管下端で下管板20bとの貫通部は、二次冷
却材23が直接当たる゛ことから鏡板31として構成し
である。
却材23が直接当たる゛ことから鏡板31として構成し
である。
また、外胴19の上端部には一次冷却材15からの輻射
熱防止のための熱遮蔽板27と、放射線遮断のため鋼球
を充填した放射線遮蔽体28とが設けられている。ホッ
トプール9内の外胴19の外側には、入口窓22から外
胴19内へ流入する一次冷却材を整流させるスカート2
9がルーフスラブ3の下面から垂下している。
熱防止のための熱遮蔽板27と、放射線遮断のため鋼球
を充填した放射線遮蔽体28とが設けられている。ホッ
トプール9内の外胴19の外側には、入口窓22から外
胴19内へ流入する一次冷却材を整流させるスカート2
9がルーフスラブ3の下面から垂下している。
ここで、中間熱交換器14での熱交換作用を説明する。
一次冷却材15は、第3図に大曲矢印で示すように、ホ
ットプール9内において、外胴1つとスカート29との
間を通り、整流された状態で入口窓22から外胴19内
へ流入する。
ットプール9内において、外胴1つとスカート29との
間を通り、整流された状態で入口窓22から外胴19内
へ流入する。
一方、二次冷却材23は、大黒矢印で示ずように、ダウ
ンカフ26の内側管24内を流下し、下端開口24aを
通って空間2Oc内に流入する。
ンカフ26の内側管24内を流下し、下端開口24aを
通って空間2Oc内に流入する。
そして、伝熱管21内を流下する一次冷却材15と、空
間20cを上昇する二次冷却材23とが相互に熱交換さ
れる。この熱交換後、低温状態になった一次冷却材15
は伝熱管21の開口から外胴19内に流出し、出口ノズ
ル19bを通ってコールビブール10内に流入する。
間20cを上昇する二次冷却材23とが相互に熱交換さ
れる。この熱交換後、低温状態になった一次冷却材15
は伝熱管21の開口から外胴19内に流出し、出口ノズ
ル19bを通ってコールビブール10内に流入する。
一方、高温状態になった二次冷却材23は、上管板20
aの部分でダウンカフ26の外側管25内に流入し、二
次主冷却材系の蒸気発生器(図示せず)へ送給される。
aの部分でダウンカフ26の外側管25内に流入し、二
次主冷却材系の蒸気発生器(図示せず)へ送給される。
次に、外胴19と内胴33との間に設けた外、白画ベロ
ーズ34a、34bの構成について説明する。
ーズ34a、34bの構成について説明する。
第1図は第3図における中間熱交換器の外、白画ベロー
ズ34a、34b、35の部分を拡大して左半分のみを
示す断面図である。外内二重ベローズ34a、34bは
外胴19と内胴33との間に設置されており、外胴19
側の外ベローズ34aと内胴33側の内ベローズ34b
の二重ベローズの形をとっている。外ベローズ34aの
上端は外1119に、下端は折返し筒38の下端に結合
固定され、また内ベローズ34bの上端は折返し筒38
の上端に、下端は内胴33の下端に結合固定している。
ズ34a、34b、35の部分を拡大して左半分のみを
示す断面図である。外内二重ベローズ34a、34bは
外胴19と内胴33との間に設置されており、外胴19
側の外ベローズ34aと内胴33側の内ベローズ34b
の二重ベローズの形をとっている。外ベローズ34aの
上端は外1119に、下端は折返し筒38の下端に結合
固定され、また内ベローズ34bの上端は折返し筒38
の上端に、下端は内胴33の下端に結合固定している。
次に上記構成の一実施例の作用を第1図によって説明す
る。
る。
外胴19と上部管板20a、伝熱管21、下部管板20
bおよび内胴33との温度差により生じた、外Ji19
と内1133のそれぞれの下端部に現われる熱膨張差は
、外rIA19と内胴33の間に設置された外ベローズ
34aおよび内ベローズ34bの軸方向の伸縮によって
吸収される。−例として高速増殖炉の通常運転時に、外
胴19と上部管板20a、伝熱管21、下部管板20b
および内胴33との間に40℃程度の温度差が生じてい
る場合を考察する。この場合、外胴19と内胴33の下
端部に生ずる熱膨張差による相対変位は、中間熱交換器
14の詳細寸法にもよるがおよそ4龍程度になるものと
考えられる。また、この時、外胴19側の温度が低い側
であるから、外胴19の下端より内胴33下端の方が下
に4n伸びた状態となっている。二重ベローズ34aお
よび34bは径が若干異なる他はほとんど同一の形状、
寸法を有しているので、それらの変位盪はほぼ均等に2
nずつに配分されると考えられる。したがってベローズ
を一重にした第4図に示す従来例に比較すれば、熱膨張
差を吸収するためにベローズ自身叫生ずる二次応力は半
減され、例え、二次冷却系が停止するホットショックの
事象において生じる過大な温度差による熱膨張であって
もベローズの健全性を確保して吸収し得ることができる
。特に、タンク型の高速増殖炉においては二次冷却材と
一次冷却材の圧力差が大きく、これによるベローズに生
じる一次応力は大きく、更にこの上に熱膨張差による一
次応力が繰り返し負荷された場合にはへローズの熱的ラ
チェットのような過大変形が心配されるが、本発明によ
れば、およそ半分の長さのベローズを用いることにより
このような過大変形の起こらない熱膨張吸収機構を提供
できる。
bおよび内胴33との温度差により生じた、外Ji19
と内1133のそれぞれの下端部に現われる熱膨張差は
、外rIA19と内胴33の間に設置された外ベローズ
34aおよび内ベローズ34bの軸方向の伸縮によって
吸収される。−例として高速増殖炉の通常運転時に、外
胴19と上部管板20a、伝熱管21、下部管板20b
および内胴33との間に40℃程度の温度差が生じてい
る場合を考察する。この場合、外胴19と内胴33の下
端部に生ずる熱膨張差による相対変位は、中間熱交換器
14の詳細寸法にもよるがおよそ4龍程度になるものと
考えられる。また、この時、外胴19側の温度が低い側
であるから、外胴19の下端より内胴33下端の方が下
に4n伸びた状態となっている。二重ベローズ34aお
よび34bは径が若干異なる他はほとんど同一の形状、
寸法を有しているので、それらの変位盪はほぼ均等に2
nずつに配分されると考えられる。したがってベローズ
を一重にした第4図に示す従来例に比較すれば、熱膨張
差を吸収するためにベローズ自身叫生ずる二次応力は半
減され、例え、二次冷却系が停止するホットショックの
事象において生じる過大な温度差による熱膨張であって
もベローズの健全性を確保して吸収し得ることができる
。特に、タンク型の高速増殖炉においては二次冷却材と
一次冷却材の圧力差が大きく、これによるベローズに生
じる一次応力は大きく、更にこの上に熱膨張差による一
次応力が繰り返し負荷された場合にはへローズの熱的ラ
チェットのような過大変形が心配されるが、本発明によ
れば、およそ半分の長さのベローズを用いることにより
このような過大変形の起こらない熱膨張吸収機構を提供
できる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、第
3図における上部管板20aの上部空間に崩壊熱除去用
伝熱管(図示せず)が設けられている方式の中間熱交換
器に本発明を適用できる。
3図における上部管板20aの上部空間に崩壊熱除去用
伝熱管(図示せず)が設けられている方式の中間熱交換
器に本発明を適用できる。
この例の効果について述べる。この方式の中間熱交換器
においては、崩壊熱除去運転時、上部管板20aより上
部空間′で熱交換が行なわれるため、−次冷却材15は
上部管板20aより上部でコールド状態となり、伝熱管
21もコールド状態になる。これに対して外胴19はホ
ットブール9の熱的影響を受けるため、比較的高温に4
保持され、ベローズ34には通常運転時とは逆でかつ大
きな熱膨張変位を生じることになる。
においては、崩壊熱除去運転時、上部管板20aより上
部空間′で熱交換が行なわれるため、−次冷却材15は
上部管板20aより上部でコールド状態となり、伝熱管
21もコールド状態になる。これに対して外胴19はホ
ットブール9の熱的影響を受けるため、比較的高温に4
保持され、ベローズ34には通常運転時とは逆でかつ大
きな熱膨張変位を生じることになる。
このような中間熱交換器にあっては、本発明のベローズ
はより一層の効果を発揮する。
はより一層の効果を発揮する。
[発明の効果]
以上説明したように本発明は、中間熱交換器の外胴と内
胴下端附近に多層から成るベローズを装置し、これらを
折り返し筒でシリーズに固定し、外胴と内胴を比較的短
いベローズによってシールしてなるものである。したが
って、外胴と、上部管板、伝熱管、下部管板および内胴
との温度差による熱膨張差を吸収し、しかもべO−ズ自
身の健全性を確保できる。また、−軸方向に短尺である
ような中間熱交換器を比較的安価に提供し、タンク型高
速増殖炉の主容器の深さ低減に寄与し、ひいては原子炉
全体のコストダウンに導くことができる。
胴下端附近に多層から成るベローズを装置し、これらを
折り返し筒でシリーズに固定し、外胴と内胴を比較的短
いベローズによってシールしてなるものである。したが
って、外胴と、上部管板、伝熱管、下部管板および内胴
との温度差による熱膨張差を吸収し、しかもべO−ズ自
身の健全性を確保できる。また、−軸方向に短尺である
ような中間熱交換器を比較的安価に提供し、タンク型高
速増殖炉の主容器の深さ低減に寄与し、ひいては原子炉
全体のコストダウンに導くことができる。
第1図は本発明の一実施例における中間熱交換器の下端
附近のみを拡大して示す断面図、第2図は原子炉容器全
体を示す断面図、第3図は本発明に係る中間熱交換器を
示す断面図、第4図は従来の中間熱交換器における下端
部を拡大して示す部分断面図である。 1・・・・・・・・・原子炉容器 3・・・・・・・・・ルーフスラブ 19・・・・・・・・・外胴 20a・・・・・・上部管板 20b・・・・・・下部管板 21・・・・・・・・・伝熱管 33・・・・・・・・・内胴 34a・・・・・・外ベローズ 34b・・・・・・内ベローズ 37・・・・・・・・・端部金物 38・・・・・・・・・ガイドレール 第1図 第2図 第3図
附近のみを拡大して示す断面図、第2図は原子炉容器全
体を示す断面図、第3図は本発明に係る中間熱交換器を
示す断面図、第4図は従来の中間熱交換器における下端
部を拡大して示す部分断面図である。 1・・・・・・・・・原子炉容器 3・・・・・・・・・ルーフスラブ 19・・・・・・・・・外胴 20a・・・・・・上部管板 20b・・・・・・下部管板 21・・・・・・・・・伝熱管 33・・・・・・・・・内胴 34a・・・・・・外ベローズ 34b・・・・・・内ベローズ 37・・・・・・・・・端部金物 38・・・・・・・・・ガイドレール 第1図 第2図 第3図
Claims (2)
- (1)タンク型高速増殖炉の主容器を覆うルーフスラブ
を貫通して上記主容器内へ吊下げられ伝熱管外の二次冷
却材を主容器内の一次冷却材から隔てる外胴と一次冷却
材をその内部に含む下部プレナムを下部管板とともに形
成する内胴を有する中間熱交換器において、前記外胴と
内胴との間に多層から成るベローズを装着し、最外層の
ベローズの一方を外胴に、最内層のベローズの一方を内
胴に固定し、多層のベローズ相互間には円筒状の折り返
し筒を設置し、これにベローズを順次固定してなること
を特徴とする中間熱交換器。 - (2)外胴内には上部管板の上部空間に崩壊熱除去用伝
熱管コイルが設けられていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の中間熱交換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11512585A JPS61272596A (ja) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | 中間熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11512585A JPS61272596A (ja) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | 中間熱交換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61272596A true JPS61272596A (ja) | 1986-12-02 |
Family
ID=14654882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11512585A Pending JPS61272596A (ja) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | 中間熱交換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61272596A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9863723B2 (en) | 2011-08-25 | 2018-01-09 | Silvio Giachetti | Integrated pressure compensating heat exchanger and method |
-
1985
- 1985-05-28 JP JP11512585A patent/JPS61272596A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9863723B2 (en) | 2011-08-25 | 2018-01-09 | Silvio Giachetti | Integrated pressure compensating heat exchanger and method |
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