JPS62170891A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は液体金属冷却型高速増殖炉の蒸気発生器に関す
る。

〔発明の技術的背景〕

第３図を参照して従来例を説明する。第３図はタンク型
高速増殖炉の概略構成を示す図であり、図中符号１は原
子炉容器である。この原子炉容器１はリングガータ２を
介して原子炉建屋３に支持されている。この原子炉容器
１の外周側には安全容器４が設置されている。この安全
容器４も上記原子炉建屋３に支持されている。原子炉容
器１内には一次冷却材５および炉心６が収容されている
。

この炉心６は炉心支持機構７を介して原子炉容器１に支
持されている。また上記炉心６は図示しない複数の燃料
集合体および制御棒等から構成されている。原子炉容器
１の上部開口ＩＡはルーフスラブ８により閉塞されてい
る。上記炉心支持機構７と原子炉容器１との間には隔壁
１０が設置されており、この隔壁１０により原子炉容器
１内を上下に二分して、上方を上部プレナム１１、下方
を下部プレナム１２としている。上記炉心支持機構７の
外周側には中間熱交換器１３および一次主循環ボンプ１
４がルーフスラブ８および隔壁１０を貫通して周方向交
互に等間隔に配置されている。

一方原子炉容器１の外には二次冷却系幻２が設置されて
いる。すなわち前記中間熱交換器１３には二冷却材配管
２２を介して一次主循環ボンプ２３および蒸気発生器２
４が接続されている。また蒸気発生器２４には蒸気系配
管２５および給水系配管２６が接続されており、夫々図
示しないタービン系および給水ポンプに接続されている
。

上記構成によると一次冷却材５は炉心６を上方に向って
流通し、その際炉心６の核反応熱により昇温する。昇温
した冷却材５は上部プレナム１１内に流出し、　中間熱
交換器１３内に流入口１３Ａを介して流入する。中間熱
交換器１３内に流入した一次冷却材５は二次冷却材と熱
交換して冷却される。冷却された一次冷却材５は下部プ
レナム１２内に流出し、−法主循環ボンブ１４に吸引さ
れる。吸引された一次冷却材５は加圧されて炉心６の下
方に配管１４Ａを介して供給される。以下同様のサイク
ルをくりかえす。

一方中間熱交換器１３における熱交換により昇温した二
次冷却材は二次冷却材配管２２を介して蒸気発生器２４
に移送される。この蒸気発生器２４にて給水系配管２６
を介して供給される給水と熱交換して冷却され二次主循
環ポンプ２３に吸引される。そしてこの二次主循環ポン
プ２３に加圧されて再度中間熱交換器１３に供給される
。一方蒸気発生器２４における熱交換により昇温した給
水は蒸気となり、蒸気系配管２５を介してタービン系に
移送されて発電に供される。

このように原子炉容器１の一次冷却系と原子炉容器１の
外の二次冷却系とを分離させて配置したのは以下のよう
な理由による。すなわち仮に分離させないで配置した場
合には、万一蒸気発生器２４の伝熱管（該伝熱管内には
給水又は蒸気が流通している）に破損が発生した場合に
冷却材（例えば液体ナトリウム）と水とが化学反応して
、該反応により発生する反応生成物の影響が炉心６に直
接およぶこととなり、二次災害を誘引することにもなり
かねないからである。

〔背景技術の問題点〕

上記構成によると以下のような問題がある。上述したよ
うに一次冷却材５と水との化学反応、それによる二次災
害を未然に防止する目的より一次冷却系と二次冷却系と
を分離させて設置しているが、反面これは物量の増大を
来たしている。すなわち原子炉容器１内の一次冷却系と
は別に原子炉容器１の外に一次主循環ポンプ２３および
蒸気発生器２４等を設置する必要があり、これに伴なっ
て各種配管、補助機器はもとよりサポート類も必要とな
るからである。

〔発明の目的〕

本発明は以上の点に基づいてなされたものでその目的と
するところは、冷却系としての機能を損なうことなく構
成の簡略化、物量の低減を図ることが可能な蒸気発生器
を提供することにある。

〔発明の概要〕

すなわち本発明による蒸気発生器は、原子炉容器内にル
ーフスラブおよび隔壁を貫通して配置された外胴と、こ
の外胴の内周側に配置された内胴と、との内胴の内周側
に配置された内筒と、上記外胴と内胴との間に夫々設置
され相互間に二次冷却材が流通する中間熱交換用伝熱管
を支持するとともに一次冷却材が流通する冷却材熱交換
室を形成する上管板および下管板と、前記内胴の下端に
設置され前記内胴および内１６間に形成された熱交換室
内の二次冷却材を吸引して上記下管板の下方に形成され
た二次冷却材下部室に移送しさらに前記中間熱交換用伝
熱管を経て上記上管板の上方に形成され前記内胴に連通
された二次冷却材上部室に移送し二次冷却材を循環させ
る二次主循環ポンプと、上記熱交換室内に配設され前記
内胴に接続された給水管台を介して供給される給水を導
入するとともにこの給水と熱交換室内を流通する二次冷
却材とを熱交換させて蒸気を発生させ内胴に接続された
蒸気管台を介してタービン系に蒸気を供給する蒸気発生
用伝熱管とを具備したことを特徴とするものである。

つまり従来原子炉容器内に設置されていた中間熱交換器
としての機能、原子炉容器の外に二次冷却系として設置
されていた蒸気発生器および二次主循環ポンプとしての
機能を１つの蒸気発生器に備え、これを原子炉容器内に
設置することにより従来原子炉容器の外に設置されてい
た二次冷却系を不要とするものである。

〔発明の実施例〕

以下第１図および第２図を参照して本発明の詳細な説明
する。第１図は本実施例による蒸気発生器を従来の中間
熱交換器として使用した構成を示す図である。尚従来と
同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する
。第１図中筒号社は蒸気発生器であり、蒸気発生暮旦は
従来の中間熱交換器としての機能はもとより、二次冷却
系の蒸気発生器および二次主循環ポンプとしての機能を
も備えたものである。この蒸気発生器Ｕは、従来の中間
熱交換器と同様に炉心支持機構７の外周側にルーフスラ
ブ８および隔壁１０を貫通して配置されている。本実施
例の場合には従来原子炉容器１の外に設置されていた二
次冷却系に相当する構成はなく、蒸気発生器社からター
ビン系に直接蒸気・が供給されるとともに、給水ポンプ
から直接給水が供給される。

以下第２図を参照して蒸気発生器リエの構成を詳細に説
明する。第２図は蒸気発生器廷の縦断面図であり、図中
符号６３は軸を垂直とした円筒状の内胴である。この内
胴６３の外側上部には支持スカート６２が取り付けられ
ており、この支持スカート６２はルーフスラブ８に支持
されている。内胴６３の外側には内用側面をおおうよう
に外胴６１が配設されている。内胴６３の内部中央には
上・下端を開口した内＠６４が垂設されている。上記外
胴６１の上方位置の内周側には間隔を存して内壁６５が
配置されている。この内壁６５の下端と外胴６１との間
には上管板６６が設置されている。一方上記内胴６３の
下端部と外胴６１との間には下管板６７が設置されてい
る。

これら上管板６６および下管板６７との間は冷却材熱交
換室６８どなっており、複数本の中間熱交換用伝熱管６
９が配設されている。尚上記外胴６１には一次冷却材人
ロ窓７０および一次冷却材出ロ窓７１が夫々形成されて
いる。よって−次冷却材５は図中矢印で示すように一次
冷却材人ロ窓７０を介して冷却材熱交換室６８内に流入
して該室６８内を降下して一次冷却材出ロ窓７１を介し
て流出する。その際上記中間熱交換用伝熱管６９内を流
通する二次冷却材と熱交換して冷却される。また上記冷
却材熱交換室６８の上方は二次冷却材上部室７２となっ
ており、下方には二次冷却材下部室７３が形成されてい
る。この二次冷却材下部室７３は内胴６３内の熱交換室
９２の下方に位置し、内胴６３の底部を閉塞する内胴下
部鏡板７４と接している。内胴下部鏡板７４には二次主
循環ポンプ８１が接続されている。この二次主循環ポン
プ８１はセンターリターン型電磁ポンプであり、前記熱
交換室９２の下端中央部に位置している。この二次主循
環ポンプ８１は以下のような構成となっている。図中符
号８２は前記熱交換室９２に下端を開放し上端を閉塞さ
れた外管である。この外管８２には内管８３が接続され
ている。上記内管８３の外周側には内部鉄芯８４が設置
されているとともに、外管８２の外周側には固定子８５
が設置されている。そして熱交換室９２内の二次冷却材
を電磁ポンプ作用により吸引し、外管８２および内管８
３を介して吐出する。上記二次主循環ポンプ８１より吐
出された二次冷却材は前記二次冷却材下部室７３を介し
て前記中間熱交換用伝熱管６９内を上昇して前記二次冷
却材下部室７２内に流入する。上記二次冷却材上部室７
２には連絡配管７５が連結されており、この連絡配管７
５は前記内胴６３を貫通して熱交換室９２上部に連絡し
ている。熱交換室９２は前記内筒６４と内胴６３との間
に形成されており、この熱交換室９２内にはヘリカルコ
イル状の蒸気発生用伝熱管９４が配設されている。一方
向筒６４内には複数の下降伝熱管９６が配設されている
。この下降伝熱管９６内には内胴６３の上端に接続され
た給水管台９７を介して流入する豊水が流通し、下降伝
熱管９６内を下降した給水は前記蒸気発生用伝熱管９４
内に下方から流入する。蒸気発生用伝熱管９４内の給水
は上昇し、その際前記連絡配管７５より流出した二次冷
却材と熱交換して蒸気となり、内胴６３の上端に接続さ
れた蒸気管台９８を介して図示しないタービン系に移送
される。

一方熱交換室９２内で冷却された二次冷却材は前記二次
主循環ポンプ８１を介して二次冷却材下部室７３内に流
下し、再度前記中間熱交換用伝熱管６９内に流入する。

尚熱交換室９２内の二次冷却材は自由液面１０１を有し
ており、原子力発電プラントの起動・停止に伴なう二次
冷却材の膨張・収縮はこの自由液面１０１の変化により
効果的に吸収される。

前記外ＷＲ６１の隔壁１０の貫通部にはマノメータシー
ル機構１１１が設置されている。　また前記支持スカー
ト６２には前記連絡配管７５を通すための穴１２１が設
けられており、連絡配管７５と支持スカート６２との間
にはベローズ１２２が設置されている。　このベローズ
１２２により一次冷却材５の上方に充填されたカバーガ
ス１３１のバウンダリを形成するとともに、内Ｗｉ４６
３側と外胴６１側との熱膨張差を吸収している。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず−次冷却材
５は一次冷却材人ロ窓７０を介して冷却材熱交換室６８
内に流入する。この冷却材熱交換室６８内を降下して一
次冷却材出ロ窓７１を介して下部プレナム１２内に流出
する。その際中間熱交換用伝熱管６９内を上昇している
二次冷却材と熱交換して冷却される。これに対して二次
冷却材は熱交換室９２の下部より二次主循環ポンプ８１
に吸引され二次主循環ポンプ８１の外管８２．内管８３
を通って二次冷却材下部室７３に流入し、そこから中間
熱交換用伝熱管６９内を上昇して罫書し、二次冷却材下
部室７２内に流出する。さらに連絡配管７５および分配
管９１を介して熱交換室９２内に流出する。熱交換室９
２内に流出した二次冷却材はこの熱交換室９２内を降下
して二次冷却材下部室７３内に流出する。その際蒸気発
生用伝熱管９４内を上昇する給水と熱交換して冷却され
る。一方給水は給水管台９７より下降伝熱管９６内を下
降し、さらに蒸気発生用伝熱管９４内を上昇する。この
とき加熱されて蒸気となり、蒸気管台９８を介してター
ビン系に移送される。タービン系に移送された蒸気は発
電に供されて復水し、再び給水管台９７へ戻される。

以上本実施例によると以下のような効果を奏することが
できる。

■　まず本実施例の蒸気発生器現、は従来の中間熱交換
器としての機能を有することはもとより、従来原子炉容
器１の外部に分離して設置されていた蒸気発生器および
二次主循環ポンプ１としての機能をも備えており、よっ
て本実施例の蒸気発生器リエを原子炉容器１に設置すれ
ば、従来のように原子炉容器１の外に二次冷却系を分離
した状態で設置する必要はない。したがって構成を大幅
に簡略化することができ、従来懸念されていた物量増大
という問題を解消することができる。また当然のことな
がら関連する電気計装設備、空調設備および原子炉建屋
の簡略化、コンパクト化を図ることができ、コストの低
減を図る上で極めて効果的である。

■　蒸気発生器シ２に二次主循環ポンプ８１を設置して
いるので、従来のように別体に設置していた場合に比べ
て二次冷却材の循環経路が大幅に短縮化され、かつ流路
抵抗も小さくなるので、二次主循環ポンプ８１としても
小さなもので事足りることとなる。

■　万一蒸気発生用伝熱管９４が損傷して、給水と冷却
材とが反応して反応生成物が発生するような事があって
も、−次冷却材５と二次冷却材とは分離しているので何
等問題はない。

に）二次主循環ポンプ８１が二次冷却材中に浸漬されて
いるため、二次主循環ポンプ８１で発生する熱が二次冷
却材に伝えられ、無駄にならない。

■　水・蒸気系と一次冷却系とが隔離されているので、
仮に伝熱管の一部が破損しても水・蒸気系と一次冷却材
とが直接接触する可４ｈ極めて小さく、安全性が高い。

〔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、
従来のように原子炉容器の外に二次冷却系を分離して設
置する必要がなく、構成の簡略化およびプラントのコン
パクト化を図ることができ、コストの低減を効果的に図
る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図および第２図は本発明の第１の実施例を示す図で
、第１図はタンク型高速増殖炉の縦断面図、第２図は蒸
気発生器の縦断面図、第３図は従来のタンク型高速増殖
炉の構成を示す図である。 １・・・原子炉容器、　　　　５・・・−次冷却材８・
・・ルーフスラブ、　　　１０・・・隔壁娃・・・蒸気
発生器、　　　　６１・・・外胴６３・・・内用、　　
　　　　　　６４・・・内筒６６・・・上管板、　　　
　　　６７・・・下管板６８・・・冷却材熱交換室、　
　６９・・・中間熱交換用伝熱管７２・・・二次冷却材
上部室、　７３・・・二次冷却材下部室８１・・・二次
主循環ポンプ、　９２・・・熱交換室９４・・・蒸気発
生用伝熱管、　９７・・・給水管台９８・・・蒸気管台
。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子炉容器内にルーフスラブおよび隔壁を貫通し
   て配置された外胴と、この外胴の内周側に配置された内
   胴と、この内胴の内周側に配置された内筒と、上記外胴
   と内胴との間に夫々設置され相互間に二次冷却材が流通
   する中間熱交換用伝熱管を支持するとともに一次冷却材
   が流通する冷却材熱交換室を形成する上管板および下管
   板と、前記内胴の下端に設置され前記内胴および内筒の
   間に形成された熱交換室内の二次冷却材を吸引して上記
   下管板の下方に形成された二次冷却材下部室に移送しさ
   らに前記中間熱交換用伝熱管を経て上記上管板の上方に
   形成され前記内胴に連通された二次冷却材下部室に移送
   し二次冷却材を循環させる二次主循環ポンプと、上記熱
   交換室内に配設され前記内胴に接続された給水管台を介
   して供給される給水を導入するとともにこの給水と熱交
   換室内を流通する二次冷却材とを熱交換させて蒸気を発
   生させ内胴に接続された蒸気管台を介してタービン系に
   蒸気を供給する蒸気発生用伝熱管とを具備したことを特
   徴とする蒸気発生器。