JPS63111495A - 高速増殖炉用循環系ポンプ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高速増殖炉の循環系ポンプに関する。

［従来の技術］ 液体金属、例えば液体ナトリウムを冷却材とした高速増
殖炉の炉型にはループ型炉とタンク型炉がおる。いずれ
も、液体ナトリウムにより核***で発生する炉心の熱を
直接冷却する１次冷却系と、中間熱交換器を介して熱を
蒸気発生器に輸送する２次冷却系を有している。

これら循環系のポンプ、即ち１次系ポンプ、２次系ポン
プには、従来機械式ポンプが使用されており、電磁ポン
プも対象と考えられている。

［発明が解決しようとする問題点］ 高速増殖炉の建設費を低減するため、構成機器である中
間熱交換器、ポンプ等の小型化が要求されている。

ところが、機械式ポンプはキャビテーション対策上小型
化には限界がある。例えば、タンク型炉の場合、機械式
ポンプは成る深さ以上にインペラーをナトリウム中に浸
漬させる必要がある為、ポンプの軸を長尺にしなければ
ならず、ポンプの軸を長尺にすると、軸の危険速度、ポ
ンプ各部構造と軸の機械共振等振動上の問題を惹起する
為、ポンプを高回転することが困難となる。従って、ポ
ンプを小型化にすることができない。

一方、電磁ポンプでは、コイルを冷却する必要がある為
、効率が悪い。また電磁流体に浸して使用する場合、コ
イルのシールドが必要で、特に高速増殖炉のタンク型炉
に使用する大容量の電磁ポンプの場合、シールドが大型
化するので、その装備が困難でおる。ざらに電流を流す
ために、大型の発電機が必要である。このように電磁ポ
ンプは装備する上で種々の問題点をかかえている。

そこで本発明は、機械式ポンプや電磁ポンプのような問
題点が無く、小型、高性能で構造簡単な高速増殖炉用循
環系ポンプを提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するための本発明の高速増殖炉用循環
系ポンプは、機械式ポンプの入口部の前部に、ポンプへ
流入する流体とポンプから流出する流体とが対向流とな
る２つの流路を隣接して有する導電体より成る配管を設
け、該配管の流路を仕切った仕切板と直交する方向の配
管内面に電気絶縁体を設け、この電気絶縁体を有する側
の配管外面を挟むように磁界発生装置を設けたことを特
徴とするものである。

［作　用１ 上記構成の循環ポンプでは、入口部の前部に対向流とな
る流体の流路を隣接して有する導電体より成る配管に、
磁界発生装置により磁界を発生させ、この磁界と流体の
運動によって、誘導起電力が生じ、これによる電流が電
磁流体中と配管である導電体の中を流れ、この電流はポ
ンプへ流入する流体中にも流れる結果、磁界と電流とに
よってポンプへ流入する方向に力が働き、ポンプへ流入
する流体が昇圧され、インペラーに送られるので、キャ
ビテーションが防止され、吸込み性能が向上する。

［実施例］ 本発明による高速増殖炉用循環系ポンプの一実施例を図
面を参照して説明する。第１図はタンク型高増殖炉の１
次冷却系の１次系ポンプに適用した場合であり、図にお
いて、１は主容器、２は炉心、３は炉心上部構造、４は
ポンプ、５は中間熱交換器、６はルーフスラブでおる。

１次冷却系の冷却材でおる液体ナトリウムは下部プレナ
ム７７）１らポンプ４に矢印の如く吸引され、ポンプ４
にて点線矢印の如く炉心２に送られ、ここで加熱されて
上部プレナム８に排出され、上部プレナム８で中間熱交
換器５に入り、２次冷却系の液体ナトリウムに熱を受は
渡した後、下部プレナム７に放出される。以後１次冷却
系の液体すトリウムは主容器１内を加熱、冷却を繰り返
しながら循環する。

前記ポンプ４は機械式ポンプで、その入口部９の前部に
、フローカップラー１０をポンプ本体４ａを支持した溝
造物１１に支持して設けている。このフローカップラー
１０は、第２図に示す如くポンプ本体４ａの内に流入す
る液体ナトリウムとポンプ本体４ａ内から流出する液体
ナトリウムとが対向流となる流路１１．１２を有する導
電体より成る配管１３を設け、該配管１３の流路１１．
１２を仕切った仕切板１４と直交する方向の配管１３の
内面に第３図に示す如く電気絶縁体１５を設け、この電
気絶縁体１５を有する側の配管１３の外面を挟むように
磁界発生装置１６を設けたものでおる。第２図中、１７
はポンプインペラー、１８はインペラー軸、１９はディ
フューザである。前記磁界発生装置１６は、鉄心２０に
コイル２１を巻いたものを組合わせて成るが、永久磁石
を組合わせたものでも良い。

上記の如く入口部９の前部にフローカップラー１０を設
けた１次系ポンプ４では、フローカップラー１０の磁界
発生装置１６により導電体より成る配管１３に第３図の
矢印Ｂの如く磁界を発生させることにより、この磁界と
液体ナトリウムの運動、即ち流速Ｖによって、誘導起電
力Ｖ＝Ｂ−Ｖ−ｆが生じ、これによる電流Ｉ＝Ｖ／Ｒが
導電体より成る配管１３と流路１１．１２を流れる液体
ナトリウム中を矢印■の如くループ電流となって流れる
。その結果、流路１１を通って矢印Ｐの如くポンプ本体
４ａへ流入する液体ナトリウムには磁界Ｂと電流Ｉによ
ってポンプ本体４ａへ流入する方向に力が動き、ポンプ
本体４ａへ流入する液体ナトリウムが昇圧せしめられる
。

かくして第２図に示す如くポンプ本体４ａの入口部９に
設けられたポンプインペラー１７のキャビチージョンが
防止され、ポンプ４の吸込み性能が向上し、第１図の炉
心２へは大流量の液体ナトリウムを送給できるものであ
る。

尚、上記実施例に於いて、磁界の強さを大きくする事に
より、フローカップラーでの吸込み性能が大きくなり、
これにより、機械式ポンプの軸長を短くする事ができる
。

また上記実施例は、タンク型高速増殖炉の１次冷却系の
１次系ポンプに適用した場合であるが、２次冷却系の２
次系ポンプに適用しても良いものである。

ざらに本発明の循環系ポンプは、ループ型高速増殖炉の
１次冷却系の１次系ポンプにも適用できるものである。

通常、第４図ａに示すループ型高速増殖炉では、１次冷
却系の１次系ポンプ４′は中間熱交換器５′の上流のホ
ットレグＨ側に設置されている。これはコールドレグＣ
側では、配管。

中間熱交換器５′などにより圧損が生じ、この為ポンプ
入口部での有効吸込み水頭が小さくなり、従来型のポン
プでは、キャビテーションの発生が問題になるからであ
る。従って、温度条件の厳しいホットレグＨ側に敢えて
設置している。

しかし本発明の循環系ポンプならば、萌述の如くキャビ
テーションの発生が防止され、高い吸込み性能が得られ
るので、中間熱交換器５′の下流の温度条件の緩やかな
コールドレグＣ側に第４図すに示す如く１次系ポンプ４
′を設置することができ、有利である。

［発明の効果］ 以上の説明で判るように本発明の高速増殖炉用循環系ポ
ンプは、回転部を設けることなくポンプへ流入する流体
を昇圧できるので、キャビテーションが防止され、吸込
み性能が向上すると共にポンプ本体を短尺、小径にでき
て、ポンプの構造の簡略化と小型化を図ることができる
。

またこのようにポンプの小型、高性能化により、タンク
型やループ型の高速増殖炉の１次冷却系の１次系ポンプ
に適用すると、高速増殖炉内に占めるポンプスペースを
減少でき、他の炉内の機器の配置を合理化することがで
き、またルーフスラブの荷重を低減できるので、主容器
を縮小化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の循環系ポンプを備えたタンク型高速増
殖炉の概略縦断面図、第２図は本発明の循環系ポンプの
入口部の曲部に設けたフローカップラーを示す図、第３
図はそのフローカップラーの原理を示す図、第４図ａは
従来のポンプをループ型高速増殖炉に備える場合を示す
概略図、第４図すは本発明の循環系ポンプをループ型高
速増殖炉に備える場合を示す概略図である。 ４・・・ポンプ　　　　　　９・・・ポンプの入口部１
１、１２・・・流路　　　　　１３・・・配管１４・・
・仕切板　　　　　　１５・・・電気絶縁体１６・・・
磁界発生装置 特許出願人　川崎重工業株式会社 同　　　　財団法人　電力中央仙究所 代　理　人　　弁理士　高　　　雄次部・第１図 第４図 （ａ） 第４図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機械式ポンプの入口部の前部に、ポンプへ流入する流体
   とポンプから流出する流体とが対向流となる２つの流路
   を隣接して有する導電体より成る配管を設け、該配管の
   流路を仕切った仕切板と直交する方向の配管内面に電気
   絶縁体を設け、この電気絶縁体を有する側の配管外面を
   挟むように磁界発生装置を設けたことを特徴とする高速
   増殖炉用循環系ポンプ。