JPH0261401A

JPH0261401A - 蒸気発生器

Info

Publication number: JPH0261401A
Application number: JP21259088A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Shimobayashi; 下林　泰浩
Original assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1990-03-01

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）本発明は例えば高速増殖炉発電プラントに使用される蒸
気発生器に関する。

（従来の技術）一般に高速増殖炉（以下ＦＢＲと称す）の発電プラント
では一次冷却材として液体金属ナトリウム等の液体金属
が使用されている。

ＦＢＲは一次冷却材が炉心を通過して強く放射化される
。また、液体金属で水を加熱して蒸気を発生させる蒸気
発生器の蒸気側配管が破損した際には水−ナトリウム反
応の影響が炉心に波及するのを防止している。このよう
な理由から第６図に示すように一次冷却材２を二次冷却
系■を介して蒸気系■に接続している。

すなわち、−次冷却系工は原子炉容器１内に液体金属ナ
トリウム等の一次冷却材２および炉心３を収容している
。

原子炉容器１から一次冷却配管４を介して中間熱交換器
５の一次側および一次循環ポンプ６を順次ループ状に接
続して一次冷却材を循環させる閉ループを形成している
。

二次冷却系■は中間熱交換器５の一次側と熱交換を行な
う二次側に二次冷却配管７を接続し、この二次冷却配管
７を蒸気発生器８の液体金属入口ノズルの一次側に接続
し、−次側を構成する本体胴内側と本体胴内に収納され
た伝熱管９の外側とを流れ、蒸気発生器８の下部つまり
液体金属出口ノズルと二次循環ポンプ１０とを順次ルー
プ状に接続し、二次冷却材１１を循環させる閉ループを
形成している。

蒸気系■は蒸気発生器８の伝熱管９の蒸気出口に蒸気管
１２を接続して、この蒸気管１２を蒸気タービン１３の
蒸気入口に連通し、蒸気タービン１３に給水ポンプ１４
を介装した復水管１５を接続して蒸気発生器８の伝熱管
９の給水入口ノズルに連通している。

したがって、原子炉容器１内の炉心３で加熱されて高温
に昇温した一次冷却材２は中間熱交換器５で二次冷却材
１１を加熱しながら冷却され、原子炉容器１内に再び還
流される。

一方、中間熱交換器５で加熱された高温の二次冷却材１
１は蒸気発生器８でその伝熱管９に供給された給水を加
熱して蒸気を発生させながら冷却され、再び中間熱交換
器５に戻される。

蒸気発生器８で発生した蒸気は蒸気タービン１３に送ら
れて仕事をし、蒸気タービン１３は発電機１６を駆動し
て発電させる。

蒸気タービン１３で仕事をした蒸気は図示しないタービ
ン復水器で冷却されて、復水に凝縮し、この復水は復水
管１５を通して給水として蒸気発生器８に給水される。

（発明が解決しようとする課題）従来の蒸気発生器８は液体金属の入口ノズルが本体胴の
上部側面に設けられ、かつ、この入口ノズルから本体胴
内に分配される分配管が左右二方向の２本のみであり、
更に蒸気出口水室が本体胴の上蓋に直接接続された構造
′になっている。そのため、入口ノズルから流入した液
体金属が分配管へ流出された際、非対称となり、また分
配後のリングヘッダーで分配が不均一になる問題点があ
る。

ざらに本体胴内の液体金属の液面が低く、カバーガス空
間が広いため蒸気発生器が長大化する問題点もあった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
液体金属の分配をリングヘッダを使用することなく本体
胴内への液体金属の流入時の非対称を緩和するとともに
本体川内へ液体金属が均一に流入しかつ本体胴を短縮し
てコンパクト化をはかることができる蒸気発生器を提供
することにある。［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は液体金属を本体胴内に流通させかつ該本体胴の
下部側面に設けられた給水人口水至を通して水を該本体
胴内に配置された多数の伝熱管に流入させて前記液体金
属との熱交換によって生じた過熱蒸気を該本体外へ流出
させる蒸気発生器において、前記本体胴の上部に設けた
液体金属の入口ノズルと、この入口ノズルに接続された
多数のフローホールを有する分配管と、前記本体胴上部
側面に接続された蒸気出口水室と、前記本体胴の下部に
接続された液体金属の出口ノズルとを具備したこと特徴
とする。

（作　用）本体胴の液体金属入口ノズルから流入した液体金属は、
本体胴内の分配管に流れ込み、フローホールから本体胴
内の伝熱管へ導かれる。

フローホールから均一に分散し流出した液体金属は多数
の伝熱管に均等に接触し、伝熱管内を流れる給水を加熱
して冷却され液体金属出口ノズルから流出する。

また、蒸気出口水室を本体胴の上部側面に設けることに
より本体胴の高さを減することができ、カバーガス空間
を小さくできるため、それらにより蒸気発生器をコンパ
クト化できる。

（実施例）第１図、第２図および第３図（ａ）を参照しながら本発
明に係る蒸気発生器の一実施例を説明する。

なお、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３図（ａ
）は第２図の分配管を部分的に示す斜視図である。

第１図において、符＠２０は蒸気発生器の外観を構成す
る円筒状本体胴を示しており、この本体胴２０は上端に
上ｉ２１が、下端に底板２２が気密に取付けられている
。

上ｆｉ２１には液体金属入口ノズル２３が接続され、ま
た、底板２２には液体金属出口ノズル２４が接続されて
いる。液体金属入口ノズル２３は第３図（ａ）に示した
ように上方から下方に向けて孔径が大きくなるように多
数のフローホール２５ａを有する分配管２５を接続して
いる。この分配管２５の下部はフローホール２５を有す
る底板２５ｂで閉塞されている。

この入口ノズル２３に分配管２５を接続した概略断面を
第２図に示す。また、本体胴２０の上部には蒸気出口水
室２６が周方向に４等分された位置に４カ所接続されて
いる。これらの蒸気出口水室２６はそれぞれ蒸気管２７
に接続されている。ざらに本体ＷＡ２０の下部には給水
入口水室２８が周方向に４等分された位置に４カ所接続
されている。これらの給水入口水室２８はそれぞれ給水
ノズル２９に接続されている。給水入口水室２８は本体
胴２０内に収納された伝熱管３０の入口部３０ａに接続
され、蒸気出口水￥２６は伝熱管３０の出口部３０ｂに
接続されている。なお、図中３１は台座、３２は台座３
１に載置固定される取付はフランジ、３３はカバーガス
空間をそれぞれ示している。リングヘッダー３４にはフ
ローノズルが多数形成されている。

しかして、上記構成の蒸気発生器は第６図に示した二次
冷却配管７から加熱された液体金属が入口ノズル２３お
よび分配管２５を通ってフローホール２５ａから本体Ｗ
４２０内に流入する。入口ノズル２３から流入した液体
金属は分配管２５のフローホール２５ａで分散し均分し
て流れ下降し伝熱管３０の外面を流れ、液体金属出口ノ
ズル２４から流出し二次循環ポンプ１０から中間熱交換
器５へ流入する。

一方、タービン１３から流出した給水は給水配管１５か
ら給水管２９を経て本体胴２０内の伝熱管３０に流入す
る。給水は伝熱管３０内を上昇して流れ液体金属で加熱
されて蒸気となり、蒸気出口水至２６から蒸気管２７を
通って第６図に示した蒸気管１２からタービン１３へ流
入する。

したがって、液体金属入口ノズル２３から導入された高
温の液体金属は分配管２５の７０−ホール２５ａで対称
に分配され、均一に流れ多数の伝熱管３０の外面を軸方
向に沿って均一に流下し液体金属出口ノズル２４から中
間熱交換器９へ還流される。

この一連の流れによって伝熱管３０へ安定した熱伝達を
図ることができる。

第３図（ｂ）は分配管２５の下端に曲面状鏡板２５ｃを
設けた例を示している。この鏡板２５ｃにはフローホー
ル２５ａが設けられている。この例によれば液体金属が
放射線状に分散され、より均一な流れを形成させること
ができる。

第４図は分配管２５に２本の分校管２５ｄを接続した例
であり、また第５図は分配管２５に４本の分枝管２５ｅ
を接続した例を示している。分枝管２５ｄ。

２５ｅの端部はいずれも曲面状鏡板２５ｃで閉塞されて
いる。

これらの分配管２５によれば第３図（ａ）および（ｂ）
の分配管よりもざらに均一な分散状態の流れをつくるこ
とができる。

なお、上記各々の分散管にはいずれも上方は小さく、下
方へ向うにつれて大きくなる孔径のフローホール２５ａ
が形成されている。そのため、上方のフローホールから
流出する液体金属は外側の伝熱管３０を軸方向に沿って
下方に流下し、また下部のフローホールから流出する液
体金属は内側の伝熱管３０を軸方向に沿って流下する。

また、第２図に示したように上記出口水室２６の接続位
置が本体１１ｉｉＩ２０の上部で、しかも液体金属（Ｎ
ａ　＞の液面（Ｌ）より低いため水子２６内の管内のホ
ットショックに対する温度の追従性が良好となる。ざら
にカバーガス空間（Ｐ）を縮少できるので本体胴２０を
コンパクト化できる効果がある。

［発明の効果］本発明によれば本体胴の上部から流入した液体金属は分
配管へ対称に分配され、その分配管のフローホールから
本体胴内の伝熱管へ均一に流出され、従来のフローノズ
ルよりも均一に流出される。

したがって、伝熱管への安定した熱伝達を図ることがで
きる。

また、上記出口水室の設置位置が流体金属の液面より低
いため、水子内管板のホットショックに対する温度追従
性が非常に良好となるとともにコンパクト化でき、かつ
リングヘッダーを削除したことによって蒸気発生器の構
造が簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の蒸気発生器を一部開腹
して示す斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視部の概略
断面図、第３図（ａ）および第３図（ｂ）はそれぞれ本
体胴内の分配管を拡大して示す斜視図、第４図および第
５図はそれぞれ分配管の他の例を示す斜視図、第６図は
一般的な高速増殖炉溌電プラントの全体構成を概略的に
示す系統図である。２・・・−次冷却材４・・・−次冷却配管１・・・原子炉容器。３・・・炉心。５・・・中間熱交換器６・・・−次循環ポンプ７・・・二次冷却配管８・・・蒸気発生器。１０・・・二次循環ポンプ１１・・・二次冷却材、１２・・・蒸気管９・・・伝熱
管１３・・・蒸気タービン１４・・・給水ポンプ、１５・・・給水配管１６・・・
発電機、　　　　　２０・・・本体胴２１・・・上蓋、
２２・・・底板２３・・・液体金属入口ノズル２４・・・液体金属出口ノズル２５・・・分配管２５ａ・・・フローホール２６・・・蒸気出口水室２７・・・蒸気管、２９・・・給水管３０・・・伝熱管、３１・・・台座３２・・・取付け７ランジ３３・・・カバーガス空間（８７３３）代理人

Claims

【特許請求の範囲】

　液体金属を本体胴内に流通させかつ該本体胴の下部側
面に設けられた給水入口水室を通して水を該本体胴内に
配置された多数の伝熱管に流入させて前記液体金属との
熱交換によって生じた加熱蒸気を該本体外へ流出させる
蒸気発生器において、前記本体胴の上部に設けた液体金
属の入口ノズルと、この入口ノズルに接続された多数の
フローホールを有する分配管と、前記本体胴の上部側面
に接続された蒸気出口水室と、前記本体胴の下部に接続
された液体金属の出口ノズルとを具備したことを特徴と
する蒸気発生器。