JPH0344962Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、高速増殖炉用蒸気発生器の給水管板
構造に係り、特に、給水管板の貫通流路にオリフ
イス機能を有す弁装置を設けて、定常時における
流動安定性を図ると共に非常時における伝熱管内
給水の排出を迅速に行行うようにした給水管板構
造に関する。

［従来の技術］ 高速増殖炉用の蒸気発生器は、核分裂熱を保有
する高温２次ナトリウムと水とを熱交換させて、
水蒸気を発生させるものであるが、一台の蒸気発
生器内において給水を加熱してこれを一気に水蒸
気化させるようにしたいわゆる一体貫流型の蒸気
発生器においては、起動時や低負荷時に伝熱管内
の給水が流動不安定となる現象が生ずるので、こ
れを防止する目的で伝熱管の給水入口側にオリフ
イスを設けることが行われている。

これを第６図及び第７図に基づいて詳述する。

第６図は高速増殖炉用蒸気発生器を示す平面図
であり、第７図は第６図中のＡ部である給水管板
を示す拡大断面図である。

蒸気発生器の外殻ケーシング１の上部及び下部
には、ナトリウム入口２とナトリウム出口３がそ
れぞれが設けられており、胴内に高温ナトリウム
を流通させるようになつている。

一方、ケーシング１内に収容される多数の伝熱
管４…の下端給水入口５…は、給水管板６を介し
てケーシング１の下部側壁に、上端蒸気出口７…
は蒸気管板８を介してケーシング１の上部側壁に
それぞれ接続されている。給水管板６の上流側に
はヘツダの機能を有す水室９が形成されると共
に、この水室９には、途中に給水ポンプ１０及び
止弁１１を介設した給水通路１２が接続されてお
り、給水通路１２から伝熱管４…に水を供給する
ようになつている。

また、上記給水管板６の下流側にはヘツダの機
能を有す蒸気室１３が形成されると共に、この蒸
気室１３には蒸気排出通路１４が接続されてい
る。

ところで、前述の如く蒸気発生器の立上がり時
や、低負荷時にあつては、全体の給水量が少ない
ことから、その流動が不安定化する不都合があつ
た。

そのため、この流動不安定化現象を回避するた
めに、従来にあつては第７図に示す如く各伝熱管
４…の給水入口５…の上流側に流量制御オリフイ
ス４０…を取付固定することが行なわれていた。

［考案が解決しようとする問題点］ このように、上述した流量制御オリフイス４０
…を設けることにより立上がり時などにおける流
動不安定性を回避することができた。

ところで、蒸気発生器運転中において伝熱管４
…が破損等して伝熱管からの水リークが生じた場
合には、Na−水反応が激しく生ずることから破
損伝熱管内の水を直ちに排出する必要が生ずる。

そのため、事故発生と同時に給水ポンプ１０を
停止すると共に止弁１１を閉じて伝熱管４…内へ
の給水を停止し、且つ止弁１１の下流側に分岐さ
せて設けたドレン排出路１５のドレン弁１６を開
状態とし、伝熱管４…内に残留する水を逆流させ
るこれをドレン排出路１５よりダンプタンク（図
示せず）へ抜き出すことが行なわれている。

しかしながら、伝熱管４…から残留水を逆流さ
せて排出させる場合、上記流量制御オリフイス４
０が抵抗となつてしまつて円滑な排出ができず、
このため排出時間が長くなつてしまつて蒸気発生
器の健全性を低下させるという問題があつた。

［考案の目的］ 本考案は、以上のような問題点に着目し、これ
を有効に解決すべく創案されたものである。

本考案の目的は、給水管板の貫通流路にオリフ
イス機能を有す弁装置を設けることにより、給水
逆流時には流れ抵抗を小さくするようにして排出
時間を短くし、健全性を高く維持できる高速増殖
炉用蒸気発生器の給水管板構造を提供するにあ
る。

［考案の概要］ 上記目的を達成するために本考案は、蒸気発生
器の給水管板の貫通流路に、伝熱管の給水入口を
接続し、上記貫通流路の給水上流側に、給水逆流
時に流路を開放する弁体を有す弁装置を設けて、
この弁体に、給水時に伝熱管内に流入する給水流
量を制御するオリフイスを形成するように構成
し、通常時にはオリフイスを通過させて給水を行
ない、事故時には逆流水により弁体を移動させて
流路を大きく開放させて流れ抵抗を正常時よりも
小さくしたことを要旨とする。

［実施例］ 以下に、本考案の好適一実施例を添付図面に基
づいて詳述する。

第１図及び第２図は本考案の第１実施例を示す
縦断面図、第３図は本考案の構成要素である弁体
を示す斜視図、第４図は第１図中−線矢視断
面図である。

尚、図示例にあつては１基の伝熱管しか記載さ
れていないが、他の多数の伝熱管も同様に取付け
られているので記載を省略する。

第１図及び第２図に示す如く６は高速増殖炉用
蒸気発生器内の下部に設けた給水管板であり、こ
の給水管板６の図中右側空間が水室９となり左側
空間がナトリウムの流れる胴内側となる。この給
水管板６には、水室９と胴内側とを貫通して多数
の貫通流路１７（図示例にあつては１基のみ記
す）が穿設されており、この貫通流路１７内に、
胴内側から伝熱管４の端部たる給水入口５を途中
まで挿入し、これを溶接等により取付固定してい
る。従つて、正常時には水室９内側から伝熱管４
に向けて給水を行なうことになる。

この貫通流路１７の給水上流側すなわち水室９
側には、給水逆流時にこの流路１７を開放する弁
体１９を有す弁装置１８が設けられている。具体
的には、この弁装置１８が、外殻を構成する弁箱
２０と、この弁箱２０内に収容される弁体１９と
により主に構成されている。上記弁箱２０は、ほ
ぼ円筒体状に成型されると共にその外周側に沿つ
てねじ山２１が形成されており、上記貫通流路１
７の上流側給水管板に形成されたねじ溝２２に上
記ねじ山２１を螺合させることにより弁箱２０を
給水管板６に取付固定させている。この弁箱２０
内には、水室９側から上記伝熱管４の給水入口５
に向けて順次縮径された内壁面に有す弁座２３が
形成されており、これに弁体１９が着座すること
になる。

この弁体１９は、上記弁座２３に内接して液密
に面接触で着座し得るように水室９側から伝熱管
４の給水入口５に向けてすなわち給水方向に向け
て順次縮径された截頭円錐形状をなし（第３図参
照）、給水逆流方向に対しては弁座２３から容易
に離脱して流路を開放し得るようになつている。

また、弁体離脱時にこの弁体１９が水室９内に
喪失することを防止するために、弁箱２０の周縁
部から水室９内に向けて適宜長さだけ延出させて
設けた支持リング２４に押え金具２５を取付けて
いる。

この押え金具２５は、流体（水）の流れを阻害
しないように金網や多数の流通孔を有するパンチ
ングメタルなどにより構成される。

また、支持リング２４の長さは、第１図中仮想
線に示す如く弁体１９が弁箱２０内から完全に離
脱しないような長さとし、着座離脱を安定して行
い得るようにしておく。

そして、このように構成された弁装置１８の弁
体１９には、第３図及び第４図にも示す如く水室
９内側と伝熱管４の給水入口５側とを常時連絡す
るための断面円形のオリフイス２６が形成されて
おり、給水時に上記伝熱管４内に流入する給水流
量を制御するようになつている。このオリフイス
２６の断面形状は円形に限定されず、また、その
開口面積は蒸気発生器の流動安定性を維持できる
広さに設定される。

次に、以上のように構成された第１実施例の作
用について説明する。

まず、蒸気発生器の通常運転時には、第１図に
示す如く給水通路１２を通つてきた給水は、水室
９から弁装置１８のオリフイス２６を通つて給水
入口５から伝熱管４内に流れ込み、この中を上昇
しつつ胴側を流れる高温２次ナトリウムと熱交換
されて水蒸気を発生することになる。この時、弁
体１９は弁座２３に着座しているので弁口は閉じ
られており、給水は常時開口しているオリフイス
２６のみを通つて伝熱管４内側に流れ込み、この
オリフイス２６の作用によつて給水流量が制限さ
れる。

従つて、従来例同様に蒸気発生器の立上がり時
や、軽負荷時において流動不安定が生ずることを
確実に阻止することができる。

ここで、伝熱管４に破損等が生じて事故が発生
した場合には、Na−水反応を防止するために伝
熱管４への給水を即座に停止すると共に管内の残
留給水を直ちに排出させる必要が生ずる。

そこで、給水ポンプ１０を停止すると共に止弁
１１を閉にして給水を停止し、これと同時にドレ
ン排出路１５のドレン弁１６を開にして伝熱管４
内の残留給水を逆流させて排出させる（第６図参
照）。この時、第２図に示す如く逆流水の流体圧
によつて弁装置１８の弁体１９は開方向すなわち
伝熱管４から水室９方向へ付勢されて移動し、流
路すなわち弁口を開放する。

従つて、逆流水は弁体１９のオリフイス２６の
みならず開放された流路すなわち弁体２３と弁体
１９との間に形成される環状の流路に沿つても流
れることになり、流れ抵抗が小さくなつて残留給
水を円滑に排出させることができる。

すなわち、残留給水を逆流させて排出させると
きには、弁体１９が逆流水による水圧により開方
向に移動して流路の開状態が維持され、このため
全体としての流路面積が給水時における流路面積
（オリフイスの開口面積に相当）よりも広くなる。
従つて、伝熱管４内の残留給水を円滑に排出する
ことができるので、従来例に比較して排出時間を
大幅に短くすることができる。

一方、弁座２３から離脱した弁体１９は水室９
側に臨ませて設けた押え金具２５で受け止められ
ることになり、これが水室９側に流出して喪失す
ることはない。

そして、再度給水が開始されると、第１図に示
す如くこの弁体１９は弁座２３に再度着座するこ
とになる。

次に、第５図に基づいて本考案の第２実施例に
ついて説明する。

尚、第１実施例と同一部分については同一符号
を付して説明を省略する。

この第２実施例が第１実施例と大きく変わると
ころは、弁体２７の形状を回転楕円体形状すなわ
ちほぼラグビーボール状に形成した点にある。こ
のように形成した弁体２７にその長軸方向に沿つ
てオリフイス２８を形成し、水室９側と伝熱管４
内側とを連通させる。弁体２７が着座する弁座２
９は、弁口に向けて弁体２７の曲率よりも小さな
曲率で椀状に成形されており、弁体２７が線接触
で弁座２９に着座するようになつている。

ところで、弁体２７が、この長軸すなわちオリ
フイス２８を軸心としてその周方向に回転しても
水室９と伝熱管４内との連絡は断たれないので問
題が生じないが、弁体２７がこの短軸（図中上下
方向）を軸心とし回転すると水室９と伝熱管４内
との連絡が断たれてしまうのでこの方向の回転を
阻止する必要が生ずる。そして、押え金具２５に
は、これより弁体２７に向けてこの短軸方向の外
周を囲繞するように筒体状或は格子状の案内筒３
０が延出させて設けられており、この案内筒３０
内に沿つて弁体２７が仮想線に示す如く移動し得
るようになつている。

次に、この第２実施例の作用について説明す
る。

この第２実施例の作用は、前記第１実施例とほ
ぼ同様であり、すなわち、給水時（通常運転時）
には、弁体２７は図中実線で示す如く給水圧によ
り図中左側に付勢されて弁座２９に着座してお
り、従つて、給水は実線に示す如く水室９からオ
リフイス２８のみを通つて伝熱管４内側に流入す
ることになり、流動不安定が生ずることなく安定
運転が行なわれる。

一方、事故時に伝熱管４内の水を逆流させて抜
くときには、この逆流水の水圧により弁体２７は
弁座２９から離脱して弁口を開放し、図中仮想線
に示すように右側に移動する。従つて、図中破線
で示す逆流水はオリフイス２８を通るのみなら
ず、弁座２９とこれより離脱した弁体２７との間
に形成される流路も通つて逆流することになり、
従つて、逆流時における流路面積は給水時におけ
る流路面積よりも広くなり、この排出を円滑に且
つ短時間で行うことが可能となる。

この場合、案内筒３０の作用により弁体２７が
短軸方向を軸心として回転することがなく、弁体
２７が再度着座する場合にはオリフイス２８は常
に図中水平方向に維持され、水室９と伝熱管４内
とを連絡している。

尚、前記実施例にあつては、弁体の形状を截頭
円錐形状、回転楕円形状に成型したが、これに限
定すれずオリフイスの貫通流路形成方向を常に一
定に維持できるならばその形状を問わない。

［考案の効果］ 以上要するに、本考案によれば次のような優れ
た効果を発揮することができる。

(1) 弁体にオリフイスを設けて、給水時にはこの
オリフイスを通してのみ給水を行い、事故時に
は逆流水の水圧によりこの弁体を移動させて全
体としての流路面積を給水時よりも広くなるよ
うにしたので、流れ抵抗が小さくなり伝熱管内
の残留給水を円滑に且つ短時間で排出させるこ
とができる。

(2) 従つて、排出時間を短くできる分だけ事故時
におけるNa−水反応を抑制することができ、
蒸気発生器の健全性を高く維持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の第１実施例を示す
縦断面図、第３図は第１実施例の構成要素である
弁体を示す斜視図、第４図は第１図中−線矢
視断面図、第５図は本考案の第２実施例を示す縦
断面図、第６図は高速増殖炉用蒸気発生器を示す
平面図、第７図は第６図中Ａ部であつて従来の給
水管板構造を示す拡大断面図である。 尚、図中４は伝熱管、５は給水入口、６は給水
管板、１７は貫通流路、１８は弁装置、１９，２
７は弁体、２６，２８はオリフイスである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高温ナトリウムと伝熱管内を流れる水とを熱交
   換させて水蒸気を発生させる高速増殖炉用蒸気発
   生器の給水管板構造において、上記蒸気発生器の
   給水管板の貫通流路に、上記伝熱管の給水入口を
   接続し、該貫通流路の給水上流側に、給水逆流時
   に流路を開放する弁体を有す弁装置を設け、該弁
   装置の弁体に、給水時に上記伝熱管内に流入する
   給水流量を制御するオリフイスを形成したことを
   特徴とする高速増殖炉用蒸気発生器の給水管板構
   造。