JPH04125497A - 高速炉用熱交換器 - Google Patents
高速炉用熱交換器Info
- Publication number
- JPH04125497A JPH04125497A JP2244029A JP24402990A JPH04125497A JP H04125497 A JPH04125497 A JP H04125497A JP 2244029 A JP2244029 A JP 2244029A JP 24402990 A JP24402990 A JP 24402990A JP H04125497 A JPH04125497 A JP H04125497A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- temperature
- fluid
- piping
- plenum
- 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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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は原子炉の熱交換器に係り、特に、高速炉の熱交
換器で使用するに好適な熱交換器に関する。
換器で使用するに好適な熱交換器に関する。
従来の高速炉の熱交換器を含む高素炉の構造については
［日立評論ＶｏＱ０．６７ ＮＦｌｌｌ（１９８５−
１１）ｐ、８９１〜８９２」に記述されている。
［日立評論ＶｏＱ０．６７ ＮＦｌｌｌ（１９８５−
１１）ｐ、８９１〜８９２」に記述されている。
液体金属ナトリウム（以下、ナトリウムと記す）を冷却
材として用いるタンク型高速炉は第２図に示すように原
子炉容器９をナトリウムで満たし、その内部に炉心２．
炉心上部機構７．複数基の熱交換器１．複数基のポンプ
１１が設置されている。
材として用いるタンク型高速炉は第２図に示すように原
子炉容器９をナトリウムで満たし、その内部に炉心２．
炉心上部機構７．複数基の熱交換器１．複数基のポンプ
１１が設置されている。
さらに原子炉容器９内には通常の定格運転時に炉心２よ
り流出する高温のナトリウムと熱交換器１より流出する
低温のナトリウムを分離する隔壁１０により原子炉容器
９内は上部の高温プレナム４と下部の低温プレナム５に
分離されている。原子炉容器９の上部はルーフスラブ１
２（蓋板）によって閉ざされている。通常の定格運転時
には、ポンプ１１により循環流量が確保され、約３６０
℃の低温プレナムのナトリウムがポンプ１１．高圧プレ
ナム３を通り、炉心２と熱交換して約５３０℃のナトリ
ウムとなり、高温プレナム４に流入する。高温プレナム
４のナトリウムは熱交換器１を通り、冷却されて低温プ
レナム５に流入する。原子炉が停止し、スクラムした場
合には崩壊熱除去用の熱交換器が作動し、ポニーモータ
と呼ばれる小型ポンプや原子炉内の自然循環により、原
子炉停止後の崩壊熱を除去するのに十分な定格時の１０
％〜３％程度の循環流量が確保される。
り流出する高温のナトリウムと熱交換器１より流出する
低温のナトリウムを分離する隔壁１０により原子炉容器
９内は上部の高温プレナム４と下部の低温プレナム５に
分離されている。原子炉容器９の上部はルーフスラブ１
２（蓋板）によって閉ざされている。通常の定格運転時
には、ポンプ１１により循環流量が確保され、約３６０
℃の低温プレナムのナトリウムがポンプ１１．高圧プレ
ナム３を通り、炉心２と熱交換して約５３０℃のナトリ
ウムとなり、高温プレナム４に流入する。高温プレナム
４のナトリウムは熱交換器１を通り、冷却されて低温プ
レナム５に流入する。原子炉が停止し、スクラムした場
合には崩壊熱除去用の熱交換器が作動し、ポニーモータ
と呼ばれる小型ポンプや原子炉内の自然循環により、原
子炉停止後の崩壊熱を除去するのに十分な定格時の１０
％〜３％程度の循環流量が確保される。
上記従来技術の問題点を図を用いて説明する。
第３図は原子炉停止後の熱交換器１の出口１３と低温プ
レナム５の温度Ｔ１．Ｔ２の時間変化の一例の概略を示
したものである。原子炉停止前の通常の定格運転時、高
温プレナム４の温度５３０℃、低温プレナム５の温度３
６０℃で冷却材が循環しているとする。原子炉が停止す
ると、前記のように循環流量が急激に低下する。しかし
、熱交換器１はその内部に二次冷却系の低温流体を保有
しているため、その熱容量の影響により、スクラム初期
には流量の減少した一次系の流体を第３図に示したよう
に定格時の流出温度、即ち、低温プレナム５の温度より
も低い温度まで冷却する。−計算例では熱交換器１の二
次冷却系の熱容量の影響により第３図に示したように、
最大的１００℃の温度低下を生じることになる。そして
、熱交換器１の二次冷却系と一次系の流体温度の差が少
なくなると徐々に熱交換器出口１３の温度は上昇し、崩
壊熱除去用の補助熱交換器の冷却に依存した温度になる
。定格時、即ち、スクラム前には第４図（ａ）に示した
ようにＴ ｔ ＝ Ｔ ｘの温度でポンプの循環力によ
り、熱交換器出口１３から低温プレナム５へ流体が流出
する。スクラム後は、上述のようにＴ １ ＜ Ｔ ２
となるため、浮力の影響により第４図（ｂ）に示したよ
うに、熱交換器出口１３からの流体は下降し、低温プレ
ナム５の流体は熱交換器出口１３を通り、熱交換器１内
に流入する。熱交換器１内の温度はＴ１であるため、Ｔ
２の温度の流体が内部に流入して混合することにより、
第３図に概略を示したような最大変動幅ＩＴＩ−Ｔ２＋
の温度変動を発生する。この温度変動は熱交換器１の内
部の構造に熱サイクルや熱疲労を発生させる恐れがある
。
レナム５の温度Ｔ１．Ｔ２の時間変化の一例の概略を示
したものである。原子炉停止前の通常の定格運転時、高
温プレナム４の温度５３０℃、低温プレナム５の温度３
６０℃で冷却材が循環しているとする。原子炉が停止す
ると、前記のように循環流量が急激に低下する。しかし
、熱交換器１はその内部に二次冷却系の低温流体を保有
しているため、その熱容量の影響により、スクラム初期
には流量の減少した一次系の流体を第３図に示したよう
に定格時の流出温度、即ち、低温プレナム５の温度より
も低い温度まで冷却する。−計算例では熱交換器１の二
次冷却系の熱容量の影響により第３図に示したように、
最大的１００℃の温度低下を生じることになる。そして
、熱交換器１の二次冷却系と一次系の流体温度の差が少
なくなると徐々に熱交換器出口１３の温度は上昇し、崩
壊熱除去用の補助熱交換器の冷却に依存した温度になる
。定格時、即ち、スクラム前には第４図（ａ）に示した
ようにＴ ｔ ＝ Ｔ ｘの温度でポンプの循環力によ
り、熱交換器出口１３から低温プレナム５へ流体が流出
する。スクラム後は、上述のようにＴ １ ＜ Ｔ ２
となるため、浮力の影響により第４図（ｂ）に示したよ
うに、熱交換器出口１３からの流体は下降し、低温プレ
ナム５の流体は熱交換器出口１３を通り、熱交換器１内
に流入する。熱交換器１内の温度はＴ１であるため、Ｔ
２の温度の流体が内部に流入して混合することにより、
第３図に概略を示したような最大変動幅ＩＴＩ−Ｔ２＋
の温度変動を発生する。この温度変動は熱交換器１の内
部の構造に熱サイクルや熱疲労を発生させる恐れがある
。
本発明の目的は、スクラム初期に、熱交換器１内への低
温プレナム５からの流体の侵入を防止し、熱交換器１内
で発生する恐れのある熱疲労を防止することにある。
温プレナム５からの流体の侵入を防止し、熱交換器１内
で発生する恐れのある熱疲労を防止することにある。
上記目的は、熱交換器の出口に、内部に絞りを取り付け
た配管を設け、前記絞りの下部の位置の配管面に孔を設
けることにより達成される。
た配管を設け、前記絞りの下部の位置の配管面に孔を設
けることにより達成される。
高速炉の熱交換器の出口に、内部に絞りを取り付けた配
管を設け、前記絞りの下部の位置の配管面に孔を設ける
ことにより、原子炉が停止し、循環流量が低下して熱交
換器出口の流体の温度が低温プレナムの流体温度よりも
低下した際、絞りは熱交換器から流出する流体を増速し
、配管の中心部を通り、低温プレナムに流出させる。そ
して、低温プレナムの熱交換器から流出する流体よりも
温度の高い流体は配管の外周に沿って配管内を上昇する
。上昇した低温プレナムからの流体は配管内面に設けら
れた絞りにより、その上昇を妨害される。しかし、この
流体の上昇は熱交換器内の流体と低温プレナムの流体の
温度差に伴う、浮力に起因するため、絞りのみでは、絞
りと配管面の間に、低温プレナムから上昇してくる流体
が溜り、やがて、絞りを乗り越えてさらに絞りよりも上
昇してしまう。そこで、本発明ではさらに絞りの下部の
配管面に孔を設け、配管内の絞りで上昇を妨害した流体
を、配管面の孔を通して配管外へ逃がすことにより、絞
りよりも上部への流体の侵入を防止する。これにより、
スクラム初期に熱交換器内に侵入した低温プレナムの流
体と熱交換器内の流体の混合に伴う温度変動を防止し、
熱疲労を防ぐことができる。
管を設け、前記絞りの下部の位置の配管面に孔を設ける
ことにより、原子炉が停止し、循環流量が低下して熱交
換器出口の流体の温度が低温プレナムの流体温度よりも
低下した際、絞りは熱交換器から流出する流体を増速し
、配管の中心部を通り、低温プレナムに流出させる。そ
して、低温プレナムの熱交換器から流出する流体よりも
温度の高い流体は配管の外周に沿って配管内を上昇する
。上昇した低温プレナムからの流体は配管内面に設けら
れた絞りにより、その上昇を妨害される。しかし、この
流体の上昇は熱交換器内の流体と低温プレナムの流体の
温度差に伴う、浮力に起因するため、絞りのみでは、絞
りと配管面の間に、低温プレナムから上昇してくる流体
が溜り、やがて、絞りを乗り越えてさらに絞りよりも上
昇してしまう。そこで、本発明ではさらに絞りの下部の
配管面に孔を設け、配管内の絞りで上昇を妨害した流体
を、配管面の孔を通して配管外へ逃がすことにより、絞
りよりも上部への流体の侵入を防止する。これにより、
スクラム初期に熱交換器内に侵入した低温プレナムの流
体と熱交換器内の流体の混合に伴う温度変動を防止し、
熱疲労を防ぐことができる。
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第１図は、本発明の高速炉用熱交換器をタンク型高速炉
の熱交換器として用いた場合の一実施例である。熱交換
器１の出口１３の配管に絞り１４と孔１５が設けである
。原子炉が停止し、循環流量が低下して熱交換器出口１
３の流体の温度が低温プレナム５の流体温度よりも低下
した際、第５図に示すように、絞り１４は熱交換器１か
ら流出する流体を増速し、出口配管工３の中心部を通り
、低温プレナム５に流出させる。そして、低温プレナム
５の熱交換器１から流出する流体よりも温度の高い流体
は出口配管１３の外周に沿って配管１３内を上昇する。
の熱交換器として用いた場合の一実施例である。熱交換
器１の出口１３の配管に絞り１４と孔１５が設けである
。原子炉が停止し、循環流量が低下して熱交換器出口１
３の流体の温度が低温プレナム５の流体温度よりも低下
した際、第５図に示すように、絞り１４は熱交換器１か
ら流出する流体を増速し、出口配管工３の中心部を通り
、低温プレナム５に流出させる。そして、低温プレナム
５の熱交換器１から流出する流体よりも温度の高い流体
は出口配管１３の外周に沿って配管１３内を上昇する。
上昇した低温プレナム５からの流体は配管１３内面に設
けられた絞り１４により、その上昇を妨害される。さら
に、絞り１４の下部の配管面設けた孔１５を通して絞り
１４により上昇を妨害された流体を配管工３外へ逃がし
、絞り１４よりも上部への流体の侵入を防止する。
けられた絞り１４により、その上昇を妨害される。さら
に、絞り１４の下部の配管面設けた孔１５を通して絞り
１４により上昇を妨害された流体を配管工３外へ逃がし
、絞り１４よりも上部への流体の侵入を防止する。
これにより、第６図に温度変化の概略を示すように、ス
クラム初期に熱交換器出口配管工３内に侵入した低温プ
レナム５の流体が、さらに熱交換器１内に侵入して混合
することに伴う温度変動を防止し、熱交換器１内部の構
造材の熱疲労を防ぐことができる。
クラム初期に熱交換器出口配管工３内に侵入した低温プ
レナム５の流体が、さらに熱交換器１内に侵入して混合
することに伴う温度変動を防止し、熱交換器１内部の構
造材の熱疲労を防ぐことができる。
第７図はループ型の高速炉に本発明の熱交換器を適用し
た場合の一実施例である。原子炉容器の外部に配管で接
続された熱交換器１の容器内の二次冷却系と熱交換する
一次系流体の出口１３の絞り１４と孔１５をもつ配管が
設けである。
た場合の一実施例である。原子炉容器の外部に配管で接
続された熱交換器１の容器内の二次冷却系と熱交換する
一次系流体の出口１３の絞り１４と孔１５をもつ配管が
設けである。
第８図は本発明のその他の実施例である。熱交換器出口
１３の配管に複数の絞りと孔を設け、熱交換器１内へ低
温プレナム５からの流体が侵入するのを防ぐ構造を多重
化し、効果を高めたものである。
１３の配管に複数の絞りと孔を設け、熱交換器１内へ低
温プレナム５からの流体が侵入するのを防ぐ構造を多重
化し、効果を高めたものである。
本発明によれば、高速炉の熱交換器の出口に、内部に絞
りを取り付けた配管を設け、絞りの下部の□位置の配管
面に孔を設けることにより、原子炉が停止し、循環流量
が低下して熱交換器出口の流体の温度で低温プレナムの
流体温度よりも低下した際、絞りは熱交換器から流出す
る流体を増速し、配管の中心部を通り、低温プレナムに
流出させる。
りを取り付けた配管を設け、絞りの下部の□位置の配管
面に孔を設けることにより、原子炉が停止し、循環流量
が低下して熱交換器出口の流体の温度で低温プレナムの
流体温度よりも低下した際、絞りは熱交換器から流出す
る流体を増速し、配管の中心部を通り、低温プレナムに
流出させる。
そして、低温プレナムの熱交換器から流出する流体より
も温度の高い流体は配管の外周に沿って配管内を上昇す
る。上昇した低温プレナムからの流体は配管内面に設け
られた絞りにより、その上昇を妨害される。さらに、絞
りの下部の配管面に設けた孔を通してこの流体を配管外
へ逃がし、絞りよりも上部への流体の侵入を防止できる
。これにより、スクラム初期に熱交換器内に侵入した低
温プレナムの流体と熱交換器内の流体の混合に伴う温度
変動を防止し、熱疲労を防ぐことができる。
も温度の高い流体は配管の外周に沿って配管内を上昇す
る。上昇した低温プレナムからの流体は配管内面に設け
られた絞りにより、その上昇を妨害される。さらに、絞
りの下部の配管面に設けた孔を通してこの流体を配管外
へ逃がし、絞りよりも上部への流体の侵入を防止できる
。これにより、スクラム初期に熱交換器内に侵入した低
温プレナムの流体と熱交換器内の流体の混合に伴う温度
変動を防止し、熱疲労を防ぐことができる。
第１図は本発明の一実施例の高速炉の熱交換器の説明図
、第２図はタンク型高速炉の説明図、第３図は従来技術
における原子炉停止時の熱交換器出口温度の過渡変化の
特性図、第４図は従来技術におけるスクラム前後の熱交
換器出口部の流れと温度の説明図、第５図は本発明にお
けるスクラム後の熱交換器出口部の流れと温度の説明図
、第６図は本発明における原子炉停止時の熱交換器出口
温度の過渡変化の特性図、第７図は本発明のループ型高
速炉に対する一実施例の説明図、第８図は本発明の他の
実施例の要部の説明図である。 １・・・熱交換器、２・・炉心、３・・・高圧プレナム
、４・・・高温プレナム、５・・・低温プレナム、６
・接続配管、７・・・炉心上部機構、８ ・自由液面、
９・原子炉容器、１０・・・隔壁、１１・・ポンプ、１
２・・ルーフスラブ、１３・・・熱交換器出口、１４・
・・絞り、１５・・・孔、１６・・・熱交換器入口。 リ乃 図 第６因 第７図
、第２図はタンク型高速炉の説明図、第３図は従来技術
における原子炉停止時の熱交換器出口温度の過渡変化の
特性図、第４図は従来技術におけるスクラム前後の熱交
換器出口部の流れと温度の説明図、第５図は本発明にお
けるスクラム後の熱交換器出口部の流れと温度の説明図
、第６図は本発明における原子炉停止時の熱交換器出口
温度の過渡変化の特性図、第７図は本発明のループ型高
速炉に対する一実施例の説明図、第８図は本発明の他の
実施例の要部の説明図である。 １・・・熱交換器、２・・炉心、３・・・高圧プレナム
、４・・・高温プレナム、５・・・低温プレナム、６
・接続配管、７・・・炉心上部機構、８ ・自由液面、
９・原子炉容器、１０・・・隔壁、１１・・ポンプ、１
２・・ルーフスラブ、１３・・・熱交換器出口、１４・
・・絞り、１５・・・孔、１６・・・熱交換器入口。 リ乃 図 第６因 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、原子炉容器内に一次冷却材を内蔵する高速炉用熱交
換器において、 前記熱交換器の出口に、内部に絞りを取り付けた配管を
設け、前記絞りの下部の位置の配管面に孔を設けたこと
を特徴とする高速炉用熱交換器。 ２、請求項１において、前記熱交換器の配管が前記熱交
換器に直接接続されている高速炉用熱交換器。 ３、請求項１において、前記熱交換器の配管が前記熱交
換器の配管を介して熱交換器に接続されていることを特
徴とする高速炉用熱交換器。 ４、請求項１において、前記熱交換器の配管が有する絞
りと孔が単数である高速炉用熱交換器。 ５、請求項１において、前記熱交換器の配管が有する絞
りと孔が複数である高速炉用熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2244029A JPH04125497A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 高速炉用熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2244029A JPH04125497A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 高速炉用熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04125497A true JPH04125497A (ja) | 1992-04-24 |
Family
ID=17112654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2244029A Pending JPH04125497A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 高速炉用熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04125497A (ja) |
-
1990
- 1990-09-17 JP JP2244029A patent/JPH04125497A/ja active Pending
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