JPH04256895A - 液体金属冷却型原子炉の冷却システム - Google Patents

液体金属冷却型原子炉の冷却システム

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Publication number
JPH04256895A
JPH04256895A JP3017702A JP1770291A JPH04256895A JP H04256895 A JPH04256895 A JP H04256895A JP 3017702 A JP3017702 A JP 3017702A JP 1770291 A JP1770291 A JP 1770291A JP H04256895 A JPH04256895 A JP H04256895A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
primary
coolant
pump
heat exchanger
electromagnetic pump
Prior art date
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Pending
Application number
JP3017702A
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English (en)
Inventor
Kohei Taruya
耕平 樽谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH04256895A publication Critical patent/JPH04256895A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】[発明の目的]
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は液体金属を冷却材に使用
する原子炉の冷却設備として原子炉容器の外部に設置さ
れている一次冷却系及び二次冷却系機械式ポンプを改良
した液体金属冷却型原子炉の冷却システムに関する。
【0003】
【従来の技術】従来の液体金属冷却型高速増殖炉の冷却
システムについて図5を参照しながら説明する。
【0004】図5中符号1はループ型高速増殖炉の原子
炉容器を示している。原子炉容器1内には炉心2が収容
されており、この炉心2内に冷却材流入管3から冷却材
が流入される。炉心2で加熱された冷却材は冷却材流出
管4から流出する。原子炉容器1の上端は遮蔽プラグ5
で閉塞されており、遮蔽プラグ5の下部から炉心上方ま
でにわたり炉心上部機構6が設けられている。炉心2は
炉心支持機構7で支えられており、原子炉容器1の外側
には一次冷却材漏洩対策としてガードベッセル8で包囲
されている。なお、符号9は原子炉容器1内の一次冷却
材を示している。冷却材流出管4には一次系ホットレグ
配管10の一端が接続されており、一次系ホットレグ配
管10の他端は中間熱交換器11の一次側に接続されて
いる。 中間熱交換器11の一次側には一次系コールドレグ配管
12の一端が接続され、この一次系コールドレグ配管1
2の他端は冷却材流入管3に接続されている。一次系コ
ールドレグ配管12には一次系機械式ポンプ13が接続
されており、この一次系機械式ポンプ13で中間熱交換
器11内の一次系冷却材を原子炉容器1内の炉心2に送
り込む。中間熱交換器11及び一次系機械式ポンプ13
には一次冷却材漏洩対策としてそれぞれガードベッセル
14,15が設けられている。以上の系統で一次冷却系
を構成している。
【0005】中間熱交換器11の二次側には二次系ホッ
トレグ配管16の一端が接続されており、この二次系ホ
ットレグ配管16の他端は蒸気発生器17の二次系液体
金属流入側に接続されている。蒸気発生器17の二次系
液体金属流出側には二次系コールドレグ配管18の一端
が接続されており、二次系コールドレグ配管18の他端
は二次系機械式ポンプ26を介して中間熱交換器11の
二次側に接続されている。以上の系統で二次冷却材を構
成している。
【0006】蒸気発生器17には蒸気管19の一端が接
続されており、蒸気管19の他端はタービン20に接続
されている。タービン20には発電機21が接続されて
いる。タービン20の吐出側は復水器22が接続され、
復水器22の下流側は給水ポンプ23及び給水加熱器2
4が接続され、給水管25により蒸気発生器17の給水
側に接続されている。
【0007】次に、上記システムにおいて、原子炉容器
1内の一次系の冷却材9により発電機21で発電するま
での過程について説明する。炉心2で加熱された冷却材
9は冷却材流出管4から一次系ホットレグ配管10を通
って中間熱交換器11に流入して中間熱交換器11内を
流下し、その間に二次系コールドレグ配管18から流入
した二次系冷却材と熱交換して冷却される。冷却された
一次系冷却材は一次系コールドレグ配管12から一次系
機械式ポンプ13により導かれ冷却材流入管3から炉心
2内に流入する。一方、中間熱交換器11の二次系冷却
材は加熱されて二次系ホットレグ配管16を通って蒸気
発生器17へ流入し、給水管25からの給水を加熱して
蒸気化する。蒸気発生器17で熱交換して冷却された二
次系冷却材は二次系コールドレグ配管18から二次系機
械式ポンプ26により導かれ中間熱交換器11の二次系
入口配管に流入する。蒸気発生器17で加熱されて発生
した蒸気管19内の蒸気はタービン20内に流入し、タ
ービン20を回転させて発電機21を駆動し発電させる
。タービン20で仕事を終えた蒸気は復水器22で冷却
されて液化し、給水ポンプ23により給水加熱器24に
流入して加熱され給水管25を通して蒸気発生器17に
流入する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記システムにおいて
は、一次系機械式ポンプ13及び二次系機械式ポンプ2
6が組み込まれているため、これらのポンプ13,26
は動的機器としての欠点である故障の要因が多くなり、
保修性が乏しくなる課題がある。また、一次冷却材の漏
洩対策としてガードベッセル14,15が設置されてい
るため、物量が多くなっている課題がある。さらに二次
系冷却材の温度変化による膨張,収縮等の変化を伴い、
蒸気発生器内の液面変動があり、一定液位を保持するた
めには二次冷却材の容積を大きくしなければならず、蒸
気発生器を小型化できない課題がある。
【0009】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、動的機器を組み込むことなくポンプの保修性
を図り、またガードベッセルを共用化して物量の削減を
図り、さらに蒸気発生器内の液面削除が可能で蒸気発生
器を小型化できる液体金属冷却型原子炉の冷却システム
を提供することにある。 [発明の構成]
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は液体金属冷却型
原子炉容器の冷却材流出管に一次系ホットレグ配管を介
して接続された中間熱交換器と、この中間熱交換器と前
記原子炉容器との間に一次系ポンプを介して接続された
一次系コールドレグ配管と、前記中間熱交換器に二次系
ホットレグ配管を介して接続された蒸気発生器と、この
蒸気発生器と前記中間熱交換器との間に二次系ポンプを
介して接続された二次系コールドレグ配管とを具備した
液体金属冷却型原子炉の冷却システムにおいて、前記一
次系ポンプ及び二次系ポンプに電磁ポンプを組み込んで
なることを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明に係る冷却システムには一次及び二次冷
却材の駆動源として電磁ポンプが組み込まれているため
、動的機器がなく、故障の要因が少なくなり、信頼性が
向上する。電磁ポンプは電磁ポンプ容器の冷却材中に設
置され、冷却材は前記容器の側部に設けた入口配管から
流入し、前記容器の下部に設けた出口配管から吐出する
。電磁ポンプ内では外ダクトと内ダクトとで形成される
環状流路に冷却材が流入し、この環状流路で冷却材が駆
動力を受け、内ダクトに形成された戻り流路を通って流
出する。外ダクトの外側にはコイルが巻回され、冷却材
の流れ方向に沿って移動する移動磁界が形成される。 一次系電磁ポンプと中間熱交換器とは単一のガードベッ
セルに収納されているため物量の減少が図れる。
【0012】
【実施例】本発明の液体金属冷却型高速増殖炉の冷却シ
ステムの一実施例について図1から図3を参照しながら
説明する。なお、図中図5と同一部分には同一符号を付
す。図1中符号1はループ型高速増殖炉の原子炉容器を
示している。原子炉容器1内には炉心2が収容されてお
り、この炉心2内に冷却材流入管3から冷却材が流入さ
れる。炉心2で加熱された冷却材は冷却材流出管4から
流出する。原子炉容器1の上端は遮蔽プラグ5で閉塞さ
れており、遮蔽プラグ5の下部から炉心上方までにわた
り炉心上部機構6が設けられている。炉心2は炉心支持
機構7で支えられており、原子炉容器1の外側には一次
冷却材漏洩対策としてガードベッセル8で包囲されてい
る。なお、符号9は原子炉容器1内の一次冷却材を示し
ている。冷却材流出管4には一次系ホットレグ配管10
の一端が接続されており、一次系ホットレグ配管10の
他端は中間熱交換器11の一次側に接続されている。中
間熱交換器11の一次側には一次系コールドレグ配管1
2の一端が接続され、この一次系コールドレグ配管12
の他端は冷却材流入管3に接続されている。一次系コー
ルドレグ配管12には一次系電磁ポンプ27が入口配管
28及び出口配管29を介して接続されている。この一
次系電磁ポンプ27で中間熱交換器11内の一次系冷却
材を原子炉容器1内の炉心2に送り込む。中間熱交換器
11及び一次系電磁ポンプ27は単一のガードベッセル
30内に収納されて一次冷却材に対しての漏洩対策が施
されている。以上の系統で一次冷却系を構成している。
【0013】中間熱交換器11の二次側には二次系ホッ
トレグ配管16の一端が接続されており、この二次系ホ
ットレグ配管16の他端は無液面形の蒸気発生器17の
二次系液体金属流入側に接続されている。蒸気発生器1
7の二次系液体金属流出側には二次系コールドレグ配管
18の一端が接続されており、二次系コールドレグ配管
18の他端は中間熱交換器11の二次側に接続されてい
る。二次系コールドレグ配管18には二次系電磁ポンプ
31が入口配管28及び出口配管29を介して組み込ま
れている。以上の系統で二次冷却系を構成している。
【0014】蒸気発生器17には蒸気管19の一端が接
続されており、蒸気管19の他端はタービン20に接続
されている。タービン20は発電機21が接続されてい
る。タービン20の吐出側は復水器22が接続され、復
水器22の下流側は給水ポンプ23及び給水加熱器24
が接続され、給水管25により蒸気発生器17の給水側
に接続されている。
【0015】次に、上記システムにおいて、原子炉容器
1内の一次系の冷却材9により発電機21で発電するま
での過程について説明する。炉心2で加熱された冷却材
9は冷却材流出管4から一次系ホットレグ配管10を通
って中間熱交換器11に流入して中間熱交換器11内を
流下し、その間に二次系コールドレグ配管18から流入
した二次系冷却材と熱交換して冷却される。冷却された
一次系冷却材は一次系コールドレグ配管12から一次系
電磁ポンプ27により導かれ冷却材流入管3から炉心2
内に流入する。 一方、中間熱交換器11の二次系冷却材は加熱されて二
次系ホットレグ配管16を通って蒸気発生器17へ流入
し、給水管25からの給水を加熱して蒸気化する。蒸気
発生器17で熱交換して冷却された二次系冷却材は二次
系コールドレグ配管18から二次系電磁ポンプ31によ
り導かれ中間熱交換器11の二次系入口配管に流入する
。蒸気発生器17で加熱されて発生した蒸気管19内の
蒸気はタービン20内に流入し、タービン20を回転さ
せて発電機21を駆動し発電させる。タービン20で仕
事を終えた蒸気は復水器22で冷却されて液化し、給水
ポンプ23により給水加熱器24に流入して加熱され給
水管25を通して蒸気発生器17に流入する。
【0016】次に上記一次系電磁ポンプ27及び二次系
電磁ポンプ31の構成について説明するが、これらのポ
ンプ27,31は同一の構成なので、一次系電磁ポンプ
27について説明する。電磁ポンプ27は電磁ポンプ容
器32の冷却材33中に設置されており、冷却材33を
電磁ポンプ容器32の側部入口配管28から受け入れ、
下部出口配管29から吐出する。電磁ポンプ容器32内
に設置されているポンプ27は外ダクト34と内ダクト
35とが同心円状に配置されている。前記外ダクト34
と内ダクト35との間に形成される環状流路36に冷却
材33が流入し、前記環状流路36で前記冷却材33が
駆動力を受ける。前記内ダクト35に形成された戻り流
路37を通って前記冷却材33が流出するように前記外
ダクト34の外側にコイル38が巻回されて前記冷却材
33の流れ方向に沿って移動する移動磁界が形成される
。この電磁ポンプ27の外ダクト34,内ダクト35,
コイル38,外部鉄心39,内部鉄心40,ダクトサポ
ート41は全てポンプケーシング42で支持されている
。これらは前記ポンプ容器32の上部構造43上にフラ
ンジ44によって配設されている。内ダクト35の下部
に接続した冷却材吐出配管35aとポンプ容器32の出
口配管29とは小さなギャップ45を有した嵌合構造と
なっている。
【0017】なお、図3に示したようにこの冷却材吐出
配管35aとポンプ容器32の出口配管29の挿入部4
6においてピストンリング47を有するか、図4に示し
たようにラビリンス構造48を有すること及び出口配管
29との挿入部46の内径が出口配管29より大きくな
っている。また、ポンプ容器32の上部構造として熱遮
蔽板49,冷却管50,遮蔽体51を有する。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば一次系,二次系冷却シス
テムともに冷却材の駆動源として電磁ポンプを採用する
ことにより、動的機器の故障要因をなくすことができる
ので、冷却システムの信頼性が向上する。また、電磁ポ
ンプは電磁ポンプ容器から容易に引抜き、挿入が可能な
構造にできるため、保修性が向上する。さらに、一次系
冷却システムのガードベッセルを共用化できるため、物
量削減が可能となる。また、二次系冷却システムについ
て、二次系冷却材移送用電磁ポンプの容器は冷却材の液
面を有しており、二次系全体の温度変化による冷却材の
膨張,収縮の変化を電磁ポンプ容器の液位変化が吸収可
能となり、蒸気発生器内の液面削除が可能となり、蒸気
発生器の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液体金属冷却型原子炉の冷却シス
テムの一実施例を含む高速増殖炉の発電システムを示す
系統図。
【図2】図1における電磁ポンプを示す縦断面図。
【図3】図2における電磁ポンプとポンプ容器との嵌合
部の一例を示す縦断面図。
【図4】図2における電磁ポンプとポンプ容器との嵌合
部の他の例を示す縦断面図。
【図5】従来の液体金属冷却型原子炉の冷却システムを
説明するための高速増殖炉の発電システムを示す系統図
【符号の説明】
1…原子炉容器、2…炉心、3…冷却材流入管、4…冷
却材流出管、5…遮蔽プラグ、6…炉心上部機構、7…
炉心支持機構、8…ガードベッセル、9…一次冷却材、
10…一次系ホットレグ配管、11…中間熱交換器、1
2…一次系コールドレグ配管、13…一次系機械式ポン
プ、14…中間熱交換器用ガードベッセル、15…一次
系機械式ポンプ用ガードベッセル、16…二次系ホット
レグ配管、17…蒸気発生器、18…二次系コールドレ
グ配管、19…蒸気管、20…タービン、21…発電機
、22…復水器、23…給水ポンプ、24…給水加熱器
、25…給水管、26…二次系機械式ポンプ、27…一
次系電磁ポンプ、28…入口配管、29…出口配管、3
0…単一のガードベッセル、31…二次系電磁ポンプ、
32…電磁ポンプ容器、33…冷却材、34…外ダクト
、35…内ダクト,35a…冷却材吐出配管、36…環
状流路、37…戻り流路、38…コイル、39…外部鉄
心、40…内部鉄心、41…ダクトサポート、42…ポ
ンプケーシング、43…上部構造、44…フランジ、4
5…ギャップ、46…挿入部、47…ピストンリング、
48…ラビリンス構造、49…熱遮蔽板、50…冷却層
、51…遮蔽体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  液体金属冷却型原子炉容器の冷却材流
    出管に一次系ホットレグ配管を介して接続された中間熱
    交換器と、この中間熱交換器と前記原子炉容器との間に
    一次系ポンプを介して接続された一次系コールドレグ配
    管と、前記中間熱交換器に二次系ホットレグ配管を介し
    て接続された蒸気発生器と、この蒸気発生器と前記中間
    熱交換器との間に二次系ポンプを介して接続された二次
    系コールドレグ配管とを具備した液体金属冷却型原子炉
    の冷却システムにおいて、前記一次系ポンプ及び二次系
    ポンプに電磁ポンプを組み込んでなることを特徴とする
    液体金属冷却型原子炉の冷却システム。
JP3017702A 1991-02-08 1991-02-08 液体金属冷却型原子炉の冷却システム Pending JPH04256895A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6923007B1 (en) * 2003-10-16 2005-08-02 Daniel D. Holt System and method of pumping liquified gas
JP2009243925A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 高速増殖炉型原子力発電システム及びその運用方法並びにこれに用いられるポンプ組込型中間熱交換器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6923007B1 (en) * 2003-10-16 2005-08-02 Daniel D. Holt System and method of pumping liquified gas
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