JPH07243778A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放射性物質の外部環境への耐漏洩性を高め熱
発生源（核融合炉の場合）の安全性を保持する。 【構成】 第１熱交換器本体１４と、第２熱交換器本体
２４と、内部管１６にアニュラス部形成部材を介して外
部管１７を被覆した二重構造管により形成された中間部
が第１熱交換器本体１４の内部に配置され内部管１６の
両端部が核融合炉本体１に連通する一次系伝熱管１５
と、前記第１熱交換器本体１４と第２熱交換器本体２４
とを連通する二次系管路２５，２６と、中間部が第２熱
交換器本体２４の内部に配置され両端部が海中１３に連
通する三次系伝熱管２９とを備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射性物質の外部環境
への耐漏洩性を高めた熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は現在研究開発が行なわれている熱
発生源（核融合炉本体の場合）に用いられる熱交換器の
一例を示すもので、１は核融合炉本体、２は第１熱交換
器本体、３は第２熱交換器本体であり、前記核融合炉本
体１並びに第１熱交換器本体２は、遮蔽構造物４の内部
に配置されている。

【０００３】前記核融合炉本体１の内部と第１熱交換器
本体２の一次系伝熱管５とは管路６と管路７とを介して
接続され、前記核融合炉本体１と管路６と一次系伝熱管
５と管路７とによって形成される一次流体ループには、
一次冷却材として図示されていない一次系ポンプにより
水（蒸気）が循環するようになっている。

【０００４】また、第１熱交換器本体２の内部と第２熱
交換器本体３の内部とは二次系の管路８及び管路９とを
介して接続され、前記第１熱交換器本体２の内部と管路
８と第２熱交換器本体３の内部と管路９とによって形成
される二次流体ループには、二次冷却材として図示され
ていない二次系ポンプにより水が循環するようになって
いる。

【０００５】さらに、第２熱交換器本体３の三次系伝熱
管１０は管路１１と管路１２とを介して海中１３に連通
し、前記第２熱交換器本体３の三次系伝熱管１０と管路
１２と海中１３と管路１１とによって形成される三次流
体系には、三次冷却材として図示されていない三次系ポ
ンプにより海水が循環するようになっている。

【０００６】このように、熱交換器系を一次流体系と二
次流体系と三次流体系とに分割しているのは、核融合炉
本体１の炉心部で発生し、且つ一次冷却材に透過・混入
する放射性物質トリチウム（³Ｈ）が生体に害を及ぼす
ものであるので、万一、第１熱交換器本体２の一次系伝
熱管５が損傷しても、その一次冷却材が外部へ流出しな
いようにするためである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
熱交換器では、放射性物質であるトリチウムに対する障
壁としては二重に止まり、なお、トリチウムの漏洩の恐
れがあるという問題がある。

【０００８】本発明は、前述の実情に鑑み、トリチウム
に対する障壁を多重（３重）とすることにより放射性物
質の外部環境への耐漏洩性をさらに高めて熱発生源（核
融合炉の場合）の安全性を保持しつつ、設置スペースの
縮小を図り得られる熱交換器を提供することを目的とし
てなしたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、第１熱交
換器本体と、第２熱交換器本体と、内部管にアニュラス
部形成部材を介して外部管を被覆した二重構造管により
形成された中間部が前記の第１熱交換器本体の内部に配
置され且つ前記内部管の両端部が熱発生源に連通して一
次流体ループを形成する一次系伝熱管と、前記第１熱交
換器本体と第２熱交換器本体とを連通して二次流体ルー
プを形成する二次系管路と、中間部が前記の第２熱交換
器本体の内部に配置され且つ両端部が第３の冷却体に連
通する三次系伝熱管とを備えた構成とする。

【００１０】第２の発明は、第１熱交換器本体と、第２
熱交換器本体と、中間部が前記の第１熱交換器本体の内
部に配置され且つ両端部が熱発生源に連通して一次流体
ループを形成する一次系伝熱管と、中間部が前記の第１
熱交換器本体の内部に配置され且つ両端部が前記の第２
熱交換器本体に連通して二次流体ループを形成する二次
系伝熱管と、中間部が前記の第２熱交換器本体の内部に
配置され且つ両端部が第３の冷却体に連通する三次系伝
熱管とを備えた構成とする。

【００１１】第３の発明は、第１熱交換器本体と、第２
熱交換器本体と、中間部が前記の第１熱交換器本体の内
部に配置され且つ両端部が熱発生源に連通して一次流体
ループを形成する一次系伝熱管と、前記第１熱交換器本
体と第２熱交換器本体とを連通して二次流体ループを形
成する二次系管路と、ループ状の一局部が前記の第２熱
交換器本体の内部に配置され且つループ状の他局部が第
３の冷却体と熱交換を行ない得るように三次流体ループ
を形成する三次系伝熱管とを備えた構成とする。

【００１２】第４の発明は、熱交換器本体と、中間部が
前記熱交換器本体の内部に配置され且つ両端部が熱発生
源に連通して一次流体ループを形成する一次系伝熱管
と、ループ状の一局部が前記熱交換器本体の内部に配置
され且つループ状の他局部が第３の冷却体と熱交換を行
ない得るように二次流体ループを形成する二次系伝熱管
とを備えた構成とする。

【００１３】第５の発明は、熱交換器本体と、該熱交換
器本体と熱発生源とを連通して一次流体ループを形成す
る一次系管路と、内部管にアニュラス部形成部材を介し
て外部管を被覆した二重構造管により形成されたループ
状の一局部が前記の熱交換器本体の内部に配置され且つ
前記内部管に連通するループ状の他局部が第２の冷却体
と熱交換を行ない得るように二次流体ループを形成する
二次系伝熱管とを備えた構成とする。

【００１４】

【作用】従って、第１の発明では、熱発生源から一次系
伝熱管内を循環する一次冷却材が第１熱交換器本体の内
部で該第１熱交換器本体内の熱媒体と熱交換して熱発生
源の冷却に寄与し、二次系管路を介して第１熱交換器本
体と第２熱交換器本体との間を循環する熱媒体が第１熱
交換器本体から第２熱交換器本体へ熱を伝播し、三次系
伝熱管内を循環する三次冷却材が第２熱交換器本体内の
熱媒体と熱交換して該第２熱交換器本体の内部を冷却す
る。

【００１５】第２の発明では、熱発生源から一次系伝熱
管内を循環する一次冷却材が第１熱交換器本体の内部で
該第１熱交換器本体内の熱媒体と熱交換して熱発生源の
冷却に寄与し、第１熱交換器本体の内部を循環する熱媒
体が一次系伝熱管側から三次系伝熱管側へ熱を伝播し、
二次系伝熱管内を循環する二次冷却材が第１熱交換器内
の熱媒体と熱交換して該第１熱交換器本体の内部を冷却
し、三次系伝熱管内を循環する第３の冷却体が第２熱交
換器本体内の熱媒体と熱交換して該第２熱交換器本体の
内部を冷却する。

【００１６】第３の発明では、熱発生源から一次系伝熱
管内を循環する一次冷却材が第１熱交換器本体の内部で
該第１熱交換器本体内の熱媒体と熱交換して熱発生源の
冷却に寄与し、二次系管路を介して第１熱交換器本体と
第２熱交換器本体との間を循環する熱媒体が第１熱交換
器本体から第２熱交換器本体へ熱を伝播し、三次系伝熱
管内を循環する三次冷却材が第３の冷却体と熱交換して
冷却され且つ第２熱交換器本体の内部で該第２熱交換器
本体内の熱媒体と熱交換して第２熱交換器本体の内部を
冷却する。

【００１７】第４の発明では、熱発生源から一次系伝熱
管内を循環する一次冷却材が熱交換器本体の内部で該熱
交換器本体内の熱媒体と熱交換して熱発生源の冷却に寄
与し、熱交換器本体の内部を循環する熱媒体が一次系伝
熱管側から三次系伝熱管側へ熱を伝播し、二次系伝熱管
内を循環する二次冷却材が第３の冷却体と熱交換して冷
却され且つ熱交換器本体の内部で該熱交換器本体内の熱
媒体と熱交換して熱交換器の内部を冷却する。

【００１８】第５の発明では、一次系管路を介して熱発
生源と熱交換器本体との間を循環する一次冷却材が熱発
生源の冷却に寄与し、二次系伝熱管内を循環する二次冷
却材が第２の冷却体と熱交換して冷却され且つ熱交換器
本体の内部で該熱交換器本体内の熱媒体と熱交換して熱
交換器本体の内部を冷却する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００２０】図１は第１の発明の熱交換器の一実施例の
概略を表す系統図で、図中、図８と同じものには同じ符
号を付してある。

【００２１】本実施例では、遮蔽構造物４の内側に核融
合炉本体１とともに配置された第１熱交換器本体１４を
設け、二重構造管により形成された中間部が前記の第１
熱交換器本体１４の内部に配置され、且つ二重構造管の
内部管１６の両端部が前記の核融合炉本体１に連通して
一次流体ループを形成する一次系伝熱管１５を設ける。

【００２２】前記の一次系伝熱管１５を形成する二重構
造管は図２に示され、内部管１６と該内部管１６の外径
よりも大きい内径を有する外部管１７とを同軸に配設
し、内部管１６と外部管１７との間に形成される空間に
通気性を有する構造（例えばワイヤメッシュ材よりなる
アニュラス部形成部材１８を介在させた構造）を有して
いる。

【００２３】前記内部管１６は管路１９と管路２０とを
介して核融合炉本体１に接続されており、外部管１７に
は、アニュラス部形成部材１８内にヘリウムガスを流通
させるための管路２１が接続され、該管路２１にはヘリ
ウムガス循環機２２と水分・放射線検出器２３とが接続
されておりヘリウムガス流体ループを形成している。

【００２４】また、遮蔽構造物４の外側に第２熱交換器
本体２４を配置し、前記遮蔽構造物４を貫通して延び前
記の第２熱交換器本体２４の内部と第１熱交換器本体１
４の内部とを連通して二次流体ループを形成する二次系
の管路２５，２６を設ける。

【００２５】さらに、中間部が前記の第２熱交換器本体
２４の内部に配置され、且つ両端部が管路２７及び管路
２８を介して海中１３に連通する単管構造の三次系伝熱
管２９を備える。

【００２６】次に作動について説明すると、核融合炉本
体１と管路１９と第１熱交換器本体１４の一次系伝熱管
１５の内部管１６と管路２０とによって形成される一次
流体ループには、一次冷却材として水（蒸気）が図示さ
れていない一次系ポンプにより循環され、第１熱交換器
本体１４の内部で熱媒体（水）と熱交換して核融合炉本
体１の冷却に寄与する。

【００２７】また、第１熱交換器本体１４の内部と二次
系の管路２５と第２熱交換器本体２４の内部と二次系の
管路２６とによって形成される二次流体ループには、図
示されていない二次系ポンプにより循環される熱媒体
（水）が第１熱交換器本体１４から第２熱交換器本体２
４へ熱を伝播する。

【００２８】さらに、第２熱交換器本体２４の三次系伝
熱管２９と管路２７と海中１３と管路２８とによって形
成される三次流体系には、三次冷却材として海水が図示
されていない三次系ポンプにより循環され、第２熱交換
器本体２４の内部で熱媒体（水）と熱交換して第２熱交
換器本体２４の内部を冷却する。

【００２９】さらにまた、前記第１熱交換器本体１４の
一次系伝熱管１５の外部管１７と管路２１とによって形
成されるヘリウムガス体系には、ヘリウムガスがヘリウ
ムガス循環機２２により循環される。

【００３０】そして、万一、内部管１６に損傷が発生し
て放射性物質（トリチウム）を含有する一次冷却材（水
又は蒸気）が外部管１７内のアニュラス部形成部材１８
中に漏洩した場合には、水分・放射線検出器２３が水分
と放射線量を検出して内部管１６に損傷が生じたことを
判定し、外部管１７に損傷が発生して熱媒体（水）が外
部管１７内のアニュラス部形成部材１８中に漏洩した場
合には、水分・放射線検出器２３が水分を検出して外部
管１７に損傷が生じたことを判定する。

【００３１】本実施例においては、核融合炉本体１に接
続し且つ第１熱交換器本体１４内に配置されている一次
系伝熱管１５に損傷が生じた場合、該損傷を直ちに判定
し得る水分・放射線検出器２３を前記一次系伝熱管１５
の外部管１７に設け、さらに前記第１熱交換器本体１４
に連通する第２熱交換器本体２４を設け、該第２熱交換
器本体２４内に三次系伝熱管２９を配置することによ
り、放射性物質（トリチウム）に対して多重の障壁を備
えた構成としたので、放射性物質（トリチウム）の漏洩
を確実に阻止することができ、核融合炉の安全性を高め
ることができる。

【００３２】図３は第２の発明の熱交換器の一実施例の
概略を表す系統図で、図中、図１と同じものには同じ符
号を付してある。

【００３３】本実施例では、遮蔽構造物４の内側に核融
合炉本体１とともに配置された第１熱交換器本体３０を
設け、遮蔽構造物４の外側に第２熱交換器本体３１を配
置し、中間部が前記の第１熱交換器本体３０の内部に配
置され、且つ両端部が管路３２と管路３３とを介して前
記の核融合炉本体１に連通して一次流体ループを形成す
る一次系伝熱管３４を設ける。

【００３４】また、前記の第１熱交換器本体３０の内部
に充填される熱媒体（水）を強制循環させる場合には熱
媒体循環ポンプ３５を有する強制循環系管路３６を第一
熱交換器本体３０の内部に連通するように設ける。

【００３５】さらに、中間部が前記の第１熱交換器本体
３０の内部に、前記一次系伝熱管３４の中間部と対峙す
るように配置され、且つ両端部が遮蔽構造物４を貫通し
て延びる管路３７及び管路３８を介して第２熱交換器本
体３１に連通して二次系流体ループを形成する二次系伝
熱管３９を設ける。

【００３６】さらにまた、中間部が前記の第２熱交換器
本体３１の内部に配置され、且つ両端部が管路４０及び
管路４１を介して海中１３に連通する単管構造の三次系
伝熱管４２を備える。

【００３７】次に作動について説明すると、核融合炉本
体１と管路３２と一次系伝熱管３４と管路３３とによっ
て形成される一次流体ループには、一次冷却材として水
（蒸気）が図示されていない一次系ポンプにより循環さ
れ、第１熱交換器本体３０の内部で熱媒体（水）と熱交
換して核融合炉本体１の冷却に寄与する。

【００３８】また、熱媒体を強制循環させる場合には、
熱媒体循環ポンプ３５により強制循環系管路３６を介し
て、第１熱交換器本体３０の内部を循環する熱媒体
（水）が一次系伝熱管３４側から二次系伝熱管３９側へ
熱を伝播する。

【００３９】さらに、二次系伝熱管３９と管路３７と
第２熱交換器本体３１の内部と管路３８とによって形成
される二次流体ループには、三次冷却材として水が図示
されていない二次系ポンプにより循環され、第１熱交換
器本体３０の内部で熱媒体（水）と熱交換して該第１熱
交換器本体３０の内部を冷却する。

【００４０】さらにまた、第２熱交換器本体３１の三次
系伝熱管４２と管路４０と海中１３と管路４１とによっ
て形成される三次流体ループ系には、三次冷却材として
海水が図示されていない三次系ポンプにより循環され、
第２熱交換器本体３１の内部で熱媒体（水）と熱交換し
て第２熱交換器本体３１の内部を冷却する。

【００４１】本実施例においては、第１熱交換器本体３
０の内部に核融合炉本体１に連通する一次系伝熱管３４
と二次系伝熱管３９とを配置し、二次系伝熱管３９の端
部に接続して第２熱交換器本体３１を設け、該第２熱交
換器本体３１の内部に三次系伝熱管４２を配置すること
により、放射性物質（トリチウム）に対して多重の障壁
を備えた構成としたので、放射性物質（トリチウム）の
漏洩を確実に阻止することができ、核融合炉の安全性を
高めることができる。

【００４２】図４は第３の発明の熱交換器の一実施例の
概略を表す系統図で、図中、図１と同じものには同じ符
号を付してある。

【００４３】本実施例では、遮蔽構造物４の内側に核融
合炉本体１とともに配置された第１熱交換器本体１４と
第２熱交換器本体２４とを設け、中間部が前記の第１熱
交換器本体１４の内部に配置され、且つ両端部が管路４
３と管路４４とを介して前記の核融合炉本体１に連通し
て一次流体ループを形成する単管構造の一次系伝熱管４
５を設ける。

【００４４】また、前記の第１熱交換器本体１４の内部
と第２熱交換器本体２４の内部とを連通して二次流体ル
ープを形成する二次系の管路２５，２６を設ける。

【００４５】さらに、ループ状の一局部４８ａが前記の
第２熱交換器本体２４の内部に配置され、遮蔽構造物４
を貫通して延びる管路４６及び管路４７を介して接続さ
れたループ状の他局部４８ｂが海中１３に配置されて海
水と熱交換をなし得るように三次流体ループを形成する
三次系伝熱管４８を備える。

【００４６】次に作動について説明すると、核融合炉本
体１と管路４３と第１熱交換器本体１４の一次系伝熱管
４５と管路４４とによって形成される一次流体ループに
は、一次冷却材として水（蒸気）が図示されていない一
次系ポンプにより循環され、第１熱交換器本体１４の内
部で熱媒体（水）と熱交換して核融合炉本体１の冷却に
寄与する。

【００４７】また、第１熱交換器本体１４の内部と二次
系の管路２５と第２熱交換器本体２４の内部と二次系の
管路２６とによって形成される二次流体ループには、図
示されていない二次系ポンプにより循環される熱媒体
（水）が第１熱交換器本体１４から第２熱交換器本体２
４へ熱を伝播する。

【００４８】さらに、第２熱交換器本体２４の管路４６
及び管路４７を含む三次系伝熱管４８によって形成され
る三次流体ループには、三次冷却材として水が図示され
ていない三次系ポンプにより循環され、三次流体ループ
の他局部４８ｂにおいて海中１３と熱交換して冷却さ
れ、且つ三次流体ループの一局部４８ａにおいて第２熱
交換器本体２４内の熱媒体（水）と熱交換して第２熱交
換器本体２４の内部を冷却する。

【００４９】本実施例においては、核融合炉本体１に連
通する一次系伝熱管４５を第１熱交換器本体１４内に配
置し、前記第１熱交換器本体１４に連通する第２熱交換
器本体２４を設け、該第２熱交換器本体２４内に三次系
伝熱管４８を配置することにより、放射性物質（トリチ
ウム）に対して多重の障壁を備えた構成としたので、放
射性物質（トリチウム）の漏洩を確実に阻止することが
でき、核融合炉の安全性を高めることができるととも
に、設置スペースの削減を図り得る。

【００５０】図５は第４の発明の熱交換器の一実施例の
概略を表す系統図で、図中、図３と同じものには同じ符
号を付してある。

【００５１】本実施例では、遮蔽構造物４の内側に核融
合炉本体１とともに配置された熱交換器本体４９を設
け、中間部が前記の熱交換器本体４９の内部に配置さ
れ、且つ両端部が管路５０と管路５１とを介して前記の
核融合炉本体１に連通して一次流体ループを形成する一
次系伝熱管５２を設ける。

【００５２】また、前記の熱交換器本体４９の内部に充
填される熱媒体（水）を強制循環させる場合には、熱媒
体循環ポンプ３５を有する強制循環系管路３６を熱交換
器本体４９の内部に連通するように設ける。

【００５３】さらに、ループ状の一局部５５ａが前記の
熱交換器本体４９の内部に、前記一次系伝熱管５２の中
間部と対峙するように配置され、遮蔽構造物４を貫通し
て延びる管路５３及び管路５４を介して接続されたルー
プ状の他局部５５ｂが海中１３に配置されて海水と熱交
換をなし得るように二次流体ループを形成する二次系伝
熱管５５を備える。

【００５４】次に作動について説明すると、核融合炉本
体１と管路５０と一次系伝熱管５２と管路５１とによっ
て形成される一次流体ループには、一次冷却材として水
（蒸気）が図示されていない一次系ポンプにより循環さ
れ、熱交換器本体４９の内部で熱媒体（水）と熱交換し
て核融合炉本体１の冷却に寄与する。

【００５５】また、熱媒体を強制循環させる場合には、
熱媒体循環ポンプ３５により強制循環系管路３６を介し
て、熱交換器本体４９の内部を循環する熱媒体（水）が
一次系伝熱管５２側から二次系伝熱管５５側へ熱を伝播
する。

【００５６】さらに、管路５３及び管路５４を含む二次
系伝熱管５５によって形成される二次流体ループには、
二次冷却材として水が図示されていない二次系ポンプに
より循環され、二次流体ループの他局部５５ｂにおいて
海中１３と熱交換して冷却され、且つ二次流体ループの
一局部５５ａにおいて熱交換器本体４９内の熱媒体
（水）と熱交換して熱交換器本体４９の内部を冷却す
る。

【００５７】本実施例においては、熱交換器本体４９の
内部に核融合炉本体１に連通する一次系伝熱管５２と二
次系伝熱管５５とを配置し、前記二次系伝熱管５５をル
ープ状に形成することにより、放射性物質（トリチウ
ム）に対して多重の障壁を備えた構成としたので、放射
性物質（トリチウム）の漏洩を確実に阻止することがで
き、核融合炉の安全性を高めることができるとともに、
設置スペースの削減を図り得る。

【００５８】図６は第５の発明の熱交換器の一実施例の
概略を表す系統図で、図中、図１と同じものには同じ符
号を付してある。

【００５９】本実施例では、遮蔽構造物４の内側に核融
合炉本体１とともに配置された熱交換器本体５６を設
け、前記核融合炉本体１の内部と熱交換器本体５６の内
部とを連通して一次流体ループを形成する一次系の管路
５７，５８を設ける。

【００６０】また、二重構造管により形成されたループ
状の一局部６１ａが前記熱交換器本体５６の内部に配置
され、且つ二重構造管の内部管６２の両端部に遮蔽構造
物４を貫通して延びる管路５９及び管路６０を介して接
続されたループ状の他局部６１ｂが海中１３に配置され
て海水と熱交換をなし得るように二次流体ループを形成
する二次系伝熱管６１を備える。

【００６１】前記の二次系伝熱管６１の一局部６１ａを
形成する二重構造管は図７に示され、内部管６２と該内
部管６２の外径よりも大きい内径を有する外部管６３と
を同軸に配設し、内部管６２と外部管６３との間に形成
される空間に通気性を有する構造（例えばワイヤメッシ
ュ材よりなるアニュラス部形成部材１８を介在させた構
造）を有している。

【００６２】前記外部管６３には、アニュラス部形成部
材１８内にヘリウムガスを流通させるための管路２１が
接続され、該管路２１にはヘリウムガス循環機２２と水
分・放射線検出器２３とが接続されておりヘリウムガス
流体ループを形成している。

【００６３】次に作動について説明すると、核融合炉本
体１の内部と一次系の管路５７と熱交換器本体５６の内
部と一次系の管路５８とによって形成される一次流体ル
ープには、図示されていない一次系ポンプにより循環さ
れる一次冷却材としての水（蒸気）が核融合炉本体１か
ら熱交換器本体５６へ熱を伝播する。

【００６４】さらに、熱交換器本体５６の管路５９及び
管路６０を含む二次系伝熱管６１によって形成される二
次流体ループには、二次冷却材として水が図示されてい
ない二次系ポンプにより循環され、二次流体ループの他
局部６１ｂにおいて海中１３と熱交換して冷却され、且
つ二次流体ループの一局部６１ａにおいて熱交換器本体
５６内の一次冷却材としての水（蒸気）と熱交換して熱
交換器本体５６の内部を冷却して核融合炉本体１の冷却
に寄与する。

【００６５】また、前記熱交換器本体５６の二次系伝熱
管６１の一局部６１ａの外部管６３と管路２１とによっ
て形成されるヘリウムガス体系には、ヘリウムガスがヘ
リウムガス循環機２２により循環される。

【００６６】そして、万一、外部管６３に損傷が発生し
て放射性物質（トリチウム）を含有する一次冷却材（水
又は蒸気）が外部管６３内のアニュラス部形成部材１８
中に漏洩した場合には、水分・放射線検出器２３が水分
と放射線量を検出して外部管６３に損傷が生じたことを
判定し、内部管６２に損傷が発生して二次冷却材（水）
が外部管内のアニュラス部形成部材１８中に漏洩した場
合には、水分・放射線検出器２３が水分を検出して内部
管６２に損傷が生じたことを判定する。

【００６７】本実施例においては、熱交換器本体５６内
に配置した二次系伝熱管６１をループ状に形成し、該二
次系伝熱管６１に損傷が生じた場合、該損傷を直ちに判
定し得る水分・放射線検出器２３を前記二次系伝熱管６
１の外部管６３に設け、放射性物質（トリチウム）に対
して多重の障壁を備えた構成としたので、放射性物質
（トリチウム）の漏洩を確実に阻止することができ、核
融合炉の安全性を高めることができるとともに、設置ス
ペースの削減を図り得る。

【００６８】なお、本発明は前述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、例えば、第３の冷却体として海中１
３の代わりに池、湖沼などを利用してもよいこと、ま
た、一次冷却材及び熱媒体は水、蒸気などに限定される
ものではなく、例えば、ガス、液体金属などを使用して
もよいことなど、その他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００６９】

【発明の効果】本発明の熱交換器によれば、下記のごと
き種々の優れた効果を奏し得る。

【００７０】Ｉ）放射性物質（トリチウム）の漏洩を確
実に阻止することができ、核融合炉の安全性を高めるこ
とができる。

【００７１】ＩＩ）第３ないし第５の発明の熱交換器に
おいては、最終次系の伝熱管をループ状に形成したので
設置スペースの削減を図り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の熱交換器の一実施例の概略を表す
系統図である。

【図２】図１に関連する一次系伝熱管の中間部を形成す
る二重構造管の斜視図である。

【図３】第２の発明の熱交換器の一実施例の概略を表す
系統図である。

【図４】第３の発明の熱交換器の一実施例の概略を表す
系統図である。

【図５】第４の発明の熱交換器の一実施例の概略を表す
系統図である。

【図６】第５の発明の熱交換器の一実施例の概略を表す
系統図である。

【図７】図６に関連する二次系伝熱管の一局部を形成す
る二重構造管の斜視図である。

【図８】従来の熱交換器の一例の概略を表す系統図であ
る。

【符号の説明】

１ 核融合炉本体（熱発生源） １３ 海中（第３の冷却体） １４ 第１熱交換器本体 １５ 一次系伝熱管 １６ 内部管 １７ 外部管 １８ アニュラス部形成部材 ２４ 第２熱交換器本体 ２５ 管路（二次系） ２６ 管路（二次系） ２９ 三次系伝熱管 ３０ 第１熱交換器本体 ３１ 第２熱交換器本体 ３４ 一次系伝熱管 ３５ 熱媒体循環ポンプ ３９ 二次系伝熱管 ４２ 三次系伝熱管 ４５ 一次系伝熱管 ４８ 三次系伝熱管 ４９ 熱交換器本体 ５２ 一次系伝熱管 ５５ 二次系伝熱管 ５６ 熱交換器本体 ５７ 管路（一次系） ５８ 管路（一次系） ６１ 二次系伝熱管 ６２ 内部管 ６３ 外部管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山村 外志夫 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜第一工場内 (72)発明者 笠羽 道博 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜第一工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１熱交換器本体と、第２熱交換器本体
   と、内部管にアニュラス部形成部材を介して外部管を被
   覆した二重構造管により形成された中間部が前記の第１
   熱交換器本体の内部に配置され且つ前記内部管の両端部
   が熱発生源に連通して一次流体ループを形成する一次系
   伝熱管と、前記第１熱交換器本体と第２熱交換器本体と
   を連通して二次流体ループを形成する二次系管路と、中
   間部が前記の第２熱交換器本体の内部に配置され且つ両
   端部が第３の冷却体に連通する三次系伝熱管とを備えて
   なることを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 第１熱交換器本体と、第２熱交換器本体
   と、中間部が前記の第１熱交換器本体の内部に配置され
   且つ両端部が熱発生源に連通して一次流体ループを形成
   する一次系伝熱管と、中間部が前記の第１熱交換器本体
   の内部に配置され且つ両端部が前記の第２熱交換器本体
   に連通して二次流体ループを形成する二次系伝熱管と、
   中間部が前記の第２熱交換器本体の内部に配置され且つ
   両端部が第３の冷却体に連通する三次系伝熱管とを備え
   てなることを特徴とする熱交換器。
3. 【請求項３】 第１熱交換器本体と、第２熱交換器本体
   と、中間部が前記の第１熱交換器本体の内部に配置され
   且つ両端部が熱発生源に連通して一次流体ループを形成
   する一次系伝熱管と、前記第１熱交換器本体と第２熱交
   換器本体とを連通して二次流体ループを形成する二次系
   管路と、ループ状の一局部が前記の第２熱交換器本体の
   内部に配置され且つループ状の他局部が第３の冷却体と
   熱交換を行ない得るように三次流体ループを形成する三
   次系伝熱管とを備えてなることを特徴とする熱交換器。
4. 【請求項４】 熱交換器本体と、中間部が前記熱交換器
   本体の内部に配置され且つ両端部が熱発生源に連通して
   一次流体ループを形成する一次系伝熱管と、ループ状の
   一局部が前記熱交換器本体の内部に配置され且つループ
   状の他局部が第３の冷却体と熱交換を行ない得るように
   二次流体ループを形成する二次系伝熱管とを備えてなる
   ことを特徴とする熱交換器。
5. 【請求項５】 熱交換器本体と、該熱交換器本体と熱発
   生源とを連通して一次流体ループを形成する一次系管路
   と、内部管にアニュラス部形成部材を介して外部管を被
   覆した二重構造管により形成されたループ状の一局部が
   前記の熱交換器本体の内部に配置され且つ前記内部管に
   連通するループ状の他局部が第２の冷却体と熱交換を行
   ない得るように二次流体ループを形成する二次系伝熱管
   とを備えてなることを特徴とする熱交換器。