JPH0740801Y2

JPH0740801Y2 - 蒸気発生器

Info

Publication number: JPH0740801Y2
Application number: JP10059188U
Authority: JP
Inventors: 悟仲井; 義久金子
Original assignee: 動力炉・核燃料開発事業団
Priority date: 1988-07-28
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2003-07-28
Also published as: JPH0221401U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、高速増殖炉プラントに設置される蒸気発生器
に関し、更に詳しくいうと、この蒸気発生器の管板およ
び二重伝熱管の構造に関する。

（従来の技術）一般に、高速増殖炉プラントでは、原子炉から熱を取り
出す冷却材として液体ナトリウムが用いられている。そ
して、蒸気発生器で、高温の液体ナトリウムの熱を水に
与えて蒸気を発生させ、発電などに供している。

従来の蒸気発生器31は、第５図〜第８図に示すように、
ケーシング32と、このケーシング32の下部に設けられた
水管板37と、この水管板37より上方に間隔をおいて設け
られた第一のナトリウム管板33bと、水管板37と第一の
ナトリウム管板33bとの間に設けられた第一のヘリウム
プレナム46bと、ケーシング32の上部に設けられた蒸気
管板40と、この蒸気管板40より下方に間隔をおいて設け
られた第二のナトリウム管板33aと、蒸気管板40と第二
のナトリウム管板33aとの間に設けられた第二のヘリウ
ムプレナム46aと、第一のナトリウム管板33bと第二のナ
トリウム管板33aとの間に設けられたナトリウム室34
と、水管板37および第一のナトリウム管板33bと第二の
ナトリウム管板33aおよび蒸気管板40との間を貫通して
設けられた内外二重伝熱管43,44と、この伝熱管43,44の
内伝熱管43と外伝熱管44との間に形成された漏洩流体導
出路45と、この漏洩流体導出路45と第一のヘリウムプレ
ナム46bおよび第二のヘリウムプレナム46aをそれぞれ連
通するリーク検出孔47と、第一のヘリウムプレナム46b
と第二のヘリウムプレナム46aとに接続された漏洩流体
検出器48b,48aとを備えてなる。

ここで、ナトリウム室34は、上方にナトリウム流入口35
が設けられ、下方にナトリウム流出口36が設けられてい
る。

また、水管板37の外端面とケーシング32とにより囲まれ
た空間は、水室38となっている。この水室38に給水口39
が設けられている。また、蒸気管板40の外端面とケーシ
ング32により囲まれた空間は、蒸気室41となっている。
この蒸気室41は、蒸気出口42が設けられている。

また、伝熱管43,44は、給水口39から水室38に圧入した
水をナトリウム室34の高温ナトリウムの熱により蒸気に
変えて蒸気室41に出すために設けられている。そして、
この伝熱管は、内伝熱管43と外伝熱管44とから二重管構
造となっている。二重伝熱管とするのは、内・外伝熱管
のどちらか一方が破損したとしても、ナトリウムと水と
の間の反応事故が生じないようにするためである。

また、漏洩流体導出路45は、ヘリウムが充填されてい
る。

万一、内伝熱管43または外伝熱管44が破損すると、液体
ナトリウムまたは水蒸気（これらを漏洩流体と総称す
る）が、ヘリウムと共に漏洩流体導出路45とリーク検出
孔47とを通ってヘリウムプレナム46a,46bに放出され
る。そして、それが漏洩流体検出器48a,48bにより検出
される。

ところで、伝熱管は、ヘリウムプレナム48a,48bの部分
で外伝熱管44を円筒形状に切除したように形成されて、
内伝熱管43を露出させる構造となっている。そして、リ
ーク検出孔47は、外伝熱管44の端面と内伝熱管43の外周
との間に形成されている（第６図，第７図を参照）。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来の管板−伝熱管の構造による
と、二重伝熱管がヘリウムプレナム46a,46bの部分で内
伝熱管43だけの単一管構造となっているので、その単一
管構造部分が二重管構造部分に比べて弱く、応力集中が
生じ、強度上問題があった。

本考案の目的は、伝熱管の強度を向上させ、もって耐久
性を向上させた蒸気発生器を提供することにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本考案は、次のように構成さ
れている。

（１）伝熱管は、ナトリウム室と第一のヘリウムプレナ
ムと第二のヘリウムプレナムとの部分が内伝熱管および
外伝熱管から二重管構造に形成されている。また、リー
ク孔は、外伝熱管の第一のヘリウムプレナムおよび第二
のヘリウムプレナムに面する部位に開口して形成されて
いる。

（２）伝熱管は、ナトリウム室および第一のヘリウムプ
レナム若しくは第二のヘリウムプレナムのいずれか一方
の部分が内伝熱管および外伝熱管から二重管構造に形成
され、第一のヘリウムプレナム又は第二のヘリウムプレ
ナムのいずれか他方の部分が内伝熱管のみの単一管構造
に形成されている。また、リーク孔は、二重管部分では
外伝熱管における第一のヘリウムプレナム若しくは第二
のヘリウムプレナムのいずれか一方に面する部位に開口
して形成され、単一管部分では内伝熱管の外周面と外伝
熱管の端面との間に第一のヘリウムプレナム若しくは第
二のヘリウムプレナムのいずれか他方を臨んで形成され
ている。

（作用）このように伝熱管がナトリウム室に面する部分の他、ヘ
リウムプレナムに面する部分も二重管構造となっている
ので、応力集中が極力低減される。

（実施例）以下に、本考案の実施例を第１図〜第４図を参照して説
明する。この蒸気発生器は、高速増殖炉プラトの冷却系
統に設置されるものである。

第１図〜第３図に本考案の蒸気発生器の一実施例が示さ
れている。この蒸気発生器は、ケーシング２と、このケ
ーシング２の下部に設けられた水管板７と、この水管板
７より上方に間隔をおいて設けられた第一のナトリウム
管板3bと、水管板７と第一のナトリウム管板3bとの間に
設けられた第一のヘリウムプレナム16bと、ケーシング
２の上部に設けられた蒸気管板10と、この蒸気管板10よ
り下方に間隔をおいて設けられた第二のナトリウム管板
3aと、蒸気管板10と第二のナトリウム管板3aとの間に設
けられた第二のヘリウムプレナム16aと、第一のナトリ
ウム管板3bと第二のナトリウム管板3aとの間に設けられ
たナトリウム室４と、水管板７および第一のナトリウム
管板3bと第二のナトリウム管板3aおよび蒸気管板10との
間を貫通して設けられ内伝熱管13および外伝熱管14から
なる内外二重管の部分を有する伝熱管13,14と、この伝
熱管13,14の内伝熱管13と外伝熱管14との間に形成され
た漏洩流体導出路15と、この漏洩流体導出路15と第一の
ヘリウムプレナム16bおよび第二のヘリウムプレナム16a
をそれぞれ連通するリーク検出孔17と、第一のヘリウム
プレナム16bと第二のヘリウムプレナム16aとに接続され
た漏洩流体検出器18b,18aとを備えてなる。

ここで、ナトリウム室４は、高温ナトリウムを流入する
ナトリウム流入口５と、ナトリウム流出口６とが接続さ
れている。

また、水管板７の外端面とケーシング２により囲まれた
空間は、水室８となっている。この水室８に開口する給
水口９が設けられている。また、蒸気管板10の外端面と
ケーシング２により囲まれた空間は、蒸気室11となって
いる。この蒸気室11に開口する蒸気流出口12が設けられ
ている。

また、伝熱管13,14は、水室８から流入した水をナトリ
ウム室４内の高温ナトリウムの熱により蒸気に変えて蒸
気室11に送り出すために設けられている。この伝熱管1
3,14は、内外二重伝熱管として構成されている。内伝熱
管13と外伝熱管14とは、全長に亙って同一長さに形成さ
れ、水管板７と蒸気管板10とを貫通して水室８と蒸気室
11とに開口して設けられている（第２図参照）。

また、リーク検出孔17は、外伝熱管14のヘリウムプレナ
ム16a,16bに面した周壁に形成されている（第２図参
照）。

なお、本実施例では、漏洩流体導出路15とリーク検出孔
17の数が第３図に示すように伝熱管の周方向に等間隔に
四本（個）となっているが、この数に限定されるもので
はなく、１本（個）以上であればよい。また、リーク検
出孔17の形状は、円形孔に限定されるものではなく、ス
リット形状なども含むことは、当該リーク検出孔の機能
からみて明白である。

上述のように構成された蒸気発生器によると、次のよう
に作用する。

冷却系統を循環する高温ナトリウムは、ナトリウム流入
口５からナトリウム室４に流入し、ナトリウム室４を流
下する間に伝熱管13,14に放熱した後、ナトリウム流出
口６から流出する。

一方、給水口９から水室８に圧入された水は、内伝熱管
13を流上する間にナトリウム室４の高温ナトリウムから
受熱し、水蒸気となる。そして、この蒸気は、蒸気室11
を通って蒸気出口12から外に出て、図示しない発電用タ
ービンに送られる。

今、外伝熱管14または内伝熱管13が破損したとすると、
外伝熱管14と内伝熱管13の間の漏洩流体導出路15を通っ
て漏洩流体（ナトリウム又は蒸気）が外伝熱管14の周壁
のリーク検出孔17からヘリウムプレナム16a,16bに放出
され、漏洩流体検出器18a,18bにより検出される。

本実施例の伝熱管13,14は、ナトリウム室４の部分の
他、ヘリウムプレナム16a,16bの部分も含めて全長に亙
って二重構造となっている。したがって、従来のヘリウ
ムプレナムの部分が内伝熱管のみの単一構造となってい
るものに比べて、応力集中が極力低減される。

なお、本考案は、上述した例に限定されるものではな
く、種々の変形例が実施可能である。

例えば、第４図に示す例のように、二つのヘリウムプレ
ナム16a,16bのうちいずれか一方の例えばヘリウムプレ
ナム16bだけを二重管構造とし、いずれか他方のヘリウ
ムプレナム16aの部分を単一管構造としたものも本考案
に包含される。この第４図において第１図ないし第３図
と同一符号により示されているものは同一構成要素であ
るから、ここでは説明を省略する。

（考案の効果）以上説明したように、本考案の蒸気発生器は、伝熱管が
ナトリウム室面する部分の他、ヘリウムプレナムに面す
る部分も二重管構造となっているので、従来のヘリウム
プレナムに位置する部分が単一構造となっているものに
比べて、伝熱管の強度を向上させることができ、もって
耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の蒸気発生器の一実施例の概略断面図
である。第２図は、第１図の蒸気発生器を一部拡大した要部を示
す拡大縦断面図である。第３図は、第２図のＡ−Ａ線の横断面図である。第４図は、本考案の蒸気発生器の他の実施例の一部を示
す斜視図である。第５図は、従来の蒸気発生器の全体を示す概略縦断面図
である。第６図は、従来の管板と伝熱管との構造の一例の要部を
示す拡大図である。第７図は、従来の管板と伝熱管との構造における他の例
の要部を示す拡大図である。第８図は、第６図および第７図のＢ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断
面を示す横断面図である。 1:蒸気発生器 2:ケーシング 3a:第二のナトリウム管板 3b:第一のナトリウム管板 4:ナトリウム室 7:水管板 10:蒸気管板 13:内伝熱管 14:外伝熱管 15:漏洩流体導出路 16a:第二のヘリウムプレナム 16b:第一のヘリウムプレナム 17:リーク検出孔 18a,18b:漏洩流体検出器

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ケーシングと、該ケーシングの下部に設け
られた水管板と、該水管板より上方に間隔をおいて設け
られた第一のナトリウム管板と、前記水管板と第一のナ
トリウム管板との間に設けられた第一のヘリウムプレナ
ムと、前記ケーシングの上部に設けられた蒸気管板と、
該蒸気管板より下方に間隔をおいて設けられた第二のナ
トリウム管板と、前記蒸気管板と第二のナトリウム管板
との間に設けられた第二のヘリウムプレナムと、前記第
一のナトリウム管板と第二のナトリウム管板の間に設け
られたナトリウム室と、前記水管板および第一のナトリ
ウム管板と第二のナトリウム管板および蒸気管板との間
を貫通して設けられ内伝熱管および外伝熱管からなる内
外二重管の部分を有する伝熱管と、該伝熱管の内外二重
管の部分の内伝熱管と外伝熱管との間に形成された漏洩
流体導出路と、該漏洩流体導出路と第一のヘリウムプレ
ナムおよび第二のヘリウムプレナムをそれぞれ連通する
リーク検出孔と、前記第一のヘリウムプレナムと第二の
ヘリウムプレナムとに接続された漏洩流体検出器とを備
えた蒸気発生器において、前記伝熱管はナトリウム室と
第一のヘリウムプレナムと第二のヘリウムプレナムとの
部分が内伝熱管および外伝熱管から二重管構造に形成さ
れ、前記リーク孔は外伝熱管の第一のヘリウムプレナム
および第二のヘリウムプレナムに面する部位に開口して
形成されてなることを特徴とする蒸気発生器。
【請求項２】ケーシングと、該ケーシングの下部に設け
られた水管板と、該水管板より上方に間隔をおいて設け
られた第一のナトリウム管板と、前記水管板と第一のナ
トリウム管板との間に設けられた第一のヘリウムプレナ
ムと、前記ケーシングの上部に設けられた蒸気管板と、
該蒸気管板より下方に間隔をおいて設けられた第二のナ
トリウム管板と、前記蒸気管板と第二のナトリウム管板
との間に設けられた第二のヘリウムプレナムと、前記第
一のナトリウム管板と第二のナトリウム管板の間に設け
られたナトリウム室と、前記水管板および第一のナトリ
ウム管板と第二のナトリウム管板および蒸気管板との間
を貫通して設けられ内伝熱管および外伝熱管からなる内
外二重管の部分を有する伝熱管と、該伝熱管の内外二重
管の部分の内伝熱管と外伝熱管との間に形成された漏洩
流体導出路と、該漏洩流体導出路と第一のヘリウムプレ
ナムおよび第二のヘリウムプレナムをそれぞれ連通する
リーク検出孔と、前記第一のヘリウムプレナムと第二の
ヘリウムプレナムとに接続された漏洩流体検出器とを備
えた蒸気発生器において、前記伝熱管はナトリウム室お
よび第一のヘリウムプレナム若しくは第二のヘリウムプ
レナムのいずれか一方の部分が内伝熱管および外伝熱管
から二重管構造に形成され第一のヘリウムプレナム又は
第二のヘリウムプレナムのいずれか他方の部分が内伝熱
管のみの単一管構造に形成され、前記リーク孔は二重管
部分では前記外伝熱管における第一のヘリウムプレナム
若しくは第二のヘリウムプレナムのいずれか一方に面す
る部位に開口して形成され単一管部分では内伝熱管の外
周面と外伝熱管の端面との間に第一のヘリウムプレナム
若しくは第二のヘリウムプレナムのいずれか他方を臨ん
で形成されてなることを特徴とする蒸気発生器。