JPS5819922B2 - 蒸気発生器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は原子カプラントのための蒸気発生器（熱交換器
）、特に過熱部を配置せしめた再循環蒸気発生器に関す
るものである。

沸騰部と過熱部とを有する逆流形蒸気発生器は、発生器
内の圧力と水レベルを変えることにより広範囲な運転条
件特に改良された部分負荷運転を利用できるようにする
。

米国特許第３５７６１７９号；第３３８５２６８号およ
び第３４４７５０９号明細書は過熱部を有する１回通し
構造の直管式蒸気発生器を示しているが、蒸気発生器の
沸騰部では再循還を行なって〜１ない。

一般に、１次流体が２次流体を蒸気化するための熱を供
給する熱交換器は、本発明に従って構成された場合、垂
直に向けられた殻と、この殻内に大体垂直に配置され、
１次流体が下方向に流れ抜ける複数の管とを備える。

殻は上方にある過熱部と下方にある沸騰部とに分割され
る。

複数のバッフルが過熱部内に配置されていて、２次流体
を管の外側に沿う屈曲通路に追従させている。

また、蒸気発生器は殻の沸騰部に配置された複数の空間
的に離れた傾斜バッフルを備える。

これらの傾斜バッフルは、隣接した傾斜バッフル間に上
方に傾いた流路を形成するため上方に伸び、それにより
過熱蒸気が生成されそして全循環パターンは蒸気発生器
が運転されるレベルに関係なく変化しない。

本発明の目的と利点は添付図面に関連した次の詳細な説
明を読むことによりもつと明らかとなろう。

図面を詳細に、特に第１図を参照すると、垂直に向けら
れた円筒形の殻３を有し、との殻３の両端封止部を７ラ
ンジ付きの皿形頭部５および７で形成する蒸気発生器が
示されている。

管板９と１１は各々、殻３の上端と下端に隣接して配置
さｌれそして、正方形のピッチで配置された複数の穴１
３を有している。

しかし、三角形のピッチも使用されているのがわかる。

複数の管１５は殻３の中で大体垂直に向けられ、管板９
と１１にある穴１３を突き抜け、穴との保合状態にまで
拡張され、ｌそしてそこに漏止め溶接されている。

１次流体の入口ノズル１７と出口ノズル１９は、上下の
頭部５と７に各々配置され、それにより１次流体は管１
５の内側を下方に流れる。

２次流体供給部である２次流体入ロノズル２１は管板１
１１の上方で殻３の下部に配置されていて。

流入２次流体を殻３の下部へ通し、蒸気排出管（図示せ
ず）に接続された２次流体出ロノズル２３は管板９より
下方で殻３の上部に配置されていて、１次、２次流体間
に逆流関係を与えている。

Ｓ横バッフ／Ｉ／２５は、殻３の上部に
配置されていて、一般に殻を、横バッフル２５の上にあ
る過熱部２７と、横バッフル２５の下にある沸騰分離部
（蒸発部）２９とに分割している。

第２図で示されているように、沸騰部２９に配装置され
た管１５は群又は束３１に分けてまとめられていて、こ
れらの束３１は、隣接束３１の間に開口通路３３と、束
３１の真中に中心的に配置された垂直方向の２次流体供
給室である開口通路３５と、そして殻３に隣接している
環状スペースＪ３６とを有して円形配列で配置されてい
る。

垂直に向けられたバッフル３７は各管束３１の２つの側
面に配置され、殻３の中心部から上方と外方に伸びてい
る。

バッフル３７は下方の管板から横バッフル２５の下まで
大体伸びている。

垂直Ｊに向けられた通路ブロック３８は、２次流体を再
循環させるための降水管通路即ち戻し手段４０をもたら
すべく、垂直バッフル３７の半径方向内端部に配置され
、下方の管板１１の上で終わっている。

伺、２次流体戻し室は垂直方向の殻から隔置４された管
束の周囲に形成されている。

また、複数の傾斜バッフル３９も殻３の下方部分に配置
されている。

傾斜バッフル３９は束３１の中に配置され、一般に各束
の両側にある垂直バッフル３７の間に伸びていて、それ
らが殻の中心部から外方に伸びるにつれて、上方に傾斜
している。

バッフルの重複が維持されるよう十分近接したピッチと
十分小さな傾きで傾斜バッフル３９が隔置されているの
で、最上部の傾斜バッフル３９の最小量の部分のみが、
非循環的な沸騰モードになり、そして蒸気と水の混合物
を環状スペース３６に向けるのに有効になって、この環
状スペースで蒸気は上方に進み、水がそこから分離して
開口通路３３ど通路ブロッ収３８とによって形成された
降水管通路４０を経由して戻り、核沸騰を維持すること
を確保する。

従って、沸騰水が熱交換管の頂部にある蒸気−水分離室
内に向かって上向きに流れる従来の装置と異なり、本発
明に従う蒸気発生器における流れは管束の１つの側から
該管束を横断し、傾斜した通路を上方に通って対向側に
ある室に向かっており、対向側の室では水は下向きに流
れそして蒸気は蒸気過熱部に向かって上向きに流れる。

上記室は蒸気−水の十分な分離のため蒸気発生器の沸騰
部の長さを垂直方向に越えて伸びている。

横バッフル２５は、管１５が一般に通路又は大きな開放
スペースのない密に結束した管列を形成するために内側
に曲げられている過熱部２７へ蒸：気を流通させるよう
に配置された開口４１を有している。

傾斜バッフル４３と複数の大体水平なバッフル４７と４
９は、管１５の外表面に沿う屈曲通路に蒸気を追従させ
るために蒸気発生器の過熱部２７に配置されている。

第４．５．６図に示されているように、蒸気発生器５１
のもう１つの実施しｕは、末端封止部を形成する７ラン
ジ付きの皿形頭部５５と５７をもって垂直方向を向いた
円筒形殻５３を有している。

管板５９と６１は各々、殻５３の上端と下端に隣接して
配置されていて、正方形のピッチで配置された複数の穴
６３を有する。

しかし、三角形のピッチもまた使用されていることがわ
かる。

複数の大体真っ直ぐな管６５は殻５３内で垂直に向けら
れていて、管板５９と６１にある穴６３を突き抜け、そ
れとの保合状態にまで拡張され、そしてそこに漏止めさ
れている。

１次流体入口と出口ノズル、各々６７と６９は、各々上
と下の頭部５５と５７に配置され、それにより１次流体
は管６５の内側を下方に流れる。

２次流体入ロノズル７１は、管板６１の上方で殻５３の
下部に配置されていて、流入２次流体を殻５３の下部に
通しており、そして、２次流体出ロノズル７３は、管板
５９の下方で殻５３の上部に配置されていて、１次、２
次流体間に逆流関係を与えている。

横バッフル１５は殻５３の上部に配置され、一般に殻を
、横バッフル７５の上方にある過熱部７７と横バッフル
７５の下方にある沸騰部７９とに分割している。

第５，６図に示されているように、管６５は、熱伝達表
面を最大にし、再循環のために必要な許容通路をつくる
ため断面積において可変できる密に結束した管束８１に
なって配−されている。

垂直バッフル８３は管束８１０両側に配置されている。

沸騰部７９には、上方に傾斜した複数の流路を形成する
ため上方に傾斜している複数の空間的に離れた傾斜バッ
フル８５がある。

傾斜バッフル８５は、最も高い傾斜バッフ／ｌ／８５の
最少量の部分のみが非循環沸騰モードであり、そして蒸
気を上方の過熱部７７に向けるのに有効であることを確
保するべ（バッフルの重複が保持されるよう、十分近接
したピッチで置かれ、また十分小さい傾斜を有している
。

垂直通路ブロック８６は過熱部７７にある垂直バッフル
８３の両端と、沸騰部７９にある傾斜バッフル８５の下
端に隣接している端部にのみ配置されている。

沸騰部７９では、再循環を維持しそして核沸騰を保持す
るための降水管通路（戻し手段）をつくるため、通路ブ
ロック８６は下方の管板６１の上方で終わっている。

過熱部７７にある管６５の外側に沿う屈曲通路に蒸気を
追従させるため、横バッフル７５は片側に開口を有し、
そして片側に開口を有している他の横バッフル８７と８
９、垂直バッフル８３および。

通路ブロック８６と協力し合っている。

前述した蒸気発生器１と５１は、垂直の水通路および混
合物通路によって制限された垂直管束に１次流体の単一
経路の流下をつくることによって、過熱部２７と、低ボ
イド率部分での定まった経路の再循環と、負荷−圧力制
御のための可変水位と、６水位レベルによって影響され
ない循環形状と、核沸騰からの逸脱の実質的に完全な折
返しとをもたらす利点があり、また、頂部通路の最少部
分のみが非循環沸騰で作動しているのを確保するために
バッフルの重複かつ（られるように、傾斜バッフルが十
分近接したピッチで隔置されまた十分小さな傾きで傾斜
しているので、水が上向きに流れる混合物から出た水通
路に戻り、−万、蒸気が殻に隣接したバッフルのない環
状部内において、蒸気発生器の全循環パターンを変えず
にその圧力及び負荷の制御を確保するべく全負荷時の水
位の上方に配置された過熱表面へと上向きに流れる時に
、水位を可変できる。

また、本発明によると、蒸気発生器内の液体水位を変え
ることにより広範囲の原子炉負荷調節が可能であり、液
体水位を変えても蒸気発生通路の長さに影響を及ぼさな
い。

尚、沸騰経路は傾斜バックルの長さに相当し、もし水位
が低いならば沸騰経路の下部においてのみ水が流れてそ
こで沸騰が起こり、このときには沸騰経路の上部は使用
されない。

また使用中の沸騰経路の長さが変わらないことは、使用
中の経路において正常な循環が維持されることと同じで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って構成された蒸気発生器の断面図
、第２図は第４図の線■−■上で取られた断面図、第３
図は第２図の線Ｉ［−ｍ上で取られた断面図、第４図は
別の蒸気発生器の断面図、第５図は第４図の線Ｖ−■上
で取られた断面図、第６図は第４図の線Ｖｌ−Ｖｌ上で
取られた断面図である。 １．５１・・・・・・蒸気発生器、（熱交換器）、３゜
５３・・・・・・殻、１５，６５・・・・・・管、２１
，７１・・・・・・２次流体入ロノズル、２３，７３・
・・・・・２次流体出ロノズル、２５，７５・・・・・
・横バッフル、２７゜７７・・・・・・過熱部、２９，
７９・・曲蒸発部（沸騰部）、３５・・・・・・開口通
路（２次流体供給室）、３８゜８６・・・・・・通路ブ
ロック（戻し手段）、３９，８５・・・・・・傾斜バッ
フル、４３，４７，４９，８７゜８９・・・・・・過熱
部に配置されたバッフル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 実質的に垂直に配設された少なくとも１つの管束を
   有する垂直方向の殻と、前記殻の頂部に配設された１次
   流体入ロノズル及び入口頭部と、前記殻の底部に配設さ
   れた１次流体出口頭部及び出口ノズルとを備え、１次流
   体を前記管束の管内を通して下方に導びくため前記管束
   は前記入口頭部と出口頭部との間を連通させ、前記殻は
   その下部にある２次流体蒸発部及びその上部にある蒸気
   過熱部に分けられ、前記下部には２次流体供給部が連結
   され前記上部には蒸気排出管が接続されている蒸気発生
   器において、前記２次流体蒸発部は、前記管束を横断し
   て伸びるバッフル板を有する管束の１つの側に垂直方向
   の２次流体供給室を含み管束の対向側には垂直方向の２
   次流体戻し室を含み、運転中、２次流体が隣接したバッ
   フル板の間を前記管束を横断して前記２次流体供給室か
   ら前記２次流体戻し室へ流れ、前記戻し室では気化しな
   かった流体が前記２次流体供給室への戻りのため下向き
   に流れそして蒸気が前記蒸気過熱部内に向かって上向き
   に流れるように、前記バッフル板は前記２次流体供給室
   から前記２次流体戻し室へ上向きに傾斜している蒸気発
   生器。