JPS59205502A - 蒸気発生器の極低負荷運転方法 - Google Patents

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】 本発明は、液体金属を熱媒体とづる蒸気発生器において
、給水入口分岐管に開閉弁を設け、４ｆｆｉ　（）Ｕ負
向時に、多数の伝熱管のうちの一部の伝熱管への給水を
停止して、給水の流動不安定が生じるのを防１トシ、極
低負荷運転を行なえるようにした方法に関するものであ
る。

液体金属〈例えは液体ナトリウム）を熱媒体とづる蒸気
発生器においでは、従来技＋−ｒｊＩこよれば、低負荷
の状態から最大負荷の状態まで蒸気発生器の全ての伝熱
管に給水する方法が採られ一部いる。ナトリウム温度が
高く通常運転を行なっている場合には全く問題がないが
、高速増殖炉プラントがトリップした場合、プラントの
除熱及び原子炉崩壊熱除去をこの蒸気発生器で行なおう
とすると、定格濃酸の５％程度もしく（まそれ以下の模
似流量で給水しつづけな１ブれぽならない。流量が多い
と原子炉に戻るすｌ〜リウム温度が下がりすぎてしまう
ので、急激（こナトリウム温度を下げないこと、またナ
トリウム温度を３２５℃程度にて数十時間保持させる必
要があること、といった原子炉容器側からの要求を渦足
させることができなくなってしまうからτある。

ところが、蒸気発生器を極低負荷（定宿流量０５〜１０
％程度もしく（Ｊイれ以下）の状態て晦転すると、給水
流量が著しく少な（＼ため、蒸気発生器中においてナト
リウムとの熱交換によつで水から蒸気に変わる位置、？
ｌなわち蒸発点が低下し、伝熱管の下端近傍となるため
六−水の流れが悪くなり、多数の伝熱管のうち水が流れ
る箆と流れない管が生じ、これが時間的に交互にくりか
えされ、全体的な水の流れが不安定になり（流動不安定
性）、蒸気発生器の運転が困難となるのである。

このため、従来技術では、蒸気発生器の極低負荷運転が
できず、それ故、別に補助冷却系を設置し、高速増殖炉
プラントの事故時に、蒸気発生器での除熱は行なわず、
別に設けた補助冷却系を用いてプラントの除熱や原子炉
崩壊熱の除去を行なっている。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、
総給水出を定格流量の５％以下といった極低負荷１ツク
態でも給水流動不安定が生じるのを防止でき、それ故、
高速増殖炉プラントの事故時にお（プる除熱及び原子炉
崩壊熱除去を蒸気発生器で行なうことが可能であり、そ
れに伴い、従来、必須不可欠だった補助冷却系を不要と
し、設備投資の軽減を図ることができるような蒸気発生
器の極低負荷時における運転方法を提供することにある
。

このような目的を達成することのできる本発明は、液体
金属を熱媒体とづる蒸気発生器に存在する複数本の給水
入口分岐管の少なくとも一部に開閉弁を設け、極低負荷
時に、それら開閉弁の少なくとも一部を閉じ、給水され
る伝熱管本数を削減して伝熱管１本当りの給水量を増加
し、流動不安定性が生じるのを防止するようにしたこと
を特徴とする蒸気発生器の極低負荷運転方法である。

以下、図面に基づき本発明について更に詳しく説明する
。蒸気発生器自体は、給水入口分岐管が複数本存在する
タイプであれば、多少改造するだけで従来のものをその
まま利用することができる。液体ナトリウム等の液体金
属を熱媒体とする蒸気発生器としては、通常、シェルア
ンドチューブ形式で、ナトリウムを胴部側（シェル側）
に、水を伝熱管側（チューブ側）に流ず構成が採られて
いる。例えば、第１図、第２図に示すように、ナ１〜リ
ウムは、ナトリウム入口配管１から蒸気発生器本体２内
に入り、内部に納められている多数の伝熱管の外面と接
触しつつ蒸気発生器本体２の下部のす１−リウム出口配
管３から流出し、他方、給水は、給水管４から２本の給
水入１−１分岐管５ａ、５１］に分岐して蒸気発生器本
体２内に入り、給水入口管端板（３ａ、（３１＋で更に
多数の伝熱管７に分配されて蒸気発生器本体２内の外周
に配設されている伝熱管を通って流下し、蒸気発生器本
体２の下部にて反転しくヘルｊｒルコイル状に巻かれた
伝熱管を通ってすトリウムと熱交換とながら上昇して蒸
気となり、蒸気出口管端板８を通って合流して、蒸気出
口管９から蒸気として取出される。

伝熱管の配置構成や給水管、ナトリウム入口管の取付位
置などは、様々であるが、伝熱管が２〜３木程度といっ
た実験室用の小型蒸気発生器は別として、一般には、分
散配置される多数の伝熱管との接続上、またバランスの
面から２本以上の給水分岐管を有り°る。また、蒸気発
生器が大型化するほど、給水分岐管の本数も増力１１す
ることが予想される。

さて、本発明で（Ｊ、このように複数本の給水入口分岐
管が存在する蒸気発生器を前提とし、イれら複数本の給
水分岐管の少なくとし１本以上（こ開閉弁が設けられる
。第１図の実施例で（Ｊ、２本の給水入口分岐管５ａ、
５ｂのうちの一方、給水入口分岐管５ａに開閉弁１０が
取付けられているが、両方の給水分岐管に開閉弁を取付
（うた構成としてもかまわない。

通常時には、聞１！ｌ］弁１０を問いて運転づ−る。

このことは、開閉弁１０が存在しない従来タイプの蒸気
発生器の運転と全（同様である。定格流量の３０〜４０
％の低負荷時から８０ヘ−１００％の高負荷時までの通
常運転範囲は、このＪニー）に、開閉弁１０を全開とし
た、実質的には従来と全く同じような状態で運転される
。

さて、高速増殖炉プラントに事故が生じ、極低負荷（定
格流量の５％程以下）の状態で運転・Ｊる必要が住じた
どきには、開閉弁コＯをＩ’ＪＩじて、Ｉ（ｉ水入口分
岐管５ａと連通ずる伝熱管肝への給水を停止し１、給水
入口分岐管５１１と連通づるｌｊｉ熱管群のみに給水し
つづける。このようにするど、給水される伝熱管への流
ωは、実質的に２倍となり、たとえば蒸気発生器に流れ
る全給水量は定格の５％でも、伝熱管の流量は１０％の
ときと向洋となる。

前述したように、給水流量が多いとぎの運転てはナトリ
ウムと熱交換した水が蒸気に変わる魚介点は蒸気発生器
中において高い位置にあるが、給水流量が低下するにつ
れて蒸発点がだ／υだ／Ｖ降下し、下端で沸騰が生じる
ようにｙ、−（るど各伝熱管での水の抵抗が異なり、あ
る伝熱管（こは水が流れるが他の伝熱管には水が流れイ
アりなり、これが時間の経過とともに交互にくりかえさ
れて水の流れが不安定になるのである。このような現象
が生じる限界流量は、従来タイプの蒸気発生器において
定格流量の５〜１０％以下の場合である。しかし、本実
施例によれば、多数の伝熱管のうち約半数にははじめか
ら給水されず、残りの半数の伝熱管のみに給水されるの
で、給水される伝熱管についてみれば、その給水量は約
２千Δどなるので、蒸発点が上背し、）ｈ動子安定の発
生を防止できるのである。

給水入口分岐管が３本存在する場合には、イのうらの１
本を閉じれば伝熱管の給水量を約１．５倍に、２本を閉
じれば約３倍にでさ、全給水量に応じて閉じる弁の数を
制御づれぽ、魚介点の位置をある程度制御することもで
きる。

給水入口分岐色が４本以上存在する場合も同様である。

このようにすると、蒸気発生器を（小低負荷の状態で流
動不安定が生しることなく運転できるため、プラント事
故時にお（プる除熱＼゛）原子炉崩壊熱の除去を蒸気発
生器で行なうことが司自ヒとなる。なＪ３、この極低負
荷どはあくＪ、で蒸気発生器の負荷であり、↑炬低負前
にて発電機を運転する訳てはなく、蒸気発生器で加熱さ
れた極低流量の蒸気は海水などと熱交換され再循環づる
。

本発明は上記の・ように構成した蒸気発生器の極低負荷
；軍転方法であるから総給水量を定、格流伝の５％以下
といつ１．：極低負荷状態でも給水流動不安定が作しる
のを防止でさ、それ−々、高速増殖炉プラントの事故時
における除熱及び原子炉崩壊熱除去を蒸気発生器で行な
うことが可能であり、それに住い、従来、必須不可欠だ
った補助冷却系を不要とし、設備投資の軽減を図ること
ができるなど、数７７のすぐれた効果を秦・しうるちの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いられる蒸気発生器の°−例を示す
斜視図、第２図（Ｊ、その上部廣断面図である。 １・・・す１−リウム入口配管、２・・・蒸気光ｉｔ器
本体、３・・・ナトリウム出口配管、４・・・給水管、
５ａ、５１１・・・給水入口分岐管、７・・・伝熱管、
９・・・蒸気出口管、１０・・・開閉弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、液体金属を熱媒体とづる蒸気発生器に存在する複数
   本の給水入口分岐管の少なくとも一部に開閉弁を設（づ
   、極低負荷時に、それら開閉弁の少なくとも一部を閉じ
   、給水される伝熱管本数を削減して伝熱管１本当りの給
   水量を増加し、流動不安定性が生じるのを防止するよう
   にしたことを特徴とする蒸気発生器の１渠（ＩＸ負荷運
   転方法。