JPS6190096A - 中間熱交換器 - Google Patents

中間熱交換器

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Publication number
JPS6190096A
JPS6190096A JP59211413A JP21141384A JPS6190096A JP S6190096 A JPS6190096 A JP S6190096A JP 59211413 A JP59211413 A JP 59211413A JP 21141384 A JP21141384 A JP 21141384A JP S6190096 A JPS6190096 A JP S6190096A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shell
heat exchanger
chamber
intermediate heat
liquid metal
Prior art date
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Pending
Application number
JP59211413A
Other languages
English (en)
Inventor
佐橋 実
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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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP59211413A priority Critical patent/JPS6190096A/ja
Publication of JPS6190096A publication Critical patent/JPS6190096A/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
    • 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
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、タンクう°!高速増殖炉において、炉心で加
熱された一次冷却材と二次冷却材との間の熱交換を行な
う中間熱交換器に関する。
〔発明の技術的青用〕
第3図はタンク型高速増殖炉の概略構成を不りもので、
主容器1の内部には核反応によって熱エネルギを発生さ
Uる炉心2が構成されている。また主容器1の内部には
一次冷却材としての液体金属(通常液偽りトリウム)を
循環させる複数の一次主循環ポンブ3、−次冷PA祠か
ら二次冷IJl材としての液体金属(通常液体す1−リ
ウム)へ熱エネルギを伝達する複数の中間熱交換器4等
よりなる一次冷却系設備が収容されている。
前記炉心2の下部にはプレナム部5が設【ノられ、炉心
2及びブレナム部5は主容器1内の底部に設けられた炉
心支持体6に支持されている1、また前記炉心2の上方
には多数の窓孔をイ1する炉心上部は構7が配設されて
いる。
ま/、−主容器1の内部には隔壁支持体8△に支持され
た隔壁8が水平方向に配置されている。そして、この隔
壁8により、主容器1内の空間を、上1ノのホットプー
ル9と下刃のコールドプール10とに区画している。
前記複数の一次主循環ボンプ3及び複数の中間熱交換器
4は、いずれも主容器1内に周方向等間隔に配置されて
いる。また各−法主循環ボンプ3の下端には炉内配管1
1を接続し、この配管11の下端部を前記コールドプー
ル10内に延在さU、ブレナム部5に接続さけている。
そして各−法主循環ボンブ3の下部より炉内配管11に
亘って薄肉円筒体12にて囲み、この円筒体12の下端
を前記隔壁8を口通してコールドプール10内へ導入さ
せ、円筒体12の内部を]−ルドプール10の内部空間
に連通さぽている。
前記主容器1の外側には、万一の冷W材漏洩事故にI(
iえてガードベッセル13が設(プられている。
そして以上の如くゼ11成された主容器1はキPL:j
イウA−ル14内に収容されている。
また上記キ↑・ビテイウA−ル14の上部間]」はルー
フスラブ15で閉塞されてd3す、主容器1の上部開口
もこのルーフスラブ15で閉塞されている。
まLこホットプール9及び]−ルトドプール1には一次
冷却材としての液体金属(通常、液体ナトリウム)6が
収容され、液体金属6の液面とルーフスラブ15との間
にはカバーガスが充填されている。
このように構成された従来のタンク型高速増殖炉は次の
ように動作する。
まず−次冷却材である液体金属16は炉心2を上方に向
って通過する間に核反応による熱Tネル−1を受けて高
温となり、炉心上部機も17の窓孔を通してホラ1−ブ
ール9内へ流入する。そして中間熱交換器4に複数の吸
込口17より流入し、二次冷却材としての液体金属に熱
エネルギを広げして温度を低下さけながらコールドプー
ル10内へ流下する。一方、コールドプール10内の液
体金属161J−次W1Crポンプ3により胃圧され、
炉内配管11を通ってプレナム部5へ戻される。なお、
中間熱交換器4で加熱された二次冷却材としての液体金
属は主容器1の外部へ導かれ、タービン駆動用蒸気を加
熱することになる。
この中間熱交換器4を第4図により更に説明覆ると、−
次冷却材としての液体金属16は複数の一次冷却材人口
17より中間熱交換器4のシェル18の上部室4a内に
流入し、上部管板19と上部管板23との間の中間室4
b内に取付【ノられた複数の伝熱管20を通って流下し
、その後下部室4Cに流出し、その後−次冷N1月出口
21から流出する。一方、二次冷1.1′l+Aどして
の液体金属(、L二次冷7.II材人口22より中間熱
交換器4内に流入し、下部管板23の上面部分にJ5い
て複数の吹き出し口24から吹き出され、二次側冷7J
]室28内を複数の伝熱管20に沿っで萌述の一次冷却
材どしての液体金属と熱交換しながら上背し、二次冷7
JI Vj戻りD 25 ’r集められ、二次冷lJI
材出口26から流出する。なお27は遮蔽材である。
〔背?技術の問題点) このように形成されたタンク型高速増殖炉に(1)いて
は、ホットプール9内の液体金属16は運転中高温とな
っており、また常に炉心上部機(147の窓孔から中間
熱交換器4の複数の一次冷却材人口17へ向って高温の
液体金属16が第5図に示すような流線に治って流動し
ている。
ところで、原子炉1〜リップ時には、炉心2の核反応が
停止し、発生する熱エネルギが急激に減少し、前jホし
た炉心上部別構7の窓孔から中間熱交換器4の複数の一
次冷却月入口17へ向って流動する液体金属16は、コ
ールドプール10の(B爪に近い低温どなる。この場合
、上部管板1つには′FI教の伝熱管20が接続されて
いるため、上部管板19の部材温度は低温となった液体
金属16が通過する伝熱管20の淘瓜の低下に即応して
急速に低下する。一方、上部管板19が接続されたシェ
ル18の部分の外面に接する液体金属はL;に(1Lf
多動t!ヂ高渦のままで残されているため、シェル18
は比較的長時間高温状態を保つことになる。
このため、原子炉]・リンプ直後に(、Lシ丁ル18と
上部管板1つの間に大きな温度ガを住じ、これによって
シェル18と上部管板1つの接続部に熱応力が発生しt
M Jji部材の針金性を保つ上で問題となっていIζ
〔発明の目的〕
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、原子
炉のトリップ直112にFl数の伝熱管の接続された上
部管板の平均温度とこの上部管板に接続されるシェル部
の温度差を小さく覆ることによって上部管板とシェルの
接続部分の熱応力を低減さじることができ信頼性の高い
中間熱交換器を提供することを目的とする。
(発明の概要) 本発明の中間熱交換器は円筒状のシェルと、このシェル
内部を上部室、中間室、下部室に仕切る上、下2枚の管
板と、この2枚の管板によって両端を支持され、両管板
に囲まれた中間+i6を出通し、上部室と上部室とを連
絡げる多数の伝熱管と、前記中間室と外部とを連結する
2重管とからなる中間熱交換器にJ3いて、前記下部室
部分に形成されI:冷JJ]材入[1より上jj部分か
ら前記」一部管仮まり下方部分までの前記シ[ルの外側
部分を75うどともに、前記シェルどの間に冷却材が下
部からIYt記冷即材入口を通ってシェル内に流入する
7ニコ′ラス状の冷7J] 44流路を形成り゛るフロ
ースカートを設()て形成したことを特徴とする。
原子炉トリップ直後には炉心上部様(14より流出する
液体金属が」−ルドプール?品度に近い低温Cあるが、
本発明においては、a(A金属がアニコラス状の冷19
月流路を流れることによって、上部tr(板を接続した
シェルと上部管板とを順番に速やかに温度を均一化し、
シェルと上部管板の接続部分に生じる熱応力を小さく抑
えることができる。
〔発明の実施例〕
第1図および第2図は本発明の中間熱交換器の−・実施
例を示し、第4図と同一部分には同一テコタ;を付しで
ある。
本実施例において、中間熱交換器は第4図に示す従来例
と同様に形成するとともに、更にシェル18の外側にフ
ロースカート2つを設けたbのである。このフロースカ
ート29の上部30は一次冷却材人口17よりも上部位
置においてシェル18に気密に接続されている。一方、
フロースカー1・2つの下部は、上部管板19の位置よ
り近い位置において切断されて開口31を形成している
そして、フロースカート29はシェル18の外面どの間
で、液体金属16が開口31を通って流入し、続いて一
次冷却材流入口17からシェル18内へ流入するアニユ
ラス状の冷MI +A流路32を形成している。
また、上部管板19とシェル18の接続部分は、双方の
温度の均一・化速度を大きくするために肉厚を従来より
薄く形成している。
次に、木実/1色例の作用を説明り−る。
原子炉通常運転中には、′;A2図に示したように、炉
心上部nM tM 7の窓孔から流j11シた高温の液
体金属16は一旦下降し、フロースカート2つの下部の
開口$1内に流入し、フロースカート2つとシェル18
の外面とからなるアニユラス状の冷741 +、1流路
32を上昇した後、複数の一次玲却(A入口17からシ
ェル18の上部室4a内に流入する。での後、従来と同
様土部管板19に接続された複数の伝熱管20の内部を
通って伝熱管20の外側のニー次冷却材としての液体金
属と熱交換を行なう。
原子炉トリップ時は、炉心2の核反応が停止し発生する
熱エネルギが急激に減少するため炉心上部は構7の窓孔
から流出する液体金属16の温1αが低下する。この]
−ルトドプール1の温度に近い低温の液体金属16は原
子炉通りδ運転中と同(、丘にホラ1−プール9内を一
旦下降L2、フロースカーi〜29の下部の間[131
内に流入し、)[]−スカー1〜29どシJル18の外
面どからなる冷fJI U流路32を上??し、この間
に通帛運転時には畠?!+aであったシJル18の外面
を冷IJIする。冷却材流路32内を上背した液体金属
16は、複数の一次冷m 44人口17からシェル18
の上部”& 4 aに流入し、上部管板1つに接続され
た複数の伝熱管20の内部を通る。この時、この液体金
属16がlI(渇Cあるため通常運転■1高記であった
上部管板19は′F1教の伝熱管20を通じて冷2JI
される。
このように本実施例にd3いCは、ホットブール9/)
日ら低調の液体金属16の流入する間口31の位置がシ
ェル18内部に接続する上部管板19の位置より下にあ
り、しかも低調の液体金属16が冷却材流路32を上昇
する間にシェル18を冷却するlζめシェル18と上部
管板1つの調度差が小さくなり、従ってシェル18と上
部管板19の接続部に大きな熱応力が生じない。
さらに、シェル18と上部管板19の接続部の肉厚を博
くすることによってこの部分の熱容rI+が小となり、
原子炉トリップによる液体金属16のiQ+激な低下に
対して速やかに応答しシェル18と上部管板19どの温
度の均τ化を早期に達成さぜ゛  ることができる。
〔発明の効果〕
このように本発明の中間熱交換器は、原子炉の1へリッ
プ直19に複数の伝熱管の接続された上部管板とこの−
L81!管板に接続されるシェル部との温度差を小さく
することかでき、上部管板どシェルとの接続部分の熱応
力を低減さけることがでさ、熱応力破壊等を起りことが
なく(ルめて15頼性が高くなる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の中間熱交換器の−・実施例を示J概略
断面図、第2図は本発明の実施例の)D −スカート部
の拡大断面図、第3図は従来のタンク型高速増殖炉の全
体什1成を足す概略断面図、第4図は従来の中間熱交換
器のM4造を示すff、(略断面図、第5図は従来の中
間熱交換器の上部管板部の拡大断面図である。 4・・・中間熱交換器、4a・・・上部室、4b・・・
中間室、4C・・・下部室、17・・・−次冷却祠入[
1,18・・・シェル、19・・・上部管板、29・・
・フロースカート、32・・・冷IJ1材流路。 第1因 第2因 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、円筒状のシェルと、このシェル内部を上部室、中間
    室、下部室に仕切る上、下2枚の管板と、この2枚の管
    板によって両端を支持され、両管板に囲まれた中間室を
    貫通し、上部室と下部室とを連絡する多数の伝熱管と、
    前記中間室と外部とを連結する2重管とからなる中間熱
    交換器において、前記上部室部分に形成された冷却材入
    口より上方部分から前記上部管板より下方部分までの前
    記シェルの外側部分を覆うとともに、前記シェルとの間
    に冷却材が下部から前記冷却材入口を通ってシェル内に
    流入するアニュラス状の冷却材流路を形成するフロース
    カートを設けたことを特徴とする中間熱交換器。 2、上部管板とシェルとの接続部分の肉厚を薄く形成し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の中間熱
    交換器。
JP59211413A 1984-10-11 1984-10-11 中間熱交換器 Pending JPS6190096A (ja)

Priority Applications (1)

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JP59211413A JPS6190096A (ja) 1984-10-11 1984-10-11 中間熱交換器

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JP59211413A JPS6190096A (ja) 1984-10-11 1984-10-11 中間熱交換器

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JPS6190096A true JPS6190096A (ja) 1986-05-08

Family

ID=16605542

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JP59211413A Pending JPS6190096A (ja) 1984-10-11 1984-10-11 中間熱交換器

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JP (1) JPS6190096A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016029393A (ja) * 2013-05-01 2016-03-03 竹田 眞司 安全性が高い高速増殖炉

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016029393A (ja) * 2013-05-01 2016-03-03 竹田 眞司 安全性が高い高速増殖炉

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