JPS62108901A - 液体金属冷却型原子炉の冷却装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は液体金属冷却型１ｊλ子炉の冷却装置に係り、
特に原子炉容器の外部に設置されている原子炉二次冷却
系Ｊ系の冷７ｊＪ装首にｌ１ｌ−ｕる。

（発明の技術的背景とその問題点〕 液体金属冷却材を使用している高速増Ｉｎ炉・では原子
炉冷ｕ１材ずなわら一次冷７Ｊｊ材が高いレベルの放射
１１シを帯びるので、このような−次冷ＮＩ系を然気発
生系から隔離する必要がある。またタービン発雷Ｉ幾に
供給する主蒸気を得るための蒸気生成過程において、液
体金属と水との熱交換が必要不可欠である。この両省の
接触にＪ：って／ＪＥ成する化学反応熱が甚大であるｌ
ζめ、これを逸散させる必要があることから、−次冷却
系と蒸気発生系との間にさらに二次冷！ＪＩ系を設置し
ている。

従来の液体金属冷７Ｊ］型原子炉にＪ３ける二次冷ｕ１
系は第３図に示づ′にうに構成されており、原子炉容器
１内に炉心２が配置される。原子炉−次冷７４１系はこ
の炉心２を冷却づ−るもので、液体金属冷却材３を原子
炉容器１内で循環させる一次士循環ポンブ４と、−次冷
却材と二次冷却材との熱交換を行なう中間熱交換器５と
からなる。二次冷却系は、中間熱交換器５と、図示しな
いタービン発電機に供給するＩこめの蒸気を生成する蒸
気発生器６と、二次冷ＩＪＮＪを循環させるための二次
主循環ポンプ８と、これらの機器を接続する配管７とか
ら構成されでいる。

そして、上記従来の原子炉二次冷却系Ｉ系においては、
蒸気発生器６と二次主循環ポンプ８の各機器を壁９の外
の別エリアに配置していた。また蒸気発生器６と二次主
循環ポンプ８の両機器とも接続配管７にとってはアンカ
一点となるため、各ｔａＰＪ間に設置する配管は熱膨服
を吸収するため蛇行さける必要があり、そのため配管長
が長くなるというｆ具合があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その１」的
は故器配置を簡素化して配管長を短縮する容積を削減し
、プラントｌ！設〕ストの低減を図るようにした液体金
属冷却型原子炉の冷ＦＡ装首を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成覆るために、原子炉容器内に配
設した中間熱交換器と原子炉容器外に配設した蒸気発生
器とを配管接続してなる原子炉二次冷却系を備えた液体
金属冷却型原子炉の冷却装置において、前記蒸気発生器
の本体胴の下部に液体金属入口配管を設け、この入口配
管に接続される液体金属上昇管を前記本体胴の中心軸に
沿って設け、前記液体金属上昇管のと端開口周りの金属
中にセンターリターン型電磁ポンプを配設するとともに
、前記本体胴下部に液体金属出口配管を具備したことを
特徴とするものである。

また、液体金属の温度変化に伴う二次系内インベントリ
−の体積膨張ならびに収縮を吸収するため、蒸気発生器
上部には液体金属の液面を設けるとともに、蒸気発生器
に具備される水蒸気置台と液体金属出入口管台とを物理
的に分離したことを特徴としている。

〔発明の実施例〕

本発明の−・実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の液体金属冷却型原子炉の冷
却装置の系統図を示すものである。同図において、炉心
１１を収容した原子炉容器１０内に一次主循環ボンプ１
２および中間熱交換器１３からなる原子炉の一次冷却系
が配設されている。

原子炉の二次冷ｗ系は、中間熱交換器１３と、蒸気発生
器１７と、この中間熱交換器１３と蒸気発生器１７とを
連結するために壁１５を貫通するホットレグ配管１６ａ
およびコールドレグ配管１６ｂから構成される。また、
蒸気発生器１７の内部にはレンターリターン型の電磁ポ
ンプ８が配設されている。コールドレグ配管１６ｂには
万一蒸気発生器伝熱管２１の破損が生じた場合、その際
発生する過大な汁力波が中間熱交換器１３にそのまま伝
播するのを防止するため途中にバッファタンク２５がム
ＱＧノられている。

第２図は１京子炉二次冷却系に備えられた蒸気発生器１
７の詳細を示す縦断面図であり、蒸気発生器１７は本体
Ｉｉ！４１９が本体支持スカート２０によって支持され
、内部に伝熱管２１を初めとする内部ｆｉ造物が収容さ
れる。本体！ｊｉ　１９の下部に接続される液体金属用
のホットレグ配管１６　ａと本体胴１９内の液体金属上
昇管２６どで液体金属入口部分が構成される。

ところで、本体胴１９の上部内側には液体金属の体積変
化吸収のための自由液面２８が形成されている。

また、蒸気発生器１７の本体胴１９の内部中心部には、
液面金属の上５；ｉ！管２６の周りに伝熱管束内側シュ
ラウド２７を配置している。液体金属上昇管２６は上端
部に上Ｗ管出口２３を有する。

一方、図示しない給水ポンプからの水が流入づる水入口
配管シ９と水入口ヘッダ３０と水入］」分配管３１と水
入口水室３２とで水の人口部分が構成される。また、出
口蒸気至３３と出ロアに気分流管３４と出口蒸気へラダ
３５と出口蒸気配管３６とで蒸気の出口部分が構成され
る。

本体胴１９の上部であって、液体金属出口部にはセンタ
ーリターン型電磁ポンプ１８が設けられており、この電
磁ポンプ１８は液体金属−Ｅ胃管２６の上端開口部に液
体金属が浸る状態で電磁ポンプサポート３７により支持
される。電磁ポンプサポート３７は蒸気発生器１７の本
体胴１９の上端部に連結している。

液体金属上昇管２６は本体胴１９の下部でホットレグ配
管１６ａと接続しており、また、本体胴下部には液体金
属出口ノズル２２が設けられ、コールドレグ配管１６ｂ
に接続している。上昇管２６の上部には、センターリタ
ーン型の電磁ポンプ１８により下方に流れる液体金属の
流れをスムーズにし、整流にするための整流板２４が設
けられている。

次に、液体金属冷却型原子炉の冷却装置の作用について
説明する。

炉心１１で発生した熱を冷却する一次冷却材を一次主循
環ポンブ１２により循環させることによ達される。蒸気
弁イ［器１７内に設置された電磁ポンプ１８により二次
冷却材の液体金属が循環され、中間熱交換器１３で成熱
した高温の液体金属がホットレグ配管１６ａを経た後、
液体金属上界管２６に至る。次に上背管出口２３を出た
液体金属はセンターリターン型の電磁ポンプ１８により
流れの向きが反転されて下方へと向い、整流板２４によ
り流量配分される。

そして高温の液体金属は伝熱管２１の外側を流下し、水
・蒸気に熱を与え降温して低温の液体金属となる。この
ような低温の液体金属は本体胴１９の下部に設【）られ
た液体金属出口ノズル２２を経た後、蒸気発生器１７か
ら流出し、コールドレグ配管１６ｂに至る。

一方、水・蒸気側では図示しない給水ポンプから送り込
まれた水は、水入口配管２９から本人ロヘッダ３０に流
入し、水入口配管３１で流量分配された後、複数個に分
割されて水入口チャンバ３２に至る。この水入口チャン
バ３２から伝熱管２１の内部に分配送入された水は、伝
熱管２１内を上昇しながら液体金属と熱交換されて温度
上界し、蒸気となった後入口蒸気チャンバ３３に至る。

そして、出口蒸気分流管３４の内部を通過して出口蒸気
ヘッダ３５で合流した後、出口蒸気配管３６から流出し
、図示しない蒸気タービンに送られる。

第１図および第２図に示す実施例によれば、蒸気発生器
内に電磁ポンプを組込んで一体化したことにより、従来
の原子炉冷却装置のような二次冷却系の循環用ポンプを
設置しなくてよいので、それに伴って配管長の大幅な短
縮が可能となる。また、電磁ポンプを蒸気発生器内の液
体金属中に設置することで電１４１ポンプのコイルの冷
却を行なっており、コイルに発生する熱が液体金属へ伝
わることから全体的な熱効率がよい。

そして、原子炉二次冷ｎ１系ナトリウムインベン１〜り
の削減も可能となり、このためドレンタンク等の容はを
低減することができる。

さらに、従来の二次循環用ポンプの削減に伴っＴ直ヱ紹
罵１物出如伝粒ハト１に六開突縞んｌ洋―せスことがで
き、また、配管長の短縮により原子炉補助げ物の空間容
積を低減することができる。

〔発明の効果〕

本発明に係る液体金属冷却型原子炉の冷却装置において
は、原子炉二次冷ＪＪｌ系の冷却装置の削減ずなわち機
械式ポンプを削減することが可能となったので、それに
伴って配管長の短縮が可能となり、またドレンタンク容
量の低減化ならびに原子炉建物および原子炉補助建物の
空間容積の低減化が可能になり、ひいては原子力発電プ
ラントコストの大幅な低減化に寄与ηる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液体金属冷却型原子炉の冷却装置
の一実論例を示ず系統概略図、第２図は第１図の蒸気発
生器の縦断面図、第３図は従来の液体金属冷却型原子炉
の冷却装置を示す系統概略図である。 １０・・・原子炉容器、１１・・・炉心、１２・・・−
次主循１フボンブ、１３・・・巾Ｒ１熱亨廊スー１　！
’ｉ　、、、壁−１６ａ・・・ホットレグ配管、１６ｂ
・・・コールドレグ配管、１７・・・蒸気発生器、１８
・・・電磁ポンプ（１ンターリターン型）、１９・・・
本体胴、２０・・・本体支持スカート、２１・・・伝熱
管、２２・・・液体金属出口ノズル、２３・・・上昇管
出口、２４・・・整流板、２５・・・バッファタンク、
２６・・・上昇管、２７・・・シュラウド、２８・・・
液体金属液面、２９・・・水入口配管、３０・・・水入
口ヘッダ、３１・・・水入口分配管、３２・・・水入口
チャンバ、３３・・・出口蒸気チャンバ、３４・・・出
口蒸気分流管、３５・・・出口蒸気ヘッダ、３６・・・
出口蒸気配管、３７・・・電磁ポンプサポート。 代理人弁理士　　則　近　恵　佑 間　　　　　　　　三　　俣　　弘　　文第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉容器内に配設した中間熱交換器と原子炉容器
   外に配設した蒸気発生器とを配管接続してなる原子炉二
   次冷却系を備えた液体金属冷却型原子炉の冷却装置にお
   いて、前記蒸気発生器の本体胴の下部に液体金属入口配
   管を設け、この入口配管に接続される液体金属上昇管を
   前記本体胴の中心軸に沿って設け、前記液体金属上昇管
   の上端開口周りの金属中にセンターリターン型電磁ポン
   プを配設するとともに、前記本体胴下部に液体金属出口
   配管を具備したことを特徴とする液体金属冷却型原子炉
   の冷却装置。 ２、蒸気発生器は本体胴内上部に液体金属の自由液面を
   備えた特許請求の範囲第１項に記載の液体金属冷却型原
   子炉の冷却装置。