JPS62142901A - 蒸気発生器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高速増殖炉の蒸気発生器に関する。

〔従来の技術〕

第３図に高速増殖炉の２次主冷却系の構成例を示す。

２次主冷却系は、主として中間熱交換器９と蒸気発生器
６と２次主循環ポンプ１ｏと、これらの機器を連結する
ナトリウム主配管とから構成される。この２次主冷却系
において、原子炉からの１次ナトリウムと熱交換した高
温の２次ナトリウムは、中間熱交換器９からホットレグ
配管１１を通り蒸気発生器６に到達し、蒸気発生器６内
部にてタービン側の水・蒸気系１２と熱交換し、低温と
なった後、コールドレグ配管１３を通り中間熱交換器９
に戻る。

第４図には、この２次主冷却系に適用される一般的な蒸
気発生器６の構造例を示す。蒸気発生器６は、多数の伝
熱管１からなる管束部、内部シュラウド１４及び外部シ
ュラウド１５等から構成される内部構造物と、外胴２、
本体支持部１６、ナトリウム入口ノズル３、ナトリウム
出口ノズル４、及び水・蒸気ヘッダ１７等からなる外部
構造物から構成される。水・蒸気は伝熱管１内を流れ、
ナトリウムは伝熱管１外を流れ、外胴内はナトリウムで
充満しでいる。そして伝熱管１壁を通して熱交換を行わ
せている。

さて、この蒸気発生器６において伝熱管１壁が破損した
場合、管内を流れる水・蒸気と管外を流れるナトリウム
が接触し、いわゆるナトリウム・水反応が生じ、多量の
熱と水素等の反応生成物が生じる。このため、蒸気発生
器内の圧力は急激に上昇し、この圧力上昇は衝撃波とし
て２次主配管を通じて他機器へ伝播し１機器の構造健全
性に有意な影響を与えることが考えられる。

第４図に示したような無液面の蒸気発生器を第３図に示
したような２次主冷却系に用いた場合、コールドレグ配
管１３に設置された２次主循環ポンプ１０は液面を有し
ており、圧力波の反射に寄与するため、蒸気発生器６内
で発生した衝撃波はホットレグ配管１１を通じて中間熱
交換器９に伝わることとなる。

この圧力伝播の影響を低減し、中間熱交換器の健全性を
確保するための有効な手段として、蒸気発生器内に自由
液面を設け、ガス空間をつくりだす方法がある。第５図
にこの方式を用いたフランスの高速増殖炉［スーパーフ
ェニックス■」の蒸気発生器の構造図を示す。本図にお
いて第４図と同一部分は同一番号で示しである。

構造は第４図と同様で、伝熱管１、内部シュラウド、外
部シュラウド、外胴２、本体支持部１６゜ナトリウム入
口ノズル３、ナトリウム出口ノズル４、水・蒸気ヘッダ
１７等から構成されている。

水・蒸気は伝熱管１内を、ナトリウムは伝熱管１外を流
れ、伝熱管１壁を通して熱交換を行わせている。

蒸気発生器６上部には、オーバーフローノズル１８が設
けられており、ナトリウムのオーバーフローにより自由
液面をつくり、ガス空間１９をつくりだしている。伝熱
管１の破損事故によるナトリウム・水反応で生じた衝撃
波は、中間熱交換器に達する前にこのガス空間内で十分
に低減される。

衝撃波の低減に必要なガス空間部の体積としては、せい
ぜい１〜２ポあれば十分と考えられ、このガス空間を設
けることによる蒸気発生器の寸法増大はわずかにすぎず
、物量的には大した影響はない。したがって、衝撃波の
低減のためには、この方式は極めて有効な手段である。

なお、第５図はニュークリアー・エンジニアリング−イ
：／ターｆシＥ　す＃、　６　、１９７８　（ＮＵＣＬ
ＥＡＲＥＮＧＩＮＥＥ！ＲＩＮＧ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩ
ＯＮＡＬ、　Ｊｕｎｅ　１９７８）からの抜粋である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来例では、蒸気発生器にオーバーフローノズルを
設けることにより、自由液面をつくり、ガス空間部をつ
くりだしている。自由液面をつくる方法としては他に蒸
気発生器上部にカバーガス系をつなぎ、ガス圧により液
面を制御する方法も考えられる。

しかし、これらの方式はその構造から明らかなように、
ガス空間をつくりだすための付属系統（オーバーフロー
系統やカバーガス系、１ｌｉｉ）が必要である。

本発明の目的は、オーバフロー系やカバーガス系の設置
なしに、その内部にガス空間をつくりだせるような蒸気
発生器を提供することにあ′る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、蒸気発生器の内部に挿入したナトリウム入
口ノズルにガス抜き穴を設けることにより、達成される
。

〔作用〕

２次主冷却系へのナトリウム充填時に、蒸気発生器内の
ナトリウム液面が、蒸気発生器上部から挿入されたナト
ワウ１１人ロノズルに設けられたガス抜き穴のレベルを
越えると、ナトリウム入口ノズルと蒸気発生器外胴との
間の空間は密閉ガス空間となり、以降はこの密閉ガス空
間内のガス圧により、ナトリウム液面の上昇が抑制され
るので、蒸気発生器上部にガス空間をつくりだすことが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。

第１図はｆ［化した蒸気発生器の構造図で、伝熱管１を
収納した外胴２の上部にナトリウム入口ノズル３．下部
にナトリウム出口ノズル４が接続されている。ナトリウ
ム入口ノズル３は蒸気発生器の内部に挿入されており、
ノズル先端から適切な位置にガス抜き穴５が設けられて
いる。

このように構成された蒸気発生器へのナトリウム充填を
考える。図には示されていないす１−リウム供給系から
ナトリウム入口ノズル３あるいはナトリウム出口ノズル
４を通して供給されたナトリウムは、蒸気発生器６内部
に充満していたガスをナトリウム入口ノズルから排出し
つつ、蒸気発生器内に貯留されていく。排出されたガス
は、ナトリウｂ入ロノズルにつながる配管上に設けられ
た適切なガス抜き装置により、２次冷却系外へ排気され
ることとなる。ところが、蒸気発生器内のナトリウム液
面がナトリウム入口ノズル３に設けられたガス抜き穴５
のレベルを越えると、ナトリウム入口ノズル３と蒸気発
生器外胴との間の空間は密閉ガス空１［７となり、この
空間に充満しているガスは排出されなくなる。したがっ
て、それ以降は、密閉ガス空間７内のガス圧により、ナ
トリウム液面の上昇が抑制され、蒸気発生器上部にガス
空間をつくりだすことができる。

本蒸気発生器のように内部にナトリウムの自由液面をも
つ蒸気発生器では、通常使用時にナトリウム入口ノズル
付近の流れによるカバーガスの巻き込みを防止するため
、ナトリウム液面を入口ノズル先端より１ｍ程度は上部
に設定しなければならない６本発明は、このような液面
関係をオーバーフロー系やカバーガス系といった新たな
付属設備の設置を要求することなく、単にナトリウム入
口ノズルにガス抜き穴を設けることだけでつくりだすこ
とが可能であるという点で極めて有用である。

さらに、ナトリウム液面レベルは、ガス抜き穴５の高さ
のみで調整できるので、ナトリウム入口ノズル３の製作
・溶接段階でガス抜き穴５の穿孔位置を調整するだけで
、密閉ガス空間７の容積を自由に調整できる。

また、ガス抜き穴５は小口径のもので十分であり、かつ
、通常使用時には、この穴を通してナトリウムが流出す
ることになるため、この穴からのカバーガス巻き込みと
いう問題は心配しなくてもよい。

第２図は本発明の別の実施例で、ナトリウムの入口およ
び出口ノズルを１つの２重管ノズルとして構成した蒸気
発生器６を示したものである。

伝熱管１を収納した外胴２の上部には、ナトリウム入口
ノズル３としての外管とナトリウム出口ノズル４として
の内管からなる２重管ノズル８が挿入されており、外管
には、第１図と同じ様にガス抜き穴５が設けられている
。

本蒸気発生器におけるナトリウム充填に伴なう密閉ガス
空間７の形成法も第１図と全く同じ原理による。

〔発明の効果〕

本発明によれば、オーバーフロー系やカバーガス系とい
った新たな付属設備を設置することなしに、蒸気発生器
内に所定の容積のガス空間をつくることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の蒸気発生器の概略図、第２
図は本発明の別の実施例の蒸気発生器の概略図、第３図
は高速増殖炉の一般的な２次主冷却系統図、第４図は高
速増殖炉の一般的な蒸気発生器の概略図、第５図はガス
空間を設けた従来の蒸気発生器の概略図である。 １・・・伝熱管、２・・・外胴、３・・・ナトリウム入
口ノズル、４・・・す、トリウム出口ノズル、５・・・
ガス抜き穴。 ６・・・蒸気発生器、７・・・密閉ガス空間、８・・・
２重管ノズル、９・・・中間熱交換器、１０・・・２次
主循環ポンプ、１１・・・ホットレグ配管、１２・・・
水・蒸気系。 １３・・・コールドレグ配管、１４・・・内部シュラウ
ド、１５・・・外部シュラウド、１６・・・本体支持部
、１７・・・水・蒸気ヘッダ、１８・・・オーバーフロ
ーノズル。 １図　　　゛ 盲２図 ■３ｍ 慕１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ナトリウム冷却型高速増殖炉に用いられ、ナトリウ
   ム入口ノズルが内部に挿入された蒸気発生器において、
   該ナトリウム入口ノズルにガス抜き穴を穿孔したことを
   特徴とする蒸気発生器。