JPS5866035A - 蒸気発生器の漏洩検出装置 - 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】 本発明は蒸気発生器内の漏洩の検知装置に関する。

発電所においては、ボイラから熱が一次回路の流体に与
えられ、この流体が次いで蒸気発生器内に循環してその
熱を二次回路の水へ移譲して水な蒸気に変換し、そして
この蒸気がタービンを駆動するのに用いられる。

例えば高速中性子炉型の原子力発゛鑞ゾラントでは、周
知のように一次流体として液体ナトリウムが使用される
。この場合蒸気発生器は、液体ナトリウムな収納する一
次回路と、蒸気に変換される水な収納する二次回路とを
備える熱交換器で構成される。

このような蒸気発生器においては、−次回路の液体す）
　リウムと二次回路の水との間の接触が絶対に起らない
ように万全の注意を払わなけれ＆ｆならない。よく知ら
れているように、高温にお（・てナトリウムと水とが混
合すると化学反応な起してガスを発生する。もしこのよ
うな事態力を蒸気発生器内で生じたら、そのガスの高圧
によって装置が破壊されることになろう。従って蒸気発
生器では、その操作中、−次回路と二次回路との間にど
んな僅かな漏洩があっても、これを検出することが非常
に大事なのである。

そのような蒸気発生器において、漏洩によって水が液体
ナトリウム内に混合した場合、それがどんなに微量であ
っても検出するため、液体す）　ＩＪウムな連続的に採
取し、化学分析を行なうことは知られている。この分析
はナトリウム内の水素の存否な調べ、これによって水が
入ったか否かを明らかにするのである。

「ナトリウム−水」型蒸気発生器は一般的に、液体ナト
リウムの一次回路と、その液体ナトリウムの中に浸漬さ
れ且つ管プレートに溶接される、水を通す複数個の管で
構成される二次回路とを備える。それら管内で水は蒸気
に変換される。このような蒸気発生器の場合、漏洩の危
険は管と管ゾレートとを結合する溶接個所に在る。普通
知られている漏洩検出装置は、管プレートの近傍で採取
した液体ナトリウムを分析するように構成されている。

その採取に当って、１つの欠点がある。液体す）　ＩＪ
ウムの循環速度が早いため、漏洩があるときそのナトリ
ウム内に混入する化学物質が非常に薄められてしまうこ
とである。また別の欠点として、液体ナトリウムの採取
は管ゾレートの近くで行わなければならないが、そこの
スペース内には非常に多数の管が存在しているので、装
置が管プレートのあらゆる個所でナトリウムの採ｋｌｉ
な行うことが阻害される。こうした理由で、漏洩検出の
ため液体ナトリウムを採取する従来の装置は複雑ではあ
るが効果は少ないのである。

本発明は、それらの欠点を無くした新規な漏洩検出装置
を提供する。

そこで本発明は特に、蒸気発生器内の液体ナトリウムの
採取によって漏洩を検−出する装置であって、該蒸気発
生装置の一次回路がナトリウム送入室と送出室との間の
す）　ＩＪウム循環容器で構成され、各咳室は該循環容
器の側でナトリウム分配格子により画成され、他方の情
で曾プＶ−）により画成され、各線量は該管！レートと
平行な熱しゃへい板を備え、この熱しゃへい板は、ｉ管
プレートな熱衝撃から防１するための成る量のす）　Ｉ
Ｊウムを封入するスペースによって該管ゾレートから離
間され、また蚊蒸気発生器の二次回路が複数個の水循環
管によって構成され、これら管は両端部が該管プレート
に緘封状態で固定され、この管ル−トの反対側で水供給
菫に開口し、線管の端部分はそれぞれに該分配格子と熱
しゃへい板な非緘封状態で貫通して該ナトリウム送入室
と送出室を通る如き核蒸気発生器の漏洩検出装置におい
て、該耐熱衝撃防護スペース内に封入されるナトリウム
の成る量を連続的に採取し分析する装置を備える漏洩検
出装置に関する。

本発明の主要な特徴によれば、該封入す）　ＩＪウム採
取装置が、少なくとも１つの管状収集器であって、この
収集器は該管プレート周縁近くで該防護スペース内に設
置され、該収集器の長さに沿って複数個の採取オリフィ
スが配置される如き線束なくとも１つの管状収集器、及
び複数個のコンジットであって、これらコンジットは一
方の端部が咳防繰スペースに開口し、他方の端部が該ナ
トリウム循環容器内に開口し、それらコンジットは該防
護スペース内にこのスペースの中心部から周縁部にかけ
て該管状収集器の方向へ該液体す）ＩＪウムの循環を惹
起させる如き線機数個のコンジットによって構成される
。

本発明の１つの実施態様によれば、該採取装置が咳ナト
リウム送入室の側の鋏防繰スペース内に設置され、ナト
リウムの循環を惹起させる該コンジットが該管プレート
の周縁部の近傍で該防ｉｉＩスペースに開口する。

本発明の他の実施態様によれば、該採取装置が咳す）　
ＩＪウム送出室の側の防護スペース内に設置され、ナト
リウムの循環を惹起させる該コンジットが該管プレート
の中心部の近傍で該防護スペースに開口する。

添付図面に示す制約的でない実施例を参照に以下に続け
る詳細な説明から、本発明の更に他の長所が明らかにな
ろう。

５ｇ１図は、「ナトリウム−水」型蒸気発生器を示す。

この蒸気発生器は長い円筒形容器１を備え、この′４Ｉ
器内には循環する液体ナトリウムが充満して一次回路ケ
構成する。容器１の一方の端部に閉じた円筒形ジャケッ
ト２が緘封状態に固定され、このジャケット２は液体ナ
トリウム人口３を備え、液体ナトリウム送入室４を形成
する。円筒形容器１の他方の端部に閉じた円筒形ジャケ
ット５が緘封状態に固定され、このジャケット５は液体
ナトリウム送入室を備え、液体ナトリウム送出室６を形
成する。蒸気発生器の一次回路を構成する液体ナトリウ
ムは、閉じたジャケット２、円□筒形容器１、及び閉じ
たジャケット５によって画成されるスペースを完全に充
満する。

原子炉の一次熱交換器によって加熱された液体ナトリウ
ムは送入室４から円筒形容器１の内部へ入り、この＃ｆ
ｉＦ１内の二次回路に熱な移鏡した後、送出室６から出
て原子炉の一次熱交換器へ戻る。

円筒形容器１内に設置される二次回路は、容器１の長手
方向軸心に平行に相互に規則的に離間して設置される複
数個の真直ぐな管８を備える。これら管８は円筒形容器
１の内部全体及び送入室４と送出室６の内部に延びる。

管８の両端部は、閉じた円筒形ジャケット２と５の緘封
した底部を構成する２つの管プレート９と１０にそれぞ
れに結合される。これら管プレー？９．１０の管８の反
対備の面は室１１と１２に機銃する。二次回路の水が、
ナトリウム送出室６の側に位置する送入室１２から管８
の内部に入り、これら管を取囲む高温筐体ナトリウムに
よって蒸気に変換され、そして液体ナトリウム送入室４
の側に位置する送出室１１から出ていく。この蒸気発生
器は更に、円筒形容器１の入口と出口のところに設置さ
れる格子１３と１４を備える。これら格子１３と１４は
、円筒形容器１の内部で循環する液体ナトＩＪウムの流
量な均等に分配することにより、液体ナトリウムが全て
のｆ８に実質的に均等な量の熱を与えるようにする。本
発明による蒸気発生器はまた更に。

ナトリウム送入室４と送出室６のそれぞれの中で。

管ゾレートＳと１０に平行にこれら管プレートから短か
い距離を置いて設置される熱しゃへい板１５と１６を備
える。これら熱しゃへい板１５゜１６は複数個の管通路
を備え、従って液体ナトリウムを緘封しないが、それら
熱しゃへい板１５゜１６と管プレー）９．１０との間の
スペースの中に含まれる液体す）　リウムの循環は大き
く制限する。それらスペース１１と１８内の液体ナトリ
ウムは循環することが少なく、従って実質的に封入され
、管プレー）９．１０ｆＩ：熱衝撃から防護する。

第２図は第１図の右側の部分の拡大図で、液体ナトリウ
ム送入室４、熱衝撃防護スペース１７、及び蒸気送出室
１１を示している。ａＩ２図は更に、本発明の目的とす
る漏洩検出装置を全体的に示している。この漏洩検出装
置は、管８と管プレート９とな結合する溶接部に接触す
る個所の液体ナトリウムを分析するためその個所から液
体ナトリウムを採取する装置を備える。この採取装置は
、管プレート９０周縁部から短かい距離のところで防御
スペース１１内に設置されるトーラス形の管状収集器１
９によって構成される。管８は全て収集器１９の内側に
入る。収集器１９はこれの長さに沿って等間隔で設けら
れる半径方向内方向に向いた複数個の採取オリフィスを
備え、そしてチャンネル２１によって蒸気発生器の外部
のボン７°２２に接続される。ポンプ２２は採取された
液体ナトリウムを化学分析ユニット２３へ送る。この分
析ユニット２３は蒸気発生器の操作中、送られてきた液
体ナトリウムを分析して、その中に水′−分が含まれて
いないかどうかを判別する。

ナトリウム採取によるこの漏洩検出装置は更に、防−ス
ペース１７と円筒形容器１の内部との間な連絡する複数
個のコンジット２０を備える。これらコンジット２０は
従ってその一方の端部が熱しゃへい板１５を、そして他
方の端部が分配格子１３な貫通する。

液体ナトリウム採取装置は下記のように操作する。管８
の１つと管プレート９とを接合する溶接部に漏洩個所が
生じると、二次回路の圧力は一次回路の圧力よりずっと
高いので、液体ナトリウム内へ水または蒸気が侵入する
漏洩が管プレート９の個所に生じる。従ってその水を含
む液体ナトリウムは防護スペース１Ｔ内に在る液体ナト
リウムということになるが、この液体ナトリウムは該ス
ペース１７内に封入されているので、漏洩した不純物が
一次回路の全ての液体ナトリウムによって希釈されるこ
とはないから、そのスペース１７内の液体ナトリウムな
サンプルとして採取できるのである。採取装置の操作を
よりよく理解するため、蒸気発生器の一次回路を構成す
る各室内の様々な圧力を考えてみる。液体ナトリウムは
成る圧力Ｐ１で室４に入る。この液体ナトリウムが分配
格子１３な通過するとき、ヘッドロスが生じるため、円
筒形容器１内の圧力は、Ｐｌより低いＰｌになる。また
送入室４と防−スペース１Ｔとの間では、熱しゃへい板
１５を通る液体ナトリウムの流れは実質的に無いので、
防護スペース１７内の圧力は室４内の圧力と同じＰｌに
なる。防−スペース１７と円筒形容器１の内部とは管プ
レート９の周縁に沿って設置されるコンジット２０によ
って連結されているが、上記圧力差のためそれら周縁コ
ンジット２０内に防−スペース１７から円筒形容器１の
内部へ行く液体す）　ＩＪＪウム流れができる。

従って送入Ｎ４内のナトリウムが熱し中へい板１５の中
心部近くから防護スペース１７内へ入る流れが生じ、こ
の結果スペース１１内のす）Ｕラムは半径方向外方向へ
と移動してコンジツ）２０な通り容器１の内部へ送られ
ていくことになる。

従って管プレート９のどこかＫＩｊＩＩ洩が生じると、
その不純物を含んだ防護スペース１７内の液体ナトリ、
クムは、このスペース１１内で半径方向外方向へ移動し
て行き、管プレートＳの周縁においてコンジット２００
近くに設置された管状収集器１９の個所へ迅速に到達す
る。そこでその不純物含有液体ナトリウムはボンデ２２
で吸上げられ、ユニット２３内で分析されて不純物の存
在を明らかにされるのである。この装置の長所は、蒸気
発生器の操作中、連続的に働くことである。

以上は、ナトリウム送入室４の情の管プレート９のとこ
ろに備えられるナトリウム採取装置の説明である。同様
に本発明によれば、ナトリウム送出室６の冑の管プレー
ト１０のところでも液体ナトリウムの採取を行うことが
できる。第１図に示されるこの第２採取装置は第１採取
装置と同様に機能する。第２採取装置は、先の場合と同
じく、管プレート１０の周縁におい【防饋スペース１８
内に設置される管状収集器な備える。また、防護スペー
ス１８と円筒形容器１の内部とを連結するコンジット２
４を備える。唯一の相違点は、コンジット２４が防護ス
ペース１８の中心区域に開口するよう設置されることで
ある。液体ナトリウムは円筒形容器１から格子１４を通
ってす）　ＩＪＪウム出室６へ流れるから、この室６と
スペース１８内の圧力は容器１内の圧力より低くなる。

従ってその防−スペース１８内でナトリウムな、そのス
ペース１Ｂの中心部から周縁区域の方へ移動させるため
には、その中心部にコンジット２４によって高圧部を作
らなければならない。これがコンジットの設置位置を違
える理由である。

第６図は本発明によるす）　ＩＪウム採板堰装置特定の
実施例な示す。この図面は、蒸気発生器における分配格
子から管プレートまでの範囲の管状収集器と循環コンジ
ットが置かれる周縁部区域の断面図である。この第３図
に見られるように、円筒形容器１の端部上に分配格子１
３が半径方向に固定され、そして管プレートＳが分配格
子１３と平行に延びている。格子１３とプレート９０間
にナトリウム送入室４が画成され、そしてプレート９か
ら短かい距離を置いて平行に熱しゃへい板１５が備えら
れる。この熱しゃへい板１５と管プレート９との間に防
護スペース１７が画成される。また複数個の管８が長手
方向に設置され、管プレート９に溶接される。管状収集
器１９が管プレート９０周縁の位置で支持要素２５によ
って堅く維持される。この支持要素２５は同時に熱しゃ
へい板１５な堅く維持する。循環コンジット２０は管プ
レート９の周縁のレベルに間隔を置いて配置され、そし
て管プレート９の周縁部に在る管８の外周囲に同心的に
設けられる。それらコンジット２０１格子１３と熱しゃ
へい板１５との送入室４に接する面に緘封状態Ｋｌｌ接
される。コンジット２０及びこれと同心の管８の間に環
状スペース２６が画成される。通常の管８、またはコン
ジット２０に囲まれた′＃８は、熱しゃへい板１５と分
配格子１３とに設けられたオリフィスを通って、それら
熱しゃへい板と格子とを順次に貫通する。それらオリフ
ィスと管８との間に液体ナトリウムが流通できる環状ス
ペースを残すため、オリフィスの直径は管８の直径より
大きくされる。第３図で見られるように、コンゾツ）２
Ｇに囲まれる管８が貫通する分配格子１３のオリフィス
２Ｔは、その他の管８のためのオリフィス２８より大き
い直径を有する。この直径の差は、オリレイス２７を通
って容器１内へ入る液体ナトリウムの流量と、オリフィ
ス２８な通って同じ容器１へ入る液体ナトリウムの流量
な等しくするよう、コンジット２０により作られるヘッ
ドロスを補正するために付けられるのである。

格子１３な流通する液体す）　ＩＪＪウム流量を、オリ
フィス２７と２８の構成によって全ての個所で均等に分
配できない場合には、コンジット２０の内部と室４とを
つなぐ小さなオリフィス３０なそれらコンジット２０上
に設けることＫより、コンジット２０内を循環するナト
リウムの流ＩＩｋす多少調節することができる。

コンジット２０は、管８の周囲にでなく、ｆ８の間に設
置することも可能である。

液体ナトリウムの回路は次のように作られる。

室４のナトリウムが熱しゃへい板１５の中心区域でオリ
フィス３０により画成される環状スペースを通ってスペ
ース１７内に入り、ここで半径方向外方向に拡がり、オ
リフィス２９により画成されル環状スペースを通ってス
ペース１７から出、コンジット２０内を循環して、オリ
フィス２１により画成される環状スペースな通って容器
１の中へ流入する。また同時に、スペース１７内で半径
方向外方向に拡がるナトリウムの一部分が管状収集器１
９により常時吸入され、チャンネル２１により蒸気発生
器の外部へ取出されて化学的に分析される。

第３図の実施例で見られるように、分配格子１３は円筒
形容器１に直接結合されず、コンジット２０に結合され
、そしてこれらコンジットが熱しゃへい板１５に溶接さ
れ、そして更にこの熱しゃへい板が控え２５によって管
プレート９０周縁部に結合されている。従ってコンジッ
ト２０は控えの機能をもつ。このような構成のため、温
度変化による膨張があっても、分配格子１３が容器１の
端部に対し動くことができるので、構造内に応力が掛か
ることが防止される。

本発明は第３図の実施例に限定されるものでなく、また
第１図の蒸気発生器の型式に限定されるものでもない。

そこで、その他の型式の蒸気発生器、例えば蝶旋管また
はＵ形管を備える型式のものに適用することも、本発明
の範囲から外れるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による検出装置を備えた蒸気発生器の
概略断面図、 第２図は、蒸気発生器の１１１図の右側部分の拡大断面
図、 第３図は、本発明の特定の実施例の、第２図と同平面に
おける断面図である。 １・・・蒸気発生器−次回路容器、２．５・・・ジャケ
ット、３・・・液体ナトリウム入口、４−゛液体ナトリ
ウム送入呈、６・・・同送出室、７・・・同出口、８・
・・二次回路管、９，１０・・・管プレート、１１・・
・蒸気送出室、１２・・・水送入室、１３．１４・・・
液体ナトリウム分配格子、１５．１６・・・熱しゃへい
板、１７゜１８・・・熱衝撃防−スペース、１９・・・
液体す）　ＩＪクム収集器、２０．２４・・・液体ナト
リウム循環コンジット、２１・・・チャンネル、２２・
・・ポンプ、２３・・・ナトリウム分析ユニット、２５
・・・熱しゃへい板支持要素、２６・・・環状スペース
、２７・２８・２９．３０・・・オリフィス、３１・・
・液体ナトリウム流量調節小オリフィス。 代理人　　浅　村　　皓 １ 特許庁長官殿 １．・ＪＧ件の表示 昭和５７年特許願第１１９１６３号 ２、発明の名称 蒸気発生器の漏洩検出装置 ３、補１１三をする者 ・川゛１との関係　特許出願人 ４、代理人 ５−　ｈｌｉ＋ｌ−命令のＦ１付 昭（１１年　　　　月　　　　日 ６、袖ＩＩ；により増加する発明の数 ７、袖１１．の対象 明細書 ８、補正の内容　　別紙のとおり 明細書の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） 昭和グ年〃月／、ｒ　ＩＪ 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和？７年特許願第、うっピに〆ｊ　号３、補正をする
者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 氏　名　　　　（６６６９）　　浅　　村　　　　　皓
　　パ５、補正命令の日付 昭和３７年／ｐ月２２日 ６、補正により増加する発明の数 ８、補正の内容　　別紙のとおり

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ｌ）４蒸気発生器内の液体ナトリウムの採取によって
   一洩を検出する装置であって、該蒸気発生器の一次回路
   がナトリウム送入室と送出室との間のナトリウム循環容
   器で構成され、各線量は該循環容器の側でナトリウム分
   配格子により画成され、他方の側で管プレートにより画
   成され、各線量は該管プレートと平行な熱しゃへい板な
   備え、この熱しゃへい板をｔ、該管プレートを熱衝撃か
   ら防護するための成る量のナトリウムを封入するスペー
   スによって該管プレートから離間され、また該蒸気発生
   器の二次回路が複数個の水循環管によって構成され、こ
   れら管は両端部が鉄管プレートに緘封状態で固定され、
   この管−プレートの反対側で水供給室に開口し、線管の
   端部分はそれぞれに該分配格子と熱しゃへい板を非緘封
   状態で貫通して該ナトリウム送入室と送出室を通る如き
   該蒸気発生器の漏洩検出装置において、咳防膜スペース
   内に封入されるナトリウムの成る量な連続的に採取し分
   析する装置な備え、このす）　ＩＪウム採取装置が、少
   なくとも１つの管状収集器であって、この収集器は該管
   プレートの周縁近くで該防護スペース内に設置され、核
   収集器の長さに沿って複数個の採取オリフィスが配置さ
   れる如き咳少なくとも１つの管状収集器、及び複数個の
   コンジットであって、これらコンジットは一方の端部が
   該防護スペースに開口し、他方の端部が該ナトリウム循
   環容器内に開口し、それらコンジットは咳防謹スペース
   内にこのスペースの中心部から周縁部にかけての該液体
   ナトリウムの循環を惹起させる如き骸複数個のコンジッ
   トによって構成されることを特徴とする漏洩検出装置。 （２＋　　４Ｉ許請求の範囲第１項の漏洩検出装置にお
   いて、該採取装置が該ナトリウム送入室の側の該防護ス
   ペース内に設置され、ナトリウムの循環を惹起させる該
   コンジットが該管プレートの周縁部の近傍で萌防−スペ
   ースにに４ｏすることをＩｐＩＰ微とする漏洩検出装置
   。 （３）特許請求の範囲第１項または第２項の漏洩検出装
   置において、該採ｋｇＬ装置が該ナトリウム送出室の側
   の該防御スペース内に設置され、す）　ＩＪウムの循環
   を惹起させる該コンジットが線管プレートの中心部の近
   傍で該防御スペースに開口することを特徴とする漏洩検
   出装置。 （４）Ｉ￥ｉ粁請求の範囲第２項または第６項の漏洩検
   出装置において、ナトリウムの循環を惹起させる該コン
   ジットが該分配格子及び該熱しゃへい板に対し直角に設
   置され、そして該二次回路管の間に長手方向に延び、該
   分配格子と熱しゃへい板とに緘封状態で貫通することを
   特徴とする漏洩検出装置。 （５１特許請求の範囲第２項または第３項の漏洩検出装
   置において、ナトリウムの循環な惹起する該コンジット
   が該分配格子及び該熱じゃへい板に対し直角に設置され
   、そして該二次回路管の成るものの周囲で同心的に延び
   、該分配格子と熱しゃへい板とに緘封状態で結合され、
   該コンジット内を循環するナトリウムは、線管と該格子
   またはしやへい板との間のスペースな通って該格子とじ
   やへい板ｔｓ遇し、そして線管とこれな取巻く該コンジ
   ットとの間の環状スペースを通って流れることを特徴と
   する漏洩検出装置。 （６）　　特許請求の範囲第５項の検出装置において、
   該分配格子を通過するす）　ＩＪウムの流量が、咳循環
   コンジットを備える個所も含めて該格子の全ての地点で
   一定になるように、該循環コンジットに取巻かれる管を
   通す該格子のオリフィスが、他の管を通すオリフィスの
   通路より大きい環状通路を作ることを′４徴とする漏洩
   検出装置。 （７）特許請求の範囲第６項の漏洩検出装置において、
   該循環コンジットの、該ナトリウム送入室または送出室
   の個所に少さなオリフィスが貝に設けられ、該コンジッ
   トを通るナトリウムの流−を少しく変えることにより該
   格子を通過するナトリウムの流量を一層精密に調節し、
   該格子の全ての地点で該流量を等しくすることケ特徴と
   する漏洩検出装置。