JPH0356361B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0356361B2 JPH0356361B2 JP60073663A JP7366385A JPH0356361B2 JP H0356361 B2 JPH0356361 B2 JP H0356361B2 JP 60073663 A JP60073663 A JP 60073663A JP 7366385 A JP7366385 A JP 7366385A JP H0356361 B2 JPH0356361 B2 JP H0356361B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- barrel
- discharge nozzle
- inlet
- tube bundle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
- F22B37/22—Drums; Headers; Accessories therefor
- F22B37/228—Headers for distributing feedwater into steam generator vessels; Accessories therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Devices For Medical Bathing And Washing (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は原子力発電プラントに用いられる蒸
気発生器に関し、特に上部に配設された給水入口
構造を有する竪型蒸気発生器に関するものであ
る。
気発生器に関し、特に上部に配設された給水入口
構造を有する竪型蒸気発生器に関するものであ
る。
竪型蒸気発生器は、胴構造内に配置され被覆体
により囲まれた管束を有している。被覆体と胴と
の間には環状通路が形成されている。胴の上部に
入つた給水は、環状通路を流下して管束を通つて
上昇し、管内を通過する一次流体により加熱され
る。ある蒸気発生器においては、給水は管束の上
方に配置された給水入口リング内に入る。初期の
給水入口リングは、リングの底部にある穴を介し
て給水を吐き出す設計となつていた。このこと
は、冷たい水が蒸気ボイドに入ることにより起こ
る該ボイドの急激な減圧としての、気泡崩壊によ
る水撃を生じ得る蒸気トラツプをリングの上端に
造る可能性がある。このような給水リングの構造
は、J形ノズルからの上端吐出を行なうように修
正がなされた。このことは、蒸気をリングから上
げることを可能にし、又、給水を被覆体と胴との
環状通路内で管板の方へ向けるという好ましい特
徴も保有可能にする。これにより、給水入口リン
グの高さにおける所望の比率による給水の分配が
なされる。底部吐出およびJ形給水リングの例
は、米国特許第4037569号および米国特許3991720
号明細書にそれぞれ見ることができる。
により囲まれた管束を有している。被覆体と胴と
の間には環状通路が形成されている。胴の上部に
入つた給水は、環状通路を流下して管束を通つて
上昇し、管内を通過する一次流体により加熱され
る。ある蒸気発生器においては、給水は管束の上
方に配置された給水入口リング内に入る。初期の
給水入口リングは、リングの底部にある穴を介し
て給水を吐き出す設計となつていた。このこと
は、冷たい水が蒸気ボイドに入ることにより起こ
る該ボイドの急激な減圧としての、気泡崩壊によ
る水撃を生じ得る蒸気トラツプをリングの上端に
造る可能性がある。このような給水リングの構造
は、J形ノズルからの上端吐出を行なうように修
正がなされた。このことは、蒸気をリングから上
げることを可能にし、又、給水を被覆体と胴との
環状通路内で管板の方へ向けるという好ましい特
徴も保有可能にする。これにより、給水入口リン
グの高さにおける所望の比率による給水の分配が
なされる。底部吐出およびJ形給水リングの例
は、米国特許第4037569号および米国特許3991720
号明細書にそれぞれ見ることができる。
どちらの給水リング構造においても、給水管お
よびノズルにおける流れの層状化又は層別は、熱
的および水力的仕組みのために起こり得る。熱的
仕組みは、給水リングに沿つた給水の加熱を含
む。一旦給水が蒸気発生器に入ると、給水はリン
グ壁の熱伝導を介して熱を受けとる。その後、J
形給水リングにおいて、熱い水が他のJ形管を介
して入る間、給水がいくつかのJ形管を介して吐
き出すことができるようにするため、浮力が意味
を持つようになる。水力的仕組みは、底部穴吐出
を伴う給水リングにおける流れの層状化の主な要
因である。この場合、熱い水が他の底部穴を介し
てリング内に入るのに対し、給水は蒸気発生器に
入り、いくつかの底部穴を介して吐き出される。
よびノズルにおける流れの層状化又は層別は、熱
的および水力的仕組みのために起こり得る。熱的
仕組みは、給水リングに沿つた給水の加熱を含
む。一旦給水が蒸気発生器に入ると、給水はリン
グ壁の熱伝導を介して熱を受けとる。その後、J
形給水リングにおいて、熱い水が他のJ形管を介
して入る間、給水がいくつかのJ形管を介して吐
き出すことができるようにするため、浮力が意味
を持つようになる。水力的仕組みは、底部穴吐出
を伴う給水リングにおける流れの層状化の主な要
因である。この場合、熱い水が他の底部穴を介し
てリング内に入るのに対し、給水は蒸気発生器に
入り、いくつかの底部穴を介して吐き出される。
従つて、この発明の目的は、蒸気ボイドを含め
て給水の流れを改良することにより、構造的損傷
に往々にしてつながる水撃現象を回避することが
できる蒸気発生器を提供することである。
て給水の流れを改良することにより、構造的損傷
に往々にしてつながる水撃現象を回避することが
できる蒸気発生器を提供することである。
上述の目的を達成するため、この発明は、円筒
状胴と、この胴内に配設され、管束を形成する複
数のU形管と、前記胴を横切つて伸び、前記U形
管の端部を受けるための複数の開口を有する管板
と、前記管束を取り囲み、前記胴から離れて該胴
に近接した環状通路を形成する被覆体と、前記胴
に接続され、二次流体を該胴内に流入させると共
に、実質的に水平な部分を有する入口管と、この
入口管の端部に設けられ、前記管束上方で前記胴
に前記二次流体を供給するための吐出ノズルとか
らなり、一次流体を用いて二次流体を蒸気化する
蒸気発生器において、前記入口管は、該入口管の
前記水平部分よりも上方に前記吐出ノズルが上昇
するように、該水平部分が前記胴を貫いて延在し
て該胴内で立ち上げられ、前記管束の上方には、
前記吐出ノズルからの二次流体を受けるための水
路が前記胴を直径方向に横切るように伸びて配設
され、この水路は、前記環状通路と流体連通され
た開放上端部を前記吐出ノズルよりも上方に有す
ると共に、この水路内で、前記入口管が立ち上げ
られていることを特徴とするものである。
状胴と、この胴内に配設され、管束を形成する複
数のU形管と、前記胴を横切つて伸び、前記U形
管の端部を受けるための複数の開口を有する管板
と、前記管束を取り囲み、前記胴から離れて該胴
に近接した環状通路を形成する被覆体と、前記胴
に接続され、二次流体を該胴内に流入させると共
に、実質的に水平な部分を有する入口管と、この
入口管の端部に設けられ、前記管束上方で前記胴
に前記二次流体を供給するための吐出ノズルとか
らなり、一次流体を用いて二次流体を蒸気化する
蒸気発生器において、前記入口管は、該入口管の
前記水平部分よりも上方に前記吐出ノズルが上昇
するように、該水平部分が前記胴を貫いて延在し
て該胴内で立ち上げられ、前記管束の上方には、
前記吐出ノズルからの二次流体を受けるための水
路が前記胴を直径方向に横切るように伸びて配設
され、この水路は、前記環状通路と流体連通され
た開放上端部を前記吐出ノズルよりも上方に有す
ると共に、この水路内で、前記入口管が立ち上げ
られていることを特徴とするものである。
以上のように、本発明による蒸気発生器におい
ては、(1)開放上端部を有する水路が設けられてお
り、(2)該水路が蒸気発生器の胴を直径方向に横切
つて延在すると共に、胴を貫いて伸びる入口管を
有し、(3)該入口管が上述のような水路内で立ち上
げられた吐出ノズルを有し、そして(4)水路の開放
上端部が吐出ノズルよりも上方に伸びているた
め、蒸気ボイド及び給水の流れが改良されて、水
路内においても、また、入口管においても水撃現
象が起こるようなことはない。
ては、(1)開放上端部を有する水路が設けられてお
り、(2)該水路が蒸気発生器の胴を直径方向に横切
つて延在すると共に、胴を貫いて伸びる入口管を
有し、(3)該入口管が上述のような水路内で立ち上
げられた吐出ノズルを有し、そして(4)水路の開放
上端部が吐出ノズルよりも上方に伸びているた
め、蒸気ボイド及び給水の流れが改良されて、水
路内においても、また、入口管においても水撃現
象が起こるようなことはない。
以下好適な実施例を示した図面に従つて、この
発明を明確かつ詳細に説明する。
発明を明確かつ詳細に説明する。
図面について説明すると、第1図は蒸気発生器
10を示し、この蒸気発生器10は、一次流体か
ら熱を伝達して二次流体を蒸発即ち沸騰させるの
に必要な加熱面を提供するための管束12を形成
する複数のU形管を用いている。蒸発生器10
は、垂直に向いた筒状胴部14を有する容器と、
上端を囲う包囲体即ちフランジ付きの皿状ヘツド
16と、下端を囲む球形水室18とからなつてい
る。下部の胴部14は、上部のヘツド16よりも
直径が小さく、裁頭円錐形の中間部材20が上下
の部分を接続している。管板22は水室18と一
体に形成されており、その中にU形管の端部を受
けるための複数の穴24が配設されている。分離
板26は水室18内中央に配設され、水室を、管
束ヘツダとなる2つの区画28および30に分け
る。区画30は一次流体入口区画であり、これと
流体連通する一次流体入口ノズル32を有してい
る。区画28は一次流体出口区画であり、これと
流体連通する一次流体出口ノズル34を有してい
る。
10を示し、この蒸気発生器10は、一次流体か
ら熱を伝達して二次流体を蒸発即ち沸騰させるの
に必要な加熱面を提供するための管束12を形成
する複数のU形管を用いている。蒸発生器10
は、垂直に向いた筒状胴部14を有する容器と、
上端を囲う包囲体即ちフランジ付きの皿状ヘツド
16と、下端を囲む球形水室18とからなつてい
る。下部の胴部14は、上部のヘツド16よりも
直径が小さく、裁頭円錐形の中間部材20が上下
の部分を接続している。管板22は水室18と一
体に形成されており、その中にU形管の端部を受
けるための複数の穴24が配設されている。分離
板26は水室18内中央に配設され、水室を、管
束ヘツダとなる2つの区画28および30に分け
る。区画30は一次流体入口区画であり、これと
流体連通する一次流体入口ノズル32を有してい
る。区画28は一次流体出口区画であり、これと
流体連通する一次流体出口ノズル34を有してい
る。
従つて、区画30に入る一次流体は、管束12
を通つて流され出口ノズル34を通つて流出され
る。
を通つて流され出口ノズル34を通つて流出され
る。
管束12は被覆体36に囲まれており、被覆体
36は胴部14との間にて環状通路38を形成し
ている。被覆体36の上端部は下部デツキプレー
ト40によつて覆われており、デツキプレート4
0は複数の上昇管44と流体連通する複数の開口
42を含んでいる。旋回羽根46は上昇管内に配
設され、蒸気が遠心分離器を通つて流れるとき
に、上昇管を貫流する蒸気に回転を生じさせ、蒸
気中に含まれるいくらかの水分を遠心力で除去す
る。遠心分離器を通つて流れた後、皿状ヘツド1
6の中央に設けられた二次流体蒸気出口ノズル5
0に到達する前に、蒸気は波板式の分離器48を
通過する。
36は胴部14との間にて環状通路38を形成し
ている。被覆体36の上端部は下部デツキプレー
ト40によつて覆われており、デツキプレート4
0は複数の上昇管44と流体連通する複数の開口
42を含んでいる。旋回羽根46は上昇管内に配
設され、蒸気が遠心分離器を通つて流れるとき
に、上昇管を貫流する蒸気に回転を生じさせ、蒸
気中に含まれるいくらかの水分を遠心力で除去す
る。遠心分離器を通つて流れた後、皿状ヘツド1
6の中央に設けられた二次流体蒸気出口ノズル5
0に到達する前に、蒸気は波板式の分離器48を
通過する。
この蒸気発生器の給水入口構造は、実質的に水
平な部分54およびこれの上方に立ち上げられた
排出ノズル(吐出ノズル)56を有する給水入口
管52を含んでいる。蒸気発生器管束の上方に位
置し、かつ下部デツキプレート40に近傍した水
路58は、排出ノズル56からの二次流体を受け
ると共に、環状通路38と流体連通された開放上
端部を有している。
平な部分54およびこれの上方に立ち上げられた
排出ノズル(吐出ノズル)56を有する給水入口
管52を含んでいる。蒸気発生器管束の上方に位
置し、かつ下部デツキプレート40に近傍した水
路58は、排出ノズル56からの二次流体を受け
ると共に、環状通路38と流体連通された開放上
端部を有している。
給水入口管52を介して供給された給水は、立
ち上がつた排出ノズル56を介して開放水路58
内に入る。該開放水路58において給水は開放水
路の上端を越えて瀑落し、蒸気から分離された水
分と混合され再循環する。混合物はそれから環状
通路38内に流れ落ちる。
ち上がつた排出ノズル56を介して開放水路58
内に入る。該開放水路58において給水は開放水
路の上端を越えて瀑落し、蒸気から分離された水
分と混合され再循環する。混合物はそれから環状
通路38内に流れ落ちる。
第2図は、この発明の一実施例に従つて構成さ
れた給水入口構造の平面図である。この実施例で
は、多孔質の仕切板60が開放水路58に加えら
れており、排出ノズル56のほぼ水平な排出によ
り生じる可能性のある、二次液面レベルの増大を
最小限に押さえている。この図面は又、水路58
が蒸気発生器の胴を径方向に横切つて伸びている
ことを示している。第3図は、第2図の給水入口
構造の線−に沿つた断面図である。この図に
おいては、多孔質の仕切板60が複数の開口62
を含んでいるのが見える。また、給水入口管52
は、給水入口管のほぼ水平な部分54の上方に給
水排出ノズル56を必要なだけ立ち上げて設ける
ためのほぼ垂直な部分64を含んでいる。二次流
体66のレベルは通常、水路58の開放上端の上
に維持されている。
れた給水入口構造の平面図である。この実施例で
は、多孔質の仕切板60が開放水路58に加えら
れており、排出ノズル56のほぼ水平な排出によ
り生じる可能性のある、二次液面レベルの増大を
最小限に押さえている。この図面は又、水路58
が蒸気発生器の胴を径方向に横切つて伸びている
ことを示している。第3図は、第2図の給水入口
構造の線−に沿つた断面図である。この図に
おいては、多孔質の仕切板60が複数の開口62
を含んでいるのが見える。また、給水入口管52
は、給水入口管のほぼ水平な部分54の上方に給
水排出ノズル56を必要なだけ立ち上げて設ける
ためのほぼ垂直な部分64を含んでいる。二次流
体66のレベルは通常、水路58の開放上端の上
に維持されている。
給水排出ノズルを給水入口管の水平部の上方の
いくらか離れた高さに位置させることにより、水
が蒸気発生器内に排出される前に、その排出ノズ
ルおよび給水入口管は冷たい入口水によつて満た
されるはずである。従つて、給水入口管から蒸気
発生器内への入口水の放出に先立つて、入口水が
急速に加熱されることにより、層状化した水の分
配のみが可能となる。開放水路の構造は、給水入
口構造内に集まる又は同構造内で形成される可能
性のあるどんな蒸気でも、自然な循環方向内で上
方に進むことができるように、蒸気トラツプを取
り除くようになつていることが見て分かる。発生
した蒸気が、自然対流で上方に進めるようにする
ため、冷たい給水から離れて、給水入口構造は蒸
気をその全長分通過して垂直上方に逃げることが
できるようにする。
いくらか離れた高さに位置させることにより、水
が蒸気発生器内に排出される前に、その排出ノズ
ルおよび給水入口管は冷たい入口水によつて満た
されるはずである。従つて、給水入口管から蒸気
発生器内への入口水の放出に先立つて、入口水が
急速に加熱されることにより、層状化した水の分
配のみが可能となる。開放水路の構造は、給水入
口構造内に集まる又は同構造内で形成される可能
性のあるどんな蒸気でも、自然な循環方向内で上
方に進むことができるように、蒸気トラツプを取
り除くようになつていることが見て分かる。発生
した蒸気が、自然対流で上方に進めるようにする
ため、冷たい給水から離れて、給水入口構造は蒸
気をその全長分通過して垂直上方に逃げることが
できるようにする。
この発明を用いれば、入つてくる給水が蒸気発
生器の他の構成要素と接触するのを禁止する物理
的遮へいを配設することにより、蒸気発生器構成
要素の熱衝撃を防ぐことができる。熱遮へいを適
切に選択することは、入つてくる給水が熱せられ
又は熱い再循環流体と混合されるだけの時間ま
で、その給水を胴および他の構成要素から離して
おくことになる。この発明において用いられる直
径開放水路は、J形管給水リングより簡単な構造
となつている。更に、給水系を一次分離器パツケ
ージと統合すると共に、増加した多くの上昇管を
受けることができる。
生器の他の構成要素と接触するのを禁止する物理
的遮へいを配設することにより、蒸気発生器構成
要素の熱衝撃を防ぐことができる。熱遮へいを適
切に選択することは、入つてくる給水が熱せられ
又は熱い再循環流体と混合されるだけの時間ま
で、その給水を胴および他の構成要素から離して
おくことになる。この発明において用いられる直
径開放水路は、J形管給水リングより簡単な構造
となつている。更に、給水系を一次分離器パツケ
ージと統合すると共に、増加した多くの上昇管を
受けることができる。
直径開放水路は、蒸気空間のトラツピングがで
きない形態をしているので、気泡崩壊による水撃
を防ぐ。完全に開放された上端部は、水路に沈下
するか又は水路内に発生するどんな蒸気ボイドも
自然循環により水路から離れて上昇することを可
能にする。立ち上がつた入口ノズルは、どんな入
口水でも蒸気発生器に放出される前に、入口の流
れが入口管および排出ノズルを満たすことを必要
とする。従つて、給水入口管の立上り部が冷たい
水によつて満たされるにつれて、層別された層が
上昇しなければならないので、少量の流れが給水
管内を層状化することは本質的にできない。層状
化に関する他の機構、即ち入口管内の水への熱伝
達は、入口管が垂直に立ち上がり、熱い周囲環境
にさらされる最小熱伝達領域で全高さに達すると
いう事実によつて減少される。熱衝撃は、入つて
くる給水を直接開放水路に向けてそこに入れ、水
路の上端を越えて流されながら再循環水と混合さ
せ、加熱されることにより、最少にされる。給水
はその後、上胴部に接する前に円周方向および放
射方向に進む。
きない形態をしているので、気泡崩壊による水撃
を防ぐ。完全に開放された上端部は、水路に沈下
するか又は水路内に発生するどんな蒸気ボイドも
自然循環により水路から離れて上昇することを可
能にする。立ち上がつた入口ノズルは、どんな入
口水でも蒸気発生器に放出される前に、入口の流
れが入口管および排出ノズルを満たすことを必要
とする。従つて、給水入口管の立上り部が冷たい
水によつて満たされるにつれて、層別された層が
上昇しなければならないので、少量の流れが給水
管内を層状化することは本質的にできない。層状
化に関する他の機構、即ち入口管内の水への熱伝
達は、入口管が垂直に立ち上がり、熱い周囲環境
にさらされる最小熱伝達領域で全高さに達すると
いう事実によつて減少される。熱衝撃は、入つて
くる給水を直接開放水路に向けてそこに入れ、水
路の上端を越えて流されながら再循環水と混合さ
せ、加熱されることにより、最少にされる。給水
はその後、上胴部に接する前に円周方向および放
射方向に進む。
第1図はこの発明の実施例による垂直蒸気発生
器を示す一部透視斜視図、第2図はこの発明の実
施例による給水入口構造を示す平面図、第3図は
第2図の−線による給水入口構造を示す断面
図である。 10……蒸気発生器(円筒状胴)、12……管
束、22……管板、36……被覆体、38……環
状通路、52……入口管、54……水平部分、5
6……排出ノズル(吐出ノズル)、58……水路。
器を示す一部透視斜視図、第2図はこの発明の実
施例による給水入口構造を示す平面図、第3図は
第2図の−線による給水入口構造を示す断面
図である。 10……蒸気発生器(円筒状胴)、12……管
束、22……管板、36……被覆体、38……環
状通路、52……入口管、54……水平部分、5
6……排出ノズル(吐出ノズル)、58……水路。
Claims (1)
- 1 円筒状胴と、この胴内に配設され、管束を形
成する複数のU形管と、前記胴を横切つて伸び、
前記U形管の端部を受けるための複数の開口を有
する管板と、前記管束を取り囲み、前記胴から離
れて該胴に近接した環状通路を形成する被覆体
と、前記胴に接続され、二次流体を該胴内に流入
させると共に、実質的に水平な部分を有する入口
管と、この入口管の端部に設けられ、前記管束上
方で前記胴に前記二次流体を供給するための吐出
ノズルとからなり、一次流体を用いて二次流体を
蒸気化する蒸気発生器において、前記入口管は、
該入口管の前記水平部分よりも上方に前記吐出ノ
ズルが上昇するように、該水平部分が前記胴を貫
いて延在して該胴内で立ち上げられ、前記管束の
上方には、前記吐出ノズルからの二次流体を受け
るための水路が前記胴を直径方向に横切るように
伸びて配設され、この水路は、前記環状通路と流
体連通された開放上端部を前記吐出ノズルよりも
上方に有すると共に、この水路内で、前記入口管
が立ち上げられていることを特徴とする蒸気発生
器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US597904 | 1984-04-09 | ||
| US06/597,904 US4579088A (en) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | Open channel steam generator feedwater system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60232401A JPS60232401A (ja) | 1985-11-19 |
| JPH0356361B2 true JPH0356361B2 (ja) | 1991-08-28 |
Family
ID=24393393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60073663A Granted JPS60232401A (ja) | 1984-04-09 | 1985-04-09 | 蒸気発生器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4579088A (ja) |
| JP (1) | JPS60232401A (ja) |
| FR (1) | FR2562639B1 (ja) |
| GB (1) | GB2157407B (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4736713A (en) * | 1984-11-15 | 1988-04-12 | Westinghouse Electric Corp. | Foraminous or perforated flow distribution plate |
| ES2001332A6 (es) * | 1985-07-02 | 1988-05-16 | Framatome Sa | Generador de vapor |
| US4756770A (en) * | 1986-02-11 | 1988-07-12 | Arkansas Power And Light Company | Water slap steam generator cleaning method |
| DE3605584C1 (de) * | 1986-02-21 | 1987-01-15 | Borsig Gmbh | Vorrichtung zum Kuehlen eines Reaktors |
| FR2617570B1 (fr) * | 1987-06-30 | 1989-12-01 | Framatome Sa | Dispositif anti-stratification thermique pour tuyau d'alimentation de generateur de vapeur |
| JP2952102B2 (ja) * | 1991-04-05 | 1999-09-20 | ウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレイション | 熱交換器 |
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