JPH05157202A

JPH05157202A - 蒸気発生器

Info

Publication number: JPH05157202A
Application number: JP3039406A
Authority: JP
Inventors: Patrick Sundheimer; サンディメールパトリック
Original assignee: Fragema
Current assignee: Fragema
Priority date: 1990-02-08
Filing date: 1991-02-08
Publication date: 1993-06-22
Also published as: CA2035766A1; CN1063927A; KR910015816A; FR2657948B1; FR2657948A1; US5083529A; ZA91915B; EP0441697A1

Abstract

(57)【要約】【目的】従来より使用されている蒸気発生器よりも耐
疲労性および冷却効果を向上させる。【構成】上部にスティームチャンバが形成された圧力
容器（１０）と、この圧力容器内に設けられ束になった
Ｕ字形状の熱交換管（１２）と、前記圧力容器内で前記
熱交換管の上方に配置され、前記圧力容器を通過する水
供給インレットノズル（１８）に接続されるトロイダル
形状の水供給環状ヘッダ（１６）と、この水供給環状ヘ
ッダに対して等角度間隔で取付けられ、上方へ延びる部
分が湾曲した鈎状で、かつその上方の端部が前記水供給
環状ヘッダに対する取付け位置に応じた径の制御断面を
有し、また、その下端が前記水供給環状ヘッダの上部と
連通する複数の排出管（２２，２４，２６）とを具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、原子力発電施設に用
いられる蒸気発生器に係わり、特に原子炉を通過した１
次流体を通す一束のＵ字形状の熱交換管を有する蒸気発
生器に関する。

【０００２】

【従来の技術】反応炉の通常動作中における容器内に供
給される水の液面は、ノズルとヘッダよりも上になって
いる。また、ノズル内での流速は相対的に高くなってい
る。これは正常な動作状態である。一方、温度が異なる
異常な状態においてはこれらの状態が変動することがあ
る。

【０００３】既に蒸気発生器には、この変動を減少させ
るための処置が講じられている。フランス特許２３３３
２００号公報（ウエスチングハウス・エレクトリック・
コーポレーション）によれば、先が上方に曲ったＪ字形
状の排出管を有し、これによりヘッダに供給される水が
満杯になる。これらの排出管のうち、取水ノズルの近く
に配置されている少なくとも一つは他の物よりも短くな
っており、そして、ヘッダでトラップされることを蒸気
が妨げるようになっている。

【０００４】束の交換管は、インレット“ホット”レッ
グとアウトレット“コールド”レッグと共に垂直のヘア
ピン形をなしている。この交換管はコールドレッグ上の
部分よりもホットレッグ上の部分で僅かな間隔で置かれ
る。各穴の分配の非対称が環状ヘッダの疲労ストレスの
ためにこの配列を不規則なものにする。製品では、ホッ
トレッグの上の交換管の非常に近い配列によってさらに
困難になっている。

【０００５】一方、他の従来例である蒸気発生器は上述
したものと異なり、交換管内に外表面が環状のヘッダを
設けたものであり、それは水供給インテークパイプ内で
のウォータハンマを避けるものである。この明細書では
交換管のホットレッグとコールドレッグの存在によって
起こる問題については触れない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したコ
ールドレッグとホットレッグとが設けられた交換管を有
する形式の蒸気発生器においては次のような改善すべき
点があった。冷却効果をさらに向上させる。各排出管の配列を非対称にしない（結果として疲労に
耐え得るようにする）。この発明は、上記，を実現した蒸気発生器を提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の蒸気発
生器は、上部にスティームチャンバが形成された圧力容
器と、この圧力容器内に設けられ束になったＵ字形状の
熱交換管と、前記圧力容器内で前記熱交換管の上方に配
置され、前記圧力容器を通過する水供給インレットノズ
ルに接続されるトロイダル形状の水供給環状ヘッダと、
この水供給環状ヘッダに対して等角度間隔で取付けら
れ、上方へ延びる部分が湾曲した鈎状で、かつその上方
の端部に前記水供給環状ヘッダに対する取付け位置に応
じた径の制御断面を有するとともにその下端が水供給環
状ヘッダの上部と連通する複数の排出管とを具備するこ
とを特徴とする。

【０００８】請求項２に記載の蒸気発生器は、請求項１
に記載の蒸気発生器における前記熱交換管のその束の初
めの部分にホットレッグを設け該束の他の部分にコール
ドレッグを設け、また、前記ホットレッグよりも上に配
置された幾つかの排出管の各々の制御断面の径を他の排
出管の制御断面の径の２倍にすることを特徴とする。

【０００９】請求項３に記載の蒸気発生器は、請求項１
に記載の蒸気発生器における前記各排出管の各々の上方
へ延びる部分を垂直方向に対して５度から３０度の間で
湾曲させることを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、鈎状の排出管をヘッダに対
して等角度間隔で分配したので、疲労に耐え得る。ま
た、ホットレッグよりも上に配置された幾つかの排出管
の各々の制御断面の径を他の排出管の制御断面の径の２
倍にしたので、冷却効果が向上する。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。図１はこの発明の一実施例による蒸気発
生器の一部分を示す透視図である。この図に示す蒸気発
生器は一般的に良く知られた構成を有している。現在使
用されている原子力発電施設は主に加圧水型原子炉で構
成されている。この一般的な構成は、例えばフランス特
許２３３３２００号公報に既に述べられている。

【００１２】この蒸気発生器は、ヘアピンで束ねられた
熱交換管１２を含んでいる圧力容器１０で構成され、そ
の上部がスティームアウトレット管１４が形成されたス
ティームチャンバになっている。この圧力容器１０内に
は略円環状レンズ形状をしたヘッダ１６が設けられてい
る。なお、このヘッダ１６は丸い突出部を有する場合
や、有しない場合がある（すなわち、これの外形が環状
又はクローバ型をなしている）。

【００１３】符号１８はヘッダ１へ水を送り込むインテ
ークノズルであり、圧力容器１０を通してスリーブ（図
示略）に固定されている。このインテークノズル１８は
さらにＴ字状に形成されたコネクティングＴ２０により
延長されてヘッダ１６に接続されている。一方、インテ
ークノズル１８の図面左端は予め加熱又は加熱されてい
ない水を受取るメインウォータインレット（図示略）に
接続されるとともに、緊急水供給ダクト（図示略）に接
続されている。なお、緊急給水用ダクトは通常の状態に
おいては閉状態になっている。

【００１４】上記コネクティングＴ２０は、インテーク
ノズル１８とヘッダ１６の端に例えば溶接により固定さ
れている。インテークノズル１８又はコネクティングＴ
２０の上流側の腕の部分が螺旋状のブレードデフレクタ
を有するヘッダ１６に接続されている。なお、ブレード
デフレクタは、ヨーロッパ特許２１０８９５号公報に記
載されており、ウォータハンマのリスクを回避または最
小限にするものである。

【００１５】符号２２，２２は各々鈎状に形成された排
出管であり、コネクティングＴ２０上に設けられてい
る。これらは共にＪ字を反転させた形状をしており、そ
の長いレッグがコネクティングＴ２０に面している。こ
れら排出管２２は全く同一のものであるが、取付け方向
が互いに反対になっている。

【００１６】また、排出管２２，２２は、図３に示すよ
うに半円形に曲っているが、図４に示すようにＪ字のル
ープは不完全になっており、それ故にこれらから放出さ
れる水の方向は垂直方向に対して概ね５度から３０度の
間になる。この方向付けられた水の流れはコネクティン
グＴ２０には当らない。なお、各排出管２２，２２は、
デフレクタが与えられた時にはこれの下流側に配置され
る。

【００１７】一方、上記ヘッダ１６は、環状に形状され
ており、その横断面の面積が一定で、かつその軸心が圧
力容器１０の軸心と共通している。また、ヘッダ１６の
水平方向の中央の面は、インテークノズル１８のそれと
同じレベルになっているが、その径は小さくなってい
る。インテークノズル１８によって運ばれてきた水流は
コネクティングＴ２０の二つの放出口により二つに分れ
る。

【００１８】ヘッダ１６は、しばしば、一つあるいは複
数のプロテクションデフレクタがコネクティングＴ２０
内又はインテークノズル１８内に置かれたときには、図
２に示す形状すなわちトロイダル形状になる。

【００１９】符号２４，２４，…，２６，２６，…は各
々鈎状に形成された排出管であり、ヘッダ１６上に放射
状に等角度間隔で設けられている。この場合、図２に示
すように全部で１６個設けられている。各排出管２４，
２６は上述した排出管２２と類似しているようにＪ字を
反転させた形になっており、ヘッダ１６の半径方向に向
けられている。この場合、図２に示にように、開口端が
交互に反対になるようにヘッダ１６上に配置されてい
る。

【００２０】ヘッダ１６のコールドレッグよりも上に配
置される各排出管２４の各々の内径ｄが、ホットレッグ
よりも上に配置されて各排出管２６の内径Ｄよりも小さ
くなっている。なお、各排出管２６の内径Ｄを約２ｄに
すれば良い結果が得られることがある。また、排出管２
２の内径ｄｏを排出管２４の内径ｄと同一にしても良
い。また、

【００２１】上述したように、上記排出管２２，２４，
２６の各々は、いずれにおいても半円形をなした鈎状、
あるいは図５および図６に示すような不完全な鈎状をし
ている。そして、これらの排出管は方向付けされてお
り、これにより排出管から放出される水流は垂直方向に
対して５度から３０度の間で傾斜する。しかして、互い
に分岐したヘッダと各排出管を構成要素する装置から水
が単一に流れ出る。また、その装置は圧力容器１０の径
よりも幾分小さめのヘッダを与えることを可能にする。
また、図３〜６に示すように、排出管２２，２４，２６
の各々の頂点が同レベルになっている。

【００２２】また、各排出管の標準化とパターン数の減
少を推し進めるために、各排出管はその長さ方向の一部
分においてのみ異なる横断面フロー領域を設けても良
い。すなわち、全ての排出管は同じ内径を有している
が、更に局部的に隔膜によって径を小さくする。

【００２３】ここで、図７および図８に排出管の端に付
加した局部調整のための横断面フロー領域を示す。図７
に示す端部２８は、円筒形の外表面を有する環状形状を
なし、かつ、その内径が開口端に行くにしたがって小さ
くなるように形成されている。この端部２８と排出管の
端との接続は例えば溶接または半田付けにより行われ
る。一方、図８に示す端部２８は図７の場合とは異な
り、上端部に環状の鍔部３０を有し、排出管の端部に同
様に形成された鍔部を介して固定される。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の蒸気発生
器によれば、鈎状の排出管をヘッダに対して等角度間隔
で分配したので、従来のものよりも耐疲労性が向上す
る。また、ホットレッグよりも上に配置された幾つかの
排出管の各々の制御断面の径を他の排出管の制御断面の
径の２倍にしたので、従来のものよりも冷却効果が向上
する。また、各構成要素の構造が複雑ではないので、製
造が容易であるという効果も得られる。

【００２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による蒸気発生器の一部分
を示す透視図である。

【図２】図１の蒸気発生器を構成する部品（ヘッダ１
６、コネクティングＴ２０、排出管２２，２４，２６）
を示す平面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】図２における排出管２２を部分修正した物の部
分断面図である。

【図５】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図６】図２のＶ−Ｖ線断面図である。

【図７】図４における排出管２２を部分修正した断面図
である。

【図８】図４における排出管２２を部分修正した断面図
である。

【符号の説明】

１０圧力容器１２熱交換管１６ヘッダ１８インテークノズル２０コネクティングＴ２２排出管２４排出管２６排出管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上部にスティームチャンバが形成された
圧力容器と、この圧力容器内に設けられ束になったＵ字
形状の熱交換管と、前記圧力容器内で前記熱交換管の上
方に配置され、前記圧力容器を通過する水供給インレッ
トノズルに接続されるトロイダル形状の水供給環状ヘッ
ダと、この水供給環状ヘッダに対して等角度間隔で取付
けられ、上方へ延びる部分が湾曲した鈎状で、かつその
上方の端部に前記水供給環状ヘッダに対する取付け位置
に応じた径の制御断面を有するとともにその下端が水供
給環状ヘッダの上部と連通する複数の排出管とを具備す
ることを特徴とする蒸気発生器。
【請求項２】前記熱交換管のその束の初めの部分にホ
ットレッグを設け該束の他の部分にコールドレッグを設
け、また、前記ホットレッグよりも上に配置された幾つ
かの排出管の各々の制御断面の径を他の排出管の制御断
面の径の２倍にすることを特徴とする請求項１記載の蒸
気発生器。
【請求項３】前記各排出管の各々の上方へ延びる部分
を垂直方向に対して５度から３０度の間で湾曲させるこ
とを特徴とする請求項１記載の蒸気発生器。