JPH0535318B2 - - Google Patents
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- JPH0535318B2 JPH0535318B2 JP58236296A JP23629683A JPH0535318B2 JP H0535318 B2 JPH0535318 B2 JP H0535318B2 JP 58236296 A JP58236296 A JP 58236296A JP 23629683 A JP23629683 A JP 23629683A JP H0535318 B2 JPH0535318 B2 JP H0535318B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- branch pipe
- outlet
- flow
- inner tube
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L41/00—Branching pipes; Joining pipes to walls
- F16L41/02—Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted
- F16L41/021—T- or cross-pieces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/85938—Non-valved flow dividers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Branch Pipes, Bends, And The Like (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、流体流路の分岐流路の構造に関する
ものである。
ものである。
原子力プラントは、原子力圧力容器１内に炉心
を有し、この炉心に冷却水を送給する再循環系配
管が第１図の如く備えられている。炉心に送給さ
れた冷却水は炉心の熱によつて一部高圧蒸気化さ
れてタービン発電機に送られ、電力を出力として
得るものが主流となつている。
を有し、この炉心に冷却水を送給する再循環系配
管が第１図の如く備えられている。炉心に送給さ
れた冷却水は炉心の熱によつて一部高圧蒸気化さ
れてタービン発電機に送られ、電力を出力として
得るものが主流となつている。
第１図に、従来技術による再循環系配管の概略
図を示す。原子炉圧力容器１に取付られる再循環
系配管は、次のような構成となる。圧力容器１内
に連通する曲管部２はテイー付き直管部３に接続
される。この直管部３が入口弁４を介して原子炉
圧力容器１内に水を強制循環させるための再循環
系ポンプ５の吸入口に連通される。モータ６で駆
動される再循環系ポンプ５の吐出口は出口弁７を
介して母管８の一端に接続され、他端は十字分岐
管９を介してヘツダー曲管１０、レジユーサ１
１、ライザ管１２等に接続される構成を有する。
各配管部品はそれぞれ突き合せ溶接により、接合
されている。沸騰水型原子炉（BWR）プラント
の運転時においては、圧力容器１内の冷却水を循
環させるため、再循環系配管内を冷却水が流れ
る。すなわち、原子炉圧力容器１内の冷却水は、
モータ６の駆動により、曲管部２、テイー付き直
管部３、入口弁４、ポンプ５、出口弁７、母管８
を順次、通過して、十字分岐管９内に流入する。
冷却水は、十字分岐管９によつて母管８から末端
下流側の流動系統へ分けられ、その一部は十字分
岐管９から、直接、レジユーサ１１、レジユーサ
１１直上のライザ管１２を経由して、原子炉圧力
容器１内のジエツトポンプ（図示せず）内に噴出
する。一方、残りの冷却水は、十字分岐管９から
ヘツダー曲管１０、レジユーサ直上以外における
ライザ管１２を経てジエツトポンプ内に噴出す
る。
図を示す。原子炉圧力容器１に取付られる再循環
系配管は、次のような構成となる。圧力容器１内
に連通する曲管部２はテイー付き直管部３に接続
される。この直管部３が入口弁４を介して原子炉
圧力容器１内に水を強制循環させるための再循環
系ポンプ５の吸入口に連通される。モータ６で駆
動される再循環系ポンプ５の吐出口は出口弁７を
介して母管８の一端に接続され、他端は十字分岐
管９を介してヘツダー曲管１０、レジユーサ１
１、ライザ管１２等に接続される構成を有する。
各配管部品はそれぞれ突き合せ溶接により、接合
されている。沸騰水型原子炉（BWR）プラント
の運転時においては、圧力容器１内の冷却水を循
環させるため、再循環系配管内を冷却水が流れ
る。すなわち、原子炉圧力容器１内の冷却水は、
モータ６の駆動により、曲管部２、テイー付き直
管部３、入口弁４、ポンプ５、出口弁７、母管８
を順次、通過して、十字分岐管９内に流入する。
冷却水は、十字分岐管９によつて母管８から末端
下流側の流動系統へ分けられ、その一部は十字分
岐管９から、直接、レジユーサ１１、レジユーサ
１１直上のライザ管１２を経由して、原子炉圧力
容器１内のジエツトポンプ（図示せず）内に噴出
する。一方、残りの冷却水は、十字分岐管９から
ヘツダー曲管１０、レジユーサ直上以外における
ライザ管１２を経てジエツトポンプ内に噴出す
る。
第２図は第１図に示した十字分岐管９の詳細縦
断面を、第３図にその側面図を示しており、それ
らの図からわかるように、ヘツダー管１０への十
字分岐管９からの流体出口は、特に第３図に表さ
れているように十字分岐管９の中央から右側へず
れている。母管８からの冷却水の流れf0は、十字
分岐管９で分かれて左右のヘツダー曲管１０方向
への流れf1，f2と、レジユーサ１１方向への流れ
f3となる。この分岐部の流れは、従来、第４図に
示すように、各配管の接続部で２次流れ１３，１
４を生じるが、図の矢印の方向に流れる状態しか
存在しないと考えられていた。ところが、発明者
による流動可視実験によりこの状態以外に、第５
図に示すように、渦心が左右両側のヘツダー曲管
１０にわたつて旋回をともなう流れの状態があ
り、第４図と第５図との２つの流動状態を交互に
生じる場合があることがわかつた。すなわち、十
字分岐管９内の流れは、非旋回流の状態（第４
図）と旋回流の状態（第５図）の間を遷移し、十
字分岐管９を含む配管内の流動が不安定となる。
その結果、分岐管における流れf1，f2，f3の方向
（第２図）の流動抵抗が変化し、これに伴ない、
各ライザ管１２への流量分配や圧力損失が不規則
に変化する場合がある。第６図に十字分岐管９を
模擬した実験で得られた圧力損失の測定結果を示
す。第６図中縦グラフ軸は基準圧力に対する相対
値で表示してあるので単位は無い。この第６図の
グラフ図から前記のごとく、２つの状態間を遷移
することがわかる。これらの測定結果を流れの可
視化により流れの状態と対応づけると、高圧損時
には旋回流が、低圧損時には非旋回流の状態が対
応する。したがつて、このような状態間の遷移、
すなわち、流動変動現象が生じると、原子炉内炉
心への冷却水量が変動し、その結果沸騰水型原子
炉の出力変動が起りやすく出力の制御性が低下す
る懸念がある。さらには、圧力容器内での冷却水
流動バランスもくずれやすく危険でもある。
断面を、第３図にその側面図を示しており、それ
らの図からわかるように、ヘツダー管１０への十
字分岐管９からの流体出口は、特に第３図に表さ
れているように十字分岐管９の中央から右側へず
れている。母管８からの冷却水の流れf0は、十字
分岐管９で分かれて左右のヘツダー曲管１０方向
への流れf1，f2と、レジユーサ１１方向への流れ
f3となる。この分岐部の流れは、従来、第４図に
示すように、各配管の接続部で２次流れ１３，１
４を生じるが、図の矢印の方向に流れる状態しか
存在しないと考えられていた。ところが、発明者
による流動可視実験によりこの状態以外に、第５
図に示すように、渦心が左右両側のヘツダー曲管
１０にわたつて旋回をともなう流れの状態があ
り、第４図と第５図との２つの流動状態を交互に
生じる場合があることがわかつた。すなわち、十
字分岐管９内の流れは、非旋回流の状態（第４
図）と旋回流の状態（第５図）の間を遷移し、十
字分岐管９を含む配管内の流動が不安定となる。
その結果、分岐管における流れf1，f2，f3の方向
（第２図）の流動抵抗が変化し、これに伴ない、
各ライザ管１２への流量分配や圧力損失が不規則
に変化する場合がある。第６図に十字分岐管９を
模擬した実験で得られた圧力損失の測定結果を示
す。第６図中縦グラフ軸は基準圧力に対する相対
値で表示してあるので単位は無い。この第６図の
グラフ図から前記のごとく、２つの状態間を遷移
することがわかる。これらの測定結果を流れの可
視化により流れの状態と対応づけると、高圧損時
には旋回流が、低圧損時には非旋回流の状態が対
応する。したがつて、このような状態間の遷移、
すなわち、流動変動現象が生じると、原子炉内炉
心への冷却水量が変動し、その結果沸騰水型原子
炉の出力変動が起りやすく出力の制御性が低下す
る懸念がある。さらには、圧力容器内での冷却水
流動バランスもくずれやすく危険でもある。
本発明の目的は、分流配分流量の変動を抑制で
きる分岐管を簡単に構成出来高温流体も無理無く
扱えるようにすることにあり、他の目的は原子炉
出力と制御性と原子炉の安全性を向上する原子炉
の再循環配管系を簡単に構成出来且つ原子炉の高
温流体も無理無く扱えるようにすることにある。
きる分岐管を簡単に構成出来高温流体も無理無く
扱えるようにすることにあり、他の目的は原子炉
出力と制御性と原子炉の安全性を向上する原子炉
の再循環配管系を簡単に構成出来且つ原子炉の高
温流体も無理無く扱えるようにすることにある。
本願第１発明の構成要件は、流体が流入する流
入口と、前記流入口と対向して配置された第１の
流出口と、前記第１の流出口とは異方向に開口し
た他の流出口とを有した分岐管であつて、前記他
の流出口の開口位置が前記分岐管の中央から前記
分岐管内の流体の流れ方向と直角な方向へずれて
いる位置とされた分岐流路構造において、前記第
１の流出口には、前記第１の流出口に連通してお
り口径が前記流入口よりも狭い内管が備えられ、
前記分岐管内部にある前記内管先端部が前記他の
流出口の前記第１の流出口寄りの端部位置かそれ
よりも前記流入口側に自由端として延長されてい
ることを特徴とした分岐管であり、第２発明の構
成要件は、分岐管の流体流入口に連通した母管
と、前記流入口に対向する前記分岐管の流体流出
口に連通した前記流体流入口よりも開口径が小さ
いライザー管と、前記流体流入口とは異方向に開
口してその開口位置が前記分岐管の中央から前記
分岐管内の流体の流れ方向と直角な方向へずれて
いる位置とされた前記分岐管の他の流体流出口
と、前記他の流体流出口へ連通したヘツダー管と
から成る原子炉の再循環配管系と、前記母管に設
けたポンプとを備え、前記ポンプで前記原子炉の
炉水を前記再循環配管系を通して前記原子炉の炉
心へ循環させるものにおいて、前記ライザー管の
前記分岐管内への延長流路部分を前記分岐管内の
内管として備え、前記分岐管内部で開口している
前記内管先端部が前記他の流出口の前記第１の流
出口寄りの端部位置かそれよりも前記母管側に自
由端として延長されていることを特徴とした原子
炉の再循環配管系である。
入口と、前記流入口と対向して配置された第１の
流出口と、前記第１の流出口とは異方向に開口し
た他の流出口とを有した分岐管であつて、前記他
の流出口の開口位置が前記分岐管の中央から前記
分岐管内の流体の流れ方向と直角な方向へずれて
いる位置とされた分岐流路構造において、前記第
１の流出口には、前記第１の流出口に連通してお
り口径が前記流入口よりも狭い内管が備えられ、
前記分岐管内部にある前記内管先端部が前記他の
流出口の前記第１の流出口寄りの端部位置かそれ
よりも前記流入口側に自由端として延長されてい
ることを特徴とした分岐管であり、第２発明の構
成要件は、分岐管の流体流入口に連通した母管
と、前記流入口に対向する前記分岐管の流体流出
口に連通した前記流体流入口よりも開口径が小さ
いライザー管と、前記流体流入口とは異方向に開
口してその開口位置が前記分岐管の中央から前記
分岐管内の流体の流れ方向と直角な方向へずれて
いる位置とされた前記分岐管の他の流体流出口
と、前記他の流体流出口へ連通したヘツダー管と
から成る原子炉の再循環配管系と、前記母管に設
けたポンプとを備え、前記ポンプで前記原子炉の
炉水を前記再循環配管系を通して前記原子炉の炉
心へ循環させるものにおいて、前記ライザー管の
前記分岐管内への延長流路部分を前記分岐管内の
内管として備え、前記分岐管内部で開口している
前記内管先端部が前記他の流出口の前記第１の流
出口寄りの端部位置かそれよりも前記母管側に自
由端として延長されていることを特徴とした原子
炉の再循環配管系である。
いずれの発明にあつても、分岐管内の内管で旋
回渦の発生を抑制し、各流れf1，f2，f3方向の圧
力損失を一定に維持し、分流配分量の変動を無く
することのできるものである。
回渦の発生を抑制し、各流れf1，f2，f3方向の圧
力損失を一定に維持し、分流配分量の変動を無く
することのできるものである。
先ずは、本発明における実施例の原理を、従来
例の旋回流及び非旋回流の状態と関連づけて説明
する。第７図、第８図には、従来例の十字分岐管
内で流れの様子（非旋回流、旋回流）を、第９図
には、本発明を採用した場合の流れの様子を矢印
で示す。非旋回流の状態では、十字分岐管内の流
れは、渦及び２次流れを伴なわなく、分岐し流れ
る（第７図）。一方、旋回流の状態では、ヘツダ
ー曲管１０が接続される十字分岐管９の流体出口
である開口している部分１５が十字分岐管９の中
央から右側へずれているから開口している部分１
５への左右からの流体の流入バランスが崩れやす
くて部分１５近傍で渦（旋回流）が発生するが、
流れの角運動量の総和が保存されるため、逆向き
の渦がレジユーサ上流１６に発生する（第８図）。
したがつて、この旋回流の発生を抑制するために
は、この２つの渦のどちらか一方の発生を防止す
れば、残りの渦の発生も防止できる。例えば本実
施例では、十字分岐管９の内部にライザ管１２と
一体構造の内管１７を設け、その内管１７の流体
入口をヘツダー曲管１０と直結する部分まで挿入
する。そのため、第９図に示すようにレジユーサ
１１上流で従来例では生じていた渦の発生が常に
防止できるので、ヘツダー曲管と直結する渦が発
生しなく、非旋回流の状態を維持できる。
例の旋回流及び非旋回流の状態と関連づけて説明
する。第７図、第８図には、従来例の十字分岐管
内で流れの様子（非旋回流、旋回流）を、第９図
には、本発明を採用した場合の流れの様子を矢印
で示す。非旋回流の状態では、十字分岐管内の流
れは、渦及び２次流れを伴なわなく、分岐し流れ
る（第７図）。一方、旋回流の状態では、ヘツダ
ー曲管１０が接続される十字分岐管９の流体出口
である開口している部分１５が十字分岐管９の中
央から右側へずれているから開口している部分１
５への左右からの流体の流入バランスが崩れやす
くて部分１５近傍で渦（旋回流）が発生するが、
流れの角運動量の総和が保存されるため、逆向き
の渦がレジユーサ上流１６に発生する（第８図）。
したがつて、この旋回流の発生を抑制するために
は、この２つの渦のどちらか一方の発生を防止す
れば、残りの渦の発生も防止できる。例えば本実
施例では、十字分岐管９の内部にライザ管１２と
一体構造の内管１７を設け、その内管１７の流体
入口をヘツダー曲管１０と直結する部分まで挿入
する。そのため、第９図に示すようにレジユーサ
１１上流で従来例では生じていた渦の発生が常に
防止できるので、ヘツダー曲管と直結する渦が発
生しなく、非旋回流の状態を維持できる。
以下に本発明の各実施例を具体的に説明する。
第１０図は本発明による好適な第一実施例である
原子炉プラントの再循環系配管の十字分岐管の概
略図である。本実施例の特徴は、十字分岐管９の
内部に、ライザ管１２と一体構造の内管１７を母
管８側へ延長して設け、その内管１７の入口端１
９をヘツダー曲管１０の上流側の面１９ａの高さ
に設定し、さらに、内管１７のレジユーサ１１と
近接する箇所に複数の穴１８を設けた点にある。
かかる構造にしたことにより、十字分岐管９に流
入する冷却水は、第１０図中の各矢印の向きに、
中央部の流れｆは内管１７に、周辺部の冷却水の
流れf4はヘツダー曲管１０に流れ込む。また、従
来例で発生していた旋回流状態に対しては、内管
が旋回流の障害体となるので、非旋回状態が維持
される。その結果、再循環系の流動が非旋回状態
の一状態に維持され安定化する。また、本実施例
の効果を従来例と比較する実験を行つた。その実
験結果の一例として、十字分岐管の圧力損失の時
間変化を第１１図、第１２図に示す。第１１図は
従来例の結果で、第１２図は本実施例の結果であ
る。従来例では、時間的に旋回の状態と非旋回流
の状態の間を遷移し、流動が不安定となるが、本
実例では、流れは１つの状態に保持され、流動が
安定化していることがわかる。同図に示した圧力
損失は一般に流量の関数であり、流速の相違する
条件で圧力損失を比較するのは難しい。そこで、
十字分岐管の圧力損失を動圧（U2／2g、：重力加
速度、Ｕ：流速）で除し無次元化した圧損係数を
用いて比較する。第１３図、第１４図に、十字分
岐管の圧損係数に対する、中央のライザ管に分配
される流量比（f3／f1）依存性の結果を示す。従
来例では、第１３図に示すように、中央ライザ管
に分配される流量比が小さな領域で、流れは非旋
回流の状態に保持され、逆に流量比が大きな領域
で流れは旋回流の状態に保持される。この流量比
の中間領域に、旋回流の状態と非旋回流の状態の
両方存在し、両者の間を遷移する遷移領域、いわ
ゆる、流動が不安定になる領域があることがわか
る。一方、本実施例の結果を第１４図に示す。本
実施例では、流れは、圧損係数の小さい非旋回流
の状態のみに保たれ、流動が常に安定しているこ
とがわかる。第１５図、第１６図に流量に対する
圧損係数の特性を示す。同図では、従来例で流動
が不安定となる条件下の結果である。図の横軸
は、流速の無次元数レイノルズ数で示す。従来例
の場合には、第１５図に示すように、レイノルズ
数の大小に無関係に、旋回流と非旋回流の２つの
状態が存在し、この２つの状態を遷移し、流動が
不安定となる。しかし、本実施例では、第１６図
に示すように、流量分配比同様、圧損係数の小さ
い非旋回流の状態に保たれていることがわかる。
したがつて、本実施例によれば、十字分岐管９内
での流れが、流量あるいは流量分配比に対して
も、非旋回の状態で保つことができ、その結果、
再循環系の流動を安定化できるので、原子炉の制
御性を向上させることができる。
第１０図は本発明による好適な第一実施例である
原子炉プラントの再循環系配管の十字分岐管の概
略図である。本実施例の特徴は、十字分岐管９の
内部に、ライザ管１２と一体構造の内管１７を母
管８側へ延長して設け、その内管１７の入口端１
９をヘツダー曲管１０の上流側の面１９ａの高さ
に設定し、さらに、内管１７のレジユーサ１１と
近接する箇所に複数の穴１８を設けた点にある。
かかる構造にしたことにより、十字分岐管９に流
入する冷却水は、第１０図中の各矢印の向きに、
中央部の流れｆは内管１７に、周辺部の冷却水の
流れf4はヘツダー曲管１０に流れ込む。また、従
来例で発生していた旋回流状態に対しては、内管
が旋回流の障害体となるので、非旋回状態が維持
される。その結果、再循環系の流動が非旋回状態
の一状態に維持され安定化する。また、本実施例
の効果を従来例と比較する実験を行つた。その実
験結果の一例として、十字分岐管の圧力損失の時
間変化を第１１図、第１２図に示す。第１１図は
従来例の結果で、第１２図は本実施例の結果であ
る。従来例では、時間的に旋回の状態と非旋回流
の状態の間を遷移し、流動が不安定となるが、本
実例では、流れは１つの状態に保持され、流動が
安定化していることがわかる。同図に示した圧力
損失は一般に流量の関数であり、流速の相違する
条件で圧力損失を比較するのは難しい。そこで、
十字分岐管の圧力損失を動圧（U2／2g、：重力加
速度、Ｕ：流速）で除し無次元化した圧損係数を
用いて比較する。第１３図、第１４図に、十字分
岐管の圧損係数に対する、中央のライザ管に分配
される流量比（f3／f1）依存性の結果を示す。従
来例では、第１３図に示すように、中央ライザ管
に分配される流量比が小さな領域で、流れは非旋
回流の状態に保持され、逆に流量比が大きな領域
で流れは旋回流の状態に保持される。この流量比
の中間領域に、旋回流の状態と非旋回流の状態の
両方存在し、両者の間を遷移する遷移領域、いわ
ゆる、流動が不安定になる領域があることがわか
る。一方、本実施例の結果を第１４図に示す。本
実施例では、流れは、圧損係数の小さい非旋回流
の状態のみに保たれ、流動が常に安定しているこ
とがわかる。第１５図、第１６図に流量に対する
圧損係数の特性を示す。同図では、従来例で流動
が不安定となる条件下の結果である。図の横軸
は、流速の無次元数レイノルズ数で示す。従来例
の場合には、第１５図に示すように、レイノルズ
数の大小に無関係に、旋回流と非旋回流の２つの
状態が存在し、この２つの状態を遷移し、流動が
不安定となる。しかし、本実施例では、第１６図
に示すように、流量分配比同様、圧損係数の小さ
い非旋回流の状態に保たれていることがわかる。
したがつて、本実施例によれば、十字分岐管９内
での流れが、流量あるいは流量分配比に対して
も、非旋回の状態で保つことができ、その結果、
再循環系の流動を安定化できるので、原子炉の制
御性を向上させることができる。
また、本実施例では内管７のレジユーサ１１の
付近に複数個の穴１８を設けるが、これにより次
の効果が生じる。内管１７に上記の穴８が無い場
合には、内管１７とレジユーサ１１の間に形成さ
れる死水領域の冷却水は、レジユーサ１１からの
放熱により低温化し、間欠的に低温化した冷却水
がヘツダー曲管１０に流れ込む場合がある。その
場合、この冷却水の温度差により配管等に熱疲労
が生じ、配管、溶接部の寿命を短くする可能性が
ある。しかし、本実施例のように内管７に複数個
の穴１８を設けると、分岐管上流の冷却水が死水
領域経由し、内管に流れ込むので、死水領域の冷
却水の温度の低下が防止でき、その結果、温度差
による配管等の熱疲労を防止できる。
付近に複数個の穴１８を設けるが、これにより次
の効果が生じる。内管１７に上記の穴８が無い場
合には、内管１７とレジユーサ１１の間に形成さ
れる死水領域の冷却水は、レジユーサ１１からの
放熱により低温化し、間欠的に低温化した冷却水
がヘツダー曲管１０に流れ込む場合がある。その
場合、この冷却水の温度差により配管等に熱疲労
が生じ、配管、溶接部の寿命を短くする可能性が
ある。しかし、本実施例のように内管７に複数個
の穴１８を設けると、分岐管上流の冷却水が死水
領域経由し、内管に流れ込むので、死水領域の冷
却水の温度の低下が防止でき、その結果、温度差
による配管等の熱疲労を防止できる。
さらに、本実施例では、内管１７をライザ管１
２と一体構造にするため、次の効果がある。一般
に流れを整流化する方法として、整流板を十字分
岐管に設置する方法が考え付けるがこの方法と本
実施例を比較すると、整流板の方法では、十字分
岐管内での溶接作業性、溶接検査の方法、残留熱
応力による腐食等に問題が残る。しかし、本実施
例では、溶接部分はレジユーサ１１と内管のみで
良く十字分岐管内での溶接や検査をともなわな
い。その結果、溶接の作業性・溶接検査の方法も
容易で、残留熱応力による腐食に対しても十分対
応でき、信頼性・安定性高い。
２と一体構造にするため、次の効果がある。一般
に流れを整流化する方法として、整流板を十字分
岐管に設置する方法が考え付けるがこの方法と本
実施例を比較すると、整流板の方法では、十字分
岐管内での溶接作業性、溶接検査の方法、残留熱
応力による腐食等に問題が残る。しかし、本実施
例では、溶接部分はレジユーサ１１と内管のみで
良く十字分岐管内での溶接や検査をともなわな
い。その結果、溶接の作業性・溶接検査の方法も
容易で、残留熱応力による腐食に対しても十分対
応でき、信頼性・安定性高い。
本発明の第２実施例を第１７図に示す。本実施
例の特長は、第１実施例にくらべて十字分岐管９
の内部に設置する内管１７の長さを短くし、内管
１７の入口端１９をヘツダー曲管１０の下流側の
面高さ２０の位置に設けた点にある。かかる構造
にしたことにより、前記実施例同様、十字分岐管
９内の流れは非旋回流の一状態で維持でき、さら
に、内管１７の長さを短くしたことにより、十字
分岐管内での圧損係数を小さくできる（第１８
図）。そこで、内管１７の長さを短くすると圧損
係数が小さくなるからといつて、あまり長さを短
くすると十字分岐管９内の流動が不安定となる。
そこで、内管１７の長さを変えた実験を行つた。
その結果を第１９図に示す。本実施例より内管１
７の十字分岐管方向への突き出し入れ長さを短く
すると流動が不安定となることがわかる。すなわ
ち、本実施例の内管１７の長さが最短側限界値で
あることがわかる。第１９図のグラフ図の横軸
は、第１７図に示した内管１７の十字分岐管９内
側への突き出し入れ長さを基準＝１として、その
基準長さに対する相対長さで表示しているので単
位は無い。
例の特長は、第１実施例にくらべて十字分岐管９
の内部に設置する内管１７の長さを短くし、内管
１７の入口端１９をヘツダー曲管１０の下流側の
面高さ２０の位置に設けた点にある。かかる構造
にしたことにより、前記実施例同様、十字分岐管
９内の流れは非旋回流の一状態で維持でき、さら
に、内管１７の長さを短くしたことにより、十字
分岐管内での圧損係数を小さくできる（第１８
図）。そこで、内管１７の長さを短くすると圧損
係数が小さくなるからといつて、あまり長さを短
くすると十字分岐管９内の流動が不安定となる。
そこで、内管１７の長さを変えた実験を行つた。
その結果を第１９図に示す。本実施例より内管１
７の十字分岐管方向への突き出し入れ長さを短く
すると流動が不安定となることがわかる。すなわ
ち、本実施例の内管１７の長さが最短側限界値で
あることがわかる。第１９図のグラフ図の横軸
は、第１７図に示した内管１７の十字分岐管９内
側への突き出し入れ長さを基準＝１として、その
基準長さに対する相対長さで表示しているので単
位は無い。
第２０図に示す第３実施例は、内管１７を母管
８近くまで突き出し入れて、その途中にヘツダー
曲管１０の流体入口に対面する高さの配置の整流
板２１を板面が垂直になるようにして固定してあ
るものである。
８近くまで突き出し入れて、その途中にヘツダー
曲管１０の流体入口に対面する高さの配置の整流
板２１を板面が垂直になるようにして固定してあ
るものである。
第２１図ａ，ｂに示す第４実施例は、第３実施
例において、整流板２１を第２１図ｂで見られる
ように十字配置にして内管１７へ固定したもので
ある。
例において、整流板２１を第２１図ｂで見られる
ように十字配置にして内管１７へ固定したもので
ある。
これら、第３、第４の各実施例ともに、内管１
７とともに整流板２１が旋回流の障害体となるの
で旋回流動が起りにくく、流動状態が一状態に安
定する。又、第４実施例は、第３実施例にくらべ
て旋回流の障害体面が広いので第３実施例にくら
べて旋回流阻止効果が高い。又、第３、第４実施
例ともに、整流板２１を採用するに当つて十字分
岐管９内面への整流板２１の取付溶接作業が必要
ないので、十字分岐管内に整流板２１を溶接固定
するのにくらべて溶接作業や検査などが行いやす
い。
７とともに整流板２１が旋回流の障害体となるの
で旋回流動が起りにくく、流動状態が一状態に安
定する。又、第４実施例は、第３実施例にくらべ
て旋回流の障害体面が広いので第３実施例にくら
べて旋回流阻止効果が高い。又、第３、第４実施
例ともに、整流板２１を採用するに当つて十字分
岐管９内面への整流板２１の取付溶接作業が必要
ないので、十字分岐管内に整流板２１を溶接固定
するのにくらべて溶接作業や検査などが行いやす
い。
本発明の第５実施例を第２２図に示す。
本実施例では、内管１７の先端に整流板として
らせん面を有する旋回板２２を設けた構造にした
ものである。本実施例によれば、十字分岐管に流
入する流れを十字分岐管９の軸方向に旋回できる
ので、ヘツダー曲管１０の方向の旋回を防止で
き、再循環系配管の流動の安定性が向上する効果
がある。
らせん面を有する旋回板２２を設けた構造にした
ものである。本実施例によれば、十字分岐管に流
入する流れを十字分岐管９の軸方向に旋回できる
ので、ヘツダー曲管１０の方向の旋回を防止で
き、再循環系配管の流動の安定性が向上する効果
がある。
本発明の第６実施例を第２３図に示す。
本実施例の特徴は、従来例のレジユーサ、なら
びに十字分岐管の上部を省略し、その代りにふた
２３を設け、このふたをかん通させて内管１７を
分岐管９ａ内に突き入れた点にある。本実施例に
よれば、内管１７のまわりの死水領域が大幅にな
くなるので、温度差による熱疲労が生じる懸念が
なくなり、安定性・信頼性が向上する効果と、突
き入れた内管１７部分が旋回流の障害体となるの
で流動状態が一状態だけの安定状態となり各分流
方向への流量が変動しない効果が得られる。
びに十字分岐管の上部を省略し、その代りにふた
２３を設け、このふたをかん通させて内管１７を
分岐管９ａ内に突き入れた点にある。本実施例に
よれば、内管１７のまわりの死水領域が大幅にな
くなるので、温度差による熱疲労が生じる懸念が
なくなり、安定性・信頼性が向上する効果と、突
き入れた内管１７部分が旋回流の障害体となるの
で流動状態が一状態だけの安定状態となり各分流
方向への流量が変動しない効果が得られる。
以上の如く、いずれの実施例においても、分岐
流動状態が旋回の起らない一流動状態に繊維させ
つづけることができ、各分流方向圧力損失が変動
しない。この為に、原子炉の炉心への循環冷却水
量の変動及び圧力容器内の冷却水流動状態がバラ
ンス良く安定する。よつて、原子炉の出力が常に
安定に維持されるとともに、圧力容器内の冷却水
流動状態がくずれて圧力容器への熱負荷が変動す
る危険もなくなる。
流動状態が旋回の起らない一流動状態に繊維させ
つづけることができ、各分流方向圧力損失が変動
しない。この為に、原子炉の炉心への循環冷却水
量の変動及び圧力容器内の冷却水流動状態がバラ
ンス良く安定する。よつて、原子炉の出力が常に
安定に維持されるとともに、圧力容器内の冷却水
流動状態がくずれて圧力容器への熱負荷が変動す
る危険もなくなる。
以上の如く、特許請求の範囲の第１項目に記載
の第１発明によれば、内管により分岐路での旋回
流発生を阻止できるから分岐流動状態を圧力損失
の少ない一定状態に維持して、分流配分流量の変
動を抑制でき、しかもその抑制効果を内管を分流
を受け入れる配管として内側に延長するという構
成で簡単に構成出来、その延長端は自由端である
から高温流体により熱変位を生じても他の周辺構
造に無理を生じないという分岐管を提供できる効
果が得られる。
の第１発明によれば、内管により分岐路での旋回
流発生を阻止できるから分岐流動状態を圧力損失
の少ない一定状態に維持して、分流配分流量の変
動を抑制でき、しかもその抑制効果を内管を分流
を受け入れる配管として内側に延長するという構
成で簡単に構成出来、その延長端は自由端である
から高温流体により熱変位を生じても他の周辺構
造に無理を生じないという分岐管を提供できる効
果が得られる。
特許請求の範囲の第４項に記載の第２発明によ
れば、第１発明の分岐管を利用して原子炉再循環
炉水の流量変動と原子炉圧力容器内での炉水（冷
却水）流動バランスを安定に維持して原子炉出力
の制御性と原子炉の安全性を向上する原子炉の再
循環配管系を簡単に構成出来、分岐管内が高温に
さらされても分岐管内の内管先端は自由端である
から内管が熱変位を生じても他の周辺構造に無理
を生じないという効果が得られる。
れば、第１発明の分岐管を利用して原子炉再循環
炉水の流量変動と原子炉圧力容器内での炉水（冷
却水）流動バランスを安定に維持して原子炉出力
の制御性と原子炉の安全性を向上する原子炉の再
循環配管系を簡単に構成出来、分岐管内が高温に
さらされても分岐管内の内管先端は自由端である
から内管が熱変位を生じても他の周辺構造に無理
を生じないという効果が得られる。
第１図は原子炉プラントの従来の再循環系配管
の立面図、第２図は第１図に示した十字分岐管の
縦断面図、第３図は第２図のＢ−Ｂ矢視断面図、
第４図は第１図に示した十字分岐管近傍の非旋回
状態の冷却水流れを矢印で示した図、第５図は同
じく旋回状態の冷却水流れを矢印で示した図、第
６図は第１図に示した十字分岐管の圧力損失の測
定結果に基づくグラフ図、第７図は従来の十字分
岐管内の非旋回流動時の冷却水流れを矢印で示し
た図、第８図は同じく旋回流動時の冷却水流れを
矢印で示した図、第９図は本発明を採用した場合
の流れを矢印で示した図、第１０図は本発明の第
１実施例による十字分岐管内の縦断面図、第１１
図は従来の分岐管構造を採用した場合の圧力損失
を測定した結果に基づくグラフ図、第１２図は本
発明の第１実施例の分岐管構造を採用した場合の
圧力損失を測定した結果に基づくグラフ図、第１
３図は従来の十字分岐管の分配流量比に対する圧
損係数の依存性を示したグラフ図、第１４図は同
じく本発明の第１実施例の場合の分配流量比に対
する圧損係数の依存性を示したグラフ図、第１５
図は従来の十字分岐管を採用した場合のレイノル
ズ数に対する圧損係数の依存性を示したグラフ
図、第１６図は同じく本発明の第１実施例の場合
を示したグラフ図、第１７図は本発明の第２実施
例による十字分岐管内の縦断面図、第１８図は本
発明の第２実施例による分岐管の分配流量比に対
する圧損係数依存性を示したグラフ図、第１９図
は本発明における内管の分岐管内への突込み入れ
長さに対する圧損係数依存性を示したグラフ図、
第２０図は本発明の第３実施例による十字分岐管
内の縦断面図、第２１図ａは本発明の第４実施例
による十字分岐管内縦断面図、第２１図ｂは第２
１図ａのＡ−Ａ矢視断面図、第２２図は本発明の
第５実施例による十字分岐管内の縦断面図第２３
図は本発明の第６実施例による十字分岐管内の縦
断面図である。 ８……母管、９……十字分岐管、１０……ヘツ
ダー曲管、１１……レジユーサ、１２……ライザ
管、１７……内管、１８……穴、２１……整流
板。
の立面図、第２図は第１図に示した十字分岐管の
縦断面図、第３図は第２図のＢ−Ｂ矢視断面図、
第４図は第１図に示した十字分岐管近傍の非旋回
状態の冷却水流れを矢印で示した図、第５図は同
じく旋回状態の冷却水流れを矢印で示した図、第
６図は第１図に示した十字分岐管の圧力損失の測
定結果に基づくグラフ図、第７図は従来の十字分
岐管内の非旋回流動時の冷却水流れを矢印で示し
た図、第８図は同じく旋回流動時の冷却水流れを
矢印で示した図、第９図は本発明を採用した場合
の流れを矢印で示した図、第１０図は本発明の第
１実施例による十字分岐管内の縦断面図、第１１
図は従来の分岐管構造を採用した場合の圧力損失
を測定した結果に基づくグラフ図、第１２図は本
発明の第１実施例の分岐管構造を採用した場合の
圧力損失を測定した結果に基づくグラフ図、第１
３図は従来の十字分岐管の分配流量比に対する圧
損係数の依存性を示したグラフ図、第１４図は同
じく本発明の第１実施例の場合の分配流量比に対
する圧損係数の依存性を示したグラフ図、第１５
図は従来の十字分岐管を採用した場合のレイノル
ズ数に対する圧損係数の依存性を示したグラフ
図、第１６図は同じく本発明の第１実施例の場合
を示したグラフ図、第１７図は本発明の第２実施
例による十字分岐管内の縦断面図、第１８図は本
発明の第２実施例による分岐管の分配流量比に対
する圧損係数依存性を示したグラフ図、第１９図
は本発明における内管の分岐管内への突込み入れ
長さに対する圧損係数依存性を示したグラフ図、
第２０図は本発明の第３実施例による十字分岐管
内の縦断面図、第２１図ａは本発明の第４実施例
による十字分岐管内縦断面図、第２１図ｂは第２
１図ａのＡ−Ａ矢視断面図、第２２図は本発明の
第５実施例による十字分岐管内の縦断面図第２３
図は本発明の第６実施例による十字分岐管内の縦
断面図である。 ８……母管、９……十字分岐管、１０……ヘツ
ダー曲管、１１……レジユーサ、１２……ライザ
管、１７……内管、１８……穴、２１……整流
板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流体が流入する流入口と、前記流入口と対向
して配置された第１の流出口と、前記第１の流出
口とは異方向に開口した他の流出口とを有した分
岐管であつて、前記他の流出口の開口位置が前記
分岐管の中央から前記分岐管内の流体の流れ方向
と直角な方向へずれている位置とされた分岐流路
構造において、前記第１の流出口には、前記第１
の流出口に連通しており口径が前記流入口よりも
狭い内管が備えられ、前記分岐管内部にある前記
内管先端部が前記他の流出口の前記第１の流出口
寄りの端部位置かそれよりも前記流入口側に自由
端として延長されていることを特徴とした分岐
管。 ２ 前記内管は、少なくとも他の流出口に対向す
る前記内管側面に整流板を整流板面を前記内管の
管長方向に延在する方向にて備えることを特徴と
した特許請求の範囲の第１項に記載の分岐管。 ３ 前記内管は、少なくとも他の流出口に対向す
る前記内管側面に整流板を螺旋状に備えることを
特徴とした特許請求の範囲の第１項に記載の分岐
管。 ４ 分岐管の流体流入口に連通した母管と、前記
流入口に対向する前記分岐管の流体流出口に連通
した前記流体流入口よりも開口径が小さいライザ
ー管と、前記流体流入口とは異方向に開口してそ
の開口位置が前記分岐管の中央から前記分岐管内
の流体の流れ方向と直角な方向へずれている位置
とされた前記分岐管の他の流体流出口と、前記他
の流体流出口へ連通したヘツダー管とから成る原
子炉の再循環配管系と、前記母管に設けたポンプ
とを備え、前記ポンプで前記原子炉の炉水を前記
再循環配管系を通して前記原子炉の炉心へ循環さ
せるものにおいて、前記ライザー管の前記分岐管
内への延長流路部分を前記分岐管内の内管として
備え、前記分岐管内部で開口している前記内管先
端部が前記他の流出口の前記第１の流出口寄りの
端部位置かそれよりも前記母管側に自由端として
延長されていることを特徴とした原子炉の再循環
配管系。 ５ 前記内管は、少なくとも他の流出口に対向す
る前記内管側面に整流板を整流板面を前記内管の
管長方向に延在する方向にて備えることを特徴と
した特許請求の範囲の第４項に記載の原子炉の再
循環配管系。 ６ 前記内管は、少なくとも他の流出口に対向す
る前記内管側面に整流板を螺旋状に備えることを
特徴とした特許請求の範囲の第１項に記載の原子
炉の再循環配管系。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58236296A JPS60249794A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 分岐管および原子炉の再循環配管系 |
| EP19840115481 EP0146134B1 (en) | 1983-12-16 | 1984-12-14 | Piping branch structure |
| DE8484115481T DE3470932D1 (en) | 1983-12-16 | 1984-12-14 | Piping branch structure |
| US06/925,907 US4993454A (en) | 1983-12-16 | 1986-11-03 | Piping branch structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58236296A JPS60249794A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 分岐管および原子炉の再循環配管系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60249794A JPS60249794A (ja) | 1985-12-10 |
| JPH0535318B2 true JPH0535318B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=16998685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58236296A Granted JPS60249794A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 分岐管および原子炉の再循環配管系 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4993454A (ja) |
| EP (1) | EP0146134B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60249794A (ja) |
| DE (1) | DE3470932D1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2208903B (en) * | 1987-08-18 | 1991-07-03 | Robert Peter Robinson | A flow inducer device |
| EP0424593A1 (fr) * | 1989-10-26 | 1991-05-02 | Duruz Sa Fabrique D'articles Metalliques | Pièce de raccordement pour installation d'évacuation d'air vicié |
| JP3035276B1 (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-24 | 三菱重工業株式会社 | 原子炉容器の炉心支持構造物 |
| JP5039299B2 (ja) * | 2005-11-24 | 2012-10-03 | 三菱重工業株式会社 | 配管 |
| JP2020115045A (ja) * | 2019-01-17 | 2020-07-30 | 株式会社富士通ゼネラル | 空気調和装置 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE284969C (ja) * | 1900-01-01 | |||
| US1097982A (en) * | 1912-06-24 | 1914-05-26 | Fruin & Walker Company | Waste and vent pipe fitting. |
| CH264070A (de) * | 1946-09-18 | 1949-09-30 | Gustavsbergs Fabriker Ab | Rohrverbindungsformstück mit abgewinkelten Abzweigungen für Rohrleitungsinstallationen. |
| FR1044534A (fr) * | 1951-11-07 | 1953-11-18 | Collecteur de vidange antivide | |
| DE1106564B (de) * | 1956-03-13 | 1961-05-10 | Felix Rohsmann Dr Ing Dr Rer N | Vorrichtung zum Daempfen von periodischen oder aperiodischen Stroemungsstoessen in Leitungen fuer stroemende Gase oder Daempfe |
| US3036656A (en) * | 1959-08-24 | 1962-05-29 | Henry W Angelery | Noise suppressor for pressure reducing valves |
| DE1459584A1 (de) * | 1961-06-12 | 1969-11-06 | Rehau Plastiks | Verfahren und Vorrichtung zum Verringern und Unterdruckbildungen in Abwasser-Sammelfallstraengen |
| US3103942A (en) * | 1961-09-22 | 1963-09-17 | Du Pont | Apparatus and process for distributing viscous liquids |
| GB1012501A (en) * | 1963-03-22 | 1965-12-08 | British Nylon Spinners Ltd | Improvements in or relating to the distribution of viscous liquid substances in pipes |
| JPS4884452U (ja) * | 1972-01-12 | 1973-10-13 | ||
| CH563547A5 (ja) * | 1973-09-27 | 1975-06-30 | Escher Wyss Ag | |
| JPS5231283B2 (ja) * | 1973-12-28 | 1977-08-13 | ||
| US4480656A (en) * | 1977-05-20 | 1984-11-06 | Johnson Robert L | Plumbing fixture |
| JPS5580095A (en) * | 1978-12-13 | 1980-06-16 | Hitachi Ltd | Pipeline system for atomic power plant |
| JPS5757291U (ja) * | 1980-09-19 | 1982-04-03 | ||
| US4418788A (en) * | 1981-04-13 | 1983-12-06 | Mitco Corporation | Branch take-off and silencer for an air distribution system |
-
1983
- 1983-12-16 JP JP58236296A patent/JPS60249794A/ja active Granted
-
1984
- 1984-12-14 EP EP19840115481 patent/EP0146134B1/en not_active Expired
- 1984-12-14 DE DE8484115481T patent/DE3470932D1/de not_active Expired
-
1986
- 1986-11-03 US US06/925,907 patent/US4993454A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3470932D1 (en) | 1988-06-09 |
| EP0146134B1 (en) | 1988-05-04 |
| EP0146134A1 (en) | 1985-06-26 |
| US4993454A (en) | 1991-02-19 |
| JPS60249794A (ja) | 1985-12-10 |
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