JPH10148692A - 原子炉の冷却水緊急注入装置 - Google Patents

原子炉の冷却水緊急注入装置

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JPH10148692A
JPH10148692A JP8308191A JP30819196A JPH10148692A JP H10148692 A JPH10148692 A JP H10148692A JP 8308191 A JP8308191 A JP 8308191A JP 30819196 A JP30819196 A JP 30819196A JP H10148692 A JPH10148692 A JP H10148692A
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JP
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cooling water
diode
emergency
spiral
inlet
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JP8308191A
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English (en)
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Hisato Watakabe
壽人 渡壁
Sunao Shiraishi
直 白石
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉心冷却等に必要な大量の非常用冷却水を原
子炉一次冷却系配管に確実に緊急注水することのできる
原子炉の冷却水緊急注入装置を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 渦巻ダイオード5の周壁部に同ダイオー
ド5の流出口5dを間に挟んで一対の開孔9,9を設
け、これらの開孔9,9に両端を接続された均圧管10
の内部に渦巻ダイオード5の右側内部空間5Rと左側内
部空間5Lとを均圧状態に保つための連通路11を形成
している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉一次冷却系
配管の破断事故等が発生した場合に原子炉容器内に非常
用冷却水を緊急注入する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】加圧水型原子炉の原子炉容器内に非常用
冷却水を緊急注入する装置として、特公平6−4406
0号公報に開示された緊急注水装置が知られている。こ
の緊急注水装置は、原子炉一次冷却系配管に非常用冷却
水を注水する注水管と、この注水管の途中に設けられた
逆流防止用の逆止弁と、この逆止弁の上流側に配置され
た密閉型の蓄圧注水タンクとを備えており、蓄圧注水タ
ンクの内部には非常用冷却水が貯溜されている。この非
常用冷却水は蓄圧注水タンク内に封入されたガスにより
加圧されており、その圧力は原子炉一次冷却系の圧力よ
りも若干低い圧力となっている。また、この緊急注水装
置は蓄圧注水タンクの内部に渦巻ダイオードを有してお
り、この渦巻ダイオードで非常用冷却水の注水量を大流
量から小流量に切り替える構造となっている。
【0003】上述した緊急注水装置に用いられる渦巻ダ
イオードの構造を図4および図5に示す。図中41は渦
巻ダイオードを示しており、この渦巻ダイオード41は
図示しない蓄圧注水タンク内に設けられた円筒体42
と、この円筒体42の両端開口を閉塞する一対の端板4
3,44とからなり、これら端板43,44の一方(例
えば端板44)には流出口45が形成されている。この
流出口45には注水管46の一端が接続され、注水管4
6の他端は図示しない原子炉一次冷却系配管に接続され
ている。渦巻ダイオード41の円筒体42には、流入管
47,48の出口端47a,48aが相対向して接続さ
れている。これらの流入管47,48のうち流入管47
の入口47bは蓄圧注水タンク内の下部に開口してお
り、この入口47bから渦巻ダイオード41内に流入し
た冷却水は円筒体42の内壁面に沿って流れるようにな
っている。一方、流入管48の入口48bは蓄圧注水タ
ンク内の下部に開口しており、この入口48bから渦巻
ダイオード41内に流入した冷却水は流入管47から渦
巻ダイオード41に流入した冷却水の流れと逆方向に流
れるようになっている。
【0004】このような渦巻ダイオード41を備えた緊
急注水装置は、原子炉一次冷却系配管の破断事故等によ
り原子炉一次冷却系の圧力が低下すると、逆止弁が開い
て蓄圧注水タンク内の冷却水が渦巻ダイオード41およ
び注水管46を経て原子炉一次冷却系配管に注水され
る。ここで、原子炉一次冷却系配管への注水が初期の段
階では、蓄圧注水タンク内の冷却水水位は流入管48の
入口48bよりも上位にあるため、渦巻ダイオード41
には流入管47及び48の両方から非常用冷却水が流入
する。これは流入管48から渦巻ダイオード41に流入
した非常用冷却水と流入管47から渦巻ダイオード41
に流入した非常用冷却水とを衝突させて渦流の発生を防
止し、必要な大量の冷却水を注入させるためである。衝
突した冷却水は流出口45に向かって直線的に流れる非
旋回流49を形成するとともに、非旋回流49の両側に
旋回副流50を形成する。一方、原子炉一次冷却系配管
への注水が後期の段階では、それほど大量な冷却水を必
要としないため、蓄圧注水タンク内の冷却水水位は流入
管48の入口48bより下位に位置ずけられているか
ら、渦巻ダイオード41には流入管47のみから非常用
冷却水が流入する。このとき、渦巻ダイオード41に流
入した非常用冷却水は、図6に示すように、円筒体42
の内周面に沿って流れる旋回流51を形成し、流出抵抗
が増大する。このため、流出口45から流出して一次系
配管に注入される冷却水量は、導入管の流れ断面積比以
下に減少する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような冷却水緊急
注入装置は蓄圧注水タンクの内部に設けた渦巻ダイオー
ド41を利用し、ポンプ等の動的機器を用いることなく
必要な流量変化パターン、すなわち非常用冷却水の注水
量を大流量から小流量に切り替える流量変化を実現し、
装置の信頼性の向上等を図ることができる反面、次のよ
うな問題点を有していた。すなわち、上述した緊急注水
装置では例えば渦巻ダイオード41に製作誤差があった
り、渦巻ダイオード41に流入する非常用冷却水の流れ
に乱れがあったりすると、注水初期に発生する非旋回流
49の両側に形成される旋回副流50の圧力バランスが
崩れ、流入管47及び48から渦巻ダイオード41に流
入した非常用冷却水の流れが図7に示すような旋回流と
なり、必要な大量の注水量が得られないという問題があ
った。なお、このような注水初期における注水量の減少
を防止する対策として、渦巻ダイオードの大型化が考え
られるが、この場合には注水後期の注水量も増大する。
このため、小流量の非常用冷却水を所定時間注水する注
水後期において、冷却水の枯渇を防止するため、蓄圧注
水タンクを大型化しなければならず、コスト高を招くこ
とになる。本発明は、このような問題点を解消するため
になされたもので、渦巻ダイオードの製作誤差等に起因
する注水初期における冷却水の流量減少を防止し、炉心
冷却等に必要な大量の非常用冷却水を原子炉容器内に確
実に緊急注水することのできる原子炉の冷却水緊急注入
装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、逆止弁を備えた連通管を介して原子
炉一次冷却系配管に連絡した蓄圧注水タンクと、この蓄
圧注水タンク内に設けられ前記連通管に接続した流出口
を有する渦巻ダイオードと、前記渦巻ダイオードの第1
の流入口に接続され、前記蓄圧注水タンク内の相対的下
方位置に開口した入口を有する第1の冷却水導入管と、
前記渦巻ダイオードの第2の流入口に接続され、前記蓄
圧注水タンク内の相対的上方位置に開口した入口を有す
る第2の冷却水導入管とを有する原子炉の冷却水緊急注
入装置において、前記渦巻ダイオードは、前記第1及び
第2の流入口が接線方向に対向して開口した円筒壁と、
同円筒壁の端部を閉じ少なくとも一方に前記流出口が開
口した一対の端板とを有し、前記渦巻ダイオードの円筒
壁には前記流出口を挟んで前記第1の流入口寄り空間及
び前記第2の流入口寄り空間にそれぞれ開口した一対の
開孔が穿設され、これらの開孔に両端が連絡した均圧通
路が形成されたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図3を参照して、
本発明の一実施形態について説明する。図1は本発明の
一実施形態に係る冷却水緊急注入装置の概略図であり、
同図に示すように、冷却水緊急注入装置1は図示しない
原子炉一次冷却系配管に非常用冷却水を注水する連通管
2を備えている。この連通管2は逆流防止用の逆止弁3
を途中に有しており、逆止弁3の上流には蓄圧注水タン
ク4が設けられている。蓄圧注水タンク4は密閉構造と
なっており、この蓄圧注水タンク4の内部には、流量切
換え手段としての渦巻ダイオード5が設けられている。
また、蓄圧注水タンク4の内部には非常用冷却水6が貯
水されており、この非常用冷却水6は蓄圧注水タンク4
内に供給された窒素ガス等の加圧ガスにより所定の圧力
に維持されている。
【0008】渦巻ダイオード5について図2及び図3を
参照して説明すると、渦巻ダイオード5は同ダイオード
5の周壁部を形成する円筒体5aを備えている。この円
筒体5aは両端を下側端板5b及び上側端板5cにより
液密に閉塞されており、これら端板5b,5cの一方
(例えば下側端板5b)には、特に図3に明示するよう
に、非常用冷却水6を連通管2に注水する流出口5dが
穿設されている。
【0009】渦巻ダイオード5の周壁部を形成する円筒
体5aには、渦巻ダイオード5の内部に非常用冷却水6
を注入する第1の冷却水導入管7および第2の冷却水導
入管8の出口端7a,8aが接続されている。これらの
出口端7a,8aは円筒体5aの接線方向に相対向して
開口しており、第2の冷却水導入管8の出口端8aから
渦巻ダイオード5に流入した非常用冷却水は第1の冷却
水導入管7の出口端7aから渦巻ダイオード5に流入し
た非常用冷却水と衝突するようになっている。そして、
図1に示すように、第1の冷却水導入管7の入口端7b
は蓄圧注水タンク4内の下部に開口しており、また第2
の冷却水導入管8の入口端8bは蓄圧注水タンク4内の
上部に開口している。
【0010】渦巻ダイオード5の周壁部には、図3に示
すように、下側端板5bに設けられた流出口5dを間に
挟んで一対の開孔9,9が穿設されている。これらの開
孔9,9には渦巻ダイオード5の外側に設けられた均圧
管10の両端部が接続されており、均圧管10の内部に
は、流出口5dを中心として右側に形成された右側内部
空間5Rと同じく流出口5dを中心として左側に形成さ
れた左側内部空間5Lとを均圧状態に保つための連通路
11が形成されている。
【0011】このような構成において、原子炉一次冷却
系配管内の圧力が大きく低下すると、逆止弁3が開いて
蓄圧注水タンク4内の非常用冷却水6が渦巻ダイオード
5および連通管2を経て原子炉一次冷却系配管に注水さ
れる。ここで、渦巻ダイオード5の製作誤差に起因する
圧力差が生じても渦巻ダイオード5の右側内部空間5R
と左側内部空間5Lは、流出口5dを間に挟んで渦巻ダ
イオード5の周壁部に設けられた一対の開孔9,9が接
続された均圧管10の内部に形成された連通路11を通
して圧力差が打ち消される。したがって、渦巻ダイオー
ド5の製作誤差等に起因する注水初期における非常用冷
却水の流量減少を防止でき、炉心冷却等に必要な大量の
非常用冷却水を原子炉容器内に確実に緊急注水すること
ができる。
【0012】なお、上述した本発明の一実施形態では、
渦巻ダイオード5の周壁部に設けられた開孔9,9に均
圧管10の両端部を接続して渦巻ダイオード5の右側内
部空間5Rと左側内部空間5Lとを連通させたが、例え
ば渦巻ダイオード5の周壁部を二重壁構造とし、その外
壁部と内壁部との間に渦巻ダイオード5の右側内部空間
5Rと左側内部空間5Lとを連通させる連通路を形成し
ても良い。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
渦巻ダイオードの製作誤差等に起因する注水初期におけ
る冷却水の流量減少を防止し、炉心冷却等に必要な大量
の非常用冷却水を原子炉容器内に確実に緊急注水するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る冷却水緊急注入装置
の概略図である。
【図2】図1に示す渦巻ダイオードの側面図である。
【図3】図2のA−A線に沿った断面図である。
【図4】従来の冷却水緊急注入装置における渦巻ダイオ
ードの縦断面図である。
【図5】図4のB−B線に沿った断面図である。
【図6】図4に示す渦巻ダイオードに流入した非常用冷
却水の流れを説明するための図である。
【図7】従来の冷却水緊急注入装置の問題点を説明する
ための図である。
【符号の説明】
2 連通管 3 逆止弁 4 蓄圧注水タンク 5 渦巻ダイオード 5a 円筒体 5b 下側端板 5c 上側端板 5d 流出口 5R 右側内部空間 5L 左側内部空間 6 非常用冷却水 7 第1の冷却水導入管 8 第2の冷却水導入管 9 開孔 10 均圧管 11 連通路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 逆止弁を備えた連通管を介して原子炉一
    次冷却系配管に連絡した蓄圧注水タンクと、 この蓄圧注水タンク内に設けられ前記連通管に接続した
    流出口を有する渦巻ダイオードと、 前記渦巻ダイオードの第1の流入口に接続され、前記蓄
    圧注水タンク内の相対的下方位置に開口した入口を有す
    る第1の冷却水導入管と、 前記渦巻ダイオードの第2の流入口に接続され、前記蓄
    圧注水タンク内の相対的上方位置に開口した入口を有す
    る第2の冷却水導入管とを有する原子炉の冷却水緊急注
    入装置において、 前記渦巻ダイオードは、前記第1及び第2の流入口が接
    線方向に対向して開口した円筒壁と、同円筒壁の端部を
    閉じ少なくとも一方に前記流出口が開口した一対の端板
    とを有し、 前記渦巻ダイオードの円筒壁には前記流出口を挟んで前
    記第1の流入口寄り空間及び前記第2の流入口寄り空間
    にそれぞれ開口した一対の開孔が穿設され、これらの開
    孔に両端が連絡した均圧通路が形成されたことを特徴と
    する原子炉の冷却水緊急注入装置。
JP8308191A 1996-11-19 1996-11-19 原子炉の冷却水緊急注入装置 Withdrawn JPH10148692A (ja)

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