JPS5851639B2 - 給水スパ−ジヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は沸騰水型原子炉に使用する給水スパージャの改
良に関する。

給水スパージャは、タービンを駆動して復水になった蒸
気を原子炉内に再び注水する装置である。

このため、この給水スパージャは、原子炉内の高温水と
給水ラインの低温水との最初の接触点となり熱的に過酷
な条件下にある。

従来の給水スパージャは、フローホール型ト呼ばれ第１
図に示す如く原子炉圧力容器１の内面に沿って分岐管２
（この分岐管２は、４本で圧力容器１内側をカバーする
）と、この分岐管２の程中央に直角をなして連設される
給水管３とで構成される。

又、前記分岐管２の内方側壁には、第２図に示す如く多
数の孔４が程等間隔に穿孔されている。

前記分岐管２と前記給水管３との連設部には、ジャンク
ションボックス５が介設される。

ところで、このような構造の給水スパージャでは、ジャ
ンクションボックス５近辺の孔４から出る噴出水が、分
岐管２内を流れる給水に誘われて第３図にＡで示す如く
偏向する。

この偏向は、ジャンクションボックス５に近ずくにした
がって激しくなる。

この噴出水の偏向を詳しく考察すれば、第４図に示す如
くである。

すなわち、ジャンクションボックス５に近い孔４′の噴
出流線ＡＬは分岐管２内の流線ＡＬ’に対して鈍角を威
して変更する。

このため孔４′を水平面で切断して観察すれば孔４′の
下流側ＢＬに渦流を生じて真空部が形成されている事が
分る。

この真空部には、炉心で加熱された熱水を気水分離する
気水分離器からの高温の水が侵入する。

従って孔４′には、高温の水と低温の水が同居したこと
になり、分岐管２は、サイクリツクな熱応力によってク
ラックしやすい。

又、給水管３と分岐管２とを連結するジャンクションボ
ックス５の分岐部には、第５図にＤｌ、Ｄ２で示す如く
渦流による真空部が発生する。

この真空部は、曲管２を揺がす遠因となる。

又、圧力損失を増大させる。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、給水の噴
出方向を規制することによってサイクリックな熱応力の
発生を抑制すると共にジャンクションボックス部をレジ
ューサ構造にして圧力損失を少なくした給水スパージャ
を得ることを目的とする。

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

尚、従来と同一作用構造の部品には同一符号を付して詳
述を省く。

第６図に示す如く本発明の給水スパージャは、曲管２と
給水管３及び前記分岐管２と前記給水管３とを連設する
レジューサ７と、前記分岐管２の上方に連設された多数
のノズル８とから構成される。

前記レジューサ７は、第７図に示す如く一端が給水管３
の管径に合致し他端はこれよりも細く直線的に絞り込ま
れたものである。

絞り込まれた他端は、清めらかな曲線内面を持つナック
ル１′を介して分岐管２に連設される。

尚、レジューサ７を流れる給水の流速と分岐管２内を流
れる流速は等しくなるように夫々の管径を決める。

前記ノズル８は、第８図に示す如く曲管８の上方に連設
されたエルボ８１と、このエルボ８１の先端に取付けら
れたオリフィス８２とからなる。

エルボ８１は、前記曲管８の肉厚に対して薄肉の曲管で
、前記分岐管２の上方に明けた噴出孔８３の向きを９０
度変更するものである。

エルボ８１の付根は分岐管２に溶接にて直に取付ける。

オリフィス８２は、前記エルボ８１の先端を絞りエルボ
８１内に背圧を加えて噴出流の指向性を良くするもので
ある。

ここで、エルボ８１の内径をり。とし、オリフィス８２
の細い方の内径をＤ２とすれば の不等式が成り立つ様にする。

この不等式内にあれば噴出流の指向性が安定になる（実
験にて確認済）。

尚、オリフィス８２の先端及び噴出孔８３の下面には％
Ｒｌｚ Ｒ２で示す如く渦めらかな曲面に形成する。

他の鋭角を形成しやすい所も全て曲面にする。

又、分岐管２に連設された給水管３の他端は、原子炉圧
力容器１のノズル部１ｎに溶接又はきつい嵌合にて固定
する。

分岐管２の末端開口部には、第９図に示すエンドプレー
ト９０が水密に取付けられる。

すなわち、エンドプレート２０は、程中央に隆起し分岐
管２の端面に溶接される環状突出部９１と、この環状突
出部９１の端面を閉塞する薄板９２と、前記環状突出部
９１の外周に固定されたフランジ部９３とから構成され
る。

ここで薄板９２の厚さｔ２はフランジの厚さＴよりも薄
い。

又、ｔ２は分岐管２厚さ１１よりも薄いか等しくする。

環状突出部９１は、その先端はｔ、に等しく薄板２２に
近づくにしたがって厚くなる。

環状突出部９１と薄板９２及びフランジ９３との接合部
は、角ばらず曲面に滑らかに曲面Ｒを付けて連結する。

次に動作を説明する。

給水ポンプ（図示せず）で加圧された給水は、給水管３
を通ってレジューサ７にて１度絞られて分岐管２に分流
する。

このように絞り込まれた後に分流するため、給水は渦流
を発生せずスムーズな分流が達成できる。

分岐管２内に流入した給水は、分岐管２に充満した後、
分岐管２の上方に明けられた噴出孔８３を通ってエルボ
８１内に入り込む。

このエルボ８１内に入った給水は、オリフィス８２で１
度絞られた後飛び出すため勢い良くオリフィス８２より
噴出する。

このとき、給水には、オリフィス８２により背圧が与え
られるため噴出流の指向性が向上する。

以上は、ｌＯＯ％運転時の状態について説明したが、次
に起動時あるいは中間負荷時の運転状態について説明す
る。

起動時あるいは中間負荷時においては、オリフィス８２
より常に給水が流出していないため、オリフィス８２を
通ってエルボ８１内に高温水が逆流する事がある。

しかし、エルボ８１内又は分岐管２内に高温水が逆流し
ても給水にて混合された後オリフィス８２を通って噴出
するため、オリフィス８２部に過大な熱応力が発生する
ことはない。

又、混合状態が悪いままエルボ８１に達しても接触面に
過大な熱応力を発生する鋭角部がないため、クラック発
生の心配がない。

以上説明のように本発明の給水スパージャは構威されて
いるため、噴出水の揺らぎがなくなり安定した給水が達
成できる。

これに伴ってサイクリックな熱応力によるクラックの発
生を防止できる。

又、圧力損失、管の振動が低く抑えられ機械的寿命が延
びる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の給水スパージャの概略図、第２図は第１
図をＮ−ｎ線で切断し矢視方向に見た断面図、第３図は
第１図に示す給水スパージャの噴出水の噴出状態を示す
図、第４図は噴出流の偏向原理を説明する説明図、第５
図は分岐管と給水管との接合流部の流れの状態を示す説
明図、第６図は本発明の給水スパージャの一実施例を示
す概略図、第７図は分岐管と給水管との接合部の詳細図
、第８図は第６図を■−■線で切断し矢視方向に見た断
面図、第９図は分岐管の開口端を閉塞する工′１ンドプ
レートの詳細図である。 ２・・・・・・分岐管、３・・・・・・給水管、７・・
・・・・レジューサ、８１・・・・・・エルボ、８２・
・・・・・オリフィス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子炉圧力容器の内面に沿って設けられた分岐管と
   、この分岐管の略中央に連設されて前記原子炉圧力容器
   外の系に連通ずる給水管と、前記分岐管に設けられ噴出
   水の方向を規制するノズルとから構成されて、分岐管と
   ノズルとの接合部を清らかな曲面状に形成し、また分岐
   管と給水管の連設部をレジューサ状に形成したことを特
   徴とする原子炉用の給水スパージャ。 ２ ノズルはその噴出口に向うに従って流路断面積が小
   になるように形成されたことを特徴とする特徴請求の範
   囲第１項記載の給水スパージャ。 ３ ノズルはその噴出口が半円回転形に清らかに形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   給水スパージャ。 ４ 分岐管の端部はこの分岐管の径よりも大きい径のエ
   ンドプレートを溶接して閉塞されてなり、このエンドプ
   レートの内分肢管の径よりも大径の部位は厚内に、小径
   の部位は薄肉に形成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の給水スパージャ。