JPS5855480B2 - 原子炉の炉心スプレ−装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は原子炉の非常用炉心冷却装置の炉心スフレ−装
置に関する。

一般に沸騰水形原子炉等では冷却材喪失事故時に炉心を
冷却する非常用炉心冷却装置のひとつとして炉心に注水
する炉心スプレー装置が設けられている。

そして従来この種の炉心スプレー装置は第１図ないし第
４図に示す如く構成されている。

図中Ｇは炉容器を示しこの炉容器Ｇ内にはシュラウドＨ
が設けられており、このシュラウドＨ上方にはシュラウ
ドヘッドＡが連続して設けられている。

上記シュラウドＨ内には炉心Ｅがその上下部を上部格子
板Ｉおよび炉心支持板Ｊに支持され収容されている。

そして上記炉心Ｅ上方のシュラウドヘッドＨ内を上部プ
レナムＢとしている。

このプレナムＢの周囲に左右一対の半円形のスパージャ
Ｃ・・・・・・を上下２段に設け、これらのスパージャ
Ｃ・・・・・・には炉の中心に向けて略水平方向に多数
のスプレーノズルＤ・・・・・・を設けて構成されてい
る。

そして、これらのスパージャＣ・・・・・・には給水装
置が接続されており、冷却材喪失事故時にはスパージャ
Ｃ・・・・・・を介して各スプレーノズルＤ・・・・・
・に給水がなされ，これらスプレーノズルＤ・・・・・
・から炉心Ｅ上部に向けて水が噴射され、炉心Ｅを冷却
するように構成されている。

そして上記スプレーノズルＤ・・・・・・は第５図に示
す如くノズル孔にリフレクタＦを設けて水の噴出角度を
広くしたものと第６図および第７図に示す如く、比較的
小径に絞られた先端ノズルＫを有し、水の噴出角度を狭
くした２種類のものが用いられ、またこれらのスプレー
ノズルＤ・・・・・・の取付角度等を適宜設定して炉心
Ｅの上面に均−忙水が散布されるように構成されていた
。

なお、第５図中符号り、Ｍおよび第６図中Ｎ、Ｏはソケ
ットを示しまた第６図中符号Ｐはオリフィスを示す。

しかし、これらスフレ−ノズルＤ・・・・・・は略水平
方向を指向しているため、供給される水の流量が変動し
て噴出速度が変化すると水の飛距離が変化し、炉心Ｅ、
上部に散布される水の分布が不均一となり炉心Ｅの冷却
効果が損なわれる不具合があった。

本発明＋−１上の事情にもとづいてなされたもので、そ
の目的とするところは水の流量が変動しても炉心に散布
される水の分布が変ることがなく、常に均一な分布で水
を散布することができ、炉心の冷却効果の高い炉心スプ
レー装置を得ることにある。

以下本発明を実施例にしたがって説明する。

第８図は第１の発明の第１実施例を示し、図中１はスパ
ージャである。

このスパージャ１は従来と同様に炉容器（図示せず）内
の上部プレナムの周囲に環状に配置されている。

そして、このスパージャ１には多数のスプレーノズル機
構２が設けられている。

そして、このスプレーノズル機構２は以下詳述する如く
構成されている。

３は固定管であって、この固定管３はスパージャ１から
分岐し、下方に向けて突設されている。

そして、この固定管３の下端部には可動継手たとえば金
属製ベロー管等からなる可撓継手４を介して可動ノズル
５が取付けられている。

そして、この可撓継手４内には付勢機構としてのコイル
ばね６が嵌挿されている。

このコイルばね６はあらかじめ略９００屈曲されており
、したがって可撓継手４はこのコイルばね６によって炉
心の中心側に向けて略９０°屈曲され、可動ノズル５は
炉の中心を向き、かつ水平方向よりやや下方を指向して
いる。

したがってこの可動ノズル５は上下方向に傾動自在に支
持され、かつこの可動ノズル５が下方に傾動した場合に
は上記コイルばね６の弾性復元力によってこの可動ノズ
ル５を上方に傾動させるような付勢力が発生するように
構成されている。

以上の如（構成された第１実施例は、冷却材喪失事故時
には給水機構からスパージャ１を介して各スプレーノズ
ル機構２に水が供給され、可動ノズル５からこの水が噴
出して炉心の上部に散布され、炉心を冷却する。

そして、この水がこの可撓継手４を通過する際に方向が
変換され、その反力によって可動ノズル５にはこれを下
方に傾動させようとする力が作用する。

そして、この力によってコイルばね６が変形して可動ノ
ズル５は下方に傾動し、コイルばね６の変形による弾性
復元力とつり合ったところで停止する。

したがって、流量すなわち流速に対応して可動ノズル５
は上下方向に傾動し、流速が大きくなるに従って可動ノ
ズル５は下方に傾動する。

よって流速が基準より大きくなって噴出する水の飛距離
が大きくなっても可動ノズル５が下方に傾動することに
より飛距離の増大を補償する。

また逆に流速が基準より小さくなり飛距離が小さくなっ
ても可動ノズル５が上方に傾動することにより飛距離の
減少を補償する。

したがって流速が変化しても噴出する水は炉心上部の同
一位置に達し、流速すなわち流量の変動による水の散布
状態の変化が防止され、炉心に対して常に均一に水を散
布することができる。

なお、実際には水の流量が定格流量の９０％以下では可
動ノズル５は傾動せず、９０％を超すと下方に傾動を始
め、１１０％程度では可動ノズル５は角度にして数度程
度下方に傾動するようにコイルばね６のばね定数等が設
定されている。

なお、第１の発明は上記の第１実施例には限定されない
。

たとえば第９図には第１の発明の第２実施例を示す。

この第２実施例は可動ノズル５の内面下部に板状の抵抗
突部７を突設し、この抵抗突部７に作用する水の抵抗に
より可動ノズル５を下方に傾動させる力を発生するもの
である。

なお、上記の点以外はこの第２実施例は前記第１実施例
と同様の構成で、第９図中第１実施例に対応する部分に
は同符号を附してその説明を省略する。

この第２実施例は水の反力による可動ノズル５を傾動さ
せる力が第１実施例のものより大きく、またこの抵抗突
部１の傾斜、寸法等を変えることにより調整が容易にな
されるものである。

すなわちこのようなものでは可動ノズル５の傾動量は流
速の変化による飛距離の変化を相殺するように正確に流
速と対応しなげればならず、実際には組立時等に調整を
要する。

しかしコイルばね６のばね定数や可撓継手４の形状を変
えることによりこのような調整をすることは一般に困難
である。

しかるにこのようは抵抗突部７を設けておけばその傾斜
や寸法を変えることにより調整がきわめて容易になされ
るものである。

また、第１０図には第１の発明の第３実施例を示す。

この第３実施例は可動ノズル５をスパージャ１の上方に
配置する場合のものであって、固定管３は倒立Ｕ字状を
なし、その先端はスパージャ１の上方で下向に開口する
ように構成されており、これによって可動ノズル５がス
パージャ１の上方に配置されるものである。

すなわち通過する水の反力は当然のことなから可撓継手
４の屈曲角度をより小さくする方向に作用するため、こ
の固定管３の先端は下向でなければ前述の如き流速の増
大に対応して可動ノズル５がより下方に傾動するような
作動は得られない。

したがって可動ノズル５をスパージャ１の上方に配置す
る場合には上記の如く固定管３を倒立Ｕ字状に形成して
これをスパージャ１の上方に突設すればその先端はスパ
ージャ１の上方で下向に開口し、よって可動ノズル５は
スパージャ１の上方に配置できるものである。

なお、この第３実施例では可動ノズル５にレフレクタ８
を取付けて噴出する水の広がり角度が大きくなるように
構成されている。

また、上記第１〜第３実施例ではベローズ管等の可撓継
手４を使用しているので、保守点検が簡単である。

また、第１１図には第１の発明の第４実施例を示す。

この第４実施例は可撓継手の代りにスイベル継手等互に
液密を保って回動する２部材からなる可動継手９を用い
、また付勢機構としてコイルばねの代りにねじりコイル
ばね１０を用いたものである。

次に、第１２図な（・し第１４図を参照して第２の発明
の一実施例を示す。

この実施例は固定ノズル１１をスパージャ１に直接取付
け、この固定ノズル１１の先端部内面の上部にこの固定
ノズル１１の開口軸方向に対して上方に傾斜した偏向面
１２を形成したものである。

そしてこの実施例のものは流速の小さな場合には第１３
図に示す如くコアンダ効果によって水の噴流が偏向面１
２に沿って流れて噴流全体が上向に偏向され、また流速
が速い場合にはこの偏向面１２で剥離を生じて噴流が固
定ノズル１１の開口軸方向に沿って流れる。

したがって流速が小さな場合には噴流が上向に、また流
速が早い場合には下向に流れるので前述の如く流速の変
化による飛距離の変化を補償することができる。

そしてこの実施例は可動部分がなし・ため、保守点検が
不要であるとともにその信頼性も高いものである。

なお、実際にはこの固定ノズル１１の先端部内面の形状
は縮径あるいは拡径されたテーパ状である場合があるが
、このような場合には偏向面１２は他の部分より固定ノ
ズル１１の開口軸方向に対してより大きな角度で上方に
傾斜するように形成すればよいものである。

また偏向面１２の形状は流速の増大に従って剥離点ａが
連続的に上流側に移動するように形成することも可能で
ある。

以上詳述したように第１の発明による原子炉の炉心スプ
レー装置によると、流量すなわち流速に対応して可動ノ
ズルが上下方向に傾動するので流速の変動による水の散
布状態の変化を防止することができ炉心に対して常に均
一に水を散布することができ冷却効果の向上を図ること
ができる。

また第２の発明による原子炉の炉心スプレー装置による
と偏向面の作用により例えば流速が小さな場合には噴流
が上向になり、流速が大きい場合には下向きになるので
、上記第１の発明同様流速の変動による水の散布状態の
変化を防止することができる等同様の効果を奏すること
ができ冷却効果の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は従来例を示し第１図は要部の縦断
面図、第２図は同平面図、第３図は第２図の■部の拡大
図、第４図は第２図のＩＶ−ＩＶ矢祝図、第５図はスプ
レーノズルの縦断面図、第６図はスフレ−ノズルの縦断
面図、第７図は第６図の■−■矢視図である。 また第８図は第１の発明の第１実施例の要部の縦断面図
、第９図は同第２実施例の要部の縦断面図、第１０図は
同第３実施例の要部の縦断面図、第１１図は同第４実施
例の要部の縦断面図、第１２図ないし第１４図は第２の
発明の一実施例を示す図で第１２図は要部の縦断面図、
第１３図および第１４図は作動状態を示す要部の縦断面
図である。 １・・・・・・スパージャ、２・・・・・・スプレーノ
ズル機構、３・・・・・・固定管、４・・・・・・可撓
継手、５・・・・・・可動ノズル、６・・・・・・コイ
ルばね、１・・・・・・抵抗突部、９・・・・・・可動
継手、１１・・・・・・固定ノズル、１２．・・、・・
偏向面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炉心上方に環状に配設されたスパージャと、このス
   パージャに接続され下方を指向した固定管と、この固定
   管の下端に可動継手を介して接続され略水平方向を指向
   するとともに上下方向に傾動自在に設けられた可動ノズ
   ルと、この可動ノズルを上方に傾動するように付勢する
   付勢機構とを具備したことを特徴とする原子炉の炉心ス
   プレー装置。 ２ 前記可動継手は屈曲自在な可動継手であることを特
   徴とする特許 原子炉の炉心スプレー装置。 ３ 前記可動ノズルはその内面の下部にこの可動ノズル
   内を流通する水の抵抗を受けてこの可動ノズルを下方に
   傾動するように付勢する抵抗突部が突設されていること
   を特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の原子炉の
   炉心スプレー装置。 ４ 炉心上方に環状に配置されたスパージャと、このス
   パージャに接続され略水平方向を指向し傾動不能な固定
   ノズルとこの固定ノズルの先端部内面上部に固定ノズル
   の軸方向に対して先端部内面下部より大きな角度で上方
   に傾斜して形成された偏向面とを具備したことを特徴と
   する原子炉の炉心スプレー装置。