JPS5931487A - 炉心スプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、原子炉の４１常用炉心冷却装置の一つである
炉心スジレイ装置に関する。

〔発明の技術的背景ニ 一般に、沸Ｕ！水形原子炉は紀１シ１に示す如く構成さ
れている。すなわち、）は原子炉圧力容器であって、こ
の圧力容器１の内部には炉心シュラウド２が設けられ、
この炉心シュラウド２の内部には多数の燃料集合体を装
荷し、かつ制御棒を収容して炉心３が構成されている。

そして圧力容器１内の冷却材（軟水）は給水ス・２−ツ
ヤ４より供給される冷却材とともに循環装置５・・・に
より圧力容器１内下部へ送られ、炉心３内を上方へ向け
て流ａする。また上記冷却４Ａは炉心３余流３１Ｆ’Ｉ
する際に加熱され、炉心シーラウド２の上部に設けられ
たシュラウドへ、ドロを経て気水分離器７に送られ、水
と蒸気に分１１１１される。そして分離された蒸気け４
蒸気乾燥′５８で湿分を除去されたのち主蒸気ノズル９
・−・より圧力容器ｌ外へ導出さハ１、主蒸気配管（図
示せず）、−を介して発電機駆動用のタービン（図示せ
ず）へ送られる。なお図中１θ・・・は制御棒（図示せ
ず）を炉心！内へ下方より案内する制御棒案内管、１ノ
・・・は制御棒を上下、ｌｌＪ＜動する制御棒駆動機構
である。丑た」ゾ上のような沸１１Ｍ水形原子炉には冷
却相喪失事故等が発生した際、炉心旦の冷却と冷却材の
水位回復を行なう非常用炉心冷却装置が設けられている
。

ζ 前記炉心ｌの上方には非常用炉心冷却装置埒の一つであ
る炉心スプレィ４＋　ｆｉｆｉが設けられており、図中
１２１’Ｌ　、ｌ　２　ｂけその士８１（及び下部スゲ
や一ジャである。これらのス・七−ノヤ１２ｇ、１２ｂ
は第２１ｙ、ｉの如くシュラウドヘッド６の内周面に沿
って現状に配設されたζ１２数本の円弧状管体ｊ３ｍ、
１３ｂに、それぞれ数池顛のスプレィノズル例えばスフ
０レイノズル１４・・・、１５・・・を炉心ｌの中心方
向へ向けて周方向に交互に列設した＋＆成のものである
。ｌ（だし、し）すｆ］−のスゲレイノズル１４．１５
にもそ、＋１．それ左右勝手反ス・ｊのものかある。ぞ
しで冶却材喪失淘１故時等には炉心スプレィ糸（図示せ
ず）から炉心スプレィ配管１６（第１図参Ｊｆｆｌ）ン
・介して両スパージャ１２ａ、１２ｂＫ玲却相が供給さ
れ、スプレィノズル１４・・・、１５・・・より噴射さ
れて炉心ｌの土面に散布され、炉心旦を水浸状態に維持
する。

第３　［＆Ｉ（Ａ）　、　（Ｂ）は一方の神籟のスプレ
ィノズル１４を示すもので、これは２個の９ｏ０工ルメ
１７ｍ、１７ｂを所定の角度で接合し、その接合部の内
（ｔｉｌｌにオリフィス１８を低大してなるもので一一
方のエルＮ　ｌ　７　ｍの先端開口部が噴射口１９とな
る。そしてその噴射口Ｉ９の軸心線が炉心ｌの鉛部中心
線と交差するような角度で、他方のエルが１７　ｂ　ｉ
Ｅ上上メスンージャユの円弧状管体１３ｍ又は下部ス・
平−ジャ１２ｂの円弧状管体１３ｂに溶接により取着さ
れる。

また第４図＜Ａ）、’（Ｂ）は他方の釉類のスゲレイノ
ズル１５を示すもので、これは２個の９ｏ０エルボ２０
ｎ　、２０ｂ′ｆｆ所定の角度で接合１７てその接合部
の内側にオリフィス２１を嵌入するとともに、一方のエ
ルｙｌ？２０＊Ｖｃは、先端面外縁部に円筒状がイド２
２を溶接し、かつその内部に支持棒２３を上記円筒状が
イド２２の中心線上に信心゛するように取着し、その支
持棒２３の先端には小円形状の邪魔板２４を円筒状〃イ
ド２２の開口端中心に位１〜するように取着してこの邪
魔板２４の周りに環状の噴射口２５を形成し、その噴射
口２５より玲却枳が中空円錐筒状υ（拡散されるように
構成さｈている。そ（、てその噴射口２５の軸心線か炉
心旦の鉛直中心線と交゛ン１゛するような角ｍ°で、他
方のエルｙ＋？　２ｏ　ｂが円弧状管体１３ａ又は１　
、？　ｂに溶接によ＃）取着されている。

力お、上記スゲレイノズル１５ｙおｒ−ＣＭのエル７ｊ
君２θＢの先ｉＥ　Ｋ円角状ｆイド２２を設け、その円
筒状ガイド２２の０）１０端中心位ｆｔに邪魔板２４を
淋けたのは次の理由による。すなわち冷却材喪失孔数時
に炉心！を連速に冷却すイ、に１７１栓、却セを炉心ｌ
の＋ａｉ１に広新ｊｌ＃＋４に散布することが望（しい
。イこでＪ：記の如く構成されにスプレィノズル１５’
ｒ−（＋２・用すれは、？ヤ却材は円筒状ガイド２２と
邪１キ５枦２４との曲のみ！”を状ｃ９９ａ２５を通し
て用命１：ｉ払に拡散され、広範囲に散布芒れる、との
渚えにもとうくものである。

この場合、円窮「ｙ１′仏の内１１ｉ１ｊには別のイ’
ｉ＃類のスプレィノズル１４・・・ニヨリ冷却（／１が
散布ぴれるようにすればよい。

〔背址技術の問題点〕

ところが、１ゾ上の如く構成された炉心スプレィ装シー
°には次のような問題があった。

すなわち、冷却材喪失事故が発生すると原子炉圧力容器
１の内部が蒸気雰囲気となる。このような蒸気雰囲気中
にスプレィノズル１４・・・。

１５・・・より冷却材が散布されると、ぞの冷却材と蒸
気雰囲気中の水蒸気との間で熱交換が行なわれ、水蒸気
が凝縮する。ここで、ｗ＞　４図（Ａ）。

（Ｂ）の如く形成されたスプレィノズル１５より散布さ
れた中空円錐筒状の水流の内側では、外側からの蒸気の
侵入が少ないため水蒸気の凝縮による減圧効果が外側よ
りも大となり、円錐筒状の水流は内外の圧力差により内
側に引き寄せられるようになる。その結果、所望の冷却
材拡散の効果が得られず、炉心旦の冷却助出が高められ
ないおそれがあった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
その目的は、冷却劇の拡散効果を高め、炉心の冷却速度
を尚めうる炉心スプレィ装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

第１の発明の炉心スジレイ装作は、円弧状・７７体に取
衆さｆ′また籾数のスプレィノズルのうちの少なくとも
一部を、噴射口側のエル、１−先ｌ１ｒｊＡ１ｉｔ１１
にそのエルｄこの先端部内径より大内径の円ｎｚ）状が
イドを取着して構成し、これによって冷却材が中実の円
錐状に散布さｈて広１１１５世に拡散されるようにした
ものである。

一部た第２の発明ｉＬ＋＋Ｄ射口側のエルがの先メ１シ
面に円帥状ガイドを取着するとともに、その円筒状ガイ
ドの軸心線上に位置するように内線状の整流体を上記エ
ルパ？に取着し、この整流体により冷却材の噴射方向を
規制することによって冷却材が炉心の鉛直中心線へ向っ
て噴射されるようにし、冷却材が炉心の上面全域に拡散
されるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第５図ないし第８図は第１の発明に係る実施例を示すも
ので、炉心スプレィ装置１０ノは第５し１及び第６　Ｍ
に示す如く炉心シュラウド１０２上部のンユラウドヘッ
ド１θ３の内周面に沿って配Ｉｔ／された上部スフ４−
ツヤ１０４及び下部ス・ンーノヤ１０５より構成されて
いる。

炉心シュラウドに原子炉圧力容器ｌ　０６の内部に設け
られ、炉心シュラウドの内部には多数の燃料４１・合体
１０７＆・・・を装荷して炉心１０７が構成されている
。

土部ス・や−ノヤ１０４は、ンユラウドヘット１０３の
内周面に沿って半円状の円弧状管体１０８＆、１０８ｈ
を配置して両者で円を形成するとともに、各円弧状管体
１０８ｍ、１０８ｂの下ｄ１１［ｉｌｌに数秒類のスプ
レィノズル例えばスプレィノズル１０９，１１０を＋に
数個ずつ周方向に交互に取着して構成されている。ただ
し、いずハのスプレィノズル１０９，１１０にもそれぞ
れ左右勝手反対のものがある。捷た各円弧状管体１０８
ａ、１０８ｂはそれぞれ鉛面配管１１１ｇ、１ｌｌｂを
介して共通の円弧状配管１１２に接続され、この円弧状
配置１１２１１−１原子炉圧力答器１ｏ６（ｒ−Ｗ通し
て設はら〕１か炉心スジレイ配Ｔ’？　７７．９に十δ
Ｆ左さ１＋、ている。

下部スノそ一ツヤ１ｏｓｌｄ、ンーラウドー＼ｙｌ。

１０３の内周面に沿って配６″、ｌさｒｌ、た各円弧状
管体１７４ｍ　、　１１４ｂの」−面側に数Ｎｉ　叶自
のスプレィノズル例えば前記スプレィノズル１０９゜１
１０を籾数個ずつ、周方向に交互に１１〜ｌス・して構
成されている。才た各円弧状’ｆ＋’＋　（□ｋ　Ｉ　
１４　ａ　。

Ｊ　７４ｂ　ｔｄＪｌｔルｍｒｆｔ配ｖ７７５１　、　
ｔｌｓｂを介して共通の円弧状配管１１６に接細−され
・この円弧状配管１１６ｔｒＪ：原子炉圧力容Ｍ＞’＝
　７　ｏ　６を目通して設けられた炉心スジレイ配管１
１３に接続されている。

前記一方の種類のスプレィノズルｌ　０９　ｆ’ｊ’ｚ
＠　７　図（Ａ）　、　（１１）ニ示ｔ　ヨ’ｌ　ｋ（
，２個）９　Ｑ０エルｙｊｔ”１１７ｔｒ、１１７ｂを
所定の角度で接合し、その接合部の内側にオリフィスｚ
ｌｓｆ嵌大してなるもので、一方のエルＮ　１１７　ｍ
の先端開口部を噴射口１２０とし、この噴射口１２０の
軸心線が炉心１０７の鉛面中心線と交差するような角叶
で、他方のエルｓ；　ＩＪ　７　ｂが前ｄ己円弧状管体
１０８ｇ、１０８ｂ、１１４区又は１７４ｂに取）′１
されてめる。

−まだ他方の種類のスプレィノズル１１０は、第８図（
Ａ）、（［３）に示すように、２個の９０°工ルデ１２
１ｍ　、１２１ｂを所宇の角度で接合し、その［に合部
の内１ｔｌｌｌにオリフィス１２２を嵌入するとともに
、一方のエル、ｙ　Ｚ　２１ａ　Ｋは、先端面外縁部に
このエルンビ１２１＆の先端部内径より大寸法の内径を
有する円筒状ガイド１２３を溶接してその円筒状がイド
１２３の先端開口部を１’ｆ、ｉ射口１２６とし、その
噴射口１２６より冷却材が中実出ζＩＬ状に拡散して・
噴射されるように構成されている。そしてその噴射口１
２６の輔心糾が炉心１０７の鉛泊中心課と交差するよう
な角度で、他ブｊのエルｙｊ？　１２　ｌ　ｂが前記円
弧状管体１０８ａ、１０８ｂ、１１４ｈ又は１１４ｈに
取看されている。

以上の如く構成された炉心スプレィ装置１０１は次のよ
うに作用する。す／（わち、万−冷却材喪失事故等が発
生した場合、炉心スプレィ糸より炉心スルレイ配管１１
．７を介１．て＃ｉ！ｆ炉圧力容器１０６内の円弧状配
管１１２，１１６へ冷却材が供給さね、この？９却相は
船内配管１１１に＋１１１ｂ、１１５ａ、１１５ｂを介
して土工１ｉ１ｉス・ぐ−ノヤ１０４．１θ５の円弧状
管体１０８ａ。

Ｊ　０８ｂ　、　１１４ｈ　、　１１４ｂへ流、入する
。そして１１１記スプレイノズル１０９・・・、１１０
・・・４通して炉心１０７の上面に１枚布さＪすること
Ｋなる。

そして１ソ上のｔ；Ｕ　＜構成さ〕１に炉心スｌレイル
ｌ。

１＆１０１によれば、従来使用さ、ｔｌていｔ（第４図
（Ａ）　、　（Ｂ）の知合スプレィノズルは使用］さノ
］、ス、これに代って第８図（Ａ）　、　（Ｂｌに示す
スフ０イノズルノ１０・・・が使用されるので、各ノズ
ル１０９・・・。

７７０・・・より散布きれるメ′ｕフイｊ相が中空の円
ｔ１４筒゛拮になることはない。特に第８図（Ａ）　、
　（Ｂ）に示すスプレィノズル１１０は１１凸身４（１
川の一ル＋Ｒ１２１ｍの先端に大内径の円筒状ガイド／
　２３　ｆｆ取尤しているので、このノズル１１θより
噴出された冷）：（Ｉ祠は中実１’−１１；！ｒ状に散
布される。そして蒸気雰囲気中の水蕗気と混合して熱交
換が行なわれ、水蒸気が凝縮きれても中実円錐状の拡散
角度が狭することはない。したがって冷却材喪失事故発
生時にに１全ノズル１０９・・・、１１０・・・より炉
心１０７の１−面に広範囲にわたって冷却イア（が散布
さ〕１１、圧力容器内の圧力が、＠、連に低下し、かつ
、炉心Ｉθ７が急速に冷却さり、るこよりζ々る。

なお、」以上の実施例では、冷却材を円（１Ｆ状にＩＪ
ｔ目１１させる拡＃ｉｔ哨射形のスプレィノズル１１０
・・・を仙の神類のスフ０レイノズル１０９・・・ト交
互に配列するようＩ／ＣＬ、たが、すべてのスフ０レイ
ノズルを第８図（Ａ）　、　（＋３）に示すよう々拡散
噴射形スプレィノズルとしてもよい。

次に第２の２１ｉ−’ガに係る実施例４・第９図（４）
、加を参照して説明する。

この実施例は、第８図（Ａ）、■）に示した前記第１の
発明に係る実施例のスプレィノズル１１０を第９図（Ａ
）　、　（Ｂ）の如く変更するもので、その他の構成に
ついては第１の発明ＶＣ係る実ノイｑ例と同様である。

そこで、第９］し１（Ａ）、（Ｂ）に示すスプレィノズ
ル７７　ｏ’ｉｔ、２個の９０°エルｙＶｌ　２１’ｎ
　、　１２ノ′ｂ否・所定の角度で接合し、（の槌合８
にの内仙ン（オリフィス１２２′を嵌入−するとともに
、一方のエルボＩ　２　Ｉ’ｍには、つ〜、端面外縁に
１１（にこのエル＋１？７２１’＆の先１／！Ａ１部内
径より大内径の円ｔ）状がイド１２３”ｆｒ　＃Ｎし、
かつ子の内部νＣ例λｔｒ断＋／＋ｉ円形をなす直絢状
の整流体１２４ｋ・−Ｌ　ＦｉＳ円飾状がイド１２３／
のｄＮ１１心糾上に位Ｗｒ−Ｊ′るよっｋｃ　＊；すｄ
し１円筒状ガイド１２３′の先端開１］部を噴射口１２
６′とし、その噴射口１２６／まね冷却材が中実円錐状
に拡散［〜で噴射きれイ・、ように構ｂ１１されている
。そして上Ｍｌ”＋整流体１２４の中心線すなわち噴射
口１２６′の軸心前、１が炉心１０７の鉛め中心線と５
（差するような角出で、他力のエルボ１２１’ｂが前記
円弧状管（４：１ｏｓａ、１θ８ｂ。

１１４ａ又は１１４ｂに耳ツカ、きれている。

以上のようなスプレィノズル１１０′を使用すると、エ
ル５ｐｚｚｃａから円筒状がイド１２３′の内部では冷
却材が整流体１２４に接触し、この整流体１２４に沿っ
て噴射口１２６′より噴射されるので、冷却材の噴射方
向が整流体１２４に：よって規制されることになり、噴
射口１２６′の軸心線から大きく外れることはない。し
たがって炉心１θ７の上面全域にほぼ均等に冷却材の散
布を行なうことができ、炉心の冷却効果を高めることが
できる。壕だ第５図ないし第８図に示す前記実施例と同
様、スプレィノズル１１０′より噴射された冷却材は中
実円錐状に散布されるので、蒸気雰囲気中の水蒸気と混
合して水蒸気ｆ凝縮させた際にも中実円錐状の拡散角度
が狭まることはなく、炉心１０７上面に広範囲に散布さ
れ、圧力客器内の圧力を急速に低下させ、かつ炉心１０
７を急速に冷却させることができる。

々お、この第２の発明に係る実施例においても、すべて
のスプレィノズルを第９図（Ａ）、■）に示すような拡
散噴射形スプレィノズルとするととは可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、−１，１の発明の炉心スルレイ装置は、
炉心スジレイ配管に接続さｔｌかつ炉心−１方のシュラ
ウドヘッド内ｆｉ’ｄ　１７ｉｉに沿って配置？’１’
さＪｌだ円弧状１’？体と、この円弧状９゛を体に取７
１“１１１た複数のスプレィノズルとを貝１＋ｉｉｔ　
ｌ／　ｓ少なくとも一部のスプレィノズルを、２個のエ
ル＋１−を接合してその接合部の内部にオリフィスをＦ
人し一方のエル？の先端面にそのエルボ０４’ｌ’；　
端部内径より大内径の円筒状ガイドを取７ｒｊシ他方の
エルボを前記円弧状°管体に取着１７て玲却相を中火円
錐状に噴出させる杓成にしたことを特徴とするものであ
り、これによって冷却相の拡散効果が高められ、炉心は
冷却速度を晶めることができる。

また即、２の発明の炉心スゲレイ装負け、枦、１の発明
における、円筒状ガイドを取フ１′１−シたスプレィノ
ズルの一方のエル？に、直線状の牝−流体を上記円留１
状ガイドの軸心線上に（ｄ　ｆｉｆｆするように取着し
たものであるから、上記整流体の存在によって冷却材の
噴射方向を規制する効果も得られ、一層迅速な炉心の冷
却を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

＠１図ないし第４図は背景技術を示すもので、第１図は
沸騰水原子炉の縦断面し１、第２図はシュラウドへ、ド
部分の縦断面図、第３図（Ａ）、（ｆｌはスプレィノズ
ルを一部切欠して示す平面図及び正面図、第４図（Ａ）
　、　（［３）は別の種類のスプレィノズルを一部切欠
して示す平面１ゾ及び正面図、第５し１ないし第８図は
第１の発明の実施例を示すもので、第５図及び第６図は
炉心スプレィ装置にの斜視図及び縦断面図、第７図（Ａ
）、ω）はスプレィノズルを一部切欠して示す平面図及
び正面図、８Ｐ；ｓ図（Ａ）、ω）は別の種類のスプレ
ィノズルを一部切欠して示す平面図及び正面図、第９図
（Ａ）　、　（Ｂ）　ｉｔ：　ｉＡ　２の発明の実施例
におけるスプレィノズルを一部切欠して示す平面図及び
正面図である。 １０ノ・・・炉心スプレィ装置＾：、１Ｏ３・・・ノ、
ラウドヘッ　　ド、Ｉ　０７−・・炉１１’）ｓ　　１
０８　ａ　　、　　１０８ｂｒ１１４　ａ　、　１１４
　ｂ−円弧４１゛管体、ＩＯ２゜７１０　、７１０’・
・・スプレィノズル、１１：ｌ・・・炉心スジレイ配管
、１２１　ｎ　、　１２　ｌ　ｂ　、　Ｉ　２１’ｈＪ
　２１’ｂ・・・９０°エルンｊ？、１２２，１：！２
’−−−−Ａリフイス、７２３１１２．９’・・・円？
＋５状ガイド、１２４・・・整流体、１２６，１２６’
・・４１１Ｉ射口。 用願人代坤人　弁ヂ１１土鈴江武閏 第３図 （Ａ） ９ （Ｂ） 第”（Ａ） （Ｂ） 第５図 第６１１ 第　７　図 （Ａ） （Ｂ） 第８図 （Ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］）　　炉炉心スジレイ管に接続されかつ炉心上方の
   シュラウドヘッド内周面に沿って配置された円弧状管体
   と、この円弧状管体に取着された核数のスプレィノズル
   とを具備し、少なくとも一部のスプレィノズルは、互い
   に接合された２個のエル？と、この両エル？の接合部の
   内側に嵌合されたオリフィスと、一方のエルボの先端面
   に取着されその一方のエル？の先端部内径より大内径の
   円筒状ガイドとからカリ、その円筒状ガイドの開口端ｍ
   ＋＋を噴射口とし、その噴射口の軸心線を炉心の鉛直線
   に交差させて他方のエルボを前記円弧状管体に取着して
   なることを特徴とする炉心スプレィ装置。 （２）炉心スゾジイ配管に接続されかつ炉心上方のシー
   ラウド９ヘツド内周面に沿−って配置された円弧状管体
   と、この円弧状管体に取着された複数のスプレィノズル
   とを具１痛し、少々くとも一部のスプレィノズルは、互
   層に接合された２個のエルＨ？と、この両エルＲの接合
   部の内側に嵌合されたオリフィスと、一方のエルボの先
   ｙ＝瘤に取着さハその一方のエルｒｌ？の光臨部内径よ
   り大内径の円筒状ガイドと、この円筒状スｒイドの軸心
   線上に位置し上記一方のエル？に取着さノまた直線状の
   整流体上からなり、上記円筒状ガイドの開口端部を噴射
   口とり１、その噴射口の軸心線を炉心の鉛直中心側１に
   交差寓せて他方のエル？を前記円弧状管体に取着してな
   ることを特徴とする炉心スルレイ装睨。