JPS6082995A - 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、原子炉の非常用炉心冷却装置の一つである炉
心スプレィ装置に関する。

し発明の技術的背景とその問題点コ 一般に、沸騰水型原子炉は第１図に示す如く構成されて
いる。すなわち、１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）は給水スパージャ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内上方へ向けて流通りる。ま
た上記冷却材は炉心３を流通する際に加熱され、炉心シ
ュラウド２の上部に設けられたシュラウドヘッド６を経
て気水分離器７に送られ、水と蒸気に分離される。

そして分離された蒸気は蒸気乾燥器８で湿分を除去され
たのち主蒸気ノズル９より圧力容器１外へ導出され、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１０は制御棒（図示せず）を炉心３内へ下方よ
り案内する制御棒案内管、１１は制御棒を上下駆動する
制御棒駆動機描である。また以上のような沸騰水型原子
炉には冷却材喪失事故等が発生した際、炉心３の冷却と
冷Ｎｊ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。

前記炉心３の上方には非常用炉心冷却装置の一つである
炉心スプレィ装置が設けられており、図中１２８．１２
ｂはその上部及び下部スパーン１７である。これらのス
パーンャ１２ａ’、１２ｂは第２図の如くシュラウドヘ
ッド６の内周面に沿って環状に配設された複数本の円弧
管体１３ａ、１３ｂに、それぞれ数種類のスプレィノズ
ル例えばスプレィノズル１４．１５を炉心３の中心方向
へ向けて周方向に交互に列設した構成のものである。た
だし、いずれのスプレィノズル１４．１５にもそれぞれ
左右勝手反対のものがある。そして冷却材喪失事故時等
には炉心スプレィ系（図示せず）から炉心スプレィ配管
１６（第１図参照）を介して両スパーン１’１２ａ、１
２ｂに冷却材が供給され、スプレィノズル１４．１５よ
り噴射されて炉心３の上面に散布され、炉心３を水浸状
態に維持する。

第３図は一方の種類のスプレィノズル１４を示すもので
、これは２個の９０’エルボ１７ａ、１７ｂを所定の角
度で接合し、その接合部の内側にオリフィス１８ａを嵌
入してなるもので、一方の１ルボ１７ａの先端開口部が
噴射口１９となる。また、この噴射口１９となるエルボ
先端部は図のようにネジ加工された絞り構造となってい
る。そしてその噴射口１９の軸心線が炉心３の鉛直中心
線と交差する角度で他方のエルボ１７ｂが上部スパーン
ャ１２ａの円弧状管体１３ａにオリフィス１８ｂを介し
て溶接により取着される。

また、第４図は他方の種類のスプレィノズル１５を示す
もので、これは２個の９０’エルボ２０ａ、２０ｂを所
定の角度で接合して、その接合部の内側にオリフィス２
１ａを嵌入するとともに、一方のエルボ２０ａには先端
面外縁部に円筒状ガイド２２を接合し、かつその内部に
支持棒２３を上記円筒状ガイド２２の中心線上に位置す
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を円筒状ガイド２２の開口端中心に位置する
ように取着してこの邪魔板２４の周りに環状の＠射口２
５を形成し、その噴射口２５より冷却材が中空円錐筒状
に拡散されるように構成されている。そしてその噴射口
２５の軸心線が炉心３の鉛直中心線と交差するような角
度で他方のエルボ２０ｂがスパーンャ１２ａの円弧状管
体１３ａにオリイス２１１）を介して溶接により取着さ
れている。

ところが、以上の如く構成された炉心スプレィ装置の一
部のスプレィノズルには次のような問題点があった。ず
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中となる。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
、そ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、水蒸気が激しく凝縮する。ここで第３図の如
く形成されたスプレィノズル１４より散布されるスプレ
ィ水は、ノズル内のオリフィス１８ａとその噴射口１９
となるネジ山形状の絞り部のためにスプレィ水の挙動が
複雑で不安定の流れとなる。

その結果、とくに蒸気雰囲気中においてはスプレィ水の
不安定な流れと外側からの檄しい蒸気凝縮のために雰囲
気圧力ヤスプレィ水流量等の条件に極めて敏感となり、
同一形状のスプレィノズルであってもスプレィ水の分布
はまちまちとなり、実験の結果ではスプレィノズル１４
より＠躬される冷却材は噴射方向が噴射口１９の軸中心
線に対して５〜１５°程度もバラライでしまって安定し
た均一なスプレィ流量配分が得られず、炉心３の冷却効
率が高められないおそれがあった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、スプレィノズルの改良により、炉心上
部に対するスプレィ分布特性の安定化を図り、炉心冷却
効率の向上を図ることができる炉心スプレィ装置を提供
することにある。

［発明の概要コ 本発明による炉心スプレィ装置は、円弧状管体に取着さ
れた複数のスプレィノズルのうちの少なくとも一部を、
噴射口側のエルボの先端部についている絞り部を完全に
なくし、流路をなめらかな構造となるようにして同日端
部を噴射［１とづるように構成したことを特徴とするも
のである。

［発明の実施例］ 第５図ないし第８図は本発明の一実施例を示すもので、
炉心スプレィ装置１’０１は第５図及び第６図に示ず如
く炉心シュラウド１０２上部のシュラウドヘッド１０３
の内周面に沿って配置された上部スパーンャ１０４及び
下部スパーンャ１０５より構成されている。

炉心シュラウドは原子炉圧力容器１０６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集合体１０７
ａを装荷して炉心１０７が構成されている。

上部スパーンャ１０４は、シュラウドヘッド１０３の内
周面に治って半円状の円弧状管体１０８ａ、１０８ｂを
配置して両者で円を形成するとともに、各円弧状管体１
０８ａ、１０８ｂの下面側に数種類のスプレィノズル１
０９．１１０を複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、いずれのスプレィノズル１０９．
１１０にもそれぞれ左右勝手反対のものがある。また各
円弧状管体１０８ａ、１０８ｂはそれぞ鉛直配管１１１
ａ、１１１ｂを介して共通の円弧状配管１１２に接続さ
れ、この円弧状配管１１２は原子炉圧力容器１０６を貫
通して設けられた炉心スプレィ配管１１３に接続されて
いる。

下部スパーンャ１０５は、シュラウドヘッド１０３の内
周面に沿って配置された各円弧状管体１１４ａ、１１４
ｂの上面側に数種類のスプレィノズル例えば前記スプレ
ィノズル１０９．”１１０を複数個ずつ、周方向に交互
に取着して構成されている。また各円弧状管体１１４ａ
、１１４ｂはそれぞれ鉛直配管１１５ａ、１１５ｂを介
して共通の円弧状配管１１６に接続され、この円弧状配
管１１６は原子炉圧力容器１０６を貫通して設けられた
炉心スプレィ配管１１３に接続されている。

前記一方の種類のスプレィノズル１０９は、第７図に示
すように、２個の９０’エルボ１１７ａ。

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１１８ａを嵌入するとともに、噴射側となる一
方のエルボ１１７ａの先端を出口絞り部をなくした先端
開口部を噴射口１１９とし、この噴射口１１９の軸心線
が炉心１０７の鉛直中心線と交差するような角度で他方
のエルボ１１７ｂが前記円弧状管体１０８ａ、１０８ｂ
、１１４ａ又は１１４Ｊにオリフィス１１８ｂを介して
溶接により取着されている。

また他方の種類のスプレィノズル１１０は第８図に示ず
ように、２個の９０’エルボ１２１ａ、１２１ｂを所定
の角度で接合し、その接合部の内側にオリフィス１２２
ａを嵌入するとともに、一方のエルボ１２１ａには、先
端１面外縁部に円筒状ガイド１２３を溶接してその内部
に支持棒１２４を上記円筒状ガイド１２３の中心線上に
位置りるように取着し、この支持棒１２４の先端に小円
形状の邪魔板１２５を円筒状ガイド１２３の開口端中心
に位置ザるように取着してこの邪魔板１２５の周りに環
状の噴射口１２６を形成し、その噴射口１２６より冷却
拐が中空円錐筒状に拡散されるように４１？ｉ成されて
いる。そしてその噴射口１２６の軸心線が炉心１０７の
鉛直中心線と交差するような角度で、他方のエルボ１２
１ｂが前記円弧状管体１０８ａ、１０８ｂ、１１４ａ又
は１１４ｂにオリフィス１２２ｂを介して溶接により取
着されている。

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。すなわち、万−冷却材喪失事故等が発生
した場合、炉心スプレィ系より炉心スプレィ配管１１３
を介した原子炉圧力容器１０６内の円弧状配管１１２．
１１６へ冷却月が供給され、この冷却材は鉛直配管１１
１ａ、１１　ｌｂ。

１１５ａ、１１５ｂを介して上下両スパーンャ１０４．
１０５の円弧状管体１０８ａ、１０８１＋、１１４ａ、
１１４ｂへ流入する。そして前記スプレィノズル１０９
，１１０を通して炉心１０７の上面に散布されることに
なる。

そして以上の如く構成された炉心スプレィ装置１０１に
よれば、従来使用されていた第３図の如きスプレィノズ
ルは使用されず、これに代って第７図に示すスプレィノ
ズル１０９が使用され、これらのスプレィノズル１０９
より噴射される冷却材はスプレィノズル先端部の噴射口
１１９部分に絞り部がなく、流路がなめらかにな・りて
いるので、同−形状であれば流れが安定しているために
蒸気雰囲気でも圧力ヤスプレイ流量の影響を受１ノにく
く激しい蒸気凝縮が発生してもスプレィノズル同志間で
はスプレィ分布の差がなくなり、炉心上部で均等な流量
配分、スプレィ分布特性が１８られ、炉心１０７の冷却
効率が高められる。なお、他方の種類のスプレィノズル
１１０は拡散形であるため噴射方向が噴射口１２３の軸
心線から多少外れたとしても、それによって冷却材の均
一化が妨げられることは殆んどない。

［発明の効果コ 以上詳述したように、本発明の炉心スプレィ装置は、円
弧状管体に取着される複数のスプレィノズルのうち少な
くとも一部を噴射口側のエルボ先端部について絞り部を
完全になりシ、・ハ１路をなめらかな構造にすることに
より冷却材の噴射が安定化する。したがって炉心上面に
対する冷却材の散布が均一な流量配分となり冷却効率が
高められることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸脳水型原子炉の縦断面図、第２図はシュラウ
ドヘッド部分の縦断面図、第３図はスプレィノズルを一
部切欠して示す断面図、第４図は別の種類のスプレィノ
ズルを一部切欠して示す断面図、第５図及び第６図は本
発明による炉心スプレィ装置の一実施例を示す斜視図及
び縦断面図、第７図は本発明に使用するスプレィノズル
を一部切欠して示す断面図、第８図は本発明に使用する
別の種類のスプレィノズルを一部切欠して示す断面図で
ある。 １０１・・・炉心スプレィ装置 １０３・・・シュラウドヘッド １０７・・・炉心 １０８ａ、１０８ｂ　−・・円弧状管体１１４ａ、１１
４ｂ　・、、円弧状管体１０９．１１０・・・スプレィ
ノズル １１３・・・炉心スプレィ配管 １１７、１１７ｂ　・９０°工ｆｉｖホ１１８ａ、１１
８ｂ　・・・オリフィス１１９・・・噴射口　代理人グ
を理土則　近　憲　佑（ＩＪか１名）第　２　図 第　３　図 第　４　図 ２１１−ハ 第５図 第　６　図 第　７　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炉心スプレィ配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複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個のエルボと、この両エルボの接合部の内側に嵌合
   されたオリフィスとからなり、そのスプレィノズル先端
   部に絞り部を無くしたなめらかな流路となる噴射口を形
   成したことを特徴とする炉心スプレィ装置。