JPS612997A - 加圧器ル−プシ−ル断熱材組体 - 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】 （発明の分野） 本発明は加圧水型原子炉装置系のループシール配管の為
のループシール断熱材組体に関する。

（従来技術の説Ｆ！４） 加圧水型原子炉に於ては、核分裂性物質を納めた炉心は
原子炉の運転中に炉心を通して流れそ１７て核分裂性物
質から放射された熱を奪取する一次冷却水の流れによっ
て冷却される。−次冷却水はこの過程の間はかｈりの高
圧下に置かれる。該高圧は一次冷却水を所望水準の圧力
に維持すべく設計された装置を備えた直立型圧力容器で
ある加圧器によって維持される。

ループシール配管系統は、代表的に加圧器の上部ヘッド
付近に於て３つの夫々異る方位に位置づけられる。該配
管は全体的にＳ字形をしており一端が加圧器に連結され
、他端が安全弁に連結されている。こうした形状によっ
て、代表的には断熱され々い状態にある配管は、安全弁
の上流で冷却された凝縮水を収集することにより、加圧
器と安全弁との間の熱的緩衝帯とｔ７て作用する。その
様な緩衝帯が必要なのは、安全弁が連続釣力高温の下で
の作動用に定格づけられたものでは無いからである。

安全弁は感圧式であり、加圧器内で過剰の圧力が蓄積さ
れた場合に作動する、即ち開く。安全弁は実際の運転に
際しては定期的に作動されそして原子炉の蒸気供給系を
圧力過剰から保設する。

過去、前記弁の作動に問題が生じた。例えば、スリーマ
イル島原子炉施設では安全弁がループシール組体内で作
動した後、弁が適正に復坐し力かった事が観察された。

これと関連し７て、水は従来のループシール配管内で凝
縮しそ［−て配管の湾曲部に蓄積することが知られてい
る。弁が作動すると、この貯留水は下流にそして安全弁
を通して移動して、弁部材に対する破壊的作用を持つだ
けで無く、下流の配管に対する水撃作用をも持つ。

安全弁の作動中に、該弁を液体状の水では無く、より破
壊作用の小さい蒸気が流れる様にし、一方安全弁付近の
温度が正常運転の間比較的低く維持される事を確実にす
る為には、ループシール配管と安全弁との界面を２５０
°Ｆから３５０’Ｆ（約１２０℃から１７７℃）の、好
ましくは３１０’Ｐから３５０°Ｆ（約１５４℃から１
７７℃）の範囲の温度にする必要かある。

ループシール配管内をその様が範囲の温度に維持する為
に様々な手段が提案されて来た。例えば、電気式熱トレ
ーサが使用された。然しそうした装置は費用が嵩むと言
う欠点を有している。加うるに、該装置はあらゆる状態
下でのその作動性を保証する為の手順及び補助装置が必
要な′能動的“なものである。もち論、下流の配管及び
安全弁部品及び支持体を高速で流れる水の破壊作用に堪
える様全体的に再設計することは可能であるが、そうし
た変更には時間と費用がかかる。

実用的カ代替策は、従来の管断熱材を使用することであ
ると居、われる。断熱材は現在では加圧器の上方部分に
用いられ、しばしは加圧器Ｋｊ！７も近いループシール
配管部分にも用いられている。然し、この方法の断熱効
果を注意深く分析した結果、単にループシール配管全部
を断熱するだけではループシールと安全弁との界面付近
の温度を所望の高さに高めるに十分な熱は伝達されない
ことが示された。

加圧器表面の一部をループシール配管に露呈することと
組合せて反射式断熱材を使用すると、要求される温度範
囲が配管に於てそして特にループシールと安全弁との界
面に於て得られることが分った。本発明は、代表的に加
圧器の上方部分に存在する既存の断熱材の一部を除去す
ることにより、′ＰｇＴ望される温贋上昇を達成する為
に伝熱のみならず輻射及び対流による熱伝達を利用する
。加圧器の上方部分の断熱材を除去する範囲は、それぞ
れの特定の装置に対して熱分析によって定めらねるが、
反射式断熱材の内側ケースによって画成される範囲以上
には決して大きくはない。

水弁ψ」の実施によって、安全弁部品及び下流の配管に
対する損傷を実質上低減する比較的廉価な手段が提供さ
れる。本発明の装置は受動式である為に信頼性が高く、
外部動力源或いはその他に依存していない。更に、反射
式断熱材は他の用途に於て保守をほとんど要Ｉ−ない材
料である事が判明している。

本発明の主１１１ｊ長所は、装置における固有の融通性
である。即ち、必要に応じた所望の温度変化を生みだす
為個々の断熱パネルを調整する事が可能である。断熱系
の設計に当り安全弁許容持続作動温度が考慮される。か
くして、本発明の実施によって得られる温度上昇は安全
弁に対する上記許容持続作動温度を越えるべきでない。

（発明の概容） 本発明に従えば、ループシール安全弁の作動中の弁部材
及び下流の配管における損傷を実質上低減する装置は、
加圧器の外表面の一部がループシールに対して露出され
る様に［７て該ループシールの周囲に配列された反射式
断熱パネルで構成され、加圧器の外表面からループシー
ルへの輻射及び対流による熱伝達が実質上ループシール
と安全弁との界面における貝温作用を為す。

（実施例の説明） 図面を参照し７て説明する。第１図は代表的なループシ
ール１０の概略図である。ループシールはループシール
ノズルに於て加圧器１２と接をに【７ている。ループシ
ールｃ管の初めのおよそ２フイート（中心紗で測定［７
て）分には、正常力運転中に一定の蒸気が供給される。

この区域は、蒸気と水との界面１６で終了する。該界面
には更に直線区域１８、湾曲区域２０そして安全弁とル
ープシールとの界面２４で終了するもう一つの直線区域
２２が続く。

第２図は実際のループシール系に対して唱謁された６つ
のループシール温度のグラフである。曲線上に丸印がプ
ロットさねた栄下段の曲線は、周囲温度に直接的され全
く断熱され々い場合のルー１シール鴻度を表す。曲線上
に三角印がプロットされた中段の曲線は、標準的々反射
式断熱材を用いた従来の方法で断熱されたループシール
温度を表す。曲線上に四角印がプロットさねた最−に股
の曲線は、本発明に従う反射式断熱材で梼っだ場合のル
ープシール温度である。

本発明が安全弁とループシールとの臨界界面２４に於て
高い温度を提供することが理解されよう。該界面２４で
ノ温度ハ約５００’Ｆ（約１４９℃）であり、前述の別
法により達成される１２０〒（約４９℃）よりもかなり
高い。

３つの全ての曲線に関し、ループシールの中心線で測定
した初めの２ｆｔ（約６０α）分の配管内では温度低下
が起こらない。それはループシール１０の該部分に於て
蒸気が連続して存在するからである。断熱されないルー
プシール（最下段の曲Ｍ）、或いは従来の配管用断熱材
で断熱されたループシールの温度は加圧器から遠ざかる
に従い急速に低下する。本発明を実施することＫより優
れた結果が得られる事の上表理由は、ループシール１０
が加圧器の表面から輻射熱及び対流熱を捕捉する事にあ
る。

残りの図面は本発明に従う代表的なループシール断熱組
体を例示［７ている。

３つのループシールが加圧器の上部ヘッド付近で３つの
方位において存在している事はすでにｉ［；述した。こ
の３つのループシールは、加圧器の上流の周囲に於て等
間隔にではなく寄せ染められている。第６図から第１０
図は第１の断熱材組体の実施態様を開示するが、既存の
障害物、既存の最上部の断熱材その他に対処する採熱る
べく変丈を加えて同様の組体な第２、第６のループシー
ルに対しても使用し得る。本発明の特徴の一つは、それ
自体の持つ融通性である。この融通性によって、安全弁
とフランジとの界面に於て所望の湯層上昇を達成する為
に、個々の断熱パネルの位置を少ｔ７調整する事が可能
である。

第６図は本発明に従う代表的なループシール断熱材組体
の平面図である。反射式断熱パネル２６か仮想線で示す
既存の上部ヘッド断熱材２８上に雛かねる。既存の上部
ヘッド断熱材２８はループシール断熱パネル２６の内側
ケース３０と対応する部分が取除かれ、それによって加
圧器の外側表面の一部がループシール配管に対して銀山
される。

山形材３２がネジ３４或は他の然るべき取付は手段によ
って既存の上部ヘッド断熱材２８に止着される。同様に
、山形材６６がネジ６４或は他の好適な取付は手段によ
って既存の上部ヘッド断熱材２８の最上部の平坦部に止
着される。自締弐バックル３８がループシールパネル２
６を然るべく保持し且つ個々のパネル２６を当業界では
周知の如くして選択的に取りばずして置換える事を可能
としている。

補強プレート４０が既存の上部ヘッド断熱材２８の外側
ケースに打込銀によるか或いはその他の方法で止着され
る。

本発明の断熱材組体は、ノ・ンガー、格子４２（第４図
）、格子支え４４（第９図）及びループシール配管及び
加圧器の上部ヘッド付近に財に据付けられていた他の部
材の如き障害物に対し、物理的且つ熱的にうまく順応し
そして調整されるよう設計される。

個々の断熱パネル２６Ａ及び２６Ｂはループクールを加
圧器に最も近い所でまたぎ且つ山形材６２に締着される
。断熱パネル２６Ｃ及び２６Ｄはそれらの接合点で互に
締着され、そしてパネル２６Ｂ及び２６Ａにも夫々締着
されてループシール１０の中間部を取囲む。

パネル２６Ｃ及び２６Ｄの垂直下方には断熱パネル２６
Ｍ及び２６Ｎが位置づけられ、ループシール１０の湾曲
部２０を取囲んでいる。

山形材４６が、好ましくはスポット溶接によってパネル
２６Ｇ及び２６Ｈに取付けられ、且つ第６図に最も良く
示される様にパネル２６Ｅ及び２６Ｆに打込銀によるか
或いはその他の方法で然るべく止着される。

第１０図は山形材４８及び５０が断熱パネル２６Ｂ及び
２６Ａに夫々締着されそして既存の上部ヘッドの断熱材
にネジ止め或いはその仲の方法で止着された状態を例示
している。

以上具体例に基き説明したが本発明の内で多くの変更を
為し得ろことを銘１１ｔｒｕされたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は代表的ループシールの概略図。 第２図は異るループシール断熱材配列下でのループシー
ル配管における温度分布を表すグラフ。 第３図は本発明のループシール断熱材組体の平面図。 第４図は第３図の■−ＩＶ線で切断した断面図。 第５図は第３図を■−■線で切断した断面図。 第６図は第４図をＭ−■線で切断した断面図。 第７図は第４図を■１−■線で切断した断面図。 第８図は第４図を■−■線で切断した断面図。 第９図は第５図をＤ（−Ｘ線で切断した断面図。 そして 第１０図は第８図をＸ−Ｘ線で切断した断面図。 である。 図中主な部分の名称は以下の通りである。 １０：ループシール １２；加圧器 ２８；上部ヘッド断熱材 ２６（Ａ−）１．Ｍ、Ｎ）：断熱ノ（ネル３２．４６．
４８．５０：山形相 ３８：自給式バックル ４０：補強プレート ４２：格子 ４４：格子支え

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加圧水型原子炉加圧器のループシール安全弁の作動
   中に弁部材及び下流配管に対する損傷を実質上低減する
   装置にして、反射式の断熱材が加圧器の外側表面の一部
   がループシールに対して露出し得る様にしてループシー
   ル周囲に配列され、以って加圧器の外側表面からループ
   シールへの輻射及び対流による熱伝達が実質上ループシ
   ールと安全弁との界面の温度上昇をもたらす事を特徴と
   する装置。 ２、上昇された温度は約２５０°Ｆから３５０°Ｆ（約
   １２０℃から１７７℃）である特許請求の範囲第１項記
   載の装置。 ３、上昇された温度は約３１０°Ｆから３５０°Ｆ（約
   １５４℃から１７７℃）である特許請求の範囲第１項記
   載の装置。 ４、加圧水型原子炉加圧器のループシール安全弁の作動
   中に弁部材に対する損傷を実質上低減する方法にして、 （１）反射式断熱材を、加圧器の一部がループシールに
   対して露出することを可能とする様にループシールの周
   囲に配列し、そして （２）既存の上部ヘッドの断熱材を、該反射式断熱材の
   内側ケースによって画成されそしてそれを越えることの
   ない帯域において除去し、以って、加圧器の外側表面か
   らループシールへの輻射及び対流による熱伝達をして実
   質上ループシールと安全弁との界面の温度上昇をもたら
   しめること より成る方法。 ５、上昇された温度は約２５０°Ｆから３５０°Ｆ（約
   １２０℃から１７７℃）である特許請求の範囲第４項記
   載の方法。 ６、上昇された温度は約３１０°Ｆから３５０°Ｆ（約
   １５４℃から１７７℃）である特許請求の範囲第４項記
   載の方法。