JP2001083276A - Steam/water separator and boiling water reactor - Google Patents

Steam/water separator and boiling water reactor

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JP2001083276A
JP2001083276A JP25836299A JP25836299A JP2001083276A JP 2001083276 A JP2001083276 A JP 2001083276A JP 25836299 A JP25836299 A JP 25836299A JP 25836299 A JP25836299 A JP 25836299A JP 2001083276 A JP2001083276 A JP 2001083276A
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steam
control rod
drive shaft
rod drive
guide tube
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勉 河村
Shunji Nakao
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce carryover from a control drive shaft guide tube penetrating through a steam/water separator 20 and suppress the vibration of the control rod drive shaft in a boiling water reactor inserted by control rods from above the upper core. SOLUTION: A steam/water separator 20 consists of separator bodies 21, 22 and 23 and the separator bodies 21, 22 and 23 are constituted in dual cylinder provided with outer cylinders 21A, 22A and 23A and inner cylinders 21B, 22B and 23B. In the lower part of the inner cylinder 21B, a swirl vane 24 is provided and swirl is generated in the steam-water two-phase flow 34 flowing in the inner cylinder 21B. In such a steam/water separator, a control rod drive shaft guide tube 28 penetrates the steam/water separator 20 in the control rod drive shaft guide tube 28, a hole 29 is formed above the swirl vane 24. As the hole 29 is formed, the steam-water two-phase flow 34 in the control rod drive shaft guide tube 28 is exhausted by way of the hole 29 and leak 37 at connection part 31 can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子炉に
設置される気水分離器、および沸騰水型原子炉に関する
ものである。
The present invention relates to a steam-water separator installed in a boiling water reactor, and to a boiling water reactor.

【0002】[0002]

【従来の技術】沸騰水型原子炉の経済性を向上させるた
めには、出力密度の向上が必要である。出力密度を上げ
るため、近年、チャンネルボックス外にあり中性子の減
速材である水の領域を燃料集合体内に取込む大型バンド
ルの炉心が提唱されている。大型バンドルの炉心では、
十字型の制御棒を採用した場合、原子炉停止余裕に限界
があるため、クラスタ型の制御棒が必要となる。
2. Description of the Related Art In order to improve the economic efficiency of a boiling water reactor, it is necessary to increase the power density. In order to increase the power density, a large bundle core has recently been proposed in which a water region outside the channel box and serving as a neutron moderator is taken into a fuel assembly. In the core of the large bundle,
When a cross-shaped control rod is used, a cluster-type control rod is required because there is a limit in a reactor shutdown margin.

【0003】クラスタ型の制御棒の場合、原子炉停止時
の制御棒挿入の信頼性から、炉心上部から制御棒を挿入
する方式が必要であるが、このような方式の制御棒駆動
機構は炉心上部にある気水分離器および蒸気乾燥器に干
渉する恐れがあり、この干渉を回避することが課題とな
っている。
In the case of a cluster-type control rod, a method of inserting the control rod from the upper part of the core is necessary because of the reliability of the control rod insertion when the reactor is stopped. There is a risk of interfering with the steam-water separator and steam dryer at the top, and avoiding this interference has been a challenge.

【0004】上記課題に対して、例えば特開昭61−2
30078号公報には、図10の断面図に示すような沸
騰水型原子炉が提案されている。この沸騰水型原子炉に
おいては、制御棒1はクラスタ型のもので、炉心2の上
部から挿入される。制御棒1を駆動する制御棒駆動機構
3は、シュラウドヘッド4および上部プレナム構造5の
上蓋を貫通し、さらに圧力容器上蓋6に固定させている
制御棒駆動機構ハウジング7内を通って圧力容器8外の
駆動装置に接続されている。制御棒駆動機構3の周辺部
には、シュラウドヘッド4上部にスタンドパイプ9を介
して固定された気水分離器10が環状に配置されてい
る。気水分離器10の上方には蒸気乾燥器11が設置さ
れ、この蒸気乾燥器11も制御棒駆動機構3の周辺部に
環状に配置されている。
In order to solve the above problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Japanese Patent Publication No. 30078 proposes a boiling water reactor as shown in the sectional view of FIG. In this boiling water reactor, the control rod 1 is of a cluster type and is inserted from above the reactor core 2. A control rod drive mechanism 3 for driving the control rod 1 penetrates the upper lid of the shroud head 4 and the upper plenum structure 5, and further passes through a control rod drive mechanism housing 7 fixed to the pressure vessel upper lid 6. Connected to an external drive. A steam-water separator 10 fixed to the upper part of the shroud head 4 via a stand pipe 9 is annularly disposed around the control rod drive mechanism 3. A steam dryer 11 is provided above the steam separator 10, and the steam dryer 11 is also annularly disposed around the control rod drive mechanism 3.

【0005】また、特開昭62−197794号公報に
は、制御棒駆動軸を炉心上部のシュラウドヘッドに配置
されている気水分離器の中を貫通させ、蒸気乾燥器は制
御棒駆動軸の周辺部に環状に配置したものが提案されて
いる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-197794 discloses that a control rod drive shaft is made to pass through a steam / water separator disposed in a shroud head above a reactor core, and a steam dryer is provided with a control rod drive shaft. An annular arrangement at the periphery has been proposed.

【0006】さらに、特開昭62−67489号公報に
は、上記公報と同様、制御棒駆動軸を炉心上部のシュラ
ウドヘッドに配置されている気水分離器の中を貫通さ
せ、蒸気乾燥器は制御棒駆動軸の周辺部に環状に配置
し、さらに、気水分離器の中の制御棒駆動軸に付着した
液滴を飛散させるために制御棒駆動軸に突起物を設ける
ことが提案されている。
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-67489, similarly to the above-mentioned publication, the control rod drive shaft is passed through a steam-water separator arranged in a shroud head above the core, and the steam dryer is It has been proposed that the control rod drive shaft be arranged annularly around the control rod drive shaft, and further provided with a protrusion on the control rod drive shaft in order to scatter droplets attached to the control rod drive shaft in the steam separator. I have.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報の
うち特開昭61−230078号公報では、図10に示
すように制御棒駆動機構3がシュラウドヘッド4および
上部プレナム構造5の上蓋を貫通する構造となってい
る。そしてこの公報においては、制御棒駆動機構3が制
御棒駆動軸のみなのか、または、その制御棒駆動軸が制
御棒駆動軸案内管内に挿通されているのか明示されては
いない。仮に、制御棒駆動機構3が制御棒駆動軸のみ場
合、制御棒動軸がシュラウドヘッド4および上部プレナ
ム構造5の上蓋を貫通する貫通部は、気液二相流12や
湿り蒸気13が漏れないようにシール構造とする必要が
ある。しかし、制御棒駆動軸は制御棒1の挿入もしくは
引き抜きを行うためのもので上下方向に移動するため、
上記貫通部からの漏れを皆無にすることは不可能であ
る。
According to Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho 61-230078, the control rod drive mechanism 3 penetrates the shroud head 4 and the upper lid of the upper plenum structure 5 as shown in FIG. It has a structure. This publication does not specify whether the control rod drive mechanism 3 is a control rod drive shaft or whether the control rod drive shaft is inserted into the control rod drive shaft guide tube. If the control rod drive mechanism 3 has only the control rod drive shaft, the gas-liquid two-phase flow 12 and the wet steam 13 do not leak through the penetrating portion where the control rod drive shaft passes through the shroud head 4 and the upper lid of the upper plenum structure 5. It is necessary to have a seal structure. However, since the control rod drive shaft is for inserting or removing the control rod 1 and moves in the vertical direction,
It is impossible to eliminate the leakage from the penetration.

【0008】一方、制御棒駆動機構3が制御棒駆動軸と
制御棒駆動軸案内管からなる場合、つまり制御棒駆動軸
案内管の内部に制御棒駆動軸が挿通されている場合は、
シュラウドヘッド4および上部プレナム構造5の上蓋を
制御棒駆動軸案内管が貫通する箇所を溶接またはシール
すれば、漏れをなくすことは可能である。しかし、燃料
交換の際は、圧力容器上蓋6に固定されている制御棒駆
動機構ハウジング7から制御棒駆動軸案内管を切り離さ
なければならないので、両者の接続部14は隙間を伴う
嵌め合い構造とする必要があり、制御棒駆動軸案内管内
を上昇してきた気液二相流が接続部14から漏れ出し、
蒸気乾燥器11下流の乾燥蒸気15の湿分を増加させキ
ャリーオーバを増大させる欠点がある。
On the other hand, when the control rod drive mechanism 3 comprises a control rod drive shaft and a control rod drive shaft guide tube, that is, when the control rod drive shaft is inserted inside the control rod drive shaft guide tube,
If the control rod drive shaft guide tube penetrates the upper lid of the shroud head 4 and the upper plenum structure 5 by welding or sealing, it is possible to eliminate leakage. However, at the time of refueling, the control rod drive shaft guide tube must be cut off from the control rod drive mechanism housing 7 fixed to the pressure vessel upper lid 6, so that the connecting portions 14 of the two have a fitting structure with a gap. Gas-liquid two-phase flow that has risen in the control rod drive shaft guide tube leaks out of the connection portion 14,
There is a drawback that the moisture of the dry steam 15 downstream of the steam dryer 11 is increased to increase carryover.

【0009】また、特開昭62−197794号公報お
よび特開昭62−67489号でも、制御棒駆動軸が上
部プレナム構造の上蓋を貫通すため、気水分離器から出
た湿り蒸気が貫通部の隙間から漏れないようにシール構
造としなければならないが、制御棒駆動軸が上下方向に
移動することを考えると漏れを皆無にすることは不可能
である。さらに、特開昭62−197794号公報の場
合、スタンドパイプおよび気水分離器内を貫通する制御
棒駆動軸は流れにさらされているため、流体力を受けて
振動し接触部が磨耗する可能性がある。また、特開昭6
2−67489号公報の場合は、気水分離器内の旋回翼
のボスの長さと等しい間隔で且つボスにあけられた穴を
通過できる程度の大きさで制御棒駆動軸に突起物を設け
ているので、流体力による制御棒駆動軸の振動を抑制す
る対策が施されているが、突起物があるため制御棒駆動
軸を上下動させる際の操作性が悪化する恐れがある。
Also, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-197794 and 62-67489, since the control rod drive shaft passes through the upper lid of the upper plenum structure, wet steam from the steam separator is penetrated. However, considering that the control rod drive shaft moves in the vertical direction, it is impossible to eliminate any leakage. Furthermore, in the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-197794, the control rod drive shaft penetrating the stand pipe and the steam separator is exposed to the flow. There is. In addition, Japanese Unexamined Patent Publication
In the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-67489, a protrusion is provided on the control rod drive shaft at an interval equal to the length of the boss of the swirl vane in the steam separator and large enough to pass through a hole formed in the boss. Therefore, measures have been taken to suppress the vibration of the control rod drive shaft due to the fluid force. However, the operability when the control rod drive shaft is moved up and down may be deteriorated due to the protrusion.

【0010】本発明の目的は、気液二相流や湿り蒸気の
漏れを少なくしてキャリーオーバを低減させ、かつ制御
棒駆動軸の振動抑制を図った気水分離器、および沸騰水
型原子炉を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a steam-water separator which reduces carryover by reducing gas-liquid two-phase flow and leakage of wet steam and suppresses vibration of a control rod drive shaft, and a boiling water atom. To provide a furnace.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、沸騰水型原子炉の炉心で発生した気液二
相流が上昇する円筒状のスタンドパイプの上端に設置さ
れている多重円筒部材と、前記多重円筒部材の最内側円
筒部材の下部に設置され前記気液二相流を遠心力により
湿り蒸気と分離水とに分離するために旋回流を発生させ
る旋回翼とを備え、前記湿り蒸気を前記多重円筒部材上
部から排出するとともに、前記分離水を前記多重円筒部
材上部で捕獲して前記最内側円筒部材の外側へ導き、前
記最内側円筒部材の外側の円筒部材を通って排出する気
水分離器において、制御棒駆動軸案内管が軸方向に貫通
して設けられ、かつ前記制御棒駆動軸案内管に、前記旋
回翼より上方位置に一つ以上の孔が形成されていること
を特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the present invention is directed to a method for installing a gas-liquid two-phase flow generated in the core of a boiling water reactor, which is installed at the upper end of a cylindrical stand pipe. A multi-cylindrical member, and a swirler which is provided below the innermost cylindrical member of the multi-cylindrical member and generates a swirling flow for separating the gas-liquid two-phase flow into wet steam and separated water by centrifugal force. And discharging the wet steam from the upper portion of the multiple cylindrical member, capturing the separated water at the upper portion of the multiple cylindrical member, guiding the separated water to the outside of the innermost cylindrical member, and removing the cylindrical member outside the innermost cylindrical member. In the steam-water separator discharging through, a control rod drive shaft guide tube is provided to penetrate in the axial direction, and one or more holes are formed in the control rod drive shaft guide tube at a position above the swirler. Is characterized by being

【0012】上記構成によれば、制御棒駆動軸案内管に
は旋回翼より上方位置に一つ以上の孔が形成されている
ので、制御棒駆動軸案内管内を上昇してきた気液二相流
は前記孔を通って円筒状部材内に排出される。これによ
って、制御棒駆動軸案内管内の圧力勾配は当該孔より上
方位置では低減されることになり、上方位置での接続部
等からの漏れを少なくすることができる。
According to the above configuration, since the control rod drive shaft guide tube has one or more holes formed above the swirler, the gas-liquid two-phase flow that has risen in the control rod drive shaft guide tube is formed. Is discharged through the hole into the cylindrical member. As a result, the pressure gradient in the control rod drive shaft guide tube is reduced at a position above the hole, and leakage from a connection portion or the like at the position above can be reduced.

【0013】孔の下部周縁には、制御棒駆動軸案内管内
の気液二相流の流れを該制御棒駆動軸案内管外へ案内す
る案内板を設けることができる。気液二相流中の液相は
液膜となって壁面を伝わって上昇する性質があるため、
外向きの案内板を設けておけば、液相は案内板に沿って
制御棒駆動軸案内管から気水分離器内に排出されやすく
なる。
A guide plate for guiding the flow of the gas-liquid two-phase flow in the control rod drive shaft guide tube to the outside of the control rod drive shaft guide tube can be provided on the lower peripheral edge of the hole. Since the liquid phase in a gas-liquid two-phase flow has the property of rising as a liquid film along the wall surface,
If an outward guide plate is provided, the liquid phase is easily discharged from the control rod drive shaft guide tube into the steam separator along the guide plate.

【0014】また、制御棒駆動軸案内管の内壁には、該
制御棒駆動軸案内管内の気液二相流に孔より下側で旋回
流を発生させる旋回溝を形成しておくことができる。こ
のように構成すれば、旋回溝により気液二相流は旋回
し、遠心力によって液相は外側に、気相は内側に偏り、
孔に達したとき液相が排出されやすくなる。
Further, a swirl groove for generating a swirl flow below the hole in the gas-liquid two-phase flow in the control rod drive shaft guide tube can be formed in the inner wall of the control rod drive shaft guide tube. . With this configuration, the gas-liquid two-phase flow is swirled by the swirl groove, and the liquid phase is deflected outward and the gas phase is deflected inward by centrifugal force,
When the liquid reaches the holes, the liquid phase is easily discharged.

【0015】さらに、前記制御棒駆動軸案内管の内壁に
は、ラビリンスシールや少なくとも一ヵ所に絞りを形成
しておくことができる。ラビリンスシールを形成する
と、制御棒駆動軸案内管内の管摩擦係数が増大し、リー
ク流量が減少する。また、絞りを形成した場合も、絞り
によりリーク流量が減少する。
Further, a labyrinth seal or a throttle can be formed at least at one location on the inner wall of the control rod drive shaft guide tube. When a labyrinth seal is formed, the pipe friction coefficient in the control rod drive shaft guide tube increases, and the leak flow rate decreases. Also, when a throttle is formed, the leak flow rate is reduced by the throttle.

【0016】上記各気水分離器は沸騰水型原子炉に設置
することができ、このような沸騰水型原子炉において
は、クラスタ型制御棒を炉心上部から挿入することがで
きるので、大型バンドルの燃料集合体を使用し、出力密
度が向上した経済性の高い沸騰水型原子炉を得ることが
できる。すなわち、本発明は、原子炉圧力容器内に設け
られた炉心と、前記炉心に対して炉心上部より制御棒の
挿入または引き抜きを行う制御棒駆動軸と、前記炉心で
発生した気液二相流を湿り蒸気と分離水とに分離する気
水分離器と、前記制御棒駆動軸をガイドする制御棒駆動
軸案内管の周辺部に環状に設置され前記気水分離器で分
離された湿り蒸気を乾燥させる蒸気乾燥器と、前記気水
分離器と前記蒸気乾燥器との間に設けられた板状部材と
を備え、前記制御棒駆動軸案内管が前記板状部材を貫通
し該貫通部がシール構造に構成され、且つ前記気水分離
器として、上記各気水分離器を設置したことを特徴とし
ている。
Each of the above steam-water separators can be installed in a boiling water reactor. In such a boiling water reactor, a cluster type control rod can be inserted from the upper part of the core, so that a large bundle is used. By using the fuel assembly of (1), an economical boiling water reactor with improved power density can be obtained. That is, the present invention provides a reactor core provided in a reactor pressure vessel, a control rod drive shaft for inserting or extracting a control rod from the upper part of the reactor core with respect to the reactor core, and a gas-liquid two-phase flow generated in the reactor core. A steam-water separator for separating the wet steam and the separated water, and a wet steam separated annularly by the steam-water separator, which is annularly installed around a control rod drive shaft guide tube for guiding the control rod drive shaft. A steam dryer for drying; and a plate-shaped member provided between the steam-water separator and the steam dryer. The control rod drive shaft guide tube penetrates the plate-shaped member, and It is configured in a seal structure, and each of the steam-water separators is installed as the steam-water separator.

【0017】また、本発明は、原子炉圧力容器内に設け
られた炉心と、前記炉心に対して炉心上部より制御棒の
挿入または引き抜きを行う制御棒駆動軸と、前記炉心で
発生した気液二相流を湿り蒸気と分離水とに分離する気
水分離器と、前記制御棒駆動軸をガイドする制御棒駆動
軸案内管の周辺部に環状に設置され前記気水分離器で分
離された湿り蒸気を乾燥させる蒸気乾燥器とを備え、前
記蒸気乾燥器の上端に設置されているリング状の天板は
前記圧力容器側面にシール構造を用いて固定され、圧力
容器上蓋に固定され前記制御棒駆動軸をガイドする制御
棒駆動機構ハウジングと前記制御棒駆動軸案内管との接
続部が前記蒸気乾燥器入口より上流側の湿り蒸気が存在
する領域に配置され、且つ前記気水分離器として、上記
各気水分離器を設置したことを特徴としている。
Further, the present invention provides a reactor core provided in a reactor pressure vessel, a control rod drive shaft for inserting or removing a control rod from above the core with respect to the reactor core, and a gas-liquid generated in the reactor core. A steam-water separator that separates the two-phase flow into wet steam and separated water, and a ring-shaped separator installed around the control rod drive shaft guide tube that guides the control rod drive shaft and separated by the steam-water separator A steam dryer for drying the wet steam, wherein a ring-shaped top plate installed at the upper end of the steam dryer is fixed to a side surface of the pressure vessel using a seal structure, and is fixed to a pressure vessel upper lid, and the control is performed. A connecting portion between the control rod drive mechanism housing for guiding the rod drive shaft and the control rod drive shaft guide tube is arranged in a region where wet steam exists upstream of the steam dryer inlet, and serves as the steam separator. And the above steam-water separators It is characterized in that the.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1による気
水分離器の縦断面図である。図に示すように、気水分離
器20は、下段分離器本体21、中段分離器本体22、
および上段分離器本体23からなっており、下段分離器
本体21は外筒21Aと内筒21Bを、中段分離器本体
22は外筒22Aと内筒22Bを、上段分離器本体23
は外筒23Aと内筒23Bをそれぞれ備えた二重円筒形
状をなしている。下段分離器本体21の内筒21B下部
には旋回翼24が設けられ、この旋回翼24にスタンド
パイプ25が取り付けられている。スタンドパイプ25
はシュラウドヘッド26(図2参(a)照)に固定され
ている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a steam separator according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in the figure, the steam separator 20 includes a lower separator main body 21, a middle separator main body 22,
And an upper separator main body 23. The lower separator main body 21 includes an outer cylinder 21A and an inner cylinder 21B, the middle separator main body 22 includes an outer cylinder 22A and an inner cylinder 22B, and the upper separator main body 23.
Has a double cylindrical shape provided with an outer cylinder 23A and an inner cylinder 23B. A swirler 24 is provided below the inner cylinder 21 </ b> B of the lower separator body 21, and a stand pipe 25 is attached to the swirler 24. Stand pipe 25
Is fixed to the shroud head 26 (see FIG. 2A).

【0019】下段分離器本体21の外筒21A上部には
ピックオフリング21Cが設けられ、そのピックオフリ
ング21C上に中段分離器本体22の内筒22Bが固定
されている。また、中段分離器本体22の外筒22A上
部にはピックオフリング22Cが設けられ、そのピック
オフリング22C上に上段分離器本体23の内筒23B
が固定されている。分離器本体23もその外筒23A上
部にピックオフリング23Cが設けられている。そし
て、下段分離器本体21、中段分離器本体22、および
上段分離器本体23は一体構造をなしている。
A pickoff ring 21C is provided above the outer cylinder 21A of the lower separator main body 21, and an inner cylinder 22B of the middle separator main body 22 is fixed on the pickoff ring 21C. A pick-off ring 22C is provided above the outer cylinder 22A of the middle separator main body 22, and an inner cylinder 23B of the upper separator main body 23 is provided on the pick-off ring 22C.
Has been fixed. The separator body 23 is also provided with a pickoff ring 23C on the upper part of its outer cylinder 23A. The lower separator main body 21, the middle separator main body 22, and the upper separator main body 23 have an integral structure.

【0020】下段分離器本体21、中段分離器本体2
2、上段分離器本体23、旋回翼24およびスタンドパ
イプ25の中央部には、制御棒駆動軸27をガイドする
制御棒駆動軸案内管28が軸方向に貫通して設けられて
いる。制御棒駆動軸案内管28には、旋回翼24より上
方位置に、具体的には下段分離器本体21の内部におい
て孔29が形成されている。孔29は制御棒駆動軸案内
管28の全周に亘って形成され、制御棒駆動軸案内管2
8は孔29により上下に二分割されている。
Lower separator main body 21, middle separator main body 2
2. A control rod drive shaft guide tube 28 for guiding the control rod drive shaft 27 is provided in the center of the upper separator main body 23, the swirler 24 and the stand pipe 25 so as to penetrate in the axial direction. A hole 29 is formed in the control rod drive shaft guide tube 28 at a position above the swirler 24, specifically, inside the lower separator main body 21. The hole 29 is formed over the entire circumference of the control rod drive shaft guide tube 28, and the control rod drive shaft guide tube 2
8 is vertically divided into two parts by holes 29.

【0021】制御棒駆動軸案内管28の上部には、圧力
容器上蓋に固定された制御棒駆動機構ハウジング30が
設けられている。制御棒駆動機構ハウジング30の下端
部には径の大きい接続部31が設けられ、この接続部3
1に制御棒駆動軸案内管28の上端が嵌合され、制御棒
駆動軸案内管28と制御棒駆動機構ハウジング30とが
接続されている。
A control rod drive mechanism housing 30 fixed to the upper lid of the pressure vessel is provided above the control rod drive shaft guide tube 28. At the lower end of the control rod drive mechanism housing 30, a connection portion 31 having a large diameter is provided.
1, the upper end of the control rod drive shaft guide tube 28 is fitted, and the control rod drive shaft guide tube 28 and the control rod drive mechanism housing 30 are connected.

【0022】また、制御棒駆動軸27の下端部には、図
2(a)に示すようにクラスタ型制御棒32が固定され
ている。このクラスタ型制御棒32は制御棒案内管33
の内部に収納され、制御棒案内管33によりガイドされ
て上下方向に移動する。
A cluster-type control rod 32 is fixed to the lower end of the control rod drive shaft 27 as shown in FIG. This cluster type control rod 32 is a control rod guide tube 33.
And is moved up and down by being guided by the control rod guide tube 33.

【0023】上記構成において、炉心で作られた気液二
相流34は制御棒案内管33に流入した後、ほとんどの
気液二相流34は制御棒案内管33の窓33Aから出て
シュラウドヘッド26上部を経てスタンドパイプ25内
に流入する。そして、スタンドパイプ25内を上昇した
気液二相流34は、下段分離器本体21下部の旋回翼2
4により遠心力を受けて湿り蒸気35と分離水36に分
離される。分離水36は液膜となって内筒21Bの内壁
面を伝わって上昇し、上部のピックオフリング21Cで
捕獲され、外筒21Aと内筒21Bとの間の隙間を流下
して下段分離器本体21の下部から排出される。
In the above configuration, after the gas-liquid two-phase flow 34 produced in the reactor core flows into the control rod guide tube 33, most of the gas-liquid two-phase flow 34 exits through the window 33A of the control rod guide tube 33 and shrouds. It flows into the stand pipe 25 through the upper part of the head 26. The gas-liquid two-phase flow 34 that has risen in the stand pipe 25 is supplied to the swirler 2 under the lower separator main body 21.
4 separates into wet steam 35 and separated water 36 under centrifugal force. The separated water 36 becomes a liquid film and rises along the inner wall surface of the inner cylinder 21B, is captured by the upper pick-off ring 21C, flows down the gap between the outer cylinder 21A and the inner cylinder 21B, and flows down. 21 from below.

【0024】湿り蒸気35は内筒21B内を上昇し、ピ
ックオフリング21Cを通って中段分離器本体22内
へ、さらにピックオフリング22Cを通って上段分離器
本体23内へと流入し、分離水が殆ど分離された後、上
段分離器本体23上部より排出される。
The wet steam 35 rises inside the inner cylinder 21B, flows through the pickoff ring 21C into the middle separator main body 22, further flows through the pickoff ring 22C into the upper separator main body 23, and the separated water is removed. After being almost separated, it is discharged from the upper part of the upper separator main body 23.

【0025】一方、制御棒駆動軸案内管28内にも僅か
の気液二相流34が上昇してくる。この気液二相流34
の殆どは、制御棒駆動軸案内管28に形成された孔29
を通して下段分離器本体21の内筒21B内に排出され
る。
On the other hand, a slight gas-liquid two-phase flow 34 also rises in the control rod drive shaft guide tube 28. This gas-liquid two-phase flow 34
Most of the holes 29 are formed in the control rod drive shaft guide tube 28.
Is discharged into the inner cylinder 21B of the lower separator body 21.

【0026】図2(b)は、制御棒案内管33から制御
棒駆動軸案内管28と制御棒駆動機構ハウジング30と
の接続部31までの、スタンドパイプ25と気水分離器
20内および制御棒駆動軸案内管28内の圧力分布を示
している。スタンドパイプ25と気水分離器20内にお
ける圧力損失は、殆どスタンドパイプ25の入口部と旋
回翼24で発生し、ほぼ同程度の大きさである。一方、
制御棒駆動軸案内管28内の流れに関しては、接続部3
1以外には孔が存在しない場合、制御棒駆動軸案内管2
8と制御棒駆動軸27とのギャップが小さいため、圧力
損失は殆ど管摩擦に起因し、圧力は距離に比例して直線
的に減少する。そして、制御棒駆動軸案内管28内を流
れる気液二相流34の質量流量、すなわち、接続部31
からの気液二相流のリーク質量流量Wは下記の数1によ
って与えられる。
FIG. 2B shows the inside of the stand pipe 25 and the steam separator 20 from the control rod guide pipe 33 to the connection 31 between the control rod drive shaft guide pipe 28 and the control rod drive mechanism housing 30. The pressure distribution in the rod drive shaft guide tube 28 is shown. The pressure loss in the standpipe 25 and the steam separator 20 is almost generated at the inlet of the standpipe 25 and the swirl vane 24, and has substantially the same magnitude. on the other hand,
Regarding the flow in the control rod drive shaft guide tube 28, the connection portion 3
If there is no hole other than 1, the control rod drive shaft guide tube 2
Since the gap between the shaft 8 and the control rod drive shaft 27 is small, the pressure loss is almost entirely caused by pipe friction, and the pressure decreases linearly in proportion to the distance. Then, the mass flow rate of the gas-liquid two-phase flow 34 flowing in the control rod drive shaft guide tube 28, that is, the connection portion 31
Is the leak mass flow rate W of the gas-liquid two-phase flow from the following equation (1).

【0027】[0027]

【数1】 (Equation 1)

【0028】ここで、Aは制御棒駆動軸案内管28と制
御棒駆動軸27との隙間の流路断面積、Dは隙間の水力
等価直径、ρは液相の密度、λは管摩擦係数、ΔPは圧
力損失、Lは圧力損失ΔPが生じる距離である。また、
φは液相の圧力損失に対する二相流の増倍係数であり、
気相および液相の密度とクォリティにより与えられる係
数である。
Here, A is the flow path cross-sectional area of the gap between the control rod drive shaft guide tube 28 and the control rod drive shaft 27, D is the hydraulic equivalent diameter of the gap, ρ is the liquid phase density, and λ is the pipe friction coefficient. , ΔP is the pressure loss, and L is the distance at which the pressure loss ΔP occurs. Also,
φ is the multiplication factor of the two-phase flow with respect to the pressure loss of the liquid phase,
It is a coefficient given by the density and quality of the gas and liquid phases.

【0029】接続部31からのリーク質量流量Wは気水
分離器20に流入する質量流量に比べて無視できる程度
であるが、気水分離器20出口は湿り蒸気であるため、
キャリーオーバに関しては無視できない湿分となる。
Although the leak mass flow rate W from the connection portion 31 is negligible compared to the mass flow rate flowing into the steam separator 20, since the outlet of the steam separator 20 is wet steam,
Carryover results in non-negligible moisture.

【0030】そこで、キャリーオーバを低減させるため
には、接続部31からの気液二相流のリーク37を減少
させる必要がある。数1より、圧力勾配(ΔP/L)を
小さくすれば接続部31からのリーク質量流量Wを減少
させることができる。本実施の形態では、制御棒駆動軸
案内管28の一部に気液二相流が流出する孔29を設け
て、圧力勾配(ΔP/L)を減少させる。制御棒駆動軸
案内管28内を流れる気液二相流の流量は主流に比べて
無視できるので、孔29を設けた場合、制御棒駆動軸案
内管28内の圧力分布は変化するが、気水分離器20内
の圧力分布は変化しない。そのため、孔29を設けた位
置での制御棒駆動軸案内管28内の圧力は、孔29の面
積を大きくするに従って気水分離器20内の圧力に漸近
する。
Therefore, in order to reduce the carryover, it is necessary to reduce the leak 37 of the gas-liquid two-phase flow from the connection part 31. According to Equation 1, if the pressure gradient (ΔP / L) is reduced, the leak mass flow rate W from the connection portion 31 can be reduced. In the present embodiment, a hole 29 through which a gas-liquid two-phase flow flows out is provided in a part of the control rod drive shaft guide tube 28 to reduce the pressure gradient (ΔP / L). Since the flow rate of the gas-liquid two-phase flow flowing in the control rod drive shaft guide tube 28 is negligible compared to the main flow, when the holes 29 are provided, the pressure distribution in the control rod drive shaft guide tube 28 changes, The pressure distribution in the water separator 20 does not change. Therefore, the pressure in the control rod drive shaft guide tube 28 at the position where the hole 29 is provided gradually approaches the pressure in the steam separator 20 as the area of the hole 29 increases.

【0031】このように旋回翼24より上部の位置に孔
29を設けることにより、孔29より下流側(図では上
側)の制御棒駆動軸案内管28内の圧力勾配(ΔP/
L)を小さくすることができ、接続部31からのリーク
流量を低減することができる。ここで、孔29より上流
側の圧力勾配(ΔP/L)は増加することになるが、孔
29下流の流量より多い分は孔29より下段分離器本体
21の内筒21B内に排出される。そして、孔29より
排出された気液二相流34は、旋回翼24により作られ
た旋回流により分離水36と湿り蒸気35に分離され
る。孔29より排出した気液二相流34の気液分離効率
を考慮すると、旋回流の強い旋回翼24近傍に孔29を
形成するのが望ましい。また、孔29の面積および数が
大きいほど、制御棒駆動軸案内管28内の圧力分布は気
水分離器20内の圧力に漸近するためリーク流量も減少
する。
By providing the hole 29 above the swirler 24 in this manner, the pressure gradient (ΔP /
L) can be reduced, and the leak flow rate from the connection portion 31 can be reduced. Here, the pressure gradient (ΔP / L) on the upstream side of the hole 29 increases, but an amount larger than the flow rate downstream of the hole 29 is discharged from the hole 29 into the inner cylinder 21 </ b> B of the lower separator main body 21. . The gas-liquid two-phase flow 34 discharged from the hole 29 is separated into separated water 36 and wet steam 35 by the swirl flow generated by the swirler 24. In consideration of the gas-liquid separation efficiency of the gas-liquid two-phase flow 34 discharged from the hole 29, it is desirable to form the hole 29 in the vicinity of the swirler 24 having a strong swirl flow. Further, as the area and the number of the holes 29 are larger, the pressure distribution in the control rod drive shaft guide tube 28 gradually approaches the pressure in the steam separator 20, so that the leak flow rate also decreases.

【0032】孔29より排出された気液二相流34が分
離された結果、分離水36と湿り蒸気35が生じるが、
分離水36は液膜となって内筒21Bの内壁面を伝わっ
て上昇し、上部のピックオフリング21Cで捕獲された
後、下段分離器本体21の下部から排出される。また、
湿り蒸気35はピックオフリング21Cを通って、中段
分離器本体22、上段分離器本体23へと流れ、更に分
離水が分離される。
As a result of separation of the gas-liquid two-phase flow 34 discharged from the hole 29, separated water 36 and wet steam 35 are generated.
The separated water 36 rises along the inner wall surface of the inner cylinder 21B as a liquid film, is captured by the upper pick-off ring 21C, and is discharged from the lower part of the lower separator main body 21. Also,
The wet steam 35 flows through the pickoff ring 21C to the middle-stage separator main body 22 and the upper-stage separator main body 23, and the separated water is further separated.

【0033】本実施の形態によれば、接続部31からの
リーク流量が減少するので、キャリーオーバを低減させ
ることができる。また、制御棒駆動軸27が制御棒駆動
軸案内管28の内部に収められており、この制御棒駆動
軸案内管28内では気液二相流34の流れはそれほど激
しくなくので、制御棒駆動軸27が振動を起こすことは
なく、制御棒駆動軸27や制御棒駆動軸27との接触部
の摩耗を防ぐことができる。
According to the present embodiment, the flow rate of leakage from the connecting portion 31 is reduced, so that carryover can be reduced. Further, the control rod drive shaft 27 is housed inside the control rod drive shaft guide tube 28. In this control rod drive shaft guide tube 28, the flow of the gas-liquid two-phase flow 34 is not so strong. The shaft 27 does not vibrate, and wear of the control rod drive shaft 27 and a contact portion with the control rod drive shaft 27 can be prevented.

【0034】なお、下段分離器本体21、中段分離器本
体22、および上段分離器本体23は二重円筒形状に限
らず、三重円筒形状または四重以上の円筒形状をなして
いても良い。
The lower separator main body 21, the middle separator main body 22, and the upper separator main body 23 are not limited to a double cylindrical shape, but may have a triple cylindrical shape or a quadruple or more cylindrical shape.

【0035】(実施の形態2)図3は本発明の実施の形
態2による気水分離器の要部縦断面図である。本実施の
形態では、制御棒駆動軸案内管28に、旋回翼24より
上方の位置に複数個の孔40が設けられている。複数個
の孔40は円形をなしており、制御棒駆動軸案内管28
の周方向および上下方向に形成されている。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a main part of a steam separator according to Embodiment 2 of the present invention. In the present embodiment, the control rod drive shaft guide tube 28 is provided with a plurality of holes 40 at a position above the swirler 24. The plurality of holes 40 are circular, and the control rod drive shaft guide tube 28
Are formed in the circumferential direction and the vertical direction.

【0036】このように構成した場合も、制御棒駆動軸
案内管28内を上昇してきた気液二相流34は複数個の
孔40から内筒21B内に排出されるので、接続部31
からのリーク37を低減させることができる。
Also in this case, the gas-liquid two-phase flow 34 that has risen in the control rod drive shaft guide tube 28 is discharged from the plurality of holes 40 into the inner cylinder 21B.
Leakage 37 can be reduced.

【0037】本実施の形態によれば、実施の形態1のよ
うに制御棒駆動軸案内管28の全周に亘って形成された
孔ではないので、制御棒駆動軸案内管28の強度を損な
うことがない。
According to the present embodiment, since the hole is not formed over the entire circumference of the control rod drive shaft guide tube 28 as in the first embodiment, the strength of the control rod drive shaft guide tube 28 is impaired. Nothing.

【0038】(実施の形態3)図4は本発明の実施の形
態3による気水分離器の要部縦断面図である。本実施の
形態では、実施の形態1で示した孔29の下側に案内板
41が設けられている。この案内板41は、上部周縁が
外向きに広げられた形状をなしており、制御棒駆動軸案
内管28の全周に亘って形成されている。
(Embodiment 3) FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part of a steam separator according to Embodiment 3 of the present invention. In the present embodiment, a guide plate 41 is provided below hole 29 shown in the first embodiment. The guide plate 41 has a shape in which an upper peripheral edge is outwardly widened, and is formed over the entire circumference of the control rod drive shaft guide tube 28.

【0039】一般に、液相は壁面を伝わって上昇する性
質があるため、制御棒駆動軸案内管28内を上昇する気
液二相流34のうち液相は当該制御棒駆動軸案内管28
の内壁面上を上昇してくる。本実施の形態のような案内
板41を設けておけば、気液二相流34の液相は案内板
41上を流れるので、当該液相が下段分離器本体21の
内筒21B内に排出されやすくなる。その結果、気液二
相流34が下段分離器本体21の内筒21B内に排出さ
れやすくなり、接続部31からのリーク37を低減させ
ることができる。
Generally, since the liquid phase has a property of rising along the wall surface, the liquid phase of the gas-liquid two-phase flow 34 rising in the control rod drive shaft guide tube 28 is changed to the control rod drive shaft guide tube 28.
It rises on the inner wall surface. If the guide plate 41 is provided as in the present embodiment, the liquid phase of the gas-liquid two-phase flow 34 flows on the guide plate 41, so that the liquid phase is discharged into the inner cylinder 21B of the lower separator main body 21. It is easy to be. As a result, the gas-liquid two-phase flow 34 is easily discharged into the inner cylinder 21 </ b> B of the lower separator main body 21, and the leak 37 from the connection part 31 can be reduced.

【0040】(実施の形態4)図5は本発明の実施の形
態4による気水分離器の要部縦断面図である。本実施の
形態では、制御棒駆動軸案内管28の内壁面に旋回溝4
2が形成されている。旋回溝42は、制御棒駆動軸案内
管28に設けられた孔29よりも下側の内壁面に形成さ
れている。
(Embodiment 4) FIG. 5 is a vertical sectional view of a main part of a steam separator according to Embodiment 4 of the present invention. In the present embodiment, the turning groove 4 is provided on the inner wall surface of the control rod drive shaft guide tube 28.
2 are formed. The turning groove 42 is formed on an inner wall surface below the hole 29 provided in the control rod drive shaft guide tube 28.

【0041】このような旋回溝42を形成しておけば、
制御棒駆動軸案内管28内を上昇する際に、気液二相流
34は旋回溝42によって旋回される。そして、旋回に
よる遠心力によって、液相は外側に、気相は内側に偏
り、孔29に達したときには、気液二相流34は下段分
離器本体21の内筒21B内に排出されやすくなるの
で、接続部31からのリーク37を低減させることがで
きる。
If such a turning groove 42 is formed,
When ascending in the control rod drive shaft guide tube 28, the gas-liquid two-phase flow 34 is swirled by the swirl groove 42. The liquid phase is deflected outward and the gas phase is deflected inward by the centrifugal force caused by the swirl. When the liquid phase reaches the hole 29, the gas-liquid two-phase flow 34 is easily discharged into the inner cylinder 21B of the lower separator main body 21. Therefore, the leak 37 from the connection part 31 can be reduced.

【0042】(実施の形態5)図6は本発明の実施の形
態5による制御棒駆動軸案内管の要部縦断面図である。
本実施の形態の特徴は、制御棒駆動軸案内管28の内壁
面にラビリンスシール43を設けたことである。すなわ
ち、制御棒駆動機構ハウジング30に設けられた接続部
31に嵌合される、制御棒駆動軸案内管28の上部にラ
ビリンスシール43が設けられている。なお、ラビリン
スシール43は制御棒駆動軸案内管28の上部だけでな
く、下側に設けることもできる。
(Embodiment 5) FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a main part of a control rod drive shaft guide tube according to Embodiment 5 of the present invention.
A feature of the present embodiment is that a labyrinth seal 43 is provided on the inner wall surface of the control rod drive shaft guide tube 28. That is, the labyrinth seal 43 is provided on the upper part of the control rod drive shaft guide tube 28 which is fitted to the connection part 31 provided in the control rod drive mechanism housing 30. The labyrinth seal 43 can be provided not only on the upper part of the control rod drive shaft guide tube 28 but also on the lower side.

【0043】このようなラビリンスシール43を設ける
ことにより、制御棒駆動軸案内管28内の管摩擦が増大
するために、接続部31からのリーク37が減少して、
キャリーオーバを低減させることができる。
By providing such a labyrinth seal 43, the pipe friction in the control rod drive shaft guide tube 28 increases, so that the leak 37 from the connecting portion 31 decreases,
Carryover can be reduced.

【0044】(実施の形態6)図7は本発明の実施の形
態6による制御棒駆動軸案内管の要部縦断面図である。
本実施の形態の特徴は、制御棒駆動軸案内管28の内壁
面に絞り44を設けたことである。すなわち、制御棒駆
動機構ハウジング30に設けられた接続部31に嵌合さ
れる、制御棒駆動軸案内管28の出口付近に絞り44が
設けられている。このような絞り44は出口付近および
その下側にも複数個設けることができる。
(Embodiment 6) FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a main part of a control rod drive shaft guide tube according to Embodiment 6 of the present invention.
A feature of the present embodiment is that a throttle 44 is provided on the inner wall surface of the control rod drive shaft guide tube 28. That is, the throttle 44 is provided near the outlet of the control rod drive shaft guide tube 28 which is fitted to the connection portion 31 provided in the control rod drive mechanism housing 30. A plurality of such apertures 44 can be provided near the outlet and below the outlet.

【0045】このような絞り44を設けることにより、
制御棒駆動軸案内管28内を流れる気液二相流が少なく
なるので、接続部31からのリーク37が減少して、キ
ャリーオーバを低減させることができる。
By providing such an aperture 44,
Since the gas-liquid two-phase flow flowing in the control rod drive shaft guide tube 28 is reduced, the leak 37 from the connection portion 31 is reduced, and carry-over can be reduced.

【0046】(実施の形態7)図8は本発明の実施の形
態7による沸騰水型原子炉を示している。圧力容器50
の内部には蒸気乾燥器底板51が設けられ、この蒸気乾
燥器底板51上に蒸気乾燥器52が設置されている。蒸
気乾燥器52は多数の制御棒駆動軸案内管28の外周に
環状に配置されている。蒸気乾燥器底板51の底面周縁
部にはスカート部53が設けら、このスカート部53は
冷却材の液面より下部に垂下されている。なお、蒸気乾
燥器底板51、蒸気乾燥器52およびスカート部53は
一体構造をなしている。
(Embodiment 7) FIG. 8 shows a boiling water reactor according to Embodiment 7 of the present invention. Pressure vessel 50
Is provided with a steam dryer bottom plate 51, and a steam dryer 52 is provided on the steam dryer bottom plate 51. The steam dryer 52 is annularly arranged on the outer periphery of the control rod drive shaft guide tubes 28. A skirt portion 53 is provided on the peripheral edge of the bottom surface of the steam dryer bottom plate 51, and the skirt portion 53 is suspended below the liquid level of the coolant. The steam dryer bottom plate 51, the steam dryer 52, and the skirt 53 have an integral structure.

【0047】蒸気乾燥器底板51の下方には複数の気水
分離器20が設けられ、各気水分離器20はシュラウド
ヘッド26上部に設置されたスタンドパイプ25の上端
に固定されている。また、各気水分離器20の中心部に
は、内部に制御棒駆動軸が挿通された制御棒駆動軸案内
管28が貫通して設けられている。気水分離器20は、
実施の形態1〜6に示した気水分離器のいずれかが用い
られている。
A plurality of steam separators 20 are provided below the steam dryer bottom plate 51, and each steam separator 20 is fixed to an upper end of a stand pipe 25 installed above the shroud head 26. A control rod drive shaft guide tube 28 having a control rod drive shaft inserted therein is provided through the center of each steam separator 20. The steam separator 20
Any of the steam separators described in Embodiments 1 to 6 is used.

【0048】蒸気乾燥器底板51は気水分離器20の上
方を覆うように設置されており、気水分離器20からの
湿り蒸気35が上部ドーム空間54に達しないようにな
っている。また、制御棒駆動軸案内管28は蒸気乾燥器
底板51を貫通し、圧力容器上蓋55に固定された制御
棒駆動機構ハウジング30の下端と嵌め合い構造で支持
されている。制御棒駆動軸案内管28の下端はクラスタ
型制御棒をガイドする制御棒案内管33の上端に固定さ
れている。なお、蒸気乾燥器底板51の貫通部はシール
構造をなしている。
The steam dryer bottom plate 51 is installed so as to cover the upper part of the steam separator 20, so that the wet steam 35 from the steam separator 20 does not reach the upper dome space 54. Further, the control rod drive shaft guide tube 28 penetrates the steam dryer bottom plate 51 and is supported by a lower end of the control rod drive mechanism housing 30 fixed to the pressure vessel upper lid 55 in a fitting structure. The lower end of the control rod drive shaft guide tube 28 is fixed to the upper end of a control rod guide tube 33 that guides the cluster type control rod. In addition, the penetration part of the steam dryer bottom plate 51 forms a seal structure.

【0049】上記構成において、炉心で発生した気液二
相流34は気水分離器20で分離水と湿り蒸気35に分
離され、湿り蒸気35は蒸気乾燥器52で湿分が除去さ
れ、乾燥蒸気56となり上部ドーム空間54を経て主蒸
気ノズル57から排出される。一方、制御棒駆動軸案内
管28内を上昇して来た気液二相流は、前述の各実施の
形態で示したように気水分離器の下段分離器本体の内筒
内に排出されるため、接続部31からのリーク37は低
減される。なお、図8において、58は炉心、59はイ
ンターナルポンプである。
In the above configuration, the gas-liquid two-phase flow 34 generated in the reactor core is separated into separated water and wet steam 35 by the steam separator 20, and the wet steam 35 is removed of moisture by the steam dryer 52, and dried. It becomes steam 56 and is discharged from the main steam nozzle 57 via the upper dome space 54. On the other hand, the gas-liquid two-phase flow that has risen in the control rod drive shaft guide tube 28 is discharged into the inner cylinder of the lower separator main body of the steam separator as described in each of the above embodiments. Therefore, the leak 37 from the connection portion 31 is reduced. In FIG. 8, 58 is a core, and 59 is an internal pump.

【0050】本実施の形態の沸騰水型原子炉によれば、
制御棒駆動機構ハウジング30と制御棒駆動軸案内管2
8との接続部31からのリークを低減することができ
る。また、制御棒駆動軸案内管28内の制御棒駆動軸は
激しい流れにさらされていないので、制御棒駆動軸が振
動を起こすことはなく、制御棒駆動軸や制御棒駆動軸と
の接触部の摩耗を防ぐことができる。
According to the boiling water reactor of the present embodiment,
Control rod drive mechanism housing 30 and control rod drive shaft guide tube 2
It is possible to reduce leakage from the connection portion 31 with the connector 8. Further, since the control rod drive shaft in the control rod drive shaft guide tube 28 is not exposed to a violent flow, the control rod drive shaft does not vibrate, and the control rod drive shaft and the contact portion with the control rod drive shaft are not affected. Can prevent wear.

【0051】また、クラスタ型制御棒の上部挿入が可能
となるので、大型バンドルの燃料集合体を使用し、出力
密度を向上させた経済性の高い沸騰水型原子炉を得るこ
とができる。
Further, since the upper part of the cluster type control rod can be inserted, a highly economical boiling water reactor having an improved power density using a large bundle of fuel assemblies can be obtained.

【0052】(実施の形態8)図9は本発明の実施の形
態8による沸騰水型原子炉を示している。本実施の形態
では、実施の形態7のような蒸気乾燥器底板51は設け
られていない。すなわち、圧力容器50の内壁面に固定
された円環状の支持板60によって蒸気乾燥器52が支
持されている。そして、圧力容器50内壁面と支持板6
0との間はシール構造をなしており、制御棒駆動軸案内
管28の外周に環状に配置された蒸気乾燥器52の底面
には円筒状をなしたスカート部53が設けら、このスカ
ート部53は冷却材の液面より下部に垂下されている。
他の構成は実施の形態7の場合と同様である。本実施の
形態でも、気水分離器20は、実施の形態1〜6に示し
た気水分離器のいずれかが用いられている。
(Eighth Embodiment) FIG. 9 shows a boiling water reactor according to an eighth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the steam dryer bottom plate 51 as in the seventh embodiment is not provided. That is, the steam dryer 52 is supported by the annular support plate 60 fixed to the inner wall surface of the pressure vessel 50. Then, the inner wall surface of the pressure vessel 50 and the support plate 6
A cylindrical skirt portion 53 is provided on the bottom surface of the steam dryer 52 disposed annularly around the outer periphery of the control rod drive shaft guide tube 28. 53 is suspended below the liquid level of the coolant.
Other configurations are the same as those in the seventh embodiment. Also in the present embodiment, as the steam separator 20, any of the steam separators described in the first to sixth embodiments is used.

【0053】炉心で発生した気液二相流34は気水分離
器20で分離水と湿り蒸気35に分離され、湿り蒸気3
5は蒸気乾燥器52で湿分が除去されて乾燥蒸気56と
なって、上部ドーム空間54を介さずに主蒸気ノズル5
7から直接排出される。一方、制御棒駆動軸案内管28
内を上昇して来た気液二相流は、前述の各実施の形態で
示したように気水分離器の下段分離器本体の内筒内に排
出されるため、接続部30からのリーク37は低減され
る。
The gas-liquid two-phase flow 34 generated in the reactor core is separated into separated water and wet steam 35 by the steam separator 20, and the wet steam 3
5 is a steam dryer 52 from which moisture is removed to become dry steam 56, and the main steam nozzle 5 does not pass through the upper dome space 54.
It is discharged directly from 7. On the other hand, the control rod drive shaft guide tube 28
The gas-liquid two-phase flow that has risen inside is discharged into the inner cylinder of the lower-stage separator main body of the steam-water separator as described in each of the above-described embodiments. 37 is reduced.

【0054】本実施の形態の沸騰水型原子炉によれば、
実施の形態7の場合と同様な作用効果を得ることができ
る。また、接続部31から湿分が排出されたとしても、
接続部31が存在する上部ドーム空間54が蒸気乾燥器
52の入口につながっているので、蒸気乾燥器52によ
り湿分を除去することができる。
According to the boiling water reactor of the present embodiment,
The same operation and effect as those of the seventh embodiment can be obtained. Also, even if moisture is discharged from the connection portion 31,
Since the upper dome space 54 in which the connecting portion 31 exists is connected to the entrance of the steam dryer 52, moisture can be removed by the steam dryer 52.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制御棒駆動軸案内管を上昇してきた気液二相流の殆ど
が、制御棒駆動軸案内管に形成された孔を通して気水分
離器内に排出されるので、前記孔上方にある接続部から
のリークが低減される。
As described above, according to the present invention,
Most of the gas-liquid two-phase flow that has risen up the control rod drive shaft guide tube is discharged into the steam separator through a hole formed in the control rod drive shaft guide tube. Leakage is reduced.

【0056】また、制御棒駆動軸が制御棒駆動軸案内管
の内部に収められており、この制御棒駆動軸案内管内で
は気液二相流の流れはそれほど激しくなくので、制御棒
駆動軸が振動を起こすことはなく、制御棒駆動軸や該制
御棒駆動軸との接触部の摩耗を防ぐことができる。
The control rod drive shaft is housed inside the control rod drive shaft guide tube. In this control rod drive shaft guide tube, the gas-liquid two-phase flow is not so intense. Vibration does not occur, and wear of the control rod drive shaft and the contact portion with the control rod drive shaft can be prevented.

【0057】さらに、クラスタ型制御棒の上部挿入が可
能となるので、大型バンドルの燃料集合体を使用し、出
力密度が向上した経済性の高い沸騰水型原子炉を得るこ
とができる。
Furthermore, since the upper part of the cluster type control rod can be inserted, a highly economical boiling water reactor with an improved power density using a large bundle of fuel assemblies can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1による気水分離器の縦断
面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a steam separator according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】(a)は制御棒案内管および気水分離器の縦断
面図、(b)は制御棒案内管および気水分離器における
圧力分布図である。
FIG. 2A is a longitudinal sectional view of a control rod guide tube and a steam separator, and FIG. 2B is a pressure distribution diagram of the control rod guide tube and the steam separator.

【図3】本発明の実施の形態2による気水分離器の要部
縦断面図である。
FIG. 3 is a vertical sectional view of a main part of a steam separator according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態3による気水分離器の要部
縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part of a steam separator according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態4による気水分離器の要部
縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a main part of a steam separator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態5による制御棒駆動軸案内
管の要部縦断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a main part of a control rod drive shaft guide tube according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態6による制御棒駆動軸案内
管の要部縦断面図である。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a main part of a control rod drive shaft guide tube according to a sixth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態7による沸騰水型原子炉の
縦断面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a boiling water reactor according to a seventh embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態8による沸騰水型原子炉の
縦断面図である。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a boiling water reactor according to an eighth embodiment of the present invention.

【図10】従来の沸騰水型原子炉の縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a conventional boiling water reactor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 気水分離器 21C,22C,23C ピックオフリング 24 旋回翼 25 スタンドパイプ 26 シュラウドヘッド 27 制御棒駆動軸 28 制御棒駆動軸案内管 29 孔 30 制御棒駆動機構ハウジング 31 接続部 32 制御棒 33 制御棒案内管 34 気液二相流 35 湿り蒸気 36 分離水 37 リーク 40 複数個の孔 41 案内板 42 旋回溝 43 ラビリンスシール 44 絞り 50 圧力容器 51 蒸気乾燥器底板 52 蒸気乾燥器 53 スカート部 54 上部ドーム空間 55 圧力容器上蓋 56 乾燥蒸気 57 主蒸気ノズル 58 炉心 59 インターナルポンプ 60 支持板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Steam separator 21C, 22C, 23C Pickoff ring 24 Revolving blade 25 Stand pipe 26 Shroud head 27 Control rod drive shaft 28 Control rod drive shaft guide tube 29 Hole 30 Control rod drive mechanism housing 31 Connection part 32 Control rod 33 Control rod Guide tube 34 Gas-liquid two-phase flow 35 Wet steam 36 Separated water 37 Leak 40 Plural holes 41 Guide plate 42 Revolving groove 43 Labyrinth seal 44 Restriction 50 Pressure vessel 51 Steam dryer bottom plate 52 Steam dryer 53 Skirt 54 Upper dome Space 55 Pressure vessel top lid 56 Dry steam 57 Main steam nozzle 58 Core 59 Internal pump 60 Support plate

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 沸騰水型原子炉の炉心で発生した気液二
相流が上昇する円筒状のスタンドパイプの上端に設置さ
れている多重円筒部材と、前記多重円筒部材の最内側円
筒部材の下部に設置され前記気液二相流を遠心力により
湿り蒸気と分離水とに分離するために旋回流を発生させ
る旋回翼とを備え、前記湿り蒸気を前記多重円筒部材上
部から排出するとともに、前記分離水を前記多重円筒部
材上部で捕獲して前記最内側円筒部材の外側へ導き、前
記最内側円筒部材の外側の円筒部材を通って排出する気
水分離器において、 制御棒駆動軸案内管が軸方向に貫通して設けられ、かつ
前記制御棒駆動軸案内管に、前記旋回翼より上方位置に
一つ以上の孔が形成されていることを特徴とする気水分
離器。
1. A multi-cylinder member installed at an upper end of a cylindrical stand pipe in which a gas-liquid two-phase flow generated in a core of a boiling water reactor rises, and an innermost cylindrical member of the multi-cylinder member. A swirler for generating a swirling flow installed at a lower portion to separate the gas-liquid two-phase flow into wet steam and separated water by centrifugal force, and discharging the wet steam from the upper portion of the multiple cylindrical member, In a steam / water separator which captures the separated water at the upper part of the multiple cylindrical member, guides the separated water to the outside of the innermost cylindrical member, and discharges the water through the cylindrical member outside the innermost cylindrical member, a control rod drive shaft guide tube Wherein the control rod drive shaft guide tube has one or more holes formed above the swirler blades.
【請求項2】 請求項1に記載の気水分離器において、 前記孔の下部周縁には、前記制御棒駆動軸案内管内の気
液二相流の流れを該制御棒駆動軸案内管外へ案内する外
向きの案内板が設けられていることを特徴とする気水分
離器。
2. The steam-water separator according to claim 1, wherein a gas-liquid two-phase flow in the control rod drive shaft guide tube is flowed out of the control rod drive shaft guide tube at a lower peripheral edge of the hole. A steam separator provided with an outward guide plate for guiding.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の気水分離器にお
いて、 前記制御棒駆動軸案内管の内壁には、該制御棒駆動軸案
内管内の気液二相流に前記孔より下側で旋回流を発生さ
せる旋回溝が形成されていることを特徴とする気水分離
器。
3. The steam / water separator according to claim 1, wherein an inner wall of the control rod drive shaft guide pipe has a gas-liquid two-phase flow in the control rod drive shaft guide pipe below the hole. A steam-water separator, wherein a swirling groove for generating a swirling flow is formed.
【請求項4】 請求項1,2又は3に記載の気水分離器
において、 前記制御棒駆動軸案内管の内壁には、ラビリンスシール
が設けられていることを特徴とする気水分離器。
4. The steam-water separator according to claim 1, 2 or 3, wherein a labyrinth seal is provided on an inner wall of the control rod drive shaft guide tube.
【請求項5】 請求項1,2又は3に記載の気水分離器
において、 前記制御棒駆動軸案内管の内壁には、少なくとも一ヵ所
に絞りが形成されていることを特徴とする気水分離器。
5. The steam separator according to claim 1, wherein the control rod drive shaft guide tube has at least one throttle formed on an inner wall thereof. Separator.
【請求項6】 原子炉圧力容器内に設けられた炉心と、
前記炉心に対して炉心上部より制御棒の挿入または引き
抜きを行う制御棒駆動軸と、前記炉心で発生した気液二
相流を湿り蒸気と分離水とに分離する気水分離器と、前
記制御棒駆動軸をガイドする制御棒駆動軸案内管の周辺
部に環状に設置され前記気水分離器で分離された湿り蒸
気を乾燥させる蒸気乾燥器と、前記気水分離器と前記蒸
気乾燥器との間に設けられた板状部材とを備え、前記制
御棒駆動軸案内管が前記板状部材を貫通し該貫通部がシ
ール構造に構成され、且つ前記気水分離器として、請求
項1〜5のいずれかに記載の気水分離器を設置したこと
を特徴とする沸騰水型原子炉。
6. A reactor core provided in a reactor pressure vessel,
A control rod drive shaft for inserting or removing a control rod from the upper part of the core with respect to the core, a steam-water separator for separating gas-liquid two-phase flow generated in the core into wet steam and separated water, A steam dryer for annularly disposed around a control rod drive shaft guide tube for guiding the rod drive shaft and drying wet steam separated by the steam separator, the steam separator and the steam dryer, A plate-shaped member provided between the control rod drive shaft guide tube and the plate-shaped member, the penetrating portion is configured in a seal structure, and as the steam separator, A boiling water reactor, wherein the steam separator according to any one of the above items 5 is installed.
【請求項7】 原子炉圧力容器内に設けられた炉心と、
前記炉心に対して炉心上部より制御棒の挿入または引き
抜きを行う制御棒駆動軸と、前記炉心で発生した気液二
相流を湿り蒸気と分離水とに分離する気水分離器と、前
記制御棒駆動軸をガイドする制御棒駆動軸案内管の周辺
部に環状に設置され前記気水分離器で分離された湿り蒸
気を乾燥させる蒸気乾燥器とを備え、前記蒸気乾燥器の
上端に設置されているリング状の天板は前記圧力容器側
面にシール構造を用いて固定され、圧力容器上蓋に固定
され前記制御棒駆動軸をガイドする制御棒駆動機構ハウ
ジングと前記制御棒駆動軸案内管との接続部が前記蒸気
乾燥器入口より上流側の湿り蒸気が存在する領域に配置
され、且つ前記気水分離器として、請求項1〜5のいず
れかに記載の気水分離器を設置したことを特徴とする沸
騰水型原子炉。
7. A reactor core provided in a reactor pressure vessel,
A control rod drive shaft for inserting or removing a control rod from the upper part of the core with respect to the core, a steam-water separator for separating gas-liquid two-phase flow generated in the core into wet steam and separated water, A steam dryer for annularly installing a control rod drive shaft guide tube for guiding the rod drive shaft and drying the wet steam separated by the steam / water separator, and installed at an upper end of the steam dryer. The ring-shaped top plate is fixed to the side surface of the pressure vessel using a seal structure, and is fixed to an upper lid of the pressure vessel and includes a control rod drive mechanism housing for guiding the control rod drive shaft and the control rod drive shaft guide tube. The connecting portion is disposed in a region where the wet steam upstream of the steam dryer inlet exists, and the steam-water separator according to any one of claims 1 to 5 is installed as the steam-water separator. Features a boiling water reactor.
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