JP2010243266A - Boiling water reactor - Google Patents

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JP2010243266A JP2009090627A JP2009090627A JP2010243266A JP 2010243266 A JP2010243266 A JP 2010243266A JP 2009090627 A JP2009090627 A JP 2009090627A JP 2009090627 A JP2009090627 A JP 2009090627A JP 2010243266 A JP2010243266 A JP 2010243266A
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steam separator that reduces carry-over and carry-under. <P>SOLUTION: The steam separator 6 has a stand pipe 7, a diffuser 8, a swirler 9 and three-stage steam separation units 10a to 10c. An external cylinder 12a forming a drainage channel 15a between an internal cylinder 11a and the external cylinder is set up on a pick-off ring 13a. Similarly, the internal cylinder 11b and the pick-off ring 13b are mounted on the upper end of a pick-off ring 13 and that of the internal cylinder, respectively, and part of the water which is not separated by the pick-off ring 13a passes through a drainage channel 15b and is discharged from an exhaust port 18b into steam. The discharged and falling water is captured by a reinforcing plate 21 and a scattering prevention plate 26 set up below the exhaust port 18b and gently flows into the surface of cooling water along the scattering prevention plate 26. Part of droplets and steam generated by the collision of the water falling directly on the surface of partial cooling water are captured by the scattering prevention plate 26. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、沸騰水型原子炉に関するものである。   The present invention relates to a boiling water reactor.

沸騰水型原子炉(以下、BWRという)は原子炉圧力容器(以下、RPVという)を有し、RPVは複数の燃料集合体を装荷した炉心を内部に備える。炉心に供給された冷却水は、炉心内の燃料集合体で発生した熱によって加熱されて沸騰する。この沸騰によって冷却水の一部が蒸気になる。発生した蒸気は、RPVから排出されてタービンに供給され、タービンを回転させる。タービンに連結される発電機が回転して電力を発生させる。   A boiling water reactor (hereinafter referred to as BWR) has a reactor pressure vessel (hereinafter referred to as RPV), and the RPV includes a reactor core loaded with a plurality of fuel assemblies. The cooling water supplied to the core is heated and boiled by the heat generated in the fuel assembly in the core. A part of the cooling water becomes steam by this boiling. The generated steam is discharged from the RPV and supplied to the turbine to rotate the turbine. A generator connected to the turbine rotates to generate electric power.

この沸騰水型原子炉において、気水分離器が、RPV内であって、炉心の上方に配置されている。気水分離器は、炉心で発生した蒸気と水を含む気液二相流が供給され、その気液二相流から蒸気と水に分離して、乾燥蒸気を発生させる機能を有する。   In this boiling water reactor, a steam separator is disposed in the RPV and above the core. The steam separator is supplied with a gas-liquid two-phase flow containing steam and water generated in the core and separates the gas-liquid two-phase flow into steam and water to generate dry steam.

特許文献1には、気水分離器の構造を開示する。この気水分離器は、蒸気中へ排出される排出口の上部に捕獲リングを設置している。捕獲リングによって、飛散した液滴を捕獲することで、エントレインメントを低減する。   Patent Document 1 discloses the structure of a steam separator. In this steam separator, a capture ring is installed at the upper part of the outlet that is discharged into the steam. Entrapment is reduced by capturing the scattered droplets with the capture ring.

特開平8−179077号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-179077

しかしながら、蒸気中へ飛散した液滴は広範囲に分布するため、捕獲リングは気水分離器外部の広範囲をカバーする必要がある。また、特許文献1の気水分離器は、キャリーアンダーを更に改善する必要がある。また、捕獲リングの設置により水面上部の圧力が増大するため、冷却水中への気泡の混入が増大する恐れがある。   However, since the droplets scattered into the vapor are distributed over a wide range, the capture ring needs to cover a wide range outside the steam separator. Moreover, the steam separator of patent document 1 needs to further improve carry-under. Moreover, since the pressure at the upper surface of the water surface increases due to the installation of the capture ring, there is a possibility that the mixing of bubbles into the cooling water increases.

本発明の目的は、簡易な構造でキャリーアンダー及びエントレインメントの両方を低減できる沸騰水型原子炉を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a boiling water reactor capable of reducing both carry-under and entrainment with a simple structure.

本発明は、内筒と外筒との間に形成された排水通路のうち、上流から2番目の排水通路の排出口よりも下方に、隣接する気水分離器を連結する補強板を設置することを特徴とする。   The present invention installs a reinforcing plate for connecting adjacent steam separators below the outlet of the second drainage passage from the upstream among the drainage passages formed between the inner cylinder and the outer cylinder. It is characterized by that.

本発明によれば、簡易な構造で構造強度を維持しつつ、気水分離器におけるキャリーアンダーやエントレインメントを低減することができる。   According to the present invention, carry under and entrainment in the steam separator can be reduced while maintaining structural strength with a simple structure.

本発明の一実施例である気水分離器の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the steam separator which is one Example of this invention. 図1に示す気水分離器の上面図である。It is a top view of the steam-water separator shown in FIG. 図1に示す気水分離器の構成図である。It is a block diagram of the steam-water separator shown in FIG. 補強部材の斜視図である。It is a perspective view of a reinforcing member. 本発明の一実施例である気水分離器の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the steam separator which is one Example of this invention. 本発明の一実施例である気水分離器の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the steam separator which is one Example of this invention. 気水分離器の上面図である。It is a top view of a steam separator. 図6に示す気水分離器の補強部材の実施例である。It is an Example of the reinforcement member of the steam-water separator shown in FIG. 飛散防止板を設けた本構造案の実施例である。It is an Example of this structure plan which provided the scattering prevention board. 図9に示す気水分離器の上面図である。FIG. 10 is a top view of the steam separator shown in FIG. 9. 図9に示す気水分離器の補強部材の実施例である。It is an Example of the reinforcement member of the steam-water separator shown in FIG. 補強部材の斜視図である。It is a perspective view of a reinforcing member. 気水分離器の排出口付近の拡大図である。It is an enlarged view near the discharge port of the steam separator.

発明者らは、簡易な構造を持ち、キャリーアンダーやエントレインメントを低減できる補強部材及び排水口の形状について検討した。以下に具体的な実施例を示す。   Inventors examined the shape of the reinforcing member and drain outlet which have a simple structure and can reduce carry-under and entrainment. Specific examples are shown below.

沸騰水型原子力プラント(BWRプラント)に適用された気水分離器を、図1,図2及び図3,図5を用いて説明する。気水分離器は、図5に示すように、スタンドパイプ7,ディフューザ8,スワラ9,内筒11,外筒12及びピックオフリング13を有する。内筒11,外筒12及びピックオフリング13は気水分離部10を構成し、気水分離器6は三段の気水分離部10を有する。図5では、各段の気水分離部10はa,b,cで区別している。すなわち、気水分離部10aが一段目の気水分離部であり、気水分離部10bが二段目の気水分離部、及び気水分離部10cが三段目の気水分離部である。図5においては、aを付した構成要素が気水分離部10aの構成要素であり、bを付した構成要素が気水分離部10bの構成要素であり、cを付した構成要素が気水分離部10cの構成要素である。   A steam separator applied to a boiling water nuclear power plant (BWR plant) will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 5. As shown in FIG. 5, the steam separator has a stand pipe 7, a diffuser 8, a swirler 9, an inner cylinder 11, an outer cylinder 12, and a pick-off ring 13. The inner cylinder 11, the outer cylinder 12 and the pick-off ring 13 constitute a steam / water separator 10, and the steam / water separator 6 has a three-stage steam / water separator 10. In FIG. 5, the steam / water separators 10 at each stage are distinguished by a, b, and c. That is, the steam / water separator 10a is a first-stage steam / water separator, the steam / water separator 10b is a second-stage steam / water separator, and the steam / water separator 10c is a third-stage steam / water separator. . In FIG. 5, the component with “a” is the component of the steam-water separator 10 a, the component with “b” is the component of the steam-water separator 10 b, and the component with “c” is the steam-water It is a component of the separation part 10c.

スタンドパイプ7はシュラウドヘッド5に取り付けられる。上方(下流)に向かって内部の横断面積が拡大するディフューザ8は、下端(上流端)がスタンドパイプ7の上端(下流端)に溶接にて接合されている。複数の羽根を有するスワラ9がディフューザ8内に設置される。気水分離部10aがディフューザ8の上端に、気水分離部10bが気水分離部10aの上端に、気水分離部10cが気水分離部10bの上端にそれぞれ設置される。気水分離部10aは、内筒11a,外筒12a及びピックオフリング13aを有する。内筒11aがディフューザ8の上端に取り付けられ、ピックオフリング13aが内筒11aの上端にそれぞれ取り付けられる。ピックオフリング13aは、円板部に円筒部を取り付けた構成を有し、円筒部が円板部から下方(上流)に向かって伸びている。開口17aが円筒部内に形成されている。気水分離器6の圧力損失低減のため、ピックオフリング13aの円筒部の下端部の外面にはテーパー状の面取り加工が施されている。後述のピックオフリング13b,13cも、ピックオフリング13aと同じ構成を有している。内筒11aを取り囲む外筒12aは、ピックオフリング13aに取り付けられてピックオフリング13aから下方に向かって伸びている。環状の排水通路15aが内筒11aと外筒12aの間に形成される。内筒11aの上端部には、内筒11aの内部と排水通路15aを連絡するギャップ14aが形成されている。   The stand pipe 7 is attached to the shroud head 5. The diffuser 8 whose internal cross-sectional area increases upward (downstream) has a lower end (upstream end) joined to the upper end (downstream end) of the stand pipe 7 by welding. A swirler 9 having a plurality of blades is installed in the diffuser 8. The steam / water separator 10a is installed at the upper end of the diffuser 8, the steam / water separator 10b is installed at the upper end of the steam / water separator 10a, and the steam / water separator 10c is installed at the upper end of the steam / water separator 10b. The steam / water separator 10a includes an inner cylinder 11a, an outer cylinder 12a, and a pick-off ring 13a. The inner cylinder 11a is attached to the upper end of the diffuser 8, and the pick-off ring 13a is attached to the upper end of the inner cylinder 11a. The pick-off ring 13a has a configuration in which a cylindrical portion is attached to a disc portion, and the cylindrical portion extends downward (upstream) from the disc portion. An opening 17a is formed in the cylindrical portion. In order to reduce the pressure loss of the steam / water separator 6, the outer surface of the lower end portion of the cylindrical portion of the pick-off ring 13a is tapered. Pick-off rings 13b and 13c, which will be described later, also have the same configuration as the pick-off ring 13a. An outer cylinder 12a surrounding the inner cylinder 11a is attached to the pick-off ring 13a and extends downward from the pick-off ring 13a. An annular drainage passage 15a is formed between the inner cylinder 11a and the outer cylinder 12a. A gap 14a that connects the inside of the inner cylinder 11a and the drainage passage 15a is formed at the upper end of the inner cylinder 11a.

気水分離部10bは、内筒11b,外筒12b及びピックオフリング13bを有する。内筒11bの下端がピックオフリング13aに取り付けられ、ピックオフリング13bが内筒11bの上端に取り付けられる。内筒11bを取り囲む外筒12bは、ピックオフリング13bに取り付けられてピックオフリング13bから下方に向かって伸びている。環状の排水通路15bが内筒11bと外筒12bの間に形成される。内筒11bの上端部には、内筒11bの内部と排水通路15bを連絡するギャップ14bが形成されている。外筒12bの下端部には、排水通路15bと連通する排出口18bが形成される。   The steam / water separator 10b includes an inner cylinder 11b, an outer cylinder 12b, and a pick-off ring 13b. The lower end of the inner cylinder 11b is attached to the pick-off ring 13a, and the pick-off ring 13b is attached to the upper end of the inner cylinder 11b. The outer cylinder 12b surrounding the inner cylinder 11b is attached to the pick-off ring 13b and extends downward from the pick-off ring 13b. An annular drainage passage 15b is formed between the inner cylinder 11b and the outer cylinder 12b. A gap 14b that connects the inside of the inner cylinder 11b and the drainage passage 15b is formed at the upper end of the inner cylinder 11b. A discharge port 18b communicating with the drainage passage 15b is formed at the lower end of the outer cylinder 12b.

気水分離部10cは、内筒11c,外筒12c及びピックオフリング13cを有する。内筒11cの下端がピックオフリング13bに取り付けられ、ピックオフリング13cが内筒11cの上端に取り付けられる。内筒11cを取り囲む外筒12cは、ピックオフリング13cに取り付けられてピックオフリング13cから下方に向かって伸びている。環状の排水通路15cが内筒11cと外筒12cの間に形成される。内筒11cの上端部には、内筒11cの内部と排水通路15cを連絡するギャップ14cが形成されている。外筒12cの下端部には、排水通路15cと連通する排出口18cが形成されている。   The steam / water separator 10c includes an inner cylinder 11c, an outer cylinder 12c, and a pick-off ring 13c. The lower end of the inner cylinder 11c is attached to the pick-off ring 13b, and the pick-off ring 13c is attached to the upper end of the inner cylinder 11c. An outer cylinder 12c surrounding the inner cylinder 11c is attached to the pick-off ring 13c and extends downward from the pick-off ring 13c. An annular drainage passage 15c is formed between the inner cylinder 11c and the outer cylinder 12c. A gap 14c that connects the inside of the inner cylinder 11c and the drainage passage 15c is formed at the upper end of the inner cylinder 11c. A discharge port 18c communicating with the drainage passage 15c is formed at the lower end of the outer cylinder 12c.

気水分離器6における気水分離の機能を具体的に説明する。炉心3から上昇した、蒸気及び冷却水を含む気液二相流が、気水分離器6のスタンドパイプ7内に流入し、スタンドパイプ7内を上昇する。蒸気はスタンドパイプ7の横断面の中央部を流れ、冷却水の大部分はスタンドパイプ7の内面に付着して液膜として存在し液膜の状態でスタンドパイプ7の内面に沿って上昇する。   The function of the steam separation in the steam separator 6 will be specifically described. A gas-liquid two-phase flow including steam and cooling water that has risen from the core 3 flows into the stand pipe 7 of the steam separator 6 and rises in the stand pipe 7. The steam flows through the central portion of the cross section of the stand pipe 7, and most of the cooling water adheres to the inner surface of the stand pipe 7 and exists as a liquid film, and rises along the inner surface of the stand pipe 7 in a liquid film state.

気液二相流はディフューザ8内に流入する。この気液二相流はスワラ9によって旋回力が与えられ、遠心分離作用により密度の大きい水が外側に飛ばされ、密度の小さい蒸気が内筒11aの中心に集まって上昇する。外側に飛ばされた水は内筒11aの内面に付着して液膜を形成する。この液膜は、内筒11aの内面に沿って上昇してピックオフリング13aに当たり、蒸気から分離されてギャップ14aを通って排水通路15aに排出される。分離された水は、排水通路15aを下降して曲がり部25を通って排出口18aより気水分離器6の外側に存在する冷却水35に戻される。   The gas-liquid two-phase flow flows into the diffuser 8. This gas-liquid two-phase flow is given a turning force by the swirler 9, water having a high density is blown to the outside by the centrifugal separation action, and the steam having a low density gathers at the center of the inner cylinder 11a and rises. The water blown to the outside adheres to the inner surface of the inner cylinder 11a and forms a liquid film. This liquid film rises along the inner surface of the inner cylinder 11a, hits the pick-off ring 13a, is separated from the vapor, and is discharged to the drainage passage 15a through the gap 14a. The separated water descends the drainage passage 15a, passes through the bent portion 25, and returns to the cooling water 35 existing outside the steam / water separator 6 from the discharge port 18a.

気水分離部10aで水分が除去されて含有する水分の量が少なくなった気液二相流は、旋回しながら、ピックオフリング13aの開口17aを通って気水分離部10bの内筒11b内に流入する。開口17aを通過した気液二相流に含まれた水は、外側に飛ばされ、内筒11bの内面に液膜を形成する。この液膜は、内筒11bの内面に沿って上昇し、ピックオフリング13bに当たって蒸気から分離される。分離された液膜、すなわち、水分はギャップ14bを通って排水通路15bに排出される。この水分は排水通路15bを下降して排出口18bから蒸気中へ排出される。   The gas-liquid two-phase flow whose water content is reduced after the water is removed by the steam-water separation unit 10a passes through the opening 17a of the pick-off ring 13a and turns in the inner cylinder 11b of the steam-water separation unit 10b Flow into. The water contained in the gas-liquid two-phase flow that has passed through the opening 17a is blown to the outside and forms a liquid film on the inner surface of the inner cylinder 11b. The liquid film ascends along the inner surface of the inner cylinder 11b and hits the pick-off ring 13b to be separated from the vapor. The separated liquid film, that is, moisture is discharged to the drainage passage 15b through the gap 14b. This moisture descends the drainage passage 15b and is discharged into the steam from the discharge port 18b.

気水分離器で分離された水は、気水分離部から気水分離器外側に排出される。排水された水は、気水分離器外部空間の下部一定領域に満たされている冷却水に流れ込む。冷却水水面は、図13に示すように気水分離部の排出口1よりも上部,排出口2よりも下部に位置するよう調節されている。そのため、排出口2で排出された水は重力によって水面24に向けて落下する。この時、落下した排水は水面24へ衝突し、その衝撃は冷却水中に蒸気29が混入したり、蒸気中へ液滴28が飛散したりする原因となる。冷却水中に混入した蒸気29の一部は、RPV内のダウンカマに流れ込む冷却水の流れに巻き込まれる。巻き込まれた蒸気量をキャリーアンダーという。キャリーアンダーは、炉心に冷却水を供給するインターナルポンプ(または再循環ポンプ)のキャビテーションの発生要因となるため、現行の炉心ではキャリーアンダーの値が許容範囲内になるよう設計されている。また、蒸気中へ飛散した液滴28の一部は、上昇する蒸気流22に運ばれて気水分離器上部に設置されたドライヤまで達し、気水分離器の気水分離性能を悪化させる要因となる。この現象をエントレインメントという。ドライヤまで達した水の量をキャリーオーバーという。上記キャリーアンダー及びキャリーオーバーは、現行の炉心ではそれぞれ許容値以下に抑えられているが、より経済性を向上した次世代プラント開発に向けてさらなるキャリーアンダー、キャリーオーバーの低減が望まれている。   The water separated by the steam separator is discharged from the steam separator to the outside of the steam separator. The drained water flows into the cooling water filled in the lower fixed region of the external space of the steam / water separator. As shown in FIG. 13, the cooling water surface is adjusted to be positioned above the discharge port 1 and below the discharge port 2 of the steam / water separation unit. Therefore, the water discharged from the discharge port 2 falls toward the water surface 24 due to gravity. At this time, the fallen drainage collides with the water surface 24, and the impact causes the steam 29 to be mixed into the cooling water or the droplets 28 to be scattered into the steam. A part of the steam 29 mixed in the cooling water is caught in the flow of the cooling water flowing into the downcomer in the RPV. The amount of steam entrained is called carry-under. Since the carry-under causes cavitation of an internal pump (or recirculation pump) that supplies cooling water to the core, the current core is designed so that the carry-under value is within an allowable range. In addition, some of the droplets 28 scattered into the steam are transported to the rising steam flow 22 and reach the dryer installed on the upper part of the steam separator, causing the steam / water separator performance of the steam / water separator to deteriorate. It becomes. This phenomenon is called entrainment. The amount of water that reaches the dryer is called carry-over. The above carry-under and carry-over are each kept below the allowable value in the current core, but further reduction of carry-under and carry-over is desired for the development of the next generation plant with further improved economic efficiency.

そこで、本実施例では、排水口2よりも低い位置に補強部材を設置し、かつ補強部材の真上に排水口2が位置するように排水口2の構造を変更したことにある。   Therefore, in this embodiment, the reinforcing member is installed at a position lower than the drain port 2 and the structure of the drain port 2 is changed so that the drain port 2 is positioned directly above the reinforcing member.

本実施例の構造により、従来の気水分離器と比較して構造強度を維持でき、付加価値として以下の2つの効果からキャリーアンダー及びエントレインメントの両方を低減できる。1つ目の効果は、排水口から排出された水の一部は、水面に落下する前に補強部材で捕獲され、気水分離器外筒または補強部材に設けた飛散防止板を伝って水面へ穏やかに流入するため、水が水面へ落下した衝撃で発生する蒸気や液滴の発生を低減できる。2つ目の効果は、発生した蒸気や液滴を飛散防止板で再捕獲することができる。   With the structure of the present embodiment, the structural strength can be maintained as compared with the conventional steam separator, and both carry-under and entrainment can be reduced as the added value from the following two effects. The first effect is that a part of the water discharged from the drain outlet is captured by the reinforcing member before falling onto the water surface, and then passes through the splash prevention plate provided on the outer casing or the reinforcing member of the water separator. Therefore, it is possible to reduce the generation of steam and droplets generated by the impact of water falling on the water surface. The second effect is that the generated vapor and droplets can be recaptured by the scattering prevention plate.

本実施例は、蒸気に運ばれて上昇した後の液滴を捕獲する特開平8−179077号公報と違い、液滴の発生源である排出口より排出される水が、水面へ落下する衝撃を低減することで液滴の発生を低減するものである。また、飛散防止板により発生直後の液滴を蒸気に運ばれる前の段階で捕獲できる。そして、少ない設置面積で液滴飛散を低減できること、キャリーアンダーの要因となる冷却水中への蒸気混入も低減できる。また、設置面積が少ないため水面付近の圧力上昇を低減できる。   In this embodiment, unlike Japanese Patent Laid-Open No. 8-179077 which captures a droplet after being lifted by vapor, the impact of the water discharged from the discharge port, which is the source of the droplet, dropping onto the water surface. This reduces the generation of droplets. Moreover, the droplet immediately after generation | occurrence | production can be captured by the stage before being conveyed to a vapor | steam by a scattering prevention board. In addition, it is possible to reduce droplet scattering with a small installation area, and it is possible to reduce steam mixing into the cooling water that causes carry-under. Moreover, since the installation area is small, the pressure rise near the water surface can be reduced.

具体的に、補強板の構造を説明する。本実施例の気水分離器では、排出口18aと排出口18bの中間に冷却水の水面が存在する。そこで、実施例1である気水分離器は、図1に示すように補強板21を設置し、図2に示すように上記補強板21の上部に排出口が3箇所設置している。補強板21は排出口18bよりも下部に設置している。補強板21は、図4のように半円筒形状とし、内壁を上向きとして、図1に示すように連結する2つの気水分離器のうち、排出口18bの方向に下降するように傾斜させて設置している。   Specifically, the structure of the reinforcing plate will be described. In the steam separator of the present embodiment, the cooling water surface exists between the discharge port 18a and the discharge port 18b. Therefore, in the steam separator according to the first embodiment, the reinforcing plate 21 is installed as shown in FIG. 1, and the three outlets are installed on the upper portion of the reinforcing plate 21 as shown in FIG. The reinforcing plate 21 is installed below the discharge port 18b. The reinforcing plate 21 has a semi-cylindrical shape as shown in FIG. 4 and has an inner wall facing upward, and is inclined so as to descend in the direction of the discharge port 18b among the two steam-water separators connected as shown in FIG. It is installed.

本実施例は、補強板21を設けているため、排出口18bより排出された水の大部分は、補強板21の内壁表面に形成された流路内に捕獲され、上記流路を伝って気水分離器外筒に達し、さらに気水分離器外筒を伝って冷却水水面に流れ込む。水面へ穏やかに流入するため、冷却水中への蒸気混入や、蒸気中への液滴飛散を低減することができる。   In this embodiment, since the reinforcing plate 21 is provided, most of the water discharged from the discharge port 18b is captured in the flow path formed on the inner wall surface of the reinforcing plate 21 and travels through the flow path. It reaches the steam / water separator outer cylinder, and further flows along the steam / water separator outer cylinder to the cooling water surface. Since it gently flows into the water surface, it is possible to reduce the mixing of steam into the cooling water and the scattering of droplets into the steam.

気水分離部10bで水分が除去されて含有する水分の量が少なくなった蒸気は、旋回しながら、ピックオフリング13bの開口17bを通って気水分離部10cの内筒11c内に流入する。開口17bを通過した蒸気に含まれた水は、外側に飛ばされ、内筒11cの内面に液膜を形成する。この液膜は、内筒11cの内面に沿って上昇し、ピックオフリング13cに当たり、蒸気から分離される。分離された液膜である水分は、ギャップ14cを通って排水通路15cに排出される。この水分は排水通路15cを下降して排出口18cから排出される。排出口18cより排出された水は微量であり、冷却水水面へ落下時の衝撃は小さいため、本実施例では排出口18cの下部に補強板21を設置しない。   The steam whose water content is reduced by removing water in the steam-water separating unit 10b flows into the inner cylinder 11c of the steam-water separating unit 10c through the opening 17b of the pick-off ring 13b while turning. The water contained in the steam that has passed through the opening 17b is blown out and forms a liquid film on the inner surface of the inner cylinder 11c. This liquid film rises along the inner surface of the inner cylinder 11c, hits the pick-off ring 13c, and is separated from the vapor. The water, which is the separated liquid film, is discharged to the drainage passage 15c through the gap 14c. This moisture descends the drainage passage 15c and is discharged from the discharge port 18c. Since the amount of water discharged from the discharge port 18c is very small and the impact upon dropping to the cooling water surface is small, the reinforcing plate 21 is not installed below the discharge port 18c in this embodiment.

実施例2の補強板21の構造を図8に示す。補強板21の中央から接続する気水分離器の両端に向けて下降する傾斜板を設けた構造とする。本実施例では、図7に示すように、各気水分離器あたり6箇所の排出口18bを設けている。排出口18bを6箇所としたことで排出口18bの総流出面積が大きくなることから、1箇所当たりの水の排出速度が低減する。そのため、図6に示すように、排出された水がより穏やかに水面に流入することから、実施例1よりも冷却水中への蒸気混入や、蒸気中への液滴飛散の低減効果が向上する。   The structure of the reinforcing plate 21 of Example 2 is shown in FIG. A structure in which inclined plates descending toward both ends of the steam separator connected from the center of the reinforcing plate 21 is provided. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, six outlets 18b are provided for each steam separator. Since the total outlet area of the discharge port 18b is increased by providing the six discharge ports 18b, the discharge rate of water per one point is reduced. Therefore, as shown in FIG. 6, since the discharged water flows into the water surface more gently, the effect of reducing the mixing of steam into the cooling water and the scattering of droplets into the steam is improved as compared with the first embodiment. .

実施例3の補強板21の構造を図11に示す。本実施例では、補強板21、及び気水分離器の中心軸と平行に飛散防止板26を設けた。図10に示すように、排出口18bは6箇所設けた。   The structure of the reinforcing plate 21 of Example 3 is shown in FIG. In this embodiment, the scattering prevention plate 26 is provided in parallel with the reinforcing plate 21 and the central axis of the steam / water separator. As shown in FIG. 10, six outlets 18b were provided.

図9に示すように、排出口18bより排出された水の一部は補強板21に捕獲され、補強板21を伝って両端である気水分離器外筒または飛散防止板26に達し、上記気水分離器外筒または飛散防止板26を伝って水面へ穏やかに流入する。排出された水の一部は飛散防止板26に衝突し、飛散防止板26を伝って下降し水面に流入する。排出された水の一部は直接水面に落下し、その衝突によって冷却水中に蒸気、蒸気中へ液滴を発生させる。しかし、発生した蒸気や液滴の一部は、飛散防止板に捕獲されて再度水面へ戻されることにより、エントレインメントやキャリーアンダーの発生を低減することができる。   As shown in FIG. 9, a part of the water discharged from the discharge port 18b is captured by the reinforcing plate 21, reaches the steam / water separator outer cylinder or the scattering prevention plate 26 at both ends through the reinforcing plate 21, and It gently flows into the water surface through the outer shell of the steam separator or the scattering prevention plate 26. A part of the discharged water collides with the scattering prevention plate 26, descends along the scattering prevention plate 26, and flows into the water surface. Part of the discharged water falls directly on the surface of the water, and the collision generates steam and droplets in the steam. However, a part of the generated steam and droplets is captured by the scattering prevention plate and returned to the water surface again, thereby reducing the occurrence of entrainment and carry-under.

実施例3の飛散防止板26の構造は、上記説明したように発生した蒸気や液滴を再捕獲するため、水面より上部及び下部の両方向に長い構造であるほど、大きな効果が得られる。   Since the structure of the anti-scattering plate 26 according to the third embodiment recaptures the vapor and droplets generated as described above, the longer the structure is in both the upper and lower directions than the water surface, the greater the effect.

また、補強板の構造は、実施例1の半円筒形状補強板及び実施例3の飛散防止板を組み合わせた図12も考えられる。   Moreover, the structure of a reinforcement board can also consider FIG. 12 which combined the semi-cylindrical reinforcement board of Example 1, and the scattering prevention board of Example 3. FIG.

本実施例の沸騰水型原子炉を、図3を用いて説明する。本実施例の沸騰水型原子炉は、上記実施例1,2,3のいずれかの気水分離器を設置している。実施例で設置した補強板21によって十分な構造強度を有する。付加効果として、上記説明したように気水分離器におけるキャリーアンダーやエントレインメントを低減することができる。   The boiling water reactor of the present embodiment will be described with reference to FIG. The boiling water reactor of this embodiment is provided with the steam / water separator according to any of the first, second, and third embodiments. The reinforcing plate 21 installed in the embodiment has sufficient structural strength. As an additional effect, carry-under and entrainment in the steam separator can be reduced as described above.

7 スタンドパイプ
8 ディフューザ
9 スワラ
10,10a,10b,10c 気水分離部
11,11a,11b,11c 内筒
12,12a,12b,12c 外筒
13,13a,13b,13c ピックオフリング
15a,15b,15c 排水通路
18a,18b,18c 排出口
21 補強板
26 飛散防止板
7 Standpipe 8 Diffuser 9 Swirler 10, 10a, 10b, 10c Air-water separator 11, 11a, 11b, 11c Inner cylinder 12, 12a, 12b, 12c Outer cylinder 13, 13a, 13b, 13c Pickoff rings 15a, 15b, 15c Drainage passages 18a, 18b, 18c Discharge port 21 Reinforcement plate 26 Splash prevention plate

Claims (3)

気液二相流を導くスタンドパイプと、前記スタンドパイプの下流端に接続され、下流に向かって拡がるディフューザと、このディフューザの上側端面に連通して流路を形成する第1段内筒と、前記第1段内筒を取り囲み前記第1段内筒との間に排水通路を形成する第1段外筒と、前記第1段外筒の上流端に取り付けられて開口部が形成されたピックオフリングを有し、前記内筒と前記ピックオフリングの間にギャップを形成している複数の気水分離部を備え、前記複数の気水分離部が下流に向かって順次配置されている沸騰水型原子炉において、
前記内筒と外筒との間に形成された排水通路のうち、上流から2番目の排水通路の排出口よりも下方に、隣接する気水分離器を連結する補強板を設置することを特徴とする沸騰水型原子炉。
A stand pipe for guiding a gas-liquid two-phase flow; a diffuser connected to the downstream end of the stand pipe and expanding toward the downstream; a first stage inner cylinder communicating with the upper end face of the diffuser to form a flow path; A first stage outer cylinder that surrounds the first stage inner cylinder and forms a drainage passage with the first stage inner cylinder, and a pick-off that is attached to the upstream end of the first stage outer cylinder and has an opening. A boiling water mold comprising a plurality of steam / water separators having a ring and forming a gap between the inner cylinder and the pick-off ring, wherein the steam / water separators are sequentially arranged downstream In the reactor,
Among the drainage passages formed between the inner cylinder and the outer cylinder, a reinforcing plate for connecting adjacent steam separators is installed below the outlet of the second drainage passage from the upstream. Boiling water reactor.
請求項1記載の沸騰水型原子炉において、
前記補強板が傾斜して取り付けられていることを特徴とする沸騰水型原子炉。
The boiling water reactor according to claim 1,
A boiling water reactor characterized in that the reinforcing plate is attached with an inclination.
請求項1記載の沸騰水型原子炉において、
前記気水分離器の中心軸と平行に飛散防止板を設けることを特徴とする沸騰水型原子炉。
The boiling water reactor according to claim 1,
A boiling water reactor characterized in that a splash prevention plate is provided in parallel with the central axis of the steam separator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013003085A (en) * 2011-06-21 2013-01-07 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd Steam separator and boiling-water reactor with the same

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