JP2915682B2 - 原子炉緊急注水装置の蓄圧注水タンク - Google Patents
原子炉緊急注水装置の蓄圧注水タンクInfo
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- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、 例えば、加圧水型原子
炉を有する原子力発電プラントの緊急注水装置に関し、
特にその蓄圧注水タンクに関するものである。
炉を有する原子力発電プラントの緊急注水装置に関し、
特にその蓄圧注水タンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原子炉一次冷却系において、 その圧力の
大巾な低下をもたらし、 緊急注水装置が作動するような
事故、例えば、一次冷却系の配管等の破断事故に伴う一
次冷却材喪失事故時には、配管破断箇所からの一次冷却
材の系外への流出により炉心は一旦露出する。しかし、
一次冷却系の圧力が低下するため、緊急注水装置が作動
し、やがて炉心は再び冠水される。
大巾な低下をもたらし、 緊急注水装置が作動するような
事故、例えば、一次冷却系の配管等の破断事故に伴う一
次冷却材喪失事故時には、配管破断箇所からの一次冷却
材の系外への流出により炉心は一旦露出する。しかし、
一次冷却系の圧力が低下するため、緊急注水装置が作動
し、やがて炉心は再び冠水される。
【０００３】即ち、図３において、一次冷却系の圧力が
低下すると、窒素ガス９で加圧されている蓄圧注水タン
ク１３内の圧力の方が相対的に高くなるため、連通管８
に設けられた逆止弁１２が作動して開弁し、蓄圧注水タ
ンク１３内の注入水６は図示しない原子炉に注水され
る。注水初期の段階においては、注入水６の水面は、大
流量管３の上端３ａよりも上方の水位５ａにあるため、
大流量管３の上端３ａ及び小流量管４の先端４ａの双方
から注入水６は渦巻ダイオード７の内部に向かう。
低下すると、窒素ガス９で加圧されている蓄圧注水タン
ク１３内の圧力の方が相対的に高くなるため、連通管８
に設けられた逆止弁１２が作動して開弁し、蓄圧注水タ
ンク１３内の注入水６は図示しない原子炉に注水され
る。注水初期の段階においては、注入水６の水面は、大
流量管３の上端３ａよりも上方の水位５ａにあるため、
大流量管３の上端３ａ及び小流量管４の先端４ａの双方
から注入水６は渦巻ダイオード７の内部に向かう。
【０００４】図４に最も良く示すように、渦巻ダイオー
ド７の２つの流入口７ａ及び７ｂは互いに対峙している
ために、大小流量管からの注入水の流れは衝突しなが
ら、入口８ａを経て連通管８へ入って行く。
ド７の２つの流入口７ａ及び７ｂは互いに対峙している
ために、大小流量管からの注入水の流れは衝突しなが
ら、入口８ａを経て連通管８へ入って行く。
【０００５】注入後期になって、注入水６の水面が大流
量管３の上端３ａよりも低い水位５ｂになると、渦巻き
ダイオード７への流れは小流量管４のみからとなる。そ
のため、流れは、図５に示すように渦巻ダイオード７内
で旋回して遠心力が生じ、その作用により連通管８を流
れる流量が絞られることになる。これによって、注水開
始の初期に大流量、後期に小流量で原子炉へ注入水６を
供給している（特開昭６３ー１９５９７号公報）。
量管３の上端３ａよりも低い水位５ｂになると、渦巻き
ダイオード７への流れは小流量管４のみからとなる。そ
のため、流れは、図５に示すように渦巻ダイオード７内
で旋回して遠心力が生じ、その作用により連通管８を流
れる流量が絞られることになる。これによって、注水開
始の初期に大流量、後期に小流量で原子炉へ注入水６を
供給している（特開昭６３ー１９５９７号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した緊急注水装置
において、蓄圧注水タンク内の注入水６の量が徐々に減
少し、水面が、大流量管３の上端３ａ近傍の水位５ｃの
ようなレベルまで接近すると、図６に示すように、同上
端３ａ近傍の注入水が開口端に吸い寄せられて近寄り流
速が増してくる。そして、この流速増加に伴って大きな
射流（開口端への水面の滝状の落ち込み）６ａが発生
し、大流量管上端３ａと水位５ｃのレベル差即ち落ち込
み量Ｄ1 が相当に大きくなる。従って、注入水６の水位
が上端３ａ以下になるまで、即ち原子炉へ供給する注入
水の大流量から小流量への切り替え時に、上端３ａ近傍
の比較的に大量のガスが、図６に符号９ａで示すよう
に、数十秒間という長さにわたって大流量管３内に巻き
込まれ、注入水と共に原子炉内へ送り込まれるため、炉
心の冷却が特に要求される緊急時に、その冷却性を阻害
する可能性があった。
において、蓄圧注水タンク内の注入水６の量が徐々に減
少し、水面が、大流量管３の上端３ａ近傍の水位５ｃの
ようなレベルまで接近すると、図６に示すように、同上
端３ａ近傍の注入水が開口端に吸い寄せられて近寄り流
速が増してくる。そして、この流速増加に伴って大きな
射流（開口端への水面の滝状の落ち込み）６ａが発生
し、大流量管上端３ａと水位５ｃのレベル差即ち落ち込
み量Ｄ1 が相当に大きくなる。従って、注入水６の水位
が上端３ａ以下になるまで、即ち原子炉へ供給する注入
水の大流量から小流量への切り替え時に、上端３ａ近傍
の比較的に大量のガスが、図６に符号９ａで示すよう
に、数十秒間という長さにわたって大流量管３内に巻き
込まれ、注入水と共に原子炉内へ送り込まれるため、炉
心の冷却が特に要求される緊急時に、その冷却性を阻害
する可能性があった。
【０００７】従って、本発明の目的は、射流の発生を低
減すると共に大流量から小流量への切り替えを比較的に
短時間に行って、注入水がガスを巻き込んで流出するの
を防止しうる蓄圧注水タンクを提供することである。
減すると共に大流量から小流量への切り替えを比較的に
短時間に行って、注入水がガスを巻き込んで流出するの
を防止しうる蓄圧注水タンクを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明によると、逆止弁を有する連通管を介して原
子炉一次冷却系に連通する蓄圧注水タンクは、 該蓄圧注
水タンク内にある前記連通管の入口に流体連通関係で設
けられた渦巻ダイオードと、該入口に関してそれぞれ異
なる方向に且つそれぞれ異なる高さまで延びるように該
渦巻ダイオードに流体連通関係で設けられた流入管とを
備えている。そして、該流入管のうち、高い方の位置に
あるもの即ち大流量管の開口端には、同開口端に向かっ
て流れる流体の射流減少部を有するキャップが配置され
ている。
め、本発明によると、逆止弁を有する連通管を介して原
子炉一次冷却系に連通する蓄圧注水タンクは、 該蓄圧注
水タンク内にある前記連通管の入口に流体連通関係で設
けられた渦巻ダイオードと、該入口に関してそれぞれ異
なる方向に且つそれぞれ異なる高さまで延びるように該
渦巻ダイオードに流体連通関係で設けられた流入管とを
備えている。そして、該流入管のうち、高い方の位置に
あるもの即ち大流量管の開口端には、同開口端に向かっ
て流れる流体の射流減少部を有するキャップが配置され
ている。
【０００９】
【作用】大流量管の開口端にはキャップが配置されてい
るため、蓄圧注水タンク内の水位低下時、先ずキャップ
がガスに露出する。キャップは、射流減少部即ちその頂
部の周囲から垂下するスカート部を有するため、水がこ
のスカート部の下縁を越えて大流量管の開口端に向かう
際に発生する射流は小さく、従って、落ち込み量Ｄ
2（図２参照)も小さく、水面の滝状落ち込みはほとんど
なくなり、ガス巻き込みを抑制する。
るため、蓄圧注水タンク内の水位低下時、先ずキャップ
がガスに露出する。キャップは、射流減少部即ちその頂
部の周囲から垂下するスカート部を有するため、水がこ
のスカート部の下縁を越えて大流量管の開口端に向かう
際に発生する射流は小さく、従って、落ち込み量Ｄ
2（図２参照)も小さく、水面の滝状落ち込みはほとんど
なくなり、ガス巻き込みを抑制する。
【００１０】水位がキャップのスカート部の下縁まで低
下すると、開口端に向かう流体は実質的に瞬時に無くな
り、原子炉への注入水の供給は大流量から小流量へ瞬時
に切り替わる。これもガス巻き込み防止に寄与する。
下すると、開口端に向かう流体は実質的に瞬時に無くな
り、原子炉への注入水の供給は大流量から小流量へ瞬時
に切り替わる。これもガス巻き込み防止に寄与する。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の好適な実施例について添付図
面を参照して詳細に説明するが、図中、同一符号は同一
又は対応部分を示すものとする。
面を参照して詳細に説明するが、図中、同一符号は同一
又は対応部分を示すものとする。
【００１２】図１に、本発明による原子炉緊急注水装置
の蓄圧注水タンク１３が示されている。この蓄圧注水タ
ンク１３は、事故発生直後に緊急且つ大量の非常用冷却
水を一次冷却系ループの低温側配管（図示せず）に注入
し原子炉容器に蓄積せしめるもので、内部に非常用冷却
水として注入水６を保有し、液面上部には加圧された窒
素ガス９が封入されている。また、逆止弁１２を有する
注入水放出配管（連通管）８の一端は液相部に連通し、
他端は前記低温側配管に連通している。
の蓄圧注水タンク１３が示されている。この蓄圧注水タ
ンク１３は、事故発生直後に緊急且つ大量の非常用冷却
水を一次冷却系ループの低温側配管（図示せず）に注入
し原子炉容器に蓄積せしめるもので、内部に非常用冷却
水として注入水６を保有し、液面上部には加圧された窒
素ガス９が封入されている。また、逆止弁１２を有する
注入水放出配管（連通管）８の一端は液相部に連通し、
他端は前記低温側配管に連通している。
【００１３】注入水放出配管８の一端は、蓄圧注水タン
ク１３の底部からその内部に延入して、ほぼ円筒形のハ
ウジングである渦巻ダイオード７の中央に開口し、注入
水放出配管８の入口８ａとなっている。この渦巻ダイオ
ード７には、該渦巻ダイオード７の内部と２つの流入口
７ａ、７ｂを介してそれぞれ流体連通状態に、渦巻ダイ
オードの円筒形周面に接線方向に対向して接続された小
流量管(流入管)４、大流量管（流入管）３が設けられて
おり、該小流量管４の一端（開口端）４ａは開放してい
る。大流量管３は途中で直角に曲がつて上方に延び、そ
の逆截頭円錐形の上端（開口端）３ａは開放している。
ク１３の底部からその内部に延入して、ほぼ円筒形のハ
ウジングである渦巻ダイオード７の中央に開口し、注入
水放出配管８の入口８ａとなっている。この渦巻ダイオ
ード７には、該渦巻ダイオード７の内部と２つの流入口
７ａ、７ｂを介してそれぞれ流体連通状態に、渦巻ダイ
オードの円筒形周面に接線方向に対向して接続された小
流量管(流入管)４、大流量管（流入管）３が設けられて
おり、該小流量管４の一端（開口端）４ａは開放してい
る。大流量管３は途中で直角に曲がつて上方に延び、そ
の逆截頭円錐形の上端（開口端）３ａは開放している。
【００１４】小流量管４の一端４ａと大流量管３の上端
３ａとは所定の高さ離れていることが必要であるが、小
流量管４が渦巻ダイオード７に接線方向に接続されてい
たり、大流量管３が小流量管４に対してほぼ直角に延長
することは必ずしも必要ではない。また、大流量管の上
端３ａは、必ずしも朝顔形に真上に開いている必要はな
い。
３ａとは所定の高さ離れていることが必要であるが、小
流量管４が渦巻ダイオード７に接線方向に接続されてい
たり、大流量管３が小流量管４に対してほぼ直角に延長
することは必ずしも必要ではない。また、大流量管の上
端３ａは、必ずしも朝顔形に真上に開いている必要はな
い。
【００１５】また、図２に示すように、大流量管３の開
口端３ａには、外周部にスカート部１ａ（射流減少部）
を有する円筒形キャップ１が複数の支持棒２により溶接
のような適宜の手段でしっかり取り付けられている。こ
のキャップ１は開口端３ａの入口径よりも大きい外径を
有する。実施例では、キャップ１のスカート部１ａの下
縁は開口端３ａよりも下方まで延びているが、必ずしも
その必要はなく、開口端３ａとほぼ同じ高さの位置まで
延びていればよい。
口端３ａには、外周部にスカート部１ａ（射流減少部）
を有する円筒形キャップ１が複数の支持棒２により溶接
のような適宜の手段でしっかり取り付けられている。こ
のキャップ１は開口端３ａの入口径よりも大きい外径を
有する。実施例では、キャップ１のスカート部１ａの下
縁は開口端３ａよりも下方まで延びているが、必ずしも
その必要はなく、開口端３ａとほぼ同じ高さの位置まで
延びていればよい。
【００１６】次に、例えば一次冷却材配管が破断し、一
次冷却材の喪失事故が発生した場合の挙動を説明する。
冷却材喪失事故により一次冷却系圧力が低下して行く
と、従来同様に逆止弁１２が作動して自動的に注入が開
始される。このような注入開始初期の段階においては、
蓄圧注水タンク１３内の注入水６の水位５ａは図１に示
すように大流量管３の上端３ａよりも上方にある。この
状態の時は、注入水６は小流量管４の一端４ａと大流量
管３の上端３ａとを介して渦巻ダイオード７の内部に向
かうが、渦巻ダイオード７の２つの流入口７ａ及び７ｂ
が互いに対峙しているために、２つの注入水の流れは衝
突しながら入口８ａを経て連通管８へ入って行く。
次冷却材の喪失事故が発生した場合の挙動を説明する。
冷却材喪失事故により一次冷却系圧力が低下して行く
と、従来同様に逆止弁１２が作動して自動的に注入が開
始される。このような注入開始初期の段階においては、
蓄圧注水タンク１３内の注入水６の水位５ａは図１に示
すように大流量管３の上端３ａよりも上方にある。この
状態の時は、注入水６は小流量管４の一端４ａと大流量
管３の上端３ａとを介して渦巻ダイオード７の内部に向
かうが、渦巻ダイオード７の２つの流入口７ａ及び７ｂ
が互いに対峙しているために、２つの注入水の流れは衝
突しながら入口８ａを経て連通管８へ入って行く。
【００１７】そのため注入水６の水面が低下すると、先
ず、キャップ１の頂部が窒素ガス９に露出し、図２に示
すような水位５ｄに達する。しかし、スカート部１ａが
存在するため、同スカート部１ａの下縁における注入水
の近寄り流速Ｖ1 は大流量管３の上端３ａにおける近寄
り流速Ｖ2 よりも小さいので、射流発生水面は、図６に
鎖線で示すように、スカート部１ａの下縁に近いところ
まで大幅に低下し、水面の滝状落ち込み量Ｄ2 は無視で
きるほどに小さくなる。
ず、キャップ１の頂部が窒素ガス９に露出し、図２に示
すような水位５ｄに達する。しかし、スカート部１ａが
存在するため、同スカート部１ａの下縁における注入水
の近寄り流速Ｖ1 は大流量管３の上端３ａにおける近寄
り流速Ｖ2 よりも小さいので、射流発生水面は、図６に
鎖線で示すように、スカート部１ａの下縁に近いところ
まで大幅に低下し、水面の滝状落ち込み量Ｄ2 は無視で
きるほどに小さくなる。
【００１８】そして、注入水の水位がスカート部１ａの
下縁まで低下すると、この下縁は大流量管３の上端３ａ
の位置とほぼ同じかそれよりも低い位置にあるため、大
流量管３への注入水の供給は瞬時に断たれ、従来と同様
に小流量管４のみからの注入水供給に切り替わる。
下縁まで低下すると、この下縁は大流量管３の上端３ａ
の位置とほぼ同じかそれよりも低い位置にあるため、大
流量管３への注入水の供給は瞬時に断たれ、従来と同様
に小流量管４のみからの注入水供給に切り替わる。
【００１９】尚、蓄圧注水タンク１３内への初期の張水
時に、キャップ１内に少量の空気が溜まる。この空気量
は、本発明の緊急注水装置の性能に悪影響を及ぼすほど
ではないが、必要に応じて空気抜き弁（図示せず）を設
けて空気を抜くようにしてもよい。
時に、キャップ１内に少量の空気が溜まる。この空気量
は、本発明の緊急注水装置の性能に悪影響を及ぼすほど
ではないが、必要に応じて空気抜き弁（図示せず）を設
けて空気を抜くようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明による緊急注水装
置を使用すれば、大流量管の上端に射流減少部を有する
キャップが配置されているので、注入水の供給を大流量
から小流量に切り替える際のガス巻き込みを防止ないし
は低減可能であり、そのため、緊急時に炉心を安全に冷
却することができる。
置を使用すれば、大流量管の上端に射流減少部を有する
キャップが配置されているので、注入水の供給を大流量
から小流量に切り替える際のガス巻き込みを防止ないし
は低減可能であり、そのため、緊急時に炉心を安全に冷
却することができる。
【図１】本発明の緊急注水装置における蓄圧注水タンク
の満水時を示す概要図。
の満水時を示す概要図。
【図２】図１の蓄圧注水タンクにおける大流量管の上端
近傍を示す要部拡大断面図。
近傍を示す要部拡大断面図。
【図３】従来の蓄圧注水タンクの概要図。
【図４】図３の蓄圧注水タンクの渦巻ダイオードの水平
断面図。
断面図。
【図５】小流量供給時の図４の渦巻ダイオードにおける
流れを示す説明図。
流れを示す説明図。
【図６】大流量から小流量の供給に切り替わる際の注入
水の挙動を説明する、図３の大流量管上端近傍の拡大断
面図。
水の挙動を説明する、図３の大流量管上端近傍の拡大断
面図。
１ キャップ １ａ スカート部（射流減少部） ３ 大流量管（流入管） ３ａ 入口（開口端） ４ 小流量管（流入管） ７ 渦巻ダイオード ８ 注入水放出配管（連通管） ８ａ 入口 １２ 逆止弁 １３ 蓄圧注水タンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 京極 武治 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目８番25号 高菱エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−328494（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−19597（ＪＰ，Ａ) 白石直他、「三菱簡素化ＰＷＲ（ＭＳ −300／600）の高機能蓄圧タンク」，日 本機械学会通常総会講演会講演論文集, 第68巻，Ｐｔ．Ｂ，ｐ．436−438 （1991) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21C 15/18 GDP G21D 1/00
Claims (1)
- 【請求項１】 逆止弁を有する連通管を介して原子炉一
次冷却系に連通する蓄圧注水タンクであって、 該蓄圧注
水タンク内にある前記連通管の入口に流体連通関係で設
けられた渦巻ダイオードと、該入口に関してそれぞれ異
なる方向に且つそれぞれ異なる高さまで延びるように該
渦巻ダイオードに流体連通関係で設けられた流入管とを
備え、該流入管のうち、高い方の位置にあるものの開口
端に、同開口端に向かって流れる流体の射流減少部を有
するキャップが配置されている、原子炉緊急注水装置の
蓄圧注水タンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4057961A JP2915682B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 原子炉緊急注水装置の蓄圧注水タンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4057961A JP2915682B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 原子炉緊急注水装置の蓄圧注水タンク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256982A JPH05256982A (ja) | 1993-10-08 |
| JP2915682B2 true JP2915682B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=13070612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4057961A Expired - Lifetime JP2915682B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 原子炉緊急注水装置の蓄圧注水タンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2915682B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5519743A (en) * | 1994-09-02 | 1996-05-21 | Westinghouse Electric Corporation | Primary coolant system of a nuclear power plant for providing coolant to a primary loop |
| KR100556288B1 (ko) * | 2003-07-16 | 2006-03-03 | 한국원자력연구소 | 피동형 유량조절기구용 기체 누출 방지장치를 구비한차세대 안전주입탱크 |
| DE102005013791B3 (de) * | 2005-03-24 | 2006-06-08 | Zweckverband Landeswasserversorgung | Vorrichtung zur Druckstosssicherung in einem Rohrleitungssystem |
| US7757715B2 (en) | 2006-11-28 | 2010-07-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Accumulator and method of manufacturing flow damper |
| US7881421B2 (en) | 2006-11-28 | 2011-02-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Accumulator |
| KR100957053B1 (ko) * | 2008-03-20 | 2010-05-13 | 한국원자력연구원 | 와류방지장치를 구비한 안전주입탱크 |
| KR100945019B1 (ko) * | 2008-05-08 | 2010-03-05 | 한국원자력연구원 | 중력구동 유량제어기를 구비한 안전주입탱크 |
| KR101020785B1 (ko) * | 2009-07-21 | 2011-03-09 | 한국수력원자력 주식회사 | 원자로용 비상노심냉각수 안전주입탱크 |
| JP5631288B2 (ja) * | 2011-10-04 | 2014-11-26 | 三菱重工業株式会社 | 発泡防止装置 |
| JP6614991B2 (ja) * | 2016-02-09 | 2019-12-04 | 三菱重工業株式会社 | フローダンパおよび蓄圧注水装置ならびに原子力設備 |
| JP6650776B2 (ja) * | 2016-02-09 | 2020-02-19 | 三菱重工業株式会社 | フローダンパおよび蓄圧注水装置ならびに原子力設備 |
-
1992
- 1992-03-16 JP JP4057961A patent/JP2915682B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 白石直他、「三菱簡素化ＰＷＲ（ＭＳ−３００／６００）の高機能蓄圧タンク」，日本機械学会通常総会講演会講演論文集，第６８巻，Ｐｔ．Ｂ，ｐ．４３６−４３８（１９９１） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05256982A (ja) | 1993-10-08 |
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