JP3646145B2 - ポンプの吸入口用の濾過器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、原子力発電所における緊急冷却系の冷却水ポンプのような、ポンプの吸入口を保護するための吸入ふるい、即ち吸入濾過器に関し、同吸入ふるいは、中央吸入チャンバを有するほぼ円筒状のふるい本体を備え、同ふるい本体はポンプの吸入ラインに連結される。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電プラントの緊急冷却系は、緊急の際、原子炉を急激に水冷することが保証されなければならない。緊急時、発電プラントの貯水タンクの水が使用され、この水が緊急冷却回路を介して原子炉に循環される。緊急冷却系のポンプの完全な動作を保証するために、緊急冷却ラインの吸入口には、緊急用貯水タンクに存在し得る異物及び物質を濾去する吸入ふるいが備えられ、同吸入ふるいは、そのような異物及び物質が吸入ライン及びポンプに流入することを回避する。例えば、損傷した管路の絶縁材から遊離され、水中に浮遊する鉱物繊維のようなこれらの物質は、緊急冷却系の稼動時に、吸入ふるいの表面にて回収される。吸入ふるい表面がそのような物質にて覆われた際においても緊急冷却回路のポンプの完全な動作を保証するために、ふるいは、同ふるいを通過する水の流速を低減するためにできるだけ広いふるい表面を備えるべきである。加えて、吸入ふるいは、同ふるいの容量に比例する高い水圧が吸入ラインの連結領域にて生ずる許容応力を越えないことを保証するために、限られた容量を有するべきである。これらの目的を達成するために試みられた吸入ふるいの一例が、「ニュクリアー・エンジニアリング・インターナショナル（Nuclear Engineering International）、２４頁、１９９６年２月」に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の型式の改良された、小型の吸入ふるいを提供することにあり、従来のふるいと比較して、有効吸入ふるい面とふるい本体の容量との間の比率を向上させ、更に、各種吸入ふるいのデザインに関わらずふるい本体の寸法との容易な適合を可能にするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明に従って、軸方向に積載され、かつ互いに連結された複数の環状カセットユニットあるいはモジュールの形状にふるい本体を構成することにより達成される。各カセットユニットは、周方向において相互にオフセットされ、ほぼ径方向に延び、かつふるい本体の外縁部に向かって開口する複数のふるいポケットを備える。水排出ギャップ、即ちチャネルは、各ふるいポケットの全ての面を囲み、かつ中央吸入チャンバに連通する。
【０００５】
一定のふるい本体の容量における有効吸入ふるい面は、同じ大きさの公知のふるいよりもはるかに大きい。ふるい表面を通過して流れる冷却水の流速はこれに対応して小さくなり、その結果、吸入ふるいの表面を覆う物質は比較的小さな流体抵抗を示し、吸入ふるいが生ずる圧力降下は無視できるほどである。これは、ふるいポケットのあらゆる方向から水が流れることを許容する、モジュールの、径方向に向かうユニットとして同ふるいポケットを構成することにより達成される。ふるいポケットの壁面は、水が流れ得る、有効的な広い表面積を有する。吸入ふるい表面を覆う濾去された物質、並びに吸入ふるい表面自身を流れる水は、ふるい表面を囲む排出ギャップを介して中央吸入チャンバから滞ることなく排出される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
更なる特徴及び本発明の詳細は、図面にて示された本発明の一実施形態を参照して、以下に記載される。
【０００７】
図１〜３に示される吸入ふるいは、貫通孔２を有する外周壁３により囲まれる円筒状のふるい本体１を備える。ふるい本体の一端はフランジ４により形成され、他端は末端プレート、即ち平面板５により形成されている。ふるい本体１は末端プレート５によって閉鎖される中央吸入チャンバ６を囲み、フランジ４により、例えば原子力発電プラントの緊急冷却回路の冷却水ポンプのようなポンプ（図示しない）の吸入ライン７に連結される。ふるい本体１は、環状の、軸方向に積載され、モジュールの、円盤状の複数のカセットユニット８から形成される。カセットユニットは互いに締め付けられ、例えば、図に示すボルト１０のような締付部材によりフランジ４と末端壁５との間に狭持される。
【０００８】
各カセットユニット８は、孔を有する金属シートである２つの軸方向末端壁部１１及び１２を有し、同壁部１１及び１２は、軸方向に離間し、環状ディスク形状を有する。円周上に離間され、かつオフセットされた複数の壁領域１３は、壁部１１及び１２の間に配置される。壁領域１３はＵ字型であり、孔を有する金属シートより形成される。孔を有する壁領域と壁部１１及び１２により複数のふるいポケット１４が形成され、同ふるいポケット１４は、ほぼ径方向に延び、かつふるい本体１の外縁部に向かって開口する。隣接するふるいポケット１４は、距離「Ａ」にて互いに離間されている。隣接する壁領域１３は、壁部１１及び１２と、同壁領域を覆う外周壁３の一部と共に軸方向に延びる排出ギャップ１５を形成する。排出ギャップは、中央吸入チャンバ６に向かうほぼ径方向内向きに開口している。
【０００９】
各壁部１１及び１２は、環状表面全体にわたり孔が設けられるか、あるいは図に示すように、ふるいポケット１４の領域のみに貫通孔１６が設けられている。後者の場合、壁領域１３間に形成される排出ギャップ１５は、壁部１１及び１２の貫通孔を持たない部分によって軸方向に制限される。各カセットユニット８は、隣接するカセットユニット８あるいはフランジ４及び末端壁５から軸方向の距離Ｂをおいて離間される。隣接する壁部１１及び１２と、同壁部間にある外周壁３の部分とによって、中央吸入チャンバ６に開口するリング状の外周排出ギャップ１７を形成する。図２、３及び４は、外周壁３の貫通孔２がふるいポケット１４の領域内に配置されていることを明瞭に示している。貫通孔は、水が同貫通孔を介して自由に流れることを保証するために、各ふるいポケット１４の横断面の少なくとも大部分にわたって貫通するように形成されている。
【００１０】
外周壁３は、孔を有する金属シートによって、例えば図１に示すカセットユニット８全ての、軸方向の長さにわたって延びる一体的な管状ケースの形状に製造され得る。管状ケースの端部は、フランジ４及び末端壁５に締め付けられ、かつ密着される。図２及び５によると、外周壁３はまた、ボルト１０にて互いに固定された個々の管部３ａからも形成され得る。そのような管部の各々は一つのカセット部材８を囲み、同カセット部材の壁部１１及び１２に連結される。図２は、フランジ４及び末端壁５が貫通孔を持たないカバーとして形成され、かつ隣接する壁部１１及び１２とともにそれぞれ円周状の排出ギャップ１７を形成している状態を示す。
【００１１】
円周状の排出ギャップ１７は、隣接するカセットユニット８の相対向する壁部１１及び１２の間に配置されるスペーサー２１及び２２とともに形成される。スペーサーは、壁部１１あるいは１２の一方から、隣接し、かつ相対向する壁部１２あるいは１１の他方に向かって突出している。スペーサー２１，２２は、壁部に適切に固定された支持部材により形成され得る。これに代えて、図５に示すように、対応する壁部１１あるいは１２の一方を貫通して延びる壁領域１３により形成される突部により形成され得る。この場合、突部は孔（図示しない）を貫通し、対応する側壁部１１あるいは１２中へ延びる。
【００１２】
上述のように、本発明の吸入ふるいは、各々が部分的なふるい容量を形成する、外側に向かって開口するふるいポケット１４を介して水が流れるという事実に基づき、ふるいの容量と有効ふるい面との間の特に好ましい比率を提供する。外周壁３の貫通孔２に流入した水は、部分的なふるい容量から、全ての方向に流路を提供するふるいポケット１４の孔を有する壁を貫通して流れ、排出ギャップ１５及び１７を介して中央吸入チャンバ６へと排出される。ふるい本体の全容量を、水が吸入により個々に除去され得る部分的な容量に分割することにより、吸引ふるい容量の最適な利用がなされ、即ち、ふるい表面を流れる水の流速が激減される。
【００１３】
本発明の吸入ふるいは、水の流れを逆方向にすることにより、即ち、ふるいを逆流洗浄することにより、ふるい表面に回収された濾去された物質を間欠的かつ迅速に除去及び排出するための、ふるいの特に効果的な逆流洗浄を可能にする。ふるい表面を覆う濾去された物質の効果的な除去を確実にするための、逆流洗浄の際の流速は比較的速い。このことは、ふるいの通常使用時においては圧力降下が最小であることが好ましいという事実とは相反することになるが、逆流洗浄されるべきふるい表面が、径方向の吸引ポケット１４にほぼ制限され、かつ外側の吸引ふるい面が対応するふるいポケット１４に形成された外周壁３の孔２を除いては、水を通さないカバーとして機能していることから、本発明に従って達成される。即ち、逆流洗浄の流速は、逆流洗浄全体の流れが各ふるいポケット１４に関連した孔２を介してのみふるい本体１から発生するので、非常に増大する。その結果、放射状のふるいポケット１４に回収された物質は、比較的速い速度にて孔２を介して放出される。それらは吸入ふるいから除去された後、貯水タンクの底部に沈殿する。
【００１４】
モジュールのカセットユニット８は、図２に示すような同一の幅であっても、あるいは異なる幅であってもよい。所定のふるいに対して必要とされる複数のカセットユニット８は、小型のふるい１を形成するために、締付ボルト１０、あるいはその他適切な狭持部材により、連結狭持される。
【００１５】
従って、本発明は以下に示すように要約される。
本発明の吸入ふるいは、軸方向に離間され、かつ互いに固定されている複数の環状カセットユニットあるいはモジュールより構成される円筒状のふるい本体を有する。カセットユニットは中央吸入チャンバを囲み、同吸入チャンバを覆う末端板、即ち末端壁と、冷却水ポンプの吸入ラインと連結され得るフランジとの間に狭持される。各カセットユニットは、環状の孔を有する２つの壁部と、同壁部間に配置され、円周上に離間した、孔を有する複数の壁領域から形成される。これらの孔を有する壁領域及び壁部は、ほぼ放射状に広がるふるい本体の外縁部に向かって開口するふるいポケットを形成する。水は、ふるいポケットを介して全ての方向に流れ得る。ほぼ放射状に広がる排出ギャップは、ふるいポケット間及びカセットユニット間に形成され、ふるいの吸入チャンバに達する。ふるいポケットから流出する水は、排出ギャップを介して吸入チャンバに排出される。その結果、ふるい本体の容量と有効ふるい面との間の特に好ましい比率が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って形成された吸入ふるいの斜視図である。
【図２】図１に示す吸入ふるいの縦断面図である。
【図３】図２の線III−IIIに沿った吸入ふるいの断面図である。
【図４】図３の線IV内の拡大詳細図である。
【図５】図３の一部拡大詳細図である。

Claims (7)

1. ポンプ、特に原子力発電所における緊急冷却系の冷却水ポンプの吸入ライン（７）の吸入口を保護するための吸入ふるいであって、
   前記吸入ふるいは、前記吸入ライン（７）に連結される中央吸入チャンバ（６）を有するほぼ円筒状のふるい本体（１）を備え、前記ふるい本体（１）は、軸方向に積載され、かつ互いに連結される複数の環状モジュールのカセットユニット（８）により特徴づけられ、前記各カセットユニットは、円周上に離間され、ほぼ径方向に延び、かつ前記ふるい本体（１）の外縁部に向かって開口する複数のふるいポケット（１４）を含み、前記各ふるいポケット（１４）は、中央吸入チャンバ（６）と連通する排出ギャップ（１５，１７）によりすべての側部が囲まれている吸入ふるい。
2. 請求項１に記載の吸入ふるいであって、
   前記カセットユニット（８）は互いに距離（Ｂ）をおいて軸方向に離間され、前記カセットユニットの各々は、軸方向に離間するとともに環状をなし、かつ孔を有する第一及び第二の側壁部（１１，１２）と、互いに距離（Ａ）をおいて配置されるとともに、孔を有するＵ字型の複数の壁領域（１３）とを含み、前記各壁領域は対応する前記側壁部（１１，１２）とともにふるいポケット（１４）の一つを形成し、前記排出ギャップ（１５、１７）は、対応する壁領域（１３）の間に、あるいは対応する側壁部（１１，１２）との間にギャップ（Ａ，Ｂ）によって形成される吸入ふるい。
3. 請求項２に記載の吸入ふるいであって、
   前記カセットユニット（８）を囲み、かつ前記壁領域（１３）の各々に連通する少なくとも一つの貫通孔（２）を有する外周壁（３）を含み、それにより水が貫通孔を介して対応する放射状のふるいポケット（１４）に向かって流入する吸入ふるい。
4. 請求項１に記載の吸入ふるいであって、
   前記カセットユニット（８）は、吸入ライン（７）に連結されるフランジ（４）と、前記中央吸入チャンバ（６）を閉鎖する末端板（５）との間に配置され、同カセットユニットは、前記末端板（５）とフランジ（４）との間に配置される複数の挟持部材（１０）によって互いに固定される吸入ふるい。
5. 請求項４に記載の吸入ふるいであって、
   前記末端板（５）及び前記フランジ（４）は貫通孔を持たないカバーを含む吸入ふるい。
6. 請求項１に記載の吸入ふるいであって、
   前記カセットユニット（８）間に形成された排出ギャップ（１７）は、前記側壁部（１１，１２）の間に配置されるスペーサー（１８）によって形成される吸入ふるい。
7. 請求項６に記載の吸入ふるいであって、
   前記スペーサー（１８）は、前記側壁部（１１，１２）から部分的に突出する壁領域（１３）の特定部分により形成され、かつ、前記側壁部（１１，１２）は前記特定部分を収容するための貫通孔を有し、それにより前記特定部分は前記貫通孔を貫通して延びる吸入ふるい。

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