JP4202947B2 - Steam dryer for boiling water reactor - Google Patents
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Description
本発明は、沸騰水型原子炉に用いられる蒸気乾燥器に関し、特に、気水分離器からの戻り水の流れによる振動が生じにくい蒸気乾燥器に関する。 The present invention relates to a steam dryer used in a boiling water reactor, and more particularly to a steam dryer that is less prone to vibration due to the flow of return water from a steam separator.
沸騰水型原子炉において用いられる通常の蒸気乾燥器の外観を図10に示す。蒸気乾燥器は上部のドライヤバンク10とこれを支える上部リング4と、炉心からの蒸気流れと蒸気乾燥器を出た蒸気流れを隔てるためのスカート1と、これを支える下部リング3とから構成されている。また、スカート1の外面にはドライヤバンクからのドレン水を排出するためにドレンチャンネル2が設けられている。蒸気乾燥器は原子炉圧力容器内で、気水分離器の上方および周囲を囲むように配置されている。
FIG. 10 shows the appearance of a normal steam dryer used in a boiling water reactor. The steam dryer is composed of an
蒸気乾燥器のスカート1内での流体の流れの様子を図11に示す。炉心で沸騰の後に液体と気体の混合物となった水を気水分離器8で蒸気流れ7と戻り水流れ6に分離した後に、さらに液滴を含む蒸気から湿分を分離するために、分離後の蒸気流れ7をドライヤバンク10へ導いている。ドライヤバンク10では、多孔板や液滴衝突波板などによって湿分を分離し、これをドレン水として蒸気乾燥器から炉水へ排出している。具体的には、蒸気乾燥器のスカート1の内側にあるドレンパイプ5からスカート1の内側または外側にあるドレンチャンネル2にドレン水を導き、このドレンチャンネル2を通してスカート1の外部に排出される。
FIG. 11 shows a state of fluid flow in the
図12に、ドレンチャンネル2の近傍の拡大図を示す。ドレンチャンネル2は円筒型のスカート1に対して、スカート1の厚みよりも比較的薄い金属板からなり、その両側端を曲率をもって90度方向に曲げ、その両側端をスカート1の外面に、また上端5をスカート1の上部に位置する上部リング4に溶接することによって構成されている。
FIG. 12 shows an enlarged view of the vicinity of the
沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器のドレンチャンネル2は、蒸気乾燥器のスカート1の内側と外側の圧力変動によって振動し、溶接箇所近傍においては振動応力が発生する。従来の蒸気乾燥器においては、この振動応力によってドレンチャンネル2の溶接部近傍に疲労亀裂が生じる例が報告されている。(例えば、通商産業省原子力発電管理室平成元年9月18日付け報道発表:「東京電力(株)福島第一原子力発電所1号機の定期検査中に発見されたトラブルについて」、同平成5年11月22日付け報道発表:「東京電力(株)福島第二原子力発電所1号機の定期検査中に発見されたトラブルの原因と対策について」。)
図11に示すように、気水分離器8からの戻り水の流れ6は、スカート1の下端とこれより下に位置する下部リング3に衝突してスカート1の外へ流れ出る。これが、スカート1内外の圧力差を変動させる原因となっている。
The
As shown in FIG. 11, the return water flow 6 from the
一方で、図13(a)に示したスカート1の断面からわかるように、スカート1の外周にはドレンチャンネル2が溶接されているため、スカート1がスカート1内外の圧力差の変動を受けると図13(b)や図13(c)のようにスカート1がオーバル振動を起こし、これに誘起される形で、ドレンチャンネル2も振動する。このような振動は図14に示したようなドレンチャンネル2とスカート1との溶接部で応力集中による最大の応力振幅となる。
On the other hand, as can be seen from the cross section of the
このため、溶接金属15とドレンチャンネル2およびスカート1との接続部は、図14(a)〜(c)のように滑らかになるように溶接し、応力集中を低減する必要がある。しかしながら、図12からわかるようにドレンチャンネル2の下端と下部リング3の上端の空間は狭い。そのためドレンチャンネル2の下端をスカート1に溶接する際に、このような滑らかな形状に溶接することは熟練を要する。例えば図15(a)のようにスカート1と溶接金属15の間で滑らかにならなかったり、図15(b)のようにドレンチャンネル2と溶接金属15の間で滑らかにならなかったりする可能性がある。このような形状は応力集中の増加につながるため疲労蓄積を助長する要因となる。
For this reason, it is necessary to weld the connecting portion between the
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、振動の低減および溶接部での応力集中の低減を実現する沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a boiling water reactor steam dryer that realizes reduction of vibration and reduction of stress concentration at a weld.
本発明は上記目的に沿うものであって、請求項1に記載の発明は、原子炉圧力容器内の気水分離器を覆うように配置される沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器であって、前記気水分離器の上方に配置されて蒸気中の水分を分離するドライヤバンクと、前記ドライヤバンクに接続され下方が開放された筒状のスカートと、前記ドライヤバンクで分離された水分を前記スカートの外部に導くドレン手段と、前記スカートの下端に接続された下部リングと、を有し、前記下部リングの下端部は前記気水分離器で分離された前記水分の出口よりも下方に位置し、前記下部リングの内面の径が下端に向かって大きくなるように構成されていること、を特徴とする。
The present invention is directed to the above object, and the invention according to
また、請求項2に記載の発明は、原子炉圧力容器内の気水分離器を覆うように配置される沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器であって、前記気水分離器の上方に配置されて蒸気中の水分を分離するドライヤバンクと、前記ドライヤバンクに接続され下方が開放された筒状のスカートと、前記ドライヤバンクで分離された水分を前記スカートの外部に導くドレン手段と、を有し、前記スカートは、そのオーバル振動の節となる位置に該スカートを貫通する排水孔を有すること、を特徴とする。
The invention according to
また、請求項3に記載の発明は、原子炉圧力容器内の気水分離器を覆うように配置される沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器であって、前記気水分離器の上方に配置されて蒸気中の水分を分離するドライヤバンクと、前記ドライヤバンクに接続され下方が開放された筒状のスカートと、前記ドライヤバンクで分離された水分を前記スカートの外部に導くドレン手段と、前記スカートの下端に接続された下部リングと、を有し、前記下部リングは、前記スカートのオーバル振動の節となる位置に該下部リングの内側と外側とをつなぐ溝が形成されていること、を特徴とする。
The invention described in
また、請求項4に記載の発明は、原子炉圧力容器内の気水分離器を覆うように配置される沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器であって、前記気水分離器の上方に配置されて蒸気中の水分を分離するドライヤバンクと、前記ドライヤバンクに接続され下方が開放された筒状のスカートと、前記ドライヤバンクで分離された水分を前記スカートの外部に導くドレン手段と、前記スカートの外面の該スカートのオーバル振動の節となる位置に配置され、前記ドレン手段によって前記スカートの外部に導かれた水分を下方へ導くドレンチャンネルとを有すること、を特徴とする。
The invention described in
また、請求項5に記載の発明は、原子炉圧力容器内の気水分離器を覆うように配置される沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器であって、前記気水分離器の上方に配置されて蒸気中の水分を分離するドライヤバンクと、前記ドライヤバンクに接続され下方が開放された筒状のスカートと、前記スカートの上端に接続された上部リングと、前記スカートの下端に接続された下部リングと、前記ドライヤバンクで分離された水分を前記スカートの外部に導くドレン手段と、前記スカートの外面の該スカートのオーバル振動の節となる位置に配置され、前記ドレン手段によって前記スカートの外部に導かれた水分を下方へ導くドレンチャンネルと、前記ドレンチャンネルは、前記スカートの外面に沿って前記上部リングと下部リングの間に配置される複数のリング連結はりと、前記スカートの外面から間隔をあけてそのスカートの外側に配置され、前記上部リングおよび前記リング連結はりに固定された側板と、を有すること、を特徴とする。
The invention according to
また、請求項6に記載の発明は、原子炉圧力容器内の気水分離器を覆うように配置される沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器であって、前記気水分離器の上方に配置されて蒸気中の水分を分離するドライヤバンクと、前記ドライヤバンクに接続され下方が開放された筒状のスカートと、前記ドライヤバンクで分離された水分を前記スカートの外部に導くドレン手段と、折り曲げ線に沿って折り曲げられた側板を有し、この側板の両側端部が前記スカートの外面に接合され、前記ドレン手段によって前記スカートの外側に導かれた水分を下方へ導くドレンチャンネルと、を有すること、を特徴とする。 The invention according to claim 6 is a boiling water reactor steam dryer disposed so as to cover the steam separator in the reactor pressure vessel, and is disposed above the steam separator. A dryer bank that separates moisture in the steam, a cylindrical skirt that is connected to the dryer bank and that is open at the bottom, drain means that guides the moisture separated by the dryer bank to the outside of the skirt, and bending A side plate that is bent along a line, and both side ends of the side plate are joined to the outer surface of the skirt, and a drain channel that guides moisture guided to the outside of the skirt downward by the drain means. It is characterized by this.
本発明によれば、振動の低減および溶接部での応力集中の低減を実現する蒸気乾燥器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the steam dryer which implement | achieves reduction of a vibration and reduction of the stress concentration in a welding part can be provided.
以下、本発明に係る沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、従来技術と共通もしくは類似の部分、および、相互に共通もしくは類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a steam dryer for a boiling water reactor according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, parts common or similar to those in the prior art and parts common to or similar to each other are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
[第1の実施の形態]
まず、図1と図2を参照して第1の実施の形態を説明する。本実施の形態で、蒸気乾燥器は、原子炉圧力容器内の気水分離器8の外側および上方を覆うように配置される。そして、蒸気乾燥器は、気水分離器8の上方に配置されて蒸気中の水分を分離するドライヤバンク10と、気水分離器の周囲を囲み下方が開放された筒状のスカート1とを有する。
[First Embodiment]
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. In this Embodiment, a steam dryer is arrange | positioned so that the outer side and upper direction of the steam-
さらに、ドライヤバンク10で分離された水分をスカートの外部に導くドレンパイプ(ドレン手段)5と、スカート1の下端から下方に突出してそのスカートに取り付けられた下部リング3が設けられている。下部リング3の下端部は気水分離器8で分離された戻り水の出口よりも下方にある。スカート1の外側には図10〜図14に示した従来技術と同様なドレンチャンネル2が配置されている。
Furthermore, there are provided a drain pipe (drain means) 5 that guides the water separated by the
下部リング3の下端部内側開口は下方に向かって次第に広がるように構成されている。すなわち、下部リング3の下端面の内面から外面に向かって図1(b)のように斜め下向きの切欠き面を形成するか、もしくは図1(c)のように内側から外側に向かって任意の曲率をもった曲面を形成する。すなわち、下部リング3の内面の径が下端に向かって大きくなるように構成されている。
The inner opening at the lower end of the
このような蒸気乾燥器を用いると、図2に示すように気水分離器8からの戻り水流れ6の流路を広く確保できるため、下部リング3との干渉が抑えられてスムーズに流れるため、スカート1への変動荷重が低減される。
When such a steam dryer is used, the flow path of the return water flow 6 from the steam /
[第2の実施の形態]
図3を参照して第2の実施の形態を説明する。本実施の形態は、図3(a)、(b)に示すようなスカート1のオーバル振動の節40となる位置に、図3(c)に示したように貫通する排水孔12を設けるとともに、下部リング3には内側と外側とをつなぐ排水溝13を設けたものである。このような蒸気乾燥器にすると戻り水流れをオーバル振動の節40に集めることができるため、変動荷重もオーバル振動の節40に集中し、結果としてスカート1への変動荷重が低減される。
なお、図3には、排水孔12と排水溝13の両方を設けた例を示しているが、どちらか一方でも効果があることはいうまでもない。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 3 (c), a
In addition, although the example which provided both the
[第3の実施の形態]
図4を参照して第3の実施の形態を説明する。本実施の形態では、オーバル振動の節40となる位置に、上部リング4と下部リング3の間に配置されるリング連結はり14を平行に複数本(例えば2本)設ける。そして、上部リング4と一対のリング連結はり14に平板状の側板30を溶接することにより、ドレンチャンネル2を形成する。側板30の下端は、下部リング3の上方に位置している。
このような蒸気乾燥器を用いると、オーバル振動の節40の位置で、リング連結はり14がスカート1の振動から絶縁されるため、ドレンチャンネル2の振動が低減される。
[Third Embodiment]
A third embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a plurality of (for example, two) ring connection beams 14 arranged in parallel between the
When such a steam dryer is used, the vibration of the
[第4の実施の形態]
図5を参照して第4の実施の形態を説明する。本実施の形態は、金属の平板の例えば中央部を折り曲げ、その両側端部をスカート1に溶接などにより接合し、さらにこの板の上端を上部リング4に溶接してドレンチャンネル2を構成したものである。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, for example, a central portion of a metal flat plate is bent, both end portions thereof are joined to the
このような構成にするとドレンチャンネル2の高さ方向の曲げ剛性が増加するため、ドレンチャンネル2の振動が低減される。また、ドレンチャンネル2の幅を従来のものより小さくできる。
With such a configuration, the bending rigidity in the height direction of the
[第5の実施の形態]
図6と図7を参照して第5の実施の形態を説明する。本実施の形態は、図6に示すように、図12に示した従来技術のドレンチャンネル2の下端を、ドレンチャンネル2の両側端部から内側に向かって斜めに直線的に切り落とした形状にしたものである。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the lower end of the
このような沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器においては、下部リング3の上端とドレンチャンネル2の間の開口が広くなるため、ドレンチャンネル2とスカート1との溶接が容易になる。また、図7に示すようにドレンチャンネル2と溶接金属15との間も角度が大きくなるため、滑らかな形状に溶接することが容易になり、溶接部の応力集中が低減される。
In such a boiling water reactor steam dryer, since the opening between the upper end of the
[第6の実施の形態]
図8を参照して第6の実施の形態を説明する。本実施の形態は第5の実施の形態の変形例であって、ドレンチャンネル2の下端を、ドレンチャンネル2の両側端部から内側に向かって斜めに曲率をもって切り落とした形状にしたものである。
[Sixth Embodiment]
A sixth embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is a modification of the fifth embodiment, in which the lower end of the
このような沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器おいては、下部リング3の上端とドレンチャンネル2の間の開口が広くなるため、ドレンチャンネル2とスカート1との溶接が容易になる。また、ドレンチャンネル2と溶接金属15との間も角度が大きくなるため、滑らかな形状に溶接することが容易になり、溶接部の応力集中が低減される。
In such a boiling water reactor steam dryer, the opening between the upper end of the
[第7の実施の形態]
図9を参照して第7の実施の形態を説明する。本実施の形態は、第4の実施の形態(図5)の特徴と第5の実施の形態(図6、図7)の特徴を取り入れたものである。すなわち、金属の平板の中央部を折り曲げ、かつ中央部から両側端部に向かって斜めに切り落とした形状のドレンチャンネル2をスカート1に溶接したものである。
[Seventh embodiment]
The seventh embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment incorporates the features of the fourth embodiment (FIG. 5) and the fifth embodiment (FIGS. 6 and 7). That is, a
このような沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器においては、ドレンチャンネル2の高さ方向の曲げ剛性が増加し、ドレンチャンネル2の振動が低減される。また、下部リング3の上端とドレンチャンネル2の間の開口が広くなるため、ドレンチャンネル2とスカート1との溶接が容易になる。また、ドレンチャンネル2と溶接金属15との間も角度が大きくなるため、滑らかな形状に溶接することが容易になり、溶接部の応力集中が低減される。なお、この実施の形態の変形例として、第6の実施の形態と同様に、ドレンチャンネル2の下端を両側端部から内側へ向かって曲率をもって切り落とした形状としてもよい。
In such a boiling water reactor steam dryer, the bending rigidity of the
1…スカート、2…ドレンチャンネル、3…下部リング、4…上部リング、5…ドレンパイプ(ドレン手段)、6…戻り水流れ、7…蒸気流れ、8…気水分離器、9…シュラウドヘッド、10…ドライヤバンク、11…非振動時のスカート、12…排水孔、13…排水溝、14…リング連結はり、15…溶接金属、30…側板、40…スカートのオーバル振動の節。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記気水分離器の上方に配置されて蒸気中の水分を分離するドライヤバンクと、
前記ドライヤバンクに接続され下方が開放された筒状のスカートと、
前記ドライヤバンクで分離された水分を前記スカートの外部に導くドレン手段と、
前記スカートの下端に接続された下部リングと、
を有し、
前記下部リングの下端部は前記気水分離器で分離された前記水分の出口よりも下方に位置し、前記下部リングの内面の径が下端に向かって大きくなるように構成されていること、
を特徴とする沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器。 A boiling water reactor steam dryer arranged to cover a steam separator in a reactor pressure vessel,
A dryer bank disposed above the steam separator to separate moisture in the steam;
A cylindrical skirt connected to the dryer bank and open at the bottom;
Drain means for guiding moisture separated by the dryer bank to the outside of the skirt;
A lower ring connected to the lower end of the skirt;
Have
A lower end portion of the lower ring is located below the outlet of the water separated by the steam separator, and is configured such that the diameter of the inner surface of the lower ring increases toward the lower end;
A steam dryer for boiling water reactors.
前記気水分離器の上方に配置されて蒸気中の水分を分離するドライヤバンクと、
前記ドライヤバンクに接続され下方が開放された筒状のスカートと、
前記ドライヤバンクで分離された水分を前記スカートの外部に導くドレン手段と、
を有し、
前記スカートは、そのオーバル振動の節となる位置に該スカートを貫通する排水孔を有すること、
を特徴とする沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器。 A boiling water reactor steam dryer arranged to cover a steam separator in a reactor pressure vessel,
A dryer bank disposed above the steam separator to separate moisture in the steam;
A cylindrical skirt connected to the dryer bank and open at the bottom;
Drain means for guiding moisture separated by the dryer bank to the outside of the skirt;
Have
The skirt has a drain hole penetrating the skirt at a position that becomes a node of the oval vibration;
A steam dryer for boiling water reactors.
前記気水分離器の上方に配置されて蒸気中の水分を分離するドライヤバンクと、
前記ドライヤバンクに接続され下方が開放された筒状のスカートと、
前記ドライヤバンクで分離された水分を前記スカートの外部に導くドレン手段と、
前記スカートの下端に接続された下部リングと、
を有し、
前記下部リングは、前記スカートのオーバル振動の節となる位置に該下部リングの内側と外側とをつなぐ溝が形成されていること、
を特徴とする沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器。 A boiling water reactor steam dryer arranged to cover a steam separator in a reactor pressure vessel,
A dryer bank disposed above the steam separator to separate moisture in the steam;
A cylindrical skirt connected to the dryer bank and open at the bottom;
Drain means for guiding moisture separated by the dryer bank to the outside of the skirt;
A lower ring connected to the lower end of the skirt;
Have
The lower ring is formed with a groove connecting the inner side and the outer side of the lower ring at a position that becomes a node of the oval vibration of the skirt,
A steam dryer for boiling water reactors.
前記気水分離器の上方に配置されて蒸気中の水分を分離するドライヤバンクと、
前記ドライヤバンクに接続され下方が開放された筒状のスカートと、
前記ドライヤバンクで分離された水分を前記スカートの外部に導くドレン手段と、
前記スカートの外面の該スカートのオーバル振動の節となる位置に配置され、前記ドレン手段によって前記スカートの外部に導かれた水分を下方へ導くドレンチャンネルとを有すること、
を特徴とする沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器。 A boiling water reactor steam dryer arranged to cover a steam separator in a reactor pressure vessel,
A dryer bank disposed above the steam separator to separate moisture in the steam;
A cylindrical skirt connected to the dryer bank and open at the bottom;
Drain means for guiding moisture separated by the dryer bank to the outside of the skirt;
A drain channel disposed on the outer surface of the skirt at a position that becomes a node of the oval vibration of the skirt, and that guides moisture guided to the outside of the skirt downward by the drain means;
A steam dryer for boiling water reactors.
前記気水分離器の上方に配置されて蒸気中の水分を分離するドライヤバンクと、
前記ドライヤバンクに接続され下方が開放された筒状のスカートと、
前記スカートの上端に接続された上部リングと、
前記スカートの下端に接続された下部リングと、
前記ドライヤバンクで分離された水分を前記スカートの外部に導くドレン手段と、
前記スカートの外面の該スカートのオーバル振動の節となる位置に配置され、前記ドレン手段によって前記スカートの外部に導かれた水分を下方へ導くドレンチャンネルと、
前記ドレンチャンネルは、前記スカートの外面に沿って前記上部リングと下部リングの間に配置される複数のリング連結はりと、
前記スカートの外面から間隔をあけてそのスカートの外側に配置され、前記上部リングおよび前記リング連結はりに固定された側板と、を有すること、
を特徴とする沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器。 A boiling water reactor steam dryer arranged to cover a steam separator in a reactor pressure vessel,
A dryer bank disposed above the steam separator to separate moisture in the steam;
A cylindrical skirt connected to the dryer bank and open at the bottom;
An upper ring connected to the upper end of the skirt;
A lower ring connected to the lower end of the skirt;
Drain means for guiding moisture separated by the dryer bank to the outside of the skirt;
A drain channel disposed on the outer surface of the skirt at a position that becomes a node of the oval vibration of the skirt, and for guiding moisture guided to the outside of the skirt downward by the drain means;
A plurality of ring connecting beams disposed between the upper ring and the lower ring along the outer surface of the skirt;
A side plate disposed on the outside of the skirt at a distance from an outer surface of the skirt and fixed to the upper ring and the ring connecting beam;
A steam dryer for boiling water reactors.
前記気水分離器の上方に配置されて蒸気中の水分を分離するドライヤバンクと、
前記ドライヤバンクに接続され下方が開放された筒状のスカートと、
前記ドライヤバンクで分離された水分を前記スカートの外部に導くドレン手段と、
折り曲げ線に沿って折り曲げられた側板を有し、この側板の両側端部が前記スカートの外面に接合され、前記ドレン手段によって前記スカートの外側に導かれた水分を下方へ導くドレンチャンネルと、を有すること、
を特徴とする沸騰水型原子炉用蒸気乾燥器。
A boiling water reactor steam dryer arranged to cover a steam separator in a reactor pressure vessel,
A dryer bank disposed above the steam separator to separate moisture in the steam;
A cylindrical skirt connected to the dryer bank and open at the bottom;
Drain means for guiding moisture separated by the dryer bank to the outside of the skirt;
A drain plate that has a side plate bent along a folding line, both side ends of the side plate are joined to the outer surface of the skirt, and the drain channel that guides moisture guided to the outside of the skirt by the drain means; Having
A steam dryer for boiling water reactors.
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