JP4469346B2

JP4469346B2 - Boiling water reactor

Info

Publication number: JP4469346B2
Application number: JP2006053795A
Authority: JP
Inventors: 正義松浦; 雅哉大塚; 清志藤本
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2026-02-28
Also published as: JP2007232537A

Description

本発明は、沸騰水型原子炉に係り、特に、蒸気配管の圧力振動を抑制するのに好適な沸騰水型原子炉に関する。 The present invention relates to a boiling water reactor, in particular, it relates to a suitable boiling water reactor to suppress pressure oscillation in the steam pipe.

沸騰水型原子炉の発電容量を増大する際に、蒸気流量の増大に伴って蒸気ドームや蒸気配管（以下、これらを総称して主蒸気系という）などの圧力振動が増大し、主蒸気系や各種機器の損傷の要因と考えられる事例が報告されている。そこで、主蒸気系の配管及びバルブや各種機器の損傷を避けるために、主蒸気系の流路形状の適正化や構造強度の増大などの対策が採られており、このような事例及びその対策方法が非特許文献１などに報告されている。 When the power generation capacity of a boiling water reactor is increased, pressure oscillations in the steam dome and steam piping (hereinafter collectively referred to as the main steam system) increase as the steam flow rate increases, and the main steam system Cases that are thought to be the cause of damage to various devices have been reported. Therefore, measures such as optimizing the flow path shape of the main steam system and increasing the structural strength are taken in order to avoid damage to the main steam system pipes and valves and various equipment. The method is reported in Non-Patent Document 1 and the like.

また、例えば、非特許文献２などには、火力発電の分野において、ガスタービン燃焼室の音響振動を減衰させるために、ヘルムホルツ共鳴管を利用した技術が開示されている。 For example, Non-Patent Document 2 discloses a technique using a Helmholtz resonance tube in the field of thermal power generation in order to attenuate acoustic vibration of a gas turbine combustion chamber.

NRC SPECIAL INSPECTION REPORT, 50-265/03-11NRC SPECIAL INSPECTION REPORT, 50-265 / 03-11 Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, April 2004, Vol.126 P.271-275Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, April 2004, Vol.126 P.271-275

沸騰水型原子炉における主蒸気系での圧力振動の原因の一つとして、音響共鳴による振動が考えられる。つまり、原子炉圧力容器の蒸気ドームから、蒸気配管を通って高圧タービンに至る主蒸気系では、流体の流量変動に起因して圧力波が発生し、蒸気配管の系内を伝播して反射する。これによって、大振幅を持つ定在波（音響共鳴モード）が形成され、圧力振動の振幅が増幅する（つまり、共鳴振動する）可能性がある。特に、発電容量を増大した発電プラントにおいては、蒸気流量の増大に伴って流体流量の変動が大きくなるため、大きな音響共鳴を生じることがある。このような音響共鳴の現象は、発電プラントの配管構成や境界条件によって影響を受けるために発電プラントごとに振動特性が異なる。そのため、音響共鳴による振動の周波数、振幅、及び最大振幅の位置などを事前に予測することは困難である。そこで、主蒸気系や各種機器の健全性を確保するためには、主蒸気系や各種機器の設計裕度を十分大きく取って設計しておく必要がある。しかしながら、このようにして設計裕度を大きくとることにより、発電プラントの設備コストをさらに高騰させる要因となる。 One possible cause of pressure oscillations in the main steam system in boiling water reactors is vibrations due to acoustic resonance. In other words, in the main steam system from the steam dome of the reactor pressure vessel to the high-pressure turbine through the steam pipe, pressure waves are generated due to fluid flow rate fluctuations and propagated and reflected in the steam pipe system. . As a result, a standing wave (acoustic resonance mode) having a large amplitude is formed, and the amplitude of the pressure vibration may be amplified (that is, resonant vibration). In particular, in a power plant having an increased power generation capacity, the fluid flow rate fluctuates with an increase in the steam flow rate, which may cause a large acoustic resonance. Such an acoustic resonance phenomenon is affected by the piping configuration and boundary conditions of the power plant, and therefore has different vibration characteristics for each power plant. Therefore, it is difficult to predict in advance the frequency, amplitude, and maximum amplitude position of vibration due to acoustic resonance. Therefore, in order to ensure the soundness of the main steam system and various devices, it is necessary to design the main steam system and various devices with a sufficiently large design margin. However, increasing the design margin in this way becomes a factor that further increases the facility cost of the power plant.

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、発電プラントの設備コストを増大させることなく、主蒸気系で発生する音響共鳴に伴う圧力振動を効果的に抑制することができる沸騰水型原子炉を提供することを目的とするものである。 This invention is made | formed in view of the above situations, and can suppress effectively the pressure vibration accompanying the acoustic resonance which generate | occur | produces in a main steam system, without increasing the installation cost of a power plant. The object is to provide a boiling water reactor .

本発明の沸騰水型原子炉は、原子炉圧力容器と、原子炉圧力容器の内部で発生させた蒸気を原子炉圧力容器の上部の蒸気ドームから外部へ輸送する水平部分を有する蒸気配管と、蒸気配管に連結して蒸気により駆動される高圧タービンとを備えた沸騰水型原子炉であって、蒸気配管に通気するように蒸気配管の水平部分の外周面の下方に付設されたヘルムホルツ共鳴管と、蒸気配管によって輸送される蒸気によって発生する音響共鳴に起因する圧力振動の振幅を検出する圧力センサと、圧力センサによって検出された圧力振動の振幅の大きさに応じてヘルムホルツ共鳴管の入口配管の開度を調整する開度調整弁とを備えることを特徴とする。
The boiling water reactor of the present invention includes a reactor pressure vessel, a steam pipe having a horizontal portion for transporting steam generated inside the reactor pressure vessel from the steam dome above the reactor pressure vessel to the outside, A boiling water nuclear reactor having a high-pressure turbine connected to a steam pipe and driven by steam, the Helmholtz resonance pipe attached below the outer peripheral surface of the horizontal portion of the steam pipe so as to ventilate the steam pipe A pressure sensor that detects the amplitude of pressure vibration caused by acoustic resonance generated by steam transported by the steam pipe, and an inlet pipe of the Helmholtz resonance pipe according to the magnitude of the amplitude of pressure vibration detected by the pressure sensor And an opening degree adjusting valve for adjusting the opening degree .

本発明の望ましい実施態様としては、ヘルムホルツ共鳴管が蒸気配管で輸送される蒸気によって生成されたドレンを貯える共鳴減衰管を備えている。そして、ヘルムホルツ共鳴管は、この共鳴減衰管に貯えられたドレンの水位を検出する水位センサと、この水位センサによって検出されたドレンの水位が所定の範囲内のレベルに維持されるようにドレンを排水する水位調節弁とを付設している。このような構成において、水位センサが共鳴減衰管に貯えられたドレンの水位を常時検出し、水位調節弁が、水位センサの検出信号に基づいて、共鳴減衰管の空間容積が蒸気配管で発生した音響共鳴を抑制できる最適容積となるように、共鳴減衰管に貯えられたドレンを排水してドレンの水位を適正なレベルに調整している。これによって、蒸気配管で発生した音響共鳴モードに起因する大きな圧力振動は、ヘルムホルツ共鳴管で生成された同一周波数の共鳴波によって抑制される。 In a preferred embodiment of the present invention, the Helmholtz resonance tube includes a resonance attenuating tube for storing drain generated by steam transported by the steam piping. The Helmholtz resonance pipe detects the water level of the drain stored in the resonance damping pipe and the drain level so that the water level of the drain detected by the water level sensor is maintained at a level within a predetermined range. A water level control valve for draining is attached. In such a configuration, the water level sensor constantly detects the water level of the drain stored in the resonance damping pipe, and the water level control valve generates the spatial volume of the resonance damping pipe in the steam pipe based on the detection signal of the water level sensor. The drain stored in the resonance attenuating tube is drained to adjust the water level of the drain to an appropriate level so that the optimum volume can suppress acoustic resonance. Thereby, a large pressure vibration caused by the acoustic resonance mode generated in the steam pipe is suppressed by the resonance wave of the same frequency generated in the Helmholtz resonance tube.

本発明によれば、発電プラントの設備コストを増大させることなく、主蒸気系で発生する音響共鳴に伴う圧力振動を効果的に抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pressure vibration accompanying the acoustic resonance which generate | occur | produces in a main steam system can be suppressed effectively, without increasing the installation cost of a power plant.

《概要》
本発明の沸騰水型原子炉は、主蒸気系における圧力振動の主たる要因が音響共鳴であることに着目し、その音響共鳴を回避するためにヘルムホルツ共鳴管を用いる。例えば、円筒形の入口配管と共鳴減衰管から成る円筒形状のヘルムホルツ共鳴管を主蒸気系に取り付け、入口配管の断面積又は共鳴減衰管の体積（以下、これらをまとめて共鳴管形状因子という）を可変することによってヘルムホルツ共鳴管の共鳴周波数を変化させる。このようにしてヘルムホルツ共鳴管の共鳴管形状因子を微調整して変化させることにより、ヘルムホルツ共鳴管の共鳴周波数を主蒸気系で発生した音響共鳴の周波数と一致させる。これによって、主蒸気系で発生した音響共鳴の振幅（以下、音響振動という）が減衰し、結果的に主蒸気系で発生した圧力振動を低下させることができる。なお、入口配管と共鳴減衰管の形状は必ずしも円筒形に限る必要はない。 "Overview"
The boiling water reactor of the present invention pays attention to the main factor of pressure oscillation in the main steam system being acoustic resonance, and uses a Helmholtz resonance tube to avoid the acoustic resonance. For example, a cylindrical Helmholtz resonance pipe consisting of a cylindrical inlet pipe and a resonance damping pipe is attached to the main steam system, and the cross-sectional area of the inlet pipe or the volume of the resonance damping pipe (hereinafter collectively referred to as the resonance pipe form factor) Is changed to change the resonance frequency of the Helmholtz resonance tube. Thus, by finely adjusting and changing the resonance tube form factor of the Helmholtz resonance tube, the resonance frequency of the Helmholtz resonance tube is matched with the frequency of the acoustic resonance generated in the main steam system. As a result, the amplitude of acoustic resonance generated in the main steam system (hereinafter referred to as acoustic vibration) is attenuated, and as a result, the pressure vibration generated in the main steam system can be reduced. Note that the shapes of the inlet pipe and the resonance damping pipe are not necessarily limited to the cylindrical shape.

本発明の沸騰水型原子炉では、共鳴管形状因子として共鳴減衰管の体積を変化させることにより、ヘルムホルツ共鳴管の共鳴周波数を主蒸気系の音響共鳴の周波数と一致させている。具体的には、ヘルムホルツ共鳴管を蒸気配管の下部に取り付け、そのヘルムホルツ共鳴管に溜まるドレンの量を調整することによって共鳴減衰管の体積（つまり、共鳴減衰管の空間容積）を変化させ、ヘルムホルツ共鳴管の共鳴周波数を主蒸気系の音響共鳴の周波数と一致させている。つまり、ヘルムホルツ共鳴管を蒸気配管の下部のドレンタンクとして用いることにより、そのドレンタンクのドレン量を調整して共鳴減衰管の空間体積を変化させることにより、ヘルムホルツ共鳴管の共鳴周波数と蒸気配管の音響振動の周波数とを一致させている。 In the boiling water reactor of the present invention, the resonance frequency of the Helmholtz resonance tube is made to coincide with the frequency of the acoustic resonance of the main steam system by changing the volume of the resonance damping tube as a resonance tube shape factor. Specifically, the Helmholtz resonance tube is attached to the lower part of the steam pipe, and the volume of the resonance attenuation tube (that is, the spatial volume of the resonance attenuation tube) is changed by adjusting the amount of drain accumulated in the Helmholtz resonance tube. The resonance frequency of the resonance tube is matched with the acoustic resonance frequency of the main steam system. In other words, by using the Helmholtz resonance pipe as a drain tank below the steam pipe, adjusting the drain amount of the drain tank and changing the spatial volume of the resonance damping pipe, the resonance frequency of the Helmholtz resonance pipe and the steam pipe The frequency of acoustic vibration is matched.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態による沸騰水型原子炉について詳細に説明するが、まず、音響振動を抑制させるために本発明の沸騰水型原子炉で使用されるヘルムホルツ共鳴管について説明する。 Hereinafter, a boiling water reactor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a Helmholtz resonance tube used in a boiling water reactor of the present invention to suppress acoustic vibrations. explain.

《ヘルムホルツ共鳴管》
図１は、本発明の沸騰水型原子炉で使用するのに好適な円筒形状のヘルムホルツ共鳴管の構造を示す側面図である。図１に示すように、ヘルムホルツ共鳴管１２は、円筒形の入口配管１２１と、やはり円筒形の共鳴減衰管１２２の２つの構成要素から成っている。なお、入口配管１２１と共鳴減衰管１２２の形状は、必ずしも円筒形に限る必要はない。このヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆは、次の（１）式で表わすことができる。《Helmholtz resonance tube》
FIG. 1 is a side view showing the structure of a cylindrical Helmholtz resonance tube suitable for use in the boiling water reactor of the present invention. As shown in FIG. 1, the Helmholtz resonance tube 12 includes two components, a cylindrical inlet pipe 121 and a cylindrical resonance damping pipe 122. The shapes of the inlet pipe 121 and the resonance attenuation pipe 122 are not necessarily limited to the cylindrical shape. The resonance frequency f of the Helmholtz resonance tube 12 can be expressed by the following equation (1).

ｆ＝ｃ／（２π）×（Ａｎ／（Ｖ・Ｌｎ））^０．５（１）
ここで、ｆは共鳴周波数（Ｈｚ）、ｃは音速（ｍ／ｓ）、Ａｎは入口配管１２１の断面積（ｍ^２）、Ｖは共鳴減衰管１２２の体積（ｍ^３）、Ｌｎは入口配管１２１の長さ（ｍ）である。 f = c / (2π) × (An / (V · Ln)) ^0.5 (1)
Here, f is the resonance frequency (Hz), c is the speed of sound (m / s), An is the cross-sectional area (m ² ) of the inlet pipe 121, V is the volume (m ³ ) of the resonance damping pipe 122, and Ln is the inlet pipe. 121 length (m).

図１に示すように、ヘルムホルツ共鳴管１２の入口配管１２１には、一般的に開度調整弁１１が取り付けられている。この開度調整弁１１の開度を調整することによって、入口配管１２１の断面積Ａｎを変化させることが可能であり、（１）式から、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆを可変調整することができることが分かる。 As shown in FIG. 1, the opening adjustment valve 11 is generally attached to the inlet pipe 121 of the Helmholtz resonance pipe 12. By adjusting the opening of the opening adjusting valve 11, the cross-sectional area An of the inlet pipe 121 can be changed, and the resonance frequency f of the Helmholtz resonance pipe 12 is variably adjusted from the equation (1). You can see that

図２は、図１に示す円筒形状のヘルムホルツ共鳴管における共鳴周波数を示す特性図であり、横軸に共鳴減衰管１２２の長さ（Ｌｒ）、縦軸に共鳴周波数（ｆ）を示している。なお、この特性図では入口配管１２１の径Ｄｎをパラメータとしている。図２から分かるように、入口配管１２１の径Ｄｎ、入口配管１２１の長さＬｎ、共鳴減衰管１２２の径Ｄｒ及び共鳴減衰管１２２の長さＬｒ（つまり、共鳴減衰管１２２の体積Ｖ）などによって、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆは変化している。例えば、入口配管１２１の径Ｄｎを変化させることによって共鳴周波数ｆは変化している。したがって、入口配管１２１に設けた開度調整弁１１の開度を変化させることによって、等価的に入口配管１２１の径Ｄｎを変化させ、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆを変化させることができる。通常、配管径に比べて音響共鳴モードの音波長は長いため、共鳴周波数ｆは、開口部の形状によらず、入口配管１２１の開口面積に依存する。そのため、開度調整弁１１の型式に依存されることなく、どのような型式の弁を用いてもヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆを調整することができる。 FIG. 2 is a characteristic diagram showing the resonance frequency in the cylindrical Helmholtz resonance tube shown in FIG. 1, with the horizontal axis representing the length (Lr) of the resonance attenuation tube 122 and the vertical axis representing the resonance frequency (f). . In this characteristic diagram, the diameter Dn of the inlet pipe 121 is used as a parameter. As can be seen from FIG. 2, the diameter Dn of the inlet pipe 121, the length Ln of the inlet pipe 121, the diameter Dr of the resonance damping pipe 122, the length Lr of the resonance damping pipe 122 (that is, the volume V of the resonance damping pipe 122), etc. Thus, the resonance frequency f of the Helmholtz resonance tube 12 is changed. For example, the resonance frequency f is changed by changing the diameter Dn of the inlet pipe 121. Therefore, by changing the opening degree of the opening adjustment valve 11 provided in the inlet pipe 121, the diameter Dn of the inlet pipe 121 can be changed equivalently, and the resonance frequency f of the Helmholtz resonance pipe 12 can be changed. Since the acoustic resonance mode sound wave length is usually longer than the pipe diameter, the resonance frequency f depends on the opening area of the inlet pipe 121 regardless of the shape of the opening. Therefore, the resonance frequency f of the Helmholtz resonance tube 12 can be adjusted regardless of the type of valve regardless of the type of the opening adjustment valve 11.

図２に示した例では、入口配管１２１の径Ｄｎをパラメータとした共鳴減衰管１２２の長さＬｒに対する３つの共鳴周波数特性を示しており、入口配管１２１の径Ｄｎを絞ることで、共鳴周波数ｆは低くなっている。すなわち、１つのヘルムホルツ共鳴管１２において、開度調整弁１１の開度を変化させれば、等価的に入口配管１２１の径Ｄｎを変化させることができ（つまり、入口配管１２１の断面積Ａｎを変化させることができ）、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆを可変調整できることを示している。 The example shown in FIG. 2 shows three resonance frequency characteristics with respect to the length Lr of the resonance attenuating pipe 122 using the diameter Dn of the inlet pipe 121 as a parameter. By reducing the diameter Dn of the inlet pipe 121, the resonance frequency is shown. f is low. That is, in one Helmholtz resonance pipe 12, if the opening degree of the opening adjustment valve 11 is changed, the diameter Dn of the inlet pipe 121 can be equivalently changed (that is, the sectional area An of the inlet pipe 121 is changed). This shows that the resonance frequency f of the Helmholtz resonance tube 12 can be variably adjusted.

また、（１）式から分かるように、入口配管１２１に開度調整弁１１を設けなくても、言い換えれば、入口配管１２１の径Ｄｎ（つまり、入口配管１２１の断面積Ａｎ）を一定にしても、共鳴減衰管１２２の径Ｄｒ又は長さＬｒを変化させることによって（つまり、共鳴減衰管１２２の体積Ｖを変化させることによって）、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆを変化させることができる。そこで、本発明の沸騰水型原子炉で使用するヘルムホルツ共鳴管１２では、共鳴減衰管１２２に溜まるドレンの量を変化させることによって共鳴減衰管１２２の体積Ｖ（つまり、空間容積）を変化させ、その結果、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆを蒸気配管の音響共鳴の周波数と一致させて主蒸気系における圧力振動を抑制している。以下、蒸気配管の下部にヘルムホルツ共鳴管１２を取り付け、その共鳴減衰管１２２に溜まったドレンの量を調整することによって主蒸気系の圧力振動振幅を抑制する幾つかの実施形態について説明する。 Further, as can be seen from the equation (1), even if the opening adjustment valve 11 is not provided in the inlet pipe 121, in other words, the diameter Dn of the inlet pipe 121 (that is, the sectional area An of the inlet pipe 121) is made constant. In addition, the resonance frequency f of the Helmholtz resonance tube 12 can be changed by changing the diameter Dr or the length Lr of the resonance attenuation tube 122 (that is, by changing the volume V of the resonance attenuation tube 122). Therefore, in the Helmholtz resonance tube 12 used in the boiling water reactor of the present invention, the volume V (that is, the spatial volume) of the resonance attenuation tube 122 is changed by changing the amount of drain accumulated in the resonance attenuation tube 122, As a result, the resonance frequency f of the Helmholtz resonance tube 12 is matched with the frequency of acoustic resonance of the steam pipe to suppress pressure vibration in the main steam system. Hereinafter, several embodiments will be described in which the Helmholtz resonance pipe 12 is attached to the lower part of the steam pipe and the pressure oscillation amplitude of the main steam system is suppressed by adjusting the amount of drain accumulated in the resonance damping pipe 122.

《第１の実施形態》
図３は、本発明の第１の実施形態による沸騰水型原子炉の主蒸気系を示す構成図である。原子炉圧力容器１の下部には、ウランの核分裂によって蒸気２を発生させる冷却水が循環するシュラウドなどが構成されているがこの図では省略されている。原子炉圧力容器１の内部で発生した蒸気２は、蒸気乾燥器３の内部の波板４で水分が除去された後、原子炉圧力容器１の蓋５で囲まれた蒸気ドーム６内へ流入する。波板４で除去された水分は、ドレン管７を通って蒸気乾燥器３の下方に排出される。一方、蒸気２は、ノズル８から蒸気配管９を通って高圧タービン１０に流入して図示しない発電機を高速回転させる。 << First Embodiment >>
FIG. 3 is a configuration diagram showing a main steam system of the boiling water reactor according to the first embodiment of the present invention. A shroud or the like in which cooling water for generating steam 2 by uranium fission circulates is formed in the lower part of the reactor pressure vessel 1 but is omitted in this figure. Steam 2 generated inside the reactor pressure vessel 1 flows into the steam dome 6 surrounded by the lid 5 of the reactor pressure vessel 1 after moisture is removed by the corrugated plate 4 inside the steam dryer 3. To do. Moisture removed by the corrugated plate 4 passes through the drain pipe 7 and is discharged below the steam dryer 3. On the other hand, the steam 2 flows from the nozzle 8 through the steam pipe 9 into the high-pressure turbine 10 and rotates a generator (not shown) at high speed.

また、蒸気配管９の下部には、図１で示した構成のヘルムホルツ共鳴管１２が設置されている。すなわち、蒸気配管９の下部の開口部とヘルムホルツ共鳴管１２の入口配管１２１とを連通（通気）させることにより、蒸気配管９に対してヘルムホルツ共鳴管１２を設置する。このようにしてヘルムホルツ共鳴管１２を蒸気配管９の下部に設置することにより、共鳴減衰管１２２を主蒸気ライン（蒸気配管９）のドレンタンクとして用いる。なお、図３のヘルムホルツ共鳴管１２では、図１に示した開度調整弁１１は省略されているが、本実施形態においてヘルムホルツ共鳴管１２を蒸気配管９の下部に設置する場合は、開度調整弁１１はなくてもよい。もちろん、ヘルムホルツ共鳴管１２（入口配管１２１）に開度調整弁１１が存在していても構わない。 In addition, a Helmholtz resonance tube 12 having the configuration shown in FIG. That is, the Helmholtz resonance pipe 12 is installed in the steam pipe 9 by communicating (venting) the lower opening of the steam pipe 9 and the inlet pipe 121 of the Helmholtz resonance pipe 12. By installing the Helmholtz resonance pipe 12 in the lower part of the steam pipe 9 in this way, the resonance attenuation pipe 122 is used as a drain tank of the main steam line (steam pipe 9). In the Helmholtz resonance tube 12 of FIG. 3, the opening degree adjustment valve 11 shown in FIG. 1 is omitted. However, in the present embodiment, when the Helmholtz resonance tube 12 is installed in the lower part of the steam pipe 9, the opening degree is adjusted. The adjusting valve 11 may not be provided. Of course, the opening degree adjusting valve 11 may exist in the Helmholtz resonance pipe 12 (inlet pipe 121).

また、ヘルムホルツ共鳴管１２の底部にはドレン管２１が設けられ、そのドレン管２１は水位調節弁２２を介して図示しないドレンタンクにまで配管されている。さらに、ヘルムホルツ共鳴管１２の側部には、ヘルムホルツ共鳴管１２に溜まったドレン１２２ａの上限水位（ＨＷＬ）と下限水位（ＬＷＬ）を検出して電気信号を発信する水位発信器（ＬＴ）２３が設けられている。 A drain pipe 21 is provided at the bottom of the Helmholtz resonance pipe 12, and the drain pipe 21 is connected to a drain tank (not shown) via a water level control valve 22. Further, a water level transmitter (LT) 23 for detecting an upper limit water level (HWL) and a lower limit water level (LWL) of the drain 122a accumulated in the Helmholtz resonance tube 12 and transmitting an electric signal is provided at a side portion of the Helmholtz resonance tube 12. Is provided.

さらに、水位発信器（ＬＴ）２３の電気信号を空気圧信号に変換するための電気／圧力変換器（Ｅ／Ｐ）２４が設けられ、その電気／圧力変換器（Ｅ／Ｐ）２４から出力された空気圧信号によって水位調節弁２２を開閉させるダイアフラム２５が設けられている。実際にはダイアフラム２５と水位調節弁２２とによってダイアフラム弁が構成されている。 Furthermore, an electric / pressure converter (E / P) 24 for converting an electric signal of the water level transmitter (LT) 23 into an air pressure signal is provided and output from the electric / pressure converter (E / P) 24. A diaphragm 25 is provided for opening and closing the water level control valve 22 by a pneumatic signal. Actually, the diaphragm 25 and the water level control valve 22 constitute a diaphragm valve.

次に、図３のように構成された沸騰水型原子炉の蒸気配管９において音響共鳴が発生した場合、ヘルムホルツ共鳴管１２によってその音響共鳴を抑制する方法について説明する。 Next, when acoustic resonance occurs in the steam piping 9 of the boiling water reactor configured as shown in FIG. 3, a method for suppressing the acoustic resonance by the Helmholtz resonance tube 12 will be described.

蒸気ドーム６から高圧タービン１０に至る蒸気配管９の下方にヘルムホルツ共鳴管１２が設置されている。したがって、蒸気配管９を通過する蒸気２によって生成されたドレン１２２ａは、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴減衰管１２２に貯えられる。水位発信器（ＬＴ）２３がドレン１２２ａの上限水位（ＨＷＬ）を検出すると、電気／圧力変換器（Ｅ／Ｐ）２４を介してダイアフラム２５を駆動して水位調節弁２２を開にしてドレン１２２ａを排水する。水位発信器（ＬＴ）２３がドレン１２２ａの下限水位（ＬＷＬ）を検出すると、水位調節弁２２を閉にしてドレン１２２ａの排水を止める。このような動作によって、共鳴減衰管１２２の空間体積は、蒸気配管９を通過する蒸気２によって発生する音響共鳴を抑制するのに最適な体積となるように維持される。 A Helmholtz resonance pipe 12 is installed below a steam pipe 9 extending from the steam dome 6 to the high-pressure turbine 10. Accordingly, the drain 122 a generated by the steam 2 passing through the steam pipe 9 is stored in the resonance attenuation pipe 122 of the Helmholtz resonance pipe 12. When the water level transmitter (LT) 23 detects the upper limit water level (HWL) of the drain 122a, the diaphragm 25 is driven via the electric / pressure converter (E / P) 24 to open the water level control valve 22, and the drain 122a. Drain the water. When the water level transmitter (LT) 23 detects the lower limit water level (LWL) of the drain 122a, the water level control valve 22 is closed to stop the drainage of the drain 122a. By such an operation, the spatial volume of the resonance attenuating pipe 122 is maintained so as to be an optimal volume for suppressing acoustic resonance generated by the steam 2 passing through the steam pipe 9.

ヘルムホルツ共鳴管１２による音響共鳴の抑制方法についてさらに詳しく説明する。蒸気配管９には、常に蒸気２が流通しているので、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴減衰管１２２には常時ドレンが溜まっている。また、共鳴減衰管１２２に溜まったドレンの水位は水位発信器(ＬＴ)２３によって常に検出される。 A method for suppressing acoustic resonance by the Helmholtz resonance tube 12 will be described in more detail. Since the steam 2 always flows through the steam pipe 9, the drain is always accumulated in the resonance attenuation pipe 122 of the Helmholtz resonance pipe 12. Further, the water level of the drain accumulated in the resonance attenuating tube 122 is always detected by the water level transmitter (LT) 23.

一方、沸騰水型原子炉の運転時において蒸気配管９で発生する音響共鳴の周波数とヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数とを一致させて音響共鳴を回避させるように、共鳴減衰管１２２の最適な体積Ｖをあらかじめ求めておく。そして、共鳴減衰管１２２の最適な体積Ｖがその共鳴減衰管１２２の空間容積となるようにドレン１２２ａの基準水位を求め、そのドレン１２２ａの基準水位に対して、音響共鳴の減衰に好適な範囲の上限水位（ＨＷＬ）と下限水位（ＬＷＬ）を設定し、水位発信器(ＬＴ)２３が上限水位（ＨＷＬ）と下限水位（ＬＷＬ）を検出できるように設定しておく。もちろん、水位発信器(ＬＴ)２３による水位検出の設定レベルは任意に設定可能である。 On the other hand, the optimum volume of the resonance attenuating tube 122 is set such that the acoustic resonance frequency generated in the steam pipe 9 during operation of the boiling water reactor and the resonance frequency of the Helmholtz resonance tube 12 are matched to avoid acoustic resonance. V is obtained in advance. Then, the reference water level of the drain 122a is obtained so that the optimum volume V of the resonance attenuating tube 122 becomes the spatial volume of the resonance attenuating tube 122, and a range suitable for attenuation of acoustic resonance with respect to the reference water level of the drain 122a. The upper limit water level (HWL) and the lower limit water level (LWL) are set so that the water level transmitter (LT) 23 can detect the upper limit water level (HWL) and the lower limit water level (LWL). Of course, the setting level of the water level detection by the water level transmitter (LT) 23 can be arbitrarily set.

上記のようにドレン水位の検出レベルを設定した後、沸騰水型原子炉の運転中において、ヘルムホルツ共鳴管１２における共鳴減衰管１２２のドレン水位が音響共鳴の減衰に好適な範囲の上限水位（ＨＷＬ）に達したら、水位発信器(ＬＴ)２３が電気信号を発生する。すると、水位発信器(ＬＴ)２３の電気信号は電気／圧力変換器（Ｅ／Ｐ）２４へ送信されて空気圧信号に変換され、その空気圧信号によってダイアフラム２５を動作させて水位調節弁２２を開動作させる。これによって、共鳴減衰管１２２に溜まったドレン１２２ａはドレン管２１を介してドレンタンク（図示せず）へ排水される。 After setting the drain water level detection level as described above, during operation of the boiling water reactor, the drain water level of the resonance attenuating tube 122 in the Helmholtz resonance tube 12 is within the range suitable for attenuation of acoustic resonance (HWL ), The water level transmitter (LT) 23 generates an electrical signal. Then, the electric signal of the water level transmitter (LT) 23 is transmitted to the electric / pressure converter (E / P) 24 and converted into an air pressure signal, and the diaphragm 25 is operated by the air pressure signal to open the water level control valve 22. Make it work. As a result, the drain 122 a accumulated in the resonance attenuating pipe 122 is drained to the drain tank (not shown) through the drain pipe 21.

共鳴減衰管１２２に溜まったドレン１２２ａが排水されて、ドレン１２２ａの水位が音響共鳴の減衰に好適な範囲の下限水位（ＬＷＬ）に達すると、水位発信器(ＬＴ)２３は電気信号を停止させるので、電気／圧力変換器（Ｅ／Ｐ）２４は空気圧信号を停止させる。これによって、ダイアフラム２５は動作を停止するので水位調節弁２２は閉の方向に動作して、共鳴減衰管１２２に溜まったドレン１２２ａの排水を停止する。このようにして、共鳴減衰管１２２に溜まったドレン１２２ａは音響共鳴の減衰に好適な範囲の下限水位（ＬＷＬ）まで排水される。 When the drain 122a accumulated in the resonance attenuating tube 122 is drained and the water level of the drain 122a reaches the lower limit water level (LWL) in a range suitable for attenuation of acoustic resonance, the water level transmitter (LT) 23 stops the electric signal. Therefore, the electric / pressure converter (E / P) 24 stops the air pressure signal. As a result, the diaphragm 25 stops its operation, so that the water level control valve 22 operates in the closing direction, and the drainage of the drain 122 a accumulated in the resonance damping pipe 122 is stopped. In this way, the drain 122a accumulated in the resonance attenuating tube 122 is drained to the lower limit water level (LWL) in a range suitable for attenuation of acoustic resonance.

一方、主蒸気ラインである蒸気配管９からは連続的にドレン１２２ａが発生して共鳴減衰管１２２に溜まるので、上記のような上限水位（ＨＷＬ）と下限水位（ＬＷＬ）の水位制御によって共鳴減衰管１２２に溜まったドレン１２２ａが適宜に排水され、共鳴減衰管１２２の空間体積は常に音響共鳴を回避するのに最適な体積Ｖ１に維持される。 On the other hand, since the drain 122a is continuously generated from the steam pipe 9, which is the main steam line, and is accumulated in the resonance attenuating pipe 122, the resonance attenuation is achieved by the water level control of the upper limit water level (HWL) and the lower limit water level (LWL) as described above. The drain 122a accumulated in the pipe 122 is appropriately drained, and the spatial volume of the resonance attenuating pipe 122 is always maintained at the optimum volume V1 for avoiding acoustic resonance.

したがって、図３に示す沸騰水型原子炉の構成において、蒸気ドーム６から、ノズル８、蒸気配管９を通り、高圧タービン１０に至る主蒸気系において、共鳴周波数ｆを持つ音響共鳴モードが形成された場合、共鳴減衰管１２２に溜まったドレン１２２ａの量を調整して共鳴減衰管１２２の体積Ｖ１を最適値に維持することにより、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆを音響共鳴モードの周波数と等しくして主蒸気系の音響共鳴モードの振幅を減衰させることができる。 Therefore, in the configuration of the boiling water reactor shown in FIG. 3, an acoustic resonance mode having a resonance frequency f is formed in the main steam system from the steam dome 6 through the nozzle 8 and the steam pipe 9 to the high-pressure turbine 10. In this case, by adjusting the amount of the drain 122a accumulated in the resonance attenuating tube 122 and maintaining the volume V1 of the resonance attenuating tube 122 at the optimum value, the resonance frequency f of the Helmholtz resonance tube 12 is made equal to the frequency of the acoustic resonance mode. Thus, the amplitude of the acoustic resonance mode of the main steam system can be attenuated.

つまり、主蒸気系内において、圧力波が伝播したり反射したりして増幅すると、各種機器の不具合を生じせしめる所定以上の大きな振幅を持つ音響共鳴モードが形成される。この音響共鳴モードによってヘルムホルツ共鳴管１２の入口の圧力振動が変動すると、そのヘルムホルツ共鳴管１２の内部に向かう流速に変動が生じる。そこで、共鳴減衰管１２２のドレン１２２ａの量を調整して共鳴減衰管１２２の体積Ｖを最適値に維持して、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆと音響共鳴モードの周波数とを一致させると、ヘルムホルツ共鳴管１２の入口の流速変動が大きくなるため、ヘルムホルツ共鳴管１２が主蒸気系内の音響エネルギーを吸収し、音響共鳴モードによる圧力振動を効果的に減衰させることができる。したがって、主蒸気系内の圧力振動の大きな位置にヘルムホルツ共鳴管１２の入口を設けることにより、音響共鳴モードを効果的に減衰させることができる。例えば、蒸気配管９のバルブ（図示せず）の近傍などで大きな圧力振動が生じた場合には、その近傍の蒸気配管９の位置にヘルムホルツ共鳴管１２を設置することによって圧力振動を抑制し、蒸気配管９に加わる圧力変動を低減させて信頼性の高い運転を維持することができる。 That is, in the main steam system, when a pressure wave propagates or reflects and is amplified, an acoustic resonance mode having a large amplitude greater than or equal to a predetermined level that causes a malfunction of various devices is formed. When the pressure vibration at the inlet of the Helmholtz resonance tube 12 fluctuates in this acoustic resonance mode, the flow velocity toward the inside of the Helmholtz resonance tube 12 fluctuates. Therefore, by adjusting the amount of the drain 122a of the resonance attenuating tube 122 and maintaining the volume V of the resonance attenuating tube 122 at an optimal value, the resonance frequency f of the Helmholtz resonance tube 12 and the frequency of the acoustic resonance mode are matched. Since the flow velocity fluctuation at the inlet of the Helmholtz resonance tube 12 becomes large, the Helmholtz resonance tube 12 can absorb the acoustic energy in the main steam system, and can effectively attenuate the pressure vibration caused by the acoustic resonance mode. Therefore, the acoustic resonance mode can be effectively attenuated by providing the inlet of the Helmholtz resonance tube 12 at a position where the pressure oscillation is large in the main steam system. For example, when a large pressure vibration occurs in the vicinity of a valve (not shown) of the steam pipe 9, the pressure vibration is suppressed by installing a Helmholtz resonance pipe 12 at the position of the steam pipe 9 in the vicinity thereof, It is possible to reduce the pressure fluctuation applied to the steam pipe 9 and maintain a highly reliable operation.

本実施の形態では、共鳴減衰管に溜まったドレンの排水によってヘルムホルツ共鳴管を最適な体積に設定することができる。したがって、沸騰水型原子炉の主蒸気系やヘルムホルツ共鳴管に新たな改造作業を行うことなく、ヘルムホルツ共鳴管を最適な体積に調整することができるので、主蒸気系で発生した音響共鳴に伴う圧力振動の抑制を容易に実現することが可能となる。これによって、発電プラントの運転管理を常に最適状態に維持することが可能な沸騰水型原子炉、及び沸騰水型原子炉における蒸気配管の音響振動抑制方法を提供することができる。 In the present embodiment, the Helmholtz resonance tube can be set to an optimum volume by drainage of drain accumulated in the resonance attenuation tube. Therefore, the Helmholtz resonance tube can be adjusted to the optimal volume without any new modifications to the main steam system or Helmholtz resonance tube of the boiling water reactor. It is possible to easily suppress the pressure vibration. Thus, it is possible to provide a boiling water reactor capable of always maintaining the operation management of the power plant in an optimal state, and a method for suppressing the acoustic vibration of the steam pipe in the boiling water reactor.

なお、上記の実施の形態では、共鳴減衰管１２２のドレン１２２ａの量を調整して共鳴減衰管１２２の体積Ｖを最適値に維持し、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆと音響共鳴モードの周波数とを一致させたが、その変形例として、ドレン１２２ａが溜まっていない共鳴減衰管１２２の正味の体積を、音響共鳴モードの周波数とヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆを一致させる最適値としてもよい。つまり、ヘルムホルツ共鳴管１２を蒸気配管９の下部に設けて共鳴減衰管１２２をドレンタンクとして用いる考え方は、図３に示す第１の実施形態と同じであるが、共鳴減衰管１２２の下部のドレン管２１からドレン１２２ａを垂れ流しで排出させる。これによって、共鳴減衰管１２２にドレン１２２ａが溜まっていないときの共鳴減衰管１２２の体積を最適値として、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆと音響共鳴モードの周波数とを一致させれば、前述と同様に、蒸気配管９で発生する音響共鳴を抑制することができる。 In the above embodiment, the amount of the drain 122a of the resonance attenuating tube 122 is adjusted to maintain the volume V of the resonance attenuating tube 122 at an optimal value, and the resonance frequency f of the Helmholtz resonance tube 12 and the frequency of the acoustic resonance mode. However, as a modification, the net volume of the resonance attenuating tube 122 in which the drain 122a is not accumulated may be an optimum value that matches the frequency of the acoustic resonance mode and the resonance frequency f of the Helmholtz resonance tube 12. . That is, the concept of providing the Helmholtz resonance tube 12 below the steam pipe 9 and using the resonance attenuation tube 122 as a drain tank is the same as that of the first embodiment shown in FIG. The drain 122a is drained from the pipe 21 and discharged. As a result, the volume of the resonance attenuating tube 122 when the drain 122a does not accumulate in the resonance attenuating tube 122 is set to the optimum value, and the resonance frequency f of the Helmholtz resonance tube 12 and the frequency of the acoustic resonance mode are matched. Similarly, acoustic resonance occurring in the steam pipe 9 can be suppressed.

また、上記の実施形態では、ダイアフラム２５と水位調節弁２２からなるダイアフラム弁を用いて共鳴減衰管１２２に溜まったドレン１２２ａの量を上限水位（ＨＷＬ）と下限水位（ＬＷＬ）の間に調整したが、このようなドレン１２２ａの水位調整はダイアフラム弁以外でも実現することができる。例えば、水位調節弁２２に電磁弁を用い、共鳴減衰管１２２に溜まったドレン１２２ａの量が上限水位（ＨＷＬ）に達したら、水位発信器(ＬＴ)２３からの電気信号によって電磁弁をＯＮにしてドレン１２２ａを排水させ、ドレン１２２ａの量が下限水位（ＬＷＬ）に達したら、水位発信器(ＬＴ)２３からの電気信号を止めて電磁弁をＯＦＦにしてドレン１２２ａの排水を停止させるようにしてもよい。このような電磁弁を用いることによって電気／圧力変換器（Ｅ／Ｐ）２４が不要となるなどのメリットがある。 Further, in the above embodiment, the amount of the drain 122a accumulated in the resonance attenuating pipe 122 is adjusted between the upper limit water level (HWL) and the lower limit water level (LWL) by using the diaphragm valve including the diaphragm 25 and the water level control valve 22. However, such a water level adjustment of the drain 122a can be realized by means other than the diaphragm valve. For example, when an electromagnetic valve is used as the water level control valve 22 and the amount of drain 122a accumulated in the resonance attenuating pipe 122 reaches the upper limit water level (HWL), the electromagnetic valve is turned on by an electrical signal from the water level transmitter (LT) 23. When the drain 122a is drained and the amount of the drain 122a reaches the lower limit water level (LWL), the electrical signal from the water level transmitter (LT) 23 is stopped and the electromagnetic valve is turned off to stop draining the drain 122a. May be. By using such a solenoid valve, there is a merit that the electric / pressure converter (E / P) 24 becomes unnecessary.

《第２の実施形態》
図４は、本発明の第２の実施形態による沸騰水型原子炉の主蒸気系を示す構成図である。図４に示す第２の実施形態による沸騰水型原子炉の構成が、図３に示す第１の実施形態による沸騰水型原子炉の構成と異なるところは、ヘルムホルツ共鳴管１２の入口配管１２１に開度調整弁１１を設け、圧力センサ１３、１４の信号によって制御を行う制御装置１５により開度調整弁１１を制御するように構成された点である。もちろん、ヘルムホルツ共鳴管１２をドレンタンクとして蒸気配管９の下部に設けたところは、第１の実施形態と同じである。したがって、第１の実施形態と重複する説明は可能な限り省略する。 << Second Embodiment >>
FIG. 4 is a configuration diagram showing a main steam system of a boiling water reactor according to the second embodiment of the present invention. The configuration of the boiling water reactor according to the second embodiment shown in FIG. 4 is different from the configuration of the boiling water reactor according to the first embodiment shown in FIG. 3 in the inlet pipe 121 of the Helmholtz resonance tube 12. An opening adjustment valve 11 is provided, and the opening adjustment valve 11 is controlled by a control device 15 that performs control based on signals from the pressure sensors 13 and 14. Of course, the place where the Helmholtz resonance pipe 12 is provided as a drain tank in the lower part of the steam pipe 9 is the same as in the first embodiment. Therefore, an overlapping description with the first embodiment is omitted as much as possible.

図４において、原子炉圧力容器１の内部で発生した蒸気２は、蒸気乾燥器３の内部の波板４で水分を除去された後、原子炉圧力容器１の蓋５で囲まれた蒸気ドーム６内に流入する。除去された水分はドレン管７を通って蒸気乾燥器３の下方に排出される。一方、蒸気２は、ノズル８から蒸気配管９を通って高圧タービン１０へ流入して図示しない発電機を高速回転させる。 In FIG. 4, the steam 2 generated inside the reactor pressure vessel 1 is dehydrated by a corrugated plate 4 inside the steam dryer 3 and then surrounded by a lid 5 of the reactor pressure vessel 1. 6 flows in. The removed moisture is discharged below the steam dryer 3 through the drain pipe 7. On the other hand, the steam 2 flows from the nozzle 8 through the steam pipe 9 into the high-pressure turbine 10 and rotates a generator (not shown) at high speed.

また、蒸気配管９の下部には、開度調整弁１１を介してヘルムホルツ共鳴管１２が、ドレンタンクとして設置されている。このヘルムホルツ共鳴管１２に溜まったドレンは、水位発信器（ＬＴ）２３、電気／圧力変換器（Ｅ／Ｐ）２４、ダイアフラム２５、及び水位調節弁２２による検出と制御によってドレン管２１から排出され、ドレンの水位は上限水位（ＨＷＬ）と下限水位（ＬＷＬ）の間に維持されることは、前述の第１の実施形態と同じである。 In addition, a Helmholtz resonance pipe 12 is installed as a drain tank via an opening degree adjusting valve 11 below the steam pipe 9. The drain accumulated in the Helmholtz resonance pipe 12 is discharged from the drain pipe 21 by detection and control by the water level transmitter (LT) 23, the electric / pressure converter (E / P) 24, the diaphragm 25, and the water level control valve 22. The drain water level is maintained between the upper limit water level (HWL) and the lower limit water level (LWL), as in the first embodiment.

さらに、図４に示す第２の実施形態の沸騰水型原子炉では、蒸気ドーム６からノズル８、蒸気配管９を通って高圧タービン１０に至るまでの蒸気相の空間（主蒸気系）には、圧力センサ１３、１４が取り付けられている。ここで、圧力センサ１３、１４は、どちらか単独でもよいし、あるいは、それぞれ複数ずつ設置しても構わない。圧力センサ１３、１４からの圧力振動の信号は、制御装置１５内の信号処理部で処理され、開度調整弁１１の開度の制御に使用される。 Furthermore, in the boiling water reactor of the second embodiment shown in FIG. 4, the steam phase space (main steam system) from the steam dome 6 through the nozzle 8 and the steam pipe 9 to the high pressure turbine 10 is provided. Pressure sensors 13 and 14 are attached. Here, either one of the pressure sensors 13 and 14 may be used alone, or a plurality of each may be installed. Signals of pressure vibration from the pressure sensors 13 and 14 are processed by a signal processing unit in the control device 15 and used for controlling the opening degree of the opening degree adjusting valve 11.

すなわち、制御装置１５は、圧力センサ１３、１４の圧力振動の信号を入力して、圧力センサ１３、１４の圧力振動の振幅が最小になるように開度調整弁１１の開度を最適に制御する。例えば、開度調整弁１１を微小に開いたとき、圧力センサ１３、１４の圧力振動が減少する場合は、さらに開度調整弁１１を微小に開く。また、圧力センサ１３、１４の圧力振動が増加する場合は、開度調整弁１１を反対に閉じる方向に制御する。このような操作を繰り返すことにより、開度調整弁１１の開度を制御して（つまり、ヘルムホルツ共鳴管１２の入口配管１２１の断面積Ａｎを制御して）、蒸気配管９の音響共鳴を抑制する。これによって、圧力センサ１３、１４の圧力振動の振幅を最小にすることができる。 That is, the control device 15 inputs the pressure vibration signal of the pressure sensors 13 and 14 and optimally controls the opening degree of the opening adjustment valve 11 so that the amplitude of the pressure vibration of the pressure sensors 13 and 14 is minimized. To do. For example, when the opening adjustment valve 11 is slightly opened, if the pressure vibration of the pressure sensors 13 and 14 is reduced, the opening adjustment valve 11 is further opened minutely. Moreover, when the pressure vibration of the pressure sensors 13 and 14 increases, the opening adjustment valve 11 is controlled to be closed in the opposite direction. By repeating such an operation, the opening degree of the opening adjusting valve 11 is controlled (that is, the sectional area An of the inlet pipe 121 of the Helmholtz resonance pipe 12 is controlled), and the acoustic resonance of the steam pipe 9 is suppressed. To do. Thereby, the amplitude of the pressure vibration of the pressure sensors 13 and 14 can be minimized.

図５は、本実施の形態に用いるのに好適な制御装置の処理機能を示すブロック図である。制御装置１５は、信号処理部１５１と制御部１５２とによって構成される。信号処理部１５１では、圧力センサ１３、１４から入力された圧力振動の振幅を記憶部１５１１で記憶させ、開度調整弁１１の操作前後の圧力センサ１３、１４の圧力振動の振幅を、比較部１５１２で比較する。また、制御部１５２は、比較部１５１２の比較結果に基づいて、開度調整弁１１への新たな開度指令を決定し、開度調整弁１１へ制御信号を出力する。 FIG. 5 is a block diagram showing processing functions of a control device suitable for use in the present embodiment. The control device 15 includes a signal processing unit 151 and a control unit 152. In the signal processing unit 151, the amplitude of the pressure vibration input from the pressure sensors 13 and 14 is stored in the storage unit 1511, and the amplitude of the pressure vibration of the pressure sensors 13 and 14 before and after the opening adjustment valve 11 is operated is compared with the comparison unit. Compare at 1512. Further, the control unit 152 determines a new opening command to the opening adjustment valve 11 based on the comparison result of the comparison unit 1512, and outputs a control signal to the opening adjustment valve 11.

このような機能により、主蒸気系の圧力振動が小さくなる方向へヘルムホルツ共鳴管１２における入口配管１２１の開度調整弁１１の開度を制御して、ヘルムホルツ共鳴管１２における入口配管１２１の実質的な開口面積（つまり、入口配管１２１の断面積Ａｎ）を調整する。これによって、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆが、主蒸気系に発生した共鳴振動の周波数に近づいて、主蒸気系の音響共鳴（圧力振動）を減衰させることができる。 By such a function, the opening degree of the opening adjustment valve 11 of the inlet pipe 121 in the Helmholtz resonance pipe 12 is controlled in the direction in which the pressure oscillation of the main steam system becomes small, and the inlet pipe 121 in the Helmholtz resonance pipe 12 is substantially reduced. The opening area (that is, the cross-sectional area An of the inlet pipe 121) is adjusted. Thereby, the resonance frequency f of the Helmholtz resonance tube 12 approaches the frequency of the resonance vibration generated in the main steam system, and the acoustic resonance (pressure vibration) of the main steam system can be attenuated.

本実施形態では、ヘルムホルツ共鳴管１２が蒸気配管９の下部に設置されており、この場合も、主蒸気系内の圧力振動の大きな位置にヘルムホルツ共鳴管１２の入口配管１２１を設けることにより、音響共鳴モードを効果的に減衰させることができる。この実施形態は、蒸気配管９の圧力振動が大きい場合に有効である。例えば、ノズル８で大きな圧力振動が生じた場合には、ノズル８の近傍にヘルムホルツ共鳴管１２を設置することにより、蒸気配管９の圧力振動を抑制して主蒸気系全体の圧力振動を小さくすることができる。特に、沸騰水型原子炉の場合には、ノズル８の近傍には安全弁が設置されているため、増出力時にこの実施形態の構成を適用する場合には、流路面積の広い大型の大容量安全弁を用いることにより増出力前に比べて弁数を削減し、余った弁座を使用してヘルムホルツ共鳴管を設置するなどの手段も可能である。 In this embodiment, the Helmholtz resonance pipe 12 is installed in the lower part of the steam pipe 9, and also in this case, by providing the inlet pipe 121 of the Helmholtz resonance pipe 12 at a position where the pressure oscillation is large in the main steam system, the acoustic The resonance mode can be effectively attenuated. This embodiment is effective when the pressure vibration of the steam pipe 9 is large. For example, when a large pressure vibration occurs in the nozzle 8, the Helmholtz resonance pipe 12 is installed in the vicinity of the nozzle 8, thereby suppressing the pressure vibration of the steam pipe 9 and reducing the pressure vibration of the entire main steam system. be able to. In particular, in the case of a boiling water reactor, since a safety valve is installed in the vicinity of the nozzle 8, when applying the configuration of this embodiment at the time of increased output, a large capacity with a large flow path area is large. By using a safety valve, it is possible to reduce the number of valves compared to before the increased output, and to install a Helmholtz resonance tube using a surplus valve seat.

本実施形態のように、ヘルムホルツ共鳴管１２に溜まったドレンの量を制御して共鳴減衰管１２２の体積Ｖを最適値に調整すると共に、入口配管１２１の開度調整弁１１の開度を制御して入口配管１２１の断面積Ａｎを最適値に調整することにより、主蒸気系の音響共鳴による圧力振動をさらに高精度に抑制することが可能となる。 As in this embodiment, the amount of drain accumulated in the Helmholtz resonance pipe 12 is controlled to adjust the volume V of the resonance attenuation pipe 122 to an optimum value, and the opening degree of the opening adjustment valve 11 of the inlet pipe 121 is controlled. Then, by adjusting the cross-sectional area An of the inlet pipe 121 to the optimum value, it is possible to suppress the pressure vibration due to the acoustic resonance of the main steam system with higher accuracy.

《第３の実施形態》
図６は、本発明の第３の実施形態による沸騰水型原子炉の主蒸気系を示す構成図である。第１の実施形態及び第２の実施形態と重複する説明は省略する。蒸気配管９の下部には、開度調整弁１１Ａを介してヘルムホルツ共鳴管１２Ａが設置され、かつ、開度調整弁１１Ｂを介してヘルムホルツ共鳴管１２Ｂが設置されている。これらのヘルムホルツ共鳴管１２Ａ、１２Ｂがドレンタンクとして構成されていることは、前述の第１の実施形態（図３）及び第２の実施形態（図４）と同じである。つまり、ヘルムホルツ共鳴管１２Ａ、１２Ｂには、図３の第１の実施形態又は図４の第２の実施形態の構成と同様に、ヘルムホルツ共鳴管１２Ａ、１２Ｂのドレン水位を最適なレベルに保持するために、ヘルムホルツ共鳴管１２Ａ、１２Ｂに溜まったドレンを排出するドレン配管系統が設けられているが、それらのドレン配管系統については省略されている。あるいは、ヘルムホルツ共鳴管１２Ａ、１２Ｂの底部にドレンを垂れ流すためのドレン管を設けてもよい。 << Third Embodiment >>
FIG. 6 is a configuration diagram showing a main steam system of a boiling water reactor according to the third embodiment of the present invention. The description which overlaps with 1st Embodiment and 2nd Embodiment is abbreviate | omitted. Below the steam pipe 9, a Helmholtz resonance tube 12A is installed via an opening adjustment valve 11A, and a Helmholtz resonance tube 12B is installed via an opening adjustment valve 11B. The Helmholtz resonance tubes 12A and 12B are configured as drain tanks as in the first embodiment (FIG. 3) and the second embodiment (FIG. 4). That is, in the Helmholtz resonance tubes 12A and 12B, the drain water level of the Helmholtz resonance tubes 12A and 12B is maintained at an optimum level as in the configuration of the first embodiment of FIG. 3 or the second embodiment of FIG. Therefore, a drain piping system for discharging the drain accumulated in the Helmholtz resonance tubes 12A and 12B is provided, but these drain piping systems are omitted. Or you may provide the drain pipe for dripping a drain to the bottom part of Helmholtz resonance pipe 12A, 12B.

また、蒸気ドーム６からノズル８、蒸気配管９を通って高圧タービン１０に至るまでの蒸気相の空間（主蒸気系）には、圧力センサ１３、１４Ａ、１４Ｂが取り付けられている。ここで、圧力センサ１３、１４Ａ、１４Ｂは、どれか単独でも、あるいは、３箇所のうち２箇所でも、あるいは、それぞれ複数個の設置であっても構わない。これらの圧力センサ１３、１４Ａ、１４Ｂからの圧力振動の信号は、制御装置１５で処理され、開度調整弁１１Ａ、１１Ｂの開度の制御に使用される。なお、ヘルムホルツ共鳴管１２Ａ、１２Ｂの構成は、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様である。 Pressure sensors 13, 14 </ b> A, and 14 </ b> B are attached to a steam phase space (main steam system) from the steam dome 6 through the nozzle 8 and the steam pipe 9 to the high pressure turbine 10. Here, any one of the pressure sensors 13, 14A, 14B may be used, or two of the three pressure sensors may be installed, or a plurality of each may be installed. Signals of pressure vibration from these pressure sensors 13, 14A, 14B are processed by the control device 15 and used to control the opening of the opening adjusting valves 11A, 11B. The configurations of the Helmholtz resonance tubes 12A and 12B are the same as those in the first embodiment and the second embodiment.

本実施形態では、蒸気配管９に蒸気ヘッダ１６が設置されている。この蒸気ヘッダ１６は、複数の並列配管で構成された蒸気配管９の各配管の均圧化、あるいは他の配管への分岐を可能とする分配器的な役割を担って設けられている。このように、蒸気ヘッダ１６が設置されている場合には、蒸気ヘッダ１６の前後で、音響共鳴モードの周波数位相が異なっている可能性がある。そこで、蒸気ヘッダ１６の前後の蒸気配管９のそれぞれの位置に、ヘルムホルツ共鳴管１２Ａとヘルムホルツ共鳴管１２Ｂを設けることにより、蒸気ヘッダ１６の前後において音響共鳴モードを効果的に減衰させることができる。例えば、蒸気ヘッダ１６で大きな圧力振動が生じた場合には、蒸気ヘッダ１６の前後のヘルムホルツ共鳴管１２Ａ、１２Ｂの共鳴周波数と音響共鳴モードの周波数とを一致させることにより、蒸気配管９の全域において圧力振動を抑制し、主蒸気系全体の圧力振動を抑えることができる。 In the present embodiment, a steam header 16 is installed in the steam pipe 9. The steam header 16 is provided with a distributor-like role that enables equalization of each pipe of the steam pipe 9 constituted by a plurality of parallel pipes or branching to other pipes. Thus, when the steam header 16 is installed, the frequency phase of the acoustic resonance mode may be different before and after the steam header 16. Therefore, by providing the Helmholtz resonance pipe 12A and the Helmholtz resonance pipe 12B at the positions of the steam pipes 9 before and after the steam header 16, the acoustic resonance mode can be effectively attenuated before and after the steam header 16. For example, when a large pressure vibration occurs in the steam header 16, the resonance frequency of the Helmholtz resonance pipes 12 </ b> A and 12 </ b> B before and after the steam header 16 is matched with the frequency of the acoustic resonance mode. Pressure vibration can be suppressed and pressure vibration of the entire main steam system can be suppressed.

つまり、制御装置１５は、圧力センサ１３、１４Ａ、１４Ｂの圧力振動の信号を入力し、それらの圧力振動の振幅が最小になるように、開度調整弁１１Ａ、１１Ｂの開度が最適となるように制御する。例えば、開度調整弁１１Ａを微小に開いて圧力センサ１３、１４Ａ、１４Ｂの圧力振動が減少する場合は、さらに開度調整弁１１Ａを微小に開く。また、圧力センサ１３、１４Ａ、１４Ｂの圧力振動が増加する場合は、開度調整弁１１Ａを反対に閉じる方向に制御する。開度調整弁１１Ａ、１１Ｂについて、このような操作を繰り返すことにより、開度調整弁１１Ａ、１１Ｂの開度を制御して、圧力センサ１３、１４Ａ、１４Ｂの圧力振動の振幅を最小にすることができる。 That is, the control device 15 inputs pressure vibration signals of the pressure sensors 13, 14A, 14B, and the opening degrees of the opening adjustment valves 11A, 11B are optimized so that the amplitudes of the pressure vibrations are minimized. To control. For example, when the opening adjustment valve 11A is slightly opened to reduce the pressure vibration of the pressure sensors 13, 14A, 14B, the opening adjustment valve 11A is further opened. Further, when the pressure vibration of the pressure sensors 13, 14A, 14B increases, the opening adjustment valve 11A is controlled to close in the opposite direction. By repeating such operations for the opening adjustment valves 11A and 11B, the opening degree of the opening adjustment valves 11A and 11B is controlled to minimize the amplitude of pressure vibration of the pressure sensors 13, 14A and 14B. Can do.

なお、制御装置１５の具体的な構成は、図５と同じであるが、第３の実施形態の場合は、制御部１５２が次のように動作する。すなわち、圧力センサ１３、１４Ａ、１４Ｂからの圧力振動の振幅を記憶部１５１１で記憶させ、開度調整弁１１Ａ、１１Ｂを操作する前後の圧力センサ１３、１４Ａ、１４Ｂの圧力振動の振幅を、それぞれ比較部１５１２で比較する。そして、その比較結果から開度調整弁１１Ａ、１１Ｂの新たな開度を決定し、開度調整弁１１Ａ、１１Ｂを制御する。 The specific configuration of the control device 15 is the same as that in FIG. 5, but in the case of the third embodiment, the control unit 152 operates as follows. That is, the amplitude of the pressure vibration from the pressure sensors 13, 14A, 14B is stored in the storage unit 1511, and the amplitude of the pressure vibration of the pressure sensors 13, 14A, 14B before and after operating the opening adjustment valves 11A, 11B, respectively. The comparison unit 1512 performs comparison. And the opening degree of the opening degree adjustment valves 11A and 11B is determined from the comparison result, and the opening degree adjustment valves 11A and 11B are controlled.

図６に示す第３の実施形態の沸騰水型原子炉の場合も、ヘルムホルツ共鳴管１２Ａ、１２Ｂの入口配管１２１が、蒸気配管９の圧力振動の大きな位置にあれば、音響共鳴モードをより効果的に減衰させることができる。そこで、圧力センサ１３、１４Ａ、１４Ｂからの圧力振動の信号を用いて制御装置１５を制御して開度調整弁１１Ａ、１１Ｂの開度を決定すれば、次のようにしてより効果的に音響共鳴を減衰させることができる。 Also in the case of the boiling water reactor of the third embodiment shown in FIG. 6, if the inlet pipe 121 of the Helmholtz resonance pipes 12A and 12B is at a position where the pressure vibration of the steam pipe 9 is large, the acoustic resonance mode is more effective. Can be attenuated. Therefore, if the control device 15 is controlled using the pressure vibration signals from the pressure sensors 13, 14A, and 14B to determine the opening degrees of the opening adjustment valves 11A and 11B, the acoustics can be more effectively performed as follows. Resonance can be attenuated.

すなわち、蒸気配管９で発生している音響振動モードを計算し、圧力振動の振幅の計算結果が大きい位置に設けられたヘルムホルツ共鳴管１２Ａ又は１２Ｂに対応する開度調整弁１１Ａ又は１１Ｂから順に新たな開度を決定し、当該開度調整弁から順に制御を行う。音響振動モードは、圧縮性流体の方程式もしくは音波方程式を基礎式として適当な境界条件を用いて数値計算することにより求められ、蒸気配管９の各位置における圧力振動の振幅を得ることができる。この音響振動モードから、開度調整弁１１Ａ、１１Ｂの位置における圧力振動振幅を求め、圧力振動の大きな方の開度調整弁を優先してこれから順に制御を行う。このような方法を用いることにより、より短時間に最適な開度調整弁１１Ａ、１１Ｂの開度を求めて圧力振動を減衰させることが可能となる。 That is, the acoustic vibration mode generated in the steam pipe 9 is calculated, and the opening adjustment valve 11A or 11B corresponding to the Helmholtz resonance pipe 12A or 12B provided at a position where the calculation result of the amplitude of pressure vibration is large is newly added in order. A proper opening is determined, and control is performed in order from the opening adjustment valve. The acoustic vibration mode is obtained by numerical calculation using an appropriate boundary condition based on a compressive fluid equation or a sound wave equation, and the amplitude of pressure vibration at each position of the steam pipe 9 can be obtained. From this acoustic vibration mode, the pressure vibration amplitude at the positions of the opening adjustment valves 11A and 11B is obtained, and the opening adjustment valve with the larger pressure vibration is preferentially controlled in order. By using such a method, it becomes possible to attenuate the pressure vibration by finding the optimum opening degree of the opening adjustment valves 11A and 11B in a shorter time.

つまり、第３の実施形態では、ヘルムホルツ共鳴管１２に溜まったドレンの量を制御して共鳴減衰管１２２の体積Ｖを最適値に調整すると共に、蒸気ヘッダ１６の前後においてヘルムホルツ共鳴管１２Ａ、１２Ｂの開度調整弁１１Ａ、１１Ｂの開度（断面積Ａｎ）を個別に最適値に調整することにより、蒸気配管９の音響共鳴による圧力振動をさらに高精度に抑制することが可能となる。 In other words, in the third embodiment, the amount of drain accumulated in the Helmholtz resonance tube 12 is controlled to adjust the volume V of the resonance attenuation tube 122 to an optimum value, and the Helmholtz resonance tubes 12A and 12B before and after the steam header 16 are adjusted. By individually adjusting the opening degree (cross-sectional area An) of the opening degree adjusting valves 11A and 11B to the optimum value, it becomes possible to suppress the pressure vibration due to the acoustic resonance of the steam pipe 9 with higher accuracy.

《第４の実施形態》
図７は、本発明の第４の実施形態による沸騰水型原子炉の主蒸気系を示す構成図である。この実施形態では、蒸気配管９の下部に複数の開度調整弁１１を有するヘルムホルツ共鳴管１２が設置されている。このヘルムホルツ共鳴管１２には、図３の第１の実施形態又は図４の第２の実施形態の構成と同様に、ヘルムホルツ共鳴管１２のドレン水位を最適なレベルに保持するために、ヘルムホルツ共鳴管１２に溜まったドレンを排出するドレン配管系統が設けられているが、それらのドレン配管系統については省略されている。あるいは、ヘルムホルツ共鳴管１２の底部にドレンを垂れ流すためのドレン管を設けてもよい。 << Fourth Embodiment >>
FIG. 7 is a configuration diagram showing a main steam system of a boiling water reactor according to the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, a Helmholtz resonance pipe 12 having a plurality of opening adjustment valves 11 is installed in the lower part of the steam pipe 9. The Helmholtz resonance tube 12 has a Helmholtz resonance in order to maintain the drain water level of the Helmholtz resonance tube 12 at an optimum level, as in the configuration of the first embodiment of FIG. 3 or the second embodiment of FIG. A drain piping system for discharging drain accumulated in the pipe 12 is provided, but the drain piping system is omitted. Alternatively, a drain pipe for dripping the drain may be provided at the bottom of the Helmholtz resonance pipe 12.

また、蒸気ドーム６からノズル８、蒸気配管９を通って高圧タービン１０に至るまでの蒸気相の空間（主蒸気系）には、圧力センサ１３、１４が取り付けられている。ここで、圧力センサ１３、１４は、どちらか単独でも、あるいは、それぞれ複数個設置されていても構わない。圧力センサ１３、１４からの圧力振動の信号は、制御装置１５内の信号処理部で処理され、複数の開度調整弁１１の開度の制御に使用される。制御装置１５の構成は、第１の実施の形態で述べた図５の構成と同様であるので、重複する説明は省略する。 Further, pressure sensors 13 and 14 are attached to a space (main steam system) in the steam phase from the steam dome 6 to the high pressure turbine 10 through the nozzle 8 and the steam pipe 9. Here, either one of the pressure sensors 13 or 14 or a plurality of the pressure sensors 13 and 14 may be provided. Signals of pressure vibration from the pressure sensors 13 and 14 are processed by a signal processing unit in the control device 15 and used for controlling the openings of the plurality of opening adjustment valves 11. Since the configuration of the control device 15 is the same as the configuration of FIG. 5 described in the first embodiment, a duplicate description is omitted.

図８は、本実施形態で使用されるヘルムホルツ共鳴管１２を示す摸式側面図である。蒸気配管９の下部に連結する複数の入口配管１２１に、それぞれ開度調整弁１１が設けられており、これらの入口配管１２１を単一の共鳴減衰管１２２で結合している。複数の入口配管の断面積の和をＡｎとし、ドレンの最適水位によって決定される共鳴減衰管１２２の体積をＶとすることにより、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆは、前述の（１）式で求められ、その共鳴周波数ｆを蒸気配管９の音響共鳴の周波数と一致させることにより、蒸気配管９で発生する圧力振動を抑制することができる。なお、共鳴減衰管１２２は、図８に示すような配管に限ることはなく、蒸気配管９を囲むように配置したアニュラス状の容器でもよい。 FIG. 8 is a schematic side view showing the Helmholtz resonance tube 12 used in the present embodiment. Each of the plurality of inlet pipes 121 connected to the lower part of the steam pipe 9 is provided with an opening degree adjusting valve 11, and these inlet pipes 121 are connected by a single resonance attenuation pipe 122. The resonance frequency f of the Helmholtz resonance pipe 12 is given by the above-described equation (1), where An is the sum of the cross-sectional areas of the plurality of inlet pipes and V is the volume of the resonance attenuation pipe 122 determined by the optimum water level of the drain. The pressure vibration generated in the steam pipe 9 can be suppressed by making the resonance frequency f coincide with the acoustic resonance frequency of the steam pipe 9. The resonance attenuation pipe 122 is not limited to the pipe as shown in FIG. 8, and may be an annulus-like container arranged so as to surround the steam pipe 9.

この実施形態では、蒸気配管９の周囲にスペースがない場合でも蒸気配管９に沿ってヘルムホルツ共鳴管１２をコンパクトに配置することができる。また、ヘルムホルツ共鳴管１２には、複数の入口配管１２１を有するため、それらの入口配管１２１の断面積の和Ａｎを大きくとることができるので、蒸気配管９で発生する圧力振動の減衰率を大きくすることが可能となる。例えば、図８に示すような形状のヘルムホルツ共鳴管１２を用いて沸騰水型原子炉の増出力時に適用すれば、蒸気の流路面積が広い大型の大容量安全弁を用いることによって増出力前に比べて弁の数を削減することができるので、余った複数の弁座を使用してヘルムホルツ共鳴管を設置するなどの手段も可能である。 In this embodiment, the Helmholtz resonance pipe 12 can be arranged compactly along the steam pipe 9 even when there is no space around the steam pipe 9. Further, since the Helmholtz resonance pipe 12 has a plurality of inlet pipes 121, the sum An of the cross-sectional areas of the inlet pipes 121 can be increased, so that the attenuation rate of the pressure vibration generated in the steam pipe 9 is increased. It becomes possible to do. For example, if the Helmholtz resonance tube 12 having the shape shown in FIG. 8 is used at the time of increasing the output of the boiling water reactor, the large-capacity safety valve having a large steam flow area can be used before increasing the output. Since the number of valves can be reduced as compared with the above, means such as installing a Helmholtz resonance tube using a plurality of surplus valve seats are also possible.

《まとめ》
以上説明した第２の実施形態から第４の実施形態までの沸騰水型原子炉は、ヘルムホルツ共鳴管１２が蒸気配管９の下部にドレンタンクとして設置され、共鳴減衰管１２２に溜まったドレン１２２ａの水位によって共鳴減衰管１２２の空間容積（体積Ｖ）を制御すると共に、入口配管１２１に取り付けられた開度調整弁１１の開度（断面積Ａｎ）を制御することによって、ヘルムホルツ共鳴管１２の共鳴周波数ｆを蒸気配管の音響共鳴の周波数と一致させている。これによって、より効果的に音響共鳴モードによる圧力振動を抑制することができる。 <Summary>
In the boiling water reactors from the second embodiment to the fourth embodiment described above, the Helmholtz resonance pipe 12 is installed as a drain tank below the steam pipe 9, and the drain 122 a accumulated in the resonance damping pipe 122. The resonance volume of the Helmholtz resonance pipe 12 is controlled by controlling the spatial volume (volume V) of the resonance attenuation pipe 122 by the water level and controlling the opening degree (cross-sectional area An) of the opening adjustment valve 11 attached to the inlet pipe 121. The frequency f is matched with the acoustic resonance frequency of the steam pipe. As a result, pressure vibration due to the acoustic resonance mode can be more effectively suppressed.

また、第２の実施形態から第４の実施形態までの沸騰水型原子炉においては、ヘルムホルツ共鳴管１２の入口配管１２１には全て開度調整弁１１が取り付けられ、制御装置１５によってそれらの開度調整弁１１の開度が制御される。しかし、一旦、開度調整弁１１の開度が決まれば、その後は開度調整弁１１の弁開度を固定して制御装置１５を無制御状態にしてもよいし、制御装置１５を取り外してもよい。 Further, in the boiling water reactors from the second embodiment to the fourth embodiment, all the opening adjustment valves 11 are attached to the inlet pipes 121 of the Helmholtz resonance pipe 12, and their opening is controlled by the control device 15. The opening degree of the degree adjusting valve 11 is controlled. However, once the opening degree of the opening adjustment valve 11 is determined, thereafter, the opening degree of the opening adjustment valve 11 may be fixed and the control device 15 may be set in a non-control state, or the control device 15 may be removed. Also good.

図９は、本発明による各実施形態の効果を説明するための周波数対音圧を示す特性図であり、ヘルムホルツ共鳴管を用いた場合と用いない場合の代表的な試験結果を示している。図の縦軸は蒸気乾燥器表面の音圧であり、ヘルムホルツ共鳴管がない場合には、低周波の特定の周波数で圧力振動ピークが生じる。図には、この低周波の圧力振動ピークにヘルムホルツ共鳴管の共鳴周波数を一致させた場合を示しており、ヘルムホルツ共鳴管により当該圧力振動ピークを有効に減衰できることがわかる。 FIG. 9 is a characteristic diagram showing frequency versus sound pressure for explaining the effect of each embodiment according to the present invention, and shows typical test results with and without the Helmholtz resonance tube. The vertical axis in the figure represents the sound pressure on the surface of the steam dryer, and when there is no Helmholtz resonance tube, a pressure vibration peak occurs at a specific low frequency. The figure shows the case where the resonance frequency of the Helmholtz resonance tube is matched with the low-frequency pressure vibration peak, and it can be seen that the pressure vibration peak can be effectively attenuated by the Helmholtz resonance tube.

本発明の沸騰水型原子炉で使用するのに好適な円筒形状のヘルムホルツ共鳴管の構造を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the cylindrical Helmholtz resonance tube suitable for using with the boiling water reactor of this invention. 図１に示すヘルムホルツ共鳴管の寸法に対する共鳴周波数を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the resonance frequency with respect to the dimension of the Helmholtz resonance tube shown in FIG. 本発明における第１の実施形態の沸騰水型原子炉の主蒸気系を示す構成図である。It is a block diagram which shows the main steam system of the boiling water reactor of 1st Embodiment in this invention. 本発明における第２の実施形態の沸騰水型原子炉の主蒸気系を示す構成図である。It is a block diagram which shows the main steam system of the boiling water reactor of 2nd Embodiment in this invention. 本発明の各実施形態で用いられる制御装置の処理機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the processing function of the control apparatus used by each embodiment of this invention. 本発明における第３の実施形態の沸騰水型原子炉の主蒸気系を示す構成図である。It is a block diagram which shows the main steam system of the boiling water reactor of 3rd Embodiment in this invention. 本発明における第４の実施形態の沸騰水型原子炉の主蒸気系を示す構成図である。It is a block diagram which shows the main steam system of the boiling water reactor of 4th Embodiment in this invention. 本発明における第４の実施形態で用いられるヘルムホルツ共鳴管を示す摸式側面図である。It is a saddle-type side view which shows the Helmholtz resonance tube used in 4th Embodiment in this invention. 本発明における各実施形態の効果を説明するための周波数対音圧を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the frequency versus sound pressure for demonstrating the effect of each embodiment in this invention.

Explanation of symbols

１原子炉圧力容器
２蒸気
３蒸気乾燥器
４波板
５原子炉圧力容器蓋
６蒸気ドーム
７ドレン管
８ノズル
９蒸気配管
１０高圧タービン
１１開度調整弁
１２，１２Ａ，１２Ｂヘルムホルツ共鳴管
１２１入口配管
１２２共鳴減衰管
１２２ａドレン
１３，１４圧力センサ
１５制御装置
１５１信号処理部
１５１１記憶部
１５１２比較部
１５２制御部
１６蒸気ヘッダ
２１ドレン管
２２水位調節弁
２３水位発信器
２４電気／圧力変換器
２５ダイアフラム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reactor pressure vessel 2 Steam 3 Steam dryer 4 Corrugated plate 5 Reactor pressure vessel lid 6 Steam dome 7 Drain pipe 8 Nozzle 9 Steam piping 10 High-pressure turbine 11 Opening adjustment valve 12, 12A, 12B Helmholtz resonance pipe 121 Inlet piping DESCRIPTION OF SYMBOLS 122 Resonance attenuation pipe | tube 122a Drain 13,14 Pressure sensor 15 Control apparatus 151 Signal processing part 1511 Memory | storage part 1512 Comparison part 152 Control part 16 Steam header 21 Drain pipe 22 Water level control valve 23 Water level transmitter 24 Electricity / pressure converter 25 Diaphragm

Claims

A reactor pressure vessel, a steam pipe having a horizontal portion for transporting steam generated inside the reactor pressure vessel from the steam dome above the reactor pressure vessel to the outside, and the steam pipe connected to the steam pipe In a boiling water reactor equipped with a high pressure turbine driven by steam,
A Helmholtz resonance pipe attached below the outer peripheral surface of the horizontal portion of the steam pipe so as to ventilate the steam pipe;
A pressure sensor for detecting an amplitude of pressure vibration caused by acoustic resonance generated by steam transported by the steam pipe;
A boiling water nuclear reactor comprising: an opening adjustment valve that adjusts an opening degree of an inlet pipe of the Helmholtz resonance pipe according to the amplitude of the pressure vibration detected by the pressure sensor.

The Helmholtz resonance tube includes a resonance attenuating tube for storing drain generated by steam transported by the steam pipe,
The Helmholtz resonance tube is
A water level sensor for detecting the water level of the drain stored in the resonance damping tube;
The boiling point according to claim 1 , further comprising a water level control valve for draining the drain so that the water level of the drain detected by the water level sensor is maintained at a level within a predetermined range. Water reactor.

The boiling water reactor according to claim 1 , wherein the Helmholtz resonance tube includes a resonance attenuation tube that drains the drain generated by the steam transported through the steam pipe as it is.

The Helmholtz resonance tube and the pressure sensor are respectively installed at a plurality of locations of the steam pipe, and the Helmholtz resonance pipe corresponding to the installation position of the pressure sensor that detects the amplitude of the pressure vibration above a predetermined value is provided in its own inlet pipe. boiling water reactor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that adjusting the opening of the attached has been opening regulating valve.

The Helmholtz resonance tube has a plurality of opening adjustment valve, according to claim 1 or claims, characterized in that sequentially adjusting the opening of said plurality of opening adjustment valve in accordance with the magnitude of the amplitude of the pressure oscillations Item 5. A boiling water reactor according to any one of Items 4 to 5 .