JP5513850B2

JP5513850B2 - Steam separator

Info

Publication number: JP5513850B2
Application number: JP2009254167A
Authority: JP
Inventors: 浩池田; 一義青木; 寿樹佐藤; 智香子岩城
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-11-05
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2029-11-05
Also published as: JP2011099748A

Description

本発明は、原子炉等で発生した蒸気と水の気液二相流から蒸気を分離するのに好適する気水分離器に関する。 The present invention relates to a steam-water separator suitable for separating steam from steam-water two-phase flow of steam and water generated in a nuclear reactor or the like.

沸騰水型原子炉による原子力発電プラントでは、原子炉炉心で発生した熱により原子炉圧力容器内で発生させた蒸気を導き出してタービンを回転させると共に、発電機を回転させて発電している。一方、加圧水型原子炉による原子力発電プラントでは、原子炉炉心で発生した熱で作り出した一次冷却系の高温水により蒸気発生器内の熱交換器において二次冷却系の水を加熱し、発生させた蒸気を導き出してタービンを回転させると共に、発電機を回転させて発電している。いずれの原子力発電プラントもタービンに供給し回転させる蒸気中から湿分を除去する必要があり、原子炉圧力容器内や蒸気発生器内で発生させた蒸気と水の気液二相流から水を除去するため、気水分離器やドライヤなどを備えている。 In a nuclear power plant using a boiling water reactor, steam generated in a reactor pressure vessel is derived by heat generated in a reactor core to rotate a turbine, and a generator is rotated to generate power. On the other hand, in a nuclear power plant using a pressurized water reactor, the water in the secondary cooling system is heated and generated in the heat exchanger in the steam generator by the high-temperature water in the primary cooling system created by the heat generated in the reactor core. The steam is extracted and the turbine is rotated, and the generator is rotated to generate electricity. All nuclear power plants need to remove moisture from the steam that is supplied to the turbine and rotated, and water is generated from the gas-liquid two-phase flow of steam and water generated in the reactor pressure vessel and the steam generator. In order to remove it, a steam separator, a dryer, etc. are provided.

例えば図９に縦断面図を示すように、原子力発電プラントに用いる発電用原子炉の沸騰水型原子炉１００は、上蓋１０１で上端開口を気密に閉塞した原子炉圧力容器１０２の円筒状内空間に、同じく円筒状のシュラウド１０３を設置し、シュラウド１０３内に核燃料を装荷した炉心１０４を収納して構成されている。そして、シュラウド１０３の上部に設置されたシュラウドヘッド１０５には、気水分離器１０６の複数本のスタンドパイプ１０７が立設されており、スタンドパイプ１０７の上方には、ドライヤ１０８が原子炉圧力容器１０２の内壁に支持部材を設けて支持されている。なお、ドライヤ１０８には、下方側に円筒状のスカート１０９が気水分離器１０６の周囲を囲うように装備されている。 For example, as shown in a longitudinal sectional view in FIG. 9, a boiling water reactor 100 of a power generation reactor used in a nuclear power plant is a cylindrical inner space of a reactor pressure vessel 102 whose upper end opening is hermetically closed with an upper lid 101. Similarly, a cylindrical shroud 103 is installed, and a reactor core 104 loaded with nuclear fuel is accommodated in the shroud 103. A plurality of stand pipes 107 of the steam separator 106 are erected on the shroud head 105 installed on the upper part of the shroud 103. A dryer 108 is placed above the stand pipe 107 in the reactor pressure vessel. A support member is provided on the inner wall of 102 and supported. The dryer 108 is equipped with a cylindrical skirt 109 on the lower side so as to surround the air-water separator 106.

また、原子炉圧力容器１０２内には、冷却水１１０が、スカート１０９の下端が水没するよう所定の水位まで満たされている。そして、冷却水１１０はシュラウド１０３下部から炉心１０４に入ることにより、装荷されている核燃料の反応熱で加熱され、沸騰して気液二相流の蒸気が発生する。発生した気液二相流の蒸気は、気水分離器１０６で気液分離され、湿分を除去した蒸気と湿分の水とになる。 The reactor pressure vessel 102 is filled with cooling water 110 to a predetermined water level so that the lower end of the skirt 109 is submerged. Then, the cooling water 110 enters the core 104 from the lower part of the shroud 103, is heated by the reaction heat of the loaded nuclear fuel, and boils to generate a gas-liquid two-phase flow. The generated vapor of the gas-liquid two-phase flow is gas-liquid separated by the gas-water separator 106 to become the vapor from which moisture has been removed and the moisture water.

こうした気液二相流の蒸気の気液分離を行う気水分離器１０６は、シュラウド１０３内から気液二相流の蒸気を導き出すスタンドパイプ１０７と、スタンドパイプ１０７内に設置され気液二相流の蒸気に旋回力を与えるスワラー１１１と、図示しないデッキプレートに支持されスタンドパイプ１０７の上部に間隙を設けて被せられたバレル１１２で構成されており、スワラー１１１とバレル１１２で気液二相流の蒸気を、湿分を除去した蒸気と湿分の水とに遠心分離する。 The gas-water separator 106 that performs gas-liquid separation of the vapor of the gas-liquid two-phase flow includes a stand pipe 107 that guides the vapor of the gas-liquid two-phase flow from the shroud 103, and a gas-liquid two-phase installed in the stand pipe 107. The swirler 111 that gives a swirling force to the steam in the flow, and the barrel 112 that is supported by a deck plate (not shown) and that is covered with a gap above the stand pipe 107, is composed of a gas-liquid two-phase with the swirler 111 and the barrel 112. The stream of steam is centrifuged into dehumidified steam and wet water.

また、気液分離後の水は、原子炉圧力容器１０２とスカート１０９の間やスカート１０９内側面、バレル１１２内面を伝い下方の冷却水１１０に戻される。一方、気液分離後の湿分が除去された蒸気は、原子炉圧力容器１０２の冷却水１１０水位よりも上側の上部側壁に連通するよう設けられた主蒸気管１１３から図示しないタービンに供給され、発電機を回転させて電力を生成する。電力を生成した後の蒸気は、図示しない復水器で凝縮される等して、原子炉圧力容器１０２の冷却水１１０水位より下側の下部側壁に連通するよう設けられた給水管１１４を介して冷却水１１０に戻される。なお、図中の実線矢印は水の流れを示し、破線矢印は蒸気の流れを示す。 The water after the gas-liquid separation is returned to the cooling water 110 below along the reactor pressure vessel 102 and the skirt 109, the inner surface of the skirt 109, and the inner surface of the barrel 112. On the other hand, the steam from which moisture has been removed after gas-liquid separation is supplied to a turbine (not shown) from a main steam pipe 113 provided so as to communicate with the upper side wall above the cooling water 110 water level of the reactor pressure vessel 102. Rotate the generator to generate power. The steam after generating the electric power is condensed by a condenser (not shown), and the like, through a water supply pipe 114 provided so as to communicate with the lower side wall below the cooling water 110 water level of the reactor pressure vessel 102. And returned to the cooling water 110. In addition, the solid line arrow in a figure shows the flow of water, and the broken line arrow shows the flow of steam.

さらに、気水分離器１０６で気液分離され戻された水と、電力を生成後に復水器で凝縮され戻された水は、冷却水１１０と共に原子炉圧力容器１０２に設置された図示しないインターナルポンプまたはジェットポンプ、再循環ポンプを用いた強制循環によって、あるいは自然循環によって炉心１０４に戻され、再び加熱される。 Further, the water that has been gas-liquid separated and returned by the steam-water separator 106 and the water that has been condensed and returned by the condenser after generating electric power are connected to the reactor pressure vessel 102 together with the cooling water 110 (not shown). It is returned to the core 104 by forced circulation using a null pump, jet pump, or recirculation pump, or by natural circulation, and heated again.

しかし、上述の気水分離器１０６においては、スタンドパイプ１０７とスワラー１１１及びバレル１１２が連結された構成であるので、スワラー１１１による気液二相流の蒸気の気液分離は、ほとんどが遠心分離によるものとなっている。このため、シュラウド１０３内からスタンドパイプ１０７に流入する気液二相流の蒸気のクオリティが低い場合、スワラー１１１での圧力損失が大きくなってしまう問題があり、またスタンドパイプ１０７に流入する気液二相流の蒸気のクオリティのばらつきが大きい場合は、スワラー１１１の分離性能もばらついてしまう可能性があった。また、スワラー１１１の圧力損失、すなわち気水分離器１０６の圧力損失の増大は、原子力発電プラントの沸騰水型原子炉１００の出力が低減し、所定の発電が行えなくなる可能性が生じてくる。 However, since the above-described gas / water separator 106 is configured such that the stand pipe 107, the swirler 111, and the barrel 112 are connected, most of the gas-liquid separation of the vapor of the gas-liquid two-phase flow by the swirler 111 is a centrifugal separation. It is due to. For this reason, when the quality of the vapor of the gas-liquid two-phase flow flowing into the stand pipe 107 from the shroud 103 is low, there is a problem that the pressure loss in the swirler 111 becomes large, and the gas-liquid flowing into the stand pipe 107 When the variation in the quality of the two-phase flow steam is large, the separation performance of the swirler 111 may also vary. In addition, an increase in the pressure loss of the swirler 111, that is, the pressure loss of the steam separator 106, may reduce the output of the boiling water reactor 100 of the nuclear power plant, making it impossible to perform predetermined power generation.

なお、気水分離器の構造に関しては、スワラーのハブ径とバレルの径の比やスワラー出口角度を変更して圧力損失を低減するとしたもの（例えば、特許文献１参照）、バレルを側壁に複数の流路孔を貫通、形成した内、外筒で構成し、内、外筒間の間隙に充填したデミスターで蒸気に同伴する冷却水の液滴を捕獲し、重力落下させることで分離能力を確保するとしたもの（例えば、特許文献２参照）があり、またスタンドパイプの入口部に絞り部を設けて旋回力を強め、気水分離性能を向上させるとしたもの（例えば、特許文献３参照）がある。さらに、多段構成でハブなしのスワラーを設けて逆流を防ぎ、液滴のキャリオーバを低減すとしたもの（例えば、特許文献４参照）や、スワラー上方のバレルの側壁に周方向のスリットを多段に設けて気水分離を行わせ、気水分離性能の向上を図るとしたもの（例えば、特許文献５参照）がある。 Regarding the structure of the steam separator, the ratio of the hub diameter of the swirler to the diameter of the barrel or the swirler outlet angle is changed to reduce the pressure loss (for example, refer to Patent Document 1). It is composed of inner and outer cylinders that penetrate and form the flow path holes, and a demister filled in the gap between the inner and outer cylinders captures the cooling water droplets accompanying the steam and drops them by gravity to increase the separation capability. There is a thing to secure (for example, see Patent Document 2), and a throttle part is provided at the entrance of the standpipe to enhance the turning force and improve the steam-water separation performance (for example, see Patent Document 3) There is. Furthermore, a swirler without a hub is provided in a multi-stage configuration to prevent backflow and reduce carryover of droplets (see, for example, Patent Document 4), and a multi-stage circumferential slit is provided on the side wall of the barrel above the swirler. There is one that is provided to perform air-water separation to improve the air-water separation performance (see, for example, Patent Document 5).

特開２００３−１１４２９３号公報JP 2003-114293 A 特開２００４−２４５６５６号公報JP 2004-245656 A 特開２００３−３０７５８４号公報JP 2003-307484 A 特開２００２−３２６００２号公報JP 2002-326002 A 特開２００１−０７９３２３号公報JP 2001-079323 A

上記のような発電用原子炉等に用いられる気水分離器では、シュラウド内からスタンドパイプに流入する気液二相流の蒸気のクオリティが低いとスワラーでの圧力損失が大きくなり、また気液二相流の蒸気のクオリティがばらついているとスワラーの分離性能がばらついてしまうことになり、それにより原子炉の出力低下等を来たす虞がある。 In the steam separator used in the nuclear power reactor as described above, if the quality of the steam of the gas-liquid two-phase flow flowing into the stand pipe from the shroud is low, the pressure loss in the swirler increases, and the gas-liquid separator If the quality of the two-phase steam varies, the separation performance of the swirler will vary, which may cause a reduction in the power output of the reactor.

こうした状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは、スタンドパイプに流入する気液二相流の蒸気のクオリティが低い場合であっても、スワラーでの圧力損失の増大が抑制でき、またスタンドパイプに流入する気液二相流の蒸気のクオリティがばらついていてもスワラーの分離性能のばらつきを低減することができる気水分離器を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the purpose of the present invention is to increase pressure loss in the swirler even when the quality of the vapor of the gas-liquid two-phase flow flowing into the standpipe is low. It is an object of the present invention to provide a steam / water separator that can be suppressed and that can reduce variations in the separation performance of a swirler even if the quality of steam in a gas-liquid two-phase flow flowing into a standpipe varies.

この発明は上記目的を達成するものであって、シュラウド内に収納された原子炉炉心の発生熱により冷却水を沸騰させて生成された気液二相流の蒸気を、シュラウドヘッド外に複数のスタンドパイプを介して導出し、スワラーで旋回力を与えて遠心分離して湿分を除去した蒸気と湿分の水に気液分離し、湿分を除去した蒸気をドライヤへと放出する気水分離器であって、前記スワラーを円筒状のバレル内に設け、かつ複数の前記バレルを前記複数のスタンドパイプの上方に筒軸方向を鉛直方向にして離間設置されて前記複数のバレルと前記複数のスタンドパイプの間に共通の空間が形成され、前記気液二相流の蒸気が前記複数のスタンドパイプから放出されて前記共通の空間で合流した後に前記複数のバレルに流入するよう構成されたことを特徴とする。
また、この発明は、シュラウド内に収納された原子炉炉心の発生熱により冷却水を沸騰させて生成された気液二相流の蒸気を、シュラウドヘッド外に複数のスタンドパイプを介して導出し、スワラーで旋回力を与えて遠心分離して湿分を除去した蒸気と湿分の水に気液分離し、湿分を除去した蒸気をドライヤへと放出する気水分離器であって、前記スワラーを円筒状のバレル内に設け、かつ複数の前記バレルを前記複数のスタンドパイプの上方に筒軸方向を鉛直方向にして離間設置され、前記バレルは、その下端が上面に排水溝が刻設され、蒸気導入孔が形成された支持板に取着されていると共に、該支持板が前記ドライヤの下方に延在して前記複数のスタンドパイプを囲うスカートに固着されていることを特徴とする。 The present invention achieves the above-mentioned object, and a plurality of vapors of a gas-liquid two-phase flow generated by boiling cooling water by heat generated by a reactor core accommodated in a shroud are provided outside the shroud head . Air / water that is discharged through a standpipe, swirled by a swirler and centrifuged to remove the moisture and vapor / moisture water, and the moisture removed is released to the dryer. a separator, said swirler a provided a cylindrical barrel, and said plurality of said being barrel is spaced installed in the cylinder axial direction above the plurality of stand pipes in a vertical direction the plurality of barrels plurality A common space is formed between the stand pipes, and the vapor of the gas-liquid two-phase flow is discharged from the plurality of stand pipes and merges in the common space and then flows into the plurality of barrels . That And butterflies.
Further, the present invention derives the vapor of the gas-liquid two-phase flow generated by boiling the cooling water by the generated heat of the reactor core housed in the shroud through a plurality of stand pipes outside the shroud head. , A steam-water separator that applies a swirling force with a swirler to perform gas-liquid separation into steam and moisture from which moisture has been removed, and release the steam from which moisture has been removed to a dryer, A swirler is provided in a cylindrical barrel, and the plurality of barrels are spaced above the plurality of stand pipes with the cylinder axis direction vertical, and the lower end of the barrel is engraved with a drain groove on the top surface. And is attached to a support plate in which a steam introduction hole is formed, and the support plate extends below the dryer and is fixed to a skirt surrounding the plurality of stand pipes. .

本発明によれば、スタンドパイプに流入する気液二相流の蒸気のクオリティが低い場合であっても、スワラーに流入する蒸気のクオリティが高く、圧力損失が増大することがなく、またスタンドパイプに流入する気液二相流の蒸気のクオリティがばらついてもスワラーに流入する蒸気のクオリティのばらつきを少なくし、分離性能のばらつきを低減することができる等の効果を有する。 According to the present invention, even when the quality of the vapor of the gas-liquid two-phase flow flowing into the stand pipe is low, the quality of the steam flowing into the swirler is high and the pressure loss does not increase. Even if the quality of the vapor of the gas-liquid two-phase flow that flows into the steam varies, the variation in the quality of the steam that flows into the swirler can be reduced, and the variation in separation performance can be reduced.

本発明の第１の実施形態を備える沸騰水型原子炉の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a boiling water reactor including a first embodiment of the present invention. 図１における遠心分離部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the centrifuge part in FIG. 本発明の第２の実施形態を備える沸騰水型原子炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a boiling water reactor provided with the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態を備える沸騰水型原子炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a boiling water reactor provided with the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態の変形形態におけるスタンドパイプの斜視図である。It is a perspective view of the stand pipe in the modification of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態を備える沸騰水型原子炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a boiling water reactor provided with the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施形態を備える沸騰水型原子炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a boiling water reactor provided with the 5th Embodiment of this invention. 図７における湿分捕捉部材を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the moisture capture member in FIG. 従来の気水分離器を備える沸騰水型原子炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a boiling water reactor provided with the conventional steam separator.

以下本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、従来と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、従来と異なる本発明の実施の形態の構成について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as the past, description is abbreviate | omitted, and the structure of embodiment of this invention different from the past is demonstrated.

（第１の実施形態）
先ず本発明の第１の実施形態を図１及び図２により説明する。 (First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１及び図２に示すように、第１の実施形態の気水分離器１は、発電用原子炉の沸騰水型原子炉２の冷却水１１０が所定の水位まで満たされている原子炉圧力容器１０２内に設置されたシュラウド１０３とドライヤ１０８の間に設けられており、気水分離器１を構成する複数本の直円筒状のスタンドパイプ３は、冷却水１１０の水面上に上端を露出させるようにしてシュラウドヘッド１０５上に立設されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the steam separator 1 of the first embodiment has a reactor pressure at which the cooling water 110 of the boiling water reactor 2 of the power generation reactor is filled to a predetermined water level. Provided between the shroud 103 and the dryer 108 installed in the container 102, the plurality of straight cylindrical stand pipes 3 constituting the steam separator 1 are exposed at the upper end on the water surface of the cooling water 110. In such a manner, it is erected on the shroud head 105.

さらに、気水分離器１の遠心分離部４を構成する複数のバレル５は、シュラウドヘッド１０５上に設置された支持構造体６の上端に固定され、外周縁をスカート１０９に固定した支持板７に取り付けられるようにして、スタンドパイプ３の上方に筒軸方向を鉛直方向にして離間設置されている。バレル５は、内筒８と外筒９でなる二重円筒状のもので、内筒８は、下端開口を支持板７に形成された蒸気導入孔１０に連通するようにして図示しない支持具で外筒９内に支持されており、内筒８内には、複数枚の旋回羽根１１をハブ１２の周囲に植設し、羽根端を筒内壁に固定したスワラー１１１が備えられている。 Further, the plurality of barrels 5 constituting the centrifugal separator 4 of the steam separator 1 are fixed to the upper end of the support structure 6 installed on the shroud head 105 and the outer peripheral edge is fixed to the skirt 109. So that the cylinder axis direction is a vertical direction above the stand pipe 3 so as to be spaced apart. The barrel 5 is a double cylinder having an inner cylinder 8 and an outer cylinder 9, and the inner cylinder 8 has a lower end opening communicating with a steam introduction hole 10 formed in the support plate 7 and is not shown. In the inner cylinder 8, a swirler 111 is provided in which a plurality of swirling blades 11 are implanted around the hub 12 and the blade ends are fixed to the inner wall of the cylinder.

また外筒９は、下端開口を支持板７の蒸気導入孔１０に連通するようにして支持板７上に立設されており、さらに内筒８よりも上方側に位置する外筒９の上端部には、外筒９の上端縁にフランジ１３を固着するようにして、両端が開口した切頭錐体状の円筒であるピックオフリング１４が、下方に向けて漸次径小となるようにして設けられている。なお、バレル５を支持する支持板７には、板上面に排水溝１５が蒸気導入孔１０に連通するように刻設されており、排水溝１５は支持板７の外周縁部分に貫通するよう形成された図示しない排水孔に接続されている。 The outer cylinder 9 is erected on the support plate 7 so that the lower end opening communicates with the steam introduction hole 10 of the support plate 7, and further the upper end of the outer cylinder 9 positioned above the inner cylinder 8. In the portion, a flange 13 is fixed to the upper end edge of the outer cylinder 9, and a pick-off ring 14, which is a truncated cone-shaped cylinder having both ends opened, gradually decreases in diameter downward. Is provided. The support plate 7 that supports the barrel 5 has a drainage groove 15 formed on the upper surface of the support plate 7 so as to communicate with the steam introduction hole 10, and the drainage groove 15 penetrates the outer peripheral edge portion of the support plate 7. It is connected to a formed drainage hole (not shown).

そして、上述のように構成されたものでは、沸騰水型原子炉２の運転を開始することにより装荷されている核燃料の反応熱でシュラウド１０３下部から炉心１０４に入った冷却水１１０が加熱され、沸騰して気液二相流の蒸気が発生する。発生した気液二相流の蒸気は、気水分離器１のスタンドパイプ３内に流れ込み、スタンドパイプ３内を上昇して上端からスタンドパイプ３の上方に離間設置されたている遠心分離部４との間の空間に放出される。空間に放出されることで、気液二相流の蒸気に含まれている比較的大きい粗大水滴１１０ａは、遠心分離部４に到達する前に、重力により原子炉圧力容器１０２内に所定水位まで満たされている冷却水１１０内に落下する。 And in what was comprised as mentioned above, the cooling water 110 which entered the core 104 from the shroud 103 lower part by the reaction heat of the nuclear fuel loaded by starting the operation of the boiling water reactor 2 is heated, Boils to generate gas-liquid two-phase steam. The generated gas-liquid two-phase steam flows into the standpipe 3 of the steam separator 1, rises in the standpipe 3, and is separated from the upper end of the standpipe 3 by the centrifuge 4. Is released into the space between. By being discharged into the space, the relatively large coarse water droplets 110a contained in the vapor of the gas-liquid two-phase flow reach the predetermined water level in the reactor pressure vessel 102 by gravity before reaching the centrifugal separator 4. It falls into the cooling water 110 that is filled.

さらに、粗大水滴１１０ａが重力分離された気液二相流の蒸気は、遠心分離部４のバレル５に蒸気導入孔１０を介して到達し、内筒８内に備えられたスワラー１１１を通過する間に旋回羽根１１により旋回力が与えられ、質量の大きい湿分の水が遠心分離される。遠心分離により気液分離された水は、遠心力によりピックオフリング１４の外面に沿って上昇し、内筒８の上端とピックオフリング１４のフランジ１３との間の間隙から内筒８と外筒９の間に入り、外筒９の内面に水膜１１０ｂを形成して流れ落ち、排水溝１５を流れて支持板７の外周縁部分の排水孔から冷却水１１０内に落下する。 Further, the vapor of the gas-liquid two-phase flow from which the coarse water droplets 110 a are separated by gravity reaches the barrel 5 of the centrifugal separator 4 through the steam introduction hole 10 and passes through the swirler 111 provided in the inner cylinder 8. In the meantime, a swirl force is given by swirl vanes 11, and water with a large amount of moisture is centrifuged. The water that has been gas-liquid separated by the centrifugal separation rises along the outer surface of the pick-off ring 14 by centrifugal force, and the inner cylinder 8 and the outer cylinder 9 from the gap between the upper end of the inner cylinder 8 and the flange 13 of the pick-off ring 14. The water film 110b is formed on the inner surface of the outer cylinder 9 and flows down, flows through the drainage groove 15, and falls into the cooling water 110 from the drainage hole in the outer peripheral edge portion of the support plate 7.

一方、遠心分離により気液分離され湿分が除去された蒸気は、密度が小さいために遠心力が小さくピックオフリング１４の内側部分を上昇する。そして、湿分が除去された蒸気は、遠心分離部４の上方のドライヤ１０８を通り、主蒸気管１１３から図示しないタービンに供給され、発電機を回転させて電力を生成する。電力を生成した後の蒸気は、図示しない復水器で凝縮される等して、給水管１１４を介して原子炉圧力容器１０２内の冷却水１１０に戻される。 On the other hand, the vapor from which gas and liquid are separated by centrifugation and from which moisture has been removed has a low density and therefore has a low centrifugal force and rises inside the pick-off ring 14. The steam from which the moisture has been removed passes through the dryer 108 above the centrifugal separator 4 and is supplied from the main steam pipe 113 to a turbine (not shown) to rotate the generator to generate electric power. The steam after generating the electric power is condensed by a condenser (not shown) or the like, and returned to the cooling water 110 in the reactor pressure vessel 102 through the water supply pipe 114.

以上の通り、本実施形態によれば、上述の構成とすることで、シュラウド１０３からの気液二相流の蒸気に含まれる粗大水滴１１０ａ等は、自重による重力分離効果により遠心分離部４に至らずに分離できることになる。これにより、遠心分離部４のスワラー１１１に流入する気液二相流の蒸気のクオリティが高くなり、スワラー１１１での圧力損失の増加が抑制され、気水分離器１での圧力損失を低減することができる。 As described above, according to the present embodiment, with the above-described configuration, the coarse water droplets 110a and the like contained in the vapor of the gas-liquid two-phase flow from the shroud 103 are transferred to the centrifugal separation unit 4 by the gravity separation effect due to their own weight. It can be separated without reaching. Thereby, the quality of the vapor | steam of the gas-liquid two-phase flow which flows into the swirler 111 of the centrifugation part 4 becomes high, the increase in the pressure loss in the swirler 111 is suppressed, and the pressure loss in the steam separator 1 is reduced. be able to.

また、シュラウドヘッド１０５上に複数本立設されたスタンドパイプ３毎の気液二相流の蒸気のクオリティに大きなばらつきがあっても、クオリティの低い場所では重力により多くの粗大水滴１１０ａ等の落下がおき、除去されるので、スワラー１１１に流入する気液二相流の蒸気のクオリティのばらつきを少なくすることができ、分離性能のばらつきを低減することができる。そして、スワラー１１１での圧力損失が低下して気水分離器１の圧力損失が低減するので、沸騰水型原子炉２の出力が低減せず、原子力発電プラントとして所定の発電を維持することができる。 Moreover, even if there is a large variation in the quality of the vapor of the gas-liquid two-phase flow for each of the stand pipes 3 installed on the shroud head 105, many coarse water droplets 110a fall due to gravity in a low quality place. Therefore, the variation in the quality of the vapor of the gas-liquid two-phase flow flowing into the swirler 111 can be reduced, and the variation in the separation performance can be reduced. And since the pressure loss in the swirler 111 is reduced and the pressure loss in the steam separator 1 is reduced, the output of the boiling water reactor 2 is not reduced, and a predetermined power generation can be maintained as a nuclear power plant. it can.

（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態を図３により説明する。なお、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と異なる本実施形態の構成について説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted, and the structure of this embodiment different from 1st Embodiment is demonstrated.

図３に示すように、第２の実施形態の気水分離器２１は、遠心分離部４を設置した位置が、主として第１の実施形態で気水分離器１を設置した位置とは異なっており、本実施形態では、気水分離器２１は遠心分離部４がドライヤ１０８の直下部に隣接して設けられている。 As shown in FIG. 3, in the steam / water separator 21 of the second embodiment, the position where the centrifugal separator 4 is installed is different from the position where the steam / water separator 1 is mainly installed in the first embodiment. In the present embodiment, the air / water separator 21 is provided with the centrifuge 4 adjacent to the lower part of the dryer 108.

すなわち、気水分離器２１は、第１の実施形態におけると同様に、発電用原子炉の沸騰水型原子炉２２の原子炉圧力容器１０２内に設置されたシュラウド１０３とドライヤ１０８の間に設けられており、その複数本のスタンドパイプ３は、シュラウドヘッド１０５上に立設されている。さらに、気水分離器２１の遠心分離部４を構成するスワラー１１１を備えた複数のバレル５は、外周縁がスカート１０９の内側上部に固定された支持板７上に取り付けられると共に、ドライヤ１０８の直下部に隣接して位置するよう取り付けられることによって、スタンドパイプ３の上方に離間設置されている。 That is, the steam separator 21 is provided between the shroud 103 and the dryer 108 installed in the reactor pressure vessel 102 of the boiling water reactor 22 of the power generation reactor, as in the first embodiment. The plurality of stand pipes 3 are erected on the shroud head 105. Further, the plurality of barrels 5 including the swirler 111 constituting the centrifugal separator 4 of the steam separator 21 are mounted on the support plate 7 whose outer peripheral edge is fixed to the inner upper portion of the skirt 109 and the dryer 108. By being attached so as to be positioned adjacent to the immediate lower part, the stand pipe 3 is spaced apart.

そして、上述のように構成されたものでは、第１の実施形態と同様に、沸騰水型原子炉２２の運転を開始することで、核燃料の反応熱により冷却水１１０がシュラウド１０３内で加熱、沸騰して気液二相流の蒸気が発生する。発生した気液二相流の蒸気は、シュラウド１０３内からスタンドパイプ３内を上昇してパイプ上端から、上方に離間設置されている遠心分離部４との間の空間に放出される。空間に放出されることで、気液二相流の蒸気に含まれている比較的大きい粗大水滴１１０ａは、遠心分離部４に到達する前に、重力により冷却水１１０内に落下する。 In the configuration configured as described above, the cooling water 110 is heated in the shroud 103 by the reaction heat of the nuclear fuel by starting the operation of the boiling water reactor 22 as in the first embodiment. Boils to generate gas-liquid two-phase steam. The generated vapor of the gas-liquid two-phase flow rises from the shroud 103 through the stand pipe 3 and is discharged from the upper end of the pipe to a space between the centrifuge unit 4 spaced apart upward. By being released into the space, relatively large coarse water droplets 110 a contained in the vapor of the gas-liquid two-phase flow fall into the cooling water 110 by gravity before reaching the centrifugal separator 4.

さらに、粗大水滴１１０ａが重力分離された気液二相流の蒸気は、遠心分離部４のバレル５の内筒８内に備えられたスワラー１１１を通過する間に旋回羽根１１により旋回力が与えられ、湿分の水が遠心分離される。遠心分離された水は、ピックオフリング１４の外面から内筒８と外筒９の間に入り、外筒９の内面に水膜１１０ｂを形成して流れ落ち、排水溝１５を流れて排水孔から冷却水１１０内に落下する。 Further, the vapor of the gas-liquid two-phase flow from which the coarse water droplets 110 a are separated by gravity is given a swirl force by the swirl vanes 11 while passing through the swirler 111 provided in the inner cylinder 8 of the barrel 5 of the centrifugal separator 4. And the moisture water is centrifuged. The centrifugally separated water enters between the inner cylinder 8 and the outer cylinder 9 from the outer surface of the pick-off ring 14, flows down by forming a water film 110b on the inner surface of the outer cylinder 9, flows through the drain groove 15, and cools from the drain hole. It falls into the water 110.

一方、遠心分離により気液分離され湿分が除去された蒸気は、ピックオフリング１４の内側部分を上昇し、遠心分離部４の上方のドライヤ１０８を通り、主蒸気管１１３から図示しないタービンに供給され、発電機を回転させて電力を生成する。電力を生成した後の蒸気は、復水器で凝縮される等して給水管１１４を介し原子炉圧力容器１０２内の冷却水１１０に戻される。 On the other hand, the vapor from which the liquid has been separated by the centrifugal separation and the moisture has been removed rises in the inner part of the pick-off ring 14, passes through the dryer 108 above the centrifugal separator 4, and is supplied to the turbine (not shown) from the main steam pipe 113. Then, the generator is rotated to generate electric power. The steam after generating the electric power is condensed by the condenser and returned to the cooling water 110 in the reactor pressure vessel 102 through the water supply pipe 114.

以上の通り、本実施形態によれば、上述の構成とすることで、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the above-described configuration can provide the same effects as those of the first embodiment.

（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態を図４により、また本実施形態の変形形態を図５により説明する。なお、第２の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、第２の実施形態と異なる本実施形態の構成について説明する。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4, and a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 2nd Embodiment, description is abbreviate | omitted, and the structure of this embodiment different from 2nd Embodiment is demonstrated.

図４に示すように、第３の実施形態の気水分離器３１は、第２の実施形態とはスタンドパイプ３に水膜形成部材３２を設けた構成としている点で異なっているのみで、他は同じ構成となっている。 As shown in FIG. 4, the steam / water separator 31 of the third embodiment is different from the second embodiment only in that the water pipe forming member 32 is provided on the stand pipe 3. Others have the same configuration.

すなわち、気水分離器３１は、上述の第１及び第２の実施形態におけると同様に、発電用原子炉の沸騰水型原子炉３３の原子炉圧力容器１０２内に設置されたシュラウド１０３とドライヤ１０８の間に設けられた構成となっており、気水分離器３１の複数本のスタンドパイプ３は、シュラウドヘッド１０５上に立設されている。また、気水分離器３１の遠心分離部４のスワラー１１１を備えた複数のバレル５は、ドライヤ１０８の直下部に隣接するよう支持板７上に取り付けられて、スタンドパイプ３の上方に離間設置されている。 That is, the steam-water separator 31 includes a shroud 103 and a dryer installed in the reactor pressure vessel 102 of the boiling water reactor 33 of the power generation reactor, as in the first and second embodiments described above. The plurality of stand pipes 3 of the steam separator 31 are erected on the shroud head 105. Further, the plurality of barrels 5 including the swirler 111 of the centrifugal separator 4 of the steam separator 31 are mounted on the support plate 7 so as to be adjacent to the lower part of the dryer 108 and spaced apart above the stand pipe 3. Has been.

そして、シュラウドヘッド１０５上に立設されたスタンドパイプ３は、その上端３４に図示しない支持具に支持されて倒立円錐体状の水膜形成部材３２が、所定の流通間隙３５を設けて上端開口を塞ぐよう下端である錐体頂部を挿入するようにして設けられている。なお、水膜形成部材３２の径大となっている上端部分の外径は、スタンドパイプ３の内径より大きく形成されている。 The stand pipe 3 erected on the shroud head 105 is supported at its upper end 34 by a support tool (not shown), and an inverted cone-shaped water film forming member 32 is provided with a predetermined flow gap 35 to open the upper end. It is provided so that the cone top part which is a lower end may be inserted. The outer diameter of the upper end portion of the water film forming member 32 that is larger in diameter is formed larger than the inner diameter of the stand pipe 3.

このように構成されたものでは、第２の実施形態と同様に、沸騰水型原子炉３３の運転を開始することで、核燃料の反応熱により冷却水１１０がシュラウド１０３内で加熱、沸騰して気液二相流の蒸気が発生する。発生した気液二相流の蒸気は、シュラウド１０３内からスタンドパイプ３内に流入する。スタンドパイプ３を上端方向に流れた気液二相流の蒸気は、上端３４に上端開口を塞ぐよう設けられた水膜形成部材３２に当たり、その錐体面に沿って流れる。 In such a configuration, as in the second embodiment, by starting the operation of the boiling water reactor 33, the cooling water 110 is heated and boiled in the shroud 103 by the reaction heat of the nuclear fuel. Gas-liquid two-phase steam is generated. The generated vapor of gas-liquid two-phase flow flows into the stand pipe 3 from the shroud 103. The vapor of the gas-liquid two-phase flow that flows in the upper end direction through the stand pipe 3 hits the water film forming member 32 provided at the upper end 34 so as to close the upper end opening, and flows along the cone surface.

気液二相流の蒸気は、水膜形成部材３２に当たって錐体面に沿って流れる際に、含まれている湿分による水膜１１０ｂを錐体面に形成して水が分離される。その後、気液二相流の蒸気は上端開口の流通間隙３５から、上方に離間設置されている遠心分離部４との間の空間に放出され、気液二相流の蒸気に含まれている比較的大きい粗大水滴１１０ａも放出される。また水膜形成部材３２の錐体面に形成された水膜１１０ｂは、スタンドパイプ３内の気液二相流の蒸気の流れにより水膜形成部材３２上端縁部分で剥がされて水滴となる。こうして形成された水滴も、同時に空間に放出され、粗大水滴１１０ａと共に遠心分離部４に到達する前に重力により冷却水１１０内に落下する。 When the vapor of the gas-liquid two-phase flow strikes the water film forming member 32 and flows along the cone surface, a water film 110b is formed on the cone surface due to the contained moisture, and water is separated. Thereafter, the vapor of the gas-liquid two-phase flow is discharged from the circulation gap 35 at the upper end opening into the space between the centrifugal separation unit 4 spaced apart upward and is included in the vapor of the gas-liquid two-phase flow. A relatively large coarse water droplet 110a is also discharged. Further, the water film 110b formed on the cone surface of the water film forming member 32 is peeled off at the upper edge portion of the water film forming member 32 by the vapor flow of the gas-liquid two-phase flow in the stand pipe 3 to form water droplets. The water droplets thus formed are also discharged into the space at the same time and fall into the cooling water 110 by gravity before reaching the centrifugal separator 4 together with the coarse water droplets 110a.

さらに、粗大水滴１１０ａ等が重力分離された気液二相流の蒸気は、遠心分離部４のバレル５のスワラー１１１を通過し、湿分の水が遠心分離される。遠心分離された水は、水膜１１０ｂを形成してバレル５から流れ落ち、排水溝１５を流れて排水孔から冷却水１１０内に落下する。一方、湿分が除去された蒸気は、遠心分離部４からドライヤ１０８を通り、主蒸気管１１３から図示しないタービンに供給され、発電機で電力を生成する。その後、蒸気は復水器で凝縮される等して給水管１１４を介し原子炉圧力容器１０２内の冷却水１１０に戻される。 Furthermore, the vapor of the gas-liquid two-phase flow from which the coarse water droplets 110a and the like are separated by gravity passes through the swirler 111 of the barrel 5 of the centrifugal separator 4, and the water of moisture is centrifuged. The centrifuged water forms a water film 110b and flows down from the barrel 5, flows through the drainage groove 15, and falls into the cooling water 110 through the drainage hole. On the other hand, the steam from which moisture has been removed passes from the centrifugal separator 4 through the dryer 108 and is supplied from the main steam pipe 113 to a turbine (not shown) to generate electric power by a generator. Thereafter, the steam is condensed in the condenser, and returned to the cooling water 110 in the reactor pressure vessel 102 through the water supply pipe 114.

以上の通り、本実施形態によれば、上述の構成とすることで、スタンドパイプ３部分でより多くの湿分の水の除去が可能となると共に、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, by adopting the above-described configuration, it becomes possible to remove more moisture water at the stand pipe 3 portion, and the same effect as in the second embodiment is obtained. be able to.

なお、上記の第３の実施形態では、スタンドパイプ３の上端に倒立円錐体状の水膜形成部材３２を設けるようにしたが、それに限るものでなく、以下に説明する変形形態のように構成してもよい。 In the third embodiment, the inverted cone-shaped water film forming member 32 is provided at the upper end of the stand pipe 3, but the present invention is not limited to this, and is configured as a modified embodiment described below. May be.

すなわち、変形形態は、図５に示すようにスタンドパイプ３部分の構成が、第３の実施形態と異なったものとなっている。シュラウドヘッド１０５上に立設されるスタンドパイプ３の上端３４には、同じく所定の流通間隙３５を設けて上端開口を塞ぐように、図示しない支持具に支持されて倒立円錐体状で椀形状をなす水膜形成部材３２ａが、錐体頂部を挿入するようにして設けられている。なお、水膜形成部材３２ａの径大となっている上端部分の外径Ｄ_Ｃは、スタンドパイプ３の内径Ｄ_Ｂより大きく形成されている。 That is, in the modification, as shown in FIG. 5, the configuration of the stand pipe 3 portion is different from that of the third embodiment. The upper end 34 of the stand pipe 3 erected on the shroud head 105 is similarly supported by a support tool (not shown) so as to close the upper end opening by providing a predetermined flow gap 35 and has an inverted cone shape and a bowl shape. A water film forming member 32a is provided so as to insert the top of the cone. The outer diameter D _C of the upper end portion has a large diameter of the water film forming member 32a is formed larger than the inner diameter D _B of the standpipe 3.

さらに、椀形状をなす水膜形成部材３２ａには、椀側壁に内外を貫通する複数条のスリット３６が、周方向に、あるいは上下方向に形成されており、また椀側壁には椀内外を連通する排水管３７の上端が接続されている。 Further, the water film forming member 32a having a bowl shape has a plurality of slits 36 penetrating the inside and outside of the bottle side wall in the circumferential direction or in the vertical direction, and the bottle wall communicates with the inside and outside of the bottle. The upper end of the drain pipe 37 to be connected is connected.

このように構成されたものでは、第３の実施形態と同様に、シュラウド１０３内からスタンドパイプ３内に流入し、上端方向に流れた気液二相流の蒸気は、上端３４に上端開口を塞ぐよう設けられた水膜形成部材３２ａに当たり、その錐体面に沿って流れる間に含まれている湿分による水膜１１０ｂが錐体面に形成される。気液二相流の蒸気の湿分によって形成された水膜１１０は、スタンドパイプ３内の気液二相流の蒸気の流れにより水膜形成部材３２ａの上端縁方向に流れ、その間に椀側壁のスリット３６を通って水膜形成部材３２ａの貯水空間である椀内に流れ込む。そして、所定水位を超えるまで流れ込んだ水は、椀側壁に接続されている排水管３７から水膜形成部材３２ａの外に流れ出し、冷却水１１０内に落下する。 In such a configuration, as in the third embodiment, the vapor of the gas-liquid two-phase flow that flows into the stand pipe 3 from the shroud 103 and flows in the upper end direction has an upper end opening at the upper end 34. A water film 110b is formed on the cone surface due to moisture contained in the water film forming member 32a provided so as to close and flowing along the cone surface. The water film 110 formed by the moisture of the vapor of the gas-liquid two-phase flow flows in the direction of the upper edge of the water film forming member 32a due to the vapor flow of the gas-liquid two-phase flow in the stand pipe 3, and in the meantime, the side wall The water flows through the slit 36 into the tub which is the water storage space of the water film forming member 32a. And the water which flowed in until it exceeded the predetermined water level flows out of the water film formation member 32a from the drain pipe 37 connected to the side wall, and falls in the cooling water 110.

また、椀内に流れ込まなかった水膜１１０ｂは、水膜形成部材３２ａ上端縁部分で剥がされて水滴となり、気液二相流の蒸気に含まれている比較的大きい粗大水滴１１０ａと共に遠心分離部４との間の空間に放出され、遠心分離部４に到達する前に重力により冷却水１１０内に落下する。 Further, the water film 110b that has not flowed into the tub is peeled off at the upper edge portion of the water film forming member 32a to form water droplets, and the centrifugal separation unit together with relatively large coarse water droplets 110a contained in the vapor of the gas-liquid two-phase flow. 4 and is dropped into the cooling water 110 by gravity before reaching the centrifugal separator 4.

これにより、第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。 Thereby, the effect similar to 3rd Embodiment can be acquired.

（第４の実施形態）
次に本発明の第４の実施形態を図６により説明する。なお、第２の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、第２の実施形態と異なる本実施形態の構成について説明する。 (Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 2nd Embodiment, description is abbreviate | omitted, and the structure of this embodiment different from 2nd Embodiment is demonstrated.

図５に示すように、第４の実施形態の気水分離器４１は、第２の実施形態とはスタンドパイプ３に初段スワラー４２を設けた構成としている点で異なっているのみで、他は同じ構成となっている。 As shown in FIG. 5, the steam / water separator 41 of the fourth embodiment is different from the second embodiment only in that the first-stage swirler 42 is provided in the stand pipe 3, and the others are the same. It has the same configuration.

すなわち、気水分離器４１は、上述の第１及び第２の実施形態におけると同様に、発電用原子炉の沸騰水型原子炉４３の原子炉圧力容器１０２内に設置されたシュラウド１０３とドライヤ１０８の間に設けられた構成となっており、気水分離器４１の複数本のスタンドパイプ３は、シュラウドヘッド１０５上に立設されている。また、気水分離器４１の遠心分離部４のスワラー１１１を備えた複数のバレル５は、ドライヤ１０８の直下部に隣接するよう支持板７上に取り付けられてスタンドパイプ３の上方に離間設置されている。 That is, the steam-water separator 41 includes a shroud 103 and a dryer installed in the reactor pressure vessel 102 of the boiling water reactor 43 of the power generation reactor, as in the first and second embodiments described above. The plurality of stand pipes 3 of the steam separator 41 are erected on the shroud head 105. Further, the plurality of barrels 5 including the swirler 111 of the centrifugal separator 4 of the steam separator 41 are attached on the support plate 7 so as to be adjacent to the lower part of the dryer 108 and are spaced apart above the stand pipe 3. ing.

そして、シュラウドヘッド１０５上に立設されたスタンドパイプ３は、その上端３４に初段スワラー４２が設けられている。初段スワラー４２は、倒立円錐体状の初段ハブ４４の円錐面に複数枚の初段旋回羽根４５を周方向に植設し、上端開口を塞ぐようハブ４４の下端である錐体頂部を挿入するようにし、羽根端をスタンドパイプ３の上端縁に固定するようにして取り付けられている。なお、初段スワラー４２の初段旋回羽根４５は、遠心分離部４のスワラー１１１の旋回羽根１１よりも羽根の旋回が小さく形成されている。 The stand pipe 3 erected on the shroud head 105 is provided with a first-stage swirler 42 at the upper end 34 thereof. The first-stage swirler 42 has a plurality of first-stage swirl blades 45 implanted in the circumferential direction on the conical surface of the inverted first-stage hub 44 so that the top of the cone, which is the lower end of the hub 44, is inserted so as to close the upper end opening. The blade end is fixed to the upper end edge of the stand pipe 3. The first-stage swirl blade 45 of the first-stage swirler 42 is formed so that the swirl of the blade is smaller than the swirl blade 11 of the swirler 111 of the centrifugal separator 4.

このように構成されたものでは、第３の実施形態と同様に、沸騰水型原子炉４３の運転を開始することで、核燃料の反応熱により冷却水１１０がシュラウド１０３内で加熱、沸騰して気液二相流の蒸気が発生する。発生した気液二相流の蒸気は、シュラウド１０３内からスタンドパイプ３内に流入する。スタンドパイプ３を上端方向に流れた気液二相流の蒸気は、上端３４に上端開口を塞ぐよう設けられた初段スワラー４２に流入し、初段旋回羽根４５の羽根面に沿って流れる。 In such a configuration, as in the third embodiment, by starting the operation of the boiling water reactor 43, the cooling water 110 is heated and boiled in the shroud 103 by the reaction heat of the nuclear fuel. Gas-liquid two-phase steam is generated. The generated vapor of gas-liquid two-phase flow flows into the stand pipe 3 from the shroud 103. The vapor of the gas-liquid two-phase flow that flows in the upper end direction through the stand pipe 3 flows into the first-stage swirler 42 provided to close the upper-end opening at the upper end 34, and flows along the blade surface of the first-stage swirl vane 45.

気液二相流の蒸気は、初段スワラー４２に流入し、初段旋回羽根４５の形成する湾曲した流路に沿って流れる際に、含まれている湿分による水膜１１０ｂを羽根面に形成して水が分離され、同時に旋回力が与えられる。その後、気液二相流の蒸気は上端開口から上方に離間設置されている遠心分離部４との間の空間に旋回しながら放出され、気液二相流の蒸気に含まれている比較的大きい粗大水滴１１０ａも放出される。また初段旋回羽根４５の羽根面に形成された水膜１１０ｂは、スタンドパイプ３内の気液二相流の蒸気の流れにより初段スワラー４２の上端縁部分で剥がされて水滴となる。こうして形成された水滴も、同時に気液二相流の蒸気と共に空間に放出され、粗大水滴１１０ａと共に遠心分離部４に到達する前に重力により冷却水１１０内に落下する。 When the vapor of the gas-liquid two-phase flow flows into the first-stage swirler 42 and flows along the curved flow path formed by the first-stage swirl blade 45, a water film 110b is formed on the blade surface due to the contained moisture. Thus, water is separated and at the same time a turning force is applied. Thereafter, the vapor of the gas-liquid two-phase flow is released while swirling into the space between the upper end opening and the centrifugal separation unit 4 spaced apart upward, and is relatively contained in the vapor of the gas-liquid two-phase flow. Large coarse water droplets 110a are also released. The water film 110b formed on the blade surface of the first-stage swirl vane 45 is peeled off at the upper edge portion of the first-stage swirler 42 by the vapor flow of the gas-liquid two-phase flow in the stand pipe 3 to form water droplets. The water droplets thus formed are simultaneously released into the space together with the vapor of the gas-liquid two-phase flow, and fall into the cooling water 110 by gravity before reaching the centrifugal separator 4 together with the coarse water droplets 110a.

以上の通り、本実施形態によれば、上述の構成とすることで、スタンドパイプ３部分での湿分の水の除去が、遠心力が作用して重力分離が促進されることから、より多いものとすることができると共に、第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, with the above-described configuration, removal of moisture water in the standpipe 3 portion is more because gravity force is promoted by the centrifugal force acting on the standpipe 3 portion. In addition, the same effects as those of the third embodiment can be obtained.

（第５の実施形態）
次に本発明の第５の実施形態を図７及び図８により説明する。なお、第２の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、第２の実施形態と異なる本実施形態の構成について説明する。 (Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 2nd Embodiment, description is abbreviate | omitted, and the structure of this embodiment different from 2nd Embodiment is demonstrated.

図７及び図８に示すように、第５の実施形態の気水分離器５１は、第２の実施形態とはスタンドパイプ３と遠心分離部４との間に湿分捕捉部材５２を設けた構成としている点で異なっているのみで、他は同じ構成となっている。 As shown in FIG.7 and FIG.8, the steam separator 51 of 5th Embodiment provided the moisture capture member 52 between the standpipe 3 and the centrifuge part 4 with 2nd Embodiment. The only difference is the configuration, and the rest is the same.

すなわち、気水分離器５１は、上述の第１及び第２の実施形態におけると同様に、発電用原子炉の沸騰水型原子炉５３の原子炉圧力容器１０２内に設置されたシュラウド１０３とドライヤ１０８の間に設けられた構成となっており、気水分離器５１の複数本のスタンドパイプ３は、シュラウドヘッド１０５上に立設されている。また、気水分離器５１の遠心分離部４のスワラー１１１を備えた複数のバレル５は、ドライヤ１０８の直下部に隣接するよう支持板７上に取り付けられて、スタンドパイプ３の上方に離間設置され、さらに、スタンドパイプ３と遠心分離部４との間に湿分捕捉部材５２が設けられている。 That is, the steam-water separator 51 includes a shroud 103 and a dryer installed in the reactor pressure vessel 102 of the boiling water reactor 53 of the power generation reactor, as in the first and second embodiments described above. The plurality of stand pipes 3 of the steam separator 51 are erected on the shroud head 105. Further, the plurality of barrels 5 including the swirler 111 of the centrifugal separator 4 of the steam separator 51 are mounted on the support plate 7 so as to be adjacent to the lower part of the dryer 108 and are spaced apart above the stand pipe 3. Furthermore, a moisture capturing member 52 is provided between the stand pipe 3 and the centrifugal separator 4.

湿分捕捉部材５２は、長さの異なる断面がＬ形状の複数本の湿分捕捉体５４を備えて構成されている。そして、複数の湿分捕捉体５４は、スカート１０９に取着された支持部材５５に平行、かつ左右対称となるように固定されることで、スカート１０９内を横断する構成となっていて、左右の最長の湿分捕捉体５４同士は、それぞれの広幅側部分５４ａが対向する形となっている。 The moisture capturing member 52 includes a plurality of moisture capturing bodies 54 having L-shaped cross sections having different lengths. The plurality of moisture capturing bodies 54 are configured to cross the skirt 109 by being fixed so as to be parallel and symmetric with respect to the support member 55 attached to the skirt 109. The longest moisture capturing bodies 54 are in a form in which the respective wide side portions 54a face each other.

また、各湿分捕捉体５４は、広幅側部分５４ａと狭幅側部分５４ｂとによって上面側にＶ形流路５６が形成された断面がＬ形状のもので、最長の湿分捕捉体５４同士を除く隣接するもの同士は、狭幅側部分５４ｂの上方に広幅側部分５４ａが離間配置され、垂直方向に見た場合に両部分が重なり合う関係にあり、その重なり合う関係の部分に蒸気流通路５７が形成されている。さらに、各湿分捕捉体５４は、広幅側部分５４ａに上面側と下面側とを連通する長さ方向のスリット５８が、長さ方向、幅方向に複数条形成されている。 Each moisture trap 54 has an L-shaped cross section in which a V-shaped channel 56 is formed on the upper surface side by the wide side portion 54a and the narrow side portion 54b. Adjacent ones except for the wide side portion 54a are spaced above the narrow side portion 54b, and when viewed in the vertical direction, the two portions overlap each other, and the steam flow passage 57 is placed in the overlapping relationship portion. Is formed. Further, each moisture capturing body 54 is formed with a plurality of longitudinal slits 58 in the length direction and the width direction, which communicate the upper surface side and the lower surface side with the wide side portion 54a.

そして、上述のように構成されたものでは、第２の実施形態と同様に、沸騰水型原子炉５３の運転を開始することで、核燃料の反応熱により冷却水１１０がシュラウド１０３内で加熱、沸騰して気液二相流の蒸気が発生する。発生した気液二相流の蒸気は、シュラウド１０３内からスタンドパイプ３内を上昇してパイプ上端から、上方に離間設置されている遠心分離部４との間の空間に放出される。空間に放出されることで、気液二相流の蒸気に含まれている比較的大きい粗大水滴１１０ａは、遠心分離部４に到達する前に、重力により冷却水１１０内に落下する。 In the configuration configured as described above, the cooling water 110 is heated in the shroud 103 by the reaction heat of the nuclear fuel by starting the operation of the boiling water reactor 53 as in the second embodiment. Boils to generate gas-liquid two-phase steam. The generated vapor of the gas-liquid two-phase flow rises from the shroud 103 through the stand pipe 3 and is discharged from the upper end of the pipe to a space between the centrifuge unit 4 spaced apart upward. By being released into the space, relatively large coarse water droplets 110 a contained in the vapor of the gas-liquid two-phase flow fall into the cooling water 110 by gravity before reaching the centrifugal separator 4.

また、粗大水滴１１０ａが除去された気液二相流の蒸気は、上方に配置された湿分捕捉部材５２へと流れ、湿分捕捉部材５２の複数の湿分捕捉体５４の間の蒸気流通路５７を流れ、湿分捕捉部材５２の湿分捕捉体５４に当たって下面に沿って流れる際に、含まれている湿分による水膜１１０ｂを下面に形成して水が分離される。湿分捕捉体５４の下面に形成された水膜１１０ｂの水は、スリット５８を介して上面側に、さらにＶ形流路５６に集められる。Ｖ形流路５６に集められた水は、Ｖ形流路５６を流れ、スカート１０９内面まで延びた湿分捕捉体５４の端部に形成された図示しない排水孔から冷却水１１０内に落下する。 Further, the vapor of the gas-liquid two-phase flow from which the coarse water droplets 110a have been removed flows to the moisture capturing member 52 disposed above, and the steam flows between the plurality of moisture capturing bodies 54 of the moisture capturing member 52. When flowing through the path 57 and hitting the moisture capturing body 54 of the moisture capturing member 52 and flowing along the lower surface, a water film 110b is formed on the lower surface by the moisture contained therein to separate the water. Water in the water film 110 b formed on the lower surface of the moisture capturing body 54 is collected on the upper surface side through the slit 58 and further in the V-shaped channel 56. The water collected in the V-shaped channel 56 flows through the V-shaped channel 56 and falls into the cooling water 110 from a drain hole (not shown) formed at the end of the moisture capturing body 54 extending to the inner surface of the skirt 109. .

さらに、粗大水滴１１０ａが重力分離され、湿分捕捉部材５２に一部湿分が捕捉され除去された気液二相流の蒸気は、遠心分離部４のバレル５のスワラー１１１を通過する間に旋回力が与えられ、湿分の水が遠心分離される。遠心分離された水は、ピックオフリング１４、内筒８、外筒９の表面に水膜１１０ｂを形成して流れ落ち、排水溝１５を流れて排水孔から冷却水１１０内に落下する。一方、湿分が除去された蒸気は、遠心分離部４からドライヤ１０８を通り、主蒸気管１１３から図示しないタービンに供給され、発電機で電力を生成する。その後、蒸気は復水器で凝縮される等して給水管１１４を介し原子炉圧力容器１０２内の冷却水１１０に戻される。 Further, the vapor of the gas-liquid two-phase flow from which the coarse water droplets 110 a are separated by gravity and the moisture is partially captured and removed by the moisture capturing member 52 passes through the swirler 111 of the barrel 5 of the centrifugal separator 4. A turning force is applied and the water of moisture is centrifuged. The centrifuged water flows down by forming a water film 110b on the surfaces of the pick-off ring 14, the inner cylinder 8, and the outer cylinder 9, flows through the drain groove 15, and falls into the cooling water 110 from the drain hole. On the other hand, the steam from which moisture has been removed passes from the centrifugal separator 4 through the dryer 108 and is supplied from the main steam pipe 113 to a turbine (not shown) to generate electric power by a generator. Thereafter, the steam is condensed in the condenser, and returned to the cooling water 110 in the reactor pressure vessel 102 through the water supply pipe 114.

以上の通り、本実施形態によれば、上述の構成とすることで、湿分捕捉部材５２でより多くの湿分の水の除去が可能となると共に、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, with the above-described configuration, it is possible to remove more moisture water with the moisture capturing member 52, and the same effect as in the second embodiment can be obtained. Can be obtained.

なお、本実施形態では、湿分捕捉部材５２を長さの異なる断面がＬ形状の複数本の湿分捕捉体５４で構成して、スカート１０９内を横断するよう設けたが、例えば、湿分捕捉部材を直径の異なるリング状の断面がＬ形状でＶ形流路を有する湿分捕捉体で構成し、各湿分捕捉体を同中心となるように放射状の排水路を有する支持部材に固定してスカート１０９内に設け、捕捉した湿分の水をＶ形流路に集め排水路を介して冷却水１１０に戻すようにしてもよい。 In the present embodiment, the moisture capturing member 52 is configured by a plurality of moisture capturing bodies 54 having L-shaped cross-sections having different lengths so as to cross the skirt 109. The trapping member is composed of a moisture trapping body having a ring-shaped cross-section with different diameters and a V-shaped flow path, and each moisture trapping body is fixed to a support member having a radial drainage channel so as to be in the same center. The trapped moisture water may be collected in a V-shaped flow path and returned to the cooling water 110 via the drainage channel.

１，２１，３１，４１，５１…気水分離器、２，２２，３３，４３，５３…沸騰水型原子炉、３…スタンドパイプ、４…遠心分離部、５…バレル、６…支持構造体、７…支持板、８…内筒、９…外筒、１０…蒸気導入孔、１１…旋回羽根、１２…ハブ、１３…フランジ、１４…ピックオフリング、１５…排水溝、３２…水膜形成部材、３４…上端、３５…流通間隙、３６…スリット、３７…排水管、４２…初段スワラー、４４…初段ハブ、４５…初段旋回羽根、５２…湿分捕捉部材、５４…湿分捕捉体、５４ａ…広幅側部分、５４ｂ…狭幅側部分、５５…支持部材、５６…Ｖ形流路、５７…蒸気流通路、５８…スリット、１０１…上蓋、１０２…原子炉圧力容器、１１０…気体冷却流路、１１２…下降流通路、１１３…上昇流通路、１０１…上蓋、１０２…原子炉圧力容器、１０３…シュラウド、１０４…炉心、１０５…シュラウドヘッド、１０８…ドライヤ、１０９…スカート、１１０…冷却水、１１０ａ…粗大水滴、１１０ｂ…水膜、１１１…スワラー、１１３…主蒸気管、１１４…主蒸気管 1,21,31,41,51 ... Air-water separator, 2,22,33,43,53 ... Boiling water reactor, 3 ... Stand pipe, 4 ... Centrifuge, 5 ... Barrel, 6 ... Support structure Body: 7 ... Support plate, 8 ... Inner cylinder, 9 ... Outer cylinder, 10 ... Steam introduction hole, 11 ... Swivel blade, 12 ... Hub, 13 ... Flange, 14 ... Pick-off ring, 15 ... Drain groove, 32 ... Water film Forming member, 34 ... upper end, 35 ... flow gap, 36 ... slit, 37 ... drain pipe, 42 ... first stage swirler, 44 ... first stage hub, 45 ... first stage swirl vane, 52 ... moisture trapping member, 54 ... moisture trap 54a ... Wide side portion, 54b ... Narrow side portion, 55 ... Support member, 56 ... V-shaped channel, 57 ... Steam flow passage, 58 ... Slit, 101 ... Top lid, 102 ... Reactor pressure vessel, 110 ... Gas Cooling flow path, 112 ... Downflow passage, 113 ... Upflow passage, 101 ... Lid, 102 ... Reactor pressure vessel, 103 ... Shroud, 104 ... Core, 105 ... Shroud head, 108 ... Dryer, 109 ... Skirt, 110 ... Cooling water, 110a ... Coarse water droplets, 110b ... Water film, 111 ... Swirler, 113 ... Main steam pipe, 114 ... Main steam pipe

Claims

Steam of the gas-liquid two-phase flow generated by boiling the cooling water by the heat generated by the reactor core housed in the shroud is led out through the multiple stand pipes outside the shroud head, and swirling power is generated by the swirler. A gas-water separator that separates the vapor and moisture from the vapor by removing the moisture by giving and centrifuging and releasing the vapor from which moisture has been removed to a dryer,
The swirler is provided in a cylindrical barrel, and the plurality of barrels are spaced above the plurality of stand pipes with the cylinder axis direction being a vertical direction between the plurality of barrels and the plurality of stand pipes. A common space is formed,
The steam separator according to claim 1, wherein the vapor of the gas-liquid two-phase flow is discharged from the plurality of stand pipes and merges in the common space and then flows into the plurality of barrels .

Steam of the gas-liquid two-phase flow generated by boiling the cooling water by the heat generated by the reactor core housed in the shroud is led out through the multiple stand pipes outside the shroud head, and swirling power is generated by the swirler. A gas-water separator that separates the vapor and moisture from the vapor by removing the moisture by giving and centrifuging and releasing the vapor from which moisture has been removed to a dryer,
The swirler is provided in a cylindrical barrel, and a plurality of the barrels are installed separately above the plurality of stand pipes with a cylinder axis direction as a vertical direction,
The barrel is attached to a support plate having a drain groove formed on the upper surface of the barrel and formed with a steam introduction hole, and the support plate extends below the dryer to support the plurality of stands. A steam / water separator characterized by being fixed to a skirt surrounding a pipe .

The standpipe, in the upper to release vapors of the gas-liquid two-phase flow in the space, according to claim 1 Symbol mounting the moisture, characterized in that a water film forming member for catching in the water film is provided Water separator.

The water film forming member is a bowl-shaped member that traps moisture by forming a water film on the surface, and has a slit that penetrates the inside and outside of the wall and a drain pipe that communicates the inside and outside of the bowl. The steam / water separator according to claim 3, wherein

The steam / water separator according to claim 1, wherein the standpipe is provided with a first-stage swirler having swirl vanes for imparting a swirl force to the vapor of the gas-liquid two-phase flow discharged from the standpipe . .

The moisture capturing member is provided in the common space, and includes a moisture capturing member that attaches and captures the moisture of the vapor of the gas-liquid two-phase flow discharged from the plurality of stand pipes. The steam separator according to 1.