JP6272794B2 - Improved boiling water reactor - Google Patents
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Description
本発明は、軽水炉である改良型沸騰水型原子炉に係り、特に、インターナルポンプへのパージ水の供給方法に関する。 The present invention relates to an improved boiling water reactor that is a light water reactor, and more particularly to a method for supplying purge water to an internal pump.
改良型沸騰水型原子炉(Advanced Boilling Water Reactor:ABWR)の原子炉炉内を循環するクラッドや異物等を捕獲し、インターナルポンプへのクラッドや異物等の吸込み量を減少させるものとして、特許文献1が提案されている。特許文献1では、原子炉圧力容器内に設置されたインターナルポンプの水力部周辺にクラッドや異物等を堆積させる部位を作り、炉内を循環するクラッドや異物等を捕獲する方法が開示されている。これにより、原子炉圧力容器内におけるクラッドや異物等は、上記堆積させる部位に捕獲され、インターナルポンプの水力部及び原子炉圧力容器内にクラッドや異物等が循環し接触することで機器が損傷するリスクを低減することを可能としている。
Patented to capture the clad and foreign matter that circulate in the reactor of the advanced boiling water reactor (ABWR) and reduce the amount of suction of the clad and foreign matter into the internal pump.
しかしながら、特許文献1では、ABWRにおいて、原子炉内を循環するクラッドや異物等を低減する方法が開示されるものの、注水ラインやパージ水ライン等の外部から流入するクラッドや異物等の低減方法については何ら考慮されていない。
そこで本発明は、インターナルポンプに流入するクラッドを低減し、原子炉の安全運転を可能とし得る改良型沸騰水型原子炉を提供するものである。
However, although
Accordingly, the present invention provides an improved boiling water reactor that can reduce the cladding flowing into the internal pump and enable safe operation of the reactor.
上記課題を解決するため、本発明に係る改良型沸騰水型原子炉は、その一部が原子炉圧力容器内に配され、前記原子炉圧力容器内の冷却材を循環させる複数のインターナルポンプと、前記インターナルポンプへパージ水を供給するパージ水供給源と、を備え、前記各インターナルポンプは分岐部を介して前記パージ水供給源と分岐配管にて接続され、各インターナルポンプと接続される分岐配管の長さは同一であることを特徴とする。
また、本発明に係る他の改良型沸騰水型原子炉は、その一部が原子炉圧力容器内に配され、前記原子炉圧力容器内の冷却材を循環させる複数のインターナルポンプと、前記インターナルポンプへパージ水を供給するパージ水供給源と、前記パージ水供給源と接続される第1の配管と、前記第1の配管に所定の間隔にて配される複数の分岐部に接続される分岐配管と、を備え、前記各インターナルポンプは、前記各分岐配管及び第1の配管を介して、前記パージ水供給源に接続され、前記各分岐配管の流路抵抗は相互に異なり、前記各分岐配管は、流路抵抗部材と、前記流路抵抗部材の外周面と前記分岐配管の内周面とを接続し前記流路抵抗部材を支持する支持部材を有し、前記第1の配管に接続される各分岐配管の流路抵抗は、上流側ほど大きいことを特徴とする。
また、本発明に係る他の改良型沸騰水型原子炉は、その一部が原子炉圧力容器内に配され、前記原子炉圧力容器内の冷却材を循環させる複数のインターナルポンプと、前記インターナルポンプへパージ水を供給するパージ水供給源と、前記パージ水供給源と接続される第1の配管と、前記第1の配管に所定の間隔にて配される複数の分岐部に接続される分岐配管と、を備え、前記各インターナルポンプは、前記各分岐配管及び第1の配管を介して、前記パージ水供給源に接続され、前記各分岐配管の流路抵抗は相互に異なり、前記第1の配管に分岐部を介して接続される分岐配管の配管径は、上流側に配される分岐配管ほど小さいことを特徴とする。
In order to solve the above problems, an improved boiling water reactor according to the present invention includes a plurality of internal pumps, a part of which is arranged in a reactor pressure vessel and circulates a coolant in the reactor pressure vessel. And a purge water supply source for supplying purge water to the internal pump, and each internal pump is connected to the purge water supply source via a branching section through a branch pipe, The lengths of the branch pipes to be connected are the same.
Further, another improved boiling water reactor according to the present invention, a part of which is arranged in the reactor pressure vessel, a plurality of internal pumps for circulating the coolant in the reactor pressure vessel, A purge water supply source for supplying purge water to the internal pump, a first pipe connected to the purge water supply source, and a plurality of branch portions arranged at predetermined intervals in the first pipe Each internal pump is connected to the purge water supply source via each branch pipe and the first pipe, and the flow resistance of each branch pipe is different from each other. Each of the branch pipes includes a flow path resistance member, and a support member that supports the flow path resistance member by connecting the outer peripheral surface of the flow path resistance member and the inner peripheral surface of the branch pipe. The flow resistance of each branch pipe connected to the other pipe is larger toward the upstream side. And wherein the decoction.
Further, another improved boiling water reactor according to the present invention, a part of which is arranged in the reactor pressure vessel, a plurality of internal pumps for circulating the coolant in the reactor pressure vessel, A purge water supply source for supplying purge water to the internal pump, a first pipe connected to the purge water supply source, and a plurality of branch portions arranged at predetermined intervals in the first pipe Each internal pump is connected to the purge water supply source via each branch pipe and the first pipe, and the flow resistance of each branch pipe is different from each other. The pipe diameter of the branch pipe connected to the first pipe via the branch portion is smaller in the branch pipe arranged on the upstream side .
本発明によれば、インターナルポンプに流入するクラッドを低減し、原子炉の安定運転を可能とし得る改良型沸騰水型原子炉を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the improved boiling water nuclear reactor which can reduce | hang the clad which flows into an internal pump and can enable the stable operation of a nuclear reactor can be provided.
例えば、改良型沸騰水型原子炉(Advanced Boilling Water Reactor:ABWR)では、原子炉圧力容器内を循環する冷却材が、各インターナルポンプへ進入することを防止するため、原子炉の運転中、常時連続してパージ水が各インターナルポンプへ供給されている。このパージ水にクラッドが含まれる場合、特定のインターナルポンプへ集中的に流入することを防止でき、インターナルポンプの運転性・保守性が向上し、発電所の安定運転に資することが可能となる。 For example, in an improved boiling water reactor (ABWR), in order to prevent the coolant circulating in the reactor pressure vessel from entering each internal pump, Purge water is continuously supplied to each internal pump. If this purge water contains clad, it can be prevented from intensively flowing into a specific internal pump, improving the operability and maintainability of the internal pump and contributing to stable operation of the power plant. Become.
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
先ず、改良型沸騰水型原子炉(ABWR)について説明する。図1に、改良型沸騰水型原子力プラントの概略構成図を示す。図1に示すように、原子炉建屋40内には、天井部に燃料交換機57、オペレーションフロア(運転床)56、オペレーションフロア56の直下に使用済燃料プール53、ドライヤ・セパレータプール54、原子炉格納容器50及び図示しないその他の安全系の機器が設けられている。原子炉格納容器50は、原子炉圧力容器1、圧力抑制プール52を有する圧力抑制室(ウェットウェル)51、原子炉圧力容器1より発生する蒸気を図示しないタービンへ供給するための主蒸気配管48及び、タービンの駆動に供された蒸気は復水器(図示せず)等より供給される冷却材を原子炉圧力容器1へ供給するための給水管49等から構成される。ここで、冷却材として、例えば、水、純水、重水あるいはホウ酸水等が用いられる。
First, an improved boiling water reactor (ABWR) will be described. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an improved boiling water nuclear power plant. As shown in FIG. 1, in the
また、原子炉圧力容器1内には、円筒状の炉心シュラウド44が設けられ、炉心シュラウド44内に、複数体の燃料集合体(図示せず)が装荷された原子炉41が設置されている。また、原子炉圧力容器1内には、燃料集合体の核反応を制御するため原子炉41へ複数の制御棒を挿入可能とする制御棒案内管46、原子炉41の上部に配される気水分離器42、及び気水分離器42の上部に蒸気乾燥器43が設けられている。燃料集合体は、横断面四角形状のチャンネルボックス内に、ステンレス製の被覆管内に燃料ペレット(例えば、MOX燃料)が複数充填された燃料棒を正方格子状に配列する。
Further, a
原子炉圧力容器1の底部である下鏡47に、その下方より原子炉圧力容器1の内部へ貫通するようインターナルポンプ2が設置されている。インターナルポンプ2は、複数の制御棒案内管46の最外周部より外側であって、円環状に相互に所定の間隔にて離間し、複数台配されている。これにより、インターナルポンプ2は、制御棒案内管46等と干渉することはない。そして、インターナルポンプ2は、円筒状の炉心シュラウド44と原子炉圧力容器1の内面との間に形成されるダウンカマ45を介して、冷却材を、下鏡47側から原子炉41へ供給する。原子炉41内に流入する冷却材は、燃料集合体(図示せず)の核反応により加熱され気液二相流となり、気水分離器42へ流入する。気水分離器42を通流する気液二相流は、湿分を含む蒸気(気相)と水(液相)に分離され、液相は再び冷却材としてダウンカマ45へ降下する。一方、蒸気(気相)は、蒸気乾燥器43へと導入され湿分が除去された後、主蒸気配管48を介してタービン(図示せず)へ供給される。復水器等を介して給水管49より原子炉圧力容器1内に流入する冷却材は、ダウンカマ45内を下方へと通流する(降下する)。このように、インターナルポンプ2は、原子炉41で発生する熱を効率良く冷却するため、冷却材を原子炉41へ強制循環させる。
An
また、原子炉建屋40内には、原子炉圧力容器1を収容する原子炉格納容器50の上方にシールドプラグ55が設置されている。そして、オペレーションフロア(運転床)56の直下に、シールドプラグ55を挟んで、使用済燃料プール53及びドライヤ・セパレータプール54が設けられている。例えば、原子炉41に装荷される燃料集合体の交換時において、シールドプラグ55が取り外され、原子炉圧力容器1の上蓋(図示せず)を取り外した後、燃料交換機57により使用済みの燃料集合体が原子炉41から、水が張られた使用済燃料プール53へ移される。なお、ドライヤ・セパレータプール54は、燃料交換時あるいは保守点検時等において、原子炉圧力容器1内に設置される、蒸気乾燥器43、気水分離器42等の炉内機器の仮置き場として使用される。
図1に示すように、原子炉格納容器50の底部であって、インターナルポンプ2の下方空間(ドライウェル)内に、点線で示す領域RAが存在する。この領域RAは、図示しない、例えば、制御棒駆動機構等の機器の設置に供される。
In the
As shown in FIG. 1, a region RA indicated by a dotted line is present at the bottom of the
次に、インターナルポンプ2の構造について説明する。図2は、図1に示すインターナルポンプ2の縦断面図であり、原子炉圧力容器1の下鏡47付近の拡大図である。図2に示すように、インターナルポンプ2は、回転翼であるインペラ3、固定翼であるディフューザ4、モータカバー5、補助カバー6とモータから構成される。インターナルポンプ2を構成するモータは、モータケーシング7に内包されており、ステータ8、ロータ9、下部にはモータカバー5が取付けられている。モータカバー5は、スタッドボルト10及びナット11によりモータケーシング7に締付け固定される。ロータ9は、インペラ3に連結されたポンプシャフトに回転駆動力を伝達する。モータカバー5には補助カバー6が取付けられており、モータカバー5及び補助カバー6によりモータケーシング7の密封性を確保している。
Next, the structure of the
モータは全閉水中型であり、モータ内部はモータ冷却水で満たされている。モータケーシング7には、モータ冷却水入口12及びモータ冷却水出口13が設けられており、熱交換器15と、これらモータ冷却水入口12及びモータ冷却水出口13が、モータ冷却水循環配管16により接続されている。ここで、モータ冷却水は、例えば、水あるいは純水等が用いられる。原子炉41の運転時、インターナルポンプ2は常時稼働され、図2の白抜き矢印にて示すように、原子炉圧力容器1内の冷却材を、インペラ3の上方より吸込み、ディフューザ4を介して、下鏡47に沿って通流させる。これにより冷却材は上述のように、原子炉圧力容器1内を強制循環される。このように、原子炉41の運転中、常時稼働されるインターナルポンプ2を構成するインペラ3へ、ポンプシャフトを介して回転駆動力を伝達するモータは発熱する。モータの駆動に同期して、熱交換器15を駆動することにより、モータ冷却水循環配管16を介し、図2において、矢印で示すようにモータ冷却水入口12、モータ内部、モータ冷却水出口へとモータ冷却水を循環することにより、モータ内部は冷却される。
The motor is a fully closed water type, and the inside of the motor is filled with motor cooling water. The
また、モータケーシング7の上部には、パージ水ノズル14が設けられている。パージ水ノズル14を介して、モータケーシング7内に流入するパージ水は、ポンプシャフトとモータケーシング7の内周面との間隙をディフューザ4側へと通流する。その後、パージ水は、ディフューザ4の下部近傍にて、原子炉圧力容器1内へ流出する。これにより、炉水がモータケーシング7内へ進入することを防止可能な構造となっている。インターナルポンプ2の稼働時において、パージ水は常時連続的にパージ水ノズル14より供給される。
In addition, a
複数台のインターナルポンプへパージ水を供給する構成について説明する。図3は、図2に示すインターナルポンプへのパージ水供給配管系統を示し、パージ水供給配管系統を介してインターナルポンプへ流入するクラッドの模式図である。図3では、一例として、6台のインターナルポンプ21〜26へパージ水を供給する場合を示している。パージ水供給配管系統は、パージ水18を貯留するパージ水供給源17、パージ水供給ポンプ19、パージ水供給ポンプ19に一端が接続されるパージ水供給配管(メインパイプ)MP1、パージ水供給配管MP1に設けられた複数の分岐部1〜6、及び、各分岐部1〜6とインターナルポンプ21〜26をそれぞれ接続する分岐配管BP1〜BP6より構成される。分岐部1〜6は、例えば、T型配管にて構成される。
A configuration for supplying purge water to a plurality of internal pumps will be described. FIG. 3 shows a purge water supply piping system to the internal pump shown in FIG. 2, and is a schematic diagram of the clad flowing into the internal pump through the purge water supply piping system. FIG. 3 shows a case where purge water is supplied to six
分岐部1を介して、パージ水供給配管MP1とインターナルポンプ21とを接続する分岐配管BP1は、分岐部1にて分岐された他方の配管に設けられた分岐部2〜6に接続される分岐配管BP2〜BP6に対し、見かけ上、パージ水供給配管MP1がインターナルポンプ21に接続された状態と等価となる。よって、パージ水供給ポンプ19により、パージ水供給配管MP1を通流するパージ水の流速(上流における流速)をQ、インターナルポンプの台数をNとしたとき、分岐配管BP1におけるパージ水の流速はQ/N、順次、下流側に位置する、分岐部1通過後におけるパージ水の流速は(N−1)Q/N、分岐部2通過後におけるパージ水の流速は(N−2)Q/N、分岐部3通過後におけるパージ水の流速は(N−3)Q/N、分岐部4通過後におけるパージ水の流速は(N−4)Q/N、分岐部5通過後におけるパージ水の流速は(N−5)Q/N、分岐部6通過後におけるパージ水の流速は(N−6)Q/Nとなる。すなわち、下流側の分岐配管ほど、当該分岐配管内を通流するパージ水の流速は低下する。従って、下流側に配される分岐配管に流入するパージ水量は減少することとなる。一方、配管内を通流するパージ水には、クラッドが含まれ得る。ここで、クラッドとは、冷却材中において、配管系の金属材料の腐食によって生ずる腐食生成物のうち、特に、水に溶けずに分散している金属酸化物である。図3に示すように、パージ水供給配管系統において、上流側に配される分岐配管ほど、流入するパージ水の流速が高く、巻き込むクラッド量も大となり、更に、流入するパージ水量が大となることから、それに比例し、当該分岐配管を介してインターナルポンプへ流入するクラッド量も多くなる。図3では、各分岐配管を通流し、各インターナルポンプへ流入するクラッド量の相違を、クラッドの大きさ及びその数で示している。しかし、ここで表記されるクラッドの大きさは、あくまでもクラッド量を示す代替物として表現したものであり、大きさそのものは重要ではない。
The branch pipe BP 1 connecting the purge water supply pipe MP 1 and the
図3に示すように、各分岐配管を介してインターナルポンプに流入するクラッドは、上述の通り、パージ水と共に、ポンプシャフトとモータケーシング7の内周面との間隙を通流する。そのため、クラッドは、ポンプシャフトの外周面及び/又はモータケーシング7の内周面に付着あるいは堆積する。ポンプの運転・保守の管理上、付着あるいは堆積するクラッドは極力抑制することが望ましい。ポンプに付着あるいは堆積したクラッドを除去するには、一旦、原子炉41の運転を停止し、インターナルポンプに付着あるいは堆積するクラッドを除去する作業が必要となる。
As shown in FIG. 3, the clad flowing into the internal pump through each branch pipe flows through the gap between the pump shaft and the inner peripheral surface of the
また、特定のインターナルポンプ、すなわち、上流側の分岐配管に接続されるインターナルポンプに流入するクラッド量が増大すると、この特定のインターナルポンプの運転に悪影響が生じる可能性がある。従って、発電所を安定して運転するためにも、各分岐配管を介して接続される各インターナルポンプへ流入するクラッド量を均一化することが重要となる。クラッド流入量が均一化されれば、原子炉41の運転を停止する頻度を大幅に低減することが可能となる。 Further, if the amount of clad flowing into a specific internal pump, that is, the internal pump connected to the upstream branch pipe, increases, the operation of this specific internal pump may be adversely affected. Therefore, in order to stably operate the power plant, it is important to equalize the amount of clad flowing into each internal pump connected via each branch pipe. If the clad inflow amount is made uniform, the frequency of stopping the operation of the reactor 41 can be greatly reduced.
以下、図面を用いて、各インターナルポンプへ流入するクラッド量を均一化可能とする本発明の実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention that make the amount of clad flowing into each internal pump uniform can be described in detail with reference to the drawings.
図4に、本発明の一実施例に係る実施例1によるパージ水供給配管系統図を示す。図4に示すように、本実施例のパージ水供給配管系統は、パージ水供給ポンプ19に一端が接続される、最上流の配管であるパージ水供給配管MP1の他端に分岐部1を設け、分岐部1より左右に分岐する分岐配管BP11及びBP12の下流側端部に、それぞれ分岐部2を備える。ここで、分岐配管BP11及びBP12の配管長及び配管径は等しい。一方の分岐部2より左右に分岐する分岐配管BP21及びBP22、他方の分岐部2より左右に分岐する分岐配管BP23及びBP24の下流側端部に、それぞれ分岐部3を有する。分岐配管BP21〜BP24の配管長及び配管径は全て等しい。更に、3段目の分岐部である各分岐部3より左右に分岐する分岐配管のうち、分岐配管BP31は、インターナルポンプ21のパージ水ノズル14に接続され、分岐配管BP32は、インターナルポンプ22のパージ水ノズル14に接続される。また、分岐配管BP33は、インターナルポンプ23のパージ水ノズル14に接続され、分岐配管BP34は、インターナルポンプ24のパージ水ノズル14に接続される。同様に、分岐配管BP35はインターナルポンプ25のパージ水ノズル14に、分岐配管BP36はインターナルポンプ26のパージ水ノズル14に、それぞれ接続される。分岐配管BP31〜BP36の配管長及び配管径は全て同一である。
FIG. 4 shows a purge water supply piping system diagram according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the purge water supply piping system of the present embodiment has a branch 1 at the other end of the purge water supply pipe MP 1 , which is the most upstream pipe, connected at one end to the purge
このように、分岐部1〜分岐部3にて、3段の階層構造にて分岐するパージ水供給配管系統を備えると共に、各段における分岐配管は、配管長及び配管径を同一としている。これにより、例えば、分岐部1からインターナルポンプ21のパージ水ノズル14までの配管長と、分岐部1からインターナルポンプ26のパージ水ノズル14までの配管長は、次に示す関係となる。
BP11+BP21+BP31=BP12+BP23+BP36
これらの関係は、他のインターナルポンプ22〜25においても同様であり、各インターナルポンプ21〜26とパージ水供給源17とを接続する配管長が同一となる。これにより、各流路(各インターナルポンプと接続される配管)内の流路抵抗が同一となり、パージ水の流速又は流量が各配管内で略同一となり、各インターナルポンプ21〜26へ流入するクラッド量が均一化される。よって、特定のインターナルポンプにクラッドが集中的に流入することを防止でき、上述のように特定のインターナルポンプの運転に悪影響が生じることを抑制することが可能となる。
As described above, the branching
BP 11 + BP 21 + BP 31 =
These relationships are the same in the other
なお、階層構造を有する分岐部の段数は、原子炉圧力容器1に設置されるインターナルポンプの台数に応じて適宜設定される。また、仮に、設置されるインターナルポンプの台数が奇数台(N)の場合は、仮想的に、インターナルポンプを(N+1)台と見做し、上述のように階層構造を有する分岐部の段数を例えば、Mと設定する。そして、最下流側の(最終段の分岐部から分岐する)N+1番目の分岐配管BPMN+1は、インターナルポンプに接続されることなく、三方弁等を介して、パージ水供給源17へ返送する配管に接続することにより、同様の効果を奏することが可能となる。
Note that the number of branch portions having a hierarchical structure is appropriately set according to the number of internal pumps installed in the
本実施例によれば、各分岐配管を介して接続される各インターナルポンプへ流入するクラッド量を均一化することが可能となる。これにより、インターナルポンプに付着あるいは堆積するクラッドを除去するため、原子炉の運転を停止する頻度を大幅に低減することが可能となる。 According to the present embodiment, the amount of clad flowing into each internal pump connected via each branch pipe can be made uniform. As a result, since the cladding adhering to or depositing on the internal pump is removed, the frequency at which the operation of the nuclear reactor is stopped can be greatly reduced.
また、原子炉運転停止の頻度を低減できることから、インターナルポンプの運転性・保守性を向上でき、発電所の安全運転に資することが可能となる。 In addition, since the frequency of reactor shutdowns can be reduced, the operability and maintainability of the internal pump can be improved, which can contribute to safe operation of the power plant.
図5に、本発明の他の実施例に係る実施例2によるパージ水供給配管系統図を示す。実施例1では、分岐部を多段の階層構造としたのに対し、本実施例では、パージ水供給配管MP1の一端が接続される分岐部1より分岐する1本の分岐配管BP1と、分岐部1より分岐配管BP1と反対側に延伸する1本のパージ水供給配管MP2(第1の配管)を備え、パージ水供給配管MP2に、その下流側へと向かい所定の間隔にて離間し配される複数の分岐部を設け、下流側に設けられる各分岐部に一端が接続される分岐配管にインターナルポンプを接続する構成とした点が異なる。
FIG. 5 shows a purge water supply piping system diagram according to
図5に示すように、本実施例によるパージ水供給配管系統は、パージ水供給ポンプ19に一端が接続される、最上流の配管であるパージ水供給配管MP1の他端に分岐部1を設け、分岐部1より分岐する分岐配管BP1と、分岐部1より分岐し、分岐配管BP1に対し反対側へと延伸するパージ水供給配管MP2(第1の配管)を備える。パージ水供給配管MP2(第1の配管)には、所定の間隔にて離間し配される複数の分岐部2〜6が設けられ、分岐部2に一端が接続される分岐配管BP2、分岐部3に一端が接続される分岐配管BP3、分岐部4より分岐しインターナルポンプ21のパージ水ノズル14に接続される分岐配管BP4、分岐部5より分岐しインターナルポンプ22のパージ水ノズル14に接続される分岐配管BP5、及び、分岐部6より分岐しインターナルポンプ23のパージ水ノズル14に接続される分岐配管BP6を有する。図3を用いて説明したように、分岐配管BP1内を通流するパージ水の流速が最も高く、次いで、分岐部1通過後のパージ水、分岐部2通過後のパージ水、分岐部3通過後のパージ水、分岐部4通過後のパージ水、分岐部5通過後のパージ水、分岐部6通過後のパージ水の順に、パージ水供給配管MP2(第1の配管)の下流に向かうに従い、パージ水の流速は低下する。なお、ここで、分岐配管BP1〜BP6は、配管長及び配管径は同一である。また、各分岐配管BP1〜BP6には、図示しない流量調整器が設けられており、各分岐配管BP1〜BP6内を流れるバージ水の流量が同一となるよう調整される。
As shown in FIG. 5, the purge water supply piping system according to this embodiment, one end is connected to the purge
通流するパージ水の流速が高いほど、巻き込むクラッドの量が増大することから、上流側の分岐配管BP1、BP2、及びBP3に、それぞれ、三方弁31、32及び33を設けている。三方弁31は、分岐配管BP1と、パージ水供給源17へ一端が接続される返送配管RP1とを接続可能に構成される。また、三方弁32は、分岐配管BP2と、パージ水供給源17へ一端が接続される返送配管RP2とを接続可能に構成される。同様に、三方弁33は、分岐配管BP3と、パージ水供給源17へ一端が接続される返送配管RP3とを接続可能に構成される。各三方弁31〜33により、分岐配管BP1と返送配管RP1、分岐配管BP2と返送配管RP2、及び分岐配管BP3と返送配管RP3とを接続するよう各三方弁31〜33を設定することにより、クラッドを多量に含むパージ水は、パージ水供給源17に返送され、インターナルポンプに流入することを防止できる。
The higher the flow rate of the purge water that flows, the greater the amount of clad that is entrained. Therefore, the upstream branch pipes BP 1 , BP 2 , and BP 3 are provided with three-
また、パージ水供給配管MP2(第1の配管)の下流側の分岐部4〜6に接続される分岐配管BP4、BP5、及びBP6へ流入するクラッド量の均一化は図れないものの、インターナルポンプ21〜23に流入するクラッドを低減することが可能となる。
In addition, the amount of clad flowing into the branch pipes BP 4 , BP 5 , and BP 6 connected to the
なお、本実施例では、三方弁を設置しパージ水を、返送配管を介しパージ水貯槽17へ返送する分岐配管を、上流側の3本の分岐配管BP1〜BP3としたが、これに限られず、原子炉圧力容器1に設置されるインターナルポンプの台数に応じて適宜設定すれば良く、この場合、予め各分岐配管内を通流するパージ水の流速及び/又は流量を測定し、何れの分岐配管に三方弁を設置するか決定することが望ましい。あるいは、各分岐配管長と、当該分岐配管が接続される分岐部から分岐部1までの間のパージ水供給配管MP2(第1の配管)の配管長に基づき、三方弁を設置すべき分岐配管を決定しても良い。
また、返送配管RP1、返送配管RP2、及び返送配管RP3を流れるクラッドを多量に含むパージ水をパージ水供給源17に返送する構成に替えて、新たに排水タンク等を設け、返送する構成とすることが望ましい。
In this embodiment, the installation was purged water three-way valve, a branch pipe to return to the purge
Further, instead of a configuration in which purge water containing a large amount of cladding flowing through the return pipe RP 1 , return pipe RP 2 , and return pipe RP 3 is returned to the purge
本実施例によれば、実施例1に比べ、配管の引き回しが単純化できると共に、インターナルポンプに流入するクラッドを低減することが可能となる。 According to the present embodiment, compared to the first embodiment, the piping can be simplified and the cladding flowing into the internal pump can be reduced.
図6に、本発明の他の実施例に係る実施例3によるパージ水供給配管系統図を示す。パージ水供給配管MP1の一端が接続される分岐部1より分岐する1本の分岐配管BP1と、分岐部1より分岐配管BP1と反対側に延伸する1本のパージ水供給配管MP2(第1の配管)を備え、パージ水供給配管MP2に、その下流側へと向かい所定の間隔にて離間し配される複数の分岐部を設ける点は実施例2と同様である。実施例2では、各分岐配管内を流れるパージ水の流量が同一となるよう調整する流量調整器を有する構成とした。これに対し、本実施例では、このような流量調整器を要さず、各分岐部と各インターナルポンプを接続すると共に、各分岐配管が相互に異なる流路抵抗を有するよう構成した点が、実施例2と異なる。
FIG. 6 shows a purge water supply piping system diagram according to
図6に示すように、本実施例によるパージ水供給配管系統は、パージ水供給ポンプ19に一端が接続される、最上流の配管であるパージ水供給配管MP1の他端に分岐部1を設け、分岐部1より分岐する分岐配管BP1と、分岐部1より分岐し分岐配管BP1に対し反対側へと延伸するパージ水供給配管MP2(第1の配管)を備える。パージ水供給配管MP2(第1の配管)には、所定の間隔にて離間し配される複数の分岐部2〜6が設けられ、分岐部2に一端が接続される分岐配管BP2、分岐部3に一端が接続される分岐配管BP3、分岐部4に一端が接続される分岐配管BP4、分岐部5に一端が接続される分岐配管BP5、及び、分岐部6に一端が接続される分岐配管BP6を備える。また、分岐配管BP1はインターナルポンプ21のパージ水ノズル14に接続され、分岐配管BP2はインターナルポンプ22のパージ水ノズル14に、分岐配管BP3はインターナルポンプ23のパージ水ノズル14に、分岐配管BP4はインターナルポンプ24のパージ水ノズル14に、分岐配管BP5はインターナルポンプ25のパージ水ノズル14に、分岐配管BP6はインターナルポンプ26のパージ水ノズル14に、それぞれ接続される。ここで、分岐配管BP1〜BP6とパージ水供給配管MP2(第1の配管)の配管径は同一であり、各分岐部より分岐する分岐配管BP2〜BP6の配管長は同一である。
As shown in FIG. 6, the purge water supply piping system according to this embodiment, one end is connected to the purge
一般的に、配管内を通流する流体に作用する流路抵抗は、配管径に反比例し、配管長に比例する。また、図3を用いて説明したように、分岐配管BP1内を通流するパージ水の流速が最も高く、次いで、分岐部1通過後のパージ水、分岐部2通過後のパージ水、分岐部3通過後のパージ水、分岐部4通過後のパージ水、分岐部5通過後のパージ水、及び分岐部6通過後のパージ水の順に、パージ水供給配管MP2(第1の配管)の下流に向かうに従い、各分岐部を通過後のパージ水の流速は低下する。これらを考慮し、本実施例では、分岐配管BP1〜BP6間で相互に異なる流路抵抗となるよう構成することで、実施例2おいて必要とされた流量調整器を不要としている。
In general, the flow resistance acting on the fluid flowing through the pipe is inversely proportional to the pipe diameter and proportional to the pipe length. Further, as described with reference to FIG. 3, the flow rate of the purge water flowing through the branch pipe BP 1 is the highest, followed by the purge water after passing through the
図7に、図6に示す分岐配管の縦断面図及び縦断面図におけるA−A断面矢視図を示す。図7では、一例として、図6に示す分岐部2より分岐しインターナルポンプ22のパージ水ノズル14に接続される分岐配管BP2を示している。図7の左図に示すように、分岐配管BP2内に、縦断面略流線形の流路抵抗部材34、流路抵抗部材34を支持する支持部材35を備える。図7の右図(左図におけるA−A断面矢視図)に示すように、流路抵抗部材34は、その横断面が略円形状を成している。また、流路抵抗部材34の外周面と分岐配管BP2の内周面に、両端部が接続される支持部材35を4箇所に配している。これにより、流路抵抗部材34は、分岐配管BP2内の略中央部に固定される。なお、図7の左図に示されるように、A−A断面矢視図における流路抵抗部材34の横断面積は最大となる(以下、単に横断面積と称す)。図7の右図に示すように、流路抵抗部材34の周方向に隣接する2つの支持部材35は、横断面において相互に直交するよう配される。なお、図7では、支持部材35を4箇所に配する例を示すが、これに限らず、例えば、3箇所に支持部材35を配置し、これら3本の支持部材35のうち、流路抵抗部材34の周方向に隣接する2つの支持部材35が、横断面において略180°の角度を成すよう配する構成としても良い。また、2本等、適宜所望の本数の支持部材35を配する構成としても良い。また、流路抵抗部材34の縦断面形状は、流線形に限らず、適宜設定しても良い。
FIG. 7 shows a longitudinal sectional view of the branch pipe shown in FIG. 6 and an AA sectional arrow view in the longitudinal sectional view. In FIG. 7, as an example, a branch pipe BP 2 branched from the
図7の右図に示す、流路抵抗部材34の横断面積により、分岐配管BP2内を通流するパージ水に作用する流路抵抗が規定される。支持部材35自体も流路抵抗として作用するものの、その面積は、流路抵抗部材34の横断面積(S)に比し小さいため、説明を分かり易くするため、以下では無視して説明する。なお、勿論、これら複数の支持部材35の横断面積の総和も加味して各分岐配管の流路抵抗を設定しても良い。
Shown in the right diagram of FIG. 7, the cross-sectional area of the
図7では、分岐配管BP2を示すが、他の分岐配管BP1、BP3〜BP6についてもそれぞれ同様に、分岐配管内に流路抵抗部材34及び支持部材35を備え、流路抵抗部材34の横断面積(S)が分岐配管間で相互に異なる。
In FIG. 7, the branch pipe BP 2 is shown, but the other branch pipes BP 1 and BP 3 to BP 6 are similarly provided with a flow
分岐配管BP1〜BP6内を通流するパージ水の流速(v)は、以下の関係にある。 The flow rate (v) of the purge water flowing through the branch pipes BP 1 to BP 6 has the following relationship.
パージ水の流速v:BP1>BP2>BP3>BP4>BP5>BP6
分岐配管BP1〜BP6内に配する流路抵抗部材の横断面積(S)を、以下の関係となるように各流路部材34を形成し、それぞれ対応する分岐配管内に配する。
Flow rate of purge water v: BP 1 > BP 2 > BP 3 > BP 4 > BP 5 > BP 6
Each
流路抵抗部材34の横断面積S:BP1>BP2>BP3>BP4>BP5>BP6
ここで、各分岐配管に配する流路抵抗部材34の横断面積の設定は、分岐配管BP1の場合には、分岐部1より分岐しインターナルポンプ21のパージ水ノズル14に接続される分岐配管BP1の配管長を、また、分岐配管BP2の場合には、分岐部1から分岐部2までのパージ水供給配管MP2(第1の配管)の配管長及び、分岐部2より分岐しインターナルポンプ22のパージ水ノズル14に接続される分岐配管BP2の配管長に基づき設定される。同様に、分岐配管BP3の場合には、分岐部1から分岐部3までのパージ水供給配管MP2(第1の配管)の配管長及び、分岐部3より分岐しインターナルポンプ23のパージ水ノズル14に接続される分岐配管BP3の配管長に基づき設定される。このように、本実施例では、分岐部1を起点とし、各インターナルポンプへ分岐配管を介して接続される流路内の流路抵抗が同一となるよう、それぞれの分岐配管BP1〜BP6に配される流路抵抗部材34の横断面積(S)が設定される。
Cross-sectional area S of the flow path resistance member 34: BP 1 > BP 2 > BP 3 > BP 4 > BP 5 > BP 6
Here, the setting of the cross-sectional area of the flow
本実施例によれば、パージ水供給源17より、各分岐部1〜6及び分岐配管BP1〜BP6を介して各インターナルポンプ21〜26へ接続されるそれぞれの流路において、流路抵抗が同一となり、各インターナルポンプへ流入するクラッド量を均一化することが可能となる。
According to the present embodiment, in the respective flow paths connected to the
また、本実施例によれば、各分岐配管内に流路抵抗部材34及び支持部材35を配する必要があるものの、配管の引き回しは、実施例2に比し、更に単純化することが可能となる。
Further, according to the present embodiment, although it is necessary to arrange the flow
なお、本実施例では、各分岐配管BP1〜BP6に配する流路抵抗部材34の横断面積を変えることで、それぞれの分岐配管における流路抵抗が相互に異なるよう構成することで、パージ水貯槽17から各インターナルポンプ21〜26までの、それぞれの流路における流路抵抗が同一となる構成とした。これに替えて、以下のような、構成としても同様の効果を奏することが可能となる。
In this embodiment, by changing the cross-sectional area of the flow
各分岐配管BP1〜BP6の配管径Dが、以下の関係となるよう各分岐配管を形成する。 Each branch pipe is formed such that the pipe diameter D of each branch pipe BP 1 to BP 6 has the following relationship.
分岐配管の配管径D:BP1<BP2<BP3<BP4<BP5<BP6
ここで、各分岐配管の配管径(D)の設定は、分岐配管BP1の場合には、分岐部1より分岐しインターナルポンプ21のパージ水ノズル14に接続される分岐配管BP1の配管長を、また、分岐配管BP2の場合には、分岐部1から分岐部2までのパージ水供給配管MP2(第1の配管)の配管長及び、分岐部2より分岐しインターナルポンプ22のパージ水ノズル14に接続される分岐配管BP2の配管長に基づき設定される。同様に、分岐配管BP3の場合には、分岐部1から分岐部3までのパージ水供給配管MP2(第1の配管)の配管長及び、分岐部3より分岐しインターナルポンプ23のパージ水ノズル14に接続される分岐配管BP3の配管長に基づき設定される。すなわち、パージ水供給源17より各分岐部1〜6を介して各インターナルポンプへ接続されるそれぞれの流路において、流路抵抗が同一となるよう、上記分岐配管の配管長及び/又は対応する分岐部までのパージ水供給配管MP2(第1の配管)の配管長に基づき、各分岐配管の配管径Dが設定される。
Pipe diameter D of branch pipe: BP 1 <BP 2 <BP 3 <BP 4 <BP 5 <BP 6
Here, setting the pipe diameter of the branch pipe (D) is branched in the case of pipe BP 1 is pipe branch pipe BP 1 to be connected to the
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace the configurations of other embodiments with respect to a part of the configurations of the embodiments.
4・・・ディフューザ
51・・・原子炉圧力容器
2・・・インターナルポンプ
3・・・インペラ
・・・モータカバー
6・・・補助カバー
7・・・モータケーシング
8・・・ステ―タ
9・・・ロータ
10・・・スタッドボルト
11・・・ナット
12・・・モータ冷却水入口
13・・・モータ冷却水出口
14・・・パージ水ノズル
15・・・熱交換器
16・・・モータ冷却水循環配管
17・・・パージ水供給源
18・・・パージ水
19・・・パージ水供給ポンプ
21〜26・・・インターナルポンプ
31〜33・・・三方弁
34・・・流路抵抗部材
35・・・支持部材
40・・・原子炉建屋
41・・・原子炉
42・・・気水分離器
43・・・蒸気乾燥器
44・・・炉心シュラウド
45・・・ダウンカマ
46・・・制御棒案内管
47・・・下鏡
48・・・主蒸気配管
49・・・給水管
50・・・原子炉格納容器
51・・・圧力抑制室(ウェットウェル)
52・・・圧力抑制プール
53・・・使用済燃料プール
54・・・ドライヤ・セパレータプール
55・・・シールドプラグ
56・・・オペレーションフロア(運転床)
57・・・燃料交換機
4 ...
52 ...
57 ... Fuel changer
Claims (9)
前記インターナルポンプへパージ水を供給するパージ水供給源と、を備え、
前記各インターナルポンプは分岐部を介して前記パージ水供給源と分岐配管にて接続され、各インターナルポンプと接続される分岐配管の長さは同一であることを特徴とする改良型沸騰水型原子炉。 A plurality of internal pumps, a part of which is arranged in the reactor pressure vessel and circulating the coolant in the reactor pressure vessel;
A purge water supply source for supplying purge water to the internal pump,
Each of the internal pumps is connected to the purge water supply source by a branch pipe through a branch portion, and the length of the branch pipe connected to each internal pump is the same. Type reactor.
前記各インターナルポンプと前記パージ水供給源との間に、多段に配される複数の分岐部を有し、
前記各段に配される分岐部より二方向に分岐する第1の分岐配管及び第2の分岐配管の長さが同一であることを特徴とする改良型沸騰水型原子炉。 The improved boiling water reactor according to claim 1,
Between each internal pump and the purge water supply source, having a plurality of branch portions arranged in multiple stages,
An improved boiling water reactor characterized in that the lengths of the first branch pipe and the second branch pipe branching in two directions from the branch portion arranged in each stage are the same.
前記多段に配される分岐部のうち、最終段に配される分岐部よりそれぞれ二方向に分岐する分岐配管の端部は、前記各インターナルポンプのパージ水ノズルに接続され、
初段に配される分岐部から前記最終段に配される分岐部及び前記分岐配管を介して前記各インターナルポンプのパージ水ノズルへ至る配管長が同一であることを特徴とする改良型沸騰水型原子炉。 The improved boiling water reactor according to claim 2,
Of the branch portions arranged in multiple stages, the ends of the branch pipes branching in two directions from the branch portions arranged in the final stage are connected to the purge water nozzles of the internal pumps,
Improved boiling water, characterized in that the length of the pipe from the branch section arranged in the first stage to the purge water nozzle of each internal pump through the branch section arranged in the last stage and the branch pipe is the same Type reactor.
前記多段に配される複数の分岐部の段数は、前記インターナルポンプの台数に応じて設定されることを特徴とする改良型沸騰水型原子炉。 In the improved boiling water reactor according to claim 3,
The number of stages of the plurality of branch portions arranged in multiple stages is set in accordance with the number of the internal pumps.
前記インターナルポンプは、少なくとも、ポンプシャフトの回転に伴い回転するインペラと、固定翼であるディフューザと、前記ポンプシャフトに回転駆動力を伝達するモータと、前記モータを水密に収容するモータケーシングを備え、
前記パージ水ノズルは、前記モータケーシングの上部であって、原子炉圧力容器外に設けられ、
前記パージ水ノズルより流入するパージ水は、前記ポンプシャフトとモータケーシングの間隙をディフューザ側へと流れ、前記ディフューザの下部近傍にて、前記原子炉圧力容器内へ流出することを特徴とする改良型沸騰水型原子炉。 In the improved boiling water reactor according to claim 4,
The internal pump includes at least an impeller that rotates as the pump shaft rotates, a diffuser that is a fixed blade, a motor that transmits rotational driving force to the pump shaft, and a motor casing that houses the motor in a watertight manner. ,
The purge water nozzle is an upper part of the motor casing and is provided outside the reactor pressure vessel,
The purge water flowing in from the purge water nozzle flows through the gap between the pump shaft and the motor casing to the diffuser side, and flows out into the reactor pressure vessel near the lower portion of the diffuser. Boiling water reactor.
前記インターナルポンプへパージ水を供給するパージ水供給源と、
前記パージ水供給源と接続される第1の配管と、
前記第1の配管に所定の間隔にて配される複数の分岐部に接続される分岐配管と、を備え、
前記各インターナルポンプは、前記各分岐配管及び第1の配管を介して、前記パージ水供給源に接続され、前記各分岐配管の流路抵抗は相互に異なり、
前記各分岐配管は、流路抵抗部材と、前記流路抵抗部材の外周面と前記分岐配管の内周面とを接続し前記流路抵抗部材を支持する支持部材を有し、
前記第1の配管に接続される各分岐配管の流路抵抗は、上流側ほど大きいことを特徴とする改良型沸騰水型原子炉。 A plurality of internal pumps, a part of which is arranged in the reactor pressure vessel and circulating the coolant in the reactor pressure vessel;
A purge water supply source for supplying purge water to the internal pump;
A first pipe connected to the purge water supply source;
A branch pipe connected to a plurality of branch portions arranged at a predetermined interval in the first pipe, and
Each internal pump is connected to the purge water supply source via each branch pipe and the first pipe, and the flow resistance of each branch pipe is different from each other.
Each of the branch pipes includes a flow path resistance member, a support member that supports the flow path resistance member by connecting an outer peripheral surface of the flow path resistance member and an inner peripheral surface of the branch pipe,
An improved boiling water reactor characterized in that the flow resistance of each branch pipe connected to the first pipe is larger toward the upstream side .
前記インターナルポンプへパージ水を供給するパージ水供給源と、
前記パージ水供給源と接続される第1の配管と、
前記第1の配管に所定の間隔にて配される複数の分岐部に接続される分岐配管と、を備え、
前記各インターナルポンプは、前記各分岐配管及び第1の配管を介して、前記パージ水供給源に接続され、前記各分岐配管の流路抵抗は相互に異なり、
前記第1の配管に分岐部を介して接続される分岐配管の配管径は、上流側に配される分岐配管ほど小さいことを特徴とする改良型沸騰水型原子炉。 A plurality of internal pumps, a part of which is arranged in the reactor pressure vessel and circulating the coolant in the reactor pressure vessel;
A purge water supply source for supplying purge water to the internal pump;
A first pipe connected to the purge water supply source;
A branch pipe connected to a plurality of branch portions arranged at a predetermined interval in the first pipe, and
Each internal pump is connected to the purge water supply source via each branch pipe and the first pipe, and the flow resistance of each branch pipe is different from each other.
An improved boiling water reactor characterized in that a branch pipe connected to the first pipe via a branch portion has a smaller pipe diameter as the branch pipe arranged on the upstream side .
前記第1の配管に接続される各分岐配管内に設けられる前記流路抵抗部材の最大横断面積は、上流側ほど大きいことを特徴とする改良型沸騰水型原子炉。 The improved boiling water reactor according to claim 6 ,
The improved boiling water nuclear reactor, wherein the maximum cross-sectional area of the flow path resistance member provided in each branch pipe connected to the first pipe is larger toward the upstream side .
前記各分岐配管は、前記各インターナルポンプのパージ水ノズルに接続され、
前記インターナルポンプは、少なくとも、ポンプシャフトの回転に伴い回転するインペラと、固定翼であるディフューザと、前記ポンプシャフトに回転駆動力を伝達するモータと、前記モータを水密に収容するモータケーシングを備え、
前記パージ水ノズルは、前記モータケーシングの上部であって、原子炉圧力容器外に設けられ、
前記パージ水ノズルより流入するパージ水は、前記ポンプシャフトとモータケーシングの間隙をディフューザ側へと流れ、前記ディフューザの下部近傍にて、前記原子炉圧力容器内へ流出することを特徴とする改良型沸騰水型原子炉。 The improved boiling water reactor according to claim 8,
Each branch pipe is connected to a purge water nozzle of each internal pump,
The internal pump includes at least an impeller that rotates as the pump shaft rotates, a diffuser that is a fixed blade, a motor that transmits rotational driving force to the pump shaft, and a motor casing that houses the motor in a watertight manner. ,
The purge water nozzle is an upper part of the motor casing and is provided outside the reactor pressure vessel,
The purge water flowing in from the purge water nozzle flows through the gap between the pump shaft and the motor casing to the diffuser side, and flows out into the reactor pressure vessel near the lower portion of the diffuser. Boiling water reactor.
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