JPH0362237B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は概して原子力蒸気発生器に関し、特
に、蒸気発生器内の再循環水および給水から濃縮
された固体を収集するためのモジユール式スラツ
ジ収集装置に関するものである。

原子力蒸気発生器の技術においては、蒸気発生
器中に比較的低速度の流体流れの、ある空間又は
容積を有していて、流体中を浮遊する固体に、蒸
気発生器から比較的容易に収集されて取り除くこ
とができる領域に沈殿する機会を与えていること
が良く知られている。

シエルアンドチユーブ形蒸気発生器におけるこ
のような構造の一例は米国特許第3916844号明細
書に示されており、胴に入つてくる給水は、蒸気
発生器の胴に近接して伸びた低液体速度の大きな
環状沈殿チヤンバに受け入れられる。この沈殿チ
ヤンバは、単位体積当りの浮遊固体の濃縮度があ
まり高くない給水の浸入を断つと共に、浮遊固体
の濃度が非常に高いが、チヤンバ内に侵入した給
水と混合して著しく薄められることになる余剰水
の戻りを受け入れる。結局、非常に大量の低速給
水が浮遊固体を有効に除去するために必要であ
る。

米国特許第4303043号明細書には、再循環余剰
水と浸入給水との間に設けられた沈殿チヤンバ即
ちスラツジ収集チヤンバを有する原子力蒸気発生
器が開示されており、これは、混入又は同伴固体
がチヤンバ内に沈殿できるように、再循環水を断
ち少なくともその一部を実質的によどんだ状態に
保有する構造である。連続的に浸入してくる余剰
水と既にチヤンバ内に保有された水との交換を制
限して乱れを最少にするが、浸入してくる再循環
水と既に沈殿物が取り除かれたチヤンバ内の水と
の交換をいくらかの割合で許すため、遮へい手段
が配設されている。この特許に開示された大きな
沈殿チヤンバは、初期の装置構造には適している
が、内部部品の妨害のためおよび蒸気発生器上部
領域への接近が制限されているため、後から修復
する方式では現実的に適用できない。上記両特許
においては、スラツジの除去は１本のブローダウ
ン管を介して遂行しているが、もし管が詰まれ
ば、スラツジ収集装置全体は無能化する。

従つて、この発明の主な目的は、現行の蒸気発
生器内に装備可能なスラツジ収集装置を提供する
ことにある。

上述の目的を達成するため、この発明は、蒸気
発生器で発生される蒸気が、該蒸気発生器から排
出される前に、該蒸気から混入液体を分離するた
めの分離装置を通過すると共に、前記蒸気発生器
が、前記蒸気から分離した液体が該蒸気発生器を
再循環する前に該液体を収集するため、下部にデ
ツキプレートを有するチヤンバを含む、垂設原子
力蒸気発生器用スラツジ収集装置において、前記
蒸気発生器にある出入口を通つて入り込むような
大きさを有して上向きに開口した複数のスラツジ
収集コンテナが、前記デツキプレートに形成され
た複数の開口を貫いて延びるように、同デツキプ
レートに支持されており、前記スラツジ収集コン
テナの各々の上には、同各スラツジ収集コンテナ
から離間して、ほぼ平らな穴あきカバーが、該穴
あきカバーと隣接するスラツジ収集コンテナの上
部リムとの間に前記デツキプレートの上方で空隙
を形成するように、配置されており、前記カバー
のスラツジ収集コンテナ側には撹拌ノズルが取り
付けられていると共に、更に、該撹拌ノズルに撹
拌用給水を供給するための給水供給手段と、前記
スラツジ収集コンテナ内に収集されたスラツジを
排除するため前記蒸気発生器の外部に延びるよう
に前記スラツジ収集コンテナの底部に取り付けら
れた吸込管とを備えることを特徴とするものであ
る。

この発明の好適な実施例においては、デツキプ
レートに形成された開口の位置は、該開口に受け
入れられたスラツジ収集コンテナが一様に分散す
るように、選択されている。蒸気発生器内に計画
的に配置された複数のスラツジ収集コンテナは、
同コンテナを遠隔洗浄するための配管、即ち給水
供給手段とスラツジの吸込管とを含んでいる。ス
ラツジ収集装置を構成する全部品は、蒸気発生器
の２次側に既存の人員通路（出入口）その他の通
路を通つて取付箇所まで入り込めるような大きさ
のものか、或はそのような大きさに分解できるよ
うになつている。

以下、図面と共にこの発明の好適な実施例につ
いて、具体的かつ明確に説明する。

図について説明すると、第１図は、この発明の
スラツジ収集装置の一実施例を含む垂直、即ち竪
型原子力蒸気発生器の上部を示す正面一部断面図
である。この種の垂直Ｕ字管蒸気発生器は、米国
特許第4079701号明細書に更に詳細に記載されて
おり、参照すると分かる通り、同明細書は、原子
力蒸気発生器の一般的説明を含んでいる。第１図
には、ほぼ筒状の外部胴１２を含む垂設された原
子力蒸気発生器１０の上方部分が示されており、
上部１２ａと、中間部１２ｂとは、中間部１４ａ
を有する筒状被覆体１４を環状に隔置された関係
で包むように示されており、また、蒸気発生器１
０は包囲されたＵ字管束１６を含んでいる。環状
の給水放出リング２０への給水入口１８は、ほぼ
水平な下部デツキプレート２２の上方に配置され
ると共に、一次分離装置の筒の内周と外周との間
に位置するように示されている。他の実施例にお
いては、給水入口１８および給水放出リング２０
が、米国特許第4303043号明細書に示したように
胴１２と被覆体１４との間の環状空間内に配置さ
れてもよく、又は、給水が、予熱器を含む蒸気発
生器内におけるように、管束の下部付近に導かれ
てもよい。

給水放出リング２０は、給水が再循環水と混合
して、管束１６およびこれに付随した支持装置か
らなる熱交換器部分内に流れるようにし、そこで
再循環水の混合物の一部は蒸気に変換される。そ
の蒸気は、蒸気と水との間の密度差により上昇す
る。上昇蒸気は、混入した水を取り除いて本質的
に乾いた蒸気を残す２段の分離装置４８，６６，
５６および５８を通過する。この蒸気はその後蒸
気発生器から出て、当該技術で周知の方法で発電
装置を通つて循環する。

水分離工程の間、粒状物質は蒸気および水の混
合物から抽出され、再循環水内で濃縮される。追
加の粒状物質は、給水分配装置を通つて蒸気発生
器に入る。この様に、再流通水および給水の混合
物は、もし再循環水の通常の流れと共に管束に入
れるようになつていたとすると、望ましくないス
ラツジを生じ得る重い固体の粒状汚染物質を含ん
でいる。自然の沈殿工程（重力、密度差等）によ
り、重い粒状物は、何らかの妨害により遮断され
ない限り、又は、再循環水の自然乱流混合により
粒状物が再混合され、胴と管束を包む被覆体との
間の環状空間内にこぼれることがない限り、下部
デツキプレート２２に向かつて下方へ移動する傾
向がある。もし上記のいずれかが起こると、それ
らの粒状物は管束を有する熱交換部分に再び入
り、管束内又は管板上の多数の交点に集まり、そ
こで有害な管束および支持構造の腐食を起こし得
るスラツジを形成する。

下部デツキプレート２２は、この発明の実施例
によるひとつのスラツジ収集コンテナとして用い
られる中央皿形構造２４を有している。皿形構造
２４は上部リム２６を有すると共に、このリム２
６とほぼ同形状のヒンジ付穴あきカバー２８を備
える。カバー２８は、その周囲とリム２６との間
に空隙を形成するように、リム２６より寸法が小
さい。ブローダウン給水管（給水供給手段）３０
は、皿形構造２４によつて形成されるコンテナ内
に収集されたスラツジを撹拌するための手段とし
てのノズル即ちブローダウン給水リング構造（図
示せず）に接続されている。撹拌されたスラツジ
は配管（吸込管）３２を介して吸引により取り除
くことができる。各々独自の遠隔洗浄管を有する
複数のスラツジ収集コンテナを用いることによ
り、比較的小径の配管を用いることができるの
で、圧力境界を通る大きな開口が避けられる。

下部デツキプレート２２は、円い固定用Ｖリン
グ３６を有するガセツト３４によつて支持されて
いる。この実施例においては、デツキプレート２
２内に既に複数の穴が切られており、Ｖリングの
部分は除去されて付加のスラツジ収集コンテナ３
８の位置決めに適用されている。これらのコンテ
ナのそれぞれには、コンテナの上部リム４０より
も小さいが同形状の穴あきカバー４２が設けられ
ている。独立した別個のブローダウン給水管４４
およびスラツジ除去管４６は、皿形構造のコンテ
ナ２４に関し上述したのと同様の方法で収集スラ
ツジを撹拌および除去するためにスラツジに含ま
れている。

被覆体即ち管束包囲体１４内で発生した蒸気
は、混入した水を伴なつて、下部デツキプレート
２２から垂直に伸びて被覆体内側と蒸気流連通さ
れた複数の一次蒸気分離器４８を通つて上方に流
れる。分離器４８の上端は貫通して上部プレート
部材即ち中央デツキプレート５０により支持さ
れ、蒸気を胴１２内の上部チヤンバ５２内に排出
する。分離器４８は更に、中間の水平プレート即
ち中間デツキプレート５４により支持されてい
る。

垂直に積層された一対の波板形湿分分離器５６
および５８は、チヤンバ５２内の蒸気が出口孔６
２を介して蒸気発生器から排出される前に必ず分
離器を通過するように、一次蒸気分離器の出口ノ
ズル６０と直列流通関係となつてチヤンバ５２内
に支持されている。波板形湿分分離器５６および
５８により蒸気から分離された混入水は収集され
て、下部デツキプレート２２近くの場所に伸びた
中央垂直排水管６４を介して排出される。

蒸気分離旋回羽根６６は、各一次蒸気分離器４
８内の排出ノズルおよびオリフイス６０付近に配
設されており、そこを通過する蒸気から混入した
水を最初に分離する。旋回羽根の輪郭、混合物速
度および混合物濃度の相違のため、分離された水
は、一次分離器包囲体に向かつて外側へ遠心分離
され、該一次分離器包囲体で環状降水管６８を通
り抜け、中間支持体即ちデツキプレート５４の上
面に水を排出する。この中間支持プレートは、分
離された水を重力排水するための複数の開口７０
を有している。

このように、被覆体１４から排出される蒸気か
ら復水されるか又は分離された全ての水は、結局
は収集されて下部デツキプレート２２の裏側に向
かうことが理解できる。胴１２の中間部１２ｂお
よび下部１２ｃは上方に開いたチヤンバを形成し
ており、該チヤンバが第１図に示した最上位レベ
ル７１を有するプールを成す再循環水と給水との
混合物を受ける。他の実施例においては、垂直筒
状壁７２が下部デツキプレート２２の外周端から
上方に伸び、蒸気流から分離されるような全ての
水が結局排水されて流れ込む上方に向いたチヤン
バ７４を形成していてもよい。もし用いるなら、
この上方開口チヤンバ７４は、流体内に浮遊する
固体が収集コンテナ２４および３８内に沈殿する
機会を得るように、比較的低速の流体流れの分離
水で満たされるべきである。給水と再循環水との
混合物のレベルは通常、この垂直壁を用いないで
下部デツキプレートの上方に維持されているの
で、垂直壁７２はこの発明の本質では無いという
ことを理解すべきである。

第２図は下部デツキプレート２２の平面図であ
る。スラツジ収集コンテナ３８およびそれらに付
随するカバー４２は、一次蒸気分離器４８の昇水
管の間に計画的に配置するように示されている。
スラツジ収集コンテナ３８およびカバー４２は、
第１図の人員専用路（出入口）７６を介して挿入
され、一次蒸気分離器４８の昇水管の間の空間を
通り抜けて下部デツキプレート２２に到達できる
ような大きさになつていることを銘記すべきであ
る。下部デツキプレート２２の中央皿形構造２４
上のカバー２８も又、第１図の人員専用路７６を
介して挿入できるように、ヒンジ付きで示されて
いる。

第３図はスラツジ収集コンテナ３８の上部の平
面図である。この図においては、カバー４２に、
四角の貫通パターンを画成するように配列された
複数の穴７８が設けられていることが理解でき
る。カバー４２の一部のみに穴を示したが、穴７
８のパターンはカバー４２の全面にわたつてくり
返されるということを理解すべきである。加え
て、カバー穴は四角のパターンに配列される必要
はない。例えば、直径８mm（5/16インチ）の穴を
三角のパターン配列した試験を行い成功してい
る。装着用突出部８０はカバー４２をスラツジ収
集コンテナ３８上に固定するのに用いられる。こ
の実施例においては、コンテナ３８のリム４０は
円形で示されている。カバー４２は円形外周を有
し、その外周と接近したリム４０との間に環状空
隙８２を形成するように、リム４０で形成される
円よりもわずかに小さくなつている。再循環水お
よび汚染物質を生産するスラツジは、カバー穴７
８および環状空隙８２を介してスラツジ収集コン
テナに収容される。カバー４２はコンテナ内に低
速区域を造り、この低速区域が、収集されたスラ
ツジを別個のモジユールに保持するのを助けると
共に、再循環する蒸気および水の混合物内へのス
ラツジの再混入防止を助ける。

図から分かるように、また、以上の説明から分
かるように、スラツジ収集コンテナ３８は、その
上部にある環状のリム４０から半径方向外方に延
びるフランジ部でデツキプレート２２上に支持さ
れており、また、環状のリム４０よりも直径が小
さいカバー４２は、同カバー４２の周囲に円周方
向に離間して配設された突出部８０において上述
のフランジ部にヒンジ結合されているので、結
局、デツキプレート２２の上方においてカバー４
２とスラツジ収集コンテナ３８のリム４０との間
に空隙８２が形成されることになる。このように
空隙が形成されることは、第２図に示したコンテ
ナの実施例についても、また、その他の実施例の
コンテナについても実質的に同様であることが、
以上の説明から、また、後述する説明から分かる
であろう。

第４図は第３図の−線によるスラツジ収集
コンテナの断面図である。この図においては、手
動で調整可能に固定された一対の撹拌ノズル８４
が示されており、これらはブローダウン給水管４
４に接続され、コンテナ３８内に収集されたスラ
ツジを撹拌するための手段として役立つている。
撹拌されたスラツジは、その後スラツジ除去管４
６を介して取り除くことができる。別個のスラツ
ジ除去構造が各モジユールに適合できることによ
り冗長性が確保され、個別のモジユールのどれに
故障が生じても、洗浄システム全体が無能化する
ことはない。

第５図は他のスラツジ撹拌手段を示しており、
この撹拌手段は、ブローダウン給水管４４に接続
されると共に、シヤワー形分配装置においてブロ
ーダウン給水を分散させて収集されたスラツジを
撹拌するのに役立つ複数の穴８８を有する環状の
ブローダウン管８６を含んでいる。

第６図は第１図の皿形構造２４により形成され
るスラツジ収集コンテナの平面図である。ヒンジ
付き円形カバー２８には、密に詰まり三角パター
ンに配列された複数の穴９０が配設されている。
カバー２８が、皿形構造２４のリムの直径よりも
わずかに小さい直径を有していることにより、カ
バー２８と皿形構造２４との間に環状空隙９２が
設けられている。カバー２８はＴ形支持部材９４
上に乗つており、装着用突出部９６により下部デ
ツキプレート２２に固定されている。支持部材９
４は、第８図に示すように混合溝穴１０２を有す
るＴ形構造部材の形態で示されている。一対のヒ
ンジ９８は、第１図の人員専用路７６を介して作
業、除去および挿入を行うため、カバー２８の半
分を折り重ねることができるように設けられてい
る。

第７図は第６図のスラツジ収集コンテナの−
線による断面図である。この図はＴ形構造の支
持部材９４を更に明確に図解している。

第８図は第６図のスラツジ収集コンテナの−
線による断面図である。この図においては、ス
ラツジ撹拌ノズル１００がブローダウン給水管３
０に接続されているのが示されている。Ｔ形部材
９４には、該部材９４によつて分離された皿形構
造２４の内側面の間を流体連通するための穴即ち
流れ溝穴１０２が含まれていることが分かる。

第９図はこの発明に従つて構成されたスラツジ
収集コンテナの他の実施例の断面図である。この
実施例では、穴あきカバー４２ａはコンテナリム
４０，３８よりも大きい直径を有している。カバ
ーがコンテナ３８のリム４０から固定された距離
に保持されるように、スペーサ１０４を選択的位
置に配置することにより、カバーとリムとの間に
環状空隙が形成される。スペーサ１０４は第３図
の突出部８０と一致した位置に配置してもよく、
カバーの直径はコンテナリムの直径と比較して、
小さくても、等しくても、又、大きくてもよいこ
とは明らかであろう。

第１０図および第１１図は、デツキプレートで
はなく一次蒸気分離器４８の昇水管に装着された
点でこれまで説明した実施例とは異なるスラツジ
収集コンテナ、即ち異なる他の実施例を示す。コ
ンテナ３８はボルト１０８により一対の支持体１
０６に取り外し可能に接続されている。支持体１
０６は、例えば溶接により、各スラツジ収集コン
テナの上部が蒸気発生器の水レベルの下となるよ
うな位置に、一次蒸気分離器４８の昇水管に取り
付けられている。

第１２図および第１３図は、一次蒸気分離器４
８の昇水管を囲むように配置されたスラツジ収集
コンテナ、即ち更に異なる実施例を示す。この実
施例では、コンテナは、一次蒸気分離器４８の昇
水管の回りに配置されて下部デツキプレート２２
にボルト締めされた２つの半円筒部１１０と、該
半円筒部１１０により囲まれた昇水管の部分とか
らなつており、昇水管の前記部分の下端はデツキ
プレート２２にある開口を貫いて延びている。同
様に、カバーは２つの半円穴あき部１１２からな
つており、それらは装着用突出部１１４を介して
位置決めされ、カバー部１１２とコンテナ部１１
０との間に環状空隙１１６を形成している。カバ
ー部はコンテナ部のリムと重なり合う大きさにす
ることができ、その場合、環状空隙を維持するた
めスペーサを用いることができることは明らかで
あろう。

第１４図および第１５図は、カバー４２の下に
配置された遮へい板１１８を有するスラツジ収集
コンテナ、即ち付加した実施例を示す。第１５図
に示すように、遮へい板１１８がコンテナ２９の
内側直径より小さい直径を有することにより、遮
へい板とコンテナとの間に環状空隙１２０が形成
されている。複数の装着用タブ１２２が設けら
れ、これらは遮へい板を位置決めするためコンテ
ナ３８に溶接されてもよい。複数の穴１２４が遮
へい板に配設されており、これはカバーの穴と同
様のパターンであつてもよい。これらの穴は、カ
バーと遮へい板との間の直接の垂直流れを防ぐた
め、カバープレートの穴からの軸中心が斜めにず
れていてもよい。コンテナ内におけるよどんだ状
態を改善する傾向のある他の遮へい板の構造も
又、この発明の範囲内にあることは理解されるだ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるスラツジ収
集装置を有する蒸気発生器上部の一部断面で示す
正面図、第２図は第１図の蒸気発生器の下部デツ
キプレートを示す平面図、第３図は第１図の蒸気
発生器内の１つのスラツジ収集コンテナの上部を
示す平面図、第４図は第３図のスラツジ収集コン
テナの−線による断面図、第５図は他のスラ
ツジ撹拌装置を有する第４図のスラツジ収集コン
テナを示す断面図、第６図は第１図の蒸気発生器
内の中央スラツジ収集コンテナの上部を示す平面
図、第７図は第６図のスラツジ収集コンテナの
−線による断面図、第８図は第６図のスラツジ
収集コンテナの−線による断面図、第９図は
この発明によるスラツジ収集コンテナの他の実施
例を示す断面図、第１０図はこの発明によるスラ
ツジ収集コンテナの異なる他の実施例を示す正面
図、第１１図は第１０図のスラツジ収集コンテナ
のXI−XI線による断面図、第１２図はこの発明に
よるスラツジ収集コンテナの更に異なる他の実施
例を示す断面図、第１３図は第１２図のスラツジ
収集コンテナを示す平面図、第１４図はこの発明
によるスラツジ収集コンテナの付加した実施例を
示す断面図、第１５図は第１４図のスラツジ収集
コンテナの−線による断面図である。 １０……蒸気発生器、２２……デツキプレー
ト、２４……皿形構造（スラツジ収集コンテナ）、
２６……上部リム、２８……穴あきカバー、３
０，４４……ブローダウン給水管（給水供給手
段）、３２……配管（吸込管）、３８……スラツジ
収集コンテナ、４０……上部リム、４２，４２ａ
……穴あきカバー、４６……スラツジ除去管（吸
込管）、４８，５６，５８，６６……分離装置、
７４……チヤンバ、７６……人員専用路（出入
口）、７８，９０……カバーの穴、８２，９２，
１１６……空隙、８４，１００……撹拌ノズル、
１１０……コンテナ部（スラツジ収集コンテナ）、
１１２……カバー部（穴あきカバー）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 蒸気発生器で発生される蒸気が、該蒸気発生
   器から排出される前に、該蒸気から混入液体を分
   離するための分離装置を通過すると共に、前記蒸
   気発生器が、前記蒸気から分離した液体が該蒸気
   発生器を再循環する前に該液体を収集するため、
   下部にデツキプレートを有するチヤンバを含む、
   垂設原子力蒸気発生器用スラツジ収集装置におい
   て、前記蒸気発生器にある出入口を通つて入り込
   むような大きさを有して上向きに開口した複数の
   スラツジ収集コンテナが、前記デツキプレートに
   形成された複数の開口を貫いて延びるように、同
   デツキプレートに支持されており、前記スラツジ
   収集コンテナの各々の上には、同各スラツジ収集
   コンテナから離間して、ほぼ平らな穴あきカバー
   が、該穴あきカバーと隣接するスラツジ収集コン
   テナの上部リムとの間に前記デツキプレートの上
   方で空隙を形成するように、配置されており、前
   記カバーのスラツジ収集コンテナ側には撹拌ノズ
   ルが取り付けられていると共に、更に、該撹拌ノ
   ズルに撹拌用給水を供給するための給水供給手段
   と、前記スラツジ収集コンテナ内に収集されたス
   ラツジを排除するため前記蒸気発生器の外部に延
   びるように前記スラツジ収集コンテナの底部に取
   り付けられた吸込管とを備えることを特徴とする
   原子力蒸気発生器用スラツジ収集装置。