JPH0682591A - 気水分離器 - Google Patents
気水分離器Info
- Publication number
- JPH0682591A JPH0682591A JP4233321A JP23332192A JPH0682591A JP H0682591 A JPH0682591 A JP H0682591A JP 4233321 A JP4233321 A JP 4233321A JP 23332192 A JP23332192 A JP 23332192A JP H0682591 A JPH0682591 A JP H0682591A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steam
- vapor
- liquid
- separator
- reactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】気水分離器１１ａと蒸気乾燥器１２との間にヘ
ッダ１４及びドレン水戻り機構１５を設置し、気水分離
管１１ａを蒸気旋回流式分離機構とし、シュラウドヘッ
ドを無くした。 【効果】分離器が一体構造となり、蒸気旋回流式のため
シュラウドヘッドが無くなり気水分離性能の向上及び定
検時のメンテナンスが容易になる。
ッダ１４及びドレン水戻り機構１５を設置し、気水分離
管１１ａを蒸気旋回流式分離機構とし、シュラウドヘッ
ドを無くした。 【効果】分離器が一体構造となり、蒸気旋回流式のため
シュラウドヘッドが無くなり気水分離性能の向上及び定
検時のメンテナンスが容易になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は原子炉の炉内構造物に係
り、特に、気水分離器と蒸気乾燥器を一体化しシュラウ
ドヘッドを無くして二相流分離性能の向上及びメンテナ
ンスの容易化を図るのに好適な炉内構造一体化機構に関
する。
り、特に、気水分離器と蒸気乾燥器を一体化しシュラウ
ドヘッドを無くして二相流分離性能の向上及びメンテナ
ンスの容易化を図るのに好適な炉内構造一体化機構に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の原子炉圧力容器を図３に示す。本
発明の一実施例である図１と比べると、気水分離器１１
及び蒸気乾燥器１２は機器として各々独立に設置されて
いる。本来、気水分離器１１は燃料棒８で発生した熱水
・蒸気二相流Ｂを自由液面上で積極的に気水分離を行
い、ダウンカマへ戻る熱水Ａ中に含まれる蒸気のキャリ
ーアンダーを防止するためのものである。また、蒸気乾
燥器１２は気水分離器１１で相分離された蒸気中に含ま
れる湿分ミスト液を蒸気流Ｃが蒸気タービンへキャリー
オーバーされるのを防止するためのものである。
発明の一実施例である図１と比べると、気水分離器１１
及び蒸気乾燥器１２は機器として各々独立に設置されて
いる。本来、気水分離器１１は燃料棒８で発生した熱水
・蒸気二相流Ｂを自由液面上で積極的に気水分離を行
い、ダウンカマへ戻る熱水Ａ中に含まれる蒸気のキャリ
ーアンダーを防止するためのものである。また、蒸気乾
燥器１２は気水分離器１１で相分離された蒸気中に含ま
れる湿分ミスト液を蒸気流Ｃが蒸気タービンへキャリー
オーバーされるのを防止するためのものである。
【０００３】したがって、初期の原子炉の概念としては
妥当なものであるが、本タイプの実機に対しては種々の
信頼性に対し、細心の注意がなされている。例えば、気
水分離器１１は分離管１１ａの中央部で自由液面があ
り、この中を気液二相流Ｂで上昇する際、分離管の内外
での二相流差圧に基づく流体振動に関する注意が必要で
ある。また、蒸気乾燥器１２は蒸気流の持つ慣性力と蒸
気中に含まれるミスト液塊あるいは液滴の重力との力の
差違によりミスト液滴を分離する。そのため、薄板の波
板構造である蒸気乾燥器１２は上記と同様に差圧に基づ
く流体力による振動に対する注意が必要である。
妥当なものであるが、本タイプの実機に対しては種々の
信頼性に対し、細心の注意がなされている。例えば、気
水分離器１１は分離管１１ａの中央部で自由液面があ
り、この中を気液二相流Ｂで上昇する際、分離管の内外
での二相流差圧に基づく流体振動に関する注意が必要で
ある。また、蒸気乾燥器１２は蒸気流の持つ慣性力と蒸
気中に含まれるミスト液塊あるいは液滴の重力との力の
差違によりミスト液滴を分離する。そのため、薄板の波
板構造である蒸気乾燥器１２は上記と同様に差圧に基づ
く流体力による振動に対する注意が必要である。
【０００４】また、これら両者の分離性能及び圧力損失
の低減の技術課題を解決する必要があり、原子炉の定検
時にこれらの機器をメンテナンスする際、複雑な構造配
置のため非常に作業性が悪いなどの問題がある。
の低減の技術課題を解決する必要があり、原子炉の定検
時にこれらの機器をメンテナンスする際、複雑な構造配
置のため非常に作業性が悪いなどの問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は燃料棒
により発生した気液二相流を自由液面上で相分離するた
めの気水分離器とこの機器上部において蒸気流中に含ま
れる湿り水分を除去するための蒸気乾燥器とが原子炉圧
力容器内で別々の要素として炉内に設置されている。原
子炉の炉内構造物は各々の機器が熱水流あるいは蒸気流
による流体力を受けることにより、機器構造の信頼性を
確保するために支持部構造が複雑化し、また定検時のメ
ンテナンスが複雑となるなどの問題が考えられる。
により発生した気液二相流を自由液面上で相分離するた
めの気水分離器とこの機器上部において蒸気流中に含ま
れる湿り水分を除去するための蒸気乾燥器とが原子炉圧
力容器内で別々の要素として炉内に設置されている。原
子炉の炉内構造物は各々の機器が熱水流あるいは蒸気流
による流体力を受けることにより、機器構造の信頼性を
確保するために支持部構造が複雑化し、また定検時のメ
ンテナンスが複雑となるなどの問題が考えられる。
【０００６】本発明の目的は、気水分離器と蒸気乾燥器
を一体化構造とすることにより、気水分離性能の向上は
もちろん、炉内構造物としての機器の簡略化によりメン
テナンスを容易化することにある。
を一体化構造とすることにより、気水分離性能の向上は
もちろん、炉内構造物としての機器の簡略化によりメン
テナンスを容易化することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、従来の気水分離器と蒸気乾燥器を一体化構造とする
ために、これら機器間にヘッダを設けてシュラウドヘッ
ドを無くし、蒸気旋回流を利用した気水分離法により、
燃料棒で発生した熱水・蒸気二相流中の水分除去を効率
良く行い、気水分離性能向上・圧力損失の低減及びメン
テナンスを容易にしたものである。
に、従来の気水分離器と蒸気乾燥器を一体化構造とする
ために、これら機器間にヘッダを設けてシュラウドヘッ
ドを無くし、蒸気旋回流を利用した気水分離法により、
燃料棒で発生した熱水・蒸気二相流中の水分除去を効率
良く行い、気水分離性能向上・圧力損失の低減及びメン
テナンスを容易にしたものである。
【０００８】
【作用】気水分離器と蒸気乾燥器を一体とするため、こ
れらの間にヘッダを設けた構造にすると、従来の複数本
から成る気水分離管に比べて、気水分離器の場合、ヘッ
ダ内に集合された液のドレン排出の点から見て、液分離
効率が向上し、蒸気側の圧力損失が低減される。また、
インターナルポンプへ流入されるダウンカマ内を下降す
る熱水中に含まれる蒸気のキャリーアンダーが抑制され
る。さらに、気水分離管に少なくとも一つの蒸気流入機
構を設けて蒸気の旋回流を利用した分離法によれば、気
液の分離効率はさらに向上する。また、蒸気旋回流セパ
レータ機構を採用することにより、シュラウドヘッドと
気水分離管を接続する必要が無く、従来のシュラウドヘ
ッドを無くすことができる。これにより、炉内で自由液
面を保ちながら、蒸気中のキャリーオーバー及び熱水中
のキャリーアンダーを防止して運転することができる。
れらの間にヘッダを設けた構造にすると、従来の複数本
から成る気水分離管に比べて、気水分離器の場合、ヘッ
ダ内に集合された液のドレン排出の点から見て、液分離
効率が向上し、蒸気側の圧力損失が低減される。また、
インターナルポンプへ流入されるダウンカマ内を下降す
る熱水中に含まれる蒸気のキャリーアンダーが抑制され
る。さらに、気水分離管に少なくとも一つの蒸気流入機
構を設けて蒸気の旋回流を利用した分離法によれば、気
液の分離効率はさらに向上する。また、蒸気旋回流セパ
レータ機構を採用することにより、シュラウドヘッドと
気水分離管を接続する必要が無く、従来のシュラウドヘ
ッドを無くすことができる。これにより、炉内で自由液
面を保ちながら、蒸気中のキャリーオーバー及び熱水中
のキャリーアンダーを防止して運転することができる。
【０００９】以上の三つの機構により、原子炉の炉内構
造物である気水分離器と蒸気乾燥器の分離効率の向上，
圧力損失の低減及び流体振動の抑制，メンテナンスが容
易などの長所をもつ。これらの作用により、炉内上部の
構造物はコンパクトになり、原子炉圧力容器の安全性，
信頼性を確保する。
造物である気水分離器と蒸気乾燥器の分離効率の向上，
圧力損失の低減及び流体振動の抑制，メンテナンスが容
易などの長所をもつ。これらの作用により、炉内上部の
構造物はコンパクトになり、原子炉圧力容器の安全性，
信頼性を確保する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２によ
り説明する。図１は原子炉圧力容器の縦断面図を示す。
まず、原子炉圧力容器の構成について説明する。この基
本構造は原子炉圧力容器１中に核反応を生ずるための燃
料棒８が容器内下部の炉心シュラウド７の内側に設置さ
れ、燃料棒８の下部には制御棒案内管４及び制御棒案内
管駆動機構３が設置されている。そして、これらの機器
は炉心支持板５及び燃料支持金具６等により固定されて
いる。さらに、燃料棒８の最上部は上部支持板９により
固定されている。一方、原子炉圧力容器１と炉心シュラ
ウド７の間には熱水Ａ循環用のインターナルポンプ２が
数台円周方向に設置されている。
り説明する。図１は原子炉圧力容器の縦断面図を示す。
まず、原子炉圧力容器の構成について説明する。この基
本構造は原子炉圧力容器１中に核反応を生ずるための燃
料棒８が容器内下部の炉心シュラウド７の内側に設置さ
れ、燃料棒８の下部には制御棒案内管４及び制御棒案内
管駆動機構３が設置されている。そして、これらの機器
は炉心支持板５及び燃料支持金具６等により固定されて
いる。さらに、燃料棒８の最上部は上部支持板９により
固定されている。一方、原子炉圧力容器１と炉心シュラ
ウド７の間には熱水Ａ循環用のインターナルポンプ２が
数台円周方向に設置されている。
【００１１】次に、燃料棒８で沸騰して発生した気液二
相流から蒸気を取り出すために、炉心シュラウド７の上
部にはシュラウドヘッド１０があり、この上部に多数の
気水分離管１１ａ，１１ｂから成る気水分離器１１が設
置されている。また、その上部には気水分離器１１とヘ
ッダ１４を介して一体となった蒸気乾燥器１２が構成さ
れている。ここで、ヘッダ１４の外周近くには、ドレン
水戻り機構１５が設置されている。さらに、原子炉圧力
容器１の上部には炉内で発生した蒸気が流出するための
主蒸気ノズル１３も有する。
相流から蒸気を取り出すために、炉心シュラウド７の上
部にはシュラウドヘッド１０があり、この上部に多数の
気水分離管１１ａ，１１ｂから成る気水分離器１１が設
置されている。また、その上部には気水分離器１１とヘ
ッダ１４を介して一体となった蒸気乾燥器１２が構成さ
れている。ここで、ヘッダ１４の外周近くには、ドレン
水戻り機構１５が設置されている。さらに、原子炉圧力
容器１の上部には炉内で発生した蒸気が流出するための
主蒸気ノズル１３も有する。
【００１２】次に、原子炉圧力容器１内の動作について
説明する。まず、燃料棒８で核反応し発生した気液二相
流Ｂは燃料チャンネル内の燃料棒８間の流路を上昇し、
これら気液二相流は炉心シュラウド７の自由液面上に設
置されている多数の気水分離管１１ａ，１１ｂから成る
気水分離器１１内で、熱水液Ａと蒸気Ｃに分離される。
そして、ミスト液滴を含んだ蒸気流Ｃはヘッダ１４内を
通過し、蒸気乾燥器１２でキャリーオーバーされた液成
分がカットされて、主蒸気ノズル１３から蒸気タービン
へ流出する。一方、気水分離器１１内で分離された熱水
Ａは、炉内１と炉心シュラウド７から構成されるダウン
カマ部を下降してインターナルポンプ２へ吸込まれる。
そして、インターナルポンプ２で吐出された熱水は炉心
シュラウド７下部に開口されたレグ部から炉内へ流入
し、制御棒案内管駆動機構３を直交流で流れて再び燃料
棒８へ戻る。
説明する。まず、燃料棒８で核反応し発生した気液二相
流Ｂは燃料チャンネル内の燃料棒８間の流路を上昇し、
これら気液二相流は炉心シュラウド７の自由液面上に設
置されている多数の気水分離管１１ａ，１１ｂから成る
気水分離器１１内で、熱水液Ａと蒸気Ｃに分離される。
そして、ミスト液滴を含んだ蒸気流Ｃはヘッダ１４内を
通過し、蒸気乾燥器１２でキャリーオーバーされた液成
分がカットされて、主蒸気ノズル１３から蒸気タービン
へ流出する。一方、気水分離器１１内で分離された熱水
Ａは、炉内１と炉心シュラウド７から構成されるダウン
カマ部を下降してインターナルポンプ２へ吸込まれる。
そして、インターナルポンプ２で吐出された熱水は炉心
シュラウド７下部に開口されたレグ部から炉内へ流入
し、制御棒案内管駆動機構３を直交流で流れて再び燃料
棒８へ戻る。
【００１３】ここで、本発明の特徴を図２により説明す
る。まず、気水分離管１１ａを上昇する気液二相流Ｂは
少なくとも一つの蒸気流入機構１６により自由液面上の
発生蒸気流Ｃが気水分離器１１内へ流入し、二重管内を
旋回しながら内部で気液分離し、蒸気Ｃはヘッダ１４
へ、熱水Ａは熱水流出機構１７から外部へ流出する。そ
して、蒸気流入機構１６で大部分の熱水液はカットされ
るが、それでも蒸気流中Ｃに含まれるミスト液滴の大き
なものはヘッダ内でカットされ、集合した液成分はヘッ
ダ１４の下部に設置されたドレン水戻り機構１５によ
り、熱水自由液面へ戻る。
る。まず、気水分離管１１ａを上昇する気液二相流Ｂは
少なくとも一つの蒸気流入機構１６により自由液面上の
発生蒸気流Ｃが気水分離器１１内へ流入し、二重管内を
旋回しながら内部で気液分離し、蒸気Ｃはヘッダ１４
へ、熱水Ａは熱水流出機構１７から外部へ流出する。そ
して、蒸気流入機構１６で大部分の熱水液はカットされ
るが、それでも蒸気流中Ｃに含まれるミスト液滴の大き
なものはヘッダ内でカットされ、集合した液成分はヘッ
ダ１４の下部に設置されたドレン水戻り機構１５によ
り、熱水自由液面へ戻る。
【００１４】このようにして、ミスト湿分の少ない蒸気
Ｃはヘッダ１４上部に設置された蒸気乾燥器１２中を通
過することにより、本来必要な湿り度の蒸気を形成して
原子炉本体から主蒸気ノズルを通って流出する。したが
って、気水分離器と蒸気乾燥器をヘッダを介して一体化
することにより、分離効率を向上させ、その上、定検時
のメンテナンスを容易にすることができる。
Ｃはヘッダ１４上部に設置された蒸気乾燥器１２中を通
過することにより、本来必要な湿り度の蒸気を形成して
原子炉本体から主蒸気ノズルを通って流出する。したが
って、気水分離器と蒸気乾燥器をヘッダを介して一体化
することにより、分離効率を向上させ、その上、定検時
のメンテナンスを容易にすることができる。
【００１５】また、本発明の蒸気旋回流式気水分離器構
造を用いることにより、原子炉内自由液面状態での運転
が可能となり、それにより、従来より燃料棒の上部に設
置されていたシュラウドヘッドを無くすることができ
る。これにより、炉内構造がシンプルになり、メンテナ
ンスが非常に容易になる。
造を用いることにより、原子炉内自由液面状態での運転
が可能となり、それにより、従来より燃料棒の上部に設
置されていたシュラウドヘッドを無くすることができ
る。これにより、炉内構造がシンプルになり、メンテナ
ンスが非常に容易になる。
【００１６】したがって、本構造を設置すれば、気水分
離器１１と蒸気乾燥器１２との間にヘッダ１４を介して
一体構造とすることにより、蒸気側に含まれる熱水成分
を十分除去することができるため、分離効率が向上し、
その割に圧力損失は増加しない分離機構を提供できる。
その上に、シュラウドヘッドが無くなるため定検時のメ
ンテナンスが容易となり、安全性・信頼性に高い炉内構
造物となる。
離器１１と蒸気乾燥器１２との間にヘッダ１４を介して
一体構造とすることにより、蒸気側に含まれる熱水成分
を十分除去することができるため、分離効率が向上し、
その割に圧力損失は増加しない分離機構を提供できる。
その上に、シュラウドヘッドが無くなるため定検時のメ
ンテナンスが容易となり、安全性・信頼性に高い炉内構
造物となる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、気水分離器と蒸気乾燥
器との間にヘッダを設けることにより、分離器の一体構
造となり、しかもシュラウドヘッドが無くなることによ
り気水分離性能の向上及び定検時メンテナンスの容易性
の点からも構造が簡略化され、性能，安全性，信頼性の
高い原子炉炉内構造を提供できる。
器との間にヘッダを設けることにより、分離器の一体構
造となり、しかもシュラウドヘッドが無くなることによ
り気水分離性能の向上及び定検時メンテナンスの容易性
の点からも構造が簡略化され、性能，安全性，信頼性の
高い原子炉炉内構造を提供できる。
【図１】本発明の一実施例の原子炉圧力容器の縦断面
図。
図。
【図２】図１の気水分離器の説明図。
【図３】従来の原子炉圧力容器の断面図。
１…原子炉圧力容器、２…インターナルポンプ、３…制
御棒案内管駆動機構、４…制御棒案内管、５…炉心支持
板、６…燃料支持金具、７…炉心シュラウド、８…燃料
棒、９…上部格子板、１１…気水分離器、１１ａ…気水
分離管ａ，11ｂ…気水分離管ｂ、１２…蒸気乾燥器、１
３…主蒸気ノズル、１４…ヘッダ、１５…ドレン水戻り
機構。
御棒案内管駆動機構、４…制御棒案内管、５…炉心支持
板、６…燃料支持金具、７…炉心シュラウド、８…燃料
棒、９…上部格子板、１１…気水分離器、１１ａ…気水
分離管ａ，11ｂ…気水分離管ｂ、１２…蒸気乾燥器、１
３…主蒸気ノズル、１４…ヘッダ、１５…ドレン水戻り
機構。
フロントページの続き (72)発明者 安ヶ平 紀雄 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】原子炉内において、シュラウドヘッドの上
部に設置されている気水分離器と、前記気水分離器の上
部に別途設置されている蒸気乾燥器とを内部空間を有す
るヘッダ及びドレン水戻り機構を設置し、前記気水分離
器と前記蒸気乾燥器とを一体化して前記シュラウドヘッ
ドを無くしたことを特徴とする気水分離器。 - 【請求項２】請求項１において、前記気水分離器の分離
管に少なくとも一つの蒸気流出機構を設けた、気水分離
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4233321A JPH0682591A (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 気水分離器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4233321A JPH0682591A (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 気水分離器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682591A true JPH0682591A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=16953313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4233321A Pending JPH0682591A (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 気水分離器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682591A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007127633A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-24 | General Electric Co <Ge> | 沸騰水型原子炉の蒸気系統を試験するためのシステムおよび方法 |
-
1992
- 1992-09-01 JP JP4233321A patent/JPH0682591A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007127633A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-24 | General Electric Co <Ge> | 沸騰水型原子炉の蒸気系統を試験するためのシステムおよび方法 |
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