JPH08504272A - 原子力発電所の緊急冷却装置への水を濾過するストレーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の逆洗可能ストレーナは、凝縮液プール（該プール内にストレーナが取り付けられる）を形成する底部を備えた原子炉格納容器内に配置される原子炉を有する原子力発電所の緊急冷却装置への水を濾過するのに使用される。ストレーナは複数の孔を備えた適当な円筒状ストレーナ壁を有し、濾過時には前記孔を通って水が外部から流入し、一方、逆洗時には流れ方向が反転される。ストレーナ壁（１０）の外面上には多数のウイング（１７）が配置されており、該ウイング（１７）は、ストレーナ壁（１０）の外面上に形成された繊維マットを、周方向の連続繊維マットより一層容易に分離できる多数のセクシヨンに分割する。

Description

【発明の詳細な説明】 原子力発電所の緊急冷却装置への水を濾過するストレーナ 発明の分野 本発明は、格納容器内に配置される原子炉を有し、格納容器の底部が格納容器 内に存在する蒸気の凝縮により形成される水を収集するプールを形成する形式の 原子力発電所の少なくとも１つの緊急冷却装置への水を濾過するストレーナであ って、該ストレーナが凝縮液プール内に配置され且つ該凝縮液プールから採取さ れ且つ炉心内に許容できない温度上昇が生じたときに炉心を冷却するため必要に 応じて緊急冷却装置のノズルに供給される水を濾過する機能を有し、ストレーナ が更に、少なくとも１つの適当な円筒状の穿孔ストレーナ壁をもつハウジングの 形状を有し、穿孔ストレーナ壁を通って水が外部からハウジング内に流入でき、 ストレーナは、第１導管を介して容器壁の外部に配置された吸引ポンプに連結さ れ且つハウジングの内部に洗浄水を供給する第２導管に連結されており、必要に 応じて洗浄水をストレーナの内部から外部に流出させることによりストレーナ壁 を洗浄して、該ストレーナ壁の外面上に堆積した濾滓を除去するストレーナに関 する。発明の背景 実例では、上記緊急冷却装置は第１スプリンクラ装置を有し、該第１スプリン クラ装置は、原子炉の上部に取り付けられ且つ緊急時に燃料棒を冷却すべく該燃 料棒上に多量の水を噴霧する複数のノズルすなわちスプリンクラからなる。原子 力発電所は更に、第１スプリンクラ装置と同様に複数のノズルすなわちスプリン クラからなる第２スプリンクラ装置を有する。第２スプリンクラ装置は原子炉格 納容器内の凝縮液プールから水を取り入れるけれども原子炉本体の外部に取り付 けられている。また、第２スプリンクラ装置は原子炉格納容器内に気相で散布し 、原子炉格納容器内の残留過剰圧力を低下させ且つ原子炉格納容器内にあるが原 子炉本体の外部の導管その他の構成部品を冷却するようになっている。両スプリ ンクラ装置において、ノズルに供給される水に、ノズルを詰まらせてしまう虞れ の ある繊維や粒子等のあらゆる種類の不純物が含まれていないことが非常に重要で ある。もちろん、このことは、絶対的に信頼できるものでなくてはならない緊急 冷却装置において特に重要である。原子炉格納容器内に取り付けられた導管のよ うな多くの構成部品は、その全体又は一部が断熱されている。今日の殆どの原子 力発電所では、この断熱材が鉱物ウール繊維で形成されており、自然に遊離した 繊維が両スプリンクラ装置に到達してノズルを詰まらせてしまう虞れがある点で 、鉱物ウール繊維は両スプリンクラ装置にとって危険要素を構成する。このため 、原子力発電所には、冒頭に述べた形式のストレーナが設けられている。 実例では、ストレーナ孔を詰まらせる傾向がある繊維マットで汚染された慣用 的なストレーナを逆洗するには約５〜１０分間を要する。これまで考えられてい ることは、ストレーナが逆洗を全く行なう必要なくして少なくとも１０時間作動 できるようにすることである。しかしながら、現実の状況は、考えているこの最 短作動時間は余りにも長いことを実証している。機能的試験では、排出蒸気が鉱 物ウール断熱材を捕捉し、該断熱材が凝縮液プール内に落下して、約３０分後に はストレーナを詰まらせてしまうことが生じている。原子炉を１０時間運転可能 後に５〜１０分かけて行なう逆洗は重要な作動ではない。なぜならば、その場合 には炉心の崩壊出力がかなり低下しているからである。しかしながら、１時間以 内に逆洗が必要な場合には炉心を冷却する必要が依然としてかなり大きく、従っ て、安全性の理由から緊急冷却装置への５〜１０分間の水供給の中断は許容され ない。 ストレーナを逆洗（バックフラッシング）するのにこのような比較的長時間を 要する１つの理由は、ストレーナ壁の外面上に堆積する繊維が、これらが密に絡 み合った周方向の連続マットすなわち連続ケーキを形成するからである。内部か らストレーナ壁の孔を通って半径方向外方に流される洗浄水が全マットを攪乱し て直接分離させることはなく、最初は単にマットを引っ張るに過ぎないけれども 、この間、繊維構造が破断され、個々の繊維がマットから連続的に分離され且つ 除去されるようになる。マットが弱化して、ストレーナ壁から離れる塊に連続的 に分割されるのは、かなりの間流体力学的な力を作用した後である。他の理由は 、洗浄水は実質的に軸線方向の経路に沿ってストレーナ内に流入することを許容 さ れ、このため、ストレーナ壁の異なる孔における流れ強さにかなりの局部的変化 が生じるからである。より正確には、洗浄水の流れは、入口側端部とは反対側の ハウジングの上端部に集中する。このことは、繊維マットが塊になって分離され る作用がハウジングの上端部から始まり、徐々に下方に進行することを意味する 。この遅いフェーズでは、かなりの量の洗浄水が、既に目詰まりしていない上方 の孔を通って流れてしまい、依然として繊維で覆われている下方の孔に洗浄効果 を及ぼすことがない。発明の要約 本発明の目的は、従来技術のストレーナの上記不便を解消し且つ迅速で効率良 く且つ信頼性のある逆洗を常時行なうことができるストレーナを提供することに ある。従って本発明の基本的目的は、堆積した繊維を除去するのに長時間の流体 力学的力を作用する必要がない逆洗可能ストレーナを提供することにある。本発 明の他の目的は、流入する洗浄水が有効に利用され且つ異なる孔における流れ変 化を低減できるようにストレーナの流体力学的特性を改善することにある。 少なくとも本発明の基本的目的は、請求の範囲第１項の特徴部に記載された特 徴をもつストレーナにより達成される。図面の簡単な説明 図面において、 第１図は、原子炉格納容器の一部並びに該格納容器の円筒状の壁に隣接する多 数のストレーナを示す概略平面図である。 第２図は、第１図のストレーナを示す正面図である。 第３図は、本発明による逆洗可能ストレーナを示す拡大垂直断面図である。 第４図は、第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う水平断面図である。 第５図は、第３図のＶ−Ｖ線に沿う水平断面図である。 第６図は、ストレーナに連結される回転発生手段を示す拡大水平断面図である 。 第７図は、回転発生手段の垂直断面図である。 第１図において、参照番号１は、原子力発電所の一部である原子炉（図示せず ）の格納容器を形成する円筒状壁を全体的に示すものである。壁１は、第１図で は簡単な弧状の線で示されている。しかしながら、実例では、この壁は、非常に 厚 い強化コンクリート壁と、該壁の内面に配置された非腐食性金属薄板からなる漏 洩防止ライニングとからなる。円筒状壁１の内方には、格納容器の荷重支持構造 の一部を形成する多数の支柱２、２′が、壁から間隔を隔てて配置されている。 実例では、これらの支柱はコンクリートで作られ、円筒状壁の周囲に沿って例え ば12.5゜のピッチで均等に分布している。支柱は0.8〜1.0ｍの直径を有する。円 筒状壁に隣接して逆洗可能ストレーナ３が配置されており、該ストレーナ３は、 壁１を貫通し且つストレーナの外部の吸引ポンプ（図示せず）に連結される第１ 導管４に連結されている。ストレーナ３はブラケット５（第２図）により所定位 置に保持され、ブラケット５は壁１に固定された取付具６に連結されている。ス トレーナには洗浄水導管７が連結され、該洗浄水導管７は、外部からのきれいな 水又は濾過水をストレーナの内部に供給してストレーナ壁を洗浄する機能を有す る。指摘すべきは、発電所のストレーナは、格納容器１の底部により形成される 凝縮液プール内の正常な水レベル９よりかなり下の位置にある格納容器１の底部 ８の近くに配置されていることである。好ましい実施例の説明 ここで、本発明によるストレーナ３の構造を詳細に示す第３図〜第７図を参照 されたい。 第３図及び第４図により詳細に示すように、ストレーナ３は、本質的に、例え ば穿孔金属薄板で作られた円筒状ストレーナ壁すなわちチューブ１０からなる。 実例では、チューブ１０は、0.7〜1.5ｍの範囲（好ましくは約1.0ｍ）の長さ、 及び0.4〜0.6ｍの範囲（好ましくは約0.5ｍ）の直径を有する。孔は２〜４ｍｍ の範囲の直径を有し、ストレーナ壁は２５〜４０％（好ましくは３０〜３５％） の範囲の全孔面積を有する。このような寸法は、１００〜２５０kg/ｓの範囲の 流れがストレーナ壁を通ることを可能にする。図示の実施例では、ストレーナチ ューブ１０は垂直に配向されており且つ上端部が閉鎖されている。より詳しく説 明すると、ストレーナチューブ１０は、截頭円錐状部分１１を介して比較的細い のど部１２に連続しており、該のど部１２は、ストレーナチューブ１０の直径よ り非常に大きい直径をもつ截頭円錐状金属薄板１３に終端している。クランプ１ ４（第２図）はのど部１２に連結でき、クランプはブラケット５により所定位置 に 保持される。ストレーナチューブ１０の下端部は開放しており且つ吸引ポンプに 連結された第１導管４に連結されている。ストレーナの内部に洗浄水を供給する 導管７は導管４より小さい直径を有し、導管４の湾曲部の孔１５を通って導管４ 内に挿入されている。導管４内に配置された部分７′と、ストレーナチューブ１ ０に連結される導管４の直状部分４′とは同心状に配置されている。直状部分４ ′の直径はストレーナチューブ１０の直径より僅かに小さく、円錐状にテーパし たカラー１６がこれらの間の移行部に配置されている。 本発明によれば、ストレーナチューブ１０の外面には、半径方向に突出し且つ 長手方向に延びた複数のウイング又はウイング状要素１７が、互いに周方向に間 隔を隔てて配置されている。図示の実施例では、ストレーナは９０゜のピッチで 配置された４つのウイング１７を有し、これらのウイング１７は、該ウイングの 取付け部材としても機能する截頭円錐状の金属薄板１３に至るまで、ストレーナ チューブ１０の全長に沿って延びている。ウイングの幅は、ストレーナチューブ １０の直径の２５〜７５％の範囲内（好ましくは約５０％）に定めるのが有効で ある。ウイングが設けられていない慣用的なストレーナでは、繊維は、かなり稠 密に絡み合った弾力性のある周方向の連続マットの形態をなして堆積される。こ のような連続繊維マットは、逆洗によりストレーナ壁から除去するのにかなり抵 抗する。しかしながら、本発明のストレーナに設けられたウイング１７は、繊維 マットを多数（この場合は４つ）の別々のセクションに分割され、これらの個々 のセクションはストレーナ壁から極めて容易に分離される。 図示の実施例では、ウイングは、ストレーナチューブ１０の半径とほぼ同じサ イズ及び均一幅を有する全体として直状の金属薄板からなる。この結果、分離ウ イングの両側の繊維が互いに接触することなくして、ストレーナチューブの半径 までの厚さを有する繊維層がチューブの外面上に形成される。 もちろん、図示のウイング以外の手段を使用して、繊維マットを、容易に分離 できる適当数の別個部分に分割することが考えられる。従って、ストレーナチュ ーブの外面から突出する他の長い（又は短い）突出部を設けて、繊維マットを所 望数のセクシヨンに分割できる。１つのセクシヨンの繊維が隣接セクションの繊 維と全く接触することがない場合には、マットを分割することが絶対的に必要と されるものではない。従って、繊維セクションを弱化ゾーン（切断線を形成し且 つ少量の繊維が緩く絡み合っていて隣接する繊維セクションの分離に対する多少 の抵抗も生じないゾーン）により分離することができる。かくして、１つの可能 性として、適当な幅を有する穿孔されない部分を、軸線方向の分離壁部分に沿っ てストレーナ壁１０に設けることができる。 慣用的なストレーナと比較して、本発明のストレーナは、ストレーナの近くで 洗浄水導管７の開口に隣接して配置された回転発生手段（その全体を参照番号１ ８で示す）を備えている点で優れた長所を有する。第５図〜第７図を参照して第 ３図から明らかなように、回転発生手段１８は、導管７の中央に配置された円錐 状本体１９を有し、該本体１９の外面には複数の湾曲ブレード２０が配置されて いる。導管７（より正確にはその直状部分７′）は、導管４の直状部分４′と同 様に、円錐状にテーパしたカラーすなわち管状要素２１に終端している。カラー ２１の内面と中央に配置される本体１９の外面との間にはブレード２０が延びて いる。中央に配置される本体１９の円錐度（conicity）は、垂直中心軸線に沿う 任意の水平断面での流通面積が本質的に同じ大きさになるようにカラー２１の円 錐度に対して調節される。第５図に示すように、環状開放通路に隣接するブレー ド２０の上部は、半径方向に対して傾斜しており、ブレードは第６図に示すよう な湾曲形状を有している。これらの特徴は、回転発生手段１８によりストレーナ に軸線方向に供給される水に向心力を作用し、軸線方向の垂直流れの運動ではな くストレーナ壁１０に対して外方に押し出す効果を与える。このようにして、洗 浄水は、慣用的なストレーナよりも非常に強い力でストレーナ壁の孔を通って押 し出される。 カラー２１は、第５図に示すように、半径方向に突出する適当数のフランジ２ ２によりカラー１６に対して同心位置に維持される。本発明のストレーナ上に形 成される繊維は、その全部を２０秒以内に除去されることが試験により実証され ている。本発明の考え得る変更 本発明は、以上に説明し且つ図示した実施例に限定されないことは云うまでも ないことである。従って、例えば、ストレーナチューブ１０内に折畳み形微細ス トレーナ（例えば濾布からなる）を設けることができる。この場合には、外側の 円筒状壁１０が、微細ストレーナとして機能する内側の濾布のための前置ストレ ーナとして機能し、これにより、微細ストレーナが、該微細ストレーナより非常 に強靭な外側の円筒状ストレーナ壁により保護される。軸線方向に延びる直状ウ イングの代わりに、ストレーナチューブの外面に沿って螺旋状に延びる湾曲ウイ ングを設けることができる。上述し且つ図示したストレーナ壁は円筒状すなわち 管状であるが、例えば平板状、波状又は多角形状のような他の任意の形状にする ことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｇ２１Ｃ 9/004 ＧＤＢ 15/18 ＧＤＢ Ａ 9216−2Ｇ 9441−4Ｄ Ｂ０１Ｄ 29/38 ５１０ Ｃ 9441−4Ｄ ５２０ Ａ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｈ Ｕ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ， ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．格納容器内に配置される原子炉を有し、格納容器の底部が格納容器内に存在 する蒸気の凝縮により形成される水を収集するプールを形成する形式の原子力発 電所の少なくとも１つの緊急冷却装置への水を瀘過するストレーナであって、該 ストレーナが凝縮液プール内に配置され且つ該凝縮液プールから採取され且つ炉 心内に許容できない温度上昇が生じたときに炉心を冷却するため必要に応じて緊 急冷却装置のノズルに供給される水を濾過する機能を有し、ストレーナが更に、 少なくとも１つの適当な円筒状の穿孔ストレーナ壁（１０）をもつハウジングの 形状を有し、穿孔ストレーナ壁（１０）を通って水が外部からハウジング内に流 入でき、ストレーナは、第１導管（４）を介して容器壁の外部に配置された吸引 ポンプに連結され且つハウジングの内部に洗浄水を供給する第２導管（７）に連 結されており、必要に応じて洗浄水をストレーナの内部から外部に流出させるこ とによりストレーナ壁（１０）を洗浄して、該ストレーナ壁の外面上に堆積した 濾滓を除去するストレーナにおいて、ストレーナ壁（１０）が、該ストレーナ壁 の外面上に形成された繊維マットすなわち繊維層を、連続繊維マットより一層容 易に分離できる幾つかの部分セクションに分割するための手段（１７）を有して いることを特徴とするストレーナ。 ２．前記手段（１７）が、半径方向に突出し且つ周方向に間隔を隔てて配置され た長手方向の多数のウイング又はウイング状要素（１７）からなることを特徴と する請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．各ウイングが、ストレーナ壁（１０）の直径すなわち最大断面寸法の２５〜 ７５％、好ましくは４０〜６０％、最も好ましくは約５０％に等しい幅を有する ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載のストレーナ。 ４．第２導管がチューブ（７）からなり、該チューブ（７）の、ストレーナ壁（ １０）に対して同心状に配置された開口領域には１組の湾曲ブレード（２０）の 形態をなす回転発生手段（１８）が設けられ、湾曲ブレード（２０）はチューブ と、該チューブ内で中央に配置された実質的に円錐状の本体（１９）との間に配 置されており、チューブと前記本体との間の環状ギャップを通って流れ る水を回転すなわち旋回させてストレーナ壁（１０）に対し押しやることを特徴 とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載のストレーナ。 ５．ハウジングは、その一端例えば上端部が閉鎖されており、第１導管（４）が 反対側の端部に連結され、洗浄水導管（７）が第１導管（４）の部分（４′）内 に同心状に挿入されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれ か１項に記載のストレーナ。