JPH1096797A - 内部凝縮器蒸気排出システム - Google Patents

内部凝縮器蒸気排出システム

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JPH1096797A
JPH1096797A JP9194526A JP19452697A JPH1096797A JP H1096797 A JPH1096797 A JP H1096797A JP 9194526 A JP9194526 A JP 9194526A JP 19452697 A JP19452697 A JP 19452697A JP H1096797 A JPH1096797 A JP H1096797A
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pool
conduit
discharge
discharge system
orifice
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JP9194526A
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Patrick Aujollet
パトリツク・オジヨレ
Guy Marie Gautier
ギ−マリ・ゴテイエ
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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    • G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • G21C9/004—Pressure suppression
    • 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
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    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路からタンクまたはプールへ蒸気を排出
し、前記回路内の圧力を低下させるための内部凝縮器シ
ステムを提供すること。 【解決手段】 内部凝縮導管（２０）は、低温液体供給
導管（２４）のすぐ上流に仕切板（２１）を含み、仕切
板（２１）のオリフィス（２２）を通り抜ける蒸気の噴
流は、相当に負圧なゾーンを仕切板の下流のこの噴流の
周囲に生成し、低温液体の吸い込みを引き起こす。これ
により、混合チャンバ（２５）内で蒸気の凝縮が引き起
こされる。一つの可能な適用分野は、原子炉の一次回路
に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、蒸気を回路から
プールまたはその他のタンクへ排出するためのシステム
に関し、原理的には、前記システムは内部凝縮器を含
む。
【０００２】
【従来の技術】「一次流体」と呼ばれる流体が高温源２
と低温源３の間の圧力を受けて循環する一次冷却回路１
（図１参照）が働く前に、前記流体の圧力値を低下させ
なければならない。一次流体の圧力値の低下は、通常
は、前記高温源２に関して一次熱回路１によって形成さ
れる熱交換器８に高温源２から供給されるエネルギーを
減少させ、低温源３が吸収するエネルギーを増加させる
ことによって達成される。
【０００３】熱交換装置７（これも一次回路１によって
形成される）によって、または一次回路１に含まれる流
体を低温源３内に直接排出することによって、エネルギ
ーを低温源３に向かって引き出すことができる。加圧さ
れた一次流体は、一次回路１に接続された排出システム
４の一つまたは複数のバルブ９を開くことにより排出さ
れ、続いてこの一次流体は、排出システム４の末端にあ
るディフューザ５を介して、ドラムまたは低圧の排出プ
ール６に排出される。
【０００４】本発明は、排出ディフューザ５を取り替
え、一次回路の冷却剤を気相状態または二相性流体とし
て排出する間に、排出タンク６の構造に加わる振動およ
び応力を低減させる、凝縮器−ディフューザ装置からな
る。
【０００５】説明を簡略化するために、回路１に含まれ
る冷却剤流体が、高温高圧の水からなる二相性混合物で
あり、これが２０℃の液相の水で満たされた開プール６
に排出される、実施の形態について述べる。
【０００６】一次回路１の内容物の気相状態での排出
に、特に注目することになる。
【０００７】蒸気の出力レベルが低い場合、排出プール
６の水位より下に排出する単純な管を、しばしばコレク
タ−ディフューザとして使用する。
【０００８】沸騰水型原子炉（４月１２〜１６日、台
湾、台北、第８回Ｐａｃｉｆｉｃ Ｒｉｍ Ｎｕｃｌｅ
ａｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅの、Ｄ．Ｒ．Ｗｉｌｋｉｎ
ｓとＪ．Ｃｈａｎｇによる論文「Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌ
ｅｃｔｒｉｃ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂｏｉｌｉｎｇ Ｗ
ａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒｓ ａｎｄ Ｐｌａｎｔ Ｓ
ｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ」参照）の場合など、蒸気の
出力レベルが高い（毎秒数百ｋｇ）場合には、加圧され
た蒸気の推力によって、排出プール６に含まれる水がプ
ール６からあふれることがある。一次回路１の冷却剤に
より排出される蒸気と、タンクまたは排出プール６に含
まれる液体との間の熱交換を促進するために、高圧蒸気
と排出プール６内の低圧液体水の接触表面を増大させる
ことによって、このようなことが発生する危険性を低下
させることができる。
【０００９】図２は、このタイプの装置の基礎となる原
理を示す図である。「一次」と記述した流体は、高温高
圧で、排出システム４に接続された主排出パイプ１０を
介して、一次回路１からディフューザ５に導入され、そ
こから排出プール６に流入する。
【００１０】この装置によって、排出される流体の放出
速度が減少し、ディフューザ５から放射状に広がるアー
ム１４の表面全体にわたって配設された複数のオリフィ
ス１３を介した噴流の方向が増加するので、プール６に
排出される流体の運動力の合力は減少する。
【００１１】また、この装置によって、高温高圧でオリ
フィス１３を出る一次流体とプール６内の水の接触表面
も増加する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このタイプの
装置は、低圧の排出プール６内の多数の気泡の膨張と凝
縮を制御するために使用することはできない。
【００１３】高圧の気泡は最初に、オリフィス１３を出
る際に非常に急速に膨張し、続いて、合体してクラスタ
になり、急速にプール６の液体表面に浮上し、これによ
りプール６内の水の上昇を引き起こす、または、排出オ
リフィス１３を出て低温流体と接触する際に、非常に突
然に凝縮し、これにより、蒸気のときの気泡の体積と気
泡が液化したときの体積の差のために、衝撃マイクロ波
を引き起こすことがある。
【００１４】これらの現象は、排出プール６の水を介し
て伝搬し、プールの側壁および支持構造まで到達する外
乱を引き起こす。
【００１５】蒸気排出システム４が開かれる前に、主排
出パイプ１０およびディフューザ５内に空気が存在する
可能性についても考慮するものとする。パイプ内に存在
する任意の空気は、主パイプ１０およびコレクタ−ディ
フューザ５内で非常に高い圧力を受け、排出プール６に
排出される際に、水位をかなり上昇させ、プール６をあ
ふれさせることもある。
【００１６】このタイプのディフューザ装置５は、沸騰
水型原子炉で、一次回路１の急速な減圧を実施する場合
に適している。この値の範囲は、７Ｍｐａ〜１Ｍｐａ未
満にわたる。
【００１７】Ｗｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅが計画した加圧
水型原子炉（１９８８年１１月、Ｎｕｃｌｅａｒ Ｅｎ
ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌの
「ＡＰ６００ ａｎｄ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐａｓｓｉ
ｖｅ ６００ Ｍｗｅ Ｐｌａｎｔ Ｓｉｍｐｌｉｆｉ
ｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ １９９０ｓ ａｎｄ Ｂｅｙｏ
ｎｄ」参照）は、圧力値の範囲が１６Ｍｐａ〜０．５Ｍ
ｐａ未満にわたる同様の装置を含む。どちらの場合で
も、蒸気出力は非常に高く、毎秒数百キログラム程度で
ある可能性がある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも一
つの内部凝縮導管を含み、低圧の高温液体だけを確実に
排出プールに放出する蒸気排出システムに関する。
【００１９】この発明には、低圧タンク内で凝縮する蒸
気の高圧噴流による全ての結果、すなわち、蒸気が高圧
から低圧へ変化する際の蒸気の膨張が引き起こす体積変
化や、蒸気が排出される際の排出プール内の蒸気移動ま
たはパイプ内の空気ブラストにより発生する流体移動を
回避するという利点がある。
【００２０】内部凝縮導管により、十分な量の低圧低温
液体を吸入して、入ってくる蒸気を凝縮させ、その後
に、凝縮によって生じた液体をプールまたはより一般的
にはタンクに放出することができる。したがって、最も
一般的な形態では、本発明は、回路に接続されてプール
に開く内部凝縮導管を含み、導管内に配置されたオリフ
ィスを備えた仕切板と、この仕切板のすぐ下流で導管を
突き通り、液体供給タンクに接続された低温液体供給オ
リフィスとを含むことを特徴とする、回路からプールへ
蒸気を排出するシステムに関する。
【００２１】タンクは、プールから独立している場合
と、同一である場合とがあり、導管はプールに沈められ
る場合と、その外部にある場合とがある。プールは、任
意タイプの開いたタンクである場合と、閉じたタンクで
ある場合とがある。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下の図面の詳細な説明に鑑み
て、本発明のその他の詳細および装置について、よりよ
く理解できるであろう。
【００２３】以下の全ての記述において、流体は、加圧
された一次回路から低圧の排出タンクへ流れると想定す
る。
【００２４】本発明についてより明確に説明するため
に、低温（２０℃程度）の液体水で満たされた排出プー
ルに高圧水蒸気を排出する一実施の形態を、例として利
用する。この例を利用することにより、本発明の適用分
野が制限されることはない。
【００２５】本発明による内部凝縮導管２０を、図３に
独立して示す。この導管は本質的に、前述の実施の形態
のパイプ１０と同様の排出導管１６、すなわち前記パイ
プと同様に、水、蒸気、またはこの二つの混合物で満た
された排出導管１６からなる。下流に向かって、導管
は、 − 排出導管１６のオリフィス２２以外の断面部分を密
閉する仕切板２１と、 − 仕切板２１の下流に位置し、低温水供給パイプ２４
の排出導管１６への出口である、少なくとも一つの低温
水入口オリフィス２３と、 − 排出導管１６がオリフィス２３の下流に形成する混
合チャンバ２５とからなり、 − 最後に、円錐形の口の形状をしたディフューザ２６
が、排出導管１６の出口に取り付けられることがある。
【００２６】図４は、図３に示す装置が、上記と同様に
部分的に水で満たした排出プール６に組み込まれた、本
発明の一適用例を示す図である。導管は一般に、最初の
水位２７より下に沈めた低温水供給パイプ２４以外は、
プール６の水位２７より上に位置する。
【００２７】減圧を実施する間、供給導管１２から来る
加圧された蒸気は、仕切板２１を通り抜ける蒸気噴流を
形成する。相当に負圧のゾーンが仕切板の下流のこの噴
流の周囲に発生し、プール６からの水が供給パイプ２４
を通って吸い上げられる。この水は混合チャンバ２５に
入って蒸気噴流の凝縮を引き起こし、高温水だけが混合
チャンバ２５から流出するようにする。
【００２８】内部凝縮導管２０がプール６の水位２７よ
り上に配置される、図４に示す実施の形態の利点は、プ
ール６に損傷を与えるいかなる危険性もなく、最初にパ
イプに含まれていた空気を放出することができる点であ
る。
【００２９】高温液体は排出パイプ１６を通って排出さ
れるので、プール６の水位が上昇し、内部凝縮導管２０
を覆うことがある。この導管は、水位２７より下に位置
する場合でも、通常通り機能し続ける。
【００３０】本発明のその他の実施の形態が可能であ
る。例えば、図５に示すように、プール６は低温液体水
供給タンク３０と、排出タンク３１とに分割されること
がある。図５のこの実施の形態の例では、供給タンク３
０を内部凝縮導管２０の下に示すが、その上に配置する
ことも同等に適切である。内部凝縮導管２０はまた、供
給タンク３０を突き通ることもできる。
【００３１】全ての実施の形態で、供給パイプ２４は供
給タンク３０の水の中に沈められ、導管１６は排出タン
ク３１に排出する。
【００３２】本発明のもう一つの実施の形態は、全てが
前述の実施の形態の導管と同一の、分離した複数の内部
凝縮導管を備える。図６から分かるように、さらに複雑
な排出システムもまた使用されることがある。このシス
テム３５は、一つまたは複数の垂直排出パイプ３７に円
環状ディストリビュータ４０を介して接続されたチャン
バの形状をしたコレクタ３６、および上向きに開く複数
の内部垂直凝縮パイプ３９を含む。この円環状ディスト
リビュータ４０は、内部凝縮導管３９と、およびコレク
タ３６にも接続された径方向アーム４１とに接続され
る。
【００３３】コレクタ３６、円環状ディストリビュータ
４０、アーム４１、および内部凝縮導管３９は、全てプ
ール４３の表面水位４２より下に沈められる。図６から
分かるように、このアセンブリは、プールの底４５に固
定された足部４４によって支持される。この足部は、コ
レクタ３６および円環状ディストリビュータ４０と別々
であっても、別々でなくてもよい支持構造を含み、前記
部品をより高い高さで保持する、プールの胴内に組み込
まれた構造と交換されてもよい。
【００３４】内部凝縮導管３９は、それらが固定されて
いる円環状ディストリビュータ４０によって適所に保持
され、それらを連接する金属板からなる金属製の耐振動
金属構造４６によって互いに保持される。
【００３５】内部凝縮導管３９の構造および働きは、前
述の実施の形態とほぼ同じである。このことは、これら
のシステムの実施の形態の一例を示す、図７から理解す
ることができる。システムはそれぞれ、円環状ディスト
リビュータ４０のエンベロープにねじ切りされた端４９
で固定された座部４８で終端する排出パイプ４７を含
み、このベース４８は、耐漏えいシール５１を円環状デ
ィストリビュータ４０のエンベロープに圧迫するのに都
合のよいもう一つの拡張部５０を含む。
【００３６】前述と同様に、オリフィス５３を備えた仕
切板５２は導管４７内部に配置される。仕切板５２のす
ぐ下流の排出導管４７の壁に溶接された一つまたは複数
のノズル５４を介して、内部凝縮導管３９に低温水が供
給される。これらのノズルは、プール４３から排出導管
４７へ水を供給するオリフィス５５を構成する。この場
合も、仕切板５２を通り抜ける蒸気は負圧状態であり、
低温水を吸い込み、排出導管４７により形成される混合
チャンバ５６内の蒸気を凝縮させる。
【００３７】排出導管４７の出口にはディフューザ５７
が取り付けられ、プール４３に排出される液体の出力速
度を減少させる。エルボが混合チャンバ５６の出口に取
り付けられ、噴流を所与の方向に向けることもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】一次回路および排出システムを示す図である。
【図２】既知の排出システムを示す図である。
【図３】本発明による内部凝縮排出システムを詳細に示
す図である。
【図４】このシステムの配置の仕方の例を示す図であ
る。
【図５】このシステムの配置の仕方の例を示す図であ
る。
【図６】本発明によるもう一つの排出システムを示す図
である。
【図７】排出システムの内部凝縮システムを示す図であ
る。
【符号の説明】
１６ 排出導管 ２０ 内部凝縮導管 ２１ 仕切板 ２２ オリフィス ２３ 低温水吸込オリフィス ２４ 供給導管 ２５ 混合チャンバ ２６ ディフューザ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回路（１）に接続され、プールに開く内
    部凝縮導管（２０、３９、４７）を含む、前記回路
    （１）から前記プール（６、３１、４３）へ流体を排出
    するための排出システムであって、該システムが、前記
    導管中にオリフィス（２２、５３）を備えた仕切板（２
    １、５２）と、該仕切板のすぐ下流で前記導管を突き通
    り、液体供給タンク（６、３０、４３）と連絡する低温
    水供給オリフィス（２３、５５）とを含むことを特徴と
    する排出システム。
  2. 【請求項２】 供給タンクがプール（６、４３）と同一
    であること、導管（２０）が前記プール（６、４３）を
    満たす低温液体中に沈んでいること、および供給導管
    （２４）が前記低温液体とオリフィス（２３）とを結び
    つけていることを特徴とする請求項１に記載の排出シス
    テム。
  3. 【請求項３】 タンクがプール（４３）と同一であるこ
    と、導管（４７）が低温液体中に沈んでいること、およ
    びオリフィス（５５）がノズル（５４）を介して前記プ
    ールに開いていることを特徴とする請求項１に記載の排
    出システム。
  4. 【請求項４】 供給タンク（３０）がプール（３１）か
    ら分離していることを特徴とする請求項１に記載の排出
    システム。
  5. 【請求項５】 導管（２０、４７）がディフューザ（２
    ６、５７）で終端することを特徴とする請求項１に記載
    の排出システム。
  6. 【請求項６】 複数の内部凝縮導管（３９）が、ディス
    トリビュータ（４０）によって共通の供給導管（３７）
    に接続されることを特徴とする請求項３に記載の排出シ
    ステム。
  7. 【請求項７】 共通の供給導管（３７）が、プール内に
    垂直に配置され、前記プール（４３）の底（４５）に配
    置されたチャンバ（３６）によって、ディストリビュー
    タに接続されること、該ディストリビュータ（４０）も
    また前記プールの底に配置されること、および内部凝縮
    導管（３９）が前記ディストリビュータ（４０）の上部
    に向かって開いていることを特徴とする請求項６に記載
    の排出システム。
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