JPS59163594A - 緊急炉心冷却装置 - Google Patents
緊急炉心冷却装置Info
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- JPS59163594A JPS59163594A JP58037470A JP3747083A JPS59163594A JP S59163594 A JPS59163594 A JP S59163594A JP 58037470 A JP58037470 A JP 58037470A JP 3747083 A JP3747083 A JP 3747083A JP S59163594 A JPS59163594 A JP S59163594A
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- Japan
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- spray
- nozzle
- core
- cooling system
- angle
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
- G21C9/004—Pressure suppression
- G21C9/012—Pressure suppression by thermal accumulation or by steam condensation, e.g. ice condensers
-
- 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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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、原子炉の事故時に作動する緊急炉心冷却装置
に係り、特に蒸気雰囲気中で使用するに好適な緊急熱心
冷却装置に関する。
に係り、特に蒸気雰囲気中で使用するに好適な緊急熱心
冷却装置に関する。
第１図に沸騰水型原子炉に設備されている緊急炉心冷却
装置の一系統である炉心スプレィ冷却装置の概略を示す
。
装置の一系統である炉心スプレィ冷却装置の概略を示す
。
炉心スプレィ装置は、多数の燃料チャンネル２で構成さ
れる炉心の上部外円周位置に設けられたリングヘッダ３
（以下ヘッダと略すンに多数のスプレイノズル４が取付
けられて構成されている。
れる炉心の上部外円周位置に設けられたリングヘッダ３
（以下ヘッダと略すンに多数のスプレイノズル４が取付
けられて構成されている。
そして、前述の冷却材喪失事故時に、緊急炉心冷却装置
用ボンブー（図示せず）で駆動される緊急冷却水をノズ
ルを通して各燃料チャンネル２に散布するものである。
用ボンブー（図示せず）で駆動される緊急冷却水をノズ
ルを通して各燃料チャンネル２に散布するものである。
この炉心スプレィ冷却装置は、原子炉の多重防護の考え
方に基づき、第１図に示した様に炉心の上部外円周上に
上下２段に一系統が設備されておシ、どちらか一方が不
作動でも炉心が十分冷却されるよう設計されている。こ
の他にも炉心に直接注入する系統も設けである。このと
き、ヘッダ３に取付けられているノズル４の取付は角度
は、下段のヘッダに取り付けられたノズル４においては
上段のヘッダに取付けられたノズルよりも低い位置にあ
るため、上段のヘッダに取付けられたノズルよりも若干
上向きとなっている。
方に基づき、第１図に示した様に炉心の上部外円周上に
上下２段に一系統が設備されておシ、どちらか一方が不
作動でも炉心が十分冷却されるよう設計されている。こ
の他にも炉心に直接注入する系統も設けである。このと
き、ヘッダ３に取付けられているノズル４の取付は角度
は、下段のヘッダに取り付けられたノズル４においては
上段のヘッダに取付けられたノズルよりも低い位置にあ
るため、上段のヘッダに取付けられたノズルよりも若干
上向きとなっている。
しかしいずれのノズルも第１図に示したように水平軸よ
りも下向きになっている。（ここでいうノズルの取付は
角度とは、ノズル出口開口部の中心軸が向かっている方
向を意味する。） 第１図に示した炉心スプレィ装置の概略を上方から見た
ものが第２図である。前述の様に多数の燃料チャンネＡ
／２によって炉心５が構成されておシ、ヘッダ３は炉心
５を囲むように外円周位置に配置されておｐ１上下段の
各ヘッダに多数のスプレィノズル４が炉心５の中心に向
かって取付けられている。第２図により、スプレィノズ
ル４から噴出される緊急冷却水が炉心５の各燃料チャン
ネルに分配される概略を説明する。第２図中には各スプ
レィノズル４から緊急冷却水の散布される領域を示した
。図かられかるように、炉心の周辺に配列された燃料チ
ャンネルには、隣接する数個のスプレィノズルからの寄
与だけで緊急冷却水が分配されており、炉心の中心にあ
る燃料チャンネルには設備されたほぼ全数のスプレィノ
ズルからの寄与が１なり合って緊急冷却水量が確保され
る。
りも下向きになっている。（ここでいうノズルの取付は
角度とは、ノズル出口開口部の中心軸が向かっている方
向を意味する。） 第１図に示した炉心スプレィ装置の概略を上方から見た
ものが第２図である。前述の様に多数の燃料チャンネＡ
／２によって炉心５が構成されておシ、ヘッダ３は炉心
５を囲むように外円周位置に配置されておｐ１上下段の
各ヘッダに多数のスプレィノズル４が炉心５の中心に向
かって取付けられている。第２図により、スプレィノズ
ル４から噴出される緊急冷却水が炉心５の各燃料チャン
ネルに分配される概略を説明する。第２図中には各スプ
レィノズル４から緊急冷却水の散布される領域を示した
。図かられかるように、炉心の周辺に配列された燃料チ
ャンネルには、隣接する数個のスプレィノズルからの寄
与だけで緊急冷却水が分配されており、炉心の中心にあ
る燃料チャンネルには設備されたほぼ全数のスプレィノ
ズルからの寄与が１なり合って緊急冷却水量が確保され
る。
この考え方により、−個のスプレィノズルから散布され
るスプレィ水は、ノズルの近傍（炉心の周辺にあたる）
に多く、ノズルより遠方（炉心の中心にあたる）に少な
くなるように、スプレィノズルの取付は角度θは前述の
様に水平軸よりも下向きになっている。
るスプレィ水は、ノズルの近傍（炉心の周辺にあたる）
に多く、ノズルより遠方（炉心の中心にあたる）に少な
くなるように、スプレィノズルの取付は角度θは前述の
様に水平軸よりも下向きになっている。
本発明の目的は、後述するスプレィノズルから噴出され
る緊急冷却水の飛距離についての発明者らの知見に基づ
いて、緊急炉心冷却装置の実際の作動雰囲気である蒸気
中で使用するに好適な緊急炉ｒｌＪ）冷却装置を提供す
ることにある。
る緊急冷却水の飛距離についての発明者らの知見に基づ
いて、緊急炉心冷却装置の実際の作動雰囲気である蒸気
中で使用するに好適な緊急炉ｒｌＪ）冷却装置を提供す
ることにある。
炉心スプレィ冷却装置に使用されているスプレィノズル
４１１″ｉ１数種類の型式のものがあり、その代表的な
ものとして、第３図に示した形式のノズルがある。この
型式のスプレィノズルは、ノズル出口の開口部に設けた
円形の邪魔板６に緊急冷却水を衝突させ冷却水の液滴化
を促進させると同時に、ノズル本体４と邪魔板６によっ
て形成される円環状の出口から冷却水を噴出させ広がり
角度βを大きくすることによって広い範囲に冷却水を散
布させることを目的としたものである。炉心スプレィ冷
却装置は、前述の様に冷却材喪失事故時に作動するもの
であるから、緊急冷却水はスプレィノズルを通して蒸気
雰囲気中に噴出することになる。そこで、−個のスプレ
ィノズルを使用し、蒸気雰囲気中に冷却水を噴出した実
験の結果、従来考えていたものと以下の点で現象が異な
ることが明らかとなった。
４１１″ｉ１数種類の型式のものがあり、その代表的な
ものとして、第３図に示した形式のノズルがある。この
型式のスプレィノズルは、ノズル出口の開口部に設けた
円形の邪魔板６に緊急冷却水を衝突させ冷却水の液滴化
を促進させると同時に、ノズル本体４と邪魔板６によっ
て形成される円環状の出口から冷却水を噴出させ広がり
角度βを大きくすることによって広い範囲に冷却水を散
布させることを目的としたものである。炉心スプレィ冷
却装置は、前述の様に冷却材喪失事故時に作動するもの
であるから、緊急冷却水はスプレィノズルを通して蒸気
雰囲気中に噴出することになる。そこで、−個のスプレ
ィノズルを使用し、蒸気雰囲気中に冷却水を噴出した実
験の結果、従来考えていたものと以下の点で現象が異な
ることが明らかとなった。
すなわち、ノズルより噴出される緊急冷却水は、通常低
温であり未飽和温度状態にあるため、蒸気雰囲気中に噴
出された場合は、蒸気との間で熱交換があり蒸気が凝縮
する。この凝縮は、第３図におけるスプレィ水環７の内
部量１ｉｌ１１８と外部空間９の雨空間の蒸気に対して
起こる。このときスプレィ水環７の外部空間９において
蒸気が凝縮した場合、空間容積が大きいことによ如凝縮
による減圧は小さい。一方、スプレィ水環７の内部空間
８では、空間容積が小さく、かつ四方を冷却水の水腹あ
るいは多数の水滴に囲まれており周囲からの蒸気供給量
が少なくなるため、蒸気凝縮による減圧は大きくなる。
温であり未飽和温度状態にあるため、蒸気雰囲気中に噴
出された場合は、蒸気との間で熱交換があり蒸気が凝縮
する。この凝縮は、第３図におけるスプレィ水環７の内
部量１ｉｌ１１８と外部空間９の雨空間の蒸気に対して
起こる。このときスプレィ水環７の外部空間９において
蒸気が凝縮した場合、空間容積が大きいことによ如凝縮
による減圧は小さい。一方、スプレィ水環７の内部空間
８では、空間容積が小さく、かつ四方を冷却水の水腹あ
るいは多数の水滴に囲まれており周囲からの蒸気供給量
が少なくなるため、蒸気凝縮による減圧は大きくなる。
このため内部空間８の圧力は、外部空間９の圧力に比べ
て低くなる。この圧力差によってスプレィ水環７が内部
空間８の方に押しつぶされるというスプレィ水環の崩壊
現象が観堅された。このため、スプレィ水環７の広がシ
角度βが、従来考えていたよりも小さくなり、第３図に
おいて破線で示したようになる。第４図に、１個の代表
的なスプレィノズルからのスプレィ水の分配特性につい
て、従来考えていた場合と上述の様に蒸気凝縮による噴
流の崩壊現象が起こった場合の比較を示す。図は、スプ
レィヘッダからの距離に対して各距離における単位面積
、単位時間当りのスプレィ分配流量を示す。図中の実線
で示したものが従来考えていた分配特性であわ、ノズル
近傍に多い反面ノズルより遠方にもスプレィ水が分配さ
れている。図中の破線で示したものが、蒸気凝縮のため
スプレィ噴流が崩壊した場合の分配特性であシ、スプレ
ィ水はノズル近傍にのみ集中的に分配されている。すな
わち、スプレィ噴流の崩壊現象によって、スプレィ水の
飛距離が短かくなることが明らかとなった。また、その
他の型式のスプレィノズル（例えば、第３図に示したノ
ズルの開口部に設けられた邪魔板６が無く、単に開口部
がおいているだけのノズル）についても、噴出された冷
却水は数滴化し多少の内部空間を形成するため、冷却水
の飛距離が短かくなるという傾向は、程度の大小はあっ
ても定性的に同じである。
て低くなる。この圧力差によってスプレィ水環７が内部
空間８の方に押しつぶされるというスプレィ水環の崩壊
現象が観堅された。このため、スプレィ水環７の広がシ
角度βが、従来考えていたよりも小さくなり、第３図に
おいて破線で示したようになる。第４図に、１個の代表
的なスプレィノズルからのスプレィ水の分配特性につい
て、従来考えていた場合と上述の様に蒸気凝縮による噴
流の崩壊現象が起こった場合の比較を示す。図は、スプ
レィヘッダからの距離に対して各距離における単位面積
、単位時間当りのスプレィ分配流量を示す。図中の実線
で示したものが従来考えていた分配特性であわ、ノズル
近傍に多い反面ノズルより遠方にもスプレィ水が分配さ
れている。図中の破線で示したものが、蒸気凝縮のため
スプレィ噴流が崩壊した場合の分配特性であシ、スプレ
ィ水はノズル近傍にのみ集中的に分配されている。すな
わち、スプレィ噴流の崩壊現象によって、スプレィ水の
飛距離が短かくなることが明らかとなった。また、その
他の型式のスプレィノズル（例えば、第３図に示したノ
ズルの開口部に設けられた邪魔板６が無く、単に開口部
がおいているだけのノズル）についても、噴出された冷
却水は数滴化し多少の内部空間を形成するため、冷却水
の飛距離が短かくなるという傾向は、程度の大小はあっ
ても定性的に同じである。
さて、スプレィ噴流の崩壊現象は前述の様に蒸気の凝縮
によって起こる。そのため、雰囲気圧力が高くなると飽
和温度が高くなり、スプレィノズルから噴出される冷却
水のサブクール度が大きくなる。その結果スプレィ水へ
の凝縮も激しくなり、噴流の崩壊現象によるスプレィ噴
流の広がり角度の減少も大きくなυ飛距離も短かくなる
。ただし、炉心スプレィ冷却装置が作動する雰囲気圧１
０に９／ｄλらＩＫ９／ｚ２４での圧力範囲では、雰囲
気圧力の変化によるスプレィ水の飛距離の変化は小さい
。
によって起こる。そのため、雰囲気圧力が高くなると飽
和温度が高くなり、スプレィノズルから噴出される冷却
水のサブクール度が大きくなる。その結果スプレィ水へ
の凝縮も激しくなり、噴流の崩壊現象によるスプレィ噴
流の広がり角度の減少も大きくなυ飛距離も短かくなる
。ただし、炉心スプレィ冷却装置が作動する雰囲気圧１
０に９／ｄλらＩＫ９／ｚ２４での圧力範囲では、雰囲
気圧力の変化によるスプレィ水の飛距離の変化は小さい
。
これらの知見より２、蒸気雰囲気中で作動する炉心スプ
レィ冷却装置においては、蒸気凝縮による噴流の崩壊現
象によってスプレィ水の飛距離が短かくなることを考慮
し、従来考えていたよシもスプレィ水の飛距離を伸ばす
必要があることがわかる。
レィ冷却装置においては、蒸気凝縮による噴流の崩壊現
象によってスプレィ水の飛距離が短かくなることを考慮
し、従来考えていたよシもスプレィ水の飛距離を伸ばす
必要があることがわかる。
本発明は、スプレィノズルの取付は角度を上に向かせる
ことによってあらかじめスプレィ水の飛距離を伸ばすと
いう考えに基づき、事故時における炉心スプレィ冷却装
置の各燃料チャンネルへのスプレィ水分配能力を検討し
た結果に基づくものである。
ことによってあらかじめスプレィ水の飛距離を伸ばすと
いう考えに基づき、事故時における炉心スプレィ冷却装
置の各燃料チャンネルへのスプレィ水分配能力を検討し
た結果に基づくものである。
炉心スプレィ冷却装置は、前述の様に原子炉の多重防鰍
の考え方にょシ、上下段の２系統が設備されておシ、ど
ちらか一方が作動しない場合も考えられる。そこで、第
一に下段の炉心スプレィ冷却装置だけが作動する場合に
ついて検討してみる。
の考え方にょシ、上下段の２系統が設備されておシ、ど
ちらか一方が作動しない場合も考えられる。そこで、第
一に下段の炉心スプレィ冷却装置だけが作動する場合に
ついて検討してみる。
第５図に、下段の炉ノＬ・スプレィ冷却装置に取付はう
、ｔｔ−ｃｔ、−、るノズル１個の蒸気雰囲気中でのス
プレィ分配特性のノズル取付は角度依存性を示す。図に
おいて、横軸はノズル取付は角厩、縦軸は炉ノｂ中心か
らヘッダまでの距離が基準化したスプレィヘッダ舎から
の相対距離を示す。図では、各ノズル取付は角度のとき
に、ノズルの前方領域にある燃料チャンネルで相対スプ
レィ流量が０．１以上である領域を破線で示す。ここで
相対スプレィ流量とは、燃料チャンネルへのスプレィ水
分配量を、炉心スプレィ冷却装置のポンプ設計に用いら
れている燃料チャンネルａｂ平均０．５．！／Ｓの値で
基準化したものである。ｉだノズル取付は角度θは、正
が水平軸よシも上向き、負が下向きを意味する。
、ｔｔ−ｃｔ、−、るノズル１個の蒸気雰囲気中でのス
プレィ分配特性のノズル取付は角度依存性を示す。図に
おいて、横軸はノズル取付は角厩、縦軸は炉ノｂ中心か
らヘッダまでの距離が基準化したスプレィヘッダ舎から
の相対距離を示す。図では、各ノズル取付は角度のとき
に、ノズルの前方領域にある燃料チャンネルで相対スプ
レィ流量が０．１以上である領域を破線で示す。ここで
相対スプレィ流量とは、燃料チャンネルへのスプレィ水
分配量を、炉心スプレィ冷却装置のポンプ設計に用いら
れている燃料チャンネルａｂ平均０．５．！／Ｓの値で
基準化したものである。ｉだノズル取付は角度θは、正
が水平軸よシも上向き、負が下向きを意味する。
図によれば、ノズル数句は角度θがＯ’ （水平）の
場合には、スプレィヘッダからの相対距離が約０．２か
ら約０，５の領域で相対スプレィ流量が０．１以上であ
る。そしてノズル取付は角度θが大きくなる（上向きに
なる）につれて、相対スプレィ流量が０．１以上の領域
が、ノズル近傍から炉心中心に向かって移っていってい
る。事故時における炉心の冷却は、相対スプレィ流量が
０，１６以上であれば十分ということが知られている。
場合には、スプレィヘッダからの相対距離が約０．２か
ら約０，５の領域で相対スプレィ流量が０．１以上であ
る。そしてノズル取付は角度θが大きくなる（上向きに
なる）につれて、相対スプレィ流量が０．１以上の領域
が、ノズル近傍から炉心中心に向かって移っていってい
る。事故時における炉心の冷却は、相対スプレィ流量が
０，１６以上であれば十分ということが知られている。
前述の様に下段のヘッダに取付けられだスプレィノズル
は、ノズル取付は角度を水平軸よりも上向きにすること
によシ、炉心中心領域にかなシの量のスプレィ水を分配
する。（例えば、θ−＋２４° で、燃料チャンネル冷
却に必要な量の約６０％を分配する。）このことから下
段ヘッダに取付けられたスプレィノズルの少なくとも何
個かを水平軸よりも上向きにして、炉心の中心領域に炉
心の冷却に必要量のスプレィ水を分配し、残シのスプレ
ィノズルで他の領域に分配することで、事故時に炉心ス
プレィ冷却装置として最適な性能を持つ。
は、ノズル取付は角度を水平軸よりも上向きにすること
によシ、炉心中心領域にかなシの量のスプレィ水を分配
する。（例えば、θ−＋２４° で、燃料チャンネル冷
却に必要な量の約６０％を分配する。）このことから下
段ヘッダに取付けられたスプレィノズルの少なくとも何
個かを水平軸よりも上向きにして、炉心の中心領域に炉
心の冷却に必要量のスプレィ水を分配し、残シのスプレ
ィノズルで他の領域に分配することで、事故時に炉心ス
プレィ冷却装置として最適な性能を持つ。
ところで、下段ヘッダに取付けられた残りの型式のスプ
レィノズル−個からの、蒸気中でスプレィ水分配特性の
ノズル角度依存性を第６図に示す。
レィノズル−個からの、蒸気中でスプレィ水分配特性の
ノズル角度依存性を第６図に示す。
この型式のノズルは、スプレィ水飛距離の角度依存性は
小さいことが図よシ明らかである。すなわち、この型式
のノズルでは、ノズル取付は角度を上向きにしても、ス
プレィ水はノズル近傍に集゛中的にスプレィ水を分配す
るだけである。炉心スプレィ冷却装置の下段ヘッダには
、第５図と第６図にその分配特性を示した型式のノズル
が交互に取付けられている。そこで、蒸気雰囲気である
運転条件下では、第５図に特性を示したノズルで、炉心
中心領域にスプレィ水を分配し、第６図に特性を示した
ノズルで炉心周辺領域にスプレィ水を分配するという役
割分担をさゼることによって、炉心スプレィ冷却装置と
して、最適な性能を持つ。
小さいことが図よシ明らかである。すなわち、この型式
のノズルでは、ノズル取付は角度を上向きにしても、ス
プレィ水はノズル近傍に集゛中的にスプレィ水を分配す
るだけである。炉心スプレィ冷却装置の下段ヘッダには
、第５図と第６図にその分配特性を示した型式のノズル
が交互に取付けられている。そこで、蒸気雰囲気である
運転条件下では、第５図に特性を示したノズルで、炉心
中心領域にスプレィ水を分配し、第６図に特性を示した
ノズルで炉心周辺領域にスプレィ水を分配するという役
割分担をさゼることによって、炉心スプレィ冷却装置と
して、最適な性能を持つ。
この考えに基づき、炉心中心領域にスプレィ水を分配す
るノズル（第５図に特性を示す。）の適正な取付は角度
を考える。第５図に示しだ特性において、ノズルから噴
出したスプレィ水の最長飛距離は、図中の一点鎖線で示
したものである。このノズルで炉心中心までスプレィ水
を分配するには、ノズル取付は角度θを＋８°以上にす
る必委があることが判る。また、ノズル取付は角度θか
＋２０°程度を越えると最長飛距離は減少してくる。こ
のため、ノズル取付は角度の上限は、＋２５°が適当と
考えられる。
るノズル（第５図に特性を示す。）の適正な取付は角度
を考える。第５図に示しだ特性において、ノズルから噴
出したスプレィ水の最長飛距離は、図中の一点鎖線で示
したものである。このノズルで炉心中心までスプレィ水
を分配するには、ノズル取付は角度θを＋８°以上にす
る必委があることが判る。また、ノズル取付は角度θか
＋２０°程度を越えると最長飛距離は減少してくる。こ
のため、ノズル取付は角度の上限は、＋２５°が適当と
考えられる。
この考え方に基づいて、炉心中心に役割分担を持つノズ
ルの取付は角度θを、＋８°くθり＋２５゜に限定した
場合、残かのノズルの適正な取付は角度を考える。第７
図に、水平軸よυ上を向いたノズルの取付は角度と、残
シのノズルの取付は角度の各組合せにおける。炉心への
スプレィ分配姓の計算結果を示す。図には、各ノズル取
付は角度の組合せに対して、計算結果での最／ｈの相対
スプレィ流量（炉心にある数百体の燃料チャンネルの中
で最小の相対スプレィ流量を意味する。）を示し、かつ
、その値が燃料の冷却に十分な相対スプレィ流量０．１
６以上の領域について示した。この結果によれば、残シ
のノズル（炉心周辺にスプレィ水を分配する役割を持つ
）の取付は角度θは、−６°くθり一１°の範囲であれ
ば、最小の相対スプレィ流量は、０．１６以上であシ、
炉ＩＬ？スプレィ冷却装置として最適な性能を持つ。
ルの取付は角度θを、＋８°くθり＋２５゜に限定した
場合、残かのノズルの適正な取付は角度を考える。第７
図に、水平軸よυ上を向いたノズルの取付は角度と、残
シのノズルの取付は角度の各組合せにおける。炉心への
スプレィ分配姓の計算結果を示す。図には、各ノズル取
付は角度の組合せに対して、計算結果での最／ｈの相対
スプレィ流量（炉心にある数百体の燃料チャンネルの中
で最小の相対スプレィ流量を意味する。）を示し、かつ
、その値が燃料の冷却に十分な相対スプレィ流量０．１
６以上の領域について示した。この結果によれば、残シ
のノズル（炉心周辺にスプレィ水を分配する役割を持つ
）の取付は角度θは、−６°くθり一１°の範囲であれ
ば、最小の相対スプレィ流量は、０．１６以上であシ、
炉ＩＬ？スプレィ冷却装置として最適な性能を持つ。
次に、上段の炉心スプレィ冷却装置たけが作動した場合
について検討する。
について検討する。
第８図に、上段のヘッダに取付けられたスプレィノズル
１個からの蒸気中でのスプレィ水分配特性の角度依存性
を示す。上段のヘッダに取付けられたノズルは、その位
置が下段のものに比べ高いこと及び、ノズル開口部面積
が小さいために飛び比し速度が早いなどの理由にょシ、
蒸気中でも最長飛距離（図中の一点鎖線〕も長く、スプ
レィ水分配も集中的ではない。このノズルが取付けられ
ている上段の炉心スプレィ冷却装置で、ノズル取付は角
度と相対スプレィ流量の最小値の相関（計算結果）を第
９図に示す。この結果によれば、上段のヘッダに取付け
られているノズルが、ノズル取付は角度θが、−１０°
くθり＋１５°の範囲の組合せであれば、最小の相対ス
プレィ流量は０．１６以上であり、炉心スプレィ装置と
して最適な性能を持つ。
１個からの蒸気中でのスプレィ水分配特性の角度依存性
を示す。上段のヘッダに取付けられたノズルは、その位
置が下段のものに比べ高いこと及び、ノズル開口部面積
が小さいために飛び比し速度が早いなどの理由にょシ、
蒸気中でも最長飛距離（図中の一点鎖線〕も長く、スプ
レィ水分配も集中的ではない。このノズルが取付けられ
ている上段の炉心スプレィ冷却装置で、ノズル取付は角
度と相対スプレィ流量の最小値の相関（計算結果）を第
９図に示す。この結果によれば、上段のヘッダに取付け
られているノズルが、ノズル取付は角度θが、−１０°
くθり＋１５°の範囲の組合せであれば、最小の相対ス
プレィ流量は０．１６以上であり、炉心スプレィ装置と
して最適な性能を持つ。
上下段の炉心スプレィ装置が作動した場合は、燃料チャ
ンネルへ分配されるスプレィ水は、上段及び下段がそれ
ぞれ単独に作動した場合のほぼ重ね合わせとなるだけで
ある。このことから、前述した上段、下段のスプレィノ
ズル取付は角度であれば炉心スプレィ冷却装置として最
適な性能を持つ。
ンネルへ分配されるスプレィ水は、上段及び下段がそれ
ぞれ単独に作動した場合のほぼ重ね合わせとなるだけで
ある。このことから、前述した上段、下段のスプレィノ
ズル取付は角度であれば炉心スプレィ冷却装置として最
適な性能を持つ。
本発明の一実施例を、第１０図に示す。央−ｈｍ例にお
いては、上段、下段の２系統の炉心スプレィ装置におい
て、下段ヘッダに取付けられたスプレィノズルの半数を
＋２０°の角度で、残りのノズルを一４°の角肛で取付
けるとともに、上段ヘッダに取付けられたノズルを、−
８° と−９° の角度で交互に取付けたものである。
いては、上段、下段の２系統の炉心スプレィ装置におい
て、下段ヘッダに取付けられたスプレィノズルの半数を
＋２０°の角度で、残りのノズルを一４°の角肛で取付
けるとともに、上段ヘッダに取付けられたノズルを、−
８° と−９° の角度で交互に取付けたものである。
第１１図は本実施例が、冷却材喪失事故時に作動した場
合の、炉心中心からの距離に対する相対スプレィ流量の
計算結果を示すものである。（計算結果は、各相対炉心
半径位置における相対スプレィ流量の平均値で示す。）
図には、上段及び下段の炉心スプレィ冷却装置が、それ
ぞれ単独に作動した場合を示す。
合の、炉心中心からの距離に対する相対スプレィ流量の
計算結果を示すものである。（計算結果は、各相対炉心
半径位置における相対スプレィ流量の平均値で示す。）
図には、上段及び下段の炉心スプレィ冷却装置が、それ
ぞれ単独に作動した場合を示す。
本実施例では、前述の様に、最少の相対スプレィ流量は
０．１６以上であり、かつ第１１図に示したように、各
炉心相対半径位置における相対スプレィ流量もほぼ均一
となる。この観点から炉心スプレィ冷却装置としては極
めて良好なものと言える。
０．１６以上であり、かつ第１１図に示したように、各
炉心相対半径位置における相対スプレィ流量もほぼ均一
となる。この観点から炉心スプレィ冷却装置としては極
めて良好なものと言える。
本発明によれば、炉心スプレィ冷却装置の作動雰囲気で
ある蒸気中で凝縮のため噴流の崩壊現象が起こっても、
スプレィ水の飛距離の減少をあらかじめ考慮しているの
で、炉心全領域へ冷却に十分な相対スプレィ流量０．１
６以上の緊急冷却水を分配できる効果がある。
ある蒸気中で凝縮のため噴流の崩壊現象が起こっても、
スプレィ水の飛距離の減少をあらかじめ考慮しているの
で、炉心全領域へ冷却に十分な相対スプレィ流量０．１
６以上の緊急冷却水を分配できる効果がある。
第１図は、炉心スプレィ冷却装置を治する沸騰水型原子
炉の垂直断面の概念図、第２図は、炉心スプレィ冷却装
置を有する沸騰水型原子炉の水平断面の概念図、第３図
は、炉心スプレィ冷却装置に使用されるスプレィノズル
の構造図、第４図は、第３図に示したスプレィノズルの
、従来考えられていたものと蒸気中でのスプレィ分配特
性の比収図、第５図は、下段へツク゛に取付けられたス
プレィノズルのノズル取付は角度とスプレィ分配特性の
相関図、第６図は、下段ヘッダに取付けられ、第５図と
は異なった型式のノズルについての、ノズル取付は角度
とスプレィ分配特性の相関図、第７図は、下段ヘッダに
取付けられたノズル取付は角度の組合せと相対スプレィ
流量の最小値の相関図、第８図は、上段のヘッダに取付
けられたスプレィノズルの、ノズル取付は角度とスプレ
ィ分配特性の相関図、第９図は、上段ヘッダに取付けら
れたスプレィノズルの取付は角度と相対スプレィ′Ｒ，
量の最小値の相関図、第１０図は、本発明の一実施例を
示す原子炉の垂直断面の概念図、第１１図は、第１０図
に示した実施例が作動した場合の、炉心中心からの距離
と各位置相対スプレィ流量の相関図。 １・・・再循環系配管、２・・・燃料チャンネル、３・
・・リングヘッダ、４・・・スプレィノズル、５・・・
原子炉炉心、６・・・邪魔板、７・・・スプレィ水環、
８・・・内部壁間、９・・・外部全問。 スアしイ へツノ かう／）乏錐（＠′）め５霞 ノス”′Ｉし耳Ｚイ寸１す山＆ ｅ （ｃｌｅｖ）ノズ
ル取イ寸１す肉屋θ （ｄへＤ 盾Ｖ胚 ノスノし呵ズ４す１丁Ａｌ１− ｅ （ｄｅ２）スフ
′しイノス′ル害文イ寸［す肉力乞θ（ｃｌｅｎ）７ｒ
Ｉｕ 中・（力゛うの十目苅］巨線−５−
炉の垂直断面の概念図、第２図は、炉心スプレィ冷却装
置を有する沸騰水型原子炉の水平断面の概念図、第３図
は、炉心スプレィ冷却装置に使用されるスプレィノズル
の構造図、第４図は、第３図に示したスプレィノズルの
、従来考えられていたものと蒸気中でのスプレィ分配特
性の比収図、第５図は、下段へツク゛に取付けられたス
プレィノズルのノズル取付は角度とスプレィ分配特性の
相関図、第６図は、下段ヘッダに取付けられ、第５図と
は異なった型式のノズルについての、ノズル取付は角度
とスプレィ分配特性の相関図、第７図は、下段ヘッダに
取付けられたノズル取付は角度の組合せと相対スプレィ
流量の最小値の相関図、第８図は、上段のヘッダに取付
けられたスプレィノズルの、ノズル取付は角度とスプレ
ィ分配特性の相関図、第９図は、上段ヘッダに取付けら
れたスプレィノズルの取付は角度と相対スプレィ′Ｒ，
量の最小値の相関図、第１０図は、本発明の一実施例を
示す原子炉の垂直断面の概念図、第１１図は、第１０図
に示した実施例が作動した場合の、炉心中心からの距離
と各位置相対スプレィ流量の相関図。 １・・・再循環系配管、２・・・燃料チャンネル、３・
・・リングヘッダ、４・・・スプレィノズル、５・・・
原子炉炉心、６・・・邪魔板、７・・・スプレィ水環、
８・・・内部壁間、９・・・外部全問。 スアしイ へツノ かう／）乏錐（＠′）め５霞 ノス”′Ｉし耳Ｚイ寸１す山＆ ｅ （ｃｌｅｖ）ノズ
ル取イ寸１す肉屋θ （ｄへＤ 盾Ｖ胚 ノスノし呵ズ４す１丁Ａｌ１− ｅ （ｄｅ２）スフ
′しイノス′ル害文イ寸［す肉力乞θ（ｃｌｅｎ）７ｒ
Ｉｕ 中・（力゛うの十目苅］巨線−５−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、原子炉の炉心外円周上に、上下２段のヘッダを設け
、該ヘッダに複数個のスプレィノズルを取付けた緊急炉
心冷却装置において、該スプレィノズルのうち、少なく
とも下段のヘッダに取付けられたノズルのいくつかが、
そのノズル中心軸が水平軸よシも上向きであり、他のノ
ズルのいくつかが、そのノズル中心軸が水平軸よりも下
向きであることを特徴とする緊急炉心冷却装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の緊急炉’Ｌ＞冷却装置
において、下段のヘッダに取付けられ、そのノズル中ｌ
Ｌ？軸が水平軸よりも上向きであるスプレィノズルの取
付は角度θが、＋８≦θり＋２５° の範囲の中である
ことを特徴とする緊急炉心冷却装置（ここでθは、士Ｏ
が水平軸であり、正が上向き、負が下向きを意味する。 ） ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載の緊急炉心
冷却装置において、下段のヘッダに取付けられ、七のノ
ズル中心軸が水平軸より上向きでないノズルの取付は角
度θが、−６６９≦−１°の範囲の中であることを特徴
とする緊急炉心冷却装置。 、４．特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記
載の緊急炉心冷却装置において、上段のヘッダに取付け
られたスプレィノズルの取付は角度が−１０°≦θ≦＋
１５°の範囲にあることを特徴とする緊急炉心冷却装置
。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58037470A JPS59163594A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | 緊急炉心冷却装置 |
| US06/587,525 US4992231A (en) | 1983-03-09 | 1984-03-08 | Emergency core cooling system |
| EP84102553A EP0121789B1 (en) | 1983-03-09 | 1984-03-09 | Emergency core cooling system |
| DE8484102553T DE3465651D1 (en) | 1983-03-09 | 1984-03-09 | Emergency core cooling system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58037470A JPS59163594A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | 緊急炉心冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59163594A true JPS59163594A (ja) | 1984-09-14 |
| JPH0461318B2 JPH0461318B2 (ja) | 1992-09-30 |
Family
ID=12498410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58037470A Granted JPS59163594A (ja) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | 緊急炉心冷却装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4992231A (ja) |
| EP (1) | EP0121789B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59163594A (ja) |
| DE (1) | DE3465651D1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0656633A1 (de) * | 1995-01-16 | 1995-06-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Kernbehälter eines Siedewasser-Reaktors sowie Verfahren zur Ertüchtigung eines Kernbehälters |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58148998A (ja) * | 1982-03-01 | 1983-09-05 | 株式会社東芝 | 炉心スプレイ装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1146598B (de) * | 1961-06-14 | 1963-04-04 | Siemens Ag | Sicherheitseinrichtung fuer die Gebaeude von Leistungskernreaktoren |
| US3300388A (en) * | 1965-09-08 | 1967-01-24 | Ralph B Jerman | In-core sampling and spray device for nuclear reactors |
| US3649451A (en) * | 1968-09-23 | 1972-03-14 | Westinghouse Electric Corp | Nuclear reactor containment system |
| US3666616A (en) * | 1970-01-07 | 1972-05-30 | Babcock & Wilcox Co | Vapor suppressing means for a nuclear reactor |
| GB1414305A (en) * | 1972-03-07 | 1975-11-19 | Atomic Energy Authority Uk | Cooling nuclear reactor fuel |
| DE2360758C3 (de) * | 1973-12-06 | 1979-01-04 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Brand- und hochtemperaturgeschutzte Kabeltrasse |
| SE384593B (sv) * | 1974-08-29 | 1976-05-10 | Asea Atom Ab | Kokvattenreaktor |
| US4067771A (en) * | 1976-04-22 | 1978-01-10 | Westinghouse Electric Corporation | Nuclear reactor containment spray testing system |
| JPS5335893A (en) * | 1976-09-16 | 1978-04-03 | Hitachi Ltd | Reactor spray system |
| JPS5952797B2 (ja) * | 1977-05-31 | 1984-12-21 | 株式会社東芝 | 原子炉炉心緊急冷却装置 |
| JPS54111097A (en) * | 1978-02-21 | 1979-08-31 | Toshiba Corp | Reactore core spray device |
-
1983
- 1983-03-09 JP JP58037470A patent/JPS59163594A/ja active Granted
-
1984
- 1984-03-08 US US06/587,525 patent/US4992231A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-03-09 DE DE8484102553T patent/DE3465651D1/de not_active Expired
- 1984-03-09 EP EP84102553A patent/EP0121789B1/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58148998A (ja) * | 1982-03-01 | 1983-09-05 | 株式会社東芝 | 炉心スプレイ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0461318B2 (ja) | 1992-09-30 |
| EP0121789B1 (en) | 1987-08-26 |
| EP0121789A1 (en) | 1984-10-17 |
| US4992231A (en) | 1991-02-12 |
| DE3465651D1 (en) | 1987-10-01 |
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