JPS6036552B2 - 蒸気原動所における蒸気吐出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水溜め内に水平方向に配置されその周囲の一
定範囲に蒸気を吐出するための多数の孔を備えた管を有
する蒸気原動所、特に電子力発電所における蒸気吐出装
置に関する。

西ドイツ特許出願公開第２３０５７１７号公報で知られ
ている吐出装置の場合、孔は円形断面のリング状管の上
側領域に１２５ｏ〜１３５ｏの円周角度の範囲に亘つて
均一に分布して配置されている。従って底部に前述の孔
付のりング状管が設けられている円筒状容器の内部は吐
出される蒸気でできるだけ一様に貫流されるようにされ
る。本発明は、吐出される蒸気が水溜め全体に亘つて均
一に分布されることは有利ではあるが、上記公開公報に
は示されてない下記の２つの問題に対処する方がより重
要であるという認識にたっている。

即ち｛１）か）る吐出装置に非常に急速に開く弁（関口
時間約１０００ｍｓ）を通して蒸気が入れられる場合、
蒸気が水中に出る前に水没している管内の水を排出しな
ければならない。

その場合水頭の慣性により、弁と水頭との間に元々存在
する空気が圧縮される。過圧の下で吐出される空気は水
鏡城の中に動荷重を生ずる。この荷重は、弁の開□時間
が短くなるにつれ、および蒸気流量が大きくなるにつれ
て更に大きくなる。（２１蒸気を復水するための従来装
置は、蒸気流量と水溜めの温度に関連して制限された狭
い運転範囲で作動する。

しかし蒸気原動所、特に原子力発電所においては蒸気流
量は一桁以上変動し、水温は常温から沸騰限界近くまで
変化する。この運転範囲内においては激しい復水衝撃お
よび望ましくない圧力変動を生ずる。これらの２つの問
題に対処するために、本発明は冒頭に述べた形式の蒸気
吐出装置において、一本の共通な蒸気導管に少なくとも
一本の円筒状を取り付け、該管は水溜め内に水平方向に
配置されるとともにその円周面の一定範囲に蒸気を吐出
するための多数のほぼ同径の孔を備え、これらの吐出孔
は水平管の長手方向にわたって該管の両側面に垂直方向
の孔列の形で設けられ、孔列間の間隔は同じ列の孔の相
互間隔より大きくかつ個々の孔の直径２．５倍以上にな
るように設定され、前記の吐出孔を配置した管周の一定
範囲が該管の水平平面に対し土４５ｏの角度範囲内にあ
るようにすることを提案する。

本発明によれば、孔列間の間隔のために水中に吐出され
る蒸気流間にはそれに対して少なくとも横側に準並流形
式の水流が生じ、これは高温の場合にも均一でかつ圧力
変動のない復水を保証する。

そのために必要な経費は、孔を孔列形式に配置すること
が製作技術上高い費用を非要としないので、非常に僅か
である。製作技術上は孔列よりも円周スリットの方が費
用を必要としないが、スリットを入れる場合の管の機械
的強度は一般的に減少し、またそれによる別の利点は得
られない。孔列間の間隔は既に述べたように孔の直径の
２．５倍以上の大きさにすることができる。大出力、即
ち熱出力２３０側Ｗの沸騰水形原子炉の復水室に使用さ
れる吐出装置の場合には、孔の直径を約１０肌とし、孔
列間の間隔を約５仇帆とすると特に有利であることが実
証される。従ってこ）で孔列間の間隔は孔の直径の５倍
である。本発明によれば孔が設けられた領域は水平管の
両側面において最大９０ｏの角度範囲にわたるので、最
大で管の円周の半分を占めることになるが、このことは
、孔のない領域が乱れのない水流を生ずるので、蒸気の
静的な復水に対して有益である。

本発明の一実施態様によれば、一本の共通な蒸気導管に
複数本の水平管が星形に取り付けられる。

この場合２本、３本あるいはそれ以上の管を星形にまと
めることができるが、これらは対称的に配置する必要は
ない。星形管の腕の長さと数は水溜めの所定条件および
復水すべき蒸気量に応じて決められる。孔列を側面に配
置することは、前述の蒸気吐出前の管内の水の排出に対
しても有益である。

なぜならこの場合実験結果が示すように空気は良好に分
配され、その圧力は低下されるからである。それによっ
て、強い過庄下にある大きな気泡の生成が惹起する前述
の圧力変動を防止することができる。本発明において、
吐出孔全体の断面積も問題となる。

従って吐出孔全体を通る蒸気流量が毎秒約１０００ｋｇ
′力になるように吐出装置を設計することが推奨される
。この値は従来計画された最大の沸騰水形原子炉におい
て生ずる出力に対しても障害なく対処することができる
。孔全体の断面積と蒸気の流入断面積との比は１：０．
５〜２．０の範囲に設定される。孔が設けられた管は、
孔列が一定の列状の水流を生じさせる限り種々の断面形
状に形成することができる。

しかし材料の有効利用と価格の点から円筒状管が用いら
れる。この場合管にはその端面側に同様な孔列を有する
壁が設けられる。この端面の孔によって管を取り囲む水
の中には一定の流れが生じ、それによって水への熱伝達
はその流れによって更に均一化される。以下図面に示す
実施例について本発明を詳細に説明する。

第１図には例えば熱出力３００のＭＷの沸騰水形動力炉
の鋼製球状格納容器１の一部断面図が示されている。

この格内容器１の内部にはコンクリート構築物２が設け
られている。コンクリート構築物２は原子炉ビット３内
において原子炉圧力容器（図示せず）を取り囲んでいる
。原子炉ビット３と格納容器１との間には、ほぼ半分ま
で水で満たされた復水室４がリング状に設けられている
。復水室４の水位面６により水溜め部分７とその上にあ
る空気質８が分離されている。復水室４の中には一連の
蒸気吐出ユニット１０が導適している。

これらの吐出ユニット１川まほぼ一様の構成、即ち原子
炉圧力容器の蒸気導管に蓮適する可制御弁１１と、水面
６の下にある星形有孔ノズル１３に蓮通する吐出管１２
とを有している。有孔／ズル１３は第２図の拡大図に示
すように、水平平面内において異なった角度で星状に伸
びる同じ長さの４本のア−ム状管１５を有している。各
アームの取付け角度を異ならせることは不均一に分布さ
れている周囲の水溜め部分７に適合させるために役立つ
。第３図に断面図で示されいるように、アーム状管１５
の垂直領域１６，１７には水平平面に対して対称的にそ
れぞれ６３ｏ の角度に亘って直径１伍吻の１５個の孔
１４が垂直方向に順次配置されている。

この孔列１８は第４図の展開側面積に示されているよう
に互いに５仇帆の間隔を有している。従つて水は孔列間
を矢印１９の方向にいわゆる水通路の中を移動し、一方
蒸気は孔１４からこれに対して直角方向に流れ出て、水
と接触する。そのようにして混合方式による復水が行わ
れる。第２図は、吐出管１２に設けられたアーム状管１
５の自由端がキャップ２０で閉じられていることを明瞭
に示している。

しかしこのキャップのいくつかには第５図に示されてい
るように、復水室４の水溜め部分の中に一方向の流れが
生ずるように、同様な孔列形式の孔１４が得けられてい
る。この流れは混合の改善と水溜めの均一な加熱を生じ
させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸騰水形原子炉の鋼製格納容器の一部断面図、
第２図は有光ノズルの拡大水平断面図、第３図は第２図
における山一ｍ線に沿う拡大垂直断面図、第４図は第３
図における管の展開側面図、第５図は管のキャップの正
面図である。 １・・・・・・格納容器、２・…・・コンクリート構築
物、３・・・・・・原子炉ビット、４・・・・・・復水
室、１０・・・・・・吐出ユニット、１２・・・・・・
吐出管、１３・・・・・・有孔ノズル、１４・・・・・
・孔、１５・・・・・・アーム状管、１８・・・・・・
孔列。 Ｆｉ９．２ Ｆｉ９．３ Ｆｉｇ．４ Ｆｉ９．５ Ｆｉ９．１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一本の共通な蒸気導管１２に少なくとも一本の円筒
   上の管１５を取り付け、該管１５は水溜め７内に水平方
   行に配置されるとともにその内周面の一定範囲に蒸気を
   吐出するための多数のほぼ同径の孔１４を備え、これら
   の吐出孔１４は水平管１５の長手方向にわたつて該管の
   両側面に垂直方向の孔列１８の形で設けられ、孔列１８
   間の間隔は同じ列の孔１４の相互間隔より大きくかつ個
   々の孔１４の直経の２．５倍以上になるように設定され
   、前記吐出孔１４を配置した管周の一定範囲が該管１５
   の水平平面に対し±４５°の角度範囲にあるようにした
   ことを特徴とする蒸気原動所にける蒸気吐出装置。 ２ 個々の孔１４の直径を約１０ｍｍとし、孔列１８間
   の間隔を約５０ｍｍとしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ３ 一本の共通な蒸気導管１２に複数本の水平管１５を
   星形に取り付けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ４ 円筒状の水平管１５の端面を閉鎖する壁面２０も吐
   出孔１４を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の装置。