JPS61122401A - 流体レベル制御用シール装置及び方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般に、互いに流体連通して配置された第１
及び第２の閉込め領域内の流体しでルを制御するシール
装置及び方法に関し、より詳細には、環状降水通路の所
定の高さ以上を水（遮蔽媒体）のない状態にしてその中
へのアクセスを可能にすると共に、ラッパー内部の遮蔽
媒体のレベルを制御することによって、原子力蒸気発生
器のラッパー内部の管束を放射線から遮蔽する方法及び
シール装置に関するものであるＯ 先行技術の説明 該エネルギーを用いた発電には、作動流体既ち水を加圧
蒸気に変換するための蒸気発生器の使用を必要とする。

蒸気発生器は一般に１つの管束から構成されており、こ
の管束は、支持管　。

板から延長している多数の伝熱管を有し、これらの伝熱
管は、同心的な外筒との間に環状降水通路を画定する円
筒形のラッパーの内部に閉じ込められている。新しい給
水と気液分離器からの返却水との混合物は、管板付近の
環状降水通路の端にあるラッパーの開口を経て管束領域
に１流入する。この流体は、伝熱管の外側にあり、通常
は汚染されていない。放射線を放出する粒状汚染物は、
原子炉の炉心内において加熱された１次冷却水から管内
面に付着する。１次冷却系のこれ等の汚染物は、比較的
強い放射線の場を生ずる。そのため、蒸気発生器のラッ
パーと。

外部側との間の環状降水通路は、付着したこれ等の放射
性汚染物によって、強い放射線の場にさらされる。

蒸気発生器の使用寿命の間に、内部の修理や１　　　保
守（ｒ）　ｉｓ　５　Ｋ環状降水通路Ｋ　７１　＊　２
・即ち近付くことが定期的に必要になる。作業員が、比
較的低い法定の放射線限界を超えることなく、環状降水
通路域内において作業しうるためには、例えば管束を完
全に水没させるように水位を高くすることによって、ラ
ッパー内の管束を有効に遮蔽することが必要となる。水
は、周知のように、最も効率的な放射線の遮蔽媒体の１
つである。しかし、管束よりも水位が高くなると、環状
降水通路内の水位も、これ等が互いに流体連通するよう
に設計されていることによって、同時に上昇する。環状
降水通路の内部で高水位条件の下に作業を行なった場合
、作業員に対する安全の問題を生ずるだけでなく、環状
降水通路の下方領域に近付けなくなる。環状降水通路内
の水位を下げて、水のない環境で作業できるように接近
可能とすると、管束の周囲の水位が対応して下がるため
、管束のある部分は遮蔽されなくなり、作業区域は、強
い放射線の場にさらされる。作業区域内のこの強い放射
線の場は、作業員に対して法定の放射線照射線量の限度
内で許される作業時間を減少させることになる。

従って、明らかなように、環状降水通路内に水のない作
業区域をつくり、この作業区域が放射線の場にさらされ
ることが少ないだけでなく、修理及び保守のためにラッ
パーの外部に近付き易くすると共に、管束内の放射線源
から作業員を遮蔽するために、蒸気発生器のラッパー内
に高い水位を保ちうるようにした、シール装置及び方法
に対する必要が存在し、この必要は、未だ充足されるに
至っていない。

本発明の一般的な目的は、互いに流体連通して配置され
た第１及び第２の閉込め領域内の放射＠遮蔽媒体のレベ
ルを制御するためのシール方法及び装置において、第１
の閉込め領域の成る部分に水のない作業環境を形成する
と共に、該第１の閉込め領域への接近可能性を高くする
ことの、特別な要求を満たすことにある。具体的には、
放射線が著しく減少した水のない作業環境を与えるよう
に、周囲の環状降水通路内の流体の該環状降水通路内で
のレベルを制御しながら、蒸気発生器のラッパーの内部
に収容された管束を遮蔽するための方法及びシール装置
を提供することがミ本発明の１つの態様として考えられ
ている。

本発明の別の目的は、構造が簡単で、実質的に流体を漏
らさない、即ち液密なシールを形成するように取付ける
ことの容易なシール装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、原子力蒸気発生器の環状降水通路
への水のない接近可能性を与えるシール装置及び方法を
提供することにある。

本発明の一実施例によれば、互いに流体連通関係にある
第１及び第２の閉込め領域内の流体のレベルを制御する
ためのシール装置が開示すれる。シール装置Ｆ１１つの
シール部材から成り、該シール部材は、該第２の閉込め
領域内に配設されており、流体のレベルをシール部材の
ところに保つと共に、該第１の閉込め領域内の該流体を
、シール部材よりも所定レベル上方に保ちうるようにな
っている。

更に、上述した実施例において、第１の閉込め領域は、
垂直に配向された長手方向軸線を有するハウジング（ラ
ッパー）によって形成され、第２の閉込め領域は、その
間に環状領域を形成するようにハウジングの回りに同心
的に配設された外筒によって形成され、シール部材は、
該ハウジング及び外筒と接触するように環状領域内にそ
こに実質的に液密なシールを形成するように配設された
一連の管から成っている。

更に、前記の実施例において、第２の閉込め領域内には
、中空管から成る障害手段があり、この障害手段は、固
形物の通過を妨げるように形成されている。中空管内に
は、シール部材に隣接した位置とそれから遠隔の位置と
の間を連通させるためのサイフオン手段が配設されてい
る０ 本発明の別の実施例によれば、閉込め領域内の流体レベ
ルを制御するためのシール装置が提へ　　供され、該閉
込め領域は、成る所定レベルに流体を収容するための第
１の領域を形成する手段と、該第１の領域と流体連通さ
れている、該流体を収容するための第２の領域を形成す
る手段とを有し、該第１の領域内の流体のレベルは、該
第２の領域内の流体のレベルに対応している。

シール装置は、該第２の領域内の流体を該所定のレベル
以下に保ちながら該第１の領域内の流体を該所定のレベ
ルに保つように、該第２の領域に配設された１つの管か
ら成っている。

本発明によれば、互りに流体連通された第１及び第２の
閉込め領域内の流体のレベルを制御する方法が提供され
る。この方法は、第２の閉込め領域内に、第１の所定レ
ベルに、シール部材を配置し、流体のレベルを実質的に
この第１の所定レベルに保ち、第１の閉込め領域には、
該第１の所定のレベルよりも上方の第２の所定レベルに
流体のレベルを保つことに存する。

次に、本発明によるシール装置の好ましい実施例を示し
た添付図面を参照して一層詳細に説明する〇 好適な実施例の詳細な説明 図には、原子力蒸気発生器１００の一部分が図示されて
いる。、蒸気発生器１００は、円筒状の外筒１０２と、
これと同心的な円筒状の内側ラッパー１０４とによって
形成され、これ等の間には、図示のようにテーパー状の
上方部分を備えた環状降水通路１０６（第１の閉込め領
域）が画成されている。ラッパー１０４によって囲まれ
た管束１０８は、一般に、多数の伝熱管１１０によって
形成され、水流を分配するための多数の互いに平行に隔
置された支持バッフル１１２によって固定隔置関係に保
たれている。

支持パンフル１１２は、伝熱管１１０を通すための多数
の通し孔を備えている。伝熱管１１０の下端部は、管板
１１４を通って延長し、伝熱管１１０の加熱流体の供給
源と連通している。

ラッパー１０４の下端部は、管束１０８の下部と環状降
水通路１０６との間を連通ずる開口１１６を形成するよ
うに、管板１１４の上方に終端している。

前述したように、気液分離装置（図示しない）からの返
却水と新しい給水との混合物は、看板１１４の近傍の環
状降水通路１０６の下端部にあるラッパー１０４の開口
１１６を経て、管束１０８の領域に入る。蒸気発生器１
００の構造か、ら明らかなように、ラッパー１０４の内
部１０５（第２の閉込め領域）の水レベルと環状降水通
路１０６内の水レベルとは、開口１１６のところで連通
していることによって、互いに対応している。管束１０
８を十分に遮蔽するには、ラッパー１０４及び環状降水
通路１０６の内部の水レベルを、破線１１８によって示
した水レベルまで上昇させることが必要となる。しかし
、破線１１８によって表わした水レベルでは、環状降水
通路１０６も全体として水中に保たれるため、修理及び
点検のために接近できなくなる。他方では、水のない作
業区域を確保するために、環状降水通路１０６内の水レ
ベルを下げると、ラッパー１０４内の水レベルは、管束
１０８の一部を露出させるように、対応して低下する。

この条件によって、作業員は、管束１０８からの強い放
射線の場にさらされる。作業員が強い放射線の場にさら
されると、許容される作業時間が少くなるので、放射線
レベルを大幅に減少させることが大きな利点となる。こ
の見地から、本発明のシール方法及び装置によれば、水
のない作業区域を形成するように環状降水通路１０６中
の水レベルを比較的低レベルに保ちながら、ラッパー１
０４の水レベルは、管束１０８よりも上方に、破線１１
８のレベル又はそれよりも上方のレベルに保ちうるよう
になっている。

シール装置１２０は、図示したように、壁厚の大な中空
の可撓性ゴム管（シール部材）１２２によって形成され
、このゴム管の両端は、インサート１２４によって接合
され、円形のシールを形成している。ゴム管１２２０両
端を接合する際に、ゴム管１２２の内径は、摩擦嵌合を
実現するように、インサート１２４の外径よシもｉ　　
　少し小さい値に選定されている。この摩擦嵌合によっ
て、ゴム管１２２の両端を互いに当接係合状態に保ち、
これから円形シールを形成することができる。インサー
ト１２４によって両端で結合された中空管によってゴム
管１２２が形成されているものとして、以上に説明した
が、これ以外の手段によって中空のゴムホースの両端を
連結することも考えられる。この目的のためには、ゴム
管１２２によって形成された円形の゛クールの直径が、
ゴム管１２２を挿入しようとする開口の直径に対応して
いることと、ゴム管１２２の断面の直径が、ゴム管１２
２を挿入しようとする間隙、即ち、外部側１０２の内面
とラッパー１０４の外面との間の間隙よりも少し大きい
ことのみが必要となる。図示した例によれば、シール装
置１２０は、環状降水通路１０６内の所望の位置におい
てラッパー１０４−　を包囲するに足る直径の円形シー
ルを形成するように両端を連結した直径約７．６２ｃＩ
ＩＬ（３インチ）のゴム管１２２から成っている。

ゴム管１２２は、壁厚の大なゴム材料からできているこ
との結果として、ラッパー１０４と外部側１０２との間
の実質的に液密のシールを形成するように環状降水管１
０６中に押込み得るに足る剛性を備えている。環状降水
通路１０６の下部に収容された水によってゴム管１２２
に作用する上向きの力は、ラッパー１０４及び外部側１
０２に対するゴム管１２２の摩擦力によって打ち消され
る。そのほかに、ラッパー１０４及び外部側１０２との
液密なシール係合状態にゴム管１０２を保持するために
、ゴム管１２２の内部に、又はその上面の回りに均等に
、図示しない錘を分布配設してもよく、そのほかに、前
述したようにより確実なシールを形成すべく、ゴム管１
２２を圧縮空気で膨張させることも考えられる。

シール装置１２０をこのように外筒１０２とラッパー１
０４との間に強くくさび状に止めると、管束１０８を完
全にかくす水レベルをラッパー１０４の内部に保“りて
作業に有効な放射線の場を与えると共に、シール装９１
０．２のところに、作業区域内の環状降水通路１０６に
水が入らないようにするための液密なシールが形成され
る。作業員は、水の全くない環境において作業でき、修
理や保守のために環状降水通路１０６に近付き易くなυ
、管束１０８からの放射線の照射線量も非常に少くて済
む。作業員が環状降水通路１０６内の作業を終了した後
は、シール装置１１２０を単に取除き、水レベルを安定
させ、蒸気発生器１００をその正常な運転に戻すことが
できる。このように、本発明のシール装［ｉｌｌ　２０
によれば、高レベル放射線の照射を受けることなく作業
員が環状降水通路１０６の領域において作業する能力が
著しく単純化される。

蒸気発生器１００の内部において作業している間に、工
具、小部品、又は異物（例えば溶接スラグ又は燃焼スラ
グ）が環状降水通路１０６中に落下することがある。こ
れ等がシール装置１２０上に蓄積してゴム管１２２を損
傷させることを防止するために、シール装［１２０Ｊｌ
）も少し上方の個所においてラッパー１０４を包囲する
ように、中空のステンレス鋼製の可撓管１２６が、環状
降水通路１０６中に配設されている。環状降水通路１０
６がテーパー状になっているため、可撓管１２６の直径
は、ゴム管１２２の直径よりも少し大きい。本発明の具
体的な一実施例によれば、可撓管１２６の直径は約、１
２．７７ｍ　（５インチ）、ゴム管１２２の直径は約７
．６偏（５インチ）である。

可撓管１２６は、ゴム管１２２とは相違して、両端を無
端に連結する必要はない。可撓管１２６の両端は、図示
のように、単に重なり合い関係におかれており、自由端
同士連結されていない。

可撓管１２６は、環状降水通路１０６の内部に異物が落
下することを防止するための障害子′段となるだけでな
く、蒸気発生器１００の内部において作業している作業
員がその上を歩くための環状降水通路１０６内のプラッ
トホームも形成する。そのため作業員がシール装置１２
０のへ　　　上に足を踏み入れてラッパー１０４又は外
筒１０２とのそのシール係合を破る可能性が除かれる。

蒸気発生器１００の内部の作業が終了した後、可撓管１
２６によって捕集された異物は、水分のない環境におい
ては、真空掃除もしくは局所的な掃除によって、管束１
０８からの高放射線の照射を受けることなく、除去する
ことができる。可撓管１２６は、ステンレス鋼からでき
ているものとして、以上に説明したが、そ１以外の硬質
の材料を用いてもよい。更に、可撓管１２６は、ラッパ
ー１０４を包囲して重なり部分を図示のように形成する
に足る長さとするだけでよい。可撓管１２６の直径は、
その取付は位置においての外管１０２とラッパー１０４
との間の間隔に対応しているので、可撓管１２６をよジ
高い位置に取付ける場合には、可撓管１２６の直径は、
ゴム管１２２と同様に、環状降水通路１０６のテーパー
状の特性に対応して増大させることが必要となる。

環状降水通路１０６中のラッパー１０４と外筒１０２と
の間に液密シールを形成するものとして、シール装置１
２０を以上に説明したが、このシールは、完全なものと
する必要はない。

シール装置１２０を通るわずかな漏れは、可撓管１２６
を通って延長するサイフオン管１２８によって対処でき
る。図示したように、サイフオン管１２８の一端は、シ
ール装置１２０の上面に隣接して位置され、他端は、ポ
ンプ１３０に連結されている。シール装置１２０を経て
漏れる水は、サイフオン管１２Ｂを用いてポンプ１３０
により吸上げられ、ラッパー１０４の領域内に水を再循
環させるためのラッパー１０４内の開口を含む旋回羽根
組立体（図示しないンに向かって、出口端１５２を経て
放出される。

ポンプ１５０は、普通の設計のものでよく、その形式に
従って、吸込み圧力ヘッドが低い場合には図示したよう
に可撓管１２６の上部に取付けてもよく、浸漬型の場合
には、シール装置１２０の上部に載置することができる
。

以上に説明した本発明によるシール装置は、内部の管束
を遮蔽するように蒸気発生器内の流体レベルを保つもの
であり、蒸気発生器は、管束を囲むラッパーと、ラッパ
ーを囲む外筒とを有し、ラッパーの内部と連通する環状
降水通路がその間に形成される。シール装置１２０は、
環状降水通路内でラッパーを包囲して配置された環状の
シール部材から成っている。このシール部材は、ラッパ
ー及び外筒とシール係合するように配置されてそこに実
質的に液密のシールを形成する。シール部材は、環状降
水通路内の液密クールのレベルよシも上方の所定レベル
に、ラッパー内部の流体レベルを保持することによ）、
環状降水通路内の流体レベルを液密シールのレベルに保
ちながら、前述した所定レベルにあるラッパー内部の流
体が管束を遮蔽する。

蒸気発生器のラッパーの内部と流体連通された外周側の
環状降水通路内の流体レベルを制御すると共に、ラッパ
ー内の管束を流体で遮蔽するための本発明による遮蔽方
法も以上に説明した。この遮蔽方法は、環状降水通路内
にシール部材を挿入してそこに実質的に液密なシールを
形成し、ラッパー内部に流体を供給し、ラッパーの内部
の流体のレベルを液密のシールのレペルよりも所定レベ
ル上方に保って管束を遮蔽する諸ステップから成ってい
る。

本発明をその特定の実施例について以上に説明したが、
本発明はそのほかにも種々変更して実施できるので、前
述した特定の実施例は単なる例示にすぎず、本発明を限
定するものではない。本発明によるシール装置は、−例
として、互いに流体連通されるようになった第１及び第
２の封込め領域内の流体レベルを制御するために、蒸気
発生器以外の用途にも使用することができる。

【図面の簡単な説明】

図は、原子力蒸気発生器の一部分と共に本発明によるシ
ール装置を示す部分的な断面図である０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）互いに流体連通して配置された第１及び第２の閉込
   め領域内の流体のレベルを、制御するためのシール装置
   であつて、前記第２の閉込め領域内に配設されたシール
   部材から構成されており、該シール部材が、前記流体の
   レベルを該シール部材のところに実質的に保つと共に、
   前記第１の閉込め領域内の前記流体を該シール部材より
   も上方の所定レベルに保つように構成されているシール
   装置。 ２）互いに流体連通して配置された第１及び第２の閉込
   め領域内の流体のレベルを制御するための方法であつて
   、前記第２の閉込め領域内にシール部材を第１の所定レ
   ベルに配設し、流体のレベルを該第１の所定レベルのと
   ころに実質的に保ち、前記第１の閉込め領域内の流体を
   前記第１の所定レベルよりも上方の第２の所定レベルに
   保つ、流体レベルの制御方法。