JP2009271066A

JP2009271066A - 蒸気乾燥器

Info

Publication number: JP2009271066A
Application number: JP2009104624A
Authority: JP
Inventors: Filippis Michael S De; マイケル・エス・デフィリッピス; Khaled Ewida; カーレッド・エウィダ
Original assignee: GE Hitachi Nuclear Energy Americas LLC
Current assignee: GE Hitachi Nuclear Energy Americas LLC
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2009-04-23
Publication date: 2009-11-19
Also published as: US20090274261A1; MX2009004361A; EP2113925A2

Abstract

【課題】原子炉の出力レベルを増加させると蒸気の流量が増加することにより、蒸気の速度が突破速度を超えることが起こり得る。突破速度を超えた領域では、乾燥器が湿り水滴を蒸気から除去しなくなる。したがって蒸気流量が増加しても、湿り水滴が除去される乾燥器を提供する。
【解決手段】蒸気乾燥器２は、複数の蒸気乾燥器バンク６を備える。各蒸気乾燥器バンク６は、フード１６と、分離ベーンと、フード１６に連結されて蒸気の流れを受けるように構成された空間を形成する穿孔板１４とを備える。各乾燥器バンク６は閉ループを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、原子炉に関し、より詳細には、原子炉圧力容器内の蒸気乾燥器に関する。

沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）は、一般に、円筒形を有し、たとえば下鏡および取外し可能な上鏡によって、両端が閉じられている。上部ガイドが、ＲＰＶ内で炉心板の上方に離隔配置されている。炉心シュラウドが、炉心を囲繞し、炉心支持構造によって支持されている。シュラウドは、全体的に円筒形を有し、炉心板および上部ガイドの両方を囲繞する。円筒形の原子炉圧力容器と円筒形のシュラウドとの間に間隙または環状部が配置されている。

炉心内で熱が生成され、炉心の中を上向きに循環する水が少なくとも部分的に蒸気に変えられる。蒸気分離器が蒸気と水を分離する。残留した水分は、炉心の上方に配置された蒸気乾燥器によって、蒸気から取り除かれる。脱水された蒸気は、容器の上鏡に近い蒸気出口を通ってＲＰＶから出て行く。

現用の蒸気乾燥器は、一連の乾燥器ベーンを備え得る。現用の一乾燥器は、平行に整列して蒸気通路を形成する複数の波板を備える。複数の波板に隣接して穿孔板が設けられている。フードが、穿孔板および複数の波板を覆って設けられている。たとえば、米国特許第６，９８０，６２１号を参照されたい。

現用の別の蒸気乾燥器は複数の乾燥器ベーンを備える。乾燥器フードが、乾燥器ベーンを覆い、排出プレナムを形成する。流量制御装置が排出プレナム内に配置されている。流量制御装置は、蒸気の流量を均一化するために細長い穿孔板部材を備える。各細長い穿孔板部材は、位置決め部材に結合された支持部材に結合されている。たとえば、米国特許第６，８１０，８３７号を参照されたい。

乾燥器を通る蒸気の流れは、多量の蒸気の流れが乾燥器ベーンの上部を優先して通過することにより、不均一または不釣合いになり得る。原子炉の出力レベルを増加させると、蒸気の流量が増加することにより、乾燥器ベーンの局部領域で蒸気の速度が突破速度を超えることが起こり得る。突破速度を超えた領域では、乾燥器が湿り水滴を蒸気から除去しなくなる。突破した、または乾燥器から出た湿り蒸気は、その後、発電所の他の部分に望ましくない作用を生じ得る。金属構成要素の腐食の可能性に加えて、過剰な水分は、放射化粒子を原子炉から、分離器の下流にあるパイプ類、タービン、および熱交換器に搬送することがあり、それにより、タービン室の線量率を増加させ得、装置の整備がより困難になる。

現用の蒸気乾燥器は、システム中の励振源に一致しがちである低い固有振動数を有する。これが、ベーンバンクを励振し、その励振が高応力領域および亀裂を生じさせる。現用の直列バンク設計では、亀裂の伝播を減少させることを意図して、バンクの共振振動数を増加させる試みの中でガセットおよび連結バーを追加してきた。

米国特許第６，９８０，６２１号公報米国特許第６，８１０，８３７号公報米国特許第５，０８５，８２６号公報米国特許第５，１０６，５７３号公報米国特許第５，５７４，７６０号公報米国特許第６，５０４，８８８Ｂ１号公報米国特許第７，０２７，５４９Ｂ２号公報

一実施形態では、蒸気乾燥器を備える。蒸気乾燥器は、各蒸気乾燥器バンクが、フードと、フードに連結されて蒸気の流れを受けるように構成された空間を形成する穿孔板とを備え、各乾燥器バンクが閉ループを備える少なくとも１つの蒸気乾燥器バンクを備える。

一実施形態による蒸気乾燥器の概略透視図である。図１の蒸気乾燥器の概略透視断面図である。別の実施形態による蒸気乾燥器の概略透視図である。図３の蒸気乾燥器の概略透視断面図である。別の実施形態による蒸気乾燥器の概略透視図である。別の実施形態による蒸気乾燥器の概略透視図である。別の実施形態による蒸気乾燥器の概略透視図である。

図１および２を参照すると、本発明の一実施形態による蒸気乾燥器２が示されている。蒸気乾燥器裾部４は、ほぼ円筒形断面を有し得る。蒸気分離器（図示せず）が、水を蒸気から分離するために、原子炉圧力容器（図示せず）内で蒸気乾燥器の下方に設けられ得る。

蒸気乾燥器２は複数の乾燥器バンク６を備える。たとえば、複数の乾燥器バンク６は、外側乾燥器バンク８と、中間乾燥器バンク１０と、内側乾燥器バンク１２とを備える。図２に示されるように、各乾燥器バンク８、１０、１２は、穿孔板１４と、穿孔板１４およびフード１６と穿孔板１４との間に格納された分離ベーン１８に結合されたフード１６とを備え得る。穿孔板１４およびフード１６は、たとえば蒸気分離器から蒸気がその中に流れ込む包囲空間を形成する。

蒸気乾燥器２は複数の蒸気乾燥器バンクを備えるものとして示されているが、蒸気乾燥器は、任意の数の乾燥器バンク、たとえば１つの乾燥器バンク、２つの乾燥器バンク、３つ、またはそれより多くの乾燥器バンクを備え得ることを理解されたい。

フード１６には孔がなく、蒸気は、分離ベーン１８の中を通って穿孔板１４へ導かれる。分離ベーン１８は、蒸気から残留水分を取り除く。穿孔板１４を通り抜けた蒸気は、次いで、原子炉圧力容器の出口から送り出されて、タービンを駆動する。

図１および２に示されるように、穿孔板１４は、乾燥器バンク８、１０、１２の半径方向内方に向かう部分に設けられている。図３および４に示される別の実施形態によれば、穿孔板１４は、乾燥器バンク８、１０、１２の半径方向外方に向かう部分に設けてもよい。

乾燥器バンク８、１０、１２はほぼ円形として示されているが、それら乾燥器バンクを任意の閉ループ形状にすることができることを理解されたい。たとえば、乾燥器バンクは、卵形、楕円形、または５角形、６角形、８角形などの多角形でもよい。乾燥器裾部４は、ほぼ円形の断面であるとして示されているが、乾燥器裾部４もまた卵形、楕円形、または多角形でもよいことも理解されたい。

図５を参照すると、乾燥器バンク群６ａは、分割部分８ａ、８ｂ；１０ａ、１０ｂ；１２ａ、１２ｂとして形成することができる。各分割部分は、たとえば半円形にすることができる。各分割部分は、また、穿孔板１４ａ、１４ｂ、およびフード１６ａ、１６ｂを備え得る。

分割部分は、半円形でなくてもよいことを理解されたい。たとえば、各乾燥器バンクは、任意の数の複数の分割部分から形成することもできる。乾燥器バンク群６ａは、また、たとえば卵形、楕円形、多角形など、非円形でもよく、任意の数の複数の分割部分から形成してもよい。分割部分は、一部の、または全ての乾燥器バンクがループを形成しないように連結してもよいこともまた理解されたい。たとえば、分割部分は、蒸気が分割部分の間を、またはそれらに囲また中を流れることがないように連結され得、または、分割部分は互いに連結されなくてもよい。

図６を参照すると、乾燥器バンク群６は、半径方向内方に向いた穿孔板１４および半径方向外方に向いた穿孔板１４の両方を備え得る。乾燥器バンク群６は、また、半径方向内方に向いたフード１６および半径方向外方に向いたフード１６を備え得る。たとえば、図６に示されるように、中間乾燥器バンク１０および内側乾燥器バンク１２は、半径方向外方に向いた穿孔板１４を有し得、外側乾燥器バンク８は、半径方向内方に向いた穿孔板１４を有し得る。同様に、中間乾燥器バンク１０および内側乾燥器バンク１２は、半径方向内方に向いたフード１６を有し得、外側乾燥器バンク８は、半径方向外方に向いたフード１６を有し得る。

乾燥器バンク群６には、内向き穿孔板および外向き穿孔板、ならびに内向きフードおよび外向きフードのいかなる組み合わせでも使用し得ることを理解されたい。

図７を参照すると、乾燥器バンク群６は、高さが異なる乾燥器バンクを備え得る。たとえば、中間乾燥器バンク１０が、外側乾燥器バンク８より高くなり得、内側乾燥器バンク１２が、中間乾燥器バンク１０および外側乾燥器バンク８の両方より高くなり得る。

乾燥器バンク群６には、乾燥器バンクの高さのいかなる組合せでも使用することができることを理解されたい。

閉ループの乾燥器バンクは、現用の直列バンクの乾燥器より固有（すなわち共振）振動数が高く、また、現用の直列バンクの乾燥器を凌駕する剛性の増加および耐振動性を実現する。閉ループ乾燥器バンクはまた、より低い応力レベル、および疲労による亀裂に対する高い耐性を実現する。閉ループ乾燥器バンクではまた、たとえばガセットおよび連結バーの必要性が減ることにより部品総数が減少し、また溶接接手の数が減少し、その結果、生産性が向上し、コストが低減することになる。閉ループ乾燥器バンクによってもたらされる蒸気流路面積は、現在入手可能な蒸気乾燥器に比較して、同等または増加している。閉ループ乾燥器バンクは、現用の乾燥器用の独立交換品として使用することもでき、また、新しいＢＷＲ／ＥＳＢＷＲプラントの一部として供することもできる。

本発明が、現在最も実際的で好ましい実施形態であると考えられるものに即して説明されてきたが、本発明は、開示された実施形態に限定されることなく、逆に、添付の特許請求の範囲の主旨および範囲に含まれる様々な変更形態および同等な構成を包含するものであることを理解されたい。

２蒸気乾燥器
４蒸気乾燥器裾部
６乾燥器バンク群
８外側乾燥器バンク
１０中間乾燥器バンク
１２内側乾燥器バンク
１４穿孔板
１６フード
１８分離器ベーン

Claims

各々が、フード（１６）と、分離ベーン（１８）と、前記フード（１６）に連結されて蒸気の流れを受けるように構成された空間を形成する穿孔板（１４）とを有する少なくとも１つの蒸気乾燥器バンク（８、１０、１２）を具備し、
各乾燥器バンク（６）が閉ループ構造を有することを特徴とする蒸気乾燥器（２）。
前記閉ループ構造が、環状の閉ループを有することを特徴とする請求項１記載の蒸気乾燥器。
前記穿孔板（１４）が、前記閉ループ構造の内向きの部分に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の蒸気乾燥器。
前記穿孔板（１４）が、前記閉ループ構造の外向きの部分に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の蒸気乾燥器。
前記少なくとも１つの蒸気乾燥器バンク（６）が、複数の分割部分（８ａ、８ｂ；１０ａ、１０ｂ；１２ａ、１２ｂ）を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の蒸気乾燥器。
前記複数の分割部分（８ａ、８ｂ；１０ａ、１０ｂ；１２ａ、１２ｂ）が連結されていることを特徴とする請求項５記載の蒸気乾燥器。
前記複数の分割部分（８ａ、８ｂ；１０ａ、１０ｂ；１２ａ、１２ｂ）が、蒸気が前記分割部分の間を、またはそれらに囲まれた中を流れることがないように連結されていることを特徴とする請求項６記載の蒸気乾燥器。
前記少なくとも１つの蒸気乾燥器バンク（６）が複数の蒸気乾燥器バンク（８、１０、１２）を備え、各蒸気乾燥器バンク（８、１０、１２）の前記穿孔板（１４）が内方へ向いていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の蒸気乾燥器。
前記少なくとも１つの蒸気乾燥器バンク（６）が複数の蒸気乾燥器バンク（８、１０、１２）を備え、前記蒸気乾燥器バンク（８、１０、１２）の前記穿孔板（１４）の一部が内方へ向き、残りの穿孔板が外方へ向いていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の蒸気乾燥器。
前記蒸気乾燥器バンク（８、１０、１２）の高さが異なることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の蒸気乾燥器バンク。