JP5562908B2 - Steam separator and boiling water reactor equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明は気水分離器及びそれを備えた沸騰水型原子炉に係り、特に、水と炉心で発生した蒸気を分離するために、炉心上部に配置されているものに好適な気水分離器及びそれを備えた沸騰水型原子炉に関する。 The present invention relates to a steam / water separator and a boiling water reactor equipped with the steam / water separator, and more particularly to a steam / water separator suitable for an upper part of a core for separating water and steam generated in the core. And a boiling water reactor including the same.
一般的な沸騰水型原子炉には、水と炉心で発生した蒸気を分離するために、炉心上部に気水分離器が設置されている。この気水分離器では、スワラ(旋回羽根)によって水-蒸気の気液二相流に旋回速度が与えられ、遠心力により気液密度差を利用して水と蒸気が分離される。 In general boiling water reactors, a steam separator is installed in the upper part of the core in order to separate water and steam generated in the core. In this steam separator, swirling speed is given to the water-steam gas-liquid two-phase flow by the swirler (swirl blade), and water and steam are separated by utilizing the gas-liquid density difference by centrifugal force.
分離された水は、気水分離器の下方から排水されてダウンカマに戻り、再循環ポンプにより再び炉心へ送られる。一方、分離された蒸気は、蒸気乾燥器を通して更に湿分が取り除かれた後、タービンへ送られる。つまり、炉心で発生させた蒸気から極力湿分を取り除くことにより、発電効率を向上させている。 The separated water is drained from below the steam separator, returns to the downcomer, and is sent to the core again by the recirculation pump. On the other hand, the separated steam is sent to a turbine after moisture is further removed through a steam dryer. That is, power generation efficiency is improved by removing moisture from the steam generated in the core as much as possible.
ところで、沸騰水型原子炉の大型化を抑制しながら電気出力を向上するためには、炉心のクオリティを大きくして蒸気発生量を増加させることが有効である。気水分離器に流入する二相流のクオリティが変わると、気水分離性能も変化する。一般的に、クオリティが大きくなり蒸気流量が増加すると、スワラによって二相流に与えられる旋回速度が大きくなり、遠心力が増加して気水分離性能は向上する。 By the way, in order to improve the electric output while suppressing the enlargement of the boiling water reactor, it is effective to increase the steam generation amount by increasing the quality of the core. When the quality of the two-phase flow flowing into the steam separator changes, the steam separation performance also changes. In general, when the quality is increased and the steam flow rate is increased, the swirling speed given to the two-phase flow by the swirler is increased, the centrifugal force is increased, and the steam-water separation performance is improved.
改良型沸騰水型原子炉に用いられている三段式の気水分離器では、第一段では蒸気の混入がほとんどない分離水が、第二段及び第三段の気水分離器外筒に設けられた排出口からは、分離水と蒸気が排出される。蒸気流量が大きくなると、第二段及び第三段の排出口から排出される蒸気速度が増加し、分離された水を液滴として巻き込み、そのまま液滴を同伴して蒸気乾燥器へ流入する可能性がある。 In the three-stage steam / water separator used in the improved boiling water reactor, the first and second steam-separated water is almost completely mixed with the second and third steam / water separator outer cylinders. Separated water and steam are discharged from the discharge port provided in. When the steam flow rate increases, the steam velocity discharged from the second and third stage outlets increases, and the separated water can be entrained as droplets and directly flowed into the steam dryer with the droplets. There is sex.
また、気水分離器出口から分離されずに排出された液滴と上記の蒸気に同伴される液滴は、蒸気乾燥器で分離される。これらの蒸気乾燥器へ流入する液滴量は、蒸気との重量比(キャリーオーバー)として定義され、蒸気乾燥器の仕様により、キャリーオーバーに制限値が設けられている。 Moreover, the droplet discharged without being separated from the outlet of the steam separator and the droplet accompanying the steam are separated by a steam dryer. The amount of droplets flowing into these steam dryers is defined as a weight ratio (carry over) with steam, and a limit value is provided for carry over according to the specifications of the steam dryer.
これらの第二段及び第三段の排出口から排出された蒸気に同伴される液滴を取り除く手段として、気水分離器間を覆う液滴捕獲リングを設置することが、特許文献1に記載されている。 It is described in Patent Document 1 that a droplet capturing ring that covers between the steam-water separators is installed as a means for removing droplets accompanying the vapor discharged from the second-stage and third-stage discharge ports. Has been.
しかしながら、上記の液滴捕獲リングを採用した特許文献1においては、気水分離器間を液滴捕獲リングで覆う必要があるため、物量が大きく増加してコストが増加する。また、気水分離器外部を上昇する蒸気に同伴された粒径の小さい液滴を液滴捕獲リングで捕捉しようとすると、液滴捕獲リングの密度が大きくなり蒸気の通気抵抗が大きくなることが懸念される。 However, in patent document 1 which employ | adopted said droplet capture ring, since it is necessary to cover between steam-water separators with a droplet capture ring, a quantity increases greatly and cost increases. In addition, when trying to capture a droplet with a small particle size entrained by the vapor rising outside the steam separator, the density of the droplet capture ring may increase and the steam ventilation resistance may increase. Concerned.
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、簡易な構造を用いて気水分離器外で蒸気に同伴される液適量を減少させると共に、蒸気の通気抵抗の増加を抑制しながら、クオリティの高い条件でのキャリーオーバーを低減することのできる気水分離器及びそれを備えた沸騰水型原子炉を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to reduce an appropriate amount of liquid entrained by steam outside the steam separator using a simple structure and increase steam ventilation resistance. It is an object of the present invention to provide a steam / water separator and a boiling water reactor equipped with the steam / water separator capable of reducing carryover under high quality conditions while suppressing the above.
本発明の気水分離器は、上記目的を達成するために、気液二相流を下方から上方に向かって導くスタンドパイプと、該スタンドパイプの上側端面に連通して流路を形成し、前記上側端面の流路断面積よりも上方に向けて流路断面積を拡大するディフューザと、該ディフューザの上側端面に連通して流路を形成する第一段内筒と、該第一段内筒を同心円状に間隔を空けて囲んで環状の流路を形成する第一段外筒と、該第一段外筒の上側端面の内周縁を塞ぐと共に前記第一段内筒よりも小径の円形孔を形成した第一段環状板と、該第一段環状板の前記円形孔を形成している内周縁から下方に向けて円筒状に起立させて前記円形孔を第二段内筒への流路として形成する第一段ピックオフリングと、前記第一段環状板上に設置され流路を形成する前記第二段内筒と、該第二段内筒を同心円状に間隔を空けて囲んで環状の第二段排出流路を形成する第二段外筒と、該第二段外筒の上側端面の内周縁を塞ぐと共に前記第二段内筒よりも小径の円形孔を形成した第二段環状板と、前記第二段環状板上に設置され流路を形成する第三段内筒と、前記第二段環状板の前記円形孔を形成している内周縁から下方に向けて円筒状に起立させて前記円形孔を前記第三段内筒への流路として形成する第二段ピックオフリングとを少なくとも備え、気液二相流の流路の軸中心を通るハブ及び前記ハブを中心にして放射状に取り付ける複数の旋回羽根を含み、前記旋回羽根の径方向に内側縁が前記ハブに固定されており、前記ディフューザの内壁又は前記第一段内筒の内壁に前記旋回羽根の径方向に外側縁が固定されているスワラを備えた気水分離器において、前記第二段外筒に前記第二段排出流路に流入した水を排出する第二段分離水排出口と蒸気を排出する第二段蒸気排出口を設けると共に、前記第二段蒸気排出口が前記第二段分離水排出口よりも高い位置に配置され、かつ、前記第二段蒸気排出日の縁に沿って前記第二段排出流路へ突出した突起物が設けられ、該突起物の先端が前記第二段蒸気排出口の流路を塞がない方向に折り曲げられて前記第二段外筒との間で溝状の流路である突起溝が形成されていることを特徴とする。
また、本発明の気水分離器は、上記目的を達成するために、気液二相流を下方から上方に向かつて導くスタンドパイプと、該スタンドバイプの上側端面に連通して流路を形成し、前記上側端面の流路断面積よりも上方に向けて流路断面積を拡大するディフューザと、該ディフューザの上側端面に連通して流路を形成する第一段内筒と、該第一段内筒を同心円状に間隔を空けて囲んで環状の流路を形成する第一段外筒と、該第一段外筒の上側端面の内周縁を塞ぐと共に前記第一段内筒よりも小径の円形孔を形成した第一段環状板と、該第一段環状板の前記円形孔を形成している内周縁から下方に向けて円筒状に起立させて前記円形孔を第二段内筒への流路として形成する第一段ピックオフリングと、前記第一段環状板上に設置され流路を形成する前記第二段内筒と、該第二段内筒を同心円状に間隔を空けて囲んで環状の第二段排出流路を形成する第二段外筒と、該第二段外筒の上側端面の内周縁を塞ぐと共に前記第二段内筒よりも小径の円形孔を形成した第二段環状板と、前記第二段環状板上に設置され流路を形成する第三段内筒と、前記第二段環状板の前記円形孔を形成している内周縁から下方に向けて円筒状に起立させて前記円形孔を前記第三段内筒への流路として形成する第二段ピックオフリングと、前記第三段内筒を同心円状に間隔を空けて囲んで環状の第三段排出流路を形成する第三段外筒と、該第三段外筒の上側端面の内周縁を塞ぐと共に、前記第三段内筒よりも小径の円形孔を形成した第三段環状板と、該第三段環状板の前記円形孔を形成している内周縁から下方に向けて円筒状に起立させて前記円形孔を気水分離器出口流路として形成する第三段ピックオフリングと、気液二相流の流路の軸中心を通るハブ及び前記ハブを中心にして放射状に取り付ける複数の旋回羽根を含み、前記旋回羽根の径方向に内側縁が前記ハブに固定されており、前記ディフューザの内壁又は前記第一段内筒の内壁に前記旋回羽根の径方向に外側縁が固定されているスワラを備えた気水分離器において、前記第二段外筒に前記第二段排出流路に流入した水を排出する第二段分離水排出口と蒸気を排出する第二段蒸気排出口を設けると共に、前記第二段蒸気排出口が前記第二段分離水排出口よりも高い位置に配置され、かつ、前記第三段外筒に前記第三段排出流路に流入した水を排出する第三段分離水排出口と蒸気を排出する第三段蒸気排出口を設け、前記第三段蒸気排出口が前記第三段分離水排出口よりも高い位置に配置され、しかも、前記第二段蒸気排出口及び前記第三段蒸気排出口の縁に沿って前記第二段排出流路及び前記第三段排出流路へ突出した突起物がそれぞれ設けられ、該突起物の先端が前記第二段蒸気排出口及び前記第三段蒸気排出口の流路を塞がない方向に折り曲げられて前記第二段外筒及び前記第三段外筒との間で溝状の流路である突起溝が形成されているか、
或いは、前記第二段外筒に前記第二段排出流路に流入した水を排出する第二段分離水排出口と蒸気を排出する第二段蒸気排出口を設けると共に、前記第二段蒸気排出口が前記第二段分離水排出口よりも高い位置に配置され、かつ、前記第三段外筒に蒸気を排出する第三段蒸気排出口を設け、該第三段蒸気排出口の下端は前記第二段環状板よりも上方に位置していると共に、前記第二段環状板に連通孔が設けられ、かつ、該連通孔から流下する分離水を前記第二段排出流路の下方に導く連通管を前記第二段排出流路内に設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the steam-water separator of the present invention forms a flow path in communication with a stand pipe that guides a gas-liquid two-phase flow from below to above, and an upper end face of the stand pipe, A diffuser that expands the cross-sectional area of the channel upward from the cross-sectional area of the channel on the upper end surface, a first-stage inner cylinder that communicates with the upper end surface of the diffuser to form a channel, A first-stage outer cylinder that concentrically surrounds the cylinder to form an annular flow path, and closes the inner peripheral edge of the upper end surface of the first-stage outer cylinder and has a smaller diameter than the first-stage inner cylinder A first-stage annular plate having a circular hole, and a cylindrical standing from the inner peripheral edge forming the circular hole of the first-stage annular plate downward to the second-stage inner cylinder A first-stage pick-off ring formed as a flow path, and a flow path that is installed on the first-stage annular plate A second-stage inner cylinder, a second-stage outer cylinder that concentrically surrounds the second-stage inner cylinder to form an annular second-stage discharge channel, and an upper end surface of the second-stage outer cylinder. A second-stage annular plate that closes the inner periphery and forms a circular hole having a smaller diameter than the second-stage inner cylinder; a third-stage inner cylinder that is installed on the second-stage annular plate and forms a flow path; A second-stage pick-off ring that rises in a cylindrical shape downward from an inner peripheral edge forming the circular hole of the second-stage annular plate and forms the circular hole as a flow path to the third-stage inner cylinder; A hub that passes through the axial center of the gas-liquid two-phase flow path and a plurality of swirl vanes that are attached radially about the hub, and an inner edge of the swirl vane is fixed to the hub in a radial direction. And an outer edge is fixed to the inner wall of the diffuser or the inner wall of the first stage inner cylinder in the radial direction of the swirl vane. In the steam / water separator provided with the swirler, the second-stage separated water discharge port for discharging water that has flowed into the second-stage discharge channel into the second-stage outer cylinder and the second-stage steam discharge for discharging steam. An outlet is provided, and the second-stage steam discharge port is disposed at a position higher than the second-stage separated water discharge port, and the second-stage discharge flow path along an edge of the second-stage steam discharge date A projection projecting toward the second stage, and the tip of the projection is bent in a direction that does not block the flow path of the second-stage steam discharge port, so that a groove-shaped flow path is formed between the second-stage outer cylinder. A protruding groove is formed .
In order to achieve the above object, the steam / water separator according to the present invention forms a flow path in communication with a stand pipe that guides a gas-liquid two-phase flow from the lower side to the upper side and the upper end surface of the stand vip. A diffuser that expands a channel cross-sectional area upward from a channel cross-sectional area of the upper end surface, a first-stage inner cylinder that communicates with the upper end surface of the diffuser to form a channel, and the first A first-stage outer cylinder that concentrically surrounds the inner-stage cylinder to form an annular flow path, and closes the inner peripheral edge of the upper end surface of the first-stage outer cylinder, and more than the first-stage inner cylinder A first-stage annular plate having a small-diameter circular hole, and a cylindrical shape standing downward from an inner peripheral edge of the first-stage annular plate forming the circular hole so that the circular hole is in the second stage. A first-stage pick-off ring formed as a flow path to the cylinder and a flow path installed on the first-stage annular plate The second-stage inner cylinder, a second-stage outer cylinder that concentrically surrounds the second-stage inner cylinder to form an annular second-stage discharge channel, and an upper side of the second-stage outer cylinder A second-stage annular plate that closes the inner peripheral edge of the end face and has a circular hole having a smaller diameter than the second-stage inner cylinder; and a third-stage inner cylinder that is installed on the second-stage annular plate and forms a flow path. A second-stage pick-off in which the circular hole is formed as a flow path to the third-stage inner cylinder by standing upward in a cylindrical shape from the inner peripheral edge forming the circular hole of the second-stage annular plate A ring, a third-stage outer cylinder that concentrically surrounds the third-stage inner cylinder to form an annular third-stage discharge channel, and an inner peripheral edge of the upper end surface of the third-stage outer cylinder. A third-stage annular plate that is closed and formed with a circular hole having a smaller diameter than the third-stage inner cylinder, and is directed downward from an inner peripheral edge that forms the circular hole of the third-stage annular plate. A third-stage pick-off ring that rises in a cylindrical shape to form the circular hole as a gas-water separator outlet flow path, a hub that passes through the axial center of the flow path of the gas-liquid two-phase flow, and a radial shape about the hub A plurality of swirl vanes attached to the inner edge of the swirl vane, and an inner edge of the swirl vane is fixed to the hub. In the steam / water separator having a swirler to which the water is fixed, a second-stage separation water discharge port for discharging water that has flowed into the second-stage discharge flow path into the second-stage outer cylinder and a second for discharging steam. A second stage steam outlet is provided, and the second stage steam outlet is disposed at a position higher than the second stage separated water outlet, and flows into the third stage outlet passage into the third stage outer cylinder. Third-stage separation water discharge port for discharging discharged water and third-stage steam for discharging steam An air discharge port is provided, the third stage steam discharge port is disposed at a position higher than the third stage separated water discharge port, and at the edge of the second stage steam discharge port and the third stage steam discharge port. Along the second stage discharge channel and the third stage discharge channel, respectively, and the tip of the projection is the flow of the second stage steam discharge port and the third stage steam discharge port. Whether a protruding groove that is a groove-like flow path is formed between the second-stage outer cylinder and the third-stage outer cylinder by being bent in a direction that does not block the path,
Alternatively, the second-stage outer cylinder is provided with a second-stage separated water discharge port for discharging water flowing into the second-stage discharge channel and a second-stage steam discharge port for discharging steam, and the second-stage steam A third stage steam outlet for discharging steam to the third stage outer cylinder is provided at a position higher than the second stage separated water outlet, and a lower end of the third stage steam outlet. Is located above the second stage annular plate, and a communication hole is provided in the second stage annular plate, and the separated water flowing down from the communication hole is disposed below the second stage discharge channel. A communication pipe leading to the second stage discharge channel is provided in the second-stage discharge flow path.
また、本発明の沸騰水型原子炉は、上記目的を達成するために、原子炉圧力容器と、該原子炉圧力容器内に設けられ、複数の燃料集合体が装荷された炉心と、該炉心が配置されるシュラウドと、前記原子炉圧力容器内の前記炉心の上方に配置され、前記炉心で発生した蒸気と水の気水混合流を蒸気と水に分離する気水分離器と、該気水分離器の上方に位置し、該気水分離器で分離された湿り蒸気を乾燥させる蒸気乾燥器と、該蒸気乾燥器で乾燥された蒸気をタービンに供給する主蒸気配管と、前記原子炉圧力容器とシュラウド間に形成され、前記気水分離器で分離された水が循環するダウンカマと、該ダウンカマの下方に配置され、該ダウンカマ内の水を前記炉心に供給するインターナルポンプ又はジェットポンプとを備えた沸騰水型原子炉において、前記気水分離器は、上記した構成の気水分離器であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the boiling water reactor of the present invention includes a reactor pressure vessel, a core provided in the reactor pressure vessel and loaded with a plurality of fuel assemblies, and the core. And a steam / water separator disposed above the core in the reactor pressure vessel and separating a steam / water mixture flow generated in the reactor core into steam / water. A steam dryer located above the water separator and drying wet steam separated by the steam separator; a main steam pipe for supplying steam dried by the steam dryer to the turbine; and the nuclear reactor A downcomer formed between the pressure vessel and the shroud and through which the water separated by the steam separator circulates, and an internal pump or a jet pump disposed below the downcoma and supplying water in the downcoma to the core Boiling water reactor with Oite, the steam-water separator, characterized in that it is a steam-water separator of the above configuration.
本発明によれば、簡易な構造を用いて気水分離器外で蒸気に同伴される液適量を減少させると共に、蒸気の通気抵抗の増加を抑制しながら、クオリティの高い条件でのキャリーオーバーを低減することのできるため、低コストで気水分離性能の低下を抑制して沸騰水型原子炉の出力を増加させることができる。 According to the present invention, an appropriate amount of liquid entrained by steam outside the steam / water separator is reduced using a simple structure, and carryover under high quality conditions is suppressed while suppressing increase in steam ventilation resistance. Therefore, it is possible to increase the output of the boiling water reactor at a low cost by suppressing the deterioration of the steam-water separation performance.
以下、図示した実施例に基づいて本発明の気水分離器、特に、沸騰水型原子炉に適用される気水分離器について説明する。 Hereinafter, a steam separator according to the present invention, particularly a steam separator applied to a boiling water reactor, will be described based on the illustrated embodiments.
先ず、本実施例の気水分離器を説明する前に、この気水分離器が適用される沸騰水型原子炉の概略構造について、図1を用いて説明する。 First, before describing the steam-water separator of the present embodiment, the schematic structure of a boiling water reactor to which the steam-water separator is applied will be described with reference to FIG.
図1は、改良型沸騰水型原子炉(以下、ABWRという)を示すものである。 FIG. 1 shows an improved boiling water reactor (hereinafter referred to as ABWR).
該図に示す如く、ABWRは、原子炉圧力容器3を有し、この原子炉圧力容器3の内部に炉心シュラウド2が設置され、複数の燃料集合体(図示せず)が装荷された炉心5が炉心シュラウド2内に配置されている。また、原子炉圧力容器3内の炉心5の上方には、炉心5で発生した蒸気と水の気水混合流を蒸気と水に分離する気水分離器6が配置され、この気水分離器6の上方には、気水分離器6で分離された湿り蒸気を乾燥させる蒸気乾燥器7が配置されている。更に、原子炉圧力容器3と炉心シュラウド2の間に形成される環状のダウンカマ4の下方には、炉心5に水を供給するためのインターナルポンプ10(再循環ポンプ)が配置されており、このインターナルポンプ10を運転することにより、ダウンカマ4にある冷却水が炉心5へ供給される。
As shown in the figure, the ABWR has a reactor pressure vessel 3, a
一方、炉心5では、核***により発生した熱で冷却水が沸騰し、蒸気と水の二相流状態となる。炉心5で発生した気液二相流は気水分離器6に流入し、気水分離器6内にあるスワラにより旋回速度が与えられ、この旋回速度により二相流に遠心力が作用し、水と蒸気の密度差により水と蒸気が分離される。気水分離器6を通過した二相流は、蒸気乾燥器7に流入し更に湿分が取り除かれる。
On the other hand, in the
このようにして、湿分0.1重量パーセント以下に抑えた蒸気を、主蒸気配管8を通してタービン(図示せず)に送り発電を行っている。
In this way, steam with moisture content reduced to 0.1 weight percent or less is sent to the turbine (not shown) through the
図2を用いて気水分離器6の構成について詳しく説明する。
The configuration of the
図2に示す如く、気水分離器6は、気液二相流を下方から上方に向かって導くスタンドパイプ61と、スタンドパイプ61の上側端面に連通して流路を形成し、前記上側端面の流路断面積よりも上方に向けて流路断面積を拡大するディフューザ62と、ディフューザ62の上側端面に連通して流路を形成する第一段内筒64と、第一段内筒64を同心円状に間隔を空けて囲んで環状の流路50を形成する第一段外筒66と、第一段外筒66の上側端面の内周縁を塞ぐと共に、第一段内筒64よりも小径の円形孔を形成した第一段環状板67と、第一段環状板67の前記円形孔を形成している内周縁から下方に向けて円筒状に起立させて円形孔を第二段内筒68への流路として形成する第一段ピックオフリング65と、第一段環状板67上に設置され流路を形成する前記第二段内筒68と、第二段内筒68を同心円状に間隔を空けて囲んで環状の第二段排出流路51を形成する第二段外筒70と、第二段外筒70の上側端面の内周縁を塞ぐと共に前記第二段内筒68よりも小径の円形孔を形成した第二段環状板71と、第二段環状板71の前記円形孔を形成している内周縁から下方に向けて円筒状に起立させて前記円形孔を第三段内筒72への流路として形成する第二段ピックオフリング69と、第二段環状板71上に設置され流路を形成する前記第三段内筒72と、第三段内筒72を同心円状に間隔を空けて囲んで環状の第三段排出流路52を形成する第三段外筒74と、第三段外筒74の上側端面の内周縁を塞ぐと共に、前記第三段内筒72よりも小径の円形孔を形成した第三段環状板75と、第三段環状板75の前記円形孔を形成している内周縁から下方に向けて円筒状に起立させて前記円形孔を気水分離器出口流路として形成する第三段ピックオフリング73と、気液二相流の流路の軸中心を通るハブ101及びハブ101を中心にして放射状に取り付ける複数の旋回羽根102を含み、旋回羽根102の径方向に内側縁がハブ101に固定されており、ディフューザ62の内壁又は第一段内筒64の内壁に旋回羽根102の径方向に外側縁が固定されているスワラ63とで構成されている。
As shown in FIG. 2, the steam /
スワラ63は、ハブ101と呼ばれる円柱状の構造物に二相流に旋回速度を与えるための旋回羽根102が複数取り付けられており、旋回羽根102の外側縁は、ディフューザ62に固定されている。このため、スワラ63自身は回転することなく、スワラ63を通過した流体が回転するようになっている。
The
旋回羽根102は、スワラ63の入口では鉛直方向と平行になっており、スワラ63の出口に向かって鉛直方向に対する角度を増していく。即ち、スワラ63の入口では鉛直方向と平行になっているが、そこからスワラ63の出口に向かって鉛直方向に対する角度を増しながら旋回できる形状になっている。旋回羽根102は、スワラ出口の旋回羽根102の鉛直方向に対する角度をスワラ出口角度と呼び、このスワラ出口角度が大きいほど、流体の大きな旋回速度を与えることができる。
The
炉心5からの気液二相流はクオリティが約14%であり、スタンドパイプ61に流入した二相流は、スタンドパイプ61の内壁面に液膜を形成し、中心部を蒸気が流れ、その蒸気中に液滴が浮遊している環状噴霧流になっている。スワラ63により気液二相流に旋回速度を与えると、気液密度差による遠心力の違いにより、壁面の液膜内に混在していた蒸気が中心部の蒸気側へ移動すると共に、蒸気中に浮遊していた液滴が壁面へ移動し液膜に取り込まれる。第一段内筒64の壁面に形成された液膜は、第一段ピックオフリング65により、第一段内筒64と第一段外筒66で形成された第一段排出流路50を通って気水分離器6の外に排出される。第一段排出流路50から排出された水は、再びダウンカマ4に流入しインターナルポンプ10により炉心5へ送られる。
The gas-liquid two-phase flow from the
一方、第一段内筒64で壁面に到達しなかった蒸気中の液滴は、第二段内筒68又は第三段内筒72で壁面に到達し、第二段ピックオフリング69又は第三段ピックオフリング73から第二段排出流路51又は第三段排出流路52を通って気水分離器6の外へ排出される。第三段ピックオフリング73を通過するまでに内筒壁面に到達しなかった液滴は、そのまま蒸気と共に気水分離器出口55から流出する。
On the other hand, the droplets in the vapor that have not reached the wall surface by the first stage
気水分離器6の性能指標の一つにキャリーオーバーがあり、気水分離器6から流出した流体中に含まれる液の重量率として定義される。
Carry over is one of the performance indicators of the steam /
蒸気質量流量をWg(kg/s)、液質量流量をWl(kg/s)とすると、キャリーオーバーCOは、次式で表される。 When the vapor mass flow rate is Wg (kg / s) and the liquid mass flow rate is Wl (kg / s), the carry-over CO is expressed by the following equation.
CO=Wl/(Wg+Wl)×100(%) (1)
沸騰水型原子炉では、蒸気乾燥器7の性能を保証するため、気水分離器6のキャリーオーバーを制限している。
CO = Wl / (Wg + Wl) × 100 (%) (1)
In the boiling water reactor, the carry-over of the
第二段排出流路51及び第三段排出流路52には蒸気と分離水が流入し、第二段排出流路出口103及び第三段排出流路出口104から排出される。蒸気流量が少ない(クオリティが小さい)ときは、気水分離器6外部の蒸気の流速が小さいため、気水分離器6外に排出された分離水は、重力により落下し炉水5に戻される。このため、キャリーオーバーのほとんどは、分離されずにセパレータ出口から流出した液滴である。
Steam and separated water flow into the second-stage
蒸気流量が多い(クオリティが大きい)ときは、気水分離器6外部の蒸気流速が大きくなり、蒸気と液滴間の抗力が液滴にかかる重力に打ち勝つようになり、液滴が蒸気に同伴されて蒸気乾燥器7に流入するようになる。
When the steam flow rate is high (quality is high), the steam flow rate outside the
図3にクオリティとキャリーオーバーの関係の一例を示す。該図に示す如く、クオリティが大きくなるとキャリーオーバーが増加するのは、この原理によるものである。 FIG. 3 shows an example of the relationship between quality and carryover. As shown in the figure, it is based on this principle that carryover increases as quality increases.
そして、本発明の実施例1では、図4乃至図6に示すように、第二段排出口を、それぞれ第二段蒸気排出口93と第二段分離水排出口91に分け、この第二段蒸気排出口93を第二段分離水排出口91よりも上方に配置したものである。このとき、第二段分離水排出口91の断面積は、第二段蒸気排出口93の断面積よりも小さくしている。
And in Example 1 of this invention, as shown in FIG. 4 thru | or 6, a 2nd stage discharge port is divided into the 2nd stage
また、第二段蒸気排出口93には、この第二段蒸気排出口93の縁に沿って第二段排出流路51側に突出した突起物が設けられ、該突起物の先端が第二段蒸気排出口93の流路を塞がない方向に折り曲げられて第二段外筒70との間で溝状の流路であるラッパ管状の第二段突起溝81が設けられている。即ち、第二段突起溝81は、後述する液膜25が勢いよく流下し、第二段排出流路51の底部で第二段外筒70側に巻き上がった際に、第二段蒸気排出口93に巻き上がった液膜が流入しないように突出していること、及び第二段外筒70側を流下した液膜が第二段突起溝81に衝突し、該第二段突起溝81に沿って流れて第二段排出流路51の底部に到達するのを案内する溝であれば良い。
Further, the second stage
次に、このように構成した実施例1における作用について説明する。 Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be described.
第一段内筒64で分離されなかった液滴は、第二段内筒68に流入する。遠心力によって第二段内筒68壁に到達した液滴は、第二段内筒68壁面上に液膜23を形成し、第二段ピックオフリング69によって第二段排出流路51へ誘導される。誘導された液膜23は、そのまま第二段内筒68壁に沿って第二段排出流路51内の第二段内筒68壁側を流下する液膜25となる。また、一部の液膜23は慣性により第二段内筒68壁を離脱し、第二段環状板71に衝突して、そのまま第二段排水流路51内の第二段外筒70壁側を流下する液膜26となる。
The liquid droplets that have not been separated by the first stage
第二段内筒68壁側を流下した液膜25は、そのまま第二段排水流路51の底部へ到達し、第二段分離水排出口91から分離水21が気水分離器6外へ排出され、炉水5に戻される。液膜25が勢いよく流下し、第二段排水流路51の底部で第二段外筒70側へ巻き上がった場合でも、第二段蒸気排出口93に設けた第二段突起溝81に遮断されるため、第二段内筒68壁側を流下した液膜25が第二段蒸気排出口93から直接流出することはない。
The
第二段外筒70側を流下した液膜26は、第二段蒸気排出口93に設けた第二段突起溝81に衝突し、第二段突起溝81に沿って流れて第二段排水流路51の底部に到達し、第二段分離水排出口91から気水分離器6外へ排出され炉水5に戻される。このため、第二段外筒70側を流下した液膜26も第二段蒸気排出口93から直接流出することはない。
The
従って、第二段排出流路51に流入した蒸気と水が分離されて各排出口から流出し、更に、第二段蒸気排出口93を第二段分離水排出口91よりも上方に配置しているので、第二段分離水排出口91から排出された分離水21が、第二段蒸気排出口93から排出された蒸気31と接することがないため、分離水21が蒸気31の流れに捕獲されることがない。蒸気流速が大きい場合でも、蒸気に同伴されて蒸気乾燥器7まで運ばれる液滴量を格段に低減できるため、高クオリティ条件でもキャリーオーバーを大幅に低下させることができる。
Therefore, the steam and water that have flowed into the second-
液流量が少ない場合は、第二段分離水排出口91からも蒸気が流出する。第二段分離水排出口91の断面積は、第二段蒸気排出口93の断面積よりも小さく、更に、液の流出面積分、蒸気の流路面積が小さくなるため、蒸気に対する流動抵抗が大きくなっている。このため、蒸気は第二段蒸気排出口93のほうにより多く流れ、第二段分離水排出口91を流出する蒸気量は少ない。
When the liquid flow rate is small, steam also flows out from the second stage separated
従って、第二段分離水排出口91を流れる蒸気が存在しても、その流量は少ないため、蒸気に随伴されて蒸気乾燥器7へ流れていく液滴はほとんど発生しない。
Therefore, even if there is steam flowing through the second-stage separated
また、実施例1では、第三段排出流路52にも前述した第二段排出流路51と同様な構造を用いている。即ち、第三段排出口を、第三段蒸気排出口94と第三段分離水排出口92に分け、第三段蒸気排出口94を第三段分離水排出口92よりも上方に配置し、第三段蒸気排出口94の第三段排出流路52側に、第三段蒸気排出口94の縁に沿って、上述した第二段突起溝81と同様な構成のラッパ管状の第三段突起溝82を設け、そして、第三段分離水排出口92の断面積は、第三段蒸気排出口94の断面積よりも小さくしている。
In the first embodiment, the third-stage
このように、第三段排出流路52を第二段排出流路51と同様な機構とすることで、蒸気32は第三段蒸気排出口94から、分離水22は第三段分離水排出口92からそれぞれ排出することができる。
In this way, the third-stage
従来の第三段排出口104では、同じ第三段排出口104から蒸気と分離水が排出され、分離水は第三段から排出される蒸気32に第二段から排出された蒸気33が合流したより流速の大きい蒸気34の流れに巻き込まれるため、蒸気流に随伴されて蒸気乾燥器まで流れていく可能性が高くなる。
In the conventional third-
しかし、上述した実施例1では、第三段分離水排出口92から排出された分離水22は、第二段蒸気排出口93から排出された蒸気33のみにさらされるため、蒸気流に随伴する分離水が少なくなり、キャリーオーバーが低下する。
However, in the first embodiment described above, the separated
以上のように、実施例1によれば、簡易な構造を用いて気水分離器外で蒸気に同伴される液適量を減少させることができると共に、蒸気の通気抵抗の増加を抑制しながら、クオリティの高い条件でのキャリーオーバーを低減することのできるため、低コストで気水分離性能の低下を抑制して沸騰水型原子炉の出力を増加させることができる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to reduce an appropriate amount of liquid entrained by steam outside the steam separator using a simple structure, while suppressing an increase in steam ventilation resistance, Since carry-over under high quality conditions can be reduced, it is possible to increase the output of the boiling water reactor at a low cost by suppressing the deterioration of the steam-water separation performance.
本発明の気水分離器の実施例2について、図7を用いて説明する。
図7に示す如く、実施例2の気水分離器6は、第二段蒸気排出口93と第二段分離水排出口92の開口部が鉛直方向に重ならないように、第二段分離水排出口92を周方向に2つに分け、第二段蒸気排出口93と鉛直方向に重ならないように第二段分離水排出口92a及び92bを配置したものである。また、第二段分離水排出口も周方向に2つに分けられて第二段分離水排出口91a、91bが配置されている。
As shown in FIG. 7, the
前述したように、図6に示した実施例1の構成では、第三段分離水排出口92から排出された分離水22は、第二段蒸気排出口93から排出された蒸気31の流速が大きいと随伴されて蒸気乾燥器7まで運ばれる可能性がある。一方、第二段蒸気排出口93から排出された蒸気31は、上方に流れるときに排出口形状により周方向に分布が生じる。
As described above, in the configuration of the first embodiment shown in FIG. 6, the
即ち、図8に示すように、第二段蒸気排出口93直後では、第二段蒸気排出口93の左右の縁で速度0、中央でピークとなる速度分布をもつ。第二段蒸気排出口93を出た後は、速度分布が第二段蒸気排出口93の幅よりも拡がるが、蒸気が第三段分離水排出口92a、92bの高さに到達したときも分布は残っており、周方向に第二段蒸気排出口93の開口部から最も離れている位置において蒸気流速が最も小さくなっている。
That is, as shown in FIG. 8, immediately after the second
従って、周方向のこの位置に第三段分離水排出口92a、92bを配置すると、第二段蒸気排出口93から排出された蒸気31に分離水22a、22bが随伴される割合が最も小さくなり、キャリーオーバーをさらに低下させることができる。
Therefore, when the third-stage separated
このような実施例2によれば、上述した実施例1と同様な効果が得られることは勿論、キャリーオーバーをさらに低下させることができるので、更なる効果が期待できる。 According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained, and the carryover can be further reduced, so that a further effect can be expected.
本発明の気水分離器の実施例3について、図9を用いて説明する。 Embodiment 3 of the steam / water separator of the present invention will be described with reference to FIG.
図9に示す如く、実施例3の気水分離器6は、上述した実施例2の構成に加え、第二段蒸気排出口93及び第三段蒸気排出口94上方の第二段排出流路51及び第三段排出流路52側に、第二段蒸気排出口93及び第三段蒸気排出口94の中央から左右両端に向かって斜め下方(下向き)に延びるラッパ管状の第二段突起溝81及び第三段突起溝82を設けたものである。
As shown in FIG. 9, the
通常、第二段出流路51及び第三段排出流路52に流入した水のうち、第二段外筒70壁及び第三段外筒74側を流下した水は、第二段突起溝81及び第三段突起溝82に衝突するため、第二段蒸気排出口93及び第三段蒸気排出口94から直接外部へ排出されることはない。
Usually, of the water flowing into the second-
ところが、第二段突起溝81及び第三段突起溝82に衝突した水が、第二段蒸気排出口93及び第三段蒸気排出口94脇へスムーズに流れない場合には、第二段突起溝81及び第三段突起溝82の水がオーバーフローして該突起溝を乗り越え、第二段蒸気排出口93及び第三段蒸気排出口94から蒸気と一緒に排出される可能性がある。
However, when the water colliding with the second
そこで、実施例3では、第二段排出流路51及び第三段排出流路52側を流下した水を、第二段蒸気排出口93及び第三段蒸気排出口94の脇へスムーズに流すために、第二段蒸気排出口93及び第三段蒸気排出口94の中央から左右両端方向に斜め下方に延びる第二段突起溝81及び第三段突起溝82を設けたものである。
Therefore, in Example 3, the water flowing down the second-stage
このような実施例3の構成によれば、第二段外筒70及び第三段外筒74側を流下した水は、第二段突起溝81及び第三段突起溝82に衝突した後、該第二段突起溝81及び第三段突起溝82に沿って第二段蒸気排出口93及び第三段蒸気排出口94の脇にスムーズに流れ、第二段排出流路51及び第三段排出流路52の底面に到達し、第二段分離水排出口91a、91b及び第三段分離水排出口92a、92bから外部へ排出される。
According to the configuration of the third embodiment, after the water flowing down the second-stage
従って、実施例3では、第二段突起溝81及び第三段突起溝82からのオーバーフローがなくなるので、キャリーオーバーを確実に低下させることができる。
Therefore, in Example 3, since overflow from the second
よって、上述した実施例1と同様な効果が得られることは勿論、キャリーオーバーをさらに低下させることができるので、更なる効果が期待できる。 Therefore, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained, and the carryover can be further reduced, so that a further effect can be expected.
なお、第二段蒸気排出口93及び第三段蒸気排出口94の上縁を上に凸形状にして、その上縁に沿って第二段排出流路51及び第三段排出流路52側に第二段突起溝81及び第三段突起溝82を設けてもよい。また、円管から第二段外筒70及び第三段外筒74を製作する場合には、第二段蒸気排出口93及び第三段蒸気排出口94を形成した後、縁を第二段出流路51及び第三段排出流路52側に折り曲げることにより第二段突起溝81及び第三段突起溝82が形成できるため、新たに突起溝を溶接等により取り付ける必要がなくなる効果がある。
The upper edges of the second-stage
本発明の気水分離器の実施例4について、図10及び図11を用いて説明する。 Embodiment 4 of the steam / water separator of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
図10及び図11に示す如く、実施例4の気水分離器6は、実施例3の構成に加え、第三段分離水排出口92がなく、第二段環状板71に連通穴98a、98bを設け、その連通穴98a、98bから第二段分離水排出口91a、91bの近傍まで延びる連通管99a、99bを設けたものである。このとき、第三段蒸気排出口94の下端は、第二段環状板71よりも上方に配置されている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
このような実施例4の構成によれば、第三段排出流路52で底部に流下した水は、連通穴98a、98bから連通管99a、99bを通って第二段排出流路51の底部へ導かれる。連通管99a、99bで第二段排出流路51の底部に導かれた分離水は、第二段ピックオフリング65から第二段排出流路51に流入した分離水と合流して第二段分離水排出口91a、91bから外部へ排出される。
According to the configuration of the fourth embodiment, the water flowing down to the bottom in the third-stage
このように第三段排出流路52に流入した分離水を、第二段分離水排出口91a、91bから排出することには次のメリットがある。
Thus, discharging the separated water flowing into the third-stage
即ち、実施例3のように、第三段分離水排出口92a、92bから分離水22を排出させると、分離水22が第二段蒸気排出口93から排出され上昇する蒸気31にさらされるため、蒸気流速が大きい場合には、分離水22の一部が蒸気31に随伴して蒸気乾燥器7へと流れていくことが懸念される。
That is, as in the third embodiment, when the separated
これに対して、実施例4では、分離水が蒸気に晒されない第二段分離水排出口91a、91bから分離水をまとめて排出することができるため、蒸気に随伴されて蒸気乾燥器7へ流れていく分離水を大幅に低減することができる。
On the other hand, in Example 4, since separated water can be discharged | emitted collectively from the 2nd stage separated
このような実施例4のような構成としても、上述した実施例と同様な効果を得ることができる。 Even with such a configuration as in the fourth embodiment, it is possible to obtain the same effects as in the above-described embodiments.
なお、連通管99a、99bの出口は、第二段蒸気排出口93の下端よりも低い位置にあったほうがよい。即ち、連通管99a、99bの出口が、第二段蒸気排出口93の下端よりも高い位置にあると、連通管99a、99bの出口から流出する分離水が蒸気に随伴され、第二段蒸気排出口93から流出して、そのまま蒸気乾燥器まで流れていく可能性がある。
The outlets of the
そこで、連通管99a、99bの出口を第二段蒸気排出口93よりも低い位置にすれば、連通管99a、99b内を流下した分離水が気水分離器外の蒸気流れに晒されることがなく、そのまま第二段排出流路51の底部に落下するので、分離水を蒸気流れに晒すことなく確実に第二段分離水排出口91a、91bから排出することができる。
Therefore, if the outlets of the
2…炉心シュラウド、3…原子炉圧力容器、4…ダウンカマ、5…炉心、6…気水分離器、7…蒸気乾燥器、8…主蒸気配管、10…インターナルポンプ、21…第二段分離水排出口から排出される分離水、22…第三段分離水排出口から排出される分離水、23…第二段内筒内側に形成された液膜、24…第三段内筒内側に形成された液膜、25…第二段内筒排出流路側に形成された液膜、26…第二段外筒内側に形成された液膜、27…第三段内筒排出流路側に形成された液膜、28…第三段外筒内側に形成された液膜、31…第二段蒸気排出口から排出される蒸気、32…第三段蒸気排出口から排出される蒸気、33…第二段外筒外側を上昇する蒸気、34…第三段外筒外側を上昇する蒸気、50…第一段排出流路、51…第二段排出流路、52…第三段排出流路、55…気水分離器出口、61…スタンドパイプ、62…ディフューザ、63…スワラ、64…第一段内筒、65…第一段ピックオフリング、66…第一段外筒、67…第一段環状板、68…第二段内筒、69…第二段ピックオフリング、70…第二段外筒、71…第二段環状板、72…第三段内筒、73…第三段ピックオフリング、74…第三段外筒、75…第三段環状板、81…第二段突起溝、82…第三段突起溝、91、91a、91b…第二段分離水排出口、92、92a、92b…第三段分離水排出口、93…第二段蒸気排出口、94…第三段蒸気排出口、98a、98b…連通穴、99a、99b…連通管、101…ハブ、102…旋回羽根、103…第二段排出流路出口、104…第三段排出流路出口。 2 ... core shroud, 3 ... reactor pressure vessel, 4 ... downcomer, 5 ... core, 6 ... steam separator, 7 ... steam dryer, 8 ... main steam pipe, 10 ... internal pump, 21 ... second stage Separation water discharged from the separation water discharge port, 22 ... Separation water discharged from the third-stage separation water discharge port, 23 ... Liquid film formed inside the second-stage inner cylinder, 24 ... Inside the third-stage inner cylinder , Liquid film formed on the second-stage inner cylinder discharge flow path side, 26 liquid film formed on the inner side of the second-stage outer cylinder, 27. Liquid film formed 28 ... Liquid film formed inside the third stage outer cylinder, 31 ... Steam discharged from the second stage steam outlet, 32 ... Steam discharged from the third stage steam outlet, 33 ... Steam rising outside the second stage outer cylinder, 34 ... Steam rising outside the third stage outer cylinder, 50 ... First stage discharge flow path, 51 ... Second stage discharge , 52... Third stage discharge channel, 55... Steam outlet, 61. Stand pipe, 62. Diffuser, 63. Swirler, 64 ... First stage inner cylinder, 65 ... First stage pick-off ring, 66. First stage outer cylinder, 67 ... First stage annular plate, 68 ... Second stage inner cylinder, 69 ... Second stage pick-off ring, 70 ... Second stage outer cylinder, 71 ... Second stage annular plate, 72 ... Third Step inner cylinder, 73 ... Third stage pick-off ring, 74 ... Third stage outer cylinder, 75 ... Third stage annular plate, 81 ... Second stage projection groove, 82 ... Third stage projection groove, 91, 91a, 91b ... Second stage separated water discharge port, 92, 92a, 92b ... Third stage separated water discharge port, 93 ... Second stage steam discharge port, 94 ... Third stage steam discharge port, 98a, 98b ... Communication hole, 99a, 99b ... Communication pipe, 101 ... Hub, 102 ... Swirl blade, 103 ... Second stage discharge channel outlet, 104 ... Third stage discharge channel outlet.
Claims (9)
前記第二段外筒に前記第二段排出流路に流入した水を排出する第二段分離水排出口と蒸気を排出する第二段蒸気排出口を設けると共に、前記第二段蒸気排出口が前記第二段分離水排出口よりも高い位置に配置され、かつ、前記第二段蒸気排出日の縁に沿って前記第二段排出流路へ突出した突起物が設けられ、該突起物の先端が前記第二段蒸気排出口の流路を塞がない方向に折り曲げられて前記第二段外筒との間で溝状の流路である突起溝が形成されていることを特徴とする気水分離器。 A stand pipe that guides the gas-liquid two-phase flow from below to above, and a flow path that communicates with the upper end surface of the stand pipe to form a flow path. A diffuser that expands the area, a first stage inner cylinder that communicates with the upper end surface of the diffuser to form a flow path, and an annular flow path that surrounds the first stage inner cylinder in a concentric manner to form an annular flow path A first-stage outer cylinder, a first-stage annular plate that closes the inner peripheral edge of the upper end surface of the first-stage outer cylinder, and that has a circular hole with a smaller diameter than the first-stage inner cylinder, and the first-stage annular plate A first-stage pick-off ring that rises in a cylindrical shape downward from an inner peripheral edge forming the circular hole of the plate and forms the circular hole as a flow path to a second-stage inner cylinder; and the first stage The second stage inner cylinder that is installed on the annular plate and forms a flow path, and the second stage inner cylinder are concentrically spaced from each other. A second-stage outer cylinder that surrounds and forms an annular second-stage discharge channel, and closes the inner peripheral edge of the upper end surface of the second-stage outer cylinder and has a circular hole with a smaller diameter than the second-stage inner cylinder A second-stage annular plate, a third-stage inner cylinder that is installed on the second-stage annular plate and forms a flow path, and downward from an inner periphery that forms the circular hole of the second-stage annular plate A second-stage pick-off ring that rises in a cylindrical shape and forms the circular hole as a flow path to the third-stage inner cylinder, and a hub that passes through the axial center of the flow path of the gas-liquid two-phase flow, and A plurality of swirl vanes attached radially about a hub, and an inner edge of the swirl vane is fixed to the hub in a radial direction; In the steam-water separator provided with a swirler whose outer edge is fixed in the radial direction of
The second-stage outer cylinder is provided with a second-stage separated water discharge port for discharging water flowing into the second-stage discharge channel and a second-stage steam discharge port for discharging steam, and the second-stage steam discharge port Is provided at a position higher than the second-stage separated water discharge port , and a protrusion protruding to the second-stage discharge passage along the edge of the second-stage steam discharge date is provided, the protrusion A tip groove is bent in a direction that does not block the flow path of the second-stage steam discharge port, and a protruding groove that is a groove-shaped flow path is formed between the second-stage outer cylinder and the second-stage outer cylinder. To steam separator.
前記第二段外筒に前記第二段排出流路に流入した水を排出する第二段分離水排出口と蒸気を排出する第二段蒸気排出口を設けると共に、前記第二段蒸気排出口が前記第二段分離水排出口よりも高い位置に配置され、かつ、前記第三段外筒に前記第三段排出流路に流入した水を排出する第三段分離水排出口と蒸気を排出する第三段蒸気排出口を設け、前記第三段蒸気排出口が前記第三段分離水排出口よりも高い位置に配置され、しかも、前記第二段蒸気排出口及び前記第三段蒸気排出口の縁に沿って前記第二段排出流路及び前記第三段排出流路へ突出した突起物がそれぞれ設けられ、該突起物の先端が前記第二段蒸気排出口及び前記第三段蒸気排出口の流路を塞がない方向に折り曲げられて前記第二段外筒及び前記第三段外筒との間で溝状の流路である突起溝が形成されていることを特徴とする気水分離器。 A stand pipe that guides the gas-liquid two-phase flow once upward from below, and a flow path that communicates with the upper end surface of the stand vip, forming a flow path, and breaking the flow path upward from the cross-sectional area of the upper end face. A diffuser that expands the area, a first stage inner cylinder that communicates with the upper end surface of the diffuser to form a flow path, and an annular flow path that surrounds the first stage inner cylinder in a concentric manner to form an annular flow path A first-stage outer cylinder, a first-stage annular plate that closes the inner peripheral edge of the upper end surface of the first-stage outer cylinder, and that has a circular hole with a smaller diameter than the first-stage inner cylinder, and the first-stage annular plate A first-stage pick-off ring that rises in a cylindrical shape downward from an inner peripheral edge forming the circular hole of the plate and forms the circular hole as a flow path to a second-stage inner cylinder; and the first stage The second stage inner cylinder that is installed on the annular plate and forms a flow path, and the second stage inner cylinder are concentrically spaced from each other. A second-stage outer cylinder that surrounds and forms an annular second-stage discharge channel, and closes the inner peripheral edge of the upper end surface of the second-stage outer cylinder and has a circular hole with a smaller diameter than the second-stage inner cylinder A second-stage annular plate, a third-stage inner cylinder that is installed on the second-stage annular plate and forms a flow path, and downward from an inner periphery that forms the circular hole of the second-stage annular plate A second-stage pick-off ring that rises in a cylindrical shape and forms the circular hole as a flow path to the third-stage inner cylinder, and an annular first ring surrounding the third-stage inner cylinder at a concentric interval. A third-stage outer cylinder that forms a three-stage discharge channel, and a third-stage annular cylinder that closes the inner peripheral edge of the upper end surface of the third-stage outer cylinder and that has a smaller diameter circular hole than the third-stage inner cylinder Plate, and the circular hole is erected in a cylindrical shape downward from the inner peripheral edge forming the circular hole of the third-stage annular plate, and the circular water hole is connected to the steam / water separator outlet flow path. A third stage pick-off ring, a hub passing through the axial center of the gas-liquid two-phase flow path, and a plurality of swirl vanes attached radially about the hub, the radially inner edge of the swirl vanes In the steam-water separator provided with a swirler, the outer edge of which is fixed to the inner wall of the diffuser or the inner wall of the first stage inner cylinder in the radial direction of the swirl vane.
The second-stage outer cylinder is provided with a second-stage separated water discharge port for discharging water flowing into the second-stage discharge channel and a second-stage steam discharge port for discharging steam, and the second-stage steam discharge port Is disposed at a position higher than the second-stage separated water discharge port, and a third-stage separated water discharge port and a steam for discharging water that has flowed into the third-stage discharge channel into the third-stage outer cylinder. setting a third stage steam discharge port for discharging only the third-stage steam outlet is located at a position higher than the third stage separated water outlet, moreover, the second stage vapor exhaust outlet and the third stage Protrusions that protrude to the second-stage discharge channel and the third-stage discharge channel are provided along edges of the steam discharge ports, respectively, and the tips of the projections are provided at the second-stage steam discharge port and the third-stage discharge channel. A groove-like flow between the second-stage outer cylinder and the third-stage outer cylinder is bent in a direction that does not block the flow path of the stage steam discharge port. Steam separator, wherein a projection grooves are formed at.
前記第三段分離水排出口は、前記第二段蒸気排出口の開口部と鉛直方向に重ならないように周方向に分けて配置されていることを特徴とする気水分離器。 The steam separator according to claim 2 ,
The third-stage separated water discharge port is divided into a circumferential direction so as not to overlap the opening of the second-stage steam discharge port in the vertical direction.
前記第二段蒸気排出口及び前記第三段蒸気排出口の上端縁に沿った前記突起溝は、前記第二段蒸気排出口及び前記第三段蒸気排出口の中央部から両端に向かつて斜め下向きに延びる傾斜を持たせて配置されていることを特徴とする気水分離器。 The steam-water separator according to claim 2 or 3 ,
The protrusion groove along the upper edge of the second-stage steam outlet and the third-stage steam outlet is inclined diagonally from the center of the second-stage steam outlet and the third-stage steam outlet to both ends. A steam-water separator, wherein the steam-water separator is disposed with an inclination extending downward.
前記第二段外筒に前記第二段排出流路に流入した水を排出する第二段分離水排出口と蒸気を排出する第二段蒸気排出口を設けると共に、前記第二段蒸気排出口が前記第二段分離水排出口よりも高い位置に配置され、かつ、前記第三段外筒に蒸気を排出する第三段蒸気排出口を設け、該第三段蒸気排出口の下端は前記第二段環状板よりも上方に位置していると共に、前記第二段環状板に連通孔が設けられ、かつ、該連通孔から流下する分離水を前記第二段排出流路の下方に導く連通管を前記第二段排出流路内に設けたことを特徴とする気水分離器。 A stand pipe that guides the gas-liquid two-phase flow from below to above and a flow path that communicates with the upper end face of the stand pipe to form a flow path, and the flow path breaks upward from the flow path cross-sectional area of the upper end face. A diffuser that expands the area, a first stage inner cylinder that communicates with the upper end surface of the diffuser to form a flow path, and an annular flow path that surrounds the first stage inner cylinder in a concentric manner to form an annular flow path A first-stage outer cylinder, a first-stage annular plate that closes the inner peripheral edge of the upper end surface of the first-stage outer cylinder, and that has a circular hole with a smaller diameter than the first-stage inner cylinder, and the first-stage annular plate A first-stage pick-off ring that rises in a cylindrical shape downward from an inner peripheral edge forming the circular hole of the plate and forms the circular hole as a flow path to a second-stage inner cylinder; and the first stage The second stage inner cylinder that is installed on the annular plate and forms a flow path, and the second stage inner cylinder are concentrically spaced from each other. A second-stage outer cylinder that surrounds and forms an annular second-stage discharge channel, and closes the inner peripheral edge of the upper end surface of the second-stage outer cylinder and has a circular hole with a smaller diameter than the second-stage inner cylinder A second-stage annular plate, a third-stage inner cylinder that is installed on the second-stage annular plate and forms a flow path, and downward from an inner periphery that forms the circular hole of the second-stage annular plate A second-stage pick-off ring that rises in a cylindrical shape and forms the circular hole as a flow path to the third-stage inner cylinder, and an annular first ring surrounding the third-stage inner cylinder at a concentric interval. A third-stage outer cylinder that forms a three-stage discharge channel, and a third-stage annular cylinder that closes the inner peripheral edge of the upper end surface of the third-stage outer cylinder and that has a smaller diameter circular hole than the third-stage inner cylinder Plate, and the circular hole is erected in a cylindrical shape downward from the inner peripheral edge forming the circular hole of the third-stage annular plate, and the circular water hole is connected to the steam / water separator outlet flow path. A third stage pick-off ring, a hub passing through the axial center of the gas-liquid two-phase flow path, and a plurality of swirl vanes attached radially about the hub, the radially inner edge of the swirl vanes In the steam-water separator provided with a swirler, the outer edge of which is fixed to the inner wall of the diffuser or the inner wall of the first stage inner cylinder in the radial direction of the swirl vane.
The second-stage outer cylinder is provided with a second-stage separated water discharge port for discharging water flowing into the second-stage discharge channel and a second-stage steam discharge port for discharging steam, and the second-stage steam discharge port Is disposed at a position higher than the second-stage separated water discharge port, and a third-stage steam discharge port for discharging steam is provided in the third-stage outer cylinder, and the lower end of the third-stage steam discharge port is The second stage annular plate is located above the second stage annular plate, and a communication hole is provided in the second stage annular plate, and the separated water flowing down from the communication hole is guided below the second stage discharge channel. An air / water separator, wherein a communication pipe is provided in the second-stage discharge flow path.
前記連通管の下端は、前記第二段蒸気排出日の下端よりも下方に配置されていることを特徴とする気水分離器。 The steam separator according to claim 5 ,
The steam-water separator, wherein a lower end of the communication pipe is disposed below a lower end of the second stage steam discharge date.
前記第二段蒸気排出口及び前記第三段蒸気排出口の縁に沿って前記第二段排出流路及び前記第三段排出流路へ突出した突起物がそれぞれ設けられ、該突起物の先端が前記第二段蒸気排出口及び前記第三段蒸気排出口の流路を塞がない方向に折り曲げられて前記第二段外筒及び前記第三段外筒との間で溝状の流路である突起溝が形成されていることを特徴とする気水分離器。 The steam-water separator according to claim 5 or 6 ,
Protrusions projecting into the second-stage discharge channel and the third-stage discharge channel are provided along edges of the second-stage steam discharge port and the third-stage steam discharge port, respectively, and tips of the projections Is a groove-like flow path between the second stage outer cylinder and the third stage outer cylinder that is bent in a direction that does not block the flow paths of the second stage steam discharge port and the third stage steam discharge port. An air / water separator, characterized in that a protruding groove is formed.
前記第二段蒸気排出口及び前記第三段蒸気排出口の上端縁に沿った前記突起溝は、前記第二段蒸気排出口及び前記第三段蒸気排出口の中央部から両端に向かつて斜め下向きに延びる傾斜を持たせて配置されていることを特徴とする気水分離器。 The steam-water separator according to any one of claims 5 to 7 ,
The protrusion groove along the upper edge of the second-stage steam outlet and the third-stage steam outlet is inclined diagonally from the center of the second-stage steam outlet and the third-stage steam outlet to both ends. A steam-water separator, wherein the steam-water separator is disposed with an inclination extending downward.
前記気水分離器は、請求項2乃至8のいずれかに記載の気水分離器であることを特徴とする沸騰水型原子炉。 A reactor pressure vessel, a core provided in the reactor pressure vessel and loaded with a plurality of fuel assemblies, a shroud in which the core is disposed, and disposed above the core in the reactor pressure vessel A steam / water separator for separating the steam / water mixture flow generated in the core into steam and water, and a wet steam located above the steam / water separator and separated by the steam / water separator A steam dryer for drying the steam, a main steam pipe for supplying steam dried by the steam dryer to the turbine, water formed between the reactor pressure vessel and the shroud, and separated by the steam separator. In a boiling water nuclear reactor comprising a circulating downcomer and an internal pump or a jet pump disposed below the downcoma and supplying water in the downcoma to the core,
The steam-water separator, a boiling water reactor, which is a steam-water separator according to any one of claims 2 to 8.
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