JPS58100784A - 電子炉炉心スプレイ装置 - 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】 発明の技術分野 本発明は、原子炉の冷却材が喪失する事故が趣きたと自
に、緊急冷却用として炉心上部へ散水させるようにした
原子炉炉心スプレィ装置に関する。

発明の技術的背景 原子炉特に軽水炉では再循環配管などの破断などによっ
て冷却水喪失の事故が起ることがある。

この場合は炉心内の水が流出して水位低下によって燃料
要素が裸になシ、崩壊熱のため炉心の空だき状態が生じ
て燃料要素を破損させる恐れがある０この炉心の空だき
を防ぐため炉心スプレィ系が設置されている〇 第１図は従来よシ設置されているスプレィ系を示すもの
で、水平盤スプレィ装置と呼称することができる。この
スプレィ系は、多数の燃料棒コを収容した炉心ｌとシー
ジウドヘッドＪの間に設はラレ、スプレィスパージャ参
よ）スプレィノズル！を介して冷水を炉心に散布するよ
うになっているＯ 背景技術の問題点 従来のスプレィ系では上記のように、スプレィスパージ
ャ弘を炉心の周辺に取付けてあ夛、水平方向に散水する
ので、炉心中央部までできるだけ均一に散水するために
は技術的に大きな問題点が存在する。

スプレィ系の容量とスプレィノズルの仕様を決定する上
では次のような条件を考慮しなければならない０すなわ
ち、スプレィノズルｊ　ｐｈら散布された水は、炉心か
らの吹上げ蒸気によって炉心中央部への流入量が小さく
なるという半価方向の不均一分布が生じる。またシ、ツ
ウド内の温度や吹上げ蒸気流量の半径方向分布が炉心部
と異ることによってスプレィ水が炉心中央部に到達しに
くい傾向に影等を与えていた。これは、炉心中央部の燃
料要素は低出力であり蒸気の吹上げ量が少いのでスプレ
ィ水がよく落下できるのに対し、炉心中央部の燃料要素
は高出力で蒸気吹上げ量が多く。

スプレィ水がはじき返されて落下しにくいからであシ、
しかもスプレィ水は吹上げ蒸気を凝縮するとき、炉心周
辺部ではサブクール度が大きく中央部に近付くほど飽和
水となるため、炉心中央部で充分な蒸気凝縮ができず、
蒸気によるスプレィ水の注入阻碍現象を直接的に受ける
０同時に炉心中央部で高出力燃料要素内に入るスプレィ
水はサブクール度を持たないので、炉心冷却特性が悪く
なることが考えられる。

以上のように、燃料からの吹上げ蒸気に工りメプレイ水
量の分布、スプレィ水の温度分布が生ずるので、この問
題点に対し従来のスプレィ系では。

スプレィ容量の決定に際し、炉心中央部でのスプレィ流
量が必要流量を確保できるように余分に大きくすること
で解決を図うていた。従ってスプレィノズル！の形状配
置が複雑で、しかしあらゆる条件Ｋｆ１４足できる技術
的解決は極めてむつかしいものであった。

発明の目的 本発明は、上記のような従来の水平減スプレィ装置の問
題点に鑑み、スプレィ水の分布を均一にすることＫよっ
て炉心を有効に冷却すると共にスプレィ系の容量を低減
し、総体的にスプレィ系の小型化を図ることを目的とし
て、炉心の真上から注水冷却を行うことがで自る―直置
スプレィ装置で、炉心の真上にノズル群を配置すれば燃
料交換に邪魔になるので、その場合の逃避手段ならびに
これに伴う振動や変位を防ぐ固定手段を解決した原子炉
炉心スプレィ装置を提供する０ 発明の概要 本発明では、上記の目的を達成するため、炉心上部周辺
部に褒状配管を配置し、その円周を略郷分する位置から
下向きの多数のスプレィノズルを配設し求心方向に延び
る枝状配管を接続する。この接続部は褒状配管の軸線回
シに可動で、枝状配管が上方に揺回できるようｋなつて
いる。常時は水平に求心方向を向くように設置され、緊
急スプレィ時に炉心上部から直接的に下方へスプレィ水
を放射する◎燃料交換時は枝状配管を上方へ直立させる
ことＫよって炉心上方を開放し、邪魔にならない。

また求心方向に向いた枝状配管は一稲の片持ち梁の状ｍ
になシ、スプレィの反動で自由端部の振動中時には接続
部が動いて上方忙持上げられることがあるので、各枝状
配管自由端部をリング状または円板状固定部材で結合す
る０結合固定にはワンタッチ操作のバヨネット方式など
が用いられる０このようにしてスプレィを喬直型とした
ことによって、炉心に対し均一なスプレィ水の分布がで
き、炉心を均一に冷却できる。炉心周辺部と中央部の条
件の相違に対してもノズルの配置をただ炉心の平断面上
の分布に合わせて設定すればよいので複雑さがない。　
　′ 発明の実施例 第２図において、原子炉圧力容器１０内に配置される炉
心ｌ、燃料棒２．シーラウドヘプト３は第１図に示した
ものと変らない０スプレイ系ｌ／は同様に炉心ｌとシ＆
２ウドヘッド３との関に設置する。周辺部に配管ｌコを
全体として環状になるように配し、その円周を等分する
位置から、炉心求心（中心）方向に延び、多数のスプレ
ィノズル／Ｊを配設した枝状配管へを接続して設けるＯ
第３図および嬉参図は上記スプレィ系／／を拡大して示
す０ 環状配管ｌコから求心方向１ｃ［びる複数個の枝状配管
序は、それぞれその接続部１５が環状配管７２回）に可
動で、全体を上方へ揺回できるようになっている。通常
はストツメ−などで水平位置を保ち。

かつその先端部を固定す／グ３で互に結合固定されてい
る。

第５図に示したのは上記固定リンク：ｗＶｃ代えて固定
円板νを用いたものを示す。

上記構成にエル、冷却材喪失事故時には、その緊急信号
を受けてスプレィ系ｌ／が作動し、冷却水は給水管ｌフ
よりｍ状配管１２を通って枝状配管／４Ａに分流し、こ
こに設置されている複数個のスプレィノズル１３を介し
て炉心上部にスプレィされる。

スプレィ水は直接的に下方に散布され、スプレィノズル
１３の配置によって設定された流量分布を保って炉心上
部に注水される。このスプレィ水の噴出は勢いがあシ、
枝状配管１４Ａはその反力によって上方へ押されるが、
各枝状配管ｌりが固定リングにあるい伏固定円板Ｖで結
合されているので、その反力に充分耐え、振動や持上が
りを阻止する。

燃料交換時には、嬉１図に示すように、各枝状配管序の
先端を結束していた固定す／グにを取外し、それぞれの
可動接続部ｉｓによって上方へ直角もしくはそれ以上の
角度に揺回させる０炉心ｌ上方は猿状配管ｌコ内が開放
され、ここから燃料棒コを出し入れし、邪魔にならない
。

固定す／グＪ、固定円板：Ｌ／ｉＣよる枝状配管ｔａの
固定はワンタッチな操作が可能なバヨネット方式または
ボルト、ナツトによる締着その他適当な手段が利用でき
る。

発明の効果 以上の通〕本発明の原子炉炉心スプレィ装置は。

炉心上方に、炉心を覆うようにスプレィノズル群を配し
、スプレィ水を垂直に最適な分布にようで炉心上部に注
水し、冷却材喪失事故を起した炉心上部を緊急冷却する
ことがでする。そしてこのような働直聾スプレィを、ｌ
ｌ状配管から求心方向に延びる枝状配管を、褒状配管圃
■揺回自在に接　　　　　［□続し、この枝状配管にス
プレィノズルを配設し。

必要時これを上方に揺回して開放できるようにしたこと
によって実用可能とし、また枝状配管を揺回可能とした
ことによる不安定さは、求心位置で固定り／グや固定円
板等の固定部材によつて結束し、振動などを防ぐことが
できる。冷却効率がよく、従うて余分なスプレィ量を抑
制することができ、スプレィ系を小屋化し、垂直型スプ
レィ装置の機能を倍加させる特徴ある装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の原子炉炉心スプレィ装置を備えた原子炉
の縦断面図、第２図は本発明の原子炉炉心スプレィ装置
を備えた原子炉の縦断面図、第３図は本発明の原子炉炉
心スプレィ装置のｌ実施例を示す要部の拡大した平面図
、第参図は同斜視図。 第５図は同他の実施例を示す平面図、第を図は同燃料交
換時の状態を示す斜視図である０ハ・・原子炉炉心、、
２・・・燃料棒、３・・・シ、ラウドヘッド、　１０・
・・原子炉圧力容器、　ｔｉ・・・スプレィ系。 ｌｊ・・・褒状配管、１３・・・スプレィノズル、／ｌ
−・・枝状配管、ｌｊ・・・可動接続部、ｌ）・・・給
水管、Ｊ・・・固定すｙグ、ｌ・・・固定円板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 を冷却、材喪失事故時炉心を上部から冷却できるように
   設備したスプレィ系において、炉心周辺部に環状に配置
   した配管と、上記褒状配管の回シに揺回可能に接続され
   、多数のノズルを有する複数本の枝状配管とによって構
   成したことを特徴とする原子炉炉心スプレィ装置。 ２各校状配管先端部を、水平にかつ求心方向へ向いた位
   置でリング状または円板状固定部材によって結束固定で
   きるよう和したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の原子炉炉心スプレィ装置。