(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型原子炉の炉内に設置されると共に、二重の円筒により構成される気水分離器の該二重の円筒の外側に位置する円筒の上端に取付けられ、隣接する気水分離器と１箇所で連結する少なくとも１つの連結板が一体となっていることを特徴とする沸騰水型原子炉の気水分離器用リング。
【請求項２】
請求項１に記載の沸騰水型原子炉の気水分離器用リングおいて、
前記連結板の先端に開先が形成され、該連結板の開先を突き合わせ、該突き合わせ部を溶接することで、隣接する少なくとも１方向の前記気水分離器を連結することを特徴とする沸騰水型原子炉の気水分離器用リング。
【請求項３】
請求項１に記載の沸騰水型原子炉の気水分離器用リングおいて、
前記連結板の先端の一方側をはめ込み部のオス側、他方側をはめ込み部のメス側とし、該はめ込み部のオス側とメス側を組み合わせることで、隣接する少なくとも１方向の気水分離器を連結することを特徴とする沸騰水型原子炉の気水分離器用リング。
【請求項４】
請求項１に記載の沸騰水型原子炉の気水分離器用リングおいて、
前記連結板は、隣接する互いの連結板の先端を直角に突出させてL字状に形成され、一方の連結板のL字状の突出部分を他方のL字状の突出部分と摺り合わせるように組み合わせることで、隣接する少なくとも１方向の気水分離器を連結することを特徴とする沸騰水型原子炉の気水分離器用リング。
【請求項５】
請求項１に記載の沸騰水型原子炉の気水分離器用リングおいて、
前記連結板の先端の一方側に円筒穴が、隣接する連結板の先端の他方側にピンがそれぞれ形成され、かつ、これら両者の連結板を重ね合わせ、前記ピンを円筒穴に挿入することで、隣接する少なくとも１方向の気水分離器を連結することを特徴とする沸騰水型原子炉の気水分離器用リング。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれかに記載の沸騰水型原子炉の気水分離器用リングおいて、
前記連結板は、隣接する前記気水分離器の全方向に対して設けてあることを特徴とする沸騰水型原子炉の気水分離器用リング。
【請求項７】
原子炉圧力容器の炉心上方に、該炉心で発生した蒸気から炉内の湿分を分離する複数の気水分離器を備え、前記複数の気水分離器は、該気水分離器の上端に取付けられているリングが連結板を介して連結されている沸騰水型原子炉において、
前記リングは、請求項１乃至６のいずれかに記載の気水分離器用リングであることを特徴とする沸騰水型原子炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は沸騰水型原子炉及びその気水分離器用リングに係り、特に、炉心で発生した蒸気と水を含む気水混合流が供給される複数の気水分離器の据付の仕方を改良した沸騰水型原子炉及びその気水分離器用リングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、沸騰水型原子炉は、原子炉圧力容器内に、複数の燃料集合体を装荷した炉心が配置されている。この炉心内の燃料集合体で発生した熱によって冷却材(軽水)を加熱し沸騰させることで、冷却材の一部が蒸気になり、発生した蒸気は、原子炉圧力容器から排出されてタービンへ送られ、タービンを回転させるものである。タービンには発電機が連結されていて、タービンで発電機を回転することで電力が発生する。
【０００３】
上記した炉心で発生した蒸気と水を含む気水混合流が供給される気水分離器は、その気水混合流に含まれる蒸気と水とを分離して、蒸気を蒸気乾燥器へ送る機能を有している。
【０００４】
この気水分離器は、気水分離器の下に取り付けてあるスタンドパイプを、シュラウドヘッドの鏡板に開けられている気水分離器接続用穴に挿入し、ここを溶接することで接合され鏡板に固定されている。通常、気水分離器は、鏡板の中心から距離が小さい順に取り付けられていく。
【０００５】
こうして、気水分離器が全て設置された後、最外周の位置までにある一列全ての気水分離器を、長尺で細長い角柱で形成されたタイバーを用いて繋ぎ、タイバーを全ての気水分離器の上部外側面に溶接して固定している。このタイバーは、１本の気水分離器に対して３方向に交差するよう気水分離器の取り付け位置を変えて溶接され、気水分離器を固定している。タイバーは、気水分離器の上部を一体化することにより、気水分離器全体の剛性を高める役割を担っている。
【０００６】
この気水分離器の上部支持構造については、隣接する気水分離器同士を、各気水分離器の上端面に放射状に配置した短冊状の連結板により連結するもの(特許文献１)や、気水分離器間の上部隙間に溶接で固定された連結板を設け、この連結板を介して隣り合う気水分離器同士を連結するもの(特許文献２)が、既に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２４６７６号公報
【特許文献２】特開２０００−１０５２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術の長尺で細長い角柱で形成されたタイバーを用いた場合は、タイバーが通る鏡板上の気水分離器を、鏡板に対してできるだけ垂直に精度良く据付けるか、或いは気水分離器の配置状態に合わせてタイバーを修正加工して据付ける必要がある。
【０００９】
また、特許文献１のように隣り合う気水分離器を連結板で連結するタイバーの場合は、これら課題を解消することができるものの、上述した従来技術に比べ連結板が多くなり部品点数が多くなるため、タイバー単品の製作工数、タイバーを気水分離器に溶接する工数は従来と同程度となることが予想される。
【００１０】
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、簡単な構成で、部品点数及び溶接箇所を少なくすることが可能となり、工数低減が図れる沸騰水型原子炉及びその気水分離器用リングを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の沸騰水型原子炉の気水分離器用リングは、上記目的を達成するために、沸騰水型原子炉の炉内に設置されると共に、二重の円筒により構成される気水分離器の該二重の円筒の外側に位置する円筒の上端に取付けられ、隣接する気水分離器と１箇所で連結する少なくとも１つの連結板が一体となっていることを特徴とする。
【００１２】
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、原子炉圧力容器の炉心上方に、該炉心で発生した蒸気から炉内の湿分を分離する複数の気水分離器を備え、前記複数の気水分離器は、該気水分離器の上端に取付けられているリングが連結板を介して連結されている沸騰水型原子炉において、前記リングは、上記構成の沸騰水型原子炉の気水分離器用リングであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡単な構成で、部品点数及び溶接箇所を少なくすることが可能となり、工数低減が図れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の沸騰水型原子炉の一実施例を示し、相互に隣り合う気水分離器を連結した状態の平面図である。
【図２】図１の気水分離器が採用される改良型の沸騰水型原子炉を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例に採用される気水分離器及びスタンドパイプを示す断面図である。
【図４】本発明の一実施例に採用される連結板同士を連結する一例を示す気水分離器上端のリング周辺部分を示す断面図である。
【図５】図４における連結板の連結部を拡大して側面方向から見た断面図である。
【図６】本発明に一実施例に採用される連結板同士を連結する他の例を示す気水分離器上端のリング周辺部分の断面図である。
【図７】図６における連結板の連結部を拡大して示す平面図である。
【図８】本発明に一実施例に採用される連結板同士を連結する更に他の例を示す気水分離器上端のリング周辺部分の断面図である。
【図９】図８における連結板の連結部を拡大して側面方向から見た断面図である。
【図１０】本発明に一実施例に採用される連結板同士を連結する更に他の例を示す気水分離器上端のリング周辺部分の断面図である。
【図１１】図１０における連結板の連結部を拡大して側面方向から見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施例の気水分離器の上端に取り付く気水分離器用リングの詳細を説明する前に、この気水分離器用リングが適用される改良型の沸騰水型原子炉について、図２を用いて説明する。
【００１６】
図２に示すように、改良型の沸騰水型原子炉は、原子炉圧力容器１を備え、その内部には炉心２を備えている。炉心２には複数の燃料集合体が装荷されていて、炉心シュラウド９は、これらを取り囲むよう原子炉圧力容器１内に配置されている。
【００１７】
シュラウドヘッド４は、炉心シュラウド９の上端部に設置されていて、複数の気水分離器３がシュラウドヘッド４に設置されている。また、蒸気乾燥器１０は、気水分離器３の上方で原子炉圧力容器１に設置されている。環状の流路であるダウンカマ１１が、原子炉圧力容器１と炉心シュラウド９の間に形成されている。また、複数のインターナルポンプ１２が原子炉圧力容器１の底部に設置され、インターナルポンプ１２のインペラ(図示せず)は、ダウンカマ１１内に配置されている。蒸気をタービンへ送るための主蒸気配管１３が、原子炉圧力容器１に接続されている。
【００１８】
ダウンカマ１１部の冷却水(冷却材)は、インペラにより加圧され、ディフューザ(図示せず)で整流後、シュラウドサポートレグ(図示せず)の間を通って、下部プレナム１４に送られる過程を経て炉心２へ供給される。この冷却水は、炉心２を通過する際、炉心２内に配置された燃料集合体内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱され、一部が蒸気になる。この蒸気を含む冷却水は、気水混合流の状態で炉心から気水分離器３内へ供給される。気水分離器３は、内部の固定翼により冷却水を除去し、蒸気を排出する。蒸気は、蒸気乾燥器１０によって含まれている液滴が、さらに除去されて乾燥度を増した上で、主蒸気配管１３に排出され、この主蒸気配管１３を通ってタービンに供給されてタービンを回転させ、タービンに連結された発電機が回転して電力を発生するものである。
【００１９】
一方、タービンから排出された蒸気は、復水器で凝縮されて水になる。この水は、給水として給水配管により原子炉圧力容器１内に供給される。
【００２０】
また、気水分離器３で分離された冷却水は、ダウンカマ１１内に排出される。この冷却水は、給水配管によって供給される給水とダウンカマ１１内で混合され、インターナルポンプ１２内に流入する。このサイクルを繰り返すことで発電が行われる。
【００２１】
次に、上述した気水分離器３について、図３を用いて説明する。
【００２２】
沸騰水型原子炉に用いられる気水分離器３は、図３に示すように、縦型軸流遠心式で、二重の円筒より構成されている。炉心２を出た気水混合体は、炉心上部プレナム１５（図２参照）からスタンドパイプ１６を通って気水分離器３の下端に入り、ここで入り口ベーン１７により回転運動が与えられ、円筒内を自由渦巻運動で上向きに移動していく間に、それに伴う遠心効果によって水と蒸気が分離される。
【００２３】
リング８は、気水分離器３を構成する円筒内の最上部と中間部、及び下方部の３箇所に設置されており、分離された水は、リング８にて集合して外側の円筒側へ排出され降下し、その後、再び炉心２の領域へ戻る。一方、分離された蒸気部分は、そのまま軸方向に進んで、蒸気乾燥器１０に入る。
【００２４】
本実施例では、気水分離器３の最上部に取り付けられているリング８と連結板７を一体化し、気水分離器３自体に相互に隣り合う気水分離器３を連結するための機能を持たせた構造としているので、以下、これについて記述する。
【００２５】
まず、先端に溶接開先がある連結板７を一体化したリング８について説明する。先端に溶接開先がある連結板７を一体化したリング８は、図４に示すごとく、先端に溶接開先がある相互の連結板７の溶接開先を突き合わせ、その開先部分を１箇所溶接１８することで、連結板７を介して相互に隣り合う気水分離器３を連結するものである。この状態を図１に示す。
【００２６】
図１に示す如く、気水分離器３の最上部に取り付けられているリング８は、円周方向に等間隔に、それぞれの先端に溶接開先が６個の連結板７と一体になって形成されている。リング８と連結板７との一体化は、例えば鋳造、機械加工で形成することが可能である。
【００２７】
このように形成されたリング８と一体化された6個の各連結板７は、隣接する複数の各気水分離器３の最上部に取り付けられている同一構成のリング８の各連結板７と、その先端にある溶接開先同士を突き合わせて溶接１８することで、複数の隣接する気水分離器３同士を連結している。図５は、隣接する連結板７同士の溶接開先に溶接１８を実施した後を示すものである。気水分離器３の最上部に取り付けられているリング８と一体化された連結板７同士の溶接開先が溶接１８されていることが分かる。
【００２８】
このように構成することにより、連結板７を溶接する箇所は６箇所であることから、先行技術に比べて部品点数、及び溶接箇所が少なくなるため工数低減が可能である。また、従来技術の課題であった気水分離器３の据付精度やタイバーの修正加工を考慮する必要は無くなることは勿論、先行技術に比べ、タイバー単品の製作が不要になることから部品点数を減らすこともできる。更に、隣り合う気水分離器３同士を連結するためには、少なくとも１箇所連結板７を設けてあるリング８が必要で、気水分離器３の上部に要求される剛性に応じて、林立する気水分離器３の位置毎に連結板７を増やすことにより、気水分離器３の上部を全体として連結することが可能になる。
【００２９】
次に、図６及び図７にリング８と一体に形成された連結板７同士を連結する他の例を示す。
【００３０】
図６及び図７に示す例は、先端にはめ込み式連結部がある連結板７を一体化したリング８とする例である。この例は、連結板７の先端の一方側をはめ込み部のオス側７ａ、他方側をはめ込み部のメス側７ｂとし、これら連結板７のはめ込み部のオス側７ａとメス側７ｂを組み合わせることで、相互に隣り合う気水分離器３を連結することが可能な構造となっている。両者を組み合わせる際には、一方の気水分離器３を鏡板に取り付けた後、他方の気水分離器３を上方からはめ込むことで、両者を連結することができる。
【００３１】
このような本実施例の構成でも上述した実施例と同様、従来技術の課題は解消しており、先行技術よりも部品点数は少なくなるし、溶接箇所が少なくなるため工数低減が可能である。また、少なくとも１箇所連結板７を設けてあるリング８があれば、隣り合う気水分離器３同士を連結でき、林立する気水分離器３の位置毎に連結板７を増やすことにより剛性を上げることができる。
【００３２】
尚、本実施例の構成では、連結部に溶接が不要な構造となっているが、必要に応じて連結部に溶接を施しても良い。
【００３３】
次に、図８及び図９にリング８と一体に形成された連結板７同士を連結する更に他の例を示す。
【００３４】
図８及び図９に示す例は、先端に摺り合わせ式連結部がある連結板７を一体化したリング８とする例である。この例は、連結板７を、隣接する互いの連結板７の先端を直角に突出させてＬ字状に形成し、一方の連結板７のＬ字状の突出部分を他方のＬ宇状の突出部分と摺り合わせるように組み合わせることで、相互に隣り合う気水分離器３を連結することが可能な構造となっている。両者を組み合わせる際には、一方の気水分離器３を鏡板に取り付けた後、他方の気水分離器３を周方向に回転させて摺り合わせ部を回避する形で鏡板にある穴へ挿入した後、連結板７同士が摺り合わさるよう、所定の位置まで回転させて取り付けることで双方を連結することができる。
【００３５】
このような本実施例の構成でも上述した実施例と同様、従来技術の課題は解消しており、先行技術よりも部品点数は少なくなるし、溶接箇所が少なくなるため工数低減が可能である。また、少なくとも１箇所連結板７を設けてあるリング８があれば、隣り合う気水分離器３同士を連結でき、林立する気水分離器３の位置毎に連結板７を増やすことにより剛性を上げることができる。
【００３６】
尚、本実施例の構成では、連結部に溶接が不要な構造となっているが、必要に応じて連結部に溶接を施しても良い。
【００３７】
次に、図１０及び図１１にリング８と一体に形成された連結板７同士を連結する更に他の例を示す。
【００３８】
図１０及び図１１に示す例は、先端にピン接続式の連結部がある連結板７を一体化したリング８とする例である。この例は、先端に円筒穴７ｃを有する連結板７に、先端にピン７ｄを有する連結板７を重ね、ピン７ｄを円筒穴７ｃに挿入することで、相互に隣り合う気水分離器３を連結することが可能な構造となっている。両者を組み合わせる際には、ピン７ｄが下向きに連結板７に設けられている場合、円筒穴７ｃがある連結板７を有する気水分離器３を先に鏡板に取り付け、上からピン７ｄが円筒穴７ｃに挿入されるよう、もう一方の気水分離器３を鏡板に取り付けることで双方を連結することができる。ピン７ｄが上向きの場合には、上記と逆の取り付け手順となる。
【００３９】
このような本実施例の構成でも上述した実施例と同様、従来技術の課題は解消しており、先行技術よりも部品点数は少なくなるし、溶接箇所が少なくなるため工数低減が可能である。また、少なくとも１箇所連結板７を設けてあるリング８があれば、隣り合う気水分離器３同士を連結でき、林立する気水分離器３の位置毎に連結板７を増やすことにより剛性を上げることができる。
【００４０】
尚、本実施例の構成では、連結部に溶接が不要な構造となっているが、必要に応じて連結部に溶接を施しても良い。
【００４１】
上述した各実施例では、リング８と一体化された連結板７が６箇所の例（隣接する気水分離器３の全方向に設けてある例）について説明したが、隣り合う気水分離器３同士を連結するためには、少なくとも１箇所連結板７を設けてあるリング８があれば（例えば、気水分離器３をリング８と一体の１箇所の連結板７でうず巻き状に固定することで可能）良く、設置場所の機器に要求される剛性に応じて、連結板７を３箇所或いは４箇所等適宜設定すれば良いことは勿論である。
【符号の説明】
【００４２】
１…原子炉圧力容器、２…炉心、３…気水分離器、４…シュラウドヘッド、６…タイバー、７…連結板、８…リング、９…炉心シュラウド、１０…蒸気乾燥器、１１…ダウンカマ、１２…インターナルポンプ、１３…主蒸気配管、１４…下部プレナム、１５…炉心上部プレナム、１６…スタンドパイプ、１７…入りロベーン、１８…溶接。
【図１】
0005616236.tif 000002
【図２】
0005616236.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005616236.tif 000005
【図５】
0005616236.tif 000006
【図６】
0005616236.tif 000007
【図７】
0005616236.tif 000008
【図８】
0005616236.tif 000009
【図９】
0005616236.tif 000010
【図１０】
0005616236.tif 000011
【図１１】
0005616236.tif 000012