(57)【要約】【課題】  沸騰水型原子炉の蒸気トンネル（５０）内における圧力損失を軽減するための装置（２００、３００）を提供する。【解決手段】  複数のパイプ支持体（２３０、３３０）の少なくとも１つに対して蒸気トンネル（５０）内の蒸気の流れと同じ方向の第２の方向にコンバイナ要素（２２０、３２０）を動作可能に接合して、複数のパイプ支持体（２３０、３３０）の少なくとも１つ上を流れる分割した蒸気流を連続蒸気流に結合するようにする。この蒸気流の分割及び再結合は、蒸気トンネル（５０）内の複数のパイプ支持体（２３０、３３０）の少なくとも１つによって引き起こされる形状損失を低減することができ、これにより次に、沸騰水型原子炉の蒸気トンネル（５０）内における圧力損失を軽減することができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉内で発生する蒸気の蒸気流を改善するための装置（２００、３００）であって、
前記原子炉の蒸気トンネル（５０）内にパイプを支持するためのパイプ支持体（２３０、３３０）と、
前記パイプ支持体（２３０、３３０）上を流れる蒸気流を分割するように、該パイプ支持体（２３０、３３０）に対して該蒸気流と対向する方向に動作可能に取付けられたダイバータ要素（２１０、３１０）と、
前記分割した蒸気流を連続蒸気流に結合するように、前記パイプ支持体（２３０、３３０）に対して該蒸気流の方向に動作可能に取付けられたコンバイナ要素（２２０、３２０）と、
を含む装置。
【請求項２】
前記ダイバータ要素（２１０、３１０）が、前記パイプ支持体（２３０、３３０）の表面に取付けられたパイプの一部分である、請求項１記載の装置（２００、３００）。
【請求項３】
前記コンバイナ要素（２２０、３２０）が、前記パイプ支持体（２３０、３３０）の表面に取付けられたパイプの一部分である、請求項１記載の装置（２００、３００）。
【請求項４】
前記ダイバータ要素（２１０、３１０）が、前記パイプ支持体（２３０、３３０）の表面に取付けられた山形鋼である、請求項１記載の装置（２００、３００）。
【請求項５】
前記コンバイナ要素（２２０、３２０）が、前記パイプ支持体（２３０、３３０）の表面に取付けられた山形鋼である、請求項１記載の装置（２００、３００）。
【請求項６】
前記パイプ支持体（２３０、３３０）が、龍門パイプ支持構造の一部分である、請求項１記載の装置（２００、３００）。
【請求項７】
前記山形鋼が少なくとも２つの平板を含む、請求項４記載の装置（２００、３００）。
【請求項８】
前記少なくとも２つの平板が互いに溶接されている、請求項７記載の装置（２００、３００）。
【請求項９】
前記山形鋼が少なくとも２つの平板を含む、請求項５記載の装置（２００、３００）。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの平板が互いに溶接されている、請求項９記載の装置（２００、３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的には沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の蒸気トンネル内における圧力損失を軽減する装置に関し、またＢＷＲの蒸気トンネル内における圧力損失を緩和する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）は、冷却材及び減速材の両方として用いる水が原子炉容器内で沸騰することができる原子炉である。得られた蒸気は、タービンを直接駆動するのに用いることができ、次にタービンは、例えば直接結合によって発電機を駆動し、それによって発電することができる。典型的なＢＷＲでは、炉心は熱を生成し、シングル・ループにより、蒸気をタービンに送給しまた炉心に水を還流させて炉心を冷却することの両方を行う。冷却水（すなわち、作動流体）は、電動及び／又は蒸気駆動ポンプによって循環させることができる。
【０００３】
ＢＷＲは通常、原子炉圧力容器を含み、原子炉圧力容器は、炉心と炉心内での核分裂反応を制御する関連の制御ブレードとを収納する。原子炉圧力容器は通常、例えば原子炉プラント建設地などの原子炉収納建造物の格納容器又はドライウェル内に配置される。従って、ＢＷＲは原子炉冷却材を沸騰させて冷却材を蒸気に変換する。蒸気は、原子炉容器の上部、例えば主蒸気出口ノズルから出て、原子炉収納建造物に隣接する主蒸気トンネル内の一連の蒸気パイプを通って移動することができる。主蒸気トンネルは、原子炉圧力容器からタービンの入口に配管された主蒸気用の通路を形成し、タービンが蒸気を利用して発電することができるようになる。
【０００４】
図１は、主蒸気トンネル５０の入口側からの斜視図を示す。図１は、主蒸気トンネル５０の入口側に入る複数の主蒸気パイプ３０を示す。蒸気パイプ３０は、原子炉圧力容器の主蒸気出口からタービンに蒸気を運ぶ主蒸気パイプであるか及び／又は復水した原子炉冷却材を供給する給水配管（蒸気はタービンにおいて主凝縮器によって復水され、給水ポンプによって給水配管を介して原子炉容器に圧送される）を含むかのいずれか又は両方とすることができる。
【０００５】
次に図１を参照すると、主蒸気トンネル５０は、例えば入口すなわち流入側５と出口すなわち流出側１０とを含むことができる。主蒸気トンネル５０内において、各蒸気パイプ３０及び／又は給水パイプ３０は、複数のパイプ支持体４０によって支持することができる。複数のパイプ支持体４０は、主蒸気トンネル５０全体にわたって、例えば龍門（Ｌｕｎｇｍｅｎ）パイプ支持構造などのパイプ支持構造を形成する。
【０００６】
パイプ支持体４０は、主蒸気トンネル５０内で大量の空間を占める。具体的には、多数のパイプ支持体４０がトンネル出口１０に配置される。これらパイプ支持体４０の配置及び数により、主蒸気トンネル５０の少なくとも部分的な閉塞が生じるおそれがある。すなわち、主蒸気トンネル５０内における多くのパイプ支持体４０は、例えばパイプが主蒸気トンネル５０からの蒸気をタービンに向かって送る場合にパイプを支持するように、トンネル出口１０において様々なパイプ３０上にかつその周りに配向されることになる。龍門パイプ支持構造では、パイプ３０がパイプ支持体４０から離れるまで、パイプ３０を湾曲させない。
【０００７】
従って、パイプ支持体４０の数及び配置による主蒸気トンネル５０内での部分的な閉塞は、想定したパイプ破裂事故時に蒸気がパイプ支持体４０上を流れるとき、形状（すなわち、圧力）損失を引き起こすおそれがある。さらに、形状損失はまた、蒸気流における圧力低下を導くことになる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の例示的な実施形態は、原子炉で発生した蒸気の蒸気流を改善するための装置であり、本装置は、原子炉の蒸気トンネル内にパイプを支持するためのパイプ支持体と、パイプ支持体上を流れる蒸気流を分割するように、該パイプ支持体に対して蒸気流と対向する方向に動作可能に取付けられたダイバータ要素と、分割した蒸気流を連続蒸気流に結合するように、パイプ支持体に対して蒸気流の方向に動作可能に取付けられたコンバイナ要素とを含む。本装置は、原子炉の蒸気トンネル内部での圧力損失を低減することができる。
【０００９】
本発明の例示的な実施形態は、本明細書において以下に示した詳細な説明及び単に例示として示しまた同じ参照符号が様々な図面において類似の部分を示す添付の図面から、より完全に理解されるようになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図２（Ａ）は、本発明の例示的な実施形態による、原子炉内における蒸気流を改善するための装置の平面図である。図２（Ａ）のパイプ支持体に対するパイプ半体の関係を示す分解斜視図である。装置２００は、パイプ支持体２３０に動作可能に取付けられ又は接合されたダイバータ（分流）要素２１０とコンバイナ（合流）要素２２０とを含むことができる。パイプ支持体２３０は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の蒸気トンネル内に複数の主蒸気及び／又は給水パイプの少なくとも１つを支持するパイプ支持構造における複数のパイプ支持体の１つとすることができる。方向Ｓ１は、蒸気トンネル内における蒸気流の方向に一致させることができる。図示するように、ダイバータ要素２１０は、パイプ支持体２３０に対して蒸気流の方向Ｓ１に対向するように取付けられる。コンバイナ要素２２０は、パイプ支持体２３０の側面に対して蒸気流の方向Ｓ１に取付けられる。
【００１１】
従って、Ｓ１の方向の蒸気流は、ダイバータ要素２１０上で分割されて蒸気流圧力の小さい及び／又は最小の損失の状態にすることができる。例えば、蒸気流の一部は、ダイバータ要素２１０によりパイプ支持体２３０の第１の側面上を流れることができ、蒸気流の残りの部分は、装置２００の第２の側面上を流れることができる。従って、蒸気流は、該蒸気流がダイバータ要素２１０によって僅かに偏向され、従って大きな形状損失の一因となるおそれがある乱流及び再循環区域が減少するので、パイプ支持体による形状（すなわち、圧力）損失を生じることなくパイプ支持体２３０上を流れることができる。
【００１２】
分割した蒸気流は、コンバイナ要素２２０によって結合することができる。コンバイナ要素２２０において、装置２００の第１の側面及び第２の側面に沿って来る蒸気は、連続蒸気流として合流（結合）させることができる。
【００１３】
ダイバータ要素２１０は、パイプの一部分とすることができる。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、ダイバータ要素２１０は、ハーフ・パイプとして具現化される。しかしながら、ダイバータ要素２１０として、様々な角度のパイプを用いることができることを理解されたい。ダイバータ要素は、例えば鋼又は合金鋼材料で製作することができる。
【００１４】
コンバイナ要素２２０もまた、パイプの一部分とすることができる。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、コンバイナ要素２２０は、ハーフ・パイプである。しかしながら、コンバイナ要素２２０として、様々な角度のパイプを用いることができることを理解されたい。コンバイナ要素もまた、例えば鋼又は合金鋼材料で製作することができる。
【００１５】
図３（Ａ）は、別の例示的な実施形態による、蒸気流を改善するための装置の平面図である。図３（Ｂ）は、パイプ支持体３３０に関連するダイバータ及びコンバイナ要素３１０及び３２０を示す分解斜視図である。
【００１６】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照すると、方向Ｓ２は、蒸気トンネル内での蒸気流の方向に一致させることができる。図示すように、ダイバータ要素３１０は、パイプ支持体３３０の側面に対して蒸気流の方向Ｓ２に対向させて取付けられ、またコンバイナ要素３２０は、パイプ支持体３３０の側面に対して蒸気流の方向Ｓ２に取付けられる。
【００１７】
Ｓ２の方向の蒸気流は、ダイバータ要素３１０上で分割されて蒸気流の圧力に対する最小損失の状態にすることができ、すなわち、蒸気流の一部は装置３００の第１の側面上を流れることができ、蒸気流の残りの部分は装置３００の第２の側面上を流れることができる。ダイバータ要素３１０上で分割された後に、蒸気流は、パイプ支持体による形状損失を生じることなくパイプ支持体３３０上を流れることができる。
【００１８】
ダイバータ要素３１０は、鋼又は合金鋼で作られた山形鋼の一部分とすることができる。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、ダイバータ要素３１０は直角を含む山形鋼である。しかしながら、ダイバータ要素３１０として、様々な角度の山形鋼を用いることができることを理解されたい。コンバイナ要素３２０もまた、直角を含む鋼又は合金鋼の山形鋼の一部分とすることができる。しかしながら、コンバイナ要素３２０として、様々な角度の山形鋼を用いることができることを理解されたい。
【００１９】
上述のように本発明の例示的な実施形態を説明したが、これらの実施形態は多くの方法で変更することができることは明らかであろう。例えば、ダイバータ要素及びコンバイナ要素の上述の実施形態は、パイプの一部分及び／又は山形鋼の一部分として説明してきた。しかしながら、実質的に流れを分割し、その後流れを再結合することができる任意の形状を用いることができる。さらに、ダイバータ要素及びコンバイナ要素の上述の実施形態は、ＢＷＲのトンネル出口に適用するものとして説明してきた。しなしながら、ダイバータ要素及びコンバイナ要素は、蒸気トンネル内の複数のパイプ支持体のいずれに対しても適用することができる。さらに、例えばダイバータ要素及び／又はコンバイナ要素の山形鋼は、少なくとも２つの平板から製作することができる。例えば２つの平板は、互いに溶接し、従って山形鋼を形成することができる。
【００２０】
さらに、上には一般的なパイプ支持構造に関してパイプ支持構造を説明してきた。しかしながら、本発明の例示的な実施形態は、例えば龍門パイプ支持構造のような任意のパイプ支持構造に使用することができることを理解されたい。
【００２１】
このような変更は、本発明の例示的な実施形態の技術思想及び技術的範囲から逸脱すると見なされるものではなく、当業者には明らかなようなこのような変更の全ては、特許請求の範囲の技術的範囲内に含まれることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の方法によるパイプ支持体を備えた蒸気トンネルを示す図。
【図２】（Ａ）本発明の例示的な実施形態による、原子炉における蒸気流を改善するための装置の平面図。（Ｂ）は（Ａ）のパイプ支持体に対するパイプ半体の関係を示す分解斜視図。
【図３】（Ａ）本発明の例示的な実施形態による、原子炉における蒸気流を改善するための別の装置の平面図。（Ｂ）は（Ａ）のパイプ支持体に対する山形鋼の関係を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００２３】
５  入口
１０  出口
３０  蒸気パイプ
４０  パイプ支持体
５０  主蒸気トンネル
２００、３００  装置
２１０、３１０  ダイバータ要素
２２０、３２０  コンバイナ要素
２３０、３３０  パイプ支持体
【図１】
2006071637.tif 000003
【図２】
2006071637.tif 000004
【図３】
2006071637.tif 000005