(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気水を吐出しドライヤフード（７４）を構成する少なくとも１つの吐出プレナム（７２）を含む沸騰水型原子炉の蒸気ドライヤ（５０）のために蒸気水の流れを制御する流れ制御装置（６８、７０）であって、
水平方向に伸びる支持部材（７８、１２０）と、
蒸気を通し易い多数の孔が形成された多孔プレート（７６）部材であって、前記支持部材（７８、１２０）から垂直方向に伸びるように前記支持部材に結合された細長い多孔プレート部材（７６）と、
前記多孔プレート部材（７６）を位置決めするために、前記支持部材（７８、１２０）に結合されて固定されるために第１の部分（８２）と第２の部分（８４）とを有する少なくとも１つの位置決め部材（８０、１２２）と、
前記多孔プレート（７６）部材の長尺方向の第１の端部と第２の端部と圧力容器壁との間をシールする第１のシール部材と第２のシール部材であって、前記第１の端部に結合された第１の調節可能なシール部材（１００）と、前記第２の端部に結合された第２の調節可能なシール部材（１０２）と、を有し、
前記少なくとも１つの位置決め部材（８０）の各々の前記第１の部分が前記多孔プレート（７６）部材に結合され、前記第２の部分が、前記第１の部分の端部から実質的に９０°の角度で延びて前記フードに結合されることにより、前記多孔プレート部材（７６）が前記フードに対して位置決めされる、ことを特徴とする装置（６８、７０）。
【請求項２】
前記多孔プレート（７６）部材の第２の側面（９８）に沿って多孔プレート部材（７６）の長手方向に延在し、かつ該多孔プレート部材に対して実質的に垂直に延びて、前記第２の側面に沿って上昇する蒸気を阻止する少なくとも１つのリップ部（９６）を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置（６８、７０）。
【請求項３】
前記多孔プレート部材（７６）が、複数のプレート部材を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置（６８、７０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの位置決め部材（８０、１２２）が、前記多孔プレート部材（７６）にも結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置（６８、７０）。
【請求項５】
前記支持部材（７８）が、実質的にＬ字形状を有し、前記位置決め部材（８０）の前記第２の部分（８４）が、前記支持部材の上面上に置かれていることを特徴とする、請求項１に記載の装置（６８、７０）。
【請求項６】
前記第１及び第２のシール部材（１００、１０２）は、該第１のシール部材が前記多孔プレート（７６）部材の前記第１の端部を越えて延びるように調節可能であり、また前記第２のシール部材が前記多孔プレート部材の前記第２の端部を越えて延びるように調節可能であるように、長手方向に調節可能であることを特徴とする、請求項１に記載の装置（６８、７０）。
【請求項７】
原子炉のための蒸気ドライヤであって、
複数のドライヤ羽根と、
請求項１乃至６のいずれかに記載の流れ制御装置（６８、７０）と、
を含む、ことを特徴とする蒸気ドライヤ（５０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に原子炉に関し、より具体的には、原子炉圧力容器内の蒸気ドライヤの性能を高めるための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）は、一般的にはほぼ円筒形状を有し、例えば底部ヘッドと取り外し可能な頂部ヘッドとによって、両端部において閉鎖される。上部案内部材は、一般的にＲＰＶ内で炉心プレートの上方に間隔をおいて配置される。炉心シュラウド又はシュラウドは、一般的に炉心を取り囲み、シュラウド支持構造体によって支持される。具体的には、シュラウドは、ほぼ円筒形状を有し、炉心プレート及び上部案内部材の両方を取り囲む。
円筒形の原子炉圧力容器と円筒形状に作られたシュラウドとの間には、空間、つまり環状空間が配置される。
【０００３】
炉心内では熱が発生され、炉心を通って上方へ循環させられる水は、少なくとも部分的に蒸気に変えられる。蒸気分離装置は、蒸気と水とを分離する。残った水は、炉心の上方に配置された蒸気ドライヤによって、蒸気から除去される。水を除去された蒸気は、圧力容器の頂部ヘッド付近の蒸気出口を介してＲＰＶから出る。
【特許文献１】
特開２００１−０４１４１０号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ドライヤを通過する蒸気の流れは、平均化されてない又は整合していない状態となり、蒸気流の多くが優先的にドライヤ羽根の頂部を通過する可能性がある。
原子炉の出力レベルが増大した時、蒸気流が増加することにより、蒸気速度がドライヤ羽根の局部領域において「突破速度」を超えることがある。突破速度を超えた区域においては、ドライヤは蒸気から水滴を除去することを止める。突破した、すなわちドライヤを流出する湿り蒸気はその後、後続する発電装置に望ましくない影響を引き起こす可能性がある。過度な水分は、金属部品の腐食の可能性に加えて、活性化粒子を原子炉から蒸気分離装置の下流に位置する配管、タービン及び熱交換器へ搬送し、タービン室内の放射能線量率を増大させて、装置の保守を一層難しくするおそれがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
１つの態様において、沸騰水型原子炉の蒸気ドライヤのための流れ制御装置が提供される。この蒸気ドライヤは、少なくとも１つの吐出プレナムを含む。流れ制御装置は、支持部材と、該支持部材に結合された細長い多孔プレート部材と、該支持部材に結合された少なくとも１つの位置決め部材とを含む。
【０００６】
別の態様においては、原子炉のための蒸気ドライヤが提供される。この蒸気ドライヤは、複数のドライヤ羽根と、少なくとも１つの吐出プレナムと、流れ制御装置とを含む。この流れ制御装置は、支持部材と、該支持部材に結合された細長い多孔プレート部材と、該支持部材に結合された少なくとも１つの位置決め部材とを含む。
【０００７】
別の態様においては、原子炉のための蒸気ドライヤが提供される。この蒸気ドライヤは、複数のドライヤ羽根と、少なくとも１つの吐出プレナムと、流れ制御装置とを含む。この流れ制御装置は、支持部材と、該支持部材に結合された細長い多孔プレート部材と、該支持部材に結合された少なくとも１つの位置決め部材と、多孔プレート部材の第１の側面に沿って長手方向に、かつ該多孔プレート部材に対して実質的に垂直に延びる少なくとも１つのリップ部と、多孔プレート部材の第１の端部に結合された第１の調節可能なシール部材と、多孔プレート部材の第２の端部に結合された第２の調節可能なシール部材とを含む。
【０００８】
【発明の実施の形態】
沸騰水型原子炉の蒸気ドライヤのための流れ制御装置を以下に一層詳細に説明する。流れ制御装置は、蒸気ドライヤの吐出プレナム内に配置されて、ドライヤの水分分離エレメントを通過する蒸気流を平均化させることによって、蒸気ドライヤの水分分離効率を改善する。以下においては、沸騰水型原子炉の例示的な実施形態内に配置された流れ制御装置について説明する。しかしながら、以下に説明する流れ制御装置は、蒸気ドライヤを含む任意の設計の沸騰水型原子炉において使用できる。
【０００９】
図１は、沸騰水型原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１０の例示的な実施形態を一部破断して示した断面図である。ＲＰＶ１０は、ほぼ円筒形の形状を有し、底部ヘッド１２によって一方の端部が閉鎖され、また取り外し可能な頂部ヘッド１４によって他方の端部が閉鎖される。側壁１６が、底部ヘッド１２から頂部ヘッド１４まで延びる。側壁１６は上部フランジ１８を含む。頂部ヘッド１４は上部フランジ１８に取り付けられる。円筒形状の炉心シュラウド２０が、炉心２２を取り囲む。シュラウド２０は、一方の端部においてシュラウド支持体２４によって支持され、他方の端部に取り外し可能なシュラウドヘッド２６を含む。シュラウド２０と側壁１６との間には環状空間２８が形成される。リング形状を有するポンプデッキ３０が、シュラウド支持体２４とＲＰＶ側壁１６との間を延びる。ポンプデッキ３０は、複数の円形孔３２を含み、該円形孔の各々がジェットポンプ３４を収容する。ジェットポンプ３４は、炉心シュラウド２０の周りに円周方向に分散配置される。入口上昇管３６が、移行組立体３８によって２つのジェットポンプ３４に結合される。各々のジェットポンプ３４は、入口ミキサ４０とディフューザ４２とを含む。入口上昇管３６と２つの接続されたジェットポンプ３４とは、ジェットポンプ組立体４４を形成する。
【００１０】
核分裂性物質からなる燃料集合体４６を含む炉心２２内で熱が発生される。炉心２２を通って循環される水は、少なくとも部分的に蒸気に変えられる。蒸気分離装置４８は、循環する水から蒸気を分離する。残留する水は、蒸気ドライヤ５０によって蒸気から除去される。蒸気は、圧力容器頂部ヘッド１４付近の蒸気出口５２を通って、ＲＰＶ１０から外へ出る。
【００１１】
炉心２２内で発生される熱の量は、例えばハフニウムのような中性子吸収物質からなる制御棒５４を挿入及び引き出すことによって調整される。制御棒５４は、それが燃料集合体４６内に挿入される程度に応じて、さもなければ炉心２２内で熱を発生させる連鎖反応を促進するために使用される筈の中性子を吸収する。
挿入及び引き出しの間、制御棒案内管５６が制御棒５４の垂直方向運動を維持する。制御棒駆動装置５８は、制御棒５４の挿入及び引き出しを行なう。制御棒駆動装置５８は、底部ヘッド１２を貫通して延びる。燃料集合体４６は、炉心２２の底部に置かれた炉心プレート６０によって整列させられる。上部案内部材６２は、燃料集合体４６が炉心２２内へ降ろされる時、該燃料集合体を整列させる。
炉心プレート６０と上部案内部材６２とは、炉心シュラウド２０によって支持される。
【００１２】
図２は、蒸気ドライヤ５０の分解図である。例示的な実施形態において、蒸気ドライヤ５０は、本発明の実施形態による複数の第１の流れ制御装置６８と複数の第２の流れ制御装置７０とを含む。ドライヤ５０は、複数の吐出プレナム７２を含む。ドライヤフード７４は、ドライヤ羽根を覆い、吐出プレナム７２を形成する。第２の流れ制御装置７０は、吐出プレナム７２内に配置される。ドライヤ５０はまた、スカート延長部７５を含む。
【００１３】
図３は、第２の流れ制御装置７０の例示的な実施形態の斜視図、図４は第２の流れ制御装置７０の前面図、また図５は第２の流れ制御装置７０の側面断面図である。図３、図４及び図５を参照すると、第２の流れ制御装置７０は、支持部材７８に結合された細長い多孔プレート７６と、支持部材７８と多孔プレート７６とに結合された位置決め部材８０とを含む。
【００１４】
１つの実施形態において、多孔プレート７６は一枚のプレートから形成され、別の実施形態においては、多孔プレート７６は複数の多孔プレートから形成される。多孔プレート７６は、例えば熔接及び／又はファスナなどの適当な方法で支持部材７８に結合される。例示的な実施形態においては、支持部材７８はＬ字形状を有し、多孔プレート７６に熔接される。位置決め部材８０は、第１の部分８２と、該第１の部分８２の一方の端部と実質的に９０°の角度で交わる第２の部分８４とを有する。第１の部分８２は、多孔プレート７６の第１の側面８６に結合され、第２の部分８４の第１の区域８８は支持部材７８の上に置かれ、該支持部材７８に結合される。位置決め部材８０の第２の部分８４の第２の区域９０は、第２の流れ制御装置７０を蒸気ドライヤ５０に取り付けるためにドライヤフード７４に係合するように構成される。第２の区域９０は、例えばファスナ、熔接、接着剤結合などの適当な方法によりドライヤフード７４に取り付けられる。位置決め部材８０の第２の部分８４の第２の区域９０にある凹部区域９２は、位置決め部材８０の第２の部分８４をドライヤフード７４に熔接することを容易にする。位置決め部材８０はまた、引き上げ及び／又は位置決め工具（図示せず）を受け入れる寸法にされた引き上げ孔９３を含み、第２の流れ制御装置７０をドライヤ５０内の所定位置に取り付けることを容易にする。
【００１５】
多孔プレート７６は、該多孔プレートを貫通し、該プレート７６内に穿孔を形成する複数の孔９４を含む。１つの実施形態において、多孔プレート７６の開口面積の大きさは５０％より少なく、別の実施形態においては、２５％より少なく、更に別の実施形態においては、１５％よりも少ない。多孔プレート７６は、ドライヤ５０の頂部において絞りを提供し、ドライヤ５０の中央部及び底部を通して蒸気流を下方に向かわせながら、十分な蒸気が孔９４を通過することを許して全ての蒸気流がドライヤ５０の底部へ流れるのを防止する。このような蒸気流の平準化が、ドライヤ５０の性能と効率を改善する。
【００１６】
多孔プレート７６の第２の側面９８に沿って、リップ部９６が長手方向に延びている。リップ部９６は、プレート７６の第２の側面９８に対して実質的に垂直に延びる。リップ部９６は、「渦流遮断部」と呼ばれ、１つの実施形態においては、ドライヤ羽根から出る蒸気流に面する多孔プレート７６の頂部付近に配置される。リップ部９６は、多孔プレート７６の第２の側面９８に沿って上昇する蒸気流を阻止するため、多孔プレート７６の第２の側面９８に沿って上昇する蒸気流の方向と運動量は中断される。このことは、多孔プレート７６に沿って上昇し続けて、バイパス流としてドライヤフードと第２の流れ制御装置７０との間の小さなギャップを通って流出するおそれのある蒸気の量を減少させる。
【００１７】
装置７０はまた、多孔プレート７６の長手方向両端部に取り付けられた調節可能なシール部材１００、１０２を含む。各々のシール部材１００、１０２は、可動の延長板１０４と、ファスナ１０８で多孔プレート７６に取り付けられた固定板１０６とを含む。延長板１０４は、多孔プレート７６と隣接するドライヤ構造との間の区域、又は多孔プレート７６とドライヤスカート延長部７５との間の区域を密閉するために、延長板１０４が多孔プレート７６の端部を越えて延びることを許す長円形のファスナ孔１１０を含む。延長板１０４は、例えば金属及び／又は弾性材料などの任意の適当な材料から形成される。例示的な実施形態においては、ファスナ１０８は、ねじ切りされたボルト１１２と、このボルト１１２に螺合する寸法に作られたナット１１４と、複数のスプリングワッシャ１１６とを含む。別の実施形態においては、ファスナ１０８は、例えばボルトと蝶ナット、リベットなどの任意の適当なファスナとすることができる。
【００１８】
図６は、第１の流れ制御装置６８（図２にも示されている）の斜視図である。
第１の流れ制御装置６８は、支持部材と位置決め部材との形状を除けば第２の流れ制御装置７０と同様である。具体的に言うと、各々の第１の流れ制御装置６８は、多孔プレート７６に結合された平坦な支持部材１２０と、多孔プレート７６と支持部材１２０とに結合されたＬ字形状の位置決め部材１２２とを含む。位置決め部材１２２はまた、凹部区域９２と引き上げ孔９３を含む。
【００１９】
本発明を様々な特定の実施形態に関して説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の変更で実施できることは、当業者には明らかであろう。また、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  沸騰水型原子炉圧力容器を一部破断して示した断面図。
【図２】  本発明の実施形態による図１に示した蒸気ドライヤの分解図。
【図３】  図２に示した１つの流れ制御装置の斜視図。
【図４】  図３に示した流れ制御装置の前面図。
【図５】  図３に示した流れ制御装置の側面断面図。
【図６】  図２に示した別の流れ制御装置の斜視図。
【符号の説明】
１０  沸騰水型原子炉圧力容器
１２  底部ヘッド
１４  頂部ヘッド
１６  側壁
２０  炉心シュラウド
２２  炉心
２８  環状空間
３４  ジェットポンプ
４４  ジェットポンプ組立体
４６  燃料集合体
４８  蒸気分離装置
５０  蒸気ドライヤ
５２  蒸気出口
５４  制御棒
５８  制御棒駆動装置
６０  炉心プレート
６２  上部案内部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図５】
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