(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で少なくとも１つの噴射配管（３）が終端しているハウジング（７）を有する圧力保持装置（１）において、
前記噴射配管（３）は、ハウジング（７）を下端で閉鎖する、ハウジング（７）の円蓋部（７ａ）内でその側壁を通して、該側壁に対し直角に前記ハウジング（７）の下部領域内に導入され、ハウジング（７）の内部で上方へ延びるように配置され、さらに噴射配管（３）はその最高位地点で終端することを特徴とする圧力保持装置。
【請求項２】
前記噴射配管（３）はその最高位地点領域に一つまたは複数の噴射ノズル（８）を備えていることを特徴とする請求項１記載の圧力保持装置。
【請求項３】
一つまたは複数の噴射ノズル（８）を備えた、噴射配管（３）の部品が上方へ傾斜して配列されていることを特徴とする請求項２記載の圧力保持装置。
【請求項４】
噴射配管（３）は、ハウジング（７）の壁を通して、貫通部領域に固定点（１０）を形成して貫通していることを特徴とする請求項１ないし３の１つに記載の圧力保持装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、内部で少なくとも１本の噴射配管が終端しているハウジングを有する圧力保持装置に関する。
この種の圧力保持装置は、加圧水型原子炉を有する原子力発電所で用いられる。そこでは圧力保持装置は、原子炉から導出される一次回路の分岐部に接続される。圧力保持装置の内部には、蒸気発生器から原子炉へ導かれる一次回路の配管より給水される噴射システムが設けられている。従って噴射システムを介して導入される水は、圧力保持装置内の水に比較して相対的に冷たい。噴射システムは通常、噴射弁によって閉鎖されている。噴射弁は圧力保持装置内に過圧が生じたときにのみ開放され、相対的に冷たい水を噴射することによって圧力保持装置内の圧力を低下させる。しかも、噴射弁の円錐部は小さい穴を備えることもできるので、噴射弁が閉鎖しているときでも常に幾分かの水が圧力保持装置内に噴射される。
中央部に配設されたフランジで圧力保持装置の上部円蓋にねじ込まれた、いわゆる噴射キャップを介して噴射配管を圧力保持装置内に導入することは既に用いられていたところである。そのため、噴射配管はまず一次回路から上部へ導かれ、その後、圧力保持装置の上部で下方へ曲げることによって圧力保持装置の内部へ導かれる。
噴射された比較的冷たい水が圧力保持装置の熱い側壁に当たり、そのため望ましくない温度変化が生じて、材料疲労を起こさせる結果となるのを防ぐために、いわゆる噴射カバーが必要になる。この噴射カバーは、圧力保持装置内に同心的に配置され上下に開放した筒状板である。その場合、噴射された水はこの筒状板の内壁に当たり、加圧状態のハウジング壁に衝突することはない。
噴射配管はオーステナイト鋼で作られる。直径が小さいため、噴射配管はその内部から溶接継ぎ目を作ることは不可能である。従って噴射配管の破損を完全に修復することは困難である。噴射配管が破損した場合であっても、飛散する配管部品や噴出する蒸気流が発電所に二次災害を引き起こすという事態は高価な手段によって回避されなければならない。
噴射配管は下方へ向けて圧力保持装置内に導かれているので、噴射配管の少なくとも下方へ向かう部分は噴射弁が閉じている限り空っぽの状態になる。その場合、圧力保持装置から飽和蒸気が噴射配管内に流れ込み、そこで凝縮する。その凝縮液は圧力保持装置内に再び流れ込み、新たな飽和蒸気のための場所を提供することになる。すなわち、噴射配管の少なくとも下方へ向かう部分は古典的な蒸気加熱の原理に従って常時加熱される。その場合、必要に応じて行われる比較的冷たい水の供給は、温度変化のため噴射配管に材料疲労を引き起こす。噴射弁が圧力保持装置の上方に配設されている場合、飽和蒸気は噴射弁にも到達し、そこで上記と同様にして破損事故を引き起こす。圧力保持装置内の飽和蒸気は放射性を持っているので、噴射配管や噴射弁を放射線にさらすことにもなる。
本発明の目的は、噴射システムを有する圧力保持装置を、発電所の安全技術的に適切な装置により、噴射配管の破断（管の破片、蒸気流）によって損傷を受けないように構成することである。その場合、噴射配管の部分もまた噴射弁も、温度変動または放射線負荷によって安定性を損われることがないように構成する必要がある。
この目的は、本発明により、噴射配管が圧力保持装置のハウジングの下部領域内にその側壁を貫通して導入され、そしてハウジングの内部で上方に向かって延びるように配置され、さらに噴射配管はその最高位地点で終端することによって達成される。
こうすることによって特に、噴射配管はその周囲に対して最低限の差圧にしかさらされないという利点を達成することができる。従って圧力保持装置内部の噴射配管の破損を想定する必要が無くなる。自明のごとく、破損に至ってしまった場合、最低限の差圧のため、反動によって戻される噴射配管部分の損傷を引き起こす動きは予想されない。噴射配管はほとんどもっぱら圧力保持装置内を走るので、圧力保持装置の外部での配管破断による二次災害の危険性が最小化される。
噴射配管がその最高位地点で終端することによって、噴射配管が閉鎖されている場合、水はもはや圧力保持装置内の噴射配管から流出することができない。噴射配管は圧力保持装置内のその開口部に至るまで水で満たされ続ける。特にまた圧力保持装置の外部に配置された噴射弁も常に水で満たされる。従って、温度変動を引き起こす原因となる、飽和蒸気が噴射配管内や噴射弁に侵入するという事態を回避することができる。それにより、温度変動や放射線負荷による噴射システムの負荷が明らかに減少させられるという利点を達成することができる。
噴射配管を圧力保持装置内に配置することにより、圧力保持装置外部にも存在せざるを得ない比較的短い噴射配管部分に、配管破損を完全に締め出すことができない溶接接合部を設けるだけでよいという利点をも達成することができる。圧力保持装置の内部では、噴射配管は比較的短い壁厚しか持つ必要がないというのも利点である。というのは、噴射配管の内側とその外周囲との間の差圧が小さいからである。
例えば、噴射配管の最高位地点領域には一つまたは複数の噴射ノズルを備えるものとする。こうすることにより、供給された水を圧力容器内に均等に分配することができる。
一つまたは複数の噴射ノズルを備える噴射配管部品は、例えば上方へ向かって傾斜して配列される。この構成によれば、噴射配管は噴射弁を閉じているとき噴射ノズルに至るまで水を満たした状態に保つことができる。しかし噴射中は水の良好な分配が保証される。
噴射配管は、例えば圧力保持装置のハウジングの下部シリンダ部内において、その壁を通して壁に対し斜めに貫通せしめられる。他の構成例によれば、噴射配管はハウジングの下部シリンダ部内において、その壁を通して壁に対し直角に貫通せしめられる。他の特に好ましい構成例によれば、噴射配管はハウジングを下方で閉鎖する円蓋状ハウジング下部内において、その壁を通して壁に対し直角に貫通せしめられる。最後に述べた実施の形態は、可能最大限の噴射配管部分が圧力保持装置内を走り、そこで圧力配管は内外のわずかな圧力差のみに耐えればよいという特別な利点をもたらす。従って、噴射配管のできるだけ長い管路長にわたって小さな壁厚の配管で済ますことができる。かくして、この噴射配管は特に経済的に製造することができる。
例えば噴射配管は、ハウジングの固定点を形成する壁を通して貫通させることができる。この固定点は内外の配管部分のために役立つ。それによって、両噴射配管部分のうちの一方の動きが他方の部分には伝達されないようにすることができる。
噴射配管はオーステナイト材料から構成され、また圧力保持装置はフェライト材料から構成されるので、異なる熱膨張が生じ得る。それは圧力保持装置の内面がオーステナイト材料でめっきされる場合にも生じる。異なる熱膨張による損傷を防止するために、圧力保持装置内の噴射配管は、それの圧力保持装置に対する相対的な動きが可能であるように取り付けることができる。
本発明の圧力保持装置により、噴射配管の損傷ひいては破損された噴射配管による二次災害をも大幅に低減できるという特別な利点を達成することができる。
次に本発明の噴射システムを有する圧力保持装置を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、噴射装置を有する圧力保持装置を示す。
図２は、圧力保持装置のハウジングの壁を通して噴射配管を導入する第１の実施形態を示す。
図３は、噴射配管を導入する第２の実施形態を示す。
図４は、噴射配管を導入する第３の実施形態を示す。
図１は、加圧水型原子炉を備えた原子力発電所の構造部分である圧力保持装置１の概略構造を示すものである。圧力保持装置１はそこで容積平衡配管２を介して一次回路の高熱部に接続されている。一次回路の圧力が高い状態にあるべき場合には、圧力保持装置１内に水が噴射される。水は一次回路の低熱部から分岐させることができる。そのために、噴射配管３がそこから出発し、圧力保持装置１内で終端している。圧力保持装置１の外部において、噴射配管３には可調整またはオン／オフ型の調整回路５を有する噴射弁４が配設されている。噴射弁４は一次回路の圧力に応じて調整される。圧力保持装置１内には原子力発電所のゼロ負荷用および通常運転用の水位６ａ，６ｂが与えられる。圧力保持装置１の下部には複数本の加熱棒１１が配置されている。
噴射配管３は圧力保持装置１のハウジング７の外部からハウジング７の下方シリンダ部へと側壁に対し斜めに走り、側壁を通してハウジング７の内部へと導入される。そこで噴射配管３は上方へ屈折して上昇を続けその最高位地点で終端する。噴射配管３はハウジング７の内壁に沿って導かれる。その最高位地点領域に噴射配管３は噴射ノズル８を備えている。噴射ノズル８を有するこの部品は上方へ傾斜して斜めに配列されている。この配置により、水は圧力保持装置１の上部領域からその中に噴霧される。それにもかかわらず噴射弁４が閉じている場合、噴射配管３の噴射弁４と噴射ノズル８との間の部分が空っぽになることはない。従って蒸気が噴射配管３内に入り込んでそこで凝縮することはなく、しかも噴射配管３が温度変動を受けたり、放射線負荷を負ったりすることもない。
特に噴射配管３は圧力保持装置１内でその内外間にわずかな圧力差しかかからないので、比較的薄い噴射配管３で足り、それにもかかわらず噴射配管３が破損したりすることを心配することもない。圧力保持装置１の内部で噴射配管３が破損した場合でも、わずかな圧力差の故に反作用効果によって二次災害が引き起こされることもない。
図２はハウジング７の壁を貫通する噴射配管３の傾斜貫通部の構造を、図１の拡大図として示すものである。ハウジング７の内部で噴射配管３は、噴射配管３の軸方向の動きは許容するが回動は許容しない固定金具９を通してハウジング７の壁に連結されている。噴射配管３の内室と外周囲との間にはわずかな圧力差しかないので、圧力保持装置１の内部では比較的薄い壁の噴射配管３で足りる。圧力保持装置１の外部では比較的大きな壁厚が必要である。傾斜した貫通部領域には噴射配管３用の固定点１０が配置される。
図３は噴射配管３がハウジング７の壁を貫通する貫通部の異なる実施形態を示すものである。この実施形態は、噴射配管３が壁を、これに対して直角に貫通している点においてのみ図２の実施形態と異なる。ここでは図２の実施形態に比較して高価な配管貫通部を必要とする。しかし、その代わり比較的簡単な壁貫通部で足りる。
図４は噴射配管３がハウジング７の壁を貫通する貫通部の最も有利な実施形態を示すものである。ハウジング７を下部から閉じるハウジング７の円蓋部７ａ内で、噴射配管３はわずかな湾曲を持つハウジング７の壁に対して直角に壁を貫通している。この実施形態では噴射配管３は、圧力管１内でコスト的に好ましい堅固な形状をもって、可能な限り長い距離にわたって配置されている。
噴射配管３は圧力保持装置１内に下部から直接導き入れることはできない。なぜなら、そこには、図１にも示されている加熱棒１１が配置されているからである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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