JP2811682B2 - 原子炉圧力容器の主蒸気ノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、原子炉圧力容器の主蒸気ノズルに係り、特
に、沸騰水型原子炉の発生蒸気を主蒸気系配管に送り出
すノズルの部分に、ベンチュリー管の機能及び流量制限
機能を付与する技術に関するものである。

「従来の技術」 従来、沸騰水型原子炉における原子炉圧力容器の周囲
には、主蒸気系だけではなく、給水系、高圧スプレイ
系、低圧スプレイ系、低圧注水系等の各種系統の配管が
多数配設される。

そのため、原子炉圧力容器の周辺、つまり、原子炉格
納容器の内部における各種系統の配管の経路、あるいは
単純化を図ることが要求される。

第３図は、沸騰水型原子炉における原子炉格納容器の
従来例を示すもので、コンクリート製生体遮蔽壁（原子
炉建屋壁）１に囲まれた鋼製容器２の中に、原子炉圧力
容器３、原子炉ペデスタル４、原子炉遮蔽壁５がそれぞ
れ収納されるとともに、ダイヤフラムフロア６によっ
て、ドライウエル７とサプレッションチェンバ８とを区
画するようにしている。

そして、原子炉圧力容器３と主蒸気系配管９との接続
部分には、第４図に示すようなノズル構造が採用され、
該ノズル10は、交差斜線で示す補強用肉厚部Ａを有し
て、その近傍において付与される熱及び機械的応力に対
して十分な強度を保持するように配慮されている。

また、主蒸気系配管９では、その配管経路における破
断事故時の最大蒸気量を制限することと、蒸気流量を検
出することとを目的として、第５図に示すような流量制
限器11を前記ドライウエル７の適宜位置に設置すること
が考慮されている。該流量制限器11は、ラッパ管（ベン
チュリー管）状の絞り管12と、この絞り管12の内部と主
蒸気系配管９の外部とを連通させる細孔13と、絞り管12
の入口側に位置して滑らかに流路断面を絞る絞り部12a
及び出口側に位置して徐々に流路を広げるテーパ部12b
とを具備する構成である。

そして、流量制限器11の下流位置で主蒸気系配管９の
一部が破断する事故が生じた場合にあっても、破断の想
定箇所からの漏洩流量の最大値が通常流量の２倍程度に
抑制されるように、絞り管12の各部寸法が選定されるも
のであり、また、前記細孔13を利用して、流路の前後の
差圧を測定することによって、流量の検出が行なわれ
る。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、主蒸気系配管９の途中に流量制限器11
を介在させる構造であると、流量制限器11を取り付ける
ために、主蒸気系配管９の部分に適当な長さの直線部の
設定が必要となり、検出用機器の接続用スペースの確保
と相まって、配管の引き回しの自由度が損なわれ易く、
また、流量制限器11は、主蒸気系配管９の内部に溶接に
よって固定されることになるが、その溶接部の信頼性の
確保が要求されることになる。

本発明は、このような従来技術の課題を有効に解決す
るものであり、加えて、主蒸気系配管の内部に溶接によ
って他の部材を取り付けることを省略し、主蒸気系配管
の全域での流量制限を行なうことを目的とするものであ
る。

「課題を解決するための手段」 原子炉圧力容器と主蒸気系配管とを接続するために外
方に向けて突設されるノズルにおいて、該ノズルの管壁
内面にベンチュリー管機能を有する内面形状設定用肉厚
部を配設してなり、原子炉圧力容器に配される絞り部と
内面形状設定用肉厚部の外方よりに配されるテーパ部と
の間に、ノズルの最少内径をなす円筒穴状の直線部を介
在状態にするとともに、該直線部における外方よりに、
ノズルを半径方向に貫通する細孔と、該細孔に接続され
て圧力検出を行なうための圧力検出孔とを配した構成を
採用している。

「作用」 ノズル部分の各種強度は、管壁内部における内面形状
設定用肉厚部と、外表面に必要に応じて付けられる内面
形状設定用肉厚部によって得られる。したがって、主蒸
気系配管の途中には、流路と交差する他の部材の取り付
けを必要としない。

そして、主蒸気がノズルを通過する場合に、ベンチュ
リー管の機能を有する内面形状設定用肉厚部によって絞
られることにより、ノズルの下流部分が主蒸気系の全域
部分になり、破断する事故が生じた場合にあって、その
漏洩流量を制限する。また、ノズル部分における細孔及
び圧力検出孔が、原子炉圧力容器に近接して配されるた
めに、例えば原子炉圧力容器の内部圧力と圧力検出孔を
介して検出される圧力とで差圧を求めるにより、流量の
検出が行なわれる。

「実施例」 以下、本発明に係る原子炉圧力容器の主蒸気ノズルの
一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明する。

該一実施例における主蒸気ノズル10は、その管壁の内
外面の縦断面形状が第１図及び第２図に示すように設定
されて、管穴の部分にベンチュリー管の機能が付与され
ているとともに、交差斜線で示す内外２つの肉厚部Ｂ・
Ｃによる補強がなされている。

即ち、従来例で説明した補強用肉厚部Ａに代えて、そ
の一部を減肉した状態の外面形状設定用肉厚部Ｂと、補
強を兼用するとともに、ベンチュリー機能及び流量制限
機能を持たせるための絞り部12aの形状に相当する内面
形状設定用肉厚部Ｃとによって構成される。

また、図示例では、絞り部12aとテーパ部12bとの間
に、直線部12cが介在させられているとともに、該直線
部12cの管壁に半径方向に沿う細孔13が明けられて、該
細孔13と斜めに交差する圧力検出孔14が連通状態に明け
られており、各部の寸法、つまり、内径d₁〜d₃、角度θ
_３〜θ_４、長さL₁〜L₃、曲率ｒ等は、第２図に示す例の
ように設定される。

したがって、主蒸気ノズル10における最少内径d₁は、
主蒸気系配管９の内径d₃の約0.55倍に相当する。このた
め、ノズル部分における強度は、２つの肉厚部Ｂ・Ｃに
よって設定されるとともに、ノズル直径が全体的に小さ
くなるために、強度上の有利性が生じる。

一方、主蒸気がノズル部分を通過する際の直線部12c
の圧力を、細孔13と圧力検出孔14とを介して検出すると
ともに、その検出圧力と、例えばノズル10が設けられて
いる原子炉圧力容器３の内部圧力とを比較して、これら
の差圧を求めるにより、主蒸気流量の測定を行なうこと
ができる。

また、主蒸気系において、配管破断事故が生じた場合
を考慮すると、流量制限機能がノズル部分に付与されて
いるために、ノズル部分よりも下流、言い替えると主蒸
気系の全域の流量制限を行なうことができることにな
る。

「発明の効果」 以上説明したように本発明に係る原子炉圧力容器の主
蒸気ノズルは、 ノズルの穴の部分にベンチュリー管の機能が付与され
るものであるから、その下流になる主蒸気系の全域を対
象とした流量制限機能を具備するものとし、従来例より
も保護範囲を拡大することができる。

従来例と比較して、主蒸気系配管の途中に溶接等によ
る他の部材の取り付けを必要とせず、構造の単純化を図
ることができる。

ノズル部分に内面形状設定用肉厚部を形成しているた
め、従来例と比較して直径を小さくし、高度向上の点で
有利となる。

絞り部とテーパ部との間に、最少内径をなす直線部が
介在して、この部分で主蒸気が直線的に導かれるととも
に、直線部における外方よりの細孔及び圧力検出孔によ
り圧力の検出がなされるため、主蒸気の流れが安定して
正確な圧力の検出を行なうことができる。

等の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】 第１図及び第２図は本発明に係る原子炉圧力容器の主蒸
気ノズルの一実施例を示すもので、第１図は縦断面図、
第２図はノズル各部の寸法例を記載したモデル図、第３
図は原子炉格納容器の従来例を示す正断面図、第４図は
第３図の鎖線IV部分の拡大図、第５図は第３図の鎖線Ｖ
部分の拡大である。 ２……鋼製容器、 ３……原子炉圧力容器、 ７……ドライウエル、 ９……主蒸気系配管、 10……ノズル、 11……流量制限器、 12……絞り管、 12a……絞り部、 12b……テーパ部、 12c……直線部、 13……細孔、 14……圧力検出孔、 Ａ……補強用肉厚部、 Ｂ……外面形状設定用肉厚部、 Ｃ……内面形状設定用肉厚部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子炉圧力容器（３）と主蒸気系配管
   （９）とを接続するために外方に向けて突設されるノズ
   ル（10）において、該ノズルの管壁内面にベンチュリー
   管機能を有する内面形状設定用肉厚部（Ｃ）を配設して
   なり、原子炉圧力容器に配される絞り部（12a）と内面
   形状設定用肉厚部の外方よりに配されるテーパ部（12
   b）との間に、ノズルの最少内径をなす円筒穴状の直線
   部（12c）を介在状態に形成するとともに、該直線部に
   おける外方よりに、ノズルを半径方向に貫通する細孔
   （13）と、該細孔に接続されて圧力検出を行なうための
   圧力検出孔（14）とを配した原子炉圧力容器の主蒸気ノ
   ズル。