JP2018205017A - Reactor containment structure - Google Patents

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Abstract

To provide a reactor containment structure capable of maintaining the flow of a coolant toward a sump screen body in a situation in which debris is generated.SOLUTION: A reactor containment structure 100 of the present invention includes: a reactor containment vessel 10; a sump screen body 30 for separating the debris from a coolant L which flows into a sump 61 of the floor surface of a pool chamber 60: and a debris capturing device 40 for capturing the debris from the coolant L. A plurality of debris capturing devices 40 extends by intersecting the circulation direction of the coolant toward the sump 61 at intervals in the circulation direction and includes a capturing body formed with an opening that penetrates into the circulation direction. The openings of the capturing bodies adjacent to each other in the circulation direction are shifted to the direction to which the capturing body extends in parallel to the floor surface.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、原子炉格納構造に関する。   The present invention relates to a reactor containment structure.

原子力発電プラントに設けられた原子炉の格納容器内で、１次系配管破断等の苛酷事故が発生した場合、破断した箇所から格納容器内の底部に向けて、炉心の冷却液が流出する。流出した冷却液は、格納容器内の底部を伝って、多孔板等で構成されるスクリーン（再循環サンプスクリーン）まで流れ、そこで濾過された後に炉心へ戻ることにより、循環システムを構成している。   When a severe accident such as a primary system pipe breakage occurs in a containment vessel of a nuclear reactor installed in a nuclear power plant, the coolant in the core flows out from the broken portion toward the bottom of the containment vessel. The coolant that has flowed out travels along the bottom of the containment vessel to the screen (recirculation sump screen) composed of a perforated plate or the like, and is filtered there and then returns to the core to constitute a circulation system. .

配管の破断が発生した場合、冷却液の流出に伴って、配管周りの保温材、格納容器内の塗装や累積異物等（以下、「デブリ」という）が周囲に飛散し、格納容器内の底部に落下して、冷却液に含まれた状態で再循環サンプスクリーンまで流れる。再循環サンプスクリーンにおいては、冷却液が濾過される際に、冷却液に含まれているデブリが捕捉される。そのため、デブリ捕捉量が増大した場合には、圧損上昇、更には閉塞が発生して、再循環サンプスクリーンの機能が低減する虞があり、その結果として、循環する冷却液の量が減少し、炉心冷却に必要な量を確保できない状況となることが懸念される。   In the event of a pipe rupture, as the coolant flows out, the insulation around the pipe, paint in the containment vessel, accumulated foreign matter (hereinafter referred to as “debris”) scatters, and the bottom of the containment vessel And flows to the recirculation sump screen while being contained in the coolant. In the recirculation sump screen, debris contained in the cooling liquid is captured when the cooling liquid is filtered. Therefore, when the amount of debris trapping increases, pressure loss rises and further clogging may occur, which may reduce the function of the recirculation sump screen.As a result, the amount of circulating coolant decreases, There is concern that the amount necessary for core cooling cannot be secured.

デブリによる再循環サンプスクリーンの機能低減を防ぐ手段として、格納容器底部の冷却液の流路において、再循環サンプスクリーンより上流側の位置に、デブリを捕捉するデブリ補足体を設置する提案がなされている（特許文献１）。しかしながら、再循環サンプスクリーンに向かう冷却液の流れは、格納容器底部の構造体の下流域で剥離渦が発生することにより、あらゆる方向へと流れる乱流となる。この場合、捕捉体に向かって流れないデブリが発生することになり、全てのデブリを捕捉することが難しい状況となる。また、捕捉体が、先に到達したデブリによって覆われている場合には、後に到達したデブリを捕捉することが難しい状況となる。   As a means to prevent the function of the recirculation sump screen from being reduced by debris, a proposal has been made to install a debris supplement that captures debris at a position upstream of the recirculation sump screen in the coolant flow path at the bottom of the containment vessel. (Patent Document 1). However, the flow of the cooling liquid toward the recirculation sump screen becomes a turbulent flow that flows in all directions due to the generation of separation vortices in the downstream area of the structure at the bottom of the containment vessel. In this case, debris that does not flow toward the capturing body is generated, and it is difficult to capture all the debris. Moreover, when the capturing body is covered with the debris that has arrived first, it is difficult to capture the debris that has arrived later.

特開２０１５−３６６８７号公報JP2015-36687A

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、デブリが発生する状況において、サンプスクリーン体に向かう冷却液の流れを維持することが可能な、原子炉格納構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a reactor containment structure capable of maintaining the flow of the coolant toward the sump screen body in a situation where debris is generated. .

上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.

（１）本発明の一態様に係る原子炉格納構造は、原子炉が格納される原子炉格納室、および、事故時の前記原子炉への注水のために保有され、床面にサンプが設けられている再循環プール室または圧力調整プール室、を備える原子炉格納容器と、前記サンプの周りを囲むように設けられた台座に設置され、前記サンプに流入する前記冷却液に含まれるデブリを分離するためのサンプスクリーン体と、前記床面に設置されて、前記サンプに向かって流れる冷却液からデブリを捕集するデブリ捕集装置と、を備え、前記デブリ捕集装置が、前記サンプに向かって流れる冷却液の流通方向に交差して延びるとともに、前記流通方向に間隔をあけて複数設けられ、前記流通方向に貫通する開口部が形成された捕集体を備え、前記流通方向に互いに隣り合う捕集体の開口部は、前記床面と平行に捕集体の延びる方向にずれて形成されている。
（２）前記（１）に記載の原子炉格納構造において、前記捕集体が、平板状の多孔部材で構成されていてもよい。
（３）前記（１）または（２）のいずれかに記載の原子炉格納構造において、前記捕集体が、前記平板状の多孔部材を厚さ方向に複数重ねてなっていてもよい。
（４）前記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の原子炉格納構造において、前記捕集体が、中空の多孔部材で構成されていてもよい。
（５）前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の原子炉格納構造において、前記多孔部材が、前記床面と垂直な方向に複数の部材を連結してなり、前記床面から遠い位置にある部材ほど、細孔径が小さくてもよい。
（６）前記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の原子炉格納構造において、各々の前記捕集体は、その床面と平行な延在方向において所定の間隔おきに、かつ前記流通方向に平行に貫通するように設置された仕切り板で、分割されていてもよい。
（７）前記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の原子炉格納構造において、前記捕集体の開口部の周囲に、前記冷却液の流通方向の下流側に突出する衝立が設けられていてもよい。 (1) A reactor containment structure according to one aspect of the present invention is retained for a reactor containment chamber in which a reactor is housed, and water injection to the reactor at the time of an accident, and a sump is provided on a floor surface A nuclear reactor containment vessel provided with a recirculation pool chamber or a pressure regulation pool chamber, and debris contained in the coolant flowing into the sump, installed on a pedestal provided so as to surround the sump. A sump screen body for separation, and a debris collection device that is installed on the floor surface and collects debris from a coolant flowing toward the sump, and the debris collection device is attached to the sump. A plurality of collectors extending in a direction crossing the flow direction of the coolant flowing toward the flow direction and spaced from each other in the flow direction and having openings that penetrate the flow direction, and adjacent to each other in the flow direction. Opening Urn collecting body is formed offset in the direction of extension of the floor surface parallel to the collecting body.
(2) In the reactor containment structure according to (1), the collector may be formed of a flat plate-like porous member.
(3) In the reactor containment structure according to any one of (1) and (2), the collector may include a plurality of the flat plate-like porous members stacked in the thickness direction.
(4) In the reactor containment structure according to any one of (1) to (3), the collector may be formed of a hollow porous member.
(5) In the reactor containment structure according to any one of (1) to (4), the porous member is formed by connecting a plurality of members in a direction perpendicular to the floor surface. A member located farther from the center may have a smaller pore diameter.
(6) In the nuclear reactor containment structure according to any one of (1) to (5), each of the collectors is arranged at predetermined intervals in an extending direction parallel to the floor surface, and It may be divided by a partition plate installed so as to penetrate in parallel with the flow direction.
(7) In the reactor containment structure according to any one of (1) to (6), a partition that protrudes downstream in the flow direction of the coolant is provided around the opening of the collector. It may be done.

本発明の原子炉格納構造は、再循環プール室の床面にデブリ捕集装置を備えている。このデブリ捕集装置は、開口部を有し、冷却液を流通させる方向に間隔を空けて設けられた複数の捕集体からなり、隣り合う捕集体の開口部同士が、床面と平行に捕集体の延びる方向にずれて、互いに重ならないように配置されている。そのため、当該デブリ捕集装置は、サンプスクリーン体に向かう過程で乱流状態となった冷却液を、複数の捕集体が並ぶ方向に流れるように、強制的に整流化することができる。   The reactor containment structure of the present invention includes a debris collection device on the floor surface of the recirculation pool chamber. This debris collection device has an opening and is composed of a plurality of collection bodies provided at intervals in the direction in which the coolant flows. The openings of adjacent collection bodies are collected in parallel with the floor surface. They are arranged so as not to overlap each other in the direction in which the aggregates extend. Therefore, the debris collection device can forcibly rectify the coolant that has been in a turbulent state in the process toward the sump screen body so as to flow in the direction in which the plurality of collection bodies are arranged.

したがって、デブリ捕集装置内に流入したデブリは、各捕集体に対して垂直に衝突することによってそこに捕捉されやすくなり、その結果として、デブリの捕捉効率を向上させることができる。   Therefore, the debris that has flowed into the debris collection device is likely to be captured by colliding vertically with each collection body, and as a result, the debris capture efficiency can be improved.

また、当該デブリ捕集装置では、各捕集体が開口部を有しているため、先に到達したデブリによって詰まっている捕集体がある場合、後に到達したデブリは、自動的に、その捕集体の開口部を通って他の捕集体に向かって流れることができる。これにより、サンプスクリーン体に向かう冷却液の流れを、長く維持することが可能となる。   Moreover, in the said debris collection apparatus, since each collection body has an opening part, when there exists a collection body clogged with the debris which reached | attained first, the debris which reached | attained later automatically is the collection body Can flow toward other collectors through the openings. This makes it possible to maintain the flow of the coolant toward the sump screen body for a long time.

（ａ）本発明の第一実施形態に係る原子炉格納構造の縦断面図である。（ｂ）（ａ）の原子炉格納構造の縦断面のうち、サンプスクリーン体の周辺部分を拡大した図である。(A) It is a longitudinal cross-sectional view of the nuclear reactor containment structure concerning 1st embodiment of this invention. (B) It is the figure which expanded the peripheral part of the sump screen body among the longitudinal cross-sections of the nuclear reactor containment structure of (a). （ａ）本発明の第一実施形態に係る原子炉格納構造の横断面図である。（ｂ）（ａ）の原子炉格納構造の横断面のうち、デブリ捕集装置の周辺部分を拡大した図である。(A) It is a cross-sectional view of the nuclear reactor containment structure concerning 1st embodiment of this invention. (B) It is the figure which expanded the peripheral part of a debris collection apparatus among the cross sections of the nuclear reactor containment structure of (a). （ａ）図２のデブリ捕集装置を拡大した上面図である。（ｂ）（ａ）のデブリ捕集装置の一部分の拡大斜視図である。(A) The top view which expanded the debris collection apparatus of FIG. (B) It is an expansion perspective view of a part of the debris collection device of (a). 図３の捕集体の変形例である。It is a modification of the collection body of FIG. （ａ）図３（ａ）のデブリ捕集装置を構成する捕集体の上面図である。（ｂ）、（ｃ）（ａ）の捕集体の変形例である。(A) It is a top view of the collection body which comprises the debris collection apparatus of Fig.3 (a). It is a modification of the collector of (b), (c) and (a). （ａ）、（ｂ）本発明の第二実施形態に係る原子炉格納構造を構成する、デブリ捕集装置の一部の拡大断面図である。(A), (b) It is a partial expanded sectional view of the debris collection apparatus which comprises the nuclear reactor containment structure which concerns on 2nd embodiment of this invention.

以下、本発明を適用した実施形態に係る原子炉格納構造について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。   Hereinafter, a reactor containment structure according to an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent. In addition, the materials, dimensions, and the like exemplified in the following description are examples, and the present invention is not limited to them, and can be appropriately changed and implemented without changing the gist thereof.

＜第一実施形態＞
［原子炉格納構造の構成］
本発明の第一実施形態に係る原子炉格納構造は、加圧水型、沸騰水型のいずれであってもよいが、以下では、加圧水型の構造を例にして説明する。図１（ａ）は、本発明の第一実施形態に係る原子炉格納構造１００の構成を、模式的に示す縦断面図である。図１（ａ）に示すように、原子炉格納構造１００は、主に、原子炉格納容器１０と、再循環ポンプ設備２０と、サンプスクリーン体３０と、デブリ捕集装置４０とを備えている。 <First embodiment>
[Configuration of the containment structure]
The nuclear reactor containment structure according to the first embodiment of the present invention may be either a pressurized water type or a boiling water type. Hereinafter, a pressurized water type structure will be described as an example. Fig.1 (a) is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the structure of the nuclear reactor containment structure 100 which concerns on 1st embodiment of this invention. As shown in FIG. 1A, the reactor containment structure 100 mainly includes a reactor containment vessel 10, a recirculation pump facility 20, a sump screen body 30, and a debris collection device 40. .

原子炉格納容器１０は、原子炉５１が格納される原子炉格納室５０と、原子炉格納室５０の下階に設けられ、冷却液（冷却水）Ｌを貯留する再循環プール室６０（沸騰水型の場合には圧力調整プール室）とを備えている。原子炉格納室５０と再循環プール室６０との境界部分（隔壁）には、開口部７０が形成されており、この開口部７０を介して両者が連通している。再循環プール室の床面（底面）６０Ａには、サンプ６１が設けられている。本実施形態では、サンプ６１が１つ設けられている場合を例示しているが、サンプ６１は２つ以上設けられていてもよい。   The nuclear reactor containment vessel 10 is provided on the lower floor of the nuclear reactor containment chamber 50 in which the nuclear reactor 51 is accommodated, and the recirculation pool chamber 60 (boiling) that stores the coolant (cooling water) L. In the case of a water type, a pressure adjusting pool room) is provided. An opening 70 is formed in a boundary portion (partition wall) between the reactor containment chamber 50 and the recirculation pool chamber 60, and both communicate with each other through the opening 70. A sump 61 is provided on the floor surface (bottom surface) 60A of the recirculation pool chamber. In this embodiment, the case where one sump 61 is provided is illustrated, but two or more sumps 61 may be provided.

本実施形態に係る原子炉格納容器１０は、頂部がドーム状に形成された円筒状の容器であって、原子炉５１の他に、加圧器５２および蒸気発生器５３が格納されている。一次冷却材（軽水）は、この加圧器５２で加圧され、さらに原子炉５１の核***反応によって生じた熱エネルギーで加熱される。高温高圧となった一次冷却材は、蒸気発生器５３に送られ、二次冷却材（軽水）を沸騰させる。   The reactor containment vessel 10 according to this embodiment is a cylindrical vessel having a top formed in a dome shape, and stores a pressurizer 52 and a steam generator 53 in addition to the reactor 51. The primary coolant (light water) is pressurized by the pressurizer 52 and further heated by thermal energy generated by the nuclear fission reaction of the nuclear reactor 51. The primary coolant that has become high temperature and pressure is sent to the steam generator 53 to boil the secondary coolant (light water).

原子炉格納容器１０の外部には、タービン５４、発電機５５、および復水器５６が備わっている。タービン５４は、蒸気発生器５３で沸騰した二次冷却材（蒸気）が送られることによって回転し、発電機５５を駆動する。タービン５４を回転させた蒸気は、復水器５６で復水され、二次冷却材となって蒸気発生器５３に送られる。このようにして、二次冷却材（軽水）は、蒸気発生器５３、タービン５４、および復水器５６の間を循環する。   A turbine 54, a generator 55, and a condenser 56 are provided outside the reactor containment vessel 10. The turbine 54 rotates when the secondary coolant (steam) boiled in the steam generator 53 is sent to drive the generator 55. The steam that has rotated the turbine 54 is condensed by the condenser 56 and is sent to the steam generator 53 as a secondary coolant. In this way, the secondary coolant (light water) circulates between the steam generator 53, the turbine 54, and the condenser 56.

サンプ６１は、図１（ａ）に示すように、再循環プール室の床面６０Ａのうち、原子炉格納室５０側からの平面視において開口部７０と重ならない位置に設けられていることが好ましい。この場合、開口部７０を通って再循環プール室６０に流入した冷却液Ｌが、再循環プール室６０内を通り抜けてサンプ６１に流入することになるため、局所的な滞留の発生を抑えることができる。   As shown in FIG. 1A, the sump 61 is provided at a position on the floor surface 60A of the recirculation pool chamber that does not overlap with the opening 70 in a plan view from the reactor containment chamber 50 side. preferable. In this case, since the coolant L that has flowed into the recirculation pool chamber 60 through the opening 70 passes through the recirculation pool chamber 60 and flows into the sump 61, the occurrence of local stagnation is suppressed. Can do.

再循環ポンプ設備２０は、再循環プール室６０に貯留された冷却液Ｌを、サンプ６１から吸い込んで原子炉格納室５０の上部まで誘導し、そこから原子炉格納室５０内に吐出するように構成されている。具体的な再循環ポンプ設備２０としては、例えば図１（ａ）に示すように、サンプ６１から原子炉格納室５０の天井部にわたって配設された配管２１、配管２１の途中に設けられた循環ポンプ２２、および原子炉格納室５０の天井部に設けられたシャワーノズル２３を備えているものが挙げられる。   The recirculation pump facility 20 sucks the coolant L stored in the recirculation pool chamber 60 from the sump 61, guides it to the upper part of the reactor containment chamber 50, and discharges it into the reactor containment chamber 50 from there. It is configured. As a specific recirculation pump facility 20, for example, as shown in FIG. 1A, a pipe 21 disposed from the sump 61 to the ceiling of the reactor containment chamber 50, a circulation provided in the middle of the pipe 21. The thing provided with the pump 22 and the shower nozzle 23 provided in the ceiling part of the reactor containment chamber 50 is mentioned.

再循環プール室６０に貯留された冷却液Ｌは、循環ポンプ２２によりサンプ６１から汲み上げられ、配管２１を通り、シャワーノズル２３から吐出される。そして、シャワーノズル２３から吐出された冷却液Ｌは、原子炉格納室５０に格納された機器を冷却した後に、開口部７０を通って再循環プール室６０に流入する。このようにして、冷却液Ｌは、サンプ６１、配管２１、シャワーノズル２３、原子炉格納室５０、再循環プール室６０の間を循環する。   The coolant L stored in the recirculation pool chamber 60 is pumped up from the sump 61 by the circulation pump 22, passes through the pipe 21, and is discharged from the shower nozzle 23. Then, the cooling liquid L discharged from the shower nozzle 23 cools the equipment stored in the nuclear reactor storage chamber 50 and then flows into the recirculation pool chamber 60 through the opening 70. In this way, the coolant L circulates between the sump 61, the pipe 21, the shower nozzle 23, the reactor containment chamber 50, and the recirculation pool chamber 60.

図１（ｂ）は、図１（ａ）の原子炉格納構造の縦断面図のうち、サンプスクリーン体３０を含む一部分Ｒ１を拡大した図である。サンプスクリーン体３０は、サンプ６１の周りを囲むように設けられた台座３１に設置され、サンプ６１に流入する冷却液Ｌから、それに含まれるデブリを濾しとって分離する機能を有している。 FIG. 1B is an enlarged view of a part R 1 including the sump screen body 30 in the longitudinal sectional view of the reactor containment structure of FIG. The sump screen body 30 is installed on a pedestal 31 provided so as to surround the sump 61, and has a function of filtering and separating the debris contained therein from the coolant L flowing into the sump 61.

サンプスクリーン体３０は、複数のサンプスクリーン３２から構成されている。複数のサンプスクリーン３２は、それぞれ、開口部をサンプ６１側に向けた箱状に形成され、その側面（４面）とその上面とに、デブリのサイズより小さい孔が複数設けられ、そこから冷却液Ｌが流入できるように構成されている。冷却液Ｌの水位がサンプスクリーン３２の高さを下回る場合には、サンプスクリーン３２の側面のみから冷却液Ｌが流入する。冷却液Ｌの水位がサンプスクリーン３２の高さを上回る場合には、サンプスクリーン４２の側面と上面の両方から冷却液Ｌが流入する。   The sump screen body 30 is composed of a plurality of sump screens 32. Each of the plurality of sump screens 32 is formed in a box shape with the opening directed to the sump 61 side, and a plurality of holes smaller than the size of the debris are provided on the side surface (four surfaces) and the upper surface thereof, and cooling is performed therefrom It is comprised so that the liquid L can flow in. When the water level of the coolant L is lower than the height of the sump screen 32, the coolant L flows from only the side surface of the sump screen 32. When the water level of the coolant L exceeds the height of the sump screen 32, the coolant L flows from both the side surface and the upper surface of the sump screen 42.

図２（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ‘線で示す位置における、原子炉格納構造１００の横断面図である。サンプスクリーン体３０は、冷却液Ｌの吸込み効率の観点から、複数個所（図２（ａ）では２箇所）に設置することが好ましい。また、サンプスクリーン体３０は、同様の観点から、構造物がなく、冷却液Ｌの流れが加速される領域に設置されていることが好ましい。   FIG. 2A is a cross-sectional view of the reactor containment structure 100 at the position indicated by the line A-A ′ in FIG. The sump screen body 30 is preferably installed at a plurality of locations (two locations in FIG. 2A) from the viewpoint of the suction efficiency of the coolant L. Further, from the same viewpoint, the sump screen body 30 is preferably installed in a region where there is no structure and the flow of the coolant L is accelerated.

図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す原子炉格納構造の横断面のうち、デブリ捕集装置４０の周辺部分Ｒ２を拡大した図である。再循環プール室の床面６０Ａにおいて、図２（ｂ）に示すような乱流が発生しやすい複雑な構造物とサンプ６１との間の位置に、デブリ捕集装置４０が設置されている。デブリ捕集装置４０は、サンプ６１に向かって流れる冷却液Ｌからデブリを捕集する機能を有している。デブリ捕集装置４０は、冷却液Ｌの流通経路においてサンプ６１よりも上流側に設置されていることが好ましく、また、流通経路が複数ある場合には、その各々に設置されていることが好ましい。 2 (b) is of the cross-section of the reactor containment structure shown in FIG. 2 (a), is an enlarged view of the peripheral portion R 2 of the debris collection device 40. On the floor surface 60 </ b> A of the recirculation pool chamber, a debris collection device 40 is installed at a position between a complex structure and a sump 61 that are likely to generate turbulent flow as shown in FIG. The debris collection device 40 has a function of collecting debris from the coolant L flowing toward the sump 61. The debris collecting device 40 is preferably installed on the upstream side of the sump 61 in the flow path of the coolant L, and when there are a plurality of flow paths, it is preferably installed in each of the flow paths. .

図３（ａ）は、図２（ｂ）のデブリ捕集装置４０を拡大した図である。デブリ捕集装置４０は、サンプ６１に向かって流れる冷却液Ｌ等の流体の流通方向Ｐ１に交差する方向（好ましくは垂直な方向）に延びるとともに、流通方向Ｐ１に間隔Ｓをあけて複数設けられ、流通方向Ｐ１に貫通する開口部４１Ｈが形成された捕集体４１を備えている。 Fig.3 (a) is the figure which expanded the debris collection apparatus 40 of FIG.2 (b). Multiple debris trap 40 extends in the direction (preferably perpendicular) intersecting the flow direction P 1 of the fluid coolant L such that flows towards the sump 61, with a gap S in the flow direction P 1 provided, and a collecting member 41 for opening 41H is formed penetrating in the flow direction P 1.

流通方向Ｐ１において、互いに隣り合う捕集体４１の開口部４１Ｈ同士は、捕集体４１が延びる方向において、再循環プール室の床面６０Ａと平行に、互いにずれて重ならないように形成されている。これにより、冷却液Ｌとともに、流通方向Ｐ１において手前側（上流側）の捕集体４１の開口部４１を通ったデブリは、慣性で直進した後に、必ず奥側（下流側）の捕集体４１に衝突して、そこに捕集（捕捉）されることになる。 In flow direction P 1, the opening 41H each other of the collector body 41 adjacent to each other, in the direction in which the collecting body 41 extending, parallel to the floor surface 60A of the recirculation pool chamber is formed so as not to overlap mutually offset . Thus, together with the cooling liquid L, debris through the opening 41 of the collecting body 41 of the front side (upstream side) in the flow direction P 1 is collecting body 41 after straight by inertia, always back side (downstream side) Will be collected (captured) there.

各々の捕集体４１は、その床面６０Ａと平行な延在方向Ｐ２において所定の間隔おきに、かつ流通方向Ｐ１に平行に貫通するように設置された仕切り板４２で、分割されていることが好ましい。この場合、分割されたいずれの部分にも、開口部４１Ｈが含まれるものとする。分割によって流通経路が狭まり、捕集体４１の延在方向Ｐ２の流れが減る分、冷却液Ｌをサンプ６１に向かって効率的に流すことができる。 Each of the collector body 41 is in its floor 60A parallel to the extending direction P 2 at a predetermined intervals, and a partition plate 42 disposed so as to be parallel to penetrate the flow direction P 1, is divided It is preferable. In this case, it is assumed that the opening 41H is included in any of the divided parts. As the flow path is narrowed by the division and the flow in the extending direction P < b > 2 of the collector 41 is reduced, the coolant L can be efficiently flowed toward the sump 61.

また、各々の捕集体４１の延在方向Ｐ２における片側の端部４１ａ同士が、仕切り板４２に接続され、仕切り板４２を介して互いに連結され、他の片側の端部４１ｂ同士も、同様に連結されていることが好ましい。これにより、デブリ捕集装置４０内の流通過程の冷却液Ｌに対し、デブリ捕集装置４０外のデブリを大量に含んだ冷却液Ｌが、混入するのを防ぐことができる。 Further, one end 41a to each other in the extending direction P 2 of each of the collecting body 41 is connected to the partition plate 42, they are connected to each other via the partition plate 42, also the end portion 41b between the other side, similar It is preferable that it is connected to. Thereby, it is possible to prevent the coolant L containing a large amount of debris outside the debris collection device 40 from mixing with the coolant L in the flow process in the debris collection device 40.

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したデブリ捕集装置４０のうち、仕切り板４２で仕切られた一部分４０Ａの拡大斜視図である。ここでは、デブリ捕集装置４０の構造を明示するため、仕切り板４２を透明化している。図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示したデブリ捕集装置４０の一部分４０Ａのうち、一端側の捕集体４１Ａとそれに設置された仕切り版４２の上面図である。   FIG. 3B is an enlarged perspective view of a part 40A partitioned by the partition plate 42 in the debris collection device 40 shown in FIG. Here, in order to clarify the structure of the debris collection device 40, the partition plate 42 is made transparent. FIG.3 (c) is a top view of the collection body 41A of the one end side and the partition plate 42 installed in it among the part 40A of the debris collection apparatus 40 shown in FIG.3 (b).

図３（ａ）では図示していないが、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、流通方向Ｐ１において下流側を向く面４１ａにおいて、開口部４１Ｈの周りに衝立４３Ａ、４３Ｂが設けられていることが好ましい。衝立４３Ａ、４３Ｂが設けられていることにより、開口部４１Ｈから流入した冷却液Ｌが、側方に回り込むのを抑制し、下流側の捕集体４１に向けて直進するように促すことができる。その結果として、サンプ６１への冷却液Ｌの流通が円滑になるとともに、デブリを効率的に捕集することができる。 FIGS. 3 (a) in not shown, as shown in FIG. 3 (b), (c) , in the surface 41a facing the downstream side in the flow direction P 1, partition 43A around the opening 41H, 43B is It is preferable to be provided. By providing the partitions 43A and 43B, it is possible to prevent the coolant L flowing in from the opening 41H from flowing sideways, and to urge it to go straight toward the downstream collector 41. As a result, the coolant L can be smoothly distributed to the sump 61, and debris can be efficiently collected.

なお、開口部４１Ｈが仕切り板４２に近い位置に設置され、仕切り板４２と仕切り板４２に近い方の衝立４３Ａとの距離ｄ１が小さくなる場合には、仕切り板４２が衝立４３Ａの役割を担うことができるため、衝立４３Ａは不要となる。 The opening 41H is placed at a position closer to the partition plate 42, when the distance d 1 between the partition 43A closer to the partition plate 42 and the partition plate 42 is small, the partition plate 42 is the role of the partition 43A Since it can bear, the partition 43A becomes unnecessary.

図４は、変形例に係るデブリ捕集装置の一部分４０Ａの斜視図である。この変形例では、流通方向Ｐ１において、捕集体４１の下流側を向く面だけでなく、上流側を向く面にも衝立４６が設けられている。この衝立４６が設けられていることにより、各段の捕集体４１で一旦捕捉されたデブリが、下流側に向かって流れるのをブロックすることができる。 FIG. 4 is a perspective view of a part 40A of a debris collection device according to a modification. In this modification, in the flow direction P 1, not only the surface facing the downstream side of the collecting body 41, the partition 46 is also provided on the surface facing the upstream side. By providing the partition 46, it is possible to block the debris once captured by the collector 41 of each stage from flowing toward the downstream side.

図５（ａ）は、図３、４のデブリ捕集装置４０を構成する１つの捕集体４１の一部を拡大した上面図である。捕集体４１は、平板状の多孔部材（濾過板、網）で構成されていることが好ましい。この場合の捕集体４１は、その主面４１ａが流通方向Ｐ１に垂直となるように、かつ一端（一辺）が床面６０Ａに接して設置されていることが好ましい。   Fig.5 (a) is the upper side figure which expanded a part of one collection body 41 which comprises the debris collection apparatus 40 of FIG. It is preferable that the collection body 41 is comprised by the flat porous member (filtration board, net | network). The collector 41 in this case is preferably installed such that its main surface 41a is perpendicular to the flow direction P1 and one end (one side) is in contact with the floor surface 60A.

図１（ｂ）に示すように、設置した際に床面６０Ａと垂直になる方向において、捕集体４１の幅Ｗは、冷却液Ｌの最大水位Ｈより大きいことが好ましい。つまり、捕集体４１は、設置したときの頂部４１Ｔが、想定される冷却液Ｌの液面Ｌ１の位置より高い位置にあることが好ましい。 As shown in FIG. 1B, the width W of the collector 41 is preferably larger than the maximum water level H of the coolant L in the direction perpendicular to the floor surface 60 </ b> A when installed. In other words, the collecting body 41, the top 41T when installed, it is preferably in the higher position of the liquid surface L 1 of the cooling liquid L is assumed position.

捕集体４１を構成する多孔部材の材料としては、例えば、ステンレス、アルミ合金材等が挙げられる。   Examples of the material of the porous member that constitutes the collector 41 include stainless steel and aluminum alloy materials.

捕集体４１を構成する多孔部材として、図５（ａ）では規則的に並んだ細孔を有する網状の部材を例示しているが、細孔の並び方について限定されることはなく、例えば複数の繊維状の部材が複雑に入り組んだ構造であってもよい。   As a porous member constituting the collector 41, FIG. 5A illustrates a net-like member having regularly arranged pores. However, the arrangement of the pores is not limited, and for example, a plurality of members A structure in which fibrous members are intricately arranged may be used.

また、図５（ａ）では、多孔部材を構成する細孔が格子状となっている例を示しているが、細孔の形状について限定されることはない。   5A shows an example in which the pores constituting the porous member are in a lattice shape, the shape of the pores is not limited.

図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した捕集体４１の一変形例に係る、捕集体４４の上面図である。捕集体４４は、平板状の多孔部材を、厚さ方向に複数重ねてなる。この場合、重ねる枚数を変えることによって、捕集体としての厚みを自在に変えることができるため、局所的に、冷却液Ｌ、デブリが受ける抵抗の大きさを変えることができる。また、床面６０Ａの設置スペースに応じて厚さを自在に調整することができる。   FIG.5 (b) is a top view of the collection body 44 based on the modification of the collection body 41 shown to Fig.5 (a). The collector 44 is formed by stacking a plurality of flat plate-like porous members in the thickness direction. In this case, since the thickness as the collecting body can be freely changed by changing the number of stacked sheets, the magnitude of the resistance received by the coolant L and debris can be locally changed. Further, the thickness can be freely adjusted according to the installation space of the floor surface 60A.

図５（ｃ）は、図５（ａ）に示した捕集体４１の他の変形例に係る、捕集体４５の上面図である。捕集体４５は、籠等の中空の多孔部材で構成されている。この場合、例えば捕集体４５を設置したい箇所に、柱等の移動させにくい構造物があっても、その構造物が中空部分に収まるようにして設置することが可能であり、捕集体４５の設置個所をずらす必要がない。なお、捕集体４５の中空部分は、開口部４５Ｈに連通しないように閉じた構造である必要がある。   FIG.5 (c) is a top view of the collection body 45 based on the other modification of the collection body 41 shown to Fig.5 (a). The collection body 45 is configured by a hollow porous member such as a basket. In this case, for example, even if there is a structure that is difficult to move, such as a pillar, at a place where the collector 45 is desired to be installed, the structure can be installed so as to fit in the hollow portion. There is no need to shift the location. In addition, the hollow part of the collection body 45 needs to be a closed structure so as not to communicate with the opening 45H.

本実施形態に係る原子炉格納構造１００は、再循環プール室の床面６０Ａにデブリ捕集装置４０を備えている。このデブリ捕集装置４０は、開口部４１Ｈを有し、冷却液Ｌを流通させる方向に間隔を空けて設けられた複数の捕集体４１からなり、隣り合う捕集体４１の開口部４１Ｈ同士が、床面６０Ａと平行に捕集体４１の延びる方向にずれて、互いに重ならないように配置されている。そのため、当該デブリ捕集装置４０は、サンプスクリーン体３０に向かう過程で乱流状態となった冷却液を、複数の捕集体が並ぶ方向に流れるように、強制的に整流化することができる。   The reactor containment structure 100 according to this embodiment includes a debris collection device 40 on the floor surface 60A of the recirculation pool chamber. The debris collection device 40 has an opening 41H, and includes a plurality of collection bodies 41 provided at intervals in the direction in which the coolant L is circulated, and the openings 41H of adjacent collection bodies 41 are adjacent to each other. They are arranged so as to be parallel to the floor surface 60A and shifted in the direction in which the collecting body 41 extends so as not to overlap each other. Therefore, the debris collection device 40 can forcibly rectify the coolant that has become a turbulent state in the process toward the sump screen body 30 so as to flow in the direction in which the plurality of collection bodies are arranged.

したがって、デブリ捕集装置内４０に流入したデブリＤは、各捕集体４１に対して垂直に衝突することによってそこに捕捉されやすくなり、その結果として、デブリＤの捕捉効率を向上させることができる。   Therefore, the debris D that has flowed into the debris collection device 40 is likely to be captured by colliding vertically with each collection body 41, and as a result, the capture efficiency of the debris D can be improved. .

また、当該デブリ捕集装置４０では、各捕集体が開口部４１Ｈを有しているため、先に到達したデブリＤによって詰まっている捕集体４１がある場合、後に到達したデブリＤは、自動的に、その捕集体４１の開口部４１Ｈを通って他の捕集体４１に向かって流れることができる。これにより、サンプスクリーン体３０に向かう冷却液Ｌの流れを、長く維持することが可能となる。   Moreover, in the said debris collection apparatus 40, since each collection body has the opening part 41H, when there exists the collection body 41 clogged with the debris D which reached | attained first, the debris D which arrived later is automatically Furthermore, it can flow toward the other collector 41 through the opening 41 </ b> H of the collector 41. Thereby, the flow of the coolant L toward the sump screen body 30 can be maintained for a long time.

＜第二実施形態＞
図６（ａ）は、第二実施形態に係る原子炉格納構造において、再循環プール室の床面６０Ａに設置したデブリ捕集装置を構成する、１つの捕集体１４１の側面図である。捕集体１４１は、床面６０Ａと垂直な方向に２つの多孔部材１４１Ａ、１４１Ｂを連結してなる。２つの多孔部材１４１Ａ、１４１Ｂのうち、床面６０Ａから遠い位置にある多孔部材１４１Ａの細孔径は、近い位置にある多孔部材１４１Ｂの細孔径より小さい。 <Second embodiment>
Fig.6 (a) is a side view of the one collection body 141 which comprises the debris collection apparatus installed in the floor surface 60A of a recirculation pool room in the nuclear reactor containment structure which concerns on 2nd embodiment. The collecting body 141 is formed by connecting two porous members 141A and 141B in a direction perpendicular to the floor surface 60A. Of the two porous members 141A and 141B, the pore diameter of the porous member 141A located far from the floor surface 60A is smaller than the pore diameter of the porous member 141B located close to the porous surface 141A.

多孔部材１４１Ａは細孔径が小さいため、軽くて冷却液Ｌの液面Ｌ１に近い側に集中して分布する、サイズの小さいデブリＤ１１を捕集するのに適している。また、部材１４１Ｂは細孔径が大きいため、重くて床面６０Ａに近い側に集中して分布する、サイズの大きいデブリＤ１２を捕集するのに適している。 Since the porous member 141A pore diameter is small, light and distributed concentrating on the side closer to the coolant liquid level L 1 of the L, it is suitable for collecting small debris D 11 sizes. Also, member 141B is because the pore diameter is large, heavy distributed concentrating on the side closer to the floor surface 60A and is suitable for collecting a large debris D 12 size.

通常は、全ての細孔径の大きさを小さいデブリのサイズに合わせた多孔部材が用いられるが、本実施形態では床面６０Ａ側の多孔部材１４１Ｂの細孔径を大きくしている分、冷却液Ｌに対する流動抵抗を低減させることができる。   Normally, a porous member in which the size of all the pore diameters is adjusted to the size of the small debris is used. However, in this embodiment, the amount of the pore diameter of the porous member 141B on the floor surface 60A side is increased. The flow resistance with respect to can be reduced.

図６（ｂ）は、第二実施形態の変形例に係る原子炉格納構造において、再循環プール室の床面６０Ａに設置したデブリ捕集装置を構成する、１つの捕集体２４１の側面図である。多孔部材２４１は、床面６０Ａと垂直な方向に３つの多孔部材２４１Ａ、２４１Ｂ、２４１Ｃを連結してなる。これらの多孔部材は、互いに異なる大きさの細孔径を有しており、多孔部材２４１Ｃ、多孔部材２４１Ｂ、多孔部材２４１Ａの順に小さくなっている。   FIG.6 (b) is a side view of one collection body 241 which comprises the debris collection apparatus installed in the floor surface 60A of a recirculation pool room in the nuclear reactor containment structure which concerns on the modification of 2nd embodiment. is there. The porous member 241 is formed by connecting three porous members 241A, 241B, and 241C in a direction perpendicular to the floor surface 60A. These porous members have pore sizes different from each other, and become smaller in the order of the porous member 241C, the porous member 241B, and the porous member 241A.

液面Ｌ１側と床面６０Ａ側の間の位置に分布するデブリに合わせた、中間のサイズの細孔径の部材を設けることにより、図６（ａ）の多孔部材１４１に比べて細孔径の大きい領域が増加し、その分、冷却液Ｌに対する流動抵抗をさらに低減させることができる。 Tailored to debris distributed at a position between the liquid level L 1 side and the floor surface 60A side, by providing a member of the pore diameter of the intermediate size, pore size than the porous member 141 of FIGS. 6 (a) The large area increases, and accordingly, the flow resistance with respect to the coolant L can be further reduced.

図６（ａ）、（ｂ）では、捕集体が２つの多孔部材を連結してなる場合、３つの多孔部材を連結してなる場合について例示しているが、４つ以上の複数の多孔部材を連結してなる場合であっても、床面から遠い位置にある多孔部材ほど、細孔径が小さくなっていればよい。   6A and 6B illustrate the case where the collector is formed by connecting two porous members, the case where three porous members are connected, but there are four or more porous members. Even when the two are connected, it is only necessary that the porous member located farther from the floor surface has a smaller pore diameter.

１００・・・原子炉格納構造
１４１Ａ、１４１Ｂ、２４１Ａ、２４１Ｂ、２４１Ｃ・・・多孔部材
１０・・・原子炉格納容器
２０・・・再循環ポンプ設備
２１・・・配管
２２・・・循環ポンプ
２３・・・シャワーノズル
３０・・・サンプスクリーン体
３１・・・台座
３２・・・サンプスクリーン
４０・・・デブリ捕集装置
４１、１４１、２４１・・・捕集体
４１ａ、４１ｂ・・・端部
４１Ｈ・・・開口部
４２・・・仕切り板
４３Ａ、４３Ｂ、４６・・・衝立
５０・・・原子炉格納室
５１・・・原子炉
５２・・・加圧器
５３・・・蒸気発生器
５４・・・タービン
５５・・・発電機
５６・・・復水器
６０・・・再循環プール室
６０Ａ・・・床面
６１・・・サンプ
７０・・・開口部
Ｄ、Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３・・・デブリ
Ｌ・・・冷却液
Ｌ１・・・液面
Ｐ１・・・冷却液の流通方向
Ｐ２・・・捕集体の延在方向
Ｒ１・・・サンプスクリーン体の周辺部分
Ｒ２・・・デブリ捕集装置の周辺部分
Ｓ・・・捕集体同士の間隔 100 ... Reactor containment structure 141A, 141B, 241A, 241B, 241C ... Porous member 10 ... Reactor containment vessel 20 ... Recirculation pump equipment 21 ... Piping 22 ... Circulation pump 23 ... Shower nozzle 30 ... Sump screen body 31 ... Pedestal 32 ... Sump screen 40 ... Debris collection devices 41, 141, 241 ... Collection bodies 41a, 41b ... End 41H ... Opening part 42 ... Partition plates 43A, 43B, 46 ... Screen 50 ... Reactor containment chamber 51 ... Reactor 52 ... Pressurizer 53 ... Steam generator 54 ... turbine 55 ... generator 56 ... condenser 60 ... recycled pooling chamber 60A ... floor surface 61 ... sump 70 ... opening D, D 11, D 12, D 21 , D 22, D 23 ··· debris Peripheral portions R 2 ... debris ... coolant L 1 ... liquid level P 1 ... coolant extending direction R 1 ... sump screen body of the flow direction P 2 ... collection of Peripheral portion S of the collecting device: interval between the collecting bodies

Claims (7)

原子炉が格納される原子炉格納室、および、事故時の前記原子炉への注水のために保有され、床面にサンプが設けられている再循環プール室または圧力調整プール室、を備える原子炉格納容器と、
前記サンプの周りを囲むように設けられた台座に設置され、前記サンプに流入する前記冷却液に含まれるデブリを分離するためのサンプスクリーン体と、
前記床面に設置されて、前記サンプに向かって流れる冷却液からデブリを捕集するデブリ捕集装置と、を備え、
前記デブリ捕集装置が、前記サンプに向かって流れる冷却液の流通方向に交差して延びるとともに、前記流通方向に間隔をあけて複数設けられ、前記流通方向に貫通する開口部が形成された捕集体を備え、
前記流通方向に互いに隣り合う捕集体の開口部は、前記床面と平行に捕集体の延びる方向にずれて形成されていることを特徴とする原子炉格納構造。 A reactor storage room in which a nuclear reactor is stored, and a recirculation pool room or a pressure regulation pool room that is reserved for water injection into the reactor at the time of an accident and has a sump on the floor surface A furnace containment vessel;
A sump screen body for separating debris contained in the cooling liquid that is installed on a pedestal provided to surround the sump and flows into the sump;
A debris collection device that is installed on the floor surface and collects debris from the coolant flowing toward the sump;
The debris collection device extends across the flow direction of the coolant flowing toward the sump, and a plurality of the debris collection devices are provided at intervals in the flow direction, and an opening that penetrates in the flow direction is formed. With a collection,
The reactor containment structure according to claim 1, wherein the openings of the collectors adjacent to each other in the flow direction are formed to be shifted in a direction in which the collectors extend in parallel to the floor surface. 前記捕集体が、平板状の多孔部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の原子炉格納構造。   The nuclear reactor containment structure according to claim 1, wherein the collector is made of a flat porous member. 前記捕集体が、前記平板状の多孔部材を厚さ方向に複数重ねてなることを特徴とする請求項２に記載の原子炉格納構造。   The reactor containment structure according to claim 2, wherein the collector is formed by stacking a plurality of the flat plate-like porous members in the thickness direction. 前記捕集体が、中空の多孔部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の原子炉格納構造。   The reactor containment structure according to claim 1, wherein the collector is formed of a hollow porous member. 前記多孔部材が、前記床面と垂直な方向に複数の部材を連結してなり、前記床面から遠い位置にある部材ほど、細孔径が小さいことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の原子炉格納構造。   The porous member is formed by connecting a plurality of members in a direction perpendicular to the floor surface, and a member located farther from the floor surface has a smaller pore diameter. The reactor containment structure according to one item. 各々の前記捕集体は、その床面と平行な延在方向において所定の間隔おきに、かつ前記流通方向に平行に貫通するように設置された仕切り板で、分割されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の原子炉格納構造。   Each of the collectors is divided by a partition plate installed so as to penetrate at predetermined intervals in the extending direction parallel to the floor surface and in parallel with the flow direction. The reactor containment structure according to any one of claims 1 to 5. 前記捕集体の開口部の周囲に、前記冷却液の流通方向の下流側に突出する衝立が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の原子炉格納構造。   The reactor containment structure according to any one of claims 1 to 6, wherein a partition that protrudes downstream in the flow direction of the coolant is provided around the opening of the collector. .
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