JP2021004815A - Reactor system - Google Patents

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Abstract

To provide a reactor system having a reactor melt retainer excellent in cooling efficiency without increasing the diameter of the reactor melt retainer.SOLUTION: The reactor system comprises: a reactor vessel 1 filled with a coolant 4; a reactor core part 2 installed in the reactor vessel and having a plurality of control rod guide tubes 13 for guiding control rods; and a reactor melt retainer for holding a reactor melt falling from the reactor core part. The reactor melt retainer has a plurality of reactor melt holding vessels 11 installed in the radial direction of the reactor vessel, and installed to form a space between adjacent reactor melt holding vessels.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、溶融燃料を含有する原子炉溶融物（燃料デブリ）を原子炉容器内で保持する原子炉溶融物保持装置を有する原子炉システムに関する。 The present invention relates to a reactor system having a reactor melt holding device for holding a reactor melt (fuel debris) containing molten fuel in a reactor vessel.

原子炉システムにおいて、炉心部の除熱源喪失や原子炉容器の破損による冷却材喪失、冷却材流量の低下時や出力の上昇時のスクラム失敗事象を想定した場合、炉心部の燃料が溶融し、溶融燃料を含有する原子炉溶融物（燃料デブリ）が、原子炉容器の底部に落下する可能性がある。 In a reactor system, assuming a loss of heat removal source in the core, loss of coolant due to damage to the reactor vessel, and a scram failure event when the flow rate of coolant decreases or the output increases, the fuel in the core melts and Reactor melt (fuel debris) containing molten fuel may fall to the bottom of the reactor vessel.

落下した燃料デブリが、原子炉容器の底部を熱的に損傷させ、放射性物質が原子炉容器外に放出されることを防止するため、原子炉容器の底部に落下する燃料デブリを原子炉容器内で保持する原子炉溶融物保持装置を有する原子炉システムが提案されている。 In order to prevent the dropped fuel debris from thermally damaging the bottom of the reactor vessel and releasing radioactive substances to the outside of the reactor vessel, the fuel debris that falls to the bottom of the reactor vessel is inside the reactor vessel. A reactor system having a reactor melt holding device for holding in is proposed.

こうした本技術分野の背景技術として、特開２０１４−１５７０２９号公報（特許文献１）がある。 As a background technology in this technical field, there is Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-157029 (Patent Document 1).

この特許文献１には、炉心部を収納し、原子炉冷却材を保持する原子炉容器と、事故時に炉心部の燃料が溶融して炉心部から落下する溶融燃料を保持する溶融燃料保持装置と、を備える原子炉システムが記載されている。そして、特許文献１には、原子炉容器の内部であって炉心部の下方に設置され、水平方向に広がる板状の受け皿部を有する溶融燃料保持装置が記載され、受け皿部は、複数の下方に突出する突出部を有すると共に上面内に凹部を有し、上下に貫通する貫通孔を有することが記載されている（要約参照）。 In Patent Document 1, a reactor vessel that houses the core and holds the reactor coolant, and a molten fuel holding device that holds the molten fuel that melts the fuel in the core and falls from the core in the event of an accident. Reactor systems with, are described. Further, Patent Document 1 describes a molten fuel holding device which is installed inside the reactor vessel and below the core portion and has a plate-shaped saucer portion extending in the horizontal direction, and the saucer portions are a plurality of lower portions. It is described that it has a protruding portion protruding from the surface, a recess in the upper surface, and a through hole penetrating up and down (see summary).

特開２０１４−１５７０２９号公報JP-A-2014-157029

特許文献１には、事故時に、炉心部から落下する溶融燃料を保持し、水平方向に広がる板状の受け皿部を有する溶融燃料保持装置を備える原子炉システムが記載されている。 Patent Document 1 describes a nuclear reactor system including a molten fuel holding device that holds molten fuel that falls from the core portion in the event of an accident and has a plate-shaped saucer portion that spreads in the horizontal direction.

しかし、特許文献１には、溶融燃料保持装置（原子炉溶融物保持装置）上に堆積する燃料デブリが、十分に冷却されず、原子炉溶融物保持装置が溶融し、燃料デブリが原子炉容器の底部に落下する可能性については記載されていない。 However, in Patent Document 1, the fuel debris deposited on the molten fuel holding device (reactor melt holding device) is not sufficiently cooled, the reactor melt holding device is melted, and the fuel debris is stored in the reactor vessel. There is no mention of the possibility of falling to the bottom of the reactor.

つまり、特許文献１に記載する原子炉システムでは、単位面積（一定面積）当たりに、落下する燃料デブリの体積（量）が大きく（多く）なる可能性があり、冷却可能な燃料デブリの堆積厚さを実現するためには、原子炉溶融物保持装置の径を大きくする必要があり、原子炉容器の大型化を招くなど、経済性を悪化させる可能性がある。 That is, in the nuclear reactor system described in Patent Document 1, the volume (amount) of falling fuel debris may be large (large) per unit area (constant area), and the accumulated thickness of coolable fuel debris. In order to achieve this, it is necessary to increase the diameter of the reactor melt holding device, which may lead to an increase in the size of the reactor vessel and worsen economic efficiency.

そこで、本発明は、原子炉溶融物保持装置の径を大きくすることなく、冷却効率の優れた原子炉溶融物保持装置を有する原子炉システムを提供する。 Therefore, the present invention provides a reactor system having a reactor melt holding device having excellent cooling efficiency without increasing the diameter of the reactor melt holding device.

上記課題を解決するため、本発明の原子炉システムは、冷却材が満たされる原子炉容器と、原子炉容器に設置され、制御棒が案内される複数本の制御棒案内管を有する炉心部と、炉心部から落下する原子炉溶融物を保持する原子炉溶融物保持装置と、を有し、原子炉溶融物保持装置は、原子炉容器の径方向に設置される複数個の原子炉溶融物保持容器を有し、複数個の原子炉溶融物保持容器は、隣り合う原子炉溶融物保持容器との間に、隙間を形成して、設置されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the reactor system of the present invention includes a reactor vessel filled with a cooling material and a core portion having a plurality of control rod guide tubes installed in the reactor vessel and guided by control rods. The reactor melt holding device has a reactor melt holding device for holding the reactor melt falling from the core portion, and the reactor melt holding device is a plurality of reactor melts installed in the radial direction of the reactor vessel. It has a holding container, and a plurality of reactor melt holding containers are installed so as to form a gap between adjacent reactor melt holding containers.

本発明によれば、原子炉溶融物保持装置の径を大きくすることなく、冷却効率の優れた原子炉溶融物保持装置を有する原子炉システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a reactor system having a reactor melt holding device having excellent cooling efficiency without increasing the diameter of the reactor melt holding device.

なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、下記する実施例の説明によって明らかにされる。 Issues, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the examples.

実施例１に記載する原子炉システムを説明する立断面図である。It is a vertical sectional view explaining the nuclear reactor system described in Example 1. FIG. 実施例１に記載する原子炉システムであって、図１に示す第Ａ−Ａ線から見た矢視断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1 of the reactor system according to the first embodiment. 実施例１に記載する原子炉システムであって、炉心部損傷時の原子炉システムを説明する立断面図である。FIG. 5 is a vertical sectional view illustrating the reactor system according to the first embodiment and the reactor system when the core portion is damaged. 実施例２に記載する原子炉システムを説明する立断面図である。It is a vertical sectional view explaining the nuclear reactor system described in Example 2. FIG.

以下、本発明の実施例を、図面を使用して説明する。なお、実質的に同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合は、その説明を省略する場合がある。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. The substantially same or similar configurations are designated by the same reference numerals, and if the explanations are duplicated, the description may be omitted.

まず、実施例１に記載する原子炉システムを説明する。 First, the nuclear reactor system described in Example 1 will be described.

図１は、実施例１に記載する原子炉システムを説明する立断面図である。 FIG. 1 is a vertical sectional view illustrating the nuclear reactor system described in the first embodiment.

本実施例に記載する原子炉システムは、原子炉容器１と、原子炉容器１の中心部に炉心部２と、を有する。 The reactor system described in this embodiment has a reactor vessel 1 and a core portion 2 at the center of the reactor vessel 1.

炉心部２は、核***反応によって発熱し、出力制御装置３によって出力が制御される。原子炉容器１の内部は、ほぼ冷却材４によって満たされ、炉内構造物５を境界として、炉心上部がホットプール６となり、炉心下部がコールドプール７となる。 The core portion 2 generates heat due to the fission reaction, and the output is controlled by the output control device 3. The inside of the reactor vessel 1 is substantially filled with the coolant 4, and the upper part of the core becomes the hot pool 6 and the lower part of the core becomes the cold pool 7 with the internal structure 5 as a boundary.

炉心部２によって加熱される冷却材４は、ホットプール６へ流入し、熱交換器８によって冷却され、コールドプール７へ流出する。コールドプール７の冷却材４は、ポンプ９によって、炉心部２の下部に設置される冷却材滞留部１０を介して、炉心部２へ供給される。このように、冷却材４は、炉心部２、ホットプール６、熱交換器８、コールドプール７、ポンプ９、冷却材滞留部１０、炉心部２を循環する。 The coolant 4 heated by the core portion 2 flows into the hot pool 6, is cooled by the heat exchanger 8, and flows out to the cold pool 7. The coolant 4 of the cold pool 7 is supplied to the core portion 2 by the pump 9 via the coolant retention portion 10 installed in the lower part of the core portion 2. In this way, the coolant 4 circulates in the core portion 2, the hot pool 6, the heat exchanger 8, the cold pool 7, the pump 9, the coolant retention portion 10, and the core portion 2.

なお、熱交換器８には、ナトリウムが供給され、熱交換器８では、加熱される冷却材４と供給されるナトリウムとの間で熱交換される。 In addition, sodium is supplied to the heat exchanger 8, and in the heat exchanger 8, heat is exchanged between the coolant 4 to be heated and the supplied sodium.

炉心部２には、制御棒が案内される複数本の制御棒案内管１３が設置される。 A plurality of control rod guide pipes 13 for guiding the control rods are installed in the core portion 2.

また、冷却材滞留部１０の下方（炉心部２の下方）には、万が一の際に、炉心部２の燃料が溶融し、溶融燃料を含有する原子炉溶融物（燃料デブリ）が、炉心部２から原子炉容器１の底部に落下する場合に備え、原子炉容器１には、燃料デブリを保持（捕捉）する原子炉溶融物保持装置が設置される。 Further, below the coolant retention portion 10 (below the core portion 2), the fuel of the core portion 2 is melted in the unlikely event, and the reactor melt (fuel debris) containing the molten fuel is present in the core portion. A reactor melt holding device for holding (capturing) fuel debris is installed in the reactor vessel 1 in case of falling from 2 to the bottom of the reactor vessel 1.

この原子炉溶融物保持装置は、原子炉容器１の径方向（水平方向）に設置される複数個の原子炉溶融物保持容器１１を有する。 This reactor melt holding device has a plurality of reactor melt holding vessels 11 installed in the radial direction (horizontal direction) of the reactor vessel 1.

なお、複数個の原子炉溶融物保持容器１１は、隣り合う原子炉溶融物保持容器１１との間に、隙間を形成して、設置される。この隙間を形成することによって、この隙間を冷却材４が流通（上昇）し、原子炉溶融物保持容器１１の冷却効率が向上する。 The plurality of reactor melt holding containers 11 are installed so as to form a gap between the plurality of reactor melt holding containers 11 and the adjacent reactor melt holding containers 11. By forming this gap, the coolant 4 flows (rises) through this gap, and the cooling efficiency of the reactor melt holding container 11 is improved.

また、原子炉溶融物保持装置は、傘状構造物１４を有する。この傘状構造物１４は、原子炉溶融物保持容器１１の上方であって、隣り合う原子炉溶融物保持容器１１との間に、設置される。傘状構造物１４によって、隙間を流通する冷却材４が原子炉溶融物保持容器１１の上方に供給され、更に、原子炉溶融物保持容器１１の冷却効率が向上する。また、傘状構造物１４によって、隙間を落下する燃料デブリを捕捉し、原子炉容器１の底部に落下する燃料デブリを低減する。 In addition, the reactor melt holding device has an umbrella-shaped structure 14. The umbrella-shaped structure 14 is installed above the reactor melt holding container 11 and between the adjacent reactor melt holding containers 11. The umbrella-shaped structure 14 supplies the coolant 4 flowing through the gap above the reactor melt holding container 11, and further improves the cooling efficiency of the reactor melt holding container 11. Further, the umbrella-shaped structure 14 captures the fuel debris falling in the gap and reduces the fuel debris falling to the bottom of the reactor vessel 1.

なお、本実施例に記載する原子炉溶融物保持装置（原子炉溶融物保持容器１１及び傘状構造物１４）は、必ずしも落下する１００％の燃料デブリを捕捉するものではない。数％の燃料デブリが原子炉容器１の底部に落下することは許容する。本実施例に記載する原子炉溶融物保持装置は、たとえ、数％の燃料デブリが原子炉容器１の底部に落下したとしても、拡散して堆積し、つまり、単位面積（一定面積）当たりに、堆積する燃料デブリの体積が大きくなることがなく、原子炉容器１の底部が損傷することはないとの知見に基づく。 The reactor melt holding device (reactor melt holding container 11 and umbrella-shaped structure 14) described in this embodiment does not necessarily capture 100% of the falling fuel debris. It is permissible for a few percent of fuel debris to fall to the bottom of the reactor vessel 1. In the reactor melt holding device described in this embodiment, even if a few percent of fuel debris falls to the bottom of the reactor vessel 1, it diffuses and accumulates, that is, per unit area (constant area). Based on the finding that the volume of accumulated fuel debris does not increase and the bottom of the reactor vessel 1 is not damaged.

なお、熱交換器８からコールドプール７へ流出する冷却材４は、配管１７を介して、コールドプール７へ流出する。この配管１７の端部は、原子炉溶融物保持容器１１の底部（下部）よりも下方に設置される。これにより、更に、原子炉溶融物保持容器１１の冷却効率が向上する。 The coolant 4 flowing out from the heat exchanger 8 to the cold pool 7 flows out to the cold pool 7 via the pipe 17. The end of the pipe 17 is installed below the bottom (lower part) of the reactor melt holding container 11. As a result, the cooling efficiency of the reactor melt holding vessel 11 is further improved.

また、原子炉溶融物保持容器１１は、その直径ａよりも高さｂが長いことが好ましい。これにより、更に、原子炉溶融物保持容器１１の冷却効率が向上する。 Further, the reactor melt holding container 11 preferably has a height b longer than its diameter a. As a result, the cooling efficiency of the reactor melt holding vessel 11 is further improved.

また、原子炉溶融物保持容器１１は、制御棒案内管１３の真下（直下）に、それぞれ対応して、設置されることが好ましい。つまり、原子炉溶融物保持容器１１を設置する位置は、制御棒案内管１３の真下（直下）に対応する位置であることが好ましい。所定の一つの原子炉溶融物保持容器１１に、所定の一つ（一束）の制御棒案内管１３が対応する。これにより、落下する燃料デブリ（微粒化した燃料デブリ）を効率よく捕捉することができる。 Further, it is preferable that the reactor melt holding container 11 is installed directly below (directly below) the control rod guide pipe 13, respectively. That is, it is preferable that the position where the reactor melt holding container 11 is installed is a position corresponding to directly below (directly below) the control rod guide pipe 13. A predetermined one (bundle) of control rod guide pipes 13 corresponds to a predetermined one reactor melt holding container 11. As a result, falling fuel debris (atomized fuel debris) can be efficiently captured.

また、原子炉溶融物保持容器１１の底面（底部）を、半球状とすることが好ましい。これにより、原子炉溶融物保持容器１１の周囲を上昇する冷却材４の圧力損失が低減され、冷却効率が向上する。また、原子炉溶融物保持容器１１の熱応力が低減（緩和）される。 Further, it is preferable that the bottom surface (bottom portion) of the reactor melt holding container 11 is hemispherical. As a result, the pressure loss of the coolant 4 rising around the reactor melt holding container 11 is reduced, and the cooling efficiency is improved. In addition, the thermal stress of the reactor melt holding vessel 11 is reduced (relaxed).

また、原子炉溶融物保持容器１１には、それぞれに、例えば、取っ手のような、取り出すための構造が取り付けられることが好ましい。燃料デブリを、原子炉容器１から取り出す際に、原子炉溶融物保持容器１１ごと、それぞれに原子炉容器１外へ取り出すことができる。 Further, it is preferable that each of the reactor melt holding containers 11 is provided with a structure for taking out, for example, a handle. When the fuel debris is taken out from the reactor vessel 1, each of the reactor melt holding vessels 11 can be taken out of the reactor vessel 1.

次に、実施例１に記載する原子炉システムであって、図１に示す第Ａ−Ａ線から見た場合を説明する。 Next, the case of the nuclear reactor system described in Example 1 as viewed from the line AA shown in FIG. 1 will be described.

図２は、実施例１に記載する原子炉システムであって、図１に示す第Ａ−Ａ線から見た矢視断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1 of the nuclear reactor system described in the first embodiment.

本実施例に記載する原子炉システムは、複数個（本実施例では７個）の原子炉溶融物保持容器１１が、原子炉容器１の水平方向に、千鳥状に、設置される。 In the reactor system described in this embodiment, a plurality of (7 in this embodiment) reactor melt holding vessels 11 are installed in a staggered manner in the horizontal direction of the reactor vessel 1.

本実施例では、中心に１個、この１個の周囲に６個の原子炉溶融物保持容器１１が、六角形構造に、設置される。 In this embodiment, one reactor melt holding vessel 11 is installed in the center and six reactor melt holding containers 11 are installed around the one in a hexagonal structure.

また、この７個の原子炉溶融物保持容器１１は、隣り合う原子炉溶融物保持容器１１との間に、隙間を形成して、設置される。これにより、それぞれの原子炉溶融物保持容器１１が、冷却材４と接触し、それぞれの原子炉溶融物保持容器１１の冷却効率が向上する。 Further, the seven reactor melt holding containers 11 are installed so as to form a gap between the seven reactor melt holding containers 11 and the adjacent reactor melt holding containers 11. As a result, each of the reactor melt holding containers 11 comes into contact with the coolant 4, and the cooling efficiency of each of the reactor melt holding containers 11 is improved.

また、本実施例では、複数個（本実施例では６個）の傘状構造体１４が設置される。この傘状構造体１４は、隣り合う原子炉溶融物保持容器１１との間に形成される隙間上に設置され、複数個（本実施例では３個）の原子炉溶融物保持容器１１に跨るように設置される。これにより、隙間を流通する冷却材４を、効率よく原子炉溶融物保持容器１１の上方に供給することができ、また、隙間を落下する燃料デブリも、効率よく捕捉することができ、隙間を落下する燃料デブリを低減することができる。 Further, in this embodiment, a plurality of umbrella-shaped structures 14 (six in this embodiment) are installed. The umbrella-shaped structure 14 is installed on a gap formed between adjacent reactor melt holding containers 11 and straddles a plurality of (three in this embodiment) reactor melt holding containers 11. Will be installed. As a result, the coolant 4 flowing through the gap can be efficiently supplied above the reactor melt holding container 11, and fuel debris falling in the gap can also be efficiently captured, so that the gap can be filled. It is possible to reduce the falling fuel debris.

なお、原子炉溶融物保持容器１１の直径ａは、制御棒案内管１３の直径の２倍〜３倍であることが好ましい。例えば、制御棒案内管１３の直径が１０ｃｍである場合、原子炉溶融物保持容器１１の直径ａは２０ｃｍ〜３０ｃｍである。これにより、燃料デブリを効率よく捕捉することができる。 The diameter a of the reactor melt holding vessel 11 is preferably 2 to 3 times the diameter of the control rod guide pipe 13. For example, when the diameter of the control rod guide tube 13 is 10 cm, the diameter a of the reactor melt holding container 11 is 20 cm to 30 cm. As a result, fuel debris can be efficiently captured.

次に、実施例１に記載する原子炉システムであって、炉心部損傷時の原子炉システムを説明する。 Next, the nuclear reactor system according to the first embodiment will be described when the core portion is damaged.

図３は、実施例１に記載する原子炉システムであって、炉心部損傷時の原子炉システムを説明する立断面図である。 FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the reactor system described in the first embodiment, illustrating the reactor system when the core portion is damaged.

ここで、万が一の場合であって、炉心部２が損傷した場合を想定する。 Here, it is assumed that the core portion 2 is damaged in case of emergency.

炉心部２が損傷した場合、炉心部２の燃料が溶融し、溶融燃料を含有する燃料デブリ１２が、冷却材滞留部１０を貫通し、原子炉容器１の底部に落下する。この際、燃料デブリ１２は、コールドプール７へ突き出して設置される制御棒案内管１３から流出し、原子炉容器１の底部に落下する。この際、燃料デブリ１２は、冷却材４との相互作用により、数ｍｍ程度（0.5ｍｍ〜5.0ｍｍ程度）に微粒化する。 When the core portion 2 is damaged, the fuel in the core portion 2 melts, and the fuel debris 12 containing the molten fuel penetrates the coolant retention portion 10 and falls to the bottom of the reactor vessel 1. At this time, the fuel debris 12 flows out from the control rod guide pipe 13 protruding into the cold pool 7 and falls to the bottom of the reactor vessel 1. At this time, the fuel debris 12 is atomized to about several mm (about 0.5 mm to 5.0 mm) by the interaction with the coolant 4.

本実施例では、こうした微粒化した燃料デブリ１２を、原子炉容器１に設置される原子炉溶融物保持装置の原子炉溶融物保持容器１１が捕捉する。 In this embodiment, such atomized fuel debris 12 is captured by the reactor melt holding vessel 11 of the reactor melt holding device installed in the reactor vessel 1.

複数個の原子炉溶融物保持容器１１が、水平方向に設置され、隣り合う原子炉溶融物保持容器１１との間に、隙間を形成されるため、この隙間を冷却材４が流通（上昇）し、燃料デブリ１２を捕捉した原子炉溶融物保持容器１１を効率よく冷却する。 Since a plurality of reactor melt holding containers 11 are installed in the horizontal direction and a gap is formed between the plurality of reactor melt holding containers 11 and the adjacent reactor melt holding containers 11, the coolant 4 flows (rises) through the gap. Then, the reactor melt holding container 11 that has captured the fuel debris 12 is efficiently cooled.

原子炉溶融物保持容器１１によって加熱される冷却材４は、熱交換器８によって冷却され、原子炉溶融物保持容器１１の底部（下部）に供給される。 The coolant 4 heated by the reactor melt holding container 11 is cooled by the heat exchanger 8 and supplied to the bottom (lower part) of the reactor melt holding container 11.

こうすることにより、たとえ、ポンプ９が故障した場合であっても、原子炉溶融物保持容器１１を冷却することができる。熱交換器８と原子炉溶融物保持容器１１との高低差によって、自然循環力が発生するためである。 By doing so, even if the pump 9 fails, the reactor melt holding container 11 can be cooled. This is because the natural circulation force is generated by the height difference between the heat exchanger 8 and the reactor melt holding container 11.

このように、本実施例に記載する原子炉システムは、水平方向に複数個の原子炉溶融物保持容器１１を設置し、隣り合う原子炉溶融物保持容器１１との間に、隙間を形成する。これにより、この隙間を冷却材４の流路として使用することができ、それぞれの原子炉溶融物保持容器１１の冷却面積が増大し、冷却可能な燃料デブリ１２の堆積厚さが増大し、水平方向に小型な原子炉溶融物保持装置を提供することができる。そして、この原子炉溶融物保持装置は、高温の燃料デブリを安定的に保持し、冷却することができる。 As described above, in the reactor system described in this embodiment, a plurality of reactor melt holding containers 11 are installed in the horizontal direction, and a gap is formed between the adjacent reactor melt holding containers 11 and the adjacent reactor melt holding containers 11. .. As a result, this gap can be used as a flow path for the coolant 4, the cooling area of each reactor melt holding container 11 is increased, the deposited thickness of the coolable fuel debris 12 is increased, and the surface is horizontal. A directionally compact reactor melt holding device can be provided. Then, this reactor melt holding device can stably hold and cool the high temperature fuel debris.

また、炉心部２が扁平ではない（広がりのない）小型の原子炉システムでは、単位面積（一定面積）当たりに、落下する燃料デブリの体積が大きいため、冷却可能な燃料デブリの堆積厚さとするためには、原子炉溶融物保持装置の径を大きくする必要があり、原子炉容器１の大型化を招くという課題がある。しかし、本実施例に記載する原子炉システムは、こうした課題を解決することができるため、特に、小型の原子炉システムには有効である。 Further, in a small reactor system in which the core portion 2 is not flat (no spread), the volume of falling fuel debris is large per unit area (constant area), so the thickness of the fuel debris that can be cooled is used. For this purpose, it is necessary to increase the diameter of the reactor melt holding device, which causes a problem that the size of the reactor vessel 1 is increased. However, the nuclear reactor system described in this embodiment is particularly effective for a small nuclear reactor system because it can solve these problems.

次に、実施例２に記載する原子炉システムを説明する。 Next, the nuclear reactor system described in Example 2 will be described.

図４は、実施例２に記載する原子炉システムを説明する立断面図である。 FIG. 4 is a vertical sectional view illustrating the nuclear reactor system described in the second embodiment.

本実施例に記載する原子炉システムは、実施例１に記載する原子炉システムと比較して、更に、シュラウド１６を有する。このように、シュラウド１６を設置することによって、シュラウド１６の内側は上昇流となり、シュラウド１６の外側は下降流となり、原子炉溶融物保持容器１１冷却効率が向上する。 The reactor system described in this example further has a shroud 16 as compared to the reactor system described in Example 1. By installing the shroud 16 in this way, the inside of the shroud 16 becomes an upward flow and the outside of the shroud 16 becomes a downward flow, and the cooling efficiency of the reactor melt holding vessel 11 is improved.

このシュラウド１６は、その内部に原子炉溶融物保持装置を設置する。シュラウド１６は、その下部が円柱状であり、その上部がその下方よりその上方が大きい開口を有する円錐状である。つまり、シュラウド１６は、その下部が円柱状構造物からなり、その上部が円錐状構造物からなる。これにより、落下する燃料デブリ（微粒化した燃料デブリ）を効率よく捕捉することができる。 The shroud 16 is equipped with a reactor melt holding device inside. The shroud 16 has a columnar lower portion, and the upper portion thereof is conical with a larger opening above the lower portion than the lower portion thereof. That is, the shroud 16 has a columnar structure at its lower portion and a conical structure at its upper portion. As a result, falling fuel debris (atomized fuel debris) can be efficiently captured.

また、シュラウド１６の外周には、複数の冷却材流入口１５が形成される。冷却材４は、冷却材流入口１５からシュラウド１６の内部に流入し、シュラウド１６の上部の開口からコールドプール７に流出する。 Further, a plurality of coolant inflow ports 15 are formed on the outer periphery of the shroud 16. The coolant 4 flows into the shroud 16 from the coolant inflow port 15 and flows out to the cold pool 7 through the upper opening of the shroud 16.

なお、冷却材流入口１５は、原子炉溶融物保持容器１１の底部（下部）よりも下方に設置される。これにより、更に、原子炉溶融物保持容器１１の冷却効率が向上する。 The coolant inflow port 15 is installed below the bottom (lower part) of the reactor melt holding container 11. As a result, the cooling efficiency of the reactor melt holding vessel 11 is further improved.

また、シュラウド１６の円錐状構造物は、傘状構造物１４よりも上方に設置される。つまり、シュラウド１６は、内部に設置される原子炉溶融物保持装置（傘状構造物１４）よりも上部の領域が、上方に向けて直径が大きく形成される。これにより、落下する燃料デブリを、効率よく捕捉することができ、また、原子炉溶融物保持容器１１の周辺部に落下する燃料デブリも捕捉することができる。 Further, the conical structure of the shroud 16 is installed above the umbrella-shaped structure 14. That is, in the shroud 16, a region above the reactor melt holding device (umbrella-shaped structure 14) installed inside is formed to have a larger diameter toward the upper side. As a result, the falling fuel debris can be efficiently captured, and the fuel debris falling to the peripheral portion of the reactor melt holding container 11 can also be captured.

なお、シュラウド１６の円錐状構造物と配管１７とは、干渉しないようにそれぞれを設置する位置を工夫して、設置する。 The conical structure of the shroud 16 and the pipe 17 are installed by devising the positions where they are installed so as not to interfere with each other.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために、詳細かつ具体的に、説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成要素を有するものに限定されない。また、ある実施例の構成要件の一部を、他の実施例の構成要素の一部に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成要件に他の実施例の構成要件を加えることも可能である。また、各実施例の構成要件の一部について、他の構成要素の一部を、追加、削除、置換をすることも可能である。 The present invention is not limited to the above-mentioned examples, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment is described in detail and concretely in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one having all the components described. It is also possible to replace some of the components of one embodiment with some of the components of another example. It is also possible to add the constituent requirements of another embodiment to the constituent requirements of one embodiment. It is also possible to add, delete, or replace some of the other components with respect to some of the components of each embodiment.

１…原子炉容器
２…炉心部
３…出力制御装置
４…冷却材
５…炉内構造物
６…ホットプール
７…コールドプール
８…熱交換器
９…ポンプ
１０…冷却材滞留部
１１…原子炉溶融物保持容器
１２…燃料デブリ
１３…制御棒案内管
１４…傘状構造物
１５…冷却材流入口
１６…シュラウド
１７…配管 1 ... Reactor vessel 2 ... Core 3 ... Output control device 4 ... Coolant 5 ... Reactor structure 6 ... Hot pool 7 ... Cold pool 8 ... Heat exchanger 9 ... Pump 10 ... Coolant retention 11 ... Reactor Melt holding vessel 12 ... Fuel debris 13 ... Control rod guide pipe 14 ... Umbrella-shaped structure 15 ... Coolant inlet 16 ... Shroud 17 ... Piping

Claims (8)

冷却材が満たされる原子炉容器と、前記原子炉容器に設置され、制御棒が案内される複数本の制御棒案内管を有する炉心部と、前記炉心部から落下する原子炉溶融物を保持する原子炉溶融物保持装置と、を有し、
前記原子炉溶融物保持装置は、前記原子炉容器の径方向に設置される複数個の原子炉溶融物保持容器を有し、複数個の前記原子炉溶融物保持容器は、隣り合う前記原子炉溶融物保持容器との間に、隙間を形成して、設置されることを特徴とする原子炉システム。 It holds a reactor vessel filled with a cooling material, a core portion having a plurality of control rod guide tubes installed in the reactor vessel and guided by control rods, and a reactor melt falling from the core portion. Has a reactor melt holding device,
The reactor melt holding device has a plurality of reactor melt holding vessels installed in the radial direction of the reactor vessel, and the plurality of reactor melt holding vessels are adjacent to the reactor. A nuclear reactor system characterized in that it is installed by forming a gap between it and a melt holding vessel. 前記原子炉溶融物保持容器は、前記制御棒案内管の直下に、それぞれ対応して設置されることを特徴とする請求項１に記載の原子炉システム。 The reactor system according to claim 1, wherein the reactor melt holding container is respectively installed directly below the control rod guide pipe. 前記原子炉溶融物保持容器は、それぞれに、前記原子炉容器から取り出すための構造を有することを特徴とする請求項１に記載の原子炉システム。 The reactor system according to claim 1, wherein each of the reactor melt holding vessels has a structure for taking out from the reactor vessel. 前記原子炉溶融物保持容器は、その底部が半球状であることを特徴とする請求項１に記載の原子炉システム。 The reactor system according to claim 1, wherein the bottom of the reactor melt holding container is hemispherical. 前記原子炉溶融物保持容器は、その直径よりも高さが長いことを特徴とする請求項１に記載の原子炉システム。 The reactor system according to claim 1, wherein the reactor melt holding vessel has a height longer than its diameter. 前記原子炉溶融物保持装置は、隣り合う前記原子炉溶融物保持容器との間に形成される隙間上に、傘状構造体を有することを特徴とする請求項１に記載の原子炉システム。 The reactor system according to claim 1, wherein the reactor melt holding device has an umbrella-shaped structure in a gap formed between the adjacent reactor melt holding containers. 前記原子炉溶融物保持装置の外周に、複数の冷却材流入口が形成されるシュラウドを有することを特徴とする請求項1に記載の原子炉システム。 The reactor system according to claim 1, further comprising a shroud in which a plurality of coolant inlets are formed on the outer periphery of the reactor melt holding device. 前記シュラウドは、内部に設置される原子炉溶融物保持装置よりも上部の領域が、上方に向けて直径が大きくなることを特徴とする請求項７に記載の原子炉システム。 The reactor system according to claim 7, wherein the shroud has a region above the reactor melt holding device installed inside, and the diameter increases upward.
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