JP6202935B2 - Reactor pressure vessel - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、原子炉圧力容器に関し、特に、シビアアクシデント時において原子炉圧力容器を冷却するための構造および方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a reactor pressure vessel, and more particularly to a structure and method for cooling a reactor pressure vessel during a severe accident.
原子炉圧力容器内への冷却水の供給が停止された場合や、原子炉圧力容器に接続された配管が破断した場合など、原子炉圧力容器内の水位(以下、単に「原子炉水位」と記す)が低下し、炉心が露出して、炉心の冷却が不十分になる可能性がある。このような場合を想定して、原子炉は、原子炉圧力容器内の水位の低下に応じて自動的に停止されると共に、非常用炉心冷却システム(ECCS)により緊急冷却が行われる。 The water level in the reactor pressure vessel (hereinafter simply referred to as the “reactor water level”), such as when the supply of cooling water to the reactor pressure vessel is stopped or the piping connected to the reactor pressure vessel is broken May be reduced, the core may be exposed, and cooling of the core may be insufficient. Assuming such a case, the nuclear reactor is automatically shut down in response to a drop in the water level in the reactor pressure vessel, and emergency cooling is performed by an emergency core cooling system (ECCS).
しかし、極めて低い確率ではあるものの非常用炉心冷却システムが作動せず、且つ、その他の、炉心への注水システムも利用できないような事態も想定され得る。このような場合、原子炉水位の低下により炉心が露出することで、原子炉停止後も発生する燃料の崩壊熱により燃料棒の温度が上昇して、炉心溶融に至る虞がある。 However, although there is an extremely low probability, it may be assumed that the emergency core cooling system does not operate and other water injection systems for the core cannot be used. In such a case, since the core is exposed due to the decrease in the reactor water level, the temperature of the fuel rod rises due to the decay heat of the fuel generated even after the reactor is shut down, which may lead to core melting.
このような炉心の重大な損傷に至る事象、いわゆるシビアアクシデントに至った場合(以下、シビアアクシデント時と記す)において、高温の炉心溶融物は、原子炉圧力容器のうち鉛直下側を構成する部分(以下、底部と記す)の上に溶け落ちて、さらに底部を溶融させて貫通する虞がある。底部を貫通して溶け落ちた炉心溶融物は、格納容器内のコンクリート製の床の上に落下して、当該コンクリートと反応して二酸化炭素や水素等の非凝縮性ガスを発生させる。このようなガスにより格納容器内の圧力が上昇すると、当該格納容器を破損させる虞がある。 In the event of such a severe damage to the core, a so-called severe accident (hereinafter referred to as a severe accident), the high-temperature core melt is part of the reactor pressure vessel that constitutes the vertical lower side. There is a possibility that it melts down (hereinafter referred to as the bottom) and further penetrates the bottom by melting. The core melt that has melted down through the bottom falls on the concrete floor in the containment vessel and reacts with the concrete to generate non-condensable gases such as carbon dioxide and hydrogen. When the pressure in the storage container is increased by such a gas, the storage container may be damaged.
そこで、仮に炉心溶融が発生しても、原子炉圧力容器を冷却して炉心溶融物を原子炉圧力容器内に保持するIVR(In-Vessel Retention)と呼ばれる手法が提案されている。例えば、下記の特許文献1には、原子炉圧力容器の外側の空間に冷却水を導入することにより、原子炉圧力容器を介して炉心溶融物の熱を除去することにより、原子炉圧力容器内の炉心溶融物が、原子炉圧力容器外に溶けて落下することを防止する技術が提案されている。また、下記の特許文献2には、原子炉圧力容器の外側から原子炉圧力容器に水を吹き付けて、原子炉圧力容器を冷却する技術が提案されている。 Thus, a technique called IVR (In-Vessel Retention) has been proposed in which even if core melting occurs, the reactor pressure vessel is cooled and the core melt is held in the reactor pressure vessel. For example, in Patent Document 1 below, by introducing cooling water into the space outside the reactor pressure vessel, the heat of the core melt is removed through the reactor pressure vessel, thereby allowing the inside of the reactor pressure vessel to A technique has been proposed for preventing the core melt from melting and dropping outside the reactor pressure vessel. Patent Document 2 below proposes a technique for cooling the reactor pressure vessel by spraying water onto the reactor pressure vessel from the outside of the reactor pressure vessel.
上述した特許文献1に記載の技術においては、シビアアクシデント時において、原子炉圧力容器の外側を冠水させるために大量の冷却水が必要となる。特に、沸騰水型原子炉(BWR)のように原子炉圧力容器が、これを格納する格納容器内において比較的高い位置に設置される場合、原子炉圧力容器を冷却するのに必要な冷却水の量が、莫大なものとなるという問題がある。 In the technique described in Patent Document 1 described above, a large amount of cooling water is required to flood the outside of the reactor pressure vessel during a severe accident. In particular, when a reactor pressure vessel is installed at a relatively high position in a containment vessel for storing the reactor pressure vessel, such as a boiling water reactor (BWR), the cooling water necessary for cooling the reactor pressure vessel There is a problem that the amount of the system becomes enormous.
一方、原子力事故等が発生しておらず所定の条件下において原子力プラントが運転されている場合(以下、通常運転時と記す)において、原子炉圧力容器には、内部で発生した熱を、極力、容器外に放散しないようにすることが求められている。通常運転時における原子炉圧力容器からの放熱が大きいと、その分、容器内の水の沸騰に供される熱量が減って発電効率が低下するという問題や、原子炉圧力容器の周囲にあるコンクリート壁等が高温に曝されて壁体内部に含まれる水分が低下するという問題がある。このため、通常運転時において、原子炉圧力容器には断熱性能が求められており、特許文献1に記載の技術においては、炉心を収容する容器(原子炉容器)の外側に断熱用の壁体(断熱障壁)を設けている。 On the other hand, when no nuclear accident has occurred and the nuclear power plant is operating under the specified conditions (hereinafter referred to as normal operation), the reactor pressure vessel receives the heat generated inside as much as possible. Therefore, it is required not to dissipate out of the container. The large amount of heat released from the reactor pressure vessel during normal operation reduces the amount of heat that is used to boil the water in the vessel, reducing the power generation efficiency, and the concrete around the reactor pressure vessel. There is a problem that the moisture contained in the wall body is lowered when the wall or the like is exposed to a high temperature. For this reason, during the normal operation, the reactor pressure vessel is required to have a heat insulation performance. In the technique described in Patent Document 1, a wall for heat insulation is provided outside the vessel (reactor vessel) containing the core. (Insulation barrier) is provided.
このような壁体が設けられている原子炉圧力容器の場合、シビアアクシデント時において特許文献2に記載の技術のように単に外側から水を噴射したのでは、噴射された水が、断熱用の壁体には到達するものの、その内側にある炉心を収容する容器の本体には到達しないため、当該容器本体を十分に冷却することができないという問題がある。 In the case of a reactor pressure vessel provided with such a wall body, when water is simply injected from the outside as in the technique described in Patent Document 2 at the time of severe accident, the injected water is used for heat insulation. Although it reaches the wall body, it does not reach the main body of the container that accommodates the core inside the wall body, so that there is a problem that the main body of the container cannot be sufficiently cooled.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通常運転時における断熱性能を確保しつつ、シビアアクシデント時において容器本体の底部を良好に冷却可能な原子炉圧力容器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a reactor pressure vessel capable of satisfactorily cooling the bottom of a vessel body during severe accident while ensuring heat insulation performance during normal operation. And
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態に係る原子炉圧力容器は、炉心を収容しており、且つ当該炉心の鉛直下側に底部を有する容器本体と、前記容器本体の外側に間隔をあけて設けられており、前記底部との間に内部空間を形成する外壁と、シビアアクシデント時に前記内部空間内で前記底部に向けて水を噴射する噴射ノズルと、前記外壁に設けられており、前記シビアアクシデント時に前記内部空間を前記外壁の外側の空間と連通させる排出口と、通常運転時において前記排出口を閉じる閉止部材を、備え、前記閉止部材は、通常運転時において前記外壁に保持されており、前記噴射ノズルに供給される水の圧力を受けて駆動されて、前記外壁から外れるよう構成されていることを特徴とする。また、本発明の他の実施形態に係る原子炉圧力容器は、炉心を収容しており、且つ当該炉心の鉛直下側に底部を有する容器本体と、前記容器本体の外側に間隔をあけて設けられており、前記底部との間に内部空間を形成する外壁と、シビアアクシデント時に前記内部空間内で前記底部に向けて水を噴射する噴射ノズルと、前記外壁に設けられており、前記シビアアクシデント時に前記内部空間を前記外壁の外側の空間と連通させる排出口と、通常運転時において前記排出口を閉じる閉止部材と、前記噴射ノズルに供給される水の圧力を受けて作動して、前記排出口が開かれるよう前記閉止部材を駆動するアクチュエータと、を備えることを特徴とする。また、本発明の他の実施形態に係る原子炉圧力容器は、炉心を収容しており、且つ当該炉心の鉛直下側に底部を有する容器本体と、前記容器本体の外側に間隔をあけて設けられており、前記底部との間に内部空間を形成する外壁と、シビアアクシデント時に前記内部空間内で前記底部に向けて水を噴射する噴射ノズルと、前記外壁に設けられており、前記シビアアクシデント時に前記内部空間を前記外壁の外側の空間と連通させる排出口と、前記外壁に対して回動可能に構成されており、通常運転時において前記排出口を閉じる閉止部材と、前記閉止部材と前記外壁とを係合させて、前記排出口が閉じられる閉位置に当該閉止部材を保持する保持部材と、備え、保持部材は、前記閉止部材を閉位置に付勢する板ばねであることを特徴とする。また、本発明の他の態様に係る原子炉圧力容器は、炉心を収容しており、且つ当該炉心の鉛直下側に底部を有する容器本体と、前記容器本体の外側に間隔をあけて設けられており、前記底部との間に内部空間を形成する外壁と、シビアアクシデント時に前記内部空間内で前記底部に向けて水を噴射する噴射ノズルと、前記外壁に設けられており、前記シビアアクシデント時に前記内部空間を前記外壁の外側の空間と連通させる排出口と、前記外壁に対して回動可能に構成されており、通常運転時において前記排出口を閉じる閉止部材と、前記閉止部材と前記外壁とを係合させて、前記排出口が閉じられる閉位置に当該閉止部材を保持する保持部材と、備え、前記閉止部材は、その鉛直上側において前記内部空間に突出する突出部を有し、前記保持部材は、前記外壁のうち前記排出口より鉛直上側の部分と、当該突出部との間に介在して設けられており、通常運転時においては、前記閉止部材と壁体とを結合させており、且つシビアアクシデント時に所定の温度以上になると溶融する低融点部材であることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a reactor pressure vessel according to an embodiment of the present invention contains a reactor core, and has a container body having a bottom portion vertically below the reactor core, and a space outside the container body. An outer wall that forms an internal space with the bottom, an injection nozzle that injects water toward the bottom in the internal space during a severe accident, and is provided on the outer wall. A discharge port that communicates the internal space with a space outside the outer wall during the severe accident, and a closing member that closes the discharge port during normal operation , and the closing member is held on the outer wall during normal operation. It is configured to be driven by receiving the pressure of water supplied to the spray nozzle and to be detached from the outer wall . Further, a reactor pressure vessel according to another embodiment of the present invention contains a reactor core, and has a container body having a bottom portion on the vertical lower side of the reactor core and a space outside the container body. An outer wall that forms an internal space with the bottom, an injection nozzle that injects water toward the bottom in the internal space during severe accident, and the severe accident. A discharge port that sometimes communicates the internal space with a space outside the outer wall, a closing member that closes the discharge port during normal operation, and a pressure member that operates under the pressure of water supplied to the injection nozzle, And an actuator for driving the closing member so that the outlet is opened. Further, a reactor pressure vessel according to another embodiment of the present invention contains a reactor core, and has a container body having a bottom portion on the vertical lower side of the reactor core and a space outside the container body. An outer wall that forms an internal space with the bottom, an injection nozzle that injects water toward the bottom in the internal space during severe accident, and the severe accident. A discharge port that communicates the internal space with the space outside the outer wall, and is configured to be rotatable with respect to the outer wall, and a closing member that closes the discharge port during normal operation, the closing member, and the A holding member that engages an outer wall and holds the closing member in a closed position where the discharge port is closed, and the holding member is a leaf spring that urges the closing member to the closed position. And Further, a nuclear reactor pressure vessel according to another aspect of the present invention accommodates a core and is provided with a space between a vessel body having a bottom portion vertically below the core and the outside of the vessel body. An outer wall that forms an internal space with the bottom, an injection nozzle that injects water toward the bottom in the internal space during severe accidents, and an outer wall that is provided on the outer wall during severe accidents. A discharge port for communicating the inner space with a space outside the outer wall, a closing member configured to be rotatable with respect to the outer wall, and closing the discharge port during normal operation, and the closing member and the outer wall And a holding member that holds the closing member in a closed position where the discharge port is closed, and the closing member has a protruding portion that protrudes into the internal space on the vertical upper side, The holding member is provided between the protruding portion and the portion of the outer wall that is vertically above the discharge port. During normal operation, the holding member is coupled to the wall body. And a low-melting-point member that melts when it reaches a predetermined temperature or more during severe accident.
本発明の実施形態によれば、通常運転時においては、閉止部材により蒸気排出口を閉じることにより、原子炉圧力容器の断熱性能を確保することができ、シビアアクシデント時においては、噴射ノズルから噴射された水により容器本体の底部を冷却すると共に、当該底部において生じて内部空間に充満した水蒸気を、排出口から排出することができる。 According to the embodiment of the present invention, the heat insulation performance of the reactor pressure vessel can be ensured by closing the steam outlet by the closing member during normal operation, and the injection from the injection nozzle can be performed during severe accidents. While cooling the bottom part of a container main body with the water which was made, the water vapor | steam which arises in the said bottom part and was filled with internal space can be discharged | emitted from a discharge port.
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により、本発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
〔第1の実施形態〕
第1の実施形態の原子炉圧力容器が適用される原子力プラントと、その周辺構成について図1を用いて説明する。図1は、本実施形態の原子力プラントと、その周辺構成を模式的に示す断面立面図である。図2は、本実施形態の原子炉圧力容器の断面立面図である。
[First Embodiment]
A nuclear power plant to which the reactor pressure vessel of the first embodiment is applied and its peripheral configuration will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a sectional elevation view schematically showing the nuclear power plant of the present embodiment and its peripheral configuration. FIG. 2 is a sectional elevation view of the reactor pressure vessel of the present embodiment.
図1に示すように、本実施形態の原子炉圧力容器10は、沸騰水型軽水炉原子力プラント(以下、単に「原子力プラント」と記す)1に用いられている。原子力プラント1は、原子炉建屋3の内部に、内部に炉心5が配置される原子炉圧力容器10と、原子炉圧力容器10を格納する格納容器50とを有している。格納容器50は、一次冷却配管が破断等した時に放出された冷却材を閉じ込める空間であるドライウェル52と、ドライウェル52中に放出されて水蒸気となった冷却材を水に戻す空間であるサプレッションチャンバ54を有している。
As shown in FIG. 1, a
なお、以下の説明において、鉛直方向のうち上側を以下に「鉛直上側」として図に矢印Uで示し、下方を「鉛直下側」と記して図に矢印Dで示す。また、炉心5に近接する向きを単に「内側」と記す。一方、炉心5から離間する向きを単に「外側」と記す。
In the following description, the upper side of the vertical direction is hereinafter referred to as “vertical upper side” and indicated by an arrow U in the drawing, and the lower side is indicated as “vertical lower side” and indicated by an arrow D in the drawing. Further, the direction close to the
格納容器50のドライウェル52内には、水平方向に延びるコンクリート製の床(以下、コンクリート床と記す)56が設けられている。当該コンクリート床56からは、略円筒状をなすコンクリート製の壁体(以下、コンクリート壁と記す)58が鉛直上側に延びている。コンクリート壁58は、原子炉圧力容器10の径方向外側に配置されている。コンクリート壁58は、原子炉圧力容器10から放射される中性子を吸収することが可能となっている。また、格納容器50内であって、原子炉圧力容器10の外側にある空間であるドライウェル52には、窒素が充填されている。
A concrete floor (hereinafter referred to as a concrete floor) 56 extending in the horizontal direction is provided in the
加えて、原子力プラント1は、冷却水(以下、単に「水」と記す)の水源として、水を貯蔵するタンク(以下、貯水タンクと記す)60を有している。また、原子力プラント1は、貯水タンク60の水を原子炉圧力容器10に向けて供給する給水配管62と、給水配管62内の水を原子炉圧力容器10に向けて圧送する給水ポンプ64と、給水配管62内の流通を遮断可能な弁66等を有している。貯水タンク60と給水ポンプ64は、原子炉建屋3の外に設けられている。シビアアクシデント時において弁66が開かれて且つ給水ポンプ64が作動することにより、原子炉圧力容器10には、貯水タンク60からの水が供給される。貯水タンク60の水は、後述する噴射ノズル等に供給される。
In addition, the nuclear power plant 1 has a tank (hereinafter referred to as a water storage tank) 60 for storing water as a water source of cooling water (hereinafter simply referred to as “water”). Further, the nuclear power plant 1 includes a
図1及び図2に示すように、原子炉圧力容器10は、炉心5を収容する圧力容器の本体(以下、単に「容器本体」と記す)12を有している。なお、炉心5は、核***反応が行われる領域である。容器本体12は、炉心5の他に、炉心5を支持する部材や冷却水の流路を形成する部材等の様々な炉内構造物を収容している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示すように、容器本体12は、炉心5の周囲を囲う円筒状をなしている部分(以下、円筒部と記す)14と、円筒部14より鉛直下側を構成している部分(以下、底部と記す)16と、円筒部より鉛直上側を構成している部分(以下、ヘッドと記す)18とを有している。底部16は、容器本体12のうち炉心5の鉛直下側を構成している部分であり、且つ円筒状をなす円筒部14より鉛直下側の部分である。本実施形態において、底部16は、鉛直下側を凸として突出する半球状をなしている。ヘッド18は、鉛直上側を凸として突出する半球状をなしている。容器本体12内において炉心5が溶融した場合、炉心5が溶融して生じた物、いわゆる炉心溶融物6(図3参照)は、底部16の内側に溜まることになる。
As shown in FIG. 2, the
なお、原子炉圧力容器10の容器本体12の円筒部14の軸心を、図に一点鎖線Cで示す(図3参照)。また、当該軸心に沿う方向を、以下に「軸方向」と記し、当該軸心に直交する方向を、単に「径方向」と記して図に矢印Rで示す。本実施形態において、原子炉圧力容器10の軸方向は、鉛直方向と一致しており、径方向は、水平方向と一致している。
In addition, the axial center of the
また、原子炉圧力容器10の底部16のうち最も径方向外側の部分であり且つ鉛直上側の部分であって円筒部14と接続される部分を、以下に「接続部」と記して符号15を付す。すなわち、底部16は、接続部15において円筒部14と結合されている。
In addition, the portion of the
容器本体12の内側には、中性子を吸収して原子炉の反応度を制御する制御棒7が複数設けられている。容器本体12の底部16には、各制御棒7を炉心5に挿入、引き抜き及び保持する制御棒駆動機構のハウジング(以下、CRDハウジングと記す)8が貫通している。底部16において、CRDハウジング8は、所定の間隔をあけて複数配列されており、底部16と溶接等により結合されている。
A plurality of
また、原子炉圧力容器10は、容器本体12から外側に間隔をあけて延びる断熱用の壁体(以下、単に「外壁」と記す)20を有している(図2において二点鎖線で示す)。本実施形態において、外壁20は、底部16を含む容器本体12全体を覆うよう構成されている。外壁20は、ステンレス鋼等の金属で構成されており、容器本体12から外側に放射される熱(輻射熱)が、コンクリート壁58(図1参照)等に伝達されることを抑制することが可能となっている。
Further, the
次に、本実施形態の原子炉圧力容器の底部の周辺構成について図3を用いて説明する。図3は、本実施形態の原子炉圧力容器の底部の周辺構成を示す断面立面図である。なお、図3において、閉止部材と、その周辺構成については、記載を省略している。これらの記載については、図3の拡大断面図である図4に記載している。 Next, the peripheral configuration of the bottom of the reactor pressure vessel of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a sectional elevation view showing the peripheral configuration of the bottom of the reactor pressure vessel of the present embodiment. In addition, in FIG. 3, description is abbreviate | omitted about the closing member and its peripheral structure. These descriptions are described in FIG. 4, which is an enlarged cross-sectional view of FIG.
図3に示すように、外壁20は、容器本体12の底部16から外側に所定の間隔をあけて当該底部16に沿って延びている。外壁20と底部16との間には、容器本体12の軸心Cを含む断面において略円弧状をなす内部空間22が形成される。外壁20及び内部空間22には、上述したCRDハウジング8が所定の間隔をあけて複数貫通している。すなわち、内部空間22は、CRDハウジング8による柱が複数形成された略球殻形状をなしている。
As shown in FIG. 3, the
加えて、原子炉圧力容器10は、シビアアクシデント時において、底部16の外側から当該底部16に水を噴射するノズル(以下、単に「噴射ノズル」と記す)30を有している。噴射ノズル30は、底部16に沿って所定の間隔をあけて複数配列されている。噴射ノズル30は、外壁20の内側、詳細には、内部空間22に位置しており、底部16の外面17に向けて水を噴射可能に配置されている。
In addition, the
各噴射ノズル30には、上述した給水配管62から分岐して設けられた配管(以下、ブランチ配管と記す)32がそれぞれ接続されている。各噴射ノズル30は、シビアアクシデント時において上述した弁66が開かれて且つ給水ポンプ64が作動すると、水源である貯水タンク60の水の供給を受けて、底部16の外面17に水を噴射する。
Each
シビアアクシデント時においては、図3に示すように、炉心5(図2参照)が溶融したもの、いわゆる炉心溶融物6が、容器本体12の底部16に溜まる場合がある。このような場合、底部16は、炉心溶融物からの熱が伝達されて高温となる。このとき、底部16及びこれに隣接する炉心溶融物6を冷却するために、噴射ノズル30から底部16に水を噴射する。底部16は、各噴射ノズル30から噴射された水を受けて冷却される。底部16に吹き付けられた水は、外面17において蒸発して水蒸気となる。底部16と外壁20との間にある内部空間22には、水蒸気が充満することになる。
At the time of a severe accident, as shown in FIG. 3, the melted core 5 (see FIG. 2), so-called
このようにして内部空間22に生じた水蒸気を排出するために、外壁20には、水蒸気を排出する開口(以下、蒸気排出口と記す)26が形成されている。蒸気排出口26は、原子炉圧力容器10の内部空間22にある水蒸気を、格納容器50のドライウェル52に排出する。蒸気排出口26は、外壁20のうち鉛直上側に設けられている。具体的には、蒸気排出口26は、接続部15と対向する位置から鉛直上側に配置されている。なお、蒸気排出口26は、容器本体12の円筒部14と外壁20とを接続する壁体(以下、接続壁と記す)19の鉛直下側に配置されている。蒸気排出口26は、原子炉圧力容器10の周方向において所定の間隔をあけて複数配列されている。
In order to discharge the water vapor generated in the
各蒸気排出口26は、通常運転時において、原子炉圧力容器10からの放熱を極力抑制するために閉じられる。原子炉圧力容器10には、通常運転時において蒸気排出口26を閉じる部材(以下、閉止部材と記す)40が、各蒸気排出口26に設けられている。以下に、本実施形態の閉止部材と、その周辺構成について図4を用いて説明する。図4は、本実施形態の原子炉圧力容器の外壁に形成された蒸気排出口の周辺構成を示す拡大断面図である。
Each
閉止部材40は、略板状をなしており蒸気排出口26を閉じる部分(以下、本体部と記す)40aを有している。一方、外壁20には、閉止部材40を支持する支持部27が、蒸気排出口26の鉛直下側に配設されている。支持部27は、断面が略U字形状をなしており、その内側に本体部40aの鉛直下側の端が挿入されることにより閉止部材40を支持する。閉止部材40は、支持部27に支持された状態において、本体部40aが当該支持部27から鉛直上側に延びるよう構成されている。閉止部材40は、本体部40aが支持部27により支持されているときに、蒸気排出口26を閉じるよう構成されている。通常運転時においては、閉止部材40により蒸気排出口26を閉じることにより、容器本体12からの熱が、外壁20より外に伝達されることを抑制することができる。
The closing
加えて、閉止部材40は、シビアアクシデント時において噴射ノズル30から噴射された水を受ける部分(以下、単に「受け部」と記す)40cが設けられている。受け部40cは、本体部40aが支持部27に支持された状態において、本体部40cから内部空間22側に突出して延びており、噴射ノズル30からの噴射される水の噴射方向(図に二点鎖線Sで示す)と交差するよう構成されている。
In addition, the closing
このように構成された閉止部材40は、シビアアクシデント時において噴射ノズル30から噴射された水の圧力を受け部40cが受けることにより駆動されて、鉛直上側に移動し、本体部40aが外壁20の支持部27から外れる。閉止部材40は、噴射ノズル30の噴射された水の圧力を受けて蒸気排出口26から離間し、当該蒸気排出口26から鉛直下側に落下する。このように、閉止部材40が噴射ノズル30の水の噴射圧力を受けて駆動されて蒸気排出口26から離間することにより閉止部材40による閉止が解かれ、蒸気排出口26は開かれる。図3に示すように、各噴射ノズル30の水の噴射により、底部16の外面17で生じた水蒸気は、内部空間22を鉛直上側に流れ、蒸気排出口26から排出される。
The closing
なお、原子炉圧力容器10には、蒸気排出口26が複数設けられているが、シビアアクシデント時においては、複数の蒸気排出口26のうち少なくとも一つが開かれて、内部空間22の水蒸気を排出できれば良い。内部空間22の水蒸気の圧力が急速に上昇した場合には、全ての蒸気排出口26が開かれるものとしても良い。
Although the
以上に説明したように本実施形態の原子炉圧力容器10は、炉心5を収容しており、且つ当該炉心5の鉛直下側に底部16を有する容器本体12と、容器本体12の外側に間隔をあけて設けられており、底部16との間に内部空間22が形成される外壁20と、シビアアクシデント時において底部16の外側から当該底部16に向けて水を噴射する噴射ノズル30とを備えている。この原子炉圧力容器10において、外壁20には、シビアアクシデント時において内部空間22の水蒸気を排出する蒸気排出口26が形成されている。さらに、原子炉圧力容器10は、通常運転時において蒸気排出口26を閉じる閉止部材40を備えるものとした。
As described above, the
通常運転時においては、閉止部材40により蒸気排出口26を閉じることにより、原子炉圧力容器10の断熱性能を確保することができる。一方、シビアアクシデント時においては、閉止部材40を蒸気排出口26から離間させる又は閉止部材40を破裂させることにより、噴射ノズル30から噴射された水により容器本体12の底部16を冷却すると共に、当該底部16において生じて内部空間22に充満した水蒸気を、蒸気排出口26から排出することができる。
In normal operation, the heat insulation performance of the
また、本実施形態の原子炉圧力容器10において、閉止部材40は、通常運転時において外壁20に保持されており、噴射ノズル30に供給される水の圧力を受けて駆動されて、外壁20から外れるよう構成されているものとした。シビアアクシデント時において噴射ノズル30に水圧が供給されるのとほぼ同時に、閉止部材40を外壁20から外して蒸気排出口26を開くことができ、内部空間22に充満する水蒸気を速やかに蒸気排出口26から排出することができる。
Further, in the
また、本実施形態の原子炉圧力容器10において、閉止部材40は、噴射ノズル30から噴射された水を受ける受け部40cを有し、当該受け部40cが噴射ノズル30から噴射された水の圧力を受けることにより駆動されるものとした。閉止部材40に受け部40cを形成するだけで、噴射ノズル30からの水の噴射により閉止部材40を駆動することができる。
Further, in the
また、本実施形態の原子炉圧力容器10を冷却する冷却方法は、底部16に向けて噴射ノズル30から水を噴射させるステップと、閉止部材40を蒸気排出口26から離間させることにより、蒸気排出口26を開くステップとを有するものとした。本実施形態においては、底部16に向けて噴射ノズル30から水を噴射させることにより、閉止部材40が駆動されて蒸気排出口26が開かれるものとしたが、本発明に係る原子炉圧力容器10を冷却する方法は、この順序に限定されるものではない。閉止部材40を駆動して蒸気排出口26が開かれた後に、噴射ノズル30から水を噴射して容器本体12の底部16を冷却するものとしても良い。
In addition, the cooling method for cooling the
〔第2の実施形態〕
第2の実施形態の原子炉圧力容器について図3及び図5を用いて説明する。図5は、本実施形態の原子炉圧力容器の外壁に形成された蒸気排出口の周辺構成を示す断面立面図である。なお、図5は、図3に示された蒸気排出口の周辺の拡大断面図である。本実施形態の原子炉圧力容器において、閉止部材は、液圧式のアクチュエータにより駆動される点で、第1の実施形態と異なっている。なお、第1の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
A reactor pressure vessel according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 5. FIG. 5 is a sectional elevation view showing a peripheral configuration of a steam discharge port formed on the outer wall of the reactor pressure vessel of the present embodiment. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the steam outlet shown in FIG. In the reactor pressure vessel of this embodiment, the closing member is different from the first embodiment in that it is driven by a hydraulic actuator. In addition, about the structure substantially common to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図5に示すように、原子炉圧力容器10Bの閉止部材40Bは、略板状をなしており、外壁20のうち蒸気排出口26の鉛直下側に配設された支持部27Bにより支持されている。加えて、原子炉圧力容器10は、閉止部材40Bを駆動する液圧式のアクチュエータ36を有している。アクチュエータ36は、閉止部材40Bを駆動する駆動部37と、上述したブランチ配管32から水圧の供給を受けてこれを駆動部37に伝達するシリンダ38とを有している。外壁20の支持部27B内において、駆動部37は、閉止部材40Bの鉛直下側の端40eに当接している。このように閉止部材40Bは、支持部27Bにより支持された状態において、蒸気排出口26を閉じるよう構成されている。
As shown in FIG. 5, the closing
アクチュエータ36は、上述したブランチ配管32にシリンダ38が接続されており、噴射ノズル30(図3参照)が受ける水圧と同じ水圧を受けることが可能となっている。駆動部37は、シリンダ38内の水圧に応じて鉛直方向に移動可能に構成されている。
The
シビアアクシデント時において、弁66が開かれ且つ給水ポンプ64が作動すると、各噴射ノズル30が水を噴射する(図3参照)と共に、アクチュエータ36が作動する。具体的には、アクチュエータ36は、噴射ノズル30に供給される水圧をシリンダ38で受けて作動し、駆動部37により閉止部材40Bを鉛直上側に駆動する。
At the time of severe accident, when the valve 66 is opened and the
アクチュエータ36により駆動されて閉止部材40Bが鉛直上側に所定の距離、移動すると、閉止部材40Bが外壁20の支持部27Bから外れて鉛直下側に落下する。このようにして閉止部材40Bが蒸気排出口26から離間することにより、蒸気排出口26は、開かれる。図3に示すように、噴射ノズル30の水の噴射により底部16の外面17で内部空間22に充満している水蒸気は、蒸気排出口26から排出される。
When the closing
以上に説明したように本実施形態の原子炉圧力容器10Bは、噴射ノズル30に供給される水の圧力を受けて作動して閉止部材40Bを駆動するアクチュエータ36を有するものとした。噴射ノズル30が水を噴射するのとほぼ同時に、アクチュエータ36を作動させて閉止部材40を外壁20から外して、蒸気排出口26を開くことができる。
As described above, the
〔第3の実施形態〕
第3の実施形態の原子炉圧力容器について図3及び図6を用いて説明する。図6は、本実施形態の原子炉圧力容器の外壁に形成された蒸気排出口の周辺構成を示す断面立面図である。なお、図6は、図3に示された蒸気排出口の周辺の拡大断面図である。本実施形態の原子炉圧力容器において、閉止部材は、内部空間の圧力の上昇に応じて破裂するよう構成されている点で第1の実施形態と異なっている。なお、第1の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Third Embodiment]
A reactor pressure vessel according to a third embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 6. FIG. 6 is a cross-sectional elevational view showing the peripheral configuration of the steam outlet formed in the outer wall of the reactor pressure vessel of the present embodiment. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view around the steam outlet shown in FIG. In the reactor pressure vessel of the present embodiment, the closing member is different from that of the first embodiment in that the closing member is configured to be ruptured in accordance with an increase in pressure in the internal space. In addition, about the structure substantially common to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図6に示すように、原子炉圧力容器10Cの閉止部材41は、略円板状をなしており、内部空間の圧力の上昇に応じて破裂するよう構成された、いわゆるラプチャーディスク(rupture disk)として構成されている。閉止部材41は、金属製の薄板で構成されている。閉止部材41は、ドーム状をなしており破裂する部分(以下、破裂部と記す)41aと、平板状をなしており破裂部41aから外側に延びている周縁部41eを有している。
As shown in FIG. 6, the closing
一方、外壁20には、閉止部材41を取り付けるため部分(以下、ホルダーと記す)28が設けられている。ホルダー28は、蒸気排出口26を囲うように延びており、周縁部41eを挟み込むことにより閉止部材41を保持する。これにより、蒸気排出口26は閉じられて、内部空間22とドライウェル52(図1参照)は連通しなくなる。ホルダー28に保持された閉止部材41は、内部空間22の圧力の上昇に応じて破裂部41aが変形し、所定の圧力(以下、破裂圧力と記す)において破裂するよう構成されている。
On the other hand, the
シビアアクシデント時において噴射ノズル30から水が噴射され、内部空間22に水蒸気が充満すると、内部空間22の圧力が上昇する。内部空間22の圧力が、閉止部材41の破裂圧力に達すると、閉止部材41の破裂部41aが破裂して蒸気排出口26が開かれる。内部空間22に充満している水蒸気は、蒸気排出口26から排出される。
When water is injected from the
以上に説明したように本実施形態の原子炉圧力容器10Cは、閉止部材(ラプチャーディスク)41は、外壁20に取り付けられており、内部空間22の圧力の上昇に応じて破裂するよう構成されているものとした。シビアアクシデント時において噴射ノズル30の水の噴射により、内部空間22に水蒸気が充満して圧力が上昇すると、閉止部材41の破裂により蒸気排出口26を開くことができる。
As described above, in the reactor pressure vessel 10C of the present embodiment, the closing member (rupture disk) 41 is attached to the
〔第4の実施形態〕
第4の実施形態の原子炉圧力容器について図3、図7及び図8を用いて説明する。図7は、本実施形態の原子炉圧力容器の外壁に形成された蒸気排出口の周辺構成を示す断面立面図である。図8は、本実施形態の変形例の原子炉圧力容器の外壁に形成された蒸気排出口の周辺構成を示す断面立面図である。なお、図7及び図8は、図3に示された蒸気排出口の周辺の拡大断面図である。本実施形態の原子炉圧力容器において、閉止部材は、外壁に対して回動可能に構成されており、蒸気排出口が閉じられる閉位置に閉止部材を保持可能な保持部材を備えている点で第1の実施形態と異なっている。なお、第1の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
A reactor pressure vessel according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 7, and 8. FIG. 7 is a cross-sectional elevation view showing the peripheral configuration of the steam outlet formed in the outer wall of the reactor pressure vessel of the present embodiment. FIG. 8 is a sectional elevation view showing the peripheral configuration of the steam outlet formed in the outer wall of the reactor pressure vessel according to a modification of the present embodiment. 7 and 8 are enlarged cross-sectional views around the steam outlet shown in FIG. In the reactor pressure vessel of the present embodiment, the closing member is configured to be rotatable with respect to the outer wall, and includes a holding member that can hold the closing member at a closed position where the steam discharge port is closed. This is different from the first embodiment. In addition, about the structure substantially common to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図7に示すように、原子炉圧力容器10Dの閉止部材43は、蝶番(ヒンジ)44を介して、外壁20に結合されている。蝶番44は、一方の端部が外壁20のうち蒸気排出口26の鉛直下側の部位に結合されており、他方の端部が閉止部材43に結合されている。閉止部材43は、外壁20に対して蝶番44の枢軸部44aを中心として回動可能に構成されている。本実施形態において閉止部材43は、外壁20の外側(容器本体12の径方向外側)を回動可能に構成されている。
As shown in FIG. 7, the closing
なお、以下の説明において、閉止部材43の回動の角位置を単に「角位置」と記す。加えて、閉止部材43の角位置のうち、図7に示すように、閉止部材43が蒸気排出口26を閉じているときの角位置を「閉位置」と記す。閉止部材43は、図7に示す閉位置から、図に矢印Eで示すように、蒸気排出口26から離間する側であって容器本体12の径方向外側(図3参照)に回動可能に構成されている。なお、図に矢印Eで示す閉止部材43が回動する向きを、以下に「離間側」と記す。
In the following description, the angular position of the rotation of the closing
加えて、本実施形態の原子炉圧力容器10Dは、閉止部材43を閉位置に保持する部材(以下、保持部材と記す)として、閉止部材43を閉位置に付勢する板ばね45を有している。板ばね45は、鉛直上側の端部が外壁20に結合されており、鉛直下側の端部が閉止部材43と係合している。閉止部材43が閉位置にあるとき、板ばね45は、所定の付勢力により、閉止部材43を蒸気排出口26に向けて押さえ付けている。
In addition, the
シビアアクシデント時において内部空間22に水蒸気が充満して圧力が上昇すると、閉止部材43には、内部空間22の圧力を受けて離間側に回動する力が作用する。内部空間22の圧力が所定の圧力に達すると、閉止部材43は、板ばね45の付勢力に抗して離間側に回動する。閉止部材43が蒸気排出口26から離間することにより、蒸気排出口26を開くことができる。
When the
なお、本実施形態の原子炉圧力容器10Dにおいては、蒸気排出口26が閉じられる閉位置に閉止部材43を保持する保持部材として、板ばね45が設けられているものとしたが、本発明に係る保持部材の態様は、これに限定されるものではない。
In the
例えば、図8に示す変形例の原子炉圧力容器10Eのように、保持部材として、通常運転時においては、閉止部材43と壁体とを結合させており、シビアアクシデント時に所定の温度以上になると溶融する部材(以下、低融点部材と記す)46を用いることも好適である。
For example, as in the
低融点部材46は、例えば、半田等、比較的融点が低い金属で構成されている。低融点部材46は、溶融する温度(融点)が、通常運転時において低融点部材46が曝される温度に比べて高い温度となるように構成されている。本実施形態において、閉止部材43は、鉛直上側において内部空間22に突出する突出部43eを有している。低融点部材46は、外壁20のうち蒸気排出口26より鉛直上側の部分20eと、閉止部材43の突出部43eとの間に介在して設けられている。
The low
加えて、低融点部材46は、シビアアクシデント時において溶融するよう構成されている。低融点部材46の融点は、例えば、シビアアクシデント時において内部空間22に充満した水蒸気に低融点部材46が曝されたときに、当該水蒸気の熱を受けて溶融する温度に設定することができる。低融点部材46の融点は、例えば、90℃に設定することが可能である。
In addition, the low
また、低融点部材46の融点は、内部空間22の水蒸気の有無に拘わりなく、シビアアクシデント時において低融点部材46が曝されるような温度に設定することもできる。すなわち、噴射ノズル30からの水の噴射の有無に拘わりなく、シビアアクシデント時において蒸気排出口26が開かれるよう設定することが好ましい。低融点部材の融点は、例えば、400℃に設定することも可能である。
Further, the melting point of the low
シビアアクシデント時において低融点部材46が溶融すると、外壁20の部分20eから突出部43eが外れて、閉止部材43は、図に矢印Eで示すように蒸気排出口26から離間側に回動して、蒸気排出口26を開くことができる。
When the low
なお、図8に示す変形例の原子炉圧力容器10Eにおいては、閉止部材43を閉位置に保持する保持部材として、シビアアクシデント時に所定の温度以上になると溶融する低融点部材46を用いるものとしたが、保持部材の態様は、これに限定されるものではない。例えば、低融点部材46に替えて、内部空間22の水蒸気中の水分を吸収して溶ける部材(以下、溶解性部材と記す)を設けることも好適である。保持部材として溶解性部材を用いることで、噴射ノズル30の水の噴射により内部空間22に水蒸気が充満したときのみに閉止部材43を離間側に回動させて、蒸気排出口26を開くことができる。なお、溶解性部材には、例えば、塩化ナトリウムを用いることができる。
In the
〔第5の実施形態〕
第5の実施形態の原子炉圧力容器について図3及び図9を用いて説明する。図9は、本実施形態の原子炉圧力容器の外壁に形成された蒸気排出口の周辺構成を示す断面立面図である。なお、図9は、図3に示された蒸気排出口の周辺の拡大断面図である。本実施形態の原子炉圧力容器において、複数ある噴射ノズルのうち、最も径方向外側にある噴射ノズルは、径方向内側に対して所定の角度を付けた方向に向けて水を噴射するよう構成されている点で第1の実施形態と異なっている。なお、第1の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。なお、図9において、上述した原子炉圧力容器の径方向の内側を図に矢印R1で示し、径方向外側を図に矢印R2で示す。
[Fifth Embodiment]
A reactor pressure vessel according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 9. FIG. 9 is a cross-sectional elevation view showing the peripheral configuration of the steam outlet formed in the outer wall of the reactor pressure vessel of the present embodiment. FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the steam outlet shown in FIG. In the reactor pressure vessel of the present embodiment, among the plurality of injection nozzles, the injection nozzle that is the outermost in the radial direction is configured to inject water in a direction with a predetermined angle with respect to the inner side in the radial direction. This is different from the first embodiment. In addition, about the structure substantially common to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. In FIG. 9, the inner side in the radial direction of the reactor pressure vessel described above is indicated by an arrow R1, and the outer side in the radial direction is indicated by an arrow R2.
本実施形態の原子炉圧力容器10Gにおいては、図3に示す第1の実施形態の原子炉圧力容器10と同様に、複数の噴射ノズル30(図3参照)が底部16に沿って配列されている。図9に示すように、原子炉圧力容器10Gにおいては、最も径方向外側の噴射ノズルは、鉛直下側に水を噴射可能な噴射ノズル(以下、下向き噴射ノズルと記す)33により構成されている。なお、本実施形態において、蒸気排出口26を閉じる閉止部材40Gは、図示しないアクチュエータ(図5参照)により駆動される。
In the reactor pressure vessel 10G of the present embodiment, a plurality of injection nozzles 30 (see FIG. 3) are arranged along the
下向き噴射ノズル33は、内部空間22内に配置されており、且つ底部16と円筒部14との境界である接続部15より鉛直上側に配置されている。下向き噴射ノズル33は、上述したブランチ配管32に接続されており、シビアアクシデント時において当該ブランチ配管32から水の供給を受けることが可能に構成されている。
The
下向き噴射ノズル33は、径方向内側(図に矢印R1で示す)に対して所定の鋭角を付けた方向に向けて水を噴射する。下向き噴射ノズル33の噴射方向、すなわち噴射形状の中心軸線を図に二点鎖線矢印S2で示す。換言すれば、下向き噴射ノズル33は、噴射形状の中心軸線S2が、水平面に対して鉛直下側に所定の鋭角を付けた方向を向くように構成されている。下向き噴射ノズル33は、容器本体12のうち接続部15より鉛直上側にある円筒部14の外面14aに向けて水を噴射する。
The
シビアアクシデント時において下向き噴射ノズル33が水を噴射すると、円筒部14の外面14aに吹き付けられた水は、当該外面14aを伝って鉛直下側に流れ、接続部15に到達する。接続部15に到達した水は、さらに底部16の外面17を伝って鉛直下側に流れる。外面17を伝って流れる水により、当該外面17には、水の膜が保持され易くなる。このようにして、底部16の冷却を促進することができる。
When the
また、下向き噴射ノズル33が噴射した水により、底部16を冷却するだけでなく、円筒部14と底部16とを接続する接続部15を、特に冷却することもできる。シビアアクシデント時において炉心溶融物6(図3参照)の熱により、接続部15が損傷することを抑制することができる。
Further, not only the
〔第6の実施形態〕
第6の実施形態の原子炉圧力容器について図3、図10及び図11を用いて説明する。図10は、本実施形態の原子炉圧力容器の外壁に形成された蒸気排出口の周辺構成を示す断面立面図である。図11は、本実施形態の変形例の原子炉圧力容器の底部の周辺構成を示す断面立面図である。なお、図10は、図3に示された蒸気排出口の周辺の拡大断面図である。本実施形態の原子炉圧力容器は、底部と外壁との間において当該底部に沿って延びており、噴射ノズルから噴射された水を、当該底部との間において保持可能な壁体を、さらに有している点で第1の実施形態と異なっている。なお、第1の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
A reactor pressure vessel according to a sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 10, and 11. FIG. 10 is a sectional elevation view showing a peripheral configuration of a steam outlet formed in the outer wall of the reactor pressure vessel of the present embodiment. FIG. 11 is a sectional elevation view showing a peripheral configuration of the bottom of a reactor pressure vessel according to a modification of the present embodiment. FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the steam outlet shown in FIG. The reactor pressure vessel of the present embodiment further extends along the bottom portion between the bottom portion and the outer wall, and further has a wall body that can hold water sprayed from the spray nozzle between the bottom portion. This is different from the first embodiment. In addition, about the structure substantially common to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図10に示すように、本実施形態の原子炉圧力容器10Hには、容器本体12の底部16と外壁20との間において当該底部16に沿って延びている壁体(以下、中間壁と記す)23が設けられている。中間壁23は、内部空間22内を底部16に沿って延びている。中間壁23の鉛直上側の縁23eは、接続部15と対向しており、縁23eから底部16の外面17に沿って鉛直下側に所定の長さを以って延びている。
As shown in FIG. 10, in the
なお、以下の説明において、内部空間22のうち中間壁23の内面23aより底部16側の空間を「内側空間」と記して符号22aを付す。一方、内部空間22のうち中間壁23の外面23cより外壁20側の空間を「外側空間」と記して符号22cを付す。
In the following description, a space on the bottom 16 side from the inner surface 23a of the
最も径方向外側(図に矢印R2で示す)にある噴射ノズル30は、外側空間22cに配置されている。シビアアクシデント時において噴射ノズル30が水を噴射すると、閉止部材40は、噴射ノズル30から噴射された水の圧力を受け部40cで受けて駆動され、鉛直上側に移動して支持部27から外れる。閉止部材40が蒸気排出口26から離間して鉛直下側に落下することにより、蒸気排出口26は、開かれる。
The
噴射ノズル30から噴射された水は、中間壁23の鉛直上側の縁23eを超えて、中間壁23の内側にある内側空間22aに流入する。内側空間22aに流入した水は、底部16の外面17と中間壁23の内面23aとの間において保持される。すなわち、中間壁23は、底部16との間において水を保持することが可能となっている。シビアアクシデント時において底部16と中間壁23との間において水の膜が保持されると、底部16の外面17における熱伝達率をより高いものにすることができ、底部16の冷却を促進することができる。
The water sprayed from the
なお、本実施形態の原子炉圧力容器10Hにおいて、中間壁23は、接続部15と対向する縁23eから底部16に沿って鉛直下側に延びているものとしたが、本発明に係る中間壁の態様は、これに限定されるものではない。本発明に係る中間壁は、底部16と外壁20との間において当該底部16に沿って延びており、噴射ノズル30から噴射された水を、当該底部16との間において保持可能な壁体であれば良く、以下にその変形例について図11を用いて説明する。
In the
図11に示すように、本実施形態の変形例の原子炉圧力容器10Jにおいては、中間壁24が、上述したCRDハウジング8Aを囲うように設けられている。中間壁24は、CRDハウジング8Aの周壁面8cから、径方向外側に突出して延びており、且つ底部16に沿った方向に延びている。
As shown in FIG. 11, in the
このCRDハウジング8Aと隣り合うCRDハウジング8Bにも、中間壁24と同様に中間壁25が底部16の外面17に沿って設けられている。CRDハウジング8AとCRDハウジング8Bとの間にある内部空間22には、噴射ノズル30が配置されており、ブランチ配管32から水の供給を受けている。シビアアクシデント時において、噴射ノズル30は、図に矢印S3で示すように、隣り合う中間壁24と中間壁25との間を通して、底部16の外面17に向けて水を噴射する。
Similarly to the
底部16の外面17に到達した水は、当該外面17と、中間壁24の内面24aとの間に保持される共に、中間壁25の内面25aとの間にも保持される。このように中間壁24及び中間壁25は、底部16との間において水を保持することが可能となっている。シビアアクシデント時において底部16と中間壁24,25との間において水の膜が保持されると、底部16の外面17における熱伝達率をより高いものにすることができ、底部16の冷却を促進することができる。
The water that has reached the
〔第7の実施形態〕
第7の実施形態の原子炉圧力容器について図1及び図12を用いて説明する。図12は、本実施形態の原子炉圧力容器の底部の周辺構成を示す断面立面図である。なお、図12において、閉止部材と、その周辺構成については、記載を省略している。本実施形態の原子炉圧力容器は、外壁のうち前記蒸気排出口より鉛直下側には、外壁の外側にある気体を、内部空間に取り入れる取入口が形成されている点で第1の実施形態と異なっている。なお、第1の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Seventh Embodiment]
A reactor pressure vessel according to a seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 12. FIG. 12 is a sectional elevation view showing the peripheral configuration of the bottom of the reactor pressure vessel of the present embodiment. In addition, in FIG. 12, description is abbreviate | omitted about the closing member and its peripheral structure. The reactor pressure vessel according to the present embodiment is the first embodiment in that an inlet for taking in gas inside the outer wall into the inner space is formed vertically below the steam outlet in the outer wall. Is different. In addition, about the structure substantially common to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本実施形態の原子炉圧力容器10Kにおいて、外壁20Kのうち蒸気排出口26より鉛直下側には、外壁20Kより外側にある気体を、内部空間22に取り入れる開口(以下、取入口と記す)29が形成されている。取入口29は、通常運転時において、図示しない閉止部材により閉じられている。取入口29は、シビアアクシデント時においては、アクチュエータ(図5参照)により閉止部材が駆動されて開かれる。
In the
取入口29は、シビアアクシデント時において、図1に示す格納容器50のドライウェル52内の窒素を内部空間22に取り入れる。取入口29から流入した窒素は、内部空間22を底部16の外面17に沿って鉛直上側に流れる。内部空間22にある水蒸気は、窒素に比べて比重が軽いため、内部空間22を鉛直上側に流れて、蒸気排出口26から排出される。このように、蒸気排出口26より鉛直下側にある取入口29から水蒸気に比べて比重が軽い気体を導入することにより、鉛直上側にある蒸気排出口26からの水蒸気の排出を促進することができる。
The
〔他の実施形態〕
以上に説明した実施形態の他に、原子炉圧力容器の態様には、種々の変更が可能である。
[Other Embodiments]
In addition to the embodiment described above, various modifications can be made to the aspect of the reactor pressure vessel.
上述した各実施形態において、シビアアクシデント時において噴射ノズル30に供給される水の水源は、原子炉建屋3の外に設けられた貯水タンク60であるものとしたが、水源の態様は、これに限定されるものではない。貯水タンク60は、原子炉建屋3内や格納容器50内に設けるものとしても良い。また、貯水タンク60及び給水ポンプ64に代えて給水ポンプ車を給水配管62に接続するものとしても良い。なお、この場合、水源には、給水車や仮設の貯水タンクの他、海や河川の水を用いることができる。
In each of the above-described embodiments, the water source supplied to the
また、上述した各実施形態において、噴射ノズル30は、外壁20より内側にある内部空間22に配置されているものとしたが、本発明に係る噴射ノズルが配置される位置は、この態様に限定されるものではない。噴射ノズルは、容器本体12の底部16に水を噴射可能なものであれば良く、例えば、外壁20に噴射ノズルが組み込まれているものとしても良い。なお、この場合、内部空間22を蒸気排出口26に向けて流れる水蒸気を噴射ノズル30が妨げることがない。
Moreover, in each embodiment mentioned above, although the
また、上述した各実施形態において、外壁20は、ステンレス鋼等の金属製であるものとしたが、本発明に係る外壁の材質は、これに限定されるものではない。外壁の材質は、容器本体12からの輻射熱が、原子炉圧力容器の外側にある構造物(例えば、コンクリート壁58)等に伝達されるのを抑制可能なものであれば良い。
Moreover, in each embodiment mentioned above, although the
また、上述した各実施形態において、原子炉圧力容器10の容器本体12の底部16は、半球状をなしているものとしたが、本発明に係る容器本体の底部の形状は、これに限定されるものではない。底部は、その内側に炉心溶融物が溜まるような形状であれば良く、ドーム状など様々な形状の底部を有する原子炉圧力容器に本発明を適用することができる。
Moreover, in each embodiment mentioned above, although the
また、上述した各実施形態において、断熱用の壁体である外壁20は、容器本体12の全てを覆うよう構成されているものとしたが、本発明に係る外壁は、この態様に限定されるものではない。本発明に係る外壁は、容器本体12の底部から外側に間隔をあけて設けられており、当該底部との間に内部空間が形成されるものであれば良い。例えば、外壁は、容器本体12のうち底部16に沿って設けられており、円筒部14やヘッド18の外側には、設けられていないものとすることも可能である。
Moreover, in each embodiment mentioned above, although the
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明と均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment was shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope equivalent to the invention described in the claims as well as included in the gist of the invention.
1 原子力プラント
3 原子炉建屋
5 炉心
6 炉心溶融物
7 制御棒
8,8A,8B CRDハウジング(制御棒駆動機構のハウジング)
10,10B,10C,10D,10E,10G,10H,10J,10K 原子炉圧力容器
12 容器本体
14 円筒部
15 接続部
16 底部
17 外面
18 ヘッド
19 接続壁
20,20K 外壁
22 内部空間
22a 内側空間
22c 外側空間
23 中間壁
23e 縁
24,25 中間壁
26 蒸気排出口(排出口)
27,27B 支持部
28 ホルダー
29 取入口
30 噴射ノズル
32 ブランチ配管(給水配管)
33 下向き噴射ノズル
36 アクチュエータ
37 駆動部
38 シリンダ
40,40B,40G 閉止部材
40a 本体部
40c 受け部
41 閉止部材(ラプチャーディスク)
41a 破裂部
41e 周縁部
43 閉止部材
44 蝶番
45 板ばね(保持部材)
46 低融点部材(保持部材)
50 格納容器
52 ドライウェル
54 サプレッションチャンバ
56 コンクリート床
58 コンクリート壁
60 貯水タンク
62 給水配管
64 給水ポンプ
66 弁
1
10, 10B, 10C, 10D, 10E, 10G, 10H, 10J, 10K
27,
33
46 Low melting point member (holding member)
50
Claims (9)
前記容器本体の外側に間隔をあけて設けられており、前記底部との間に内部空間を形成する外壁と、
シビアアクシデント時に前記内部空間内で前記底部に向けて水を噴射する噴射ノズルと、
前記外壁に設けられており、前記シビアアクシデント時に前記内部空間を前記外壁の外側の空間と連通させる排出口と、
通常運転時において前記排出口を閉じる閉止部材を、
備え、
前記閉止部材は、通常運転時において前記外壁に保持されており、前記噴射ノズルに供給される水の圧力を受けて駆動されて、前記外壁から外れるよう構成されている
ことを特徴とする原子炉圧力容器。 A container main body containing the core and having a bottom portion vertically below the core;
An outer wall that is provided on the outside of the container body with a space therebetween, and that forms an internal space with the bottom;
An injection nozzle that injects water toward the bottom in the internal space during a severe accident;
Provided in the outer wall, and a discharge port for communicating the inner space with a space outside the outer wall at the time of the severe accident,
A closing member that closes the discharge port during normal operation,
Prepared ,
The closing member is held on the outer wall during normal operation, and is configured to be driven by the pressure of water supplied to the spray nozzle to be detached from the outer wall. Reactor pressure vessel.
ことを特徴とする請求項1に記載の原子炉圧力容器。 The closing member has a receiving part for receiving water jetted from the jet nozzle, and the receiving part is driven by receiving the pressure of water jetted from the jet nozzle. The reactor pressure vessel according to claim 1.
前記容器本体の外側に間隔をあけて設けられており、前記底部との間に内部空間を形成する外壁と、
シビアアクシデント時に前記内部空間内で前記底部に向けて水を噴射する噴射ノズルと、
前記外壁に設けられており、前記シビアアクシデント時に前記内部空間を前記外壁の外側の空間と連通させる排出口と、
通常運転時において前記排出口を閉じる閉止部材と、
前記噴射ノズルに供給される水の圧力を受けて作動して、前記排出口が開かれるよう前記閉止部材を駆動するアクチュエータと、
を備えることを特徴とする原子炉圧力容器。 A container main body containing the core and having a bottom portion vertically below the core;
An outer wall that is provided on the outside of the container body with a space therebetween, and that forms an internal space with the bottom;
An injection nozzle that injects water toward the bottom in the internal space during a severe accident;
Provided in the outer wall, and a discharge port for communicating the inner space with a space outside the outer wall at the time of the severe accident,
A closing member for closing the discharge port during normal operation;
An actuator that operates under the pressure of water supplied to the spray nozzle to drive the closing member to open the discharge port;
Nuclear reactor pressure vessel, characterized in that it comprises a.
前記アクチュエータは、
当該閉止部材の鉛直下側の端に当接しており、当該閉止部材を駆動する駆動部と、
前記噴射ノズルに供給される水圧の供給を受けて当該駆動部に伝達するシリンダと、
を有し、
前記噴射ノズルが受ける水圧と同じ水圧を当該シリンダで受けて作動し、当該駆動部により前記閉止部材を鉛直上側に駆動する
ことを特徴とする請求項3に記載の原子炉圧力容器。 The closing member is supported by a support portion arranged vertically below the discharge port in the outer wall ,
The actuator is
A driving part that is in contact with the vertical lower end of the closing member and drives the closing member;
A cylinder that receives supply of water pressure supplied to the spray nozzle and transmits the water pressure to the drive unit;
Have
The reactor pressure vessel according to claim 3, wherein the cylinder is operated by receiving the same water pressure as the water pressure received by the injection nozzle, and the closing member is driven vertically upward by the driving unit. .
前記容器本体の外側に間隔をあけて設けられており、前記底部との間に内部空間を形成する外壁と、
シビアアクシデント時に前記内部空間内で前記底部に向けて水を噴射する噴射ノズルと、
前記外壁に設けられており、前記シビアアクシデント時に前記内部空間を前記外壁の外側の空間と連通させる排出口と、
前記外壁に対して回動可能に構成されており、通常運転時において前記排出口を閉じる閉止部材と、
前記閉止部材と前記外壁とを係合させて、前記排出口が閉じられる閉位置に当該閉止部材を保持する保持部材と、
備え、
前記保持部材は、前記閉止部材を閉位置に付勢する板ばねである
ことを特徴とする原子炉圧力容器。 A container main body containing the core and having a bottom portion vertically below the core;
An outer wall that is provided on the outside of the container body with a space therebetween, and that forms an internal space with the bottom;
An injection nozzle that injects water toward the bottom in the internal space during a severe accident;
Provided in the outer wall, and a discharge port for communicating the inner space with a space outside the outer wall at the time of the severe accident,
It is configured to be rotatable with respect to the outer wall, and a closing member that closes the discharge port during normal operation,
A holding member that engages the closing member and the outer wall and holds the closing member in a closed position where the discharge port is closed;
Prepared,
The nuclear reactor pressure vessel , wherein the holding member is a leaf spring that urges the closing member to a closed position .
前記容器本体の外側に間隔をあけて設けられており、前記底部との間に内部空間を形成する外壁と、
シビアアクシデント時に前記内部空間内で前記底部に向けて水を噴射する噴射ノズルと、
前記外壁に設けられており、前記シビアアクシデント時に前記内部空間を前記外壁の外側の空間と連通させる排出口と、
前記外壁に対して回動可能に構成されており、通常運転時において前記排出口を閉じる閉止部材と、
前記閉止部材と前記外壁とを係合させて、前記排出口が閉じられる閉位置に当該閉止部材を保持する保持部材と、
備え、
前記閉止部材は、その鉛直上側において前記内部空間に突出する突出部を有し、
前記保持部材は、
前記外壁のうち前記排出口より鉛直上側の部分と、当該突出部との間に介在して設けられており、
通常運転時においては、前記閉止部材と壁体とを結合させており、且つシビアアクシデント時に所定の温度以上になると溶融する低融点部材である
ことを特徴とする原子炉圧力容器。 A container main body containing the core and having a bottom portion vertically below the core;
An outer wall that is provided on the outside of the container body with a space therebetween, and that forms an internal space with the bottom;
An injection nozzle that injects water toward the bottom in the internal space during a severe accident;
Provided in the outer wall, and a discharge port for communicating the inner space with a space outside the outer wall at the time of the severe accident,
It is configured to be rotatable with respect to the outer wall, and a closing member that closes the discharge port during normal operation,
A holding member that engages the closing member and the outer wall and holds the closing member in a closed position where the discharge port is closed;
Prepared,
The closing member has a protruding portion protruding into the internal space on the vertical upper side,
The holding member is
Of the outer wall, provided vertically between the upper part of the outlet and the projecting part,
A reactor pressure vessel characterized by being a low-melting-point member in which the closing member and the wall body are combined during normal operation and melts when a predetermined temperature or higher is reached during severe accidents .
当該複数の噴射ノズルのうち最も径方向外側にある噴射ノズルは、径方向内側に対して鉛直下側に所定の鋭角を付けた方向に向けて水を噴射するよう構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の原子炉圧力容器。 A plurality of the injection nozzles are arranged along the bottom;
Of the plurality of spray nozzles, the spray nozzle that is radially outermost is configured to spray water in a direction with a predetermined acute angle vertically downward with respect to the radially inner side. The reactor pressure vessel according to any one of claims 1 to 6.
ことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載に原子炉圧力容器。 The intermediate wall that extends along the bottom portion between the bottom portion and the outer wall and can hold water sprayed from the spray nozzle between the bottom portion and the bottom portion. The nuclear reactor pressure vessel according to any one of claims 1 to 7.
ことを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の原子炉圧力容器。 2. An intake port, which is opened vertically during the severe accident in the outer wall from the discharge port and takes in a gas outside the outer wall into the inner space, is formed. The reactor pressure vessel according to any one of claims 8 to 9.
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