JP7389764B2 - 原子炉格納容器の冷却システム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態による原子炉格納容器の冷却システム10を用いた原子力発電プラント100の構成を示す概略図で、図2は、本発明の第1の実施形態による原子炉格納容器の冷却システムにおける複数本の水冷伝熱管と原子炉格納容器の配置を示す概略断面図である。
まず、通常通りに稼動する冷却システム10の動作について説明する。冷却水槽6から注入され、冷却水配管5と水冷伝熱管4に充満する冷却水CWは、冷却水ポンプ5dが稼動することにより冷却水配管5と水冷伝熱管4を循環する。
本実施形態の原子炉格納容器3の冷却システム10は、全交流電源喪失時等により冷却水ポンプ5dが稼動せず、通常時における冷却システム10が停止する非常時において、原子炉格納容器3に接する水冷伝熱管4と冷却水槽6の間に冷却水CWの自然対流現象が発生し、原子炉格納容器3を継続して冷却できる。
図3は、本発明の第2の実施形態による原子炉格納容器3の冷却システム10に用いられる水冷伝熱管4の断面図である。
図4は、本発明の第3の実施形態による原子炉格納容器3の冷却システム10における複数の水冷伝熱管4の各々の断面形状と、複数の水冷伝熱管4と原子炉格納容器3の配置を示す概略断面図である。
図5は、本発明の第4の実施形態による原子炉格納容器3の冷却システム20を用いた原子力発電プラント100の構成を示す概略図である。
図6は、本発明の第5の実施形態による原子炉格納容器3の冷却システム30を用いた原子力発電プラント100の構成の一例を示す概略図である。また、図7は、本発明の第5の実施形態による原子炉格納容器3の冷却システム30を用いた原子力発電プラント100の構成の他の例を示す概略図である。
全交流電源喪失時等により冷却水ポンプ5dが停止した場合、水冷伝熱管4に滞留する冷却水CWは、原子炉格納容器3から水冷伝熱管4に移動した熱により熱せられる。これにより、水冷伝熱管4の冷却水CWは、冷却水配管5と冷却水槽6の冷却水CWと比較して相対的に高温になる。そのため、水冷伝熱管4の冷却水CWは上昇し、上方配管5aと排水管6bを介して冷却水槽6に流入する。そして、冷却水槽6の冷却水CWは下降し、冷水下降用配管6dと下方配管5bを介して水冷伝熱管4に流入する。これにより、水冷伝熱管4の熱を冷却水CWに移動させ、原子炉格納容器3を冷却することができる。
本実施形態の冷却システム30は、全交流電源喪失時等により冷却水ポンプ5dを稼動できない非常時において、原子炉格納容器3から水冷伝熱管4に移動した熱により加熱されて上昇する冷却水(温水)CWが上方配管5aを介して排水管6bから冷却水槽6に流入するときに、冷却水槽6内の冷却水(冷水)CWを下方配管5b(水冷伝熱管4の下端)に流入できる冷水下降用配管6dを備えている。すなわち、本実施形態の冷却システム30では、冷水下降用配管6dが追加することにより水冷伝熱管4と冷却水槽6の間を冷却水CWが自然対流により循環する流路が形成されるので、原子炉格納容器3を確実に継続して冷却できる。
図8は、本発明の第6の実施形態による原子炉格納容器3の冷却システム40を用いた原子力発電プラント100の構成を示す概略図である。
図9は、本発明の第7の実施形態による原子炉格納容器3の冷却システム50を用いた原子力発電プラント100の構成を示す概略図である。本実施形態に係る冷却システム50が第5実施形態と異なる点は、逆止弁6eに代えて、遮断弁6gと圧縮空気設備(図示せず)が設けられている点である。
Claims (11)
- 炉心を内蔵する原子炉圧力容器を格納する鋼製の原子炉格納容器を冷却する冷却システムであって、
前記原子炉格納容器の外壁に接触する複数の水冷伝熱管と、
前記複数の水冷伝熱管の各々の両端と連結し、前記複数の水冷伝熱管の各々に冷却水を流通させる冷却水配管と、
前記冷却水配管と連通し、前記冷却水配管に冷却水を供給する冷却水槽とを備えることを特徴とする冷却システム。 - 請求項1に記載の冷却システムにおいて、
前記冷却水配管は、補機を冷却する冷却水系統に含まれる配管であり、
前記冷却水槽は、前記補機を冷却する冷却水系統に含まれるサージタンクであることを特徴とする冷却システム。 - 請求項1に記載の冷却システムにおいて、
前記冷却水槽が、原子炉ウェルであることを特徴とする冷却システム。 - 請求項1に記載の冷却システムにおいて、
前記冷却水槽の排水口が前記複数の水冷伝熱管の各々より上方に設けられ、
前記複数の水冷伝熱管の下端と前記冷却水槽の排水口を連通する冷水下降用配管と、
前記冷水下降用配管を流れる冷却水の流れを制御する制御弁を備えることを特徴とする冷却システム。 - 請求項4に記載の冷却システムにおいて、
前記制御弁が逆止弁であることを特徴とする冷却システム。 - 請求項4に記載の冷却システムにおいて、
前記制御弁が電磁弁であることを特徴とする冷却システム。 - 請求項4に記載の冷却システムにおいて、
前記制御弁が、空気圧により冷却水の流れを遮断する遮断弁であることを特徴とする冷却システム。 - 請求項1に記載の冷却システムにおいて、
前記原子炉格納容器の側面が、前記複数の水冷伝熱管により覆われていることを特徴とする冷却システム。 - 請求項1に記載の冷却システムにおいて、
前記複数の水冷伝熱管の内周壁に複数の放熱フィンが設けられていることを特徴とする冷却システム。 - 請求項1に記載の冷却システムにおいて、
前記複数の水冷伝熱管の各々には、前記原子炉格納容器の外壁に対向し、前記原子炉格納容器の外壁と面接触する第1側面が設けられていることを特徴とする冷却システム。 - 請求項10に記載の冷却システムにおいて、
前記複数の水冷伝熱管のうち隣合う2つの水冷伝熱管の各々には、互いに対向し、互いに面接触する第2側面が設けられていることを特徴とする冷却システム。
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