JPH06503885A - 原子炉設備、その炉心コンテインメントおよび原子炉設備における非常冷却方法 - Google Patents
原子炉設備、その炉心コンテインメントおよび原子炉設備における非常冷却方法Info
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.原子炉炉心(10)を備えた原子炉圧力容器(6)と炉心コンテイソメント (CC)とを有する原子炉設備特に軽水形原子炉設備において、a)支持・防護 構造物(7)が原子炉ピット(8)の底範囲(7.1)と円周壁(7.2)によ って境界づけられ、底範囲ないし円周範囲(7.1、7.2)に対して垂直間隔 および水平間隔をおいて原子炉ピット(8)の中に配置された原子炉圧力容器( 6)が支持・防護構造物(7)に支持され、b)炉心コンテインメント(CC) が冷却液で冷却可能な炉心溶融物用の捕捉容器(19)を有し、この捕捉容器( 19)が原子炉ピット(8)の内部に原子炉圧力容器(6)の下側に、その底壁 (20)ないし円周壁(21)が支持・防護構造物(7)の底範囲(7.1)な いし円周壁(7.2)に対して間隔中間室(28)を隔てており且つ特にその円 周壁(21)の高さが少なくともほぼ原子炉炉心(10)の下縁まで延びている ように配置され、c)間隔中間室(28)の中に、捕捉容器(19)を冷却液で 外側冷却するための冷却チャネル(29.1、29.2)が底側および円周側に 配置され、底壁(20)の平面範囲に、内側から外側に底壁(20)にわたって 円周壁(21)まで流れる冷却液に乱流を発生させるための乱流体(34、34 a)が配置されている、 ことを特徴とする原子炉設備。 2.底側の冷却チャネル(29.1)が入口チャネル装置(31)を介して、円 周側の冷却チャネル(29.2)が出口チャネル装置(32)を介して、支持・ 防護構造物(7)の外側に設けられ原子炉の水溜めを形成するかこれに接続され ている冷却水貯蔵槽(24)に、捕捉容器(19)が高温であり冷却チャネル( 29.1、29.2)が水で充填されている場合に冷却チャネルを通って自然循 環流が発生されるような昇水高さで接続されていることを特徴とする請求の範囲 第1項記載の原子炉設備。 3.捕捉容器(19)が支持・防護構造物(7)の底範囲(7.1)に乱流体( 34、34a)および/又は特別な支持体によって支持されていることを特徴と する請求の範囲第1項又は第2項記載の原子炉設備。 4.捕捉容器(19)がるつぼ状に形成され、このためにその底壁(20)が下 向きないし外向きに湾曲され、丸められた緑範囲(19.1)を介して円周壁( 21)に移行し、円周壁(21)が丸められた縁範囲(19.1)から捕捉容器 (19)の上縁(21.1)までゆるく円錐状に先細にされていることを特徴と する請求の範囲第1項ないし第3項の1つに記載の原子炉設備。 5.捕捉容器(19)の底壁(20)が最も低い中央範囲(190)から平坦な 円錐状皿の形に縁範囲(19.1)まで広がっており、その軸方向・半径方向断 面内に位置する断面平面が水平線に対して小さな昇り角(α)を成して延びてい ることを特徴とする請求の範囲第4項記載の原子炉設備。 6.入口チャネル装置(31)が捕捉容器(19)の底壁(20)の中央範囲( 19.0)において底側冷却チャネル(29.1)に入口室(33)を介して開 口し、その入口室(33)から底側冷却チャネル(29.1)が外側に捕捉容器 (19)の縁範囲(19.1)まで延びており、その緑範囲(19.1)に、上 側に延び出口チャネル装置(32)に開口する円周側冷却チャネル(29.2) が接続していることを特徴とする請求の範囲第2項記載の原子炉設備。 7.入口チャネル装置(31)が支持・防護構造物(7)の底範囲(7.1)を 貫通し、冷却水貯蔵槽(24)を収容する室(23)から捕捉容器(19)の底 範囲(20)の中央範囲(19.0)まで延び、出口チャネル装置(32)が支 持・防護構造物(7)の円周壁(7.2)を貫通し、円周側冷却チャネル(29 .2)の延長部を形成し、冷却水貯蔵槽(24)の中にその高水位範囲(P2) で開口していることを特徴とする請求の範囲第6項記載の原子炉設備。 8.捕捉容器(19)の本体(19a)が耐熱スチール合金から成るるつぼによ って形成され、るつぼ(19a)の底および円周壁(20、21)の内面が、る つぼ材料を溶融物の作用から保護する防護殻(19b)で内張りされ、るつぼに 対する第2の保護層として防護殻(19b)に埋込材貯留物(19c)が続いて おり、その量が、事故発生の際に捕捉容器(19)の中に侵入する予想最大量の 炉心溶融物と反応するのに十分な量であることを特徴とする請求の範囲第1項な いし第7項の1つに記載の原子炉設備。 9.防護殻(19b)が、MgO、UO2、ThO2あるいはそれらを組み合わ せた合金から成っていることを特徴とする請求の範囲第8項又は第9項記載の原 子炉設備。 10.埋込材貯留物(19c)が遮蔽コンクリートブロック(36)から成る囲 壁として形成されていることを特徴とする請求の範囲第8項又は第9項記載の原 子炉設備。 11.乱流体(34、34a)が三角形の面(F1〜F4)を持ったプリズム形 のいわゆるデルタ羽根(34d)を有し、それが、捕捉容器・底壁(20)に冷 却間隙をおいて対向して位置する支持・防護構造物(7)の底範囲(7.1)に 取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第1項記載の原子炉設備。 12.乱流体(34、34a)が短管(34r)として形成され、この短管(3 4r)がその捕捉容器(19)の底壁(20)側端に、短管範囲でも底壁(20 )を洗流する冷却水部分流(f11)を発生するためのチャネル切欠き(41) を備えていることを特徴とする請求の範囲第1項又は第3項記載の原子炉設備。 13.各短管(34r)ごとにそれぞれ流れ方向に一致する2つのU字形チャネ ル切欠き(41)が設けられ、それらの境界部が乱流を強化するために角張って (41.1)形成されていることを特徴とする請求の範囲第12項記載の原子炉 設備。 14.捕捉容器(19)の上側でこれに続いて支持・防護構造物(7)の円周壁 (7.2)と原子炉圧力容器(6)の外周との間の環状室(45)の中に設置さ れている遮蔽リング(37)を有していることを特徴とする請求の範囲第1項な いし第13項の1つに記載の原子炉設備。 15.遮蔽リング(37)が支持・防護構造物(7)の円周壁(7.2)に係留 されていることを特徴とする請求の範囲第14項記載の原子炉設備。 16.遮蔽リング(37)がプレストレストコンクリートから成り、その鉄筋が 同様にプレストレストコンクリートから成る支持・防護構造物(7)の鉄筋と統 一的な鉄筋系統の形に一体化されていることを特徴とする請求の範囲第14項又 は第15項記載の原子炉設備。 17.遮蔽リング(37)が個々のリングセグメントから組み合わされて構成さ れ、リングセグメントが相互に且つ支持・防護構造物(7)の円周壁(7.2) にかみ合わされていることを特徴とする請求の範囲第14項ないし第16項の1 つに記載の原子炉設備。 18.原子炉圧力容器(6)の下部(6a)を間隔をおいて包囲する熱絶縁体( W)が設けられ、この熱絶縁体(W)が主に相互に移行する次の3つの熱絶縁部 材(W1〜W3)、即ち、 a)捕捉容器(19)の埋込層(19c)を覆い原子炉圧力容器(6)の球欠状 底(6.1)を包囲する下側熱絶縁部材(W1)、b)遮蔽リング(37)の内 周を被覆する中央熱絶縁部材(W2)、c)遮蔽リング(37)から原子炉圧力 容器(6)の蓋接合部(38)の範囲まで延び主冷却材配管によって貫通されて いる上側熱絶縁部材(W3)、に分割されていることを特徴とする請求の範囲第 14項ないし第17項の1つに記載の原子炉設備。 19.捕捉容器(19)の外側冷却系統(29)が空冷・水冷二重冷却系統とし て形成され、この冷却系統が、原子炉設備(KA)の通常運転において即ち乾燥 外側冷却系統において原子炉圧力容器(6)ないしこれを包囲する熱絶縁体(W )の外側面を空冷するために用いられ、このために入口チャネル装置(31)が 冷却空気源(49)に、出口チャネル装置(32)が冷却空気貯蔵槽に接続され ていることを特徴とすることを特徴とする請求の範囲第1項ないし第18項の1 つに記載の原子炉設備。 20.外側二重冷却系統(29、ZL1)に加えて、原子炉圧力容器(6)に対 する別の空冷系統(ZL2)が設けられ、この空冷系統(ZL2)に通風するた めに、支持・防護構造物(7)の円周壁(7.2)および遮蔽リング(37)を 貫通する入口チャネル(50)が上側冷却空気室(45)に開口し、この上側冷 却空気室(45)が上側熱絶縁部材(W3)の外側で原子炉圧力容器(6)の支 持リング構造物(51)まで延び、その際上昇して流れる冷却空気が多数の部分 流で次の冷却面、即ち −上側熱絶縁部材(W3)の外周面および支持・防護構造物(7)の円周壁(7 .2)の内周面、 −支持リング構造物(51)の外側面特にその原子炉圧力容器(6)の支持プラ ケット(54)を接触支持する支持腕(51a)およびその固有のサポート(5 5)、 に沿って流れ、主冷却材配管(HL)の外周と支持・防護構造物(7)の壁貫通 口(7.3)の内周との間に形成されている流出環状室(7.4)を通ってコン テインメントないしは排気・フィルタ装置の中に流れることを特徴とする請求の 範囲第19項記載の原子炉設備。 21.捕捉容器(19)がその円周壁(21)の上側半部において少なくとも1 本の溶融物冷却管(56)によって貫通され、この溶融物冷却管(56)が多層 構造の捕捉容器(19)においてそのるつぼ壁(19a)、防護層(19b)、 埋込材貯留物(19c)および熱絶縁体(W1)を突き抜けて、その内側端が可 溶融閉塞プラグ(56a)によって密封され、外側から内側に勾配をもって付設 され、入口側が冷却液貯蔵槽(24)に接続され、捕捉容器(19)内に炉心溶 融物が存在する場合に可溶融閉塞プラグ(56a)がその溶融温度に加熱されて 溶かされ、炉心溶融物の表面への冷却液の流れ通路が開けられることを特徴とす る請求の範囲第1項ないし第20項の1つに記載の原子炉設備。 22.−原子炉設備の通常運転において冷却水貯蔵槽(24)の冷却水レベルが 、捕捉容器・冷却系統(29)の入口チャネル装置(31)に冷却水が到達しな いような低い水位に維持され、 −一次回路に漏洩が生じた際に非常冷却水が一次回路圧に関係して作動するアキ ュムレータから原子炉圧力容器(6)の主冷却材配管(HL)に供給され、この 非常冷却水が漏洩個所および場合によってはそれと並行して別の供給個所を介し て冷却水貯蔵槽(24)に供給され、そのアキュムレータの水量が、冷却水貯蔵 槽(24)の冷却水レベルを高水位(P2)まで上昇するのに十分であり、その 高水位(P2)において冷却水は冷却水貯蔵槽(24)から入口チャネル装置( 31)に到達し、そこから捕捉容器・冷却系統(29)の間隔中間室(28)に 到達し、冷却系統が出口チャネル装置(32)のレベルまで充填でき、従って捕 捉容器(19)が高温であるとき、冷却水貯蔵槽(24)から入口チャネル装置 (31)を介して冷却系統(29)の庭側および円周側の冷却チャネル(29. 1、29.2)への自然循環流およびそこから出口チャネル装置(32)を介し て冷却水貯蔵槽(24)に戻る自然循環流が開始される、ことを特徴とする請求 の範囲第1項ないし第21項の1つに記載の原子炉設備において捕捉容器の外側 非常冷却を開始して維持する方法。 23.a)原子炉圧力容器(6)の下側に、冷却液によって冷却可能な炉心溶融 物用の捕捉容器(19)が、その底壁(20)および円周壁(21)が原子炉圧 力容器(6)を支持し且つ下側および横側を包囲する支持・防護構造物(7)の 底範囲(7.1)ないし円周壁(7.2)に対して間隔中間室(28)を有する ように配置され、 b)間隔中間室(28)の中に、捕捉容器(19)を冷却液で外側冷却するため の底側および円周側の冷却チャネル(29.1、29.2)が配置され、底壁( 20)の平面範囲に、内側から外側に向かって底壁(20)にわたって円周壁( 21)に流れる冷却液に乱流を発生するための乱流体(34、34a、34r) が配置されている、 ことを特徴とする原子炉炉心(10)を備えた原子炉圧力容器(6)を有する原 子炉特に軽水形原子炉の炉心コンテインメント(CC)。 24.底側冷却チャネル(29.1)が入口チャネル装置(31)を介して、円 周側冷却チャネル(292)が出口チャネル装置(32)を介して、支持・防護 構造物(7)の外側に設けられ原子炉の水溜めを形成するかこれに接続されてい る冷却水貯蔵槽(24)に、捕捉容器(19)が高温であり冷却チャネル(29 .1、29.2)が水で充填されている場合にこれらの冷却チャネルを通して自 然循環が行われるような昇水高さで接続されていることを特徴とする請求の範囲 第23項記載の炉心コンテインメント。 25.互いに上下に配置され相互に間隔を隔てられた2つのチャネル壁によって 境界づけられ液状冷却材が貫流する冷却チャネルの内部に設けられた乱流を発生 するための三角形のプリズムの形をしたデルタ羽根であって、その冷却チャネル の上側壁が放出すべき熱によって加熱される第1のチャネル壁であり、下側壁が その内側面にデルタ羽根を備えた第2のチャネル壁であることを特徴とするデル タ羽根。
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