JPS62291592A - 原子炉 - Google Patents
原子炉Info
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- JPS62291592A JPS62291592A JP61134675A JP13467586A JPS62291592A JP S62291592 A JPS62291592 A JP S62291592A JP 61134675 A JP61134675 A JP 61134675A JP 13467586 A JP13467586 A JP 13467586A JP S62291592 A JPS62291592 A JP S62291592A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
発明の目的
[産業上の利用分野1
本発明は、発電その他の目的で核***エネルキーをとり
出す原子炉の改良に関する。
出す原子炉の改良に関する。
【従来の技術1
原子力の利用は、ウラン燃料が長期に安定供給される見
通しであるため、当分は軽水炉が主体となると考えられ
る。 原子炉は、PWR型にせよりWR型にせよ、安全
性の向上は常に課題でおるが、一方で経斉性をも考慮し
なければならないのは当然のことである。
通しであるため、当分は軽水炉が主体となると考えられ
る。 原子炉は、PWR型にせよりWR型にせよ、安全
性の向上は常に課題でおるが、一方で経斉性をも考慮し
なければならないのは当然のことである。
PWR型原子炉では、炉心、蒸気発生器、循環ポンプを
配管で接続して一次系が構成されている。
配管で接続して一次系が構成されている。
この一次系が破]0するような事故が起れば、冷却水の
一部または大部分が短時間に炉外に放出され、このため
炉心温度が上昇してついには炉心の損傷に至る可能性が
必る。 万一このような事故が起っても、炉心の損傷は
防げるように、非常用炉心冷却設備が設けである。 し
かし、これらの工学的安全設備は非常に高価であり、原
子力発電所の建設費を高騰させる一因ともなっている。
一部または大部分が短時間に炉外に放出され、このため
炉心温度が上昇してついには炉心の損傷に至る可能性が
必る。 万一このような事故が起っても、炉心の損傷は
防げるように、非常用炉心冷却設備が設けである。 し
かし、これらの工学的安全設備は非常に高価であり、原
子力発電所の建設費を高騰させる一因ともなっている。
またこれらの設備の故障も考えられ、炉心の損傷の危
険を完全になくすことはできない。
険を完全になくすことはできない。
これに対し、何らかの理由で炉心の制御ができなくなっ
た場合にそなえて、中性子を吸収して核***反応の暴走
を防ぐよう、ホウ素を高濃度のホウ酸水溶液の形で用意
し、このプールの中に、一次冷却系すなわち炉心、蒸気
発生器および一次冷却水循環系を浸漬した構造の原子炉
が、提案されている。 このような構造の原子炉には、
何らかの事故があった場合に、プール水である高濃度の
ホウ酸水溶液が炉心に入りこむような機、溝が自然に備
わっていて、安全性を確保している。
た場合にそなえて、中性子を吸収して核***反応の暴走
を防ぐよう、ホウ素を高濃度のホウ酸水溶液の形で用意
し、このプールの中に、一次冷却系すなわち炉心、蒸気
発生器および一次冷却水循環系を浸漬した構造の原子炉
が、提案されている。 このような構造の原子炉には、
何らかの事故があった場合に、プール水である高濃度の
ホウ酸水溶液が炉心に入りこむような機、溝が自然に備
わっていて、安全性を確保している。
このように安全性を常用の工学的安全設備に頼らず保証
しようというアイデアが、ASEA−ATOM社によっ
て提案された。 PIUS(process I n
herent Ultimate 5afety /プ
ロセス固有の究極的安全性)炉とよばれるその原子炉は
、安全性の確保を、故障しやすい機械的または電気的な
部品の性能に頼ることなく、重力の法則で実現しようと
するものである。
しようというアイデアが、ASEA−ATOM社によっ
て提案された。 PIUS(process I n
herent Ultimate 5afety /プ
ロセス固有の究極的安全性)炉とよばれるその原子炉は
、安全性の確保を、故障しやすい機械的または電気的な
部品の性能に頼ることなく、重力の法則で実現しようと
するものである。
その原理を図面を参照して説明すれば、第2図に示すよ
うに、PIUS炉は、炉心1、蒸気発生器2、一次冷却
水3の流路61および循環ポンプ62からなる一次冷却
水循環系を、圧力容器5内のプール水(高濃度ホウ酸水
溶液)4に浸漬した構成を有し、上部インターフェース
8および下部インターフェース9を設けてなる。 イン
ターフェースは、平常運転時にプール水と一次冷却水と
が混合することを防止するはたらきをするもので、上下
端が開口したパイプ束からなっている。
うに、PIUS炉は、炉心1、蒸気発生器2、一次冷却
水3の流路61および循環ポンプ62からなる一次冷却
水循環系を、圧力容器5内のプール水(高濃度ホウ酸水
溶液)4に浸漬した構成を有し、上部インターフェース
8および下部インターフェース9を設けてなる。 イン
ターフェースは、平常運転時にプール水と一次冷却水と
が混合することを防止するはたらきをするもので、上下
端が開口したパイプ束からなっている。
平常運転時は、炉心1で熱を受けた一次冷却水3が実線
の矢印で示す方向に、流路61を通ってポンプ62によ
り蒸気発生器2に送られ、そこで熱交換を行なって、再
び炉心1に戻る。 上下のインターフェースにおいて圧
力バランスが保たれていれば、プール水と一次冷却水と
の混合は起らない。 そのため条件は、次式(I>で必
られされる。
の矢印で示す方向に、流路61を通ってポンプ62によ
り蒸気発生器2に送られ、そこで熱交換を行なって、再
び炉心1に戻る。 上下のインターフェースにおいて圧
力バランスが保たれていれば、プール水と一次冷却水と
の混合は起らない。 そのため条件は、次式(I>で必
られされる。
△ρgh=ΔPc・・・(I>
△ρ:プール水と一次冷却水との密度の差(温度差で生
じる) q:重力の加速度 h:上部および下部インターフェース間の垂直距離 ΔPC:炉心における圧力損失 一次冷却水の循環中は、動圧により上記のバランスが保
たれ、プール水と一次冷却水とが混合することはないが
、循環ポンプが停止する等の圧力バランスを乱すような
事故が生じた場合は上下のインターフェース間の静圧差
によりプール水が炉心に入り、破線の矢印で示したよう
な自然循環が起って、炉心は冷却されるとともに、プー
ル水中の高濃度のホウ酸のはたらきで炉は停止する。
じる) q:重力の加速度 h:上部および下部インターフェース間の垂直距離 ΔPC:炉心における圧力損失 一次冷却水の循環中は、動圧により上記のバランスが保
たれ、プール水と一次冷却水とが混合することはないが
、循環ポンプが停止する等の圧力バランスを乱すような
事故が生じた場合は上下のインターフェース間の静圧差
によりプール水が炉心に入り、破線の矢印で示したよう
な自然循環が起って、炉心は冷却されるとともに、プー
ル水中の高濃度のホウ酸のはたらきで炉は停止する。
PIUS炉はすぐれた理念にもとづく原子炉でおるが、
その高さが、従来の原子炉にくらへて著しく高くなって
しまうことが難点でおる。 上式(I>において、△P
Cはめる限度以下にはできないし、△ρは原理的に小さ
い値であって、qは定数であるから、どうしてもhを大
きくしなければならず、実際上りは20〜30mも必要
である。
その高さが、従来の原子炉にくらへて著しく高くなって
しまうことが難点でおる。 上式(I>において、△P
Cはめる限度以下にはできないし、△ρは原理的に小さ
い値であって、qは定数であるから、どうしてもhを大
きくしなければならず、実際上りは20〜30mも必要
である。
炉をおさめる圧力容器が丈高なものでおれば、建設コス
トは異常に高くなって、経済性が損なわれる。
トは異常に高くなって、経済性が損なわれる。
PIUS炉では、密度差Δρのある程度の値を確保する
ために、一次冷却水とプール水の温度差を確保する必要
がある(△T=300℃−50℃=250’C)。 こ
のためPlus炉では、一次冷却系構成部材がプール水
と接触する部分に、特殊な断熱層を設けている。 しか
しながら、高温・高圧の水中で有効に動く断熱材は、ま
だ出現しておらず、一次系からプールへの熱の漏洩を防
ぐことはできていない。 このためPIUS炉では、プ
ール水に漏洩してきた熱でプール水の温度が上昇するこ
とを防ぐために、プール水冷却設備を設(ブている。
従ってPlus炉では、一次冷却系からプール水への熱
の漏洩により、熱効率が悪くなることが避けられず、ま
たプール水冷却設備を設ける必要がある等、二重、三重
のコストアップ要因をかかえている。
ために、一次冷却水とプール水の温度差を確保する必要
がある(△T=300℃−50℃=250’C)。 こ
のためPlus炉では、一次冷却系構成部材がプール水
と接触する部分に、特殊な断熱層を設けている。 しか
しながら、高温・高圧の水中で有効に動く断熱材は、ま
だ出現しておらず、一次系からプールへの熱の漏洩を防
ぐことはできていない。 このためPIUS炉では、プ
ール水に漏洩してきた熱でプール水の温度が上昇するこ
とを防ぐために、プール水冷却設備を設(ブている。
従ってPlus炉では、一次冷却系からプール水への熱
の漏洩により、熱効率が悪くなることが避けられず、ま
たプール水冷却設備を設ける必要がある等、二重、三重
のコストアップ要因をかかえている。
以上の事実は、断熱層が有効に動くか否かが、PIUS
炉の実現性を左右していることを意味する。
炉の実現性を左右していることを意味する。
本発明者は、PIUS炉のこのような難点を解消して、
圧力容器の高さをもつと低くしても安全が確保できるよ
うな原子炉を発明して、すでに開示したく特願昭60−
177301号)。
圧力容器の高さをもつと低くしても安全が確保できるよ
うな原子炉を発明して、すでに開示したく特願昭60−
177301号)。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明の目的は、さきに発明した原理にもとづく原子炉
を実際に建設し、稼動させる観点から右利な設計を完成
したので、それを提供することにある。
を実際に建設し、稼動させる観点から右利な設計を完成
したので、それを提供することにある。
発明の構成
(問題点を解決するための手段]
本発明の原子炉は、原理的には第1図に示すように、炉
心1、蒸気発生器2、一次冷却水3の流路61および循
環ポンプ62からなる一次冷却水循環系を圧力容器5内
の高濃度ホウ酸水溶液のプール水4に浸漬して構成した
加圧水型軽水炉であつて、一次冷却水の流路に上部イン
ターフェース8、l”iよび下部インターフェース9を
設けて一次冷却水3とプール水4との連通を可能にする
とともに、上部インターフェース8と下部インターフェ
ース9とを結ぶプール水流路71およびプール水循環ポ
ンプ72を設けてなる原子炉において、第4図および第
5図に示すように、一次系の蒸気発生器2を炉心1の上
部に配置するとともに、圧力容器5内のプールと隔絶さ
れる一次系の隔壁を外部壁611および内部壁612で
構成し、この外部壁と内部壁との間の環状空間および内
部室内部をもって一次冷却水の流路を形成したことを特
徴とする。
心1、蒸気発生器2、一次冷却水3の流路61および循
環ポンプ62からなる一次冷却水循環系を圧力容器5内
の高濃度ホウ酸水溶液のプール水4に浸漬して構成した
加圧水型軽水炉であつて、一次冷却水の流路に上部イン
ターフェース8、l”iよび下部インターフェース9を
設けて一次冷却水3とプール水4との連通を可能にする
とともに、上部インターフェース8と下部インターフェ
ース9とを結ぶプール水流路71およびプール水循環ポ
ンプ72を設けてなる原子炉において、第4図および第
5図に示すように、一次系の蒸気発生器2を炉心1の上
部に配置するとともに、圧力容器5内のプールと隔絶さ
れる一次系の隔壁を外部壁611および内部壁612で
構成し、この外部壁と内部壁との間の環状空間および内
部室内部をもって一次冷却水の流路を形成したことを特
徴とする。
この炉においては、プール水循環ポンプ圧をΔPpとす
るとき、次式(II)Δ ρgh=ΔPc−ΔPp・・・(II>の関係が成立す
れば、前記した圧力バランスが保たれて、プール水と一
次冷却水との混合が起らない。
るとき、次式(II)Δ ρgh=ΔPc−ΔPp・・・(II>の関係が成立す
れば、前記した圧力バランスが保たれて、プール水と一
次冷却水との混合が起らない。
本発明の原子炉の好ましい態様においては、−例を第4
図および第5図に示すように、炉心1、蒸気発生器2、
一次冷却水3の流路61および循環ポンプ62を収容す
る上部プレナム10からなる一次(冷却)系は、そのプ
レナムフランジ101を通じて圧力容器5の内壁上部に
形成された支持部51に懸垂されて、圧力容器5内のi
Qi濃度ホウ酸水溶液のプール水4に浸漬されている。
図および第5図に示すように、炉心1、蒸気発生器2、
一次冷却水3の流路61および循環ポンプ62を収容す
る上部プレナム10からなる一次(冷却)系は、そのプ
レナムフランジ101を通じて圧力容器5の内壁上部に
形成された支持部51に懸垂されて、圧力容器5内のi
Qi濃度ホウ酸水溶液のプール水4に浸漬されている。
一次系の隔壁を構成する外部壁611および内部壁61
2は、プレナムフランジ101から%%qされ、内部壁
612は、その内部に炉心1および蒸気発生器2を配置
するとともに、炉心の発熱を吸収した高温の一次冷却水
(約320℃)の流れるホットレグ61Aを形成する。
2は、プレナムフランジ101から%%qされ、内部壁
612は、その内部に炉心1および蒸気発生器2を配置
するとともに、炉心の発熱を吸収した高温の一次冷却水
(約320℃)の流れるホットレグ61Aを形成する。
内部壁612と外部壁611との間の環状空間が、蒸
気発生器2で熱をとられて比較的低温(約290’C)
になった一次冷却水が流れるコールドレグ61Bを形成
し、ホットレグ61Aおよびコールドレグ61Bが、上
記流路61をIi?i成している。
気発生器2で熱をとられて比較的低温(約290’C)
になった一次冷却水が流れるコールドレグ61Bを形成
し、ホットレグ61Aおよびコールドレグ61Bが、上
記流路61をIi?i成している。
上部プレナム10は、垂直の隔壁102にJζつで複数
の窄(図示した例では8室)に分割され、各室は循環ポ
ンプu103とライザー頂部室104とが交互に配置さ
れた形になっている。 循環ポンプZ103には上記循
環ポンプ62を設訂し、ホットレグ61Aからコールド
レグ61Bへの循環を行なわける。 ライザー頂部室1
04は、上記ホットレグ61Aの一部を構成するととも
に、蒸気発生器2における図示してない給水入口細管お
よび蒸気発生細管と、外部からの給水管および蒸気出口
管との接続機構を収容している。
の窄(図示した例では8室)に分割され、各室は循環ポ
ンプu103とライザー頂部室104とが交互に配置さ
れた形になっている。 循環ポンプZ103には上記循
環ポンプ62を設訂し、ホットレグ61Aからコールド
レグ61Bへの循環を行なわける。 ライザー頂部室1
04は、上記ホットレグ61Aの一部を構成するととも
に、蒸気発生器2における図示してない給水入口細管お
よび蒸気発生細管と、外部からの給水管および蒸気出口
管との接続機構を収容している。
また、上部プレナム10は、中心の空間を通じて、上部
の加圧器11と上記ホットレグ61Aとを連通させてい
る。 加圧器11は、上部ライザー壁104A、圧力容
器5の頂部内壁に固定した加圧器ドーム111および上
部ライザー壁104A内に配置した、図示してないヒー
ターからなる。
の加圧器11と上記ホットレグ61Aとを連通させてい
る。 加圧器11は、上部ライザー壁104A、圧力容
器5の頂部内壁に固定した加圧器ドーム111および上
部ライザー壁104A内に配置した、図示してないヒー
ターからなる。
このヒーターにより1ノl圧器11内の一次冷却水3を
加熱し・て局部的に圧力を高めることにより、一次冷却
水3およびプール水4の加圧を行なって、プール水を液
相に保つ。 すなわち、上部ライザー壁104Aと加圧
器ドーム111との間の環状室間が頂部インターフェー
ス12を形成し、加圧器11からの圧力の伝達部分を形
成する。
加熱し・て局部的に圧力を高めることにより、一次冷却
水3およびプール水4の加圧を行なって、プール水を液
相に保つ。 すなわち、上部ライザー壁104Aと加圧
器ドーム111との間の環状室間が頂部インターフェー
ス12を形成し、加圧器11からの圧力の伝達部分を形
成する。
一次冷却水3の流路61には、上部インターフェース8
および下部インターフェース9を設けるとともに、上部
および下部インターフェース8゜9を結ぶプール水循環
パイプ(流路)71を、一次系外部壁611に沿って設
ける。 このプール水循環パイプ71は両端が開口する
とともにプール水循環ポンプ72を有し、パイプ内をプ
ール水4が一定流速で流下するようになっている。
および下部インターフェース9を設けるとともに、上部
および下部インターフェース8゜9を結ぶプール水循環
パイプ(流路)71を、一次系外部壁611に沿って設
ける。 このプール水循環パイプ71は両端が開口する
とともにプール水循環ポンプ72を有し、パイプ内をプ
ール水4が一定流速で流下するようになっている。
[作 用]
ざきの発明に関してすでに説明したように、上部および
下部インターフェース間における一次冷却水およびプー
ル水の流路の位置(高さ)と(目対的圧力差との関係を
概念的に示せば、第3図のとおりである。
下部インターフェース間における一次冷却水およびプー
ル水の流路の位置(高さ)と(目対的圧力差との関係を
概念的に示せば、第3図のとおりである。
実線であられした一次冷却水についての上記の関係を示
すグラフは、下部インターフェースに相当する原点から
立ち上がり、炉心を通過するときの圧力損失にもとづく
ゆるい勾配の部分を通って、再び急な勾配で立ち上がる
。 一方、破線であられしたプール水についての上記の
関係を示すグラフは、プール水循環ポンプのところでΔ
Pp相当分のヘッドが与えられるので右方に平行にずれ
てから再び立ち上がり、あまり高くない位置で実線と交
り、同じ圧力に達する。 その交点が、上部インターフ
ェースに相当する。
すグラフは、下部インターフェースに相当する原点から
立ち上がり、炉心を通過するときの圧力損失にもとづく
ゆるい勾配の部分を通って、再び急な勾配で立ち上がる
。 一方、破線であられしたプール水についての上記の
関係を示すグラフは、プール水循環ポンプのところでΔ
Pp相当分のヘッドが与えられるので右方に平行にずれ
てから再び立ち上がり、あまり高くない位置で実線と交
り、同じ圧力に達する。 その交点が、上部インターフ
ェースに相当する。
PIUS炉では、プール水の循環を全く自然循環に頼る
ので、第3図の破線のグラフが細い破線で示した方向に
直線的に伸びて行く。 このため、hがかなり大きくな
ったところで、ようやく実線と交わることになる。 h
を低くおさえるためには、実線のグラフの勾配がゆるい
部分を小さくしなければならず、このためPlus炉で
は、炉心の高さを従来の半分はどに縮めるといった設計
変更を余はなくされている。 とはいえ、ΔPcは原子
炉の設計出力によって決定される条件で必って大きな変
更はできない。
ので、第3図の破線のグラフが細い破線で示した方向に
直線的に伸びて行く。 このため、hがかなり大きくな
ったところで、ようやく実線と交わることになる。 h
を低くおさえるためには、実線のグラフの勾配がゆるい
部分を小さくしなければならず、このためPlus炉で
は、炉心の高さを従来の半分はどに縮めるといった設計
変更を余はなくされている。 とはいえ、ΔPcは原子
炉の設計出力によって決定される条件で必って大きな変
更はできない。
しかし本発明者の原子炉においては、これもすでに説明
したように、ΔPpを調節することにより、前記式(I
I)のバランスが保てるので、hを小さくできる。 事
故が発生して一次冷却水の循環が止った場合は圧力バラ
ンスが崩れ、プール水が一次冷却系へ入って炉を停止さ
せることはいうまでもない。
したように、ΔPpを調節することにより、前記式(I
I)のバランスが保てるので、hを小さくできる。 事
故が発生して一次冷却水の循環が止った場合は圧力バラ
ンスが崩れ、プール水が一次冷却系へ入って炉を停止さ
せることはいうまでもない。
本発明の原子炉の運転の実際について、以下に説明する
。
。
〈停止時〉
停止時には、一次系および圧力容器5の内部すなわちプ
ールは、4,000〜8,000ppm程度のホウ酸水
溶液で満されている。
ールは、4,000〜8,000ppm程度のホウ酸水
溶液で満されている。
〈運転開始時〉
運転開始時には、まず、一次系の循環ポンプ62を起動
して、流路61内で一次冷却水3の循環を行なわせると
ともに、循環ポンプ72を起動してプール水循環パイプ
71内にもプール水4を循環させ、前記式(I)の関係
を保ちながら、一次冷却水3がプール水4に漏洩しない
ようにバランスをとる。
して、流路61内で一次冷却水3の循環を行なわせると
ともに、循環ポンプ72を起動してプール水循環パイプ
71内にもプール水4を循環させ、前記式(I)の関係
を保ちながら、一次冷却水3がプール水4に漏洩しない
ようにバランスをとる。
この状態で、一次系のたとえばコールドレグ61Bから
、図示してない細管などにより、一次冷却水3を外部に
取出すとともに純水を補給し、ホウ酸濃度を次第に下げ
て行く。 ホウ酸濃度の低下に従って核***反応が進行
し、一次系の温度が次第に上昇する。 一次冷却水3が
定格流量および温度(約320’C)になるまで、ホウ
酸水溶液の希釈を続ける。
、図示してない細管などにより、一次冷却水3を外部に
取出すとともに純水を補給し、ホウ酸濃度を次第に下げ
て行く。 ホウ酸濃度の低下に従って核***反応が進行
し、一次系の温度が次第に上昇する。 一次冷却水3が
定格流量および温度(約320’C)になるまで、ホウ
酸水溶液の希釈を続ける。
従来方法によるPIUS炉では、起動時には温度差も密
度差もないから、一次系とプール水との圧力バランスを
とることができなかった。
度差もないから、一次系とプール水との圧力バランスを
とることができなかった。
そのために、下部インターフェース9にガスロックとい
う一時的な弁を設け、一次冷却水3の漏洩を防ぐ複雑な
方法をとらざるを1春なかった。
う一時的な弁を設け、一次冷却水3の漏洩を防ぐ複雑な
方法をとらざるを1春なかった。
〈定常運転時〉
定常運転時には、プール水循環ポンプ72を用いて上記
式(n)の関係を満すことにより、一次冷却水3とプー
ル水4との圧力バランスが得られるから、上部および下
部インターフェース8,9の働きにより、両者の混合は
起らない。
式(n)の関係を満すことにより、一次冷却水3とプー
ル水4との圧力バランスが得られるから、上部および下
部インターフェース8,9の働きにより、両者の混合は
起らない。
く異常時〉
何らかの異常が発生すると、上記の圧力バランスがくず
れ、インターフェース部分に流れが生じることになる。
れ、インターフェース部分に流れが生じることになる。
これは上部または下部インターフウース8.9のどち
らかで、高1[のホウ酸水溶液からなるプール水4が一
次冷fJU系Aに進入し、核反応を自動的に停止するこ
とを意味する。
らかで、高1[のホウ酸水溶液からなるプール水4が一
次冷fJU系Aに進入し、核反応を自動的に停止するこ
とを意味する。
このようにして、原子炉の停止を機械的または電気的な
駆動機器を使用することなく達成することができ、既存
のPWRに比べて安全性を格段に高めることができる。
駆動機器を使用することなく達成することができ、既存
のPWRに比べて安全性を格段に高めることができる。
発明の効果
本発明の原子炉は、すでに開示した原子炉のもつ利点を
すべて享受し、かつ工業的実施に当っての有利さを発揮
する。
すべて享受し、かつ工業的実施に当っての有利さを発揮
する。
まず、Plus炉のもつ機能を実質上そのまま利用した
上で、炉を大きくしないですみ、安全性だけでなく経済
性の要求にもこたえることができる。 Δpcの値が直
接の問題ではなくなるため、PIUS炉について述べた
ような炉心高さを半減するといった変更は必要がなく、
既存の炉心設計をそのまま採用できる。 Δρやhに関
して自由度が高いことは、炉心、蒸気発生器の温度条件
や配置について、炉の性能が最大限に発揮されるような
最適設計をすることを可能にする。
上で、炉を大きくしないですみ、安全性だけでなく経済
性の要求にもこたえることができる。 Δpcの値が直
接の問題ではなくなるため、PIUS炉について述べた
ような炉心高さを半減するといった変更は必要がなく、
既存の炉心設計をそのまま採用できる。 Δρやhに関
して自由度が高いことは、炉心、蒸気発生器の温度条件
や配置について、炉の性能が最大限に発揮されるような
最適設計をすることを可能にする。
その上で、本発明の原子炉では、プール水の温度に関し
、何ら監視や制御を要しない。 従って、一次冷却水系
とプール水の間に断熱層を設ける必要がない。 一次系
とプール水との間に断熱材がないから、プール水の温度
は最終的に300’C程度まで上昇するが、そのまま放
首すればよい。
、何ら監視や制御を要しない。 従って、一次冷却水系
とプール水の間に断熱層を設ける必要がない。 一次系
とプール水との間に断熱材がないから、プール水の温度
は最終的に300’C程度まで上昇するが、そのまま放
首すればよい。
PIUS炉はプール水の温度を一定の温度、たとえば5
0℃に厳密に保たなければならないのに対し、本発明の
原子炉は運転および保守が、はるかに容易である。 ま
た、プール水冷却設備も不要であり、コストが安くなる
。
0℃に厳密に保たなければならないのに対し、本発明の
原子炉は運転および保守が、はるかに容易である。 ま
た、プール水冷却設備も不要であり、コストが安くなる
。
保守についていえば、本発明の原子炉、とくに図示した
好ましい態様のものは、圧力容器5の詰51、上部プレ
ナム10および蒸気発生器2の順序で上方に後き出すこ
とができる構造であるから、炉心1の燃料交換を上部か
ら行なうことが容易である。 プレナムフランジ101
を含めた下部村4造物を一体に外部に取り出せるように
することにより、保守が一層容易になる。
好ましい態様のものは、圧力容器5の詰51、上部プレ
ナム10および蒸気発生器2の順序で上方に後き出すこ
とができる構造であるから、炉心1の燃料交換を上部か
ら行なうことが容易である。 プレナムフランジ101
を含めた下部村4造物を一体に外部に取り出せるように
することにより、保守が一層容易になる。
ざらに、本発明の原子炉では蒸気発生器2を炉心1の上
部に配置しであるから、空間利用効率が高く、原子炉全
体を小型化できる。 PIUS炉では、炉心を含めたラ
イザ一部流路の圧力1員失を極力小さくする必要があり
、このような配置がとれなかった。 また、通常のBW
Rでは圧力容器のほかに格納容器を必要としているのに
対し、本発明においては、圧力容器5がこのような千名
納容器の機能を煎ねるから、大幅な小型化が達成できる
。
部に配置しであるから、空間利用効率が高く、原子炉全
体を小型化できる。 PIUS炉では、炉心を含めたラ
イザ一部流路の圧力1員失を極力小さくする必要があり
、このような配置がとれなかった。 また、通常のBW
Rでは圧力容器のほかに格納容器を必要としているのに
対し、本発明においては、圧力容器5がこのような千名
納容器の機能を煎ねるから、大幅な小型化が達成できる
。
原子炉の停止時にプール水が一次冷却系Aに進入しても
、温度差がきわめて小さいから、炉心その他の構造部材
に熱衝撃を与えるおそれがなく、安全上一層有利である
。
、温度差がきわめて小さいから、炉心その他の構造部材
に熱衝撃を与えるおそれがなく、安全上一層有利である
。
このほか、PIUS炉では起動時にプール水と一次冷却
水とを分離してあくため、前記したようにガスロック機
構を必要とするが、本発明の原子炉では、さきに開示し
たように、起動時に八PCおよびΔρの変化に応じてΔ
Ppを調節して行けばよいので、ガスロック機構が不要
であるという利点もある。
水とを分離してあくため、前記したようにガスロック機
構を必要とするが、本発明の原子炉では、さきに開示し
たように、起動時に八PCおよびΔρの変化に応じてΔ
Ppを調節して行けばよいので、ガスロック機構が不要
であるという利点もある。
廃棄物処理の観点からいえば、炉が小型にできるという
ことは一次冷却水およびプール水の量が少いことを意味
し、浄化系が小型で足りるとともに、廃棄物発生量が相
対的に少いという結果につながる。
ことは一次冷却水およびプール水の量が少いことを意味
し、浄化系が小型で足りるとともに、廃棄物発生量が相
対的に少いという結果につながる。
ざらにこの方式を応用すれば、炉心の燃料棒の間隔を縮
め、中性子の減速を少なくして高速中性子部分を多くし
、Pu生産を多くするという、いわゆる高転換型原子炉
も、安全性を損うことなく達成できる。
め、中性子の減速を少なくして高速中性子部分を多くし
、Pu生産を多くするという、いわゆる高転換型原子炉
も、安全性を損うことなく達成できる。
第1図ないし第3図は、本発明の原子炉の基本的構造と
原理を説明するためのものであって、第1図は原子炉の
概念的な縦断面図であり、第2図は、既知のPIUS炉
の原理を示す、第1図と同様な縦断面図でおり、 第3図は、安全性確保の原理を説明するための、圧力バ
ランスの概念的なグラフである。 第4図および第5図は本発明の原子炉の一実施例を示す
ものであって、 第4図は縦断面図であり、 第5図は第4図のV−v線断面図である。 1・・・炉心 2・・・蒸気発生器 3・・・一次冷却
水4・・・プール水(高濃度ホウ酸水溶液)5・・・圧
力容器 61・・・一次冷却水の流路 611・・・外部壁 612・・・内部壁62・・・
一次冷却水の循環ポンプ 71・・・プール水の流路 72・・・プール水の循環ポンプ 8・・・上部インターフェース 9・・・下部インターフェース 10・・・上部プレナム 101・・・プレナムフランジ 特許出願人 日揮株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫 第2図 3図 F7′7冠(資反)
原理を説明するためのものであって、第1図は原子炉の
概念的な縦断面図であり、第2図は、既知のPIUS炉
の原理を示す、第1図と同様な縦断面図でおり、 第3図は、安全性確保の原理を説明するための、圧力バ
ランスの概念的なグラフである。 第4図および第5図は本発明の原子炉の一実施例を示す
ものであって、 第4図は縦断面図であり、 第5図は第4図のV−v線断面図である。 1・・・炉心 2・・・蒸気発生器 3・・・一次冷却
水4・・・プール水(高濃度ホウ酸水溶液)5・・・圧
力容器 61・・・一次冷却水の流路 611・・・外部壁 612・・・内部壁62・・・
一次冷却水の循環ポンプ 71・・・プール水の流路 72・・・プール水の循環ポンプ 8・・・上部インターフェース 9・・・下部インターフェース 10・・・上部プレナム 101・・・プレナムフランジ 特許出願人 日揮株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫 第2図 3図 F7′7冠(資反)
Claims (3)
- (1)炉心、蒸気発生器、一次冷却水の流路および循環
ポンプからなる一次冷却水循環系を圧力容器内の高濃度
ホウ酸水溶液のプールに浸漬して構成した加圧水型軽水
炉であって、一次冷却水の流路に上部インターフェース
および下部インターフェースを設けて一次冷却水とプー
ル水との連通を可能にするとともに、上部インターフェ
ースと下部インターフェースとを結ぶプール水流路およ
びプール水循環ポンプを設けてなる原子炉において、一
次系の蒸気発生器を炉心の上部に配置するとともに、圧
力容器内のプールと隔絶される一次系の隔壁を外部壁お
よび内部壁で構成し、この外部壁と内部壁との間の環状
空間および内部壁内部をもって一次冷却水の流路を形成
したことを特徴とする原子炉。 - (2)一次冷却水とプール水の密度の差をΔρ、上部お
よび下部インターフェース間の垂直距離をhとするとき
、炉心における圧力損失ΔPc、プール水循環ポンプ圧
ΔPpに関して、次式(II) Δρgh=ΔPc−ΔPp…(II) (gは重力の加速度)の関係が成り立つように前記各部
分を構成した特許請求の範囲第1項の原子炉。 - (3)一次冷却水の流路を形成する外部壁および内部壁
を、圧力容器内の上部に支持された上部プレナムのプレ
ナムフランジに懸垂した特許請求の範囲第1項の原子炉
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61134675A JPS62291592A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 原子炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61134675A JPS62291592A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 原子炉 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62291592A true JPS62291592A (ja) | 1987-12-18 |
Family
ID=15133936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61134675A Pending JPS62291592A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 原子炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62291592A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995017753A1 (de) * | 1993-12-23 | 1995-06-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Containment-sprühsystem für einen leichtwasserreaktor |
JP2014519602A (ja) * | 2011-05-17 | 2014-08-14 | バブコック・アンド・ウィルコックス・ニュークリアー・エナジー・インコーポレイテッド | 圧力及び流れ制御の両方を提供する上部容器部分を備える加圧水型原子炉 |
-
1986
- 1986-06-10 JP JP61134675A patent/JPS62291592A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995017753A1 (de) * | 1993-12-23 | 1995-06-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Containment-sprühsystem für einen leichtwasserreaktor |
US5659591A (en) * | 1993-12-23 | 1997-08-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Containment spray system for a light-water reactor |
JP2014519602A (ja) * | 2011-05-17 | 2014-08-14 | バブコック・アンド・ウィルコックス・ニュークリアー・エナジー・インコーポレイテッド | 圧力及び流れ制御の両方を提供する上部容器部分を備える加圧水型原子炉 |
US9394908B2 (en) | 2011-05-17 | 2016-07-19 | Bwxt Nuclear Energy, Inc. | Pressurized water reactor with upper vessel section providing both pressure and flow control |
US10047749B2 (en) | 2011-05-17 | 2018-08-14 | Bwxt Mpower, Inc. | Pressurized water reactor with upper vessel section providing both pressure and flow control |
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