JPH05164875A - 原子炉格納容器 - Google Patents
原子炉格納容器Info
- Publication number
- JPH05164875A JPH05164875A JP3333219A JP33321991A JPH05164875A JP H05164875 A JPH05164875 A JP H05164875A JP 3333219 A JP3333219 A JP 3333219A JP 33321991 A JP33321991 A JP 33321991A JP H05164875 A JPH05164875 A JP H05164875A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pool
- pressure
- storage chamber
- gas storage
- containment vessel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】圧力抑制機能をもつ原子炉格納容器で、ドライ
ウェル３と連通管２３により連通される水プール２１を
もった気体収容室２０を備えている。ここで、気体収容
室気相部２２の容積，ドライウェル３の容積，ベント管
１３の水深及び連通管２３の水深が、ある条件を満足す
るよう設定されている。冷却材喪失の初期には気体収容
室２０へドライウェル３内の不凝縮性気体と蒸気とが流
入する。 【効果】冷却材喪失時に、深いベント管水深でもプール
スエル現象を緩和し、かつ、原子炉格納容器内の圧力を
低減し、自然放熱型格納容器の大型プラントへの適用を
図れる。
ウェル３と連通管２３により連通される水プール２１を
もった気体収容室２０を備えている。ここで、気体収容
室気相部２２の容積，ドライウェル３の容積，ベント管
１３の水深及び連通管２３の水深が、ある条件を満足す
るよう設定されている。冷却材喪失の初期には気体収容
室２０へドライウェル３内の不凝縮性気体と蒸気とが流
入する。 【効果】冷却材喪失時に、深いベント管水深でもプール
スエル現象を緩和し、かつ、原子炉格納容器内の圧力を
低減し、自然放熱型格納容器の大型プラントへの適用を
図れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉に係り、
特に、原子炉の安全設計で想定することになっている冷
却材喪失時に、圧力抑制機能をもつ原子炉格納容器に関
する。
特に、原子炉の安全設計で想定することになっている冷
却材喪失時に、圧力抑制機能をもつ原子炉格納容器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】原子炉の安全設計で想定することになっ
ている冷却材の喪失時に圧力抑制機能をもつ原子炉格納
容器にあって、格納容器外周部に冷却水プールを備えた
自然放熱型格納容器は、圧力抑制室から格納容器壁を介
して外周プールへ熱を伝え格納容器を冷却する。この自
然放熱型格納容器において、圧力抑制室のベント管水深
を深く設定することにより、伝熱面積を拡大させ冷却能
力を向上することができ、大型炉への適用または格納容
器の小型化が図られる。しかし、ベント管水深を深くす
ると、冷却材喪失の初期にドライウェルから不凝縮性気
体と蒸気が圧力抑制室へ大量に移行する際に、圧力抑制
プールの水面が盛り上がるプールスエル現象による圧力
的負荷が大きくなり問題となる。
ている冷却材の喪失時に圧力抑制機能をもつ原子炉格納
容器にあって、格納容器外周部に冷却水プールを備えた
自然放熱型格納容器は、圧力抑制室から格納容器壁を介
して外周プールへ熱を伝え格納容器を冷却する。この自
然放熱型格納容器において、圧力抑制室のベント管水深
を深く設定することにより、伝熱面積を拡大させ冷却能
力を向上することができ、大型炉への適用または格納容
器の小型化が図られる。しかし、ベント管水深を深くす
ると、冷却材喪失の初期にドライウェルから不凝縮性気
体と蒸気が圧力抑制室へ大量に移行する際に、圧力抑制
プールの水面が盛り上がるプールスエル現象による圧力
的負荷が大きくなり問題となる。
【０００３】この対策として、特願平2−244049号や特
願平2−273351号明細書の発明のように、圧力抑制プー
ルへの蒸気吹き込み水深（ベント管水深）を浅くしてプ
ールスエルによる負荷を低減する方法がある。これらの
方法では、自然放熱に必要な放熱面積を確保するため
に、格納容器内の上部に設置された重力落下式非常用炉
心冷却プール水、または、上部圧力抑制プール水による
圧力抑制プール水位の上昇を図っている。
願平2−273351号明細書の発明のように、圧力抑制プー
ルへの蒸気吹き込み水深（ベント管水深）を浅くしてプ
ールスエルによる負荷を低減する方法がある。これらの
方法では、自然放熱に必要な放熱面積を確保するため
に、格納容器内の上部に設置された重力落下式非常用炉
心冷却プール水、または、上部圧力抑制プール水による
圧力抑制プール水位の上昇を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ベ
ント管水深を浅くすることによって冷却材の喪失の初期
に問題となるプールスエルを緩和できるが、放熱面積を
確保するために、圧力抑制プール水位の上昇用の水を格
納容器の上部に設置する必要があり、耐震性を考慮して
構造壁の強度を増加させる必要があった。また、ドライ
ウェル内不凝縮性気体の圧力抑制室への移行を抑制し、
原子炉格納容器内の圧力上昇を抑制する手段については
考慮されていなかった。
ント管水深を浅くすることによって冷却材の喪失の初期
に問題となるプールスエルを緩和できるが、放熱面積を
確保するために、圧力抑制プール水位の上昇用の水を格
納容器の上部に設置する必要があり、耐震性を考慮して
構造壁の強度を増加させる必要があった。また、ドライ
ウェル内不凝縮性気体の圧力抑制室への移行を抑制し、
原子炉格納容器内の圧力上昇を抑制する手段については
考慮されていなかった。
【０００５】本発明の目的は、深いベント管水深であっ
てもプールスエル現象や構造壁の重量化を回避でき、か
つ、不凝縮性気体の移行による圧力上昇を抑制できる原
子炉格納容器を提供することにある。
てもプールスエル現象や構造壁の重量化を回避でき、か
つ、不凝縮性気体の移行による圧力上昇を抑制できる原
子炉格納容器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、冷却材喪
失時に圧力抑制機能及び自然放熱機能をもつ原子炉格納
容器において、ドライウェルと連通された水プールをも
つ気体収容室を、原子炉格納容器の下部に備えることに
より達成される。
失時に圧力抑制機能及び自然放熱機能をもつ原子炉格納
容器において、ドライウェルと連通された水プールをも
つ気体収容室を、原子炉格納容器の下部に備えることに
より達成される。
【０００７】
【作用】上記の目的を達成するための手段が果たす作用
について述べる。冷却材喪失時には圧力容器から蒸気が
放出されドライウェル内の圧力が上昇する。ドライウェ
ルは、ベント管を通して圧力抑制プールと、連通管を通
して気体収容室の水プールとそれぞれ連通されている。
連通管の水深をベント管の水深よりも十分浅く設定する
ことにより、ドライウェル内の不凝縮性気体と蒸気は気
体収容室へ流入する。気体収容室の連通管の水深は十分
浅いため、プールスエルによる負荷は小さく抑えられ
る。蒸気は水プール中で凝縮され、流入した不凝縮性気
体により気体収容室内の圧力が上昇する。ここで、ベン
ト管の水深をＨ１（ｍ）、気体収容室との連通管の水深
をＨ２（ｍ）、ドライウェルの容積をＶ１（ｍ3）、気
体収容室の容積をＶ２（ｍ3 ）とすると、式（１）の条
件を満たせば、ドライウェル内の不凝縮性気体の全量が
気体収容室へ移行しても、ウェットウェルと気体収容室
の圧力差はベント管水深と連通管の水深との水頭差以下
となる。
について述べる。冷却材喪失時には圧力容器から蒸気が
放出されドライウェル内の圧力が上昇する。ドライウェ
ルは、ベント管を通して圧力抑制プールと、連通管を通
して気体収容室の水プールとそれぞれ連通されている。
連通管の水深をベント管の水深よりも十分浅く設定する
ことにより、ドライウェル内の不凝縮性気体と蒸気は気
体収容室へ流入する。気体収容室の連通管の水深は十分
浅いため、プールスエルによる負荷は小さく抑えられ
る。蒸気は水プール中で凝縮され、流入した不凝縮性気
体により気体収容室内の圧力が上昇する。ここで、ベン
ト管の水深をＨ１（ｍ）、気体収容室との連通管の水深
をＨ２（ｍ）、ドライウェルの容積をＶ１（ｍ3）、気
体収容室の容積をＶ２（ｍ3 ）とすると、式（１）の条
件を満たせば、ドライウェル内の不凝縮性気体の全量が
気体収容室へ移行しても、ウェットウェルと気体収容室
の圧力差はベント管水深と連通管の水深との水頭差以下
となる。
【０００８】 Ｖ２≧Ｖ１×Ｃ／（Ｈ１−Ｈ２） …（１） ここで、Ｃ＝１０（ｍ）である。従って、気体収容室に
ドライウェル内の不凝縮性気体の全量が移行した後、初
めてドライウェル内の蒸気が圧力抑制室に流入する。こ
れにより、ドライウェル内不凝縮性気体の圧力抑制室へ
の移行が抑制され、深いベント管水深でもプールスエル
が問題とならないとともに、不凝縮性気体の移行による
圧力上昇が低減される。
ドライウェル内の不凝縮性気体の全量が移行した後、初
めてドライウェル内の蒸気が圧力抑制室に流入する。こ
れにより、ドライウェル内不凝縮性気体の圧力抑制室へ
の移行が抑制され、深いベント管水深でもプールスエル
が問題とならないとともに、不凝縮性気体の移行による
圧力上昇が低減される。
【０００９】
【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。本
実施例は、本発明を自然放熱型格納容器を備えた沸騰水
型原子炉に適用した例である。本発明は、炉心１を内蔵
する原子炉圧力容器２、原子炉圧力容器２を格納するド
ライウェル３、圧力抑制プール１１をもった圧力抑制室
１０、ドライウェル３と圧力抑制プール１１を連通する
ベント管１３、原子炉格納容器壁４の外周に設置された
外周プール３０、及びドライウェル３と連通管２３によ
り連通される水プール２１をもった気体収容室２０とか
ら構成されている。ここで、気体収容室気相部２２の容
積，ドライウェル３の容積，ベント管１３の水深及び連
通管２３の水深は、式（１）の条件を満足するよう設定
されている。通常運転時には、ドライウェル３，圧力抑
制室気相部であるウェットウェル１２及び気体収容室気
相部２２は、常温常圧の不凝縮性気体で満たされてい
る。冷却材喪失時には、原子炉圧力容器２内の冷却材は
高温高圧の蒸気としてドライウェル３へ流出する。炉心
１には制御棒が挿入され核分裂反応が停止するが、その
後も長期にわたり崩壊熱による蒸気がドライウェル３に
放出されることによりドライウェル３の圧力が上昇す
る。連通管２３の水深はベント管１３の水深より浅いた
め、気体収容室気相部２２の圧力と圧力抑制室気相部で
あるウェットウェル１２の圧力とが等しい初期には気体
収容室水プール２１へドライウェル３内の不凝縮性気体
と蒸気とが流入する。このとき、気体収容室の連通管２
３の水深は十分浅く、プールスエルによる負荷を小さく
できる。また、蒸気は気体収容室水プール２１で凝縮さ
れ、気体収容室気相部２２の圧力は不凝縮性気体により
上昇する。気体収容室気相部２２とウェットウェル１２
との圧力差がベント管１３の水深と連通管２３の水深の
差に相当する水頭圧を超えると、ドライウェル３内の気
体は圧力抑制プール１１に流入する。気体収容室気相部
２２の容積，ドライウェル３の容積，ベント管１３の水
深及び連通管２３の水深が、式（１）の条件を満足する
とき、気体収容室気相部２２とウェットウェル１２との
圧力差が、ベント管１３の水深と連通管２３の水深の差
に相当する水頭圧を超えるのは、ドライウェル３内の不
凝縮性気体全量が気体収容室気相部２２に移行した後と
なる。したがって、圧力抑制室１０にはドライウェル３
内の不凝縮性気体は流入せず、圧力抑制室１０でのプー
ルスエル現象が生じない。また、不凝縮性気体が移行す
る場合と比較してウェットウェル１２の圧力を低減する
効果が得られる。
実施例は、本発明を自然放熱型格納容器を備えた沸騰水
型原子炉に適用した例である。本発明は、炉心１を内蔵
する原子炉圧力容器２、原子炉圧力容器２を格納するド
ライウェル３、圧力抑制プール１１をもった圧力抑制室
１０、ドライウェル３と圧力抑制プール１１を連通する
ベント管１３、原子炉格納容器壁４の外周に設置された
外周プール３０、及びドライウェル３と連通管２３によ
り連通される水プール２１をもった気体収容室２０とか
ら構成されている。ここで、気体収容室気相部２２の容
積，ドライウェル３の容積，ベント管１３の水深及び連
通管２３の水深は、式（１）の条件を満足するよう設定
されている。通常運転時には、ドライウェル３，圧力抑
制室気相部であるウェットウェル１２及び気体収容室気
相部２２は、常温常圧の不凝縮性気体で満たされてい
る。冷却材喪失時には、原子炉圧力容器２内の冷却材は
高温高圧の蒸気としてドライウェル３へ流出する。炉心
１には制御棒が挿入され核分裂反応が停止するが、その
後も長期にわたり崩壊熱による蒸気がドライウェル３に
放出されることによりドライウェル３の圧力が上昇す
る。連通管２３の水深はベント管１３の水深より浅いた
め、気体収容室気相部２２の圧力と圧力抑制室気相部で
あるウェットウェル１２の圧力とが等しい初期には気体
収容室水プール２１へドライウェル３内の不凝縮性気体
と蒸気とが流入する。このとき、気体収容室の連通管２
３の水深は十分浅く、プールスエルによる負荷を小さく
できる。また、蒸気は気体収容室水プール２１で凝縮さ
れ、気体収容室気相部２２の圧力は不凝縮性気体により
上昇する。気体収容室気相部２２とウェットウェル１２
との圧力差がベント管１３の水深と連通管２３の水深の
差に相当する水頭圧を超えると、ドライウェル３内の気
体は圧力抑制プール１１に流入する。気体収容室気相部
２２の容積，ドライウェル３の容積，ベント管１３の水
深及び連通管２３の水深が、式（１）の条件を満足する
とき、気体収容室気相部２２とウェットウェル１２との
圧力差が、ベント管１３の水深と連通管２３の水深の差
に相当する水頭圧を超えるのは、ドライウェル３内の不
凝縮性気体全量が気体収容室気相部２２に移行した後と
なる。したがって、圧力抑制室１０にはドライウェル３
内の不凝縮性気体は流入せず、圧力抑制室１０でのプー
ルスエル現象が生じない。また、不凝縮性気体が移行す
る場合と比較してウェットウェル１２の圧力を低減する
効果が得られる。
【００１０】本発明を自然放熱型格納容器に適用した一
実施例を図２に示す。本実施例は、気体収容室水プール
２１と圧力抑制プール１１との間にヒートパイプ４０を
設置したものである。冷却材喪失時にドライウェル３の
不凝縮性気体が気体収容室２０へ移行した後、圧力抑制
プール１１に蒸気が流入する。このとき、ベント管出口
１４高さで温度成層化現象が生じ、ベント管出口１４よ
り上方のプール水温は上昇するが、プール底部の水は低
温のままであり、蓄熱，放熱に寄与しない。一方、気体
収容室水プール２１は流入した蒸気により高温になって
いる。ヒートパイプ４０を設置することにより、高温の
気体収容室水プール２１から低温の圧力抑制プール１１
底部へ熱が移行し、圧力抑制プール底部の水を蓄熱，放
熱に有効に利用できる。
実施例を図２に示す。本実施例は、気体収容室水プール
２１と圧力抑制プール１１との間にヒートパイプ４０を
設置したものである。冷却材喪失時にドライウェル３の
不凝縮性気体が気体収容室２０へ移行した後、圧力抑制
プール１１に蒸気が流入する。このとき、ベント管出口
１４高さで温度成層化現象が生じ、ベント管出口１４よ
り上方のプール水温は上昇するが、プール底部の水は低
温のままであり、蓄熱，放熱に寄与しない。一方、気体
収容室水プール２１は流入した蒸気により高温になって
いる。ヒートパイプ４０を設置することにより、高温の
気体収容室水プール２１から低温の圧力抑制プール１１
底部へ熱が移行し、圧力抑制プール底部の水を蓄熱，放
熱に有効に利用できる。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、ドライウェル内不凝縮
性気体の圧力抑制室への移行を抑制し、圧力抑制室への
ベント管水深が深い場合にも、冷却材喪失の初期におけ
るプールスエル現象を緩和し、かつ、格納容器内圧力を
低下させる効果が得られる。
性気体の圧力抑制室への移行を抑制し、圧力抑制室への
ベント管水深が深い場合にも、冷却材喪失の初期におけ
るプールスエル現象を緩和し、かつ、格納容器内圧力を
低下させる効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例による原子炉設備を示す縦断
面図。
面図。
【図２】本発明の他の実施例による原子炉設備を示す縦
断面図。
断面図。
１…炉心、２…原子炉圧力容器、３…ドライウェル、４
…原子炉格納容器壁、１０…圧力抑制室、１１…圧力抑
制プール、１２…ウェットウェル、１３…ベント管、１
４…ベント管出口、２０…気体収容室、２１…気体収容
室水プール、２２…気体収容室気相部、２３…連通管、
３０…外周プール、４０…ヒートパイプ。
…原子炉格納容器壁、１０…圧力抑制室、１１…圧力抑
制プール、１２…ウェットウェル、１３…ベント管、１
４…ベント管出口、２０…気体収容室、２１…気体収容
室水プール、２２…気体収容室気相部、２３…連通管、
３０…外周プール、４０…ヒートパイプ。
Claims (1)
- 【請求項１】原子炉圧力容器を格納するドライウェル
と、冷却材喪失時に圧力抑制機能をもった圧力抑制室を
備える原子炉格納容器において、前記圧力抑制室とは別
に、前記ドライウェルと連通された水プールをもった空
間を備えることを特徴とする原子炉格納容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3333219A JPH05164875A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 原子炉格納容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3333219A JPH05164875A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 原子炉格納容器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05164875A true JPH05164875A (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=18263651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3333219A Pending JPH05164875A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 原子炉格納容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05164875A (ja) |
-
1991
- 1991-12-17 JP JP3333219A patent/JPH05164875A/ja active Pending
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