JPH0829574A - 船舶用原子炉 - Google Patents
船舶用原子炉Info
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- JPH0829574A JPH0829574A JP6187777A JP18777794A JPH0829574A JP H0829574 A JPH0829574 A JP H0829574A JP 6187777 A JP6187777 A JP 6187777A JP 18777794 A JP18777794 A JP 18777794A JP H0829574 A JPH0829574 A JP H0829574A
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- 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
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-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
Landscapes
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 外部を水密容器で断熱層を介して被包された
一体形の原子炉圧力容器を格納容器内に水没状態で設置
してなる船舶用原子炉に接続された配管の破断事故が発
生して格納容器内の圧力が上昇しても、水密容器の損壊
を防止する。 【構成】 一体形の原子炉圧力容器２と、外周部に断熱
層を形成して原子炉圧力容器２を水密的に被包する水密
容器４と、水密容器４を水没状態で設置する格納容器５
とを備える船舶用原子炉１において、断熱層３および格
納容器５の間の差圧検出器１５と、差圧検出器１５の検
出結果に基いて開閉する圧力調節弁１７と、圧力調整弁
１７を介して断熱層３へ加圧ガスを供給するガスボンベ
１９とからなる差圧調節装置１０が設置される。
一体形の原子炉圧力容器を格納容器内に水没状態で設置
してなる船舶用原子炉に接続された配管の破断事故が発
生して格納容器内の圧力が上昇しても、水密容器の損壊
を防止する。 【構成】 一体形の原子炉圧力容器２と、外周部に断熱
層を形成して原子炉圧力容器２を水密的に被包する水密
容器４と、水密容器４を水没状態で設置する格納容器５
とを備える船舶用原子炉１において、断熱層３および格
納容器５の間の差圧検出器１５と、差圧検出器１５の検
出結果に基いて開閉する圧力調節弁１７と、圧力調整弁
１７を介して断熱層３へ加圧ガスを供給するガスボンベ
１９とからなる差圧調節装置１０が設置される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、船舶用原子炉に関し、
具体的には、内部に充填された格納容器水により原子炉
圧力容器を水没状態で設置する格納容器を用いることに
より、船舶用原子炉のさらなる受動安全性向上を図るよ
うにしたものである。
具体的には、内部に充填された格納容器水により原子炉
圧力容器を水没状態で設置する格納容器を用いることに
より、船舶用原子炉のさらなる受動安全性向上を図るよ
うにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、北極海や南極海等を航行する解
氷船のような航続距離が長大な大型船舶の主機関として
の使用が検討される船舶用原子炉に求められる特徴とし
て、（１）操船に伴う負荷変動に追従できること、
（２）小型軽量であること、および（３）船体事故が発
生した場合にも安全であること、すなわち受動安全性に
優れることが挙げられる。
氷船のような航続距離が長大な大型船舶の主機関として
の使用が検討される船舶用原子炉に求められる特徴とし
て、（１）操船に伴う負荷変動に追従できること、
（２）小型軽量であること、および（３）船体事故が発
生した場合にも安全であること、すなわち受動安全性に
優れることが挙げられる。
【０００３】これまで、これらの特性が要求される船舶
用原子炉として、発電用原子炉での使用実績および出力
制御の容易さの双方の観点から一体形加圧水炉が多く採
用されてきた。一体形加圧水炉は、船舶用原子炉の受動
安全性の向上と小型化とをともに図るため、１次冷却系
（加圧器、１次冷却水循環ポンプ、蒸気発生器等）を全
て原子炉圧力容器に内蔵したものであり、原子炉圧力容
器に上部から順に、制御棒駆動装置、加圧器、１次冷却
水循環ポンプ、蒸気発生器および炉心等が内蔵されて構
成される。
用原子炉として、発電用原子炉での使用実績および出力
制御の容易さの双方の観点から一体形加圧水炉が多く採
用されてきた。一体形加圧水炉は、船舶用原子炉の受動
安全性の向上と小型化とをともに図るため、１次冷却系
（加圧器、１次冷却水循環ポンプ、蒸気発生器等）を全
て原子炉圧力容器に内蔵したものであり、原子炉圧力容
器に上部から順に、制御棒駆動装置、加圧器、１次冷却
水循環ポンプ、蒸気発生器および炉心等が内蔵されて構
成される。
【０００４】近年に至り、船舶用原子炉のさらなる受動
安全性向上を目的に、上述の一体形加圧水炉を利用した
新しい船舶用原子炉が提案・検討されている。図２は、
このような新しい船舶用原子炉の構成の一例を一部省略
して示す説明図である。
安全性向上を目的に、上述の一体形加圧水炉を利用した
新しい船舶用原子炉が提案・検討されている。図２は、
このような新しい船舶用原子炉の構成の一例を一部省略
して示す説明図である。
【０００５】図２に示すように、この船舶用原子炉１
は、原子炉圧力容器２に一体形加圧水炉を用い、この原
子炉圧力容器２の外部を水密容器４により水密的に被包
し、原子炉圧力容器２と水密容器４との間には空間を形
成するとともにこの空間内に例えば窒素ガスを充填する
ことにより断熱層３を構成する。原子炉圧力容器２を被
包する水密容器４は格納容器５の内部に設置されるが、
格納容器５の内部には格納容器水６が充填されており、
水密容器４は格納容器水６に水没した状態で格納容器５
の内部に設置される。
は、原子炉圧力容器２に一体形加圧水炉を用い、この原
子炉圧力容器２の外部を水密容器４により水密的に被包
し、原子炉圧力容器２と水密容器４との間には空間を形
成するとともにこの空間内に例えば窒素ガスを充填する
ことにより断熱層３を構成する。原子炉圧力容器２を被
包する水密容器４は格納容器５の内部に設置されるが、
格納容器５の内部には格納容器水６が充填されており、
水密容器４は格納容器水６に水没した状態で格納容器５
の内部に設置される。
【０００６】いわば“水張り式格納容器”を有する、こ
のように構成された船舶用原子炉１の運転においては、
格納容器５の外部と原子炉圧力容器２の内部とを接続す
る配管７を通って原子炉圧力容器２内に供給された１次
冷却水が１次冷却水循環ポンプにより原子炉圧力容器２
内を循環し、炉心により加熱された１次冷却水が蒸気発
生器内を通過する間に２次冷却水と熱交換されて２次冷
却水が蒸気を発生し、発生した蒸気が主動力源として取
り出される。
のように構成された船舶用原子炉１の運転においては、
格納容器５の外部と原子炉圧力容器２の内部とを接続す
る配管７を通って原子炉圧力容器２内に供給された１次
冷却水が１次冷却水循環ポンプにより原子炉圧力容器２
内を循環し、炉心により加熱された１次冷却水が蒸気発
生器内を通過する間に２次冷却水と熱交換されて２次冷
却水が蒸気を発生し、発生した蒸気が主動力源として取
り出される。
【０００７】この船舶用原子炉１の特徴は原子炉圧力容
器２を格納容器５内に水没させて設置する点にある。す
なわち、原子炉圧力容器２の外部は格納容器水６に覆わ
れているため、原子炉圧力容器２の外へ１次冷却水が万
一漏洩して原子炉圧力容器２の内部の水圧が低下し始め
ても、原子炉圧力容器２内の水圧と格納容器５内の水圧
とが釣り合った時点で原子炉圧力容器２からの１次冷却
水の漏洩は自然に停止して炉心冠水状態が維持される。
そのため、１次冷却水漏れに起因して炉心から冷却水が
なくなることが防止され、船舶用原子炉の受動安全性が
向上する。
器２を格納容器５内に水没させて設置する点にある。す
なわち、原子炉圧力容器２の外部は格納容器水６に覆わ
れているため、原子炉圧力容器２の外へ１次冷却水が万
一漏洩して原子炉圧力容器２の内部の水圧が低下し始め
ても、原子炉圧力容器２内の水圧と格納容器５内の水圧
とが釣り合った時点で原子炉圧力容器２からの１次冷却
水の漏洩は自然に停止して炉心冠水状態が維持される。
そのため、１次冷却水漏れに起因して炉心から冷却水が
なくなることが防止され、船舶用原子炉の受動安全性が
向上する。
【０００８】このように、図２に示す船舶用原子炉１で
は、原子炉圧力容器２を格納容器５の内部に水没状態で
設置することを基本とするが、単に原子炉圧力容器２を
格納容器５内に水没させて設置すると、通常運転の際に
は低温の格納容器水６に、蒸気を発生して高温状態にあ
る原子炉圧力容器２の温度が奪われ、放散熱損失量が多
大になって原子炉の発熱効率が著しく低下してしまう。
そこで、図２に示す船舶用原子炉１では原子炉圧力容器
２と格納容器水６との接触を防止するため、原子炉圧力
容器２を被包する水密容器４を設けて水密容器４と原子
炉圧力容器２との間の空間に例えば窒素ガスを充填して
断熱層３を形成することにより、原子炉圧力容器２の温
度低下を防止している。
は、原子炉圧力容器２を格納容器５の内部に水没状態で
設置することを基本とするが、単に原子炉圧力容器２を
格納容器５内に水没させて設置すると、通常運転の際に
は低温の格納容器水６に、蒸気を発生して高温状態にあ
る原子炉圧力容器２の温度が奪われ、放散熱損失量が多
大になって原子炉の発熱効率が著しく低下してしまう。
そこで、図２に示す船舶用原子炉１では原子炉圧力容器
２と格納容器水６との接触を防止するため、原子炉圧力
容器２を被包する水密容器４を設けて水密容器４と原子
炉圧力容器２との間の空間に例えば窒素ガスを充填して
断熱層３を形成することにより、原子炉圧力容器２の温
度低下を防止している。
【０００９】ところで、原子炉圧力容器２の設計内圧は
１３０ kg/cm2 程度であり、格納容器５の設計内圧は４
０ kg/cm2 程度である。これに対し、水密容器４の設計
外圧は５ kg/cm2 程度である。これは、通常の運転時に
は水密容器４には大きな外圧が作用することは考えられ
ず水密性（断熱層の形成・保持）さえ確保できればよい
とともに、水密容器４の設計外圧を高く確保することは
水密容器４の製造コストを大きく上昇させてしまい図２
に示す船舶用原子炉１の実現性を著しく損なうからであ
る。
１３０ kg/cm2 程度であり、格納容器５の設計内圧は４
０ kg/cm2 程度である。これに対し、水密容器４の設計
外圧は５ kg/cm2 程度である。これは、通常の運転時に
は水密容器４には大きな外圧が作用することは考えられ
ず水密性（断熱層の形成・保持）さえ確保できればよい
とともに、水密容器４の設計外圧を高く確保することは
水密容器４の製造コストを大きく上昇させてしまい図２
に示す船舶用原子炉１の実現性を著しく損なうからであ
る。
【００１０】なお、図中の符号８は原子炉圧力容器２お
よび水密容器４により構成される断熱層３の圧力上昇に
対応するために断熱層３に接続された配管であってもう
一方の端部側には圧力逃がし弁９が設けられており、断
熱層３の内部の圧力が予め定めてある許容値を越えそう
な場合には圧力逃がし弁９が自動的に開弁し、断熱層３
の圧力を許容値以下に抑制して、水密容器４の損壊を防
止する。
よび水密容器４により構成される断熱層３の圧力上昇に
対応するために断熱層３に接続された配管であってもう
一方の端部側には圧力逃がし弁９が設けられており、断
熱層３の内部の圧力が予め定めてある許容値を越えそう
な場合には圧力逃がし弁９が自動的に開弁し、断熱層３
の圧力を許容値以下に抑制して、水密容器４の損壊を防
止する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図２に示す
船舶用原子炉１の受動安全性をさらに向上しようという
観点から、多重の安全対策を行っているために現実には
殆ど起こり得ないが、例えば運転時に原子炉圧力容器に
接続される配管が破断した場合を考える。
船舶用原子炉１の受動安全性をさらに向上しようという
観点から、多重の安全対策を行っているために現実には
殆ど起こり得ないが、例えば運転時に原子炉圧力容器に
接続される配管が破断した場合を考える。
【００１２】事故発生部にもよるが、この破断事故によ
り格納容器５の内部の圧力が上昇したとすると、断熱層
３内圧力＞格納容器５内圧力であるときは水密容器４に
は設計外圧を下回る外圧しか作用しないために水密容器
４の損壊に至ることはない。断熱層３の内圧を図２中の
圧力逃がし弁９により調整することにより断熱層３の圧
力異常を防止すればよく、図２に示す船舶用原子炉１で
充分に対応できる。
り格納容器５の内部の圧力が上昇したとすると、断熱層
３内圧力＞格納容器５内圧力であるときは水密容器４に
は設計外圧を下回る外圧しか作用しないために水密容器
４の損壊に至ることはない。断熱層３の内圧を図２中の
圧力逃がし弁９により調整することにより断熱層３の圧
力異常を防止すればよく、図２に示す船舶用原子炉１で
充分に対応できる。
【００１３】しかし、破断事故により格納容器５内圧力
が上昇して格納容器５内圧力＞断熱層３内圧力となり、
さらに格納容器５内圧力が上昇して（格納容器５内圧力
−断熱層３内圧力）≧水密容器４の設計外圧（前述のよ
うに、通常は５ kg/cm2 程度）となったとすると、水密
容器４は損壊する。
が上昇して格納容器５内圧力＞断熱層３内圧力となり、
さらに格納容器５内圧力が上昇して（格納容器５内圧力
−断熱層３内圧力）≧水密容器４の設計外圧（前述のよ
うに、通常は５ kg/cm2 程度）となったとすると、水密
容器４は損壊する。
【００１４】水密容器４が損壊すると、通常の運転時に
は６０℃程度である格納容器水６が内部で蒸気を発生し
ているために３００℃程度の高温状態にある原子炉圧力
容器２に直接接触するため、この接触により原子炉圧力
容器２は熱衝撃を受けることになる。このような熱衝撃
により、最悪の場合、確率的には極めて小さいものの、
原子炉圧力容器２の損壊を生じることも考えられる。
は６０℃程度である格納容器水６が内部で蒸気を発生し
ているために３００℃程度の高温状態にある原子炉圧力
容器２に直接接触するため、この接触により原子炉圧力
容器２は熱衝撃を受けることになる。このような熱衝撃
により、最悪の場合、確率的には極めて小さいものの、
原子炉圧力容器２の損壊を生じることも考えられる。
【００１５】本発明は、このような従来の技術が有する
課題に鑑みてなされたものであり、外部を水密容器で被
包されて外周部に断熱層を形成された一体形の原子炉圧
力容器を格納容器内に水没状態で設置してなる船舶用原
子炉について、例えば、原子炉圧力容器に接続された配
管の破断事故が発生して格納容器内の圧力が上昇して
も、水密容器の損壊を防止して船舶用原子炉の受動安全
性をよりいっそう高めようとするものである。
課題に鑑みてなされたものであり、外部を水密容器で被
包されて外周部に断熱層を形成された一体形の原子炉圧
力容器を格納容器内に水没状態で設置してなる船舶用原
子炉について、例えば、原子炉圧力容器に接続された配
管の破断事故が発生して格納容器内の圧力が上昇して
も、水密容器の損壊を防止して船舶用原子炉の受動安全
性をよりいっそう高めようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる船舶用原
子炉は、１次冷却系を内蔵した一体形の原子炉圧力容器
と、原子炉圧力容器の外周部に断熱層を形成して原子炉
圧力容器を水密的に被包する水密容器と、内部に充填さ
れた格納容器水により水密容器を水没状態で設置する格
納容器とを組合せて備える船舶用原子炉において、格納
容器内の圧力が断熱層内の圧力よりも高い場合に外部か
ら加圧ガスを供給して、断熱層の内部と格納容器の内部
との間の圧力差を調整する差圧調節装置を備えることを
特徴とするものである。
子炉は、１次冷却系を内蔵した一体形の原子炉圧力容器
と、原子炉圧力容器の外周部に断熱層を形成して原子炉
圧力容器を水密的に被包する水密容器と、内部に充填さ
れた格納容器水により水密容器を水没状態で設置する格
納容器とを組合せて備える船舶用原子炉において、格納
容器内の圧力が断熱層内の圧力よりも高い場合に外部か
ら加圧ガスを供給して、断熱層の内部と格納容器の内部
との間の圧力差を調整する差圧調節装置を備えることを
特徴とするものである。
【００１７】上記の本発明にかかる船舶用原子炉におい
ては、さらに、差圧調節装置により格納容器の内部と断
熱層の内部との間の圧力差を調整するために断熱層を加
圧した場合に、格納容器の内部の圧力を設計内圧以下に
低下する圧力調節装置を備えることが望ましい。
ては、さらに、差圧調節装置により格納容器の内部と断
熱層の内部との間の圧力差を調整するために断熱層を加
圧した場合に、格納容器の内部の圧力を設計内圧以下に
低下する圧力調節装置を備えることが望ましい。
【００１８】
【作用】請求項１記載の本発明にかかる船舶用原子炉で
は、断熱層内の圧力と格納容器内の圧力との間の圧力差
を調整する差圧調節装置が備えられるため、例えば配管
の破断事故等が発生して格納容器内圧力が上昇して（格
納容器内圧力−断熱層内圧力＞水密容器の設計外圧）と
なりそうなときには、差圧調節装置により断熱層内圧力
を上昇することにより（格納容器内圧力−断熱槽内圧力
≦水密容器の設計外圧）と調節して、水密容器が損壊す
ることを防止する。
は、断熱層内の圧力と格納容器内の圧力との間の圧力差
を調整する差圧調節装置が備えられるため、例えば配管
の破断事故等が発生して格納容器内圧力が上昇して（格
納容器内圧力−断熱層内圧力＞水密容器の設計外圧）と
なりそうなときには、差圧調節装置により断熱層内圧力
を上昇することにより（格納容器内圧力−断熱槽内圧力
≦水密容器の設計外圧）と調節して、水密容器が損壊す
ることを防止する。
【００１９】請求項２記載の本発明にかかる船舶用原子
炉では、格納容器内の圧力を低下する圧力調節装置を備
えているため、請求項１記載の差圧調節装置により、
（格納容器内圧力−断熱槽内圧力≦水密容器の設計外
圧）を維持していても、断熱槽内の圧力が上昇しこれに
伴って格納容器内の圧力が上昇して（格納容器内圧力＞
格納容器の設計内圧）となりそうなときには、圧力調整
装置により格納容器内圧力を低減して、（格納容器内圧
力≦格納容器の設計内圧）の関係を維持することによ
り、格納容器が損壊することを防止する。
炉では、格納容器内の圧力を低下する圧力調節装置を備
えているため、請求項１記載の差圧調節装置により、
（格納容器内圧力−断熱槽内圧力≦水密容器の設計外
圧）を維持していても、断熱槽内の圧力が上昇しこれに
伴って格納容器内の圧力が上昇して（格納容器内圧力＞
格納容器の設計内圧）となりそうなときには、圧力調整
装置により格納容器内圧力を低減して、（格納容器内圧
力≦格納容器の設計内圧）の関係を維持することによ
り、格納容器が損壊することを防止する。
【００２０】
【実施例】さらに、本発明にかかる船舶用原子炉の一例
を添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本
発明にかかる船舶用原子炉の一例を一部省略して示す説
明図であり、図中符号のうち図２と共通の符号は同じ構
成要素を示す。
を添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本
発明にかかる船舶用原子炉の一例を一部省略して示す説
明図であり、図中符号のうち図２と共通の符号は同じ構
成要素を示す。
【００２１】図１において、符号２は、制御棒駆動装置
と、制御棒と、加圧器、１次冷却水循環ポンプ、蒸気発
生器および炉心からなる１次冷却系と（いずれも図示し
ない）を上部からこの順で内蔵した一体形の原子炉圧力
容器である。原子炉圧力容器２の胴部には配管７が接続
されており、後述する格納容器５の外部に向けて延設さ
れる。原子炉圧力容器２の設計内圧は１３０ kg/cm2 程
度である。
と、制御棒と、加圧器、１次冷却水循環ポンプ、蒸気発
生器および炉心からなる１次冷却系と（いずれも図示し
ない）を上部からこの順で内蔵した一体形の原子炉圧力
容器である。原子炉圧力容器２の胴部には配管７が接続
されており、後述する格納容器５の外部に向けて延設さ
れる。原子炉圧力容器２の設計内圧は１３０ kg/cm2 程
度である。
【００２２】原子炉圧力容器２の外周部の全周には原子
炉圧力容器２を水密的に被包する水密容器４が設けられ
る。水密容器４は原子炉圧力容器２を完全に水密的に覆
っており、その設計外圧は５ kg/cm2 である。
炉圧力容器２を水密的に被包する水密容器４が設けられ
る。水密容器４は原子炉圧力容器２を完全に水密的に覆
っており、その設計外圧は５ kg/cm2 である。
【００２３】原子炉圧力容器２とこの水密容器４との間
には空間が形成されて、この空間内に窒素ガスが充填さ
れて、原子炉圧力容器２の断熱層３が形成される。
には空間が形成されて、この空間内に窒素ガスが充填さ
れて、原子炉圧力容器２の断熱層３が形成される。
【００２４】このように、水密容器４の設置および断熱
層３の形成により、原子炉圧力容器２は外部から断熱お
よび水密状態とされる。
層３の形成により、原子炉圧力容器２は外部から断熱お
よび水密状態とされる。
【００２５】外周部を水密容器４により被包された原子
炉圧力容器２は、内部に格納容器水６を収容された格納
容器５内に水没状態で設置される。格納容器５の設計内
圧は４０ kg/cm2 程度である。
炉圧力容器２は、内部に格納容器水６を収容された格納
容器５内に水没状態で設置される。格納容器５の設計内
圧は４０ kg/cm2 程度である。
【００２６】なお、断熱層３の圧力上昇に対応するた
め、断熱層３に配管８が接続されるとともに配管８の端
部には断熱層３の内圧が５ kg/cm2 を越えると自動的に
開弁する圧力逃がし弁９が設けられており、断熱層３内
の圧力値が５ kg/cm2 を越えないように制御される。
め、断熱層３に配管８が接続されるとともに配管８の端
部には断熱層３の内圧が５ kg/cm2 を越えると自動的に
開弁する圧力逃がし弁９が設けられており、断熱層３内
の圧力値が５ kg/cm2 を越えないように制御される。
【００２７】図１に示す本発明にかかる船舶用原子炉１
においては、一点鎖線で示すように、断熱層３の内部と
格納容器５の内部との間の圧力差を調整する差圧調節装
置１０と、格納容器５内の圧力を設計内圧値以下に抑制
する圧力調節装置２４とが設けられる。以下、図１を参
照しながら差圧調節装置１０、圧力調節装置２４それぞ
れの構成を具体的に説明する。
においては、一点鎖線で示すように、断熱層３の内部と
格納容器５の内部との間の圧力差を調整する差圧調節装
置１０と、格納容器５内の圧力を設計内圧値以下に抑制
する圧力調節装置２４とが設けられる。以下、図１を参
照しながら差圧調節装置１０、圧力調節装置２４それぞ
れの構成を具体的に説明する。
【００２８】まず、差圧調節装置１０においては、断熱
層３の一部に圧力検出管１１が接続されるとともに圧力
検出管１１の端部には圧力検出器１３が接続され、圧力
検出器１３により断熱層３内の圧力値Ｐ１が常時検出さ
れる。一方、格納容器５の内部には圧力検出管１２が設
けられるとともに圧力検出管１２の端部には圧力検出器
１４が接続され、圧力検出器１４により格納容器５内の
圧力値Ｐ２が常時検出される。
層３の一部に圧力検出管１１が接続されるとともに圧力
検出管１１の端部には圧力検出器１３が接続され、圧力
検出器１３により断熱層３内の圧力値Ｐ１が常時検出さ
れる。一方、格納容器５の内部には圧力検出管１２が設
けられるとともに圧力検出管１２の端部には圧力検出器
１４が接続され、圧力検出器１４により格納容器５内の
圧力値Ｐ２が常時検出される。
【００２９】圧力検出器１３および１４はそれぞれ差圧
検出器１５に接続され、差圧検出器１５により、圧力検
出器１３および１４によりそれぞれ検出された断熱層３
内の圧力値Ｐ１および格納容器５内の圧力値Ｐ２の差圧
（Ｐ１−Ｐ２）が常時演算される。
検出器１５に接続され、差圧検出器１５により、圧力検
出器１３および１４によりそれぞれ検出された断熱層３
内の圧力値Ｐ１および格納容器５内の圧力値Ｐ２の差圧
（Ｐ１−Ｐ２）が常時演算される。
【００３０】差圧検出器１５は変換器１６に接続され、
変換器１６に入力される差圧（Ｐ１−Ｐ２）の値の大き
さに応じて空気圧式の圧力調節弁１７を開弁または閉弁
するべく、圧力調節弁１７への圧力調節弁動作ガスの供
給・停止を制御する。この圧力調節弁１７は、断熱層３
に接続されるとともに格納容器５の外部に向けて延設さ
れた気体供給配管２３に設けられる。
変換器１６に入力される差圧（Ｐ１−Ｐ２）の値の大き
さに応じて空気圧式の圧力調節弁１７を開弁または閉弁
するべく、圧力調節弁１７への圧力調節弁動作ガスの供
給・停止を制御する。この圧力調節弁１７は、断熱層３
に接続されるとともに格納容器５の外部に向けて延設さ
れた気体供給配管２３に設けられる。
【００３１】気体供給配管２３の延長上であって圧力調
節弁１７の外方には減圧弁１８を介してガスボンベ１９
（ガスタンクでも可）が接続されており、ガスボンベ１
９内に蓄積された加圧ガスは減圧弁１８により適当な圧
力に調整されて、圧力調節弁１７に供給される。この加
圧ガスは圧力調節弁１７が開弁することにより気体供給
配管２３内を圧送されて、断熱層３へ供給される。な
お、本実施例では、ガスボンベ１９は格納容器５の外部
に設けたが、格納容器５内に設置してもよく、こうする
ことにより全体の小形化を図ることができる。
節弁１７の外方には減圧弁１８を介してガスボンベ１９
（ガスタンクでも可）が接続されており、ガスボンベ１
９内に蓄積された加圧ガスは減圧弁１８により適当な圧
力に調整されて、圧力調節弁１７に供給される。この加
圧ガスは圧力調節弁１７が開弁することにより気体供給
配管２３内を圧送されて、断熱層３へ供給される。な
お、本実施例では、ガスボンベ１９は格納容器５の外部
に設けたが、格納容器５内に設置してもよく、こうする
ことにより全体の小形化を図ることができる。
【００３２】圧力調節弁動作ガスの供給は、変換器１６
に電気信号的に接続された減圧弁２０および、減圧弁２
０に接続された圧縮器２１（ガスボンベでもよい）を用
いて変換器１６からの制御信号の出力に基いて、行われ
る。このように本実施例では圧力調節弁１７は空気圧式
で作動するが、電気式により作動させてもよい。
に電気信号的に接続された減圧弁２０および、減圧弁２
０に接続された圧縮器２１（ガスボンベでもよい）を用
いて変換器１６からの制御信号の出力に基いて、行われ
る。このように本実施例では圧力調節弁１７は空気圧式
で作動するが、電気式により作動させてもよい。
【００３３】なお、気体供給配管２３上であって圧力調
節弁１７の内方には隔離弁２２が設けられる。隔離弁２
２は検査時等に閉弁して、差圧調節装置１０と船舶用原
子炉１とを切り離すためのものであり、原子炉運転時に
は開弁しておく。
節弁１７の内方には隔離弁２２が設けられる。隔離弁２
２は検査時等に閉弁して、差圧調節装置１０と船舶用原
子炉１とを切り離すためのものであり、原子炉運転時に
は開弁しておく。
【００３４】本発明にかかる船舶用原子炉１における差
圧調整装置１０は以上のように構成される。
圧調整装置１０は以上のように構成される。
【００３５】次に、本発明にかかる船舶用原子炉１にお
ける圧力調整装置２４の構成を説明する。圧力調整装置
２４は、格納容器５の内圧を設計内圧以下の値に抑制す
ることにより格納容器５を保護するためのものであり、
格納容器５の内部上方に外部に向けて延設された配管２
５と、配管２５に格納容器５の外部で接続された圧力逃
がし弁２６と、この圧力逃がし弁２６に接続されたブロ
ーオフタンク２７とにより構成される。
ける圧力調整装置２４の構成を説明する。圧力調整装置
２４は、格納容器５の内圧を設計内圧以下の値に抑制す
ることにより格納容器５を保護するためのものであり、
格納容器５の内部上方に外部に向けて延設された配管２
５と、配管２５に格納容器５の外部で接続された圧力逃
がし弁２６と、この圧力逃がし弁２６に接続されたブロ
ーオフタンク２７とにより構成される。
【００３６】本実施例では、圧力逃がし弁２６は配管２
５内の圧力、すなわち格納容器５内の圧力が、格納容器
５の設計内圧である４０ kg/cm2 の近傍値に達した時に
開弁するように設定されており、格納容器５内の圧力を
この近似値以下に抑制する。圧力逃がし弁２６が開弁す
ることにより格納容器５内に存在したガスの一部はブロ
ーオフタンク２７に放散される。
５内の圧力、すなわち格納容器５内の圧力が、格納容器
５の設計内圧である４０ kg/cm2 の近傍値に達した時に
開弁するように設定されており、格納容器５内の圧力を
この近似値以下に抑制する。圧力逃がし弁２６が開弁す
ることにより格納容器５内に存在したガスの一部はブロ
ーオフタンク２７に放散される。
【００３７】本発明にかかる船舶用原子炉１における圧
力調節装置２４は以上のように構成されるが、差圧調節
装置１０、圧力調節装置２４ともに船舶用原子炉１の既
存の構成要素に何等根本的変更を伴うことなく設置でき
る。
力調節装置２４は以上のように構成されるが、差圧調節
装置１０、圧力調節装置２４ともに船舶用原子炉１の既
存の構成要素に何等根本的変更を伴うことなく設置でき
る。
【００３８】次に、図１に示す本発明にかかる船舶用原
子炉１の作動を説明する。なお、運転に先立って、隔離
弁２２は開弁しており、圧力調節弁１７、圧力逃がし弁
９および２６はいずれも閉弁している。
子炉１の作動を説明する。なお、運転に先立って、隔離
弁２２は開弁しており、圧力調節弁１７、圧力逃がし弁
９および２６はいずれも閉弁している。
【００３９】まず、運転開始前にあっては、原子炉圧力
容器２内の図示しない制御棒が燃料集合体内に挿入され
ており、船舶用原子炉１は停止した状態にある。
容器２内の図示しない制御棒が燃料集合体内に挿入され
ており、船舶用原子炉１は停止した状態にある。
【００４０】この状態から、制御棒が燃料集合体から引
き抜かれることにより原子炉が臨界状態に達し、船舶用
原子炉１は通常の運転状態となる。
き抜かれることにより原子炉が臨界状態に達し、船舶用
原子炉１は通常の運転状態となる。
【００４１】このとき、原子炉圧力容器２内の温度は蒸
気の発生により約３００℃程度になっており、格納容器
水６の温度は約６０℃である。さらに、圧力検出器１３
および１４により検出される圧力値は、断熱槽３内圧力
値Ｐ１＞格納容器５内圧力値Ｐ２となっており、ともに
正常値である。
気の発生により約３００℃程度になっており、格納容器
水６の温度は約６０℃である。さらに、圧力検出器１３
および１４により検出される圧力値は、断熱槽３内圧力
値Ｐ１＞格納容器５内圧力値Ｐ２となっており、ともに
正常値である。
【００４２】なお、断熱槽３内の圧力が断熱層３内の温
度上昇にともなって上昇すると配管８に接続された圧力
逃がし弁９が開弁し、断熱層３内の圧力が自動的に調節
される。
度上昇にともなって上昇すると配管８に接続された圧力
逃がし弁９が開弁し、断熱層３内の圧力が自動的に調節
される。
【００４３】各種安全対策を講じているため現実には殆
ど起こり得ないが、万一原子炉圧力容器２の配管破断事
故が発生し、格納容器５内の圧力が上昇し始めた場合を
考える。
ど起こり得ないが、万一原子炉圧力容器２の配管破断事
故が発生し、格納容器５内の圧力が上昇し始めた場合を
考える。
【００４４】この場合、圧力検出器１４により常時検出
される圧力値Ｐ２が上昇するため、差圧検出器１５によ
り検出される（Ｐ１−Ｐ２）の値の絶対値が大きくな
り、変換器１６に入力される（Ｐ１−Ｐ２）の値の絶対
値が大きくなる。ある一定値以上に（Ｐ１−Ｐ２）の値
の絶対値が大きくなると、変換器１６から圧力調節弁１
７を開弁するために、減圧弁２０を介して圧縮機２１か
ら圧力調節弁１７に対して圧力調節弁動作ガスを供給す
る信号が出力されて、圧力調節弁１７が開弁し、減圧弁
１８により適当な値に調整されたガスボンベ１９内に蓄
積された高圧ガスが断熱層３内に吹き込まれ断熱層３内
の圧力が上昇する。そのため、断熱槽３内の圧力値Ｐ１
と格納容器５内の圧力値Ｐ２との差圧が小さく抑制され
る。
される圧力値Ｐ２が上昇するため、差圧検出器１５によ
り検出される（Ｐ１−Ｐ２）の値の絶対値が大きくな
り、変換器１６に入力される（Ｐ１−Ｐ２）の値の絶対
値が大きくなる。ある一定値以上に（Ｐ１−Ｐ２）の値
の絶対値が大きくなると、変換器１６から圧力調節弁１
７を開弁するために、減圧弁２０を介して圧縮機２１か
ら圧力調節弁１７に対して圧力調節弁動作ガスを供給す
る信号が出力されて、圧力調節弁１７が開弁し、減圧弁
１８により適当な値に調整されたガスボンベ１９内に蓄
積された高圧ガスが断熱層３内に吹き込まれ断熱層３内
の圧力が上昇する。そのため、断熱槽３内の圧力値Ｐ１
と格納容器５内の圧力値Ｐ２との差圧が小さく抑制され
る。
【００４５】このようにして、差圧調節装置１０によ
り、格納容器５内の圧力上昇にともなって断熱層３内の
圧力を上昇することができるため、差圧（Ｐ１−Ｐ２）
の値を水密容器４の設計外圧以下に抑制でき、水密容器
４の損壊が防止される。
り、格納容器５内の圧力上昇にともなって断熱層３内の
圧力を上昇することができるため、差圧（Ｐ１−Ｐ２）
の値を水密容器４の設計外圧以下に抑制でき、水密容器
４の損壊が防止される。
【００４６】そして、差圧（Ｐ１−Ｐ２）の値が許容値
の範囲内に小さくなると、変換器１６から圧力調節弁１
７を閉弁するために信号が出力されて圧力調節弁動作ガ
スが吹出されて圧力調節弁１７が閉弁し、断熱層３内へ
の高圧ガスの供給が停止される。
の範囲内に小さくなると、変換器１６から圧力調節弁１
７を閉弁するために信号が出力されて圧力調節弁動作ガ
スが吹出されて圧力調節弁１７が閉弁し、断熱層３内へ
の高圧ガスの供給が停止される。
【００４７】原子炉運転時には、このような差圧検出→
断熱層への高圧ガス吹き込み→差圧検出という工程を繰
返すことにより、断熱層３内と格納容器５内との間の差
圧が調整されて、水密容器４の損壊が防止される。
断熱層への高圧ガス吹き込み→差圧検出という工程を繰
返すことにより、断熱層３内と格納容器５内との間の差
圧が調整されて、水密容器４の損壊が防止される。
【００４８】しかし、断熱層３内への高圧ガスの供給に
よって、断熱層３内の圧力が上昇し水密容器の設計内圧
を越えることも考えられる。このような場合には断熱層
３内の圧力を圧力逃がし弁９を開弁することにより低下
させ、さらに圧力逃がし弁９の開弁により上昇する格納
容器５内圧力を、新たに設けられた圧力調節装置２４に
より調節する。そのため、格納容器５内の内圧が設計内
圧である４０ kg/cm2を越えることが防止される。
よって、断熱層３内の圧力が上昇し水密容器の設計内圧
を越えることも考えられる。このような場合には断熱層
３内の圧力を圧力逃がし弁９を開弁することにより低下
させ、さらに圧力逃がし弁９の開弁により上昇する格納
容器５内圧力を、新たに設けられた圧力調節装置２４に
より調節する。そのため、格納容器５内の内圧が設計内
圧である４０ kg/cm2を越えることが防止される。
【００４９】このようにして、本発明にかかる船舶用原
子炉１により、水密容器のみならず格納容器の安全性も
向上し、船舶用原子炉の受動安全性が向上する。
子炉１により、水密容器のみならず格納容器の安全性も
向上し、船舶用原子炉の受動安全性が向上する。
【００５０】
【発明の効果】請求項１記載の本発明にかかる船舶用原
子炉では、断熱層内の圧力と格納容器内の圧力との間の
圧力差を調整する差圧調節装置が備えられるため、例え
ば配管破断事故等により格納容器内の圧力が上昇して
も、断熱層内との圧力差を許容範囲内に抑制でき、断熱
層を構成する水密容器の損壊を防止できる。
子炉では、断熱層内の圧力と格納容器内の圧力との間の
圧力差を調整する差圧調節装置が備えられるため、例え
ば配管破断事故等により格納容器内の圧力が上昇して
も、断熱層内との圧力差を許容範囲内に抑制でき、断熱
層を構成する水密容器の損壊を防止できる。
【００５１】さらに、請求項２記載の本発明にかかる船
舶用原子炉では、格納容器内の圧力を低下する圧力調節
装置を備えているため、請求項１記載の船舶用原子炉の
差圧調節装置を作動させることにより断熱層内の圧力と
格納容器内の圧力との間の圧力差を適正な範囲に抑制し
た状態で格納容器内の圧力が上昇しても、格納容器内の
圧力を適正な範囲に抑制でき、格納容器の損壊を防止で
きる。
舶用原子炉では、格納容器内の圧力を低下する圧力調節
装置を備えているため、請求項１記載の船舶用原子炉の
差圧調節装置を作動させることにより断熱層内の圧力と
格納容器内の圧力との間の圧力差を適正な範囲に抑制し
た状態で格納容器内の圧力が上昇しても、格納容器内の
圧力を適正な範囲に抑制でき、格納容器の損壊を防止で
きる。
【００５２】このように、本発明にかかる船舶用原子炉
により、船舶用原子炉の受動安全性を向上できる。
により、船舶用原子炉の受動安全性を向上できる。
【００５３】なお、請求項１または請求項２記載の船舶
用原子炉では、差圧調節装置、圧力調節装置ともに、極
めて簡単にかつ既存設備への悪影響なく設置できるた
め、実際の船舶用原子炉において実現される可能性が高
い。
用原子炉では、差圧調節装置、圧力調節装置ともに、極
めて簡単にかつ既存設備への悪影響なく設置できるた
め、実際の船舶用原子炉において実現される可能性が高
い。
【図１】本発明にかかる船舶用原子炉の一例を一部省略
して示す説明図である。
して示す説明図である。
【図２】近年提案された新しい船舶用原子炉の構成の一
例を一部省略して示す説明図である。
例を一部省略して示す説明図である。
１ 船舶用原子炉 ２ 原子炉圧力容器 ３ 断熱層 ４ 水密容器 ５ 格納容器 ６ 格納容器水 １０ 差圧調節装置 ２４ 圧力調節装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ２１Ｃ 1/00 Ｂ 9216−2Ｇ 9/00 ＧＤＬ
Claims (2)
- 【請求項１】 １次冷却系を内蔵した一体形の原子炉圧
力容器と、当該原子炉圧力容器の外周部に断熱層を形成
して前記原子炉圧力容器を水密的に被包する水密容器
と、内部に充填された格納容器水により前記水密容器を
水没状態で設置する格納容器とを組合せて備える船舶用
原子炉において、前記格納容器内の圧力が前記断熱層内
の圧力よりも高い場合に外部から加圧ガスを供給して、
前記断熱層の内部と前記格納容器の内部との間の圧力差
を調整する差圧調節装置を備えることを特徴とする船舶
用原子炉。 - 【請求項２】 さらに、前記差圧調節装置により前記格
納容器の内部と前記断熱層の内部との間の圧力差を調整
するために前記断熱層を加圧した場合に、前記格納容器
の内部の圧力を設計内圧以下に低下する圧力調節装置を
備えることを特徴とする請求項１記載の船舶用原子炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6187777A JPH0829574A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 船舶用原子炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6187777A JPH0829574A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 船舶用原子炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829574A true JPH0829574A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=16212041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6187777A Pending JPH0829574A (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 船舶用原子炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829574A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007033285A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Toshiba Corp | 原子力発電所の水素除去設備 |
| CN113686534A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-23 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种低噪声风洞加热器及其控制方法 |
-
1994
- 1994-07-18 JP JP6187777A patent/JPH0829574A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007033285A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Toshiba Corp | 原子力発電所の水素除去設備 |
| CN113686534A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-23 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种低噪声风洞加热器及其控制方法 |
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