JPH10268078A - 加圧水型原子炉の炉内下部構造 - Google Patents

加圧水型原子炉の炉内下部構造

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JPH10268078A
JPH10268078A JP9075905A JP7590597A JPH10268078A JP H10268078 A JPH10268078 A JP H10268078A JP 9075905 A JP9075905 A JP 9075905A JP 7590597 A JP7590597 A JP 7590597A JP H10268078 A JPH10268078 A JP H10268078A
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JP
Japan
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core
reactor vessel
plate
reactor
vessel body
Prior art date
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Pending
Application number
JP9075905A
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English (en)
Inventor
Tsuyoshi Matsuoka
強 松岡
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原子炉において、異常時の溶融炉心を原子炉
容器内に留めて安全性を向上する。 【解決手段】 開閉自在の上部蓋3により上部開口が閉
じられた原子炉容器本体1、原子炉容器本体1内に上部
開口から垂下支持され、原子炉容器本体1と協働して冷
却材の環状下降空間25を画成する炉心槽5、炉心槽5
の下部に展延支持された下部炉心板7、下部炉心板7上
に形成された炉心、及び下部炉心板7の下方に位置して
炉心槽5の下端部に連結支持された下部炉心支持板11
を有し、原子炉容器本体1の下部鏡板部1aと下部炉心
支持板11との間に環状下降空間25に連通した下部プ
レナム27を画成している加圧水型原子炉の炉内下部構
造は下部鏡板部1aの上面に多数のセラミック成形体3
5を敷き詰めて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉の構造に関
し、特に事故時に炉心構成物の溶融物を保持する機能を
備えた炉内下部構造に関する。
【0002】
【従来の技術】図8及び図9に加圧水型原子炉の従来構
造の一例を示している。図において、原子炉容器本体1
は着脱自在の上部蓋3により上部開口が閉じられ、そこ
から炉心槽5が垂下支持されている。炉心槽5の下部に
は水平な下部炉心板7が支持され、炉心を構成する多数
の燃料集合体9がその上に並べられている。下部炉心板
7の下方には下部炉心支持板11が設けられていて、こ
れは原子炉容器本体1の内面から水平方向に支持されて
いるが、その下面に連結した下部炉心支持柱13が下部
連接板15と落下緩衝板17とに連絡している。更に下
部炉心支持板15に連結されて鉛直方向に延びた複数の
炉内計装案内管19が、原子炉容器本体1の下部鏡板部
に接続開口した炉内計装用導管に整列しており、これが
中間部で上部連接板21により互いに連接されている。
下部連接板15及び上部連接板21の平面形状は、特に
図9に示されるように、かなりの内部空間を形成するよ
うになっていて、そこを流れる冷却材に実質的な抵抗を
与えないようになっている。そして、原子炉の運転時に
おいて、冷却材は入口ノズル23を通って原子炉容器内
に流入し、環状下降空間25を流れ下り、下部プレナム
27内で流れ方向を反転し、下部炉心支持板11及び下
部炉心板7を通過して炉心に入り、燃料集合体9に接触
して加熱されつつ上昇し、上部プレナム28で流れ方向
を横向とし、出口ノズル29を通って流出する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の加圧水型原子炉
において、重大事故時には炉心の核反応熱が十分に除去
されずに一部が溶融して落下する惧れがある。従来の設
計思想では、原子炉容器の外の直下にコアキャッチャー
と称する溶融炉心受け設備を設け、溶融炉心が原子炉容
器を溶かして貫通落下した場合にはこれを受けて冷却す
ることとしていた。このようにして、炉心熔融事故が生
じても最終的にはコアキャッチャーで冷却されて安全が
確保されるが、溶融炉心による原子炉容器の貫通を防止
して事故の進行を阻止する機能に欠けるきらいがあっ
た。従って、本発明は、炉心溶融事故が大規模に進行し
ない段階で溶融物を原子炉容器内に保持できるようにし
た加圧水型原子炉の炉内下部構造を提供することを課題
とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、開閉自在の上部蓋により上部開口
が閉じられた原子炉容器本体、この原子炉容器本体内に
上部開口から垂下支持され且つ原子炉容器本体と協働し
て冷却材の環状下降空間を画成する炉心槽、この炉心槽
の下部に展延支持された下部炉心板、この下部炉心板上
に形成された炉心及び前記下部炉心板の下方に位置して
前記炉心槽の下端部に連結支持された下部炉心支持板を
有し、その原子炉容器本体の下部鏡板部と前記下部炉心
支持板との間に前記環状下降空間に連通した下部プレナ
ムを画成している加圧水型原子炉において、炉内下部構
造は、下部プレナム内の冷却材の流れによって悪影響を
受けない態様で下部鏡板部の上面に多数のセラミック部
材を設けたことを特徴とする。好適には、セラミック部
材の上面を覆って下部プレナム内の冷却材流から隔離す
る円板を下部炉心支持板から垂下支持して構成され、或
いは下部鏡板部の上部内周面に外周縁が連結固定された
仕切円板を設け、下部鏡板部と仕切円板との間に多数の
セラミック部材を充填して構成される。そして、前者の
好適例において、原子炉容器の下部鏡板部に炉内計装用
導管が接続される原子炉では、その導管の内側延長部が
セラミック部材間を延びて前記円板の下面に臨んで開口
するように構成される。
【0005】
【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して、本発
明の実施形態を説明する。なお、前述の図8及び図9を
含む全図に亙り、同一部分には同一の符号を付し、発明
の内容の理解を容易化を図っている。図1を参照する
に、原子炉容器本体1は着脱自在の上部蓋3により上部
開口が閉じられ、そこから炉心槽5が垂下支持されてい
る。原子炉容器本体1の上方側部には、通常2乃至4個
の入口ノズル23が一体的に形成され、同数の出口ノズ
ル29が同様に一体的に形成されている。そして炉心槽
5と原子炉容器本体1の内面との間に環状下降空間25
が画成され、入口ノズル23がこれに開口している。更
に、炉心槽5の下部には水平な下部炉心板7が支持さ
れ、炉心を構成する多数の燃料集合体9(1体のみ図示
されている。)がその上に並べられて装荷される。下部
炉心板7の下方には炉心槽5の下端部に連結して下部炉
心支持板11が設けられていて、これらは原子炉容器本
体1の内面から水平方向に支持されている。一方、燃料
集合体9の上端は、上部炉心板8により押さえられ、上
部炉心支持板12が上部炉心板8を支持している。
【0006】そして、本発明の特徴的部分について更に
説明すると、下部炉心支持板11から複数の下部炉心支
持柱31が下方に向かって延出し、その先端に実質的に
流れ穴の無い円板即ち下部連接板33が水平に支持され
ている。下部連接板33の平面形状は図2に示すように
円形であり、その外周縁は、原子炉容器本体1の下部鏡
板部1aの内周面に狭い間隔で近接している。そして、
下部連接板33と下部鏡板部1aの上面との間のセグメ
ント空間内に、セラミック成形体35が敷き詰め、充填
されている。セラミック成形体35の形状は、粒状、鞍
状、円筒状等適宜なものでよく、材質的には原子炉運転
時の冷却材温度において、溶出しないような高温耐熱性
があればよく、数種類の材質のものを混合して使用して
もよい。尚、上部連接板37は、図3に示すような略環
状の形状をしている。
【0007】上述の炉心構造の加圧水型原子炉におい
て、通常運転時には、冷却材は入口ノズル23を通って
原子炉容器本体1内に流入し、環状下降空間25を流れ
下り、下部プレナム27内で流れ方向を反転し、下部炉
心支持板11及び下部炉心板7を通過して炉心に入り、
燃料集合体9に接触して加熱されつつ上昇し、上部プレ
ナム28内で流れ方向を横向とし、出口ノズル29を通
って流出する。そして、環状下降空間25から下部プレ
ナム27に流入した冷却材は、低部の下部連接板33の
上面に衝突して向きを変えるが、セラミック成形体35
の層の上面は実質的に蓋をされた形になっているので、
冷却材流からは何の悪影響も受けない。そして、事故に
より燃料集合体9の一部が溶融したときは、重力により
下部炉心板7及び下部炉心支持板11の穴を通って落下
するが、セラミック成形体35により受け止められ、原
子炉容器本体1の下部鏡板部1aへの伝熱は緩和され、
長期に亙り或いは次の安全確保動作が行われるまで、そ
の健全性が保持される。
【0008】尚、原子炉の型式によっては炉心の中性子
束を検出する炉内検出器等を案内する炉内計装用導管が
原子炉容器本体1の下部鏡板部1aに接続される場合が
ある。このような型式の原子炉に本発明を適用するに
は、図4乃至図6に示す実施形態となる。これを説明す
るに、図4において下部炉心支持板11から下方に延出
した下部炉心支持柱41の下端に下部連接板43が水平
に支持されている。下部連接板43の平面形状は図5に
示されているが、前述の図2に示された下部連接板31
とは、後述するように炉内計装案内管が取り付けられる
点で異なっている。即ち、原子炉容器本体1の下部鏡板
部1aを水密に貫通した炉内計装用導管48の上端が下
部連接板43の下面近傍まで延び、その対応する穴に臨
んで開口している。この炉内計装用導管48に整列して
炉内計装案内管49の下端が下部連接板43に固定され
ている。一方、炉内計装案内管49の上端が下部炉心支
持板11の下面に固定され、下部連接板43の上方に位
置する上部連接板47が複数の炉内計装案内管49を互
いに連結している。上部連接板47の平面形状が図6に
示されている。そして、前述の実施形態と同様のセラミ
ック成形体45が下部連接板43と下部鏡板部1aとの
間に充填されている。以上、変更部分についてのみ説明
したが、上述以外の構成は第1の実施形態の場合と同様
であるので、本実施形態においても前述の実施形態と同
様の作用効果が得られる。
【0009】更に別の実施形態について説明する。図7
を参照して前述の第1及び第2の実施形態と異なる部分
のみ説明すると、下部炉心支持板11の下方には下部連
接板や上部連接板がなく、皿状の仕切円板53が下部鏡
板部1aの上部内周面に密接して固定され、仕切円板5
3と下部鏡板部1aとの間に前述と同様なセラミック成
形体55が充填されている。このような炉内下部構造に
おいても、下部プレナム51が環状下降空間25に連通
しているので、正常運転時の冷却材の流れには大差がな
く、事故時に溶融炉心を受け止めて原子炉容器本体1の
下部鏡板部1aを溶融、貫通から保護するという本発明
の作用が得られる。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれは、
原子炉容器本体の下部鏡板部の上面に敷き詰めたセラミ
ック成形体が溶融炉心を受け止めるので、その下部鏡板
部を熱的に保護し、その溶融貫通を防止することができ
る。更に本発明によれば、前述のセラミック成形体を下
部連接板のような円板又は仕切円板により冷却材流から
隔離して長期にわたってその機能を保持し、溶融炉心が
落下して来れば、これを前述のように受け止めて原子炉
容器の溶融貫通を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す立断面図である。
【図2】図1のII−II線に沿う平断面図である。
【図3】図1のIII−III線に沿う平断面図である。
【図4】本発明の別の実施形態を示す立断面図である。
【図5】図4のV−V線に沿う平断面図である。
【図6】図4のVI−VI線に沿う平断面図である。
【図7】本発明の更に別の実施形態を示す立断面図であ
る。
【図8】従来の加圧水型原子炉の炉内構造の一例を示す
立断面図である。
【図9】図8のIX−IX線に沿う平断面図である。
【符号の説明】
1 原子炉容器本体 1a 下部鏡板部 3 上部蓋 5 炉心槽 7 下部炉心板 8 上部炉心板 9 燃料集合体 11 下部炉心支持板 12 上部炉心支持板 23 入口ノズル 25 環状下降空間 27 下部プレナム 28 上部プレナム 29 出口ノズル 31 下部炉心支持柱 33 下部連接板 35 セラミック成形体 37 上部連接板 41 下部炉心支持柱 43 下部連接板 45 セラミック成形体 47 上部連接板 48 炉内計装用導管 49 炉内計装案内管 51 下部プレナム 53 仕切円板 55 セラミック成形体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 開閉自在の上部蓋により上部開口が閉じ
    られた原子炉容器本体、同原子炉容器本体内に前記上部
    開口から垂下支持され、該原子炉容器本体と協働して冷
    却材の環状下降空間を画成する炉心槽、同炉心槽の下部
    に展延支持された下部炉心板、同下部炉心板上に形成さ
    れた炉心、及び前記下部炉心板の下方に位置して前記炉
    心槽の下端部に連結支持された下部炉心支持板を有し、
    前記原子炉容器本体の下部鏡板部と前記下部炉心支持板
    との間に前記環状下降空間に連通した下部プレナムを画
    成している加圧水型原子炉において、前記下部鏡板部の
    上面に多数のセラミック部材を敷き詰めたことを特徴と
    する加圧水型原子炉の炉内下部構造。
  2. 【請求項2】 前記セラミック部材の上面を覆って前記
    下部プレナム内の冷却材流から隔離する円板を前記下部
    炉心支持板から垂下支持したことを特徴とする請求項1
    記載の加圧水型原子炉の炉内下部構造。
  3. 【請求項3】 前記原子炉容器本体の下部鏡板部に接続
    する炉内計装用導管の内側延長部が前記セラミック部材
    間を延びて前記円板の下面に臨んで開口していることを
    特徴とする請求項2記載の加圧水型原子炉の炉内下部構
    造。
  4. 【請求項4】 開閉自在の上部蓋により上部開口が閉じ
    られた原子炉容器本体、同原子炉容器本体内に前記上部
    開口から垂下支持され、該原子炉容器本体と協働して冷
    却材の環状下降空間を画成する炉心槽、同炉心槽の下部
    に展延支持された下部炉心板、同下部炉心板上に形成さ
    れた炉心、及び前記下部炉心板の下方に位置して前記炉
    心槽の下端部に連結支持された下部炉心支持板を有し、
    前記原子炉容器本体の下部鏡板部と前記下部炉心支持板
    との間に前記環状下降空間に連通した下部プレナムを画
    成している加圧水型原子炉において、前記下部鏡板部の
    上部内周面に外周縁が連結固定された仕切円板を設け、
    前記下部鏡板部と前記仕切円板との間に多数のセラミッ
    ク部材を充填してなることを特徴とする加圧水型原子炉
    の炉内下部構造。
JP9075905A 1997-03-27 1997-03-27 加圧水型原子炉の炉内下部構造 Pending JPH10268078A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100436978B1 (ko) * 2001-11-15 2004-06-23 한국수력원자력 주식회사 원자력발전소의 원자로 공동구조
JP2016003908A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 株式会社東芝 原子炉圧力容器の炉底部保護構造物
JP2016145785A (ja) * 2015-02-09 2016-08-12 三菱重工業株式会社 炉内構造物の組立調整装置および組立方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100436978B1 (ko) * 2001-11-15 2004-06-23 한국수력원자력 주식회사 원자력발전소의 원자로 공동구조
JP2016003908A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 株式会社東芝 原子炉圧力容器の炉底部保護構造物
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20031224