JPS5848080B2 - ゲンシロ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、炉心を包囲する炉心容器とこれを更に取囲む
圧力容器とを備え、該圧力容器の上側部分に炉心上端よ
り上に非常用冷却材を供給するための複数個の導管が取
付けられ、該導管の少くとも一つは直接圧力容器に接続
されるとともに流れ案内装置を設けられ、この装置によ
り該導管を介して供給される非常用冷却材が炉心容器と
原子炉圧力容器との間のリング状室に炉心の下端に向っ
て案内されるようにした加圧水形原子炉に関する。

液体冷却形原子炉にかいては流れ案内装置は種種のもの
が知られている。

たとえば西独特許出願公開第１８１５０４７号公報記載
の流れ案内装置の役割は液体流からの気泡の分離を可能
にすることにある。

それ故この装置は非常用冷却材導管に属するのではなく
、通常の冷却材導管に属するものである。

この装置を通る流れは円筒状の原子炉炉心の周囲に接線
方向に案内され、気泡を分離するための遠心力が生じる
ようにされる。

米国特許第３８１８９３５号公報記載の原子炉では特別
な排出導管が設けられ、この導管は圧力容器の内壁と間
隙を釦いた湾曲部で圧力容器の液面下に通じて釦り、蒸
気による放熱が不十分なときに熱水を放出できるように
している。

これらの導管が非常用冷却材導管としても用いられる場
合には、圧力容器壁により助或される非常用冷却材ノ案
内は不必要になる。

このことば米国特許第３２１５６０６号公報に記載され
ているナトリウム又は他の液体で冷却される原子炉にわ
ける非常用冷却材導管の同様の湾曲部についてもあては
１る。

更にこの場合加圧水形原子炉とは異なりナ｝ ＩＪウム
冷却形原子炉では通常運転時に加圧は必要とされないの
で、と〈部分的にナトリウムで充填された原子炉容器で
は冷却材の液面が形威されるので、本発明の対象である
加圧水形原子炉にかいて問題となる非常冷却を妨げるよ
うな対抗圧力卦よび給水に対抗する蒸気の流れは存在し
ない。

研究報告書ＩＲＳ−Ｆ−１６（１９７３年８月）のＶ
７ ３ ／１から公知の加圧水形原子炉では非常用冷却
材導管は圧力容器に接続された主冷却材導管であり、従
って高温導管である。

この高温導管に接続される非常用冷却材導管は開口部が
フード状の流れ案内装置により釦釦われ、しかもこの装
置は高温導管の内側に設けられ、給水に列し圧力容器内
の上側集合室への進入時に著しく大きな速度を付与する
ので、上側集合室に》ける給水の分布カ改善されるもの
である。

これに則し本発明による非常用冷却材に関する改良は、
通常の冷却材が一次冷却回路の破損時に炉心ノ熱により
特に蒸気の形で消失することにより炉心を形成する燃料
要素が過熱しないように圧力容器内への非常用冷却材の
充填を加速することを目的としている。

この目的は本発明によれば、冒頭に述べた形式の加圧水
形原子炉に釦いて流れ案内装置がリング状室への非常用
冷却材導管の開口を，％−ｉ−５フードとして形成され
、非常用冷却材が原子炉圧力容器の内壁に沿って捷と１
つだ噴射水の形で案内されることにより達或される。

本発明に釦いてはフードにより冷却材の霧散を妨げる集
束が達威されるので、非常冷却材はたとえこれに対抗す
る圧力容器内で気化された冷却材の流れがあっても圧力
容器の内壁に沿って案内される一体の噴射水として圧力
容器の下側部分に向って注入されることになる。

従って原子炉は非常用冷却材を下側から蒸気流の方向に
注水されることになり、導入された非常用冷却材の流れ
は蒸気の形で流れる高温の冷却材によっても殆んど阻害
されなくなる。

本発明によれば原子炉炉心の著しく迅速な洗流が達成さ
れると同時に、通常の冷却材の放出後に生じる釦それの
ある燃料棒の過熱を回避することができる。

注水開始と炉心の洗流開始との間の時間間隔は従来より
半分以下に短縮され、被覆管温度はこれにより５０〜１
０００Ｋほどさげられることが実証されている。

このような低い被覆管温度はその円周部にごくわずかな
遡性膨張を生じるだけなので、冷却路の狭少化も同様に
限界内にとど捷る。

このことも又非常冷却にあたって有利に作用する。

本発明は米国特許第３６２３９４８号公報に記載された
Ｕ形反跳板とも異なるものである。

この反跳板は加圧水形原子炉の主冷却材導管に属し炉心
容器にとりつけられているもので、円周方向に釦ける冷
却材の均等分布に役立ち、従って本発明に訃げる冷却材
の集束とは異なる効果を狙ったものである。

本発明により形戒された非常用冷却材導管の開口をフ一
釦うフードは、その排出口の断面積が非常用冷却材導管
の断面積より大きくはされていない。

なぜならこれにより強い集束噴射水が得られるからであ
る。

更に非常用冷却材の速度を付加的に高めるためフード出
口の断面を狭めてノズル効果が生じるようにしても良い
。

どこ１で狭めるかは流れ抵抗の増大とアキュムレータ内
のガス圧の上昇ないしは非常冷却に必要なポンプ出力の
増大により定１る。

ノズルは例えば西独特許出願公開第１７６４４７０号公
報に記載されているように蒸気冷却形原子炉の非常冷却
に使用されている。

しかしこの公知のノズルは非常冷却に使用される液体を
霧状に噴霧化し、ノズル付燃料要素が熱衝撃により破損
しないようにするものである。

従ってこの場合のノズルは本発明に釦げる渣と１つた噴
射水を得るためのものとは全く異なる作用を有するもの
である。

以下図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。

第１図には出力がたとえば１ ０ ０ ０ ＭＷｅの加
圧水形原子炉が概略的に示されている。

その主要構戒要素はほぼ円筒状の原子炉圧力容器１であ
る。

蓋３で閉じられている原子炉圧力容器１の下側部分２の
内部には炉心容器４ｆＪ″−同心的に配置されて，％−
リ、この炉心容器４の中には原子炉炉心５が収納されて
いる。

原子炉圧力容器１の内部に釦いて上下両側にある室は、
上側プレナム６卦よび下側プレナム７として示されてい
る。

炉心容器４は原子炉圧力容器１の下側部分２と共働して
リング状室１０を形或している。

このリング状室１０には低温の主冷却材導管１１−ｂ′
−接続されている。

一次冷却材として用いられる軽水は、主冷却材ポンプ１
２からこの主冷却材導管１１を介して原子炉圧力容器１
の中に戻される。

普通主冷却材は下側プレナムＩから原子炉炉心５を通っ
て上側プレナム６に流れ、そこから主冷却材は蒸気発生
器１４に通ずる高温の主冷却材導管１３に送られる。

蒸気発生器１４は図示されない方式でポンプ１２と共に
主冷却材の閉回路１５を構威している。

主冷却材導管１１．１３が破損して正規の冷却材が流出
する事故に対処するために、非常冷却用のアキュムレー
タ１６（図には一つだけ例示されている）が設けられて
いる。

アキュムレータ１６の中には冷却材として使用される好
４Ｌ，＜はほう酸水１７がガスクッション１８の圧力下
に設けられている。

アキュムレータ１６の出口１９は２イ固の逆止弁２０．
２１を介して非常用冷却材導管２２．２３に接続されて
いる。

これらの非常用冷却材導管２２．２３は非常用給水ポン
プ（図示せず）からも逆止弁２４．２５を介して供給さ
れうる。

非常用冷却材導管２２．２３は別の２個の逆止弁２６，
２７を介して原子炉圧力容器１に通じている。

非常用冷却材導管２３は主冷却材回路１５の高温側管系
１３に接続されている。

非常用冷却材導管２３の開口部に》げる導管１３の内部
には、非常用冷却材を矢印２９で示すように上側プレナ
ム６の方向に転向させるフード２８が設けられている。

非常用冷却材導管２２は原子炉正力容器１の下側部分２
の中に直接通じている。

重要なことはこの導管２２の接続箇所３０が炉心の上端
に位置していることであり、それによってかかる非常用
冷却材導管の一つが破損する際にも炉心５は非常用冷却
水を受けることができるようにされろ。

図面には示していない力；、接続箇所３０はこの平面内
にある４本の非常用冷却材導管２２が円周上の任意の場
所に、しかし円周に亘って均等に分布されるように配置
されている。

ノング状室１０の内部に釦いて接続箇所３０の開口部に
は、第２図の拡大垂直断面図に示されているように、流
れ案内装置３１が設けられている。

原子炉圧力容器１の下側部分２には給水管接続部３５が
溶接され、この給水管接続部３５の中には熱負荷から保
護するために内側管３６が同心的に配置されている。

原子炉圧力容器１のリング状室１０に位置する内側壁に
かいて、開口３７は下方に向けられた排出口３９をもっ
たフード３８で覆われている。

排出口３９は矢印４０により示すように、原子炉圧力容
器１の壁の内側にある内張り４２に則して平行に下側プ
レナム７に導かれている。

すなわち原子炉炉心５の下端に向って導かれている。

管接続部３５をもった非常用冷却材導管２２の開口部の
水平断面を示す第３図から分るように、フード３８はほ
ぼ半球状断面を有し、又第２図から明らかなように上端
から下端に向って大きくなっている。

゜しかしその断面積は全体では非常用冷却材導管２２の
断面積よりも大きくはされて釦らず、排出口３９に向っ
て狭゛められている。

それによってフ一ド３８は原子炉圧力容器１の内側と共
に、非常用冷却材１７のための給水ノズルを形成する。

それによって壁２に列して平行に矢印４０の方向に走る
著しく集束された１と１った噴射水を得ることができ、
この噴射水は低温の主冷却材導管１１の破損の際に正規
の一次冷却材が矢印４０に苅向して流出しようとする場
合にも、大きな勢いと十分な量で原子炉炉心５の下端に
送られる。

このことは原子炉炉心５が洗流されない時間を著しく短
縮する働きをするので、炉心内の温度を極めて低温に保
つことができる。

第２図に示されているように、フード３８の上端縁に開
口４２を設けることができる。

この開口４２は通常運転に勢いてフード３８の下に望１
し〈ない程高温となる死水域が生ずるのを防止する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく加圧水形原子炉の概略構戒図、
第２図は第１図にかげる非常用冷却材導管の接続部の垂
直拡大断面図、第３図は第２図に釦げるＡ−Ａ線に沿う
断面図である。 １・・・原子炉圧力容器、２・・・圧力容器１の下側部
分、３・・・圧力容器１の蓋、４・・・炉心容器、５・
・・炉心、６・・・上側プレナム、７・・・下側プレナ
ム、１１・・・低温側主冷却材導管、１３・・・高温側
主冷却材導管、２２．２３・・・非常用冷却材導管、３
１・・・流れ案内装置、３８・・・フード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炉心を包囲する炉心容器とこれを更に取囲む圧力容
   器とを備え、該圧力容器の上側部分に炉心上端より上に
   非常用冷却材を供給するための複数個の導管を取付け、
   該導管の少くとも一つは直接圧力容器に接続されるとと
   もに流れ案内装置を設けられ、この装置により該導管を
   介して供給される非常用冷却材が炉心容器と原子炉圧力
   容器との間のリング状室に炉心の下端に向って案内され
   るようにした加圧水形原子炉にかいて、流れ案内装置３
   １がリング状室１０への非常用冷却材導管２２の開口３
   ７をフ・カうフード３８として形戒され、非常用冷却材
   が原子炉圧力容器１の内壁４２に沿って捷と１った噴射
   水の形で案内されるようにしたことを特徴とする加圧水
   形原子炉。