JP2003240887A - 原子炉圧力容器 - Google Patents
原子炉圧力容器Info
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- JP2003240887A JP2003240887A JP2002038862A JP2002038862A JP2003240887A JP 2003240887 A JP2003240887 A JP 2003240887A JP 2002038862 A JP2002038862 A JP 2002038862A JP 2002038862 A JP2002038862 A JP 2002038862A JP 2003240887 A JP2003240887 A JP 2003240887A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】原子炉の炉心溶融事故を想定し、堆積デブリと
圧力容器内面との間に強制的に冷却材流路隙間を形成さ
せ、これによって堆積デブリの冷却を促進させる。 【解決手段】圧力容器２の底部の内表面に沿って、この
内表面との間に冷却材流路隙間９を形成するように内壁
１０を設け、溶融堆積物が内壁１０の上に堆積するよう
に構成されている。内壁は複数の孔１２を有する。
圧力容器内面との間に強制的に冷却材流路隙間を形成さ
せ、これによって堆積デブリの冷却を促進させる。 【解決手段】圧力容器２の底部の内表面に沿って、この
内表面との間に冷却材流路隙間９を形成するように内壁
１０を設け、溶融堆積物が内壁１０の上に堆積するよう
に構成されている。内壁は複数の孔１２を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉圧力容器に
関し、特に、炉心溶融事故を想定した場合に溶融堆積物
を炉内保持するための安全性を備えた原子炉圧力容器に
関する。
関し、特に、炉心溶融事故を想定した場合に溶融堆積物
を炉内保持するための安全性を備えた原子炉圧力容器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）などの原子炉
においてはシビアアクシデントが発生すると、炉心で溶
融などが発生して、その溶融物と水が爆発的に反応して
燃料を小片に粉砕し、原子炉圧力容器（以下、単に「圧
力容器」と呼ぶ）の下部に落下して堆積（デブリ）を生
じることが考えられる。従来は、このデブリは圧力容器
を貫通して容器外に流出するものとされていたため、圧
力容器外でのデブリ冷却手段を設置することが必要であ
った。
においてはシビアアクシデントが発生すると、炉心で溶
融などが発生して、その溶融物と水が爆発的に反応して
燃料を小片に粉砕し、原子炉圧力容器（以下、単に「圧
力容器」と呼ぶ）の下部に落下して堆積（デブリ）を生
じることが考えられる。従来は、このデブリは圧力容器
を貫通して容器外に流出するものとされていたため、圧
力容器外でのデブリ冷却手段を設置することが必要であ
った。
【０００３】ところが、１９７９年のＴＭＩ（スリーマ
イル島原子力発電所）−２号機の炉心損傷事故の分析に
より、溶融炉が下部ヘッドに到達しても、直ちに圧力容
器の破損には至らず、圧力容器内に溶融炉心が維持され
るという可能性のあることが示された。
イル島原子力発電所）−２号機の炉心損傷事故の分析に
より、溶融炉が下部ヘッドに到達しても、直ちに圧力容
器の破損には至らず、圧力容器内に溶融炉心が維持され
るという可能性のあることが示された。
【０００４】図５に、従来の圧力容器２の下部構造を示
す。圧力容器２の内部に炉心１が配置され、炉心１に挿
入引抜きされる制御棒（図示せず）を駆動するための制
御棒駆動機構のハウジング４が圧力容器２の底部を貫通
している。原子炉の運転時には、冷却材である水が圧力
容器２内で、炉心１の下方から上方に向かって流れてい
る。
す。圧力容器２の内部に炉心１が配置され、炉心１に挿
入引抜きされる制御棒（図示せず）を駆動するための制
御棒駆動機構のハウジング４が圧力容器２の底部を貫通
している。原子炉の運転時には、冷却材である水が圧力
容器２内で、炉心１の下方から上方に向かって流れてい
る。
【０００５】シビアアクシデントでは、冷却材が圧力容
器２外に流出し、炉心１の一部が溶融することが想定さ
れる。しかし、圧力容器２内の冷却材が完全になくなる
わけではない。
器２外に流出し、炉心１の一部が溶融することが想定さ
れる。しかし、圧力容器２内の冷却材が完全になくなる
わけではない。
【０００６】溶融炉の圧力容器２内での冷却メカニズム
は次のように説明される。まず炉心１が溶融して圧力容
器２の底部に落下する時には圧力容器２の底部（下部プ
レナム）には水深４ｍ以上の冷却水プール３が存在する
とされている。したがって、溶融炉心はこのプール中に
落下する過程で分散・粒子化することによって冷却が促
進され、圧力容器２の底部壁（下部ヘッド）への到達時
には溶融炉心の温度は低下し、圧力容器２の底部に堆積
すると考えられる。
は次のように説明される。まず炉心１が溶融して圧力容
器２の底部に落下する時には圧力容器２の底部（下部プ
レナム）には水深４ｍ以上の冷却水プール３が存在する
とされている。したがって、溶融炉心はこのプール中に
落下する過程で分散・粒子化することによって冷却が促
進され、圧力容器２の底部壁（下部ヘッド）への到達時
には溶融炉心の温度は低下し、圧力容器２の底部に堆積
すると考えられる。
【０００７】また、圧力容器２自体もヒートシンク（冷
熱源）としての効果がある。ＢＷＲではＴＭＩ−２に比
べても内径約７ｍと大型の圧力容器を使用しているた
め、さらにこの効果が大きいと期待できる。加えてＢＷ
Ｒの場合は、圧力容器２の底部に制御棒駆動機構ハウジ
ング４の貫通部が多数存在するため、これらの貫通部か
らの放熱も期待される。さらに、堆積したデブリ５と圧
力容器の間に狭隘なギャップが形成され、このギャップ
に水が浸入することによる沸騰冷却の可能性も指摘され
ている。現状のＢＷＲではこうしたメカニズムにより、
シビアアクシデントに至った場合でも溶融炉心が圧力容
器２内で良好に冷却されることによって、圧力容器２内
に維持される可能性があるとされている。
熱源）としての効果がある。ＢＷＲではＴＭＩ−２に比
べても内径約７ｍと大型の圧力容器を使用しているた
め、さらにこの効果が大きいと期待できる。加えてＢＷ
Ｒの場合は、圧力容器２の底部に制御棒駆動機構ハウジ
ング４の貫通部が多数存在するため、これらの貫通部か
らの放熱も期待される。さらに、堆積したデブリ５と圧
力容器の間に狭隘なギャップが形成され、このギャップ
に水が浸入することによる沸騰冷却の可能性も指摘され
ている。現状のＢＷＲではこうしたメカニズムにより、
シビアアクシデントに至った場合でも溶融炉心が圧力容
器２内で良好に冷却されることによって、圧力容器２内
に維持される可能性があるとされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ＢＷＲは万が一シビア
アクシデントに至った場合でも前述のような冷却メカニ
ズムにより圧力容器の健全性が維持される可能性があ
る。これが確実に達成できれば、圧力容器外での過剰な
デブリ冷却手段を設置する必要性はなく、合理的な設備
とすることができ、さらに、一層の安全性の向上をはか
ることができる。しかしながら、堆積デブリと圧力容器
の間の狭隘なギャップは確実に形成されるとは限らず、
またその形態についても明かではない。そこで、本発明
は、堆積デブリと圧力容器内面との間に強制的に冷却材
流路隙間を形成させ、これによって堆積デブリの冷却を
促進させることを目的とする。
アクシデントに至った場合でも前述のような冷却メカニ
ズムにより圧力容器の健全性が維持される可能性があ
る。これが確実に達成できれば、圧力容器外での過剰な
デブリ冷却手段を設置する必要性はなく、合理的な設備
とすることができ、さらに、一層の安全性の向上をはか
ることができる。しかしながら、堆積デブリと圧力容器
の間の狭隘なギャップは確実に形成されるとは限らず、
またその形態についても明かではない。そこで、本発明
は、堆積デブリと圧力容器内面との間に強制的に冷却材
流路隙間を形成させ、これによって堆積デブリの冷却を
促進させることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、原子炉圧力容器の底部の内表面に沿って、この内表
面との間に冷却材流路隙間を形成するように内壁を設
け、当該原子炉の想定事故時に生じる溶融堆積物が前記
内壁の上に堆積するように構成されていること、を特徴
とする原子炉圧力容器である。
は、原子炉圧力容器の底部の内表面に沿って、この内表
面との間に冷却材流路隙間を形成するように内壁を設
け、当該原子炉の想定事故時に生じる溶融堆積物が前記
内壁の上に堆積するように構成されていること、を特徴
とする原子炉圧力容器である。
【００１０】請求項１に記載の発明によれば、万が一シ
ビアアクシデントにより炉心が溶融して圧力容器の底部
に堆積した場合でも、デブリと圧力容器内面の間の冷却
材流路が確保できる。
ビアアクシデントにより炉心が溶融して圧力容器の底部
に堆積した場合でも、デブリと圧力容器内面の間の冷却
材流路が確保できる。
【００１１】また請求項２に記載の発明は、請求項１記
載の原子炉圧力容器において、前記内壁は複数の孔を有
すること、を特徴とする。請求項２に記載の発明によれ
ば、請求項１に記載の発明の作用・効果に加えて、冷却
材の出入り口を多数確保することができるので効果向上
が期待できる。
載の原子炉圧力容器において、前記内壁は複数の孔を有
すること、を特徴とする。請求項２に記載の発明によれ
ば、請求項１に記載の発明の作用・効果に加えて、冷却
材の出入り口を多数確保することができるので効果向上
が期待できる。
【００１２】また請求項３に記載の発明は、請求項１記
載の原子炉圧力容器において、前記内壁は波板形状であ
ること、を特徴とする。請求項３に記載の発明によれ
ば、請求項１に記載の発明の作用・効果に加えて、内壁
を薄くしても必要な剛性を確保でき、また、スペーサが
なくとも、デブリと圧力容器内面の間の冷却材流路を確
保することができる。
載の原子炉圧力容器において、前記内壁は波板形状であ
ること、を特徴とする。請求項３に記載の発明によれ
ば、請求項１に記載の発明の作用・効果に加えて、内壁
を薄くしても必要な剛性を確保でき、また、スペーサが
なくとも、デブリと圧力容器内面の間の冷却材流路を確
保することができる。
【００１３】また請求項４に記載の発明は、請求項１記
載の原子炉圧力容器において、前記内壁は金属製の網で
構成されていること、を特徴とする。請求項４に記載の
発明によれば、請求項１に記載の発明の作用・効果に加
えて、スペーサを必要としないで、デブリと圧力容器内
面との間に冷却材流路を確保することができる。また、
網目からの冷却材の出入りも期待できる。
載の原子炉圧力容器において、前記内壁は金属製の網で
構成されていること、を特徴とする。請求項４に記載の
発明によれば、請求項１に記載の発明の作用・効果に加
えて、スペーサを必要としないで、デブリと圧力容器内
面との間に冷却材流路を確保することができる。また、
網目からの冷却材の出入りも期待できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る第１ないし第３の実施の形態を説明する。ここ
で、従来技術と、または各実施の形態同士で共通または
類似の部分には同一の符号を付して重複説明は省略す
る。
に係る第１ないし第３の実施の形態を説明する。ここ
で、従来技術と、または各実施の形態同士で共通または
類似の部分には同一の符号を付して重複説明は省略す
る。
【００１５】図１および図２は、本発明に係る原子炉圧
力容器の第１の実施の形態を示す。図示のように、第１
の実施の形態では、圧力容器２の底部の内面に沿って隙
間９を設けて、内壁１０を設ける構成になっている。隙
間９は、スペーサ１１を圧力容器２の内面に溶接等で固
定して、その上に内壁１０を固定することによって形成
される。内壁１０には、多数の孔１２が設けられてい
る。
力容器の第１の実施の形態を示す。図示のように、第１
の実施の形態では、圧力容器２の底部の内面に沿って隙
間９を設けて、内壁１０を設ける構成になっている。隙
間９は、スペーサ１１を圧力容器２の内面に溶接等で固
定して、その上に内壁１０を固定することによって形成
される。内壁１０には、多数の孔１２が設けられてい
る。
【００１６】この原子炉で、万が一、シビアアクシデン
ト（想定事故）に至ってデブリ（溶融堆積物）５が堆積
した場合、デブリ５は内壁１０の上に堆積し、隙間９に
は冷却材の流路が形成される。このためこの隙間９に浸
入する水の沸騰伝熱によって堆積デブリの冷却を促進す
ることができる。また孔１２は、隙間９に出入りする冷
却材の通路になる。なお、上記実施の形態の変形例とし
て、内壁１０に孔１２を設けず、隙間９に出入りする冷
却材がすべて内壁１０の周辺部を通る構成にすることも
できる。
ト（想定事故）に至ってデブリ（溶融堆積物）５が堆積
した場合、デブリ５は内壁１０の上に堆積し、隙間９に
は冷却材の流路が形成される。このためこの隙間９に浸
入する水の沸騰伝熱によって堆積デブリの冷却を促進す
ることができる。また孔１２は、隙間９に出入りする冷
却材の通路になる。なお、上記実施の形態の変形例とし
て、内壁１０に孔１２を設けず、隙間９に出入りする冷
却材がすべて内壁１０の周辺部を通る構成にすることも
できる。
【００１７】次に、図３は、本発明に係る原子炉圧力容
器の第２の実施の形態を示す。図示のように、第２の実
施の形態では、圧力容器２の底部の内面に沿って、波板
状の内壁１３を設ける構成になっている。波板状の内壁
１３の谷の部分を圧力容器２の内面に溶接等で固定す
る。このとき、山の部分に隙間２０が形成される。この
場合は、スペーサ１１（図２）を必要としない。一般的
に、波板は平板に比べて、同じ剛性を得るために薄い材
料にすることができ、軽くできる等の利点がある。
器の第２の実施の形態を示す。図示のように、第２の実
施の形態では、圧力容器２の底部の内面に沿って、波板
状の内壁１３を設ける構成になっている。波板状の内壁
１３の谷の部分を圧力容器２の内面に溶接等で固定す
る。このとき、山の部分に隙間２０が形成される。この
場合は、スペーサ１１（図２）を必要としない。一般的
に、波板は平板に比べて、同じ剛性を得るために薄い材
料にすることができ、軽くできる等の利点がある。
【００１８】なお、図３では三角形状の波板にしている
が、上記実施の形態の変形例として、矩形状の波板、あ
るいは山部および谷部が丸く湾曲した形状の波板（図示
せず）を使用しても同様な作用・効果がある。
が、上記実施の形態の変形例として、矩形状の波板、あ
るいは山部および谷部が丸く湾曲した形状の波板（図示
せず）を使用しても同様な作用・効果がある。
【００１９】次に、図４は、本発明に係る原子炉圧力容
器の第３の実施の形態を示す。図示のように、第３の実
施の形態では、金属製の網１４を圧力容器２の底部の内
面に溶接等で貼りつけた構成である。この網１４により
内壁を形成する。網１４には多数の隙間１５が形成され
る。このため、網１４の上にデブリ５が堆積しても冷却
材流路が確保される。
器の第３の実施の形態を示す。図示のように、第３の実
施の形態では、金属製の網１４を圧力容器２の底部の内
面に溶接等で貼りつけた構成である。この網１４により
内壁を形成する。網１４には多数の隙間１５が形成され
る。このため、網１４の上にデブリ５が堆積しても冷却
材流路が確保される。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、堆
積デブリの冷却を促進することができる。
積デブリの冷却を促進することができる。
【図１】本発明に係る原子炉圧力容器の第１の実施の形
態の要部の断面図。
態の要部の断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視拡大断面図。
【図３】本発明に係る原子炉圧力容器の第２の実施の形
態の要部の図であって、図２に相当する拡大断面図。
態の要部の図であって、図２に相当する拡大断面図。
【図４】本発明に係る原子炉圧力容器の第３の実施の形
態の要部の図であって、図２に相当する拡大断面図。
態の要部の図であって、図２に相当する拡大断面図。
【図５】従来の沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器の要部
の断面図。
の断面図。
１…炉心、２…圧力容器、３…冷却水プール、５…デブ
リ、９…隙間、１０…内壁、１１…スペーサ、１２…
孔、１３…内壁、１４…網、１５…隙間、２０…隙間。
リ、９…隙間、１０…内壁、１１…スペーサ、１２…
孔、１３…内壁、１４…網、１５…隙間、２０…隙間。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 秋永 誠
神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株
式会社東芝浜川崎工場内
Ｆターム(参考） 2G002 AA01 BA07
Claims (4)
- 【請求項１】 原子炉圧力容器の底部の内表面に沿っ
て、この内表面との間に冷却材流路隙間を形成するよう
に内壁を設け、当該原子炉の想定事故時に生じる溶融堆
積物が前記内壁の上に堆積するように構成されているこ
と、を特徴とする原子炉圧力容器。 - 【請求項２】 請求項１記載の原子炉圧力容器におい
て、前記内壁は複数の孔を有すること、を特徴とする原
子炉圧力容器。 - 【請求項３】 請求項１記載の原子炉圧力容器におい
て、前記内壁は波板形状であること、を特徴とする原子
炉圧力容器。 - 【請求項４】 請求項１記載の原子炉圧力容器におい
て、前記内壁は金属製の網で構成されていること、を特
徴とする原子炉圧力容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002038862A JP2003240887A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 原子炉圧力容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002038862A JP2003240887A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 原子炉圧力容器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003240887A true JP2003240887A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27780069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002038862A Withdrawn JP2003240887A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 原子炉圧力容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003240887A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010131379A1 (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-18 | 三菱重工業株式会社 | 溶融物の冷却促進装置及び原子炉格納容器 |
| JP2011007613A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Toshiba Corp | 原子炉格納容器ドレンサンプ |
| WO2011132370A1 (ja) * | 2010-04-23 | 2011-10-27 | 株式会社 東芝 | 炉心溶融物保持構造体 |
| KR101504217B1 (ko) * | 2013-05-28 | 2015-03-20 | 한국원자력연구원 | 노심용융물의 피동 순차 냉각 장치 및 이를 구비하는 원전 |
-
2002
- 2002-02-15 JP JP2002038862A patent/JP2003240887A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010131379A1 (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-18 | 三菱重工業株式会社 | 溶融物の冷却促進装置及び原子炉格納容器 |
| JP2010266286A (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 溶融物の冷却促進装置及び原子炉格納容器 |
| JP2011007613A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Toshiba Corp | 原子炉格納容器ドレンサンプ |
| WO2011132370A1 (ja) * | 2010-04-23 | 2011-10-27 | 株式会社 東芝 | 炉心溶融物保持構造体 |
| JP2011232048A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Toshiba Corp | 炉心溶融物保持構造体 |
| GB2491770A (en) * | 2010-04-23 | 2012-12-12 | Toshiba Kk | Melted-core retention structure |
| GB2491770B (en) * | 2010-04-23 | 2016-04-06 | Toshiba Kk | Molten-core retention structure |
| KR101504217B1 (ko) * | 2013-05-28 | 2015-03-20 | 한국원자력연구원 | 노심용융물의 피동 순차 냉각 장치 및 이를 구비하는 원전 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050510 |