JP2014224482A - Cooling structure - Google Patents

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公紀 熊谷
Kiminori Kumagai
公紀 熊谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling structure improved in a cooling function.SOLUTION: A cooling structure 1 includes: an accommodation vessel 2; a building structure 3 which covers the accommodation vessel 2 with a gap, and in which a suction port 4 and an exhaust port 6 of cooling wind are formed; and an air baffle 7 which partitions the gap, and in which a first flow passage 9 through which the cooling wind having flowed in from the suction port 4 descends is formed in a space on the building structure 3 side, and a second flow passage 10 through which the cooling wind having circulated in the first flow passage 9 ascends toward the exhaust port 6 is formed in a space on the accommodation vessel side 2. A rotor blade 21 of a wind generator 20 is arranged at the exhaust port 6 of the building structure 3.

Description

本発明は、冷却構造体に関する。   The present invention relates to a cooling structure.

加圧水型原子炉格納容器では、その冷却を、格納容器内に設けられた冷却システムや、エアバッフル(仕切板)を用いた自然冷却などによって行っている。原子力発電所内には、前記冷却システムとして、外部電源、もしくはディーゼル発電機、電池などの自家発電装置によるクーラー等が備えられている。   The pressurized water reactor containment vessel is cooled by a cooling system provided in the containment vessel, natural cooling using an air baffle (partition plate), or the like. In the nuclear power plant, as the cooling system, an external power source or a cooler using a private power generator such as a diesel generator or a battery is provided.

また、格納容器を覆ってこれを収容する建屋構造体には、流路形成板として機能する前記仕切板(エアバッフル)が、格納容器の垂直壁部外周に形成配置されている。これによって建屋構造体内では、自然災害等による事故時において、建屋構造体と仕切板との間に形成される流路と、仕切板と格納容器との間に形成される流路との間の温度差により、ドラフト力が形成される。そして、このドラフト力によって空気の流れが形成され、この空気の流れによって格納容器が自然冷却される。   In addition, in the building structure that covers and accommodates the storage container, the partition plate (air baffle) that functions as a flow path forming plate is formed and disposed on the outer periphery of the vertical wall portion of the storage container. As a result, in the building structure, in the event of an accident such as a natural disaster, there is a gap between the flow path formed between the building structure and the partition plate and the flow path formed between the partition plate and the containment vessel. A draft force is formed by the temperature difference. An air flow is formed by the draft force, and the containment vessel is naturally cooled by the air flow.

また、このような冷却システムやエアバッフルを用いた自然冷却とは別に、冷却材としての水を用いた冷却システムも備えられている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。すなわち、格納容器内、あるいは原子炉建屋の上部に貯水槽が設置され、自然災害等による事故時において、貯水槽から格納容器内あるいは格納容器の外壁面に放水されることにより、格納容器が冷却されるようになっている。   In addition to such a cooling system and natural cooling using an air baffle, a cooling system using water as a coolant is also provided (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). In other words, a storage tank is installed in the containment vessel or in the upper part of the reactor building, and in the event of an accident due to a natural disaster, the containment vessel is cooled by being discharged from the storage tank to the containment vessel or to the outer wall of the containment vessel. It has come to be.

特開2009−150846号公報JP 2009-150846 A 特開2010−85282号公報JP 2010-85282 A

しかしながら、前記貯水槽の水は限られた量(例えば3日分程度)しかない。したがって、自然災害等による事故時において外部電源等が機能しなくなった際には、特に冷却材(貯水槽の水)が喪失した後には、主に前記の自然冷却で格納容器の過熱を抑制する必要がある。しかし、前記のドラフト力による自然冷却だけでは事故時において充分な冷却を行うのが難しく、したがって原子炉格納容器では、その建屋構造体を含む冷却構造体の、冷却機能の向上が望まれている。   However, there is only a limited amount of water in the water tank (for example, about 3 days). Therefore, when an external power supply or the like stops functioning in the event of an accident due to a natural disaster, etc., especially after the loss of coolant (water in the water tank), the above-described natural cooling mainly suppresses overheating of the containment vessel. There is a need. However, it is difficult to perform sufficient cooling in the event of an accident only by natural cooling using the draft force. Therefore, in the reactor containment vessel, it is desired to improve the cooling function of the cooling structure including the building structure. .

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、冷却機能の向上を図った、冷却構造体を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said situation, The place made into the objective is to provide the cooling structure which aimed at the improvement of the cooling function.

本発明の冷却構造体は、冷却対象物と、間隙をあけて前記冷却対象物を覆うとともに冷却風の吸気口と排気口とが形成された建屋構造体と、前記間隙を仕切り、前記建屋構造体側の空間に前記吸気口から流入した前記冷却風が下降する第1流路を形成し、前記冷却対象物側の空間に前記第1流路を流通した前記冷却風が前記排気口に向かって上昇する第2流路を形成する仕切板と、を有する冷却構造体であって、前記建屋構造体の排気口に、風力発電装置のブレードが配設されていることを特徴とする冷却構造体。   The cooling structure according to the present invention includes a cooling object, a building structure that covers the cooling object with a gap therebetween, and that has cooling air inlets and exhaust ports formed therein, and partitions the gap. A first flow path in which the cooling air flowing from the intake port descends is formed in a body-side space, and the cooling air that has circulated through the first flow path in the space on the cooling object side is directed toward the exhaust port. A cooling structure having a partition plate that forms a second flow path that rises, wherein a blade of a wind power generator is disposed at an exhaust port of the building structure. .

また、前記冷却構造体においては、前記建屋構造体の頂部が筒状に形成され、該頂部が前記排気口となっており、前記ブレードは、前記頂部の上部開口より下側に配設されていることが好ましい。   Further, in the cooling structure, a top portion of the building structure is formed in a cylindrical shape, the top portion serves as the exhaust port, and the blade is disposed below the upper opening of the top portion. Preferably it is.

また、前記冷却構造体において、前記風力発電装置の発電機には、前記ブレードを回転駆動させるための電源が接続されていることが好ましい。   In the cooling structure, it is preferable that a power source for rotating the blade is connected to the generator of the wind power generator.

本発明の冷却構造体によれば、建屋構造体の排気口に風力発電装置のブレードを配設しているので、仕切板によって冷却対象物側の空間に形成された第2流路を上昇した冷却風が排気口に流れ込むことにより、この自然冷却用の冷却風によって前記ブレードを回転させることができる。したがって、例えば事故時において外部電源やディーゼル発電機、電池などの自家発電装置が機能せず、クーラー等の冷却システムが機能しなくなった際にも、風力発電装置による発電によって電源を確保することができ、これによってクーラー等の冷却システムを稼働させることが可能となる。よって、特に事故時における冷却機能を、従来に比べて格段に向上することができる。   According to the cooling structure of the present invention, since the blade of the wind power generator is disposed at the exhaust port of the building structure, the second flow path formed in the space on the cooling object side is raised by the partition plate. When the cooling air flows into the exhaust port, the blade can be rotated by the natural cooling air. Therefore, for example, when an in-house power generation device such as an external power source, a diesel generator, or a battery does not function at the time of an accident, and a cooling system such as a cooler stops functioning, it is possible to secure a power source by power generation by the wind power generation device. This makes it possible to operate a cooling system such as a cooler. Therefore, the cooling function especially at the time of an accident can be remarkably improved as compared with the conventional case.

本発明の冷却構造体の一実施形態を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows one Embodiment of the cooling structure of this invention. 風力発電装置とこれに接続する電気系統を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a wind power generator and the electric system connected to this.

以下、図面を参照して本発明の冷却構造体を詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図1は、本発明に係る冷却構造体を、原子炉格納容器とこれを収容する原子炉建屋に適用した場合の一実施形態を示す図であり、図1中符号1は冷却構造体である。この冷却構造体1は、本発明の冷却対象物となる原子炉格納容器2(以下、格納容器と記す。)と、この格納容器2を覆う建屋構造体3(原子炉建屋)とを有して構成されている。
Hereinafter, the cooling structure of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
FIG. 1 is a view showing an embodiment in which the cooling structure according to the present invention is applied to a nuclear reactor containment vessel and a reactor building that accommodates the reactor containment vessel, and reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a cooling structure. . The cooling structure 1 includes a reactor containment vessel 2 (hereinafter referred to as a containment vessel) that is a cooling object of the present invention, and a building structure 3 (reactor building) that covers the containment vessel 2. Configured.

格納容器2は、上鏡部2aと、この上鏡部2aに連結する円筒部2bと、一部がコンクリート等で埋設された下鏡部とを有して形成されている。格納容器2内には原子炉(図示せず)、蒸気発生器(図示せず)が収容され、さらにモーターバルブ(図示せず)や各種の計器類(図示せず)、格納容器2内を冷却する冷却システム(図示せず)等が収容されている。冷却システムは、外部電源、もしくはディーゼル発電機、電池などの自家発電装置によって稼働するもので、クーラー等の冷却系機器を備えている。また、モーターバルブや各種の計器類も、外部電源や自家発電装置によって稼働する。   The storage container 2 has an upper mirror part 2a, a cylindrical part 2b connected to the upper mirror part 2a, and a lower mirror part partially embedded with concrete or the like. The containment vessel 2 contains a nuclear reactor (not shown) and a steam generator (not shown), and further includes a motor valve (not shown), various instruments (not shown), and the inside of the containment vessel 2. A cooling system (not shown) for cooling is accommodated. The cooling system is operated by an external power source or a private power generator such as a diesel generator or a battery, and includes a cooling system device such as a cooler. Motor valves and various instruments are also operated by an external power source and private power generator.

建屋構造体3は、円筒状の側壁部3aと略円錐台形状の屋根部3bとを有し、所定の間隙をあけて格納容器2の外側に配置され、これによって格納容器2の外側を覆ったものである。この建屋構造体3には、その側壁部3aの上部に吸気口4が形成され、その屋根部3bの頂部5に排気口6が形成されている。   The building structure 3 has a cylindrical side wall portion 3a and a substantially frustoconical roof portion 3b, and is disposed outside the storage container 2 with a predetermined gap therebetween, thereby covering the outside of the storage container 2. It is a thing. In the building structure 3, an air inlet 4 is formed at the upper part of the side wall 3a, and an air outlet 6 is formed at the top 5 of the roof 3b.

吸気口4は、側壁部3aの周方向に複数形成されており、これによって側壁部3aのほぼ全周から外部の空気を冷却風として取り入れられるようになっている。
排気口6は、屋根部3bに形成された円筒状の頂部5によって形成されており、この排気口6内、すなわち頂部5の内部孔内には、後述する風力発電装置のブレードが配設されている。
A plurality of intake ports 4 are formed in the circumferential direction of the side wall portion 3a, so that outside air can be taken in as cooling air from almost the entire circumference of the side wall portion 3a.
The exhaust port 6 is formed by a cylindrical top portion 5 formed in the roof portion 3 b, and a blade of a wind power generator described later is disposed in the exhaust port 6, that is, in the internal hole of the top portion 5. ing.

建屋構造体3と格納容器2との間の間隙には、主に建屋構造体3の側壁部3aと格納容器2の円筒部2bとの間に、これら建屋構造体3と格納容器2との間の間隙を仕切って2重のアニュラス部を形成し、冷却用の通風路(流路)を形成するエアバッフル7(仕切板)が設けられている。エアバッフル7は、建屋構造体3の屋根部3bに上端部が取り付けられ、垂下されることで格納容器2の円筒部2b上部側の全周を囲って配置されている。   In the gap between the building structure 3 and the storage container 2, mainly between the side wall 3 a of the building structure 3 and the cylindrical part 2 b of the storage container 2, there is a gap between the building structure 3 and the storage container 2. An air baffle 7 (partition plate) that forms a double annulus portion by partitioning the gap therebetween and forms a cooling air passage (flow path) is provided. The air baffle 7 is disposed so as to surround the entire circumference of the upper side of the cylindrical portion 2 b of the storage container 2 by being attached to the roof portion 3 b of the building structure 3 and being suspended.

建屋構造体3の側壁部3aは、その底部側にて建屋構造体3と格納容器2との間の間隙を閉塞部8によって閉塞している。これによって建屋構造体3と格納容器2との間の間隙は、閉塞部8の上方において独立した空間部となっている。   The side wall 3 a of the building structure 3 closes the gap between the building structure 3 and the storage container 2 with the closing part 8 on the bottom side. As a result, the gap between the building structure 3 and the storage container 2 is an independent space above the closed portion 8.

そして、エアバッフル7は前記間隙を仕切って前記閉塞部8の上面近傍まで垂下することにより、建屋構造体3側の空間に吸気口4から吸気された冷却風(空気)が下降する第1流路9を形成し、格納容器2側の空間に第1流路9を流通した冷却風が排気口6に向かって上昇する第2流路10を形成している。すなわち、エアバッフル7の建屋構造体3側に、吸気口4から閉塞部8近傍まで下降する第1流路9が形成されている。また、エアバッフル7の格納容器2側に、前記閉塞部8近傍から格納容器2側を通って上昇し、排気口6に向かう第2流路10が形成されている。   Then, the air baffle 7 divides the gap and hangs down to the vicinity of the upper surface of the closed portion 8, whereby the cooling air (air) sucked from the intake port 4 is lowered into the space on the building structure 3 side. A passage 9 is formed, and a second passage 10 is formed in the space on the containment vessel 2 side where the cooling air flowing through the first passage 9 rises toward the exhaust port 6. That is, a first flow path 9 that descends from the air inlet 4 to the vicinity of the closed portion 8 is formed on the building structure 3 side of the air baffle 7. A second flow path 10 is formed on the storage container 2 side of the air baffle 7 so as to rise from the vicinity of the closing portion 8 through the storage container 2 side and toward the exhaust port 6.

このような構成により、自然災害等による事故時において、第2流路10を流動して高温の格納容器2との間で熱交換し、高温となった冷却風は、上昇気流となって頂部5に流入し、排気口6を通って外部に排気される。すると、吸気口4から流入し第1流路9を下降した冷却風は、閉塞部8近傍にて折り返して第2流路10に自然に流れ込む。したがって、エアバッフル7を用いた流路構成により、冷却風が吸気口4から流入して排気口6から排出される自然通風が形成され、これによって格納容器2の自然冷却が可能になっている。   With such a configuration, at the time of an accident due to a natural disaster or the like, the cooling air that has flowed through the second flow path 10 and exchanged heat with the high-temperature containment vessel 2 and became high temperature becomes an ascending air current. 5 and is exhausted to the outside through the exhaust port 6. Then, the cooling air flowing in from the intake port 4 and descending the first flow path 9 is folded back in the vicinity of the closing portion 8 and naturally flows into the second flow path 10. Therefore, the flow path configuration using the air baffle 7 forms natural ventilation in which cooling air flows from the intake port 4 and is discharged from the exhaust port 6, thereby enabling natural cooling of the containment vessel 2. .

また、建屋構造体3には、その屋根部3b上の頂部5の周囲に、該頂部5を囲った状態に貯水槽11が設けられている。この貯水槽11には、その底部に放水管12が接続されており、放水管12は格納容器2の上鏡部2a中央にその放水口を向けて配置されている。このような構成のもとに、例えば自然災害等による事故時において外部電源等が機能しなくなり、格納容器2内を冷却する冷却システムが稼働しなくなった際、放水管12の開閉バルブ(図示せず)を開くことで貯水槽11内の水を放出し、格納容器2の上鏡部2aを冷却して格納容器2の過熱を抑制することができるようになっている。   The building structure 3 is provided with a water storage tank 11 around the top 5 on the roof 3b so as to surround the top 5. A water discharge pipe 12 is connected to the bottom of the water storage tank 11, and the water discharge pipe 12 is arranged with the water discharge port facing the center of the upper mirror portion 2 a of the storage container 2. Under such a configuration, when an external power supply or the like stops functioning in an accident due to a natural disaster or the like and the cooling system for cooling the inside of the containment vessel 2 is not operated, an opening / closing valve (not shown) for the water discharge pipe 12 is provided. Z)), the water in the water storage tank 11 is released, and the upper mirror portion 2a of the storage container 2 can be cooled to suppress overheating of the storage container 2.

また、本実施形態では、建屋構造体3の屋根部3b上に、風力発電装置20が設けられている。風力発電装置20は、ローターブレード21(ブレード)を有するハブ部22と、このハブ部22を回転可能に保持するナセル部23とを備えて構成されている。   In the present embodiment, the wind power generator 20 is provided on the roof portion 3 b of the building structure 3. The wind power generator 20 includes a hub portion 22 having a rotor blade 21 (blade) and a nacelle portion 23 that rotatably holds the hub portion 22.

ハブ部22は、本実施形態では3枚のローターブレード21を有して構成されている。これらローターブレード21は、前記排気口6となる頂部5の内部孔内、すなわち頂部5の上部開口5aより下側に配設されている。本実施形態では、特に頂部5の上部開口5aの近傍部に配設されている。これによってローターブレード21は、頂部5の外側の空気の流れにほとんど影響されることなく、第2流路10を通って頂部5内の排気口6を流れる上昇気流を受けて回転するようになっている。   In the present embodiment, the hub portion 22 includes three rotor blades 21. These rotor blades 21 are disposed in the inner hole of the top portion 5 serving as the exhaust port 6, that is, below the upper opening 5 a of the top portion 5. In the present embodiment, it is disposed particularly in the vicinity of the top opening 5 a of the top portion 5. As a result, the rotor blade 21 rotates by receiving the ascending airflow flowing through the exhaust port 6 in the top portion 5 through the second flow path 10 without being substantially affected by the air flow outside the top portion 5. ing.

ナセル部23は、頂部5の側壁部に形成された開口(図示せず)を通って外側に引き出され、貯水槽11の上に配置されたもので、図2に示すように前記ハブ部22(ローターブレード21)に連結するローター軸と、このローター軸に接続された増速機及びブレーキ装置と、動力伝達軸を介して増速器に接続する発電機とを備え、さらに電力変換装置、制御装置を備えている。   The nacelle part 23 is drawn outside through an opening (not shown) formed in the side wall part of the top part 5 and disposed on the water storage tank 11. As shown in FIG. A rotor shaft coupled to the (rotor blade 21), a speed increaser and a brake device connected to the rotor shaft, and a generator connected to the speed increaser via a power transmission shaft, and further a power converter, A control device is provided.

このような構成により、ローターブレード21が上昇気流を受けることでハブ部22が回転すると、その回転力がローター軸を介してナセル部23の増速機に伝わり、ここで高速回転に変換される。そして、この高速回転力が動力伝達軸を介して発電機に伝達されることにより、発電機ではこの高速回転力を電気エネルギーに変換して発電を行ない、電力変換装置にて電力に変換される。また、制御装置では、発電機や電力変換装置等を正常に機能させるように制御する。本実施形態では、ローターブレード21の直径(ローターブレード21が回転することで形成される円の直径)を10m、頂部5の排気口6を流れる上昇気流の風速を5m/秒とすると、10kW程度の出力(電力)が得られるようになる。   With such a configuration, when the hub portion 22 rotates as the rotor blade 21 receives the rising airflow, the rotational force is transmitted to the speed increaser of the nacelle portion 23 via the rotor shaft, and is converted into high speed rotation here. . The high-speed rotational force is transmitted to the generator via the power transmission shaft, so that the generator converts the high-speed rotational force into electric energy to generate electric power, which is converted into electric power by the power converter. . Further, the control device controls the generator, the power conversion device, and the like to function normally. In this embodiment, when the diameter of the rotor blade 21 (the diameter of a circle formed by the rotation of the rotor blade 21) is 10 m and the wind speed of the rising airflow flowing through the exhaust port 6 at the top 5 is 5 m / second, about 10 kW. Output (electric power) can be obtained.

また、本実施形態では図2に示すように発電機に電源が接続されている。この電源は、中央制御室(図示せず)などで制御されるもので、例えば自然災害等による事故時において外部電源等が機能しており、したがってこの電源も正常に機能している際に、ローターブレード21をファンとして機能させ、自然冷却による格納容器2の冷却能力を高めるために用いられる。すなわち、図2に示す電源によって発電機をモータとして機能させることにより、ローターブレード21(ハブ部22)を強制的に回転させ、排気口6に向かう上昇気流を増やすことができる。これにより、第2流路10を流れる冷却風の流量を増やし、格納容器2を自然冷却によって冷却する能力を高めることができる。   In the present embodiment, a power source is connected to the generator as shown in FIG. This power source is controlled by a central control room (not shown) or the like. For example, an external power source functions in an accident caused by a natural disaster or the like. Therefore, when this power source is also functioning normally, The rotor blade 21 is used as a fan, and is used to increase the cooling capacity of the containment vessel 2 by natural cooling. That is, by causing the generator to function as a motor with the power source shown in FIG. 2, the rotor blade 21 (hub portion 22) can be forcibly rotated to increase the upward airflow toward the exhaust port 6. Thereby, the flow volume of the cooling air which flows through the 2nd flow path 10 can be increased, and the capability to cool the storage container 2 by natural cooling can be improved.

また、ナセル部23にはケーブル(図示せず)が接続されており、このケーブルには変圧器が接続されている。変圧器は、図1に示すように風力発電設備24に設けられたもので、図2に示すように電力変換装置で得られた電力を、原子炉冷却システムを構成するモーターバルブや各種の計器、さらにクーラー等の冷却系機器の仕様に対応した電圧に変換する。そして、変換した電圧を原子炉冷却系システムの各構成要素に印可し、これら各構成要素を稼働させることができるようになっている。   Further, a cable (not shown) is connected to the nacelle portion 23, and a transformer is connected to this cable. The transformer is provided in the wind power generation facility 24 as shown in FIG. 1, and the electric power obtained by the power conversion device as shown in FIG. 2 is converted into motor valves and various instruments constituting the reactor cooling system. In addition, the voltage is converted to a voltage corresponding to the specifications of the cooling system equipment such as a cooler. Then, the converted voltage is applied to each component of the reactor cooling system, and these components can be operated.

ここで、これら各構成要素は外部電源や自家発電装置に接続されており、平常時には外部電源や自家発電装置によって稼働するようになっている。そして、自然災害等による事故時において外部電源等が機能しなくなった際には、前記各要素は中央制御室(図示せず)などでの制御によって前記変圧器に電気的に接続され、この変圧器から電力が供給されることで稼働するようになっている。   Here, each of these components is connected to an external power source or a private power generator, and is normally operated by the external power source or the private power generator. When an external power source or the like stops functioning in the event of an accident due to a natural disaster or the like, the elements are electrically connected to the transformer by control in a central control room (not shown). It comes to operate when power is supplied from the vessel.

図1に示すように変圧器を収容する風力発電設備24は、建屋構造体3の外部に設けられており、特に津波の影響を受けないよう、高台などに設けられている。ただし、この風力発電設備24は、建屋構造体3の外部に設けることなく、建屋構造体3の内部で、かつ格納容器2の外部に設けるようにしてもよい。   As shown in FIG. 1, the wind power generation facility 24 that accommodates the transformer is provided outside the building structure 3 and is provided on a hill or the like so as not to be particularly affected by the tsunami. However, the wind power generation facility 24 may be provided inside the building structure 3 and outside the storage container 2 without being provided outside the building structure 3.

また、頂部5内には、その下端部に架台13が設けられている。この架台13は、メンテナンスの際に作業員の足場となる通路状のもので、頂部5の内部孔内に間隔をあけて複数設けられている。なお、この架台13は、自然災害時などにおいてローターブレード21(ハブ部22)が不測に落下した場合に、これが格納容器2上に落下するのを防止するものとなる。   Further, a pedestal 13 is provided at the lower end of the top 5. The gantry 13 has a passage shape that serves as a scaffold for an operator during maintenance, and a plurality of the gantry 13 are provided in the inner hole of the top portion 5 with a space therebetween. Note that the gantry 13 prevents the rotor blade 21 (hub portion 22) from dropping on the storage container 2 when the rotor blade 21 (hub portion 22) is accidentally dropped during a natural disaster or the like.

また、この架台13の上方には、グレーチング14が設けられている。このグレーチング14も、ローターブレード21(ハブ部22)等の格納容器2上への落下を防止するためのものである。
さらに、頂部5には、その上部開口5aにもグレーチング15が設けられている。このグレーチング15は、メンテナンスに用いられる他に、例えば鳥などの進入を防ぐとともに、頂部5の外からの大きな異物が流れ込むのを防止するためのものである。
A grating 14 is provided above the gantry 13. The grating 14 is also for preventing the rotor blade 21 (hub portion 22) or the like from dropping onto the storage container 2.
Furthermore, the grating | lattice 15 is provided in the top part 5 also in the upper opening 5a. In addition to being used for maintenance, the grating 15 is for preventing, for example, the entry of birds and the like, and preventing large foreign matter from flowing into the top portion 5.

このような冷却構造体1にあっては、通常時には外部電源等で稼働する原子炉冷却システムによって格納容器2内が冷却される。
一方、自然災害等による事故時において外部電源等が機能しなくなった際には、エアバッフル7によって構成される第2流路10を通る冷却風によって格納容器2の外面が冷却され、また貯水槽11の開閉バルブが開かれ、水が放出されることによって格納容器2が冷却される。
In such a cooling structure 1, the inside of the containment vessel 2 is cooled by a reactor cooling system that is normally operated by an external power source or the like.
On the other hand, when an external power source or the like stops functioning in the event of an accident due to a natural disaster or the like, the outer surface of the containment vessel 2 is cooled by cooling air passing through the second flow path 10 constituted by the air baffle 7, and the water storage tank The open / close valve 11 is opened, and the containment vessel 2 is cooled by releasing water.

エアバッフル7によって構成される第2流路10は、事故時に機能する。したがって、第2流路10を流れ、排気口6から排出される上昇気流によって風力発電装置20のローターブレード21が回転し、この回転によって発電がなされる。よって、外部電源等が機能しなくなった際には、原子炉冷却システムの各構成要素への通電源が外部電源等から風力発電装置20の変圧器に切り換えられる。これにより、原子炉冷却システムの各構成要素全体もしくはその一部の稼働が再開もしくは継続され、格納容器2内が冷却される。   The 2nd flow path 10 comprised by the air baffle 7 functions at the time of an accident. Therefore, the rotor blade 21 of the wind power generator 20 is rotated by the rising airflow that flows through the second flow path 10 and is discharged from the exhaust port 6, and power is generated by this rotation. Therefore, when the external power supply or the like stops functioning, the power supply to each component of the reactor cooling system is switched from the external power supply or the like to the transformer of the wind power generator 20. As a result, the operation of all or some of the components of the reactor cooling system is resumed or continued, and the inside of the containment vessel 2 is cooled.

このように本実施形態の冷却構造体1によれば、事故時において貯水槽11の水を全て消費しても、格納容器2内については風力発電装置20により冷却システムを稼働させて冷却することができ、また、エアバッフル7による自然冷却もその能力を低下させることなく通常時と同様に行うことができるため、事故時における冷却機能を従来に比べて格段に向上することができる。   Thus, according to the cooling structure 1 of this embodiment, even if all the water in the water storage tank 11 is consumed in the event of an accident, the cooling system is operated by the wind power generator 20 to cool the inside of the containment vessel 2. In addition, since the natural cooling by the air baffle 7 can be performed in the same manner as normal without lowering its capacity, the cooling function at the time of an accident can be greatly improved as compared with the conventional case.

また、ローターブレード21を頂部5の上部開口5aより下側に配設しているので、ローターブレード21は頂部5の外側を流れる風の影響をほとんど受けることなく安定して回転するようになり、したがって風力発電装置20は効率良く発電を行うことができる。   Further, since the rotor blade 21 is arranged below the upper opening 5a of the top portion 5, the rotor blade 21 rotates stably without being affected by the wind flowing outside the top portion 5, Therefore, the wind power generator 20 can generate power efficiently.

さらに、風力発電装置20の発電機に電源を接続したので、この電源によって発電機をモータとして機能させることにより、ローターブレード21(ハブ部22)を強制的に回転させてファンとして機能させることができる。よって、例えば自然災害等による事故時において外部電源等が機能しており、したがって前記発電機に接続する電源も正常に機能している際に、ローターブレード21をファンとして機能させ、自然冷却による格納容器2の冷却能力を高めることができる。すなわち、第2流路10を流れる冷却風の流量を増やすことにより、格納容器2に対する自然冷却の能力を高めることができる。   Further, since the power source is connected to the generator of the wind power generator 20, the rotor blade 21 (hub portion 22) can be forced to rotate and function as a fan by causing the generator to function as a motor with this power source. it can. Thus, for example, when an external power source or the like functions in an accident due to a natural disaster or the like, and therefore the power source connected to the generator is also functioning normally, the rotor blade 21 functions as a fan and is stored by natural cooling. The cooling capacity of the container 2 can be increased. That is, by increasing the flow rate of the cooling air flowing through the second flow path 10, the ability of natural cooling for the containment vessel 2 can be enhanced.

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、頂部5に設けたローターブレード21に流入する上昇気流を整流し、ローターブレード21の回転効率を高めて発電効率を高めるため、頂部5の内壁面に整流板を設けてもよい。同様に、建屋構造体3の屋根部3bの底面や、格納容器2の上鏡部2aに整流板を設け、ローターブレード21の回転効率を高めるようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, a rectifying plate may be provided on the inner wall surface of the top 5 in order to rectify the rising airflow flowing into the rotor blade 21 provided on the top 5 and increase the rotational efficiency of the rotor blade 21 to increase the power generation efficiency. Similarly, a current plate may be provided on the bottom surface of the roof portion 3b of the building structure 3 or the upper mirror portion 2a of the storage container 2 to increase the rotational efficiency of the rotor blade 21.

また、前記実施形態では、本発明に係る冷却構造体を原子炉格納容器とこれを収容する原子炉建屋(建屋構造体)に適用した場合について説明したが、本発明は例えばサイロを冷却対象物とし、これを覆う建屋構造体を備えた冷却構造体などにも適用することができる。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the cooling structure which concerns on this invention was applied to the nuclear reactor containment vessel and the reactor building (building structure) which accommodates this, this invention, for example, makes a silo a cooling target object. And can be applied to a cooling structure provided with a building structure covering the same.

1…冷却構造体、2…原子炉格納容器(格納容器:冷却対象物)、2a…上鏡部、2b…円筒部、3…建屋構造体、4…吸気口、5…頂部、6…排気口、7…エアバッフル(仕切板)、9…第1流路、10…第2流路、20…風力発電装置、21…ローターブレード(ブレード) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cooling structure, 2 ... Reactor containment vessel (containment vessel: cooling object), 2a ... Upper mirror part, 2b ... Cylindrical part, 3 ... Building structure, 4 ... Intake port, 5 ... Top part, 6 ... Exhaust Mouth, 7 ... Air baffle (partition plate), 9 ... First flow path, 10 ... Second flow path, 20 ... Wind power generator, 21 ... Rotor blade (blade)

Claims (3)

冷却対象物と、間隙をあけて前記冷却対象物を覆うとともに冷却風の吸気口と排気口とが形成された建屋構造体と、前記間隙を仕切り、前記建屋構造体側の空間に前記吸気口から流入した前記冷却風が下降する第1流路を形成し、前記冷却対象物側の空間に前記第1流路を流通した前記冷却風が前記排気口に向かって上昇する第2流路を形成する仕切板と、を有する冷却構造体であって、
前記建屋構造体の排気口に、風力発電装置のブレードが配設されていることを特徴とする冷却構造体。
A cooling object, a building structure that covers the cooling object with a gap and is formed with an inlet and an outlet for cooling air, and the gap is partitioned from the inlet to the space on the building structure side A first flow path in which the cooling air that has flowed down is formed, and a second flow path in which the cooling air that has flowed through the first flow path rises toward the exhaust port is formed in the space to be cooled. A cooling structure having a partition plate,
A cooling structure, wherein a blade of a wind power generator is disposed at an exhaust port of the building structure.
前記建屋構造体の頂部が筒状に形成され、該頂部が前記排気口となっており、
前記ブレードは、前記頂部の上部開口より下側に配設されていることを特徴とする請求項1記載の冷却構造体。
The top of the building structure is formed in a cylindrical shape, the top is the exhaust port,
The cooling structure according to claim 1, wherein the blade is disposed below an upper opening of the top portion.
前記風力発電装置の発電機には、前記ブレードを回転駆動させるための電源が接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の冷却構造体。   The cooling structure according to claim 1 or 2, wherein a power source for rotating the blade is connected to the generator of the wind power generator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11999558B1 (en) * 2023-12-14 2024-06-04 King Faisal University Wind energy based cooling system for storage container

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