JP2015163873A - Reactor containment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子炉圧力容器が格納される格納容器に関する。 The present invention relates to a containment vessel in which a reactor pressure vessel is stored.
従来、原子炉圧力容器が格納される格納容器が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の格納容器では、原子炉圧力容器から放出される熱により加熱された格納容器内を冷却するために、ポンプ等による液体の強制流動や煙突効果による空気の自然対流を用いていた（例えば、非特許文献１参照）。 Conventionally, a containment vessel in which a reactor pressure vessel is stored is known (for example, see Patent Document 1). In this type of containment vessel, natural convection of air due to forced flow of liquid by a pump or the like and chimney effect was used to cool the inside of the containment vessel heated by heat released from the reactor pressure vessel (for example, Non-Patent Document 1).
ポンプ等による液体の強制流動を用いて格納容器内を冷却する場合には、図６に示すように、原子炉圧力容器と遮へい体及びその断熱壁との間に、かつ、断熱壁に沿って、格納容器内に水等の液体が流通するための配管が設けられていた。これにより、原子炉圧力容器で生じた熱は配管内の液体に伝達され、加熱された液体がポンプ等により配管内を圧送されて外部に露出する熱交換器を介して液体に蓄積された熱が大気に放出されるようになっていた。 When the inside of the containment vessel is cooled using the forced flow of liquid by a pump or the like, as shown in FIG. 6, between the reactor pressure vessel and the shielding body and its heat insulating wall, along the heat insulating wall. In addition, piping for flowing liquid such as water was provided in the containment vessel. As a result, the heat generated in the reactor pressure vessel is transferred to the liquid in the pipe, and the heated liquid is pumped through the pipe by a pump or the like and accumulated in the liquid via the heat exchanger exposed to the outside. Was released into the atmosphere.
一方、煙突効果を用いて格納容器内を冷却する場合には、図７に示すように、原子炉圧力容器と遮へい体及びその断熱壁との間に、かつ、断熱壁に沿って、格納容器内に空気が流通するためのダクトが設けられていた。これにより、原子炉圧力容器で生じた熱はダクト内の空気に伝達され、加熱された空気が煙突効果によりダクト内を上昇してダクトの上端にて大気に開放されるようになっていた。このような冷却方法では、例えば、約６０ｍ以上の長さのダクトを用いて煙突効果を大きくし、作動媒体である空気の速度を上昇させることにより、自然対流による熱伝達量を大きくしていた。 On the other hand, when the inside of the containment vessel is cooled by using the chimney effect, as shown in FIG. 7, the containment vessel is provided between the reactor pressure vessel and the shielding body and the heat insulation wall, and along the heat insulation wall. A duct for circulating air was provided inside. As a result, the heat generated in the reactor pressure vessel is transmitted to the air in the duct, and the heated air rises in the duct by the chimney effect and is released to the atmosphere at the upper end of the duct. In such a cooling method, for example, the chimney effect is increased by using a duct having a length of about 60 m or more, and the heat transfer rate by natural convection is increased by increasing the speed of air as a working medium. .
しかしながら、ポンプ等による液体の強制流動を用いた上記従来の技術による格納容器では、地震等による事故が発生したときに配管に亀裂が生じてしまうと、配管より液体が漏れ出ることで、強制流動による熱伝達量が小さくなって、徐熱量が減少してしまう。また、ポンプ等を駆動するのに電力が必要なため、地震等による事故が発生したときに電力の供給が遮断されてしまうとポンプ等が駆動できず、強制流動による熱伝達量が小さくなって、徐熱量が減少してしまう。これにより、ポンプ等による液体の強制流動を用いた炉容器冷却設備はフェール・セーフの点では望ましくなかった。 However, in the conventional container using forced flow of liquid by a pump or the like, if an accident due to an earthquake or the like occurs and the pipe is cracked, the liquid leaks from the pipe and forced flow As a result, the amount of heat transfer is reduced and the amount of gradual heat decreases. Also, since electric power is required to drive the pump, etc., if the power supply is interrupted when an accident such as an earthquake occurs, the pump cannot be driven, and the amount of heat transfer due to forced flow is reduced. The amount of slow heat will decrease. As a result, the reactor vessel cooling facility using forced liquid flow by a pump or the like is not desirable in terms of fail-safety.
また、煙突効果を用いた上記従来の技術による格納容器では、空気の流速を、一般に強風と言われる程度の速度まで上昇させることが望ましいが、ダクトの長さにも制限があり、また、ダクトの表面抵抗により空気の流速に限界が生じてしまっていた。また、地震等による事故が発生したときにダクトが変形または閉塞してしまうと、必要とする空気の流速を満たすことができず、自然対流による熱伝達量が小さくなって、徐熱量が減少してしまう。これにより、煙突効果による空気の自然対流を用いた炉容器冷却設備はフェール・セーフの点では望ましくなかった。さらに、煙突効果による空気の自然対流を用いた炉容器冷却設備は、大気が直接的にダクト内に入るため、砂、土、虫、及び植物等が炉容器冷却設備内に溜まってしまっていた。さらにまた、大気に含まれる湿度や塩分により酸化、錆発生、及び腐食等が発生し、ダクトの交換が必要となるが、ダクトの交換は困難であった。 In addition, in the containment vessel according to the above-described conventional technology using the chimney effect, it is desirable to increase the air flow rate to a speed generally referred to as a strong wind, but the length of the duct is also limited, and the duct The surface resistance of air caused a limit on the air flow rate. Also, if the duct is deformed or blocked when an accident such as an earthquake occurs, the required air flow rate cannot be satisfied, the amount of heat transfer due to natural convection decreases, and the amount of gradual heat decreases. End up. As a result, furnace vessel cooling equipment using natural air convection due to the chimney effect is not desirable in terms of fail-safety. Furthermore, the furnace vessel cooling equipment using natural convection of air due to the chimney effect has the atmosphere directly entering the duct, so that sand, earth, insects, plants, etc. have accumulated in the furnace vessel cooling equipment. . Furthermore, oxidation, rust generation, corrosion, and the like are generated due to humidity and salt contained in the atmosphere, and replacement of the duct is necessary, but replacement of the duct is difficult.
本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、ポンプ等による強制流動や煙突効果を用いることなく冷却能力を向上させることのできる格納容器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a containment vessel that can solve the above-described problems of the prior art and improve the cooling capacity without using forced flow or a chimney effect by a pump or the like.
本発明は、原子炉圧力容器を格納するための格納容器において、前記原子炉圧力容器が格納される圧力容器室が内部に形成された容器本体と、前記容器本体の上部で外部に露出するように前記容器本体に設けられ、内部に形成された冷却室内の流体と外部の流体とで熱交換して、前記圧力容器室から前記冷却室に流入した流体を冷却する冷却部と、を備えたことを特徴とする。 According to the present invention, in a containment vessel for storing a reactor pressure vessel, a pressure vessel chamber in which the reactor pressure vessel is housed is formed, and a vessel main body formed therein is exposed to the outside at an upper portion of the vessel main body. A cooling unit that is provided in the container main body and that exchanges heat between the fluid in the cooling chamber formed inside and the fluid outside and cools the fluid that has flowed into the cooling chamber from the pressure vessel chamber. It is characterized by that.
この場合において、前記冷却室は、前記容器本体から上方に延びて形成されていてもよい。前記冷却室は、鉛直に対して傾いた方向に延びていてもよい。前記冷却室は、前記原子炉圧力容器に近づく程断面が大きくなるように形成されていてもよい。前記冷却室は、前記圧力容器室から水平方向に延びて形成されていてもよい。前記冷却室は、底部が放物曲面で形成されていてもよい。前記圧力容器室は、底部が放物曲面で形成されていてもよい。前記圧力容器室には、前記原子炉圧力容器と前記冷却部との間に、前記原子炉圧力容器からの熱を反射するための反射板が設けられていてもよい。前記反射板は、前記格納容器の天井面、床面、及び壁面の少なくともいずれかに設けられていてもよい。前記冷却部は、内部を流れる流体、及び、外部を流れる流体の少なくとも一方と接するフィンが設けられていてもよい。前記圧力容器室は、前記原子炉圧力容器から放射される放射線を遮へいするための遮へい体が前記容器本体の壁部に沿って設けられており、前記冷却室は、前記原子炉圧力容器と前記遮へい体との間に配置された断熱壁の前記原子炉圧力容器側を前記断熱壁に沿って延びていてもよい。 In this case, the cooling chamber may be formed to extend upward from the container body. The cooling chamber may extend in a direction inclined with respect to the vertical. The cooling chamber may be formed so that a cross section becomes larger as it approaches the reactor pressure vessel. The cooling chamber may be formed to extend in a horizontal direction from the pressure vessel chamber. The cooling chamber may have a parabolic curved bottom. The pressure vessel chamber may be formed with a parabolic curved bottom. A reflection plate for reflecting heat from the reactor pressure vessel may be provided between the reactor pressure vessel and the cooling unit in the pressure vessel chamber. The reflector may be provided on at least one of a ceiling surface, a floor surface, and a wall surface of the containment vessel. The cooling unit may be provided with fins that are in contact with at least one of a fluid flowing inside and a fluid flowing outside. In the pressure vessel chamber, a shielding body for shielding radiation radiated from the reactor pressure vessel is provided along the wall portion of the vessel body, and the cooling chamber includes the reactor pressure vessel and the The reactor pressure vessel side of the heat insulating wall arranged between the shielding body and the heat insulating wall may extend along the heat insulating wall.
本発明では、例えば、ポンプ等による強制流動や煙突効果を用いることなく冷却能力を向上させることができる。 In the present invention, for example, the cooling capacity can be improved without using forced flow by a pump or the like and the chimney effect.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
［１］第１実施形態
図１は、本実施形態に係る格納容器を示す模式図である。格納容器（ＣＶ：Ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ Ｖｅｓｓｅｌ）１０は、原子炉の炉心１が格納された原子炉圧力容器（ＲＰＶ：Ｒｅａｃｔｏｒ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｖｅｓｓｅｌ）２を格納するための容器である。この格納容器１０は、例えば、鋼で形成されており、原子炉圧力容器で生じた圧力を抑える圧力障壁であるとともに、放射性物質の拡散を防止する。格納容器１０は、容器本体１０ａと、遮へい体３と、断熱壁４と、冷却部である炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ：Ｒｅａｃｔｏｒ Ｃａｖｉｔｙ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）５と、反射板６とを備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] First Embodiment FIG. 1 is a schematic view showing a storage container according to this embodiment. A containment vessel (CV) 10 is a vessel for housing a reactor pressure vessel (RPV) 2 in which a reactor core 1 is stored. The containment vessel 10 is made of steel, for example, and serves as a pressure barrier that suppresses the pressure generated in the reactor pressure vessel, and prevents the diffusion of radioactive substances. The containment vessel 10 includes a vessel main body 10 a, a shielding body 3, a heat insulating wall 4, a reactor vessel cooling system (RCCS) 5 as a cooling unit, and a reflection plate 6.
容器本体１０ａは、原子炉圧力容器２が格納される圧力容器室１０ｂが内部に形成されている。 The vessel body 10a has a pressure vessel chamber 10b in which the reactor pressure vessel 2 is stored.
遮へい体３は、圧力容器室１０ｂに容器本体１０ａの壁部１０ｃ等に沿って設けられており、原子炉圧力容器２から放射される放射線を遮へいするようになっている。なお、遮へい体３は、図１では壁部１０ｃに沿ってのみ設けられているが、天井部や床部等その他の部分に設けられていてもよい。 The shielding body 3 is provided in the pressure vessel chamber 10b along the wall portion 10c of the vessel body 10a and the like, and shields radiation radiated from the reactor pressure vessel 2. In addition, although the shielding body 3 is provided only along the wall part 10c in FIG. 1, you may be provided in other parts, such as a ceiling part and a floor part.
断熱壁４は、原子炉圧力容器２と遮へい体３との間に遮へい体３に沿って配置されており、原子炉圧力容器２から放射された熱が外部に放熱されないように断熱するようになっている。 The heat insulating wall 4 is disposed along the shielding body 3 between the reactor pressure vessel 2 and the shielding body 3 so as to insulate the heat radiated from the reactor pressure vessel 2 from being radiated to the outside. It has become.
炉容器冷却設備５は、容器本体１０ａの外側で容器本体１０ａに取り付けられており、容器本体１０ａの上部で外部に露出するように容器本体１０ａに設けられている。この炉容器冷却設備５は、容器本体１０ａよりも放熱性が高くなるように設けられており、内部に形成された冷却室５ａ内の流体と外部の流体とで熱交換して、圧力容器室１０ｂから冷却室５ａに流入した流体を冷却するようになっている。この冷却室５ａは、容器本体１０ａに形成された開口を介して圧力容器室１０ｂと流体的に連通しており、断熱壁４の原子炉圧力容器２側を断熱壁４に沿って延びるように設けられている。冷却室５ａは、容器本体１０ａから上方に延びて形成されており、冷却室５ａが延びる方向に延びる仮想線Ｘが原子炉圧力容器２と交わらない位置に配置されている。炉容器冷却設備５は、表面積を拡大して放熱性を向上させるべく、内部の冷却室５ａ内を流れる流体と接するフィン、及び、外部を流れる流体と接するフィンが設けられている。 The furnace vessel cooling facility 5 is attached to the vessel body 10a outside the vessel body 10a, and is provided in the vessel body 10a so as to be exposed to the outside at the upper part of the vessel body 10a. The furnace vessel cooling equipment 5 is provided so as to have higher heat dissipation than the vessel body 10a, and heat exchange is performed between the fluid in the cooling chamber 5a formed inside and the fluid outside and the pressure vessel chamber. The fluid flowing into the cooling chamber 5a from 10b is cooled. The cooling chamber 5 a is in fluid communication with the pressure vessel chamber 10 b through an opening formed in the vessel body 10 a, and extends along the heat insulation wall 4 on the reactor pressure vessel 2 side of the heat insulation wall 4. Is provided. The cooling chamber 5a is formed to extend upward from the vessel body 10a, and is disposed at a position where the imaginary line X extending in the direction in which the cooling chamber 5a extends does not intersect the reactor pressure vessel 2. The furnace container cooling facility 5 is provided with fins that are in contact with the fluid flowing in the internal cooling chamber 5a and fins that are in contact with the fluid flowing outside in order to increase the surface area and improve heat dissipation.
反射板６は、圧力容器室１０ｂ内であって、原子炉圧力容器２と炉容器冷却設備５との間に設けられている。この反射板６は、ふく射（放射）された熱を反射するようになっており、原子炉圧力容器２からふく射された熱を反射させて炉容器冷却設備５に効率良く伝達するようになっている。反射板６は、図１では、容器本体１０ａの天井面及び床面に配置されているが、壁面等その他の位置に配置されていてもよい。本実施形態では、容器本体１０ａの床面に配置された反射板６は、冷却室５ａの真下まで延びており、仮想線Ｘが交わるように設けられている。 The reflector 6 is provided in the pressure vessel chamber 10 b and between the reactor pressure vessel 2 and the reactor vessel cooling equipment 5. The reflector 6 reflects the radiated (radiated) heat, reflects the heat radiated from the reactor pressure vessel 2 and efficiently transmits it to the reactor vessel cooling equipment 5. Yes. In FIG. 1, the reflecting plate 6 is disposed on the ceiling surface and the floor surface of the container body 10a, but may be disposed at other positions such as a wall surface. In the present embodiment, the reflection plate 6 disposed on the floor surface of the container body 10a extends to a position directly below the cooling chamber 5a, and is provided so that the virtual line X intersects.
以下、格納容器１０に関する各関係式について説明する。
温度と炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）５による除熱量との関係は、以下に示す式となる。
ｈm：総括熱伝達率（Ｗ／ｍ2／Ｋ）
ＴRPV：原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の温度（Ｋ）
ＴRCCS：炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）の構造物の温度（Ｋ）
Ａ：伝熱面積（ｍ2）
Hereinafter, each relational expression regarding the storage container 10 will be described.
The relationship between the temperature and the amount of heat removed by the reactor vessel cooling facility (RCCS) 5 is represented by the following equation.
h m : Overall heat transfer coefficient (W / m 2 / K)
T RPV : Reactor pressure vessel (RPV) temperature (K)
T RCCS : Temperature of the reactor vessel cooling equipment (RCCS) structure (K)
A: Heat transfer area (m 2 )
温度の時間変化と除熱量の時間変化（除熱速度）との関係は、以下に示す式となる。
次に、総括熱伝達率ｈmを自然対流による平均熱伝達率とふく射による平均熱伝達率とに分ける。 Next, divide the overall heat transfer coefficient h m in the average heat transfer rate by radiation between the average heat transfer coefficient due to natural convection.
平均ヌセルト数と空気の熱伝導率とから自然対流による平均熱伝達率は、
Ｎｕm：平均ヌセルト数
λ：空気の熱伝導率（Ｗ／ｍ／Ｋ）
Ｌ：代表長さ（ｍ）
となる。
From the average Nusselt number and the thermal conductivity of air, the average heat transfer coefficient by natural convection is
Nu m : Average Nusselt number λ: Thermal conductivity of air (W / m / K)
L: Representative length (m)
It becomes.
原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の外表面と炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）の外表面との間の平均熱伝達率は、ｄｅ Ｖａｈｌ Ｄａｖｉｓ，Ｇ．とＴｈｏｍａｓ，Ｒ．Ｗ．の同心環状空間での内筒加熱、外筒冷却の場合の平均ヌセルト数の式を用い、代表長さは内筒加熱と外筒冷却の半径の差とすると、
Ｎｕm＝０．２８６×Ｒａ0.258×Ｐｒ0.006×Ｈ-0.238×Ｋ0.442
Ｒａ＝Ｇｒ×Ｐｒ
Ｌ＝ｒo−ｒi
Ｇｒ：グラスホフ数
Ｐｒ：プラントル数
Ｈ：アスペクト比
Ｋ：同心環状空間の外筒と内筒との半径比
ｌ：同心環状空間高さ（ｍ）
ｒo：外筒半径（ｍ）
ｒi：内筒半径（ｍ）
となる。
The average heat transfer coefficient between the outer surface of the reactor pressure vessel (RPV) and the outer surface of the reactor vessel cooling facility (RCCS) is described in de Vahl Davis, G .; And Thomas, R .; W. Using the formula of the average Nusselt number in the case of inner cylinder heating and outer cylinder cooling in the concentric annular space, the representative length is the difference between the radius of inner cylinder heating and outer cylinder cooling,
Nu m = 0.286 × Ra 0.258 × Pr 0.006 × H −0.238 × K 0.442
Ra = Gr × Pr
L = r o -r i
ro : outer cylinder radius (m)
r i : inner cylinder radius (m)
It becomes.
一方、ステファン・ボルツマン定数と放射率とから、ふく射による除熱量を以下の式で示すことができる。
ｈRAD：ふく射による平均熱伝達率（Ｗ／ｍ2／Ｋ）
σ：ステファン・ボルツマン定数（Ｗ／ｍ2／Ｋ4）
Ｆ12：原子炉圧力容器（ＲＰＶ）と炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）と間の形態係数
ε1：原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の放射率
ε2：炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）の放射率
On the other hand, from the Stefan-Boltzmann constant and the emissivity, the amount of heat removed by radiation can be expressed by the following equation.
h RAD : Average heat transfer coefficient by radiation (W / m 2 / K)
σ: Stefan-Boltzmann constant (W / m 2 / K 4 )
F 12 : Form factor between reactor pressure vessel (RPV) and reactor vessel cooling equipment (RCCS) ε 1 : Emissivity of reactor pressure vessel (RPV) ε 2 : Emissivity of reactor vessel cooling equipment (RCCS)
本実施形態では、炉容器冷却設備５を高温工学試験研究炉（ＨＴＴＲ：Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｓｔ Ｒｅａｃｔｏｒ）に組み込んだモデルを用いて解析を行っている。図１に示す炉心の中心から圧力容器室１０ｂの一部である第１の領域Ｐ１、圧力容器室１０ｂの一部及び冷却室５ａの一部からなる第２の領域Ｐ２の境界までの距離は、
半径：３．８６（ｍ）
直径：７．７２（ｍ）
周長：２４．２５３１（ｍ）
高さ：１６．８５７４（ｍ）
伝熱面積：４０８．８４（ｍ2）
となる。
In the present embodiment, the analysis is performed using a model in which the furnace vessel cooling facility 5 is incorporated into a high temperature engineering test reactor (HTTR). The distance from the center of the core shown in FIG. 1 to the boundary of the first region P1, which is part of the pressure vessel chamber 10b, the part of the pressure vessel chamber 10b, and the second region P2 which is part of the cooling chamber 5a, is ,
Radius: 3.86 (m)
Diameter: 7.72 (m)
Circumference: 24.2531 (m)
Height: 16.8574 (m)
Heat transfer area: 408.84 (m 2 )
It becomes.
また、要求される徐熱量、原子炉入口冷却材温度、及び原子炉圧力容器の温度はそれぞれ、
原子炉圧力容器（ＲＰＶ）からの放熱量、すなわち炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）による徐熱量：８００（ｋＷ）
原子炉入口冷却材温度：６２３．１５（Ｋ）＝３５０（℃）
原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の温度：６７３．１５（Ｋ）＝４００（℃）
となる。
Also, the required amount of heat, reactor inlet coolant temperature, and reactor pressure vessel temperature are respectively
The amount of heat released from the reactor pressure vessel (RPV), that is, the gradual heat amount by the reactor vessel cooling facility (RCCS): 800 (kW)
Reactor inlet coolant temperature: 623.15 (K) = 350 (° C.)
Reactor pressure vessel (RPV) temperature: 673.15 (K) = 400 (° C.)
It becomes.
ここで、参考として、従来技術におけるポンプ等による水の強制流動を用いた炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）と、煙突効果による空気の自然対流を用いた炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）との場合について説明する。 Here, as a reference, a case of a reactor vessel cooling facility (RCCS) using forced flow of water by a pump or the like in the prior art and a reactor vessel cooling facility (RCCS) using natural convection of air by a chimney effect will be described. To do.
ポンプ等による水の強制流動を用いた炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）では、
炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）の水の温度：約３２３．１５（Ｋ）＝５０（℃）
炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）の構造物の温度：約３７３．１５（Ｋ）＝１００（℃）
であり、
ｈm：総括熱伝達率（Ｗ／ｍ2／Ｋ）
ＴRPV：原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の温度（Ｋ）
ＴRCCS（１）：炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）の構造物の温度（Ｋ）
Ａ（１）：伝熱面積（ｍ2）
ｈWATER（１）：水の強制流動による熱伝達率（Ｗ／ｍ2／Ｋ）
ＴWATER（１）：水の温度（Ｋ）
となる。
In reactor vessel cooling equipment (RCCS) using forced flow of water by pumps,
Temperature of water in reactor vessel cooling facility (RCCS): about 323.15 (K) = 50 (° C.)
Temperature of the structure of the reactor vessel cooling facility (RCCS): about 373.15 (K) = 100 (° C.)
And
h m : Overall heat transfer coefficient (W / m 2 / K)
T RPV : Reactor pressure vessel (RPV) temperature (K)
T RCCS (1): Temperature of the reactor vessel cooling equipment (RCCS) structure (K)
A (1): Heat transfer area (m 2 )
h WATER (1): Heat transfer coefficient by forced water flow (W / m 2 / K)
T WATER (1): Water temperature (K)
It becomes.
原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の温度は６７３．１５（Ｋ）＝４００（℃）であり、炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）の構造物の温度は３７３．１５（Ｋ）＝１００（℃）である。このため、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）と炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）の構造物との温度差は３００（Ｋ）で一定であり、総括熱伝達率も一定である。 The temperature of the reactor pressure vessel (RPV) is 673.15 (K) = 400 (° C.), and the temperature of the structure of the reactor vessel cooling equipment (RCCS) is 373.15 (K) = 100 (° C.). . For this reason, the temperature difference between the reactor pressure vessel (RPV) and the reactor vessel cooling facility (RCCS) structure is constant at 300 (K), and the overall heat transfer coefficient is also constant.
また、煙突効果による空気の自然対流を用いた炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）では、
夏季の空気温度：３１３．１５（Ｋ）＝４０（℃）
炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）の空気の温度：約３１３．１５（Ｋ）＝４０（℃）
である。
Moreover, in the reactor vessel cooling facility (RCCS) using natural convection of air by the chimney effect,
Summer air temperature: 313.15 (K) = 40 (° C)
Temperature of furnace vessel cooling equipment (RCCS) air: about 313.15 (K) = 40 (° C.)
It is.
原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の温度は６７３．１５（Ｋ）＝４００（℃）であり、炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）の構造物の温度は３７３．１５（Ｋ）＝１００（℃）である。このため、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）と炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）の構造物との温度差が３００（Ｋ）で一定になり、総括熱伝達率も一定になるように、煙突効果を大きくしてダクト内の空気の速度を上昇させ、自然対流による熱伝達率を大きくする必要がある。
ｈm：総括熱伝達率（Ｗ／ｍ2／Ｋ）
ＴRPV：原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の温度（Ｋ）
ＴRCCS（１）：炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）の構造物の温度（Ｋ）
Ａ（１）：伝熱面積（ｍ2）
ｈAIR（１）：煙突効果による空気の熱伝達率（Ｗ／ｍ2／Ｋ）
ＴAIR（１）：大気（空気）の温度（Ｋ）
となる。なお、煙突効果による空気の自然対流を用いた炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）では、伝熱面積であるＡ（１）（ｍ2）は変更することができないようになっている。
The temperature of the reactor pressure vessel (RPV) is 673.15 (K) = 400 (° C.), and the temperature of the structure of the reactor vessel cooling equipment (RCCS) is 373.15 (K) = 100 (° C.). . For this reason, the chimney effect is increased so that the temperature difference between the reactor pressure vessel (RPV) and the reactor vessel cooling facility (RCCS) structure is constant at 300 (K) and the overall heat transfer coefficient is also constant. Therefore, it is necessary to increase the speed of air in the duct and increase the heat transfer coefficient by natural convection.
h m : Overall heat transfer coefficient (W / m 2 / K)
T RPV : Reactor pressure vessel (RPV) temperature (K)
T RCCS (1): Temperature of the reactor vessel cooling equipment (RCCS) structure (K)
A (1): Heat transfer area (m 2 )
h AIR (1): Air heat transfer coefficient by chimney effect (W / m 2 / K)
T AIR (1): Air (air) temperature (K)
It becomes. In addition, in the reactor vessel cooling facility (RCCS) using natural convection of air by the chimney effect, A (1) (m 2 ) which is a heat transfer area cannot be changed.
次に、本実施形態に係る炉容器冷却設備５による熱移動量について説明する。
圧力容器室１０ｂ内の流体である空気の温度、冷却室５ａ内の流体である空気の温度、炉容器冷却設備５の構造物自体の温度、夏季の外気温度、及び煙突効果が無い場合の空気の熱伝達率は、
圧力容器室内の気体（空気）の温度：５７３．１５（Ｋ）＝３００（℃）
冷却室内の気体（空気）の温度：４７３．１５（Ｋ）＝２００（℃）
炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ）の構造物の温度：約３７３．１５（Ｋ）＝１００（℃）
夏季の空気温度：３１３．１５（Ｋ）＝４０（℃）
煙突効果がない場合の空気の熱伝達率：５（Ｗ／ｍ2／Ｋ）
とする。
Next, the amount of heat transfer by the furnace container cooling facility 5 according to this embodiment will be described.
The temperature of the air that is the fluid in the pressure vessel chamber 10b, the temperature of the air that is the fluid in the cooling chamber 5a, the temperature of the structure of the furnace vessel cooling facility 5, the outdoor air temperature in summer, and the air when there is no chimney effect The heat transfer coefficient of
Temperature of gas (air) in the pressure vessel chamber: 573.15 (K) = 300 (° C.)
Temperature of gas (air) in cooling chamber: 473.15 (K) = 200 (° C.)
Temperature of the structure of the reactor vessel cooling facility (RCCS): about 373.15 (K) = 100 (° C.)
Summer air temperature: 313.15 (K) = 40 (° C)
Heat transfer coefficient of air when there is no chimney effect: 5 (W / m 2 / K)
And
図１に示す圧力容器室１０ｂの一部である第１の領域Ｐ１、圧力容器室１０ｂの一部及び冷却室５ａの一部からなる第２の領域Ｐ２、炉容器冷却設備５、及び大気である第３の領域Ｐ３の間の熱移動量は、それぞれ以下のようになる。 In the first region P1, which is a part of the pressure vessel chamber 10b shown in FIG. 1, the second region P2, which is a part of the pressure vessel chamber 10b and a part of the cooling chamber 5a, the furnace vessel cooling equipment 5, The amount of heat transfer between a certain third region P3 is as follows.
第１の領域Ｐ１から第２の領域Ｐ２への熱移動量Ｑ1→2（Ｗ）は、第１の領域Ｐ１の熱伝達率をｈAIR（１）（Ｗ／ｍ2／Ｋ）、原子炉圧力容器２の温度をＴRPV（Ｋ）、第２の領域Ｐ２の下部における流体の温度をＴAIR（１）、第１の領域Ｐ１と第２の領域Ｐ２との境界の面積をＡ（１）（ｍ2）とすると、
第２の領域Ｐ２から炉容器冷却設備５への熱移動量Ｑ2→RCCS（Ｗ）は、第２の領域Ｐ２の熱伝達率をｈAIR（２）（Ｗ／ｍ2／Ｋ）、第２の領域Ｐ２の上部における流体の温度をＴAIR（２）（Ｋ）、炉容器冷却設備５の構造体自体の温度をＴRCCS（２）（Ｋ）、第２の領域Ｐ２と炉容器冷却設備５の構造体自体との境界の面積をＡ（２）＋Ａ（３）＋Ａ（４）（ｍ2）とすると、
炉容器冷却設備５から大気である第３の領域Ｐ３への熱移動量ＱRCCS→3（Ｗ）は、第３の領域Ｐ３の熱伝達率をｈAIR（３）（Ｗ／ｍ2／Ｋ）、炉容器冷却設備５の構造体自体の温度をＴRCCS（２）（Ｋ）、第３の領域Ｐ３における流体の温度をＴAIR（３）（Ｋ）、炉容器冷却設備５の構造体自体と第３の領域Ｐ３との境界の面積をＡ（２）＋Ａ（３）＋Ａ（４）（ｍ2）とすると、
以上の式から分かるように、炉容器冷却設備５を設けて圧力容器室１０ｂ及び冷却室５ａからなる炉室を拡大することで、総括熱伝達率（Ｗ／ｍ2／Ｋ）内の自然対流による平均熱伝達率を大きくすることができる。なお、炉室を拡大するだけでなく、炉容器冷却設備５の内側にフィン等を設けることによって第２の領域Ｐ２から炉容器冷却設備５の構造体自体へ熱が移動するときの伝熱面積を大きくすることができ、炉容器冷却設備５の外側にフィン等を設けることによって炉容器冷却設備５の構造体自体から大気である第３の領域Ｐ３へ熱が移動するときの伝熱面積を大きくすることができる。 As can be seen from the above equation, natural convection in the overall heat transfer coefficient (W / m 2 / K) is achieved by providing the furnace vessel cooling facility 5 and expanding the furnace chamber comprising the pressure vessel chamber 10b and the cooling chamber 5a. The average heat transfer coefficient can be increased. It should be noted that not only the furnace chamber is enlarged, but also the heat transfer area when heat is transferred from the second region P2 to the structure itself of the furnace vessel cooling equipment 5 by providing fins or the like inside the furnace vessel cooling equipment 5 The heat transfer area when heat is transferred from the structure itself of the reactor vessel cooling facility 5 to the third region P3 that is the atmosphere by providing fins or the like on the outside of the reactor vessel cooling facility 5 can be increased. Can be bigger.
図２は、本実施形態による徐熱の解析結果を示す図である。
この解析結果では、上述のパラメータに基づくモデルを用いており、図中軸線Ｃで軸対象なモデルとなっている。容器本体１０ａは、図２に示すように、断熱壁４で覆われており、炉容器冷却設備５のみ断熱がなされていない。炉容器冷却設備５は、図２では、８００（ｋＷ）の徐熱量となるような高さに形成されているが、例えば、高さｈ１で形成すると徐熱量が約６００（ｋＷ）となり、高さｈ２で形成すると徐熱量が約４００（ｋＷ）となり、高さｈ３で形成すると徐熱量が約２００（ｋＷ）となる。なお、炉容器冷却設備５にフィン等を設けることにより、同じ徐熱量を維持したまま炉容器冷却設備５の高さを低く抑えることができる。
FIG. 2 is a diagram showing the analysis result of slow heat according to the present embodiment.
In this analysis result, a model based on the above-described parameters is used, and the model is an axis target on the axis C in the figure. As shown in FIG. 2, the container body 10 a is covered with a heat insulating wall 4, and only the furnace container cooling facility 5 is not thermally insulated. In FIG. 2, the furnace vessel cooling facility 5 is formed at a height that provides a gradual heat amount of 800 (kW). For example, when formed at a height h1, the gradual heat amount is about 600 (kW), When it is formed at a height h2, the amount of gradual heat is about 400 (kW), and when it is formed at a height h3, the amount of gradual heat is about 200 (kW). In addition, by providing a fin etc. in the furnace container cooling equipment 5, the height of the furnace container cooling equipment 5 can be restrained low, maintaining the same slow heat amount.
図２に示す解析結果では、温度分布を符号ｔ１乃至ｔ７で領域分けしており、温度分布ｔ１から温度分布ｔ７にかけて次第に温度が下がり、温度分布ｔ７が最も温度が低くなっている。 In the analysis result shown in FIG. 2, the temperature distribution is divided into regions t1 to t7, the temperature gradually decreases from the temperature distribution t1 to the temperature distribution t7, and the temperature distribution t7 has the lowest temperature.
原子炉圧力容器２からの放熱は、原子炉圧力容器２の温度が４００（℃）以下、原子炉圧力容器２におけるふく射による徐熱が約７６％、自然対流による徐熱が約２４％となっている。 Regarding the heat radiation from the reactor pressure vessel 2, the temperature of the reactor pressure vessel 2 is 400 (° C.) or less, the slow heat by radiation in the reactor pressure vessel 2 is about 76%, and the slow heat by natural convection is about 24%. ing.
一方、炉容器冷却設備５においては、軸線Ｃから離れる方向への炉容器冷却設備５からの放熱は、大気温度が４０（℃）の時に、ふく射による徐熱が約６５％、自然対流による徐熱が約３５％となっており、軸線Ｃに向かう方向への炉容器冷却設備５からの放熱は、大気温度が４０（℃）の時に、ふく射による徐熱が約６４％、自然対流による徐熱が約３６％となっている。 On the other hand, in the reactor vessel cooling facility 5, the heat release from the reactor vessel cooling facility 5 in the direction away from the axis C is about 65% due to radiation when the atmospheric temperature is 40 (° C.) and gradually due to natural convection. The heat is about 35%, and the heat release from the reactor vessel cooling equipment 5 in the direction toward the axis C is about 64% due to radiation when the atmospheric temperature is 40 (° C.), and gradually due to natural convection. The heat is about 36%.
本実施形態では、格納容器１０は、原子炉圧力容器２が格納される圧力容器室１０ｂが内部に形成された容器本体１０ａと、容器本体１０ａの外側で容器本体１０ａに取り付けられ、内部に形成された冷却室５ａ内の流体を外部の流体と熱交換して、圧力容器室１０ｂから冷却室５ａに流入した流体を冷却する炉容器冷却設備５とを備えている。これにより、圧力容器室１０ｂ及び冷却室５ａからなる空間は、ポンプ等による強制流動や煙突効果を用いる従来技術による格納容器よりも第２の領域Ｐ２の分だけ大きくなり、伝熱面積や総括熱伝達率（Ｗ／ｍ2／Ｋ）における自然対流による平均熱伝達率を大きくして受動的な炉容器冷却設備５とすることができる。このため、ポンプ等による強制流動や煙突効果を用いることなく格納容器の冷却能力を向上させることができる。 In the present embodiment, the containment vessel 10 is formed inside a vessel body 10a in which a pressure vessel chamber 10b in which the reactor pressure vessel 2 is housed is formed, and attached to the vessel body 10a outside the vessel body 10a. And a furnace vessel cooling facility 5 for cooling the fluid flowing into the cooling chamber 5a from the pressure vessel chamber 10b by exchanging heat between the fluid in the cooling chamber 5a and the external fluid. As a result, the space composed of the pressure vessel chamber 10b and the cooling chamber 5a becomes larger by the second region P2 than the conventional containment vessel using the forced flow by the pump or the like and the chimney effect. It is possible to increase the average heat transfer rate by natural convection at the transfer rate (W / m 2 / K) and to make the reactor vessel cooling equipment 5 passive. For this reason, the cooling capacity of the containment vessel can be improved without using forced flow or a chimney effect by a pump or the like.
また、本実施形態では、炉容器冷却設備５は、内部及び外部の少なくとも一方にフィンが設けられている。これにより、最終的なヒートシンクである大気と炉容器冷却設備５とが熱交換する伝熱面積を大きくできる。 In the present embodiment, the furnace vessel cooling facility 5 is provided with fins on at least one of the inside and the outside. Thereby, the heat transfer area which heat-exchanges the atmosphere which is a final heat sink, and the furnace container cooling equipment 5 can be enlarged.
さらに、本実施形態では、格納容器１０は、原子炉圧力容器２と炉容器冷却設備５との間に、原子炉圧力容器２からの熱を反射するための反射板６が設けられている。これにより、格納容器１０は、原子炉圧力容器２からふく射された熱を効率良く炉容器冷却設備５に伝達させることができる。 Furthermore, in this embodiment, the containment vessel 10 is provided with a reflector 6 for reflecting heat from the reactor pressure vessel 2 between the reactor pressure vessel 2 and the reactor vessel cooling equipment 5. Thereby, the containment vessel 10 can efficiently transmit the heat radiated from the reactor pressure vessel 2 to the reactor vessel cooling facility 5.
［２］第２実施形態
図３は、第２実施形態に係る格納容器を示す模式図である。第２実施形態に係る格納容器１０は、炉容器冷却設備５の冷却室５ａが鉛直に対して傾いた方向に延びているという構成が第１実施形態と異なっている。図３において、第１実施形態と略同様の構成は、同一の符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
[2] Second Embodiment FIG. 3 is a schematic view showing a storage container according to a second embodiment. The containment vessel 10 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the cooling chamber 5a of the furnace vessel cooling facility 5 extends in a direction inclined with respect to the vertical. In FIG. 3, configurations substantially similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted, and different portions will be described in detail.
第２実施形態に係る炉容器冷却設備５の冷却室５ａは、図３に示すように、鉛直方向に対して傾いて形成されている。具体的には、冷却室５ａは、冷却室５ａが延びる方向に延びる仮想線Ｘが鉛直に伸びる軸線Ｃに対して角度θだけ傾いた方向に延びて原子炉圧力容器２と交わる位置に配置されている。この角度θは、例えば、１５度乃至３０度となっている。 As shown in FIG. 3, the cooling chamber 5a of the furnace vessel cooling facility 5 according to the second embodiment is formed to be inclined with respect to the vertical direction. Specifically, the cooling chamber 5a is disposed at a position where the virtual line X extending in the direction in which the cooling chamber 5a extends extends in a direction inclined by an angle θ with respect to the axis C extending vertically and intersects the reactor pressure vessel 2. ing. This angle θ is, for example, 15 degrees to 30 degrees.
本実施形態では、炉容器冷却設備５の冷却室５ａは、鉛直に対して傾いた方向に延びて、冷却室５ａが延びる方向に延びる仮想線Ｘが原子炉圧力容器２と交わる位置に配置されている。これにより、格納容器１０は、原子炉圧力容器２でふく射により放出された熱が、格納容器１０の中で反射せずに真っ直ぐ炉容器冷却設備５の冷却室５ａに届くようになっている。このため、格納容器１０のふく射による冷却能力をさらに向上させることができる。 In the present embodiment, the cooling chamber 5a of the reactor vessel cooling facility 5 extends in a direction inclined with respect to the vertical, and is disposed at a position where a virtual line X extending in the direction in which the cooling chamber 5a extends intersects the reactor pressure vessel 2. ing. Thereby, the containment vessel 10 is configured such that the heat released by the radiation in the reactor pressure vessel 2 reaches the cooling chamber 5 a of the reactor vessel cooling facility 5 without being reflected in the containment vessel 10. For this reason, the cooling capacity by radiation of the storage container 10 can be further improved.
［３］第３実施形態
図４は、第３実施形態に係る格納容器を示す模式図である。第３実施形態に係る格納容器１０は、冷却室５ａが原子炉圧力容器２に近づく程断面が大きくなるように形成されているという構成が第２実施形態と異なっている。図４において、第２実施形態と略同様の構成は、同一の符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
[3] Third Embodiment FIG. 4 is a schematic view showing a storage container according to a third embodiment. The containment vessel 10 according to the third embodiment differs from the second embodiment in that the containment vessel 10 is formed so that the cross-section becomes larger as the cooling chamber 5a approaches the reactor pressure vessel 2. In FIG. 4, the same configuration as that of the second embodiment is denoted by the same reference numeral, and redundant description is omitted, and different portions will be described in detail.
第３実施形態に係る炉容器冷却設備５の冷却室５ａは、図４に示すように、鉛直方向に対して傾いて形成された上に、原子炉圧力容器２に近づく程断面が大きくなるように形成されている。具体的には、冷却室５ａの断面は、原子炉圧力容器２の近傍では、原子炉圧力容器２の側面２ａの全面と同程度以上の面積になっている。すなわち、第２実施形態よりも、ふく射により冷却室５ａに真っ直ぐに到達する熱を多くすることができる。 As shown in FIG. 4, the cooling chamber 5 a of the reactor vessel cooling facility 5 according to the third embodiment is formed to be inclined with respect to the vertical direction, and the cross section becomes larger as the reactor pressure vessel 2 is approached. Is formed. Specifically, the cross section of the cooling chamber 5 a has an area that is equal to or larger than the entire side surface 2 a of the reactor pressure vessel 2 in the vicinity of the reactor pressure vessel 2. That is, it is possible to increase the heat that reaches the cooling chamber 5a straightly by radiation than in the second embodiment.
本実施形態では、鉛直に対して傾いた方向に延びる炉容器冷却設備５の冷却室５ａは、原子炉圧力容器２に近づく程断面が大きくなるように形成されている。これにより、格納容器１０は、原子炉圧力容器２でふく射により放熱された熱が、格納容器１０の中で反射せずに真っ直ぐ炉容器冷却設備５の冷却室５ａに届くようになっている。このため、格納容器１０のふく射による冷却能力をさらに向上させることができる。 In the present embodiment, the cooling chamber 5a of the reactor vessel cooling facility 5 extending in a direction inclined with respect to the vertical is formed so that the cross section becomes larger as the reactor pressure vessel 2 is approached. Thereby, the containment vessel 10 is configured such that the heat radiated by the radiation of the reactor pressure vessel 2 reaches the cooling chamber 5 a of the reactor vessel cooling facility 5 without being reflected in the containment vessel 10. For this reason, the cooling capacity by radiation of the storage container 10 can be further improved.
［４］第４実施形態
図５は、第４実施形態に係る格納容器を示す模式図である。第４実施形態に係る格納容器２０は、炉容器冷却設備１５の冷却室１５ａが圧力容器室１０ｂから水平方向に延びて形成されているという構成が第１乃至３実施形態と異なっている。すなわち、第４実施形態に係る格納容器２０は、実質的に第３実施形態に係る格納容器１０の冷却室５ａをさらに傾けて水平にした構成になっている。図５において、第２実施形態と略同様の構成は、同一の符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
[4] Fourth Embodiment FIG. 5 is a schematic view showing a storage container according to a fourth embodiment. The containment vessel 20 according to the fourth embodiment is different from the first to third embodiments in that the cooling chamber 15a of the furnace vessel cooling facility 15 is formed extending in the horizontal direction from the pressure vessel chamber 10b. That is, the storage container 20 according to the fourth embodiment has a configuration in which the cooling chamber 5a of the storage container 10 according to the third embodiment is further inclined and leveled. In FIG. 5, configurations that are substantially the same as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and different portions are described in detail.
第４実施形態に係る炉容器冷却設備１５は、図５に示すように、容器本体１０ａの側部に設けられている。炉容器冷却設備１５の冷却室１５ａと容器本体１０ａの圧力容器室１０ｂとは、例えば、境界線Ａを境に分かれている。 As shown in FIG. 5, the furnace vessel cooling facility 15 according to the fourth embodiment is provided on the side of the vessel body 10a. The cooling chamber 15a of the furnace vessel cooling facility 15 and the pressure vessel chamber 10b of the vessel main body 10a are separated by a boundary line A, for example.
冷却室１５ａの底部は、パラボラアンテナのような形状の放物曲面１６で形成されている。この放物曲面１６は、ふく射された熱を反射するようになっており、原子炉圧力容器２からふく射された熱を上方に反射させるように設けられている。なお、放物曲面１６は、原子炉圧力容器２からふく射により放出されたほとんどの熱を上方に反射可能な形状に形成されている。 The bottom of the cooling chamber 15a is formed by a parabolic curved surface 16 shaped like a parabolic antenna. The parabolic curved surface 16 reflects the radiated heat, and is provided so as to reflect the heat radiated from the reactor pressure vessel 2 upward. The paraboloid 16 is formed in a shape that can reflect most of the heat released from the reactor pressure vessel 2 by radiation.
冷却室１５ａの上部は、外部に露出する熱交換面１５ｂが形成されている。炉容器冷却設備１５は、この熱交換面１５ｂで冷却室１５ａ内の流体と外部の流体とで熱交換して、圧力容器室１０ｂから冷却室１５ａに流入した流体を冷却するようになっている。熱交換面１５ｂは、表面積を拡大して放熱性を向上させるべく、内部の冷却室１５ａ内を流れる流体と接するフィン、及び、外部を流れる流体と接する図示せぬフィンが設けられている。熱交換面１５ｂは、圧力容器室１０ｂの天井面と同じかより高い位置に設けられており、これにより圧力容器室１０ｂ内を対流した熱が熱交換面１５ｂまで対流可能になっている。 A heat exchange surface 15b exposed to the outside is formed in the upper part of the cooling chamber 15a. The furnace vessel cooling facility 15 is configured to cool the fluid flowing from the pressure vessel chamber 10b into the cooling chamber 15a by exchanging heat between the fluid in the cooling chamber 15a and the external fluid at the heat exchange surface 15b. . The heat exchange surface 15b is provided with fins that are in contact with the fluid flowing in the internal cooling chamber 15a and fins (not shown) that are in contact with the fluid flowing outside in order to increase the surface area and improve heat dissipation. The heat exchange surface 15b is provided at a position that is the same as or higher than the ceiling surface of the pressure vessel chamber 10b, so that heat convected in the pressure vessel chamber 10b can be convected to the heat exchange surface 15b.
圧力容器室１０ｂの底部は、冷却室１５ａの放物曲面１６と同様の放物曲面１０ｄで形成されている。この放物曲面１０ｄは、冷却室１５ａの放物曲面１６と略連続する放物曲面で形成されている。放物曲面１０ｄは、ふく射された熱を反射するようになっており、原子炉圧力容器２からふく射された熱を冷却室１５ａの熱交換面１５ｂに向けて反射させるように設けられている。なお、放物曲面１０ｄは、原子炉圧力容器２から下方に向けてふく射により放出されたほとんどの熱を熱交換面１５ｂに反射可能な形状に形成されている。 The bottom of the pressure vessel chamber 10b is formed with a parabolic curved surface 10d similar to the parabolic curved surface 16 of the cooling chamber 15a. The parabolic curved surface 10d is formed as a parabolic curved surface that is substantially continuous with the parabolic curved surface 16 of the cooling chamber 15a. The parabolic curved surface 10d reflects the radiated heat, and is provided so as to reflect the heat radiated from the reactor pressure vessel 2 toward the heat exchange surface 15b of the cooling chamber 15a. In addition, the paraboloid 10d is formed in a shape that can reflect most of the heat released by radiation downward from the reactor pressure vessel 2 to the heat exchange surface 15b.
炉容器冷却設備１５は、放物曲面１６及び熱交換面１５ｂが設けられていることにより、原子炉圧力容器２からのふく射熱を効率良く外部の流体と熱交換することができるようになっている。具体的には、例えば、原子炉圧力容器２の下端の点Ｐでふく射された熱は、図中矢印Ｒで示すように、放物曲面１６で上方に向けて反射されて熱交換面１５ｂに到達し、熱交換面１５ｂで外部の流体と熱交換するようになっている。 The reactor vessel cooling equipment 15 is provided with a parabolic curved surface 16 and a heat exchange surface 15b, so that the radiation heat from the reactor pressure vessel 2 can be efficiently exchanged with an external fluid. . Specifically, for example, the heat radiated at the point P at the lower end of the reactor pressure vessel 2 is reflected upward on the parabolic curved surface 16 and reflected on the heat exchange surface 15b as indicated by an arrow R in the figure. The heat exchange surface 15b exchanges heat with an external fluid.
一方、炉容器冷却設備１５は、原子炉圧力容器２から対流によって放出された熱は上方に対流した後に圧力容器室１０ｂの天井面及び冷却室１５ａの天井面で水平方向に広がり、冷却室１５ａの熱交換面１５ｂで外部の流体と熱交換するようになっている。 On the other hand, the reactor vessel cooling facility 15 spreads in the horizontal direction on the ceiling surface of the pressure vessel chamber 10b and the ceiling surface of the cooling chamber 15a after the heat released by the convection from the reactor pressure vessel 2 is convected upward, and the cooling chamber 15a The heat exchange surface 15b exchanges heat with an external fluid.
本実施形態では、冷却室１５ａの底部が放物曲面１６で形成されているとともに、圧力容器室１０ｂの底部が放物曲面１０ｄで形成されている。これにより、格納容器１０は、原子炉圧力容器２でふく射により放出された熱のほとんどを放物曲面１６，１０ｂで反射させて炉容器冷却設備１５の熱交換面１５ｂに届くようにすることができる。このため、格納容器１０のふく射による冷却能力をさらに向上させることができる。 In the present embodiment, the bottom of the cooling chamber 15a is formed with a paraboloid 16 and the bottom of the pressure vessel chamber 10b is formed with a paraboloid 10d. Thus, the containment vessel 10 can reflect most of the heat released by radiation in the reactor pressure vessel 2 by the parabolic curved surfaces 16 and 10b and reach the heat exchange surface 15b of the reactor vessel cooling equipment 15. it can. For this reason, the cooling capacity by radiation of the storage container 10 can be further improved.
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１乃至３実施形態では、格納容器１０の底部を平面としているが、第４実施形態のような放物曲面としてもよい。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, this invention is not limited to this. For example, in the first to third embodiments, the bottom of the storage container 10 is a flat surface, but it may be a parabolic curved surface as in the fourth embodiment.
１ 炉心
２ 原子炉圧力容器
３ 遮へい体
４ 断熱壁
５ 炉容器冷却設備（冷却部）
５ａ 冷却室
６ 反射板
１０ 格納容器
１０ａ 容器本体
１０ｂ 圧力容器室
１０ｃ 壁部
１０ｄ 放物曲面
１５ 炉容器冷却設備（冷却部）
１５ａ 冷却室
１５ｂ 熱交換面
１６ 放物曲面
２０ 格納容器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Core 2 Reactor pressure vessel 3 Shielding body 4 Insulation wall 5 Reactor vessel cooling equipment (cooling part)
5a Cooling chamber 6 Reflector plate 10 Containment vessel 10a Container body 10b Pressure vessel chamber 10c Wall portion 10d Parabolic curved surface 15 Furnace vessel cooling equipment (cooling portion)
15a Cooling chamber 15b Heat exchange surface 16 Parabolic surface 20 Containment vessel
Claims (11)
前記原子炉圧力容器が格納される圧力容器室が内部に形成された容器本体と、
前記容器本体の上部で外部に露出するように前記容器本体に設けられ、内部に形成された冷却室内の流体と外部の流体とで熱交換して、前記圧力容器室から前記冷却室に流入した流体を冷却する冷却部と、を備えたことを特徴とする格納容器。 In the containment vessel for storing the reactor pressure vessel,
A vessel body in which a pressure vessel chamber in which the reactor pressure vessel is stored is formed;
Provided in the container main body so as to be exposed to the outside at the upper part of the container main body, and exchanged heat between the fluid in the cooling chamber formed inside and the external fluid, and flowed into the cooling chamber from the pressure vessel chamber And a cooling part for cooling the fluid.
前記冷却室は、前記容器本体から上方に延びて形成されたことを特徴とする格納容器。 The containment vessel of claim 1,
The containment vessel, wherein the cooling chamber is formed to extend upward from the vessel body.
前記冷却室は、鉛直に対して傾いた方向に延びていることを特徴とする格納容器。 The containment vessel according to claim 1 or 2,
The containment vessel, wherein the cooling chamber extends in a direction inclined with respect to the vertical.
前記冷却室は、前記原子炉圧力容器に近づく程断面が大きくなるように形成されていることを特徴とする格納容器。 The containment container according to any one of claims 1 to 3,
The containment vessel, wherein the cooling chamber is formed so that a cross section becomes larger as it approaches the reactor pressure vessel.
前記冷却室は、前記圧力容器室から水平方向に延びて形成されたことを特徴とする格納容器。 The containment vessel of claim 1,
The containment vessel, wherein the cooling chamber is formed to extend horizontally from the pressure vessel chamber.
前記冷却室は、底部が放物曲面で形成されたことを特徴とする格納容器。 The containment vessel according to claim 5,
The containment vessel, wherein the cooling chamber has a parabolic curved bottom.
前記圧力容器室は、底部が放物曲面で形成されたことを特徴とする格納容器。 The containment container according to any one of claims 1 to 6,
The containment vessel, wherein the pressure vessel chamber has a parabolic curved bottom.
前記圧力容器室には、前記原子炉圧力容器と前記冷却部との間に、前記原子炉圧力容器からの熱を反射するための反射板が設けられたことを特徴とする格納容器。 The containment vessel according to any one of claims 1 to 7,
The containment vessel, wherein a reflection plate for reflecting heat from the reactor pressure vessel is provided in the pressure vessel chamber between the reactor pressure vessel and the cooling unit.
前記反射板は、前記格納容器の天井面、床面、及び壁面の少なくともいずれかに設けられたことを特徴とする格納容器。 The containment vessel according to claim 8,
The storage container, wherein the reflection plate is provided on at least one of a ceiling surface, a floor surface, and a wall surface of the storage container.
前記冷却部は、内部を流れる流体、及び、外部を流れる流体の少なくとも一方と接するフィンが設けられたことを特徴とする格納容器。 The containment container according to any one of claims 1 to 9,
The cooling container is provided with a fin that is in contact with at least one of a fluid flowing inside and a fluid flowing outside.
前記圧力容器室は、前記原子炉圧力容器から放射される放射線を遮へいするための遮へい体が前記容器本体の壁部に沿って設けられており、前記冷却室は、前記原子炉圧力容器と前記遮へい体との間に配置された断熱壁の前記原子炉圧力容器側を前記断熱壁に沿って延びていることを特徴とする格納容器。 The containment container according to any one of claims 1 to 10,
In the pressure vessel chamber, a shielding body for shielding radiation radiated from the reactor pressure vessel is provided along the wall portion of the vessel body, and the cooling chamber includes the reactor pressure vessel and the A containment vessel that extends along the heat insulation wall on the reactor pressure vessel side of the heat insulation wall disposed between the shield body and the heat shield wall.
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