JP2017062158A - Reactor core molten material holding device and nuclear reactor containment vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、炉心溶融物保持装置および原子炉格納容器に関する。 Embodiments described herein relate generally to a core melt holding device and a reactor containment vessel.
水冷却型原子炉では、原子炉圧力容器内への給水の停止や、原子炉圧力容器に接続された配管の破断により冷却水が喪失すると、原子炉圧力容器内の水位が低下し、炉心が露出して冷却が不十分になる可能性がある。このような場合を想定して、原子炉圧力容器内の水位が低下した場合には原子炉は自動的に非常停止され、非常用炉心冷却装置(ECCS)による冷却材の注入によって炉心を冠水させて冷却し、炉心溶融事故を未然に防ぐようになっている。 In a water-cooled nuclear reactor, if cooling water is lost due to the stoppage of water supply to the reactor pressure vessel or the breakage of piping connected to the reactor pressure vessel, the water level in the reactor pressure vessel decreases and the reactor core Exposure may result in inadequate cooling. Assuming such a case, when the water level in the reactor pressure vessel drops, the reactor is automatically shut down, and the core is submerged by injecting coolant with an emergency core cooling system (ECCS). To prevent accidents in the core melting.
しかしながら、極めて低い確率ではあるものの、非常用炉心冷却装置が作動せず、かつ、その他の炉心への注水装置も利用できない事態も想定されうる。このような場合、原子炉圧力容器内の水位の低下により炉心が露出して十分な冷却が行われず、原子炉の停止後も発生し続ける崩壊熱によって燃料棒温度が上昇し、最終的には炉心溶融に至る事態が考えられる。このような事態に至った場合、高温の炉心溶融物は原子炉圧力容器の下部に溶け落ち、更に原子炉圧力容器の底部を溶融して貫通し、原子炉格納容器の床面に落下することになる。 However, although there is an extremely low probability, it may be assumed that the emergency core cooling device does not operate and water injection devices for other cores cannot be used. In such a case, the core is exposed due to a drop in the water level in the reactor pressure vessel and sufficient cooling is not performed, and the fuel rod temperature rises due to decay heat that continues to occur even after the reactor shuts down. A situation that leads to melting of the core is considered. If this happens, the hot core melt will melt into the lower part of the reactor pressure vessel, melt and penetrate the bottom of the reactor pressure vessel, and fall to the floor of the reactor containment vessel. become.
炉心溶融物は原子炉格納容器のコンクリート製の床面を加熱し、接触面が高温状態になるとコンクリートと反応して、二酸化炭素や水素などの非凝縮性ガスを大量に発生させると共に、コンクリートを溶融して浸食する。発生した非凝縮性ガスは原子炉格納容器内の圧力を高め、この原子炉格納容器を破損させる可能性がある。また、コンクリートの溶融浸食により原子炉格納容器バウンダリを破損させたり、原子炉格納容器の構造強度を低下させる可能性がある。このような炉心溶融物とコンクリートとの反応が継続して原子炉格納容器が破損すると、原子炉格納容器内の放射性物質が外部環境へ放出する可能性がある。 The core melt heats the concrete floor of the containment vessel and reacts with the concrete when the contact surface becomes hot, generating a large amount of non-condensable gases such as carbon dioxide and hydrogen. Melt and erode. The generated non-condensable gas increases the pressure in the containment vessel and may damage the containment vessel. Moreover, there is a possibility that the reactor containment boundary may be damaged by melting and erosion of concrete, and the structural strength of the reactor containment may be reduced. When the reaction between the core melt and concrete continues and the reactor containment vessel is damaged, radioactive materials in the reactor containment vessel may be released to the external environment.
炉心溶融物とコンクリートとの反応を抑制するためには、炉心溶融物に接触するコンクリートの接触面の温度を浸食温度以下(一般的なコンクリートで1500K以下)に冷却するか、炉心溶融物とコンクリートとが直接接触しないようにする必要がある。そのために、炉心溶融物が落下した場合に備えて様々な対策方法が提案されている。 In order to suppress the reaction between the core melt and concrete, the temperature of the contact surface of the concrete in contact with the core melt is cooled to below the erosion temperature (1500 K or less for general concrete), or the core melt and concrete are cooled. It is necessary to avoid direct contact with. For this reason, various countermeasures have been proposed in case the core melt falls.
こうした炉心溶融物が落下した場合の対策方法として、例えば、落下した炉心溶融物を保持する構造体の表面に設けた耐熱材で炉心溶融物を受け止め、構造体の内部を流通する冷却材を用いて、炉心溶融物を底部から冷却する炉心溶融物保持装置(コアキャッチャー)が提案されている。この従来の炉心溶融物保持装置では、ライザーの外側から構造体内の冷却流路内にペデスタル内の冷却材を供給して、耐熱材で受け止めた炉心溶融物を底部から冷却すると共に、炉心溶融物による耐熱材への熱的浸食を抑制している(特許文献1参照)。 As a countermeasure against such a fall of the core melt, for example, a coolant that receives the core melt with a heat-resistant material provided on the surface of the structure that holds the dropped core melt and uses a coolant that circulates inside the structure is used. There has been proposed a core melt holding device (core catcher) for cooling the core melt from the bottom. In this conventional core melt holding device, the coolant in the pedestal is supplied from the outside of the riser into the cooling flow path in the structure, and the core melt received by the heat-resistant material is cooled from the bottom, and the core melt This suppresses thermal erosion of the heat-resistant material due to (see Patent Document 1).
これにより、炉心溶融物保持装置に落下した炉心溶融物の上面に注水した冷却水だけでは炉心溶融物の底部の除熱が十分でなく、崩壊熱によって炉心溶融物の底部の温度が高温のまま維持されている場合でも、炉心溶融物を底部からも冷却して、原子炉格納容器のコンクリート製の床面への侵食の抑制を図っている。 As a result, only the cooling water poured onto the top surface of the core melt that has fallen into the core melt holding device does not sufficiently remove heat from the bottom of the core melt, and the temperature of the bottom of the core melt remains high due to decay heat. Even if maintained, the core melt is also cooled from the bottom to prevent erosion of the reactor containment on the concrete floor.
しかしながら、従来の炉心溶融物保持装置では、ライザーの外側に冷却材を構造体内の冷却流路内に供給する隙間を形成するようにしているため、構造体の炉心溶融物を保持するスペースが十分確保できず、炉心溶融物を保持しつつ炉心溶融物の底部を安定して冷却できない可能性もある。 However, in the conventional core melt holding device, since a gap for supplying the coolant into the cooling flow path in the structure is formed outside the riser, there is sufficient space for holding the core melt in the structure. There is a possibility that the bottom of the core melt cannot be stably cooled while holding the core melt.
こうした炉心溶融物の保持対策の必要性は、より高い安全性を担保する観点から、国内外で高まっており、新規に建設される原子炉だけでなく、既に建設済みの原子炉(既設炉)についても同様である。特に、既設炉の原子炉格納容器の下部構造は、前述の炉心溶融物保持装置を設置するための空間を有していない設計であることが多く、従来の炉心溶融物保持装置は、スペースや設置方法の制約から既設炉への適用が困難になる。さらに、ライザーは格納容器内に配置される機器との干渉を避けるために、特に設置スペースの制約が大きい。しかし、炉心溶融物保持装置を設置するためのスペースを確保するためにペデスタルを切削することは、格納容器の強度を維持する観点から好ましくない。 The need for such core melt retention measures is increasing both in Japan and overseas from the viewpoint of ensuring higher safety. Not only newly constructed reactors but also already constructed reactors (existing reactors) The same applies to. In particular, the lower structure of the reactor containment vessel of the existing reactor is often designed not to have a space for installing the above-described core melt holding device. It becomes difficult to apply to existing furnaces due to restrictions on the installation method. Furthermore, the riser is particularly limited in installation space in order to avoid interference with equipment arranged in the containment vessel. However, it is not preferable to cut the pedestal to secure a space for installing the core melt holding device from the viewpoint of maintaining the strength of the containment vessel.
今後、あらゆる事態を想定し、より高い安全性を確保し、炉心溶融物の保持対策の更なる向上を図る上で、炉心溶融物をさらに安定して冷却し、保持することができる炉心溶融物保持装置が希求されている。 A core melt that can cool and hold the core melt in a stable manner in order to ensure higher safety and to further improve the measures to hold the core melt in the future. A holding device is desired.
そこで、本発明の実施形態は、上記事情を考慮してなされたものであり、炉心溶融物をさらにより安定して冷却し、保持することができる炉心溶融物保持装置および原子炉格納容器を提供することを目的とする。 Therefore, embodiments of the present invention have been made in view of the above circumstances, and provide a core melt holding device and a reactor containment vessel that can cool and hold a core melt even more stably. The purpose is to do.
一の実施形態による炉心溶融物保持装置は、ペデスタル側壁とペデスタル床とによって囲まれるペデスタル内に設けられ、原子炉圧力容器内の炉心が溶融して生じた炉心溶融物を保持面で保持して冷却する炉心溶融物保持装置であって、前記炉心溶融物を冷却するための冷却材が通過する冷却通路と、前記冷却通路の、前記冷却材の供給側に連結された第1ライザーと、前記冷却通路の、前記冷却材の排出側に連結された第2ライザーと、を具備してなり、複数の前記第1ライザーおよび前記第2ライザーが前記ペデスタル側壁の内周面に沿って、前記第1ライザーおよび前記第2ライザーの周方向における位置が異なるように周状に配列されてなる。 A core melt holding device according to an embodiment is provided in a pedestal surrounded by a pedestal side wall and a pedestal bed, and holds a core melt generated by melting a core in a reactor pressure vessel on a holding surface. A core melt holding device for cooling, a cooling passage through which a coolant for cooling the core melt passes, a first riser connected to the coolant supply side of the cooling passage, A second riser connected to the coolant discharge side of the cooling passage, and a plurality of the first risers and the second risers along the inner peripheral surface of the pedestal side wall, The first riser and the second riser are arranged circumferentially so that the positions in the circumferential direction are different.
別の実施形態による原子炉格納容器は、原子炉圧力容器の下方のペデスタル床に配置された上記の炉心溶融物保持装置を具備してなる。 A reactor containment vessel according to another embodiment comprises the above-described core melt holding device disposed on the pedestal bed below the reactor pressure vessel.
本発明によれば、炉心溶融物をさらにより安定して冷却し、保持することができる。 According to the present invention, the core melt can be cooled and held even more stably.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
(第1の実施形態)
第1の実施形態による炉心溶融物保持装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、炉心溶融物保持装置の原子炉圧力容器方向を上または上方といい、炉心溶融物保持装置のペデスタル床方向を下または下方という場合がある。
(First embodiment)
A core melt holding device according to a first embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the reactor pressure vessel direction of the core melt holding device may be referred to as “up” or “upper”, and the pedestal bed direction of the core melt holding device may be referred to as “down” or “down”.
図1は、本実施形態に係る炉心溶融物保持装置が適用された原子炉格納容器を説明する概略図であり、図2は、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図であり、図3は、炉心溶融物保持装置の構成を説明する斜視図であり、図4は、炉心溶融物保持装置の平面図であり、図5は、炉心溶融物保持装置の構成の一部を説明する斜視図であり、図6は、図5のA−A方向から見た図である。図1に示すように、原子炉設備10は、原子炉格納容器11内に、軸を鉛直方向とする円筒状のペデスタル12と、炉心13を内部に収容する原子炉圧力容器(原子炉容器)14と、ペデスタル12内に設けられた炉心溶融物保持装置15Aとを有している。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a reactor containment vessel to which a core melt holding device according to the present embodiment is applied, and FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of the core melt holding device according to the present embodiment. 3 is a perspective view illustrating the configuration of the core melt holding device, FIG. 4 is a plan view of the core melt holding device, and FIG. 5 is a part of the configuration of the core melt holding device. FIG. 6 is a view as seen from the AA direction in FIG. 5. As shown in FIG. 1, a
ペデスタル12は、円形のペデスタル床16およびペデスタル床16から上方に延びる円筒状のペデスタル側壁17を有している。原子炉圧力容器14の下方のペデスタル床16およびペデスタル側壁17で囲まれる空間は下部ドライウェルという。原子炉圧力容器14は、下部ドライウェルの上方に設けられている。原子炉圧力容器14は、ペデスタル側壁17に支持されている。なお、この原子炉圧力容器14の支持構造の図示は省略する。
The
原子炉格納容器11では、ペデスタル12の外側周囲にサプレッションプール水18が貯留される。原子炉圧力容器14内の水が低下したときには、図示しない非常用炉心冷却装置(ECCS)がサプレッションプール水18を冷却材として原子炉圧力容器14内へ導き、炉心溶融事故を未然に防止する。
In the reactor containment vessel 11,
炉心溶融物保持装置15Aは、原子炉圧力容器14の下方の、ペデスタル床16に設置されている。万一、炉心溶融事故が発生した場合、炉心溶融物Mは原子炉圧力容器14の底部を溶融して、原子炉圧力容器14の下方のコンクリート製のペデスタル床16へ落下する可能性がある。炉心溶融物保持装置15Aは、このような場合を想定して、原子炉圧力容器14の下方で炉心溶融物Mを受け止めて保持し、原子炉格納容器11から外部への放射性物質の漏洩を阻止するためのものである。
The core melt holding device 15 </ b> A is installed on the
原子炉格納容器11の外部には、炉心溶融事故に炉心溶融物保持装置15Aに保持された炉心溶融物Mを冷却するために、炉心溶融物冷却装置21が設置されている。炉心溶融物冷却装置21は、冷却材貯蔵プール22、冷却材配管23、および冷却材導入弁24を有する。冷却材貯蔵プール22は、炉心溶融事故時に炉心溶融物Mを冷却するための冷却材(水)25を予め貯めておくためのプールであって、炉心溶融物保持装置15Aより高い位置に配置されている。なお、冷却材貯蔵プール22は、原子炉格納容器11の外側に設置されているが内側に設置されてもよい。冷却材配管23は、冷却材貯蔵プール22と下部ドライウェル内とを接続し、冷却材貯蔵プール22から炉心溶融物保持装置15Aに冷却材25を導入できるように配置され、その途中に冷却材導入弁24が配置されている。冷却材導入弁24は、弁駆動機構によって開閉駆動される。冷却材導入弁24は、原子炉が通常運転の時には閉じていて、炉心溶融事故時に、炉心溶融物保持装置15Aを冷却する必要があるときに開くように構成されている。炉心溶融事故時、原子炉格納容器11内の原子炉圧力容器14の下方の空間に、原子炉圧力容器14内の水と、炉心溶融物冷却装置21から注水された冷却材25とが供給されて貯留され、炉心溶融物保持装置15Aは冷却材25により水没状態になる。
A core
図2〜図6に示すように、炉心溶融物保持装置15Aは、耐熱材(耐熱部)31、炉心溶融物Mを保持する保持面32を有する保持部33、およびライザー34を有する。
As shown in FIGS. 2 to 6, the core melt holding device 15 </ b> A includes a heat resistant material (heat resistant part) 31, a holding
耐熱材31は、保持部33内を流れる冷却材25と蒸気との循環が定常状態に達し、炉心溶融物保持装置15Aの除熱機能が働くまでの、炉心溶融物Mの落下後、間もない期間、保持部33の溶融を防ぐ機能を有する。耐熱材31は、炉心溶融物Mを保持できる高融点の材料を用いて形成されることが好ましく、例えば、酸化ジルコニウムや酸化アルミニウムなどのようなセラミックス、またはタングステンなどを用いることができる。耐熱材31は、保持部33およびライザー34と接着剤などにより接合される。なお、本実施形態においては、保持部33の保持面およびライザー34の内周全面に耐熱材31が敷設されているが、耐熱材31は、保持部33の保持面の一部のみに設けてもよいし、ライザー34の内周の底面付近など、ライザー34の内周の一部にのみ敷設されていてもよい。
The
保持部33は、内部に、冷却材25が通過する冷却通路35を有している。冷却通路35は、冷却材25の入口側(供給側)を構成する第1通路36、冷却材25の出口側(排出側)を構成する第2通路37、および第1通路36の出口部と第2通路37の入口部を連結する連結部38で形成されている。冷却通路35は、第1通路36および第2通路37の二層構造で構成され、第1通路36の入口側は第2通路37の出口側よりも下側に配置されており、特に、本実施形態においては、第1通路36の全体が第2通路37よりも下側に配置されている。
The holding
第1通路36は、保持部33の底部に設けられ、第1ライザー34Aと連結されている。第2通路37は、保持部33内の第1通路36よりも保持面32側に設けられ、第2ライザー34Bと連結されている。連結部38は、保持部33の内部に第1通路36と第2通路37とを連通する連通開口である。
The 1st channel |
第1通路36の側面には、複数の第1連通孔39が形成され、第2通路37の側面には複数の第2連通孔40が形成されている。第1連通孔39は、第1通路36同士を連通する孔であり、第2連通孔40は、第2通路37同士を連通する孔である。そのため、第1通路36内を流れる冷却材25は、第1連通孔39を通って、隣接する第1通路36同士を通ることが可能である。また、第2通路37内を流れる冷却材25は、第2連通孔40を通って、隣接する第2通路37同士を通ることが可能である。よって、隣接する第1通路36同士は第1連通孔39を介して連結し、隣接する第2通路37同士は第2連通孔4038を介して連結しているため、第1通路36および第2通路37は、水平方向に分岐して、網目構造に流路を形成している。
A plurality of first communication holes 39 are formed on the side surface of the
ライザー34は、ペデスタル側壁17の内周面に沿って、周状に保持部33を囲うように配列され、内部を冷却材25が通過する流路を有している。ライザー34は、第1ライザー34Aおよび第2ライザー34Bで構成されており、第1ライザー34Aと第2ライザー34Bとは、それぞれその周方向における位置が異なるように配置される。本実施形態においては、複数の第1ライザー34Aおよび第2ライザー34Bがペデスタル側壁17の内周面に沿って周状に交互に配置して構成されている。第1ライザー34Aは、冷却通路35の供給側、すなわち第1通路36に連結されるライザーであり、第2ライザー34Bは、冷却通路35の排出側、すなわち第2通路37に連結されるライザーである。本実施形態では、第1ライザー34Aは第1通路36と接続され、第2ライザー34Bは第2通路37と接続されている。なお、第1ライザー34Aと第2ライザー34Bとを交互に配置して構成されているが、これに限定するものではなく、例えば、第1ライザー34Aを2つ以上並べた後、第2ライザー34Bを1つ以上並べて構成してもよい。
The
第2ライザー34Bの上端は、第1ライザー34Aの上端よりも高い位置に設置され、冷却材25の水面の位置よりも高くしている。そのため、第2ライザー34Bの上端から冷却材25が侵入することを防止することができると共に、第1ライザー34Aからのみ冷却材25が侵入させることができる。これにより、ペデスタル12内の冷却材25を第1ライザー34A、冷却通路35、および第2ライザー34Bの順に通過させることができる。
The upper end of the
炉心溶融物保持装置15Aは上記のように構成されており、炉心溶融物Mが落下する前から、ペデスタル12内に冷却材(水)25を入れて、保持部33、ライザー34を含む全体を冷却材25で満たし、装置全体を冷却しておく。炉心溶融事故により原子炉圧力容器14内の炉心が溶融して、落下してくる炉心溶融物Mをライザー34で囲まれた内側(内周側)の保持部33の保持面32で保持する。
The core
保持部33の保持面32に炉心溶融物Mが保持されると、第2通路37内の冷却材25は、保持面32に保持された炉心溶融物Mを保持面32を介して冷却する。このとき、少なくとも一部の冷却材(水)25は、炉心溶融物Mの崩壊熱との熱交換により、炉心溶融物Mの熱を吸収して気化し、気体状の冷却材(水蒸気)25を発生する。第2通路37内で発生した水蒸気と、第2通路37内の温度上昇した冷却材25とは、密度差により生じた浮力によって、第2通路37内を第2ライザー34B側に向かって流れ、第2ライザー34B内を上昇し、第2ライザー34Bの上部から上方へ排出される。
When the core melt M is held on the holding
これにより、ペデスタル12内の冷却材(水)25は、第1ライザー34A内に導入され、第1ライザー34A内を下降して、第1通路36側に流れる。そして、冷却材25は、第1通路36を通って、保持部33内の中央部分にある連結部38から第2通路37に流入する。
Thereby, the coolant (water) 25 in the
このように、炉心溶融物保持装置15Aでは、第1ライザー34A、第1通路36、連結部38、第2通路37、および第2ライザー34Bへと順次自然対流する冷却材25によって炉心溶融物Mが冷却されると共に、炉心溶融物保持装置15Aの全体も冷却される。
As described above, in the core
本実施形態においては、第1ライザー34Aおよび第2ライザー34Bの鉛直軸方向から見たときの外形は、内周および外周が円弧状に形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、図7に示すように、第1ライザー34Aおよび第2ライザー34B鉛直軸方向から見たときの外形は、台形としてもよい。この場合、ライザー34全体の内周は円形に近い正多角形となるため、ペデスタル側壁17の内周面との隙間を極力減らして配置することができる。また、ライザー34全体の内周を円形に近い正多角形とすることができるため、例えば昇降機などの下部ドライウェル内の機器との干渉を容易に回避することができる。また、第1ライザー34Aおよび第2ライザー34Bの鉛直軸方向における形状は、台形に限定するものではなく、長方形など他の形状でも、第1ライザー34Aおよび第2ライザー34Bを一重構造としてできる形状であればよい。
In the present embodiment, the outer shape of the
また、本実施形態においては、ライザー34の鉛直方向における形状は台形として、ペデスタル側壁17の内周面と対抗した外周を備えているが、これに限定されるものではなく、少なくとも1つのライザー34のペデスタル側壁17側の少なくとも1部を開放して外周を有しない構成としてもよい。ライザー34はペデスタル側壁17との接触面を開放することにより、図8に示すように、例えば、既設炉に用いる際に、下部ドライウェル内に既設配管41などが配置されていても、既設配管41との干渉を容易に回避できるため、ライザー34を下部ドライウェル内に容易に組み込んだ構造とすることができる。
Further, in the present embodiment, the shape of the
また、本実施形態においては、第1ライザー34Aおよび第2ライザー34Bは、その内部に冷却材25または水蒸気が通ることができればよく、例えば、図9および図10に示すように、第1ライザー34A内に第1ライザー34A内で冷却材25を循環させるための対流促進板42を設置してもよい。第1ライザー34A内に対流促進板42を設置すると、第1ライザー34Aの内周壁と対流促進板42との間の空間を流れる冷却材25は、炉心溶融物Mにより加熱されて気化するため、第1ライザー34Aの外周壁と対流促進板42との間の空間を流れる冷却材25の一部は、第1ライザー34Aの内周壁と対流促進板42との間の空間に侵入し、再度、第1ライザー34Aの外周壁と対流促進板42との間の空間に循環する。よって、第1ライザー34A内を流れる冷却材25は、対流促進板42の回りを循環させることができるため、第1ライザー34A側から炉心溶融物Mの冷却効果を向上させることができる。
In the present embodiment, the
保持部33は、図4〜図6に示すように、複数の炉心溶融物保持ブロック32Aを組み合わせて構成され、上方向に保持面32が形成されるように構成されている。炉心溶融物保持ブロック32Aは、内部に複数の貫通孔を有し、複数の炉心溶融物保持ブロック32Aを組み合わせることで、複数の炉心溶融物保持ブロック32Aの貫通孔がそれぞれ連通して、保持部33の内部には、第1通路36、第2通路37、連結部38、第1連通孔39、および第2連通孔40を有する冷却通路35が形成されている。また、ライザー34も、例えば、保持部33と同様の複数個のブロックを、その内部を貫通する穴が鉛直方向に延びてつながるように積み上げて形成されている。
As shown in FIGS. 4 to 6, the holding
また、本実施形態では、保持部33は放射状に分割された炉心溶融物保持ブロック32Aを組み合わせて構成されているが、保持部33がライザー34内に収まるように構成されれば、特に保持部33の分割方法は限定されず、例えば、図11に示すように、保持部33は、格子状に分割された炉心溶融物保持ブロック32Aを組み合わせて構成されていてもよい。
Further, in the present embodiment, the holding
このように、原子炉格納容器11に適用される炉心溶融物保持装置15Aは、上記の通り、保持部33内に設けた冷却通路35を第1通路36および第2通路37との2層構造として、第1通路36に第1ライザー34Aを接続させ、第2通路37に第2ライザー34Bを接続させ、ペデスタル側壁17の内周面に沿って、周状に保持部33を囲うように第1ライザー34Aと第2ライザー34Bとを交互に配列して、一重構造としている。そのため、第1ライザー34Aおよび第2ライザー34Bを炉心溶融物保持ブロック32Aごとに設置して二重構造にする必要が無くなると共に、ライザー34を一重構造としても保持部33の底部全体に第1通路36および第2通路37の両方を張り巡らせることができる。これにより、第1ライザー34Aおよび第2ライザー34Bを二重構造としている場合に比べて保持部33の設置領域を大きくし、炉心溶融物Mが広がるスペースを大きくすることができるため、炉心溶融物Mの冷却効率を高めることができる。よって、炉心溶融物保持装置15Aによれば、炉心溶融物Mをさらにより安定して冷却し、保持することができる。
As described above, the core
また、炉心溶融物保持装置15Aは、上記の通り、第1ライザー34Aおよび第2ライザー34Bからなるライザー34を一重構造とすることにより、ペデスタル12内が狭いスペースであっても容易に設置することができる。
Further, as described above, the core
(第2の実施形態)
第2の実施形態による炉心溶融物保持装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。また、本実施形態による炉心溶融物保持装置が適用される原子炉格納容器の炉心溶融物保持装置以外の構成については、上記図1に示す原子炉格納容器と同様である。そのため、本実施形態においては、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A core melt holding device according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as the said embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted. Further, the configuration other than the core melt holding device of the reactor containment vessel to which the core melt holding device according to the present embodiment is applied is the same as that of the reactor containment vessel shown in FIG. Therefore, in the present embodiment, only the configuration of the core melt holding device according to the present embodiment will be described.
図12は、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図であり、図13は、ライザーを固定した状態を示す図である。図12、図13に示すように、炉心溶融物保持装置15Bは、隣接するライザー34側の壁面に設けた第1固定用孔(固定用孔)51A、51Bと、第1ライザー34Aの底部からペデスタル床16の床面に延設され、第1ライザー34Aをペデスタル床16の床面に固定させるための張出部52とを有する。本実施形態においては、第1固定用孔51Aはライザー34の壁面の上部側に設けられ、第1固定用孔51Bはライザー34の壁面の下側に設けられている。
FIG. 12 is a schematic view showing the configuration of the core melt holding device according to the present embodiment, and FIG. 13 is a view showing a state where the riser is fixed. As shown in FIGS. 12 and 13, the core melt holding device 15 </ b> B includes first fixing holes (fixing holes) 51 </ b> A and 51 </ b> B provided on the wall surface on the
第1固定用孔51A、51Bは、隣接するライザー34同士を接合ボルト(第1締結部品)53A、53Bにより固定するための孔である。隣接するライザー34同士は、ライザー34同士の上部を接合ボルト53Aにより固定され、ライザー34同士の下部を接合ボルト53Bにより固定されることにより、隣接するライザー34同士が接合される。炉心溶融物保持ブロック32Aの敷設前は、ライザー34の上部および下部の両方の開口部から接合ボルト53A、53Bを締結するための器具などを容易に挿入することができるため、接合ボルト53A、53Bの締結作業を容易に行うことができる。
The
張出部52は、アンカーボルト(第2締結部品)54で固定する第2固定用孔55を有する。張出部52はペデスタル床16の床面と接しているため、第2固定用孔55にアンカーボルト54を通して締結することにより張出部52をペデスタル床16の床面に固定することができる。張出部52をアンカーボルト54でペデスタル床16の床面に固定することにより、ライザー34の動きを抑えることができる。また、炉心溶融物保持ブロック32Aがペデスタル床16の床面上に敷設される前であれば、アンカーボルト54の締結作業は容易に行うことができるため、張出部52はアンカーボルト54でペデスタル床16の床面に容易に固定することができる。
The
炉心溶融物保持ブロック32Aを敷設した後にライザー34を設置すると、ライザー34同士の下部を固定する接合ボルト53Bやアンカーボルト54を締結するための器具を入れる開口部が近辺に無いため、ライザー34の施工が困難となる。そのため、本実施形態では、炉心溶融物保持ブロック32Aが敷設される前にライザー34をペデスタル床16に設置することが好ましい。
When the
よって、炉心溶融物保持装置15Bは、上記のように、ライザー34に第1固定用孔51A、51Bを設け、ライザー34同士を連結することにより、ライザー34全体の強度を高い構造とすることができるため、それぞれのライザー34をペデスタル側壁17に連結させる必要がなくなる。よって、ライザー34の施工が容易になるため、炉心溶融物保持装置15Bを容易に製造することができる。また、炉心溶融物保持装置15Bは、上記のように、第1ライザー34Aに張出部52を設け、ペデスタル床16に連結させることにより、例えば、地震発生時など振動が生じた場合でもライザー34が例えば上側に飛び出すことを低減することができる。
Therefore, the core
なお、本実施形態では、張出部52は第1ライザー34Aにのみ設けられているが、第2ライザー34Bにも設けてもよい。
In the present embodiment, the
(第3の実施形態)
第3の実施形態による炉心溶融物保持装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。また、本実施形態による炉心溶融物保持装置が適用される原子炉格納容器の炉心溶融物保持装置以外の構成については、上記図1に示す原子炉格納容器と同様である。そのため、本実施形態においては、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成についてのみ説明する。
(Third embodiment)
A core melt holding device according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as the said embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted. Further, the configuration other than the core melt holding device of the reactor containment vessel to which the core melt holding device according to the present embodiment is applied is the same as that of the reactor containment vessel shown in FIG. Therefore, in the present embodiment, only the configuration of the core melt holding device according to the present embodiment will be described.
図14は、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図であり、図15は、炉心溶融物保持装置の構成の一部を説明する斜視図である。図14、図15に示すように、炉心溶融物保持装置15Cは、耐熱材31のライザー34側に凸部57を有し、ライザー34は凸部57に対応した接合用孔58を有している。凸部57を接合用孔58に嵌め合わせることにより、耐熱材31はライザー34に接合される。なお、本実施形態においては、耐熱材31に凸部57が6つ設けられているが、これに限定されるものではなく、ライザー34の大きさなどに応じて適宜その数は調整される。
FIG. 14 is a schematic view illustrating the configuration of the core melt holding device according to the present embodiment, and FIG. 15 is a perspective view illustrating a part of the configuration of the core melt holding device. As shown in FIGS. 14 and 15, the core melt holding device 15 </ b> C has a
耐熱材31は、保持部33の保持面32と接着剤により接合され、ライザー34と接着剤により接合させつつ嵌め合わせて接合されている。ライザー34と耐熱材31とを接着剤またはボルトで締結して接合した場合、炉心溶融物Mの熱により接着剤またはボルトなどが溶融して、耐熱材31が保持部33上に倒れる可能性がある。
The heat-
炉心溶融物保持装置15Bによれば、耐熱材31をライザー34と凸部57で嵌め合わせて接合することにより、炉心溶融物Mにより接着剤またはボルトなどが溶融し耐熱材31が保持部33上に倒れることを抑制することができるため、より安全に炉心溶融物Mを保持部33上に保持さえておくことができる。
According to the core
(第4の実施形態)
第4の実施形態による炉心溶融物保持装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。また、本実施形態による炉心溶融物保持装置が適用される原子炉格納容器の炉心溶融物保持装置以外の構成については、上記図1に示す原子炉格納容器と同様である。そのため、本実施形態においては、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成についてのみ説明する。
(Fourth embodiment)
A core melt holding device according to a fourth embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as the said embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted. Further, the configuration other than the core melt holding device of the reactor containment vessel to which the core melt holding device according to the present embodiment is applied is the same as that of the reactor containment vessel shown in FIG. Therefore, in the present embodiment, only the configuration of the core melt holding device according to the present embodiment will be described.
図16は、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図である。図16に示すように、炉心溶融物保持装置15Dは、保持部33の保持面32に緩衝材(緩衝部)61を有している。緩衝材61は、原子炉圧力容器14から炉心溶融物Mが落下した際に炉心溶融物Mの落下により保持面32に加わる衝撃を緩衝させるためのものである。緩衝材61としては、炉心溶融物Mの落下により保持面32に加わる衝撃を緩衝させることができるものであればよい。また、緩衝材61は、ペデスタル12内で回転移動する制御棒駆動機構(CRD:control rod device)のCRDプラットホーム62に連結された固定具63により固定される。
FIG. 16 is a schematic diagram showing the configuration of the core melt holding device according to the present embodiment. As shown in FIG. 16, the core melt holding device 15 </ b> D has a buffer material (buffer part) 61 on the holding
緩衝材61を保持部33の保持面に設置することにより、例えば炉心溶融物Mが保持部33の保持面に落下した際、炉心溶融物Mの落下した衝撃により炉心溶融物保持ブロック32Aや耐熱材31が破損するのを防ぐことができる。また、緩衝材61は、保持部33の保持面にのみ設置されているが、図17に示すように、緩衝材61は、ライザー34の一部に伸びた立ち上がり部61aを有していてもよい。立ち上がり部61aを設け、ライザー34に設けられる耐熱材31を立ち上がり部61aで抑えることにより、耐熱材31は立ち上がり部61aにより水平方向の移動が抑えられるため、地震時など振動が加わった際に耐熱材31が水平方向に飛び出すことを抑制することができる。
By installing the
緩衝材61は、例えば、ステンレス鋼などを用いて形成することができる。緩衝材61の上面をドレン水や冷却材25などが流れた際に、これらに不純物が取り込まれていないことが望ましいが、緩衝材61に不純物を含むドレン水や冷却材25などが流れても、緩衝材61に不純物などにより錆などが生じることを抑制することができる。
The
固定具63は、棒状の構造を有しており、上下方向に伸縮可能に形成されている。固定具63が伸びて耐熱材31が固定具63で押しつけられることにより、緩衝材61は耐熱材31上に固定される。固定具63が上下方向に伸縮可能に形成されているため、原子力発電設備が通常運転中では緩衝材61を固定することができ、定期検査中は固定具63を縮ませて緩衝材61から離すことで、CRDプラットホーム62は移動可能となり、CRDの取外しが行われる。緩衝材61を固定することにより、例えば地震時などに緩衝材61が上方向などに動くことを防ぐことができる。なお、本実施形態では、固定具63の下部が伸縮可能に構成されたものとしているが、これに限らず、固定具63の上部、または上部と下部の両方が伸縮可能に構成されたものでもよい。
The
よって、炉心溶融物保持装置15Dによれば、緩衝材61を固定具63を用いて耐熱材31上に固定することにより、例えば地震や水蒸気爆発時などの動荷重により緩衝材61が上方向などに動くことを防ぐことができる。また、定期検査中や原子力発電設備の運転中でも、CRDプラットホーム62の機能を阻害することなく、緩衝材61を耐熱材31上に安定して固定することができる。
Therefore, according to the core
(第5の実施形態)
第5の実施形態による炉心溶融物保持装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。また、本実施形態による炉心溶融物保持装置が適用される原子炉格納容器の炉心溶融物保持装置以外の構成については、上記図1に示す原子炉格納容器と同様である。そのため、本実施形態においては、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成についてのみ説明する。
(Fifth embodiment)
A core melt holding device according to a fifth embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as the said embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted. Further, the configuration other than the core melt holding device of the reactor containment vessel to which the core melt holding device according to the present embodiment is applied is the same as that of the reactor containment vessel shown in FIG. Therefore, in the present embodiment, only the configuration of the core melt holding device according to the present embodiment will be described.
図18は、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図である。図18に示すように、炉心溶融物保持装置15Eは、第1通路36の一部をライザー34との連結部から連結部38までの長さとし、第2通路37とペデスタル床16との間に空間Sが形成されている。本実施形態では、空間Sは、ペデスタル床16に設置されたドレンサンプ65の位置に形成されている。また、第1通路36の空間S側の壁面には第1連通孔39を設けないようにし、空間S内に第1連通孔39から冷却材25が侵入しないように構成されている。
FIG. 18 is a schematic view showing the configuration of the core melt holding device according to the present embodiment. As shown in FIG. 18, the core melt holding device 15 </ b> E has a part of the
ドレンサンプ65は、ペデスタル床16に1つ以上設けられており、原子炉の運転中に生じる可能性のある漏洩水を集水し、原子炉からの漏洩を検知するためのものであって、ドレンサンプ65内に集水された水(ドレン水)は、サンプカバー66の上に備えられた図示しないポンプなどによって配管を介して原子炉格納容器11の外部に移送される構成となっている。ドレンサンプ65は、サンプカバー66によってその上部が覆われており、サンプカバー66は、上面がペデスタル床16の上面より高い位置にある。
One or
ペデスタル床16にドレンサンプ65が設置されている場合、一般に、炉心溶融物保持装置はドレンサンプ65のサンプカバー66上に配置される。これに対し、炉心溶融物保持装置15Eは、第1通路36を連結部38までの長さとし、第2通路37とペデスタル床16との間に空間Sが形成されるようにし、第1通路36がドレンサンプ65と干渉しないように構成している。これにより、本実施形態によれば、ペデスタル床16にドレンサンプ65が設置されていても、保持部33がサンプカバー66との接触部分で干渉を受けずにペデスタル床16上に設置することができるため、保持部33をペデスタル床16上に安定して設置することができる。また、サンプカバー66を開く際に、空間Sが形成されているため、保持部33とライザー34の全てを分解する必要は無いため、ライザー34のみを分解すれば、サンプカバー66を容易に開くことができる。
When the
また、本実施形態では、第1通路36のみがドレンサンプ65のサンプカバー66と干渉しないように構成しているが、第1ライザー34A、または第2ライザー34Bも同様に、サンプカバー66と干渉しないように構成するようにしてもよい。
In the present embodiment, only the
以上の通り、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更などを行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various combinations, omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10 原子炉設備
11 原子炉格納容器
12 ペデスタル
13 炉心
14 原子炉圧力容器(原子炉容器)
15A〜15E 炉心溶融物保持装置
16 ペデスタル床
17 ペデスタル側壁
18 サプレッションプール水
21 炉心溶融物冷却装置
22 却材貯蔵プール
23 冷却材配管
24 冷却材導入弁
25 冷却材
31 耐熱材(耐熱部)
32 保持面
33 保持部
33A 炉心溶融物保持ブロック
34 ライザー
34A 第1ライザー
34B 第2ライザー
35 冷却通路
36 第1通路
37 第2通路
38 連結部
39 第1連通孔
40 第2連通孔
41 既設配管
42 対流促進板
51A、51B 第1固定用孔(固定用孔)
52 張出部
53A、53B 接合ボルト(第1締結部品)
54 アンカーボルト(第2締結部品)
55 第2固定用孔
57 凸部
58 接合用孔
61 緩衝材(緩衝部)
61a 立ち上がり部
62 CRDプラットホーム
63 固定具
65 ドレンサンプ
66 サンプカバー
M 炉心溶融物
10 Reactor Equipment 11
15A to 15E Core
32 holding
52
54 Anchor bolt (second fastening part)
55
Claims (7)
前記炉心溶融物を冷却するための冷却材が通過する冷却通路と、
前記冷却通路の、前記冷却材の供給側に連結された第1ライザーと、
前記冷却通路の、前記冷却材の排出側に連結された第2ライザーと、
を具備してなり、
複数の前記第1ライザーおよび前記第2ライザーが前記ペデスタル側壁の内周面に沿って、前記第1ライザーおよび前記第2ライザーの周方向における位置が異なるように周状に配列されてなることを特徴とする、炉心溶融物保持装置。 A core melt holding device that is provided in a pedestal surrounded by a pedestal side wall and a pedestal floor and holds and cools a core melt generated by melting a core in a reactor pressure vessel on a holding surface,
A cooling passage through which a coolant for cooling the core melt passes,
A first riser connected to the coolant supply side of the cooling passage;
A second riser connected to the coolant discharge side of the cooling passage;
Comprising
A plurality of the first risers and the second risers are circumferentially arranged along the inner peripheral surface of the pedestal side wall so that the positions in the circumferential direction of the first risers and the second risers are different. A core melt holding device.
前記供給側を構成する第1通路および前記排出側を構成する第2通路で構成されてなり、
前記第1通路の前記供給側は、前記第2通路の前記排出側よりも下側に配置されてなる、請求項1に記載の炉心溶融物保持装置。 The cooling passage is
A first passage constituting the supply side and a second passage constituting the discharge side;
The core melt holding device according to claim 1, wherein the supply side of the first passage is disposed below the discharge side of the second passage.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2015187054A JP2017062158A (en) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | Reactor core molten material holding device and nuclear reactor containment vessel |
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Publications (1)
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ID=58429520
Family Applications (1)
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