JP2017111089A - Reactor containment and its drain sump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、内部で発生する漏水を集めて排水するためのドレンサンプと、ドレンサンプを有する原子炉格納容器に関する。 Embodiments of the present invention relate to a drain sump for collecting and draining leaked water generated inside, and a reactor containment vessel having a drain sump.
原子炉にてシビアアクシデントが発生した場合に、炉心溶融により生じる溶融コリウムが原子炉格納容器の床面に広がってドレンサンプに浸入して堆積してしまう。ドレンサンプのような狭い空間に堆積した溶融コリウムは冷却され難いので、溶融コリウムの発熱により原子炉格納容器が破損される事態が生じる。このような事態を防ぐために、ドレンサンプを耐熱性のサンプカバーで覆うことで、溶融コリウムがドレンサンプに浸入されないようにしている。 When a severe accident occurs in the nuclear reactor, molten corium produced by the core melting spreads on the floor of the reactor containment vessel and enters the drain sump and accumulates. Since molten corium deposited in a narrow space such as a drain sump is difficult to cool, the reactor containment vessel may be damaged by the heat generated by the molten corium. In order to prevent such a situation, the drain sump is covered with a heat-resistant sump cover so that molten corium does not enter the drain sump.
核燃料ペレットが溶け出した溶融コリウム(炉心溶融物)は高温である。そのため、原子炉格納容器のドレンサンプを覆うサンプカバー(蓋部材)の材料は、高温に耐えられるセラミックスが用いられることが好適である。しかしながら、セラミックスは耐衝撃性が低く、原子炉格納容器の内部でメンテナンスなどを行っているときに、作業員が誤って工具(落下物)などをサンプカバーに落下させてしまうと、サンプカバーが割れてしまうことがある。また、セラミックスのような焼結体は水が浸透し易いので、ドレンサンプに集められる水がサンプカバーの内部に浸透した状態となる。このような状態でシビアアクシデントが発生し、サンプカバーに溶融コリウムが接触すると、サンプカバーに浸透した水が溶融コリウムの高熱によって爆発的に蒸発してしまい、サンプカバーが割れて飛び散ってしまい、溶融コリウムの浸入防止機能を維持できなくなるという課題がある。 The molten corium (core melt) from which the nuclear fuel pellets have melted is hot. Therefore, it is preferable that the material of the sump cover (lid member) that covers the drain sump of the reactor containment vessel is ceramic that can withstand high temperatures. However, ceramics have low impact resistance, and if a worker accidentally drops a tool (falling object) etc. on the sump cover during maintenance inside the reactor containment vessel, the sump cover It may break. In addition, since a sintered body such as ceramics easily permeates water, the water collected in the drain sump penetrates into the inside of the sump cover. If severe accident occurs in such a state and molten corium contacts the sump cover, the water that has penetrated the sump cover will explosively evaporate due to the high heat of the molten corium, and the sump cover will break and scatter and melt. There is a problem that the infiltration prevention function of corium cannot be maintained.
本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、シビアアクシデントの発生時にもドレンサンプへの炉心溶融物の浸入防止機能を維持できる原子炉格納容器およびそのドレンサンプを提供することを目的とする。 Embodiments of the present invention have been made in view of such circumstances, and provide a reactor containment vessel capable of maintaining the function of preventing the intrusion of core melt into a drain sump even when a severe accident occurs, and a drain sump thereof. Objective.
本発明の実施形態に係る原子炉格納容器は、漏水を集めて排水するため底部に設けられ上部に開口部を有するドレンサンプと、少なくともセラミックス材料を含む耐熱材と前記耐熱材を覆う構造材とで形成された蓋部材と、前記蓋部材同士を互いに組み合わせる組合手段と、を備え、前記組合手段により組み合わせた複数の前記蓋部材により、前記ドレンサンプの前記開口部が上方から覆われることを特徴としている。 A reactor containment vessel according to an embodiment of the present invention includes a drain sump that is provided at the bottom and has an opening at the top for collecting and draining water leakage, a heat-resistant material containing at least a ceramic material, and a structural material that covers the heat-resistant material. It comprises a formed lid member and a combination means for combining the lid members with each other, wherein the opening of the drain sump is covered from above by a plurality of the cover members combined by the combination means. .
本発明の実施形態に係る原子炉格納容器のドレンサンプは、原子炉格納容器の底部に設けられるとともに上部に開口部を備え、前記原子炉格納容器の内部で発生する漏水を集めて排水するためのドレンサンプであって、少なくともセラミックス材料を含む耐熱材と前記耐熱材を覆う構造材とで形成された蓋部材と、前記蓋部材同士を互いに組み合わせる組合手段と、を備え、前記組合手段により組み合わせた複数の前記蓋部材が、前記開口部を上方から覆うように配置されることを特徴としている。 A drain sump for a reactor containment vessel according to an embodiment of the present invention is provided at the bottom of the reactor containment vessel and has an opening at the top, for collecting and draining water leakage generated inside the reactor containment vessel A drain sump, comprising: a lid member formed of a heat-resistant material containing at least a ceramic material and a structural material covering the heat-resistant material; and a combination means for combining the lid members with each other, and a plurality of combinations combined by the combination means The lid member is arranged so as to cover the opening from above.
本発明の実施形態により、シビアアクシデントの発生時にもドレンサンプへの炉心溶融物の浸入防止機能を維持できる。 The embodiment of the present invention can maintain the function of preventing the core melt from entering the drain sump even when a severe accident occurs.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図1に示すように、原子力プラントの一例である沸騰水型原子炉(BWR)では、原子炉圧力容器1の内部に炉心2が設けられている。この原子炉圧力容器1は、円筒形状を成す胴部の上下の開口を、ほぼ半球形状を成す上蓋および下蓋で塞いだ容器である。なお、上蓋は上鏡とも称され、下蓋は下鏡とも称される。なお、原子炉圧力容器1は、炉心2の入れ物であり、内部の高温高圧に耐えながら外部との間に冷却水などを流通させるステンレス製の構造物である。また、原子炉圧力容器1は、炉心2で発生した放射性物質および放射線が漏れないように外部と遮断する機能も有している。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, in a boiling water reactor (BWR) which is an example of a nuclear power plant, a
この原子炉圧力容器1の重量は、胴部の下端付近の支持スカートで支えられる。さらに、原子炉圧力容器1の内面には、多数のブラケットが取り付けられ、ステンレス鋼やニッケル系合金の内張りがなされている。また、原子炉圧力容器1の内部には、炉心2と炉心2を支えるための支持構造の他に、冷却水を循環させるための流路や、その関連装置などの炉内構造物が収められている。
The weight of the
また、原子炉圧力容器1を格納する原子炉格納容器4が設けられている。この原子炉格納容器4は、コンクリートなどを用いて形成されて充分な強度を有している。なお、原子炉格納容器4は、シビアアクシデントの発生時などに圧力障壁となるとともに放射性物質の放散に対する障壁を形成するための構造物である。さらに、原子炉格納容器4の内部には、原子炉圧力容器1から放出された蒸気を水で凝縮して圧力の上昇を防ぐ圧力抑制室などが設けられている。
A reactor containment vessel 4 for housing the
さらに、原子炉圧力容器1の下方には、制御棒を駆動させるための各種装置が設けられる空間が確保されている。原子力プラントのメンテナンス時には、この原子炉圧力容器1の下方で作業員が作業を行うことができる。なお、緊急時に冷却水を原子炉格納容器4の内部に注水するための注水ライン5などが設けられている。
Furthermore, a space is provided below the
また、原子炉圧力容器1の下方位置であって、原子炉格納容器4の底部の床面6には、原子炉格納容器4の内部に設けられた各種配管から発生する漏水を集めて排水するためのドレンサンプ7が設けられている。このドレンサンプ7は、上方が開口される溝状を成す排水溝として形成されている。また、ドレンサンプ7には、水位計などが設けられており、漏水を検知するという機能を有している。さらに、ドレンサンプ7には、集めた水を原子炉格納容器4の外部に排水するための排水装置などが設けられている。
In addition, the water leakage generated from various pipes provided inside the reactor containment vessel 4 is collected and drained on the
さらに、原子力プラントには、様々な安全対策が施されている。例えば、原子炉圧力容器1への冷却水の供給が停止されたり、原子炉圧力容器1に接続された配管の破断により冷却水が喪失したりすると、原子炉圧力容器1の内部の水位が低下し、炉心2が露出して冷却が不充分になる。このような場合には、水位低下の信号により自動的に原子炉が非常停止される。さらに、非常用炉心冷却装置(ECCS)による冷却水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。
Furthermore, various safety measures are taken in nuclear power plants. For example, when the supply of cooling water to the
しかしながら、極めて低い確率ではあるが、非常用炉心冷却装置が作動せず、かつ、その他の炉心2への注水装置も利用できない事態も想定され得る。例えば、震災などの要因によって外部電源や非常用電源が喪失されることによって、原子炉圧力容器1への冷却水の供給が停止される事態が生じる。このような事態になると、原子炉圧力容器1の内部の水位が低下されることにより炉心2が露出してしまって冷却が行われなくなる。すると、原子炉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、炉心2の溶融に至ることが考えられる。
However, although the probability is very low, it may be assumed that the emergency core cooling device does not operate and the water injection device to
このようなシビアアクシデントが発生した場合に、高温の炉心溶融物が原子炉圧力容器1の下部に溶け落ち、さらに原子炉圧力容器1の底部3(下鏡)を溶融貫通して、原子炉格納容器4の内部の床面6に落下する。このような炉心溶融物は、原子炉格納容器4の床面6を構成するコンクリートを加熱する。炉心溶融物が接触した接触面が高温状態になると、炉心溶融物とコンクリートが反応することで、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ともにコンクリートを溶融浸食する。
When such a severe accident occurs, the high-temperature core melt melts into the lower part of the
そして、発生した非凝縮性ガスは原子炉格納容器4の内部の圧力を高め、原子炉格納容器4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4のバウンダリを破損させたり、原子炉格納容器4の構造強度を低下させたりする可能性がある。 The generated non-condensable gas increases the pressure inside the reactor containment vessel 4 and may damage the reactor containment vessel 4. Moreover, there is a possibility that the boundary of the reactor containment vessel 4 may be damaged or the structural strength of the reactor containment vessel 4 may be reduced due to melt erosion of concrete.
そして、原子炉格納容器4の破損に至り、原子炉格納容器4の内部の放射性物質が外部に放出させるおそれがある。特に、原子炉格納容器4の下部に位置するドレンサンプ7に炉心溶融物が浸入してしまうと、炉心溶融物の体積に対する炉心溶融物の上面の面積の比率が小さくなるので、注水ライン5で原子炉格納容器4の下部に注水したとしても、ドレンサンプ7の内部の炉心溶融物の温度が低下せず、コンクリートの溶融浸食が継続されるおそれがある。そこで、本実施形態では、シビアアクシデントの発生時に炉心溶融物がドレンサンプ7に浸入してしまうことを防止するために、ドレンサンプ7の上方開口を覆う蓋部材10が設けられる。
Then, the reactor containment vessel 4 is damaged, and there is a risk that radioactive materials inside the reactor containment vessel 4 are released to the outside. In particular, if the core melt enters the
図2から図6を参照して第1実施形態の蓋部材10について説明する。図2に示すように、第1実施形態の蓋部材10は、全ての面が長方形で構成される六面体として構成される直方体となっている。この蓋部材10は、隣接する面が直角に交わっている。このブロック状を成す同一形状の蓋部材10を複数個設けるようにし、互いの蓋部材10を組み合わせることでドレンサンプ7の開口を覆うことができる(図6参照)。
The
この蓋部材10の外面を構成する構造材11は、ステンレスなどの金属材料から形成される。なお、構造材11の表面全体には、塗装、めっき、油塗布などの処理が行われることによる防錆処理が施されても良い。この構造材11は、6枚の板部材の縁辺同士が互いに溶接された箱体を成している。また、構造材11の内部には、耐熱材12が設けられている。この耐熱材12は、直方体を成し、耐熱性を有する金属酸化物セラミックスなどの材料で形成される。なお、金属酸化物以外のセラミックスを用いて耐熱材12を形成しても良い。
The
なお、耐熱材12の全ての部分が、セラミックスで構成されてなくても良い。例えば、耐熱材12の一部がセラミックスで形成され、他の部分がセラミックス以外の材料で構成されていても良い。さらに、1つの構造材11の内部に1つの耐熱材12が設けられる構成でなくても良い。例えば、1つの構造材11の内部に複数枚の板状の耐熱材12が上下方向に積層して設けられても良い。
In addition, all the parts of the heat-
図2および図3に示すように、第1実施形態の蓋部材10の上面の四隅には凸部13(係合部)が設けられるとともに、蓋部材10の4つの側面のうちの2つの側面のそれぞれの四隅にも凸部13(係合部)が設けられる。これら凸部13は、それぞれが設けられた面に対して垂直に突出されている。例えば、蓋部材10の上面の凸部13は、上方に突出され、蓋部材10の側面の凸部13は、側方に突出される。
As shown in FIGS. 2 and 3, convex portions 13 (engaging portions) are provided at four corners of the upper surface of the
さらに、蓋部材10の下面の四隅には、他の蓋部材10の上面の凸部13が係合される凹部14(被係合部)が設けられる。また、蓋部材10の4つの側面のうちの2つの側面のそれぞれの四隅にも、他の蓋部材10の側面の凸部13が係合される凹部14(被係合部)が設けられる。このように、蓋部材10では、6つの面のうちの隣接する3つの面に凸部13が設けられるとともに、これら凸部13が設けられた面以外の面、つまり凸部13が設けられた面の反対側の3つの面に凹部14が設けられる。
Furthermore, the four corners of the lower surface of the
図4に示すように、蓋部材10は、核反応により生じる中性子線を吸収する中性子吸収剤15を有する。この中性子吸収剤15は、ボロンカーバイト(B4C:炭化ホウ素)などの材料で構成される。本実施形態では、構造材11と耐熱材12の間に粉末状の中性子吸収剤15が充填されている。
As shown in FIG. 4, the
また、蓋部材10の6つの全ての面は、構造材11により構成された面である。つまり、耐熱材12および中性子吸収剤15は、構造材11により覆われている。なお、凸部13および凹部14は、構造材11と一体となっている部分である。特に、凹部14の内面も構造材11で覆われた部分となっている。このように耐熱材12や中性子吸収剤15が構造材11により覆われることで、耐熱材12や中性子吸収剤15に外部の水が浸透しないようになっている。本実施形態では、蓋部材10の上面や側面のみならず、蓋部材10の下面も構造材11で形成されることで、ドレンサンプ7を流れる水の水位が上昇されても、耐熱材12や中性子吸収剤15が濡れないようになっている。また、中性子吸収剤15が漏れ出すことを構造材11が防いでいる。
Further, all six surfaces of the
図5に示すように、複数個の蓋部材10を床面6に積み上げる場合には、下方の蓋部材10の上面の4つの凸部13が、その上方に積み上げられた蓋部材10の下面の4つの凹部14に係合される。また、蓋部材10同士が左右に並べて配置された場合には、1の蓋部材10の側面の4つの凸部13が、他の蓋部材10の側面の4つの凹部14に係合される。
As shown in FIG. 5, when a plurality of
なお、凹部14の奥行寸法は、凸部13の突出寸法よりも若干小さく形成されている。そのため、複数の蓋部材10を組み合わせた場合に、各蓋部材10の面の間に、水が通過可能な隙間が形成される。そして、ドレンサンプ7の開口を複数個の蓋部材10で塞いだ場合には、原子炉格納容器4の内部で生じた漏水が蓋部材10同士の隙間を通過してドレンサンプ7に浸入可能となっている。
In addition, the depth dimension of the recessed
図6に示すように、ドレンサンプ7の開口を複数個の蓋部材10で覆う場合には、互いの側面同士を離間させた状態で積み上げることができる。例えば、上段、中段、下段の3段に積み上げられた蓋部材10でドレンサンプ7を覆うことができる。この場合には、まず、ドレンサンプ7の近傍の床面6に下段の蓋部材10を設置する。そして、下段の蓋部材10の上面に、側面同士を離間させた2つの中段の蓋部材10を積み上げる。下段の蓋部材10の上面の4つの凸部13のうち、2つの凸部13には、1の中段の蓋部材10の下面の凹部14が係合され、他の2つの凸部13には、他の中段の蓋部材10の下面の凹部14が係合される。
As shown in FIG. 6, when the openings of the
そして、中段の2つの蓋部材10の上面に上段の蓋部材10を積み上げる。また、中段の2つの蓋部材10の上面の凸部13は、上段の蓋部材10の下面の凹部14に係合される。つまり、上段の蓋部材10によって中段の2つの蓋部材10が互いに離れないように保持される。つまり、凸部13と凹部14とにより離間防止手段が構成される。さらに、蓋部材10の上面の遊端側の凸部13に、他の上段の蓋部材10の下面の凹部14を係合させることで、蓋部材10の設置領域を広げてゆくことができる。このように、複数個の蓋部材10を互いの側面同士を離間させた状態で積み上げることで、上方から流れてくる水がドレンサンプ7に入り込み易くなっている。さらに、各蓋部材10の凸部13と凹部14とが互いに係合されるので、地震などが発生して蓋部材10に外力が加わっても、蓋部材10同士が組み合わされた状態を維持できる。この凸部13と凹部14とにより蓋部材10同士を並べたり積み重ねたりする組み合わせができる。なお、第1実施形態では、凸部13と凹部14とにより組合手段が構成される。
Then, the
なお、1つの蓋部材10は、作業員が持ち運べる程度の大きさや重さに形成されている。そのため既存の原子炉格納容器4の内部に容易に搬入することができる。また、原子炉格納容器4の床面6や壁面などの既存の設備を変更することなく、蓋部材10を設置することが可能になっている。また、定期点検などを行うときには、ドレンサンプ7の開口を覆っている蓋部材10を撤去することを容易に行うことができる。
One
本実施形態では、金属酸化物セラミックスの耐熱材12の表面が、この耐熱材12よりも高い靱性を有しているステンレスで形成された構造材11により覆われることで、耐衝撃性を有する蓋部材10とすることができる。そのため、メンテナンス時に作業員が誤って工具(落下物)などを蓋部材10に落下させてしまっても、蓋部材10が割れてしまうようなことがない。さらに、地震などが発生して蓋部材10に衝撃などが加わっても、耐熱材12がひび割れたり砕けたりすることがない。
In the present embodiment, the surface of the heat-
また、シビアアクシデントが発生した場合に、炉心溶融物が蓋部材10に接触して構造材11が熔解しても、積み上げられた耐熱材12によりドレンサンプ7への浸入を阻止できる。なお、炉心溶融物が接触して構造材11が熔解した場合には、蓋部材10の内部の中性子吸収剤15が炉心溶融物に混ざり込むようになるので、核反応(核物質の連鎖反応)を抑制することができる。さらに、炉心溶融物が構造材11を熔解するときには、構造材11に熱が奪われるため、炉心溶融物が冷えて固まり、ドレンサンプ7の底部に炉心溶融物が落ちることがない。
Further, when a severe accident occurs, even if the core melt comes into contact with the
また、耐熱材12が構造材11により覆われており、耐熱材12に水が浸透していない状態で維持されるので、高温の炉心溶融物が耐熱材12に接触しても、耐熱材12の内部で水蒸気爆発が起きることがなく、耐熱材12の形状が保たれるので、ドレンサンプ7への炉心溶融物の浸入防止機能を維持できる。
Further, since the heat-
本実施形態では、蓋部材10が直方体(六面体)として形成されているが、一部の面が傾斜した六面体として蓋部材10を形成しても良い。例えば、蓋部材10を平行六面体などの形状にしても良い。
In the present embodiment, the
本実施形態では、凸部13と凹部14とにより組合手段が構成されるが、その他の手段により組合手段を構成しても良い。例えば、蓋部材10のそれぞれの面に磁石を固定しておき、互いの蓋部材10同士が磁力により接続される構成としても良い。また、各蓋部材10を組み合わせるときに、接着剤を用いて互いの蓋部材10を接着しても良い。
In the present embodiment, the combination means is constituted by the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の蓋部材20について図7から図9を用いて説明する。図7に示すように、第2実施形態の蓋部材20は、六面体として構成される直方体となっている。このブロック状を成す蓋部材20の外面を構成する構造材21は、ステンレスなどの金属材料から形成される。さらに、構造材21の内部には、金属酸化物セラミックスなどの材料で形成された耐熱材22が設けられている。また、蓋部材20は、上面から下面まで直線状に貫通された貫通穴24を有している。この貫通穴24は、蓋部材20の中央位置から変位した位置に設けられている。なお、貫通穴24を蓋部材20の中央位置に設けても良い。
(Second Embodiment)
Next, the
図8に示すように、構造材21と耐熱材22の間に粉末状の中性子吸収剤25が充填されている。また、耐熱材22には、上下方向に貫通する貫通穴26が設けられている。この貫通穴26の内面が構造材21で覆われることで、前述の貫通穴24が形成されている。このように耐熱材22や中性子吸収剤25が構造材21により覆われることで、耐熱材22や中性子吸収剤25に外部の水が浸透しないようになっている。
As shown in FIG. 8, a
図9に示すように、ドレンサンプ7の開口を複数個の蓋部材20で覆う場合には、まず、ドレンサンプ7の近傍の床面6に穴をあけて固定部27を形成する。この固定部27に支持棒28を固定する。この支持棒28は、鉛直方向に延びている。
As shown in FIG. 9, when covering the opening of the
また、蓋部材20の貫通穴24は、円形状を成す穴であるとともに、支持棒28は、円柱状を成す部材となっている。なお、支持棒28の直径は、蓋部材20の貫通穴24よりも小さい径となっている。そして、蓋部材20は、貫通穴24に支持棒28を挿通させた状態で設置される。第2実施形態では、支持棒28の上端に貫通穴24を挿通させて、複数個の蓋部材20を積み上げている。なお、第2実施形態では、貫通穴24と支持棒28とにより組合手段が構成される。なお、ドレンサンプ7の開口を複数個の蓋部材20で塞いだ場合には、原子炉格納容器4の内部で生じた漏水が蓋部材20同士の隙間を通過してドレンサンプ7に浸入可能となっている。また、蓋部材20の側面に、水が通過可能な隙間を形成するための凹凸を形成しても良い。
The through
また、支持棒28の長さは、蓋部材20の上下寸法よりも長く形成されている。そのため、それぞれの支持棒28により複数個の蓋部材20を上下方向に積み上げることができる。このように積み上げられた蓋部材20は、地震などの外力が加わっても、積み上げられた状態を維持できる。なお、本例では、上下方向に3段の蓋部材20を積み上げているが、蓋部材20を上下方向に積み上げずに、1段の蓋部材20によりドレンサンプ7の開口を覆っても良い。
The length of the
なお、第2実施形態では、蓋部材20の貫通穴24が円形状を成すとともに、支持棒28が円柱状を成しているが、蓋部材20の貫通穴24が四角形状を成すとともに、支持棒28が角柱状を成していても良い。支持棒28が角柱状を成すことで、蓋部材20が回転されないようにできる。
In the second embodiment, the through
このように、支持棒28により蓋部材20を原子炉格納容器4の床面6または壁面に安定的に設けることができる。また、1の蓋部材20の貫通穴24を貫いた支持棒28を、他の蓋部材20の貫通穴24に挿入することができるので、1の支持棒28により複数の蓋部材20を組み合わせて支持することができる。
Thus, the
また、耐熱材22が構造材21により覆われており、耐熱材22に水が浸透していない状態で維持されるので、高温の炉心溶融物が耐熱材22に接触しても、耐熱材22の内部で水蒸気爆発が起きることがなく、耐熱材22の形状が保たれるので、ドレンサンプ7への炉心溶融物の浸入防止機能を維持できる。また、蓋部材20が中性子吸収剤25を有することで、核反応を抑制することができる。
In addition, since the heat-
なお、構造材31の四隅の角部のうちの3つの角部に凹部33が設けられるとともに1つの角部に筒部材34が設けられているが、その他の形態としても良い。例えば、構造材31の四隅の角部のうちの2つの角部に凹部33が設けられるとともに2つの角部に筒部材34が設けられる構成であっても良い。また、凹部33および筒部材34を構造材31の四隅の角部に設ける構成でなくても良い。例えば、凹部33および筒部材34を構造材31の四辺の各中央位置に設けるようにしても良い。
In addition, although the recessed
(第3実施形態)
次に、第3実施形態の蓋部材30について図10から図12を用いて説明する。図10に示すように、第3実施形態の蓋部材30は、所定の厚みを有する板状の部材を成し、ほぼ六面体のブロック形状となっている。この蓋部材30の外面を構成する構造材31は、ステンレスなどの金属材料から形成される。さらに、構造材31の内部には、金属酸化物セラミックスなどの材料で形成された耐熱材32が設けられている。なお、構造材31と耐熱材32の間に粉末状の中性子吸収剤が充填されている。
(Third embodiment)
Next, the
また、構造材31は、平面視でほぼ正方形状の箱体を成し、その四隅の角部が湾曲状に切り欠かれた凹部33が形成されている。つまり、構造材31の外周面に凹部33が設けられている。なお、構造材31の内部の耐熱材32の四隅の角部も湾曲状に切り欠かれた凹部が設けられている。
Further, the
また、構造材31の切り欠かれた四隅の角部のうちの1の角部には、円筒形状を成す筒部材34が設けられている。この筒部材34は、ステンレスなどの金属材料により形成され、上下方向に貫通された貫通穴35(穴部)を有している。また、筒部材34は、溶接により構造材31の角部に固定されている。このように、筒部材34および凹部33は、蓋部材30の外周面に沿って設けられている。そのため、図11に示すように、複数の蓋部材30を平面的に並べたときに、それぞれの蓋部材30の外周面同士が接触するとともに、1の蓋部材30の筒部材34が、その周囲の蓋部材30の凹部33に係合される。
In addition, a
また、蓋部材30の平面視において、湾曲された凹部33の曲率は、筒部材34の外周の曲率と同一である。さらに、筒部材34の外周を3つの蓋部材30の凹部33で囲むことができる。そのため、1の蓋部材30の筒部材34が、その周囲の蓋部材30の凹部33が係合されると、蓋部材30同士を密に並べることができる。
Further, in the plan view of the
図12に示すように、ドレンサンプ7の開口を複数個の蓋部材30で覆う場合には、まず、ドレンサンプ7の近傍の床面6およびドレンサンプ7の底部に穴をあけて固定部37を形成する。この固定部37に支持棒38を固定する。この支持棒38は、鉛直方向に延びている。なお、ドレンサンプ7の底部の固定部37から立設する支持棒38において、床面6と同じ高さ位置となる部分には、蓋部材30を保持する保持部材39が固定されている。
As shown in FIG. 12, when covering the opening of the
また、筒部材34の貫通穴35は、円形状を成す穴であるとともに、支持棒38は、円柱状を成す部材となっている。なお、支持棒38の直径は、筒部材34の貫通穴35よりも小さい径となっている。そして、蓋部材30は、筒部材34の貫通穴35に支持棒38を挿通させた状態で設置される。第3実施形態では、支持棒38の上端に貫通穴35を挿通させて、複数個の蓋部材30を積み上げている。なお、第3実施形態では、貫通穴35と支持棒38とにより組合手段が構成される。なお、ドレンサンプ7の開口を複数個の蓋部材30で塞いだ場合には、原子炉格納容器4の内部で生じた漏水が蓋部材30同士の隙間を通過してドレンサンプ7に浸入可能となっている。また、蓋部材30の側面に、水が通過可能な隙間を形成するための凹凸を形成しても良い。
The through
また、床面6の固定部37から立設された支持棒38の長さは、蓋部材30の上下寸法よりも長く形成されている。さらに、ドレンサンプ7の底部の固定部37から立設する支持棒38において、保持部材39から支持棒38の上端部までの長さは、蓋部材30の上下寸法よりも長く形成されている。そのため、それぞれの支持棒38により複数個の蓋部材30を上下方向に積み上げることができる。このように積み上げられた蓋部材30は、地震などの外力が加わっても、積み上げられた状態を維持できる。なお、本例では、上下方向に3段の蓋部材30を積み上げているが、蓋部材30を上下方向に積み上げずに、1段の蓋部材30によりドレンサンプ7の開口を覆っても良い。
Further, the length of the
また、蓋部材30において、支持棒38により支持されていない側の縁辺は、ドレンサンプ7の近傍の床面6に載置される。さらに、支持棒38により支持されていない側の縁辺の凹部33が、他の蓋部材30の筒部材34と係合されることで、蓋部材30が水平方向に回転されないようになっている。
Further, the edge of the
なお、第3実施形態では、筒部材34の貫通穴35が円形状を成すとともに、支持棒38が円柱状を成しているが、筒部材34の貫通穴35が四角形状を成すとともに、支持棒38が角柱状を成していても良い。支持棒38が角柱状を成すことで、蓋部材30が回転されないようにできる。また、本例では、筒部材34を円筒形状に形成しているが、筒部材34を角筒形状に形成しても良い。
In the third embodiment, the through
また、耐熱材32が構造材31により覆われており、耐熱材32に水が浸透していない状態で維持されるので、高温の炉心溶融物が耐熱材32に接触しても、耐熱材32の内部で水蒸気爆発が起きることがなく、耐熱材32の形状が保たれるので、ドレンサンプ7への炉心溶融物の浸入防止機能を維持できる。また、蓋部材30が中性子吸収剤を有することで、核反応を抑制することができる。
Further, since the heat-
(第4実施形態)
次に、第4実施形態の蓋部材40について図13から図14を用いて説明する。図13に示すように、第4実施形態の蓋部材40は、ほぼ六面体のブロック形状となっている。この蓋部材40の外面を構成する構造材41は、ステンレスなどの金属材料から形成される。さらに、構造材41の内部には、金属酸化物セラミックスなどの材料で形成された耐熱材42が設けられている。なお、構造材41と耐熱材42の間に粉末状の中性子吸収剤が充填されている。
(Fourth embodiment)
Next, the
また、構造材41は、側面視でほぼ長方形状の箱体を成し、その四隅の角部が湾曲状に切り欠かれた凹部43が形成されている。つまり、構造材41において、上面および下面を含む外周面に凹部43が設けられている。なお、構造材41の内部の耐熱材42の四隅の角部も湾曲状に切り欠かれた凹部が設けられている。
The
また、構造材41の切り欠かれた四隅の角部のうちの1の角部には、円筒形状を成す筒部材44が設けられている。この筒部材44は、ステンレスなどの金属材料により形成され、水平方向に貫通された貫通穴45(穴部)を有している。また、筒部材44は、溶接により構造材41の角部に固定されている。このように、筒部材44および凹部43は、蓋部材40の外周面に沿って設けられている。そのため、図14に示すように、複数の蓋部材40を平面的に並べたときに、それぞれの蓋部材40の側面同士が接触するとともに、1の蓋部材40の筒部材44が、隣接する他の蓋部材40の凹部43に係合される。
A
また、蓋部材40の側面視において、湾曲された凹部43の曲率は、筒部材44の外周の曲率と同一である。そのため、1の蓋部材40の筒部材44が、隣接する他の蓋部材40の凹部43が係合されると、蓋部材40同士を密に並べることができる。
Further, in the side view of the
図14に示すように、ドレンサンプ7の開口を複数個の蓋部材40で覆う場合には、まず、水平方向に延びる支持棒47を筒部材44の貫通穴45に挿入する。そして、この支持棒47の端部をドレンサンプ7の近傍の床面6などに固定する。なお、支持棒47は、その長手方向がドレンサンプ7の延設方向と直行する方向に設置される。さらに、本例では図示を省略するが、支持棒47を固定するための複数本のフレーム部材をドレンサンプ7に架け渡しても良い。また、これらフレーム部材に支持棒47を支持させることで、その長手方向がドレンサンプ7の延設方向と同じ方向に向くように設置しても良い。
As shown in FIG. 14, when covering the opening of the
また、筒部材44の貫通穴45は、円形状を成す穴であるとともに、支持棒47は、円柱状を成す部材となっている。なお、支持棒47の直径は、筒部材44の貫通穴45よりも小さい径となっている。そして、蓋部材40は、筒部材44の貫通穴45に支持棒47を挿通させた状態で設置される。なお、第3実施形態では、貫通穴45と支持棒47とにより組合手段が構成される。なお、ドレンサンプ7の開口を複数個の蓋部材40で塞いだ場合には、原子炉格納容器4の内部で生じた漏水が蓋部材40同士の隙間を通過してドレンサンプ7に浸入可能となっている。また、蓋部材40の側面に、水が通過可能な隙間を形成するための凹凸を形成しても良い。
Further, the through
また、支持棒47の長さは、蓋部材40の左右寸法よりも長く形成されている。そのため、それぞれの支持棒47により複数個の蓋部材40を左右方向に並設した状態で支持できる。このように支持された蓋部材40は、地震などの外力が加わっても、積み上げられた状態を維持できる。なお、本例では、筒部材44を蓋部材40の下部側に設けて設置しているが、筒部材44を蓋部材40の上部側に設けて設置しても良い。つまり、図14の蓋部材40の上下を反転させた状態で設置しても良い。
The length of the
また、蓋部材40において、支持棒47により支持されていない側の縁辺は、他の蓋部材40の筒部材44と係合されることで、蓋部材40が縦方向に回転されないようになっている。
Further, the edge of the
なお、第4実施形態では、筒部材44の貫通穴45が円形状を成すとともに、支持棒47が円柱状を成しているが、筒部材44の貫通穴45が四角形状を成すとともに、支持棒47が角柱状を成していても良い。支持棒47が角柱状を成すことで、蓋部材40が回転されないようにできる。
In the fourth embodiment, the through
また、耐熱材42が構造材41により覆われており、耐熱材42に水が浸透していない状態で維持されるので、高温の炉心溶融物が耐熱材42に接触しても、耐熱材42の内部で水蒸気爆発が起きることがなく、耐熱材42の形状が保たれるので、ドレンサンプ7への炉心溶融物の浸入防止機能を維持できる。また、蓋部材40が中性子吸収剤を有することで、核反応を抑制することができる。
In addition, since the heat-
なお、構造材41の四隅の角部のうちの3つの角部に凹部43が設けられるとともに1つの角部に筒部材44が設けられているが、その他の形態としても良い。例えば、構造材41の四隅の角部のうちの2つの角部に凹部43が設けられるとともに2つの角部に筒部材44が設けられる構成であっても良い。また、凹部43および筒部材44を構造材41の四隅の角部に設ける構成でなくても良い。例えば、凹部43および筒部材44を構造材41の四辺の各中央位置に設けるようにしても良い。
In addition, although the recessed
(第5実施形態)
次に、第5実施形態の蓋部材50について図15から図19を用いて説明する。図15に示すように、第5実施形態の蓋部材50は、上下に積層された2つの構造材51を有している。それぞれの構造材51は、平面視でほぼ正方形状の箱体を成す六面体のブロック形状となっている。これらの構造材51は、ステンレスなどの金属材料から形成される。さらに、それぞれの構造材51の内部には、金属酸化物セラミックスなどの材料で形成された耐熱材52が設けられている。なお、構造材51と耐熱材52の間に粉末状の中性子吸収剤が充填されている。
(Fifth embodiment)
Next, the
図16に示すように、上下の構造材51は、水平方向に変位して(ずれて)設けられる。本例では、平面視において、上方の構造材51の1つの角部が、下方の構造材51の中央位置に配置されるように、上下の構造材51が水平方向に変位して設けられる。そして、上方の構造材51の下面と下方の構造材51の上面との接触面が互いに溶接された溶接部53が設けられている。つまり、上下の構造材51の上面、下面、および側面よって、段部(階段状の部分)が形成される。
As shown in FIG. 16, the upper and lower
図18に示すように、ドレンサンプ7の開口を複数個の蓋部材50で覆う場合には、まず、1の蓋部材50の下方の構造材51の上面に、他の蓋部材50の上方の構造材51の下面を載置するようにする。このように、互いの蓋部材50において、上方の構造材51の側面同士および下方の構造材51の側面同士を接触させる。つまり、複数の蓋部材50が水平方向に組み合わせられたときに、1の蓋部材50の段部に他の蓋部材50の段部が係合されることで、蓋部材50同士を密に並べることができる。なお、ドレンサンプ7の開口を複数個の蓋部材50で塞いだ場合には、原子炉格納容器4の内部で生じた漏水が蓋部材50同士の隙間を通過してドレンサンプ7に浸入可能となっている。また、蓋部材50の側面に、水が通過可能な隙間を形成するための凹凸を形成しても良い。
As shown in FIG. 18, when the openings of the
図17および図19に示すように、複数の蓋部材50を平面的に並べたときに、下方の構造材51同士の間を上方の構造材51が覆うようになっている。なお、それぞれの構造材51の内部には、耐熱材52が設けられているので(図16参照)、複数の蓋部材50を平面的に並べたときに、下方の耐熱材52同士の間を上方の耐熱材52が覆うようになっている。そのため、シビアアクシデントの発生時に炉心溶融物が構造材51を溶かしても、下方の耐熱材52同士の隙間を上方の耐熱材52が塞ぐので、炉心溶融物がドレンサンプ7に浸入されることを防止できる。
As shown in FIGS. 17 and 19, when the plurality of
また、耐熱材52が構造材51により覆われており、耐熱材52に水が浸透していない状態で維持されるので、高温の炉心溶融物が耐熱材52に接触しても、耐熱材52の内部で水蒸気爆発が起きることがなく、耐熱材52の形状が保たれるので、ドレンサンプ7への炉心溶融物の浸入防止機能を維持できる。また、蓋部材50が中性子吸収剤を有することで、核反応を抑制することができる。
In addition, since the heat-
なお、複数の蓋部材50を支持するための複数本のフレーム部材をドレンサンプ7に架け渡しても良い。また、ドレンサンプ7の底面から上方に延びる支持棒を設けるようにし、この支持棒の上端部に蓋部材50を支持させても良い。
A plurality of frame members for supporting the plurality of
このように、本実施形態では、セラミックスなどの材料で構成され耐熱材12,22,32,42,52を有し、この耐熱材12,22,32,42,52の表面の全てが、金属材からなる構造材11,21,31,41,51で覆われることで、耐熱性、耐衝撃性、設置容易性、非透水性(水の浸透防止機能)の全てを満たす蓋部材10,20,30,40,50を形成できる。
Thus, in this embodiment, it has heat-
なお、前述した実施形態では、構造材11,21,41,51は、ステンレスなどの金属材料から形成されているが、その他の材質で構造材を形成しても良い。例えば、硬質樹脂材で構造材を形成しても良い。さらに、繊維強化プラスチック(FRP)などを用いて構造材を形成しても良い。このような繊維強化プラスチックの構造材を用いることで、炉心溶融物が構造材を熔解して蒸発するときの蒸発熱として、炉心溶融物の熱が奪われるようになるため、炉心溶融物が冷えて固まり、ドレンサンプ7の底部に炉心溶融物が落ちることがない。
In the above-described embodiment, the
なお、前述した実施形態を組み合わせても良い。例えば、第2実施形態の蓋部材20の上面、下面、および側面に、第1実施形態の凸部13および凹部14を設けるようにして、互いの蓋部材20同士を連結しても良い。さらに、第5実施形態の蓋部材50に対して、第2実施形態の貫通穴24を形成して、この貫通穴24に支持棒を挿通することで、支持棒を用いて蓋部材50を支持しても良い。
Note that the above-described embodiments may be combined. For example, the
以上説明した実施形態によれば、セラミックス材料を含む耐熱材、この耐熱材よりも高い靱性を有して耐熱材の表面の全てを覆う構造材と、で形成された蓋部材を持つことにより、落下物による衝撃が加わっても破損しないようにできるとともに、水が耐熱材に浸透されないようにすることで、シビアアクシデントの発生時にも炉心溶融物の浸入防止機能を維持できる。 According to the embodiment described above, by having a lid member formed of a heat-resistant material containing a ceramic material, a structural material that has a higher toughness than this heat-resistant material and covers the entire surface of the heat-resistant material, It can be prevented from being damaged even when impacted by falling objects, and by preventing water from penetrating into the heat-resistant material, it is possible to maintain the function of preventing the intrusion of the core melt even when severe accidents occur.
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、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。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同様に、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ものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…原子炉圧力容器、2…炉心、3…底部、4…原子炉格納容器、5…注水ライン、6…床面、7…ドレンサンプ、10…蓋部材、11…構造材、12…耐熱材、13…凸部、14…凹部、15…中性子吸収剤、20…蓋部材、21…構造材、22…耐熱材、24…貫通穴、25…中性子吸収剤、26…貫通穴、27…固定部、28…支持棒、30…蓋部材、31…構造材、32…耐熱材、33…凹部、34…筒部材、35…貫通穴、37…固定部、38…支持棒、39…保持部材、40…蓋部材、41…構造材、42…耐熱材、43…凹部、44…筒部材、45…貫通穴、47…支持棒、50…蓋部材、51…構造材、52…耐熱材、53…溶接部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
少なくともセラミックス材料を含む耐熱材と前記耐熱材を覆う構造材とで形成された蓋部材と、
前記蓋部材同士を互いに組み合わせる組合手段と、
を備え、
前記組合手段により組み合わせた複数の前記蓋部材により、前記ドレンサンプの前記開口部が上方から覆われることを特徴とする原子炉格納容器。 A drain sump that is provided at the bottom and has an opening at the top to collect and drain leaks;
A lid member formed of a heat-resistant material containing at least a ceramic material and a structural material covering the heat-resistant material;
A combination means for combining the lid members with each other;
With
A reactor containment vessel characterized in that the opening of the drain sump is covered from above by a plurality of lid members combined by the combination means.
前記組合手段は、
前記蓋部材の6つの面のうちの隣接する3つの面に設けられた係合部と、
前記係合部が設けられた面の反対側の面に設けられて他の前記蓋部材の前記係合部が係合される被係合部と、
からなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の原子炉格納容器。 The lid member has a block shape having at least six surfaces;
The union means is
Engaging portions provided on three adjacent surfaces of the six surfaces of the lid member;
An engaged portion provided on a surface opposite to the surface on which the engaging portion is provided and engaged with the engaging portion of another lid member;
The reactor containment vessel according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
前記原子炉格納容器の床面または壁面には支持棒が設けられ、前記貫通穴に前記支持棒が挿入されることで、前記蓋部材同士の組み合わせが可能であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の原子炉格納容器。 The combination means consists of a through hole provided in the lid member,
2. The support member is provided on a floor surface or a wall surface of the reactor containment vessel, and the cover members can be combined by inserting the support rod into the through hole. The reactor containment vessel according to any one of claims 1 to 3.
前記蓋部材の外周面に設けられて穴部を有する筒部材と、
前記筒部材が設けられた部分とは反対側の前記外周面に設けられて他の前記蓋部材の前記筒部材が係合される凹部と、
からなることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の原子炉格納容器。 The union means is
A cylindrical member provided on the outer peripheral surface of the lid member and having a hole;
A concave portion provided on the outer peripheral surface opposite to the portion provided with the cylindrical member and engaged with the cylindrical member of the other lid member;
The reactor containment vessel according to any one of claims 1 to 4, characterized by comprising:
前記組合手段は、前記耐熱材同士が水平方向に変位して設けられることで前記蓋部材に形成される段部から成り、
複数の前記蓋部材が水平方向に組み合わせられたときに、1の前記蓋部材の段部に他の前記蓋部材の段部が係合されることで、下方の前記耐熱材同士の間を上方の前記耐熱材が覆うことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の原子炉格納容器。 The lid member has at least two upper and lower heat-resistant materials laminated,
The combination means comprises a step portion formed on the lid member by providing the heat-resistant materials displaced in the horizontal direction,
When the plurality of lid members are combined in the horizontal direction, the stepped portions of the one lid member are engaged with the stepped portions of the other lid member, so that the space between the lower heat-resistant materials is increased. The reactor containment vessel according to any one of claims 1 to 5, wherein the heat-resistant material is covered.
少なくともセラミックス材料を含む耐熱材と前記耐熱材を覆う構造材とで形成された蓋部材と、
前記蓋部材同士を互いに組み合わせる組合手段と、
を備え、
前記組合手段により組み合わせた複数の前記蓋部材が、前記開口部を上方から覆うように配置されることを特徴とする原子炉格納容器のドレンサンプ。 A drain sump that is provided at the bottom of the reactor containment vessel and has an opening at the top, for collecting and draining water leaking inside the reactor containment vessel,
A lid member formed of a heat-resistant material containing at least a ceramic material and a structural material covering the heat-resistant material;
A combination means for combining the lid members with each other;
With
A drain sump for a nuclear reactor containment vessel, wherein the plurality of lid members combined by the combination means are arranged so as to cover the opening from above.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
DE102018208794A1 (en) | 2017-06-05 | 2018-12-06 | Yazaki Corporation | Flüssigkeitspegeldetektiervorrichtung |
-
2015
- 2015-12-18 JP JP2015247463A patent/JP2017111089A/en active Pending
Cited By (1)
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DE102018208794A1 (en) | 2017-06-05 | 2018-12-06 | Yazaki Corporation | Flüssigkeitspegeldetektiervorrichtung |
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