JP2017187370A - Nuclear reactor containment and molten reactor core receiving device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明の実施形態は、炉心溶融事故への対応手段を備えた原子炉格納容器および溶融炉心受装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a nuclear reactor containment vessel and a melting core receiving device provided with means for responding to a core melting accident.
原子炉では、何らかの事故事象により、配管破断あるいは原子炉圧力容器そのものの破損による原子炉圧力容器内の冷却材喪失、ならびに炉心部で発生する除熱機能の喪失のような事態に陥った場合、炉心部の燃料が溶融するとともに、その高温の溶融燃料(溶融炉心、デブリ)が炉心部より下方へ流出する可能性がある。 In the nuclear reactor, if some accident event causes a situation such as pipe loss or loss of coolant in the reactor pressure vessel due to damage to the reactor pressure vessel itself, or loss of heat removal function generated in the core, As the fuel in the core melts, the high-temperature molten fuel (molten core, debris) may flow downward from the core.
このような事態に至った場合、デブリが圧力容器底部に堆積する。その状態が継続することにより、原子炉圧力容器の底部が破損し、原子炉格納容器内に流出する。流出したデブリは原子炉格納容器のコンクリートを加熱し、デブリ−コンクリート反応を生じる。この反応は、コンクリートが高温に加熱されることにより、二酸化炭素、水素等の非凝縮性ガスを大量に発生してコンクリートを溶融浸食するものである。非凝縮性ガスの大量発生は、原子炉格納容器内の圧力を上昇させ、原子炉格納容器の破損に至る可能性がある。一方、炉心溶融の信号が発信されると、原子炉格納容器内の底部にあるペデスタルへの注水が行われ、上記浸食を抑制するシステムも有している。しかし、原子炉格納容器の破損に至った場合、大量の放射性物質が、外部環境へ放出されることになる。 When this happens, debris accumulates on the bottom of the pressure vessel. As the state continues, the bottom of the reactor pressure vessel is damaged and flows into the reactor containment vessel. The spilled debris heats the reactor containment concrete and causes a debris-concrete reaction. In this reaction, when concrete is heated to a high temperature, a large amount of non-condensable gases such as carbon dioxide and hydrogen are generated and the concrete is melted and eroded. Generation of a large amount of non-condensable gas may increase the pressure in the reactor containment vessel and lead to damage to the reactor containment vessel. On the other hand, when a signal for melting the core is transmitted, water is injected into the pedestal at the bottom of the reactor containment vessel, and there is also a system for suppressing the erosion. However, when the reactor containment vessel is damaged, a large amount of radioactive material is released to the outside environment.
上記のような事態を回避するために、下記のような対策が提案されている。 In order to avoid the above situation, the following measures have been proposed.
たとえば、格納容器に流出したデブリによるデブリ−コンクリート反応を抑制するために、落下デブリを受け止める保持装置(コアキャッチャ)を設置し、冷却手段を設けることにより、デブリの冷却を促進させる提案がなされている。 For example, in order to suppress the debris-concrete reaction caused by debris flowing into the containment vessel, a proposal has been made to promote the cooling of the debris by installing a holding device (core catcher) for receiving the falling debris and providing a cooling means. Yes.
また、ペデスタル内のデブリ−コンクリート反応を抑制する方法として、ペデスタル領域の壁面および床面を粗骨材を有するコンクリートで形成することによって浸食を抑制する方法が知られている。 Further, as a method for suppressing the debris-concrete reaction in the pedestal, a method for suppressing erosion by forming the wall surface and floor surface of the pedestal region with concrete having coarse aggregate is known.
上記コアキャッチャを設置する公知技術で、原子炉の炉心からデブリが流出するあらゆる場合に、デブリがコアキャッチャ上で薄く分散された状態で堆積するとは考えられない。また、短時間に大量のデブリが流出した場合には、デブリがコアキャッチャの壁を乗り越えて、圧力容器底部まで達する可能性もあるという課題がある。 In any known technique for installing the core catcher, it is not considered that debris is deposited in a thinly dispersed state on the core catcher in any case where the debris flows out of the core of the nuclear reactor. In addition, when a large amount of debris flows out in a short time, there is a problem that the debris may reach the bottom of the pressure vessel over the wall of the core catcher.
また、ペデスタル領域の壁面および床面に粗骨材を有するコンクリートを用いる上記公知技術では、コンクリートの組成により、デブリ−コンクリート反応を抑制する。しかし、まとまったデブリが一か所に堆積した際には、コンクリートの加熱が進み、コンクリートデブリ反応は進行してしまう可能性もあるという課題がある。 Moreover, in the said well-known technique using the concrete which has a coarse aggregate in the wall surface and floor surface of a pedestal area | region, a debris-concrete reaction is suppressed by the composition of concrete. However, when collective debris accumulates in one place, there is a problem that the concrete debris reaction may proceed due to the progress of concrete heating.
本発明の実施形態は、上記事情を鑑みてなされたものであり、炉心溶融事故が発生してデブリがペデスタル空間に落下してきた場合に、溶融炉心によるデブリとペデスタル床との反応の進展を防止または抑制することを目的とする。 The embodiment of the present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents the progress of the reaction between the debris and the pedestal bed by the molten core when a core melting accident occurs and the debris falls into the pedestal space. Or to suppress.
本発明の実施形態に係る原子炉格納容器は、炉心を収納する原子炉圧力容器を格納する原子炉格納容器であって、前記原子炉圧力容器を支持する筒状のペデスタル壁と、前記ペデスタル壁で囲まれて前記原子炉圧力容器の下方に位置して前記原子炉格納容器の底部を構成するペデスタル床と、前記ペデスタル床の上方に配置されて、前記ペデスタル床を構成する材質に比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなる溶融炉心受部と、を有し、前記溶融炉心受部は、前記炉心が溶融して形成された溶融炉心が前記原子炉圧力容器の下方に落下したときに、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の流れを複数に分岐させ、その溶融炉心の熱を吸収して、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の温度を低下させるものであること、を特徴とする。 A reactor containment vessel according to an embodiment of the present invention is a reactor containment vessel that houses a reactor pressure vessel that houses a core, and includes a cylindrical pedestal wall that supports the reactor pressure vessel, and the pedestal wall A pedestal floor that is positioned below the reactor pressure vessel and that constitutes the bottom of the reactor containment vessel, and is disposed above the pedestal floor and is higher than the material that constitutes the pedestal floor. A melting core receiving portion made of a material having a melting point, high heat resistance, and low reactivity, and the melting core receiving portion has a melting core formed by melting the core below the reactor pressure vessel. When the molten core falls, before the molten core reaches the pedestal bed, the flow of the molten core is branched into a plurality of parts, the heat of the molten core is absorbed, and before the molten core reaches the pedestal bed Of the melting core It is intended to reduce the degree, characterized by.
また、本発明の実施形態に係る溶融炉心受装置は、原子炉圧力容器を支持する筒状のペデスタル壁で囲まれて前記原子炉圧力容器の下方で原子炉格納容器の底部を構成するペデスタル床の上方に配置される溶融炉心受装置であって、前記ペデスタル床を構成する材質に比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなり、互いの間に間隙を形成して水平方向および上下方向に並べられた複数の塊体を備え、前記複数の塊体は、前記原子炉圧力容器内の炉心が溶融して形成された溶融炉心が前記原子炉圧力容器の下方に落下したときに、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の流れを複数に分岐させ、その溶融炉心の熱を吸収して、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の温度を低下させるものであること、を特徴とする。 Further, the molten core receiving apparatus according to the embodiment of the present invention includes a pedestal floor that is surrounded by a cylindrical pedestal wall that supports the reactor pressure vessel and forms the bottom of the reactor containment vessel below the reactor pressure vessel. A melting core receiving device disposed above the pedestal bed, which is made of a material having a high melting point, high heat resistance and low reactivity compared to the material constituting the pedestal bed, and forming a gap between them in the horizontal direction And when the molten core formed by melting the reactor core in the reactor pressure vessel falls below the reactor pressure vessel. In addition, before the molten core reaches the pedestal bed, the flow of the molten core is branched into a plurality of parts, the heat of the molten core is absorbed, and the molten core before the molten core reaches the pedestal bed. To lower the temperature of Sometimes, and it said.
本発明の実施形態によれば、炉心溶融事故が発生してデブリがペデスタル空間に落下してきた場合に、溶融炉心によるデブリとペデスタル床との反応の進展を防止または抑制することができる。 According to the embodiment of the present invention, when a core melting accident occurs and debris falls into the pedestal space, it is possible to prevent or suppress the progress of the reaction between the debris and the pedestal floor caused by the molten core.
以下、図面を参照して、本発明に係る原子炉格納容器および溶融炉心受装置の実施形態について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of a reactor containment vessel and a melting core receiving apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る原子炉格納容器全体を示す模式的立断面図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view showing the entire reactor containment vessel according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an elevational sectional view around the pedestal space showing a situation where the molten core has fallen into the pedestal space in the reactor containment vessel according to the first embodiment of the present invention.
ここでは、沸騰水型原子炉を例にとって説明する。炉心11が原子炉圧力容器12内に収納され、原子炉圧力容器12は原子炉格納容器13内に収納されている。原子炉格納容器13はドライウェル14とウェットウェル15とに区画され、原子炉圧力容器12はドライウェル14内に配置されている。
Here, a boiling water reactor will be described as an example. The
ドライウェル14内下部に円筒状のペデスタル壁16が配置され、原子炉圧力容器12は、ベッセルサポート(図示せず)などを介してペデスタル壁16で支持されている。ペデスタル壁16で囲まれた空間(ペデスタル空間)17の底部にはペデスタル床18が形成されている。ペデスタル壁16およびペデスタル床18はコンクリートで形成されている。
A
ウェットウェル15はペデスタル壁16を囲むように配置され、ウェットウェル15内には圧力抑制プール19が形成されている。ドライウェル14から圧力抑制プール19内にベント管20が延びている。事故時にドライウェル14内の蒸気がベント管20を通って圧力抑制プール19内に流れ込んで凝縮し、原子炉格納容器13内の圧力上昇が抑制されるようになっている。
The
事故時に圧力抑制プール19の水をペデスタル空間17に供給するために、圧力抑制プール19に非常用冷却水供給配管21が接続され、その途中に非常用冷却水供給弁22が配置されている。
In order to supply the water of the
炉心溶融事故を想定し、原子炉圧力容器12の底部を突き破って落下した溶融炉心25(図2参照)がペデスタル床18に到達する前に溶融炉心25を受容するための溶融炉心受部(溶融炉心受装置)26がペデスタル床18の上に配置されている。
Assuming a core melting accident, the molten core receiving portion (melting) for receiving the
溶融炉心受部26は複数の塊体27が水平方向および上下方向に並べられたものであって、互いに隣接する塊体27の間に小さな間隙が形成されている。各塊体27は、ペデスタル床18を構成するコンクリートに比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなる。このような材料としては、たとえば、タングステン、モリブデン、銅などの金属や、酸化ベリリウムなどの金属酸化物などが考えられる。
In the melting
各塊体27の形状は、互いに接した時に溶融炉心25が通過可能な間隙ができる形状であれば、どのような形状でもよく、たとえば、球や円柱などでも、また、不規則な形状でもよい。
The shape of each
この実施形態で、炉心溶融事故が発生した場合、非常用冷却水供給弁22が開かれ、非常用冷却水供給配管21を通じて圧力抑制プール19の水がペデスタル空間17に供給される。これにより、図2に示すように、ペデスタル空間17内の溶融炉心受部26周辺は水で満たされる。
In this embodiment, when a core melting accident occurs, the emergency cooling
一方、炉心が溶融して溶融炉心25が形成され、この溶融炉心25が、原子炉圧力容器12の底から下方に落下することが想定される。その場合に、図2に示すように、溶融炉心25は、ペデスタル床18に到達する前に溶融炉心受部26に到達する。
On the other hand, it is assumed that the
溶融炉心25は、ペデスタル空間17内の水によって冷却される。また、溶融炉心25が、互いに隣接する塊体27の間の間隙を流れ落ちる際に複数に分岐して流れ、各塊体27が溶融炉心25の熱を吸収して、溶融炉心25がペデスタル床18に到達する前に溶融炉心25の温度が低下する。これにより、ペデスタル床18を構成するコンクリートと溶融炉心25との間の化学反応が抑制または防止できる。
The
炉心溶融事故時にペデスタル空間17に冷却水を供給する構成として、上記説明では、非常用冷却水供給配管21と非常用冷却水供給弁22とを用いて、圧力抑制プール19の水をペデスタル空間17に供給するものとした。このような構成の代わりに、原子炉格納容器13の内部または外部に圧力抑制プール19とは別の冷却水プール(図示せず)を設け、炉心溶融事故時にその冷却水プールをペデスタル空間17内に供給するようにしてもよい。
As a configuration for supplying cooling water to the
[第2の実施形態]
図3は、本発明の第2の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is an elevational sectional view around the pedestal space showing a situation where the molten core has fallen into the pedestal space in the reactor containment vessel according to the second embodiment of the present invention.
この第2の実施形態では、溶融炉心受部(溶融炉心受装置)26は、ペデスタル床18の上に並べられた複数の塊体27と、ペデスタル壁16の内側で複数の塊体27全体の水平方向外周を取り囲む筒状仕切り板30とを備えている。筒状仕切り板30の上部は開口している。ペデスタル壁16と筒状仕切り板30の間に環状空間31が形成される。筒状仕切り板30の側壁には複数の仕切り板貫通孔33が形成されている。
In the second embodiment, the melting core receiving part (melting core receiving device) 26 includes a plurality of
筒状仕切り板30の内側で複数の塊体27の上方を覆うように水平に延びる上部板32が配置されている。上部板32は筒状仕切り板30に固定され、上部板32には複数の上部板貫通孔35が形成されている。
An
塊体27、筒状仕切り板30および上部板32はいずれも、ペデスタル床18を構成するコンクリートに比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなる。
The
図3に示す例では、複数の塊体27それぞれが、互いにほぼ同じ直径の球形または円柱形である。また、塊体27に直接接触するペデスタル床18には複数のくぼみ34が形成され、塊体27の底部がペデスタル床18のくぼみ34内に入ることにより、塊体27がペデスタル床18の上で移動するのが抑制される。
In the example illustrated in FIG. 3, each of the plurality of
また、複数の塊体27の上方に上部板32を配置することによっても、塊体27の移動が抑制される。
Further, the movement of the
この実施形態で、炉心溶融事故が発生した場合、第1の実施形態と同様に、ペデスタル空間17内の溶融炉心受部26周辺は水で満たされる。
In this embodiment, when a core melting accident occurs, the periphery of the molten
溶融炉心25は、ペデスタル空間17内の水によって冷却される。また、溶融炉心25は、原子炉圧力容器12の底から下方に落下して、複数の塊体27と接する前に、上部板32の上面に当たり、上部板32の複数の上部板貫通孔35を通過する。その後に、溶融炉心25は、複数の塊体27の間の間隙に分岐しながら下方へ流れる。この場合に、上部板32および塊体27が溶融炉心25の熱を吸収して、溶融炉心25がペデスタル床18に到達する前に溶融炉心25の温度を低下させる。これにより、ペデスタル床18を構成するコンクリートと溶融炉心25との間の化学反応が抑制または防止できる。
The
また、この実施形態では、ペデスタル空間17内の水は、環状空間31を下降して、筒状仕切り板30の複数の仕切り板貫通孔33を通じて筒状仕切り板30の内側に流入する。そして、筒状仕切り板30の内側の水は、塊体27、上部板32および溶融炉心25を冷却しながら上昇し、上部板32の上部板貫通孔35を通ってその上方へ抜ける。このように、筒状仕切り板30の存在によって水の自然対流が促進され、溶融炉心25の冷却が促進される。
In this embodiment, the water in the
なお、炉心溶融事故が発生して溶融炉心25が上部板32の上面に達したとき、上部板32が溶融などによって破壊されることが予想され、この上部板32の破壊後は、その破壊箇所から上部板32の下方に流れて、溶融炉心25が複数の塊体27に接する位置に流れることが予想される。したがって、この第2の実施形態の変形例として、上部板貫通孔35はあらかじめ設けておかない、という構成も可能である。
When the core melting accident occurs and the
[第3の実施形態]
図4は、本発明の第3の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 4 is an elevational sectional view around the pedestal space showing a situation where the molten core has fallen into the pedestal space in the reactor containment vessel according to the third embodiment of the present invention.
この第3の実施形態は第2の実施形態の変形である。この第3の実施形態では、第2の実施形態の上部板32に相当するものが2枚あって、これらが互いに上下方向に間隔をあけて配置されている。ここで、上側の上部板を上側上部板32aと呼び、下側の上部板を下側上部板32bと呼ぶ。上側上部板32aと下側上部板32bのそれぞれに、複数の上部板貫通孔35が形成されている。
This third embodiment is a modification of the second embodiment. In the third embodiment, there are two pieces corresponding to the
また、下側上部板32bと上側上部板32aの間の位置および、下側上部板32bの下方に、それぞれ複数の仕切り板貫通孔33が形成されている。
A plurality of partition plate through-
上記以外の構成は第2の実施形態と同様である。 The configuration other than the above is the same as that of the second embodiment.
この第3の実施形態で、炉心溶融事故が発生した場合、第2の実施形態と同様に、ペデスタル空間17内の溶融炉心受部26周辺は水で満たされる。
In the third embodiment, when a core melting accident occurs, the periphery of the molten
溶融炉心25は、原子炉圧力容器12の底から下方に落下すると、溶融炉心25は、初めに上側上部板32aに当たり、上側上部板32aの複数の上部板貫通孔35を通過する。その後に、溶融炉心25は、上側上部板32aと下側上部板32bとの間にある複数の塊体27の間の間隙を分岐しながら下方へ流れる。その後に、溶融炉心25は、下側上部板32bに当たり、下側上部板32bの複数の上部板貫通孔35を通過する。その後に、溶融炉心25は、下側上部板32bの下方の複数の塊体27の間の間隙を分岐しながら下方へ流れる。その後に、溶融炉心25がペデスタル床18に到達する。
When the
このように、この第3の実施形態では、原子炉圧力容器10を貫通して落下した溶融炉心25がペデスタル床18に到達するまでに、上側上部板32aと下側上部板32bに形成された上部板貫通孔35を通過し、さらに、第2の実施形態に比べて、複数の塊体27のより厚い層の間を通過することになる。したがって、第2の実施形態に比べて、溶融炉心25がペデスタル床18に到達するときの溶融炉心25の温度がさらに低下していることが予想される。
As described above, in the third embodiment, the
また、このとき、ペデスタル空間17内の水は、環状空間31を下降して、下側上部板32bと上側上部板32aの間および、下側上部板32bの下方の位置それぞれに形成された複数の仕切り板貫通孔33を通じて筒状仕切り板30の内側に流入する。そして、筒状仕切り板30の内側の水は、塊体27、下側上部板32b、上側上部板32a、および溶融炉心25を冷却しながら上昇する。
At this time, the water in the
なお、炉心溶融事故が発生して溶融炉心25が上側上部板32aの上面に達したとき、上側上部板32aが溶融などによって破壊されることが予想される。また、同様に、溶融炉心25が下側上部板32bの上面に達したとき、下側上部板32bが溶融などによって破壊されることが予想される。したがって、第2の実施形態の説明の中で変形例として説明したのと同様の理由で、この第3の実施形態の変形例として、上部板貫通孔35はあらかじめ設けておかない、という構成も可能である。
When the core melting accident occurs and the
さらに、この第3の実施形態では上側上部板32aと下側上部板32bの2枚を設けて2段構造としたが、3段以上とすることも可能である。
Furthermore, in the third embodiment, the upper
[第4の実施形態]
図5は、本発明の第4の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。図6は、図5の塊体の一つを拡大して示す断面図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 is an elevational sectional view around the pedestal space showing a situation where the molten core has dropped into the pedestal space in the reactor containment vessel according to the fourth embodiment of the present invention. 6 is an enlarged cross-sectional view showing one of the blocks shown in FIG.
この第4の実施形態は第3の実施形態の変形であって、各塊体27の内部に空洞40が形成されており、空洞40の開口部41が形成されている。
The fourth embodiment is a modification of the third embodiment, in which cavities 40 are formed in the
上記以外の構成は第3の実施形態と同様である。 The configuration other than the above is the same as that of the third embodiment.
この第4の実施形態によれば、炉心溶融事故時に、溶融炉心25の熱によって塊体27が加熱されたときに、空洞40内の空気が噴出して、凝固しつつある溶融炉心25にひび割れを生じさせることができる。このひび割れに沿って冷却水が流入することにより、溶融炉心25の冷却を促進できる。また、空洞40内に溶融炉心25が流入することによっても溶融炉心25の冷却を促進できる。
According to the fourth embodiment, when the
なお、この第4の実施形態の変形例として、各塊体27の内部に空洞40を形成しておき、しかも、空洞40の開口部41をあらかじめ形成しない構成とすることも可能である。その場合でも、溶融炉心25の熱によって塊体27が加熱されたときに、塊体27の一部が溶融または破壊して開口部が形成され、あらかじめ開口部41を形成しておいた場合と同様の効果を得ることができる。
As a modification of the fourth embodiment, it is also possible to form the
図5に示す例では、複数の塊体27すべてに空洞40が形成されているように見えるが、複数の塊体27の一部に空洞40が形成され、他の塊体27には空洞40が形成されていない構成も可能である。
In the example shown in FIG. 5, it seems that the
[第5の実施形態]
図7は、本発明の第5の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 7 is an elevational sectional view around the pedestal space showing a situation where the molten core has fallen into the pedestal space in the reactor containment vessel according to the fifth embodiment of the present invention.
この第5の実施形態は第4の実施形態の変形であって、各塊体27の内部に空洞40が形成されており、空洞40内に水が封入されている。開口部41(図6)は形成されていない。
The fifth embodiment is a modification of the fourth embodiment, in which cavities 40 are formed in the
上記以外の構成は第4の実施形態と同様である。 Other configurations are the same as those in the fourth embodiment.
この第5の実施形態によれば、炉心溶融事故時に、溶融炉心25の熱によって塊体27が加熱されたときに、塊体27の一部が溶融または破壊して、空洞40内の水が噴出して、凝固しつつある溶融炉心25にひび割れを生じさせることができる。このひび割れに沿って冷却水が流入することにより、溶融炉心25の冷却を促進できる。また、空洞40内に溶融炉心25が流入することによっても溶融炉心25の冷却を促進できる。
According to the fifth embodiment, when the
図7に示す例では、複数の塊体27すべてに空洞40が形成され、しかもすべての空洞40内に水が封入されているように見えるが、この実施形態はかかる構成に限られない。すなわち、複数の塊体27の一部に空洞40が形成され、他の塊体27には空洞40が形成されていない構成も可能であり、また、複数の空洞40の一部に水が封入され、他の空洞40には水が封入されない構成も可能である。
In the example shown in FIG. 7, it seems that the
[第6の実施形態]
図8は、本発明の第6の実施形態に係る原子炉格納容器で炉心溶融事故発生直後の状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。図9は、第6の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
[Sixth Embodiment]
FIG. 8 is an elevational sectional view around the pedestal space showing a situation immediately after the occurrence of a core melting accident in a reactor containment vessel according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 9 is an elevational sectional view around the pedestal space showing a situation where the molten core has fallen into the pedestal space in the reactor containment vessel according to the sixth embodiment.
この第6の実施形態は第1の実施形態の変形である。この第6の実施形態では、ペデスタル壁16に、収納箱50が取り付けられており、原子炉の通常運転時には、収納箱50内に溶融炉心受部26の複数個の塊体27が収納されている。収納箱50には、収納箱開閉装置51が取り付けられている。収納箱開閉装置51は原子炉の通常運転時には閉じていて、炉心溶融事故発生直後に開くように構成されている。収納箱開閉装置51が開いたときに、収納箱50内に収納されていた複数個の塊体27がペデスタル空間17内に排出されるように構成されている。
The sixth embodiment is a modification of the first embodiment. In the sixth embodiment, a
この第6の実施形態では、塊体27は、転がりやすい形状が好ましく、たとえば球状である。
In the sixth embodiment, the
上記以外の構成は第1の実施形態と同様である。 The configuration other than the above is the same as that of the first embodiment.
この第6の実施形態で、炉心溶融事故が発生すると、非常用冷却水供給弁22(図1)が開かれ、非常用冷却水供給配管21を通じて圧力抑制プール19の水がペデスタル空間17に供給される。これにより、ペデスタル空間17内のペデスタル床18近くは水で満たされる。また、収納箱開閉装置51が開き、溶融炉心受部26の複数個の塊体27が収納箱50から出てペデスタル空間17内のペデスタル床18の上に落下して堆積する。
In this sixth embodiment, when a core melting accident occurs, the emergency cooling water supply valve 22 (FIG. 1) is opened, and the water in the
その後、溶融炉心25が、原子炉圧力容器12の底から下方に落下するときに、図9に示すように、溶融炉心25は、ペデスタル床18に到達する前に溶融炉心受部26の塊体27に接触し、各塊体27が溶融炉心25の熱を吸収して、溶融炉心25がペデスタル床18に到達する前に溶融炉心25の温度が低下する。
Thereafter, when the
[第7の実施形態]
図10は、本発明の第7の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
[Seventh Embodiment]
FIG. 10 is an elevational sectional view around the pedestal space showing a situation where the molten core has fallen into the pedestal space in the reactor containment vessel according to the seventh embodiment of the present invention.
この実施形態では、ペデスタル床18の上方で、ペデスタル床18の上面から間隔をあけた位置に、溶融炉心受部として、水平に広がる板状部60が配置されている。板状部60は、ペデスタル床18を覆うように配置され、ペデスタル壁16を貫通してペデスタル空間17の水平方向外側に延びる突出部61を有する。板状部60は、ペデスタル床18を構成するコンクリートに比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなり、しかも、多数の貫通孔(図示せず)が形成された多孔質であって、たとえば焼結体である。
In this embodiment, a horizontally extending plate-
上記以外の構成は第1の実施形態と同様である。 The configuration other than the above is the same as that of the first embodiment.
この実施形態で、炉心溶融事故が発生した場合、第1の実施形態と同様に、ペデスタル空間17内の、ペデスタル床18および板状部60の近傍は水で満たされる。
In this embodiment, when a core melting accident occurs, the vicinity of the
溶融炉心25は、原子炉圧力容器12の底から下方のペデスタル空間17内に落下して、板状部60の上面に当たる。その後、溶融炉心25は、板状部60の多数の貫通孔の中を通って徐々に板状部60を貫通し、その後にペデスタル床18に到達する。溶融炉心25は、ペデスタル空間17内の水によって冷却されるとともに、板状部60の貫通孔を通り抜ける間に板状部60によって冷却される。板状部60の熱は水平方向に広がり、突出部61を通じてペデスタル壁16の外側にも放出される。
The
板状部60の材料として多数の貫通孔が形成された多孔質(たとえば焼結体)を用いることにより、溶融炉心25と板状部60とが互いに接触する伝熱面積が大きくなり、溶融炉心25の熱が効果的に板状部60に伝わる。
By using a porous material (for example, a sintered body) in which a large number of through holes are formed as the material of the plate-
これにより、溶融炉心25がペデスタル床18に到達する前に溶融炉心25の温度が低下し、ペデスタル床18を構成するコンクリートと溶融炉心25との間の化学反応が抑制または防止できる。
As a result, the temperature of the
なお、上記説明では、板状部60は、ペデスタル壁16を貫通してペデスタル空間17の水平方向外側に延びる突出部61を有するものとした。この第7の実施形態の変形例として、板状部60が、ペデスタル壁16を貫通して延びる突出部61を有していない構成とすることも可能である。その場合は、板状部60内の熱が板状部60内の熱伝導によってペデスタル壁16の外側に放出することはない。しかし、溶融炉心25が板状部60の上面にある間および板状部60の貫通孔の中を通りぬけている間に、ペデスタル空間17内の冷却水により冷却されるので、溶融炉心25がペデスタル床18に到達する前に溶融炉心25の温度が低下する。
In the above description, the plate-
[第8の実施形態]
図11は、本発明の第8の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
[Eighth Embodiment]
FIG. 11 is an elevational sectional view around the pedestal space showing a situation where the molten core has dropped into the pedestal space in the reactor containment vessel according to the eighth embodiment of the present invention.
この第8の実施形態は第7の実施形態の変形であって、第7の実施形態における板状部60は、上側板状部60aと下側板状部60bとからなる。上側板状部60aと下側板状部60bはそれぞれが水平方向に広がり、上下方向に互いに間隔をあけて配置されている。
The eighth embodiment is a modification of the seventh embodiment, and the plate-
上側板状部60aおよび下側板状部60bそれぞれは、ペデスタル壁16を貫通してペデスタル空間17の水平方向外側に延びる突出部61を有する。上側板状部60aおよび下側板状部60bは、ペデスタル床18を構成するコンクリートに比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなり、しかも、多数の貫通孔が形成された多孔質である。
Each of the upper plate-
上記以外の構成は第7の実施形態と同様である。 Other configurations are the same as those in the seventh embodiment.
この実施形態で、炉心溶融事故が発生した場合、溶融炉心25は、原子炉圧力容器12の底から下方のペデスタル空間17内に落下して、はじめに上側板状部60aの上面に当たる。その後、溶融炉心25は、上側板状部60aの貫通孔の中を通って徐々に上側板状部60aを貫通し、その後に下側板状部60bの上面に当たる。その後、溶融炉心25は、下側板状部60bの貫通孔の中を通って徐々に下側板状部60bを貫通する。その後、溶融炉心25はペデスタル床18に到達する。溶融炉心25は、上側板状部60aおよび下側板状部60bの貫通孔を通り抜ける間に上側板状部60aおよび下側板状部60bによって冷却される。上側板状部60aおよび下側板状部60bの熱は、水平方向に広がり、突出部61を通じてペデスタル壁16の外側にも放出される。
In this embodiment, when a core melting accident occurs, the
これにより、溶融炉心25がペデスタル床18に到達する前に溶融炉心25の温度が、第7の実施形態よりもさらに低下し、ペデスタル床18を構成するコンクリートと溶融炉心25との間の化学反応が抑制または防止できる。
Thereby, before the
なお、上記説明では板状部60が上側板状部60aおよび下側板状部60bの2段としたが、3段以上としてもよい。
In the above description, the plate-
[第9の実施形態]
図12は、本発明の第9の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
[Ninth Embodiment]
FIG. 12 is an elevational sectional view around the pedestal space showing a situation where the molten core has fallen into the pedestal space in the reactor containment vessel according to the ninth embodiment of the present invention.
この第9の実施形態は第7の実施形態の変形であって、第7の実施形態における板状部60の突出部61に冷却器70が熱的に接続されている。冷却器70はペデスタル壁16の外側に配置され、たとえば、原子炉格納容器13の外から導入された冷却水によって冷却されるように構成されている。
The ninth embodiment is a modification of the seventh embodiment, and a cooler 70 is thermally connected to the protruding
上記以外の構成は第7の実施形態と同様である。 Other configurations are the same as those in the seventh embodiment.
この第9の実施形態では、炉心溶融事故が発生して溶融炉心25が板状部60の上にあるときまたは板状部60の貫通孔の中を通り抜けるときに溶融炉心25の熱が板状部60に伝わる。板状部60は、ペデスタル空間17内の水によって冷却されるとともに、突出部61を通じてペデスタル壁16の外側の冷却器70によって冷却される。
In the ninth embodiment, when a core melting accident occurs and the
この第9の実施形態では、板状部60が冷却器70によって積極的に冷却されるので、第7の実施形態に比べて板状部60がより効果的に冷却され、その結果、溶融炉心25の冷却が促進される。
In the ninth embodiment, since the plate-
[他の実施形態]
以上説明した実施形態の特徴を種々に組み合わせることもできる。
[Other Embodiments]
Various features of the embodiment described above can be combined.
たとえば、第1の実施形態(図1、図2)の複数の塊体27の形状を第2の実施形態(図3)のような球形としてもよいし、第4の実施形態(図5、図6)のような空洞を有する形状としてもよい。さらに第5の実施形態(図7)のように、空洞内に水を封入した構造としてもよい。
For example, the shape of the plurality of
第8の実施形態(図11)の上側板状部60aおよび下側板状部60bそれぞれに第9の実施形態(図12)の冷却器70を接続してもよい。
The cooler 70 of the ninth embodiment (FIG. 12) may be connected to each of the
また、第1〜第6の実施形態における塊体27や上部板32、上側上部板32a、下側上部板32bの材料として、第7〜第9の実施形態における板状部60の材料と同様に、多数の貫通孔が形成された多孔質(たとえば焼結体)を用いてもよい。
Further, the material of the
以上、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、種々の省略、置き換え、変更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 some 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 omissions, replacements, and changes 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.
11…炉心、12…原子炉圧力容器、13…原子炉格納容器、14…ドライウェル、15…ウェットウェル、16…ペデスタル壁、17…ペデスタル空間、18…ペデスタル床、19…圧力抑制プール、20…ベント管、21…非常用冷却水供給配管、22…非常用冷却水供給弁、25…溶融炉心、26…溶融炉心受部(溶融炉心受装置)、27…塊体、30…筒状仕切り板、31…環状空間、32…上部板、32a…上側上部板、32b…下側上部板、33…仕切り板貫通孔、34…くぼみ、35…上部板貫通孔、40…空洞、41…開口部、50…収納箱、51…収納箱開閉装置、60…板状部、60a…上側板状部、60b…下側板状部、61…突出部、70…冷却器
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記原子炉圧力容器を支持する筒状のペデスタル壁と、
前記ペデスタル壁で囲まれて前記原子炉圧力容器の下方に位置して前記原子炉格納容器の底部を構成するペデスタル床と、
前記ペデスタル床の上方に配置されて、前記ペデスタル床を構成する材質に比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなる溶融炉心受部と、
を有し、
前記溶融炉心受部は、前記炉心が溶融して形成された溶融炉心が前記原子炉圧力容器の下方に落下したときに、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の流れを複数に分岐させ、その溶融炉心の熱を吸収して、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の温度を低下させるものであること、
を特徴とする原子炉格納容器。 A reactor containment vessel for storing a reactor pressure vessel containing a core,
A cylindrical pedestal wall that supports the reactor pressure vessel;
A pedestal floor surrounded by the pedestal wall and positioned below the reactor pressure vessel and constituting the bottom of the reactor containment vessel;
A melting core receiving part that is disposed above the pedestal bed and is made of a material having a high melting point, high heat resistance, and low reactivity compared to the material constituting the pedestal bed;
Have
When the molten core formed by melting the core falls below the reactor pressure vessel, the molten core receiving part is configured to flow the molten core before the molten core reaches the pedestal bed. Branching into a plurality, absorbing the heat of the molten core, and lowering the temperature of the molten core before the molten core reaches the pedestal bed,
A reactor containment vessel characterized by
を特徴とする請求項1に記載の原子炉格納容器。 The molten core receiving portion includes a plurality of masses, and the plurality of masses are arranged in a horizontal direction and a vertical direction with a gap formed between each other,
The reactor containment vessel according to claim 1.
を特徴とする請求項2に記載の原子炉格納容器。 A plurality of indentations are formed in the pedestal floor to suppress movement of the plurality of masses;
The reactor containment vessel according to claim 2, wherein:
を特徴とする請求項2または請求項3に記載の原子炉格納容器。 Compared to the material constituting the pedestal floor, it is made of a material having a high melting point, high heat resistance, and low reactivity, and is arranged so as to spread horizontally above the plurality of masses to move the plurality of masses. Further having at least one upper plate to suppress,
The reactor containment vessel according to claim 2 or claim 3, wherein
前記ペデスタル床を構成する材質に比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなり、前記複数の塊体の上方で水平方向に広がるように配置された下側上部板と、
前記ペデスタル床を構成する材質に比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなり、前記下側上部板の上方で前記下側上部板と間隔をあけて配置された上側上部板と、
を含み、
前記複数の塊体の一部が前記下側上部板と前記上側上部板との間にも配置されていること、
を特徴とする請求項4に記載の原子炉格納容器。 The at least one upper plate is
A lower upper plate made of a material having a high melting point, high heat resistance, and low reactivity compared to the material constituting the pedestal floor, and arranged so as to spread horizontally above the plurality of masses,
An upper upper plate made of a material having a high melting point, high heat resistance and low reactivity compared to the material constituting the pedestal floor, and disposed above the lower upper plate and spaced apart from the lower upper plate; ,
Including
A part of the plurality of masses is also disposed between the lower upper plate and the upper upper plate;
The reactor containment vessel according to claim 4.
前記ペデスタル壁で囲まれて前記原子炉圧力容器の下方で前記ペデスタル床の上方の空間に冷却水を供給する非常用冷却水供給装置と、
をさらに有すること、を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の原子炉格納容器。 It is arranged so as to surround the horizontal periphery of the melting core receiving part so as to limit the horizontal movement of the melting core receiving part, and forms an annular space between the inner side of the pedestal wall and the upper part is opened. And a cylindrical partition plate in which a plurality of partition plate through holes are formed,
An emergency cooling water supply device for supplying cooling water to the space above the pedestal floor under the reactor pressure vessel surrounded by the pedestal wall;
The reactor containment vessel according to any one of claims 1 to 7, further comprising:
前記ペデスタル床よりも上方に配置されて、前記溶融炉心が生じたときに前記溶融炉心受部を前記ペデスタル床の上に落下させることができる収納箱開閉装置と、
をさらに有すること、を特徴とする請求項1に記載の原子炉格納容器。 A storage box that is disposed above the pedestal floor and stores the molten core receiving part at a normal time;
A storage box opening and closing device that is disposed above the pedestal floor and can drop the molten core receiving part onto the pedestal floor when the molten core is generated;
The reactor containment vessel according to claim 1, further comprising:
前記ペデスタル床の上方で前記ペデスタル床を覆って水平に広がる下側板状部と、
前記下側板状部の上方で前記下側板状部を覆って水平に広がり、前記下側板状部と上下方向に間隔をあけて配置された上側板状部と、
を含むこと、を特徴とする請求項11ないし請求項13のいずれか一項に記載の原子炉格納容器。 The plate-like portion is
A lower plate-like portion extending horizontally and covering the pedestal floor above the pedestal floor;
The upper plate-like portion that extends horizontally and covers the lower plate-like portion above the lower plate-like portion, and is arranged with an interval in the vertical direction from the lower plate-like portion,
The reactor containment vessel according to any one of claims 11 to 13, characterized by comprising:
前記ペデスタル床を構成する材質に比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなり、互いの間に間隙を形成して水平方向および上下方向に並べられた複数の塊体を備え、
前記複数の塊体は、前記原子炉圧力容器内の炉心が溶融して形成された溶融炉心が前記原子炉圧力容器の下方に落下したときに、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の流れを複数に分岐させ、その溶融炉心の熱を吸収して、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の温度を低下させるものであること、
を特徴とする溶融炉心受装置。 A melting core receiving device that is surrounded by a cylindrical pedestal wall that supports a reactor pressure vessel and is disposed above the pedestal bed that forms the bottom of the reactor containment vessel below the reactor pressure vessel,
Compared to the material constituting the pedestal floor, it is made of a material having a high melting point, high heat resistance, and low reactivity, and includes a plurality of masses arranged in the horizontal and vertical directions with a gap formed between them,
When the molten core formed by melting the core in the reactor pressure vessel falls below the reactor pressure vessel, the plurality of masses are formed before the molten core reaches the pedestal bed. Diverting the flow of the molten core into a plurality, absorbing the heat of the molten core, and lowering the temperature of the molten core before the molten core reaches the pedestal bed,
A melting core receiver.
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-
2016
- 2016-04-05 JP JP2016075922A patent/JP2017187370A/en active Pending
Cited By (3)
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KR20200027128A (en) | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 한국원자력연구원 | Cooling apparatus for molten core |
US10991469B2 (en) | 2018-09-03 | 2021-04-27 | Korea Atomic Energy Research Institute | Cooling apparatus for molten core material |
CN111370149A (en) * | 2020-03-17 | 2020-07-03 | 中国核动力研究设计院 | Outer wall temperature zone control device and method for containment vessel |
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