JP2517034B2 - Decay heat removal device - Google Patents

Decay heat removal device

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JP2517034B2
JP2517034B2 JP62333527A JP33352787A JP2517034B2 JP 2517034 B2 JP2517034 B2 JP 2517034B2 JP 62333527 A JP62333527 A JP 62333527A JP 33352787 A JP33352787 A JP 33352787A JP 2517034 B2 JP2517034 B2 JP 2517034B2
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heat
steam
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heat exchanger
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洋明 鈴木
良之 片岡
道雄 村瀬
勲 隅田
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子炉の崩壊熱除去装置に係り、さらに詳
細には、炉心で発生した熱を二次系に伝達する熱交換器
とヒートパイプとを組み合せた崩壊熱除去装置に関す
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a decay heat removal apparatus for a nuclear reactor, and more specifically, to a heat exchanger for transferring heat generated in the core to a secondary system and a heat exchanger. The present invention relates to a decay heat removal device combined with a pipe.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

原子炉停止後の崩壊熱を除去する崩壊熱除去装置は、
一般に、循環ポンプと冷却器とにより構成されている。
A decay heat removal device that removes decay heat after a reactor shutdown is
Generally, it is composed of a circulation pump and a cooler.

また、特開昭58−118988号公報に記載のように、循環
ポンプ等の動的機器を用いることなく、ヒートパイプに
よつて原子炉停止後の崩壊熱を除去する方法も提案され
ている。
Further, as described in JP-A-58-118988, there has been proposed a method of removing decay heat after a reactor shutdown by using a heat pipe without using a dynamic device such as a circulation pump.

さらに、エー・エヌ・エス,トランザクシヨンズ 47
巻(1984年)第292頁から第293頁(ANS,Trans.,Vol.47
(1984)p292−293)において論じられているように、
一次系の蒸気を直接凝縮器に導く方法も提案されてい
る。
In addition, A.N.S., Transactions 47
Volume (1984) pp. 292-293 (ANS, Trans., Vol.47
(1984) p292-293),
A method of directing the vapor of the primary system directly to the condenser has also been proposed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかして、前記した従来技術のうち、循環ポンプと冷
却器とを備える崩壊熱除去装置にあつては、循環ポンプ
を駆動させるために、必然的に大規模な非常用電源が必
要となる。
However, among the above-mentioned conventional techniques, the decay heat removal device including the circulation pump and the cooler inevitably requires a large-scale emergency power source to drive the circulation pump.

また、ヒートパイプを用いる従来型崩壊熱除去装置に
おいては、当該ヒートパイプの発熱部を炉内に挿入する
ようにしているため、そのヒートパイプの発熱部を炉内
に挿入する構造が複雑になるとともに、炉容器も大きく
せざるを得ない。
Further, in the conventional decay heat removal device using a heat pipe, the heat generating part of the heat pipe is inserted into the furnace, so that the structure of inserting the heat generating part of the heat pipe into the furnace becomes complicated. At the same time, the furnace container must be enlarged.

さらに、一次系の蒸気を直接凝縮器に導く崩壊熱除去
装置にあつては、破断を想定すべき配管の数が増えると
ともに、崩壊熱を吸収させることを目的として、格納容
器内に大容量の冷却水プールが必要となる。
Furthermore, in the decay heat removal device that directly guides the vapor of the primary system to the condenser, the number of pipes that should be assumed to break increases, and with the purpose of absorbing the decay heat, a large capacity A cooling water pool is required.

本発明の目的は、従来型原子炉の既設々備を有効に利
用することにより、設備が簡単で、しかも原子炉停止後
における崩壊熱除去という点でも信頼性にすぐれた崩壊
熱除去装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a decay heat removal apparatus that is simple in equipment by effectively utilizing the existing equipment of a conventional reactor and is also excellent in reliability in terms of decay heat removal after a reactor shutdown. To do.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

前記目的は、核燃料を収容する炉心と、炉心で発生し
た熱を二次系に伝達する熱交換器と、熱交換器の上流に
配設された給水ドラムと、給水ドラムに水を供給する給
水配管と、熱交換器の下流に配設され当該熱交換器で発
生した蒸気を排出する主蒸気配管とを備える原子炉にお
いて、前記熱交換器の給水ドラム上方に、前記給水ドラ
ムから分岐したヒートパイプを設けるとともに、原子炉
停止後に給水配管の弁を閉じ、かつヒートパイプ内の水
位が設定値よりも低下した後に主蒸気配管の弁を閉じる
制御装置を設けることによって達成される。
The purpose is to contain a nuclear fuel, a heat exchanger for transferring heat generated in the core to a secondary system, a water supply drum arranged upstream of the heat exchanger, and a water supply for supplying water to the water supply drum. In a nuclear reactor equipped with a pipe and a main steam pipe arranged downstream of the heat exchanger to discharge steam generated in the heat exchanger, above the water supply drum of the heat exchanger, the heat branched from the water supply drum. This is achieved by providing a pipe and a control device that closes the valve of the water supply pipe after the reactor is shut down and closes the valve of the main steam pipe after the water level in the heat pipe drops below a set value.

〔作用〕[Action]

以上の構成において、原子炉通常運転時、飽和温度以
下のいわゆるサブクール水は、熱交換器の給水ドラムに
流入する。そして、この水は、熱交換器の伝熱管によつ
て炉心からの熱を受け、沸騰して蒸気となり、蒸気ドラ
ムを通つて蒸気タービンに導びかれる。
In the above structure, so-called subcooled water having a saturation temperature or lower flows into the water supply drum of the heat exchanger during normal operation of the reactor. Then, the water receives heat from the core through the heat transfer tubes of the heat exchanger, boils into steam, and is guided to the steam turbine through the steam drum.

しかして、本発明において、ヒートパイプは、既述の
ごとく、熱交換器の給水ドラム上方に設置されており、
初期にヒートパイプ内を脱気して満水にしておくと、そ
れ以降は、熱交換器側の圧力損失の方がヒートパイプ内
の静水頭よりも大きいため、満水の状態が持続される。
Thus, in the present invention, the heat pipe is installed above the water supply drum of the heat exchanger as described above,
When the inside of the heat pipe is degassed to be filled with water at the initial stage, after that, the pressure loss on the heat exchanger side is larger than the hydrostatic head in the heat pipe, so that the filled state is maintained.

原子炉停止後、給水配管の弁を閉じると、炉心の崩壊
熱により、伝熱管内の冷却水は沸騰を続けるが、発生し
た蒸気の一部は浮力によつて上昇し、ヒートパイプ内の
冷却水と置換していく。そして、ヒートパイプの凝縮部
は、格納容器外の冷却水プール内に設置されているた
め、ヒートパイプ内の水位が低下し、ほぼ給水ドラムの
位置に達したとき、主蒸気配管の弁を閉じると、それ以
降、炉心で発生した熱は、熱交換器からヒートパイプを
通つて格納容器外の冷却水プールに導びかれる。
When the valve of the water supply pipe is closed after the reactor is stopped, the cooling water in the heat transfer pipe continues to boil due to the decay heat of the core, but part of the generated steam rises due to buoyancy, cooling the heat pipe. Replace with water. Since the condensing part of the heat pipe is installed in the cooling water pool outside the containment vessel, when the water level in the heat pipe drops and almost reaches the position of the water supply drum, the valve of the main steam pipe is closed. After that, the heat generated in the core is conducted from the heat exchanger to the cooling water pool outside the containment vessel through the heat pipe.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を、第1図および第2図の一実施例にも
とづいて説明すると、第1図は本発明に係る崩壊熱除去
装置の全体構成説明図、第2図は第1図にそれぞれ符号
4および20で示す熱交換器およびヒートパイプ部分にお
ける冷却材の経時的挙動変化を示す図である。
Hereinafter, the present invention will be described based on one embodiment of FIG. 1 and FIG. 2. FIG. 1 is an overall configuration explanatory view of a decay heat removal device according to the present invention, and FIG. It is a figure which shows the time-dependent behavioral change of the coolant in the heat exchanger and the heat pipe part shown by numerals 4 and 20.

第1図において、圧力容器1内に装荷された炉心2
は、シユラウド3により囲まれている。炉心2で発生し
た蒸気は、熱交換器4の伝熱管表面で凝縮し、蒸気熱を
伝熱管内部の冷却水に伝える。冷却水は、給水配管10か
ら給水ドラム11を通つて熱交換器4に流入するが、熱交
換器4の部分で炉心2からの熱によつて沸騰し、蒸気と
なる。この蒸気は、蒸気ドラム12から主蒸気配管13を通
つて蒸気タービン14に導びかれ、蒸気タービン14により
駆動される発電機15によつて発電がおこなわれる。蒸気
タービン14を出た蒸気は、復水器16で凝縮されて水に戻
り、ポンプ17で駆動されて、給水配管10に導びかれる。
In FIG. 1, a core 2 loaded in a pressure vessel 1
Is surrounded by shell 3. The steam generated in the core 2 is condensed on the surface of the heat transfer tube of the heat exchanger 4, and transfers the steam heat to the cooling water inside the heat transfer tube. The cooling water flows into the heat exchanger 4 from the water supply pipe 10 through the water supply drum 11, but is boiled by the heat from the core 2 in the heat exchanger 4 and becomes steam. This steam is guided from the steam drum 12 through the main steam pipe 13 to the steam turbine 14, and power is generated by a generator 15 driven by the steam turbine 14. The steam that has left the steam turbine 14 is condensed in the condenser 16 to return to water, is driven by the pump 17, and is guided to the water supply pipe 10.

しかして、本発明において、熱交換器4部分における
給水ドラム11の上方には、ヒートパイプ20が接続されて
おり、なお第1図中、21はヒートパイプ20内の水位を測
定する差圧計、22および23は熱交換器4を隔離する弁で
あつて、その一方の弁22は、給水配管10の途中に設けら
れている。また、他方の弁23は、主蒸気配管13の途中に
接続されている。
Therefore, in the present invention, the heat pipe 20 is connected above the water supply drum 11 in the heat exchanger 4 portion, and in FIG. 1, 21 is a differential pressure gauge for measuring the water level in the heat pipe 20, 22 and 23 are valves for isolating the heat exchanger 4, one valve 22 of which is provided in the middle of the water supply pipe 10. The other valve 23 is connected in the middle of the main steam pipe 13.

以上の構成において、原子炉の運転開始前、ヒートパ
イプ20内の不凝縮性ガスは、ヒートパイプ20の上部に設
けた放出弁(図示せず)から水圧によつて外部に放出さ
れる。
In the above configuration, the non-condensable gas in the heat pipe 20 is discharged to the outside by a water pressure from a discharge valve (not shown) provided in the upper part of the heat pipe 20 before the operation of the nuclear reactor is started.

そして、原子炉通常運転時にあつては、熱交換器4内
を冷却水が通過するときの圧力損失ΔPFの方が、ヒート
パイプ20内の静水頭ΔPSHより大きいため、ヒートパイ
プ20内は、冷却水が満たされた状態となつている。
During normal reactor operation, the pressure loss ΔP F when the cooling water passes through the heat exchanger 4 is larger than the static water head ΔP SH in the heat pipe 20, so , The cooling water is full.

これに対し、冷却水喪失事故等によつて万一炉心2が
スクラムされ、原子炉の運転が停止すると、炉心2で発
生する熱量は急速に減少し、熱交換器4で発生する蒸気
量も減少するため、蒸気タービン14を回転し続けること
ができなくなつて、給水ポンプ17も停止し、蒸気タービ
ン14と給水ポンプ17とは、熱交換器4から隔離される
が、このような場合、本実施例にあつては、第2図に示
すようにしてヒートパイプ20を起動する。
On the other hand, if the reactor core 2 is scrammed due to a loss of cooling water and the reactor operation is stopped, the amount of heat generated in the reactor core 2 is rapidly reduced, and the amount of steam generated in the heat exchanger 4 is also reduced. Due to the decrease, the steam turbine 14 cannot continue to rotate, the feed water pump 17 also stops, and the steam turbine 14 and the feed water pump 17 are separated from the heat exchanger 4. In such a case, In this embodiment, the heat pipe 20 is activated as shown in FIG.

すなわち、第2図(a)は原子炉通常運転時における
冷却材の流動状態を示したものであり、サブクール度を
もつて熱交換器4に流入する冷却水は該部で加熱され、
沸騰して蒸気となつて出ていく。原子炉停止後は、ま
ず、第2図(b)に示すように、弁22が閉じられるが、
第1図の炉心2部分では、核分裂生成物による発熱が続
いているため、熱交換器4内の冷却水は、引き続き沸騰
する。そして、前記のようにして発生した蒸気の一部
は、浮力によつてヒートパイプ20内を上昇し、徐々にヒ
ートパイプ20内の冷却水と蒸気とが置換されていく。ヒ
ートパイプ20内の水位が設定レベル(例えば、ヒートパ
イプ20の下端)に達すると、第2図(c)に示すよう
に、弁23が閉じられ、それ以降は、熱交換器4がヒート
パイプ20の発熱部となつて、炉心で発生する熱が効率的
に外部に放出される。この具体的な制御方法を、第1図
を用いて説明すると、第1図において、炉心2のスクラ
ム信号と給水ポンプ17の停止信号とは、主制御器25に送
られ、前記両信号が送られてきたときに、主制御器25
は、弁22を閉じる信号を弁開閉器26に送る。また、ヒー
トパイプ20内の水位は、差圧計21の信号と圧力計24の信
号とから、演算器28で密度補正をして求められ、その信
号は、主制御器25に送られる。そして、前記水位が設定
値(例えば、ヒートパイプ20の下端)に達すると、弁23
を閉じる信号が弁開閉器27に送られ、それ以降は、第2
図(c)で説明したように、炉心で発生した熱が熱交換
器4からヒートパイプ20を通つて、格納容器5の外側に
位置する冷却水プール29に効率的に送られる。なお、熱
出力2000MWのプラントを対象として、原子炉停止から10
分後における崩壊熱的42MWを除熱する崩壊熱除去装置を
考えた場合、ヒートパイプ20の内径を8cmとすると、飛
散限界による熱輸送量の制限から、計算上、ヒートパイ
プ20の数は、約150本必要となり、原子炉通常運転時に
は、ヒートパイプ内部の自然対流によつて熱が外部に放
出されるが、その値は、約0.6MWと小さい。
That is, FIG. 2 (a) shows the flow state of the coolant during the normal operation of the reactor, in which the cooling water flowing into the heat exchanger 4 with a subcooling degree is heated in that portion,
It boils and forms steam and then comes out. After shutting down the reactor, first, as shown in FIG. 2 (b), the valve 22 is closed,
In the core 2 portion of FIG. 1, since the heat generation by the fission products continues, the cooling water in the heat exchanger 4 continues to boil. Then, part of the steam generated as described above rises in the heat pipe 20 due to buoyancy, and the cooling water in the heat pipe 20 is gradually replaced with the steam. When the water level in the heat pipe 20 reaches a set level (for example, the lower end of the heat pipe 20), the valve 23 is closed, as shown in FIG. The heat generated in the core is efficiently emitted to the outside through the heat generating portion of 20. This concrete control method will be described with reference to FIG. 1. In FIG. 1, the scrum signal of the core 2 and the stop signal of the feedwater pump 17 are sent to the main controller 25, and both signals are sent. When the main controller 25
Sends a signal to the valve switch 26 to close the valve 22. Further, the water level in the heat pipe 20 is obtained from the signal of the differential pressure gauge 21 and the signal of the pressure gauge 24 by density correction in the calculator 28, and the signal is sent to the main controller 25. When the water level reaches a set value (for example, the lower end of the heat pipe 20), the valve 23
Is sent to the valve opening / closing device 27, and after that, the second
As described in FIG. (C), the heat generated in the core is efficiently sent from the heat exchanger 4 to the cooling water pool 29 located outside the containment vessel 5 through the heat pipe 20. For a plant with a heat output of 2000 MW, 10
When considering a decay heat removal device that removes decay thermal 42 MW after minutes, assuming that the inner diameter of the heat pipe 20 is 8 cm, the number of heat pipes 20 is calculated from the limitation of the heat transport amount due to the scattering limit. Approximately 150 units are required, and during normal operation of the reactor, heat is released to the outside by natural convection inside the heat pipe, but the value is small at about 0.6 MW.

また、実際のプラントでは、数個の熱交換器が設置さ
れるが、熱交換器の伝熱面積は大きいため、前記した本
発明に係る崩壊熱除去装置は、1つの熱交換器に対して
設置すれば十分であり、本発明によれば、原子炉常用系
である熱交換器を崩壊熱除去装置の一部として有効に利
用することにより、設備の簡単化をはかれる効果があ
り、また動的機器である循環ポンプが不要であるため、
この種装置のパツシブ化をはかつて、故障のない、信頼
性にすぐれた崩壊熱除去装置を提供することができる。
Also, in an actual plant, several heat exchangers are installed, but since the heat transfer area of the heat exchanger is large, the decay heat removal device according to the present invention described above is used for one heat exchanger. According to the present invention, there is an effect that the facility can be simplified by effectively utilizing the heat exchanger, which is a normal reactor system, as a part of the decay heat removal device. Since a circulation pump, which is a mechanical device, is unnecessary,
By making this type of device passivating, it is possible to provide a decay heat removal device which is reliable and has no failure.

第3図は本発明装置の第2の実施例を示す全体構成説
明図、第4図は第3図に符号4および20で示す熱交換器
およびヒートパイプ部分における冷却材の経時的挙動変
化を示す図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the overall configuration of a second embodiment of the device of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing the behavioral change of the coolant in the heat exchanger and the heat pipe portion indicated by reference numerals 4 and 20 in FIG. FIG.

第3図において、第1図に示す実施例との相違点は、
ヒートパイプ20を分離型とし、蒸気側配管31を給水ドラ
ム11の上方に設け、冷却水側配管32を給水ドラム11の側
方に設けた点にある。なお、第3図中、蒸気側配管31,
冷却水側配管32および凝縮部30を総称してヒートパイプ
と呼ぶ。
In FIG. 3, the difference from the embodiment shown in FIG.
The heat pipe 20 is a separate type, the steam side pipe 31 is provided above the water supply drum 11, and the cooling water side pipe 32 is provided on the side of the water supply drum 11. In addition, in FIG. 3, the steam side pipe 31,
The cooling water side pipe 32 and the condensing unit 30 are collectively referred to as a heat pipe.

しかして、第3図において、ヒートパイプ20内は、原
子炉通常運転時、第1図に示した実施例の場合と同様、
冷却水で満たされている。また、原子炉停止後における
弁22,23の開閉手順も、第1図で示した実施例の場合と
同様であり、このときのヒートパイプ20内における冷却
材の流動状態を第4図により説明すると、第3図におい
て、熱交換器4内で発生した蒸気は浮力により上昇し、
第4図(a)に示すように、給水ドラム11から蒸気側配
管31に流入する。そして、蒸気側配管31に蒸気が流入す
ると、蒸気側配管31内の静水頭の方が、冷却水側配管32
および凝縮部30内の静水頭の和より小さくなるため、冷
却水は、冷却水側配管32から給水ドラム11を経由して蒸
気側配管31に流入し、凝縮部30を通つて冷却水側配管32
に戻る自然循環が発生するものであり、熱交換器4で発
生した蒸気は、前記自然循環に同伴されて蒸気側配管31
を上昇し、第4図(b)に示すように、蒸気側配管31内
は、速やかに蒸気で満たされるようになる。蒸気側配管
31内に冷却水がなくなると、熱交換器4で発生した蒸気
は、蒸気側配管31を上昇して凝縮部30で水に戻り、冷却
水側配管32を通つて給水ドラム11に流入するようにな
り、このようにして、炉心で発生した崩壊熱は、効率的
に外部に放出されることになる。
Then, in FIG. 3, the inside of the heat pipe 20 is the same as in the case of the embodiment shown in FIG.
Filled with cooling water. The procedure for opening and closing the valves 22 and 23 after the reactor is shut down is also the same as in the embodiment shown in FIG. 1, and the flow state of the coolant in the heat pipe 20 at this time will be described with reference to FIG. Then, in FIG. 3, the steam generated in the heat exchanger 4 rises due to buoyancy,
As shown in FIG. 4 (a), the water flows from the water supply drum 11 into the steam side pipe 31. Then, when the steam flows into the steam side pipe 31, the still water head in the steam side pipe 31 becomes the cooling water side pipe 32.
And the sum of the static water heads in the condensing part 30 becomes smaller, so the cooling water flows from the cooling water side pipe 32 to the steam side pipe 31 via the water supply drum 11, passes through the condensing part 30, and the cooling water side pipe. 32
The natural circulation is generated, and the steam generated in the heat exchanger 4 is entrained in the natural circulation and is connected to the steam side pipe 31.
As shown in FIG. 4 (b), the inside of the steam side pipe 31 is quickly filled with steam. Steam side piping
When the cooling water runs out in the heat exchanger 31, the steam generated in the heat exchanger 4 rises in the steam side pipe 31 and returns to water in the condensing unit 30, and flows into the water supply drum 11 through the cooling water side pipe 32. In this way, the decay heat generated in the core is efficiently released to the outside.

しかして、本実施例においては、蒸気と水との流路が
分離しているため、熱輸送量が大きく、例えば42MWの崩
壊熱を除去する場合、蒸気側配管31の内径を15cm,冷却
水側配管32の内径を5cmとすると、計算上、前記した配
管31,32の数は、それぞれ10本設置すればよく、その場
合、原子炉通常運転時に配管を通して放熱される熱量
は、約0.03MWと小さくなる。すなわち、本実施例によれ
ば、熱交換器4で発生した蒸気は、ヒートパイプ20内の
冷却水と速やかに置換されるため、ヒートパイプ20の作
動が素速くなり、また熱輸送量が大きいために、配管数
が減り、原子炉通常運転時における放熱も小さくて済
む。
Thus, in the present embodiment, since the flow paths of steam and water are separated, the heat transfer amount is large, and for example, when removing the decay heat of 42 MW, the inner diameter of the steam side pipe 31 is 15 cm, the cooling water. Assuming that the inner diameter of the side pipe 32 is 5 cm, the number of the above-mentioned pipes 31 and 32 may be 10 in calculation, and in that case, the amount of heat radiated through the pipe during normal reactor operation is about 0.03 MW. Becomes smaller. That is, according to the present embodiment, the steam generated in the heat exchanger 4 is quickly replaced with the cooling water in the heat pipe 20, so that the operation of the heat pipe 20 is quick and the heat transport amount is large. Therefore, the number of pipes is reduced, and the heat radiation during the normal operation of the reactor is also small.

第5図は本発明装置の第3の実施例を示す全体構成説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory view of the overall configuration showing a third embodiment of the device of the present invention.

第5図において、第3図に示す実施例との相違点は、
ヒートパイプ20の蒸気側配管31に放出管40および放出弁
41を設置した点にある。
In FIG. 5, the difference from the embodiment shown in FIG.
On the steam side pipe 31 of the heat pipe 20, the discharge pipe 40 and the discharge valve
41 is installed.

しかして、第5図の実施例においては、原子炉および
給水ポンプが停止した後、弁22と弁23とを同時に閉め、
次に、放出弁41を弁開閉器42によつて開くと、蒸気側配
管31と冷却水プール29との圧力差により、蒸気側配管31
内の冷却水は、速やかに冷却水プール29に放出され、蒸
気側配管31内の水位が或る設定値、例えば蒸気側配管31
の下端に達すると、放出弁41は閉められ、それ以降、熱
交換器4で発生した蒸気は、給水ドラム11から蒸気側配
管31を上昇し、凝縮部30で水となつて、冷却水側配管32
から給水ドラム11に戻る自然循環が確立され、崩壊熱が
格納容器5の外側に位置する冷却水プール29に放出され
る。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 5, after the reactor and the feed water pump are stopped, the valves 22 and 23 are simultaneously closed,
Next, when the discharge valve 41 is opened by the valve switch 42, due to the pressure difference between the steam side pipe 31 and the cooling water pool 29, the steam side pipe 31
The cooling water inside is promptly discharged to the cooling water pool 29, and the water level in the steam side pipe 31 has a certain set value, for example, the steam side pipe 31.
When the discharge valve 41 is closed, the steam generated in the heat exchanger 4 thereafter rises from the water supply drum 11 to the steam side pipe 31 and becomes water in the condensing section 30 to reach the cooling water side. Plumbing 32
The natural circulation from the water to the water supply drum 11 is established, and the decay heat is released to the cooling water pool 29 located outside the containment vessel 5.

すなわち、本実施例によれば、蒸気側配管31内の水位
が速やかに低下するため、凝縮部30,冷却水側配管32お
よび蒸気側配管31から構成されるヒートパイプをこれま
た素速く作動させることができる。
That is, according to the present embodiment, since the water level in the steam side pipe 31 is rapidly lowered, the heat pipe constituted by the condenser 30, the cooling water side pipe 32 and the steam side pipe 31 is also quickly operated. be able to.

第6図は本発明装置の第4の実施例を示す全体構成説
明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the overall configuration showing a fourth embodiment of the device of the present invention.

第6図において、第3図に示した実施例との相違点
は、ヒートパイプ20の蒸気側配管31を蒸気ドラム12の上
方に設置するとともに、逆止弁50を前記蒸気側配管31に
取り付けた点にある。
In FIG. 6, the difference from the embodiment shown in FIG. 3 is that the steam side pipe 31 of the heat pipe 20 is installed above the steam drum 12, and the check valve 50 is attached to the steam side pipe 31. There is a point.

しかして、第6図の実施例において、原子炉通常運転
時にあつては、熱交換器4内を冷却水が通過するときの
圧力損失ΔPFの方が、凝縮部30および冷却水側配管32の
静水頭の和ΔPSHより大きいため、逆止弁50は閉じられ
たままの状態にあり、蒸気側配管31の内部は、その大部
分が蒸気で満たされた状態になつており(なお、蒸気側
配管31には、十分保温材を巻いておくことが望まし
い)、原子炉停止後においても、蒸気側配管31の内部
は、その大部分が蒸気で満たされており、静水頭が小さ
いため、熱交換器4で発生した蒸気は、蒸気ドラム12、
さらには蒸気側配管31を上昇し、凝縮部30で水となつ
て、冷却水側配管32から給水ドラム11に戻る自然循環が
速やかに確立される。
Therefore, in the embodiment of FIG. 6, during normal reactor operation, the pressure loss ΔP F when the cooling water passes through the heat exchanger 4 is smaller than the condensation portion 30 and the cooling water side pipe 32. Since it is larger than the sum of the static heads of ΔP SH , the check valve 50 is still closed, and most of the inside of the steam side pipe 31 is filled with steam (note that It is desirable to sufficiently insulate the steam side pipe 31), and even after the reactor shutdown, most of the inside of the steam side pipe 31 is filled with steam and the static head is small. , The steam generated in the heat exchanger 4, the steam drum 12,
Furthermore, the natural circulation that rises in the steam side pipe 31 and becomes water in the condensing section 30 and returns from the cooling water side pipe 32 to the water supply drum 11 is quickly established.

すなわち、本実施例によつても、ヒートパイプ20の作
動は素速くなり、また熱交換器4内を冷却材が貫流する
ため、熱交換器4部分での除熱量を大きくすることがで
きる。
That is, according to this embodiment as well, the operation of the heat pipe 20 is quick, and since the coolant flows through the heat exchanger 4, the heat removal amount in the heat exchanger 4 portion can be increased.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は以上のごときであり、図示実施例の説明から
明らかなように、本発明によれば、原子炉常用系である
熱交換器を崩壊熱除去装置の一部として有効に利用する
ことにより、設備の簡単化をはかれる効果があり、また
動的機器である循環ポンプが不要であるため、この種装
置のパツシブ化をはかつて、故障のない、信頼性にすぐ
れた崩壊熱除去装置を提供することができる。
The present invention is as described above, and as is clear from the description of the illustrated embodiments, according to the present invention, by effectively utilizing a heat exchanger, which is a common reactor system, as a part of the decay heat removal apparatus. , Because it has the effect of simplifying the equipment and does not require a circulating pump that is a dynamic device, it has made the decay heat removal device with no failure and excellent reliability by making this kind of device passive. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る崩壊熱除去装置の一実施例を示す
全体構成説明図、第2図は第1図にそれぞれ符号4およ
び20で示す熱交換器およびヒートパイプ部分における冷
却材の経時的挙動変化を示す図、第3図は本発明装置の
第2の実施例を示す全体構成説明図、第4図は第3図に
符号4および20で示す熱交換器およびヒートパイプ部分
における冷却材の経時的挙動変化を示す図、第5図は本
発明装置の第3の実施例を示す全体構成説明図、第6図
は本発明装置の第4の実施例を示す全体構成説明図であ
る。 2……炉心、4……熱交換器、10……給水配管、11……
給水ドラム、12……蒸気ドラム、13……主蒸気配管、20
……ヒートパイプ、21……差圧計、22,23……弁、24…
…圧力計、25……主制御器、26,27……弁開閉器、28…
…演算器。
FIG. 1 is an explanatory view of the overall configuration showing an embodiment of the decay heat removal apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a time chart of the coolant in the heat exchanger and the heat pipe portion shown by reference numerals 4 and 20 in FIG. 1, respectively. Showing the change in dynamic behavior, FIG. 3 is an explanatory view of the overall configuration showing the second embodiment of the device of the present invention, and FIG. 4 is cooling in the heat exchanger and heat pipe portions indicated by reference numerals 4 and 20 in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the change in behavior of the material over time, FIG. 5 is an overall configuration explanatory diagram showing a third embodiment of the present invention device, and FIG. 6 is an overall configuration explanatory diagram showing a fourth embodiment of the present invention device. is there. 2 ... Reactor core, 4 ... Heat exchanger, 10 ... Water supply piping, 11 ...
Water supply drum, 12 …… Steam drum, 13 …… Main steam pipe, 20
...... Heat pipe, 21 …… Differential pressure gauge, 22,23 …… Valve, 24…
… Pressure gauge, 25 …… Main controller, 26, 27 …… Valve opener, 28…
… Calculator.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】核燃料を収容する炉心と、炉心で発生した
熱を二次系に伝達する熱交換器と、熱交換器の上流に配
設された給水ドラムと、給水ドラムに水を供給する給水
配管と、熱交換器の下流に配設され当該熱交換器で発生
した蒸気を排出する主蒸気配管とを備える原子炉におい
て、前記熱交換器の給水ドラム上方に、前記給水ドラム
から分岐したヒートパイプを設けるとともに、原子炉停
止後に給水配管の弁を閉じ、かつヒートパイプ内の水位
が設定値よりも低下した後に主蒸気配管の弁を閉じる制
御装置を設けたことを特徴とする崩壊熱除去装置。
1. A core for containing nuclear fuel, a heat exchanger for transferring heat generated in the core to a secondary system, a water supply drum disposed upstream of the heat exchanger, and water for supplying water to the water supply drum. In a nuclear reactor comprising a water supply pipe and a main steam pipe arranged downstream of the heat exchanger for discharging steam generated in the heat exchanger, above the water supply drum of the heat exchanger, branched from the water supply drum. Decay heat characterized by the provision of a heat pipe and a control device that closes the valve of the water supply pipe after the reactor is shut down and closes the valve of the main steam pipe after the water level in the heat pipe drops below a set value. Removal device.
【請求項2】特許請求の範囲第1項において、ヒートパ
イプの蒸気側配管と冷却水側配管とを分離し、蒸気側配
管を熱交換器の給水ドラム上方に設け、かつ冷却水側配
管を給水ドラムの側方に設けた崩壊熱除去装置。
2. The steam pipe of the heat pipe and the cooling water pipe are separated from each other according to claim 1, the steam pipe is provided above the water supply drum of the heat exchanger, and the cooling water pipe is provided. Decay heat removal device provided on the side of the water supply drum.
【請求項3】特許請求の範囲第2項において、ヒートパ
イプの蒸気側配管上方に放出管および放出弁を設けると
ともに、原子炉停止後において給水配管および主蒸気配
管の弁を閉じた後に前記放出弁を開放し、かつヒートパ
イプ内の水位が設定値よりも低下した後に前記放出弁を
閉じる制御装置を設けた崩壊熱除去装置。
3. The discharge pipe according to claim 2, wherein a discharge pipe and a discharge valve are provided above the steam side pipe of the heat pipe, and after the reactor is shut down, the valves of the water supply pipe and the main steam pipe are closed. A decay heat removal device provided with a control device that opens the valve and closes the discharge valve after the water level in the heat pipe drops below a set value.
【請求項4】特許請求の範囲第2項において、ヒートパ
イプの蒸気側配管を蒸気ドラムの上方に設けるととも
に、前記ヒートパイプの蒸気側配管に、冷却水が蒸気ド
ラムからヒートパイプを通過して給水ドラムの方向にの
み流れる逆止弁を設けた崩壊熱除去装置。
4. The steam pipe of the heat pipe is provided above the steam drum according to claim 2, and cooling water passes through the heat pipe from the steam drum to the steam pipe of the heat pipe. A decay heat removal device equipped with a check valve that flows only in the direction of the water supply drum.
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