JP2761235B2 - 崩壊熱除去装置 - Google Patents
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- JP2761235B2 JP2761235B2 JP1056098A JP5609889A JP2761235B2 JP 2761235 B2 JP2761235 B2 JP 2761235B2 JP 1056098 A JP1056098 A JP 1056098A JP 5609889 A JP5609889 A JP 5609889A JP 2761235 B2 JP2761235 B2 JP 2761235B2
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- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- 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、特に高速
炉の崩壊熱除去系で使用するに好適な崩壊熱除去装置に
関する。
炉の崩壊熱除去系で使用するに好適な崩壊熱除去装置に
関する。
［従来の技術］ 従来の崩壊熱除去装置については、日立評論（Vol.6
7,No.11（1985−11）、p891−892）に論じられているの
でこれにしたがって説明する。
7,No.11（1985−11）、p891−892）に論じられているの
でこれにしたがって説明する。
液体金属ナトリウムを（以下、ナトリウムと記す）冷
却材として用いるタンク型高速炉は第10図に示すように
原子炉容器１をナトリウムで満たし、その内部に炉心5,
炉心上部機構4,複数基の熱交換器２、複数基の１次側主
循環ポンプ３が設置されている。さらに原子炉容器１内
には炉心５より流出する高温の１次ナトリウムと熱交換
器２より流出する低温の１次ナトリウムを分離する隔壁
９が設置され、この隔壁９により原子炉容器１内は上部
の高温プレナム７と下部の低温プレナム８とに分離され
ている。原子炉容器１の上部はルーフスラブ６（厚いふ
た板）によって閉ざされている。第11図と第12図に従来
技術の崩壊熱除去装置の系統図を示す。第11図はPRACS
（Primary Reactor Auxiliary Cooling System）と呼ば
れる崩壊熱除去装置の系統図であり、崩壊熱除去用の冷
却用コイル状伝熱管15を熱交換器内に設け、配管12で空
気冷却器11と接続し、循環させて崩壊熱を除去するもの
である。第12図はDRACS（Direct Reactor Auxiliary Co
oling System）と呼ばれる崩壊熱除去装置の系統図であ
り、DHX（Direct Heat Exchanger）と呼ばれる冷却器14
を高温プレナム内に浸漬して崩壊熱を除去するものであ
る。崩壊熱除去装置は燃料交換時などの原子炉停止時に
主循環系に代って運転を開始し、原子炉停止後に炉心５
から発生する崩壊熱を迅速に冷却するための補助冷却系
であり、通常、主循環系が駆動している場合には停止も
しくは微少流量で循環しており、通常運転時に崩壊熱除
去装置で除去された熱は空気冷却器11より廃棄されてい
る。
却材として用いるタンク型高速炉は第10図に示すように
原子炉容器１をナトリウムで満たし、その内部に炉心5,
炉心上部機構4,複数基の熱交換器２、複数基の１次側主
循環ポンプ３が設置されている。さらに原子炉容器１内
には炉心５より流出する高温の１次ナトリウムと熱交換
器２より流出する低温の１次ナトリウムを分離する隔壁
９が設置され、この隔壁９により原子炉容器１内は上部
の高温プレナム７と下部の低温プレナム８とに分離され
ている。原子炉容器１の上部はルーフスラブ６（厚いふ
た板）によって閉ざされている。第11図と第12図に従来
技術の崩壊熱除去装置の系統図を示す。第11図はPRACS
（Primary Reactor Auxiliary Cooling System）と呼ば
れる崩壊熱除去装置の系統図であり、崩壊熱除去用の冷
却用コイル状伝熱管15を熱交換器内に設け、配管12で空
気冷却器11と接続し、循環させて崩壊熱を除去するもの
である。第12図はDRACS（Direct Reactor Auxiliary Co
oling System）と呼ばれる崩壊熱除去装置の系統図であ
り、DHX（Direct Heat Exchanger）と呼ばれる冷却器14
を高温プレナム内に浸漬して崩壊熱を除去するものであ
る。崩壊熱除去装置は燃料交換時などの原子炉停止時に
主循環系に代って運転を開始し、原子炉停止後に炉心５
から発生する崩壊熱を迅速に冷却するための補助冷却系
であり、通常、主循環系が駆動している場合には停止も
しくは微少流量で循環しており、通常運転時に崩壊熱除
去装置で除去された熱は空気冷却器11より廃棄されてい
る。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術の問題点を一例を挙げて説明する。第13
図はPRACSの熱交換器２内の冷却系配管を示したもので
ある。一例では、通常運転には炉心５（第10図）からの
熱で高温プレナム７は530℃となり、熱交換器入口窓19
より吸い込まれ、１次側管群20を通って下降する。一方
２次側配管10を通って流入する低温の２次側冷却材と熱
交換して冷却され、380℃で低温プレナム８（第10図）
へ流出する。原子炉停止時には１次側主循環ポンプ３
（第10図）および２次側主循環ポンプ18（第11図）が停
止し、炉心の冷却が崩壊熱除去装置へ引き継がれる。崩
壊熱除去装置は原子炉停止と同時に起動し、空気冷却器
で冷却された冷却媒体（一例ではNak）が350℃でPRACS
配管12を通ってPRACSコイル15に達し、熱交換器２の入
口窓19より流入する高温プレナム７内の530℃の高温流
体と熱交換して500℃となって、PRACS配管12を通って空
気冷却器11（第11図）へ戻る。従来技術では原子炉停止
直後、PRACSコイル15は高温プレナム７とほぼ等しい温
度にあり、そのコイル15内に冷却された流体が流入する
ため、200℃近くの温度差によりPRACSコイル状伝熱管15
に熱衝撃が発生し、その健全性を脅かすという問題があ
った。また、PRACSコイル状伝熱管15によって冷却され
た高温プレナム７内の流体は、１次側管群20を通って低
温プレナム８へ下降して行くが、原子炉停止直後には管
板21は高温プレナム７の温度にほぼ等しいため、管板21
に熱衝撃が発生する。さらに、PRACSコイル状伝熱管15
で熱交換して空気冷却器11へ戻る部分について考えれ
ば、原子炉停止直後は、PRACS配管12の原子炉容器１の
外側の部分や空気冷却器11は、350℃以下であり、PRACS
起動後、そこへ500℃の流体が流入することになり、熱
衝撃の発生が問題となる。同様の問題がDRACS等の崩壊
熱除去装置でも発生する。
図はPRACSの熱交換器２内の冷却系配管を示したもので
ある。一例では、通常運転には炉心５（第10図）からの
熱で高温プレナム７は530℃となり、熱交換器入口窓19
より吸い込まれ、１次側管群20を通って下降する。一方
２次側配管10を通って流入する低温の２次側冷却材と熱
交換して冷却され、380℃で低温プレナム８（第10図）
へ流出する。原子炉停止時には１次側主循環ポンプ３
（第10図）および２次側主循環ポンプ18（第11図）が停
止し、炉心の冷却が崩壊熱除去装置へ引き継がれる。崩
壊熱除去装置は原子炉停止と同時に起動し、空気冷却器
で冷却された冷却媒体（一例ではNak）が350℃でPRACS
配管12を通ってPRACSコイル15に達し、熱交換器２の入
口窓19より流入する高温プレナム７内の530℃の高温流
体と熱交換して500℃となって、PRACS配管12を通って空
気冷却器11（第11図）へ戻る。従来技術では原子炉停止
直後、PRACSコイル15は高温プレナム７とほぼ等しい温
度にあり、そのコイル15内に冷却された流体が流入する
ため、200℃近くの温度差によりPRACSコイル状伝熱管15
に熱衝撃が発生し、その健全性を脅かすという問題があ
った。また、PRACSコイル状伝熱管15によって冷却され
た高温プレナム７内の流体は、１次側管群20を通って低
温プレナム８へ下降して行くが、原子炉停止直後には管
板21は高温プレナム７の温度にほぼ等しいため、管板21
に熱衝撃が発生する。さらに、PRACSコイル状伝熱管15
で熱交換して空気冷却器11へ戻る部分について考えれ
ば、原子炉停止直後は、PRACS配管12の原子炉容器１の
外側の部分や空気冷却器11は、350℃以下であり、PRACS
起動後、そこへ500℃の流体が流入することになり、熱
衝撃の発生が問題となる。同様の問題がDRACS等の崩壊
熱除去装置でも発生する。
本発明の目的は、崩壊熱除去装置起動時に、崩壊熱除
去装置の配管や冷却コイル，空気冷却器，熱交換器の管
板など原子炉容器内の構造物に加わる熱衝撃を低減する
ために経路内に蓄熱部を設けた崩壊熱除去装置を提供す
ることである。
去装置の配管や冷却コイル，空気冷却器，熱交換器の管
板など原子炉容器内の構造物に加わる熱衝撃を低減する
ために経路内に蓄熱部を設けた崩壊熱除去装置を提供す
ることである。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明に係る崩壊熱除去装
置の構成は、原子炉内の熱交換器内に設けられ、炉外の
空気冷却器と往復２系統の配管で接続されてなり、原子
炉停止時に、炉内で発生した崩壊熱を、該配管内を循環
して空気冷却器で除去することができる崩壊熱除去装置
において、該空気冷却器と熱交換器のコイル状伝熱管と
を接続している配管の中間部に、熱伝導率の良好な部材
で構成された蓄熱部を設けるようにしたものである。
置の構成は、原子炉内の熱交換器内に設けられ、炉外の
空気冷却器と往復２系統の配管で接続されてなり、原子
炉停止時に、炉内で発生した崩壊熱を、該配管内を循環
して空気冷却器で除去することができる崩壊熱除去装置
において、該空気冷却器と熱交換器のコイル状伝熱管と
を接続している配管の中間部に、熱伝導率の良好な部材
で構成された蓄熱部を設けるようにしたものである。
［作用］ 以下本発明に係る崩壊熱除去装置に設けた蓄熱部の作
用について説明する。
用について説明する。
崩壊熱除去装置の冷却経路内に設けた蓄熱部を原子炉
容器内の崩壊熱除去装置の冷却コイル状伝熱管の手前に
配置した場合、原子炉停止前の通常運転時には高温プレ
ナムからの熱伝導・熱伝達により、蓄熱部は高温プレナ
ムの温度に近くなっている。原子炉が停止し、崩壊熱除
去装置が起動すると空気冷却器で冷却された冷却媒体が
循環を始める。蓄熱部に達した冷却媒体は、蓄熱部から
熱を奪い、昇温して冷却コイルに達する。その後、蓄熱
部の保有する熱量がしだいに減少して行き、フルパワー
で崩壊熱除去装置が作動を開始する。以上の過程から、
崩壊熱除去装置起動時に冷却コイルや原子炉容器内の構
造物に加わる熱衝撃を低減することができる。
容器内の崩壊熱除去装置の冷却コイル状伝熱管の手前に
配置した場合、原子炉停止前の通常運転時には高温プレ
ナムからの熱伝導・熱伝達により、蓄熱部は高温プレナ
ムの温度に近くなっている。原子炉が停止し、崩壊熱除
去装置が起動すると空気冷却器で冷却された冷却媒体が
循環を始める。蓄熱部に達した冷却媒体は、蓄熱部から
熱を奪い、昇温して冷却コイルに達する。その後、蓄熱
部の保有する熱量がしだいに減少して行き、フルパワー
で崩壊熱除去装置が作動を開始する。以上の過程から、
崩壊熱除去装置起動時に冷却コイルや原子炉容器内の構
造物に加わる熱衝撃を低減することができる。
次に崩壊熱除去装置の冷却経路内に設けた蓄熱部を、
原子炉容器外の空気冷却器の手前に配置した場合、原子
炉停止前の通常運転には、蓄熱部は原子炉容器外側の温
度に近くなっている。原子炉が停止し、崩壊熱除去装置
が起動すると崩壊熱除去装置の冷却媒体が循環を始め、
コイル状伝熱管で高温プレナムの流体と熱交換して高温
となった冷却媒体は、まず蓄熱部に達し、蓄熱部に熱を
奪われた後、空気冷却器に達する。その後、蓄熱部はし
だいに昇温してゆく。これにより、崩壊熱除去装置起動
時に空気冷却器や崩壊熱除去系の配管に加わる熱衝撃を
低減することができる。
原子炉容器外の空気冷却器の手前に配置した場合、原子
炉停止前の通常運転には、蓄熱部は原子炉容器外側の温
度に近くなっている。原子炉が停止し、崩壊熱除去装置
が起動すると崩壊熱除去装置の冷却媒体が循環を始め、
コイル状伝熱管で高温プレナムの流体と熱交換して高温
となった冷却媒体は、まず蓄熱部に達し、蓄熱部に熱を
奪われた後、空気冷却器に達する。その後、蓄熱部はし
だいに昇温してゆく。これにより、崩壊熱除去装置起動
時に空気冷却器や崩壊熱除去系の配管に加わる熱衝撃を
低減することができる。
［実施例］ 以下本発明の実施例を第１図〜第９図を用いて説明す
る。
る。
第１図は、本発明の崩壊熱除去装置をPRACS配管系に
適用した場合の第１実施例の部分略示図である。以下第
１図の構成を説明する。２は、熱交換器の本体、10は、
２時側配管（往復）、12は、空気冷却器（図示せず）か
らPRACSコイル15を結ぶPRACS配管、22は、蓄熱部、19
は、熱交換器入口窓、20は、１次側管群、21は、熱交換
器管板である。
適用した場合の第１実施例の部分略示図である。以下第
１図の構成を説明する。２は、熱交換器の本体、10は、
２時側配管（往復）、12は、空気冷却器（図示せず）か
らPRACSコイル15を結ぶPRACS配管、22は、蓄熱部、19
は、熱交換器入口窓、20は、１次側管群、21は、熱交換
器管板である。
つぎに、第１実施例の動作について説明する。
蓄熱部22は、PRACS配管12の空気冷却器11（第11図）
からPRACSコイル状伝熱管15へ向かう径路の中間に設け
てある。蓄熱部22は、PRACS配管12の断面積よりも、そ
の断面積が大きくなっており、その内部に崩壊熱除去装
置の冷却媒体をPRACS配管12よりも多量に保有してい
る。また、蓄熱部22の下端は、高温プレナム液面23に浸
っており、通常運転時の崩壊熱除去装置が作動していな
い状態では、高温プレナム７の熱が蓄熱部22に伝わり、
蓄熱部22内部の冷却媒体は高温プレナム７の温度にほぼ
等しくなる。原子炉が停止し、崩壊熱除去装置が起動す
ると空気冷却器11で冷却された冷却媒体は蓄熱部22に達
し、蓄熱部22に保有されている高温の流体と混合して、
PRACSコイル状伝熱管15へ出て行く。この場合の蓄熱部2
2における温度変化を一次元の計算により求めると以下
のようになる。
からPRACSコイル状伝熱管15へ向かう径路の中間に設け
てある。蓄熱部22は、PRACS配管12の断面積よりも、そ
の断面積が大きくなっており、その内部に崩壊熱除去装
置の冷却媒体をPRACS配管12よりも多量に保有してい
る。また、蓄熱部22の下端は、高温プレナム液面23に浸
っており、通常運転時の崩壊熱除去装置が作動していな
い状態では、高温プレナム７の熱が蓄熱部22に伝わり、
蓄熱部22内部の冷却媒体は高温プレナム７の温度にほぼ
等しくなる。原子炉が停止し、崩壊熱除去装置が起動す
ると空気冷却器11で冷却された冷却媒体は蓄熱部22に達
し、蓄熱部22に保有されている高温の流体と混合して、
PRACSコイル状伝熱管15へ出て行く。この場合の蓄熱部2
2における温度変化を一次元の計算により求めると以下
のようになる。
いま１例として、冷却媒体をNaK（NaとＫの合金）を
使用するとし、PRACS配管12の直径を0.1m,蓄熱部22の直
径を0.4m,長さを2mとし、比較のため、PRACS配管12も2m
の長さの部分の保有冷却媒体量で検討する。NaKの比重
ρは821.8（kg/m3），比熱Cpは1.06×103（J/kg・Ｋ）
であり、冷却媒体の流量Ｍは一例では76.2（kg/S）であ
る。高温プレナム７の温度を530℃とし、蓄熱部22の初
期温度は、この温度に等しいとする。また空気冷却器で
冷却されたNaKの温度を350℃とする。蓄熱部を設けた場
合と設けない場合の熱容量はそれぞれ、219.0×103（J/
K）,13.7×103（J/K）となり、約16倍熱容量が増加す
る。単位時間内に流入した冷却媒体が、体積Ｖの蓄熱部
または配管内の流体と混合するとすると、その温度変化
は次式で表わされる。
使用するとし、PRACS配管12の直径を0.1m,蓄熱部22の直
径を0.4m,長さを2mとし、比較のため、PRACS配管12も2m
の長さの部分の保有冷却媒体量で検討する。NaKの比重
ρは821.8（kg/m3），比熱Cpは1.06×103（J/kg・Ｋ）
であり、冷却媒体の流量Ｍは一例では76.2（kg/S）であ
る。高温プレナム７の温度を530℃とし、蓄熱部22の初
期温度は、この温度に等しいとする。また空気冷却器で
冷却されたNaKの温度を350℃とする。蓄熱部を設けた場
合と設けない場合の熱容量はそれぞれ、219.0×103（J/
K）,13.7×103（J/K）となり、約16倍熱容量が増加す
る。単位時間内に流入した冷却媒体が、体積Ｖの蓄熱部
または配管内の流体と混合するとすると、その温度変化
は次式で表わされる。
T:n×Δｔ後の温度 T2：流入する冷却媒体の温度 Δt:タイムステップ（ｓ） ρ：比重 Cp：比熱 上記の計算により、温度（Ｔ）と時間（Δｔ）との関
係を図示すると第２図のようになる。
係を図示すると第２図のようになる。
第２図からわかるように、温度が初期温度の1/eに減
衰する時間（時定数）を蓄熱部22を取り付けない場合の
0.6秒から、取り付けた場合3.4秒と、約６倍に延ばすこ
とができ、温度変化率を189（℃/s）から33（℃/s）に
低減できる。
衰する時間（時定数）を蓄熱部22を取り付けない場合の
0.6秒から、取り付けた場合3.4秒と、約６倍に延ばすこ
とができ、温度変化率を189（℃/s）から33（℃/s）に
低減できる。
本実施例の効果として、急激な温度変化、すなわち熱
衝撃を大幅に緩和することができるようになった。
衝撃を大幅に緩和することができるようになった。
第３図は、第２実施例の崩壊熱除去装置の部分略示図
である。すなわち、蓄熱部22の熱容量を、第１実施例よ
り大きくとるようにしたものである。第３図の構成は、
第１実施例とほぼ同様である。第３図の改良点は、PRAC
S配管12の空気冷却器11からPRACSコイル状伝熱管15へ向
う経路の途中に中空円柱状の蓄熱部22を設け、２次側配
管10とPRACS配管12の空気冷却器11への戻り配管とを該
蓄熱部22が取囲むように配置したことである。一例とし
て、蓄熱部22の外径を1.8m,内径を1m,長さを2mとする
と、この蓄熱部22に保有されるNaKの熱容量は、3065.0
×103（J/K）となり、蓄熱部22を取り付けない場合、PR
ACS配管直径0.1m,長さ2mの224倍，第１図の第１実施例
蓄熱部直径0.4m,長さ2mの場合の14倍の熱容量を確保す
ることができる。
である。すなわち、蓄熱部22の熱容量を、第１実施例よ
り大きくとるようにしたものである。第３図の構成は、
第１実施例とほぼ同様である。第３図の改良点は、PRAC
S配管12の空気冷却器11からPRACSコイル状伝熱管15へ向
う経路の途中に中空円柱状の蓄熱部22を設け、２次側配
管10とPRACS配管12の空気冷却器11への戻り配管とを該
蓄熱部22が取囲むように配置したことである。一例とし
て、蓄熱部22の外径を1.8m,内径を1m,長さを2mとする
と、この蓄熱部22に保有されるNaKの熱容量は、3065.0
×103（J/K）となり、蓄熱部22を取り付けない場合、PR
ACS配管直径0.1m,長さ2mの224倍，第１図の第１実施例
蓄熱部直径0.4m,長さ2mの場合の14倍の熱容量を確保す
ることができる。
第４図は、第３実施例であり、崩壊熱除去装置の蓄熱
部22の内部に設けた板状突起物24（じゃま板）を示す略
示図である。突起物24がバツフル板の役目を果し、冷却
媒体と蓄熱部22の流体との混合を促進するために温度の
急変による構造物の熱衝撃を緩和することになる。
部22の内部に設けた板状突起物24（じゃま板）を示す略
示図である。突起物24がバツフル板の役目を果し、冷却
媒体と蓄熱部22の流体との混合を促進するために温度の
急変による構造物の熱衝撃を緩和することになる。
第５図は、本発明の第４実施例であり、蓄熱部22を、
DRACS配管系に適用した場合の略示図である。第12図に
示したように、空気冷却器11からDRACSコイル状伝熱管1
6へ向かう経路の中間に蓄熱部22を設け、その下端部は
高温プレナム７の液面23に浸るようにすることにより、
効果をあげることができる。
DRACS配管系に適用した場合の略示図である。第12図に
示したように、空気冷却器11からDRACSコイル状伝熱管1
6へ向かう経路の中間に蓄熱部22を設け、その下端部は
高温プレナム７の液面23に浸るようにすることにより、
効果をあげることができる。
第６図および第７図は、夫々第５および第６実施例で
あり、崩壊熱除去装置の蓄熱部22を、原子炉容器１の外
側に配置した、PRACS配管系およびDRACS配管系の部分配
管系統図である。第５実施例では、PRACSコイル状伝熱
管15から空気冷却器11へ戻る配管12の途中径路の原子炉
容器外側に、また、第６実施例では、DRACSコイル状伝
熱管16から空気冷却器11へ戻る配管13の途中径路の原子
炉容器外側に、夫々蓄熱部22を設置したものである。こ
れらの場合にも、原子炉容器内側の設置の場合と同様な
効果があるほか、設置工事費および使用中の保守管理費
を安くする効果がある。
あり、崩壊熱除去装置の蓄熱部22を、原子炉容器１の外
側に配置した、PRACS配管系およびDRACS配管系の部分配
管系統図である。第５実施例では、PRACSコイル状伝熱
管15から空気冷却器11へ戻る配管12の途中径路の原子炉
容器外側に、また、第６実施例では、DRACSコイル状伝
熱管16から空気冷却器11へ戻る配管13の途中径路の原子
炉容器外側に、夫々蓄熱部22を設置したものである。こ
れらの場合にも、原子炉容器内側の設置の場合と同様な
効果があるほか、設置工事費および使用中の保守管理費
を安くする効果がある。
また、蓄熱部22を原子炉容器１の内側および外側の双
方に取付けた場合には、崩壊熱除去装置起動時に、原子
炉容器内の配管、冷却コイル、熱交換器管板などの構造
物および炉外の配管類、空気冷却器などに加わる熱衝撃
を同時に緩和することができるという効果がある。
方に取付けた場合には、崩壊熱除去装置起動時に、原子
炉容器内の配管、冷却コイル、熱交換器管板などの構造
物および炉外の配管類、空気冷却器などに加わる熱衝撃
を同時に緩和することができるという効果がある。
第８図は、本発明の第７実施例であり、蓄熱部22の内
部に複数個の金属球を充填した蓄熱部の断面略示図であ
る。冷却媒体としてのNaまたはNaKとの共存性が良好
で、熱容量が大きい金属、例えばステンレス鋼球を充填
したとすれば、第８図に示すように、上方から流入した
冷却媒体は、複数個の金属球26の間を通過し、蓄熱部22
内の流体と十分に混合し、金属球26が保有する熱により
加熱され昇温しながらPRACSコイル状伝熱管15へ向って
流出する。この間に、冷却媒体と金属球の全表面で効率
よく熱交換が行なわれるため、熱衝撃の緩和に有効であ
る。
部に複数個の金属球を充填した蓄熱部の断面略示図であ
る。冷却媒体としてのNaまたはNaKとの共存性が良好
で、熱容量が大きい金属、例えばステンレス鋼球を充填
したとすれば、第８図に示すように、上方から流入した
冷却媒体は、複数個の金属球26の間を通過し、蓄熱部22
内の流体と十分に混合し、金属球26が保有する熱により
加熱され昇温しながらPRACSコイル状伝熱管15へ向って
流出する。この間に、冷却媒体と金属球の全表面で効率
よく熱交換が行なわれるため、熱衝撃の緩和に有効であ
る。
第９図は、本発明の第８実施例であり、蓄熱部22自体
の構成材料を、熱容量が大きく、NaまたはNaKとの共存
性が良好なものにした蓄熱部の断面略示図である。第９
図からわかるように、上方から流入した冷却媒体は、蓄
熱部に蓄えられた高温の熱媒体からのみならず、熱容量
の大きい蓄熱部壁面からも熱を供給されながらPRACSコ
イル状伝熱管15へ向って流出する。これによって、下流
部の熱衝撃を緩和する効果がある。
の構成材料を、熱容量が大きく、NaまたはNaKとの共存
性が良好なものにした蓄熱部の断面略示図である。第９
図からわかるように、上方から流入した冷却媒体は、蓄
熱部に蓄えられた高温の熱媒体からのみならず、熱容量
の大きい蓄熱部壁面からも熱を供給されながらPRACSコ
イル状伝熱管15へ向って流出する。これによって、下流
部の熱衝撃を緩和する効果がある。
なお、第７および第８実施例は、第１〜６実施例に適
用することができるので、その場合の効果は重畳され
て、より有効なものとなる。
用することができるので、その場合の効果は重畳され
て、より有効なものとなる。
［発明の効果］ 本発明によれば、崩壊熱除去装置の冷却経路内に設け
た蓄熱部が原子炉停止前に蓄熱部がさらされていた周囲
の温度を、原子炉が停止し、崩壊熱除去装置が起動した
後も保持し、時間の経過とともに放熱あるいは吸熱する
ので、崩壊熱除去装置が起動した際に、崩壊熱除去装置
の配管や冷却コイル、空気冷却器，熱交換器の管板など
の原子炉容器内の構造物に加わる急激な温度変化を緩和
し、熱衝撃を低減することができる。
た蓄熱部が原子炉停止前に蓄熱部がさらされていた周囲
の温度を、原子炉が停止し、崩壊熱除去装置が起動した
後も保持し、時間の経過とともに放熱あるいは吸熱する
ので、崩壊熱除去装置が起動した際に、崩壊熱除去装置
の配管や冷却コイル、空気冷却器，熱交換器の管板など
の原子炉容器内の構造物に加わる急激な温度変化を緩和
し、熱衝撃を低減することができる。
第１図は、本発明の第１実施例の部分略示図、第２図
は、崩壊熱除去装置の蓄熱部の有無による温度変化率の
特性曲線図、第３図は、本発明の第２実施例の部分略示
図、第４図は、第３実施例の略示図、第５図は、蓄熱部
をDRACS配管系に配設した略示図（第４実施例）。第６
図は、蓄熱部を原子炉容器の外側に配置したPRACS配管
系統図（第５実施例）、第７図は、蓄熱部を原子炉容器
の外側に配置したDRACS配管系統図（第６実施例）、第
８図は、金属球を充填した蓄熱部断面略示図（第７実施
例）、第９図は、熱容量の大きい材料製の蓄熱部断面略
示図（第８実施例）、第10図は、Na冷却タンク型高速炉
の縦断面略示図、第11図は、PRACSの部分系統図、第12
図は、DRACSの部分系統図、第13図は、従来例の崩壊熱
除去装置部分略示図である。 〈符号の説明〉 １…原子炉容器、２…熱交換器、３…１次側主循環ポン
プ、４…炉心上部機構、５…炉心、６…ルーフスラブ、
７…高温プレナム、８…低温プレナム、９…隔壁、10…
２次側配管、11…空気冷却器、12…PRACS配管、13…DRA
CS配管、14…DHX、15…PRACSコイル状伝熱管、16…DRAC
Sコイル状伝熱管、17…蒸気発生器、18…２次側循環ポ
ンプ、19…熱交換器入口窓、20…１次側管群、21…熱交
換器管板、22…蓄熱部、23…高温プレナム液面、24…板
状突起物、25…DHX入口窓、26…熱容量の大きい金属
球、27…熱容量の大きい容器材料。
は、崩壊熱除去装置の蓄熱部の有無による温度変化率の
特性曲線図、第３図は、本発明の第２実施例の部分略示
図、第４図は、第３実施例の略示図、第５図は、蓄熱部
をDRACS配管系に配設した略示図（第４実施例）。第６
図は、蓄熱部を原子炉容器の外側に配置したPRACS配管
系統図（第５実施例）、第７図は、蓄熱部を原子炉容器
の外側に配置したDRACS配管系統図（第６実施例）、第
８図は、金属球を充填した蓄熱部断面略示図（第７実施
例）、第９図は、熱容量の大きい材料製の蓄熱部断面略
示図（第８実施例）、第10図は、Na冷却タンク型高速炉
の縦断面略示図、第11図は、PRACSの部分系統図、第12
図は、DRACSの部分系統図、第13図は、従来例の崩壊熱
除去装置部分略示図である。 〈符号の説明〉 １…原子炉容器、２…熱交換器、３…１次側主循環ポン
プ、４…炉心上部機構、５…炉心、６…ルーフスラブ、
７…高温プレナム、８…低温プレナム、９…隔壁、10…
２次側配管、11…空気冷却器、12…PRACS配管、13…DRA
CS配管、14…DHX、15…PRACSコイル状伝熱管、16…DRAC
Sコイル状伝熱管、17…蒸気発生器、18…２次側循環ポ
ンプ、19…熱交換器入口窓、20…１次側管群、21…熱交
換器管板、22…蓄熱部、23…高温プレナム液面、24…板
状突起物、25…DHX入口窓、26…熱容量の大きい金属
球、27…熱容量の大きい容器材料。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山川 正剛 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社 日立製作所エネルギー研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−188888（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−196（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−176584（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21C 15/18
Claims (10)
- 【請求項１】原子炉内の熱交換器内に設けられたコイル
状伝熱管と炉外の空気冷却器と往復２系統の配管で接続
されてなり、原子炉停止時に、炉内で発生した崩壊熱
を、該配管内を循環して空気冷却器で除去することがで
きる崩壊熱除去装置において、該空気冷却器と熱交換器
のコイル状伝熱管とを接続している配管の中間部に、熱
伝導率の良好な部材で構成された蓄熱部を設けたことを
特徴とする崩壊熱除去装置。 - 【請求項２】蓄熱部は円筒状容器であり、その熱媒体流
路断面を熱交換器のコイル状伝熱管の流路断面よりも大
きくしたことを特徴とする請求項１記載の崩壊熱除去装
置。 - 【請求項３】蓄熱部を、空気冷却器からコイル状伝熱管
への経路の中間に設けたことを特徴とする請求項１記載
の崩壊熱除去装置。 - 【請求項４】蓄熱部を、コイル状伝熱管から空気冷却器
への経路の中間に設けたことを特徴とする請求項１記載
の崩壊熱除去装置。 - 【請求項５】蓄熱部を、１次冷却材/2次冷却材の熱交換
器内に配設したことを特徴とする請求項１記載の崩壊熱
除去装置。 - 【請求項６】蓄熱部の一部または全部が、１次冷却材を
充した炉容器高温プレナム液面に浸っていることを特徴
とする請求項１記載の崩壊熱除去装置。 - 【請求項７】熱伝導率の良好な部材で構成した円筒状容
器の内側に、伝熱面積を大きくできるように段違い状の
板状突起物を複数個付設した蓄熱部を有することを特徴
とする請求項１記載の崩壊熱除去装置。 - 【請求項８】蓄熱部を構成する材料は、熱伝導率が好
く、耐食性、耐熱性にすぐれた材質であることを特徴と
する請求項１記載の崩壊熱除去装置。 - 【請求項９】蓄熱性を高めるために、蓄熱部内に熱伝導
率の大きい複数個の球状材料を充填した蓄熱部を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の崩壊熱除去装置。 - 【請求項１０】蓄熱部を、空気冷却器からコイル状伝熱
管への経路の中間点、およびコイル状伝熱管から空気冷
却器への経路の中間点の双方に配設したことを特徴とす
る請求項１記載の崩壊熱除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1056098A JP2761235B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 崩壊熱除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1056098A JP2761235B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 崩壊熱除去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02236498A JPH02236498A (ja) | 1990-09-19 |
| JP2761235B2 true JP2761235B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=13017635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1056098A Expired - Lifetime JP2761235B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 崩壊熱除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2761235B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-10 JP JP1056098A patent/JP2761235B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02236498A (ja) | 1990-09-19 |
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