JP3125596B2 - Emergency core cooling equipment for nuclear reactors - Google Patents

Emergency core cooling equipment for nuclear reactors

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JP3125596B2
JP3125596B2 JP06224749A JP22474994A JP3125596B2 JP 3125596 B2 JP3125596 B2 JP 3125596B2 JP 06224749 A JP06224749 A JP 06224749A JP 22474994 A JP22474994 A JP 22474994A JP 3125596 B2 JP3125596 B2 JP 3125596B2
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pressure vessel
coolant
pipe
valve
vessel
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は原子炉の非常用炉心冷却
設備に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an emergency core cooling system for a nuclear reactor.

【0002】[0002]

【従来の技術】原子炉において、例えば主蒸気管が破断
し、かつ、炉心への非常用炉心冷却水の注入にも失敗す
るという確率的には極めて低い事象(仮想的な事故)が
仮に発生した場合、従来の装置としては、特開平5−142
380 号記載のように、仮想的な事故時に圧力抑制室の冷
却材を格納容器の内外圧力差を利用して圧力容器のダウ
ンカマに注水するようにしたものがある。
2. Description of the Related Art In a nuclear reactor, for example, an extremely low probability (virtual accident) that a main steam pipe breaks and injection of emergency core cooling water into the core also fails will occur. In this case, as a conventional device, Japanese Patent Laid-Open No. 5-142
As described in No. 380, there is a method in which the coolant in the suppression chamber is injected into the downcomer of the pressure vessel using the pressure difference between the inside and outside of the containment vessel in the event of a virtual accident.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は仮想的
な事故時に圧力容器の内部構造材及び損傷炉心を効率的
に冷却する点に十分配慮がされておらず、圧力容器から
格納容器に流出する内部構造材及び損傷炉心の量が多く
なり、格納容器の床コンクリートとの反応により発生す
る不凝縮性ガスの量が多くなるために、格納容器の健全
性を維持するために格納容器の耐圧を高めておくか、又
は床コンクリートとの反応を抑制するコア・キャッチャ
ーを設置するなどの対策を講じる必要があるという問題
点があった。
In the above prior art, sufficient consideration was not given to efficient cooling of the internal structure of the pressure vessel and the damaged core in the event of a virtual accident, and the prior art flowed out of the pressure vessel into the containment vessel. The amount of internal structural materials and the damaged core increases, and the amount of non-condensable gas generated by the reaction of the containment with the floor concrete increases. However, there is a problem that it is necessary to take measures such as increasing the height of the steel or installing a core catcher for suppressing the reaction with the floor concrete.

【0004】本発明の第1の目的は、圧力容器内部のド
ライヤ,シュラウド及び損傷炉心を効率的に冷却し、圧
力容器から格納容器に流出する内部構造材及び損傷炉心
の量を抑制して、格納容器の健全性を維持するための特
別な対策を不要とすることにある。
A first object of the present invention is to efficiently cool a dryer, a shroud and a damaged core inside a pressure vessel, and to suppress the amount of internal structural material and the damaged core flowing out of the pressure vessel to the containment vessel. The object is to eliminate the need for special measures to maintain the integrity of the containment vessel.

【0005】本発明の第2の目的は、第1の目的に加え
て、圧力容器から格納容器に流出する内部構造材及び損
傷炉心の量を抑制することを人的操作に依らず可能とす
ることにある。
[0005] A second object of the present invention, in addition to the first object, makes it possible to suppress the amount of internal structural material and damaged core flowing out of the pressure vessel into the containment vessel without human operation. It is in.

【0006】本発明の第3の目的は、第1の目的又は第
2の目的に加えて、圧力容器内部のドライヤ及びシュラ
ウドを均一に冷却し、圧力容器から格納容器に流出する
内部構造材及び損傷炉心の量を更に抑制することにあ
る。
A third object of the present invention, in addition to the first object or the second object, is to uniformly cool a drier and a shroud inside a pressure vessel, and to provide an internal structural material flowing out of the pressure vessel to a containment vessel, and Another object of the present invention is to further reduce the amount of a damaged core.

【0007】本発明の第4の目的は、第1の目的又は第
2の目的又は第3の目的に加えて、圧力容器内の構造物
を効率良く冷却することにより、圧力容器から格納容器
に流出する内部構造材及び損傷炉心の量を一層更に抑制
することにある。
A fourth object of the present invention, in addition to the first object, the second object, or the third object, is to efficiently cool a structure in the pressure vessel so that the pressure vessel moves from the pressure vessel to the containment vessel. Another object of the present invention is to further reduce the amount of internal structural material and damaged core flowing out.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】第1手段は、炉心を内蔵
する圧力容器と、前記圧力容器を内蔵した格納容器と、
前記圧力容器の上部ヘッドへ冷却材を供給する第1の配
管と、前記格納容器の外部に設置した冷却材のプール
と、前記プール内の冷却材を前記第1の配管へ供給する
ように連絡した第2の配管と、前記第2の配管に装備さ
れて前記プールの冷却材を前記圧力容器に供給するポン
プとを有する原子炉の非常用炉心冷却設備において、前
記上部ヘッドへ冷却材を供給する第1の配管に設けられ
た第1の弁および第2の弁と、前記第2の配管に設けら
れた第3の弁と、前記第1の弁と前記第2の弁の間の第
1の配管部位に接続された前記第2の配管と、少なくと
も前記圧力容器の水位が所定の位置より低下するか、も
しくは前記格納容器内のペデスタル部の温度が所定の値
より上昇し、かつ前記圧力容器へ注水する非常用炉心冷
却系の流量が所定の値より小さい場合に、前記第2の配
管に装備した前記ポンプを起動し、前記第2の弁を閉
め、前記第1の弁と前記第3の弁を開放する制御手段と
を備えていることを特徴とする原子炉の非常用炉心冷却
設備である。
A first means comprises a pressure vessel containing a core, a containment vessel containing the pressure vessel,
A first pipe for supplying a coolant to an upper head of the pressure vessel, a pool of coolant installed outside the containment vessel, and a supply pipe for supplying coolant in the pool to the first pipe; Supplying a coolant to the upper head in an emergency core cooling facility for a nuclear reactor having a second pipe provided and a pump provided in the second pipe and supplying a coolant of the pool to the pressure vessel. A first valve and a second valve provided in the first pipe, a third valve provided in the second pipe, and a third valve provided between the first valve and the second valve. The second pipe connected to one pipe portion, and at least the water level of the pressure vessel falls below a predetermined position, or the temperature of a pedestal section in the containment vessel rises above a predetermined value, and The flow rate of the emergency core cooling system that fills the pressure vessel A control means for activating the pump provided in the second pipe, closing the second valve, and opening the first valve and the third valve, This is an emergency core cooling facility for nuclear reactors.

【0009】[0009]

【0010】第2手段は、第1手段において、前記圧力
容器内部の上部シュラウドの上面の周部分に冷却材のプ
ールを形成する堰と、前記堰に前記周沿いに分散して設
けられて前記冷却材を流出させる複数の流路孔を備えて
いることを特徴とする原子炉の非常用炉心冷却設備であ
る。
The second means is the first means, wherein a weir forming a pool of coolant is formed on a peripheral portion of an upper surface of an upper shroud inside the pressure vessel, and the weir is provided on the weir and distributed along the circumference. An emergency core cooling system for a nuclear reactor, comprising a plurality of flow passage holes through which a coolant flows out.

【0011】第3手段は、炉心を内蔵する圧力容器と、
前記圧力容器を内蔵した格納容器と、前記圧力容器の上
部ヘッドへ冷却材を供給する第1の配管と、前記格納容
器の外部に設置した冷却材のプールと、前記プール内の
冷却材を前記第1の配管へ供給するように連絡した第2
の配管と、前記第2の配管に装備されて前記プールの冷
却材を前記圧力容器に供給するポンプとを有する原子炉
の非常用炉心冷却設備において、前記圧力容器内部の上
部シュラウドの下方に、上部シュラウドの側面を流下す
る冷却材を前記圧力容器の中心方向へ導く構造材を備え
ていることを特徴とする原子炉の非常用炉心冷却設備で
ある。
[0011] The third means is a pressure vessel containing a core,
A containment vessel containing the pressure vessel, a first pipe for supplying a coolant to an upper head of the pressure vessel, a coolant pool installed outside the containment vessel, and a coolant in the pool. The second contacted to supply to the first pipe
In an emergency core cooling system of a nuclear reactor having a pipe and a pump provided in the second pipe and supplying a coolant of the pool to the pressure vessel, below the upper shroud inside the pressure vessel, An emergency core cooling system for a nuclear reactor, comprising a structural material for guiding a coolant flowing down a side surface of an upper shroud toward a center of the pressure vessel.

【0012】第4手段は、第1手段又は第2手段におい
て、前記圧力容器内部の上部シュラウドの下方に、上部
シュラウドの側面を流下する冷却材を前記圧力容器の中
心方向へ導く構造材を備えていることを特徴とする原子
炉の非常用炉心冷却設備である。
The fourth means is the first means or the second means , wherein the coolant flowing down the side surface of the upper shroud is provided below the upper shroud inside the pressure vessel toward the center of the pressure vessel. An emergency core cooling system for a nuclear reactor, comprising a structural material for guiding.

【0013】第5手段は、炉心を内蔵する圧力容器と、
前記圧力容器を内蔵した格納容器と、前記圧力容器の上
部ヘッドへ冷却材を供給する第1の配管と、前記格納容
器の外部に設置した冷却材のプールと、前記プール内の
冷却材を前記第1の配管へ供給するように連絡した第2
の配管と、前記第2の配管に装備されて前記プールの冷
却材を前記圧力容器に供給するポンプとを有する原子炉
の非常用炉心冷却設備において、前記圧力容器内部の上
部シュラウドの上面に、前記上部シュラウドの上部と下
部を連通する第3の配管を有し、前記第3の配管の開口
部に温度が所定の値を越えた場合に溶融する金属で栓を
した弁を備えていることを特徴とする原子炉の非常用炉
心冷却設備である。
A fifth means is a pressure vessel containing a core,
A containment vessel containing the pressure vessel, a first pipe for supplying a coolant to an upper head of the pressure vessel, a coolant pool installed outside the containment vessel, and a coolant in the pool. The second contacted to supply to the first pipe
In the emergency core cooling equipment of a nuclear reactor having a pipe and a pump provided in the second pipe and supplying a coolant of the pool to the pressure vessel, on an upper surface of an upper shroud inside the pressure vessel, A third pipe communicating between an upper part and a lower part of the upper shroud, and a valve plugged with a metal that melts when a temperature exceeds a predetermined value at an opening of the third pipe. This is an emergency core cooling system for a nuclear reactor.

【0014】第6手段は、第1手段から第4手段までの
いずれかの一手段において、前記圧力容器内部の上部シ
ュラウドの上面に、前記上部シュラウドの上部と下部を
連通する第3の配管を有し、前記第3の配管の開口部に
温度が所定の値を越えた場合に溶融する金属で栓をした
弁を備えていることを特徴とする原子炉の非常用炉心冷
却設備である。
A sixth means according to any one of the first means to the fourth means , wherein a third pipe communicating between the upper part and the lower part of the upper shroud is provided on the upper surface of the upper shroud inside the pressure vessel. An emergency core cooling system for a nuclear reactor, comprising: a valve plugged with a metal that melts when the temperature exceeds a predetermined value at an opening of the third pipe.

【0015】[0015]

【作用】第1の手段によれば、炉心の一部が圧力容器の
下方に流出するような仮想的な事故時に、原子炉格納容
器外のプールから圧力容器の上部ヘッドに冷却材がポン
プで供給される。格納容器外のプールからの冷却材は第
2の配管と上部ヘッドへ冷却材を供給する第1の配管と
を通って圧力容器の上部ヘッドに供給される。圧力容器
の内部に供給された冷却材は圧力容器の上部ヘッドから
流下して圧力容器内の内蔵物を冷却する。
According to the first means, in the event of a virtual accident in which a part of the reactor core flows below the pressure vessel, the coolant is pumped from the pool outside the reactor containment vessel to the upper head of the pressure vessel. Supplied. Coolant from the pool outside the containment vessel is supplied to the upper head of the pressure vessel through a second pipe and a first pipe that supplies coolant to the upper head. The coolant supplied into the pressure vessel flows down from the upper head of the pressure vessel to cool the internal components in the pressure vessel.

【0016】この事を実施例にそくして具体的に述べれ
ば、上部ヘッドに供給された冷却材は、まずドライヤと
接触して流下し、更に上部シュラウドの上面を拡がり上
部シュラウドの側面から流下する。この間、ドライヤと
上部シュラウドの熱は冷却材に伝えられ、冷却材の一部
は蒸発すると共にドライヤと上部シュラウドの温度が低
下する。
More specifically, the cooling agent supplied to the upper head flows down in contact with the dryer, and then spreads on the upper surface of the upper shroud and flows down from the side surface of the upper shroud. . During this time, the heat of the dryer and the upper shroud is transferred to the coolant, and a part of the coolant evaporates and the temperature of the dryer and the upper shroud decreases.

【0017】更に、冷却材は圧力容器の外周部に設置さ
れたセパレータの下部からシュラウドを流下する。この
間、セパレータの下部とシュラウドは冷却材により温度
が低下し、更に圧力容器内に残存している損傷炉心の熱
はシュラウドを通して冷却材に伝えられ、損傷炉心も冷
却される。最後に、冷却材は下部プレナムに流入して破
損口から格納容器へ流出する。この間、下部プレナム及
び下部プレナムに残存していた損傷炉心の熱は冷却材に
伝えられ、温度が低下する。このように、圧力容器内部
のドライヤ,シュラウド及び損傷炉心が効率的に冷却さ
れ、圧力容器から格納容器に溶融して流出する内部構造
材及び損傷炉心の量が抑制されるので、格納容器の床コ
ンクリートとの反応により発生する不凝縮性ガスの量が
減少し、格納容器の健全性を維持するために格納容器の
耐圧を高めたり、床コンクリートとの反応を抑制するコ
ア・キャッチャーを設置するなどの対策を講じる必要が
なくなる。それに加えて、第1の手段によれば、制御手
段が、少なくとも圧力容器の水位が所定の位置より低下
するか、もしくは前記格納容器内のペデスタル部の温度
が所定の値より上昇し、かつ圧力容器へ注水する非常用
炉心冷却系の流量が所定の値より小さい場合に、第2の
配管に設置したポンプを起動し、第2の弁を閉め、第1
の弁と第3の弁を開放する制御を成すので、仮想的な事
故時に、少なくとも圧力容器の水位が所定の位置より低
下するか、もしくは格納容器内のペデスタル部の温度が
所定の値より上昇し、かつ圧力容器へ注水する非常用炉
心冷却系の流量が所定の値より小さい場合には、制御装
置により第2の配管に設置したポンプが起動され、第2
の弁が閉まり、第1の弁と第3の弁が開放される。これ
により、第2の水プールの冷却材は第2の配管と上部ヘ
ッドへ冷却材を供給する配管とを通って圧力容器の上部
ヘッドに供給される、圧力容器の上部ヘッドに供給され
た冷却材により圧力容器内部の構成物が効率的に冷却さ
れ、圧力容器から格納容器に流出する内部構造材及び損
傷炉心の量が抑制されるが、これ等は人的操作に依らず
可能となる。
Further, the coolant flows down the shroud from the lower part of the separator provided on the outer peripheral part of the pressure vessel. During this time, the temperature of the lower part of the separator and the shroud is reduced by the coolant, and the heat of the damaged core remaining in the pressure vessel is transmitted to the coolant through the shroud, so that the damaged core is also cooled. Finally, the coolant flows into the lower plenum and flows out of the break into the containment. During this time, heat in the lower plenum and the damaged core remaining in the lower plenum is transferred to the coolant, and the temperature decreases. As described above, the dryer, shroud and damaged core inside the pressure vessel are efficiently cooled, and the amount of the internal structural material and the damaged core that melts and flows out of the pressure vessel into the containment vessel is suppressed. The amount of non-condensable gas generated by reaction with concrete decreases, and the pressure resistance of the containment vessel is increased to maintain the integrity of the containment vessel, and a core catcher that suppresses the reaction with floor concrete is installed. There is no need to take countermeasures. In addition, according to the first means, the control means determines that at least the water level of the pressure vessel drops below a predetermined position, or the temperature of the pedestal section in the containment vessel rises above a predetermined value, and When the flow rate of the emergency core cooling system for injecting water into the vessel is smaller than a predetermined value, the pump installed in the second pipe is started, the second valve is closed, and the first valve is closed.
And the third valve are opened, so that at the time of a virtual accident, at least the water level of the pressure vessel falls below a predetermined position, or the temperature of the pedestal section in the containment vessel rises above a predetermined value. If the flow rate of the emergency core cooling system for injecting water into the pressure vessel is smaller than a predetermined value, the pump installed in the second pipe is started by the control device, and the second
Are closed, and the first and third valves are opened. Thereby, the coolant of the second water pool is supplied to the upper head of the pressure vessel through the second pipe and the pipe for supplying the coolant to the upper head, and the cooling supplied to the upper head of the pressure vessel. The material effectively cools the components inside the pressure vessel and reduces the amount of internal structural material and damaged core flowing out of the pressure vessel to the containment vessel, but this is possible without human operation.

【0018】[0018]

【0019】第2の手段によれば、第1の手段による作
用に加えて、仮想的な事故時に、圧力容器の上部ヘッド
から圧力容器の内部に供給された冷却材は、上部シュラ
ウドの上面を拡がり、上部シュラウドの上面には水プー
ルが形成され、上部シュラウドの上面が均一に冷却され
る。更に堰には冷却材を流出させる流路口が多数設置さ
れており、静水頭により冷却材が周方向にほぼ均一にな
るように流出する。これにより、上部シュラウドの側面
も均一に冷却される。このように圧力容器の内部構造材
である上部シュラウドが均一に冷却されることで、圧力
容器から格納容器に流出する内部構造材及び損傷炉心の
量が更に抑制される。
According to the second means , in addition to the action of the first means, at the time of a virtual accident, the coolant supplied from the upper head of the pressure vessel to the inside of the pressure vessel causes the upper surface of the upper shroud to rise. Spreading out, a water pool is formed on the upper surface of the upper shroud, and the upper surface of the upper shroud is uniformly cooled. Further, the weir is provided with a large number of flow openings for letting out the coolant, and the coolant flows out so as to be substantially uniform in the circumferential direction by the hydrostatic head. Thereby, the side surface of the upper shroud is also cooled uniformly. By uniformly cooling the upper shroud, which is the internal structure of the pressure vessel, the amount of the internal structure and the damaged core flowing out of the pressure vessel to the containment vessel is further reduced.

【0020】第3の手段によれば、炉心の一部が圧力容
器の下方に流出するような仮想的な事故時に、原子炉格
納容器外のプールから圧力容器の上部ヘッドに冷却材が
ポンプで供給される。格納容器外のプールからの冷却材
は第2の配管と上部ヘッドへ冷却材を供給する第1の配
管とを通って圧力容器の上部ヘッドに供給される。圧力
容器の内部に供給された冷却材は圧力容器の上部ヘッド
から流下して圧力容器内の内蔵物を冷却する。それに加
えて、仮想的な事故時に、圧力容器の上部ヘッドから圧
力容器の内部に供給された冷却材は、上部シュラウドの
側面から流下する。このとき、冷却材は圧力容器の中心
方向へ導く構造材に沿って流下するため、上部シュラウ
ドから下方の構成物に対して液膜状態で流下する冷却材
の量が多くなり、圧力容器内の内部構造物が効率良く冷
却されることで、圧力容器から格納容器に流出する内部
構造材及び損傷炉心の量が更に抑制される。
According to the third means , in the event of a virtual accident where a part of the reactor core flows below the pressure vessel, coolant is pumped from the pool outside the reactor containment vessel to the upper head of the pressure vessel. Supplied. Coolant from the pool outside the containment vessel is supplied to the upper head of the pressure vessel through a second pipe and a first pipe that supplies coolant to the upper head. The coolant supplied into the pressure vessel flows down from the upper head of the pressure vessel to cool the internal components in the pressure vessel. In addition, at the time of a virtual accident, the coolant supplied from the upper head of the pressure vessel to the inside of the pressure vessel flows down from the side of the upper shroud. At this time, since the coolant flows down along the structural material leading toward the center of the pressure vessel, the amount of the coolant flowing down from the upper shroud to the components below in a liquid film state increases, and the amount of coolant in the pressure vessel increases. By cooling the internal structure efficiently, the amount of the internal structural material and the damaged core flowing out from the pressure vessel to the containment vessel is further suppressed.

【0021】第4の手段によれば、第1手段又は第2手
による作用に加えて、圧力容器の上部ヘッドから圧力
容器の内部に供給された冷却材は、上部シュラウドの側
面から流下する。このとき、冷却材は圧力容器の中心方
向へ導く構造材に沿って流下するため、上部シュラウド
から下方の構成物に対して液膜状態で流下する冷却材の
量が多くなり、圧力容器内の内部構造物が効率良く冷却
されることで、圧力容器から格納容器に流出する内部構
造材及び損傷炉心の量が更に抑制される。
According to the fourth means , the first means or the second means
In addition to the action of the steps , coolant supplied from the upper head of the pressure vessel into the interior of the pressure vessel flows down the sides of the upper shroud. At this time, since the coolant flows down along the structural material leading toward the center of the pressure vessel, the amount of the coolant flowing down from the upper shroud to the components below in a liquid film state increases, and the amount of coolant in the pressure vessel increases. By cooling the internal structure efficiently, the amount of the internal structural material and the damaged core flowing out from the pressure vessel to the containment vessel is further suppressed.

【0022】第5の手段によれば、炉心の一部が圧力容
器の下方に流出するような仮想的な事故時に、原子炉格
納容器外のプールから圧力容器の上部ヘッドに冷却材が
ポンプで供給される。格納容器外のプールからの冷却材
は第2の配管と上部ヘッドへ冷却材を供給する第1の配
管とを通って圧力容器の上部ヘッドに供給される。圧力
容器の内部に供給された冷却材は圧力容器の上部ヘッド
から流下して圧力容器内の内蔵物を冷却する。それに加
えて、仮想的な事故時に炉心の温度が上昇するとふく射
熱及び対流熱伝達により第3の配管に設置した栓の温度
も上昇する。栓の温度が溶融温度を越えて溶融すると、
第3の配管を通じて、圧力容器の上部ヘッドから圧力容
器の内部に供給された冷却材は、圧力容器内の構造物の
内部にも供給されて流下する。
According to the fifth means , in the event of a virtual accident in which a part of the reactor core flows below the pressure vessel, coolant is pumped from the pool outside the reactor containment vessel to the upper head of the pressure vessel. Supplied. Coolant from the pool outside the containment vessel is supplied to the upper head of the pressure vessel through a second pipe and a first pipe that supplies coolant to the upper head. The coolant supplied into the pressure vessel flows down from the upper head of the pressure vessel to cool the internal components in the pressure vessel. In addition, when the temperature of the core rises during a virtual accident, the temperature of the plug installed in the third pipe also rises due to radiant heat and convective heat transfer. When the temperature of the stopper melts above the melting temperature,
The coolant supplied from the upper head of the pressure vessel to the inside of the pressure vessel through the third pipe is also supplied to the inside of the structure in the pressure vessel and flows down.

【0023】第6手段によれば、第1手段から第4手段
までのいずれか一手段による作用に加えて、仮想的な事
故時に炉心の温度が上昇するとふく射熱及び対流熱伝達
により第3の配管に設置した栓の温度も上昇する。栓の
温度が溶融温度を越えて溶融すると、第3の配管を通じ
て、圧力容器の上部ヘッドから圧力容器の内部に供給さ
れた冷却材は、圧力容器内の構造物の内部にも供給され
て流下する。
According to the sixth means , in addition to the operation of any one of the first means to the fourth means, when the temperature of the reactor core rises during a virtual accident, the radiant heat and convective heat transfer are performed. The temperature of the plug installed in the third pipe also increases. When the temperature of the stopper melts above the melting temperature, the coolant supplied from the upper head of the pressure vessel to the inside of the pressure vessel through the third pipe is also supplied to the inside of the structure in the pressure vessel and flows down. I do.

【0024】[0024]

【実施例】本発明が適用される構成の例を図1,図2に
より説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of a configuration to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS.

【0025】図1は沸騰水型原子炉の断面図であり、炉
心1は圧力容器2で囲われ、圧力容器2は格納容器3の
内部に包含されている。
FIG. 1 is a sectional view of a boiling water reactor, in which a reactor core 1 is surrounded by a pressure vessel 2, and the pressure vessel 2 is contained inside a containment vessel 3.

【0026】また、通常運転時に冷却材を浄化するため
の系統として、ダウンカマ6から冷却材を抽出し、圧力
容器2の上部ヘッドへ冷却材を供給する配管10に、弁
23,中間熱交換器50,ポンプ41,ろ過脱塩装置5
1,弁20,弁21が設置されている。
As a system for purifying the coolant during normal operation, a valve 23 and an intermediate heat exchanger are connected to a pipe 10 for extracting the coolant from the downcomer 6 and supplying the coolant to the upper head of the pressure vessel 2. 50, pump 41, filtration desalination device 5
1, a valve 20, and a valve 21 are provided.

【0027】また、配管10から分岐する配管12に弁
24が設置され、配管12の他端は給水管15の逆止弁
25と26との間に接続されている。
A valve 24 is installed on the pipe 12 branched from the pipe 10, and the other end of the pipe 12 is connected between the check valves 25 and 26 of the water supply pipe 15.

【0028】本構成の例の特徴は、格納容器3の外部に
水プール30を設置し、水プール30と配管10の弁2
0と弁21との間を接続する配管11を設け、配管11
に弁22とポンプ40とを有することである。
The feature of this embodiment is that the water pool 30 is installed outside the containment vessel 3 and the water pool 30 and the valve 2
And a pipe 11 for connecting between the valve 11 and the valve 21.
To have the valve 22 and the pump 40.

【0029】なお、水プール30とポンプ40として既
存設備であるろ過水タンクと消火系ポンプ又は復水貯蔵
タンクと復水補給水系ポンプを用いても良い。
As the water pool 30 and the pump 40, a filtered water tank and a fire extinguishing system pump or a condensate storage tank and a condensate makeup water system pump which are existing facilities may be used.

【0030】このような原子炉において、例えば主蒸気
管4が破断し、かつ、炉心1への非常用炉心冷却水の注
入にも失敗するという確率的には極めて低い事象が仮に
発生したと想定すると、炉心1は崩壊熱により温度が上
昇して溶融し、その一部分が圧力容器2の下端にたま
る。
In such a nuclear reactor, it is assumed that an extremely low probability event that, for example, the main steam pipe 4 breaks and the injection of the emergency core cooling water into the core 1 fails also occurs. Then, the temperature of the core 1 rises due to the decay heat and is melted, and a part thereof accumulates at the lower end of the pressure vessel 2.

【0031】ここでも、炉心1を冷却できなかったと仮
定すると、炉心1の一部分は圧力容器2の下端からペデ
スタル部5に落下する。
Here, assuming that the core 1 could not be cooled, a part of the core 1 falls to the pedestal part 5 from the lower end of the pressure vessel 2.

【0032】このような事態の発生は、圧力容器内水位
の低下,非常用炉心冷却水流量の有無,格納容器内のペ
デスタル部の温度の上昇等から判断可能である。
The occurrence of such a situation can be determined from a decrease in the water level in the pressure vessel, the presence or absence of the flow rate of the emergency core cooling water, an increase in the temperature of the pedestal portion in the containment vessel, and the like.

【0033】このような事態が想定された場合には、手
動操作又は遠隔自動操作によりポンプ40を起動し、弁
21を閉め、弁20と弁22を開放する。
When such a situation is assumed, the pump 40 is started by manual operation or remote automatic operation, the valve 21 is closed, and the valves 20 and 22 are opened.

【0034】これにより、水プール30の冷却材は配管
11と配管10とを通って圧力容器2の上部ヘッドに供
給される。
Thus, the coolant in the water pool 30 is supplied to the upper head of the pressure vessel 2 through the pipes 11 and 10.

【0035】なお、注水流量は損傷炉心からの崩壊熱を
除去するのに好適な流量、即ち電気出力135MWeの
原子力プラントの場合には60t/h、以上であること
が好ましい。
The water injection flow rate is preferably a flow rate suitable for removing decay heat from the damaged core, that is, 60 t / h or more in the case of a nuclear power plant having an electric output of 135 MWe.

【0036】圧力容器2の内部における冷却材の働きを
図2に矢印で示し以下に説明する。
The function of the coolant inside the pressure vessel 2 is indicated by arrows in FIG. 2 and will be described below.

【0037】圧力容器2の上部ヘッドから圧力容器の内
部にスプレイされた冷却材は、まずドライヤ60と接触
して流下し、更に上部シュラウド61の上面を拡がり上
部シュラウド61の側面から流下する。
The coolant sprayed from the upper head of the pressure vessel 2 to the inside of the pressure vessel first flows down in contact with the dryer 60, further spreads on the upper surface of the upper shroud 61, and flows down from the side surface of the upper shroud 61.

【0038】この間、ドライヤ60と上部シュラウド6
1の熱は冷却材に伝えられ、冷却材の一部は蒸発すると
共にドライヤ60と上部シュラウド61の温度が低下す
る。
During this time, the dryer 60 and the upper shroud 6
The heat of 1 is transmitted to the coolant, and a part of the coolant evaporates, and the temperatures of the dryer 60 and the upper shroud 61 decrease.

【0039】更に、冷却材は圧力容器の外周部に設置さ
れたセパレータ62からシュラウド63を流下する。
Further, the coolant flows down the shroud 63 from the separator 62 provided on the outer periphery of the pressure vessel.

【0040】この間、セパレータ62の下部とシュラウ
ド63は冷却材により温度が低下し、更に圧力容器2内
に残存している損傷炉心101の熱はシュラウド63を
通して冷却材に伝えられ、損傷炉心101も冷却され
る。
During this time, the temperature of the lower part of the separator 62 and the shroud 63 is reduced by the coolant, and the heat of the damaged core 101 remaining in the pressure vessel 2 is transmitted to the coolant through the shroud 63, and the damaged core 101 is also cooled. Cooled.

【0041】最後に、冷却材はインターナルポンプ66
近くのシュラウドサポートの開口部を通って下部プレナ
ム64に流入し、破損口65から圧力容器2外へ流出す
る。
Finally, the coolant is supplied to the internal pump 66.
It flows into the lower plenum 64 through the opening in the nearby shroud support and out of the pressure vessel 2 through the break 65.

【0042】この間、下部プレナム64及び下部プレナ
ムに残存していた損傷炉心102の熱は冷却材に伝えら
れ、温度が低下する。
During this time, the heat of the damaged plenum remaining in the lower plenum 64 and the lower plenum is transferred to the coolant, and the temperature is reduced.

【0043】このように、圧力容器2内部のドライヤ6
0,上部シュラウド61,損傷炉心101,シュラウド
63及び損傷炉心102が効率的に冷却され、圧力容器
2外へ溶融して流出する内部構造材及び損傷炉心の量が
抑制される。
As described above, the dryer 6 inside the pressure vessel 2
0, the upper shroud 61, the damaged core 101, the shroud 63, and the damaged core 102 are efficiently cooled, and the amount of the internal structural material and the damaged core that melt and flow out of the pressure vessel 2 is suppressed.

【0044】圧力容器破損後すみやかに、目安としては
1時間以内に、注水すれば、圧力容器2外へ流出する内
部構造材及び損傷炉心の量は、注水しない場合より約4
0%減少する。
Immediately after the pressure vessel breaks, within 1 hour as a guide, if water is injected, the amount of the internal structural material and the damaged core flowing out of the pressure vessel 2 will be about 4 times that when no water is injected.
0% reduction.

【0045】これにより、格納容器内でのコア・コンク
リート反応がすみやかに収束し、発生する不凝縮性気体
の量も約40%減少するので、格納容器の圧力上昇も緩
和され、格納容器の健全性を維持するために格納容器の
耐圧を高めたり、床コンクリートとの反応を抑制するコ
ア・キャッチャーを設置するなどの対策を講じる必要が
なくなる。
As a result, the core-concrete reaction in the containment vessel quickly converges, and the amount of non-condensable gas generated is reduced by about 40%. Therefore, it is not necessary to take measures such as increasing the pressure resistance of the containment vessel and installing a core catcher for suppressing the reaction with the floor concrete in order to maintain the performance.

【0046】本構成の例によれば、圧力容器内部のドラ
イヤ,シュラウド及び損傷炉心が効率的に冷却されるた
めに、圧力容器から格納容器に流出する内部構造材及び
損傷炉心の量が抑制され、格納容器の健全性を維持する
ための特別な対策が不要となる効果がある。
According to this embodiment, the dryer, the shroud and the damaged core inside the pressure vessel are efficiently cooled, so that the amount of the internal structural material and the damaged core flowing out from the pressure vessel to the containment vessel is suppressed. This has the effect of eliminating the need for special measures for maintaining the integrity of the containment vessel.

【0047】本発明の第1実施例では、図3に示すよう
に、制御関係の構成が本発明を適用する図1の構成に加
えられる。
In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, a control-related configuration is added to the configuration of FIG. 1 to which the present invention is applied.

【0048】図1で示した例との相違点は制御器70,
弁操作器80,弁操作器81,弁操作器82,ポンプ操
作器83が追加設置されている点である。
The difference from the example shown in FIG.
The point is that a valve operating device 80, a valve operating device 81, a valve operating device 82, and a pump operating device 83 are additionally provided.

【0049】少なくとも圧力容器2内の水位が所定の
値、例えば炉心1の上端より3m下、より低下するか、
もしくは格納容器3内のペデスタル部5の温度が所定の
値、例えば350℃、より上昇し、かつ非常用炉心冷却
系ECCSの流量が所定の値、例えば60t/h、より
小さい場合には、制御器70はポンプ40を起動する信
号をポンプ操作器83に送り、弁21を閉じる信号を弁
操作器81へ、弁20を開放する信号を弁操作器80
へ、弁22を開放する信号を弁操作器82へ送る。
Whether at least the water level in the pressure vessel 2 drops to a predetermined value, for example, 3 m below the upper end of the core 1,
Alternatively, if the temperature of the pedestal unit 5 in the containment vessel 3 rises to a predetermined value, for example, 350 ° C., and the flow rate of the emergency core cooling system ECCS is smaller than a predetermined value, for example, 60 t / h, the control is performed. The device 70 sends a signal to start the pump 40 to the pump operation device 83, a signal to close the valve 21 to the valve operation device 81, and a signal to open the valve 20 to the valve operation device 80.
To the valve operating device 82.

【0050】このような原子炉において、例えば主蒸気
管4が破断し、かつ、炉心1への非常用炉心冷却水の注
入にも失敗するという確率的には極めて低い事象が仮に
発生したと想定すると、炉心1は崩壊熱により温度が上
昇して溶融し、その一部分が圧力容器2の下端にたま
る。
In such a nuclear reactor, it is assumed that an extremely low probability event that, for example, the main steam pipe 4 breaks and the injection of the emergency core cooling water into the core 1 fails also occurs. Then, the temperature of the core 1 rises due to the decay heat and is melted, and a part thereof accumulates at the lower end of the pressure vessel 2.

【0051】ここでも、炉心1を冷却できなかったと仮
定すると、炉心1の一部分は圧力容器2の下端からペデ
スタル部5に落下する。
Here, assuming that the core 1 could not be cooled, a part of the core 1 falls from the lower end of the pressure vessel 2 to the pedestal part 5.

【0052】このとき、少なくとも圧力容器内の水位は
所定の値である炉心1の上端より3m下より低下する
か、もしくは格納容器3内のペデスタル部5の温度は所
定の値である350℃より上昇し、かつ非常用炉心冷却
系ECCSの流量は所定の値である60t/hより小さ
くなっており、制御器70はポンプ40を起動する信号
をポンプ操作器83に送り、弁21を閉じる信号を弁操
作器81へ、弁20を開放する信号を弁操作器80へ、
弁22を開放する信号を弁操作器82へ送る。
At this time, at least the water level in the pressure vessel falls below a predetermined value of 3 m below the upper end of the core 1, or the temperature of the pedestal section 5 in the containment vessel 3 becomes lower than the predetermined value of 350 ° C. When the flow rate of the emergency core cooling system ECCS rises and is smaller than a predetermined value of 60 t / h, the controller 70 sends a signal for starting the pump 40 to the pump operation device 83 and a signal for closing the valve 21. To the valve operating device 81, and a signal for opening the valve 20 to the valve operating device 80,
A signal for opening the valve 22 is sent to the valve operating device 82.

【0053】これにより、水プール30の冷却材は配管
11と配管10とを通って圧力容器2の上部ヘッドに供
給される。
Thus, the coolant in the water pool 30 is supplied to the upper head of the pressure vessel 2 through the pipes 11 and 10.

【0054】圧力容器の上部ヘッドから圧力容器の内部
に供給された冷却材により、圧力容器2内部のドライ
ヤ,上部シュラウド,シュラウド及び損傷炉心が効率的
に冷却され、圧力容器2外へ溶融して流出する内部構造
材及び損傷炉心の量が抑制される。
The dryer, the upper shroud, the shroud, and the damaged core inside the pressure vessel 2 are efficiently cooled by the coolant supplied from the upper head of the pressure vessel to the inside of the pressure vessel, and melted out of the pressure vessel 2. The amount of outflowing internal structural materials and damaged cores is reduced.

【0055】圧力容器破損後すみやかに、目安としては
1時間以内に、注水すれば、圧力容器2外へ流出する内
部構造材及び損傷炉心の量は、注水しない場合より約4
0%減少する。
Immediately after the pressure vessel breaks, within 1 hour as a guide, if water is injected, the amount of the internal structural material and the damaged core flowing out of the pressure vessel 2 becomes about 4 times that when no water is injected.
0% reduction.

【0056】これにより、格納容器内でのコア・コンク
リート反応がすみやかに収束し、発生する不凝縮性気体
の量も約40%減少するので、格納容器の圧力上昇も緩
和され、格納容器の健全性を維持するために格納容器の
耐圧を高めたり、床コンクリートとの反応を抑制するコ
ア・キャッチャーを設置するなどの対策を講じる必要が
なくなる。
As a result, the core-concrete reaction in the containment quickly converges, and the amount of non-condensable gas generated is reduced by about 40%. Therefore, it is not necessary to take measures such as increasing the pressure resistance of the containment vessel and installing a core catcher for suppressing the reaction with the floor concrete in order to maintain the performance.

【0057】本実施例では、制御装置により弁及びポン
プの操作が自動化され、圧力容器内部のドライヤ,シュ
ラウド及び損傷炉心を効率的に冷却し、圧力容器から格
納容器に流出する内部構造材及び損傷炉心の量を抑制す
ることが、人的操作に依らず可能となる効果がある。
In this embodiment, the operation of the valve and the pump is automated by the control device, the dryer, the shroud and the damaged core inside the pressure vessel are efficiently cooled, and the internal structural material flowing out of the pressure vessel to the containment vessel and the damaged There is an effect that the amount of the core can be suppressed without depending on human operation.

【0058】本発明が適用される他の構成の例を図4に
より説明する。
An example of another configuration to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.

【0059】この構成の例は、図1で示した例とは別
の、ジェットポンプ8を有するタイプの原子力発電プラ
ントの例である。
An example of this configuration is an example of a nuclear power plant having a jet pump 8 different from the example shown in FIG.

【0060】このプラントには、原子炉の隔離時等に圧
力抑制室の水プール7から冷却材を抽出し、圧力容器2
の上部ヘッドへ冷却材を供給する配管13に、弁28,
蒸気駆動のポンプ42,逆止弁27,弁20が設置され
ている。
In this plant, the coolant is extracted from the water pool 7 in the suppression chamber when the reactor is isolated, etc.
A pipe 28 for supplying coolant to the upper head of
A steam-driven pump 42, a check valve 27, and a valve 20 are provided.

【0061】格納容器3の外部には水プール30を設置
し、水プール30と配管13の弁20と逆止弁27との
間を接続する配管11を設け、配管11に弁22とポン
プ40とを有する。
A water pool 30 is installed outside the containment vessel 3, and a pipe 11 for connecting the water pool 30 with the valve 20 of the pipe 13 and the check valve 27 is provided. And

【0062】このような原子炉において、例えば主蒸気
管4が破断し、かつ、炉心1への非常用炉心冷却水の注
入にも失敗するという確率的には極めて低い事象が仮に
発生したと想定すると、炉心1は崩壊熱により温度が上
昇して溶融し、その一部分が圧力容器2の下端にたま
る。
In such a reactor, it is assumed that, for example, a very low probability event that the main steam pipe 4 breaks and the injection of the emergency core cooling water into the core 1 fails also occurs. Then, the temperature of the core 1 rises due to the decay heat and is melted, and a part thereof accumulates at the lower end of the pressure vessel 2.

【0063】ここでも、炉心1を冷却できなかったと仮
定すると、炉心1の一部分は圧力容器2の下端からペデ
スタル部5に落下する。
Here, assuming that the core 1 could not be cooled, a part of the core 1 falls to the pedestal section 5 from the lower end of the pressure vessel 2.

【0064】このような事態の発生は、圧力容器内水位
の低下,非常用炉心冷却水流量の有無,格納容器内のペ
デスタル部の温度の上昇等から判断可能である。
The occurrence of such a situation can be determined from the drop in the water level in the pressure vessel, the presence or absence of the flow rate of the emergency core cooling water, the rise in the temperature of the pedestal section in the containment vessel, and the like.

【0065】このような事態が想定された場合には、手
動操作又は遠隔自動操作によりポンプ40を起動し、弁
20を開放する。
When such a situation is assumed, the pump 40 is started by manual operation or remote automatic operation, and the valve 20 is opened.

【0066】これにより、水プール30の冷却材は配管
11と配管13とを通って圧力容器2の上部ヘッドに供
給される。
Thus, the coolant in the water pool 30 is supplied to the upper head of the pressure vessel 2 through the pipes 11 and 13.

【0067】なお、注水流量は損傷炉心からの崩壊熱を
除去するのに好適な流量、即ち電気出力110MWeの
原子力プラントの場合には50t/h、以上であること
が好ましい。
The water injection flow rate is preferably a flow rate suitable for removing decay heat from the damaged core, that is, 50 t / h or more in the case of a nuclear power plant having an electric output of 110 MWe.

【0068】圧力容器の上部ヘッドから圧力容器の内部
に供給された冷却材により、圧力容器2内部のドライ
ヤ,上部シュラウド,シュラウド及び損傷炉心が効率的
に冷却され、圧力容器2外へ溶融して流出する内部構造
材及び損傷炉心の量が抑制されるのは図1で示した実施
例の場合と同様である。
The dryer, the upper shroud, the shroud, and the damaged core inside the pressure vessel 2 are efficiently cooled by the coolant supplied from the upper head of the pressure vessel to the inside of the pressure vessel, and melted out of the pressure vessel 2. The amount of the internal structure material and the damaged core flowing out is suppressed as in the case of the embodiment shown in FIG.

【0069】圧力容器破損後すみやかに、目安としては
1時間以内に、注水すれば、圧力容器2外へ流出する内
部構造材及び損傷炉心の量は、注水しない場合より約4
0%減少する。
Immediately after the pressure vessel breaks, the amount of the internal structural material and the damaged core flowing out of the pressure vessel 2 can be reduced by about 4 hours as compared with the case without water injection.
0% reduction.

【0070】これにより、格納容器内でのコア・コンク
リート反応がすみやかに収束し、発生する不凝縮性気体
の量も約40%減少するので、格納容器の圧力上昇も緩
和され、格納容器の健全性を維持するために格納容器の
耐圧を高めたり、床コンクリートとの反応を抑制するコ
ア・キャッチャーを設置するなどの対策を講じる必要が
なくなる。
As a result, the core-concrete reaction in the containment quickly converges, and the amount of non-condensable gas generated is reduced by about 40%. Therefore, it is not necessary to take measures such as increasing the pressure resistance of the containment vessel and installing a core catcher for suppressing the reaction with the floor concrete in order to maintain the performance.

【0071】本構成の例によれば、ジェットポンプを有
するプラントにおいても、圧力容器内部のドライヤ,シ
ュラウド及び損傷炉心が効率的に冷却されるために、圧
力容器から格納容器に流出する内部構造材及び損傷炉心
の量が抑制され、格納容器の健全性を維持するための特
別な対策が不要となる効果がある。
According to the example of this configuration, even in a plant having a jet pump, the internal structural material flowing out of the pressure vessel to the containment vessel in order to efficiently cool the dryer, shroud and damaged core inside the pressure vessel. In addition, the amount of the damaged core is suppressed, and there is an effect that special measures for maintaining the integrity of the containment vessel are not required.

【0072】本発明の第2実施例を図5により説明す
る。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0073】この実施例は、図1又は図3で示した例に
おいて、圧力容器2内の冷却を更に効率的に行おうとす
るものである。
In this embodiment, the inside of the pressure vessel 2 is to be cooled more efficiently in the example shown in FIG. 1 or FIG.

【0074】圧力容器2内部のドライヤ60の下部を支
えセパレータ62を取り囲む上部シュラウド61の上面
の外周部に水プールを形成する堰90と,堰90に冷却
材を流出させる多数の流路孔91を有する。
A weir 90 that forms a water pool at the outer periphery of the upper surface of the upper shroud 61 that supports the lower part of the dryer 60 inside the pressure vessel 2 and surrounds the separator 62, and a number of flow passage holes 91 through which the coolant flows out to the weir 90 Having.

【0075】また、上部シュラウド61の下方に、上部
シュラウド61の側面を流下する冷却材を圧力容器2の
中心方向へ導く構造材92を有する。
Further, below the upper shroud 61, there is provided a structural member 92 for guiding the coolant flowing down the side surface of the upper shroud 61 toward the center of the pressure vessel 2.

【0076】更に、シュラウド63には冷却材がシュラ
ウド63にそって確実に流下するように構造材93が設
置されている。
Further, a structural material 93 is provided in the shroud 63 so that the coolant flows down the shroud 63 without fail.

【0077】このような原子炉で、仮想的な事故時に圧
力容器2の上部ヘッドから圧力容器の内部にスプレイさ
れた冷却材は、まずドライヤ60と接触して流下し、更
に、堰90が設置されているために上部シュラウド61
の上面に蓄積されて液位を形成する。
In such a reactor, the coolant sprayed from the upper head of the pressure vessel 2 into the interior of the pressure vessel at the time of a hypothetical accident first contacts the dryer 60 and flows down. The upper shroud 61
Is accumulated on the upper surface of the liquid to form a liquid level.

【0078】設計の一例として、冷却材の流量は60t
/h、堰90の高さは5cm、流路孔91の口径は2cm、
その数は100個であるとすると、冷却材は上部シュラ
ウド61の上に約5cmの水位を形成し、冷却材は流路孔
91を通して上部シュラウド61の側面に円周方向にほ
ぼ均一になるように流出する。
As an example of the design, the flow rate of the coolant is 60 t
/ H, the height of the weir 90 is 5 cm, the diameter of the channel hole 91 is 2 cm,
Assuming that the number is 100, the coolant forms a water level of about 5 cm on the upper shroud 61, and the coolant is substantially uniform in the circumferential direction on the side surface of the upper shroud 61 through the flow passage hole 91. Leaked to

【0079】これにより、上部シュラウド61の上部及
び側部が均一に冷却され、圧力容器から格納容器に流出
する内部構造材及び損傷炉心の量が更に抑制される。
As a result, the upper part and the side part of the upper shroud 61 are uniformly cooled, and the amount of the internal structural material and the damaged core flowing out from the pressure vessel to the containment vessel is further suppressed.

【0080】更に、冷却材は上部シュラウド61の下方
に設置された構造物92を伝わり、圧力容器の外周部に
設置されたセパレータ62の下部からシュラウド63へ
流下する。
Further, the coolant travels through the structure 92 provided below the upper shroud 61 and flows down from the lower part of the separator 62 provided on the outer periphery of the pressure vessel to the shroud 63.

【0081】シュラウド63に流下した冷却材は構造材
93を伝わり、更に下方のシュラウド63を液膜状態で
確実に流下する。
The coolant that has flowed down to the shroud 63 is transmitted through the structural material 93, and flows down the shroud 63 further down in a liquid film state.

【0082】これにより、セパレータ62の下部及びシ
ュラウド63も均一に冷却され、圧力容器から格納容器
に流出する内部構造材及び損傷炉心の量は、注水しない
場合より約50%減少する。
As a result, the lower part of the separator 62 and the shroud 63 are also cooled uniformly, and the amount of the internal structural material and the damaged core flowing out of the pressure vessel into the containment vessel is reduced by about 50% as compared with the case where no water is injected.

【0083】なお、図4で示した実施例でも、同様の工
夫をすることで圧力容器2内部の冷却を更に効率的にで
きることは言うまでもない。
In the embodiment shown in FIG. 4, it goes without saying that the inside of the pressure vessel 2 can be cooled more efficiently by taking the same measures.

【0084】本実施例によれば、圧力容器内部のドライ
ヤ及びシュラウドが均一に冷却され、圧力容器から格納
容器に流出する内部構造材及び損傷炉心の量が更に抑制
される効果がある。
According to this embodiment, the dryer and the shroud inside the pressure vessel are uniformly cooled, and the amount of the internal structural material and the damaged core flowing out from the pressure vessel to the containment vessel is further suppressed.

【0085】本発明の第3実施例を図6と図7により説
明する。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0086】この実施例では、図1又は図3又は図4で
示した例において、更に上部シュラウド61の上下を連
通する配管94を設置し、配管94の下部に圧力容器2
の内部が所定の値、例えば328℃を越えると溶融する
金属99、例えば鉛とボルト96及びナット97とナッ
ト98とで栓95を止めた弁を設置している。
In this embodiment, a pipe 94 communicating vertically between the upper shroud 61 and the pressure vessel 2 is provided below the pipe 94 in the example shown in FIG. 1, FIG. 3 or FIG.
There is provided a valve in which a plug 95 is stopped by a metal 99, for example, lead and bolts 96 and nuts 97 and nuts 98, which melts when the inside exceeds a predetermined value, for example, 328 ° C.

【0087】このような原子炉で、図1の例と同じ冷却
効果が得られる。
With such a reactor, the same cooling effect as in the example of FIG. 1 can be obtained.

【0088】その上、仮想的な事故時に炉心の温度が上
昇するとふく射熱及び対流熱伝達によりセパレータ62
の温度も上昇する。
In addition, when the temperature of the reactor core rises during a hypothetical accident, the separator 62 is radiated and convectively transferred by heat.
Temperature also rises.

【0089】更に、セパレータ62からのふく射熱及び
対流熱伝達により、第3の配管の下部に設置した金属9
9の温度も上昇する。
Further, the radiant heat and convective heat transfer from the separator 62 cause the metal 9
The temperature of 9 also rises.

【0090】金属99の温度が溶融温度を越えると、栓
95が下方に落下し配管94を通して上部シュラウド6
1の上下が連通する。
When the temperature of the metal 99 exceeds the melting temperature, the plug 95 falls downward and passes through the pipe 94 to the upper shroud 6.
The upper and lower sides of 1 communicate.

【0091】圧力容器2の上部ヘッドから圧力容器2の
内部に供給された冷却材は、まずドライヤ60と接触し
て流下し、配管94を通してセパレータ62の上部に流
下する。
The coolant supplied from the upper head of the pressure vessel 2 to the inside of the pressure vessel 2 first flows down in contact with the dryer 60, and flows down to the upper part of the separator 62 through the pipe 94.

【0092】セパレータ62の上部に流下した冷却材
は、セパレータ62を通り更には損傷炉心(図示せず)
の上部にも流下する。
[0092] The coolant flowing down to the upper part of the separator 62 passes through the separator 62 and further to the damaged core (not shown).
It also flows down to the top.

【0093】これにより、圧力容器内部のセパレータ6
2も効率的に冷却され、圧力容器2から流出する内部構
造材及び損傷炉心の量が更に抑制される。
Thus, the separator 6 inside the pressure vessel
2 is also cooled efficiently, and the amount of internal structural material and damaged core flowing out of the pressure vessel 2 is further suppressed.

【0094】本実施例によれば、圧力容器内部のセパレ
ータも効率的に冷却され、圧力容器から格納容器に流出
する内部構造材及び損傷炉心の量が更に抑制される効果
がある。
According to the present embodiment, the separator inside the pressure vessel is also cooled efficiently, and the amount of the internal structural material and the damaged core flowing out from the pressure vessel to the containment vessel is further suppressed.

【0095】[0095]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、仮想的な事故
時に圧力容器内部の機器及び損傷炉心が効率的に冷却さ
れ、圧力容器から格納容器に流出する内部構造材及び損
傷炉心の量が抑制され、格納容器の健全性を維持するた
めの特別な対策が不要となる効果、及び、圧力容器から
格納容器に流出する内部構造材及び損傷炉心の量を抑制
することが人的操作に依らず可能となる効果が得られ
る。
According to the first aspect of the present invention, in the event of a virtual accident, the equipment inside the pressure vessel and the damaged core are efficiently cooled, and the amount of the internal structural material and the damaged core flowing out of the pressure vessel to the containment vessel. And the need for special measures to maintain the integrity of the containment vessel is eliminated, and reducing the amount of internal structural material and damaged core flowing out of the pressure vessel to the containment vessel is a human operation. Independent effects can be obtained.

【0096】[0096]

【0097】請求項2の発明によれば、請求項1の発明
による効果に加えて、圧力容器内部の機器が均一に冷却
され、圧力容器から格納容器に流出する内部構造材及び
損傷炉心の量が更に抑制される効果が得られる。
According to the invention of claim 2 , in addition to the effect of the invention of claim 1, the equipment inside the pressure vessel is uniformly cooled and the amount of internal structural material and damaged core flowing out of the pressure vessel to the containment vessel. Is further suppressed.

【0098】請求項3の発明によれば、仮想的な事故時
に圧力容器内部の機器及び損傷炉心が効率的に冷却さ
れ、圧力容器から格納容器に流出する内部構造材及び損
傷炉心の量が抑制され、格納容器の健全性を維持するた
めの特別な対策が不要となる効果、及び、圧力容器内部
の機器が均一に冷却され、圧力容器から格納容器に流出
する内部構造材及び損傷炉心の量が更に抑制される効果
が得られる。
According to the third aspect of the present invention, at the time of a virtual accident, the equipment inside the pressure vessel and the damaged core are efficiently cooled, and the amount of the internal structural material and the damaged core flowing out from the pressure vessel to the containment vessel is suppressed. This eliminates the need for special measures to maintain the integrity of the containment vessel, and the amount of internal structural material and damaged core that flows out of the pressure vessel into the containment vessel, as equipment inside the pressure vessel is uniformly cooled. Is further suppressed.

【0099】請求項4の発明によれば、請求項1又は
求項2による効果に加えて、圧力容器内部の機器が均一
に冷却され、圧力容器から格納容器に流出する内部構造
材及び損傷炉心の量が更に抑制される効果が得られる。
According to the invention of claim 4 , claim 1 or claim 3
In addition to the effect by Motomeko 2, the device is cooled uniformly inside the pressure vessel, the effect of the amount of internal structural materials and damage the core is further suppressed flowing in the containment vessel from the pressure vessel is obtained.

【0100】請求項5の発明によれば、仮想的な事故時
に圧力容器内部の機器及び損傷炉心が効率的に冷却さ
れ、圧力容器から格納容器に流出する内部構造材及び損
傷炉心の量が抑制され、格納容器の健全性を維持するた
めの特別な対策が不要となる効果、及び、圧力容器内部
の機器を内部と外部の両方から効率的に冷却され、圧力
容器から格納容器に流出する内部構造材及び損傷炉心の
量が更に抑制される効果が得られる。
According to the fifth aspect of the present invention, at the time of a virtual accident, the equipment inside the pressure vessel and the damaged core are efficiently cooled, and the amount of the internal structural material and the damaged core flowing out from the pressure vessel to the containment vessel is suppressed. This eliminates the need for special measures to maintain the integrity of the containment vessel, and the inside of the pressure vessel that is efficiently cooled from both inside and outside and flows out of the pressure vessel to the containment vessel. The effect of further reducing the amount of the structural material and the damaged core is obtained.

【0101】請求項6の発明によれば、請求項1から
求項4までのいずれか一項の発明による効果に加えて、
圧力容器内部の機器を内部と外部の両方から効率的に冷
却され、圧力容器から格納容器に流出する内部構造材及
び損傷炉心の量が更に抑制される効果が得られる。
According to the invention of claim 6, the contract from claim 1 can be obtained.
In addition to the effects of the invention of any one of the preceding claims ,
The equipment inside the pressure vessel is efficiently cooled from both inside and outside, and the amount of the internal structural material and the damaged core flowing out from the pressure vessel to the containment vessel is further suppressed.

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

【図1】本発明が適用される構成の例としての原子炉の
非常用炉心冷却設備の系統図である。
FIG. 1 is a system diagram of an emergency core cooling facility of a nuclear reactor as an example of a configuration to which the present invention is applied.

【図2】図1の原子炉圧力容器の拡大詳細断面図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged detailed sectional view of the reactor pressure vessel of FIG.

【図3】本発明の第1実施例による原子炉の非常用炉心
冷却設備の系統図である。
FIG. 3 is a system diagram of an emergency core cooling system for a nuclear reactor according to a first embodiment of the present invention.

【図4】本発明が適用される他の構成の例としての原子
炉の非常用炉心冷却設備の系統図である。
FIG. 4 is a system diagram of an emergency core cooling system of a nuclear reactor as another example of the configuration to which the present invention is applied.

【図5】本発明の第2実施例による原子炉の圧力容器上
部の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of an upper part of a pressure vessel of a nuclear reactor according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3実施例による原子炉の上部シュラ
ウド近傍の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing the vicinity of an upper shroud of a nuclear reactor according to a third embodiment of the present invention.

【図7】図6の要部拡大詳細断面図である。FIG. 7 is an enlarged detailed sectional view of a main part of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…炉心、2…圧力容器、3…格納容器、4…主蒸気
管、5…ペデスタル部、6…ダウンカマ、7…圧力抑制
室の水プール、8…ジェットポンプ、10,11,1
2,13,94…配管、20,21,22,23,2
4,28…弁、25,26,27…逆止弁、30…水プ
ール、40,41…ポンプ、42…蒸気駆動ポンプ、5
0…中間熱交換器、51…ろ過脱塩装置、60…ドライ
ヤ、61…上部シュラウド、62…セパレータ、63…
シュラウド、64…下部プレナム、65…破損口、66
…インターナルポンプ、70…主制御器、80,81,
82…弁操作器、83…ポンプ操作器、90…堰、91
…流路孔、92,93…構造材、95…栓、96…ボル
ト、97,98…ナット、99…溶融金属。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Core, 2 ... Pressure vessel, 3 ... Containment vessel, 4 ... Main steam pipe, 5 ... Pedestal part, 6 ... Downcomer, 7 ... Water pool of pressure suppression chamber, 8 ... Jet pump, 10, 11, 1
2, 13, 94 ... piping, 20, 21, 22, 23, 2
4, 28 ... valve, 25, 26, 27 ... check valve, 30 ... water pool, 40, 41 ... pump, 42 ... steam driven pump, 5
0: Intermediate heat exchanger, 51: Filtration and desalination unit, 60: Dryer, 61: Upper shroud, 62: Separator, 63:
Shroud, 64: Lower plenum, 65: Damaged opening, 66
... internal pump, 70 ... main controller, 80, 81,
82: valve operating device, 83: pump operating device, 90: weir, 91
... channel holes, 92, 93 ... structural materials, 95 ... plugs, 96 ... bolts, 97, 98 ... nuts, 99 ... molten metal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−228191(JP,A) 特開 昭60−222795(JP,A) 特開 平2−31193(JP,A) 特開 昭61−57899(JP,A) 特開 昭60−140190(JP,A) 特開 昭60−53887(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21C 15/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-228191 (JP, A) JP-A-60-222795 (JP, A) JP-A-2-31193 (JP, A) JP-A 61-228 57899 (JP, A) JP-A-60-140190 (JP, A) JP-A-60-53887 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G21C 15/18

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】炉心を内蔵する圧力容器と、前記圧力容器
を内蔵した格納容器と、前記圧力容器の上部ヘッドへ冷
却材を供給する第1の配管と、前記格納容器の外部に設
置した冷却材のプールと、前記プール内の冷却材を前記
第1の配管へ供給するように連絡した第2の配管と、前
記第2の配管に装備されて前記プールの冷却材を前記圧
力容器に供給するポンプとを有する原子炉の非常用炉心
冷却設備において、前記上部ヘッドへ冷却材を供給する
第1の配管に設けられた第1の弁および第2の弁と、前
記第2の配管に設けられた第3の弁と、前記第1の弁と
前記第2の弁の間の第1の配管部位に接続された前記第
2の配管と、少なくとも前記圧力容器の水位が所定の位
置より低下するか、もしくは前記格納容器内のペデスタ
ル部の温度が所定の値より上昇し、かつ前記圧力容器へ
注水する非常用炉心冷却系の流量が所定の値より小さい
場合に、前記第2の配管に装備した前記ポンプを起動
し、前記第2の弁を閉め、前記第1の弁と前記第3の弁
を開放する制御手段とを備えていることを特徴とする原
子炉の非常用炉心冷却設備。
1. A pressure vessel containing a reactor core, a containment vessel containing the pressure vessel, a first pipe for supplying a coolant to an upper head of the pressure vessel, and a cooling vessel installed outside the containment vessel. A pool of material, a second pipe connected to supply the coolant in the pool to the first pipe, and a coolant provided in the second pipe to supply the coolant of the pool to the pressure vessel. A first valve and a second valve provided in a first pipe for supplying a coolant to the upper head, and a second valve provided in the second pipe. A third valve provided, the second pipe connected to a first pipe section between the first valve and the second valve, and at least a water level of the pressure vessel falls below a predetermined position. Or the temperature of the pedestal inside the containment vessel is When the flow rate of the emergency core cooling system for injecting water into the pressure vessel is smaller than a predetermined value, the pump provided in the second pipe is started, and the second valve is closed, An emergency core cooling system for a nuclear reactor, comprising: control means for opening the first valve and the third valve.
【請求項2】 請求項1において、前記圧力容器内部の上
部シュラウドの上面の周部分に冷却材のプールを形成す
る堰と、前記堰に前記周沿いに分散して設けられて前記
冷却材を流出させる複数の流路孔を備えていることを特
徴とする原子炉の非常用炉心冷却設備。
2. The weir according to claim 1, wherein a weir forming a pool of coolant is formed on a peripheral portion of an upper surface of an upper shroud in the pressure vessel, and the weir is distributed along the weir on the weir. An emergency core cooling system for a nuclear reactor, comprising a plurality of flow holes for flowing out.
【請求項3】 炉心を内蔵する圧力容器と、前記圧力容器
を内蔵した格納容器と、前記圧力容器の上部ヘッドへ冷
却材を供給する第1の配管と、前記格納容器の外部に設
置した冷却材のプールと、前記プール内の冷却材を前記
第1の配管へ供給するように連絡した第2の配管と、前
記第2の配管に装備されて前記プールの冷却材を前記圧
力容器に供給するポンプとを有する原子炉の非常用炉心
冷却設備において、前記圧力容器内部の上部シュラウド
の下方に、上部シュラウドの側面を流下する冷却材を前
記圧力容器の中心方向へ導く構造材を備えていることを
特徴とする原子炉の非常用炉心冷却設備。
3. A pressure vessel containing a core, a containment vessel containing the pressure vessel, a first pipe for supplying a coolant to an upper head of the pressure vessel, and a cooling vessel provided outside the containment vessel. A pool of material, a second pipe connected to supply the coolant in the pool to the first pipe, and a coolant provided in the second pipe to supply the coolant of the pool to the pressure vessel. An emergency core cooling system for a nuclear reactor having a pump that performs a cooling operation that guides a coolant flowing down the side surface of the upper shroud toward the center of the pressure vessel below the upper shroud inside the pressure vessel. An emergency core cooling system for a nuclear reactor.
【請求項4】 請求項1又は請求項2において、前記圧力
容器内部の上部シュラウドの下方に、上部シュラウドの
側面を流下する冷却材を前記圧力容器の中心方向へ導く
構造材を備えていることを特徴とする原子炉の非常用炉
心冷却設備。
4. The method of claim 1 or claim 2, below the pressure vessel interior of the upper shroud, that it comprises a structural member for guiding the coolant flowing down the sides of the upper shroud toward the center of the pressure vessel An emergency core cooling system for a nuclear reactor.
【請求項5】 炉心を内蔵する圧力容器と、前記圧力容器
を内蔵した格納容器と、前記圧力容器の上部ヘッドへ冷
却材を供給する第1の配管と、前記格納容器の外部に設
置した冷却材のプールと、前記プール内の冷却材を前記
第1の配管へ供給するように連絡した第2の配管と、前
記第2の配管に装備されて前記プールの冷却材を前記圧
力容器に供給するポンプとを有する原子炉の非常用炉心
冷却設備において、前記圧力容器内部の上部シュラウド
の上面に、前記上部シュラウドの上部と下部を連通する
第3の配管を有し、前記第3の配管の開口部に温度が所
定の値を越えた場合に溶融する金属で栓をした弁を備え
ていることを特徴とする原子炉の非常用炉心冷却設備。
5. A pressure vessel containing a core, a containment vessel containing the pressure vessel, a first pipe for supplying a coolant to an upper head of the pressure vessel, and a cooling vessel provided outside the containment vessel. A pool of material, a second pipe connected to supply the coolant in the pool to the first pipe, and a coolant provided in the second pipe to supply the coolant of the pool to the pressure vessel. An emergency core cooling system for a nuclear reactor having a pump that performs a third piping on an upper surface of an upper shroud inside the pressure vessel, the third piping communicating an upper part and a lower part of the upper shroud. An emergency core cooling system for a nuclear reactor, comprising a valve which is plugged with a metal which melts when a temperature exceeds a predetermined value at an opening.
【請求項6】 請求項1又は請求項2又は請求項3又は請
求項4において、前記圧力容器内部の上部シュラウドの
上面に、前記上部シュラウドの上部と下部を連通する第
3の配管を有し、前記第3の配管の開口部に温度が所定
の値を越えた場合に溶融する金属で栓をした弁を備えて
いることを特徴とする原子炉の非常用炉心冷却設備。
6. The method according to claim 1 or claim 2 or claim 3 or claim 4, the upper surface of the pressure vessel interior of the upper shroud has a third pipe for communicating the top and bottom of the upper shroud An emergency core cooling facility for a nuclear reactor, comprising a valve plugged with a metal that melts when the temperature exceeds a predetermined value at an opening of the third pipe.
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