JP3169701B2 - 事故によって炉心が溶融し始めた原子炉の炉心を冷却し、コンクリート構造物を保護するための装置 - Google Patents
事故によって炉心が溶融し始めた原子炉の炉心を冷却し、コンクリート構造物を保護するための装置Info
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- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、事故によって炉心が溶
融し始めた原子炉の炉心を冷却し、コンクリート構造物
を保護するための装置に関する。
融し始めた原子炉の炉心を冷却し、コンクリート構造物
を保護するための装置に関する。
【０００２】
【従来技術】及び
【発明が解決しようとする課題】加圧水型原子炉は、原
子炉の炉心を収容したほぼ円筒形の容器を有する。この
容器は、この容器と整列して配列された底を有する円筒
形の容器受け内に、軸線を垂直にして設置されている。
原子炉の炉心は、原子炉の一次回路中及び燃料集合体と
接して容器の内側を循環する加圧水によって冷却され
る。
子炉の炉心を収容したほぼ円筒形の容器を有する。この
容器は、この容器と整列して配列された底を有する円筒
形の容器受け内に、軸線を垂直にして設置されている。
原子炉の炉心は、原子炉の一次回路中及び燃料集合体と
接して容器の内側を循環する加圧水によって冷却され
る。
【０００３】原子炉内で発生して炉心冷却機能を失わせ
る事故の際、たとえそのような事故の可能性が極めて僅
かで事実上起こり得ないとしても、その事故から生ずる
深刻な事態を見込んで、原子炉の非常注入装置が作動し
ない可能性を考えることが必要である。冷却水がない場
合には、事故に続いて炉心が溶融し、この結果突進によ
り容器の底を破壊し、溶融した多量の炉心と炉心を取り
巻く材料が原子炉の容器を保持するコンクリートの受け
の中へ流入することになる。温度が２５００〜２８００
℃に達することのあるコリウムと呼ばれる溶融した多量
の燃料と燃料を取り巻く材料と、冷却されないコンクリ
ート容器受けの底との接触は、容器受けの底の完全な破
壊をもたらすことがある。すると、コリウムは原子炉の
格納容器の基礎に入り込み、この基礎を破壊して原子炉
の敷地の地中の地下水を汚染する。地中へのコリウムの
進入は、コリウムの残留動力が十分な程度まで減じたと
きにのみ止まる。
る事故の際、たとえそのような事故の可能性が極めて僅
かで事実上起こり得ないとしても、その事故から生ずる
深刻な事態を見込んで、原子炉の非常注入装置が作動し
ない可能性を考えることが必要である。冷却水がない場
合には、事故に続いて炉心が溶融し、この結果突進によ
り容器の底を破壊し、溶融した多量の炉心と炉心を取り
巻く材料が原子炉の容器を保持するコンクリートの受け
の中へ流入することになる。温度が２５００〜２８００
℃に達することのあるコリウムと呼ばれる溶融した多量
の燃料と燃料を取り巻く材料と、冷却されないコンクリ
ート容器受けの底との接触は、容器受けの底の完全な破
壊をもたらすことがある。すると、コリウムは原子炉の
格納容器の基礎に入り込み、この基礎を破壊して原子炉
の敷地の地中の地下水を汚染する。地中へのコリウムの
進入は、コリウムの残留動力が十分な程度まで減じたと
きにのみ止まる。
【０００４】コリウムとコンクリート容器受けの底との
接触を防ぐための様々な装置が提案されてきた。旧知の
装置は一般的には、多量のコリウムを特定の領域に亘っ
て拡げることを可能にし、従って、単位面積当たりの放
散されるべき動力はできるだけ低くなり、流体による冷
却の可能性と両立できるようになる。一例として、コリ
ウムを、内面が耐火物で内張りされた金属ポーチに回収
して入れることが提案された。耐火物の部分的な融解で
一時的にエネルギーを吸収し、金属ポーチが外側の水域
に水没されるに十分な時間が得られ、水域の沸騰によっ
てコリウムの残留動力を消散させる。
接触を防ぐための様々な装置が提案されてきた。旧知の
装置は一般的には、多量のコリウムを特定の領域に亘っ
て拡げることを可能にし、従って、単位面積当たりの放
散されるべき動力はできるだけ低くなり、流体による冷
却の可能性と両立できるようになる。一例として、コリ
ウムを、内面が耐火物で内張りされた金属ポーチに回収
して入れることが提案された。耐火物の部分的な融解で
一時的にエネルギーを吸収し、金属ポーチが外側の水域
に水没されるに十分な時間が得られ、水域の沸騰によっ
てコリウムの残留動力を消散させる。
【０００５】この装置の欠点は、耐火物が通常非常に悪
い熱導体であり、この結果液体状態のままであるコリウ
ムの平衡温度を上昇させてしまうことに由来する。水回
路によって恒久的に冷却される耐火床を使用している他
の装置も知られている。これらの装置の欠点の一つとし
て、冷却回路は、これを少なくとも部分的に無能にする
故障を起こす可能性があることがあげられる。他方、熱
交換は、コリウムが回収冷却装置上へ流出した後に、こ
れが高温で液体状態にとどまらないほど強製ではない。
い熱導体であり、この結果液体状態のままであるコリウ
ムの平衡温度を上昇させてしまうことに由来する。水回
路によって恒久的に冷却される耐火床を使用している他
の装置も知られている。これらの装置の欠点の一つとし
て、冷却回路は、これを少なくとも部分的に無能にする
故障を起こす可能性があることがあげられる。他方、熱
交換は、コリウムが回収冷却装置上へ流出した後に、こ
れが高温で液体状態にとどまらないほど強製ではない。
【０００６】また別に知られている装置は、容器の底の
下の容器受けの底に水平に置かれた多数の区分からな
り、これらの区分は、溶融したコリウムの受け部を形成
して溶融物の分散を行い、その冷却を改善してコリウム
を凝固させる。しかし、この装置の欠点として、コリウ
ムの流れが局部的に起こったときに、容器受けのコンク
リートの効果的な保護をしないことである。ジグザグに
配置された区分は、局部的なオーバーフローの結果、溶
融したコリウムですぐに満たされ、溶融物は容器受けの
底部に素早く達する。
下の容器受けの底に水平に置かれた多数の区分からな
り、これらの区分は、溶融したコリウムの受け部を形成
して溶融物の分散を行い、その冷却を改善してコリウム
を凝固させる。しかし、この装置の欠点として、コリウ
ムの流れが局部的に起こったときに、容器受けのコンク
リートの効果的な保護をしないことである。ジグザグに
配置された区分は、局部的なオーバーフローの結果、溶
融したコリウムですぐに満たされ、溶融物は容器受けの
底部に素早く達する。
【０００７】最後に、仏国特許出願第９１−０６０４７
号において、原子炉の溶融した炉心を回収してこれを冷
却する装置が発表された。この装置により、溶融した多
量の炉心と容器受けのコンクリートとの接触を回避する
ことを可能にし、かつ溶融物の冷却と急速な凝固を確保
することを可能にする。この装置は、容器受けの底の上
に設置され、容器受けの下部を満たす水域に沈められた
金属構造物から成っている。この金属構造物は、中央シ
ャフトと、溶融した炉心を回収しかつ冷却するための壁
と、周壁とからなる。
号において、原子炉の溶融した炉心を回収してこれを冷
却する装置が発表された。この装置により、溶融した多
量の炉心と容器受けのコンクリートとの接触を回避する
ことを可能にし、かつ溶融物の冷却と急速な凝固を確保
することを可能にする。この装置は、容器受けの底の上
に設置され、容器受けの下部を満たす水域に沈められた
金属構造物から成っている。この金属構造物は、中央シ
ャフトと、溶融した炉心を回収しかつ冷却するための壁
と、周壁とからなる。
【０００８】しかし、コリウムの拡げ、冷却、凝固を迅
速に行うことを可能にするこの装置の欠点は、コリウム
と容器底の落下中に発生し、数千トンに及ぶこともある
動的な力の作用で金属構造物が破壊される可能性がある
ということである。さらに、コリウムの冷却作用により
容器受け内に極めて高い蒸気流が形成され、この流れは
１００００ｍ3 ／ｈ程度である。格納容器の雰囲気の中
へのこのような蒸気流を除去することにより、原子炉の
建物の全体積の中に核分裂生成を分散させてしまい、こ
れは服従すべき安全原理に背くものである。
速に行うことを可能にするこの装置の欠点は、コリウム
と容器底の落下中に発生し、数千トンに及ぶこともある
動的な力の作用で金属構造物が破壊される可能性がある
ということである。さらに、コリウムの冷却作用により
容器受け内に極めて高い蒸気流が形成され、この流れは
１００００ｍ3 ／ｈ程度である。格納容器の雰囲気の中
へのこのような蒸気流を除去することにより、原子炉の
建物の全体積の中に核分裂生成を分散させてしまい、こ
れは服従すべき安全原理に背くものである。
【０００９】従って、本発明の目的は、事故によって炉
心が溶融し始めた原子炉の炉心を冷却し、コンクリート
構造材を保護するための装置であって、原子炉が原子炉
の炉心を収容する略円筒形の容器を有し、該容器が底を
有する容器受け内にその軸線を垂直にして配設され、容
器と整列して配列された基礎の一部を構成する原子炉構
造物の一部から成る冷却保護装置が前記底に設置されて
いる装置において、強度と剛性がコリウムと容器底の落
下に耐えるように非常に高く、また原子炉の建物の中へ
水蒸気を放出させずにコリウムの冷却を確保することが
できる装置を提供することである。
心が溶融し始めた原子炉の炉心を冷却し、コンクリート
構造材を保護するための装置であって、原子炉が原子炉
の炉心を収容する略円筒形の容器を有し、該容器が底を
有する容器受け内にその軸線を垂直にして配設され、容
器と整列して配列された基礎の一部を構成する原子炉構
造物の一部から成る冷却保護装置が前記底に設置されて
いる装置において、強度と剛性がコリウムと容器底の落
下に耐えるように非常に高く、また原子炉の建物の中へ
水蒸気を放出させずにコリウムの冷却を確保することが
できる装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】これを達成するため、本
発明による装置は、容器受けの前記底を覆う金属床を備
え、流体の循環による冷却用の冷却路が前記金属床の中
に作られ、かつ冷却流体の供給及び取出し手段に連結さ
れている。本発明を理解しやすくするため、加圧水によ
って冷却される原子炉に使用される本発明による冷却保
護装置の実施例を、添付図面を参照して単なる例示とし
て説明する。
発明による装置は、容器受けの前記底を覆う金属床を備
え、流体の循環による冷却用の冷却路が前記金属床の中
に作られ、かつ冷却流体の供給及び取出し手段に連結さ
れている。本発明を理解しやすくするため、加圧水によ
って冷却される原子炉に使用される本発明による冷却保
護装置の実施例を、添付図面を参照して単なる例示とし
て説明する。
【００１１】
【実施例】図１には原子炉の二重胴の安全格納容器１が
示され、その内側には原子炉炉心４を収容する容器３が
容器受け２の軸線に沿って垂直に設置されている。二重
胴のコンクリート安全格納容器１の下部は地面に位置す
る基礎５から成る。
示され、その内側には原子炉炉心４を収容する容器３が
容器受け２の軸線に沿って垂直に設置されている。二重
胴のコンクリート安全格納容器１の下部は地面に位置す
る基礎５から成る。
【００１２】全体として符号１０で示した本発明による
冷却保護装置は、基礎５の隆起部に置かれ、炉心４を収
容する容器３の底の下に容器受け２と整列して配設され
た金属床１１から成る。金属床１１の内側には、安全格
納容器１の壁を貫通する導管１２と１３を有する冷却回
路によって水等の冷却流体が供給される冷却路が形成さ
れている。
冷却保護装置は、基礎５の隆起部に置かれ、炉心４を収
容する容器３の底の下に容器受け２と整列して配設され
た金属床１１から成る。金属床１１の内側には、安全格
納容器１の壁を貫通する導管１２と１３を有する冷却回
路によって水等の冷却流体が供給される冷却路が形成さ
れている。
【００１３】冷却回路は２つの半回路からなり、その各
々は、冷却した金属床１１に接続される１２、１３のよ
うな導管を有し、２本の半回路、空気（矢印１５）によ
って冷却される熱交換器１４と、交換器１４からの凝縮
液を膨張、収集用のタンク１６と、循環ポンプ１７とか
らなる。各半回路では、導管１３を通って金属床から立
ち去る水は、熱交換器１４内で冷却され、その後、導管
１３内に存在する水／水蒸気の乳濁液と導管１２を通っ
て金属床に向かって戻る冷却水の比体積の差から生じる
推進圧力の結果、導管１２を通って金属床の中へ戻され
る。
々は、冷却した金属床１１に接続される１２、１３のよ
うな導管を有し、２本の半回路、空気（矢印１５）によ
って冷却される熱交換器１４と、交換器１４からの凝縮
液を膨張、収集用のタンク１６と、循環ポンプ１７とか
らなる。各半回路では、導管１３を通って金属床から立
ち去る水は、熱交換器１４内で冷却され、その後、導管
１３内に存在する水／水蒸気の乳濁液と導管１２を通っ
て金属床に向かって戻る冷却水の比体積の差から生じる
推進圧力の結果、導管１２を通って金属床の中へ戻され
る。
【００１４】炉心４と容器底の溶融に関して、本発明に
よる冷却保護装置の機能を下に詳しく説明する。概要と
しては、原子炉の炉心４が事故によって溶融し始めて容
器底を溶融させると、コリウムと呼ばれる、炉心、内張
り材料、及び原子炉容器の或る要素とからなる混合物が
床材１１の上へ拡がる。厚さの大きい金属床１１は溶融
したコリウムを破壊されずに受け止め、基礎５を保護
し、コリウムの冷却を保証することができる。
よる冷却保護装置の機能を下に詳しく説明する。概要と
しては、原子炉の炉心４が事故によって溶融し始めて容
器底を溶融させると、コリウムと呼ばれる、炉心、内張
り材料、及び原子炉容器の或る要素とからなる混合物が
床材１１の上へ拡がる。厚さの大きい金属床１１は溶融
したコリウムを破壊されずに受け止め、基礎５を保護
し、コリウムの冷却を保証することができる。
【００１５】金属床１１は１２のような供給管を通って
送られる水の循環によって冷却される。加熱された水や
水蒸気は金属床１１の流出口において導管１３によって
捕らえられ、交換器１４内で冷却され、そして凝縮され
る。冷却水は導管１２を通って金属床１１の冷却路の中
へ戻される。
送られる水の循環によって冷却される。加熱された水や
水蒸気は金属床１１の流出口において導管１３によって
捕らえられ、交換器１４内で冷却され、そして凝縮され
る。冷却水は導管１２を通って金属床１１の冷却路の中
へ戻される。
【００１６】従って、コリウムの冷却は、原子炉の安全
格納容器の外側に配置された冷却装置の使用によって格
納容器への水蒸気の放出なしに行われる。冷却回路の熱
交換器１４とタンク１６は金属床１１の水平な中間平面
より上の高さに設置され、この高さは約２５ｍ程度であ
るのがよく、金属床１１の冷却路中の圧力損失とほぼ同
じ程度の大きさの供給管中の水頭の静圧を得ることを可
能にする。
格納容器の外側に配置された冷却装置の使用によって格
納容器への水蒸気の放出なしに行われる。冷却回路の熱
交換器１４とタンク１６は金属床１１の水平な中間平面
より上の高さに設置され、この高さは約２５ｍ程度であ
るのがよく、金属床１１の冷却路中の圧力損失とほぼ同
じ程度の大きさの供給管中の水頭の静圧を得ることを可
能にする。
【００１７】図２は容器受け２と整列して上方に突出し
た基礎５の部分５ａ、及び基礎の部分５ａ上に設置した
金属床１１を示している。基礎５の上面を覆い、コンク
リートの保護層を鋳型した板金壁１８すなわちスキン
が、金属床１１の外部に連結されている。本発明による
冷却保護装置の金属床１１を、全体として図３、４、
５、６を参照にしてより詳しく説明する。
た基礎５の部分５ａ、及び基礎の部分５ａ上に設置した
金属床１１を示している。基礎５の上面を覆い、コンク
リートの保護層を鋳型した板金壁１８すなわちスキン
が、金属床１１の外部に連結されている。本発明による
冷却保護装置の金属床１１を、全体として図３、４、
５、６を参照にしてより詳しく説明する。
【００１８】金属床１１は内部に冷却路２０を形成し、
その長手方向の端部が冷却流体の冷却路２０への供給、
及び加熱され、適当ならば蒸発した冷却流体の取出しを
確保することを可能にする収集器組立体２１と２２に連
結された金属板から成る。収集組立体２１には導管２１
ａを通って冷却水が供給され、収集組立体２１は、これ
と反対の配置で取出し管２１ｂに連結されて。
その長手方向の端部が冷却流体の冷却路２０への供給、
及び加熱され、適当ならば蒸発した冷却流体の取出しを
確保することを可能にする収集器組立体２１と２２に連
結された金属板から成る。収集組立体２１には導管２１
ａを通って冷却水が供給され、収集組立体２１は、これ
と反対の配置で取出し管２１ｂに連結されて。
【００１９】同様に、収集器組立体２２はその横方向の
端部のうちの一方の端部が供給管２２ａに、他方の端部
が取出し管２２ｂに連結されている。図５でわかるよう
に、収集器組立体の各々は中実の金属床１１の側面に溶
接によって固定されている外側ケーシング２４と内側ケ
ーシング２５とを有している。
端部のうちの一方の端部が供給管２２ａに、他方の端部
が取出し管２２ｂに連結されている。図５でわかるよう
に、収集器組立体の各々は中実の金属床１１の側面に溶
接によって固定されている外側ケーシング２４と内側ケ
ーシング２５とを有している。
【００２０】金属床の厚みの中に形成されている冷却路
２０の各々は、ヘアピン形状を有し、一端が収集器２１
（又は２２）の内側ケーシング２５の外側で外側ケーシ
ングの内側に通じる下側分岐路と、他端が収集組立体２
１（又は２２）の内側ケーシング２５の内側に通じてい
る上側分岐路とを有する。冷却される金属床１１の長さ
に亘って配列されている２０、２０’のような次々の冷
却路は収集器２１または２２に交互に通じる。。
２０の各々は、ヘアピン形状を有し、一端が収集器２１
（又は２２）の内側ケーシング２５の外側で外側ケーシ
ングの内側に通じる下側分岐路と、他端が収集組立体２
１（又は２２）の内側ケーシング２５の内側に通じてい
る上側分岐路とを有する。冷却される金属床１１の長さ
に亘って配列されている２０、２０’のような次々の冷
却路は収集器２１または２２に交互に通じる。。
【００２１】装置が機能している際、冷却水は外側の供
給収集器２４と内側の取出し収集器２５間の溝２０の各
々の中を循環する。図６でわかるように、金属床１１
は、側面に沿って互いに溶接された次々のブロック３０
ａ、３１ａ、３１ｂ、…、３１ｎ、３０ｂからなる。次
々の平行な接合平面３２を形成する。
給収集器２４と内側の取出し収集器２５間の溝２０の各
々の中を循環する。図６でわかるように、金属床１１
は、側面に沿って互いに溶接された次々のブロック３０
ａ、３１ａ、３１ｂ、…、３１ｎ、３０ｂからなる。次
々の平行な接合平面３２を形成する。
【００２２】端ブロック３０ａと３０ｂは中間のブロッ
ク３１ａ、３１ｂ、…、３１ｎの高さよりも大きい高さ
を有し、ブロック３１の上部に対して上方に突出し、金
属床１１の上に多量の溶融したコリウムを保持するよう
になった欄干を形成する上部分４３を有している。端ブ
ロック３０ａと３０ｂは、中間ブロックの面に取付けか
つ溶接されるようになった面を有し、この面は、中間ブ
ロックの機械加工との並置によって冷却路２０の上下分
岐路を形成するよう機械加工されている。
ク３１ａ、３１ｂ、…、３１ｎの高さよりも大きい高さ
を有し、ブロック３１の上部に対して上方に突出し、金
属床１１の上に多量の溶融したコリウムを保持するよう
になった欄干を形成する上部分４３を有している。端ブ
ロック３０ａと３０ｂは、中間ブロックの面に取付けか
つ溶接されるようになった面を有し、この面は、中間ブ
ロックの機械加工との並置によって冷却路２０の上下分
岐路を形成するよう機械加工されている。
【００２３】中間ブロック３１ａ、３１ｂ、…、３１ｎ
は、他の中間ブロックや端ブロックの面に取付けかつ溶
接される２つの側面が、２つの次々の冷却路の上下分岐
路の一部を形成する機械加工される。端部ブロック３０
ａと３０ｂの隆起面４３は、金属床１１の上へ流れがち
な高温のコリウムから欄干を保護するようになった耐火
物３５の層で覆われている。
は、他の中間ブロックや端ブロックの面に取付けかつ溶
接される２つの側面が、２つの次々の冷却路の上下分岐
路の一部を形成する機械加工される。端部ブロック３０
ａと３０ｂの隆起面４３は、金属床１１の上へ流れがち
な高温のコリウムから欄干を保護するようになった耐火
物３５の層で覆われている。
【００２４】端ブロック３０ａと３０ｂ、及び中間ブロ
ック３１ａと３１ｎは、これらのブロックを並置したと
きに、ブロックが金属床１１の長手方向に平行な溝３３
を形成するように、上部が機械加工されている。これら
の溝３３はコリウムからの熱を冷却路２９に向かって移
すのを助け、コリウムが冷える間これを支持するトラッ
プを形成することができる。また、これらの溝により、
対をなして並置されたスチールブロックを溶接する作業
を容易にする。
ック３１ａと３１ｎは、これらのブロックを並置したと
きに、ブロックが金属床１１の長手方向に平行な溝３３
を形成するように、上部が機械加工されている。これら
の溝３３はコリウムからの熱を冷却路２９に向かって移
すのを助け、コリウムが冷える間これを支持するトラッ
プを形成することができる。また、これらの溝により、
対をなして並置されたスチールブロックを溶接する作業
を容易にする。
【００２５】機械的に溶接された板金構造材３４が金属
床１１の中間ブロック３１の表面の上に設置されてお
り、原子炉炉心の溶融を起こす事故の際、金属床を保護
して金属床１１の上にコリウムと容器底の落下で発生す
る運動エネルギーを吸収する。構造材３４は曲げた金属
板から成る上部分と、構造材の上部分に垂直で、金属床
１１上に構造材３４を確実に保持するように溝３３にそ
れぞれ係合する補強板２９の組立体とからなる。
床１１の中間ブロック３１の表面の上に設置されてお
り、原子炉炉心の溶融を起こす事故の際、金属床を保護
して金属床１１の上にコリウムと容器底の落下で発生す
る運動エネルギーを吸収する。構造材３４は曲げた金属
板から成る上部分と、構造材の上部分に垂直で、金属床
１１上に構造材３４を確実に保持するように溝３３にそ
れぞれ係合する補強板２９の組立体とからなる。
【００２６】収集器の位置に関して装置の変形実施例に
関する、図７でわかるように、金属床材１１内に構成さ
れたヘアピン形の冷却溝２０の各々は、その一方の端部
が、供給導管３６ａに連結された供給収集器３６に逆止
弁３８によって連結されている。冷却路２０の他方端部
は、取出し収集器３７に連結され、取出し収集器３７は
取出し導管３７ａに連結されている。
関する、図７でわかるように、金属床材１１内に構成さ
れたヘアピン形の冷却溝２０の各々は、その一方の端部
が、供給導管３６ａに連結された供給収集器３６に逆止
弁３８によって連結されている。冷却路２０の他方端部
は、取出し収集器３７に連結され、取出し収集器３７は
取出し導管３７ａに連結されている。
【００２７】供給管３６ａ、３７ａはそれ自体、図１に
示す導管１２、１３のような冷却回路の導管に接続され
ている。図８は金属床１１内に形成された冷却路２０の
入口に配設された逆止弁３８を示している。弁３８は室
３９を有し、室３９の内側に弁座４１が溶接されてい
る。アルミニウムのボール４０がその重量で弁座４１に
載り、収集器３６に冷却水が供給されない場合に供給室
３６を冷却路２０と連通させる通路を閉じる。
示す導管１２、１３のような冷却回路の導管に接続され
ている。図８は金属床１１内に形成された冷却路２０の
入口に配設された逆止弁３８を示している。弁３８は室
３９を有し、室３９の内側に弁座４１が溶接されてい
る。アルミニウムのボール４０がその重量で弁座４１に
載り、収集器３６に冷却水が供給されない場合に供給室
３６を冷却路２０と連通させる通路を閉じる。
【００２８】収集器に冷却水が供給されている場合、ボ
ール４０は、冷却水の流れによって位置４０´まで持ち
上げられ、従って、水は、冷却路２０に流入することが
できる。冷却溝２０内を循環する冷却水は、まだ自然循
環が行われていない冷却開始時において少なくとも若干
蒸発する傾向があり、その結果、水／水蒸気乳濁物が冷
却路２０内を通る。
ール４０は、冷却水の流れによって位置４０´まで持ち
上げられ、従って、水は、冷却路２０に流入することが
できる。冷却溝２０内を循環する冷却水は、まだ自然循
環が行われていない冷却開始時において少なくとも若干
蒸発する傾向があり、その結果、水／水蒸気乳濁物が冷
却路２０内を通る。
【００２９】弁３８は、形成された水／水蒸気乳濁物が
供給収集器３６を通って逃げる可能性を防ぐことができ
る。この水／水蒸気乳濁物は取出し収集器３７、すなわ
ち、高温収集器を経てのみ流出することができる。従っ
て、自然循環が、２つの流体ヘッドの密度差によって徐
々に行われ、しかる後に弁を上昇位置に保つ。建造さ
れ、現在運転しているような加圧水型原子炉に使用され
る本発明による冷却保護装置について、容器受けの底の
面積に実質的に相当する面積が６６ｍ2 である金属床を
使用する。
供給収集器３６を通って逃げる可能性を防ぐことができ
る。この水／水蒸気乳濁物は取出し収集器３７、すなわ
ち、高温収集器を経てのみ流出することができる。従っ
て、自然循環が、２つの流体ヘッドの密度差によって徐
々に行われ、しかる後に弁を上昇位置に保つ。建造さ
れ、現在運転しているような加圧水型原子炉に使用され
る本発明による冷却保護装置について、容器受けの底の
面積に実質的に相当する面積が６６ｍ2 である金属床を
使用する。
【００３０】Ａ４２構造材スチール製の金属床はその中
央部は３００ｍｍ以上の厚さを有しコリウムを約８００
ｍｍの高さに亘って保持するようになった側方の欄干を
有している。金属床１１は並置されたブロック３０ａ、
３０ｂ、３１ａ〜３１ｎからなり、その長さは約８ｍで
ある。
央部は３００ｍｍ以上の厚さを有しコリウムを約８００
ｍｍの高さに亘って保持するようになった側方の欄干を
有している。金属床１１は並置されたブロック３０ａ、
３０ｂ、３１ａ〜３１ｎからなり、その長さは約８ｍで
ある。
【００３１】これらのブロックは、冷却路を形成するよ
うに機械加工されており、その冷却路の直径は約３０ｍ
ｍである。金属床はコンクリートの基礎５上に設置さ
れ、容器の底の領域で金属床がこの基礎５を保護する。
原子炉内で冷却作用の完全な故障を招く事故が発生した
場合、金属床は溶融したコリウムを受け止めることがで
き、このコリウムの体積は４０ｍ3 以上となる。
うに機械加工されており、その冷却路の直径は約３０ｍ
ｍである。金属床はコンクリートの基礎５上に設置さ
れ、容器の底の領域で金属床がこの基礎５を保護する。
原子炉内で冷却作用の完全な故障を招く事故が発生した
場合、金属床は溶融したコリウムを受け止めることがで
き、このコリウムの体積は４０ｍ3 以上となる。
【００３２】金属床１１上に流出したコリウムは欄干４
３の間の金属床１１の中央部で６００ｍｍ以上の高さを
占める。炉心の溶融によって生じたコリウムは連続液状
媒体、あるいは若干溶融した破片物の形態を取り、事故
の際に冷却装置の金属床１１の上に流出する。いずれに
してもコリウムは金属床の表面にほぼ一様に拡がる。
３の間の金属床１１の中央部で６００ｍｍ以上の高さを
占める。炉心の溶融によって生じたコリウムは連続液状
媒体、あるいは若干溶融した破片物の形態を取り、事故
の際に冷却装置の金属床１１の上に流出する。いずれに
してもコリウムは金属床の表面にほぼ一様に拡がる。
【００３３】コリウムが連続溶融媒体であれば、コリウ
ムの表面下で強烈な熱の放出が起こるかぎり、コリウム
は完全な流体であるためその表面には凝固した安定な外
皮ができない。そのため完全な流体のコリウムはすべて
金属床上で容易に拡がる。コリウムが破片から成る場
合、金属床上には局部的な堆積物ができるが、この堆積
物は液状溶融コリウムの一様な分布の際に起こる以上の
熱流動をもたらすほどの大きさには達しない。
ムの表面下で強烈な熱の放出が起こるかぎり、コリウム
は完全な流体であるためその表面には凝固した安定な外
皮ができない。そのため完全な流体のコリウムはすべて
金属床上で容易に拡がる。コリウムが破片から成る場
合、金属床上には局部的な堆積物ができるが、この堆積
物は液状溶融コリウムの一様な分布の際に起こる以上の
熱流動をもたらすほどの大きさには達しない。
【００３４】コリウムが金属床１１上で拡がるときに
は、、コリウムは、その落下に伴う運動エネルギーのい
くらかを吸収する構造材３４と接触する。金属床１１の
寸法形状はコリウムの落下に耐えるようなもので、特
に、冷却路２０は冷却網のピッチを形成する距離Ｐに間
隔が保たれており、これにより冷却された金属床の構造
は、コリウムの落下に伴う高い過重を冷却路の目に見え
るほどの変形なしに、基礎５に伝達することができる中
実構造材に均等である。
は、、コリウムは、その落下に伴う運動エネルギーのい
くらかを吸収する構造材３４と接触する。金属床１１の
寸法形状はコリウムの落下に耐えるようなもので、特
に、冷却路２０は冷却網のピッチを形成する距離Ｐに間
隔が保たれており、これにより冷却された金属床の構造
は、コリウムの落下に伴う高い過重を冷却路の目に見え
るほどの変形なしに、基礎５に伝達することができる中
実構造材に均等である。
【００３５】温度が約２４００℃のコリウムが金属床の
上面と接触するときには、金属床のスチールは薄く溶解
しコリウムと混合する。薄い外皮（数センチメートルの
厚さ）がコリウムとスチールとの間にでき、冷却路２０
によって吸収されるエネルギーが、コリウムによって放
出される熱と等しくなるやいなや熱平衡が確立される。
上面と接触するときには、金属床のスチールは薄く溶解
しコリウムと混合する。薄い外皮（数センチメートルの
厚さ）がコリウムとスチールとの間にでき、冷却路２０
によって吸収されるエネルギーが、コリウムによって放
出される熱と等しくなるやいなや熱平衡が確立される。
【００３６】金属床の寸法形状と冷却システムの特性の
計算においては、コリウムが完全に乾燥しており、従っ
て、水の蒸発によって頂部から冷却されることがないと
いうことが前提とされる。さらに、コリウムによって容
器受けの方向に放出される熱流動は無視される。自然循
環あるいは強制循環のいずれかを用いてコリウムを冷却
するように回路は設計されている。
計算においては、コリウムが完全に乾燥しており、従っ
て、水の蒸発によって頂部から冷却されることがないと
いうことが前提とされる。さらに、コリウムによって容
器受けの方向に放出される熱流動は無視される。自然循
環あるいは強制循環のいずれかを用いてコリウムを冷却
するように回路は設計されている。
【００３７】凝固した外皮が金属床と接触してできてい
る安定した状態では、凝固した外皮と金属床の上面の界
面での温度はスチールの溶解温度である１４５０℃以下
である。コリウムよって放出される熱は全て、伝導によ
って、凝固した外皮と金属床へ放散される。床によって
受け止められたコリウムによって放出される動力は約３
２ＭＷで、この動力は冷却回路によって放散される。
る安定した状態では、凝固した外皮と金属床の上面の界
面での温度はスチールの溶解温度である１４５０℃以下
である。コリウムよって放出される熱は全て、伝導によ
って、凝固した外皮と金属床へ放散される。床によって
受け止められたコリウムによって放出される動力は約３
２ＭＷで、この動力は冷却回路によって放散される。
【００３８】コリウムが金属床と接触するとすぐに、こ
の金属床の加熱は水を若干沸騰させ、ポンプ１７が作動
していない場合に自然循環を発生させる。しかし、冷却
路内の冷却水の自然循環は、若干の沸騰でさせるが、水
蒸気による障害が全く発生しないように冷却路が設計さ
れている。冷却水の自然循環は外側からなんら干渉され
ることなく開始し、水は冷却回路のポンプ１７を通過す
る。
の金属床の加熱は水を若干沸騰させ、ポンプ１７が作動
していない場合に自然循環を発生させる。しかし、冷却
路内の冷却水の自然循環は、若干の沸騰でさせるが、水
蒸気による障害が全く発生しないように冷却路が設計さ
れている。冷却水の自然循環は外側からなんら干渉され
ることなく開始し、水は冷却回路のポンプ１７を通過す
る。
【００３９】長い期間、例えば炉心を溶融させた事故か
ら３日後には、強制循環を確立するために冷却回路の２
つのポンプ１７を再び運転する。こうして、加速された
冷却作用と金属床の上に拡がったコリウムの凝固をもた
らす連続循環が起こる。ポンプ１７は熱または電気モー
タによって駆動される。
ら３日後には、強制循環を確立するために冷却回路の２
つのポンプ１７を再び運転する。こうして、加速された
冷却作用と金属床の上に拡がったコリウムの凝固をもた
らす連続循環が起こる。ポンプ１７は熱または電気モー
タによって駆動される。
【００４０】循環水は冷却路の各々の上側分岐路の中へ
通る前に下側分岐路内で加熱され、強制循環の際には液
体のままであり、二相混合物の自然循環の際には若干蒸
発する。従って、金属床が、変形されることなくコリウ
ムの落下に耐えることができる限り、本発明による装置
は極めて信頼でき、原子炉の基礎の効果的な保護を可能
にし、冷却路内での冷却流体の循環はコリウムの落下直
後に受動的に開始する。
通る前に下側分岐路内で加熱され、強制循環の際には液
体のままであり、二相混合物の自然循環の際には若干蒸
発する。従って、金属床が、変形されることなくコリウ
ムの落下に耐えることができる限り、本発明による装置
は極めて信頼でき、原子炉の基礎の効果的な保護を可能
にし、冷却路内での冷却流体の循環はコリウムの落下直
後に受動的に開始する。
【００４１】さらに、完全な凝固コリウムまでの長期間
冷却は、冷却水の強制循環によって容易に行うことがで
きる。コリウムの冷却は原子炉の建物の中のに水蒸気を
発生させずに行われる。本発明は説明した実施例に制限
されるものではない。従って、例示したものと異なる方
法で作られた金属床を使用することが可能である。互い
に溶接されたブロックの代わりに、かみ合わせて互いに
組み立てられる床の構成要素を用いることが可能であ
り、これらの構成要素は、基礎に埋設されかつシールさ
れ、床の構成要素の各々に設けられた穴に係合するスタ
ッドによって基礎に固定される。
冷却は、冷却水の強制循環によって容易に行うことがで
きる。コリウムの冷却は原子炉の建物の中のに水蒸気を
発生させずに行われる。本発明は説明した実施例に制限
されるものではない。従って、例示したものと異なる方
法で作られた金属床を使用することが可能である。互い
に溶接されたブロックの代わりに、かみ合わせて互いに
組み立てられる床の構成要素を用いることが可能であ
り、これらの構成要素は、基礎に埋設されかつシールさ
れ、床の構成要素の各々に設けられた穴に係合するスタ
ッドによって基礎に固定される。
【００４２】容器と容器受けの特性次第で、金属床は種
々の形状と寸法形状をもつことができる。金属床の冷却
回路を例示したものとは異なる方法で構成することもで
きる。しかし、熱交換器のような冷却回路の能動要素を
原子炉の安全格納容器の外側に配設することが好まし
い。
々の形状と寸法形状をもつことができる。金属床の冷却
回路を例示したものとは異なる方法で構成することもで
きる。しかし、熱交換器のような冷却回路の能動要素を
原子炉の安全格納容器の外側に配設することが好まし
い。
【００４３】冷却流体の強制循環は、原子炉の冷却回路
に一般的に使用されているどんな型式の循環ポンプを用
いても実施できる。最後に、本発明による冷却保護装置
は、原子炉炉心を収容し、底が、基礎のような原子炉の
構造物の一部から成る容器受け中に設置された容器を有
するどんな原子炉にも使用することができる。
に一般的に使用されているどんな型式の循環ポンプを用
いても実施できる。最後に、本発明による冷却保護装置
は、原子炉炉心を収容し、底が、基礎のような原子炉の
構造物の一部から成る容器受け中に設置された容器を有
するどんな原子炉にも使用することができる。
【図１】本発明による冷却保護装置を備えた加圧水型原
子炉の安全格納容器の垂直面での断面図。
子炉の安全格納容器の垂直面での断面図。
【図２】図１に示す原子炉の容器受けの底の概略図。
【図３】本発明による冷却保護装置を成す金属床の平面
図。
図。
【図４】図３の４側からの側面図。
【図５】図３の線５−５に沿った断面図。
【図６】図５の線６−６に沿った断面図。
【図７】変形例による金属床の断面図であって、冷却路
及びその冷却水の供給手段と取出し手段を示した図。
及びその冷却水の供給手段と取出し手段を示した図。
【図８】図７の冷却路の逆止弁を示す拡大断面図。
２……容器受け ３……容器 ４……炉心 １１……冷却保護装置 １２、１３、１４……冷却流体供給、取出し手段 ２０……冷却路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−22696（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−127089（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−144588（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−109600（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−11757（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 9/016
Claims (9)
- 【請求項１】 事故によって炉心（４）が溶融し始めた
原子炉の炉心（４）を冷却し、コンクリート構造物
（５）を保護するための装置であって、前記原子炉が原
子炉の炉心（４）を収容する略円筒形の容器（３）を有
し、該容器が底を有する容器受け（２）内にその軸線を
垂直にして配設され、容器（３）と整列して配列された
基礎の一部を構成する原子炉構造物の一部（５）から成
る冷却保護装置（１１）が前記底に設置されており、前
記冷却保護装置（１１）が、容器受けの前記底を覆う金
属床（１１）より成り、流体の循環による冷却用の冷却
路（２０）が前記金属床の中に作られ、かつ冷却流体の
供給及び取出し手段（１２、１３、１４、１５）に連結
されている装置において、前記金属床（１１）が、垂直
側面に沿って互いに取付けられ、かつ溶接されたブロッ
ク（３０ａ、３０ｂ，３１ａ、３１ｂ、…、３１ｎ）よ
り成ることを特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記冷却路（２０）が、ブロック（３０
ａ、３０ｂ，３１ａ、…、３１ｎ）の、互いに取付けら
れた機械加工された面の部分から成ることを特徴とする
請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記金属床（１１）が、その長手方向の
端に２つの端ブロック（３０ａ、３０ｂ）を、端ブロッ
ク（３０ａ、３０ｂ）の間に中間ブロック（３１ａ、３
１ｎ）を有し、端ブロック（３０ａ、３０ｂ）は、中間
ブロック（３１ａ、３１ｎ）の上面に対して突出して、
原子炉の溶融した炉心が床（１１）の上に落ちた際、溶
融した炉心を収容するようになった欄干を形成する上部
分（４３）を有していることを特徴とする請求項１又は
請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記金属床（１１）が、その水平な上面
に或る距離空けて設置され、原子炉の溶融した炉心が金
属床（１１）の上に落ちた際、この運動エネルギーを吸
収する板金構造物を有することを特徴とする請求項１乃
至請求項３記載のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項５】 前記金属床（１１）の端ブロック（３０
ａ、３０ｂ）の突出した部分（４３）が、耐火物（３
５）の層で覆われた互いに向かい合った内面を有するこ
とを特徴とする請求項３に記載の装置。 - 【請求項６】 前記金属床（１１）の冷却流体の供給及
び取出し手段が、冷却路（２０）の端部と連通する収集
器（２４、２５、３６、３７）と、冷却流体供給、取出
し管（２１ａ、２１ｂ，２２ａ、２２ｂ、３６ａ、３７
ａ）と、少なくとも一つの熱交換器（１４）及び金属床
の冷却流体の供給及び取出し用の収集器の供給導管に連
結された導管（１２、１３）から成る冷却回路とを有す
ることを特徴とする請求項１乃至請求項５記載のいずれ
か１項に記載の装置。 - 【請求項７】 前記冷却回路が、原子炉の構造物の一部
を成し、炉心（４）を収容した容器（３）を中に設置す
る安全格納容器（１）の外側に、少なくとも一部設置さ
れていることを特徴とする請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 前記冷却回路が、安全格納容器（１）の
外側で冷却回路の導管（１２、１３）に直列に設置され
た少なくとも一つの熱交換器（１４）と、少なくとも一
つの膨張、凝縮タンク（１６）と、循環ポンプ（１７）
とからなることを特徴とする請求項７記載の装置。 - 【請求項９】 逆止弁（３８）が、冷却流体供給手段
（３６）に連結された冷却路の各々の端部に配設されて
いることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか
１項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9111654 | 1991-09-20 | ||
| FR9111654A FR2681718B1 (fr) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Dispositif de refroidissement du cóoeur et de protection de la structure en beton d'un reacteur nucleaire dont le cóoeur est entre en fusion a la suite d'un accident. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05203779A JPH05203779A (ja) | 1993-08-10 |
| JP3169701B2 true JP3169701B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=9417169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25155492A Expired - Fee Related JP3169701B2 (ja) | 1991-09-20 | 1992-09-21 | 事故によって炉心が溶融し始めた原子炉の炉心を冷却し、コンクリート構造物を保護するための装置 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5280509A (ja) |
| EP (1) | EP0533529B1 (ja) |
| JP (1) | JP3169701B2 (ja) |
| CN (1) | CN1071275A (ja) |
| CZ (1) | CZ283111B6 (ja) |
| DE (1) | DE69206094T2 (ja) |
| ES (1) | ES2079819T3 (ja) |
| FI (1) | FI112885B (ja) |
| FR (1) | FR2681718B1 (ja) |
| HU (1) | HU214524B (ja) |
| SK (1) | SK288292A3 (ja) |
| TW (1) | TW208082B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE4306864C2 (de) * | 1993-03-05 | 1995-01-26 | Siempelkamp Gmbh & Co | Anordnung für die Sicherung eines Kernreaktors im Falle einer Kernschmelze |
| DE4307543A1 (de) * | 1993-03-10 | 1994-09-15 | Siemens Ag | Wärmeabfuhrsystem für einen Kernreaktor, insbesondere für einen Druckwasserreaktor |
| FR2738661B1 (fr) * | 1995-09-11 | 1997-11-28 | Framatome Sa | Dispositif et procede de recuperation et de refroidissement du coeur en fusion d'un reacteur nucleaire |
| DE19536532A1 (de) * | 1995-09-29 | 1997-04-03 | Siemens Ag | Kernreaktoranlage mit Kühleinrichtung |
| JP2001510559A (ja) * | 1996-12-05 | 2001-07-31 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 炉心溶融物を収容し拡散させるための容器並びにその容器を備えた原子力設備 |
| JP2001512563A (ja) * | 1997-01-16 | 2001-08-21 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 冷却装置を備えた原子炉設備 |
| EP1133771B1 (de) * | 1998-11-26 | 2010-10-13 | AREVA NP GmbH | Vorrichtung zum auffangen und kühlen einer schmelze |
| KR20010060933A (ko) * | 1999-12-28 | 2001-07-07 | 이종훈 | 노심용융물-콘크리이트 반응 저지를 위한 노심용융물노외유지 장치 |
| KR100549862B1 (ko) * | 2004-02-10 | 2006-02-08 | 한국원자력연구소 | 원자로 용기를 관통한 노심용융물 냉각장치 및 그 방법 |
| JP4612558B2 (ja) * | 2006-02-22 | 2011-01-12 | 株式会社東芝 | コアキャッチャーおよび原子炉格納容器 |
| JP2010266286A (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 溶融物の冷却促進装置及び原子炉格納容器 |
| WO2011121908A1 (ja) | 2010-03-29 | 2011-10-06 | 株式会社 東芝 | 炉心溶融物の保持装置 |
| KR101287629B1 (ko) * | 2011-08-12 | 2013-07-24 | 주식회사 아앤시티 | 용융된 원자로 연료봉을 처리하는 장치 |
| JP5851357B2 (ja) * | 2012-06-29 | 2016-02-03 | 株式会社東芝 | 炉心溶融物の保持装置 |
| BG66869B1 (bg) * | 2013-07-11 | 2019-04-30 | "Атп - Атомтоплопроект" Оод | Пасивен вертикален затапващ възел за предотвратяване изтичането на стопилка по механизма на ранен байпас на хермозоната / херметичния обем при тежка авария в ядрен реактор |
| JP6415874B2 (ja) * | 2014-06-30 | 2018-10-31 | 株式会社東芝 | 原子炉格納容器底部保護装置および原子炉格納設備 |
| JP2018084487A (ja) * | 2016-11-24 | 2018-05-31 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 原子力設備 |
| DE102018118275A1 (de) * | 2018-07-27 | 2020-01-30 | Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh | Rotoranordnung für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine für ein Fahrzeug und Fahrzeug |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1135826A (en) * | 1965-04-13 | 1968-12-04 | Asea Ab | A pressure suppression system for nuclear reactor plants |
| DE2320091C3 (de) * | 1973-04-19 | 1978-08-24 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Kernreaktor, insbesondere Brutreaktor |
| US4121970A (en) * | 1974-12-16 | 1978-10-24 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Nuclear reactor installation including a core catching apparatus |
| DE2625357C3 (de) * | 1976-06-04 | 1978-12-21 | Kraftwerk Union Ag, 4330 Muelheim | Atomkernreaktor in einer ihn einschließenden, gekühlten Sicherheitshülle |
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| US4342621A (en) * | 1977-10-11 | 1982-08-03 | Combustion Engineering, Inc. | Molten core catcher and containment heat removal system |
| US4464333A (en) * | 1982-03-05 | 1984-08-07 | Combustion Engineering, Inc. | Molten core retention and solidification apparatus |
| FR2616578B1 (fr) * | 1987-06-11 | 1991-01-18 | Savoie Electrodes Refract | Dispositif pour empecher la penetration dans le sol d'un coeur de reacteur nucleaire fondu |
| GB2236210B (en) * | 1989-08-30 | 1993-06-30 | Rolls Royce & Ass | Core catchers for nuclear reactors |
-
1991
- 1991-09-20 FR FR9111654A patent/FR2681718B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-09-07 DE DE69206094T patent/DE69206094T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-07 ES ES92402448T patent/ES2079819T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-07 EP EP92402448A patent/EP0533529B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-15 CN CN92110654A patent/CN1071275A/zh active Pending
- 1992-09-15 TW TW081107248A patent/TW208082B/zh not_active IP Right Cessation
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