JP7187682B2 - 原子炉システムと、原子炉において制御棒駆動機構を冷却するシステム - Google Patents
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Description
本発明は、エネルギー省から受注した契約第DE-NE0000633号に基づく政府の支援によりなされている。政府は、本発明に所定の権利を有する。
駆動コイル128=A
駆動磁石130=B
ラッチ146、162=C
駆動シャフト20=D
グリッパ150、164=E
接続解除コイル136=F
接続解除磁石134=G
グラップル126=H
駆動シャフトハウジング77=I
ベース142=J
接続解除棒132=K
制御棒集合体80=CRA
Claims (29)
- 原子炉システムであって、
一軸を取り囲む複数の駆動コイルを含む制御棒駆動機構(CRDM)と、
冷却システムと
を含み、
前記冷却システムは、
前記複数の駆動コイルに結合される複数のヒートフィンと、
前記複数の駆動コイル及び前記複数のヒートフィンの内側部分の中に配置される蒸発セクションと、
前記蒸発セクションに流体的に結合される凝縮セクションであって、前記複数の駆動コイル及び前記複数のヒートフィンの外側部分の中に配置される凝縮セクションと、
流体と
を含み、
前記外側部分は前記内側部分よりも前記一軸から径方向遠方に配置され、
前記流体は、
前記蒸発セクションにある間に前記CRDMから吸収された熱により蒸発して前記蒸発セクションから外に流れ出し、前記凝縮セクションの中に入ることと、
前記CRDMから離れるように動いた後に前記凝縮セクションにある間に凝縮して再循環し、前記蒸発セクションの中に戻ることと
を行うように配置される、原子炉システム。 - 前記CRDMにおける接続解除磁石を電磁気的に保持するべく構成される複数の接続解除コイルをさらに含み、
前記複数のヒートフィンは前記複数の接続解除コイルのまわりに延びる、請求項1の原子炉システム。 - 前記複数の駆動コイル及び前記複数のヒートフィンが、前記CRDMの環状駆動シャフトハウジングまわりの細長い環状形状を形成する、請求項1の原子炉システム。
- 前記冷却システムは、前記複数の駆動コイル及び前記複数のヒートフィンを通るようにループに延びる複数のヒートパイプを含み、
前記複数のヒートパイプは前記蒸発セクション及び前記凝縮セクションを画定し、
前記複数のヒートパイプは前記流体を包含する、請求項1の原子炉システム。 - 前記冷却システムはさらに、前記複数のヒートフィンに配置される前記複数のヒートパイプの内側部分のまわりに形成される絶縁体を含む、請求項4の原子炉システム。
- 前記冷却システムはさらに、前記複数のヒートフィンに配置される前記複数のヒートパイプの外側部分のまわりに形成される複数の凝縮チャネルを含む、請求項5の原子炉システム。
- 前記CRDM及び原子炉を収容するように配置される容器をさらに含み、
前記複数のヒートパイプは前記CRDMから、前記容器の内表面まで延びる、請求項4の原子炉システム。 - 前記複数の駆動コイルは、駆動シャフトハウジングの外側表面まわりに配置され、
前記CRDMはさらに、
前記駆動シャフトハウジングの内側表面まわりに配置される複数の駆動磁石と、
上端の方が前記複数の駆動磁石に接続されて下端の方が核制御棒集合体に接続される一の駆動シャフトと
を含み、
前記複数の駆動コイルは電気エネルギーを受けて前記複数の駆動磁石を持ち上げて前記駆動シャフト及び核制御棒集合体を上昇させるように配置され、
前記冷却システムは、前記複数の駆動コイルが前記駆動シャフト及び前記核制御棒集合体を持ち上げている間に前記複数の駆動コイルから熱を除去するように配置される、請求項1の原子炉システム。 - 原子炉システムであって、
一定位置から原子炉圧力容器の上端に向かって上に延びる一の駆動シャフトハウジングと、
上端が前記駆動シャフトハウジングの中へと延びて下端が、前記原子炉圧力容器の下端の方に配置される制御棒集合体に結合される一の駆動シャフトと、
前記駆動シャフトハウジングに結合される一の駆動機構であって、前記駆動シャフトを直線的に変位させて前記制御棒集合体を上昇及び下降させるべく構成される駆動機構と、
少なくとも部分的に前記駆動機構の中に配置される複数のヒートパイプと、
前記駆動機構からの熱を除去するべく蒸発及び凝縮を介して前記複数のヒートパイプを通って循環するように前記複数のヒートパイプの中に配置される流体と、
前記駆動機構から上に延びる複数のヒートフィンと
を含み、
前記ヒートパイプは前記駆動機構及び前記複数のヒートフィンを通るように延びる、原子炉システム。 - 前記複数のヒートフィンを通るように延びる前記複数のヒートパイプの内側部分を少なくとも部分的に取り囲む絶縁体をさらに含む、請求項9の原子炉システム。
- 前記複数のヒートフィンを通るように延びる前記複数のヒートパイプの外側部分を少なくとも部分的に取り囲む複数の凝縮チャネルをさらに含む、請求項10の原子炉システム。
- 前記複数のヒートパイプは上に延びて前記駆動機構及び前記複数のヒートフィンを通り、下へと戻るように延びて前記複数のヒートフィン及び駆動機構を通ってループを形成する、請求項9の原子炉システム。
- 前記ヒートフィンは前記駆動機構から鉛直上方に延びて前記駆動シャフトハウジングから径方向外方に延びる、請求項11の原子炉システム。
- 原子炉システムであって、
一定位置から原子炉圧力容器の上端に向かって上に延びる一の駆動シャフトハウジングと、
上端が前記駆動シャフトハウジングの中へと延びて下端が、前記原子炉圧力容器の下端の方に配置される制御棒集合体に結合される一の駆動シャフトと、
前記駆動シャフトハウジングに結合される一の駆動機構であって、前記駆動シャフトを直線的に変位させて前記制御棒集合体を上昇及び下降させるべく構成される駆動機構と、
少なくとも部分的に前記駆動機構の中に配置される複数のヒートパイプと、
前記駆動機構からの熱を除去するべく蒸発及び凝縮を介して前記複数のヒートパイプを通って循環するように前記複数のヒートパイプの中に配置される流体と、
前記原子炉圧力容器を少なくとも部分的に封止する格納容器と
を含み、
前記複数のヒートパイプは前記駆動機構から外に出て前記格納容器の内側表面まで延びる、原子炉システム。 - 原子炉において制御棒駆動機構(CRDM)を冷却するシステムであって、
流体を包含する複数の管と、
前記CRDMにおける複数の駆動コイルから外へと延びる複数のヒートフィンと
を含み、
前記複数の管のうちの別個の管が、
少なくとも部分的に前記CRDMの中に配置される蒸発セクションと、
前記蒸発セクションに流体的に接続される凝縮セクションと
を含み、
前記蒸発セクションにおける流体は前記CRDMにより発生する熱により蒸発するように構成され、
前記凝縮セクションは、前記蒸発がされた流体を凝縮し、前記凝縮がされた流体を重力又は毛管作用を介して前記蒸発セクションまで戻すように循環させ、
前記複数の管は、前記複数の駆動コイル及び前記複数のヒートフィンを通るように延びる複数のループを形成する、システム。 - 前記複数の駆動コイルは一軸を取り囲み、
前記複数の管のうちの別個の管の前記蒸発セクションは、前記複数の駆動コイルの内側部分と前記複数のヒートフィンの内側部分とに沿って延び、
前記複数の管のうち別個の管の前記凝縮セクションは、(a)前記複数の駆動コイルの内側部分よりも前記一軸から径方向遠方に配置される前記複数の駆動コイルの外側部分と、(b)前記複数のヒートフィンの内側部分よりも前記一軸から径方向遠方に配置される前記複数のヒートフィンの外側部分とに沿って延びる、請求項15のシステム。 - 前記複数のヒートフィンの内側部分に沿って延びる前記複数の管の少なくとも一部分を取り囲む絶縁体と、
前記複数のヒートフィンの外側部分に沿って延びる前記複数の管の少なくとも一部分を取り囲む複数の凝縮チャネルと
をさらに含む、請求項16のシステム。 - 原子炉システムであって、
複数の駆動コイルを含む制御棒駆動機構(CRDM)と、
冷却システムと
を含み、
前記冷却システムは、
前記複数の駆動コイルの少なくとも一部分の中に配置される蒸発セクションと、
前記蒸発セクションに流体的に結合されて前記複数の駆動コイルの外側に配置される凝縮セクションと、
流体と
を含み、
前記流体は、
前記蒸発セクションにある間に前記CRDMから吸収された熱により蒸発して前記蒸発セクションから外に流れ出し、前記凝縮セクションの中に入ることと、
前記CRDMから離れるように動いた後に前記凝縮セクションにある間に凝縮して再循環し、前記蒸発セクションの中に戻ることと
を行うように配置される、原子炉システム。 - 前記複数の駆動コイルに結合される一のヒートフィンをさらに含み、
前記凝縮セクションは前記ヒートフィンの一部分の中に配置される、請求項18の原子炉システム。 - 前記複数の駆動コイルは、少なくとも部分的に一軸を取り囲み、
前記冷却システムは、一のループに延びる一のヒートパイプを含み、
前記蒸発セクションは、前記ループの内側部分であり、
前記凝縮セクションは、前記内側部分よりも前記一軸から遠方に配置される前記ループの外側部分である、請求項18の原子炉システム。 - 一のヒートフィンをさらに含み、
前記凝縮セクションは前記ヒートフィンの一部分の中に配置される、請求項20の原子炉システム。 - 前記複数の駆動コイルは、少なくとも部分的に一軸を取り囲み、
前記冷却システムは、前記一軸まわりに周方向に離間された複数のヒートパイプを含み、
前記複数のヒートパイプの第1部分が前記蒸発セクションを画定し、
前記複数のヒートパイプの第2部分が前記凝縮セクションを画定する、請求項18の原子炉システム。 - 前記複数のヒートパイプはそれぞれが一のループに延び、
前記複数のヒートパイプの第1部分は各ループの内側部分を含み、
前記複数のヒートパイプの第2部分は各ループの外側部分を含み、
前記外側部分は前記内側部分よりも前記一軸から遠方に配置される、請求項22の原子炉システム。 - 前記CRDMはさらに、制御棒集合体に結合される一の駆動シャフトを含み、
前記複数の駆動コイルは前記駆動シャフトを上昇及び下降させるべく動作可能である、請求項18の原子炉システム。 - 原子炉システムであって、
複数の駆動コイルを含む制御棒駆動機構(CRDM)と、
冷却システムと
を含み、
前記冷却システムは、
前記複数の駆動コイルに結合される一のヒートフィンと、
前記複数の駆動コイルの少なくとも一部分の中に配置される蒸発セクションと、
前記蒸発セクションに流体的に結合されて前記ヒートフィンの一部の中に配置される凝縮セクションと、
流体と
を含み、
前記流体は、
前記蒸発セクションにある間に前記CRDMから吸収された熱により蒸発して前記蒸発セクションから外に流れ出し、前記凝縮セクションの中に入ることと、
前記CRDMから離れるように動いた後に前記凝縮セクションにある間に凝縮して再循環し、前記蒸発セクションの中に戻ることと
を行うように配置される、原子炉システム。 - 前記複数の駆動コイルは、少なくとも部分的に一軸を取り囲み、
前記冷却システムは、一のループに延びる一のヒートパイプを含み、
前記蒸発セクションは、前記ループの内側部分であり、
前記凝縮セクションは、前記内側部分よりも前記一軸から遠方に配置される前記ループの外側部分である、請求項18の原子炉システム。 - 前記複数の駆動コイルは、少なくとも部分的に一軸を取り囲み、
前記冷却システムは、前記一軸まわりに周方向に離間された複数のヒートパイプを含み、
前記複数のヒートパイプの第1部分が前記蒸発セクションを画定し、
前記複数のヒートパイプの第2部分が前記凝縮セクションを画定する、請求項25の原子炉システム。 - 前記複数のヒートパイプはそれぞれが一のループに延び、
前記複数のヒートパイプの第1部分は各ループの内側部分を含み、
前記複数のヒートパイプの第2部分は各ループの外側部分を含み、
前記外側部分は前記内側部分よりも前記一軸から遠方に配置される、請求項27の原子炉システム。 - 前記CRDMはさらに、制御棒集合体に結合される一の駆動シャフトを含み、
前記複数の駆動コイルは前記駆動シャフトを上昇及び下降させるべく動作可能である、請求項25の原子炉システム。
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