JPH07128482A - 原子炉格納容器の冷却設備 - Google Patents

原子炉格納容器の冷却設備

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JPH07128482A
JPH07128482A JP5272275A JP27227593A JPH07128482A JP H07128482 A JPH07128482 A JP H07128482A JP 5272275 A JP5272275 A JP 5272275A JP 27227593 A JP27227593 A JP 27227593A JP H07128482 A JPH07128482 A JP H07128482A
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JP
Japan
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pool
reactor containment
cooling
cooling water
containment vessel
Prior art date
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Pending
Application number
JP5272275A
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English (en)
Inventor
Toshimi Tobimatsu
敏美 飛松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH07128482A publication Critical patent/JPH07128482A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱交換器の伝熱管内での蒸気凝縮量を回復さ
せ、原子炉圧力容器および原子炉格納容器の圧力上昇を
低減させる。 【構成】原子炉格納容器1の上部に重力落下式炉心冷却
系プール5が設けられ、この冷却系プール5の上部に冷
却水プール6が設置され、下部にサプレッションプール
17が設置され、冷却水プール6内に熱交換器7が設置さ
れている。熱交換器7の水室10からサプレッションプー
ル17までにわたり不凝縮性ガスベント管14が設けられて
いる。このガスベント管14の途中は重力落下式炉心冷却
系プール5の冷却水5aに没入して冷却される浸漬部14
aが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は原子炉炉心の冷却と原子
炉の崩壊熱を原子炉格納容器外へ除熱冷却する原子炉格
納容器の冷却設備に関する。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所には、万一の冷却材喪失事
故等が発生した場合を想定して、速やかに炉心を冷却す
る非常用炉心冷却系の他に、処置後長期にわたって炉心
から発生する崩壊熱を原子炉格納容器外へ除去する、い
わゆる原子炉格納容器の冷却設備が設けられている。
【0003】図4は原子炉格納容器の冷却設備としてポ
ンプ等の回転機器を用いないで、自然現象のみの利用を
目指して開発から進められている静的格納容器冷却系と
しての熱交換器の配管系路を示した配管系統図である。
【0004】図中符号1は原子炉格納容器を部分的に示
しており、この原子炉格納容器1内には炉心2を収容し
た原子炉圧力容器3が格納されている。この原子炉圧力
容器3には主蒸気配管4が接続されている。原子炉格納
容器1の上部には重力落下式炉心冷却系プール5が設け
られている。
【0005】この重力落下式炉心冷却系プール5よりさ
らに高い位置に冷却水プール6が設けられ、この冷却水
プール6のプール水中に熱交換器7が設置されている。
この熱交換器7の蒸気室8には原子炉格納容器1の上部
に開口する蒸気供給管11が接続されている。
【0006】熱交換器7の水室10には重力落下式炉心冷
却系プール5に接続する凝縮水戻り配管12と、サプレッ
ションプール17に接続する不凝縮性ガスベント管14が設
けられている。重力落下式炉心冷却系プール5と原子炉
圧力容器3とは冷却水配管13により接続している。な
お、符号9は熱交換器7内の伝熱管である。
【0007】次に上記原子炉格納容器の冷却設備の動作
例を説明する。例えば主蒸気配管4が破断して原子炉圧
力容器3内の冷却材が喪失した場合、重力落下式炉心冷
却系プール5に貯められていた冷却水5aが冷却水配管
13を通って原子炉圧力容器3へ供給される。
【0008】その後、長期冷却過程において、原子炉圧
力容器3の炉心2は崩壊熱を発生し続けるため、冷却し
ないで放置しておくと原子炉格納容器1内の圧力は上昇
してしまう。
【0009】そこで、熱交換器7を用いて原子炉格納容
器1内の蒸気を凝縮し、圧力の上昇を抑えることが行わ
れる。これが格納容器冷却システムである。静的格納容
器冷却系はこの冷却を凝縮という自然現象を利用して行
うものであるが、原子炉格納容器1内に火災防止などの
理由で封入されている不凝縮性ガスが凝縮性能を劣化さ
せる。
【0010】すなわち、原子炉格納容器1内の圧力が上
昇した場合、蒸気と非凝縮性ガスの混合体は蒸気供給管
11を通して熱交換器7の蒸気室8に流入する。蒸気は蒸
気室8から熱交換器7の伝熱管9を下降し、その間に冷
却水プール6のプール水に熱を与えることにより一部が
凝縮して水になり、その水は熱交換器7の水室10内に入
り、さらに重力により凝縮水戻り配管12を通って重力落
下式炉心冷却系プール5内に流入する。
【0011】重力落下式炉心冷却系プール5内に流入し
た凝縮水は初めに貯留していた冷却水5aとともに冷却
水配管13を流れて原子炉圧力容器3に供給される。熱交
換器7内で分離された不凝縮性ガスは不凝縮性ガスベン
ト管14を通ってサプレッションプール17に排出される。
【0012】なお、蒸気の凝縮による潜熱の放出で冷却
水プール6内のプール水の温度は徐々に上昇しやがて沸
騰を開始するが、その際、発生する蒸気は大気中に放出
される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】重力落下式炉心冷却系
プール5内の冷却水は徐々に減少し、ついには冷却水配
管ノズル高さに達し、原子炉圧力容器3に流入する冷却
水流量が急減する。そのため、原子炉圧力容器3で発生
する蒸気流量は急増し原子炉格納容器1及び原子炉圧力
容器3内の圧力は急激に上昇する。そこで、原子炉格納
容器1から熱交換器7の蒸気室8に流入する蒸気流量が
急増し、伝熱管で流入蒸気の全量が凝縮できず、多量の
未凝縮蒸気が不凝縮性ガスベント管14を通ってサプレッ
ションプール17に排出される。
【0014】その後、伝熱管の凝縮量が流入蒸気量を上
回り、原子炉格納容器1内圧力は減圧に転じ、熱交換器
7の水室10の圧力は徐々に減少する。熱交換器7の水室
10の圧力が、不凝縮性ガスベント管14がサプレッション
プール17に水没されている水深深さ相当の圧力より低く
なると不凝縮性ガスベント管14からサプレッションプー
ル17内に不凝縮性ガスと未凝縮蒸気の排出は停止する。
【0015】不凝縮性ガスベント管14は熱交換器7の水
室10から圧力抑制室16に接続されるまで、原子炉格納容
器1内で最も高温域であるドライウェル15空間に配設さ
れている。そのため、不凝縮性ガスベント管14内の多量
の未凝縮蒸気は蒸気の状態で留まる。
【0016】ところが、原子炉格納容器1から熱交換器
7への不凝縮性ガスの流入はわずかながら継続してい
る。そのため、熱交換器7の伝熱管内に不凝縮性ガスが
再び蓄積され伝熱管での凝縮熱伝達が悪くなり、蒸気凝
縮量が減少し原子炉格納容器1内圧力が再上昇する課題
がある。
【0017】したがって、不凝縮性ガスベント管14に蓄
積されていた多量の未凝縮蒸気を凝縮させ、不凝縮性ガ
スベント管14内に不凝縮性ガスを吸引できる空間を確保
し、熱交換器7の伝熱管内に流入した不凝縮性ガスを前
記空間に排出して伝熱管9内での熱伝達を良好にするこ
とが望まれる。
【0018】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、熱交換器7の伝熱管内に流入した不凝縮性ガ
スの排出を良好にし、伝熱管での凝縮熱伝達の一時的な
劣化を防止し、伝熱管内での蒸気凝縮量を早期に回復さ
せ、原子炉圧力容器及び原子炉格納容器の圧力上昇を低
減させることができる原子力発電所の冷却設備を提供す
ることにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は原子炉格納容器
の上方に冷却水プールが設けられ、この冷却水プール内
に設置された熱交換器により前記原子炉格納容器内の蒸
気を吸引し、前記熱交換器で凝縮された凝縮水を導く凝
縮水戻り配管が重力落下式炉心冷却系プールに接続さ
れ、この重力落下式炉心冷却系プール内の冷却水を前記
原子炉格納容器に格納された原子炉圧力容器に供給する
冷却水配管は前記重力落下式炉心冷却系プール内の冷却
水貯留位置に設けられ、前記蒸気に同伴される不凝縮性
ガスをサプレッションプールに排出する不凝縮性ガスベ
ント管を備えた原子炉格納容器の冷却設備において、前
記不凝縮性ガスベント管は前記重力落下式炉心冷却系プ
ール内の冷却水中に没入する浸漬部が形成されているこ
とを特徴とする。
【0020】
【作用】不凝縮性ガスベント管は重力落下式炉心冷却系
プール内の冷却水中を経由し冷却され、不凝縮性ガスベ
ント管に蓄積されていた多量の未凝縮蒸気を凝縮させ
る。そして、不凝縮性ガスベント管内に不凝縮性ガスを
吸引できる空間を確保し、熱交換器の伝熱管内に流入し
た不凝縮性ガスを前記空間に排出して、伝熱管内に不凝
縮性ガスが蓄積されることを防止する。また、伝熱管で
の凝縮熱伝達の一時的な劣化を防止し、伝熱管内での蒸
気凝縮量を早期に回復させることができる。
【0021】
【実施例】図1を参照しながら本発明に係る原子炉格納
容器の冷却設備の第1の実施例を説明する。なお、本発
明では図4で示した原子炉格納容器の冷却設備における
不凝縮性ガスベント管14を改良した点にあり、その他の
部分については図4の従来例と同様であるので、図1で
はその改良した要部のみを第1の実施例として示してお
り、その他の部分は省略している。
【0022】すなわち、図1において、図4で示した原
子炉格納容器1の上方に設けられた冷却水プール6内の
熱交換器7で分離された不凝縮性ガスをサプレッション
プール17に排出する不凝縮性ガスベント管14は、重力落
下式炉心冷却系プール5内底部の冷却水5a中にいった
ん没入する浸漬部14aを有し、その浸漬部14aから真下
に垂下してサプレッションプール17に延在している。
【0023】この実施例において、多量の未凝縮蒸気が
蓄積されている不凝縮性ガスベント管14は、浸漬部14a
が低温度の重力落下式炉心冷却系プール水中で冷却さ
れ、未凝縮蒸気は凝縮され不凝縮性ガスベント管14内に
不凝縮性ガスを吸引できる空間が形成される。
【0024】例えば、不凝縮性ガスベント管14内の温度
が120 ℃の飽和蒸気で満たされていればその圧力は約2a
taであるが、約80℃の重力落下式炉心冷却系プール水温
まで冷却されれば、その温度の水蒸気分圧は約0.48ata
まで下がり、蒸気の占める割合は約1/4に減少する。
【0025】よって、熱交換器7の伝熱管9内に流入し
た不凝縮性ガスを前記空間に排出して、伝熱管9内に不
凝縮性ガスが蓄積されることを防止し、伝熱管9での凝
縮熱伝達の一時的な劣化を防止し、伝熱管9内での蒸気
凝縮量を維持させることができる。
【0026】ここで、重力落下式炉心冷却系プール5内
底部の冷却水5a中を経由している部分の不凝縮性ガス
ベント管14をスパイラル状に形成し、伝熱面積と管内容
積を大きくすることで、本実施例の効果を上げることが
できる。
【0027】次に図2により第2の実施例を説明する。
この第2の実施例では不凝縮性ガスベント管14がドライ
ウェル15を通過する部分に断熱部材18を有し、圧力抑制
室16の気相空間ではスパイラル状に蛇管部14bを形成し
て伝熱面積と管内容積を大きくしたことにある。
【0028】この第2の実施例によれば約55℃の低温の
圧力抑制室16の気相空間で冷却され第1の実施例と同様
の作用効果が得られる。
【0029】図3に示した第3の実施例は原子炉格納容
器1の上方に設置されている熱交換器7を内蔵した水温
約100 ℃の冷却水プール6において、この冷却水プール
6の底部を貫通してプール水延長部19を設け、前記冷却
水プール6から垂下する不凝縮性ガスベント管14を前記
プール水延長部19内を貫挿して水没させる状態で圧力抑
制室16内のサプレッションプール17まで下方に延在させ
ている。
【0030】この第3の実施例によれば不凝縮性ガスベ
ント管14内に蓄積されたいる未凝縮蒸気の温度に比較し
て、冷却水プール6の水温は低いため第1の実施例と同
様の作用効果が得られる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、熱交換器の伝熱管内に
流入した不凝縮性ガスの排出を良好にし、伝熱管での凝
縮熱伝達の一時的な劣化を防止し、伝熱管内での蒸気凝
縮量を早期に回復させ、原子炉圧力容器及び原子炉格納
容器の圧力上昇を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る原子炉格納容器の冷却設備の第1
の実施例の要部を示す概略的縦断面図。
【図2】本発明に係る原子炉格納容器の冷却設備の第2
の実施例の要部を示す概略的縦断面図。
【図3】本発明に係る原子炉格納容器の冷却設備の第3
の実施例の要部を示す概略的縦断面図。
【図4】従来の原子炉格納容器の冷却設備を概略的に示
す縦断面図。
【符号の説明】
1…原子炉格納容器、2…炉心、3…原子炉圧力容器、
4…主蒸気配管、5…重力落下式炉心冷却系プール、5
a…冷却水、6…冷却水プール、6a…延長プール、7
…熱交換器、8…蒸気室、9…伝熱管、10…水室、11…
蒸気供給管、12…凝縮水戻り管、13…冷却水配管、14…
不凝縮性ガスベント管、14a…浸漬部、14b…蛇管部、
15…ドライウェル、16…圧力抑制室、17…サプレッショ
ンプール、18…断熱部材、19…プール水延長部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原子炉格納容器の上方に冷却水プールが
    設けられ、この冷却水プール内に設置された熱交換器に
    より前記原子炉格納容器内の蒸気を吸引し、前記熱交換
    器で凝縮された凝縮水を導く凝縮水戻り配管が重力落下
    式炉心冷却系プールに接続され、この重力落下式冷却系
    プール内の冷却水を前記原子炉格納容器に格納された原
    子炉圧力容器に供給する冷却水配管が前記重力落下式炉
    心冷却系プール内の冷却水貯留位置に設けられ、前記熱
    交換器の水室から前記蒸気に同伴される不凝縮性ガスを
    サプレッションプールに排出する不凝縮性ガスベント管
    を備えた原子炉格納容器の冷却設備において、前記不凝
    縮性ガスベント管は前記重力落下式炉心冷却系プール内
    の冷却水中に没入する浸漬部が形成されていることを特
    徴とする原子炉格納容器の冷却設備。
  2. 【請求項2】 原子炉格納容器の上方に冷却水プールが
    設けられ、この冷却水プール内に設置された熱交換器に
    より前記原子炉格納容器内の蒸気を吸引し、前記熱交換
    器で凝縮された凝縮水を導く凝縮水戻り配管が重力落下
    式炉心冷却系プールに接続され、この重力落下式冷却系
    プール内の冷却水を前記原子炉格納容器に格納された原
    子炉圧力容器に供給する冷却水配管が前記重力落下式炉
    心冷却系プール内の冷却水貯留位置に設けられ、前記熱
    交換器の水室から前記蒸気に同伴される不凝縮性ガスを
    サプレッションプールに排出する不凝縮性ガスベント管
    を備えた原子炉格納容器の冷却設備において、前記不凝
    縮性ガスベント管は前記原子炉格納容器内のドライウェ
    ルを通過する部分に断熱部材を有し、前記圧力抑制室の
    気相空間部分にスパイラル状蛇管部が形成されているこ
    とを特徴とする原子炉格納容器の冷却設備。
  3. 【請求項3】 原子炉格納容器の上方に冷却水プールが
    設けられ、この冷却水プール内に設置された熱交換器に
    より前記原子炉格納容器内の蒸気を吸引し、前記熱交換
    器で凝縮された凝縮水を導く凝縮水戻り配管が重力落下
    式炉心冷却系プールに接続され、この重力落下式冷却系
    プール内の冷却水を前記原子炉格納容器に格納された原
    子炉圧力容器に供給する冷却水配管が前記重力落下式炉
    心冷却系プール内の冷却水貯留位置に設けられ、前記熱
    交換器の水室から前記蒸気に同伴される不凝縮性ガスを
    サプレッションプールに排出する不凝縮性ガスベント管
    を備えた原子炉格納容器の冷却設備において、前記冷却
    水プールの底部を貫通してプール延長部を形成し、この
    プール延長部内を貫挿して前記不凝縮性ガスベント管を
    前記サプレッションプールまで延在させてなることを特
    徴とする原子炉格納容器の冷却設備。
JP5272275A 1993-10-29 1993-10-29 原子炉格納容器の冷却設備 Pending JPH07128482A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999045546A1 (de) * 1998-03-03 1999-09-10 Siemens Aktiengesellschaft Sicherheitsbehälter und verfahren zum betrieb eines kondensators in einer kernkraftanlage
CN113035397A (zh) * 2021-03-05 2021-06-25 哈尔滨工程大学 一种采用切击式吸气系统的安全壳内置高效换热器
CN113035392A (zh) * 2021-03-05 2021-06-25 哈尔滨工程大学 一种采用切击式吹气系统的安全壳内置高效换热器

Cited By (4)

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CN113035397B (zh) * 2021-03-05 2023-10-27 哈尔滨工程大学 一种采用切击式吸气系统的安全壳内置高效换热器

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