JPH09505394A

JPH09505394A - 原子炉用の受動的崩壊熱除去及び内部減圧装置

Info

Publication number: JPH09505394A
Application number: JP7512054A
Authority: JP
Inventors: オットーウィンフリードラインシュ、アーノルド
Original assignee: オットーウィンフリードラインシュ、アーノルド
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1994-10-07
Publication date: 1997-05-27
Also published as: US5398267A; DE69417267D1; DE69417267T2; EP0739530B1; EP0739530A1; WO1995010836A1

Abstract

(57)【要約】ジェット復水器（30）は、蒸気発生器（10）から混合管（50）に蒸気を注入する。混合管では、蒸気が熱交換器（32）からの冷却水と混合する。蒸気の質量流量に対する水の質量流量の比率は所定の温度と圧力の組み合わせでは比較的大きいので、蒸気は水と混合して凝縮する。次に、冷却水と凝縮液の混合物は末広管（52）に入る。この動作は、復水器ループ（39）内の動的自然対流を高め、復水器ループ（39）を流れる水を動かす力を与える。水の少量部分は蒸気発生器（10）に戻り、残りの部分は熱交換器（32）に向かって流れる。ジェット復水器（30）内の蒸気の質量流量は、蒸気発生器（10）に戻される凝縮液の質量流量と等しく、従って一定の冷却水のインベントリーを維持している。事故が起きている間、放射性核分裂生成物は閉じたジェット復水器ループ（39）内に保持される。

Description

【発明の詳細な説明】原子炉用の受動的崩壊熱除去及び内部減圧装置背景技術本発明は、原子炉安全系に関し、詳しくは、受動的な方法で作動して崩壊熱を除去する原子炉安全系に関する。原子炉では、冷却系統が極めて重要である。加圧水型原子炉（ＰＷＲ）では、冷却水が核燃料を含む原子炉容器を流れ、次いで熱交換器の一次側を流れて循環し、二次ループ内にタービンを回すための蒸気が発生する。沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）では、原子炉容器内の水が蒸気になり、この蒸気がタービンを駆動するために直接使用される。万一事故が起こった場合には、原子炉を停止しなければならない場合がある。原子炉を停止するために炉心に制御棒が挿入される。しかし、制御棒が挿入された後も原子炉は崩壊熱を発生し続ける。崩壊熱の除去は、停止後の原子炉において本質的な安全機能である。冷却系統が損傷すると、原子炉が過剰な熱を蓄積し、その熱が原子炉容器内の燃料要素を弱め、放射性物質を放出する可能性がある。受動的冷却系統は、信頼性が高く電力から独立しているため、燃料が損傷する可能性を少なくする。一般に「安全復水器（凝縮器）」又は「隔離復水器」として知られている熱除去装置は、受動的な方法で崩壊熱を除去することができる。このような装置は、熱交換器内の蒸気を凝縮させるために自然対流を利用する。この形式の対流は、海流、気象パターン及び火炎を生ずるのと同じであり、一般に、静水圧自然対流又は空気静力的自然対流として知られている。一般に、静的自然対流は、重力の影響下で流体を加熱することによって生ずる圧力差によって引き起こされる。原子炉内の受動的熱除去に静的自然対流を利用する場合の一つの欠点は、復水器を蒸気発生源より高い所に配置しなければならないことである。従って、このような装置では、原子炉のコストに加えて重大な物理的設計制約条件が課されている。また、この装置に入る非凝縮性気体が復水器に溜まり、伝熱を低下させ、結果的に静水圧対流を妨げる可能性がある。事故の間に放出される熱によって水が金属と反応するとこの装置に水素が入り、また、一次冷却系統の動作不良が起こった場合に窒素加圧タンクからの非常用冷却材が原子炉容器に注入されるとこの装置に窒素が入り得ることが知られている。フロートによって作動する弁を備えた蒸気トラップは、事故の過渡的状態の下では蒸気から気体を分離できないので、現在の復水器から非凝縮性気体を除去するために使用することができない。一次冷却ループが損傷した場合には、本願発明の発明者に付与された米国特許第４，４４４，２４６号及び第４，２８０，７９６号に開示されているように、非常用装置を使用して冷却材を加えることができる。上記の特許に記載された非常用装置は、受動的、即ち、機械的ポンプ及び非常用電源を使用することなく作動する。高温の原子炉容器に最初に冷却水が加えられると、その結果生ずる蒸気の噴出により蒸気結合を引き起こし、容器内への冷却水の流れを妨げる可能性がある。上記の特許は、復水器ループを使用して過剰な蒸気を迅速に除去することによって蒸気結合の問題を緩和する装置を開示している。この装置は、長期間にわたって崩壊熱を除去するように設計されていない。この装置では、ジェットポンプによって過剰の蒸気を凝縮させ、凝縮液を容器に戻している。このようなジェットポンプは、ノズルを介して音速又は超音速で蒸気を混合管内の水に注入する周知の装置である。蒸気は迅速に凝縮し、その結果生ずる圧縮の衝撃によって吸込みを生じ、付加的な水を混合領域に引き込む。蒸気結合の緩和を応用するジェットポンプは、冷却水及び凝縮する蒸気の付加のような非常時に対する迅速な応答を含むので、これらのジェットポンプは、最短時間で最大量の蒸気を凝縮させるように設計されている。従って、これらのジェットポンプの設計は、水に対してより多くの蒸気を供給するために、取水口の面積より大きい蒸気ノズル面積を含む設計パラメータを有する。しかし、長期間にわたって崩壊熱を除去する間に、同一の設計パラメータでも、ジェットポンプによって水が循環する熱交換器を含むループからの効率的な熱の除去が抑制されるであろう。これは、事故が起きている間の蒸気圧と温度の一時的な変化によってループの温度が実質的に変動するためである。熱の除去効率は、ループの温度が熱交換器が配置される熱シンクの温度に対して高いままであるときに最大になる。従って、長期崩壊熱除去装置がこのようなジェットポンプを使用していれば、延長された熱除去後に熱シンクの温度が熱除去の有効な温度よりも高くなり蒸気が完全に凝縮しなくなるであろう。上記の特許に記載されたようなジェットポンプを駆動するためには、高い蒸気圧力ヘッドが必要とされ、そのような圧力は、非常用冷却水が原子炉容器中に送り込まれた後の短い期間にのみ存在する。上記の特許に記載された蒸気結合緩和装置は、原子炉容器の再補充の間にのみ必要とされ、再補充は数分しかかからないが崩壊熱の除去は数時間又は数日間も行わなければならないので、長期間にわたって熱を除去するために設計されていない。事故が起きている間又は原子炉の停止後に原子炉内に生ずる温度及び圧力の全範囲で効率的に作動し続けることができる経済的な受動的熱除去装置が非常に望まれている。このような装置は、既存の原子炉設計に対して経済的かつ改善可能なものとすべきである。また、このような装置によって非凝縮性気体を除去するのが望ましい。これらの問題及び欠点は、本発明により以下に説明する方法で解決される。発明の概要本発明は、温度及び圧力の一時的な変化に拘わらず蒸気発生器から熱を最大限に確実に除去するために動的自然対流を利用している。ここで、「蒸気発生器」という用語は、タービンを作動させる蒸気を発生する原子炉の部分を指すために使用され、沸騰水型原子炉の一次ループ、加圧水型原子炉の二次ループ、又は他のタイプの原子炉における同様の構造のいずれでもよい。ジェット復水器によって蒸気発生器から比較的狭い混合管に蒸気が注入され、そこで蒸気が熱交換器からの冷却水と混合される。蒸気の質量流量に対する水の質量流量の比率は所定の温度と圧力の組み合わせでは比較的高いので、蒸気は水と混合すると完全に凝縮する。後述する理由のために、好ましい流量比は、従来復水器装置において最適であると考えられていたこの技術の当業者のものよりも実質的に高くなっている。次に、冷却水と凝縮液の混合物は、末広管又はディフューザ、即ち、直径が徐々に増大する管に入る。後述するように、この動作は、復水器ループ内の動的自然対流を高め、復水器ループを流れる水を動かす力を与える。水の少量部分は蒸気発生器に戻され、残りの水は熱交換器に向けられる。ジェット復水器内の蒸気の質量流量は、蒸気発生器に戻される凝縮液の質量流量と等しく、従って、一定の冷却水のインベントリーを維持している。事故が起きている間、放射性核分裂生成物は閉じた復水器ループ内に保持される。上記の特許に記載された蒸気結合緩和装置のような他の受動的復水器装置と異なり、本発明のジェット復水器は、長期間にわたり且つ広範囲の一時的な圧力及び温度にわたって動的自然対流を維持できる。本発明では、熱交換器を含むループが熱シンクよりも高い温度のままであるので、一時的な温度及び圧力の状態下で安定である。水の質量流量は蒸気の質量流量に対して十分に大きく、水の温度が高温であっても蒸気を完全に凝縮させるので、そのループと熱シンクとの間の正の温度差を保持できる。従って、温度の一時的な変化は、この装置から熱シンクまでの熱を除去することからなる熱除去プロセスを破壊しない。上述したように、ジェット復水器に入る水の質量流量は、混合管を通る混合物の質量流量のうちの大部分にすべきである。従って、この装置は、温度が低すぎて他の受動的熱除去装置が効率的に作動しないような温度でも、停止後長期間にわたって原子炉から崩壊熱を除去し続けることができる。停止している装置において停滞状態下では動的な力が現れ得ないので、始動装置によって動的自然対流を起こさなければならない。始動装置は、入ってくる蒸気の圧力に対して混合管の入口端における水の圧力を減少させる。圧力差を生ずるどのような始動装置であっても適当に使用できるが、図示した実施例における始動装置では、動的自然対流を維持できるまで、重力に基づいて瞬間的に静水圧自然対流を引き起こしている。この重力ベースの装置は、水柱を含む混合管の下流の管からなる。ノズルの上流の弁が開くと、水柱の重量によって、蒸気を高速で出すノズル内に吸込みが生ずる。本発明は、高い蒸気圧でも低い蒸気圧でも作動するので、蒸気発生器からより多くの崩壊熱を除去するように設計できる。従って、米国特許第４，４４４，２４６号及び４，２８０，７９６号に記載されたような方法で蒸気発生器を減圧することもできる。蒸気発生器内に高圧の蒸気が存在する場合には、蒸気発生器とジェット復水器との間の弁を開いて、蒸気を音速で混合管中に吐き出すことができる。その結果混合管中に生ずる圧縮の衝撃により蒸気を凝縮させ、混合された流体に運動エネルギーを与える。本発明は、安全復水器又は隔離復水器として知られている従来の受動的崩壊熱除去装置に重要な利点を与えている。安全復水器は、静的自然対流の原理の下で作動する。静的自然対流は、低い所にある流体に熱を加えるとともに高い所にある流体から熱を除去することによって流体の運動を引き起こす。地表面から約５０フィートの高さにある蒸気発生器の水位の上方に数千ガロンの水を含む復水器を配置しなければならないので、地震による損傷に耐えられる大型構造部材によって復水器を支持しなければならない。大型の支持構造は、安全復水器装置の費用を増大させるのみならず、一般にそのような構造のための空間がない既存の原子炉に適用することは殆ど不可能である。本発明は、安全復水器のように、静的自然対流よりも動的自然対流の原理の下で作動する。動的自然対流は、静水圧自然対流に類似した方法で、低速で流体に熱を加えるとともに高速で流体から熱を除去することによって流体の運動を引き起こす。本発明では、蒸気発生器内に発生した低速の蒸気は、ノズルを通って狭い混合管内に吐き出されるときに加速し、高速で凝縮するときに混合物の密度を増大させる。次いで、高密度の混合物は、混合管を出るときに減速し、末広管を流れる。低密度の流体の加速と高密度の流体の減速は、低速の流体への加熱と高速の流体からの熱の除去に基づくポンプ作用を生ずる。安全復水器とは対照的に、本発明の熱交換器は、蒸気発生器内のコラプス水位よりも低い所に配置することができ、高い所に配置しなければならないのは、熱交換器及び熱シンクと比較して比較的小さく軽量のジェット復水器のみである。従って、本発明によれば、複雑で費用のかかる支持構造を必要とせず、容易に既存の原子炉に適用することができる。以下の明細書の記載、請求の範囲及び添付図面を参照すれば、上記のこと及び本発明の他の特徴及び利点がさらに明らかになるであろう。図面の簡単な説明本発明をさらに理解するために、添付図面に示される以下の実施例の詳細な説明を参照する。図中、図１は受動的崩壊熱除去及び減圧装置の概略図であり、図２はジェット復水器の断面図であり、図３はジェット復水器の設計基準を示すグラフである。実施例の詳細な説明図１において、蒸気発生器１０は、組み合わされた配管を備えた核熱源１２と、この技術において知られている他の構造を有する。核熱源１２は、熱を発生し、通常冷却水１４に浸されている。熱は、冷却水１４を沸騰させ、蒸気を発生させ、その蒸気は蒸気出口管１８に接続された蒸気発生器１０の出口１６から出る。蒸気は蒸気出口管１８を流れ、主蒸気遮断弁２０を介して（図示しない）タービン及び復水器に到達する。蒸気は、水戻り管２２を介して復水器から水として戻され、蒸気発生器１０の入口２４に入る。当業者によって理解されるように、冷却水１４は、原子炉が作動している間に一定に沸騰する。コラプス水位２６は、蒸気の容積を引いて同じ質量の飽和水を加えることにより得られる沸騰二相混合物の仮想の水位を示している。本発明は、蒸気出口管１８から蒸気を受け入れる弁２８と、弁２８を介して受け入れた蒸気を凝縮させるジェット復水器３０と、冷却槽のような適当な熱シンク３４に熱を捨てる熱交換器３２とからなる。熱交換器３２は、熱交換器入口管３６及び熱交換器出口管３８に接続されている。従って、熱交換器入口管３６と熱交換器出口管３８と熱交換器３２とジェット復水器３０の一部によって、熱交換器ループ３９が形成される。ジェット復水器３０は受け入れられた蒸気を完全に凝縮させるので、ループ３９は水のみを含み蒸気を含まない。大部分の水はループ３９内に残り、熱交換器３２を通って循環するが、凝縮した蒸気と同質量の少量の水が、逆止弁４０を介して水戻り管２２に戻る。従って、熱交換器ループ３９内の水の質量は一定のままである。図２は、ジェット復水器３０をさらに詳細に示している。ジェット復水器３０は、ジェット復水器３０の本体４６内のノズル４４まで延びるジェット復水器蒸気入口４２を有する。また、ジェット復水器３０は、熱交換器出口管３８から冷却された水を受け入れるジェット復水器水入口４８を有する。始動弁２８が開口すると、蒸気がノズル４４を通って細い混合管５０に流れ込む。混合管５０の長さは、好ましくはその直径の１０乃至１２倍である。混合管５０の出口に配置されたディフューザ５２は、混合管５０の直径から熱交換器入口管３６の直径まで徐々に増大する直径を有する。２つの現象が水を熱交換器ループ３９内に流す圧力上昇に寄与できる。まず第１に、蒸気はノズル４４を通って混合管５０に吐き出されるときに加速し、高速で凝縮するときに混合物の密度を増大させる。次いで、高密度の混合物は、混合管５０を出るときに減速して、ディフューザ５２を流れる。低密度の混合物の加速及び高密度の混合物の減速によって所望のポンプ効果が生ずる。第２に、蒸気を凝縮させ且つ衝撃の上流の混合物の圧力より高い圧力で蒸気と水の混合物を過冷却液に戻す混合管５０内に圧縮の衝撃が起こり得る。ジェット復水器３０は、動的自然対流を維持するとともに圧力及び温度の過渡的状態の下で効率的に熱を捨てるために、新規な設計基準に従って設計される。その基準の重要な効果は、過渡的状態の間のどのような時でも、蒸気発生器１０内の温度がかなり低くなって長期間作動した後でも、熱交換器３２内の水が熱シンタ３４の温度よりも高い温度に維持されるように組み合わされることである。効率的な伝熱はこの正の温度差の結果である。ジェット復水器の設計基準は、図３のグラフによって示されている。特定の原子炉に応用するためのジェット復水器３０の最適な設計は、停止後の冷却期間中にジェット復水器入口に現れることが期待される温度及び圧力に依存する。図３の各々の曲線は、曲線上の各々の点及び曲線上方の各々の点における温度と圧力の組み合わせこのような曲線の全系統群は上記の不等式によって数学的に表現できる。ここで、Ｔはセルシウス度の単位であり、Ｐはバールの単位である。この基準が１８，０００より小さい場合には、必要な期間にわたって崩壊熱を確実に除去することが保証できなくなる。最適なレベルが約３０，０００であることが実験的に決定された。従って、熱交換器出口管３８内の水の温度（Ｔｏ）を決定し、それを熱交換器出口管３８内の圧力（Ｐｏ）とともに上記の不等式中Ｔ及びＰに代入して質量流量比を求めることによって、適当なジェット復水器３０を設計することができる。より大きな事故がない場合には、崩壊熱を除去するように原子炉が停止した後に温度及び圧力が減少するので、温度Ｔｏ及び圧力Ｐｏは、崩壊熱を除去するために本発明が必要とされる最大の温度及び圧力を示している。流体力学の周知の原理により、温度（Ｔ）及び圧力（Ｐ）の減少は、それ自体密度とともに、即ち、圧力及び温度とともに変化する質量流量比の増加によって相殺されるので、上記の不等式は、停止後の期間でも依然として成り立つ。要するに、当業者は、標準的な流体力学の方法を用いて温度Ｔｏ及び圧力Ｐｏにおける所望の質量流量比を有するジェット復水器３０を容易に設計することができる。従って、本発明は、崩壊熱を除去できるだけでなく、蒸気発生器１０を減圧することもできる。蒸気発生器１０内に十分に大きな蒸気圧力ヘッドが存在すると、開口弁２８は、上述した従来の蒸気結合緩和装置と同様な方法で本発明の動作を生ずる。また、本発明は始動装置も含む。停滞状態下の開口弁２８は、冷却材ループ３９内で水を循環させることができない。動的自然対流は、他の物理的作用によって起こさなければならない。混合管５０の上流端の水の圧力に対して下流端の水の圧力を減少させる始動装置が好ましい。図１では、好ましい始動装置は、静水圧又は重力に基づく装置である。この好ましい始動装置では、ノズル４４は、蒸気発生器１０内のコラプス水位２６の上方の高さ（Δｈ）に配置される。Δｈの値は、好ましくは０．８乃至６．０メートルである。始動弁２８はノズル４４よりも高い所に配置される。本発明を開始する前に、始動弁２８とノズル４４との間の空間は水で満たされている。弁２８を開けると、高さΔｈの水柱によって生ずる静水圧差によって水が押され、蒸気になって混合管５０を通り、逆止弁４０及び水戻り管２２を介して容器１０に導入される。上述したように、混合作用は圧力差を生じ、ループ３９内の流れを引き起こす。数秒後に始動が完了し、その間に蒸気と水が最大速度に達するまで加速する。上述したように、好ましい始動装置は静水圧である。しかし、一旦水と蒸気が設計速度に達すると、ジェット復水器３０によって発生する動的な力及び対応する圧力上昇は、ループ３９内の静水圧より大きい。この点でポンプ能力の大部分は混合管５０内の水に音速で蒸気を注入する熱力学的プロセスによって発生するが、混合管５０、ディフューザ５２および熱交換器入口管３６の一部の中の水柱の重量によって生ずる静水圧差は、依然としてループ３９内の水の循環に寄与する。実際には、部分負荷、即ち、減少した装置圧力で、この静水圧の寄与は比較的重要なものとなる。従って、本発明の範囲及び作動の安定性は、静力学的作用と流体力学的作用とを組み合わせて利用することによって改良される。また、本発明では、ループ３９から非凝縮性気体を除去することもできる。非凝縮性気体の除去は本発明の重要な利点である。熱交換器３２内の非凝縮性気体の量が少量であっても、かなり伝熱を低下させることができる。従来の受動的崩壊熱除去装置では、非凝縮性気体の除去は復水器内の蒸気の存在によって妨げられる。蒸気を放出することなく非凝縮性気体を流出させるためには、一般に熱力学的装置が必要となる。しかし、本発明では、ループ３９が水だけを含み蒸気を含まないので、非凝縮性気体を除去するためにフロートにより作動する蒸気トラップ５４を使用することができる。（ループ３９が通常非凝縮性気体のみを含み蒸気を含まないとしても周知の装置が特定されるので、ここでは蒸気トラップという用語を使用した。）蒸気トラップ５４は、熱交換器３２内又はループ３９の他の適当な所に配置することができる。本発明の開示により当業者が容易に本発明の他の具体化及び変更をし得ることは明らかである。従って、本発明は、上記明細書の記載及び添付図面を考慮した場合におけるこのような他の具体化及び変更のすべてを含む以下の請求の範囲によってのみ限定されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年３月２９日【補正内容】補正された請求の範囲１．蒸気発生器を備えた原子炉用の受動的熱除去装置であって、熱交換器入口と熱交換器出口を備え、熱シンクに熱を捨てる熱交換器と、温度（Ｔ）の水を受け入れるジェット復水器水入口と、圧（Ｐ）の蒸気を受け入れるジェット復水器蒸気入口と、混合された流体を発生させる混合部と、前記混合部内において前記水を前記蒸気に注入するノズルとを有するジェット復水器と、前記熱交換器及び前記ジェット復水器によって形成されるループ内に動的自然対流を起こす始動手段とからなり、前記熱交換器入口が前記混合された流体の一部を受け入れるとともに、前記蒸気発生器が前記混合された流体の残りの部分を受け入れ、且つ以下の式を満たすようにした原子炉用受動的熱除去装置。（ここで、Ｔはセルシウス度の単位、Ｐはバールの単位である）２．さらに、前記ループ内に配置されて前記水から非凝縮性気体を除去する蒸気トラップを含む請求項１に記載の受動的熱除去装置。３．前記ループが、前記熱交換器入口と前記ジェット復水器水入口との間に第１の脚部を有するとともに、前記復水器混合部と前記熱交換器入口との間に第２の脚部を有し、前記蒸気トラップが前記第１の脚部に配置される請求項２に記載の受動的熱除去装置。４．前記蒸気トラップがフロートにより作動する請求項３に記載の受動的熱除去装置。５．前記蒸気発生器がコラプス水位を有し、前記始動手段が、前記ノズルの位置に第１の端部を有するとともにコラプス水位と同じ高さに第２の端部を有する水柱からなり、前記第１の端部が前記第２の端部より高い位置にある請求項１に記載の受動的熱除去装置。６．前記始動手段が、さらに前記蒸気発生器と前記ジェット復水器との間に配置された弁を含む請求項５に記載の受動的熱除去装置。７．前記弁が前記ノズルより高い所に配置される請求項６に記載の受動的熱除去装置。８．前記第１の端部が前記第２の端部より０．８乃至６．０メートル高い位置に配置される請求項７に記載の受動的熱除去装置。９．さらに、前記ループ内に配置されて前記水から非凝縮性気体を除去する蒸気トラップを含む請求項７に記載の受動的熱除去装置。１０．前記蒸気トラップが、前記熱交換器入口と前記ジェット復水器水入口との間に配置される請求項９に記載の受動的熱除去装置。１１．前記蒸気トラップがフロートにより作動する請求項１０に記載の受動的熱除去装置。１２．蒸気発生器を備えた原子炉用の受動的熱除去装置であって、熱交換器入口と熱交換器出口を備え、熱シンクに熱を捨てる熱交換器と、温度（Ｔ）の水を受け入れるジェット復水器水入口と、圧（Ｐ）の蒸気を受け入れるジェット復水器蒸気入口と、混合された流体を発生させる混合部と、前記混合部内において前記蒸気を前記水に注入するノズルとを有するジェット復水器と、前記蒸気発生器と、前記熱交換器と前記ジェット復水器により形成されるループ内に動的自然対流を起こす始動手段とからなり、前記ループ内の一部の水が前記始動手段の起動前に前記蒸気圧（Ｐ）と等しい圧力を有し、前記熱交換器入口が前記混合された流体の一部を受け入れるとともに、前記蒸気発生器が前記混合された流体の残りの部分を受け入れるようにした原子炉用受動的熱除去装置。１３．さらに、非圧縮性気体を除去する蒸気トラップを含む請求項１２に記載の受動的熱除去装置。１４．前記蒸気トラップがフロートにより作動する請求項１３に記載の受動的熱除去装置。１５．前記蒸気発生器がコラプス水位を有し、前記始動手段が、前記ノズルの位置に第１の端部を有するとともにコラプス水位と同じ高さに第２の端部を有する水柱からなり、前記第１の端部が前記第２の端部より高い位置にある請求項１２に記載の受動的熱除去装置。１６．前記始動手段が、さらに前記蒸気発生器と前記ジェット復水器との間に配置された弁を含む請求項１５に記載の受動的熱除去装置。１７．前記弁が前記ノズルより高い所に配置される請求項１６に記載の受動的熱除去装置。１８．前記第１の端部が前記第２の端部より０．８乃至６．０メートル高い位置に配置される請求項１７に記載の受動的熱除去装置。

Claims

【特許請求の範囲】１．蒸気発生器を備えた原子炉用の受動的熱除去装置であって、熱交換器入口と熱交換器出口を備え、熱シンクに熱を捨てる熱交換器と、温度（Ｔ）の水を受け入れるジェット復水器水入口と、圧（Ｐ）の蒸気を受け入れるジェット復水器蒸気入口と、混合された流体を発生させる混合部と、前記混合部内において前記水を前記蒸気に注入するノズルとを有するジェット復水器と、前記熱交換器及び前記ジェット復水器によって形成されるループ内に動的自然対流を起こす始動手段とからなり、前記熱交換器入口が前記混合された流体の一部を受け入れるとともに、前記蒸気発生器が前記混合された流体の残りの部分を受け入れ、且つ以下の式を満たすようにした原子炉用受動的熱除去装置。（ここで、Ｔはセルシウス度の単位、Ｐはバールの単位である）２．さらに、前記ループ内に配置されて前記水から非凝縮性気体を除去する蒸気トラップを含む請求項１に記載の受動的熱除去装置。３．前記蒸気トラップが前記熱交換器入口と前記ジェット復水器水入口との間に配置される請求項２に記載の受動的熱除去装置。４．前記蒸気トラップがフロートにより作動する請求項３に記載の受動的熱除去装置。５．前記蒸気発生器がコラプス水位を有し、前記始動手段が、前記ノズルの位置に第１の端部を有するとともにコラプス水位と同じ高さに第２の端部を有する水柱からなり、前記第１の端部が前記第２の端部より高い位置にある請求項１に記載の受動的熱除去装置。６．前記始動手段が、さらに前記蒸気発生器と前記ジェット復水器との間に配置された弁を含む請求項５に記載の受動的熱除去装置。７．前記弁が前記ノズルより高い所に配置される請求項６に記載の受動的熱除去装置。８．前記第１の端部が前記第２の端部より０．８乃至６．０メートル高い位置に配置される請求項７に記載の受動的熱除去装置。９．さらに、前記ループ内に配置されて前記水から非凝縮性気体を除去する蒸気トラップを含む請求項７に記載の受動的熱除去装置。１０．前記蒸気トラップが、前記熱交換器入口と前記ジェット復水器水入口との間に配置される請求項９に記載の受動的熱除去装置。１１．前記蒸気トラップがフロートにより作動する請求項１０に記載の受動的熱除去装置。１２．蒸気発生器を備えた原子炉用の受動的熱除去装置であって、熱交換器入口と熱交換器出口を備え、熱シンクに熱を捨てる熱交換器と、温度（Ｔ）の水を受け入れるジェット復水器水入口と、圧（Ｐ）の蒸気を受け入れるジェット復水器蒸気入口と、混合された流体を発生させる混合部と、前記混合部内において前記蒸気を前記水に注入するノズルとを有するジェット復水器と、前記熱交換器及び前記ジェット復水器によって形成されるループ内に動的自然対流を起こす始動手段と、前記ループ内に配置されて非凝縮性気体を除去する蒸気トラップとからなり、前記熱交換器入口が前記混合された流体の一部を受け入れるとともに、前記蒸気発生器が前記混合された流体の残りの部分を受け入れるようにした原子炉用受動的熱除去装置。１３．前記蒸気トラップが前記熱交換器入口と前記ジェット復水器水入口との間に配置される請求項１２に記載の受動的熱除去装置。１４．前記蒸気トラップがフロートにより作動する請求項１３に記載の受動的熱除去装置。１５．前記蒸気発生器がコラプス水位を有し、前記始動手段が、前記ノズルの位置に第１の端部を有するとともにコラプス水位と同じ高さに第２の端部を有する水柱からなり、前記第１の端部が前記第２の端部より高い位置にある請求項１２に記載の受動的熱除去装置。１６．前記始動手段が、さらに前記蒸気発生器と前記ジェット復水器との間に配置された弁を含む請求項１５に記載の受動的熱除去装置。１７．前記弁が前記ノズルより高い所に配置される請求項１６に記載の受動的熱除去装置。１８．前記第１の端部が前記第２の端部より０．８乃至６．０メートル高い位置に配置される請求項１７に記載の受動的熱除去装置。