JPH11509319A - 原子炉容器の一体形防護手段を構成する断熱障壁及び中性子遮蔽体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 原子炉設備（１）の原子炉容器（３）は、原子炉キャビティ（19）内でコールドレッグノズル（11）から吊り下げられている。下部断熱障壁（23）が、原子炉容器（３）から間隔を置いて設けられていて、室（29）が形成されており、重大事故の場合には、受動式弁装置（43）を介して室（29）を冷却水で満たして原子炉容器を直接冷却することができる。受動式弁装置は又、断熱障壁の上端部に設けられていて、蒸気を放出する双安定ベント（59）を含む。ノズル（９,11）の下で原子炉キャビティ（19）の上端部の周りに延びる着脱自在なモジュール式中性子遮蔽体（89）が、原子炉容器（３）の外面と協働して迷路状チャンネル（109）を形成し、この迷路状チャンネルは、中性子ストリーミングを減少させると共に重大事故の際には蒸気を逃がすための通路となり、原子炉の通常運転中は断熱障壁の外部で原子炉キャビティ壁（31）に沿って循環する冷却用空気の通路となる。

Description

【発明の詳細な説明】 原子炉容器の一体形防護手段を構成する断熱障壁及び中性子遮蔽体 発明の背景 発明の属する技術分野 本発明は、原子炉内の中性子ストリーミングからの断熱及び防護を行うと同時 に炉心材料が溶解する重大事故の場合に、原子炉容器を受動的に冷却水で包囲す ることができる装置に関する。従来技術の説明 原子炉設備の原子炉容器は、原子炉の炉心中で生じた高中性子束及び放射線か ら作業員及び周囲領域を保護するための生体遮蔽を備えなければならない。典型 例を説明すると、商用原子力プラントでは、この生体遮蔽は、原子炉容器がその 入口ノズルを支持体で支持した状態で吊り下げるキャビティを画定する格納容器 内の分厚いコンクリート構造物で構成される。原子炉キャビティのコンクリート 壁を高温から保護すると共に作業の熱効率を考慮して、原子炉容器は、断熱手段 を備えている。代表的には、断熱材が原子炉容器の外面に直接施される。このた めに、原子炉容器の溶接部を定期的に点検する際、断熱材を取り外す必要がある 。米国特許第５，２６８，９４４号は、形状が八角形の断熱パネルが直立した円 筒形原子炉容器の周りに配置され、それにより、断熱材を取り外さないでも遠隔 操作の点検機器が溶接部を検査できる空間又はスペースが得られる。 断熱材を設けることに加えて、冷却用空気を原子炉キャビティの壁全体に沿っ て循環させるのが通例である。この冷却用空気は、原子炉容器支持体を通って原 子炉キャビティから横方向に流出する。 原子力プラントの設計者にとってもう一つの考慮すべき事項は、原子炉キャビ ティからの上方への中性子の流出又は漏出である中性子ストリーミングである。 典型例では，入口ノズル及び出口ノズルの上方で原子炉容器の周りには中性子吸 収材料が設けられている。しかしながら、防護領域が広ければ広いほど、それだ け一層炉心から離れたところで中性子流を遮断する必要がある。 本出願人は、受動式防護システム、即ち、原子炉運転中の異常状態に応動する のに人間の介在を必要としないシステムを備えた原子力発電プラントの設計を開 発した。最近では、炉心のメルトダウン、即ち炉心融解を前提とする重大事故に 対する受動式応答に関心が向けられている。原子炉容器の健全性は、もし原子炉 容器を自由に蒸発して熱を蒸気として運び去ることができる冷却水中に浸漬すれ ば維持できる。現在利用できる受動式システムのうち一つは、原子炉キャビティ を冠水させるために格納容器内に保持されている燃料交換用の多量の水を利用し ている。炉心が溶解するような重大事故の場合、多量の冷却水を原子炉容器に直 接使用することが肝要である。 したがって、重大事故に応動し、蒸発して原子炉キャビティから放散させるこ とができる冷却水中に直接、原子炉容器を受動的に浸漬できる装置が要望されて いる。 また、原子炉キャビティのコンクリート壁を防護するために原子炉容器を断熱 し続けることが要望されている。 また、原子炉容器自体を冷却しないで、原子炉キャビティの壁を空気で冷却し 続けることが要望されている。 また、原子炉キャビティ外部の場所への中性子ストリーミングが生じないよう 防護を行うことが要望されている。 また、人間の介在を必要としないで、上記要望を全て同時に、経済的且つ確実 に満たす必要がある。 発明の概要 上記要望及び他の要望は、原子炉容器の断熱、中性子ストリーミングを減少さ せる中性子遮蔽、及び原子炉の通常運転中における原子炉キャビティの壁の空気 による冷却を行う装置に関する本発明によって満たされる。本発明の装置は又、 原子炉容器に冷却水を直接使用できると共に重大事故の際に結果として生じる蒸 気を逃がすことができる。断熱障壁が、原子炉キャビティ内に吊り下げられてい る原子炉容器の一部から間隔を置いた状態でこれを包囲している。断熱障壁は又 、原子炉キャビティの壁から間隔を置いて位置していて、通常運転中、冷却用空 気を原子炉キャビティ壁に沿って循環させることができるようになっている。重 大 事故の際、冷却水は、原子炉容器と断熱障壁との間の室内へ、好ましくは、高温 状態の原子炉容器により冷却水の蒸発によって生じた蒸気を断熱障壁の上端部の ところで放出する受動式手段から成る冷却手段によって注入される。受動式手段 は、断熱障壁の下方逆円錐形部分に位置したノズル内に設けられている第１の弁 手段を含む。この第１の弁手段は、弁座に着座したままで通常運転中における室 内への冷却用空気の流入を遮断するほどの重量を有しているが、浮力を有してい て、重大事故に応答して冷却水が原子炉キャビティ内へ注入されると、弁座から 離れ、それにより冷却水を原子炉容器の周りで室内へ注入する一又は二以上の弁 部材を有する。 受動式手段は又、断熱障壁の上方円筒形部分の上端部に設けられていて、室を 通気させるよう蒸気によって開放される第２の弁手段を更に含む。第２の弁手段 は、蒸気圧によって閉鎖位置から開放位置に動作する双安定弁部材を含む。好ま しくは、双安定弁部材は、その下端部に隣接して位置した水平軸線の周りに回動 し、閉鎖位置が垂直線の一方の側にある状態で配置され、蒸気圧によって動作し て垂直線を通過して開放位置に至り、ここで再設定されるまでそのままの状態で いる。 中性子遮蔽体は、原子炉キャビティの上端部に隣接した原子炉容器の周りでノ ズルの下方に延びる着脱自在なモジュール式遮蔽体である。この着脱自在なモジ ュール式中性子遮蔽体は、その内縁部に上方且つ外方にテーパした表面を有し、 このテーパ面は、原子炉キャビティの壁と断熱障壁との間の空間から延びる迷路 状チャンネルを形成するようノズルの下において原子炉容器に設けられた上方且 つ外方にテーパした表面に対向した状態でこれから間隔を置いて位置している。 この構成により、通常運転中は冷却用空気を逃がし、重大事故の際は蒸気を逃が すと同時に中性子ストリーミングを減少させることができる。 好ましくは、断熱障壁の上端部は、中性子遮蔽体の下で上方且つ内方にテーパ している。有利には、断熱障壁と原子炉容器との間の室内で生じた蒸気を放出す るこの第２の双安定弁手段が配置されるのは、このテーパ面内である。 本発明によれば、断熱障壁と中性子遮蔽体は互いに協働して、中性子ストリー ミングの減少に加えて通常運転中における原子炉容器のための熱保持及び原子炉 キャビティ壁の空気による冷却を行う。重大事故の際、断熱障壁及び中性子遮蔽 体は、原子炉容器の水による直接的な冷却及び生じた蒸気の放出を行うことがで きる。 図面の簡単な説明 本発明の内容は、添付の図面と関連して好ましい実施形態についての以下の説 明を読むと完全に理解されよう。 図１は、本発明を具体化した原子炉設備の縦断面図である。 図２は、想像線の上の上半分は、図１に示す原子炉設備のノズルの上方から見 た平面図、下半分はノズルの下方に見た平面図である。 図３は、図１の下方部分の拡大部分図であり、冷却水を断熱障壁と原子炉容器 との間の空間に注入できる弁を示している図である。 図４は、蒸気を原子炉容器と断熱障壁との間の室から逃がすことができる弁を 示すと共にホットレッグノズルの谷設けられた本発明の中性子遮蔽体を示す拡大 部分図である。 図５は、図１の原子炉設備の５−５線矢視断面図である。 図６は、図１の原子炉設備の６−６線矢視断面図である。 図７は、本発明の断熱障壁の詳細な構造を示す部分側面図である。 図８は、コールドレッグノズルの下に設けられていて、本発明の中性子遮蔽体 の一部の拡大部分図である。 好ましい実施の形態の説明 図１は、改良形加圧水型原子炉（ＡＰＷＲ）の形態の原子炉設備１の該当部分 を示している。原子炉は、半球形の下端部５を備えた直立の円筒形容器３を有し ている。原子炉容器３は、核分裂性物質からなる炉心７を収容している。周知の ように、軽水の形の原子炉冷却材が、炉心を通って循環する。高温の冷却材は、 ホットレッグノズル９を通って排出され、蒸気発生器（図示せず）を通って循環 し、蒸気発生器は、冷却材中の熱を利用してタービン発電機（図示せず）のため の蒸気を発生する。冷却材は、コールドレッグノズル１１を通って原子炉容器３ に戻される。例示のプラントは、２ループ型構成のものであり、即ち、単一の原 子炉が加熱状態の冷却材を２つの蒸気発生器のために供給する。図２に示すよう に、各ループは、ホットレッグノズル９に連結された１つのホットレッグ１３及 びコールドレッグノズル１１に連結された２つのコールドレッグ１５を有してい る。図２は１ループ型のためのノズル構成を示しているにすぎないが、他のルー プの対応のノズルは直径方向反対側に配置されている。 原子炉容器３は、コールドレッグノズル１１を支持した４つの支持体１７によ って原子炉キャビティ１９内に吊り下げられた状態で支持されている。容器が支 持されるノズル室２０は矩形であり、原子炉容器１９は平面図で見て八角形であ る。原子炉キャビティ１９は、ぶ厚いコンクリート構造物２１によって構成され 、このコンクリート構造物は、作業員及び隣接の構造物及び機器を原子炉の炉心 ７内で生じる高中性子束及び放射線から保護する生体遮蔽を形成している。 原子炉容器３は、全体として円筒形の上方部分２５及び逆円錐形下方部分２７ を備えた下方断熱障壁２３を備えている。断熱障壁２３は、原子炉容器３から間 隔を置いて位置していて室２９が形成されている。断熱障壁２３は、熱効率のた めに原子炉容器３を断熱し、しかも原子炉キャビティ１９のコンクリート壁３１ を原子炉容器の外面の高温から保護する。加うるに、トンネル３３を通って原子 炉キャビティ１９の底部に導入された冷却用空気は、矢印３５で示すように壁３ １に沿って壁と断熱障壁２３との間の空間３７を通って上方に流れる。空気のた めの放出経路について以下に詳細に説明する。 冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ）の場合、冷却水を冷却水トンネル３９を通って原 子炉キャビティ１９内に注入する。炉心７が融解して原子炉容器の半球形下端部 ５に向かって沈下するような重大事故の場合、冷却水が原子炉容器３と直接接触 することが必要不可欠である。他方、非事故条件下にあっては、冷却用空気はキ ャビティ壁３１に沿って流れるだけにすべきであり、原子炉容器３に接触しては ならない。したがって、室２９内への空気の流入を阻止するが、冷却水の注入を 可能にする自動式弁装置４１が設けられている。原子炉容器が高温であるために 冷却水は蒸発し、それゆえ自動式弁装置はまた、蒸気を逃がすことができなけれ ばならない。かくして、自動式弁装置４１は、断熱障壁２３の逆円錐形部分２７ の下端部に設けられているノズル４５内に取り付けられた第１の炉心入口弁４３ を有している。冷却水は、逆円錐形部分２７を支持する円錐形スカート４９内に 設けられた開口部４７を通って入口弁４３に到達する。原子炉容器キャビティ１ ９のコンクリート床を原子炉容器の高温から保護するための断熱材５１が設けら れている。 弁４３は、図３に一層詳細に示されている。この弁は、重力で弁座５５に着座 する複数の好ましくは球形の弁要素５３を有している。弁要素５３は、冷却用空 気３５の流れによって浮き上がって弁座５５から離れることのないほどの重量を 有している。しかしながら、弁要素５３は浮力があるので、原子炉キャビティ１ ９内に注入される冷却水のレベルの上昇により浮き上がって弁座から離れる。弁 要素５３は、ケージ５７によってそれぞれの弁座と整列状態に維持される。これ ら弁の総入口面積は一般に、弁４３前後の無視できるほどの圧力降下を維持する よう設定されている。その結果、断熱障壁の内外の水頭の差に起因して、断熱障 壁２３に加わる正味の力は本質的には０である。 入口弁４３を通って室２９に流入する冷却水は、原子炉容器３から熱を吸収し て蒸気を発生するが、この蒸気は抜く必要がある。この目的のため、自動式弁装 置４１は、断熱障壁２３の円筒形上方部分２５の上端部に隣接して位置決めされ た第２の出口弁５９を有している。図１の左側から理解できるように、断熱障壁 ２３の上方部分は、原子炉容器に向かって上方且つ内方にテーパしたセクション 又は面部６１を有している。図４の拡大部分図を参照すると、原子炉容器と断熱 障壁２３との間の室２９と断熱障壁と原子炉キャビティ１９の壁３１との間の空 間とを連通させる開口部６３が、このテーパセクション６１の部分に設けられて いることが分かる。出口弁５９は各々、水平に回動するヒンジ６７の周りに下端 部の近くで回動するフラッパ弁要素６５を有している。弁要素６５の上端部及び これに隣接した断熱障壁２３のテーパセクション６１の縁部は、さねはぎ継ぎに より互いに連結されていて、出口弁５９の各々は、重力の作用のもとで閉鎖状態 になっている。フラッパ弁要素６５は浮力があるので、室２９内で上昇する水、 恐らくは蒸気によりフラッパ弁要素６５は垂直線６９を通って図４の破線で示す 開放位置までヒンジ６７の周りに回転する。図１及び図５から分かるように、出 口弁５９はホットレッグノズル９の下に設けられているに過ぎない。 断熱障壁２３の上方円筒形部分２５は、図５〜図７で分かるようにセクター ７１の状態で構成されている。８つのセクター７１は各々、原子炉容器キャビテ ィ１９の８つの側壁３１のそれぞれと整列している。従前通り、８つの管状炉外 検出器ユニット７３が、六角形原子炉キャビティ１９のコーナーの各々の中に設 けられている。断熱障壁２３のセクター７１は各々、次々に上に積み重ねられた 多数のセクション７５を有している。各セクション７５は、上方フレーム部材７ ７及び下方フレーム部材７９を有し、これらフレーム部材は各々、弧状の内縁部 及び真っ直ぐな外縁部を有している。上方及び下方のフレーム部材７５，７７は 、垂直チャンネル８１によってそれらの端が連結されており、この垂直チャンネ ルは管状炉外検出器ユニット７３に係合した状態でこの上を摺動できる。上方フ レーム部材７７と下方フレーム部材７９との間のブレース８３が、セクション７ ５を補剛している。弧状断熱パネル８５が、フレーム部材７７，７９にクリップ 留めされている。各セクター７１内の積重ね状態のセクション７５は、隣合うフ レーム部材を貫通するボルト８６によって互いに固定されている。断熱障壁２３ の円筒形部分２５のセクションは、原子炉容器キャビティ１９の底部から挿入さ れ、ブラケット８７によって定位置に保持される。コールドレッグノズル１１の 下のセクターのための追加の支持体が設けられており、これについては後述する 。 原子炉容器キャビティ１９の上縁部のところにおいて原子炉容器３と生体遮蔽 ２１との間で、ノズル９．１１の下に配置された着脱自在なモジュール式遮蔽リ ング８９の形態の中性子遮蔽手段又は遮蔽体が設けられている。これにより、中 性子遮蔽手段は、ノズルのための厚肉取付け部を構成するように原子炉容器の壁 の外面９１が上方且つ外方にテーパしている原子炉容器の高さ位置に配置される 。薄い断熱層９３がこのテーパ表面９１に直接被着されていて、断熱障壁２３に 結合するよう下方に延びると共に厚い円筒形上方断熱障壁９５に結合するよう上 方に延びている。この構成は図８で最もよく分かる。 遮蔽リング８９は、コールドレッグノズル１１の下のセクター内の大きな単一 モジュール９７と、セクター７１の残部内の多数の小さなモジュール９９とで構 成されている。小さなモジュール９９の取付け状態が、図４に最もよく示されて いる。原子炉容器キャビティ１９の上縁部は、符号１０１のところで面取りされ ていることは理解されよう。モジュール９９は、面取り表面１０１と形状が相補 する外面１０３を有している。モジュール９９の内縁部は、軸方向部分１０５及 びチャンネル１０９を形成するよう原子炉容器３のテーパ表面９１に対向したテ ーパ部分１０７を有している。モジュール９９は、ボルト１１１又は他の適当な 保持具によって定位置に固定される。チャンネル１０９は、断熱障壁２３と原子 炉容器キャビティ１９との間の空間３７から延びる迷路を構成している。シール プレート１１３が、全セクターのチャンネル１０９からの冷却用空気及び蒸気の 流出を阻止する。ただし、コールドレッグノズル１１の下で原子炉容器支持体１ ７を通る場合を除く。図４に示す構成によれば、上方からのモジュール９９の取 付け取外しが可能である。 コールドレッグノズル１１の下でセクター７１内に位置した大きなモジュール ９７が、図８に示されている。モジュール９７は、支持体１７から係止バー１１ ７によって吊り下げられたＬ字形ブラケット１１５によって支持されている。小 さなモジュール９９の場合と同様に、モジュール９７は軸方向部分１１９及びこ れまた迷路状チャンネル１０９を形成するよう原子炉容器のテーパ表面９１に対 向しているが、これから離隔した関係で上方且つ外方にテーパした部分１２１を 備えた内縁部を有している。冷却用空気及び蒸気は、チャンネル１０９を通り、 そして支持体１７に設けられた開口部１２３を通って上方に流れる。かくして、 通常運転中、冷却空気は、原子炉容器キャビティ１９の壁３１を冷却し、しかも 支持体１７を冷却する。シールプレート１２５が、原子炉容器３と支持体１７と の間の空間を封鎖し、したがって矢印３５で指示された空気流の全てが支持体を 通過するようになる。 中性子遮蔽リング８９は、中性子を吸収し、これらのうちの幾分かを迷路を通 って散乱させ、次に冷却用空気を通すことにより中性子流を減衰する。中性子の 方向の付加的な変化が、原子炉容器に設けられたテーパ表面９１によって行なわ れ、これは中性子遮蔽体８９と協働してチャンネル１０９を形成する。 大きな遮蔽モジュール９７を支持したブラケット１１５も又、コールドレッグ ノズル１１の下でセクター７１の上部の上方フレーム部材７７に連結された垂直 ブレース１２７により、断熱障壁２３の上方部分２５のための追加の支持手段を 構成している。モジュール９７を原子炉容器キャビティ９７の底部を通って取り 出して交換するためには、これを断熱障壁のセクターと一緒に下降させる必要が ある。この目的のため、ブラケット１１５の上端部は、アイ１２９を有し、これ を用いることによりウィンチ１３１（図１参照）によってモジュールを下降させ ることができる。 本発明の特定の実施形態を詳細に説明したが、当業者であれば、開示内容に照 らして細部の種々の設計変更及び変形を想到できることは理解されよう。したが って、開示した特定の構造は、例示に過ぎず、本発明の内容を限定するものでは なく、本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載された技術的事項及びその均等範 囲に基づいて定められる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年５月９日 【補正内容】 請求の範囲 １．原子炉設備（１）の原子炉キャビティ（19）内に吊り下げられた原子炉容器 （３）を断熱する装置であって、原子炉容器（３）を包囲しているが、原子炉容 器（３）との間に室（29）を形成するよう原子炉容器（３）を包囲しているが、 これから間隔を置いた状態で原子炉キャビティ内に設けられている断熱障壁（23 ）と、前記原子炉容器の下に設けられていて、重大事故の場合に前記室（29）に 冷却水を注入して原子炉容器（３）を冷却し、前記室（29）内の冷却水の蒸発に より生じた蒸気を放出する冷却手段（41）を有することを特徴とする装置。 ２．冷却水が原子炉キャビティ（19）内に注入されるようになった前記原子炉設 備（１）に用いられ、冷却手段（41）は、原子炉キャビティ（19）内へ注入され る冷却水によって開放され、冷却水を前記室（29）内へ注入する第１の弁手段（ 43）と、前記室（29）内に生じた前記蒸気により開放され、前記蒸気を前記室（ 29）から放出させる第２の弁手段（59）とを有することを特徴とする請求項１記 載の装置。 ３．前記重大事故が生じていない場合、空気が、前記断熱障壁（23）の外部に位 置した原子炉キャビティ内へ導入されて原子炉キャビティの壁を冷却するように なった前記原子炉設備（１）に用いられ、第１の弁手段（43）は、前記室（29） 内への前記空気の流入を遮断するが、断熱障壁（23）の外部の原子炉キャビティ （19）からの冷却水が前記室（29）内へ流入するようにする手段（53）を含み、 第２の弁手段（59）は、原子炉キャビティ（19）から前記室（29）内への空気の 流入を遮断するが、前記蒸気を前記室（29）から流出させる手段（65）を含むこ とを特徴とする請求項２記載の装置。 ４．第１の弁手段（43）は、前記室（29）の底端部に隣接して位置していて、第 １の弁手段は、少なくとも一つの弁座（55）、弁座（55）に着座して原子炉キャ ビティ（19）から前記室（29）内への空気の流入を遮断するほどの重量を有して いるが、原子炉キャビティ（19）内の水によって浮き上がって弁座（55）から離 れ、それにより水を前記室（29）内へ注入するほどの浮力を有する少なく とも一つの弁部材（53）と、前記少なくとも一つの弁部材（53）を前記少なくと も一つの弁座（55）と整列状態に維持するケージ手段（57）とから成ることを特 徴とする請求項３記載の装置。 ５．原子炉容器（３）が半球形下端部（５）を備えた円筒形のものであるような 原子炉設備（１）に用いられ、断熱障壁（23）は、円筒形上方部分（25）及び第 １の弁手段（43）が収納されているノズル（45）で終端する逆円錐形下方部分（ 27）を有することを特徴とする請求項４記載の装置。 ６．第２の弁手段（59）は、円筒形上方部分の上端部に隣接して設けられていて 、閉鎖位置及び前記蒸気によって作動されて位置する開放位置を有する双安定弁 部材（65）を含むことを特徴とする請求項４記載の装置。 ７．第２の弁手段（59）は、双安定弁部材（65）を、閉鎖位置が垂直線（69）の 一方の側にあり、開放位置が垂直線（69）の他方の側にある状態で双安定弁部材 の下端部に隣接して位置する全体として水平方向の軸線の周りに回動させるピボ ット部材（67）を有することを特徴とする請求項６記載の装置。 ８．原子炉容器（３）が半球形下端部（５）を備えた円筒形のものであるような 原子炉設備（１）に用いられ、断熱障壁（23）は、円筒形上方部分（25）及び逆 円錐形下方部分（27）を有し、第１の弁手段（43）は、逆円錐形下方部分（27） 内に配置され、第２の弁手段（59）は円筒形上方部分（25）の上端部に隣接して 配置されていることを特徴とする請求項３記載の装置。 ９．第１の弁手段（43）は、逆円錐形下方部分（27）の底部に配置され、断熱障 壁（23）は、円筒形上方部分の直径よりも小さな直径の円筒形スカート（49）を 更に有し、円筒形スカート（49）は、逆円錐形下方部分（27）を支持し、また、 水を第１の弁手段（43）に流すための開口部（47）を有していることを特徴とす る請求項８記載の装置。 10．第１の弁手段（43）は、少なくとも一つの弁座（55）、弁座（55）に着座し て原子炉キャビティ（19）から前記室（29）内への空気の流入を遮断するほどの 重量を有しているが、原子炉キャビティ（19）内の水によって浮き上がって弁座 （55）から離れ、それにより水を前記室（29）内へ注入するほどの浮力を有する 少なくとも一つの弁部材（53）と、前記少なくとも一つの弁部材（53） を前記少なくとも一つの弁座（55）と整列状態に維持するケージ手段（57）とか ら成ることを特徴とする請求項９記載の装置。 11．佳断熱障壁（23）の円筒形上方部分（25）の上端部は、原子炉容器（３）に 向かって上方且つ内方へテーパした面部（61）を有し、第２の弁手段（59）は、 面部（61）の周りに間隔を置いて設けられた複数の開口部（63）と、各開口部に ついて設けられていて、開口部を閉じる閉鎖位置と、開口部が開かれる、垂直線 を越えた開放位置との間で回転自在に下端部に隣接して回動する第２の弁部材（ 65）とを有することを特徴とする請求項８記載の装置。 12．原子炉容器（３）から間隔を置いて位置した状態で原子炉キャビティ（19） 内に設けられている複数の円周方向に間隔を置いて配置された垂直方向に延びる 炉外検出器ユニット（73）を有する前記原子炉設備（１）に用いられ、断熱障壁 （23）の円筒形上方部分（25）は、炉外検出器ユニット（73）相互間に支持され たセクター（71）から成ることを特徴とする請求項８記載の装置。 13．セクター（71）は各々、複数の垂直方向に整列したセクション（75）から成 り、各セクションは、側縁部に沿って設けられていて、炉外検出器ユニットに摺 動自在に係合するガイド（81）を備えたフレーム（77,79）と、フレーム（77,79 ）に取り付けられた断熱材料のパネル（85）とから成ることを特徴とする請求項 １２記載の装置。 14．第１の弁手段（43）は、前記室（29）内部の冷却水のヘッドを、断熱障壁（ 23）と原子炉キャビティ（19）の壁との間における冷却水のヘッドの所定のマー ジン内に維持するよう寸法決めされていることを特徴とする請求項３記載の装置 。 15．原子炉容器（３）の上端部に隣接して横方向に延びるノズル（９,11）を備 えた直立の円筒形原子炉容器（３）と、原子炉容器との間に空間（37）を置いて ノズル（９,11）の下に原子炉容器（３）を吊下げ状態で収納する原子炉キャビ ティ（19）を画定する生体遮蔽（21）と、原子炉キャビティ（19）の上端部に隣 接すると共にノズル（９,11）の下で原子炉容器（３）の周りに円周方向に延び る中性子遮蔽体（89）との組合せ。 16．原子炉容器（３）は、ノズル（９,11）の真下で原子炉キャビティ（19）の 上 端部に隣接して上方且つ外方へテーパした表面（91）を有し、中性子遮蔽体（89 ）は、原子炉キャビティ（19）の上端部に隣接して生体遮蔽（21）に取り付けら れ、また、生体遮蔽（21）と原子炉容器（３）との間の空間（37）の外部に迷路 状チャンネル（109）を形成するよう原子炉容器（３）のテーパ面（91）に対向 しているが、これから間隔を置いた上方且つ外方へテーパした内面（107,121） を有することを特徴とする請求項１５記載の組合せ。 17．原子炉容器（３）を原子炉キャビティ（19）内に吊り下げるよう前記ノズル （11）のうち少なくとも幾つかが載っている支持手段（17）を更に有し、中性子 遮蔽体（89）は、複数の着脱自在なモジュール（97,99）及び着脱自在なモジュ ール（97,99）を原子炉容器（３）の周りで原子炉キャビティ内に取り付ける手 段（111,115）を有し、該取付け手段（111,115）は、前記支持手段（17）からそ の下に吊り下げる手段（115）を含むことを特徴とする請求項１６記載の組合せ 。 18．原子炉キャビティ（19）の上縁部の少なくとも一部が、面取り縁部（101） を形成し、中性子遮蔽体（89）は、複数の着脱自在なモジュール（99）から成り 、原子炉キャビティ（19）の面取り縁部（101）に隣接した着脱自在なモジュー ル（99）は、原子炉キャビティ（19）の面取り縁部（101）と形状が相補してい て、着脱自在なモジュール（99）を上方から原子炉容器（３）のテーパ面（91） に対向する位置に摺動させる下方且つ内方にテーパした外面（103）を有し、取 付け手段（111,115）は、着脱自在なモジュール（99）を原子炉キャビティの面 取り縁部（101）に係止する手段（111）を含むことを特徴とする請求項１６記載 の組合せ。 19．中性子遮蔽体（89）は、複数の着脱自在なモジュール（99）から成ることを 特徴とする請求項１５記載の組合せ。 20．横方向に延びるノズル（９,11）を上端部に隣接して備えた直立の円筒形原 子炉容器（３）と、原子炉容器（３）との間に空間（37）を置いてノズル（９,1 1）の下に原子炉容器（３）を吊下げ状態で収納する原子炉キャビティ（19）を 画定する生体遮蔽（21）と、原子炉キャビティ（19）内に設けられていて、原子 炉容器（３）を包囲するが、これから間隔を置いて配置されていて、原子炉容 器（３）との間に室（29）を形成する断熱障壁（23）と、重大事故の場合に前記 室（29）の底端部の近くで前記室（29）内に冷却水を注入して原子炉容器（３） を冷却し、前記室（29）の上端部の近くで前記室（29）内の水の蒸発により生じ た蒸気を放出する受動式手段（41）と、冷却用空気を断熱障壁の外部で原子炉キ ャビティ（19）内に注入する手段（33）と、原子炉キャビティ（19）の上端部に 隣接すると共にノズル（９,11）の下で原子炉容器（３）の周りに円周方向に延 び、原子炉キャビティ（19）からの空気及び蒸気の流出のための通路を構成する 中性子遮蔽体（89）との組合せ。 21．原子炉容器（３）は、ノズル（９,11）の下で原子炉キャビティ（19）の上 端部に隣接した上方且つ外方にテーパした表面（91）を有し、中性子遮蔽体（89 ）は、原子炉キャビティ（19）の上端部に隣接して生体遮蔽（21）に取り付けら れ、また、原子炉キャビティ（19）からの空気及び蒸気の流出のための上方且つ 外方に傾斜したチャンネル（109）を形成するよう原子炉容器（３）のテーパ面 （91）に対向しているが、これから間隔を置いた上方且つ外方にテーパした表面 （107,121）を有することを特徴とする請求項２０記載の組合せ。 22．断熱障壁（23）は、空気を原子炉キャビティ（19）から、上方且つ外方に傾 斜した前記チャンネル（109）に向かって内方且つ上方に偏向させるよう中性子 遮蔽体（89）の下で原子炉容器（３）に向かって上方且つ内方にテーパした上端 部（59）を備える円筒形上方部分（25）を有することを特徴とする請求項２１記 載の組合せ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フェロ，アーノルド，エイチ アメリカ合衆国，ペンシルベニア州 15068，ニュー・ケシントン，リーチバー グ・ロード 7050 (72)発明者 セバー，ジェームズ アメリカ合衆国，ペンシルベニア州 15668，マリスビル，マーチンタイヤー・ ドライブ 3430

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．原子炉設備の原子炉キャビティ内に吊り下げられた原子炉容器を断熱する装 置であって、原子炉容器との間に室を形成するよう原子炉容器を包囲しているが 、これから間隔を置いた状態で原子炉キャビティ内に設けられている断熱障壁と 、重大事故の場合に前記室に冷却水を注入して原子炉容器を冷却し、前記室内の 冷却水の蒸発により生じた蒸気を放出する冷却手段を有することを特徴とする装 置。 ２．冷却水が原子炉キャビティ内に注入されるようになった前記原子炉設備に用 いられ、冷却手段は、原子炉キャビティ内へ注入される冷却水によって開放され 、冷却水を前記室内へ注入する第１の弁手段と、前記室内に生じた前記蒸気によ り開放され、前記蒸気を前記室から放出させる第２の弁手段とを有することを特 徴とする請求項１記載の装置。 ３．前記重大事故が生じていない場合、空気が、前記断熱障壁の外部に位置した 原子炉キャビティ内へ導入されて原子炉キャビティの壁を冷却するようになった 前記原子炉設備に用いられ、第１の弁手段は、前記室内への前記空気の流入を遮 断するが、断熱障壁の外部の原子炉キャビティからの冷却水が前記室に流入する ようにする手段を含み、第２の弁手段は、原子炉キャビティから前記室内への空 気の流入を遮断するが、前記蒸気を前記室から流出させる手段を含むことを特徴 とする請求項２記載の装置。 ４．第１の弁手段は、前記室の底端部に隣接して位置していて、第１の弁手段は 、少なくとも一つの弁座、弁座に着座して原子炉キャビティから前記室内への空 気の流入を遮断するほどの重量を有しているが、原子炉キャビティ内の水によっ て浮き上がって弁座から離れ、それにより水を前記室内へ注入するほどの浮力を 有する少なくとも一つの弁部材と、前記少なくとも一つの弁部材を前記少なくと も一つの弁座と整列状態に維持するケージ手段とから成ることを特徴とする請求 項３記載の装置。 ５．原子炉容器が半球形下端部を備えた円筒形のものであるような原子炉設備に 用いられ、断熱障壁は、円筒形上方部分及び第１の弁手段が収納されているノズ ルで終端する逆円錐形下方部分を有することを特徴とする請求項４記載の装 置。 ６．第２の弁手段は、円筒形上方部分の上端部に隣接して設けられていて、閉鎖 位置及び前記蒸気によって作動されて位置する開放位置を有する双安定弁部材を 含むことを特徴とする請求項４記載の装置。 ７．第２の弁手段は、双安定弁部材を、閉鎖位置が垂直線の一方の側にあり、開 放位置が垂直線の他方の側にある状態で双安定弁部材の下端部に隣接して位置す る全体として水平方向の軸線の周りに回動させるピボット部材を有することを特 徴とする請求項６記載の装置。 ８．原子炉容器が半球形下端部を備えた円筒形のものであるような原子炉設備に 用いられ、断熱障壁は、円筒形上方部分及び逆円錐形下方部分を有し、第１の弁 手段は、逆円錐形下方部分内に配置され、第２の弁手段は円筒形上方部分の上端 部に隣接して配置されていることを特徴とする請求項３記載の装置。 ９．第１の弁手段は、逆円錐形下方部分の底部に配置され、断熱障壁は、円筒形 上方部分の直径よりも小さな直径の円筒形スカートを更に有し、円筒形スカート は、逆円錐形下方部分を支持し、また、水を第１の弁手段に流すための開口部を 有していることを特徴とする請求項８記載の装置。 10．第１の弁手段は、少なくとも一つの弁座、弁座に着座して原子炉キャビティ から前記室内への空気の流入を遮断するほどの重量を有しているが、原子炉キャ ビティ内の水によって浮き上がって弁座から離れ、それにより水を前記室内へ注 入するほどの浮力を有する少なくとも一つの弁部材と、前記少なくとも一つの弁 部材を前記少なくとも一つの弁座と整列状態に維持するケージ手段とから成るこ とを特徴とする請求項９記載の装置。 11．断熱障壁の円筒形上方部分の上端部は、原子炉容器に向かって上方且つ内方 へテーパした面部を有し、第２の弁手段は、面部の周りに間隔を置いて設けられ た複数の開口部と、各開口部について設けられていて、開口部を閉じる閉鎖位置 と、開口部が開かれる、垂直線を越えた開放位置との間で回転自在に下端部に隣 接して回動する第２の弁部材とを有することを特徴とする請求項８記載の装置。 12．原子炉容器から間隔を置いて位置した状態で原子炉キャビティ内に設けられ た複数の円周方向に間隔を置いて配置された垂直方向に延びる炉外検出器ユニッ トを有する前記原子炉設備に用いられ、断熱障壁の円筒形上方部分は、炉外検出 器ユニット相互間に支持されたセクターから成ることを特徴とする請求項８記載 の装置。 13．セクターは各々、複数の垂直方向に整列したセクションから成り、各セクシ ョンは、側縁部に沿って設けられていて、炉外検出器ユニットに摺動自在に係合 するガイドを備えたフレームと、フレームに取り付けられた断熱材料のパネルと から成ることを特徴とする請求項１２記載の装置。 14．第１の弁手段は、前記室内部の冷却水のヘッドを、断熱障壁と原子炉キャビ ティの壁との間における冷却水のヘッドの所定のマージン内に維持するよう寸法 決めされていることを特徴とする請求項３記載の装置。 15．原子炉容器の上端部に隣接して横方向に延びるノズルを備えた直立の円筒形 原子炉容器と、原子炉容器との間に空間を置いてノズルの下に原子炉容器を吊下 げ状態で収納する原子炉キャビティを画定する生体遮蔽と、原子炉キャビティの 上端部に隣接すると共にノズルの下で原子炉容器の周りに円周方向に延びる中性 子遮蔽体との組合せ。 16．原子炉容器は、ノズルの真下で原子炉キャビティの上端部に隣接して上方且 つ外方へテーパした表面を有し、中性子遮蔽体は、原子炉キャビティの上端部に 隣接して生体遮蔽に取り付けられ、また、生体遮蔽と原子炉容器との間の空間の 外部に迷路状チャンネルを形成するよう原子炉容器のテーパ面に対向しているが 、これから間隔を置いた上方且つ外方へテーパした内面を有することを特徴とす る請求項１５記載の組合せ。 17．原子炉容器を原子炉キャビティ内に吊り下げるよう前記ノズルのうち少なく とも幾つかが載っている支持手段を更に有し、中性子遮蔽体は、複数の着脱自在 なモジュール及び着脱自在なモジュールを原子炉容器の周りで原子炉キャビティ 内に取り付ける手段を有し、該取付け手段は、前記支持手段からその下に吊り下 げる手段を含むことを特徴とする請求項１６記載の組合せ。 18．原子炉キャビティの上縁部の少なくとも一部が、面取り縁部を形成し、中性 子遮蔽体は、複数の着脱自在なモジュールから成り、原子炉キャビティの面取 り縁部に隣接した着脱自在なモジュールは、原子炉キャビティの面取り縁部と形 状が相補していて、着脱自在なモジュールを上方から原子炉容器のテーパ面に対 向する位置に摺動させる下方且つ内方にテーパした外面を有し、取付け手段は、 着脱自在なモジュールを原子炉キャビティの面取り縁部に係止する手段を含むこ とを特徴とする請求項１６記載の組合せ。 19．中性子遮蔽体は、複数の着脱自在なモジュールから成ることを特徴とする請 求項１５記載の組合せ。 20．横方向に延びるノズルを上端部に隣接して備えた直立の円筒形原子炉容器と 、原子炉容器との間に空間を置いてノズルの下に原子炉容器を吊下げ状態で収納 する原子炉キャビティを画定する生体遮蔽と、原子炉キャビティ内に設けられて いて、原子炉容器を包囲するが、これから間隔を置いて配置されていて、原子炉 容器との間に室を形成する断熱障壁と、重大事故の場合に前記室の底端部の近く で前記室に冷却水を注入して原子炉容器を冷却し、前記室の上端部の近くで前記 室内の水の蒸発により生じた蒸気を放出する受動式手段と、冷却用空気を断熱障 壁の外部で原子炉キャビティ内に注入する手段と、原子炉キャビティの上端部に 隣接すると共にノズルの下で原子炉容器の周りに円周方向に延び、原子炉キャビ ティからの空気及び蒸気の流出のための通路を構成する中性子遮蔽体との組合せ 。 21．原子炉容器は、ノズルの下で原子炉キャビティの上端部に隣接した上方且つ 外方にテーパした表面を有し、中性子遮蔽体は、原子炉キャビティの上端部に隣 接して生体遮蔽に取り付けられ、また、原子炉キャビティからの空気及び蒸気の 流出のための上方且つ外方に傾斜したチャンネルを形成するよう原子炉容器のテ ーパ面に対向しているが、これから間隔を置いた上方且つ外方にテーパした表面 を有することを特徴とする請求項２０記載の組合せ。 22．断熱障壁は、空気を原子炉キャビティから、上方且つ外方に傾斜した前記チ ャンネルに向かって内方且つ上方に偏向させるよう中性子遮蔽体の下で原子炉容 器に向かって上方且つ内方にテーパした上端部を備えた円筒形上方部分を有する ことを特徴とする請求項２１記載の組合せ。