JPS58173490A - Reactor facility - Google Patents

Reactor facility

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Publication number
JPS58173490A
JPS58173490A JP58046092A JP4609283A JPS58173490A JP S58173490 A JPS58173490 A JP S58173490A JP 58046092 A JP58046092 A JP 58046092A JP 4609283 A JP4609283 A JP 4609283A JP S58173490 A JPS58173490 A JP S58173490A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hot gas
steam generator
pressure vessel
reactor
steam
Prior art date
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Pending
Application number
JP58046092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ビンフリ−ド・バクホルツ
ウルリツヒ・バイヒト
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.)
Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Original Assignee
Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Hochtemperatur Reaktorbau GmbH filed Critical Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Publication of JPS58173490A publication Critical patent/JPS58173490A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/18Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00Reactor types
    • G21C1/04Thermal reactors ; Epithermal reactors
    • G21C1/06Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
    • G21C1/07Pebble-bed reactors; Reactors with granular fuel
    • 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高温小型原子炉と、コンクリート安全外被に
よりて取囲まれた円筒形鋼製圧力容器に高温小型原子炉
と共に格納された複数の蒸気発生器と、流れ方向に見て
蒸気発生器に後置された循環送風機と、安全外被の中に
配設され。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention comprises a high temperature miniature nuclear reactor, a plurality of steam generators housed together with the high temperature miniature reactor in a cylindrical steel pressure vessel surrounded by a concrete safety envelope, and a The circulation blower is located after the steam generator when viewed in the direction and is arranged within the safety envelope.

再冷却のために二次冷却水系統に接続された自然循環式
コンクリート冷却系統とから成る原子炉設備に関する。
It concerns a nuclear reactor installation consisting of a natural circulation concrete cooling system connected to a secondary cooling water system for recooling.

先行技術は、原子力による熱発生のための高温原子炉と
、発生した熱の利用のための装置とが圧力容器の中に一
緒に設置された設備である。
The prior art is an installation in which a high-temperature nuclear reactor for nuclear heat generation and a device for the utilization of the generated heat are installed together in a pressure vessel.

この場合、熱の排出は冷却ガスによって行われる、冷却
ガスは送風機によって、炉心と熱交換器を通る閉回路(
−次回路)を循環する。余熱の排出のために補助熱交換
器や補助送風機などの特別の装置を設けることができる
。tた、−次回路部品の特殊な配列と設計によって、補
助装置を廃止することも可能である。
In this case, the removal of heat is carried out by cooling gas, which is passed by blowers in a closed circuit through the core and heat exchangers (
- next circuit). Special devices such as auxiliary heat exchangers and auxiliary blowers can be provided for removal of residual heat. Additionally, by special arrangement and design of secondary circuit components, it is also possible to eliminate auxiliary equipment.

例えばトリ+7ム高am子炉(T)ITR300)テは
、すべての余熱が一次側運転系統を介して熱交換器に排
出されるように、熱交換器と送風機および二次系統とそ
の部品が構成されている。仁の場合上から下へ炉心を通
秒、下から上へ1交換器を通る冷却ガスの流れの経路は
、正常運転時の流れの経路である。ところが余熱の確実
な排出の丸めには、自由対流で上昇するホットガスによ
りてコールドガス区域に危害が生ずることがないように
、送風機を随時作動させる準備が必要である。
For example, in the case of a tri+7 high-temperature sub-furnace (T) ITR300), the heat exchanger, blower and secondary system and their parts are installed so that all the residual heat is discharged to the heat exchanger via the primary operating system. It is configured. The flow path of cooling gas from top to bottom through the reactor core and from bottom to top through one exchanger is the flow path during normal operation. However, for a reliable discharge of the residual heat, provision must be made for the blower to be operated at any time, so that the hot gas rising by free convection does not endanger the cold gas area.

ガス冷却形高@原子炉を有する別の原子炉設備、すなわ
ち実験用原子炉設備においては、熱交換器が原子炉の上
方に配設され、冷却ガスは炉心および熱交換器のいずれ
に対しても下から上へ貫流する。炉心の下にある送風機
が停止し九畦は、炉心の上に配設された蒸気発生器と炉
心の周囲に配葉された付属品に沿った自然対流によシ、
余熱が排出される。付属品は黒鉛の反射材外被のほかに
、黒鉛外被を取囲む、婢蔽と熱絶縁のための炭素レンガ
外被も包含する。遊離した核分裂生成物を確実に閉じこ
めるために、上記の付属品は二重の気密構造を有する鋼
製圧力容器によって取囲まれる。
In another nuclear reactor installation with a gas-cooled high-level reactor, namely an experimental reactor installation, a heat exchanger is placed above the reactor, and the cooling gas is supplied to both the core and the heat exchanger. It also flows from bottom to top. The blower below the reactor core stopped, and the air flow began to flow due to natural convection along the steam generator installed above the reactor core and the accessories placed around the reactor core.
Residual heat is exhausted. In addition to the graphite reflective jacket, the accessories also include a carbon brick jacket surrounding the graphite jacket for screening and thermal insulation. In order to ensure the containment of the liberated fission products, the above-mentioned accessories are surrounded by a double gas-tight steel pressure vessel.

本発明の基礎をなすのは、二重のコンクリートシェルか
ら成る安全外被にょつて鋼製圧力容器を取囲んだ、冒頭
に述べ九原子炉設備である。
The basis of the invention is the nine reactor installation mentioned at the outset, which surrounds a steel pressure vessel with a safety envelope consisting of a double concrete shell.

内側のコンクリートシェルの中に自然循環式コンクリー
ト冷却系統が配設され、その中を冷却水が閉じた回路を
なして循環する。コンクリート冷却系統の再冷却のため
に第2の冷却水系統が設けられ、吸収した熱を外へ排出
する。鋼製圧力容器からの熱吸収は実質的に熱放射によ
って行われ、コンクリートからの熱の排出は直接接触に
よって行われる。
A natural circulation concrete cooling system is installed within the inner concrete shell, through which cooling water circulates in a closed circuit. A second cooling water system is provided for recooling the concrete cooling system and discharging the absorbed heat to the outside. Heat absorption from the steel pressure vessel takes place essentially by thermal radiation, and heat removal from the concrete takes place by direct contact.

通常−余熱の排出を担当する装置が故障に上って停止し
た時は、上記の運転用コンクリート冷却系統が余熱の排
出のためにも使用される。
Normally - when the equipment responsible for removing residual heat fails and is shut down, the operational concrete cooling system described above is also used for removing residual heat.

余熱排出装置としてまず第一に考えられるのは、熱交換
器・送風機ユニ、トと運転用二次回路ま九は補助冷却系
統である。循環送風機が停止しても、−次側の余熱排出
を保証することができる。そのための前提は、十分な自
然対流が発生し、維持されるように、−次回路の冷却ガ
ス圧が十分に高いことである。−次側熱吸収部が停止し
た時は、自然対流、伝導および放射によって鋼製圧力容
器に余熱が放出され、そこから実質的に放射によって、
内側コンクリート外被の中のコンクリート冷却系統に熱
が伝達される。
The first thing to consider as a residual heat exhaust system is the heat exchanger/blower unit, the secondary circuit for operation, and the auxiliary cooling system. Even if the circulation blower stops, residual heat discharge on the negative side can be guaranteed. The prerequisite for this is that the cooling gas pressure in the secondary circuit is sufficiently high so that sufficient natural convection is generated and maintained. - When the downstream heat absorber is shut down, residual heat is released into the steel pressure vessel by natural convection, conduction and radiation, from where it is substantially radiated.
Heat is transferred to the concrete cooling system within the inner concrete envelope.

本発明の目的は、冒頭に述べ九構造の原子炉設備にシい
て、故障の際に循環送風機が停止しても余熱の排出を保
証するために、−次回路部品の特別の配列と構造によっ
て十分な自然対流を確保することである。
The object of the present invention is to provide a nuclear reactor equipment having the nine structures mentioned at the beginning, in order to ensure discharge of residual heat even if the circulation blower stops in the event of a failure, by means of a special arrangement and structure of the following circuit components. The goal is to ensure sufficient natural convection.

本発明により仁の目的は次のようにして達成される。す
なわち蒸気発生器がそれ自体公知のように高温小型原子
炉の上方に配設され、蒸気発生器と高温小型原子炉のあ
いだに第一のホ。
The objective of the present invention is achieved as follows. That is, a steam generator is arranged in a manner known per se above the high-temperature small nuclear reactor, and a first hole is placed between the steam generator and the high-temperature small nuclear reactor.

トガス集合室が設けられ、該ホットガス集合室にそれ自
体公知のように下から上−・炉心t−貢いて導かれた冷
却ガスが送られ、蒸気発生器の上方に第2のホットガス
集合室が配設され、中心ホットガス通路によって第1の
ホットガス集合室と連通し、上記のホットガス通路の周
囲に蒸気発生器が集められ、循環送風様が第1のホ。
A second hot gas collection chamber is provided, into which a second hot gas collection chamber is fed, which is guided in a manner known per se from below to the top of the reactor core, and above the steam generator a second hot gas collection chamber is provided. A chamber is disposed and communicates with a first hot gas collection chamber by a central hot gas passage, a steam generator is gathered around said hot gas passage, and a circulating air flow is arranged in a first hot gas collecting chamber.

トガス集合室と蒸気発生器の下縁とのあいだの区域でそ
れ自体公知のように水平の姿勢で鋼製圧力容器の側部に
取付けられ、鋼製圧力容器がはとんど熱絶縁なしで構成
されるのである。
In the area between the gas collecting chamber and the lower edge of the steam generator, it is mounted on the side of the steel pressure vessel in a horizontal position in a manner known per se, and the steel pressure vessel is usually without thermal insulation. It is composed.

本発明による原子炉設備においては、正常運転と余熱排
出操作のために必要なホットガス温度向けの部品設計を
最小限にとどめるために、正常運転時でも冷却ガスが炉
心を下から上へ貫流する。この場合、球形燃料要素を使
用する原子炉では、燃料要素の堆積を上へ貫流する時に
球体の浮き上がシを回避するよう注意しなければならな
い。このことは、ガスの質量速度を制限する仁とによっ
て達成される。炉心内を上向きに流れる場合は高温の上
部区域では炉心に挿入される吸収棒が廃止され、従りて
もりばら反射棒により制御と遮断を行わなければならな
いから、炉心断面が限られている。それと共に所定のガ
ス温度と所望の出力密度で原子炉の出方と炉心寸法が、
冷却ガスの許容質量速度に関連して定められる。
In the reactor equipment according to the present invention, cooling gas flows through the core from the bottom to the top even during normal operation, in order to minimize the component design for hot gas temperatures required for normal operation and residual heat removal operations. . In this case, in reactors using spherical fuel elements, care must be taken to avoid lifting of the spheres when flowing upward through the pile of fuel elements. This is achieved by means of a gas that limits the mass velocity of the gas. In the case of upward flow within the core, the core cross-section is limited because the absorber rods inserted into the core are eliminated in the hot upper region, and control and isolation must therefore be provided by discrete reflector rods. At the same time, the exit direction and core dimensions of the reactor at a given gas temperature and desired power density are
It is determined in relation to the permissible mass velocity of the cooling gas.

一次回路の動作中の圧力、すなわち着用圧は一次回路の
自然循11fiの始動と維持のために十分であり、すべ
ての循環送風機が停止しても余熱の排出を保証する。
The operating pressure of the primary circuit, i.e. the wear pressure, is sufficient for starting and maintaining the natural circulation 11fi of the primary circuit and ensures the removal of residual heat even when all circulation blowers are stopped.

炉心から上方に出るホットガスが第1のホ。The hot gas flowing upward from the core is the first.

トガス集合室に集合の後、中心ホットガス通路を経て、
蒸気発生器の上方にある第2のホットガス集合室に導か
れ、上から蒸気発生器に送られることが、良好な自然対
流のなめに大いに寄与する。従って蒸気発生器は上から
下へと貫流され、自然対流を生じさせる浮揚力すなわち
上向きおよび下向きのガスの流れの密度差が増大する。
After gathering in the hot gas gathering room, go through the central hot gas passage,
The fact that it is led into a second hot gas collection chamber above the steam generator and fed into the steam generator from above greatly contributes to a good natural convection lick. The steam generator is thus flowed through from top to bottom, increasing the buoyancy forces that cause natural convection, ie the density difference between the upward and downward gas flows.

更に、上から蒸気発生器に至る流れは上向−蒸発式の蒸
気発生器操作を簡単に行うことができる。このことは部
分負荷および低負荷運転に関して好ましいプロセス管理
の要求(最小通過量)を可能にする。
Additionally, the flow from above to the steam generator facilitates upward-evaporating steam generator operation. This allows favorable process control requirements (minimum throughput) for part-load and low-load operation.

また蒸気発生器の前述の配列によって、蒸気発生管が故
障のため働かなくなっても、炉心に水が直接入ることを
回避することができる。
The above-described arrangement of the steam generators also makes it possible to avoid direct entry of water into the reactor core even if the steam generator tubes fail due to failure.

水平の姿勢で股愛された循環送風機は、蒸気発生器の直
近にある。蒸気発殖器への冷却ガス通過量を個別に制御
、加減を九は完全線断することができることが好ましい
から、蒸気発生器に各々1個の循環送風機を配属する。
The circulating blower, which is placed in a horizontal position, is located in the immediate vicinity of the steam generator. Since it is preferable that the amount of cooling gas passing through the steam generators can be individually controlled and adjusted completely, one circulation blower is assigned to each steam generator.

その結果、蒸気発生器を鋼製圧力容器の側部に取付ける
ことになる。送風機のこの配列によって、燃料要素の堆
積を封入する側部反射材の周囲の外室は、正常運転で燃
料要素の堆積よシも冷却ガス圧が高いから、側部反射材
を通る洩れは、この低温の外室から高温の炉心の方向に
のみ発生する。
The result is that the steam generator is mounted on the side of the steel pressure vessel. With this arrangement of blowers, leakage through the side reflector is prevented because the outer chamber around the side reflector that encloses the fuel element deposit has a higher cooling gas pressure during normal operation than the fuel element deposit. It only occurs in the direction from this low-temperature outer chamber to the high-temperature core.

鋼製圧力容器を#1とんど断熱しないことによシ、−次
回路からの喪好な熱排出が得られるiこれによって容器
の壁体を介して外側のコンクリート冷却系統およびNW
A系統へ余熱を排出する際に、容器の断熱を使用する場
合よシも一次側温度を低く保つことができる。また容器
を断熱しないので、冷却ガスがこの区域でより強く冷供
されるから、自然対流を生じさせる浮揚力が強められる
By not insulating the steel pressure vessel too much, a good heat extraction from the next circuit is achieved. This allows the external concrete cooling system and the NW
When discharging residual heat to the A system, the primary side temperature can be kept low even when the container is insulated. Also, since the container is not insulated, the cooling gas is more strongly chilled in this area, thereby increasing the buoyancy forces that create natural convection.

本発明によれば、更に循環送風機が各々1個の連断装置
と・々イ・やス装置を装備することによって、自然対流
を一層改善することができる。
According to the invention, the natural convection can be further improved by equipping each circulation blower with one connecting device and one shaft device.

それによって−次回路の流れ抵抗を減少することができ
、蒸気発生器が停止し、自然対流が生じた場合に、循環
送風機がホットガスにおびやかされる恐れがない。
This makes it possible to reduce the flow resistance in the secondary circuit, so that there is no risk that the circulation blower will be threatened by hot gases if the steam generator is shut down and natural convection takes place.

本発明により一次回路部品を配列および設計した原子炉
設備では、故障の後、余熱の排出のために冷却ガスの循
環を中止することができる。
In a nuclear reactor installation with the arrangement and design of the primary circuit components according to the present invention, after a failure, the circulation of cooling gas can be discontinued for exhaustion of residual heat.

高温小型原子炉内に冷却ガス圧が存在すれば、−次回路
に十分な自然対流が生じ、炉心から蒸気発生器への熱輸
送を生じさせる。
The presence of cooling gas pressure in a high temperature small nuclear reactor provides sufficient natural convection in the secondary circuit to cause heat transport from the reactor core to the steam generators.

通常、すなわち循環送風機が作動する時は。Normally, that is, when the circulation blower is activated.

原子炉の遮断の後に余熱が運転用水−蒸気回路を経て主
後水器に排出される(系統1)。この運転系統が作動態
勢にない場合は、必要ならば複数個の補助冷却系統(系
統2)を利用することができ、その場合これらの系統の
うちの1つだけですべての余熱排出を担当することがで
きる。
After reactor shutdown, residual heat is discharged to the main water tank via the operating water-steam circuit (system 1). If this operating system is not in operation, several auxiliary cooling systems (system 2) can be used if necessary, in which case only one of these systems is responsible for all residual heat removal. be able to.

互いに独立に給電される循環送風機が停止した時は、余
熱?−一次側自然対流を介して蒸気発生器に、更に補助
冷却系統の一つに達することができる。
When the circulation blowers that are powered independently from each other stop, is there residual heat? - It is possible to reach the steam generator via primary natural convection and also to one of the auxiliary cooling systems.

一次側熱吸収部すなわち蒸気発生器とその給水装蓋が停
止した時は、炉心で発生した余熱が自然対流、伝導およ
び放射によって鋼製圧力容器に伝達される。そこからは
実質的に放射によって安全外被のコンクI7  )冷却
系統へ熱輸送が行われる。必要ならばコンクリート冷却
系統を一層高い排熱能力にする。冷却剤の損失(仮想事
故「−次回路の圧力緩和」)と−次回路の全冷却の停止
の場合は、余熱が放射と伝導によって鋼製圧力容器の表
面に伝達され、そとからコンクリート冷却系統に放射さ
れ、燃料要素からの核分裂生成物の放出が大幅に増加す
ることはない。
When the primary heat absorber, that is, the steam generator and its water supply cap, is shut down, residual heat generated in the core is transferred to the steel pressure vessel by natural convection, conduction, and radiation. From there, heat is transferred essentially by radiation to the cooling system of the safety envelope. If necessary, make the concrete cooling system higher heat removal capacity. In case of loss of coolant (hypothetical accident "pressure relief in the next circuit") and - complete cessation of cooling in the next circuit, residual heat is transferred by radiation and conduction to the surface of the steel pressure vessel and from there to concrete cooling. There is no significant increase in the release of fission products from the fuel elements into the system.

コンクリート冷却系統の再冷却とこの系統への水の補給
が停止したと仮定しても、鋼製圧力容器の温度は明らか
に400℃以下であり、燃料要素からの多量の核分裂生
成物の放出を招くような炉心温度に長時聞達することは
ない。
Even assuming that recooling of the concrete cooling system and water supply to this system were stopped, the temperature in the steel pressure vessel was clearly below 400°C, which would prevent the release of large amounts of fission products from the fuel element. The core temperature will not be reached for a long period of time.

本発明による原子炉設備の実施例を図面に略図で示す。An embodiment of a nuclear reactor installation according to the invention is schematically shown in the drawing.

第1図は鉄筋コンク13−ト安全外被(第2図を参照)
の中に配設された鋼製圧力容器1を明示する。鋼製圧力
容@1は下側円筒部2、上側円筒部3および2個のわん
曲した薔被部4,5から成る。すべての容器部分は7ラ
ンソ6によって互いに連結され、切れ目り密封され、漏
洩の有無が監視される。蓋被部4,6はだ円アーチ床と
して構成される。圧力容器部材2の下側フランゾロaは
、支持構造16(後述)と外部支承7を受けることがで
きるよう忙構成される。
Figure 1 shows reinforced concrete 13-t safety jacket (see Figure 2)
A steel pressure vessel 1 disposed within is clearly shown. The steel pressure vessel @1 consists of a lower cylindrical part 2, an upper cylindrical part 3 and two curved ribbed parts 4, 5. All container parts are connected to each other by seven lances 6, the cuts are sealed and monitored for leaks. The lid parts 4, 6 are configured as an elliptical arch floor. The lower flank a of the pressure vessel member 2 is configured so as to be able to receive a support structure 16 (described below) and an external bearing 7.

圧力容器下部2は高温小型原子炉10の支承のために使
用され、圧力容器上部3には熱級収装胃として4個の蒸
気発生器11並びに循環送風機J2が後述のように格納
されている。
The lower pressure vessel 2 is used to support the high-temperature small nuclear reactor 10, and the upper pressure vessel 3 houses four steam generators 11 and a circulating blower J2 as a heat class storage stomach, as described below. .

高温小型原子炉10は、燃料要素の堆積14および該堆
積14の全周を取囲む黒鉛反射材15から成る炉心13
を有する。天井反射材15m、@部反射材15b、底部
反射材15cから成る黒鉛反射材は金属支持構造16の
上に載坐する0球形燃料要素のための中心抽出管17が
金属支持構造16に貫挿される。
The high temperature small nuclear reactor 10 has a core 13 consisting of a stack 14 of fuel elements and a graphite reflective material 15 surrounding the entire circumference of the stack 14.
has. A graphite reflector consisting of a ceiling reflector 15m, a bottom reflector 15b, and a bottom reflector 15c has a central extraction pipe 17 for a zero-spherical fuel element sitting on a metal support structure 16 inserted through the metal support structure 16. It will be done.

黒鉛反射材15の周囲に、天井部、側部および底部から
成る金属熱遮蔽18が配設される。
A metal heat shield 18 consisting of a ceiling, sides and bottom is disposed around the graphite reflector 15.

側部反射材15bは支持部材19によって熱遮蔽180
側部11mに支承される。上部区域に設けたねじれ止め
(図示せず)は2つの構成部分相互の方位のずれを防止
する。側部反射材15bの内面に、90’ずつずらせた
4個の黒鉛突起が取付けられ、燃料要素の堆積の中に突
出する。側部熱遮蔽18aと圧力容器下部2のあいだに
環状ギャップ24力、!設けられている。
The side reflector 15b is provided with a heat shield 180 by the support member 19.
It is supported by the side part 11m. A twist stop (not shown) provided in the upper area prevents the two components from shifting in orientation with respect to each other. Attached to the inner surface of the side reflector 15b are four graphite protrusions spaced 90' apart and protrude into the stack of fuel elements. An annular gap 24 between the side heat shield 18a and the pressure vessel lower part 2,! It is provided.

熱遮蔽18の底部は、支持構造16の上に載設されたた
わみ支承21の上に載当する。仁の底部と支持構造16
のあいだにコールPガス集合室22があって、底部熱遮
蔽と底部反射材1f5eの多数の穴によって燃料要素の
堆積14と連通ずる。同じくガス通路を具備する天井反
射材15&と熱遮蔽I8の天井部とのあいだに。
The bottom of the heat shield 18 rests on a flexure bearing 21 which rests on the support structure 16 . Bottom part and support structure 16
There is a coal P gas collection chamber 22 in communication with the fuel element stack 14 by means of a bottom heat shield and a number of holes in the bottom reflector 1f5e. Between the ceiling reflector 15&, which also has a gas passage, and the ceiling part of the heat shield I8.

高温小型原子炉10(Dlk上部をなす第1のホットガ
ス集合室23がある。冷却ガスとしてヘリウムが使用さ
れ、下がら上へ炉心13を貢すて送られる。上昇流の結
果、蒸気発生器11への冷却ガスの転送を極めて簡単に
構成することができる。
There is a first hot gas collection chamber 23 that forms the upper part of the high-temperature small reactor 10 (Dlk). Helium is used as a cooling gas and is sent upward through the reactor core 13. As a result of the upward flow, the steam generator 11 The transfer of cooling gas to can be configured very simply.

高温小型原子炉1oの遮断のために、2個の異なる連断
装置が設けられている。事故の時の即時遮断にも長時間
遮断にも使用される第1の遮断装置は、複数個の吸収棒
25がら成る。吸収棒25は側部反射材11ibの穴と
炉心I3の中の黒鉛突起2oの穴に、下から挿入する。
Two different disconnection devices are provided for shutting down the high-temperature small nuclear reactor 1o. The first shutoff device, which is used for both immediate shutoff and long-term shutoff in the event of an accident, consists of a plurality of absorption rods 25. The absorption rod 25 is inserted from below into a hole in the side reflector 11ib and a hole in the graphite protrusion 2o in the core I3.

第2の遮断装置として小型の吸収球が使用される。A small absorption sphere is used as the second isolation device.

吸収球は重力の作用で燃料要素の堆積’I 4に送ル込
むことができる。吸収球は、餉lの遮断装置が働かなか
った場合に、長時間の遮断を担当する。小型吸収球の装
入装量は圧力g器上部3の内部に、蒸気発生tsxzの
高さに格納されている。
The absorption spheres can be pumped into the fuel element deposit 'I4' under the action of gravity. The absorption sphere is responsible for long-term shut-off when the shut-off device of the hook l does not work. The charge of small absorption spheres is stored inside the upper part 3 of the pressure generator at the height of the steam generation tsxz.

前述のように、熱吸収装置は4個の蒸気発生器11から
成る。垂直のホットガフ通路28が圧力容器上部3の中
央を上方へ走り、このホ。
As mentioned above, the heat absorption device consists of four steam generators 11. A vertical hot gaff passage 28 runs upwardly through the center of the pressure vessel upper part 3, and this e.g.

トガス通路の周囲に4個の蒸気発生器11が90°ずつ
ずらせて配設される。中心ホットがス通路zsFi内側
が断熱され、ナペシ継手zyycよりホットガス集合室
23に接続される。ホットガス通路28は第2のすべり
継手30を介して第2のホットガス集合室31と連結さ
れる。
Four steam generators 11 are arranged around the gas passage so as to be shifted by 90 degrees. The center hot gas is insulated inside the passageway zsFi, and is connected to the hot gas collecting chamber 23 through a nape joint zyyc. The hot gas passage 28 is connected to a second hot gas collecting chamber 31 via a second slip joint 30 .

第2のホットガス集合室31は蒸気発生器11の上に配
設され、ホットガスを蒸気発生器11に分配する。各蒸
気発生器11はすペシ継手32によってホットガス集合
室31に接続される。
A second hot gas collection chamber 31 is arranged above the steam generator 11 and distributes hot gas to the steam generator 11 . Each steam generator 11 is connected to a hot gas collection chamber 31 by a pipe joint 32 .

蒸気発生器11の下側低温端に循環送風機12の吸込管
33が接続する。各蒸気発生器11に1台の送風機12
が配属される。uII311送風機12は蒸気発生器1
1の下で圧力容器下部3の外側に水平の姿勢で取シ付け
られている。
A suction pipe 33 of the circulation blower 12 is connected to the lower low temperature end of the steam generator 11 . One blower 12 for each steam generator 11
will be assigned. uII311 blower 12 is steam generator 1
1 and is installed in a horizontal position on the outside of the lower part 3 of the pressure vessel.

このためコールPがス室の圧力は炉13よシ高いから、
黒鉛反射材15を通る洩れは炉心13の方向にしか通る
ことができない、送風機12は鋼製圧力容器1の中に直
接送風する。
Therefore, the pressure in the coal P chamber is higher than that in the furnace 13, so
Leakage through the graphite reflector 15 can only pass in the direction of the reactor core 13; the blower 12 blows air directly into the steel pressure vessel 1.

用水供給管34と生蒸気排出管35は蒸気発生器11の
下端の横で蒸気発生器1111C入る。
The water supply pipe 34 and the live steam discharge pipe 35 enter the steam generator 1111C next to the lower end of the steam generator 11.

冷却ガスの流れ方向が蒸気発生器11を上からる0発生
した蒸気は、各蒸気発生器11の6部の管の中に配設さ
れた非加熱の直管束で再び下へ導かれる。
If the flow direction of the cooling gas is from above the steam generators 11, the generated steam is led downwards again in an unheated straight tube bundle arranged in the six tubes of each steam generator 11.

蒸気管がループをなして配管され九伸縮帯が。The steam pipes are arranged in a loop and have nine elastic bands.

直管束にそれぞれ接続する。生蒸気からコールドガスへ
の熱損失を回避するために、この補償区域は、コールド
がスをほとんど隔離する内部断熱鉄板外被37によって
取囲まれる。
Connect each to the straight pipe bundle. To avoid heat loss from the live steam to the cold gas, this compensation area is surrounded by an internally insulating iron plate jacket 37 that largely isolates the cold gas.

蒸気発生器11の荷重は、一方ではその外被によって、
他方では導管34.35の区域で圧力容器上部3に取付
けられた支持積構造36によって、転嫁される。
The load of the steam generator 11 is on the one hand due to its jacket,
On the other hand, it is transferred by a support volume structure 36 attached to the pressure vessel upper part 3 in the area of the conduits 34,35.

次に高温小型原子炉10と蒸気発生器11を通る冷却ガ
スの回路を一括して説明する。
Next, the cooling gas circuit passing through the high-temperature small nuclear reactor 10 and the steam generator 11 will be explained in its entirety.

ヘリウムが70パールの使用圧で燃料要素の堆積14を
上方へ貢流し、その際7()0℃罠熱せられる。天井反
射材15aを通過の後N @ lのホットガス集合室2
3に到達し、そこからホットガス通路28に入る。ここ
で上方へ流れ、第2のホットガス集合室31で向きを転
じた後、4個の蒸気発生器11が均等に分配される。蒸
気発生器11でヘリウムは250℃に冷却され、更に送
風機吸込管33を経て微積送風機12に流れる。更に7
0パールの圧力に圧締された冷たいヘリウムは、次に側
部熱遮蔽IIImと圧力容器下部2とのあいだの環状ギ
ヤ、デ24に入り、その際下向きに流れながら2つの構
成部分を十分に冷却する。コールドガスの僅かな一部が
、支持構造160区域で球体抽出管17の中の燃料要素
の冷却のために、球体抽出管17に送り込まれ、炉心底
部を通って主冷却ガス流に再び加えられる0次にコール
ドガスはコールドガス集合室22に到達し、底部遮蔽と
底部反射材15eを経て再び燃料要素の堆積14に入る
Helium flows upwardly over the fuel element stack 14 at a working pressure of 70 par, heating it to a trap of 7()0°C. After passing through the ceiling reflector 15a, N @ l hot gas collection room 2
3 and from there enters the hot gas passage 28. Here it flows upwards and after turning around in the second hot gas collection chamber 31 the four steam generators 11 are evenly distributed. Helium is cooled to 250° C. in the steam generator 11 and further flows to the microvolume blower 12 via the blower suction pipe 33. 7 more
The cold helium, compressed to a pressure of 0 par, then enters the annular gear, De 24, between the side heat shield IIIm and the lower part of the pressure vessel 2, flowing downwards and thoroughly filling the two components. Cooling. A small portion of the cold gas is channeled into the sphere extraction tube 17 for cooling of the fuel elements in the sphere extraction tube 17 in the area of the support structure 160 and is added back into the main cooling gas stream through the core bottom. The cold gas then reaches the cold gas collection chamber 22 and enters the fuel element stack 14 again via the bottom shield and the bottom reflector 15e.

堆積14を上向きに貫流する時に球形燃料要素の浮上シ
を回避するために、ヘリウムの質量速度を所定の値に制
限する。
To avoid flotation of the spherical fuel elements as they flow upwardly through the stack 14, the helium mass velocity is limited to a predetermined value.

用水は190℃で蒸気発生器に入り、発生した生蒸気は
温度530t::で蒸気発生器を退出する。生蒸気は以
惺の利用のために蒸気タービン設備に送られる。
The service water enters the steam generator at 190°C, and the live steam generated leaves the steam generator at a temperature of 530 t::. The live steam is sent to a steam turbine facility for further use.

第2@が示すように、鋼製圧力容器1の周囲に密接して
安全外被3oが配設される。安全外被30は2個のおよ
そ円筒形のコンクリートシェルすなわち内側コンクリー
トシェル4oおよび外側コンクリートシェル4ノと、こ
れら2つのコンクリートシェルと一体に結合されたコン
クリート天井42から成る。鋼製圧力容器1はコンクリ
ート製片持受リング38の上に支持される0片持受リン
グ38も2個のコンクリートシェル4θ、41と一体に
結合される。
As shown by the second @, a safety jacket 3o is disposed closely around the steel pressure vessel 1. The safety envelope 30 consists of two approximately cylindrical concrete shells, an inner concrete shell 4o and an outer concrete shell 4no, and a concrete ceiling 42 joined together with these two concrete shells. The steel pressure vessel 1 is also integrally connected to the two concrete shells 4θ, 41, with the zero cantilever support ring 38 supported on the concrete cantilever support ring 38.

2個のコンクリートシェル4o、4ノのあいだに環状室
43が形成される。この室43は限られた範囲で立入り
可能であり、作業室として利用することができる。
An annular chamber 43 is formed between the two concrete shells 4o, 4no. This room 43 is accessible within a limited range and can be used as a work room.

内側コンクリートシェル4oを過度の熱jllから守る
ために、安全外被39はコンクリート冷却系統43を有
する。この冷却系統43td、原子炉設備の一次側余熱
排出装蓋が停止した時に、余熱を排出するためにも用い
られる。どのときコンクリート冷却系統43は自然循環
作用を利用する。
In order to protect the inner concrete shell 4o from excessive heat, the safety envelope 39 has a concrete cooling system 43. This cooling system 43td is also used to discharge residual heat when the primary side residual heat exhaust cover of the nuclear reactor equipment is stopped. When concrete cooling system 43 utilizes natural circulation.

コンクリート冷却系統43は大気圧下の環状高架タンク
と、多数の上昇管45および下降管46から成る管系統
を具備し、この管系統は閉回路をなし、冷却水が上記閉
回路の中を循環するように形成されるとともに、高架タ
ンク44連通する。約100 msの水を収容する高架
タンク44は、内側コンクリートシェル40の上に載置
される。高架タンク44はまた冷却水が循環する第2の
冷却系統47と連通する。第2の冷却系統は高架タンク
44に生じる熱を外部へ排出する。
The concrete cooling system 43 includes an annular elevated tank under atmospheric pressure and a pipe system consisting of a large number of ascending pipes 45 and descending pipes 46, and this pipe system forms a closed circuit in which cooling water circulates. The elevated tank 44 communicates with the elevated tank 44. An elevated tank 44 containing approximately 100 ms of water is mounted on top of the inner concrete shell 40. The elevated tank 44 also communicates with a second cooling system 47 in which cooling water circulates. The second cooling system discharges heat generated in the elevated tank 44 to the outside.

上昇管46は内側コンクリートシェル40の鋼製圧力容
器1に臨む側に配管されている。下降管46は外側コン
クリートシェル41に臨む側に設けられている。
The riser pipe 46 is installed on the side of the inner concrete shell 40 facing the steel pressure vessel 1 . The downcomer pipe 46 is provided on the side facing the outer concrete shell 41.

安全外被39から外へ通じ、過圧弁49が配設された吹
出し管48が高架タンク44に連通する。給水装#(図
示せず)により、水を高架タンク44に随時補給するこ
とができる。
A blowout pipe 48 leading out from the safety jacket 39 and equipped with an overpressure valve 49 communicates with the elevated tank 44 . Water can be replenished into the elevated tank 44 at any time by a water supply system # (not shown).

−次回路から余熱を排出する時、熱は鋼製圧力容器1か
ら主として放射によって、安全外被39の内側のコンク
リートシェル40に伝達される。上昇管45の中を上昇
する水による熱吸収は、熱伝導によって行われる。熱は
高架タンク44に運ばれ、そこで第2の冷却水系統47
に送出される。
- When discharging residual heat from the next circuit, heat is transferred from the steel pressure vessel 1 primarily by radiation to the concrete shell 40 inside the safety envelope 39. Heat absorption by the water rising in the riser pipe 45 is performed by thermal conduction. The heat is transferred to an elevated tank 44 where it is transferred to a second cooling water system 47.
sent to.

冷却水系統47が停止すると、高架タンク44の中の水
は熱せられ、蒸発する。この条件のもとでも、積極的な
対策をしなくても、2H〜3日の間、余熱排出が維持さ
れふ。それ以1の期間が必要な時は、給水装電によって
高架タンク441C水を充填すればよい。
When the cooling water system 47 is stopped, the water in the elevated tank 44 is heated and evaporated. Even under these conditions, residual heat discharge can be maintained for 2 hours to 3 days without any active measures being taken. If a period longer than that is required, the elevated tank 441C can be filled with water using the water supply equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は安全外被を除いた原子炉設備の縦断面図、第2
図は安全外被とコンクリート冷却系統を含む原子炉設備
の縮小略図を示す。 1・・・鋼製圧力容器、10・・・高温小型原子炉、1
1・・・蒸気発生器、12・・・循環送風帳、14・・
・炉心、23・・・第1のホットガス集合室、28・・
・ホットガス通路、31・・・第2のホットガス集合室
Figure 1 is a vertical cross-sectional view of the reactor equipment excluding the safety envelope, Figure 2
The figure shows a reduced schematic diagram of the reactor equipment including the safety envelope and concrete cooling system. 1...Steel pressure vessel, 10...High temperature small nuclear reactor, 1
1...Steam generator, 12...Circulating air fan, 14...
・Reactor core, 23...First hot gas collection chamber, 28...
-Hot gas passage, 31...second hot gas collection chamber.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  高温小型原子炉と、コンクリート安全外被に
よって取囲まれ九円筒形鋼製圧力容器内に高温小型原子
炉と共に格納された複数個の蒸気発生器と、流れ方向に
見て蒸気発生器に対して後置された循環送風機と、安全
外被の中に配設され、再冷却のために二次冷却水系統に
接続された自然循環式コンクリート冷却系統とから成る
原子炉設備において、蒸気発生器が高温小型原子炉の上
方に配設され、蒸気発生器と高温小型原子炉の間に第一
のホットガス集合室が設けられ、該ホットガス集合室に
下から上へ炉心を貫いて導かれた冷却ガスが送られ、蒸
気発生器の上方に第2のホットガス集合室が配設され。 中心ホットブス通路によって第1のホットガス集合室と
連通し、上記のホウトガ1通路の周囲に蒸気発生器が集
められ、循環送風機が第1のホットガス集合室と蒸気発
生器の下縁とのあいだの区域でtlぼ水平に鋼製圧力容
器の側部に取付けられ、鋼製圧力容器がほとんど熱絶縁
なしで構成されていることを特徴とする原子炉設備。
(1) A high-temperature small reactor, a plurality of steam generators enclosed by a concrete safety envelope and housed together with the high-temperature small reactor in a nine-cylindrical steel pressure vessel, and the steam generators as viewed in the flow direction. In a nuclear reactor installation consisting of a circulating blower downstream of the steam and a natural circulation concrete cooling system located within the safety envelope and connected to the secondary cooling water system for recooling, A generator is disposed above the high-temperature small nuclear reactor, and a first hot gas collection chamber is provided between the steam generator and the high-temperature small nuclear reactor, and a first hot gas collection chamber is provided that penetrates the reactor core from bottom to top. A second hot gas collection chamber is arranged above the steam generator to which the guided cooling gas is sent. A central hot gas passage communicates with a first hot gas collecting chamber, a steam generator is gathered around said hot gas collecting passage, and a circulation blower is connected between the first hot gas collecting chamber and the lower edge of the steam generator. A nuclear reactor installation, characterized in that the steel pressure vessel is installed horizontally on the side of a steel pressure vessel in the area of tl, and that the steel pressure vessel is constructed with almost no thermal insulation.
(2)循環送風機がそれぞれ1個の遮断装置とパイ・平
ス装置を装備することを特徴とする特許請求の範囲第(
1)項に記載の原子炉設備。
(2) Claim No. 1, characterized in that each circulation blower is equipped with one shutoff device and one piston device.
Nuclear reactor equipment described in section 1).
JP58046092A 1982-04-02 1983-03-22 Reactor facility Pending JPS58173490A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3212266A DE3212266C1 (en) 1982-04-02 1982-04-02 Nuclear reactor installation
DE32122667 1982-04-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58173490A true JPS58173490A (en) 1983-10-12

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ID=6160048

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JP58046092A Pending JPS58173490A (en) 1982-04-02 1983-03-22 Reactor facility

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DE3212266C1 (en) 1983-06-01

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