JPS5834797B2 - 加圧水型原子炉の非常用炉心冷却系注入方法 - Google Patents
加圧水型原子炉の非常用炉心冷却系注入方法Info
- Publication number
- JPS5834797B2 JPS5834797B2 JP52135769A JP13576977A JPS5834797B2 JP S5834797 B2 JPS5834797 B2 JP S5834797B2 JP 52135769 A JP52135769 A JP 52135769A JP 13576977 A JP13576977 A JP 13576977A JP S5834797 B2 JPS5834797 B2 JP S5834797B2
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- Japan
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- pressure
- injection
- water
- reactor
- injection system
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は加圧水型原子炉（ＰＷＲ）に付設される非常用
炉心冷却系（ＥＣＣ８）の注入方法に関する。
炉心冷却系（ＥＣＣ８）の注入方法に関する。
従来わが国で建設されている加圧水型原子炉はすべてウ
ェスチングハウス社の基本設計によるもので米国をはじ
め諸外国においても同社型が主流をなしており、それら
の配管破断による冷却材喪失事故に対するＥＣＣ８の注
入方法も同社の設計によるものである。
ェスチングハウス社の基本設計によるもので米国をはじ
め諸外国においても同社型が主流をなしており、それら
の配管破断による冷却材喪失事故に対するＥＣＣ８の注
入方法も同社の設計によるものである。
すなわちその注入方法は蓄圧注入系を各−次循環ループ
低温側配管に、ポンプによる低圧注入系も同じく低温側
配管に更に小規模破断のための減圧用としてポンプによ
る低流量の高圧注入系を高温側および低温側配管に注入
するものであった。
低温側配管に、ポンプによる低圧注入系も同じく低温側
配管に更に小規模破断のための減圧用としてポンプによ
る低流量の高圧注入系を高温側および低温側配管に注入
するものであった。
しかしながら近年米国ｓｅｍｉｓｃａｌｅ実験およびわ
が国のＲＯ８Ａ−ｎ実験などの配管破断時ＥＣＣ８模擬
実験によって上記の注入方式では極めて炉心冷却に対し
て効果が薄いことが明らかにされた。
が国のＲＯ８Ａ−ｎ実験などの配管破断時ＥＣＣ８模擬
実験によって上記の注入方式では極めて炉心冷却に対し
て効果が薄いことが明らかにされた。
その理由は比較的大規模の破断時には圧力容器から流出
する流体の流れがかなりの速度で長時間にわたってダウ
ンカマ部を吹上げることになるため、健全ループ（複数
の循環ループのうち破断したループ以外のループ）の低
温側配管に注入した蓄圧注入系、低圧注入系等の冷却水
がダウンカマ上部にて上記流れに吹上げられて十分落下
し得す、一部落下し得ても高温を保持している圧力容器
等の壁面に触れることによって蒸発し、上向きの蒸気流
となって流出する流れと共に注入冷却水を破断ループ部
へ運び去ってしまうためである。
する流体の流れがかなりの速度で長時間にわたってダウ
ンカマ部を吹上げることになるため、健全ループ（複数
の循環ループのうち破断したループ以外のループ）の低
温側配管に注入した蓄圧注入系、低圧注入系等の冷却水
がダウンカマ上部にて上記流れに吹上げられて十分落下
し得す、一部落下し得ても高温を保持している圧力容器
等の壁面に触れることによって蒸発し、上向きの蒸気流
となって流出する流れと共に注入冷却水を破断ループ部
へ運び去ってしまうためである。
その上、ダウンカマ上部等で低温の冷却水が蒸気を凝縮
するために、流体の吹上げは一層強くなる。
するために、流体の吹上げは一層強くなる。
部分的に落下し得た水が圧力容器下部に徐々に蓄水して
も、炉心部まで冠水させるまでに長時間を要するので、
温度上昇し続ける炉心部を冷却するには間に合わなくな
ると推定される。
も、炉心部まで冠水させるまでに長時間を要するので、
温度上昇し続ける炉心部を冷却するには間に合わなくな
ると推定される。
しかもその注入方法では炉心冠水に至るまで、注入水そ
れ自体は炉心部の冷却には何ら直接寄与していない。
れ自体は炉心部の冷却には何ら直接寄与していない。
本発明の目的は有効な炉心冷却が行われるＥＣＣ８注入
方法を提供することにある。
方法を提供することにある。
なお、在来型の非常炉心冷却系には、一般に異種類の非
常冷却系の相互干渉に対する考慮が欠けており、注入さ
れた冷却水の凝縮減圧作用の「悪影響を緩和」し、逆に
「積極的に利用」して行く構成とはなっていない。
常冷却系の相互干渉に対する考慮が欠けており、注入さ
れた冷却水の凝縮減圧作用の「悪影響を緩和」し、逆に
「積極的に利用」して行く構成とはなっていない。
すなわち、この発明の基本構成である上部プレナム側（
ホットレグ）を含む）および下部プレナム側（コールド
レグを含む）の２つの蓄圧注入系を設けること、それら
蓄圧系の作動圧はもとより温度までも違えることについ
て配慮されていない。
ホットレグ）を含む）および下部プレナム側（コールド
レグを含む）の２つの蓄圧注入系を設けること、それら
蓄圧系の作動圧はもとより温度までも違えることについ
て配慮されていない。
すなわち、この発明では激しい凝縮減圧を防ぐべく８０
〜２００℃という高温の冷却水をまず上部プレナムに注
入して溜めた後に、下部プレナムに低温の冷却水を注入
して凝縮減圧を生ぜしめ、これにより上部プレナムの冷
却水を炉心部に吸引して炉心を冷却する等、冷却水の凝
縮減圧を積極的に利用することにより十分な炉心冷却効
果を得ることを特色としている。
〜２００℃という高温の冷却水をまず上部プレナムに注
入して溜めた後に、下部プレナムに低温の冷却水を注入
して凝縮減圧を生ぜしめ、これにより上部プレナムの冷
却水を炉心部に吸引して炉心を冷却する等、冷却水の凝
縮減圧を積極的に利用することにより十分な炉心冷却効
果を得ることを特色としている。
以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
第１図、第２図はそれぞれ本発明の実施例の概念図であ
る。
る。
第１図において原子炉圧力容器１に対して２つの一次系
循環ループ（通常は４ループ）をその両側に示し、左側
を破断ループ、右側を健全ループとする。
循環ループ（通常は４ループ）をその両側に示し、左側
を破断ループ、右側を健全ループとする。
各−次循環ループには蒸気発生器２、循環ポンプ３があ
り、圧力容器１と蒸気発生器２を結ぶ配管を高温側配管
、循環ポンプ３と圧力容器１とを結ぶ配管を低温側配管
と称する。
り、圧力容器１と蒸気発生器２を結ぶ配管を高温側配管
、循環ポンプ３と圧力容器１とを結ぶ配管を低温側配管
と称する。
配管破断が仮に破断ループ低温側配管で生じたとし、こ
れをＢとする。
れをＢとする。
Ｂより高温高圧水が流出すると原子炉−次系の圧力と温
度は水が失われると共に低下し、蓄圧注入系４１の設定
圧力５０〜９０ ａｔｇ以下の圧力に下がると自動的に
逆止弁５１が開いて蓄圧注入系４１の冷却水が上部プレ
ナム６に入る。
度は水が失われると共に低下し、蓄圧注入系４１の設定
圧力５０〜９０ ａｔｇ以下の圧力に下がると自動的に
逆止弁５１が開いて蓄圧注入系４１の冷却水が上部プレ
ナム６に入る。
この冷却水の設定温度は８０〜２００’Ｃと比較的高温
であるため、上部プレナムに蒸気が発生していてもこれ
を凝縮する作用は弱く、従って炉心７に残存する水を吸
い上げる作用もほとんど持たないで、炉心は残存水によ
り冷却され続けることを妨げない。
であるため、上部プレナムに蒸気が発生していてもこれ
を凝縮する作用は弱く、従って炉心７に残存する水を吸
い上げる作用もほとんど持たないで、炉心は残存水によ
り冷却され続けることを妨げない。
上部プレナムに溜った蓄圧注入系４１からの冷却水は炉
心上部の狭い流路から炉心内に一部は落下し得るが、通
常は炉心で発生し続ける蒸気の上向きの流れに押されて
十分な量が落下し得ない。
心上部の狭い流路から炉心内に一部は落下し得るが、通
常は炉心で発生し続ける蒸気の上向きの流れに押されて
十分な量が落下し得ない。
ところが原子炉−次系の圧力が更に低下すると蓄圧注入
系４２の設定圧力２５〜６０ ａｔｇ以下になって自動
的に逆止弁５２が開いて蓄圧注入系４２の冷却水が下部
プレナム８に入る。
系４２の設定圧力２５〜６０ ａｔｇ以下になって自動
的に逆止弁５２が開いて蓄圧注入系４２の冷却水が下部
プレナム８に入る。
圧力容器の低い位置にはノズルを設けてはならない規定
になっているためこの蓄圧注入系４２の注入ノズルは炉
心７よりも高い位置に設けられ、圧力容器１内のダウン
カマ部９の中で配管１０により冷却水を下部プレナム８
に導くようになっている。
になっているためこの蓄圧注入系４２の注入ノズルは炉
心７よりも高い位置に設けられ、圧力容器１内のダウン
カマ部９の中で配管１０により冷却水を下部プレナム８
に導くようになっている。
蓄圧注入系４２の冷却水は低温であるため、下部プレナ
ム８に入るとそこに存在する蒸気を凝縮し、減圧させる
ため、上部プレナム６に溜っていた水を吸引する。
ム８に入るとそこに存在する蒸気を凝縮し、減圧させる
ため、上部プレナム６に溜っていた水を吸引する。
この除水は炉心７を通るので炉心は冷却される。
また注入前には炉心７や下部プレナム８には水が無くな
っていたとしても、注入した水が下部プレナム８から炉
心７およびダウンカマ９にかけて溜るので、冠水した炉
心７は冷却され続ける。
っていたとしても、注入した水が下部プレナム８から炉
心７およびダウンカマ９にかけて溜るので、冠水した炉
心７は冷却され続ける。
一方、核分裂生成物の崩壊による炉心７の発熱は長時間
続くため、水が蒸発し減少するのを補わねばならない。
続くため、水が蒸発し減少するのを補わねばならない。
この水位減少は蓄圧注入系４２の停止直後から生じるた
め、その停止以前から時間的に重複して冷却水を注入す
る低圧注入系１１が作動する。
め、その停止以前から時間的に重複して冷却水を注入す
る低圧注入系１１が作動する。
低圧注入系１１は圧力容器内圧力がかなり低下してから
注入開始するのでそのポンプの揚程は低くてよいかわり
に水位減少を十分補うだけの流量を必要とする。
注入開始するのでそのポンプの揚程は低くてよいかわり
に水位減少を十分補うだけの流量を必要とする。
この低圧注入系１１の注入位置は既述のように低温側配
管であると、吹上げる蒸気流に打勝ってダウンカマ９を
落下できないが、高温側配管であると、上部プレナム６
へ出て直接炉心７に落下し、減少する水を補うと同時に
炉心７を直接的に冷却する。
管であると、吹上げる蒸気流に打勝ってダウンカマ９を
落下できないが、高温側配管であると、上部プレナム６
へ出て直接炉心７に落下し、減少する水を補うと同時に
炉心７を直接的に冷却する。
しかも６０℃以下と低温であるので発生する蒸気を抑え
る効果をもつ。
る効果をもつ。
更に、これらの注入系統に付帯して高圧注入系１２があ
る。
る。
この働きは、破断Ｂが小規模である場合に水は破断部か
ら流失し、減少するが圧力は炉心での発熱による蒸気発
生があるためなかなか低下せず、蓄圧注入系４１ 、４
２いずれもが作動し７得ない間に炉心が露出して温度上
昇し続ける事態になるのを防ぐものである。
ら流失し、減少するが圧力は炉心での発熱による蒸気発
生があるためなかなか低下せず、蓄圧注入系４１ 、４
２いずれもが作動し７得ない間に炉心が露出して温度上
昇し続ける事態になるのを防ぐものである。
すなわち破断事故を検出すると作動する高圧注入系は流
量は比較的少なくてよいが、高圧で注入できるので、圧
力容器１内がまだ高圧である間に低温の冷却水が注入さ
れ、減少する水を補うと同時に炉心７を始め一次系全体
で発生する蒸気を凝縮し、減圧を促進させて圧力容器内
圧力を早く蓄圧注入系４１の設定圧力以下に減圧させて
蓄圧注入系４１の作動を促す役割をもつ。
量は比較的少なくてよいが、高圧で注入できるので、圧
力容器１内がまだ高圧である間に低温の冷却水が注入さ
れ、減少する水を補うと同時に炉心７を始め一次系全体
で発生する蒸気を凝縮し、減圧を促進させて圧力容器内
圧力を早く蓄圧注入系４１の設定圧力以下に減圧させて
蓄圧注入系４１の作動を促す役割をもつ。
この注入位置を高温側配管とすると循環ポンプ３が停止
した時点以後は注入水が蒸気発生器２を源とする流れに
のって蒸気率の多い上部プレナム６に出て蒸気を凝縮し
た上炉心７ノこ落下し、炉心冷却に直接寄与する。
した時点以後は注入水が蒸気発生器２を源とする流れに
のって蒸気率の多い上部プレナム６に出て蒸気を凝縮し
た上炉心７ノこ落下し、炉心冷却に直接寄与する。
第２図は蓄圧注入系４２めみを下部プレナムでなく各−
次系循環ループの低温側配管にした実施例である。
次系循環ループの低温側配管にした実施例である。
この実施例は第１図の実施例においてダウンカマ部配管
１０の設置が技術的に困難な場合や、既に蓄圧注入系を
低温側配管に注入する方法を採用している現存の加圧水
型炉に適用できる代案である。
１０の設置が技術的に困難な場合や、既に蓄圧注入系を
低温側配管に注入する方法を採用している現存の加圧水
型炉に適用できる代案である。
この蓄圧注入系４２の設定圧力、設定温度は第１図の実
施例と同じとし、個数を循環ループ数に分散させである
ため全個数の保有水量の和が第１図の蓄圧注入系４２の
保有水量と同程度である。
施例と同じとし、個数を循環ループ数に分散させである
ため全個数の保有水量の和が第１図の蓄圧注入系４２の
保有水量と同程度である。
第２図の設定方法では従来の注入量の場合健全ループに
注入された冷却水は低温側配管とダウンカマ上部で凝縮
を生じさせ上部プレナム６の水を間接的に下部プレナム
８の方へ吸引させる効果をもつが、同時に下部プレナム
に残存する水をダウンカマ上部へ吸い上げ、更に破断ル
ープでの凝縮がこれを破断ループの方へ吸引して流出さ
せる弊害が生ずる。
注入された冷却水は低温側配管とダウンカマ上部で凝縮
を生じさせ上部プレナム６の水を間接的に下部プレナム
８の方へ吸引させる効果をもつが、同時に下部プレナム
に残存する水をダウンカマ上部へ吸い上げ、更に破断ル
ープでの凝縮がこれを破断ループの方へ吸引して流出さ
せる弊害が生ずる。
そこで、残存する水を減少させないために蓄圧注入系４
２の流量を十分多くしてやるとダウンカマで部分的に落
下する水量が多くなるため高温の壁面が十分冷却されて
蒸気の発生源でなくなり、その分だけ蒸気の吹上げ流量
が減って注入水はついに未飽和度を維持したまま下部プ
レナム８に到達するようになる。
２の流量を十分多くしてやるとダウンカマで部分的に落
下する水量が多くなるため高温の壁面が十分冷却されて
蒸気の発生源でなくなり、その分だけ蒸気の吹上げ流量
が減って注入水はついに未飽和度を維持したまま下部プ
レナム８に到達するようになる。
そのときから下部プレナム８に溜っていた水の減圧や壁
熱にもとづく沸騰がこの未飽和水の到達によって止み、
ダウンカマ９を吹上げる蒸気流がなくなって多量の注入
水がダウンカマを落下して下部プレナム８に溜り、上部
プレナム６から炉心７を通過して下部プレナム８に落下
した水と共に第１図の実施例と同様炉心を冠水し冷却す
る。
熱にもとづく沸騰がこの未飽和水の到達によって止み、
ダウンカマ９を吹上げる蒸気流がなくなって多量の注入
水がダウンカマを落下して下部プレナム８に溜り、上部
プレナム６から炉心７を通過して下部プレナム８に落下
した水と共に第１図の実施例と同様炉心を冠水し冷却す
る。
実験によるとこの蓄圧注入系４２の注入流量は、在来の
設計による注入流量の２倍程度注入開始時の流出流量の
最大値に対しては１２２倍程で十分下部プレナム８への
急速な蓄水が実現できた。
設計による注入流量の２倍程度注入開始時の流出流量の
最大値に対しては１２２倍程で十分下部プレナム８への
急速な蓄水が実現できた。
また既述の在来注入方法と比較して第１図、第２図の実
施例とも炉心内の温度上昇する燃料棒の数を１／３以下
に減らすことができ、到達温度でも在来注入方法では多
くの燃料棒が９００℃をはるかに超えたのに対し、両実
施例では６５０℃を超えた燃料棒は一本も無かった。
施例とも炉心内の温度上昇する燃料棒の数を１／３以下
に減らすことができ、到達温度でも在来注入方法では多
くの燃料棒が９００℃をはるかに超えたのに対し、両実
施例では６５０℃を超えた燃料棒は一本も無かった。
第１図は新規に設計する加圧水型原子炉に対する実施例
を示す概念図、第２図は現在する加圧水型原子炉の改良
に対する実施例を示す概念図である。 １・・・圧力容器、２・・・蒸気発生器、３・・・ポン
プ、６・・・上部プレナム、７・・・炉心、８・・・下
部プレナム、９・・・ダウンカマ、１０・・・配管、１
１・・・低圧注入系、１２・・・高圧注入系、４１・・
・蓄圧注入系、４２・・・蓄圧注入系、５１・・・逆止
弁、５２・・・逆止弁。
を示す概念図、第２図は現在する加圧水型原子炉の改良
に対する実施例を示す概念図である。 １・・・圧力容器、２・・・蒸気発生器、３・・・ポン
プ、６・・・上部プレナム、７・・・炉心、８・・・下
部プレナム、９・・・ダウンカマ、１０・・・配管、１
１・・・低圧注入系、１２・・・高圧注入系、４１・・
・蓄圧注入系、４２・・・蓄圧注入系、５１・・・逆止
弁、５２・・・逆止弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 加圧水型原子炉の配管破断事故に対する非常用炉心
冷却系の注入方法において、第一の蓄圧注入系の冷却水
を設定圧力５０〜９０ ａｔｇ、設定温度８０〜２００
℃にて原子炉圧力容器上部プレナムに注入し、第二の蓄
圧注入系の冷却水を前記設定圧力より低い設定圧力２５
〜６０ａｔｇ、設定温度６０℃以下にて原子炉圧力容器
下部プレナムに注入し、かつこれらと組合せてポンプに
よる揚程１００ ａｔｇの高圧注入系および揚程２０ａ
ｔｇσ）低圧注入系にて６０℃以下の冷却水を高温側配
管に注入することにより炉心を冷却することを特徴とす
る加圧水型原子炉の非常用炉心冷却系注入方法。 ２ 加圧水型原子炉の配管破断事故に対する非常用炉心
冷却系の注入方法において、第一の蓄圧注入系の冷却水
を設定圧力５０〜９０ａｔｇ、８０〜２００ ’Ｃにて
原子炉圧力容器上部プレナムに注入し、第二の蓄圧注入
系の冷却水を前記設定圧力より低い設定圧力２５〜６０
ａｔｇ、設定温度６０℃以下にて注入開始時に想定され
る最大の流出流量に対し各々の注入流量の総和が１．２
倍以上となる注入流量をもって各−次系循環ループ低温
側配管に注入し、かつこれらと組合せてポンプによる揚
程１００ ａｔｇの高圧注入系および揚程２０ａｔｇの
低圧注入系にて６０℃以下の冷却水を高温側配管に注入
することにより炉心を冷却することを特徴とする加圧水
型原子炉の非常用炉心冷却系注入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52135769A JPS5834797B2 (ja) | 1977-11-14 | 1977-11-14 | 加圧水型原子炉の非常用炉心冷却系注入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52135769A JPS5834797B2 (ja) | 1977-11-14 | 1977-11-14 | 加圧水型原子炉の非常用炉心冷却系注入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5469695A JPS5469695A (en) | 1979-06-04 |
| JPS5834797B2 true JPS5834797B2 (ja) | 1983-07-28 |
Family
ID=15159422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52135769A Expired JPS5834797B2 (ja) | 1977-11-14 | 1977-11-14 | 加圧水型原子炉の非常用炉心冷却系注入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5834797B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2504305B1 (fr) * | 1981-04-17 | 1985-06-21 | Framatome Sa | Dispositif de refroidissement de secours d'un reacteur nucleaire a eau sous pression |
| CN104952495A (zh) * | 2015-06-26 | 2015-09-30 | 上海核工程研究设计院 | 一种双堆核电站二次侧余热排出系统 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5083691A (ja) * | 1973-11-20 | 1975-07-07 |
-
1977
- 1977-11-14 JP JP52135769A patent/JPS5834797B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5083691A (ja) * | 1973-11-20 | 1975-07-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5469695A (en) | 1979-06-04 |
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