KR20120012472A

KR20120012472A - 원자로 격납 구조체

Info

Publication number: KR20120012472A
Application number: KR1020117027411A
Authority: KR
Inventors: 노부키 우다; 히데오 후쿠다; 히로시 마츠오카
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2012-02-10
Also published as: US20120051486A1; EP2434495A1; WO2010134280A1; CA2761517A1; JP2010271148A

Abstract

이 원자로 격납 구조체는, 원자로 격납 용기(10)와, 원자로 격납 용기(10)의 내부에 마련되고, 원자로를 격납하는 원자로 격납실(11)과, 원자로 격납 용기(10)의 내부에, 원자로 격납실(11)의 하방에 인접하여 마련되고, 비상용 냉각액(W)이 저류되는 풀(12)과, 비상용 냉각액(W)을 원자로 격납실(11)로부터 풀(12)로 유입시키는 복수의 개구부(11b, 11c)와, 풀(12)의 하방에 마련된 섬프(13)와, 섬프(13)에 마련되고, 비상용 냉각액(W)에 포함되는 부스러기(D)를 여과하는 부스러기 여과체(14)와, 비상용 냉각액(W)을 섬프(13)로부터 흡입하여 원자로 격납실(11)의 내부로 토출하는 펌프 장치(20)와, 복수의 개구부(11b, 11c)중 섬프(13)에 가장 가까운 개구부(11b)에 마련되고, 격납실(11)로부터 풀(12)로 유입되는 비상용 냉각액(W)의 유량을 제한하는 제방(30)을 구비한다.

Description

원자로 격납 구조체{NUCLEAR REACTOR CONTAINMENT STRUCTURE}

본 발명은 가압수형 원자로에 이용하는 원자로 격납 구조체에 관한 것이다.

본 출원은 2009년 5월 20일에, 일본에 출원된 특허 출원 제 2009-122496 호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 인용한다.

주지와 같이, 가압수형 원자로에 있어서는, 1차 냉각재(경수)가 비등하지 않도록 가압되어 있다. 이 1차 냉각재를 원자로의 핵분열 반응에 의해 생긴 열에너지로 가열하여, 고온으로 된 1차 냉각재를 증기 발생기로 보낸다. 이것에 의해, ２차 냉각재(경수)를 비등시켜, 고온ㅇ 고압의 증기에 의해 터빈 발전기를 돌려서 발전하고 있다.

이러한 가압수형 원자로에 있어서는, 1차 냉각재의 상실 사고 발생시에, 원자로가 과열 상태가 되는 것을 방지하기 위해서, 보안 구조체가 채용되어 있다. 이 보안 구조체는 주로 원자로 격납 용기와, 펌프 장치를 구비하고 있다.

원자로 격납 용기는 주로 원자로 격납실과, 풀(pool)과, 섬프(sump)를 구비하고 있다. 원자로 격납실에는, 원자로가 격납된다. 풀은, 원자로 격납 용기의 내부에, 원자로 격납실의 하방에 인접하여 마련되고, 비상용 냉각액이 저류된다. 섬프는 풀의 하부에 마련되어 있다. 또한, 원자로 격납실의 하부에는, 원자로 격납실내의 비상용 냉각액을 풀로 유입시키는 개구부가 마련되어 있다.

펌프 장치는 섬프로부터 비상용 냉각액을 흡입하여, 원자로 격납실의 상부로부터 토출한다.

상기의 보안 구조체에 있어서, 비상용 냉각액은 펌프 장치에 의해 풀의 하부의 섬프로부터 흡입되어, 원자로 격납실의 상부로부터 토출된다. 토출된 비상용 냉각액은 원자로 격납실의 개구부로부터 풀로 유입되고, 다시 펌프 장치에 의해 흡입되어, 보안 구조체내에서 순환한다.

상기의 보안 구조체에 있어서는, 1차 냉각재의 상실 사고의 발생시에, 고압의 1차 냉각재의 분출에 의해, 단열재편이나 금속편의 부스러기(debris)가 생겨서 풀로 유입된다. 그 때문에, 섬프에 섬프 스크린(screen) 등의 부스러기 여과체를 마련하고, 부스러기가 펌프 장치에 흡입되지 않도록 하고 있다. 그렇지만, 부스러기 여과체에 다량의 부스러기가 부착되면, 펌프 장치의 부하가 증대하거나, 순환 효율이 저하한다. 그 때문에, 부스러기 여과체에 대한 다량의 부스러기의 부착을 회피하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 하기의 특허문헌 1에 개시되는 원자로 격납 구조체는 원자로 격납실의 바닥부의 개구에 비상용 냉각수의 일시 저류조로서 기능하는 제 2 섬프를 마련하고 있다. 또한, 제 2 섬프로부터 풀로의 수류출부에 제 2 스크린을 마련하고 있다. 즉, 부스러기를 제 2 스크린으로 포착하여, 풀로 유출되지 않도록 함으로써, 섬프 스크린에의 부스러기의 부착을 억제하고 있다.

일본 공개 특허 제 1995-260977 호 공보

그러나, 상기와 같은 가압수형 원자로에 있어서는, 개구 모두에 제 2 섬프를 마련할 수 없다는 문제가 있었다. 즉, 예를 들어 풀과 원자로 격납실 사이에 마련된 승강 계단의 개구부에는, 구조상, 상기와 같은 제 2 섬프를 마련할 수 없다. 또한, 이 개구부를 개폐 가능하게 하는 것도 고려된다. 그러나, 승강 계단의 개구부를 개폐 가능하게 하면, 보수성이 저하하거나, 비상용 냉각수의 순환 효율이 저하하는 문제가 있다.

본 발명은 부스러기 여과체에의 부스러기의 부착을 억제할 수 있어, 개구부의 구성을 간략화할 수 있는 원자로 격납 구조체를 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 원자로 격납 구조체는 다음을 구비한다.

원자로가 격납된 실내 하부에 있어서 하층에 연통하는 복수의 개구부를 갖는 원자로 격납실과 상기 하층에 마련되고, 비상용 냉각액이 저류된 섬프 풀과 상기 섬프 풀의 하부에 마련된 섬프를 구비하는 원자로 격납 용기.

상기 섬프에 마련된 부스러기 여과체.

상기 섬프로부터 상기 비상용 냉각액을 흡입하여 상기 원자로 격납실의 상부로부터 토출하는 펌프체.

이상의 구성을 구비하는 원자로 격납 구조체에 있어서는, 상기 원자로 격납실의 상부로부터 토출된 상기 비상용 냉각액이 상기 원자로 격납실의 개구부로부터 상기 섬프 풀로 재유입되어, 상기 비상용 냉각액이 순환한다.

본 발명의 원자로 격납 구조체는, 상기 복수의 개구부중 상기 섬프에 가장 가까운 개구부에, 상기 개구부로부터 상기 섬프 풀로 재유입되는 상기 비상용 냉각액의 유량을 제한하는 제방(dam)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 원자로 격납 구조체는 다음을 구비한다.

원자로 격납 용기.

상기 원자로 격납 용기의 내부에 마련되고, 원자로를 격납하는 원자로 격납실.

상기 원자로 격납 용기 내부에, 상기 원자로 격납실의 하방에 인접하여 마련되고, 비상용 냉각액이 저류되는 풀.

상기 비상용 냉각액을 상기 원자로 격납실로부터 상기 풀로 유입시키는 복수의 개구부.

상기 풀의 하방에 마련된 섬프.

상기 섬프에 마련되고, 상기 비상용 냉각액에 포함되는 부스러기를 여과하는 부스러기 여과체.

상기 비상용 냉각액을 상기 섬프로부터 흡입하여 상기 원자로 격납실의 내부로 토출하는 펌프 장치.

상기 복수의 개구부중 적어도 상기 섬프에 가장 가까운 개구부에 마련되고, 상기 원자로 격납실로부터 상기 풀로 유입되는 상기 비상용 냉각액의 유량을 제한하는 제방.

이러한 구성에 따르면, 복수의 개구부중 제방을 갖는 개구부를 통해서 풀로 유입되는 비상용 냉각액의 유량이 제한된다. 그 때문에, 제방을 갖지 않는 개구부로부터 풀로 유입되는 비상용 냉각액의 유량이 증가한다. 제방을 갖지 않는 개구부는 제방을 갖는 개구부보다도 섬프로부터 이간되어 있다. 따라서, 원자로 격납실의 내부로 토출된 비상용 냉각액의 대부분은 제방을 갖지 않는 개구부를 통해서, 종래보다도 섬프로부터 떨어진 위치로부터 풀로 유입된다. 이것에 의해, 풀로 유입된 비상용 냉각액이 섬프로 이동하는 경로가 종래보다도 연장된다. 따라서, 풀로 유입된 비상용 냉각액에 포함되는 부스러기가 섬프로 향하는 도중에 종래보다도 침강하기 쉬워진다. 따라서, 비상용 냉각액에 포함되는 부스러기가 부스러기 여과체에 도달하기 어려워진다.

즉, 제방을 마련함으로써, 부스러기가 부스러기 여과체에 도달하기 쉬운 위치에 비상용 냉각액을 유입시키는 개구부의 비상용 냉각액의 유량을 제한한다. 동시에, 부스러기가 부스러기 여과체에 도달하기 어려운 위치에 비상용 냉각액을 유입시키는 개구부의 비상용 냉각액의 유량을 증가시킨다. 이것에 의해, 종래보다도 부스러기가 부스러기 여과체에 도달하기 어려워져서, 부스러기 여과체에 도달하는 부스러기를 감소시킬 수 있다.

또한, 섬프에 가장 가까운 개구부에서는, 제방이 부스러기를 포착한다. 그 때문에, 섬프에 가장 가까운 개구부로부터 풀로 부스러기가 유입되기 어려워진다. 따라서, 풀로 유입되는 부스러기가 감소하여, 부스러기가 부스러기 여과체에 도달하기 어려워진다.

따라서, 본 발명의 원자로 격납 구조체에 따르면, 부스러기 여과체에 도달하는 부스러기를 억제하여, 부스러기 여과체에의 부스러기의 부착을 억제할 수 있다. 또한, 개구부에 섬프 구조를 마련하거나, 밀봉 기구를 마련하는 것보다도, 구성을 간략화할 수 있다. 따라서, 부스러기 여과체에 부스러기가 부착되는 것을 억지하는 동시에, 개구부의 구성을 간략화할 수 있다.

또, 상기 복수의 개구부중 2개 이상의 개구부에 상기 제방을 구비해도 좋다.

즉, 상기 제방은 상기 복수의 개구부중 2개 이상의 개구부에 마련되어 있어도 좋다.

이러한 구성에 따르면, 섬프의 위치 관계를 고려하여, 개구부의 유량을 조정할 수 있다. 환언하면, 풀로의 비상용 냉각재의 유입량 분포를 조정할 수 있다.

또한, 각각의 제방이 부스러기를 포착하므로, 풀로 유입되는 부스러기를 종래보다도 감소시킬 수 있다.

또, 임의의 2개의 개구부중 상기 섬프에 가까운 한쪽 개구부의 제방이 상기 섬프로부터 떨어진 다른쪽 개구부의 제방보다도 높아도 좋다.

즉, 상기 제방을 갖는 복수의 상기 개구부중 상기 섬프에 가까운 상기 개구부의 상기 제방의 높이가 상기 섬프로부터 먼 상기 개구부의 상기 제방의 높이보다도 높아도 좋다.

이러한 구성에 따르면, 풀로의 비상용 냉각재의 유입량 분포를 미세 조정할 수 있다.

또, 상기 제방은 상단으로부터 하단을 향함에 따라서 점차 두꺼워져도 좋다.

즉, 상기 제방의 두께는 상방보다도 하방이 두꺼워지도록 점차 두꺼워져도 좋다.

또한, 상기 제방은 상기 원자로 격납 용기와 일체로 구성되어도 좋다.

즉, 상기 제방은 상기 원자로 격납 용기와 일체적으로 마련되어도 좋다.

이들 구성에 따르면, 제방의 강도를 크게 할 수 있다. 이것에 의해, 대형의 부스러기가 충돌했을 경우나, 비상용 냉각액으로부터 큰 유체력이 작용했을 경우에도, 제방의 파손을 방지할 수 있다. 따라서, 이러한 경우에도, 부스러기 여과체에의 부스러기의 부착을 계속해서 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 원자로 격납 구조체에 따르면, 부스러기 여과체에의 부스러기의 부착을 억제할 수 있어, 개구부의 구성을 간략화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 원자로 격납 구조체(1)의 개략 구성 도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 원자로 격납 구조체(1)의 주요부의 단면도로서, 도 1에 있어서의 Ｉ-I선 단면도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 원자로 격납 구조체(1)의 주요부의 단면도로서, 도 1에 있어서의 II-II선 단면도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 원자로 격납 구조체(1)의 주요부의 확대 단면도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 원자로 격납 구조체(1)의 제 1 작용의 설명도,
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 원자로 격납 구조체(1)의 제 2 작용의 설명도,
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 원자로 격납 구조체(1)의 변형예를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 원자로 격납 구조체(2)의 주요부의 확대 단면도.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 원자로 격납 구조체(1)의 개략 구성도이다. 도 2는 도 1에 있어서의 Ｉ-I선 단면도이다. 도 3은 도 1에 있어서의 II-II선 단면도이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 원자로 격납 구조체(1)는 원자로(5)를 격납하는 원자로 격납 용기(10)와, 순환 펌프( 펌프체, 펌프 장치)(20)를 구비하고 있다.

원자로 격납 용기(10)는 원자로(5)를 격납하는 원자로 격납실(11)과, 비상용 냉각수(비상용 냉각액)(W)가 저류된 풀(섬프 풀)(12)을 구비하고 있다.

원자로 격납실(11)은 원자로 격납 용기(10)의 내부에 마련되어 있다. 원자로 격납실(11)에는, 원자로(5)와 함께, 도시하지 않은 증기 발생기나 가압기 등이 격납되어 있다. 원자로 격납실(11)의 바닥부(11a)에는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 하층으로 연통하는 직사각형 형상의 개구부(11b, 11c)가 마련되어 있다.

개구부(11b)에 마련된 제방(30)에 대해서는 후술한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 풀(12)은 원자로 격납 용기(10)의 내부에, 원자로 격납실(11)의 하방에 인접하여 마련되고, 비상용 냉각수(W)가 저류되어 있다. 즉, 풀(12)은 원자로 격납 용기(10)의 하층에 마련되어 있고, 구체적으로는 원자로 격납 용기(10)의 지층(地層)에 마련되어 있다.

도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 풀(12)의 저부(12a)의 하방에는, 순환 섬프(섬프, 흡입부)(13)가 마련되어 있다. 순환 섬프(13)는 풀(12)의 저부(12a)보다도 더욱 낮게 마련되어 있다. 순환 섬프(13)에는, 비상용 냉각수(W)에 포함되는 파손물 등의 부스러기를 여과하는 섬프 스크린(부스러기 여과체)(14)이 마련되어 있다. 섬프 스크린(14)은 순환 섬프(13)의 개구부를 덮도록 마련되어 있다.

섬프 스크린(14)은 하나의 면이 개방된 상자형상으로 형성되어 있다. 섬프 스크린(14)은 개방된 쪽을 순환 섬프(13)의 개구부에 중첩하도록 설치되어 있다. 즉, 섬프 스크린(14)은 저부를 상방으로 향하게 하고 개구를 하방으로 향하게 한 상태로 순환 섬프(13)의 개구부를 덮고 있다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 섬프 스크린(14)은 그 전체 면적을 파손물 포착을 위해 유효하게 활용하기 위해서, 전체가 수몰되어 있다.

또한, 섬프 스크린(14) 대신에, 관통 구멍을 갖는 플레이트 부재를 다단으로 적층한 부스러기 여과체를 이용해도 좋다.

순환 펌프(20)는 도 1에 도시하는 바와 같이 흡입측 배관(20a)의 한쪽 단부와 접속되어 있다. 흡입측 배관(20a)의 다른쪽 단부는 순환 섬프(13)에 접속되고, 순환 섬프(13)로 개구되어 있다. 또한, 순환 펌프(20)는 토출측 배관(20b)과 접속되어 있다. 토출측 배관(20b)은 원자로 격납실(11)의 상부(11f)에 배치된 스프레이 노즐(20c)에 접속되어 있다.

원자로 격납 구조체(1)는 원자로(5)의 배관 부분(5a)의 파단을 수반하는 것과 같은 1차 냉각재의 상실 사고의 발생시에 순환 펌프(20)를 작동시킨다. 순환 펌프(20)는 풀(12)에 저류된 비상용 냉각수(W)를 순환 섬프(13)로부터 흡입한다. 순환 펌프(20)는 흡입한 비상용 냉각수(W)를 원자로 격납실(11)의 상부(11f)에 마련된 스프레이 노즐(20c)로부터 토출시킨다. 순환 펌프(20)는 비상용 냉각수(W)를 스프레이 노즐(20c)로부터 토출시켜서 원자로(5)에 공급하여, 원자로(5)를 냉각한다.

원자로(5)를 냉각하고, 바닥부(11a)로 흘러내린 비상용 냉각수(W)는, 개구부(11b, 11c)로부터 풀(12)로 유입된다. 이상과 같이, 원자로 격납 구조체(1)는 풀(12)의 비상용 냉각수(W)를 순환시킨다.

도 4는 원자로 격납 구조체(1)의 주요부를 확대한 단면도이다.

원자로 격납 구조체(1)는 도 4에 도시하는 바와 같이 제방(30)을 구비하고 있다. 제방(30)은 바닥부(11a)로부터 상방으로 돌출하도록 마련되어 있다. 제방(30)은 개구부(11b)로부터 풀(12)로 유입되는 비상용 냉각수(W)의 유량을 제한한다.

제방(30)은 복수의 개구부(11b, 11c)중 순환 섬프(13)에 가장 가까운 개구부(11b)의 가장자리부에 마련되어 있다. 제방(30)은 개구부(11b)보다도 순환 섬프(13)로부터 이격하는 개구부(11c)에는 마련되어 있지 않다.

제방(30)은 도 2에 도시하는 바와 같이 개구부(11b)의 가장자리부를 따라 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 제방(30)은 개구부(11b)의 주위에 마련되고, 개구부(11b)를 둘러싸고 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 제방(30)의 종단면 형상은 직사각형이다. 제방(30)은 상단(30a)으로부터 하단(30b)까지의 상하방향에 있어서 수평방향의 두께가 대략 동일하다.

다음에, 원자로 격납 구조체(1)의 동작에 대해서, 도면을 이용하여 설명한다.

1차 냉각재의 상실 사고가 발생하면, 고압의 1차 냉각재의 분출에 의해, 도 5에 도시하는 바와 같은 단열재편이나 금속편을 포함하는 부스러기(D)가 원자로 격납실(11)로 비산한다.

이때, 도 1에 도시하는 순환 펌프(20)가 작동하고, 순환 섬프(13)로부터 비상용 냉각수(W)를 흡입한다. 순환 펌프(20)는 흡입한 비상용 냉각수(W)를 원자로 격납실(11)의 상부(11f)에 마련된 스프레이 노즐(20c)로부터 토출하여, 원자로(5)에 공급한다. 원자로(5)에 공급된 비상용 냉각수(W)는 원자로(5)를 냉각한 후에 바닥부(12a)로 흘러내린다.

바닥부(12a)로 흘러내린 비상용 냉각수(W)는 도 5에 도시하는 바와 같이 개구부(11c)로부터 풀(12)로 유입된다[화살표(A)]. 이때, 바닥부(12a)로 비산한 부스러기(D)는 비상용 냉각수(W)에 의해 흘려져서, 비상용 냉각수(W)와 함께 풀(12)로 유입된다.

한편, 순환 섬프(13)에 가장 가까운 개구부(11b)에 있어서는, 제방(30)에 의해 비상용 냉각수(W)를 막는다. 이것에 의해, 개구부(11b)로부터 풀(12)로의 비상용 냉각수(W)의 유입이 일시적으로 저해된다.

개구부(11b)보다도 순환 섬프(13)로부터 이격된 개구부(11c)로부터 풀(12)로 유입된 비상용 냉각수(W)는 순환 섬프(13)를 향해서 흘러간다.

개구부(11c)로부터 풀(12)로 유입되는 비상용 냉각수(W)와 함께 풀(12)로 유입된 부스러기(D)는 도 6에 도시하는 바와 같이 착수(着水)의 충격에 의해 풀(12)내에서 날아올라가는 것처럼 흐른다. 그 후, 풀(12)내의 부스러기(D)는 비상용 냉각수(W)가 순환 섬프(13)까지 흘러가는 과정에서 침강하여, 풀(12)의 바닥부(12a)에 퇴적한다. 즉, 부스러기(D)는 풀(12)에서의 비상용 냉각수(W)의 유로의 하류로 진행함에 따라서 점차 바닥부(12a)에 퇴적하여 간다. 이것에 의해, 스크린(14)에 도달하는 부스러기(D)가 감소한다.

원자로 격납실(11)의 바닥부(11a)로 흘러내리는 비상용 냉각수(W)의 양보다도, 개구부(11c)로 유입되는 비상용 냉각수(W)의 유량이 적을 경우, 바닥부(11a)상에 비상용 냉각수(W)가 저류되어 간다. 이것에 의해, 바닥부(11a)로부터의 비상용 냉각수(W)의 수위가 상승하여 간다. 결국은, 바닥부(11a)로부터의 비상용 냉각수(W)의 수위가 제방(30)의 하단(30b)으로부터 상단(30a)까지의 높이보다도 높아진다. 그러면, 도 6에 도시하는 바와 같이 비상용 냉각수(W)가 제방(30)을 넘어서 흐른다. 제방(30)을 넘은 비상용 냉각수(W)는 개구부(11b)로부터 풀(12)로 유입된다[화살표(B)].

이때, 제방(30)은 제방(30)의 상단(30a)보다 하방에 위치하는 부스러기(D) (도 6)를 계속해서 막는다. 그 때문에, 순환 섬프(13)에 가장 가까운 개구부(11b)로부터 풀(12)로의 부스러기(D)의 유입이 억제된다. 이것에 의해, 부스러기(D)의 스크린(14)에의 부착이 억제된다.

본 실시형태의 원자로 격납 구조체(1)에서는, 부스러기(D)의 대부분은 섬프 스크린(14)에 도달하지 않아, 섬프 스크린(14)에 부스러기(D)가 거의 부착되지 않는다. 그 때문에, 순환 펌프(20)의 부하의 증대가 방지되어, 비상용 냉각수(W)의 순환 효율의 저하가 방지된다. 따라서, 비상용 냉각수(W)가 효율적으로 순환하여, 원자로(5)의 보안성이 유지된다.

이상 설명한 바와 같이, 원자로 격납 구조체(1)는 2개의 개구부(11b, 11c)중 순환 섬프(13)에 가장 가까운 개구부(11b)에 풀(12)로 유입되는 비상용 냉각수(W)의 유량을 제한하는 제방(30)을 구비하고 있다. 그 때문에, 제방(30)이 마련되어 있지 않은 개구부(11c)로부터 풀(12)로 유입되는 비상용 냉각수(W)의 유량이 증가한다.

제방(30)이 마련되어 있지 않은 개구부(11c)는 제방(30)이 마련된 개구부(11b)보다도 순환 섬프(13)로부터 이격되어 있다. 그 때문에, 제방(30)이 마련되어 있지 않은 개구부(11c)로 유입된 부스러기(D)는 풀(12)의 순환 섬프(13)로부터 이격된 위치로 유입된다. 그 때문에, 제방(30)이 마련되어 있지 않은 개구부(11c)로부터 풀(12)로 유입된 부스러기(D)는 유입된 위치로부터 순환 섬프(13)로 향하는 도중에 풀(12)의 바닥부(12b)에 침강하기 쉽다. 따라서, 제방(30)이 마련되어 있지 않은 개구부(11c)로부터 풀(12)로 유입된 부스러기(D)는 스크린(14)에 도달하기 어렵다. 반대로, 순환 섬프(13)에 가까운 개구부(11b)로부터 풀(12)로 부스러기(D)가 유입되면, 부스러기(D)가 풀(12)의 바닥부(12a)에 침강하여 퇴적하기 전에, 스크린(14)에 도달해버리는 일이 많다. 따라서, 순환 섬프(13)에 가까운 개구부(11b)로부터 풀(12)로 유입된 부스러기(D)는 스크린(14)에 부착되기 쉽다.

본 실시형태에서는, 통과시킨 부스러기(D)를 스크린(14)에 도달시키기 쉬운 개구부(11b)로 유입되는 비상용 냉각수(W)의 유량을 제방(30)에 의해 제한하고 있다. 동시에, 통과시킨 부스러기(D)를 스크린(14)에 도달시키기 어려운 개구부(11c)로 유입되는 비상용 냉각수(W)의 유량을 제방(30)에 의해 증가시키고 있다. 따라서, 풀(12)로 유입되는 부스러기(D)의 대부분을 침강시켜서, 스크린(14)에 도달하는 부스러기(D)를 감소시킬 수 있다.

또, 순환 섬프(13)에 가장 가까운 개구부(11b)에 있어서는, 제방(30)이 부스러기(D)를 포착한다. 그 때문에, 개구부(11b)로부터 부스러기(D)가 유입되기 어려워져서, 부스러기(D)가 스크린(14)에 도달하기 어려워진다.

따라서, 원자로 격납 구조체(1)에 따르면, 스크린(14)에 도달하는 부스러기(D)를 감소시켜서, 스크린(14)에의 부스러기(D)의 부착을 억제할 수 있다.

또, 개구부(11b, 11c)에 섬프 구조를 마련하거나, 밀봉 기구를 마련하는 일 없이, 구성을 간략화할 수 있다.

따라서, 원자로 격납 구조체(1)에 따르면, 스크린(14)에의 부스러기(D)의 부착을 억지하는 동시에, 개구부(11b, 11c)의 구성을 간략화할 수 있다.

도 7은 상술한 제방(30)의 변형예인 제방(31)을 확대한 단면도이다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 제방(31)은, 상단(31a)로부터 하단(31b)으로 향함에 따라서 수평방향의 두께가 점차 두꺼워지는 점이 상술한 제방(30)과 상이하다.

변형예의 제방(31)은, 하단(31b)으로 근접함에 따라서 수평방향의 두께가 두꺼워지므로, 하단(31b)으로 근접함에 따라서 바닥부(11a)를 따르는 수평방향의 하중에 대하여 발생하는 응력이 작아진다. 제방(31)에는, 대형의 부스러기(D)가 충돌할 경우나, 비상용 냉각액(W)으로부터 제방(31)에 큰 유체력이 작용할 경우가 있다. 본 변형예에 따르면, 이러한 경우에도, 제방(31)의 파손을 방지하여, 섬프 스크린(14)에의 부스러기(D)의 부착을 계속해서 억제할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 원자로 격납 구조체(2)의 주요부를 확대한 단면도이다. 또한, 도 8에 있어서, 도 1 내지 도 7과 동일한 구성요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략한다.

원자로 격납 구조체(2)는 순환 섬프(13)에 가장 가까운 개구부(11b)에 마련된 제방(30)과, 개구부(11b)보다도 순환 섬프(13)로부터 이격된 개구부(11c)에 마련된 제방(32)을 구비하고 있다.

제방(32)은, 도 2에 도시하는 제방(30)과 마찬가지로, 개구부(11c)의 가장자리부를 따라 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 제방(32)은 개구부(11c)의 주위에 마련되고, 개구부(11c)를 둘러싸고 있다. 이러한 제방(32)의 종단면 형상은 도 4에 도시하는 바와 같이 직사각형이다. 제방(32)은 상단(32a)으로부터 하단(32b)까지의 수평방향의 두께가 대략 동일하다.

순환 섬프(13)로부터 이격된 개구부(11c)에 마련된 제방(32)의 하단(32b)으로부터 상단(32a)까지의 높이는, 순환 섬프(13)에 가까운 개구부(11b)에 마련된 제방(30)의 하단(30b)으로부터 상단(30a)까지의 높이보다도 낮다.

또한, 비상용 냉각수(W)의 순환이 안정되어 정상 상태가 되면, 바닥부(11a)로부터 비상용 냉각수(W)의 수면까지의 수위는 거의 일정해진다. 제방(30, 32)은 상단(30a, 32a)으로부터 이러한 정상 상태에서의 비상용 냉각수(W)의 수면까지의 거리(h1, h2)가 소정의 값이 되도록 설정되어 있다.

비상용 냉각수(W)의 순환이 정상 상태가 되면, 비상용 냉각수(W)는 제방(30, 31)을 넘어서 개구부(11b, 11c)로 유입되어, 풀(12)로 유입된다.

이때, 제방(30, 32)은 제방(30, 32)의 상단(30a, 32a)보다 하방에 위치하는 부스러기(D)(도 6)를 각각 계속해서 막는다. 그 때문에, 부스러기(D)가 개구부(11b, 11c)로부터 풀(12)로 유입되는 것을 억제하여, 부스러기(D)의 스크린(14)에의 부착이 억제된다.

또한, 제방(32)은 제방(30)보다도 높이가 낮으므로, 개구부(11c)로 유입되는 비상용 냉각수(W)의 유량이 개구부(11b)로 유입되는 비상용 냉각액(W)의 유량보다도 많아진다. 구체적으로는, 개구부(11b, 11c)로 유입되는 비상용 냉각수(W)의 유량은 각각 거리(h1, h2)의 1.5승에 비례한다. 즉, 개구부(11c)로 유입되는 비상용 냉각수(W)의 유량은 개구부(11b)로 유입되는 비상용 냉각수(W)의 유량보다도 거리(h1)와 거리(h2)의 차이분의 1.5승에 비례하는 유량이 많아진다.

즉, 비상용 냉각수(W)에 포함되는 부스러기(D)를 스크린(14)에 도달시키기 쉬운 개구부(11b)로 유입되는 비상용 냉각수(W)의 유량은 종래보다도 감소한다. 그 때문에, 개구부(11b)를 거쳐서 풀(12)로 유입되는 부스러기(D)의 양이 적어진다.

한편, 비상용 냉각수(W)에 포함되는 부스러기(D)를 스크린(14)에 도달시키기 어려운 개구부(11c)로 유입되는 비상용 냉각수(W)의 유량은 종래보다도 증가한다. 그 때문에, 개구부(11c)로부터 풀(12)로 유입되는 부스러기(D)가 많아진다. 개구부(11c)로부터 풀(12)로 유입된 부스러기(D)의 대부분은 순환 섬프(13)로 향하는 도중에 침강한다.

따라서, 부스러기(D)가 거의 섬프 스크린(14)에 도달하지 않아, 섬프 스크린(14)에 거의 부착되지 않는다. 그 때문에, 순환 펌프(20)의 부하의 증대가 억제되어, 비상용 냉각수(W)의 순환 효율의 저하가 억제된다. 이것에 의해, 비상용 냉각수(W)가 효율적으로 순환하여, 원자로(5)의 보안성이 양호하게 유지된다.

이상 설명한 바와 같이, 원자로 격납 구조체(2)에 따르면, 2개의 개구부(11b, 11c)중 순환 섬프(13)에 가까운 개구부(11b)의 제방(30)의 높이가 순환 섬프(13)로부터 떨어진 개구부(11c)의 제방(32)의 높이보다도 높다. 그 때문에, 제 1실시형태와 마찬가지로, 순환 섬프(13)로부터 떨어진 개구부(11c)로 유입되는 비상용 냉각수(W)의 유량이 증가하고, 순환 섬프(13)에 가까운 개구부(11b)로 유입되는 비상용 냉각액(W)의 유량이 감소한다. 따라서, 본 실시형태의 원자로 격납 구조체(2)에 따르면, 상술한 제 1 실시형태에 있어서의 원자로 격납 구조체(1)와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또, 본 실시형태의 원자로 격납 구조체(2)는 제방(30, 32)의 높이가 상이하다. 그 때문에, 개구부(11b, 11c)로 유입되는 비상용 냉각액(W)의 유량이 제방(30, 32)에 의해 조정된다. 따라서, 풀(12)로의 비상용 냉각수(W)의 유입량의 분포를 조정할 수 있다.

본 실시형태에서는, 2개의 개구부(11b, 11c)를 갖는 원자로 격납실(11)에 대해서 설명했지만, 개구부는 2개 이상 마련해도 좋다. 이때, 제방을 마련하지 않은 개구부가 있어도 좋다. 또한, 임의의 2개의 개구부중 순환 섬프(13)에 가까운 한쪽 개구부의 제방의 높이를, 순환 섬프(13)로부터 떨어진 다른쪽 개구부의 제방의 높이보다도 높게 하면, 스크린(14)에의 부스러기(D)의 도달을 억제할 수 있다.

또한, 상술한 실시형태에서 나타낸 동작 순서, 혹은 각 구성 부재의 모든 형상이나 조합 등은 하나의 예이며, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에서 설계 요구 등에 근거하여 각종 변경이 가능하다.

예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 제방(30)이 개구부(11b)를 둘러싸도록 했다. 그러나, 제방은, 예를 들어 벽부 등의 다른 구조체의 근방에 개구부가 형성되어 있는 경우에는, 개구부를 벽부와 제방에 의해서 둘러싸도 좋다. 즉, 반드시 제방만으로 개구부를 둘러쌀 필요는 없다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명했지만, 본 발명은 상기의 실시형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환 및 그 밖의 변경이 가능하다. 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되지 않고, 첨부의 특허청구범위에 의해서만 한정된다.

본 발명은, 원자로 격납 용기와, 상기 원자로 격납 용기의 내부에 마련되고, 원자로를 격납하는 원자로 격납실과, 상기 원자로 격납 용기의 내부에, 상기 원자로 격납실의 하방에 인접하여 마련되고, 비상용 냉각액이 저류되는 풀과, 상기 비상용 냉각액을 상기 원자로 격납실로부터 상기 풀로 유입시키는 복수의 개구부와, 상기 풀의 하방에 마련된 섬프와, 상기 섬프에 마련되고, 상기 비상용 냉각액에 포함되는 부스러기를 여과하는 부스러기 여과체와, 상기 비상용 냉각액을 상기 섬프로부터 흡입하여 상기 원자로 격납실의 내부로 토출하는 펌프 장치와, 상기 복수의 개구부중 적어도 상기 섬프에 가장 가까운 개구부에 마련되고, 상기 개구부로부터 상기 풀로 유입되는 상기 비상용 냉각액의 유량을 제한하는 제방을 구비하는 원자로 격납 구조체에 관한 것이다. 본 발명의 원자로 격납 구조체에 따르면, 부스러기 여과체에의 부스러기의 부착을 억제할 수 있어, 풀과 원자로 격납실 사이에 마련된 승강 계단의 개구부의 구성을 간략화할 수 있다.

1 : 원자로 격납 구조체 5 : 원자로
10 : 원자로 격납 용기 11 : 원자로 격납실
11a : 바닥부 11b 내지 11d : 개구부
11f : 상부 12 : 풀(pool)
13 : 순환 섬프(흡입부) 14 : 섬프 스크린(부스러기 여과체)
20 : 순환 펌프(펌프체, 펌프 장치) W : 비상용 냉각수(비상용 냉각액)

Claims

원자로 격납 용기와,
상기 원자로 격납 용기의 내부에 마련되고, 원자로를 격납하는 원자로 격납실과,
상기 원자로 격납 용기의 내부에, 상기 원자로 격납실의 하방에 인접하여 마련되고, 비상용 냉각액이 저류되는 풀과,
상기 비상용 냉각액을 상기 원자로 격납실로부터 상기 풀로 유입시키는 복수의 개구부와,
상기 풀의 하방에 마련된 섬프와,
상기 섬프에 마련되고, 상기 비상용 냉각액에 포함되는 부스러기를 여과하는 부스러기 여과체와,
상기 비상용 냉각액을 상기 섬프로부터 흡입하여 상기 원자로 격납실의 내부로 토출하는 펌프 장치와,
상기 복수의 개구부중 적어도 상기 섬프에 가장 가까운 개구부에 마련되고, 상기 개구부로부터 상기 풀로 유입되는 상기 비상용 냉각액의 유량을 제한하는 제방을 구비하는
원자로 격납 구조체.
제 1 항에 있어서,
상기 제방은 상기 복수의 개구부중 2개 이상의 개구부에 마련되어 있는
원자로 격납 구조체.
제 2 항에 있어서,
상기 제방을 갖는 상기 개구부중 상기 섬프에 가까운 상기 개구부의 상기 제방의 높이가 상기 섬프로부터 떨어진 상기 개구부의 제방의 높이보다도 높은
원자로 격납 구조체.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 제방의 두께는 상방보다도 하방이 두꺼워지도록 점차 두꺼워지는
원자로 격납 구조체.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 제방은 상기 원자로 격납 용기와 일체적으로 마련되어 있는
원자로 격납 구조체.