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JP2548838B2 - Core collapse heat removal system for pressurized water reactor - Google Patents

Core collapse heat removal system for pressurized water reactor

Info

Publication number
JP2548838B2
JP2548838B2 JP2401077A JP40107790A JP2548838B2 JP 2548838 B2 JP2548838 B2 JP 2548838B2 JP 2401077 A JP2401077 A JP 2401077A JP 40107790 A JP40107790 A JP 40107790A JP 2548838 B2 JP2548838 B2 JP 2548838B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pipe
water
chamber
steam generator
inlet
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP2401077A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04109197A (en
Inventor
強 松岡
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Publication of JPH04109197A publication Critical patent/JPH04109197A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2548838B2 publication Critical patent/JP2548838B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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

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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、加圧水型原子炉に関
し、特に同原子炉の非常用炉心冷却設備に適用すること
ができる炉心崩壊熱除去装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressurized water nuclear reactor, and more particularly to a core collapse heat removal apparatus applicable to emergency core cooling equipment of the nuclear reactor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は、蒸気発生器2及び一次冷却材ポ
ンプ3をそれぞれ2基づつ有する従来の代表的な2ルー
プ加圧水型原子炉の一次冷却系を概略的に示すもので、
一次冷却系設備には、原子炉容器1、蒸気発生器2、一
次冷却材循環ポンプ3、これ等を接続して閉回路を形成
する一次冷却材配管5、7からなる一次冷却系ループ
6、及び加圧器4等が含まれる。原子炉容器1内の炉心
10で加熱された一次冷却材は、原子炉容器1から、各ル
ープ6の高温側配管5を経て縦置きの蒸気発生器2内の
U字形伝熱管8へ搬送され、そこで該伝熱管8の周囲を
流れる二次冷却材と熱交換する。このようにして蒸気発
生器2で冷却された一次冷却材は、一次冷却材循環ポン
プ3で水頭が付与され、低温側配管7を経て再び原子炉
容器1内に戻される。
2. Description of the Related Art FIG. 4 schematically shows a primary cooling system of a typical conventional two-loop pressurized water reactor having two steam generators 2 and two primary coolant pumps 3, respectively.
The primary cooling system equipment includes a reactor vessel 1, a steam generator 2, a primary coolant circulation pump 3, and a primary cooling system loop 6 including primary coolant pipes 5 and 7 connecting these components to form a closed circuit. And a pressurizer 4 and the like. Core in the reactor vessel 1
The primary coolant heated in 10 is conveyed from the reactor vessel 1 through the high temperature side pipe 5 of each loop 6 to the U-shaped heat transfer pipe 8 in the vertically arranged steam generator 2, where the heat transfer pipe 8 It exchanges heat with the secondary coolant flowing around it. The primary coolant thus cooled by the steam generator 2 is provided with a head of water by the primary coolant circulation pump 3, and is returned to the reactor vessel 1 again through the low temperature side pipe 7.

【0003】ところが、一次冷却系圧力の大巾な低下を
もたらし、非常用炉心冷却設備が作動するような事故、
例えば、符号9で示すような一次冷却系の配管等の箇所
の破断事故に伴う一次冷却材喪失事故時には、配管破断
箇所9からの一次冷却材の系外への流出により、炉心10
は一旦露出する。この場合には、原子炉は、事故発生直
後に停止されるようになつているが、炉心内には核燃料
が存在するので、原子炉停止後も炉心崩壊熱が発生して
いる。仮に長期にわたり炉心の露出状態が続き、炉心が
十分に冷却されない場合、この崩壊熱により炉心溶融の
ような最悪の事態に至ることも想定される。従つて、一
次冷却材喪失事故時には、一次冷却系内に非常用炉心冷
却水を注入し、注入された冷却水を炉心内に効率良く、
且つ早期に供給し蓄積させることが重要であるため、非
常用炉心冷却設備が設けられている。
However, an accident in which the primary cooling system pressure is drastically reduced and the emergency core cooling equipment operates,
For example, at the time of a primary coolant loss accident due to a breakage accident at a location such as the piping of the primary cooling system as shown by reference numeral 9, the primary coolant flows out of the system from the breakage location 9 of the core, and
Is exposed once. In this case, the reactor is designed to be shut down immediately after the accident, but since nuclear fuel exists in the core, core decay heat is generated even after the reactor is shut down. If the core is exposed for a long period of time and the core is not cooled sufficiently, it is assumed that this decay heat may lead to the worst situation such as core melting. Therefore, in the event of a primary coolant loss accident, emergency core cooling water is injected into the primary cooling system, and the injected cooling water is efficiently injected into the core,
Moreover, since it is important to supply and accumulate it at an early stage, emergency core cooling equipment is provided.

【0004】従来の非常用炉心冷却設備は、蓄圧注入タ
ンク12からなる蓄圧注入系機器と、AC電源のような外部
駆動源を必要とする高圧注入ポンプ19等を含む高圧注入
系機器と、同様にAC電源のような外部駆動源を必要とす
る低圧注入ポンプ18等を含む低圧注入系機器とからな
る。蓄圧注入タンク12は、図4では1基のみ示されてい
るが、一次冷却系の1ループ当たり1基の蓄圧注入タン
クが用いられるのが普通であり、また、同蓄圧注入タン
ク12は、常時ほう酸水13を窒素ガス11で加圧保持してお
り、万一冷却材喪失事故が起こった時には、一次冷却系
の減圧に伴って逆止弁15が自動的に開き、配管14を介し
て一次冷却系の低温側配管7にほう酸水13を注入する。
また、低圧注入ポンプ18及び高圧注入ポンプ19は、燃料
取替時に原子炉キヤビィテイーに水張りするためにほう
酸水を貯蔵した燃料取替用水タンク20を水源として使用
しており、一次冷却系の圧力低下を検知する手段(図示
せず)に接続された制御装置の制御下に高圧注入ポンプ1
9から順次作動され、一次冷却系への注水を行うように
なつている。
The conventional emergency core cooling equipment is similar to the accumulator injection system equipment consisting of the accumulator injection tank 12 and the high pressure injection system equipment including the high pressure injection pump 19 which requires an external drive source such as an AC power source. In addition, the low-pressure injection system equipment including the low-pressure injection pump 18 that requires an external drive source such as an AC power source. Although only one pressure-accumulation injection tank 12 is shown in FIG. 4, one pressure-accumulation injection tank is usually used for each loop of the primary cooling system, and the pressure-accumulation injection tank 12 is always used. The boric acid water 13 is pressurized and maintained by the nitrogen gas 11, and in the unlikely event of a coolant loss accident, the check valve 15 automatically opens due to the depressurization of the primary cooling system, and the primary Boric acid water 13 is injected into the low temperature side pipe 7 of the cooling system.
In addition, the low-pressure injection pump 18 and the high-pressure injection pump 19 use a fuel replacement water tank 20 that stores boric acid water as a water source to fill the reactor cavities when refueling, and reduce the pressure of the primary cooling system. High-pressure injection pump 1 under the control of a controller connected to a means (not shown) for detecting
It is operated sequentially from 9 and is designed to inject water into the primary cooling system.

【0005】低圧注入ポンプ18としては、原子炉を冷態
停止する場合に使用する余熱除去ポンプが利用されてい
る。また、この低圧注入ポンプ18は、燃料取替用水タン
ク20の水を使い切った後は原子炉格納容器16の底部サン
プ(図示せず)に溜まった水を再循環して使用するよう、
同底部サンプにも接続されているので、低圧注入系に
は、再循環水を冷却する熱交換器(図示せず)を必要とす
る。更に、燃料取替用水タンク20には、原子炉格納容器
16からの放射性物質の漏れを減少するために、格納容器
スプレイ系が接続されている。この格納容器スプレイ系
は、AC電源のような外部駆動源を必要とする格納容器ス
プレイポンプ21と、熱交換器22と、格納容器スプレイ23
とを有する。この熱交換器22も、低圧注入系の上述の熱
交換器も2次側は原子炉補機冷却水系統(図示せず)に接
続されており、同原子炉補機冷却水系統から海水系に放
熱するようになっている。
As the low-pressure injection pump 18, a residual heat removal pump used when shutting down the reactor in a cold state is used. Further, the low-pressure injection pump 18 recycles the water accumulated in the bottom sump (not shown) of the containment vessel 16 after the water in the refueling water tank 20 is used up,
Also connected to the bottom sump, the low pressure injection system requires a heat exchanger (not shown) to cool the recirculated water. In addition, the refueling water tank 20 contains
A containment spray system is connected to reduce the leakage of radioactive material from 16. The containment vessel spray system includes a containment vessel spray pump 21, which requires an external drive source such as an AC power source, a heat exchanger 22, and a containment vessel spray 23.
And The secondary side of both the heat exchanger 22 and the above-mentioned heat exchanger of the low-pressure injection system is connected to the reactor auxiliary cooling water system (not shown). It is designed to radiate heat.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の加
圧水型原子炉の非常用炉心冷却設備は、事故発生直後に
緊急に大量の非常用冷却水を一次冷却系ループの低温側
配管7に注入し、原子炉容器1に蓄積せしめるために、
蓄圧系注入設備、即ち前述の蓄圧注水タンク12を利用し
ている点については問題がないとしても、その後の長期
にわたる炉心崩壊熱による冷却材の蒸発放散分を補給す
るために、AC電源等の外部駆動源を必要とする前述の低
圧注入ポンプ18及び高圧注入ポンプ19のような動的機器
主体の安全系(アクティブ安全系という)に依存してい
る。アクティブ安全系は、事故の収束能力・拡大防止能
力の点では優れているが、AC電源のような外部駆動源を
必要とするポンプ等の機器を含むために、運転操作も複
雑であり、作動の信頼性が劣り、安全性に全く問題がな
いわけではない。
As described above, in the conventional emergency core cooling system for a pressurized water reactor, a large amount of emergency cooling water is urgently supplied to the low temperature side pipe 7 of the primary cooling system loop immediately after the occurrence of the accident. In order to inject and accumulate in the reactor vessel 1,
Even if there is no problem in using the accumulator injection facility, that is, the above-mentioned accumulator water injection tank 12, in order to replenish the evaporation and emission of the coolant due to the core decay heat over a long period thereafter, an AC power source or the like is used. It relies on a dynamic system-based safety system (referred to as an active safety system) such as the low-pressure injection pump 18 and the high-pressure injection pump 19 which require an external drive source. The active safety system is excellent in terms of accident convergence and prevention of expansion, but since it includes equipment such as a pump that requires an external drive source such as an AC power source, its operation is complicated and operation is difficult. Is not reliable, and there is no problem in safety.

【0007】従って、本発明の目的は、動的機器の使用
を弁のような信頼性の高い機器に最小限度に止どめて、
実質的に静的に崩壊熱を除去することができる事故時静
的炉心崩壊熱除去装置を提供することである。
Accordingly, it is an object of the present invention to minimize the use of dynamic equipment to reliable equipment such as valves,
An object of the present invention is to provide an accident static core decay heat removal device capable of removing decay heat substantially statically.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明によると、頂部に蓋体を有す
ると共に、一次冷却材の入口ノズル及び出口ノズルを有
する原子炉容器と、該原子炉容器内に配設された炉心
と、入口室及び出口室に仕切られた水室を含み、該水室
の前記入口室及び出口室にそれぞれ一次冷却材の入口ノ
ズル及び出口ノズルを有して縦置きに配置され、前記入
口室及び出口室に複数のU字管が両端部で連通している
蒸気発生器と、該蒸気発生器に接続され、その前記U字
管の周囲に二次冷却材を循環供給するための入口管及び
出口管を有する二次冷却系と、冷却材循環ポンプと、前
記原子炉容器の出口ノズル及び前記蒸気発生器の入口ノ
ズルを接続するホットレッグ配管と、前記蒸気発生器の
出口ノズル及び前記原子炉容器の入口ノズルを前記冷却
材循環ポンプを介して接続するコールドレッグ配管とを
有する加圧水型原子炉の炉心崩壊熱除去装置は、前記原
子炉容器の蓋体に接続された第1減圧手段と、前記二次
冷却系よりも上方に配設され、弁を有する配管を介して
同二次冷却系に連通した第1水源と、前記二次冷却系に
接続された第2減圧手段と、前記ホットレッグ配管及び
コールドレッグ配管よりも上方に配設され、弁を有する
配管が接続され、該配管により前記原子炉容器内に連通
した第2水源とを備える。蒸気発生器は、その入口ノズ
ルが原子炉容器の出口ノズルよりも下方に配設され、第
2水源は、該第2水源に接続された配管にある前記弁の
開弁時に放出される水により、少なくとも前記ホツトレ
ッグ配管及びコールドレッグ配管を冠水させるに足る水
容量を有する。
In order to achieve this object, according to the invention described in claim 1, there is provided a reactor vessel having a lid at the top and an inlet nozzle and an outlet nozzle for the primary coolant. A core disposed in the reactor vessel, and a water chamber partitioned into an inlet chamber and an outlet chamber, the inlet chamber and the outlet chamber of the water chamber having an inlet nozzle and an outlet nozzle of a primary coolant, respectively. A steam generator having a plurality of U-shaped pipes communicating with the inlet chamber and the outlet chamber at both ends, and is connected to the steam generator, and is provided around the U-shaped pipe. A secondary cooling system having an inlet pipe and an outlet pipe for circulating and supplying a secondary coolant, a coolant circulation pump, a hot leg pipe connecting an outlet nozzle of the reactor vessel and an inlet nozzle of the steam generator. And an outlet nozzle of the steam generator and the A core collapse heat removal device of a pressurized water reactor having a cold leg pipe connecting an inlet nozzle of a sub-reactor container via the coolant circulation pump, a first decompression means connected to a lid of the reactor container. A first water source disposed above the secondary cooling system and communicating with the secondary cooling system via a pipe having a valve; and a second pressure reducing means connected to the secondary cooling system, A hot water pipe and a cold leg pipe are provided above the pipe, and a pipe having a valve is connected to the hot leg pipe and the cold leg pipe. The pipe has a second water source communicating with the inside of the reactor vessel. The steam generator has its inlet nozzle disposed below the outlet nozzle of the reactor vessel, and the second water source is the water discharged when the valve is opened in the pipe connected to the second water source. , At least enough water to submerge the hot leg piping and cold leg piping.

【0009】また、上述の目的を達成するために、請求
項2に記載された発明によると、頂部に蓋体を有すると
共に、一次冷却材の入口ノズル及び出口ノズルを有する
原子炉容器と、該原子炉容器内に配設された炉心と、入
口室及び出口室に仕切られた水室を含み、該水室の前記
入口室及び出口室にそれぞれ一次冷却材の入口ノズル及
び出口ノズルを有すると共に、前記入口室及び出口室に
複数のU字管が両端部で連通している蒸気発生器と、該
蒸気発生器に接続され、その前記U字管の周囲に二次冷
却材を循環供給するための入口管及び出口管を有する二
次冷却系と、冷却材循環ポンプと、前記原子炉容器の出
口ノズル及び前記蒸気発生器の入口ノズルを接続するホ
ットレッグ配管と、前記蒸気発生器の出口ノズル及び前
記原子炉容器の入口ノズルを前記冷却材循環ポンプを介
して接続するコールドレッグ配管とを有する加圧水型原
子炉の炉心崩壊熱除去装置は、二次冷却系よりも上方に
配設され、弁を有する配管を介して同二次冷却系に連通
した第1水源と、前記二次冷却系に接続された減圧手段
と、前記ホットレッグ配管及びコールドレッグ配管より
も上方に配設され、弁を有する配管が接続され、該配管
を介して前記原子炉容器に連通した第2水源とを備え
る。蒸気発生器は、横置きに配設されると共に、前記水
室の入口室に設けられたベント管を有し、前記第2水源
は、該第2水源に接続された配管にある前記弁の開弁時
に放出される水により、少なくとも前記ホツトレツグ配
管及びコールドレッグ配管を冠水させるに足る水容量を
有する。
In order to achieve the above object, according to the invention described in claim 2, a reactor vessel having a lid at the top and an inlet nozzle and an outlet nozzle for the primary coolant, and A reactor core disposed in a reactor vessel, and a water chamber partitioned into an inlet chamber and an outlet chamber, the inlet chamber and the outlet chamber of the water chamber having an inlet nozzle and an outlet nozzle of a primary coolant, respectively. A steam generator in which a plurality of U-shaped pipes communicate with the inlet chamber and the outlet chamber at both ends, and the steam generator is connected to the steam generator and a secondary coolant is circulated around the U-shaped pipe. Secondary cooling system having an inlet pipe and an outlet pipe for cooling, a coolant circulation pump, a hot leg pipe connecting the outlet nozzle of the reactor vessel and the inlet nozzle of the steam generator, and the outlet of the steam generator Inserting the nozzle and the reactor vessel A core decay heat removal device of a pressurized water reactor having a cold leg pipe connecting a nozzle via the coolant circulation pump is disposed above the secondary cooling system, and is connected via a pipe having a valve. A first water source communicating with a secondary cooling system, a decompression unit connected to the secondary cooling system, a hot pipe and a cold leg pipe are provided above the pipe, and a pipe having a valve is connected, And a second water source communicating with the reactor vessel via a pipe. The steam generator has a vent pipe provided in an inlet chamber of the water chamber, which is arranged horizontally, and the second water source is the valve of the valve in a pipe connected to the second water source. The water discharged at the time of opening the valve has a water capacity sufficient to submerge at least the hottleg pipe and the cold leg pipe.

【0010】[0010]

【作用】通常の原子炉運転中は、原子炉容器の入口ノズ
ルに接続されたコールドレッグ配管から原子炉容器内に
入った一次冷却材は、炉心内で加熱され、原子炉容器の
出口ノズルから出てホットレッグ配管を通り、蒸気発生
器の水室の入口室からU字形の伝熱管の内部を経て出口
室に至り、ここから循環ポンプにより加圧されて再び原
子炉容器内に給送される。一次冷却材は、伝熱管の内部
を通る際にその周囲を流れる二次冷却材と熱交換して冷
却され、一方、二次冷却材は加熱されて蒸気となり、こ
れが発電のため蒸気タービンの駆動に使用される。
[Operation] During normal reactor operation, the primary coolant that entered the reactor vessel from the cold leg piping connected to the inlet nozzle of the reactor vessel is heated in the reactor core, and is discharged from the outlet vessel of the reactor vessel. It goes out, passes through the hot leg pipe, goes from the inlet chamber of the water chamber of the steam generator to the outlet chamber through the inside of the U-shaped heat transfer tube, and is pressurized by the circulation pump from here and fed again into the reactor vessel. It The primary coolant is cooled by exchanging heat with the secondary coolant flowing around the heat transfer pipe as it passes through the inside of the heat transfer tube, while the secondary coolant is heated to become steam, which drives the steam turbine for power generation. Used for.

【0011】例えば、一次冷却系において配管破断事故
のような冷却材喪失事故が起きると、崩壊熱による炉心
溶融のような最悪の仮想上の事故を防ぐために、本発明
の炉心崩壊熱除去装置が作動される。即ち、冷却材喪失
に伴う一次冷却系の圧力低下時に、第1実施例の場合、
第1減圧手段が作動されて、原子炉容器の蓋体に接続さ
れた配管の弁から、炉心に発生した水素ガス、酸素ガス
等の非凝縮性ガスが格納容器に放出され、また、第2水
源に接続された配管に設けられた弁が開弁されて、第2
水源の水が原子炉容器内に注入される。第2水源は、ホ
ットレッグ配管及びコールドレッグ配管よりも上方に配
設されると共に、十分に容量が大きいので、前記弁の開
弁時に、水は、水頭差により放出されて、ホツトレッグ
配管及びコールドレッグ配管を冠水させる。
For example, when a coolant loss accident such as a pipe breakage accident occurs in the primary cooling system, in order to prevent the worst virtual accident such as core melting due to decay heat, the core decay heat removal apparatus of the present invention is used. Is activated. That is, when the pressure of the primary cooling system is decreased due to the loss of the coolant, in the case of the first embodiment,
The first depressurizing means is operated to release the non-condensable gas such as hydrogen gas and oxygen gas generated in the reactor core into the containment vessel from the valve of the pipe connected to the lid of the reactor vessel. The valve provided in the pipe connected to the water source is opened, and the second
Water from a water source is injected into the reactor vessel. The second water source is disposed above the hot leg pipe and the cold leg pipe, and has a sufficiently large capacity. Therefore, when the valve is opened, water is discharged due to the head difference, and the hot leg pipe and the cold leg pipe are cooled. Submerge the leg piping.

【0012】そのため、非凝縮性ガスが一次冷却系の破
断箇所から一次冷却系に流入することがなく、且つ、請
求項1に記載の発明においては、蒸気発生器の入口ノズ
ルは原子炉容器の出口ノズルよりも下方に位置している
ので、前記入口ノズル及び出口ノズル間にループシール
が形成されるため、また、請求項2に記載の発明におい
ては、蒸気発生器を横置きに配設すると共にその水室に
弁を有するベント管を設けているため、非凝縮性ガスが
伝熱管を通る一次冷却材の自然循環を妨げることがな
い。かかる一次冷却材の自然循環を利用して、蒸気発生
器において二次冷却材と熱交換させることにより崩壊熱
を除去するために、二次冷却系に接続された第2減圧手
段を作動して二次冷却系を減圧すると共に、二次冷却系
よりも上方に配設された第1水源の弁を開弁して、同第
1水源の水を水頭差により二次冷却系に注入し、伝熱管
内を自然循環により通流する一次冷却材と熱交換させ、
かくして蒸気発生器を利用した炉心の崩壊熱除去が行わ
れる。
Therefore, the non-condensable gas does not flow into the primary cooling system from the breakage point of the primary cooling system, and in the invention described in claim 1, the inlet nozzle of the steam generator is of the reactor vessel. Since it is located below the outlet nozzle, a loop seal is formed between the inlet nozzle and the outlet nozzle. Further, in the invention according to claim 2, the steam generator is arranged horizontally. Since the vent chamber having the valve is provided in the water chamber, the non-condensable gas does not interfere with the natural circulation of the primary coolant through the heat transfer tube. Using the natural circulation of the primary coolant, the second pressure reducing means connected to the secondary cooling system is operated to remove decay heat by exchanging heat with the secondary coolant in the steam generator. While depressurizing the secondary cooling system, open the valve of the first water source arranged above the secondary cooling system, and inject the water of the first water source into the secondary cooling system due to the head difference, Heat is exchanged with the primary coolant flowing through the heat transfer tube by natural circulation,
Thus, the decay heat of the core is removed by using the steam generator.

【0013】[0013]

【実施例】次に、本発明の好適な実施例について添付図
面を参照して詳細に説明するが、図中、同一符号は同一
又は対応部分を示すものとする。図面を参照すると、図
1及び図2には、加圧水型原子力発電プラントに適用さ
れた本発明の第1実施例にかかる非常用炉心冷却設備が
示されている。図1において、加圧水型原子力発電プラ
ントは、その出力規模に応じて、一般的に2〜4ループ
の一次冷却系を有するが、図示の例では、蒸気発生器2
及び一次冷却材ポンプ3をそれぞれ2基づつ有する2ル
ープ(1ループのみを図示)原子力発電プラントの一次冷
却系を概略的に示すもので、一次冷却系設備には、原子
炉容器1、蒸気発生器2、一次冷却材循環ポンプ3、こ
れ等を接続して閉回路を形成するホットレッグ配管5、
コールドレッグ配管7からなる一次冷却系ループ6、及
び加圧器4等が含まれている。
Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Referring to the drawings, FIGS. 1 and 2 show an emergency core cooling facility according to a first embodiment of the present invention applied to a pressurized water nuclear power plant. In FIG. 1, the pressurized water nuclear power plant generally has a primary cooling system of 2 to 4 loops according to its output scale, but in the example shown in the figure, the steam generator 2
And two loops each having two primary coolant pumps 3 (only one loop is shown) schematically shows a primary cooling system of a nuclear power plant. The primary cooling system equipment includes a reactor vessel 1 and steam generation. Vessel 2, primary coolant circulation pump 3, hot leg piping 5 that connects these to form a closed circuit,
A primary cooling system loop 6 including a cold leg pipe 7 and a pressurizer 4 are included.

【0014】原子炉容器1内の炉心10で加熱された一次
冷却材は、原子炉容器1の出口ノズル1aから、各ループ
6のホットレッグ配管5を介して、入口ノズル2aを経て
蒸気発生器2の水室2b内に入り、ここからU字形伝熱管
(U字管)8へ搬送され、そこで該伝熱管8の周囲を流れ
る二次冷却材と熱交換する。このようにして蒸気発生器
2で冷却された一次冷却材は、出口ノズル2cから蒸気発
生器2を出て、一次冷却材循環ポンプ3で水頭が付与さ
れ、コールドレッグ配管7を経て入口ノズル1bから再び
原子炉容器1内に戻される。蒸気発生器2の水室2bは、
仕切板2dにより、入口ノズル2aを有するホットレッグ側
部分(入口室)と、出口ノズル2cを有するコールドレッグ
側部分(出口室)とに区画されており、前述したU字形伝
熱管8は、管板2eを介して一端がホットレッグ側部分に
連通し、他端がコールドレッグ側部分に連通している。
また、縦置きの蒸気発生器2は、図2に最も良く示すよ
うに、その入口ノズル2aが原子炉容器1の出口ノズル1a
より上方に位置するように配置されているため、原子炉
容器1の出口ノズル1a及び蒸気発生器2の入口ノズル2a
間の配管部分には、事故時に水素ガス、溶存ガス等の非
凝縮性ガスが蒸気発生器2に流入するのを防止するルー
プシール17が形成される。このループシール17の目的
は、上述したように非凝縮性ガスが蒸気発生器2に流入
するのを防止することである。
The primary coolant heated in the core 10 in the reactor vessel 1 is a steam generator from the outlet nozzle 1a of the reactor vessel 1 through the hot leg piping 5 of each loop 6 and the inlet nozzle 2a. Enter the water chamber 2b of No.2, and from here, the U-shaped heat transfer tube
It is conveyed to the (U-shaped tube) 8 and exchanges heat with the secondary coolant flowing around the heat transfer tube 8. The primary coolant thus cooled by the steam generator 2 exits the steam generator 2 from the outlet nozzle 2c, is given a head of water by the primary coolant circulation pump 3, and passes through the cold leg pipe 7 to the inlet nozzle 1b. Is returned to the reactor vessel 1 again. The water chamber 2b of the steam generator 2 is
The partition plate 2d divides the hot leg side portion (inlet chamber) having the inlet nozzle 2a and the cold leg side portion (outlet chamber) having the outlet nozzle 2c. The U-shaped heat transfer tube 8 described above is a tube. One end communicates with the hot leg side portion and the other end communicates with the cold leg side portion via the plate 2e.
Further, as shown best in FIG. 2, the vertically installed steam generator 2 has an inlet nozzle 2a whose outlet nozzle 1a is in the reactor vessel 1.
Since it is arranged so as to be located higher, the outlet nozzle 1a of the reactor vessel 1 and the inlet nozzle 2a of the steam generator 2
A loop seal 17 that prevents non-condensable gases such as hydrogen gas and dissolved gas from flowing into the steam generator 2 is formed in the piping portion between them. The purpose of this loop seal 17 is to prevent non-condensable gas from entering the steam generator 2 as described above.

【0015】蒸気発生器2には、二次冷却系を構成する
給水管(入口管)28及び蒸気管(出口管)29が接続されて
おり、給水管28から蒸気発生器2の二次側内に流入した
給水は、伝熱管8を介して一次冷却材と熱交換して加熱
され、蒸気となって蒸気管29から蒸気発生器2を去り、
蒸気タービン(図示せず)へ送られる。この給水管28は、
弁31を有する配管32を介して復水タンク(第1水源)30に
接続され、蒸気管29には、例えば出力30KWeクラスの原
子炉で10インチ口径の大容量の逃し弁(第2減圧手段)3
5を有する配管36が接続されている。復水タンク30は少
なくとも給水管28の上方に配設されている。加圧器4に
は、例えば出力30万 KWeクラスの原子炉で8インチ口径
の大容量の複数(実施例では2個)の逃し弁24を有する配
管25が接続され、また、原子炉容器1の蓋体1cの好まし
くは頂部には、ベント弁(第1減圧手段)26を有する配管
27が接続されている。また、一次冷却系ループ6の少な
くともホットレッグ及びコールドレッグ配管5、7より
も上方には、非常用貯蔵タンク(第2水源)50が設置され
ている。この貯蔵タンク50には、格納容器16内に直接貯
蔵水を注入する弁33と、原子炉容器1内に貯蔵水を注入
する弁34とが設けられている。尚、図では弁26、31、3
4、33、35はそれぞれ1個のみ示されているが、並列に
複数個設けて、冗長系とすることができる。
A water supply pipe (inlet pipe) 28 and a steam pipe (outlet pipe) 29 constituting a secondary cooling system are connected to the steam generator 2, and the secondary side of the steam generator 2 is connected from the water supply pipe 28. The feed water flowing into the inside is heated by exchanging heat with the primary coolant through the heat transfer tube 8, becomes steam, and leaves the steam generator 2 from the steam pipe 29,
It is sent to a steam turbine (not shown). This water pipe 28
The steam pipe 29 is connected to a condensate tank (first water source) 30 via a pipe 32 having a valve 31. ) 3
A pipe 36 having 5 is connected. The condensate tank 30 is arranged at least above the water supply pipe 28. The pressurizer 4 is connected to a pipe 25 having a plurality of (two in the embodiment) relief valves 24 each having a large capacity of 8 inches in a reactor having an output of 300,000 KWe, for example. Pipe having a vent valve (first pressure reducing means) 26 at the top of the lid 1c.
27 is connected. An emergency storage tank (second water source) 50 is installed at least above the hot leg and cold leg pipes 5 and 7 of the primary cooling system loop 6. The storage tank 50 is provided with a valve 33 for directly injecting stored water into the containment vessel 16 and a valve 34 for injecting stored water into the reactor vessel 1. In the figure, valves 26, 31, 3
Although only one of each of 4, 33 and 35 is shown, a plurality of them can be provided in parallel to form a redundant system.

【0016】以上のような構成を有する非常用炉心冷却
設備において、事故時には、図示しない制御装置が一次
冷却系の圧力低下の第1信号を周知の圧力検知手段(図
示せず)から受けると、同制御装置の制御下に、原子炉
容器1の蓋体1cに接続された配管27に設けられたベント
弁26が開弁し、後述するように冷却材の自然循環の妨げ
となる炉心10で発生した水素ガス、酸素ガス、窒素ガス
等の非凝縮性ガスを蒸気と共に原子炉容器1から格納容
器16内へ放出する。また、前記圧力低下の信号により、
加圧器4の逃し弁24も開弁し、一次冷却系の圧力を早期
に減圧する。これにより一次冷却系の圧力が更に低下
し、第2信号が発信されると、非常用貯蔵水タンク50の
弁33及び34が開いて、貯蔵水を水頭差で格納容器16内と
炉心10内とに注入する。弁33、34の開弁による注水で、
一次冷却系ループ6は、少なくともそのホットレッグ配
管5及びコールドレッグ配管7が冠水する。一方、蒸気
発生器2の二次冷却系に接続された逃し弁35が前記第1
信号もしくは別の信号で開弁して、蒸気発生器の二次側
を大気圧近くまで減圧し、その後復水タンク30の弁31を
開弁して、復水タンク30内の水を水頭差により蒸気発生
器二次側へ注水する。
In the emergency core cooling equipment having the above-described structure, when an unillustrated control device receives a first signal of the pressure drop of the primary cooling system from a well-known pressure detecting means (not shown) at the time of an accident, Under the control of the control device, the vent valve 26 provided in the pipe 27 connected to the lid body 1c of the reactor vessel 1 opens, and in the reactor core 10 that interferes with the natural circulation of the coolant as described later. The generated non-condensable gas such as hydrogen gas, oxygen gas, nitrogen gas and the like are discharged from the reactor vessel 1 into the containment vessel 16. Also, by the signal of the pressure drop,
The relief valve 24 of the pressurizer 4 is also opened to early reduce the pressure of the primary cooling system. As a result, when the pressure of the primary cooling system further decreases and the second signal is transmitted, the valves 33 and 34 of the emergency stored water tank 50 are opened, and the stored water is stored in the containment vessel 16 and the core 10 due to the head difference. And inject. By pouring water by opening the valves 33 and 34,
At least the hot leg pipe 5 and the cold leg pipe 7 of the primary cooling system loop 6 are submerged. On the other hand, the relief valve 35 connected to the secondary cooling system of the steam generator 2 has the first
Signal or another signal to open the valve to depressurize the secondary side of the steam generator to near atmospheric pressure, then open valve 31 of the condensate tank 30 to move the water in the condensate tank 30 to the head difference. To inject water to the secondary side of the steam generator.

【0017】この状態の時、格納容器16内には、上述の
ように一次冷却系ループ6の少なくともホットレッグ配
管5及びコールドレッグ配管7を超えるレベルまで、水
が張られており、冷却材喪失事故の原因となった破断箇
所9も冠水されている。従って、炉心10で発生した崩壊
熱は、炉心10内の水、格納容器16内の水及び健全な一次
冷却系ループ6の水の自然循環で蒸気発生器2へ輸送さ
れ、同蒸気発生器2において、復水タンク30から注水さ
れた二次側の水と熱交換して、除去される。このような
自然循環の際に、破断箇所9は冠水されているので、そ
こから非凝縮性ガスが侵入することはなく、また、健全
な一次冷却系ループ6の冷却材中に非凝縮性ガスが含ま
れていても、蒸気発生器2の入口ノズル2a側にはループ
シール17が設けられているので、この非凝縮性ガスはル
ープシール17のところで蒸気発生器2の伝熱管8への進
行を阻まれ、そこには達しない。
In this state, the containment vessel 16 is filled with water to a level exceeding at least the hot leg pipe 5 and the cold leg pipe 7 of the primary cooling system loop 6 as described above, and the coolant is lost. The break point 9 that caused the accident was also flooded. Therefore, the decay heat generated in the core 10 is transported to the steam generator 2 by natural circulation of the water in the core 10, the water in the containment vessel 16 and the water in the sound primary cooling system loop 6, and the steam generator 2 In, the heat is exchanged with the secondary side water injected from the condensate tank 30 and removed. During such natural circulation, since the breakage point 9 is submerged, the non-condensable gas does not enter from the break point 9 and the non-condensable gas enters the coolant of the sound primary cooling system loop 6. , The non-condensable gas advances to the heat transfer pipe 8 of the steam generator 2 at the loop seal 17 because the loop seal 17 is provided on the inlet nozzle 2a side of the steam generator 2. Will not be reached.

【0018】次に、図3を参照して、本発明による炉心
崩壊熱除去装置の第2実施例について、第1実施例とは
異なる点に関し説明する。図3において、格納容器16の
外側は、同外側に離間して配設された好ましくは鋼板構
造の外部遮蔽37により、覆われている。また、格納容器
16の内側には、環状の重力落下タンク(第2水源)38がコ
ンクリート壁39により画成されており、同重力落下タン
ク38内には水が充填されている。実施例では、この重力
落下タンク38は、後述するように水頭差で注水可能なよ
うに、炉心10よりも約10m上方まで延びると共に、図4
に関連して説明した燃料取替用水タンク20の役割も果た
している。第1実施例では、逃し弁24を有する配管25は
格納容器16内の空間に開放していたが、この第2実施例
では、逃し弁24を有する配管25はコンクリート壁39を貫
いて重力落下タンク38内に延入し、そこで開放してい
る。また、図1の実施例では、蒸気発生器2が縦型であ
ったので、非凝縮性ガスが伝熱管8に達するのを防止す
るために、原子炉容器1の出口ノズル1aと蒸気発生器2
の入口ノズル2aとの間にループシール17を設けたり、原
子炉容器1の蓋体1cにベント弁26を設けていたが、第2
実施例では蒸気発生器40が横置きであるため、ループシ
ール17の代わりに、水室40aのうちホットレッグ側の入
口室にガス抜きの弁41を有する配管(ベント管)42を接続
している。更に、復水タンク30の配管32には弁31に加え
て、バックアップのため、タービン駆動の補助給水ポン
プ43とモータ駆動の補給給水ポンプ44とが設けられてい
る。
Next, with reference to FIG. 3, a second embodiment of the core collapse heat removal apparatus according to the present invention will be described with respect to differences from the first embodiment. In FIG. 3, the outer side of the storage container 16 is covered by an outer shield 37, which is preferably a steel plate structure and is arranged on the outer side with a space therebetween. Also, the storage container
An annular gravity drop tank (second water source) 38 is defined inside the 16 by a concrete wall 39, and the gravity drop tank 38 is filled with water. In the embodiment, this gravity drop tank 38 extends up to about 10 m above the reactor core 10 so that water can be injected by a water head difference as described later.
It also plays the role of the refueling water tank 20 described in connection with. In the first embodiment, the pipe 25 having the relief valve 24 is open to the space inside the containment vessel 16, but in the second embodiment, the pipe 25 having the relief valve 24 penetrates the concrete wall 39 and falls by gravity. It extends into the tank 38 and opens there. Further, in the embodiment of FIG. 1, since the steam generator 2 is of the vertical type, in order to prevent the non-condensable gas from reaching the heat transfer tube 8, the outlet nozzle 1a of the reactor vessel 1 and the steam generator are prevented. Two
The loop seal 17 is provided between the inlet nozzle 2a and the inlet nozzle 2a, and the vent valve 26 is provided in the lid 1c of the reactor vessel 1.
In the embodiment, since the steam generator 40 is placed horizontally, instead of the loop seal 17, a pipe (vent pipe) 42 having a degassing valve 41 is connected to the inlet chamber on the hot leg side of the water chamber 40a. There is. In addition to the valve 31, the pipe 32 of the condensate tank 30 is provided with a turbine-driven auxiliary water supply pump 43 and a motor-driven replenishment water supply pump 44 for backup.

【0019】次に、一次冷却材喪失事故時の第2実施例
の非常用炉心冷却設備の作動について以下に述べる。事
故初期には、一次冷却系内の圧力は高圧〜中圧となり、
この時の炉心冷却のために注水するには、急速に一次冷
却系を減圧し、蓄圧注入タンク12を用いるのが好適であ
る。そのため、事故初期に一次冷却系の圧力低下を圧力
検知手段により検知して、制御装置から第1信号が出る
と、早期に一次冷却系を蓄圧注入タンク(第2水源)12の
作動圧力(実施例では約50Kg/cm2)以下に減圧するため、
加圧器4の逃し弁24を開いて蒸気を格納容器16内のスペ
ースではなく重力落下タンク38内にフラッシュする。こ
れにより一次冷却系が蓄圧注入タンク12の作動圧力以下
に低下して、蓄圧水が炉心10内に放出され、炉心10を冷
却する。事故中期には、一次冷却系内の圧力は中圧〜低
圧となっており、この時、炉心冷却のために注水するに
はかなりの量の水が必要となり、蓄圧注入タンクを利用
していては、設備が大きくなり過ぎるので、大容量の重
力落下タンク38を用いる。従つて、圧力検知手段が更に
低い圧力を検知して、制御装置が第2信号を発信する
と、コールドレッグ配管7及び重力落下タンク38に連通
した配管45に設けられた弁46を開いて、重力落下タンク
38内の水を水頭差により炉心10へ注水し、同炉心10を冷
却する。この段階では、蓄圧注入タンク12及び重力落下
タンク38内に入っていた水により、一次冷却系ループ6
の少なくともホットレッグ配管5及びコールドレッグ配
管7は図示のように冠水している。このようにして、冷
却材喪失事故時には、一次冷却系内に非常用炉心冷却水
を注入し、注入された冷却水を炉心内に効率良く、且つ
早期に供給し蓄積させることができる。
Next, the operation of the emergency core cooling equipment of the second embodiment at the time of the primary coolant loss accident will be described below. At the beginning of the accident, the pressure in the primary cooling system was high to medium pressure,
In order to inject water for core cooling at this time, it is preferable to rapidly depressurize the primary cooling system and use the accumulator injection tank 12. Therefore, when the pressure detection means detects the pressure drop of the primary cooling system in the early stage of the accident and the first signal is output from the control device, the primary cooling system is promptly operated by the operating pressure of the accumulator injection tank (second water source) 12 (implementation). In the example, the pressure is reduced to 50 Kg / cm 2 or less,
The relief valve 24 of the pressurizer 4 is opened to flush the vapor into the gravity drop tank 38 rather than into the space within the containment vessel 16. As a result, the primary cooling system falls below the operating pressure of the pressure-accumulation injection tank 12, and the pressure-accumulated water is discharged into the core 10 to cool the core 10. During the middle of the accident, the pressure in the primary cooling system was medium to low pressure.At this time, a considerable amount of water was required to inject water for core cooling, and the accumulator injection tank was used. Uses a large-capacity gravity drop tank 38 because the equipment becomes too large. Therefore, when the pressure detecting means detects a further lower pressure and the control device transmits the second signal, the valve 46 provided in the pipe 45 communicating with the cold leg pipe 7 and the gravity drop tank 38 is opened, and the gravity force is reduced. Drop tank
The water in 38 is poured into the core 10 by the water head difference, and the core 10 is cooled. At this stage, the water contained in the pressure accumulating injection tank 12 and the gravity falling tank 38 causes the primary cooling system loop 6
At least the hot leg piping 5 and the cold leg piping 7 are submerged as shown. In this way, in the event of a loss of coolant, emergency core cooling water can be injected into the primary cooling system, and the injected cooling water can be efficiently and early supplied and accumulated in the core.

【0020】一方、この後、一次冷却系内の圧力と格納
容器内の圧力とがほぼ等しくなっている長期冷却の際に
は、炉心を水没させている水を自然循環により蒸気発生
器40に通流させ、炉心10の崩壊熱を除去する。このため
に、逃し弁35を開いて蒸気発生器二次側を減圧してか
ら、復水タンク30に接続された配管32の弁31を開き、復
水タンク30から水頭差により二次側の給水管28に給水す
る。この状態の時、前述したように、格納容器16内に
は、一次冷却系ループ6の少なくともホットレツグ配管
5及びコールドレッグ配管7を超えるレベルまで、水が
張られており、冷却材喪失事故の原因となった破断箇所
9も冠水されている。従って、炉心10で発生した崩壊熱
は、第1実施例と同様に、炉心10内の水、格納容器16内
の水及び健全な一次冷却系ループ6の水の自然循環で蒸
気発生器40へ輸送され、同蒸気発生器40において、復水
タンク30から注水された二次側の水と伝熱管8を介して
熱交換して、その水を沸騰させ、逃し弁35を介して大気
に放出することにより、除去される。このような自然循
環の際に、破断箇所9は冠水されているので、そこから
非凝縮性ガスが侵入することはなく、また、健全な一次
冷却系ループ6の冷却材中に非凝縮性ガスが含まれてい
ても、蒸気発生器40の水室40aのホットレッグ側に設け
られた配管42のベント弁41が開放しているので、この非
凝縮性ガスが溜まることなく格納容器内に放出され、自
然循環を妨げることはない。
On the other hand, thereafter, during long-term cooling in which the pressure in the primary cooling system and the pressure in the containment vessel are substantially equal to each other, the water that submerges the reactor core is naturally circulated to the steam generator 40. It is allowed to flow to remove the decay heat of the core 10. For this purpose, the relief valve 35 is opened to reduce the pressure on the secondary side of the steam generator, then the valve 31 of the pipe 32 connected to the condensate tank 30 is opened, and the secondary side of the condensate tank 30 due to a water head difference Supply water to the water supply pipe 28. In this state, as described above, the containment vessel 16 is filled with water up to a level at least exceeding the hot leg pipe 5 and the cold leg pipe 7 of the primary cooling system loop 6, causing the loss of coolant accident. The broken point 9 which has become is also submerged. Therefore, the decay heat generated in the core 10 is sent to the steam generator 40 by natural circulation of the water in the core 10, the water in the containment vessel 16 and the sound water in the healthy primary cooling system loop 6 as in the first embodiment. In the steam generator 40, heat is exchanged with the water on the secondary side injected from the condensate tank 30 through the heat transfer tube 8, the water is boiled, and is discharged to the atmosphere through the relief valve 35. Are removed by During such natural circulation, since the breakage point 9 is submerged, the non-condensable gas does not enter from the break point 9 and the non-condensable gas enters the coolant of the sound primary cooling system loop 6. However, since the vent valve 41 of the pipe 42 provided on the hot leg side of the water chamber 40a of the steam generator 40 is open, this non-condensable gas is discharged into the containment vessel without accumulating. It does not interfere with the natural circulation.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、冷却材
喪失事故時に炉心に発生した非凝縮性ガスが冷却材の自
然循環を妨げないように、原子炉容器と蒸気発生器の間
にガス溜まり防止手段を設けたので、蒸気発生器を利用
して冷却材を一次冷却系ループ内で自然循環させること
ができ、AC電源等の外部駆動源を必要とする低圧注入ポ
ンプ及び高圧注入ポンプのような動的機器主体の従来の
安全系(アクテイブ安全系という)に依存する必要がな
いため、運転操作が単純で、安全系の信頼性も高い。特
に、蒸気発生器は、常用されている設備であるから、こ
れを利用すれば追加の設備が不要となり、設備の簡素
化、経済性向上を図ることができ、また、本来、通常運
転時の炉心除熱のために設計されたものであるから、優
れた冷却機能を有する。
As described above, according to the present invention, in order to prevent the non-condensable gas generated in the core in the accident of loss of coolant from interfering with the natural circulation of coolant, the space between the reactor vessel and the steam generator is reduced. Since the gas accumulation prevention means is installed in the system, the steam generator can be used to naturally circulate the coolant in the primary cooling system loop, and a low-pressure injection pump and high-pressure injection that requires an external drive source such as an AC power source are required. Since there is no need to rely on a conventional safety system (called an active safety system), which mainly consists of dynamic equipment such as a pump, the operation is simple and the safety system is highly reliable. In particular, since the steam generator is a commonly used facility, no additional facility is required if it is used, which simplifies the facility and improves economic efficiency. Since it is designed for core heat removal, it has an excellent cooling function.

【0022】また、好適な実施例においては、逃し弁を
有して加圧器に一端で接続された配管は、その他端が重
力落下タンク内に開放しているので、事故時に、動的機
器である格納容器スプレイポンプを含む従来の格納容器
スプレイ系に依存することなく、格納容器内を減圧する
ことができ、安全系の信頼性向上に大きく寄与する。
Further, in a preferred embodiment, the pipe having a relief valve and connected to the pressurizer at one end is opened at the other end into the gravity drop tank, so that in the event of an accident, a dynamic device is used. The inside of the storage container can be depressurized without depending on the conventional storage container spray system including a certain storage container spray pump, which greatly contributes to the improvement of the reliability of the safety system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による炉心崩壊熱除去装置の第1実施例
を含む加圧水型原子炉の概要図。
FIG. 1 is a schematic view of a pressurized water reactor including a core collapse heat removal device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の加圧水型原子炉の一次冷却系に設けられ
たループシールの拡大部分断面図。
FIG. 2 is an enlarged partial sectional view of a loop seal provided in the primary cooling system of the pressurized water reactor of FIG.

【図3】本発明による炉心崩壊熱除去装置の第2実施例
を含む加圧水型原子炉の概要図。
FIG. 3 is a schematic diagram of a pressurized water reactor including a core collapse heat removal device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】従来の炉心崩壊熱除去装置を含む加圧水型原子
炉の概要図。
FIG. 4 is a schematic diagram of a pressurized water reactor including a conventional core collapse heat removal device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原子炉容器 1a 出口ノズル 1b 入口ノズル 1c 蓋体 2 蒸気発生器 2a 入口ノズル 2b 水室 2c 出口ノズル 3 冷却材循環ポンプ 5 ホットレッグ配管 7 コールドレッグ配管 8 伝熱管(U字管) 10 炉心 12 蓄圧注入タンク(第2水源) 17 ループシール 26 逃し弁(第1減圧手段) 28 給水管(入口管) 29 蒸気管(出口管) 30 復水タンク(第1水源) 31 配管32の弁 32 第1水源を二次冷却系に連通させる配管 35 逃し弁(第2減圧手段) 38 重力落下タンク(第2水源) 40 蒸気発生器 40a 水室 42 配管(ベント管) 45 第2水源を原子炉容器に連通させる配管 46 配管45の弁 50 非常用貯蔵タンク(第2水源) 1 Reactor vessel 1a Outlet nozzle 1b Inlet nozzle 1c Lid 2 Steam generator 2a Inlet nozzle 2b Water chamber 2c Outlet nozzle 3 Coolant circulation pump 5 Hot leg pipe 7 Cold leg pipe 8 Heat transfer pipe (U-shaped pipe) 10 Core 12 Accumulation tank (second water source) 17 Loop seal 26 Relief valve (first pressure reducing means) 28 Water supply pipe (inlet pipe) 29 Steam pipe (outlet pipe) 30 Condensate tank (first water source) 31 Pipe 32 valve 32 No. 1 Pipe for connecting the water source to the secondary cooling system 35 Relief valve (second pressure reducing means) 38 Gravity drop tank (second water source) 40 Steam generator 40a Water chamber 42 Pipe (vent pipe) 45 Second water source for reactor vessel Piping to communicate with 46 46 Piping 45 valve 50 Emergency storage tank (second water source)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】頂部に蓋体を有すると共に、一次冷却材の
入口ノズル及び出口ノズルを有する原子炉容器と、該原
子炉容器内に配設された炉心と、入口室及び出口室に仕
切られた水室を含み、該水室の前記入口室及び出口室に
それぞれ一次冷却材の入口ノズル及び出口ノズルを有し
て縦置きに配置され、前記入口室及び出口室に複数のU
字管が両端部で連通している蒸気発生器と、該蒸気発生
器に接続され、その前記U字管の周囲に二次冷却材を循
環供給するための入口管及び出口管を有する二次冷却系
と、冷却材循環ポンプと、前記原子炉容器の出口ノズル
及び前記蒸気発生器の入口ノズルを接続するホツトレッ
グ配管と、前記蒸気発生器の出口ノズル及び前記原子炉
容器の入口ノズルを前記冷却材循環ポンプを介して接続
するコールドレッグ配管とを有する加圧水型原子炉の炉
心崩壊熱除去装置において、前記原子炉容器の蓋体に接
続された第1減圧手段と、前記二次冷却系よりも上方に
配設され、弁を有する配管を介して同二次冷却系に連通
した第1水源と、前記二次冷却系に接続された第2減圧
手段と、前記ホットレッグ配管及びコールドレッグ配管
よりも上方に配設され、弁を有する配管が接続され、該
配管により前記原子炉容器内に連通した第2水源とを備
え、前記蒸気発生器は、その前記入口ノズルが前記原子
炉容器の出口ノズルよりも下方に配設され、前記第2水
源は、該第2水源に接続された配管にある前記弁の開弁
時に放出される水により、少なくとも前記ホツトレッグ
配管及びコールドレッグ配管を冠水させるに足る水容量
を有することを特徴とする加圧水型原子炉の炉心崩壊熱
除去装置。
1. A reactor vessel having a lid at the top and having a primary coolant inlet nozzle and an outlet nozzle, a reactor core disposed in the reactor vessel, and an inlet chamber and an outlet chamber. A water chamber, and the inlet chamber and the outlet chamber of the water chamber are arranged vertically with an inlet nozzle and an outlet nozzle of the primary coolant, respectively, and a plurality of U are provided in the inlet chamber and the outlet chamber.
A secondary having a steam generator having pipes communicating at both ends, and an inlet pipe and an outlet pipe connected to the steam generator and circulatingly supplying a secondary coolant around the U-shaped pipe. A cooling system, a coolant circulation pump, a hot leg pipe connecting the outlet nozzle of the reactor vessel and the inlet nozzle of the steam generator, the outlet nozzle of the steam generator and the inlet nozzle of the reactor vessel are cooled. In a core decay heat removal device for a pressurized water nuclear reactor having a cold leg pipe connected via a material circulation pump, a first decompression means connected to a lid of the reactor vessel and a secondary cooling system A first water source disposed above and communicating with the secondary cooling system via a pipe having a valve; a second pressure reducing means connected to the secondary cooling system; and the hot leg pipe and the cold leg pipe. Is also placed above And a second water source that is connected to a pipe having a valve and communicates with the inside of the reactor vessel by the pipe, and the steam generator has the inlet nozzle located below the outlet nozzle of the reactor vessel. The second water source has a sufficient water capacity to submerge at least the hot leg pipe and the cold leg pipe by the water released when the valve is opened in the pipe connected to the second water source. A core collapse heat removal device for a pressurized water reactor characterized by the above.
【請求項2】頂部に蓋体を有すると共に、一次冷却材の
入口ノズル及び出口ノズルを有する原子炉容器と、該原
子炉容器内に配設された炉心と、入口室及び出口室に仕
切られた水室を含み、該水室の前記入口室及び出口室に
それぞれ一次冷却材の入口ノズル及び出口ノズルを有す
ると共に、前記入口室及び出口室に複数のU字管が両端
部で連通している蒸気発生器と、該蒸気発生器に接続さ
れ、その前記U字管の周囲に二次冷却材を循環供給する
ための入口管及び出口管を有する二次冷却系と、冷却材
循環ポンプと、前記原子炉容器の出口ノズル及び前記蒸
気発生器の入口ノズルを接続するホットレッグ配管と、
前記蒸気発生器の出口ノズル及び前記原子炉容器の入口
ノズルを前記冷却材循環ポンプを介して接続するコール
ドレッグ配管とを有する加圧水型原子炉の炉心崩壊熱除
去装置において、前記二次冷却系よりも上方に配設さ
れ、弁を有する配管を介して同二次冷却系に連通した第
1水源と、前記二次冷却系に接続された減圧手段と、前
記ホットレッグ配管及びコールドレッグ配管よりも上方
に配設され、弁を有する配管が接続され、該配管を介し
て前記原子炉容器に連通した第2水源とを備え、前記蒸
気発生器は、横置きに配設されると共に、前記水室の入
口室に設けられたベント管を有し、前記第2水源は、該
第2水源に接続された配管にある前記弁の開弁時に放出
される水により、少なくとも前記ホットレッグ配管及び
コールドレッグ配管を冠水させるに足る水容量を有する
ことを特徴とする加圧水型原子炉の炉心崩壊熱除去装
置。
2. A reactor vessel having a lid at the top and having an inlet nozzle and an outlet nozzle for the primary coolant, a reactor core arranged in the reactor vessel, and an inlet chamber and an outlet chamber. A water chamber, the inlet chamber and the outlet chamber of the water chamber each have an inlet nozzle and an outlet nozzle of a primary coolant, and a plurality of U-shaped pipes communicate with the inlet chamber and the outlet chamber at both ends. A steam generator, a secondary cooling system connected to the steam generator, having an inlet pipe and an outlet pipe for circulating and supplying a secondary coolant around the U-shaped pipe, and a coolant circulation pump. A hot leg pipe connecting an outlet nozzle of the reactor vessel and an inlet nozzle of the steam generator;
In the core collapse heat removal apparatus of a pressurized water reactor having an outlet nozzle of the steam generator and a cold leg pipe connecting the inlet nozzle of the reactor vessel through the coolant circulation pump, from the secondary cooling system. A first water source which is disposed above and communicates with the secondary cooling system via a pipe having a valve, a decompression means connected to the secondary cooling system, and the hot leg pipe and the cold leg pipe. And a second water source connected to a pipe having a valve, which is arranged above and connected to the reactor vessel via the pipe, the steam generator is arranged horizontally, and the water A vent pipe provided in an inlet chamber of the chamber, wherein the second water source is at least the hot leg pipe and the cold pipe due to water released when the valve in the pipe connected to the second water source is opened. Leg piping A pressurized water reactor core decay heat removal device, characterized in that it has a water capacity sufficient to flooding.
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