(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023141773
(43)【公開日】2023-10-05
(54)【発明の名称】格納容器
(51)【国際特許分類】
G21C 13/00 20060101AFI20230928BHJP
G21C 15/12 20060101ALI20230928BHJP
G21D 1/00 20060101ALI20230928BHJP
G21C 11/02 20060101ALI20230928BHJP
【ＦＩ】
G21C13/00 200
G21C15/12 Z
G21D1/00 Q
G21C11/02 100
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022048259
(22)【出願日】2022-03-24
(71)【出願人】
【識別番号】507142476
【氏名又は名称】高松 邦吉
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(72)【発明者】
【氏名】高松 邦吉
(57)【要約】
【課題】本発明は、煙突効果を用いることなく冷却能力を向上させるとともに、熱利用率を向上させることのできる格納容器を提供することを目的とする。
【解決手段】
原子炉圧力容器２を格納するための格納容器１０において、前記原子炉圧力容器２が格納される圧力容器室１０ｂが内部に形成された容器本体１０ａと、前記容器本体１０ａよりも放熱性が高く、外部に露出するように前記容器本体１０ａに設けられ、前記圧力容器室１０ｂと連通する冷却室５ａが内部に形成され、前記冷却室５ａ内の流体と外部の流体とで熱交換して、前記原子炉圧力容器２により加熱されて前記圧力容器室１０ｂから前記冷却室５ａに流入した流体を冷却する冷却部５と、前記圧力容器室１０ｂ内に露出するとともに、前記原子炉圧力容器２に供給される冷媒とは別回路の冷媒が内部を流れ、前記原子炉圧力容器２から放出されるふく射熱を回収する熱回収部７とを備えるようにした。
【選択図】図１
【解決手段】
原子炉圧力容器２を格納するための格納容器１０において、前記原子炉圧力容器２が格納される圧力容器室１０ｂが内部に形成された容器本体１０ａと、前記容器本体１０ａよりも放熱性が高く、外部に露出するように前記容器本体１０ａに設けられ、前記圧力容器室１０ｂと連通する冷却室５ａが内部に形成され、前記冷却室５ａ内の流体と外部の流体とで熱交換して、前記原子炉圧力容器２により加熱されて前記圧力容器室１０ｂから前記冷却室５ａに流入した流体を冷却する冷却部５と、前記圧力容器室１０ｂ内に露出するとともに、前記原子炉圧力容器２に供給される冷媒とは別回路の冷媒が内部を流れ、前記原子炉圧力容器２から放出されるふく射熱を回収する熱回収部７とを備えるようにした。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
原子炉圧力容器を格納するための格納容器において、
前記原子炉圧力容器が格納される圧力容器室が内部に形成された容器本体と、
前記容器本体よりも放熱性が高く、外部に露出するように前記容器本体に設けられ、前記圧力容器室と連通する冷却室が内部に形成され、前記冷却室内の流体と外部の流体とで熱交換して、前記原子炉圧力容器により加熱されて前記圧力容器室から前記冷却室に流入した流体を冷却する冷却部と、
前記圧力容器室内に露出するとともに、前記原子炉圧力容器に供給される冷媒とは別回路の冷媒が内部を流れ、前記原子炉圧力容器から放出されるふく射熱を回収する熱回収部とを備えたことを特徴とする、格納容器。
前記原子炉圧力容器が格納される圧力容器室が内部に形成された容器本体と、
前記容器本体よりも放熱性が高く、外部に露出するように前記容器本体に設けられ、前記圧力容器室と連通する冷却室が内部に形成され、前記冷却室内の流体と外部の流体とで熱交換して、前記原子炉圧力容器により加熱されて前記圧力容器室から前記冷却室に流入した流体を冷却する冷却部と、
前記圧力容器室内に露出するとともに、前記原子炉圧力容器に供給される冷媒とは別回路の冷媒が内部を流れ、前記原子炉圧力容器から放出されるふく射熱を回収する熱回収部とを備えたことを特徴とする、格納容器。
【請求項2】
請求項１に記載の格納容器において、
前記熱回収部は、前記圧力容器室の側壁に沿って延在するように設けられたことを特徴とする、格納容器。
前記熱回収部は、前記圧力容器室の側壁に沿って延在するように設けられたことを特徴とする、格納容器。
【請求項3】
請求項１または２に記載の格納容器において、
前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器と対向するように設けられたことを特徴とする、格納容器。
前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器と対向するように設けられたことを特徴とする、格納容器。
【請求項4】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の格納容器において、
前記熱回収部は、前記冷却部の真下に設けられたことを特徴とする、格納容器。
前記熱回収部は、前記冷却部の真下に設けられたことを特徴とする、格納容器。
【請求項5】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の格納容器において、
前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器から前記冷却部に流れる流体の流路上に設けられたことを特徴とする、格納容器。
前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器から前記冷却部に流れる流体の流路上に設けられたことを特徴とする、格納容器。
【請求項6】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の格納容器において、
前記圧力容器室には、前記原子炉圧力容器と前記冷却部との間に、前記原子炉圧力容器からのふく射熱を前記熱回収部に向けて反射するための反射板が設けられたことを特徴とする、格納容器。
前記圧力容器室には、前記原子炉圧力容器と前記冷却部との間に、前記原子炉圧力容器からのふく射熱を前記熱回収部に向けて反射するための反射板が設けられたことを特徴とする、格納容器。
【請求項7】
請求項６に記載の格納容器において、
前記反射板は、前記熱回収部の真下に設けられたことを特徴とする、格納容器。
前記反射板は、前記熱回収部の真下に設けられたことを特徴とする、格納容器。
【請求項8】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の格納容器において、
前記圧力容器室は、前記原子炉圧力容器から放射される放射線を遮へいするための遮へい体が前記容器本体の側壁に沿って設けられており、前記冷却室及び前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器と前記遮へい体との間に配置された断熱壁の前記原子炉圧力容器側を前記断熱壁に沿って延びていることを特徴とする、格納容器。
前記圧力容器室は、前記原子炉圧力容器から放射される放射線を遮へいするための遮へい体が前記容器本体の側壁に沿って設けられており、前記冷却室及び前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器と前記遮へい体との間に配置された断熱壁の前記原子炉圧力容器側を前記断熱壁に沿って延びていることを特徴とする、格納容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、原子炉圧力容器が格納される格納容器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、原子炉圧力容器が格納される格納容器が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の格納容器では、原子炉圧力容器から放出される熱により加熱された格納容器内を冷却するために空気の自然対流を用いていた（例えば、非特許文献１参照）。
【0003】
煙突効果を用いて格納容器内を冷却する場合には、図６に示すように、原子炉圧力容器と遮へい体及びその断熱壁との間に、かつ、断熱壁に沿って、格納容器内に空気が流通するためのダクトが設けられていた。これにより、原子炉圧力容器で生じた熱はダクト内の空気に伝達され、加熱された空気が煙突効果によりダクト内を上昇してダクトの上端にて大気に開放されるようになっていた。このような冷却方法では、例えば、上下方向に約６０ｍ以上の長さのダクトを用いて煙突効果を大きくし、作動媒体である空気の速度を上昇させることにより、自然対流による熱伝達量を大きくしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１４－６１９７号公報
【非特許文献1】高温ガス炉ガスタービン発電システム（ＧＴＨＴＲ３００）の受動的冷却設備の設計、日本原子力学会和文論文誌、Ｖｏｌ．３、Ｎｏ．３（２００４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、煙突効果を用いた上記従来の技術による格納容器では、空気の流速を、一般に強風と言われる程度の速度まで上昇させることが望ましいが、ダクトの長さにも制限があり、また、ダクトの表面抵抗により空気の流速に限界が生じてしまっていた。また、地震等による事故が発生したときにダクトが変形または閉塞してしまうと、必要とする空気の流速を満たすことができず、自然対流による熱伝達量が小さくなって、除熱量が減少してしまう。これにより、煙突効果による空気の自然対流を用いた炉容器冷却設備はフェール・セーフの点では望ましくなかった。さらに、煙突効果による空気の自然対流を用いた炉容器冷却設備は、大気が直接的にダクト内に入るため、砂、土、虫、及び植物等が炉容器冷却設備内に溜まってしまっていた。さらにまた、大気に含まれる湿度や塩分により酸化、錆発生、及び腐食等が発生し、ダクトの交換が必要となるが、ダクトの交換は困難であった。
【0006】
また、原子炉圧力容器の表面から放出された廃熱を可能な限り回収し、有効利用することで高温ガス炉全体の熱利用率を高めることが求められていた。
【0007】
本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、煙突効果を用いることなく冷却能力を向上させるとともに、熱利用率を向上させることのできる格納容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、原子炉圧力容器を格納するための格納容器において、前記原子炉圧力容器が格納される圧力容器室が内部に形成された容器本体と、前記容器本体よりも放熱性が高く、外部に露出するように前記容器本体に設けられ、前記圧力容器室と連通する冷却室が内部に形成され、前記冷却室内の流体と外部の流体とで熱交換して、前記原子炉圧力容器により加熱されて前記圧力容器室から前記冷却室に流入した流体を冷却する冷却部と、前記圧力容器室内に露出するとともに、前記原子炉圧力容器に供給される冷媒とは別回路の冷媒が内部を流れ、前記原子炉圧力容器から放出されるふく射熱を回収する熱回収部とを備えたことを特徴とする。
【0009】
この場合において、前記熱回収部は、前記圧力容器室の側壁に沿って延在するように設けられていてもよい。前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器と対向するように設けられていてもよい。前記熱回収部は、前記冷却部の真下に設けられていてもよい。前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器から前記冷却部に流れる流体の流路上に設けられていてもよい。前記圧力容器室には、前記原子炉圧力容器と前記冷却部との間に、前記原子炉圧力容器からのふく射熱を前記熱回収部に向けて反射するための反射板が設けられていてもよい。前記反射板は、前記熱回収部の真下に設けられていてもよい。前記圧力容器室は、前記原子炉圧力容器から放射される放射線を遮へいするための遮へい体が前記容器本体の側壁に沿って設けられており、前記冷却室及び前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器と前記遮へい体との間に配置された断熱壁の前記原子炉圧力容器側を前記断熱壁に沿って延びていてもよい。
【発明の効果】
【0010】
本発明では、例えば、煙突効果を用いることなく冷却能力を向上させるとともに、熱利用率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１実施形態に係る格納容器を示す模式図である。
【図2】格納容器による除熱の解析結果を示す図である。
【図3】第２実施形態に係る格納容器を示す模式図である。
【図4】第３実施形態に係る格納容器を示す模式図である。
【図5】第４実施形態に係る格納容器を示す模式図である。
【図6】煙突効果による空気の自然対流を用いた従来の技術による格納容器を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
［１］第１実施形態
図１は、本実施形態に係る格納容器を示す模式図である。格納容器（ＣＶ：Ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ Ｖｅｓｓｅｌ）１０は、原子炉の炉心１が格納された原子炉圧力容器（ＲＰＶ：Ｒｅａｃｔｏｒ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｖｅｓｓｅｌ）２を格納するための容器である。この格納容器１０は、例えば、鋼で形成されており、原子炉圧力容器で生じた圧力を抑える圧力障壁であるとともに、放射性物質の拡散を防止する。格納容器１０は、容器本体１０ａと、遮へい体３と、断熱壁４と、冷却部である炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ：Ｒｅａｃｔｏｒ Ｃａｖｉｔｙ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）５と、反射板６と、熱回収部である冷却配管７とを備えている。
［１］第１実施形態
図１は、本実施形態に係る格納容器を示す模式図である。格納容器（ＣＶ：Ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ Ｖｅｓｓｅｌ）１０は、原子炉の炉心１が格納された原子炉圧力容器（ＲＰＶ：Ｒｅａｃｔｏｒ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｖｅｓｓｅｌ）２を格納するための容器である。この格納容器１０は、例えば、鋼で形成されており、原子炉圧力容器で生じた圧力を抑える圧力障壁であるとともに、放射性物質の拡散を防止する。格納容器１０は、容器本体１０ａと、遮へい体３と、断熱壁４と、冷却部である炉容器冷却設備（ＲＣＣＳ：Ｒｅａｃｔｏｒ Ｃａｖｉｔｙ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）５と、反射板６と、熱回収部である冷却配管７とを備えている。
【0013】
容器本体１０ａは、原子炉圧力容器２が格納される圧力容器室１０ｂが内部に形成されている。
【0014】
遮へい体３は、容器本体１０ａの側壁である壁部１０ｃ等に沿って圧力容器室１０ｂ内に設けられており、原子炉圧力容器２から放射される放射線を遮へいするようになっている。なお、遮へい体３は、図１では壁部１０ｃに沿ってのみ設けられているが、天井部や床部等その他の部分に設けられていてもよい。
【0015】
断熱壁４は、原子炉圧力容器２と遮へい体３との間に遮へい体３に沿って配置されており、原子炉圧力容器２から放射された熱が外部に放熱されないように断熱するようになっている。
【0016】
炉容器冷却設備５は、容器本体１０ａの外側で容器本体１０ａに取り付けられており、容器本体１０ａの上部で外部に露出するように容器本体１０ａに設けられている。この炉容器冷却設備５は、容器本体１０ａよりも放熱性が高くなるように設けられており、内部に形成された冷却室５ａ内の流体と外部の流体とで熱交換して、圧力容器室１０ｂから冷却室５ａに流入した流体を冷却するようになっている。この冷却室５ａは、容器本体１０ａに形成された開口を介して圧力容器室１０ｂと流体的に連通しており、断熱壁４の原子炉圧力容器２側を断熱壁４に沿って延びるように設けられている。冷却室５ａは、容器本体１０ａから上方に延びて形成されており、冷却室５ａが延びる方向に延びる仮想線Ｘが原子炉圧力容器２と交わらない位置に配置されている。炉容器冷却設備５は、表面積を拡大して放熱性を向上させるべく、内部の冷却室５ａ内を流れる流体と接するフィン、及び、外部を流れる流体と接するフィンが設けられている。
【0017】
反射板６は、圧力容器室１０ｂ内であって、原子炉圧力容器２と炉容器冷却設備５との間に設けられている。この反射板６は、ふく射（放射）された熱を反射するようになっており、原子炉圧力容器２からふく射された熱を反射させて炉容器冷却設備５及び冷却配管７に効率良く伝達するようになっている。反射板６は、図１では、容器本体１０ａの天井面及び床面に配置されているが、壁面等その他の位置に配置されていてもよい。本実施形態では、容器本体１０ａの床面に配置された反射板６は、冷却室５ａ及び冷却配管７の真下まで延びており、仮想線Ｘが交わるように設けられている。
【0018】
冷却配管７は、原子炉圧力容器２に供給される冷媒とは別回路の冷媒が管路内を流れている。この冷却配管７は、容器本体１０ａの側壁を形成する壁部１０ｃと、遮へい体３と、断熱壁４とをこの順で水平方向に貫通し、圧力容器室１０ｂ内に導かれている。
【0019】
圧力容器室１０ｂ内に導かれた冷却配管７は、上方に向けて湾曲し、壁部１０ｃ、遮へい体３、及び断熱壁４に沿って上方に向かって延在している。冷却配管７は、この上下方向に延在する部分が圧力容器室１０ｂに露出しており、原子炉圧力容器２と対向するように設けられている。なお、図１では１つの冷却配管７のみ記載されているが、圧力容器室１０ｂ内には、断熱壁４に沿って複数の冷却配管７が配列されており、それぞれの冷却配管７は圧力容器室１０ｂ内で流体的に連通していてもよいし、個別に外部から圧力容器室１０ｂ内に延びていてもよい。
【0020】
冷却配管７は、圧力容器室１０ｂ内に露出している部分の上端で壁部１０ｃに向けて湾曲し、断熱壁４と、遮へい体３と、壁部１０ｃとをこの順で水平方向に貫通して、格納容器１０の外部に戻るように設けられている。すなわち、冷却配管７は、壁部１０ｃから圧力容器室１０ｂ内に入り、原子炉圧力容器２に流体的に接続されることなく、壁部１０ｃを通って圧力容器室１０ｂ外に出るように設けられている。これにより、原子炉圧力容器２内を流れる冷媒は冷却配管７には流入しないようになっている。
【0021】
冷却配管７は、主に原子炉圧力容器２から放出された放射熱がふく射により伝達されるようになっているため、内部を流れる冷媒には核分裂生成物（ＦＰ）が混入しないようになっている。これにより、別の冷媒回路を用いて核分裂生成物の混入を避けるための二次冷却系を用いる必要がなく、冷却配管７を通った冷媒をそのまま廃熱利用システム（不図示）等に送って利用することができる。原子炉が運用されているときの冷却配管７から廃熱利用システム等に供給される冷媒の温度範囲は１００℃以上３００℃以下であり、この温度範囲は軽水炉の出口冷却材温度と同程度である。これにより、冷却配管７を通った冷媒は、そのまま廃熱利用システムで発電等の用途に用いることができるようになっている。
【0022】
冷却配管７は、炉容器冷却設備５の真下に設けられており、原子炉圧力容器２から炉容器冷却設備５に流れる流体の流路上に設けられている。これにより、原子炉圧力容器２で加熱された空気等の流体は、冷却配管７の周りを流れることによって流体中の熱の一部が冷却配管７内の冷媒に回収されてから上昇し、炉容器冷却設備５の冷却室５ａ内に流入するようになっている。
【0023】
図２は、格納容器による除熱の解析結果を示す図である。
この解析結果では、上述のパラメータに基づくモデルを用いており、図中軸線Ｃで軸対象なモデルとなっている。容器本体１０ａは、図２に示すように、断熱壁４で覆われており、炉容器冷却設備５のみ断熱がなされていない。炉容器冷却設備５は、図２では、８００（ｋＷ）の除熱量となるような高さに形成されているが、例えば、高さｈ１で形成すると除熱量が約６００（ｋＷ）となり、高さｈ２で形成すると除熱量が約４００（ｋＷ）となり、高さｈ３で形成すると除熱量が約２００（ｋＷ）となる。なお、炉容器冷却設備５にフィン等を設けることにより、同じ除熱量を維持したまま炉容器冷却設備５の高さを低く抑えることができる。
この解析結果では、上述のパラメータに基づくモデルを用いており、図中軸線Ｃで軸対象なモデルとなっている。容器本体１０ａは、図２に示すように、断熱壁４で覆われており、炉容器冷却設備５のみ断熱がなされていない。炉容器冷却設備５は、図２では、８００（ｋＷ）の除熱量となるような高さに形成されているが、例えば、高さｈ１で形成すると除熱量が約６００（ｋＷ）となり、高さｈ２で形成すると除熱量が約４００（ｋＷ）となり、高さｈ３で形成すると除熱量が約２００（ｋＷ）となる。なお、炉容器冷却設備５にフィン等を設けることにより、同じ除熱量を維持したまま炉容器冷却設備５の高さを低く抑えることができる。
【0024】
図２に示す解析結果では、温度分布を符号ｔ１乃至ｔ７で領域分けしており、温度分布ｔ１から温度分布ｔ７にかけて次第に温度が下がり、温度分布ｔ７が最も温度が低くなっている。なお、熱回収部７は、温度分布ｔ１の領域に設けられている。
【0025】
本実施形態では、格納容器１０は、原子炉圧力容器２が格納される圧力容器室１０ｂが内部に形成された容器本体１０ａと、前記容器本体１０ａよりも放熱性が高く、外部に露出するように前記容器本体１０ａに設けられ、前記圧力容器室１０ｂと連通する冷却室５ａが内部に形成され、前記冷却室５ａ内の流体と外部の流体とで熱交換して、前記原子炉圧力容器２により加熱されて前記圧力容器室１０ｂから前記冷却室５ａに流入した流体を冷却する炉容器冷却設備５と、前記圧力容器室１０ｂ内に露出するとともに、前記原子炉圧力容器２に供給される冷媒とは別回路の冷媒が内部を流れ、前記原子炉圧力容器２から放出されるふく射熱を回収する熱回収部７とを備えている。これにより、圧力容器室１０ｂ及び冷却室５ａからなる空間は、図１に示すように、煙突効果を用いる従来技術（図６参照）による格納容器の内部空間に相当する領域Ａ１よりも図中に破線で区切られた領域Ａ２の分だけ大きくなり、伝熱面積や総括熱伝達率（Ｗ／ｍ２／Ｋ）における自然対流による平均熱伝達率を大きくして受動的な炉容器冷却設備５とすることができるとともに、原子炉圧力容器２の表面から放出された廃熱を熱回収部７で回収することができる。このため、煙突効果を用いることなく冷却能力を向上させるとともに、熱利用率を向上させることができる。
【0026】
また、本実施形態では、格納容器１０は、冷却配管７の真下に、原子炉圧力容器２からの熱を冷却配管７に向けて反射するための反射板６が設けられている。これにより、格納容器１０は、原子炉圧力容器２からふく射された熱を効率良く冷却配管７に伝達させることができる。
【0027】
［２］第２実施形態
図３は、第２実施形態に係る格納容器を示す模式図である。第２実施形態に係る格納容器１０は、炉容器冷却設備５の冷却室５ａが鉛直に対して傾いた方向に延びているという構成が第１実施形態と異なっている。図３において、第１実施形態と略同様の構成は、同一の符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
図３は、第２実施形態に係る格納容器を示す模式図である。第２実施形態に係る格納容器１０は、炉容器冷却設備５の冷却室５ａが鉛直に対して傾いた方向に延びているという構成が第１実施形態と異なっている。図３において、第１実施形態と略同様の構成は、同一の符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
【0028】
第２実施形態に係る炉容器冷却設備５の冷却室５ａは、図３に示すように、鉛直方向に対して傾いて形成されている。具体的には、冷却室５ａは、冷却室５ａが延びる方向に延びる仮想線Ｘが鉛直に伸びる軸線Ｃに対して角度θだけ傾いた方向に延びて原子炉圧力容器２と交わる位置に配置されている。この角度θは、例えば、１５度以上３０度以下となっている。
【0029】
本実施形態では、炉容器冷却設備５の冷却室５ａは、鉛直に対して傾いた方向に延びて、冷却室５ａが延びる方向に延びる仮想線Ｘが原子炉圧力容器２と交わる位置に配置されている。これにより、格納容器１０は、原子炉圧力容器２でふく射により放出された熱が、格納容器１０の中で反射せずに真っ直ぐ炉容器冷却設備５の冷却室５ａに届くようになっている。このため、格納容器１０のふく射による冷却能力をさらに向上させることができる。
【0030】
［３］第３実施形態
図４は、第３実施形態に係る格納容器を示す模式図である。第３実施形態に係る格納容器１０は、冷却室５ａが原子炉圧力容器２に近づく程断面が大きくなるように形成されているという構成が第２実施形態と異なっている。図４において、第２実施形態と略同様の構成は、同一の符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
図４は、第３実施形態に係る格納容器を示す模式図である。第３実施形態に係る格納容器１０は、冷却室５ａが原子炉圧力容器２に近づく程断面が大きくなるように形成されているという構成が第２実施形態と異なっている。図４において、第２実施形態と略同様の構成は、同一の符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
【0031】
第３実施形態に係る炉容器冷却設備５の冷却室５ａ及び冷却配管７は、図４に示すように、鉛直方向に対して傾いて形成されており、冷却室５ａは、原子炉圧力容器２に近づく程断面が大きくなるように形成されている。具体的には、冷却室５ａの断面は、原子炉圧力容器２の近傍では、原子炉圧力容器２の側面２ａの全面と同程度以上の面積になっている。すなわち、第２実施形態よりも、ふく射により冷却室５ａに真っ直ぐに到達する熱を多くすることができる。
【0032】
本実施形態では、鉛直に対して傾いた方向に延びる炉容器冷却設備５の冷却室５ａは、原子炉圧力容器２に近づく程断面が大きくなるように形成されている。これにより、格納容器１０は、原子炉圧力容器２でふく射により放熱された熱が、格納容器１０の中で反射せずに真っ直ぐ炉容器冷却設備５の冷却室５ａに届くようになっている。このため、格納容器１０のふく射による冷却能力をさらに向上させることができる。
【0033】
［４］第４実施形態
図５は、第４実施形態に係る格納容器を示す模式図である。第４実施形態に係る格納容器２０は、炉容器冷却設備１５の冷却室１５ａが圧力容器室１０ｂから水平方向に延びて形成されているという構成が第１乃至３実施形態と異なっている。すなわち、第４実施形態に係る格納容器２０は、実質的に第３実施形態に係る格納容器１０の冷却室５ａをさらに傾けて水平にした構成になっている。図５において、第２実施形態と略同様の構成は、同一の符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
図５は、第４実施形態に係る格納容器を示す模式図である。第４実施形態に係る格納容器２０は、炉容器冷却設備１５の冷却室１５ａが圧力容器室１０ｂから水平方向に延びて形成されているという構成が第１乃至３実施形態と異なっている。すなわち、第４実施形態に係る格納容器２０は、実質的に第３実施形態に係る格納容器１０の冷却室５ａをさらに傾けて水平にした構成になっている。図５において、第２実施形態と略同様の構成は、同一の符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
【0034】
第４実施形態に係る炉容器冷却設備１５は、図５に示すように、容器本体１０ａの側部に設けられている。炉容器冷却設備１５の冷却室１５ａと容器本体１０ａの圧力容器室１０ｂとは、例えば、境界線Ａを境に分かれている。本実施形態では、冷却室１５ａの空間が大きいため、冷却配管７は冷却室１５ａ内に設けることが可能になっている。
【0035】
冷却室１５ａの底部は、パラボラアンテナのような形状の放物曲面１６で形成されている。この放物曲面１６は、ふく射された熱を反射するようになっており、原子炉圧力容器２からふく射された熱を上方に反射させるように設けられている。なお、放物曲面１６は、原子炉圧力容器２からふく射により放出されたほとんどの熱を上方に反射可能な形状に形成されている。
【0036】
冷却室１５ａの上部は、外部に露出する熱交換面１５ｂが形成されている。炉容器冷却設備１５は、この熱交換面１５ｂで冷却室１５ａ内の流体と外部の流体とで熱交換して、圧力容器室１０ｂから冷却室１５ａに流入した流体を冷却するようになっている。熱交換面１５ｂは、表面積を拡大して放熱性を向上させるべく、内部の冷却室１５ａ内を流れる流体と接するフィン、及び、外部を流れる流体と接する図示せぬフィンが設けられている。熱交換面１５ｂは、圧力容器室１０ｂの天井面と同じかより高い位置に設けられており、これにより圧力容器室１０ｂ内を対流した熱が熱交換面１５ｂまで対流可能になっている。
【0037】
圧力容器室１０ｂの底部は、冷却室１５ａの放物曲面１６と同様の放物曲面１０ｄで形成されている。この放物曲面１０ｄは、冷却室１５ａの放物曲面１６と略連続する放物曲面で形成されている。放物曲面１０ｄは、ふく射された熱を反射するようになっており、原子炉圧力容器２からふく射された熱を冷却室１５ａの熱交換面１５ｂに向けて反射させるように設けられている。なお、放物曲面１０ｄは、原子炉圧力容器２から下方に向けてふく射により放出されたほとんどの熱を熱交換面１５ｂに反射可能な形状に形成されている。
【0038】
炉容器冷却設備１５は、放物曲面１６及び熱交換面１５ｂが設けられていることにより、原子炉圧力容器２からのふく射熱を効率良く外部の流体と熱交換することができるようになっている。具体的には、例えば、原子炉圧力容器２の下端の点Ｐでふく射された熱は、図中矢印Ｒで示すように、放物曲面１６で上方に向けて反射されて熱交換面１５ｂに到達し、熱交換面１５ｂで外部の流体と熱交換するようになっている。
【0039】
一方、炉容器冷却設備１５は、原子炉圧力容器２から対流によって放出された熱は上方に対流した後に圧力容器室１０ｂの天井面及び冷却室１５ａの天井面で水平方向に広がり、冷却室１５ａの熱交換面１５ｂで外部の流体と熱交換するようになっている。
【0040】
本実施形態では、冷却室１５ａの底部が放物曲面１６で形成されているとともに、圧力容器室１０ｂの底部が放物曲面１０ｄで形成されている。これにより、格納容器２０は、原子炉圧力容器２でふく射により放出された熱のほとんどを放物曲面１６，１０ｄで反射させて炉容器冷却設備１５の熱交換面１５ｂに届くようにすることができる。このため、格納容器２０のふく射による冷却能力をさらに向上させることができる。
【0041】
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１乃至３実施形態では、格納容器１０の底部を平面としているが、第４実施形態のような放物曲面としてもよい。
【0042】
また、上記本実施形態では、冷却配管７は、圧力容器室１０ｂ内で上下方向に延在しているが、原子炉圧力容器２から放出されたふく射熱を回収することができれば左右方向や原子炉圧力容器２に向かう方向等、その他の方向に延在していてもよい。
【符号の説明】
【0043】
１ 炉心
２ 原子炉圧力容器
３ 遮へい体
４ 断熱壁
５ 炉容器冷却設備（冷却部）
５ａ 冷却室
６ 反射板
７ 冷却配管（熱回収部）
１０ 格納容器
１０ａ 容器本体
１０ｂ 圧力容器室
１０ｃ 壁部
１０ｄ 放物曲面
１５ 炉容器冷却設備（冷却部）
１５ａ 冷却室
１５ｂ 熱交換面
１６ 放物曲面
２０ 格納容器
２ 原子炉圧力容器
３ 遮へい体
４ 断熱壁
５ 炉容器冷却設備（冷却部）
５ａ 冷却室
６ 反射板
７ 冷却配管（熱回収部）
１０ 格納容器
１０ａ 容器本体
１０ｂ 圧力容器室
１０ｃ 壁部
１０ｄ 放物曲面
１５ 炉容器冷却設備（冷却部）
１５ａ 冷却室
１５ｂ 熱交換面
１６ 放物曲面
２０ 格納容器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2023-07-14
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
原子炉圧力容器を格納するための格納容器において、
前記原子炉圧力容器が格納される圧力容器室が内部に形成された容器本体と、
前記容器本体よりも放熱性が高く、外部に露出するように前記容器本体に設けられ、前記圧力容器室と連通する冷却室が内部に形成され、前記冷却室内の流体と外部の流体とで熱交換して、前記原子炉圧力容器により加熱されて前記圧力容器室から前記冷却室に流入した流体を冷却する冷却部と、
前記圧力容器室内に露出するとともに、前記原子炉圧力容器に供給される冷媒とは別回路の冷媒が内部を流れ、前記原子炉圧力容器から放出されるふく射熱を回収する熱回収部とを備え、
前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器から前記冷却部に流れる流体の流路上かつ前記冷却部の真下に、前記冷却部に向けて上下方向に延在するように設けられたことを特徴とする、格納容器。
前記原子炉圧力容器が格納される圧力容器室が内部に形成された容器本体と、
前記容器本体よりも放熱性が高く、外部に露出するように前記容器本体に設けられ、前記圧力容器室と連通する冷却室が内部に形成され、前記冷却室内の流体と外部の流体とで熱交換して、前記原子炉圧力容器により加熱されて前記圧力容器室から前記冷却室に流入した流体を冷却する冷却部と、
前記圧力容器室内に露出するとともに、前記原子炉圧力容器に供給される冷媒とは別回路の冷媒が内部を流れ、前記原子炉圧力容器から放出されるふく射熱を回収する熱回収部とを備え、
前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器から前記冷却部に流れる流体の流路上かつ前記冷却部の真下に、前記冷却部に向けて上下方向に延在するように設けられたことを特徴とする、格納容器。
【請求項2】
請求項１に記載の格納容器において、
前記熱回収部は、前記圧力容器室の側壁に沿って延在するように設けられたことを特徴とする、格納容器。
前記熱回収部は、前記圧力容器室の側壁に沿って延在するように設けられたことを特徴とする、格納容器。
【請求項3】
請求項１または２に記載の格納容器において、
前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器と対向するように設けられたことを特徴とする、格納容器。
前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器と対向するように設けられたことを特徴とする、格納容器。
【請求項4】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の格納容器において、
前記圧力容器室には、前記原子炉圧力容器と前記冷却部との間に、前記原子炉圧力容器からのふく射熱を前記熱回収部に向けて反射するための反射板が設けられたことを特徴とする、格納容器。
前記圧力容器室には、前記原子炉圧力容器と前記冷却部との間に、前記原子炉圧力容器からのふく射熱を前記熱回収部に向けて反射するための反射板が設けられたことを特徴とする、格納容器。
【請求項5】
請求項４に記載の格納容器において、
前記反射板は、前記熱回収部の真下に設けられたことを特徴とする、格納容器。
前記反射板は、前記熱回収部の真下に設けられたことを特徴とする、格納容器。
【請求項6】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の格納容器において、
前記圧力容器室は、前記原子炉圧力容器から放射される放射線を遮へいするための遮へい体が前記容器本体の側壁に沿って設けられており、前記冷却室及び前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器と前記遮へい体との間に配置された断熱壁の前記原子炉圧力容器側を前記断熱壁に沿って延びていることを特徴とする、格納容器。
前記圧力容器室は、前記原子炉圧力容器から放射される放射線を遮へいするための遮へい体が前記容器本体の側壁に沿って設けられており、前記冷却室及び前記熱回収部は、前記原子炉圧力容器と前記遮へい体との間に配置された断熱壁の前記原子炉圧力容器側を前記断熱壁に沿って延びていることを特徴とする、格納容器。