Improvement of heat-removal capability using heat conduction on a novel reactor cavity cooling system (RCCS) design with passive safety features through radiation and natural convection

輻射及び自然対流による受動的安全性を備えた革新的な原子炉圧力容器冷却設備(RCCS)の設計における熱伝導を利用した除熱能力の向上

高松 邦吉  ; 松元 達也*; Liu, W.*; 守田 幸路*

Takamatsu, Kuniyoshi; Matsumoto, Tatsuya*; Liu, W.*; Morita, Koji*

輻射及び自然対流による受動的安全性を持つ革新的な原子炉圧力容器冷却設備(RCCS)を提案した。このRCCSは、連続した2つの閉空間(RPV周囲にある圧力容器室、大気と熱交換を行う冷却室)から構成される。また、RPVからの放出熱を、できるだけ輻射を用いて効率的に除去するため、今までに無い新しい形状を採用している。さらに、作動流体及び最終ヒートシンクとして空気を用いることで、崩壊熱除去を行う際、それら作動流体及びヒートシンクを失う可能性が大幅に低減される。本研究では、熱伝導を利用したRCCSの除熱能力の向上を目指した結果、除熱できる熱流束が2倍となり、RCCSの高さを半分に、または熱出力を2倍にすることが可能となった。

A RCCS having passive safety features through radiation and natural convection was proposed. The RCCS design consists of two continuous closed regions: an ex-reactor pressure vessel region and a cooling region with a heat-transfer surface to ambient air. The RCCS uses a novel shape to remove efficiently the heat released from the RPV through as much radiation as possible. Employing air as the working fluid and ambient air as the ultimate heat sink, the RCCS design can strongly reduce the possibility of losing the working fluid and the heat sink for decay-heat-removal. This study addresses an improvement of heat-removal capability using heat conduction on the RCCS. As a result, a heat flux removed by the RCCS could be doubled; therefore, it is possible to halve the height of the RCCS or increase the thermal reactor power.