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Comparison between passive reactor cavity cooling systems based on atmospheric radiation and atmospheric natural circulation

大気放射を用いた原子炉圧力容器の冷却システム(RCCS)と大気自然循環を用いたRCCSの比較

高松 邦吉; 松元 達也*; Liu, W.*; 守田 幸路*

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

受動的安全性を備えた新しい炉容器冷却システム(RCCS)を提案する。RCCSは連続した2つの閉じた領域から構成される。1つは原子炉圧力容器(RPV)を囲む領域、もう1つは大気と熱交換をする冷却領域である。新しいRCCSはRPVから発生した熱を輻射や自然対流によって除去する。最終的なヒートシンクは大気であるため、電気的または機械的に駆動する機器は不要である。RCCSの特徴を理解するために、受動的安全性および除熱量の制御方法について、大気放射を用いたRCCSと大気の自然循環を用いたRCCSを比較した。受動的安全性の大小関係は、熱伝導$$>$$輻射$$>$$自然対流の順である。よって、前者のRCCSは後者のRCCSより、受動的安全性が高いことがわかった。また、除熱量を制御する方法については、前者のRCCSは伝熱面積を変えるだけである一方、後者のRCCSは煙突効果を変える必要がある。つまり、ダクト内の空気抵抗を変える必要がある。よって、前者のRCCSは後者のRCCSより、簡単に除熱量を制御できることがわかった。

A new RCCS with passive safety features consists of two continuous closed regions. One is a region surrounding RPV. The other is a cooling region with heat transferred to the ambient air. The new RCCS needs no electrical or mechanical driving devices. We compared the RCCS using atmospheric radiation with that using atmospheric natural circulation in terms of passive safety features and control methods for heat removal. The magnitude relationship for passive safety features is heat conduction $$>$$ radiation $$>$$ natural convection. Therefore, the magnitude for passive safety features of the former RCCS can be higher than that of the latter RCCS. In controlling the heat removal, the former RCCS changes the heat transfer area only. On the other hand, the latter RCCS needs to change the chimney effect. It is necessary to change the air resistance in the duct. Therefore, the former RCCS can control the heat removal more easily than the latter RCCS.

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