(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却対象部との間で熱授受可能な蒸発部と外部に放熱する凝縮部とが、蒸気管と液戻り管とによって全体として環状流路を形成するように連通されかつ内部に凝縮性の流体が作動流体として封入されたループサーモサイホンを有し、前記凝縮部から前記蒸発部へ液相の作動流体を還流させまたその還流を阻止する開閉弁が前記液戻り管の途中に設けられ、前記冷却対象部の熱によって前記作動流体を蒸発させるとともに、その蒸気を前記凝縮部に流動させて放熱させることにより前記冷却対象部を冷却するループサーモサイホン式緊急冷却装置において、
前記蒸発部は、上部ヘッダー管と下部ヘッダー管との間に前記冷却対象部から熱を受ける複数の伝熱管を互いに並列に配置して前記上部ヘッダー管および前記下部ヘッダー管に連通させて構成され、
複数の前記伝熱管および前記上部ヘッダー管ならびに前記下部ヘッダー管の内壁面に、前記作動流体の液滴を刺し通す伝熱用突起が形成され、
前記凝縮部は、前記蒸発部より高い位置に配置されており、他の上部ヘッダー管と他の下部ヘッダー管との間に複数の放熱管を互いに並列に配置して前記他の上部ヘッダー管および前記他の下部ヘッダー管に連通させて構成され、かつそれら放熱管の外面に外気に対する放熱のための多数のフィンが設けられ、
前記上部ヘッダー管と前記他の上部ヘッダー管とが前記蒸気管によって連通され、
前記下部ヘッダー管と前記他の下部ヘッダー管とが前記液戻り管によって連通され、
前記他の下部ヘッダー管に連通されて前記液相の作動流体を貯留する貯留槽が前記蒸発部より高い位置に設けられ、
前記開閉弁は、前記冷却対象物が正常な状態に維持されている場合における前記冷却対象物の温度に比較して、前記冷却対象物の温度が高いことにより前記冷却対象物を緊急冷却する場合に開弁するように構成され、
前記下部ヘッダー管に接続されている前記液戻り管における前記蒸発部側の一部が前記冷却対象部の内部であって前記下部ヘッダー管の下側に配置されて前記冷却対象物から熱を受ける予熱部を形成しており、
前記冷却対象物を緊急冷却するために前記開閉弁が開弁した場合に、前記貯留槽に貯留されている前記液相の作動流体が重力によって前記液戻り管の内部を前記蒸発部に向けて還流するとともに前記予熱部で加熱され、その予熱部で加熱された前記液相の作動流体が前記蒸発部に供給されることを特徴とするループサーモサイホン式緊急冷却装置。
【請求項２】
前記冷却対象部は、核燃料を格納している容器を含むことを特徴とする請求項１に記載のループサーモサイホン式緊急冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱を輸送する作動流体を蒸発部と凝縮部との間で循環させるループ型のサーモサイホンを使用した緊急冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サーモサイホンは、密閉構造の管路の内部に、水やアルコールあるいはアンモニアなどの凝縮性の流体を作動流体として封入し、その管路の一部に加えられた熱によって作動流体を蒸発させ、その蒸気が温度および圧力の低い箇所に流動した後に放熱して凝縮することにより熱を輸送する伝熱素子である。特に、作動流体の蒸発を円滑に生じさせ、またその蒸気の流動を管路の全体に亘って生じさせるために、一般的には、管路の内部から空気などの非凝縮性ガスを脱気し、実質的に作動流体のみを管路の内部に封入した構成としている。また、凝縮した作動流体を蒸発部に還流させるために毛管圧や重力を使用するように構成されており、前者の毛管圧によって作動流体を還流させる場合には、メッシュや燒結金属シートあるいは極細線束、細溝などの微細空孔構造材がウイックとして使用され、これに対して重力によって還流させる場合には、凝縮部を蒸発部より高い位置に設置するように構成されている。この種の伝熱素子は、ヒートパイプと称されることがあり、特に後者の重力によって液相の作動流体を還流させるヒートパイプは、熱の輸送方向が鉛直方向で下側から上側に限られることなどからサーモサイホンと称されることがある。
【０００３】
ヒートパイプあるいはサーモサイホンの最も基本的な構造は、真っ直ぐなパイプもしくは湾曲したパイプをコンテナ（容器）としたものであり、そのコンテナの一方の端部を高温部に配置して蒸発部（もしくは加熱部）とし、かつ他方の端部を温度の低い低温部に配置して凝縮部（冷却部）とするのが一般的である。このような構成であれば、蒸発部で生じた作動流体蒸気がコンテナ内の空間部分を通って凝縮部に向けて流動し、その最大流速は理論的には、音速に達する。一方、凝縮部で生じた作動液は、コンテナの内面に沿って設けられているウイックを通って蒸発部に還流する。したがって、作動流体蒸気の流路と作動液の還流路とが接しているので、作動液の還流が蒸気流によって阻害されることがあり、このような場合には、蒸発部で作動液が不足し、熱輸送性能が低下する課題がある。
【０００４】
これに対して、ループ型のヒートパイプあるいはサーモサイホンは、蒸発部と凝縮部とを、蒸気管および液戻り管によって、全体として循環路を形成するように接続した構成であり、したがって作動液流路と蒸気流路とが分離されている。そのため、ループ型のヒートパイプあるいはサーモサイホンでは、作動液の還流が蒸気流によって阻害されることがなく、熱輸送性能を良好な状態に維持することができる。ループ型のヒートパイプを使用した蓄熱型蒸気発生器が特許文献１に記載されている。
【０００５】
この特許文献１に記載されたループ型ヒートパイプは、凝縮部から蒸発部に作動液を還流させる液戻り管の途中に開閉バルブが設けられており、この開閉バルブを閉じておくことにより蒸発部に対する作動液の還流が阻止されて蒸発部に作動液が存在しないいわゆるドライアウトの状態にしてヒートパイプを停止させることができる。そして、ヒートパイプで熱輸送を生じさせる場合には、開閉バルブを開いて作動液を蒸発部に落下させて供給する。こうすることにより、蒸発部で作動流体の蒸発が生じ、熱輸送が再開される。このようにしてヒートパイプによる熱輸送を再開する場合、ドライアウト状態の蒸発部に作動液を供給することになるので、蒸発部の温度が高い場合には、液滴が蒸気膜で覆われて蒸発が阻害される。いわゆるライデンフロスト現象が生じることがある。液滴が蒸気膜によって覆われてしまうと、作動液が蒸発部の内面に直接接触することがなく、そのために作動液に対する熱伝達が行われにくくなって、蒸発が阻害される。このようなライデンフロスト現象を解消もしくは抑制するための構造体が特許文献２に記載されている。この特許文献２に記載された構造体は、網状体の金属素線の一部を切断し、その切断した部分の先端側を曲げ起こして針状突起を形成し、その針状突起が液滴に突き刺さることにより、液滴の内部に直接、熱を伝達するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２５０１号公報
【特許文献２】特開平７−１０３６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したようにループヒートパイプあるいはループサーモサイホン（以下、これらをまとめてループサーモサイホンと記す。）は、外部の熱によって作動流体が蒸発し、その蒸気が温度および圧力の低い凝縮部に流れて放熱するから、特に動力を用いずに自動的に動作させることができ、しかもその熱輸送特性が優れている。このような特性は、何らかの発熱設備もしくは装置に非常事態もしくは異常事態が発生した場合の緊急冷却に適しており、例えば原子炉の炉心や核燃料貯蔵設備のための緊急冷却装置にループサーモサイホンを使用すれば、電源が失われた場合であっても異常高温状態を回避もしくは抑制することができる。
【０００８】
しかしながら、そのような異常事態は、電源や冷却水が失われたことによって発生するので、ループサーモサイホンを動作させる時点では、その蒸発部がかなり高温になっている可能性があり、そのような状態で作動液を蒸発部に供給すると、前述したライデンフロスト現象によって作動液に対する熱伝達が阻害され、冷却を行うことができず、あるいは冷却の始動に遅れが生じるおそれがある。これを回避するために前述した特許文献２に記載されているような針状突起を蒸発部の内面に設けることが考えられる。しかしながら、針状突起は液滴に対する熱伝達を促進するものの、ライデンフロスト現象を完全に防止もしくは回避するように作用するとは必ずしも言い得ないので、ループサーモサイホンを原子炉などの緊急冷却装置に用いるには未だ改良すべき余地があった。
【０００９】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、冷却性能に優れるだけでなく、冷却始動性に優れたループサーモサイホン式緊急冷却装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、この発明は、冷却対象部との間で熱授受可能な蒸発部と外部に放熱する凝縮部とが、蒸気管と液戻り管とによって全体として環状流路を形成するように連通されかつ内部に凝縮性の流体が作動流体として封入されたループサーモサイホンを有し、前記凝縮部から前記蒸発部へ液相の作動流体を還流させまたその還流を阻止する開閉弁が前記液戻り管の途中に設けられ、前記冷却対象部の熱によって前記作動流体を蒸発させるとともに、その蒸気を前記凝縮部に流動させて放熱させることにより前記冷却対象部を冷却するループサーモサイホン式緊急冷却装置において、前記蒸発部は、上部ヘッダー管と下部ヘッダー管との間に前記冷却対象部から熱を受ける複数の伝熱管を互いに並列に配置して前記上部ヘッダー管および前記下部ヘッダー管に連通させて構成され、複数の前記伝熱管および前記上部ヘッダー管ならびに前記下部ヘッダー管の内壁面に、前記作動流体の液滴を刺し通す伝熱用突起が形成され、前記凝縮部は、前記蒸発部より高い位置に配置されており、他の上部ヘッダー管と他の下部ヘッダー管との間に複数の放熱管を互いに並列に配置して前記他の上部ヘッダー管および前記他の下部ヘッダー管に連通させて構成され、かつそれら放熱管の外面に外気に対する放熱のための多数のフィンが設けられ、前記上部ヘッダー管と前記他の上部ヘッダー管とが前記蒸気管によって連通され、前記下部ヘッダー管と前記他の下部ヘッダー管とが前記液戻り管によって連通され、前記他の下部ヘッダー管に連通されて前記液相の作動流体を貯留する貯留槽が前記蒸発部より高い位置に設けられ、前記開閉弁は、前記冷却対象物が正常な状態に維持されている場合における前記冷却対象物の温度に比較して、前記冷却対象物の温度が高いことにより前記冷却対象物を緊急冷却する場合に開弁するように構成され、前記下部ヘッダー管に接続されている前記液戻り管における前記蒸発部側の一部が前記冷却対象部の内部であって前記下部ヘッダー管の下側に配置されて前記冷却対象物から熱を受ける予熱部を形成しており、前記冷却対象物を緊急冷却するために前記開閉弁が開弁した場合に、前記貯留槽に貯留されている前記液相の作動流体が重力によって前記液戻り管の内部を前記蒸発部に向けて還流するとともに前記予熱部で加熱され、その予熱部で加熱された前記液相の作動流体が前記蒸発部に供給されることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、この発明における前記冷却対象部は、核燃料を格納している容器を含んでいてよい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、冷却対象部を緊急に冷却する必要のある事態が生じると、開閉弁が開かれて液相の作動流体が蒸発部に向けて供給される。液相の作動流体を蒸発部に導く液戻り管は、冷却対象部から熱を受ける予熱部とされており、しかも冷却対象部の温度は、緊急冷却を要するほどに高くなっているので、液相の作動流体の温度はその予熱部を通過することによりかなり高温になり、飽和温度に近い状態にまで昇温される。液相の作動流体はこのようにして予熱された状態で蒸発部に供給される。その場合、蒸発部は冷却対象部の有する熱で加熱されてかなり高温になっているために、液相の作動流体は急激に加熱されて表面が蒸気によって覆われた液滴になりやすい。蒸発部を構成している伝熱管の内壁には多数の伝熱用突起が形成されており、そのために作動流体の液滴は、その伝熱用突起が刺し通されて内側からも熱が伝達され、加熱される。このように液滴となっている液相の作動流体に対する熱伝達が促進され、しかも液相の作動流体は上述したように既に予熱されているので、伝熱管の内部で生じているライデンフロスト現象が直ちに解消され、作動流体に対する熱伝達、言い換えれば伝熱管を介した冷却対象部の冷却が効果的に行われ、作動流体蒸気が生じる。その作動流体蒸気は、蒸気管を通って凝縮部に到り、ここで外部に放熱して凝縮する。さらに、凝縮した作動流体は液戻り管を通って再度蒸発部に供給されて冷却対象部から熱を奪って蒸発する。このように、作動流体が蒸発と凝縮とを伴って循環流動することにより、冷却対象部から外部に熱を運んで冷却を行う。そして、作動流体の蒸気流と液流とが互いに別の管路を通るので、両者の干渉やそれに起因する液相作動流体の還流不足を回避して、熱輸送効率あるいは冷却容量に優れた緊急冷却装置を得ることができる。また、動力を要することなく冷却を継続できるので、動力が失われた場合であっても、冷却対象部を確実に冷却することができる。また、凝縮部を蒸発部より高い位置に設け、かつその凝縮部の底部に連通させた貯留槽を設けることにより、蒸発部に対する液相作動流体の供給あるいは還流を重力によって行わせることができるので、蒸発部に対する作動流体の還流を確実に生じさせて蒸発部のドライアウトやそれに伴う冷却不良を確実に回避することができる。さらに、大型の冷却対象部であっても一つの循環系統からなるループサーモサイホンによって冷却することが可能になり、あるいはその冷却効率を向上させることができる。
【００１６】
また、この発明によれば、重大事故につながる可能性のある核燃料容器の緊急冷却を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の具体例を示す模式図である。
【図２】その伝熱用突起の一例を示す部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。この発明で対象とする冷却対象部は、通常時に熱を発し、その温度制御が不調になった場合に高温になる事故の可能性がある設備であればよく、特には限定されないが、その典型的な例は、発熱反応で生じた熱エネルギーを機械的な動力や電力に変換する設備であり、ここで述べる具体例における冷却対象部は、原子力発電所などにおける核燃料を格納する容器である。また、この発明におけるループサーモサイホンは、要は、冷却対象部から熱を奪う蒸発部と、その熱を外部に放散させる凝縮部とが、蒸気管と液戻り管とによって循環経路を形成するように構成され、その循環経路の内部に凝縮性の流体が作動流体として封入されたいわゆるヒートパイプであればよく、以下に説明する具体例では、重力によって作動流体を還流させるように構成されたループサーモサイホンが用いられている。したがって、そのループサーモサイホンは、そのコンテナが全体として循環経路を形成するように環状に形成されていればよく、受熱および放熱のための面積を増大させるための構成を備えていることが好ましい。さらに、この発明に係る冷却装置は、主として緊急時に備えて設けておき、緊急時に動作させるように構成されており、そのために液戻り管に開閉弁が設けられている。その開閉弁は、結局は、緊急時に開くように構成されていることが好ましく、特に閉弁状態に維持するヒューズに相当する部分が、緊急時に外れ、もしくは破損して電力などの動力を必要とせずに自動的に開弁するように構成されていることが好ましい。
【００２０】
図１は、この発明を核燃料の格納容器の緊急冷却装置に適用した例を模式的に示しており、格納容器１の熱を大気中に放散させていわゆる自然空冷するように構成されている。冷却のための動力が失われても冷却を可能にするためである。この格納容器１から大気中に熱を輸送するための手段としてループサーモサイホン２が設けられている。ループサーモサイホン２は、凝縮性流体からなる作動流体の潜熱として熱を輸送するように構成された伝熱素子（伝熱手段）であり、作動流体を蒸発させる蒸発部３と、作動流体を凝縮させる凝縮部４とが、蒸気管５と液戻り管６とによって、循環路を形成するように連通されている。
【００２１】
蒸発部３は、格納容器１の内部に設置されるなど、格納容器１との間で熱授受するように配置されている。図１に示す例では、その蒸発部３は、複数本の伝熱管７を、上部ヘッダー管８と下部ヘッダー管９との間に並列に配列し、かつそれぞれの伝熱管７の上端部を上部ヘッダー管８に連通させるとともに、各伝熱管７の下端部を下部ヘッダー管９に連通させて構成されている。これは、蒸発部３の実質的な表面積を増大させるための構造である。これらの伝熱管７の内壁面および各ヘッダー管８，９の内壁面には、ライデンフロスト現象による液滴を刺し通す伝熱用突起１０が形成されている。その例を図２に模式的に示してあり、ここに示す伝熱用突起１０は先の尖った針状をなし、液滴１１が熱を受けて激しく動くことによりその液滴１１に伝熱用突起１０が突き刺さるようになっている。
【００２２】
一方、凝縮部４は、蒸発部３より高い位置で大気中に配置されており、放熱面積を広くするために多数の放熱フィン１２が取り付けられた複数の放熱管１３を、上部ヘッダー管１４と下部ヘッダー管１５との間に並列に配列し、かつそれぞれの放熱管１３の上端部を上部ヘッダー管１４に連通させるとともに、各放熱管１３の下端部を下部ヘッダー管１５に連通させて構成されている。
【００２３】
そして、蒸発部３における上部ヘッダー管８と凝縮部４における上部ヘッダー管１３とが蒸気管５によって連通され、また蒸発部３における下部ヘッダー管９と凝縮部４における下部ヘッダー管１５とが液戻り管６によって連通され、その結果、ループサーモサイホン２は全体として循環路を形成するように構成されている。なお、蒸気管５は液戻り管６より大径になっている。そして、この循環路の内部に、水やアルコールなどの凝縮性の流体が作動流体として封入されている。その作動流体の蒸発および作動流体の流動を円滑に生じさせるために、循環路の内部からは空気などの非凝縮性ガスを脱気しておくことが好ましい。
【００２４】
また、液戻り管６における前記蒸発部３側の所定長さの部分は、予熱部１６となっている。すなわち、予熱部１６は、格納容器１との間で熱交換して内部を流れる液相の作動流体の温度を上昇させるための部分であり、液戻り管６の先端側（蒸発部３側）の所定長さの部分を格納容器１の内部に設置し、あるいは表面積を大きくするために蛇行管によって構成されている。したがってこの予熱部１６においても格納容器１を冷却することになる。
【００２５】
さらに、液戻り管６のうち前述した凝縮部４と予熱部１６との間の所定箇所に開閉弁１７が設けられている。この開閉弁１７は、液相の作動流体の流通を止めるためのものであって、緊急時に開弁させられるように構成されている。この開閉弁１７は、電力などの動力を必要とすることなく開弁するように構成されていることが好ましく、例えば閉弁状態を維持するためのヒューズやロック機構を設けるとともに、格納容器１を緊急冷却する必要のある異常事態にこれらのヒューズやロック機構が溶断もしくは破断して開閉弁１７が開弁するように構成することが好ましい。
【００２６】
上述した凝縮部４の底部、より具体的にはその下部ヘッダー管１５に連通させられた貯留槽１８が設けられている。この貯留槽１８は液相の作動流体を溜めておくためのものであり、開閉弁17を閉じた状態で凝縮部４において作動流体が凝縮することにより、その液相作動流体が次第に流入するように構成されている。なお、この貯留槽１８は前述した循環路に連通されているから、その循環路と同様に、空気などの非凝縮性ガスが脱気され、実質的に作動流体のみが封入されている。
【００２７】
つぎに上記のように構成された緊急冷却装置の作用について説明する。格納容器１が正常な状態に維持されている場合には、格納容器１の温度が特には高くなく、前述したループサーモサイホン２を使用した冷却を行う必要はない。したがって開閉弁１７は閉じられている。そのため、蒸発部３には作動流体が供給されないので、蒸発部３はいわゆるドライアウト状態になり、作動流体の蒸発および作動流体による熱の輸送は生じていない。これに対して何らかの異常もしくは事故によって電源が失われ、あるいは通常の冷却設備が停止するなどの事態が生じると、核燃料の自然崩壊などによる発熱で格納容器１の温度が次第に高くなる。このような緊急事態が生じると、それに起因して前述した開閉弁１７が開く。すると、凝縮部４もしくは貯留槽１８に溜まっていた作動流体が重力（水頭圧）によって液戻り管６内を流下する。
【００２８】
液戻り管６の前記蒸発部３側の部分は、格納容器１から熱を受ける予熱部１６になっているので、液相の作動流体はこの予熱部１６で加熱され、その温度が上昇する。また、一部は蒸発する。なお、この予熱部１６の内壁面にも図２に示す伝熱用突起１０を形成しておけば、ライデンフロスト現象を抑制して液相作動流体への熱伝達を促進することができる。こうして飽和温度に近い状態に加熱された作動流体は蒸発部３に供給される。図１に示すように構成された例では、まず、下部ヘッダー管９に供給され、その量が増えるのに従って伝熱管７の内部に流入し、その液面高さが高くなる。
【００２９】
電源が失われるなどの緊急事態であり、また蒸発部３はそれ以前にドライアウト状態に維持されていたから、下部ヘッダー管９や伝熱管７の温度がかなり高くなっているので、ここに最初に供給された液相の作動流体は、高温の下部ヘッダー管９や伝熱管７の内面に接触することにより急激に蒸発し、その蒸気によって表面が覆われた液滴が生じる。すなわち、ライデンフロスト現象が少なくとも一部で生じる。一方、下部ヘッダー管９や伝熱管７の内壁面には図２に示すような伝熱用突起１０が多数形成されているので、蒸気膜によって表面が覆われた液滴に伝熱用突起１０が突き刺さり、作動流体の液滴１１をその内部から加熱することになる。表面が蒸気膜によって覆われていると、液滴１１が下部ヘッダー管９や伝熱管７の内壁面に接触することが蒸気膜によって妨げられ、あるいは液滴１１に対する熱伝達が蒸気膜によって阻害されるが、そのような熱伝達不良状態は、伝熱用突起１０が液滴１１を突き刺すことにより解消もしくは抑制される。
【００３０】
蒸発部３に対して液戻り管６を介して供給される液相の作動流体は予熱部１６である程度加熱されてその温度が高くなって飽和温度に近い状態になっているので、蒸発部３に供給されることにより直ちに蒸発して作動流体蒸気を生じる。しかしながら、緊急事態の発生によって最初に蒸発部３に供給された液相の作動流体は、蒸発部３の温度が当初、かなり高温になっているので、飽和温度に近い状態に加熱されているとしてもライデンフロスト現象が生じやすい。この発明に係る上記の緊急冷却装置では、ライデンフロスト現象によって生じた作動流体の液滴１１に対して上述したように伝熱用突起１０によって内部に熱伝達するので、飽和温度に近い状態に予熱されていることと相まって、作動流体に対する熱伝達を促進し、膜沸騰状態を解消して迅速かつ多量に蒸発させることができる。
【００３１】
伝熱管７によってこのようにして発生した蒸気は、一旦、上部ヘッダー管８に集合し、その後、蒸気管５を通って凝縮部４に供給される。凝縮部４は大気に曝されて自然空冷されているので、作動流体蒸気が有している熱が各放熱管１３および放熱フィン１２を介して大気中に放出される。こうして格納容器１の熱が作動流体の潜熱の形で運ばれて大気中に放出され、格納容器１が間接的に自然空冷される。大気に対して放熱して温度の低下した作動流体は凝縮して液相になり、一旦、下部ヘッダー管１５に集合する。そして、凝縮部４が蒸発部３より高い位置に設けられていることにより、液相の作動流体は重力（もしくは水頭圧）によって液戻り管６の内部を蒸発部３に向けて還流する。蒸発部３に再度供給された液相の作動流体は格納容器１の熱によって蒸発する。その場合、下部ヘッダー管９や伝熱管７の内壁面の温度は、先に供給された作動流体によってある程度下げられているので、液相の作動流体が予熱部１６である程度温度が高くなっていることと相まって、ライデンフロスト現象が生じにくく、作動流体の蒸発が促進される。なお、たとえライデンフロスト現象が生じたとしても、蒸発部３を構成している下部ヘッダー管９や伝熱管７の内壁面に形成されている伝熱用突起１０によって作動流体の液滴１１に対して積極的に熱が伝達されるので、作動流体の蒸発が促進される。
【００３２】
この発明に係る上記の緊急冷却装置によれば、開閉弁１７を開くことにより作動流体が冷却対象部に対して自動的に供給され、かつ大気に対する作動流体による熱輸送を継続して生じさせることができる。したがって電力などの動力が失われた場合であっても格納容器１などの冷却対象部の温度を破壊に到る前にコントロールすることができ、少なくとも破壊に到る温度以下に抑制することができる。特に、緊急冷却開始当初、冷却対象部もしくは蒸発部３の温度が異常に高くなっているとしても、上述した予熱部１６や伝熱用突起１０などを設けていることにより、ライデンフロスト現象を抑制して作動流体に対する熱伝達および作動流体の蒸発を促進することができるので、緊急事態の発生当初の冷却を迅速かつ確実に行うことができる。
【００３３】
なお、この発明を上述した核燃料の格納容器１を緊急冷却するように構成した例によって説明したが、この発明は上述した具体例に限定されないことはもちろんである。
【符号の説明】
【００３４】
１…格納容器、  ２…ループサーモサイホン、  ３…蒸発部、  ４…凝縮部、  ５…蒸気管、  ６…液戻り管、  ７…伝熱管、  ８，１３…上部ヘッダー管、  ９，１５…下部ヘッダー管、  １０…伝熱用突起、  １１…液滴、  １２…放熱フィン、  １４…放熱管、  １６…予熱部、  １７…開閉弁。
【図１】
0005576425.tif 000002
【図２】
0005576425.tif 000003