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発明の名称 原子炉格納容器冷却設備および原子力プラント
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−51929(P2007−51929A)
公開日 平成19年3月1日(2007.3.1)
出願番号 特願2005−237132(P2005−237132)
出願日 平成17年8月18日(2005.8.18)
代理人 【識別番号】100103333
【弁理士】
【氏名又は名称】菊池 治
発明者 飛松 敏美 / 岩城 智香子 / 青木 一義 / 奈良林 直 / 横堀 誠一 / 小島 良洋 / 秋永 誠
要約 課題
緊急時に、ドライウェル冷却ユニットを利用して原子炉格納容器内の蒸気圧を低減する。

解決手段
原子炉格納容器1内に配設されて、上面に開口部を有し、下部に開閉手段38を有するドライウェル冷却器ケーシング14と、ドライウェル冷却器ケーシング14内の上部に配置されて内部を冷却水が通る伝熱管13と、原子炉格納容器1の外側から伝熱管13内へ冷却水をポンプ32によって送る冷却水強制循環系32a統と、原子炉格納容器内で伝熱管13周辺の気体をドライウェル冷却器ケーシング14内外に流動させる送風機16と、原子炉格納容器1外で伝熱管13より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器35と、外部プール容器35に溜まった冷却水を、重力を駆動力として伝熱管13内に供給するように構成された重力利用冷却系統36と、を有する。
特許請求の範囲
【請求項1】
原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、
前記原子炉格納容器内に配設されて、上面に開口部を有し、下部に開閉手段を有するドライウェル冷却器ケーシングと、
前記ドライウェル冷却器ケーシング内の上部に配置されて内部を冷却水が通る伝熱管と、
前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、
前記原子炉格納容器内で前記伝熱管周辺の気体をドライウェル冷却器ケーシング内外に流動させる送風機と、
前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、
前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、
を有すること、を特徴とする原子炉格納容器冷却設備。
【請求項2】
原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、
前記原子炉格納容器内に配設され開口部を有するドライウェル冷却器ケーシングと、
前記ドライウェル冷却器ケーシング内に配置されて傾斜した傾斜伝熱管を有し、内部を冷却水が通る伝熱管と、
前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、
前記原子炉格納容器内で前記伝熱管周辺の気体を前記ドライウェル冷却器ケーシング内外に流動させる送風機と、
前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、
前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、
を有すること、を特徴とする原子炉格納容器冷却設備。
【請求項3】
前記伝熱管の外面にフィンが取り付けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の原子炉格納容器冷却設備。
【請求項4】
原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、
前記原子炉格納容器内に配設されて内部を冷却水が通る伝熱管と、
前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、
前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、
前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、
前記伝熱管を、前記冷却水強制循環系統と重力利用冷却系統の内の一方に選択的に接続する少なくとも1個の三方弁と、
を有すること、を特徴とする原子炉格納容器冷却設備。
【請求項5】
原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、
前記原子炉格納容器内に配設され開口部を有するドライウェル冷却器ケーシングと、
前記原子炉格納容器内で前記ドライウェル冷却器ケーシング外に配置され、内部を冷却水が通る伝熱管と、
前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、
前記原子炉格納容器内で前記伝熱管周辺の気体を、前記開口を通じて前記ドライウェル冷却器ケーシング内を通して流動させる送風機と、
前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、
前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、
を有すること、を特徴とする原子炉格納容器冷却設備。
【請求項6】
原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、
前記原子炉格納容器内に配設され、内部を冷却水が通る伝熱管と、
前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、
前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置され、水面が前記伝熱管と同等の高さになるように冷却水を溜めた外部プール容器と、
前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、
を有すること、を特徴とする原子炉格納容器冷却設備。
【請求項7】
原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、
前記原子炉格納容器内に配設され、内部を冷却水が通る伝熱管と、
前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、
前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、
前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、
前記伝熱管を、前記冷却水強制循環系統と重力利用冷却系統の内の一方に選択的に接続するための弁であって、前記原子炉格納容器内の圧力の変化に応じて自動的に切り替わるように構成されている弁と、
を有すること、を特徴とする原子炉格納容器冷却設備。
【請求項8】
原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、
前記原子炉格納容器内に配設され開口部を有するドライウェル冷却器ケーシングと、
前記ドライウェル冷却器ケーシング内に配置され、内部を冷却水が通る伝熱管と、
前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、
前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、
前記原子炉格納容器外に配置されて冷却水を収容するタンクと、
前記外部プール容器内に配置され、その外部プール容器内および前記タンク内の冷却水を前記伝熱管に向けて駆動するジェットポンプと、
前記タンク内の冷却水を前記ジェットポンプの駆動水として駆動する蒸気インジェクタと、
原子炉事故時に、前記伝熱管から前記外部プール容器に導かれた蒸気を前記蒸気インジェクタの駆動蒸気として前記蒸気インジェクタに導く蒸気配管と、
前記タンク内の冷却水を前記蒸気インジェクタに導く水配管と、
前記蒸気インジェクタから吐出される冷却水を前記ジェットポンプの駆動水として導く吐出配管と、
を有すること、を特徴とする原子炉格納容器冷却設備。
【請求項9】
原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、
前記原子炉格納容器内に配設されて内部を冷却水が通る伝熱管と、
前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、
前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、
前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、
前記伝熱管を、前記冷却水強制循環系統と重力利用冷却系統の内の一方に選択的に接続するように切り替える切替手段と、
を有し、
前記重力利用冷却系統は、一端が前記伝熱管の下部に接続されて他端が前記外部プール容器内の水面下で開口する第1の配管と、一端が前記伝熱管の上部に接続されて他端が前記外部プール容器内の水面上方で開口する第2の配管と、を有すること、
を特徴とする原子炉格納容器冷却設備。
【請求項10】
原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、
前記原子炉格納容器内に配設されて内部を冷却水が通る伝熱管と、
前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、
前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、
前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、
前記伝熱管を、前記冷却水強制循環系統と重力利用冷却系統の内の一方に選択的に接続するように切り替える切替手段と、
を有し、
前記重力利用冷却系統は、一端が前記伝熱管の下部に接続されて他端が前記外部プール容器内の冷却水中で開口する第1の配管と、一端が前記伝熱管の上部に接続されて他端が前記外部プール容器内の前記第1の配管の開口部より上方で開口する第2の配管と、を有し、
前記原子炉格納容器内の前記第1の配管の少なくとも一部を取り囲む断熱材が取り付けられていること、
を特徴とする原子炉格納容器冷却設備。
【請求項11】
原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、
前記原子炉格納容器内に配設されて内部を冷却水が通る伝熱管と、
前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、
前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、
前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、
前記伝熱管を、前記冷却水強制循環系統と重力利用冷却系統の内の一方に選択的に接続するように切り替える切替手段と、
を有し、
前記重力利用冷却系統は、一端が前記伝熱管の下部に接続されて他端が前記外部プール容器内の冷却水中で開口する第1の配管と、一端が前記伝熱管の上部に接続されて他端が前記外部プール容器内の前記第1の配管の開口部より上方で開口する第2の配管と、を有し、
前記外部プール容器内の冷却水中の前記第2の配管の少なくとも一部を取り囲む断熱材が取り付けられていること、
を特徴とする原子炉格納容器冷却設備。
【請求項12】
炉心を収容する原子炉圧力容器と、
この原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器と、
前記原子炉格納容器内で前記原子炉圧力容器の外に配設されて、上面に開口部を有し、下部に開閉手段を有するドライウェル冷却器ケーシングと、
前記ドライウェル冷却器ケーシング内の上部に配置されて内部を冷却水が通る伝熱管と、
前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、
前記原子炉格納容器内で前記伝熱管周辺の気体をドライウェル冷却器ケーシング内外に流動させる送風機と、
前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、
前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、
を有すること、を特徴とする原子力プラント。
【請求項13】
炉心を収容する原子炉圧力容器と、
この原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器と、
原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、
前記原子炉格納容器内に配設され開口部を有するドライウェル冷却器ケーシングと、
前記ドライウェル冷却器ケーシング内に配置されて傾斜した傾斜伝熱管を有し、内部を冷却水が通る伝熱管と、
前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、
前記原子炉格納容器内で前記伝熱管周辺の気体を前記ドライウェル冷却器ケーシング内外に流動させる送風機と、
前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、
前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、
を有すること、を特徴とする原子力プラント。
【請求項14】
炉心を収容する原子炉圧力容器と、
この原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器と、
原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、
前記原子炉格納容器内に配設されて内部を冷却水が通る伝熱管と、
前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、
前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、
前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、
前記伝熱管を、前記冷却水強制循環系統と重力利用冷却系統の内の一方に選択的に接続する少なくとも1個の三方弁と、
を有すること、を特徴とする原子力プラント。
【請求項15】
炉心を収容する原子炉圧力容器と、
この原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器と、
原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、
前記原子炉格納容器内に配設され開口部を有するドライウェル冷却器ケーシングと、
前記原子炉格納容器内で前記ドライウェル冷却器ケーシング外に配置され、内部を冷却水が通る伝熱管と、
前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、
前記原子炉格納容器内で前記伝熱管周辺の気体を、前記開口を通じて前記ドライウェル冷却器ケーシング内を通して流動させる送風機と、
前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、
前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、
を有すること、を特徴とする原子力プラント。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷却水強制循環系統と重力利用冷却系統とを用いた原子炉格納容器冷却設備および原子力プラントに関する。
【背景技術】
【0002】
従来の沸騰水型原子力発電所で、原子炉格納容器内部を冷却するために、上部ドライウェル内にドライウェル冷却器を設置する技術が知られている(特許文献1参照)。また、冷却材喪失事象(LOCA)時に原子炉格納容器内の圧力上昇を抑えるために、このドライウェル冷却器を利用することが検討されている。そのために、このドライウェル冷却器に格納容器外から冷却水を供給するシステムとして、強制循環系統と重力利用冷却系統の2系統を用意し、これらのうち一方を切り替えて用いる装置が提案されている(特許文献2参照)。この強制循環系統はポンプを用いるものであり、重力利用冷却系統は、電源が喪失してポンプが不作動になっても重力による自然循環によってドライウェル冷却器に冷却水を供給できるようになっている。
【特許文献1】特開2001−215291号公報
【特許文献2】特開2004−198118号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
重力利用冷却系による冷却水の自然循環流量は、強制循環系の流量に比べてかなり少なく、冷却材喪失事象時に充分な蒸気凝縮量が得られず、原子炉格納容器内の蒸気圧の上昇を抑制できなくなることが懸念される。さらに、現行の冷却コイルは水平方向に伝熱管が蛇行される構成であるため自然循環の流れ方向が特定されず、起動時の不安定現象が懸念される。また、蒸気中に含まれる非凝縮性ガスは、ドライウェル冷却器のケーシング内に一部滞留するため、これを良好に排出する必要がある。
【0004】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、緊急時に、ドライウェル冷却器を利用し、原子炉格納容器内の蒸気圧を低減することが可能な原子炉格納容器冷却設備および原子力プラントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、本発明による原子炉格納容器冷却設備は、原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、前記原子炉格納容器内に配設されて、上面に開口部を有し、下部に開閉手段を有するドライウェル冷却器ケーシングと、前記ドライウェル冷却器ケーシング内の上部に配置されて内部を冷却水が通る伝熱管と、前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、前記原子炉格納容器内で前記伝熱管周辺の気体をドライウェル冷却器ケーシング内外に流動させる送風機と、前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、を有すること、を特徴とする。
【0006】
本発明による原子炉格納容器冷却設備はまた、原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、前記原子炉格納容器内に配設され開口部を有するドライウェル冷却器ケーシングと、前記ドライウェル冷却器ケーシング内に配置されて傾斜した傾斜伝熱管を有し、内部を冷却水が通る伝熱管と、前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、前記原子炉格納容器内で前記伝熱管周辺の気体を前記ドライウェル冷却器ケーシング内外に流動させる送風機と、前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、を有すること、を特徴とする。
【0007】
本発明による原子炉格納容器冷却設備はまた、原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、前記原子炉格納容器内に配設されて内部を冷却水が通る伝熱管と、前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、前記伝熱管を、前記冷却水強制循環系統と重力利用冷却系統の内の一方に選択的に接続する少なくとも1個の三方弁と、を有すること、を特徴とする。
【0008】
本発明による原子炉格納容器冷却設備はまた、原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、前記原子炉格納容器内に配設され開口部を有するドライウェル冷却器ケーシングと、前記原子炉格納容器内で前記ドライウェル冷却器ケーシング外に配置され、内部を冷却水が通る伝熱管と、前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、前記原子炉格納容器内で前記伝熱管周辺の気体を、前記開口を通じて前記ドライウェル冷却器ケーシング内を通して流動させる送風機と、前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、を有すること、を特徴とする。
【0009】
本発明による原子炉格納容器冷却設備はまた、原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、前記原子炉格納容器内に配設され、内部を冷却水が通る伝熱管と、前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置され、水面が前記伝熱管と同等の高さになるように冷却水を溜めた外部プール容器と、前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、を有すること、を特徴とする。
【0010】
本発明による原子炉格納容器冷却設備はまた、原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、前記原子炉格納容器内に配設され、内部を冷却水が通る伝熱管と、前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、前記伝熱管を、前記冷却水強制循環系統と重力利用冷却系統の内の一方に選択的に接続するための弁であって、前記原子炉格納容器内の圧力の変化に応じて自動的に切り替わるように構成されている弁と、を有すること、を特徴とする。
【0011】
本発明による原子炉格納容器冷却設備はまた、原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、前記原子炉格納容器内に配設され開口部を有するドライウェル冷却器ケーシングと、前記ドライウェル冷却器ケーシング内に配置され、内部を冷却水が通る伝熱管と、前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、前記原子炉格納容器外に配置されて冷却水を収容するタンクと、前記外部プール容器内に配置され、その外部プール容器内および前記タンク内の冷却水を前記伝熱管に向けて駆動するジェットポンプと、前記タンク内の冷却水を前記ジェットポンプの駆動水として駆動する蒸気インジェクタと、原子炉事故時に、前記伝熱管から前記外部プール容器に導かれた蒸気を前記蒸気インジェクタの駆動蒸気として前記蒸気インジェクタに導く蒸気配管と、前記タンク内の冷却水を前記蒸気インジェクタに導く水配管と、前記蒸気インジェクタから吐出される冷却水を前記ジェットポンプの駆動水として導く吐出配管と、を有すること、を特徴とする。
【0012】
本発明による原子炉格納容器冷却設備はまた、原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、前記原子炉格納容器内に配設されて内部を冷却水が通る伝熱管と、前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、前記伝熱管を、前記冷却水強制循環系統と重力利用冷却系統の内の一方に選択的に接続するように切り替える切替手段と、を有し、前記重力利用冷却系統は、一端が前記伝熱管の下部に接続されて他端が前記外部プール容器内の水面下で開口する第1の配管と、一端が前記伝熱管の上部に接続されて他端が前記外部プール容器内の水面上方で開口する第2の配管と、を有すること、を特徴とする。
【0013】
本発明による原子炉格納容器冷却設備はまた、原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、前記原子炉格納容器内に配設されて内部を冷却水が通る伝熱管と、前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、前記伝熱管を、前記冷却水強制循環系統と重力利用冷却系統の内の一方に選択的に接続するように切り替える切替手段と、を有し、前記重力利用冷却系統は、一端が前記伝熱管の下部に接続されて他端が前記外部プール容器内の冷却水中で開口する第1の配管と、一端が前記伝熱管の上部に接続されて他端が前記外部プール容器内の前記第1の配管の開口部より上方で開口する第2の配管と、を有し、前記原子炉格納容器内の前記第1の配管の少なくとも一部を取り囲む断熱材が取り付けられていること、を特徴とする。
【0014】
本発明による原子炉格納容器冷却設備はまた、原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、前記原子炉格納容器内に配設されて内部を冷却水が通る伝熱管と、前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、前記伝熱管を、前記冷却水強制循環系統と重力利用冷却系統の内の一方に選択的に接続するように切り替える切替手段と、を有し、前記重力利用冷却系統は、一端が前記伝熱管の下部に接続されて他端が前記外部プール容器内の冷却水中で開口する第1の配管と、一端が前記伝熱管の上部に接続されて他端が前記外部プール容器内の前記第1の配管の開口部より上方で開口する第2の配管と、を有し、前記外部プール容器内の冷却水中の前記第2の配管の少なくとも一部を取り囲む断熱材が取り付けられていること、を特徴とする。
【0015】
また、本発明による原子力プラントは、炉心を収容する原子炉圧力容器と、この原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器と、前記原子炉格納容器内で前記原子炉圧力容器の外に配設されて、上面に開口部を有し、下部に開閉手段を有するドライウェル冷却器ケーシングと、前記ドライウェル冷却器ケーシング内の上部に配置されて内部を冷却水が通る伝熱管と、前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、前記原子炉格納容器内で前記伝熱管周辺の気体をドライウェル冷却器ケーシング内外に流動させる送風機と、前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、を有すること、を特徴とする。
【0016】
また、本発明による原子力プラントは、炉心を収容する原子炉圧力容器と、この原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器と、原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、前記原子炉格納容器内に配設され開口部を有するドライウェル冷却器ケーシングと、前記ドライウェル冷却器ケーシング内に配置されて傾斜した傾斜伝熱管を有し、内部を冷却水が通る伝熱管と、前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、前記原子炉格納容器内で前記伝熱管周辺の気体を前記ドライウェル冷却器ケーシング内外に流動させる送風機と、前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、を有すること、を特徴とする。
【0017】
また、本発明による原子力プラントは、炉心を収容する原子炉圧力容器と、この原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器と、原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、前記原子炉格納容器内に配設されて内部を冷却水が通る伝熱管と、前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、前記伝熱管を、前記冷却水強制循環系統と重力利用冷却系統の内の一方に選択的に接続する少なくとも1個の三方弁と、を有すること、を特徴とする。
【0018】
また、本発明による原子力プラントは、炉心を収容する原子炉圧力容器と、この原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器と、原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器の内部圧力を抑制する原子炉格納容器冷却設備において、前記原子炉格納容器内に配設され開口部を有するドライウェル冷却器ケーシングと、前記原子炉格納容器内で前記ドライウェル冷却器ケーシング外に配置され、内部を冷却水が通る伝熱管と、前記原子炉格納容器の外側から前記伝熱管内へ冷却水をポンプによって送る冷却水強制循環系統と、前記原子炉格納容器内で前記伝熱管周辺の気体を、前記開口を通じて前記ドライウェル冷却器ケーシング内を通して流動させる送風機と、前記原子炉格納容器外で前記伝熱管より上方に配置されて冷却水を溜めた外部プール容器と、前記外部プール容器に溜まった冷却水を、重力を駆動力として前記伝熱管内に供給するように構成された重力利用冷却系統と、を有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、緊急時であってもドライウェル冷却器を利用して原子炉格納容器内の蒸気圧を低減することが可能である。
【0020】
本発明によれば、ドライウェル冷却器内の冷却コイル周辺にドライウェル空間から導かれた非凝縮性ガスが滞留することが抑制され、さらに、自然循環流量が促進され、ドライウェル冷却器の除熱性能を向上させることができる。したがって、緊急時であっても原子炉格納容器内の蒸気圧を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、相互に同一または類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複する説明は省略する。
【0022】
(実施形態1)
まず、本発明に係る原子炉格納容器冷却設備の概略構成について図1〜図3を用いて説明する。図1は、本発明に係る原子炉格納容器の実施形態1を示す縦断面図である。この図に示すように、原子炉格納容器1内で、原子炉圧力容器3がペデスタル4により支持されている。原子炉圧力容器3内には、原子燃料を保持する炉心2が内包されている。
【0023】
原子炉格納容器1内にはペデスタル4によって囲まれた下部ドライウェル5と、原子炉圧力容器3を包囲する上部ドライウェル6と、上部ドライウェル6の下方にダイヤフラムフロア7により区画されて設けられた圧力抑制室9が設置されている。圧力抑制室9は、内部に圧力抑制プール8を保有している。
【0024】
上部ドライウェル6と下部ドライウェル5は連通口10によって連通され、両ドライウェル5,6と圧力抑制室9とは、圧力抑制プール8水中まで延びたベント管11によって連絡されている。原子炉格納容器1内には、通常運転時にドライウェル5,6内の雰囲気を規定の状態に冷却し維持するドライウェル冷却器12が複数台設置されている。
【0025】
ドライウェル冷却器12は、ドライウェル冷却ユニット15および、気体循環手段である送風機16を有する。ドライウェル冷却ユニット15はケーシング14およびその中に内包される冷却コイル13からなる。
【0026】
原子炉通常運転時、冷却コイル13の内部配管には冷却水強制循環系統32aにより冷却水が通水されており、上下部ドライウェル5,6内の気体がこのケーシング14内に導かれる。具体的には、送風機16を用いてケーシング14の内圧を低くし、これによって発生するケーシング14内外の圧力差によって気流を生成する。ケーシング14に導かれた気体は冷却コイル13の管外周辺を通過し冷却される。冷却された気体は、ダクト17およびダンパ18を介して上下部ドライウェル5,6内各所に循環送風される。
【0027】
また、圧力抑制プール8の冷却水は残留熱除去系ライン19の残留熱除去ポンプ20により導かれ、残留熱除去熱交換器21で熱交換され除熱された後、スプレイヘッダ22から上部ドライウェル6内に散布しスプレイ冷却する系統が構成されている。この冷却系統は、高温、高圧時の格納容器1冷却のために用いられている。
【0028】
この実施形態では、冷却コイル13の内部配管に冷却水を供給する系統として、冷却水強制循環系統32aのほかに重力利用冷却系統36が配置され、弁31、37によって切り替えられるようになっている。すなわち、原子炉格納容器1外上方に、冷却水を溜めた外部プール容器35が設置され、外部プール容器35内の冷却水が、ポンプを介さずに重力を駆動力として冷却コイル13内に供給されるように構成されている。
【0029】
冷却水強制循環系統32aは、原子炉格納容器1の外に配置された冷却水ポンプ32、熱交換器33を有し、熱交換器33で冷却された冷却水が、冷却水ポンプ32によって、ドライウェル冷却ユニット15内の冷却コイル13に送られて循環するようになっている。さらに、熱交換器32で冷却水強制循環系統32aの冷却水を冷却するために、例えば海水を循環させるための冷却水ポンプ34が配置されている。冷却水強制循環系統32aが原子炉格納容器1の壁を貫通する部分の外側と内側にはそれぞれ、弁31が配置されている。なお、弁31の一つとして逆止弁を配置しているが、他の弁31と同じ弁としても良い。
【0030】
送風機16は、ドライウェル冷却ユニット15内の冷却コイル13の周囲の気体を流動させて、原子炉格納容器1内の気体の冷却コイル13による冷却を促進する。弁31は、原子炉通常運転中には開放されているが、万一原子炉冷却材喪失事象が発生し、原子炉圧力容器2内の水位低下あるいは原子炉格納容器1内の圧力上昇が起こった場合には、原子炉格納容器1を隔離するために閉鎖される。
【0031】
重力利用冷却系統36は、原子炉格納容器1内で冷却水強制循環系統32aから分岐して接続された第1の配管36aおよび第2の配管36bを含み、これらの配管36a、36bはそれぞれ、原子炉格納容器1の上方に設けられた外部プール容器35と接続されている。第1の配管36aは外部プール容器35の底部近くと冷却コイル13の底部近くの間を連絡し、第2の配管36bは外部プール容器35の上部と冷却コイル13の上部の間を連絡している。第1、第2の配管36a,36bの原子炉格納容器1貫通部外に弁37が設けられている。
【0032】
弁37は、原子炉通常運転時には閉鎖されているが、冷却コイル13への冷却水量が基準値以下となった場合に、外部プール容器35から冷却コイル13へ冷却水を供給するために自動あるいは手動で開放される。この時、弁37を冷却コイル13から戻る冷却水の温度が所定の温度より上昇したときに自動あるいは手動で開放するようにしても良い。なお、原子力発電所の交流電源が全て喪失した場合にも弁37を開放させるため、弁37を開放させるための駆動電源は、送風機16および冷却水ポンプ32とは異なる電源、例えば非常用の直流電源とする。
【0033】
外部プール容器35としては、例えば、沸騰水型原子力発電所における機器プールを適用することができる。通常の機器プールは、原子力発電所の通常運転時には水を有しておらず、定期検査時に水を張って炉内構造物の仮置きに使用されるが、機器プールに平常時にも水を張っておくことによって、電源が喪失した場合に備えることが可能である。
【0034】
このように構成されたシステムにおいては、事故が発生した場合や電源が喪失した場合に、冷却水強制循環系統32a側の弁31が閉鎖され、冷却水ポンプ32の駆動による冷却水の供給がなくなった場合にも、外部プール容器35に蓄積した冷却水が、重力利用冷却系統36を通じて冷却コイル13に供給される。この場合、冷却コイル13内で温度上昇や蒸気発生によって相対的に密度が小さくなるので、浮力が生じ、冷却水は、冷却コイル13を上昇し、さらに第2の配管36bを上昇して外部プール容器35の上部に至り、また、比較的低温の冷却水が、外部プール容器35の底部から第1の配管36aを経て冷却コイル13の底部近くに供給される。このように自然循環が形成されるために、冷却コイル13には長期間にわたって冷却水が供給されることになる。
【0035】
この実施形態では、ドライウェル冷却ユニット15内の冷却コイル13をドライウェル冷却ユニット15内の上部に配置し、上面からドライウェル空間の流体を導くための開口部を設け、ドライウェル冷却ユニット15の下部に、開閉手段として開閉板38を設けている。開閉板38は、原子炉通常運転時は閉じており、冷却材喪失事象などの緊急時に開口する。
【0036】
冷却材喪失事象などの緊急時においては、ドライウェル冷却器12のドライウェル冷却ユニット15内の冷却コイル13によって蒸気が凝縮され続けるが、ドライウェル空間の流体を導くための開口部が側面に配置されているため、原子炉格納容器1内に初期封入されている窒素ガスと、温度および圧力の上昇により発生した水素ガス等の不凝縮性ガスが、時間の経過とともに徐々にドライウェル冷却ユニット15に滞留することになる。このため、特許文献1などに開示された従来技術では、冷却コイル13内の一部に滞留することになる。また、この時点ではすでに、安全面からの理由により通常電源30は自動的に切断状態となっているため、送風機16を含む多くの機器は稼動が停止している。そのため、ドライウェル冷却ユニット15内に滞留した不凝縮性ガスは排出できない。
【0037】
本実施形態では、ドライウェル冷却器12のドライウェル冷却ユニット15にドライウェル空間の流体を導く開口部が上面に配置されているため、冷却コイル13で冷却された蒸気は凝縮し、冷却された不凝縮性ガスは密度差でドライウェル冷却ユニット15の下方へ移動する。さらに、ドライウェル冷却ユニット15の下部に開閉板38が開かれることでドライウェル冷却ユニット15内の不凝縮性ガスはドライウェル空間へ還流される。したがって、冷却コイル13内の不凝縮性ガスの排出が促進される。
【0038】
これにより、ドライウェル冷却ユニット15内の不凝縮性ガス分圧が低下し、また冷却コイル13周辺の不凝縮性ガス分圧も低下して除熱性能が維持される。その結果、原子炉格納容器1の内圧上昇を長時間にわたって抑制することができる。
【0039】
図2は、図1におけるドライウェル冷却器12の主要部分を示す斜視図である。図2に示すように、原子炉格納容器1内の圧力抑制装置の一つとして設置されるドライウェル冷却器12のドライウェル冷却ユニット15内の上部に配置される冷却コイル13は複数の鉛直方向に蛇行した伝熱管39で構成されている。なお、図2で、符号90は伝熱管39内を流れる冷却水を分配・回収する冷却水ヘッダを示す。
【0040】
このような構成で、冷却コイル13内の冷却水は、ドライウェル内のガス(矢印91で流れを示す)と熱交換され温度が上昇し密度が小さくなり、さらに、沸騰によりボイドが発生するとさらに密度が小さくなる。これによって、冷却コイル13内の冷却水は、自然に上方向への流れが生じ、流れ方向の不安定現象が解消される。
【0041】
図3は、図2におけるドライウェル冷却器12の複数の冷却コイル13の内の1本を示す縦断面図である。図示のように、鉛直方向に蛇行した伝熱管39の直管部に勾配を設けてある。さらに、伝熱管39の外側にフィン40を設けることにより、伝熱管39とドライウェル内ガスとの熱伝達が促進される。
【0042】
(実施形態2)
図4を用いて実施形態2を説明する。ドライウェル冷却ユニット15に冷却水を供給する冷却系統として、通常運転時に用いる冷却水強制循環系32aと、原子炉冷却材喪失事象が発生した場合に用いる重力利用冷却系36がある。本実施形態によれば、この2系統を切り替える手段として、図1に示した弁31および弁37の代わりに、2個の三方弁45が原子炉格納容器1内に配置されている。
【0043】
このような構成にすることにより、冷却水強制循環系32aと重力利用冷却系36を切り替える手段としての弁の数を削減することができる。
【0044】
(実施形態3)
図5を用いて実施形態3を説明する。この実施形態では、ドライウェル冷却器12の冷却コイル13がドライウェル冷却器ケーシング14の外側に配置されている。
【0045】
この構成によると、通常運転時は、ドライウェル内の気体は、図5の矢印50および51に示すように、ケーシング14の上部から吸い込まれ、ドライウェル冷却器ケーシング14、送風機16、ダクト17を通ってドライウェルに戻される。この気体がドライウェル冷却器ケーシング14の開口に入る前に伝熱コイル13の周囲を通るので、ここでこの気体が冷却される。
【0046】
一方、事故時には、電源が遮断されて送風機16が作動しないが、冷却コイル13で凝縮した凝縮水はそのままドライウェル冷却器ケーシング14の外側に落下する。また、冷却コイル13がドライウェル冷却器ケーシング14の外側にあるため、蒸気中に含まれるガスがドライウェル冷却器ケーシング14内に蓄積することがない。
【0047】
(実施形態4)
図6を用いて実施形態4を説明する。この実施形態では、外部プール容器35が原子炉格納容器1の上でなく、側部に配置されている。外部プール容器35内の冷却水のプール水面35aは、ドライウェル冷却ユニット15の冷却コイル13と同等の高さまたは原子炉圧力容器3の上端と同等の高さに設定されている。その他の構成は、実施形態1または実施形態2と同様である。図6では、冷却水強制循環系32aと重力利用冷却系36とを切り替える手段としての弁31、37(図1)または三方弁45(図4)の記載を省略している。
【0048】
この実施形態では、ドライウェル冷却ユニット15の冷却に用いられる水が流れる流路の水頭差Hを、従来考えられていた原子炉格納容器上部に外部プール容器を設置した場合に比較して低減させることができる。この水頭差の低減により、流路内の圧力差も低減し、流路内の圧力差に起因する原子炉格納容器の冷却に用いられる水の減圧沸騰を抑制することが可能となる。
【0049】
(実施形態5)
図7と図8を用いて実施形態5を説明する。ドライウェル冷却ユニット15に冷却水を供給する冷却系統として、通常運転時に用いる冷却水強制循環系32aと、原子炉冷却材喪失事象が発生した場合に用いる重力利用冷却系36がある。本実施形態では、これらの2系統を切り替える手段として、冷却水強制循環系32a側の2個の弁31と、重力利用冷却系36側の2個の弁37とがすべて原子炉格納容器1内に配置されている。
【0050】
これらの弁36および37は原子炉格納容器1内の圧力に応じて自動的に開閉するようになっている。たとえば、原子炉格納容器1内の圧力が所定圧力よりも低いときは、冷却水強制循環系32a側の弁31を開き、重力利用冷却系36側の弁37を閉じて、冷却水強制循環系32aによって原子炉格納容器1内の除熱を行なう。一方、原子炉格納容器1内の圧力が所定圧力よりも高いときは、冷却水強制循環系32a側の弁31を閉じ、重力利用冷却系36側の弁37を開いて、重力利用冷却系36によって原子炉格納容器1内の除熱を行なう。
【0051】
上述とは逆に、原子炉格納容器1内の圧力が所定圧力よりも高いときに冷却水強制循環系32a側の弁31だけを開き、原子炉格納容器1内の圧力が所定圧力よりも低いときに重力利用冷却系36側の弁37だけを開くように設定することもできる。
【0052】
上述のように原子炉格納容器1内の圧力に応じて自動的に開閉する弁31(37)の構造の例を図8に示す。この図に示す弁では、原子炉格納容器1内の圧力が所定の圧力よりも高くなったときに閉じるような構造になっている。この弁は、上下に往復動可能な弁体55に弁棒56が取り付けられ、この弁棒56の上端にピストン57が取り付けられている。ピストン57はシリンダ64内で上下に往復動できる。シリンダ64内部はピストン57によって上部空間58と下部空間59とに仕切られている。シリンダ64の上部空間58には開口63が設けられている。また、シリンダ64内にストッパ60が固定されていて、ピストン57がストッパ60よりも上方に動けないようになっている。
【0053】
弁体55は上方が太い円錐台状であって、図8に示すように、ピストン57が上方位置でストッパ60に当っているときに、弁体55が弁座61から離れ、弁が開いて流路62が通じた状態にある。この図8に示す状態から、シリンダ64外側の原子炉格納容器1内の圧力が高くなると、原子炉格納容器1内の気体が開口63を通じて上部空間58に流入して上部空間58内の圧力が高くなり、ピストン57を押し下げる。これにより下部空間59内の気体が圧縮され、弁棒56および弁体55も押し下げられる。弁体55は上部ほど太い円錐台状であるから、弁体55が下降するにつれて弁体55と弁座61との間の隙間が小さくなり、原子炉格納容器1内の圧力が所定の圧力よりも高くなると、弁体55と弁座61との間の隙間がなくなって弁が閉じる。
【0054】
図8に示す状態から、シリンダ64外側の原子炉格納容器1内の圧力がさらに低くなった場合は、下部空間59内の圧力によってピストン57が押し上げられる方向に力を受けるが、ストッパ60により、ピストン57はこれより上方には動けない。
【0055】
図8に示す弁構造の変形例として、開口63を上部空間58の代わりに下部空間59に設けることにより、弁の開閉特性を逆にすることもできる。すなわち、その場合は、原子炉格納容器1内の圧力が高くなるとピストン57が押し上げられて弁が開く方向に動く。
【0056】
本実施形態によれば、原子炉格納容器内の圧力上昇を利用して作動モードを切り替えることができる。
【0057】
(実施形態6)
図9を用いて実施形態6を説明する。一般に蒸気インジェクタは、蒸気と水を供給するだけで大きな吐出圧が得られる静的ポンプの一種である。図9において格納容器冷却設備は、外部プール容器35内で発生する大気圧の蒸気の一部を蒸気インジェクタ85に供給する蒸気供給配管82と、地上水タンク83から水を供給する水供給配管84と、これらによって蒸気と水を供給して駆動する蒸気インジェクタ85と、蒸気インジェクタ85からの吐出水を外部プール容器35に戻す吐出配管86と、吐出配管86の出口部に設置したジェットポンプ87を有する。ジェットポンプ87の出口は第1の配管36aに向けて下向きに設置されている。
【0058】
外部プール容器35内で発生する大気圧の蒸気の一部は蒸気供給配管82に充満して、地上水タンク83の水が供給されると蒸気インジェクタ85が起動する。一旦、蒸気インジェクタ85が起動すると、蒸気インジェクタ85内部が蒸気凝縮によって負圧になるため、蒸気が吸引されて蒸気インジェクタ85の作動が安定して継続される。この蒸気インジェクタ85の吐出水によってジェットポンプ87が駆動され、外部プール容器35内の水が第1の配管36aを通して冷却コイル13に送られる。これにより強制循環させられる。
【0059】
本実施形態によれば、蒸気インジェクタ85とジェットポンプ87という静的機器を用いることにより、運転員の操作無しでドライウェル冷却ユニット15を冷却する冷却水の自然循環量を増すことができる。また、蒸気インジェクタ85によって発生した蒸気を凝縮させて再び外部プール容器35に注水するため、外部プール容器35内水位の低下も防止できる。
【0060】
(実施形態7)
図10を用いて実施形態7を説明する。この実施形態7は実施形態1の変形である。実施形態7では、重力利用冷却系統36の第1の配管の上端が、外部プール容器35内の冷却水の水面35aより上方に突き出している。その他の構成は実施形態1と同様である。
【0061】
このように構成された本実施形態においては、上部ドライウェル6内の気体との熱交換で熱せられた上向きに流れる冷却コイル13内の冷却水は、第2の配管36bを通って上方へ向かうときに、外部プール容器35内の冷却水からの重力による下向きの作用を受けることなく、外部プール容器35内の水面の上方の空間部に流出する。その結果、外部プール容器35と冷却コイル15との間の自然循環流れを阻害する影響が小さくなるので、その流量を大きくすることができ、さらには、原子炉格納容器1からの除熱量を大きくすることができる。
【0062】
(実施形態8)
本発明に係る原子炉格納容器冷却設備の実施形態8を、図11を用いて説明する。本実施形態では、外部プール容器35から冷却水が流入する第1の配管36aのうちの上部ドライウェル6内に配置される部分の外側を断熱材67で覆い、第2の配管36bには断熱材を設けない。その他の構成は実施形態1と同様である。
【0063】
このように構成された本実施形態においては、外部プール容器35からの冷却水が第1の配管36aを下降する間での上部ドライウェル6内の気体との熱交換を小さくすることが可能となり、下降流れを阻害する要因である冷却水の温度上昇を抑制することが可能である。さらに、第2の配管36bには断熱材を設けないことで、冷却コイル15を通過して熱せられた冷却水の温度は、上部ドライウェル6内の気体との熱交換によってさらに上昇し、上方向の流れが加速されることになる。外部プール容器35と冷却コイル15との間の自然循環流量を増大させる効果を有するので、原子炉格納容器からの除熱量を大きくすることができる。
【0064】
(実施形態9)
本発明に係る原子炉格納容器冷却設備の実施形態9を、図12を用いて説明する。本実施形態では、第2の配管36bのうちの外部プール容器35内の冷却水に浸漬している部分を断熱材69で覆う。
【0065】
このように構成された本実施形態においては、第2の配管36bを上昇して外部プール容器35内に流入した冷却水は、断熱材69周りの外部プール容器35内の水によって冷却されることなしに、第2の配管36bから流出する。この場合には、第2の配管36b内部の上方向の流れを阻害する要因である、冷却水の温度低下を抑制することが可能となる。これにより、外部プール容器35と冷却コイル15との間の自然循環流量を増大させる効果を有するので、原子炉格納容器からの除熱量を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0066】
【図1】本発明に係る原子炉格納容器冷却設備の実施形態1を示す模式的縦断面図である。
【図2】図1におけるドライウェル冷却器を示す模式的斜視図である。
【図3】図2における伝熱管1本を示す模式的立断面図である。
【図4】本発明に係る原子炉格納容器冷却設備の実施形態2を示す模式的縦断面図である。
【図5】本発明に係る原子炉格納容器冷却設備の実施形態3におけるドライウェル冷却器を示す模式的縦断面図である。
【図6】本発明に係る原子炉格納容器冷却設備の実施形態4を示す模式的縦断面図である。
【図7】本発明に係る原子炉格納容器冷却設備の実施形態5を示す模式的縦断面図である。
【図8】図7における弁の構造を示す模式的縦断面図である。
【図9】本発明に係る原子炉格納容器冷却設備の実施形態6を示す模式的縦断面図である。
【図10】本発明に係る原子炉格納容器冷却設備の実施形態7を示す模式的縦断面図である。
【図11】本発明に係る原子炉格納容器冷却設備の実施形態8を示す模式的縦断面図である。
【図12】本発明に係る原子炉格納容器冷却設備の実施形態9を示す模式的縦断面図である。
【符号の説明】
【0067】
1…原子炉格納容器、2…炉心、3…原子炉圧力容器、4…ペデスタル、5…下部ドライウェル、6…上部ドライウェル、7…ダイヤフラムフロア、8…圧力抑制プール、9…圧力抑制室、10…連通口、11…ベント管、12…ドライウェル冷却器、13…冷却コイル(伝熱管)、14…ケーシング、15…ドライウェル冷却ユニット、16…送風機、17…ダクト、18…ダンパ、19…残留熱除去系ライン、20…残留熱除去ポンプ、21…残留熱除去熱交換器、22…スプレイヘッダ、31,37…弁、32…冷却水ポンプ、32a…冷却水強制循環系統、33…熱交換器、34…冷却水ポンプ、35…外部プール容器、36…重力利用冷却系統、36a…第1の配管、36b…第2の配管、37…弁、38…開閉板、39…伝熱管、40…フィン、45…三方弁、55…弁体、56…弁棒、57…ピストン、58…上部空間、59…下部空間、60…ストッパ、61…弁座、62…流路、63…開口、64…シリンダ、67…断熱材、69…断熱材、82…蒸気供給配管、83…地上水タンク、84…水供給配管、85…蒸気インジェクタ、86…吐出配管、87…ジェットポンプ、90…冷却水ヘッダ




 

 


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