JP2001228279A - 分割型サプレッションチェンバ及び原子炉格納施設 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製造性及び保守性が向上し、信頼性を高めるこ
とができる分割型サプレッションチェンバ及び原子炉格
納施設を提供する。 【解決手段】原子炉圧力容器２７を収納すると共に、内
部にドライウェル２ａを形成する原子炉格納容器２と、
２の下方周辺部に配設され、２ａと連通可能に配設され
た複数のサプレッションチェンバ１ａを構成する構成容
器１と、各１と２ａとを連通すると共に、その一部に夫
々開閉弁７を有するベント管３と、１の外周面に夫々配
設された伝熱促進体１ｂと、各構成容器１及び１ｂ並び
に３を収納すると共に、各１ｂを通じて冷却媒体と熱交
換を行う冷却媒体格納容器４を備えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば沸騰水型原
子炉を格納する原子炉格納施設及び該施設に使用される
分割型サプレッションチェンバに関する。

【０００２】

【従来の技術】多くの沸騰水型原子炉（BWR）を格納す
る従来の原子炉格納施設は、大きく分けて、ドライウェ
ルを構成する原子炉格納容器と、サプレッションチェン
バを構成する構成容器からなり、配管破断事故などで発
生した蒸気がサプレッションチェンバで冷却水により凝
縮することで、原子炉格納容器の圧力上昇を抑える働き
がある。

【０００３】従来の原子炉格納施設の一例を、図６を用
いて説明する。

【０００４】図６はBWRで用いられている原子炉格納施
設の断面図で、原子炉圧力容器（RPV）２７及びこの外
周部を囲むように配設された原子炉遮蔽壁２１と、これ
らを格納すると共に内部にドライウェル２ａを構成する
原子炉格納容器２と、原子炉格納容器２のドライウェル
２ａとその一端部が連通するように固定されたベント管
２２と、原子炉格納容器２の下方周辺部に配設され、内
部にサプレッションチェンバ１Ａａを構成すると共に、
サプレッションチェンバ１Ａａに連通するようにベント
管２２の他端部が貫通固定されたドーナッツ状の構成容
器１Ａと、構成容器１Ａを包囲すると共に冷却媒体（図
示せず）を収容する冷却媒体格納容器２３とから構成さ
れている。

【０００５】このような構成の原子炉格納施設は、原子
炉建屋原子炉隔壁２４に包囲され、原子炉建屋原子炉隔
壁２４内には、一次遮蔽壁２５、遮蔽プラグ２８、機器
搬出入ハッチ２９等を備えている。そして、構成容器１
Ａ内のサプレッションチェンバ１Ａａ内であって、ベン
ト管２２の先端には冷却媒体を供給するダウンカマ２６
が支持されている。

【０００６】サプレッションチェンバ１Ａａは、原子炉
格納容器２の過圧を防止する手段として機能する。すな
わち、配管破断事故などによりドライウェル２ａに原子
炉圧力容器２７から蒸気が噴出すると、ドライウェル２
ａの圧力が上昇する。ドライウェル２ａとサプレッショ
ンチェンバ１の圧力差が、ベント管２２出口部の水頭よ
り大きくなると蒸気がサプレッションチェンバ１Ａａの
水相部に吹き出る。その際、蒸気が冷却水により凝縮さ
れるので圧力上昇を抑制する。なお、サプレッションチ
ェンバ１Ａａの水相部は、図示しない冷却水循環ポンプ
及び熱交換器で冷却されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来のサプ
レッションチェンバ１Ａａを構成する構成容器は、ドラ
イウェル２ａを囲むようなドーナッツ状で、また、発電
所現地で製造する必要があるので、製造性の面で不利な
点がある。

【０００８】さらに、発電所運転中にサプレッションチ
ェンバ１Ａａのメンテナンスを行うのは、事故が起こる
確率が低いとはいえ、受容しがたいので保守性の点で不
利な面がある。

【０００９】また、事故時の従来のサプレッションチェ
ンバ１Ａａの水相部の冷却は、冷却水循環ポンプを用い
て冷却水を循環させる方式なので、冷却水循環ポンプの
故障確率から信頼性に限界があり、しかもメンテナンス
も必要なので保守性上も不利な点がある。

【００１０】そこで、本発明は製造性及び保守性が向上
し、信頼性を高めることができる分割型サプレッション
チェンバ及び原子炉格納施設を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、原子炉圧力容器を収納
すると共に、内部にドライウェルを構成する原子炉格納
容器を備え、該原子炉格納容器の下方周辺部に連通管を
介して連通可能に、サプレッションチェンバを構成する
構成容器を複数個配設してなる分割型サプレッションチ
ェンバである。

【００１２】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、請求項１に記載の構成容器の外形形状を球
形とした分割型サプレッションチェンバである。

【００１３】前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、請求項１に記載の構成容器の上部に形成さ
れ前記連通管が接続されるフランジと、前記構成容器内
部に配設される熱交換器を構成する少なくとも１本のチ
ューブと、前記チューブを前記構成容器内部に支持固定
するためのものであって冷却媒体流通穴を有する支持板
を備えた分割型サプレッションチェンバである。

【００１４】前記目的を達成するため、請求項４に対応
する発明は、請求項１に記載の構成容器の外形形状を円
筒形とし、該構成容器の上部に形成され前記連通管が接
続されるフランジと、前記構成容器内部に配設される熱
交換器を構成する少なくとも１本のチューブと、前記チ
ューブを前記構成容器内部に支持固定すると共に、前記
構成容器内部を気相部である上部と液相部である下部に
分離する支持板を備えた分割型サプレッションチェンバ
である。

【００１５】前記目的を達成するため、請求項５に対応
する発明は、請求項２又は請求項３に記載の前記冷却媒
体は、水又は空気であり、前記冷却媒体格納容器に冷却
媒体出入口及び冷却媒体補給口を形成したことを特徴と
する分割型サプレッションチェンバである。

【００１６】請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記
載の発明によれば、それぞれのサプレッションチェンバ
を構成する構成容器を工場で製造することが可能になる
ため、製造性並びに保守性が向上し、原子力発電所の建
設工期の大幅な削減など、信頼性を向上させることがで
き、また、サプレッションチェンバの必要容積を保った
まま、原子力発電所の運転を止めることなく保守するこ
とが可能になるので、保守性を向上させることができ、
それによって、定期検査期間の短縮など経済性も向上さ
せることが可能となる。

【００１７】前記目的を達成するため、請求項６に対応
する発明は、原子炉圧力容器を収納すると共に、内部に
ドライウェルを形成する原子炉格納容器と、前記原子炉
格納容器の下方周辺部に配設され、前記ドライウェルと
連通可能に配設された複数のサプレッションチェンバを
構成する構成容器と、前記各構成容器と前記ドライウェ
ルとを連通すると共に、その一部に夫々開閉弁を有する
連通管と、前記各構成容器の外周面に夫々配設された伝
熱促進体と、前記各構成容器及び前記伝熱促進体並びに
前記各連通管を収納すると共に、前記各伝熱促進体を通
じて冷却媒体と熱交換を行う冷却媒体格納容器とを備え
た原子炉格納施設である。

【００１８】前記目的を達成するため、請求項７に対応
する発明は、請求項６に記載の構成容器の個数又は該構
成容器及び前記連通管並び前記媒体収納容器の個数を、
原子炉熱出力に基いて決定される必要個数より１個以上
多くした原子炉格納施設である。

【００１９】前記目的を達成するため、請求項８に対応
する発明は、請求項６に記載の構成容器の上部に形成さ
れ前記連通管が接続されるフランジと、前記構成容器内
部に配設される熱交換器を構成するチューブと、前記チ
ューブを前記構成容器内部要素に支持固定する手段とを
備えた原子炉格納施設である。

【００２０】前記目的を達成するため、請求項９に対応
する発明は、請求項６に記載の各構成容器と前記各冷却
媒体格納容器とを一体モジュール型とした原子炉格納施
設である。

【００２１】請求項６乃至請求項９のいずれか１つに記
載の発明によれば、請求項１乃至請求項５のいずれかに
記載の発明と同様な作用効果が得られると共に、サプレ
ッションチェンバ内の冷却媒体を冷却するのに、ポンプ
等の動的機器を使用しなくてもよいため、安全性および
信頼性が向上する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る原子炉格納施
設及び分割型サプレッションチェンバの実施の形態につ
いて図を参照して説明する。

【００２３】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態
に係るる原子炉格納施設の縦方向断面図であり、図１
（ｂ）は図１（ａ）の平面図である。

【００２４】本実施の形態に係る原子炉格納施設は、概
略以下のように構成されている。すなわち、原子炉圧力
容器２７を収納すると共に、内部にドライウェル２ａを
形成する原子炉格納容器２と、原子炉格納容器２７の下
方周辺部に配設され、ドライウェル２ａと連通可能に配
設された複数（図では６個）のサプレッションチェンバ
１ａを構成する構成容器１と、各構成容器１とドライウ
ェル２ａとを連通すると共に、その一部に夫々開閉弁７
を有する連通管３例えばベント管と、各構成容器１の外
周面に夫々配設された伝熱促進体１ｂと、各構成容器１
及び伝熱促進体１ｂ並びに各連通管３を収納すると共
に、各伝熱促進体１ｂを通じて冷却媒体１８例えば冷却
水と熱交換を行う冷却媒体格納容器４例えば冷却水プー
ルを備えている。

【００２５】各構成容器１は、いずれも外形形状が球形
で鋼材により構成されたものであり、各構成容器１に
は、夫々連通管３の一端部が貫通固定され、各連通管３
の他端部は、原子炉格納容器２の底部壁面に夫々互いに
間隔を存して形成されている６個の連通管接続用開口部
２ｂとそれぞれ接続されている。各サプレッションチェ
ンバ１ａ内には、熱交換を行う冷却媒体としては例えば
冷却水を使用し、その冷却水は連通管３の端部に設けら
れているダウンカマ２６から冷却媒体格納容器４内に供
給されるようになっている。

【００２６】各構成容器１の外表面には、伝熱促進体１
ｂとしてボイラーの伝熱管などに用いられているフィン
状、もしくは表面に凹凸をつけて伝熱促進機能を持たせ
ている。

【００２７】なお、サプレッションチェンバ１ａの必要
な気相容積と水相容積、個数は、原子力発電所の安全評
価などから決められ、図１の場合は、サプレッションチ
ェンバ１ａを６個備えており、このうちの任意の５個の
サプレッションチェンバ１ａでその条件を満たしてい
る。一般に、必要なサプレッションチェンバ１ａの個数
プラス１個以上の構成容器１で構成される。

【００２８】冷却媒体格納容器４は、各々壁で仕切られ
独立しており、各々蒸気流出口５と冷却水補給口６を持
つ。

【００２９】各連通管３の一部に配設される開閉弁７
は、夫々外部から手動もしくは遠隔操作で開閉を行うタ
イプであれば何でもよい。

【００３０】なお、以上述べた構成以外に、図１の各冷
却媒体格納容器４相互間に連通管（図示しない）を配設
し、各冷却媒体格納容器４相互間を連通可能に構成して
もよい。この場合の各冷却媒体格納容器４の容積は、個
別の発電所ごとに、安全上の設計要求条件から決められ
る。

【００３１】このような構成の実施の形態によれば、従
来１個で構成されていた図６に示されるドーナッツ状の
サプレッションチェンバ１Ａａを構成する構成容器１Ａ
を、複数個（少なくとも２個で、ここでは６個）に分割
したサプレッションチェンバ１ａを構成する構成容器１
で構成したので、各構成容器１を工場で生産して発電所
現地に運搬し、ドライウェル２ａを構成する原子炉格納
容器２に連結することが容易になる。

【００３２】さらに、ベント管３の一部に配設されてい
る開閉弁７を閉じることで、安全上要求されるサプレッ
ションチェンバ１ａのトータル容積を保持したまま、発
電所運転中にサプレッションチェンバ１ａの任意の一つ
をメンテナンスすることができる。すなわち、メンテナ
ンスのため、1個の構成容器１につながるベント管３の
開閉弁７を閉じても、残りの５個でサプレッションチェ
ンバ１ａで必要なサプレッションチェンバ１ａの容積を
確保できる。

【００３３】また、事故時の各サプレッションチェンバ
１ａの水相部は、構成容器１の壁を通じて冷却媒体格納
容器４内の冷却水と熱交換することにより、プール水が
蒸発することにより冷却される。

【００３４】さらに、各構成容器１の外表面に伝熱促進
体１ｂが配設されているので、熱伝達率が大きくなり、
各構成容器１の水相部温度を効率的に冷却することがで
きる。この場合、蒸気は軽いので蒸気流出口５から大気
へ放出され、冷却水が不足した場合は、冷却水補給口６
から供給される。

【００３５】また、各構成容器１の外形形状が球形とな
ってので、外側から加わる圧力に対して機械的強度が大
きく、例えば各構成容器１の外周側で冷却媒体格納容器
４内の空間に存在する冷却水が沸騰しても、構成容器１
の外周面をスムーズに流れるので、外周面に角部を有す
るものに比べて耐圧が向上する。

【００３６】第２の実施の形態を図２に基づき説明す
る。本実施の形態は、第１の実施の形態の球形の構成容
器１の外周側であって冷却媒体格納容器４内に存在して
いた冷却媒体として冷却水を設けず、この代わりに冷却
空気を供給するように構成したものである。このため、
具体的には、次のように構成したものである。すなわ
ち、各構成容器１を包囲する冷却媒体格納容器４と構成
容器１の間に空気流路が形成され、冷却媒体格納容器４
の下部には冷却媒体出入口例えば空気取り入れ口８が形
成され、又冷却媒体格納容器４の上部には円筒状の高温
空気流出口９が形成されている。

【００３７】このような実施の形態によれば、事故時の
各サプレッションチェンバ１の水相部は、構成容器１の
壁を通じて冷却媒体格納容器４の空気との熱交換により
冷却される。そして、暖められた空気は高温空気流出口
９から大気へ放出され、冷たい大気は自然に空気取り入
れ口８から供給される。

【００３８】以上述べた実施の形態の作用効果以外に、
第１の実施の形態の作用効果も同様に得られる。

【００３９】第３の実施の形態を図３に基づき説明す
る。本実施の形態は、第１、２の実施の形態の１つの構
成容器１と１つの冷却水プールもしくは冷却媒体格納容
器４が一体構造（一体モジュール型）となっている。す
なわち、構成容器１と、これを包囲するように該構成容
器１の外周側に配設される外形形状が楕円形の冷却媒体
格納容器４からなる二重容器で構成されている。このう
ちの内側の構成容器１はサプレッションチェンバ１ａを
構成し、外側の冷却媒体格納容器４が冷却水プールとし
て機能する。構成容器１のサプレッションチェンバ１ａ
は、原子炉格納容器２のドライウェル２ａとベント管３
により接続され、冷却媒体格納容器４には、各々壁で仕
切られ独立しており、各々蒸気流出口５と冷却水補給口
６を持っている。

【００４０】なお、第２の実施の形態と同様に冷却媒体
格納容器４内を空冷式にして、空気は高温空気流出口９
から大気へ放出され、冷たい空気は自然に空気取り入れ
口８から取り入れるように構成してもよい。

【００４１】以上述べた第３の実施の形態は、第１の実
施の形態と同様な作用効果が得られ。

【００４２】第４の実施の形態を図４に基づき説明す
る。本実施の形態は、図４に示すように構成容器１の外
形形状を円筒形とし、該構成容器１の上部に形成され、
ベント管３が接続されるフランジ１０と、構成容器１の
内部に配設される少なくとも１本（ここでは４本）の熱
交換器を構成するチューブ１１と、構成容器１の内部に
上下に夫々配設固定され、チューブ１１を支持すると共
に、冷却媒体例えば空気が自由に上下に流れるように複
数の冷却媒体流通穴を有する格子板からなる支持板１３
を備えたものである。なお、各構成容器１は、前述の実
施の形態と同様に冷却媒体格納容器４内に収納される
が、冷却媒体格納容器４の外形形状を円筒状にしたもの
である。

【００４３】各構成容器１の上部には、原子炉格納容器
２内のドライウェル２ａとを結ぶベント管３を接続する
ためのフランジ１０を具備している。上下の支持板１３
で夫々支持固定されるチューブ１１は、該チューブ１１
の上開口部は初期水位（原子炉運転前にサプレッション
チェンバ１ａ内に注入され冷却水の水面）１２より上方
に位置させ、又チューブ１１の下開口部は初期水位１２
より下方にある。

【００４４】支持板１３はチューブ１１を固定するもの
であり、胴部の空間部と水相部を分割するものではな
い。下開口部は、垂直方向ばかりでなく水平方向にもあ
る。外部冷却プールもしくは外部容器の構成は第１から
３の実施の形態と同様である。

【００４５】本実施の形態によれば、図３の実施の形態
に比べて構成が簡単となるばかりでなく、前述の第１の
実施の形態と同様な作用効果が得られる。

【００４６】第５の実施の形態を図５に基づき説明す
る。本実施の形態は、第４の実施の形態の支持板１３を
設けず、この代わりとしてシェル内分離支持板１５を設
けた点のみが異なる。具体的には、支持板１５は、チュ
ーブ１１を構成容器１内部に支持固定すると共に、構成
容器１内部を気相部であるシェル上部１４と液相部であ
るシェル下部１６に分離するものである。

【００４７】本実施の形態によれば、シェル上部１４に
はドライウェルが構成されているので、本体側のドライ
ウェルの容積を小さくできるばかりでなく、前述の第１
の実施の形態と同様な作用効果が得られる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
それぞれのサプレッションチェンバを構成する構成容器
を工場で製造することが可能になるため、製造性並びに
保守性が向上し、原子力発電所の建設工期の大幅な削減
など、信頼性を向上させることができる分割型サプレッ
ションチェンバ及び原子炉格納施設を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る原子炉格納施
設及び分割型サプレッションチェンバを説明するための
図。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る原子炉格納施
設及び分割型サプレッションチェンバを説明するための
図。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る原子炉格納施
設及び分割型サプレッションチェンバを説明するための
図。

【図４】本発明の第４の実施の形態に係る原子炉格納施
設及び分割型サプレッションチェンバを説明するための
図。

【図５】本発明の第５の実施の形態に係る原子炉格納施
設及び分割型サプレッションチェンバを説明するための
図。

【図６】従来の原子炉格納施設を説明するための図。

【符号の説明】

１ａ，１Ａａ…サプレッションチェンバ、１，１Ａ…構
成容器、１ｂ…伝熱促進体、２ａ…ドライウェル、２…
原子炉格納容器、２ｂ…連通管接続用開口部、3…連通
管、４…冷却媒体格納容器、５…蒸気流出口、６…冷却
水補給口、７…開閉弁、９…高温空気流出口、１０…フ
ランジ、１１…チューブ、１２…初期水位、１３…支持
板、１４…シェル上部、１５…シェル内分離支持板、１
６…シェル下部、１８…冷却媒体、２１…原子炉遮蔽
壁、２２…連通管、２３…冷却媒体格納容器、２４…原
子炉建屋原子炉隔壁、２５…一次遮蔽壁、２６…ダウン
カマ、２７…原子炉圧力容器、２８…遮蔽プラグ、２９
…機器搬出入ハッチ。

フロントページの続き (72)発明者 新井 健司 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 Ｆターム(参考） 2G002 AA01 BA01 CA02 DA01 EA01 EA12 EA14

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉圧力容器を収納すると共に、内部
   にドライウェルを構成する原子炉格納容器を備え、該原
   子炉格納容器の下方周辺部に連通管を介して連通可能
   に、サプレッションチェンバを構成する構成容器を複数
   個配設してなる分割型サプレッションチェンバ。
2. 【請求項２】 前記構成容器の外形形状を球形としたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の分割型サプレッション
   チェンバ。
3. 【請求項３】 前記構成容器の上部に形成され前記連通
   管が接続されるフランジと、前記構成容器内部に配設さ
   れる熱交換器を構成する少なくとも１本のチューブと、
   前記チューブを前記構成容器内部に支持固定するための
   ものであって冷却媒体流通穴を有する支持板を備えたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の分割型サプレッション
   チェンバ。
4. 【請求項４】 前記構成容器の外形形状を円筒形とし、
   該構成容器の上部に形成され前記連通管が接続されるフ
   ランジと、前記構成容器内部に配設される熱交換器を構
   成する少なくとも１本のチューブと、前記チューブを前
   記構成容器内部に支持固定すると共に、前記構成容器内
   部を気相部である上部と液相部である下部に分離する支
   持板を備えたことを特徴とする請求項１に記載の分割型
   サプレッションチェンバ。
5. 【請求項５】 前記冷却媒体は、水又は空気であり、前
   記冷却媒体格納容器に冷却媒体出入口及び冷却媒体補給
   口を形成したことを特徴とする請求項２又は請求項３に
   記載の分割型サプレッションチェンバ。
6. 【請求項６】 原子炉圧力容器を収納すると共に、内部
   にドライウェルを形成する原子炉格納容器と、 前記原子炉格納容器の下方周辺部に配設され、前記ドラ
   イウェルと連通可能に配設された複数のサプレッション
   チェンバを構成する構成容器と、 前記各構成容器と前記ドライウェルとを連通すると共
   に、その一部に夫々開閉弁を有する連通管と、 前記各構成容器の外周面に夫々配設された伝熱促進体
   と、 前記各構成容器及び前記伝熱促進体並びに前記各連通管
   を収納すると共に、前記各伝熱促進体を通じて冷却媒体
   と熱交換を行う冷却媒体格納容器と、 を備えた原子炉格納施設。
7. 【請求項７】 前記構成容器の個数又は該構成容器及び
   前記連通管並び前記媒体収納容器の個数は、原子炉熱出
   力に基いて決定される必要個数より１個以上多くしたこ
   とを特徴とする請求項６に記載の原子炉格納施設。
8. 【請求項８】 前記構成容器の上部に形成され前記連通
   管が接続されるフランジと、前記構成容器内部に配設さ
   れる熱交換器を構成するチューブと、前記チューブを前
   記構成容器内部要素に支持固定する手段とを備えたこと
   を特徴とする請求項６に記載の原子炉格納施設。
9. 【請求項９】 前記各構成容器と前記各冷却媒体格納容
   器とを一体モジュール型としたことを特徴とする請求項
   ２に記載の分割型サプレッションチェンバ又は原子炉格
   納施設。