JP6649172B2 - 原子炉施設およびそのフィルタベント設備 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、原子炉施設およびそのフィルタベント設備に関する。

原子力発電所は、飛来物、竜巻等により原子炉建屋が損傷し炉心の著しい損傷が発生する恐れがある場合、または炉心の著しい損傷が発生した場合においても、発電所外への異常な水準の放射性物質の放出を抑制するために、原子炉格納容器の破損を防止する必要がある。

一般に、炉心の著しい損傷が発生する恐れがある場合または炉心の著しい損傷が発生した場合に原子炉格納容器の破損を防止する設備として、フィルタベント設備がある。フィルタベント設備は、原子炉格納容器の圧力が上昇した際に、原子炉格納容器内のガスをフィルタ装置に送り、一定割合の放射性物質を除去した上で、排気配管を通じて大気に放出する設備である。

原子炉格納容器の内部で発生したガスにより、原子炉格納容器の内部の圧力が上昇した場合には、液相であるサプレッションプール水を内蔵するサプレッションチェンバ側経由、あるいは気相であるドライウェル側経由でベントする操作を行う。

具体的には、サプレッションチェンバ側経由でのベントは、原子炉建屋内に設置されたサプレッションチェンバ側止め弁の開操作により行う。また、ドライウェル側経由でのベントは、原子炉建屋内に設置されたドライウェル側止め弁の開操作により行う。

サプレッションチェンバまたはドライウェルより放出されたガスが、地下に設置されたフィルタ装置に流入し、その一定割合の放射性物質が除去される。その後、ガスは、支持鉄塔沿いに設置された主排気配管を通過した後に大気中に放出される。

特開平３−２５５９８６号公報

主排気配管の端部は地上数十メートル程度の高さに位置するため、原子炉建屋の損傷をもたらした飛来物、竜巻等により、原子炉建屋の損傷とほぼ同時に、フィルタベント設備の排気配管を閉塞させる可能性がある。その場合に、フィルタベント設備は、そのガス排出機能を喪失する可能性がある。

飛来物、竜巻等により排気配管が閉塞しないように、防護塔を設けたり、閉塞してもベント機能を維持できるように、離れた場所に別の排気配管を設置したりする対策が考えられるが、コストが増大する点から望ましくない。

そこで、本発明の実施形態は、飛来物、竜巻等により排気配管が閉塞しても、ガス排出機能を維持することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本実施形態は、原子炉格納容器の内部の放射性ガスを処理するフィルタベント設備であって、前記原子炉格納容器からの放射性ガスを受け入れて、前記放射性ガス中の放射性物質を除去するフィルタを有し、前記放射性ガスを処理したベントガスを排出するフィルタ装置と、前記原子炉格納容器と連通し、前記フィルタ装置に接続される主給気配管と、前記フィルタ装置に接続され、地下から地上へ延び、さらに上方に延びて屋外に開放端を有し、前記フィルタ装置から排出される前記ベントガスを前記開放端に導く主排気配管と、前記フィルタ装置と地表に設けられた開口部を連通し、前記ベントガスを前記開口部に導く予備排気配管と、前記予備排気配管上に設けられ閉状態から開状態に移行可能な仕切り部と、を具備することを特徴とする。
また、本実施形態は、原子炉格納容器の内部の放射性ガスを処理するフィルタベント設備であって、前記原子炉格納容器からの放射性ガスを受け入れて、前記放射性ガス中の放射性物質を除去するフィルタを有し、ベントガスを排出するフィルタ装置と、前記原子炉格納容器と連通し、前記フィルタ装置に接続される主給気配管と、前記フィルタ装置に接続され、地下から地上へ延び、さらに上方に延びて屋外に開放端を有し、前記フィルタ装置から排出される前記ベントガスを前記開放端に導く主排気配管と、前記フィルタ装置と地表に設けられた開口部を連通する予備排気配管と、前記予備排気配管上に設けられ閉状態から開状態に移行可能な仕切り部と、地下に形成され、前記開口部により大気に開放され防護天井を有するトレンチと、を具備し、前記予備排気配管の開放端が前記トレンチ内に位置することを特徴とする。
また、本実施形態は、原子炉格納容器の内部の放射性ガスを処理するフィルタベント設備であって、前記原子炉格納容器からの放射性ガスを受け入れて、前記放射性ガス中の放射性物質を除去するフィルタを有し、ベントガスを排出するフィルタ装置と、前記原子炉格納容器と連通し、前記フィルタ装置に接続される主給気配管と、前記フィルタ装置に接続され、地下から地上へ延び、さらに上方に延びて屋外に開放端を有し、前記フィルタ装置から排出される前記ベントガスを前記開放端に導く主排気配管と、前記フィルタ装置と地表に設けられた開口部を連通する予備排気配管と、前記予備排気配管上に設けられ閉状態から開状態に移行可能な仕切り部と、を具備し、前記開口部には、異物混入防止装置が設けられていることを特徴とする。

また、本実施形態は、炉心と、前記炉心を収容する原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器を収納するドライウェルと、圧力抑制プールを含むサプレッションチェンバとを有する原子炉格納容器と、前記原子炉格納容器の外部にあって、事故時に、前記原子炉格納容器内の放射性ガス中の放射性物質を低減するフィルタベント設備と、を備えた原子炉施設であって、前記フィルタベント設備は、前記ドライウェルまたは前記サプレッションチェンバの少なくともいずれかからの放射性ガスを受け入れて、前記放射性ガス中の放射性物質を除去するフィルタを有し、前記放射性ガスを処理したベントガスを排出するフィルタ装置と、前記ドライウェルおよび前記サプレッションチェンバと連通し、前記フィルタ装置に接続される主給気配管と、前記主給気配管上に設けられて前記ドライウェルとの連通を閉止するドライウェル側止め弁と、前記主給気配管上に設けられて前記サプレッションチェンバとの連通を閉止するサプレッションチェンバ側止め弁と、前記フィルタ装置に接続され、地下から地上へ延び、さらに上方に延びて地上に開放端を有し、前記フィルタ装置から排出される前記ベントガスを前記開放端に導く主排気配管と、前記フィルタ装置と地表に設けられた開口部を連通し、前記ベントガスを前記開口部に導く予備排気配管と、
前記予備排気配管上に設けられ閉状態から開状態に移行可能な仕切り部と、を具備することを特徴とする

本発明の実施形態によれば、飛来物、竜巻等により排気配管が閉塞しても、ガス排出機能を維持することができる。

第１の実施形態に係るフィルタベント設備を含む原子炉施設の構成を示す立断面図である。 第１の実施形態に係るフィルタベント設備の予備排気系の構成を示す立断面図である。 第１の実施形態に係るフィルタベント設備の動作の流れを示すフロー図である。 第２の実施形態に係るフィルタベント設備の予備排気系の構成を示す立断面図である。 第３の実施形態に係るフィルタベント設備の予備排気系の構成を示す立断面図である。 第４の実施形態に係るフィルタベント設備の予備排気系の構成を示す立断面図である。 第５の実施形態に係るフィルタベント設備の予備排気系の構成を示す立断面図である。 第６の実施形態に係るフィルタベント設備の予備排気系の構成を示す立断面図である。 第７の実施形態に係るフィルタベント設備の予備排気系の構成を示す立断面図である。 第８の実施形態に係るフィルタベント設備の構成を示す立断面図である。 第９の実施形態に係るフィルタベント設備の構成を示す立断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る原子炉施設およびそのフィルタベント設備について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係るフィルタベント設備を含む原子炉施設の構成を示す立断面図である。

原子炉施設２００は、炉心１、炉心１を収納する原子炉圧力容器２、原子炉圧力容器２を格納する原子炉格納容器３、原子炉建屋８、およびフィルタベント設備１００を有する。

原子炉格納容器３は、原子炉建屋８内に設けられている。原子炉格納容器３は、原子炉圧力容器２を格納するドライウェル４と、サプレッションプールを内包するサプレッションチェンバ５を有する。ドライウェル４内の雰囲気とサプレッションチェンバ５内とは、ベント配管６により連通している。

フィルタベント設備１００は、フィルタ装置１１０、フィルタ装置１１０へのガス供給配管である主給気配管１２１、およびフィルタ装置１１０からのガス排気配管である主排気配管１３１を有する。

主給気配管１２１は、原子炉施設２００の事故時に原子炉格納容器３から放射性物質を含むベントガスをフィルタ装置１１０に移送する配管である。主給気配管１２１は、その上流側にドライウェル側給気配管１２２とサプレッションチェンバ側給気配管１２４を含んでおり、ドライウェル側給気配管１２２とサプレッションチェンバ側給気配管１２４は合流して１つの主給気配管１２１となる。

ドライウェル側給気配管１２２は、サプレッションチェンバ側給気配管１２４との合流部とドライウェル４とを接続している。ドライウェル側給気配管１２２上には、上流側から、ドライウェル側第一弁１２３ａおよびドライウェル側第二弁１２３ｂが設けられている。

サプレッションチェンバ側給気配管１２４は、ドライウェル側給気配管１２２との合流部とサプレッションチェンバ５とを接続している。サプレッションチェンバ側給気配管１２４には、上流側から、サプレッションチェンバ側第一弁１２５ａおよびサプレッションチェンバ側第二弁１２５ｂが設けられている。

ドライウェル側第一弁１２３ａ、ドライウェル側第二弁１２３ｂ、サプレッションチェンバ側第一弁１２５ａおよびサプレッションチェンバ側第二弁１２５ｂにはそれぞれ、これらの弁が設置されているエリアとは異なるエリアから手動で開閉可能なようにエクステンション１２７が設けられている。ここで、エクステンション１２７は、弁の手動操作部が弁本体の近傍になく、離れている場所から操作可能となるように操作部と弁本体を結合する延長ロッド等をいう。

それぞれのエクステンション１２７の操作部分が設けられているエリアは、原子炉建屋８内であっても事故時にアクセス可能なエリア、あるいは、原子炉建屋８にたとえば隣接する建屋内の事故時にアクセス可能なエリアである。各弁は、原子炉施設２００の運転時には閉状態とし、事故時に開状態とすることでフィルタベント設備１００を動作させる。開閉操作をする必要がある場合には人力で操作する運用をとることができる。

原子炉建屋８の外側あるいは原子炉建屋８に隣接した建屋の外側では、主給気配管１２１は、建屋外の地下に設けられた給気配管ピット１２６内に配設されている。

フィルタ装置１１０は、原子炉格納容器３内から主給気配管１２１を経由して流入する放射性物質を含むベントガスの放射能濃度を低減させる。フィルタ装置１１０は、フィルタ容器１１１、フィルタ容器１１１の内部に設けられた水スクラバ１１２および金属フィルタ１１３を有する。水スクラバ１１２は、フィルタ容器１１１中に保有された水の中にベントガスを噴射して粒子状放射性物質を水中に捕捉させる。金属フィルタ１１３は、フィルタ容器１１１内の上部に設けられており、水スクラバ１１２で捕捉されなかった微粒子と、水スクラバ１１２で発生した液滴を捕捉する。

なお、フィルタ装置１１０の構成は、放射性物質を含むベントガスの放射能濃度を低減させることが可能であれば、他の構成を有するものであってもよい。

フィルタ装置１１０は、地下に設けられた収納室１１５内に設けられている。地下に設置されることにより、航空機等の飛来物に対しての防護を強化することができる。なお、フィルタ装置１１０の設置個所は、地下には限定されず、地上であってもよい。この場合、フィルタ装置１１０の周囲に、飛来物に対して十分な強度を有する防護壁を設けることが望ましい。

主排気配管１３１は、フィルタ装置１１０出口から、ベントガスの放出箇所で地上の高所に設けられた開放端１３１ｃまで延びている。主排気配管１３１は、フィルタ装置１１０出口から、地下に設けられた主排気配管ピット１３５内に配されている地下部１３１ａと、その下流部分であって、地上に設けられた支持鉄塔１３４に沿って配設された地上部１３１ｂとを有する。主排気配管ピット１３５内の主排気配管１３１は、ベントガスが途中に溜まらないように、下流側が高くなるような僅かな傾斜を有している。

主排気配管１３１上には、破裂板１３３が設けられている。破裂板１３３は、事故時に原子炉格納容器３内の圧力が上昇した場合であって、原子炉格納容器３内のガスをベントすべき圧力に到達したときの差圧、すなわちガスベントを行うべき原子炉格納容器３の圧力と下流側の大気圧との差圧、あるいはこれに余裕を見てその余裕分だけ少ない差圧に到達したときに開放するように開放圧力が設定される。

原子炉施設２００の通常運転時には、主排気配管１３１上の破裂板１３３の下流側は開放端１３１ｃで開放されているので、主排気配管１３１上の破裂板１３３の下流側の圧力は大気圧である。また、上流側は、原子炉格納容器３と連通しているため、原子炉格納容器３内の圧力とほぼ等しい圧力となっている。

主排気配管１３１上のフィルタ装置１１０出口には、止め弁１３２が設けられている。止め弁１３２は、上流側の原子炉格納容器３の隔離弁やフィルタ装置１１０等のメンテナンス時における隔離用の弁である。したがって、通常運転時には、開状態となっている。

予備排気系１４０は、予備排気配管１４１および予備排気配管１４１上に設けられた仕切り部１４２を有する。予備排気配管１４１は、主排気配管ピット１３５内で、主排気配管１３１から分岐している。主排気配管１３１からの分岐点と反対側の端部は、トレンチ１４３内で開放している。トレンチ１４３は、その上部は、ほぼ地上のレベルにある。したがって、予備排気系１４０は、地下に配されている。

予備排気配管１４１には、仕切り部１４２が設けられている。仕切り部１４２は、予備排気系１４０を主排気配管１３１側から隔離するために閉状態であり、予備排気系１４０を使用する必要が生じた場合に開状態に移行する。仕切り部１４２は、たとえば図２に示すような破裂板１４２ａであるが、破裂板には限定されない。すなわち、閉状態から開状態に移行可能であれば、たとえば、弁等でもよい。また、弁の場合は、エクステンション付きの弁、遠隔操作弁、あるいは自動弁等を用いることができる。

図２は、第１の実施形態に係るフィルタベント設備の予備排気系の構成を示す立断面図である。

主排気配管１３１の破裂板１３３の上流側には、閉塞監視装置１４７として、圧力計１４７ａが設けられている。圧力計１４７ａの出力は、事故時にも関係者がアクセス可能な場所で、モニタ等により確認可能に構成される。

破裂板１３３が開状態となり、開放端１３１ｃからベントガスが放出されれば、閉塞監視装置１４７である圧力計１４７ａの出力は低下する。逆に、主排気配管１３１が閉塞して開放端１３１ｃからのベントガスの放出がなされなければ、圧力計１４７ａの出力は低下しない。

トレンチ１４３は、たとえば鉄筋コンクリートによって周囲を囲まれた例えば直方体形状の空間を形成している。トレンチ１４３は、ほぼ地下に埋設された状態となるように、トレンチ１４３の天井部分は、ほぼ地上９のレベルとなっている。トレンチ１４３の天井部分は、内部の予備排気配管１４１を外部の飛来物から防護する防護天井１４３ｂである。予備排気配管１４１からベントガスが放出される際のトレンチ１４３内の圧力上昇を抑制するためにトレンチ１４３の防護天井１４３ｂの一部には、開口部１４３ａが形成されており、外部の雰囲気と連通している。開口部１４３ａには、地上を歩行する際の落下防止のために、たとえばグレーティングが取り付けられている。

予備排気配管１４１は、トレンチ１４３の床面に設けられた貫通スリーブ１４１ａ内を下方から上方のトレンチ１４３内に貫通する。予備排気配管１４１は、トレンチ１４３内で、雨等が予備排気配管１４１内に侵入しないように、開放端１４１ｃが下向きあるいは横向きになるように配される。貫通スリーブ１４１ａの予備排気配管１４１の貫通部には、シール部１４１ｂが設けられている。シール部１４１ｂは、たとえば、貫通スリーブ１４１ａの外面と予備排気配管１４１の外面に密着して広がったブーツラバーなどでよい。シール部１４１ｂによって、トレンチ１４３の床面の下方の主排気配管ピット１３５側の雰囲気と、トレンチ１４３内の雰囲気とが区画されている。

予備排気配管１４１に設けられた仕切り部１４２は、圧力計１４７ａの出力が所定のレベルまで上昇したときに開状態に移行する。仕切り部１４２が破裂板１４２ａの場合は、破裂板１４２ａの開放設定圧力値は、主排気配管１３１に設けられた破裂板１３３の開放設定圧力よりも高い圧力で、かつ、原子炉格納容器３の健全性が維持される上限の圧力よりも低い圧力に設定する。

次に、以上のように構成されたフィルタベント設備１００の作用、動作について説明する。図３は、本実施形態に係るフィルタベント設備の動作の流れを示すフロー図である。

たとえば、原子炉施設２００において、飛来物、竜巻等により原子炉建屋８が損傷し、原子炉建屋８内の安全設備が損傷し、炉心の著しい損傷が発生した場合を想定する（事象推移Ｅ０１）。この結果、原子炉格納容器３内に、放射性物質を含むガスが蓄積され、原子炉格納容器３内の圧力が上昇したとする（事象推移Ｅ０２）。放射性物質を含むガスとしては、たとえば、もともと原子炉格納容器３内に充填されていた窒素ガス、燃料と冷却材との反応で生じた水素、冷却材が蒸発して生成された水蒸気、クリプトンやキセノンなどの放射性同位元素を含む希ガス等の混合物である。

原子炉格納容器３内の圧力が上昇して、原子炉格納容器３内の放射性物質を含むガスが、ドライウェル側第一弁１２３ａおよびドライウェル側第二弁１２３ｂ、または／および、サプレッションチェンバ側第一弁１２５ａおよびサプレッションチェンバ側第二弁１２５ｂを経由して、フィルタ装置１１０側に流入する。このため、フィルタ装置１１０および破裂板１３３の上流側までの圧力が上昇する（事象推移Ｅ０３）。この状態は、閉塞監視装置１４７としての圧力計１４７ａの出力により確認可能である。

破裂板１３３の下流側の圧力は大気圧であるのに対して、破裂板１３３の上流側の圧力が上昇するので、破裂板１３３にかかる差圧が上昇する。破裂板１３３が健全であれば、差圧が所定の値を超えたときに破裂板１３３が開放する（ステップＳ０１ ＹＥＳ）。

破裂板１３３の開放の結果、破裂板１３３の上流側までの圧力が低下する場合（ステップＳ０２ ＹＥＳ）、これは、主排気配管１３１による放出が行われている状態である（ステップＳ０３）。

一方、破裂板１３３が開状態にならない場合（ステップＳ０１ ＮＯ）、あるいは、主排気配管１３１内の圧力が減少しない場合（ステップＳ０２ ＮＯ）には、いずれも閉塞監視装置１４７としての圧力計１４７ａの出力が低下しないことにより確認可能である。この場合は、予備排気系１４０の仕切り部１４２が開となる（ステップＳ０４）。この結果、予備排気系１４０による放出状態となる（ステップＳ０５）。

なお、予備排気系１４０の仕切り部１４２が開となるのは、圧力計１４７ａの出力が低下しないことを確認して、運転員が仕切り部１４２を開操作することにより行うことができる。あるいは、仕切り部１４２が破裂板の場合は、圧力上昇により自動的に開状態となる。

以上のように、本実施形態に係るフィルタベント設備１００では、予備排気系１４０が地下に配置されていることから、飛来物、竜巻等による影響を受けにくく、飛来物、竜巻等により主排気配管１３１が閉塞しても、ベントガス排出機能を確保することができる。

［第２の実施形態］
図４は、第２の実施形態に係るフィルタベント設備の予備排気系の構成を示す立断面図である。本第２の実施形態は、第１の実施形態の変形である。

本実施形態におけるフィルタベント設備１００は、予備排気配管１４１の仕切り部１４２の下流側に、放射線モニタ１４４が設けられている。放射線モニタ１４４は、予備排気配管１４１表面の放射線を計測する。また、放射線モニタの信号は、トレンチ１４３外の事故時にもアクセス可能な場所で確認可能に構成する。なお、他の構成は、第１の実施形態と同様である。

事故時に、主排気配管１３１内の圧力が上昇し、破裂板１３３が開状態となるべき圧力に到達しても、圧力計１４７ａの出力が下がらない場合に、仕切り部１４２を開状態とする。仕切り部１４２を開状態とすれば、ベントガスが予備排気配管１４１側を流れてトレンチ１４３内に放出される。

ベントガスが放出されれば、主排気配管１３１内の圧力が低下する。圧力の低下は、閉塞監視装置１４７としての圧力計１４７ａの出力の低下により確認できるが、その経路が主排気配管１３１側なのか予備排気配管１４１側なのかについては、圧力計１４７ａのみでは判別できない。

本実施形態においては、ベントガスが予備排気配管１４１側を流れていることを、放射線モニタ１４４の出力により確認することができる。

［第３の実施形態］
図５は、第３の実施形態に係るフィルタベント設備の予備排気系の構成を示す立断面図である。本第３の実施形態は、第１の実施形態の変形である。

本実施形態におけるフィルタベント設備１００の予備排気系１４０は、トレンチ１４３の開口部１４３ａに、異物混入防止装置１４５が設けられている。なお、他の構成は、第１の実施形態と同様である。

異物混入防止装置１４５は、地上９から、土石などの異物がトレンチ１４３内に混入することを防止する機能を有する。異物混入防止装置１４５としては、この機能を有するものとして、たとえば、蓋、シャッタなどがある。また、雨水、津波に伴う海水、航空機燃料等の流入を防ぐものとして、たとえば堰等を設けてもよい。

異物混入防止装置１４５を設けることにより、予備排気配管１４１の閉塞などの悪影響を排除し、待機状態においての予備排気系１４０の信頼性の確保を図ることができる。異物混入防止装置１４５として蓋やシャッターを採用する場合は、予備排気系１４０によるベントを実施する前に、異物混入防止装置１４５を取り外してからベントを行う。

［第４の実施形態］
図６は、第４の実施形態に係るフィルタベント設備の予備排気系の構成を示す立断面図である。本第４の実施形態は、第１の実施形態の変形である。

本第４の実施形態における予備排気系１４０は、トレンチ１４３内に廃液等が溜まった場合に、これを除去する排水装置１４６を有する。なお、他の構成は、第１の実施形態と同様である。

排水装置１４６は、レベルスイッチ１４６ａ、排水ポンプ１４６ｂ、および排水管１４６ｃを有する。排水管１４６ｃは、トレンチ１４３の底部から、排出先である地上９まで延びている。

レベルスイッチ１４６ａは、所定の液面レベルを検出すると、排水ポンプ１４６ｂを起動させる信号を発することにより排水ポンプ１４６ｂが起動する。また、所定のレベルより液面が低下すると排水ポンプ１４６ｂを起動させる信号を発しなくなり、排水ポンプ１４６ｂが停止する。廃液等としては、たとえば、雨水、津波に伴う海水、あるいは航空機燃料等が考えられる。

また、排水ポンプ１４６ｂが自動起動する方式でなくともよい。たとえば、パトロールで、トレンチ１４３内の状態を確認し、必要に応じて排水ポンプ１４６ｂを運転することでもよい。

本実施形態によれば、ベント実施時に、フィルタ装置１１０が設計上想定していない液体が予備排気配管１４１から流入するような事態を防止することができる。また、排水装置１４６を運転することにより並行してガスベントを行うことができる。

なお、排水ポンプ１４６ｂは、自動的に起動する方式でなくとも、液面を確認できるようにして、人的に操作することでもよい。

［第５の実施形態］
図７は、第５の実施形態に係るフィルタベント設備の予備排気系の構成を示す立断面図である。本第５の実施形態は第１の実施形態の変形である。

本実施形態における予備排気系１４０は、仕切り部１４２として電動弁１４２ｂを有する。また、閉塞監視装置１４７として圧力指示スイッチ１４７ｂを有する。なお、他の構成は、第１の実施形態と同様である。

圧力指示スイッチ１４７ｂは、破裂板１３３の上流側の主排気配管１３１内の圧力を指示するとともに、所定の圧力となったときに電動弁１４２ｂに出力する。この出力を受けて電動弁１４２ｂは、開状態に移行する。

以上のように、本実施形態によれば、主排気配管１３１によるベントガスの排出が不調な場合に、所定の圧力への到達を以て自動的に予備排気系１４０によるガスベントへの移行が可能であり、原子炉格納容器３の健全性維持を図ることができる。

［第６の実施形態］
図８は、第６の実施形態に係るフィルタベント設備の予備排気系の構成を示す立断面図である。本第６の実施形態は、第１の実施形態の変形である。

本実施形態における予備排気系１４０のトレンチ１４３は、底部に放射性物質除去剤１４８ａを貯留する。他の構成は、第１の実施形態と同様である。

図８は、放射性物質除去剤１４８ａが液体の場合を示している。トレンチ１４３の床を貫通する貫通スリーブ１４１ａの上端の鉛直方向の位置は、放射性物質除去剤１４８ａの液位より高いレベルまで延びている。

また、予備排気配管１４１の開放端１４１ｃは、放射性物質除去剤１４８ａの液位より低いレベルにあり、ベントガスが放射性物質除去剤１４８ａ内で放出されるように設定される。また、予備排気配管１４１の端部をヘッダ等の流速低減装置（図示せず）とすることで、ガス流速を下げて、ベントガスが放射性物質除去剤１４８ａ内に滞留する時間を増やし、放射性物質除去性能を高めるようにしてもよい。

放射性物質除去剤１４８ａとしては、たとえば放射性ヨウ素除去効果を有するアルカリ溶液を用いる。

以上のように構成された本実施形態においては、トレンチ１４３内に放出されるベントガス中の放射性物質が低減されるため、地上に放出される放射性物質が低減される。

［第７の実施形態］
図９は、第７の実施形態に係るフィルタベント設備の予備排気系の構成を示す立断面図である。本第７の実施形態は、第１の実施形態の変形である。

本実施形態における予備排気系１４０のトレンチ１４３は、底部に放射性物質除去剤１４８ｂを貯留する。図９は、放射性物質除去剤１４８ｂが固体でたとえば粒状の場合を示している。放射性物質除去剤１４８ｂとしては、放射性ヨウ素除去効果を有する銀ゼオライト、放射性セシウム除去効果を有するゼオライト等を用いることができる。

トレンチ１４３の床を貫通する予備排気配管１４１の開放端には、メッシュ１４９が取り付けられており、粒状の放射性物質除去剤１４８ｂが、予備排気配管１４１に侵入しないようになっている。なお、他の構成は、第１の実施形態と同様である。

粒状の放射性物質除去剤１４８ｂは、予備排気配管１４１の開放端より鉛直方向に十分に高い位置まで貯留されている。このため、予備排気配管１４１の開放端より放出されるベントガスが放射性物質除去剤１４８ｂ中を移行し、ベントガス中の放射性物質の量が低減された後に、開口部１４３ａから流出する。

［第８の実施形態］
図１０は、第８の実施形態に係るフィルタベント設備の構成を示す立断面図である。本第８の実施形態は、第１の実施形態の変形である。

本第８の実施形態では、主排気配管１３１上には、破裂板１３３に代えて、主排気止め弁１３６が設けられている。また、予備排気配管１４１上には、仕切り部１４２として電動弁１４２ｂが設けられている。なお、仕切り部１４２として、電動弁１４２ｂに代えて、空気作動弁、あるいは破裂板としてもよい。他の構成は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態においては、仕切り部１４２が開状態となり予備排気系１４０によるガスベントに移行した場合は、主排気止め弁１３６を閉止する運用をとる。

たとえば、主排気配管１３１を経由して放出はされているが、放出量が十分確保できておらず、主排気配管１３１内の圧力が低減しない場合があり得る。このような場合は、圧力が低下しないことにより、予備排気系１４０による放出に移行する。ここで、主排気配管１３１からの放出も並行して行われていると、フィルタ装置１１０を通過するベントガスの流量が過大となり、放射性物質除去効率が低下する恐れがある。

本実施形態では、放出経路を切り替えることによって、ベントガスの流量を適正な範囲とし、放射性物質除去効率を確保することができる。

［第９の実施形態］
図１１は、第９の実施形態に係るフィルタベント設備の構成を示す立断面図である。本第９の実施形態は、第１の実施形態に、第２、第３、第６および第８の実施形態のそれぞれの特徴を組み合わせた実施形態である。すなわち、第１の実施形態に、第２の実施形態の特徴である放射線モニタ１４４の設置、第３の実施形態の特徴である異物混入防止装置１４５の設置、第６の実施形態の特徴である放射性物質除去剤１４８ａの貯留、および第８の実施形態の特徴である流路の切り替え用の弁１３６の設置のそれぞれを加えた実施形態である。

以上のように構成された本第９の実施形態においては、放射線モニタ１４４の出力によりベントガスが予備排気配管１４１側を流れていることを、確認することができる。また、異物混入防止装置１４５を設けることにより、予備排気配管１４１の閉塞などの悪影響を排除し、待機状態においての予備排気系１４０の信頼性の確保を図ることができる。また、トレンチ１４３内に放射性物質除去剤１４８ａを貯留し、予備排気配管１４１の開放端１４１ｃを放射性物質除去剤１４８ａの液位より低いレベルに設けることにより、トレンチ１４３内に放出されるベントガス中の放射性物質が低減され、この結果、地上に放出される放射能が低減される。さらに、予備排気配管１４１上に電動弁１４２ｂあるいはこれに類する仕切り部１４２を設け、主排気配管１３１上の主排気止め弁１３６を閉止して放出径路を切り替えることによって、ベントガスの流量を適正な範囲とし、放射性物質除去効率を確保することができる。

［その他の実施形態］
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。

たとえば、実施形態では、沸騰水型原子炉でマークＩ型の格納容器の場合を例にとって示したが、本発明は、より新しいタイプの格納容器にも適用できる。また、沸騰水型原子炉に限定されず、たとえば、加圧水型原子炉等の他の型式の原子炉にも適用できる。

また、それぞれの特徴の効果を明確にするために、実施形態を分けて示したが、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。たとえば、第１の実施形態に、第３の実施形態の特徴である異物混入防止装置１４５の設置、および第４の実施形態の特徴である排水装置１４６の設置を加えてもよい。このように、複数の実施形態のそれぞれの特徴を組み合わせてもよい。

さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、各実施形態では主排気配管１３１が収納室１１５からさらに原子炉建屋８から遠ざかる方向へ地下を延びて地上に達するものとして説明したが、収納室１１５から原子炉建屋８内に延び、原子炉建屋の屋上等からさらに上方に延びて開口するものであってもよい。

また、予備排気配管１４１はトレンチ１４３内に開放端を有するものとして説明したが、例えばトレンチ１４３を設けずに直接地表に開放されたものであってもよい。この場合でも、トレンチ１４３を設ける場合と同様に、地表の開口部に異物混入防止装置１４５を設置すること等が可能である。

さらに、各実施形態では予備排気配管１４１は主排気配管１３１から分岐するものとして説明したが、フィルタ装置１１０の金属フィルタ１１３よりも下流に位置する部分に直接接続されて地表に延びるものであってもよい。この場合でも、主排気配管１３１が閉塞した場合はフィルタ装置１１０内の圧力が上昇するため、これに応じて仕切り部１４２が開放されるように、各実施形態で説明した破裂板１４２ａや電動弁１４２ｂ等を採用することで同様の効果を奏する。すなわち、予備排気配管１４１は、少なくとも主排気配管１３１の地上部分とは独立してフィルタ装置１１０から地表までを連通するように構成されていればよい。

１…炉心、２…原子炉圧力容器、３…原子炉格納容器、４…ドライウェル、５…サプレッションチェンバ、６…ベント配管、８…原子炉建屋、９…地上、１００…フィルタベント設備、１１０…フィルタ装置、１１１…フィルタ容器、１１２…水スクラバ、１１３…金属フィルタ（フィルタ）、１１５…収納室、１２１…主給気配管、１２２…ドライウェル側給気配管、１２３ａ…ドライウェル側第一弁、１２３ｂ…ドライウェル側第二弁、１２４…サプレッションチェンバ側給気配管、１２５ａ…サプレッションチェンバ側第一弁、１２５ｂ…サプレッションチェンバ側第二弁、１２６…給気配管ピット、１２７…エクステンション、１３１…主排気配管、１３１ａ…地下部、１３１ｂ…地上部、１３１ｃ…開放端、１３２…止め弁、１３３…破裂板、１３４…支持鉄塔、１３５…主排気配管ピット、１３６…主排気止め弁、１４０…予備排気系、１４１…予備排気配管、１４１ａ…貫通スリーブ、１４１ｂ…シール部、１４１ｃ…開放端、１４２…仕切り部、１４２ａ…破裂板、１４２ｂ…電動弁、１４３…トレンチ、１４３ａ…開口部、１４３ｂ…防護天井、１４４…放射線モニタ、１４５…異物混入防止装置、１４６…排水装置、１４６ａ…レベルスイッチ、１４６ｂ…排水ポンプ、１４６ｃ…排水管、１４７…閉塞監視装置、１４７ａ…圧力計、１４７ｂ…圧力指示スイッチ、１４８ａ、１４８ｂ…放射性物質除去剤、１４９…メッシュ、２００…原子炉施設

Claims (7)

1. 原子炉格納容器の内部の放射性ガスを処理するフィルタベント設備であって、
   前記原子炉格納容器からの前記放射性ガスを受け入れて、前記放射性ガス中の放射性物質を除去するフィルタを有し、前記放射性ガスを処理したベントガスを排出するフィルタ装置と、
   前記原子炉格納容器と連通し、前記フィルタ装置に接続される主給気配管と、
   前記フィルタ装置に接続され、地下から地上へ延び、さらに上方に延びて屋外に開放端を有し、前記フィルタ装置から排出される前記ベントガスを前記開放端に導く主排気配管と、
   前記フィルタ装置と地表に設けられた開口部を連通し、前記ベントガスを前記開口部に導く予備排気配管と、
   前記予備排気配管上に設けられ閉状態から開状態に移行可能な仕切り部と、
   を具備することを特徴とするフィルタベント設備。
2. 原子炉格納容器の内部の放射性ガスを処理するフィルタベント設備であって、
   前記原子炉格納容器からの前記放射性ガスを受け入れて、前記放射性ガス中の放射性物質を除去するフィルタを有し、ベントガスを排出するフィルタ装置と、
   前記原子炉格納容器と連通し、前記フィルタ装置に接続される主給気配管と、
   前記フィルタ装置に接続され、地下から地上へ延び、さらに上方に延びて屋外に開放端を有し、前記フィルタ装置から排出される前記ベントガスを前記開放端に導く主排気配管と、
   前記フィルタ装置と地表に設けられた開口部を連通する予備排気配管と、
   前記予備排気配管上に設けられ閉状態から開状態に移行可能な仕切り部と、
   地下に形成され、前記開口部により大気に開放され防護天井を有するトレンチと、
   を具備し、
   前記予備排気配管の前記開口部が前記トレンチ内に位置することを特徴とするフィルタベント設備。
3. 前記トレンチは放射性物質除去剤を保有し、
   前記予備排気配管の端部は前記放射性物質除去剤中に開放されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のフィルタベント設備。
4. 前記トレンチ内に溜まった廃液等を排水する排水装置をさらに具備することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のフィルタベント設備。
5. 原子炉格納容器の内部の放射性ガスを処理するフィルタベント設備であって、
   前記原子炉格納容器からの前記ｈ放射性ガスを受け入れて、前記放射性ガス中の放射性物質を除去するフィルタを有し、ベントガスを排出するフィルタ装置と、
   前記原子炉格納容器と連通し、前記フィルタ装置に接続される主給気配管と、
   前記フィルタ装置に接続され、地下から地上へ延び、さらに上方に延びて屋外に開放端を有し、前記フィルタ装置から排出される前記ベントガスを前記開放端に導く主排気配管と、
   前記フィルタ装置と地表に設けられた開口部を連通する予備排気配管と、
   前記予備排気配管上に設けられ閉状態から開状態に移行可能な仕切り部と、
   を具備し、
   前記開口部には、異物混入防止装置が設けられていることを特徴とするフィルタベント設備。
6. 前記予備排気配管が、前記主排気配管の地下部分から分岐して地表に延びたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のフィルタベント設備。
7. 炉心と、
   前記炉心を収容する原子炉圧力容器と、
   前記原子炉圧力容器を収納するドライウェルと、圧力抑制プールを含むサプレッションチェンバとを有する原子炉格納容器と、
   前記原子炉格納容器の外部にあって、事故時に、前記原子炉格納容器内の放射性ガス中の放射性物質を低減するフィルタベント設備と、
   を備えた原子炉施設であって、
   前記フィルタベント設備は、
   前記ドライウェルまたは前記サプレッションチェンバの少なくともいずれかからの放射性ガスを受け入れて、前記放射性ガス中の放射性物質を除去するフィルタを有し、前記放射性ガスを処理したベントガスを排出するフィルタ装置と、
   前記ドライウェルおよび前記サプレッションチェンバと連通し、前記フィルタ装置に接続される主給気配管と、
   前記主給気配管上に設けられて前記ドライウェルとの連通を閉止するドライウェル側止め弁と、
   前記主給気配管上に設けられて前記サプレッションチェンバとの連通を閉止するサプレッションチェンバ側止め弁と、
   前記フィルタ装置に接続され、地下から地上へ延び、さらに上方に延びて地上に開放端を有し、前記フィルタ装置から排出される前記ベントガスを前記開放端に導く主排気配管と、
   前記フィルタ装置と地表に設けられた開口部を連通し、前記ベントガスを前記開口部に導く予備排気配管と、
   前記予備排気配管上に設けられ閉状態から開状態に移行可能な仕切り部と、
   を具備することを特徴とする原子炉施設。

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