JPH0334835B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加圧水型原子炉における冷却材喪失
事故の場合に環境を保護するものであつて、原子
炉系統の格納容器外にあり放射性の一次冷却水を
圧送及び循環する設備を含む保護システムに関す
るものである。

冷却材喪失事故の場合に冷却材流体を原子炉容
器内に注入するのに使用するシステムは数多く案
出されてきた。一般に、これ等のシステムは一次
冷却材系統におけるどんな破断も検知する手段
と、緊急冷却水を原子炉容器に注入して原子炉炉
心を冷却するポンプ及び弁とを有する。炉心と接
触後の緊急冷却水は収集し、熱交換器によつて冷
却しながら再循環し、停止が行なわれるまで炉心
の更なる冷却のためリサイクルしなければならな
い。

原子力発電プラント用の緊急冷却系統の例は下
記の米国特許に記載されている。即ち、米国特許
第3649451号明細書は、ホウ素含有水のような冷
却材流体を使用して原子炉容器を含むドライウエ
ルを原子炉容器以下のレベルまで満たし、一次冷
却系統の冷却材喪失源からの冷却材流体を使用し
て前記ドライウエルを炉心を保護するのに十分な
レベルまで満たす格納容器システムを開示してい
る。米国特許第3702281号明細書は、緊急冷却水
源が原子炉のシールドにもなつており、また緊急
冷却水の循環用ポンプが格納容器の外側に設けら
れている原子炉系統を開示している。米国特許第
3718539号明細書においては、原子炉の格納容器
が完全に外側格納遮蔽構造内に入つており、該構
造内には発電プラントから放出された蒸気を凝縮
するための蒸気止めプールも含まれている。この
系統内には種々の炉心冷却装置が組み込まれてい
る。米国特許第3859166号においては、冷却材貯
蔵タンク兼用水溜めが格納容器内に配設されてお
り、一方、原子炉の種々の冷却系統用ポンプ装置
が格納容器外に配設されている。

従つて、緊急冷却系統は一般に緊急冷却水源の
タンクその他の容器を含み、このタンクを格納容
器の外側又は内側に配設することができる。ま
た、再循環した緊急冷却水を冷却するための熱交
換ユニツトを格納容器の外側又は内側に配設する
ことができる。しかし、緊急冷却水循環系統と共
に使用するポンプ装置（その内の複数は運転を保
証するため別個に配設されている）は、格納容器
とは別の環境においてポンプ装置に対する日常の
検査及び保守を行い得るように、格納容器外に配
設することが好ましい。

ポンプ装置を格納容器の外側に配設すれば、潜
在的に高放射性の流体を、冷却材喪失事故の場合
に、格納容器外側の配管中を再循環させる必要が
ある。このような格納容器外側の配管が破断すれ
ば、放射性流体が環境に放出されることになる。
流体は設備及び機器にかかり、補助建屋への接近
を拒む。格納容器外側での配管破断により起こり
うる汚染を回避するため、格納容器内側にポンプ
装置を配置することも提案され、限られた程度で
はあるが使用されてきたが、この配置は冷却材喪
失事故の後にポンプ装置に接近することを考えて
おらず、また通常の発電プラント運転中には限ら
れた接近のみを許容するに過ぎない。

本発明の目的は、冷却材喪失事故の際に使用す
るものであつて、緊急冷却材の循環用ポンプは格
納容器の外側に配設されており、流体が循環する
導管及びポンプは破損しても環境を汚染すること
のないシステムを提供することである。

この目的から、本発明は、緊急冷却水を供給す
る緊急冷却水貯蔵タンクと、格納容器の外部に配
設され、主冷却材喪失事故の場合に使用して、冷
却材としての緊急水を前記格納容器の壁を通して
引き出し該格納容器の壁を通して戻すと共に、原
子炉炉心の冷却材として使用する前に熱交換器に
貫流させる手段とを有する加圧水型原子炉装置に
おいて、前記格納容器の壁近くでその外側に配設
される囲いと、外側入口ケーシング内に囲まれ、
前記格納容器の内部及び前記囲いの内部を連絡す
ると共に、緊急冷却水貯蔵部に接続される入口導
管と、外側出口ケーシングを貫き、前記囲いから
前記格納容器内へ延びる出口導管と、前記緊急冷
却水貯蔵タンクからの冷却材を、前記出口導管を
介して前記格納容器の内部にポンプ送りする前記
囲い内のポンプ装置とを備えていて、該ポンプ装
置は、前記囲い外から取り出し交換可能であり、
また、所定強度を有する前記囲いが、前記ポンプ
装置と前記入口導管及び出口導管とを前記格納容
器の外部において取り囲んで封止すると共に、前
記入口導管が、前記囲いの前記所定強度より小さ
い強度を有する破裂デイスクを備えていて、前記
囲い内の前記出口導管の破損と、その結果生じる
前記囲い内の圧力上昇の際に、前記破裂デイスク
が破裂して、冷却材が前記囲いから前記入口導管
に戻るのを許容し、前記囲いの破裂を防止するよ
うに構成したことを特徴とするものである。

本発明は、添付図面に例示したその好適な実施
例に関する下記の説明から一層容易に明らかとな
ろう。

本発明は、加圧水型原子炉の一次冷却材系統に
おける冷却材喪失事故の場合、冷却材循環用のポ
ンプを、格納容器の外側において、雰囲気に対し
て封止されている囲い内に配置するものである。
全ての導管及びポンプ装置が別々の囲い内にある
この配置は、囲いからの汚染水が雰囲気にさらさ
れるのを避けると共に、このような汚染水を局部
的な、封止された領域に閉じ込める。通常、依存
可能な冷却材源を確保するように、一つの原子炉
系統について複数のかかるポンプ及び再循環系統
が設けられている。

図面において、第１図は本発明の一実施例を示
しており、冷却材の導管及びポンプ装置は格納容
器内の水溜め領域にある格納容器壁近くの金属製
タンク内に設けられている。格納容器１は原子炉
容器、一次冷却材ループ、蒸気発生器、二次蒸気
及び水ループのような加圧水型原子炉装置の通常
の諸構成要素や、高圧冷却系統、低圧冷却系統、
スプレー系統のような諸緊急クルーダウン系統の
幾つかの部分を含んでおり、これ等は全て通常の
構造のものであり、図示はしない。

格納容器１は基底３及び側壁５を有し、基底３
には水溜め７が設けられていて、原子炉の炉心を
水で溢水する冷却材喪失事故その他の緊急停止の
後に溢水を収集する。格納容器１の側壁５の近傍
且つ格納容器１の外側に配置されているのは囲い
９であつて、該囲い９は、その内部１１を雰囲気
から遮蔽する金属材料のような材料で形成されて
いる。図示の竪型ポンプ或は水平ポンプのような
ポンプ１３はその駆動用のモータ１５と共に囲い
９内で完全に支持されている。所望ならば、モー
タ１５は囲い内に配設する必要はないが、適切は
封止装置が設けられていてモータ及びポンプ間の
囲い壁を封止していれば、囲いの外側にあつても
よい。

入口導管１７は格納容器内の水溜め７とポンプ
１３の入口１９との間を連絡している。入口導管
１７は格納容器の側壁５を通過する際に遮蔽導
管、即ち外側入口ケーシング２１によつて囲まれ
ており、またベローズのようなフランジ２３が設
けられていて格納容器の側壁５及び囲い９の壁２
５で入口導管１７と遮蔽導管２１との間の領域を
封止する。弁２７及び破裂デイスク２９は囲い９
内の入口導管１７に配設されている。ポンプ１３
の出口３３及び格納容器１の内部を連絡する出口
導管３１も格納容器の側壁５を貫通する際、遮蔽
導管、即ち外側出口ケーシング３５によつて囲ま
れており、フランジ３７が格納容器の側壁５及び
囲い９の壁２５の双方で出口導管３１と遮蔽導管
３５との間の領域を封止している。弁３９は囲い
９内で出口導管３１に配設されている。出口導管
３１は、格納容器１内の位置で、逆止弁４１を有
すると共に管４３に放出する。管４３は格納容器
１内の原子炉冷却系統に接続されている。第１図
の実施例においては、格納容器１及び囲い９の外
側の貯蔵タンク４５は燃料交換又は緊急用の冷却
材水源となつており、導管４７が囲いの側壁２５
を貫通しポンプ１３の別の入口４９に連絡してお
り、導管４７には弁５１及び逆止弁５３がある。

原子炉の一次冷却材が喪失した場合、再循環系
統が作動する。最初に、貯蔵タンク４５からの緊
急冷却水がポンプ１３によつて出口導管３１を通
り格納容器１に流入する。この冷却材水は格納容
器１内の種々の冷却系統に用いられ原子炉を溢水
する。高温になつた溢水冷却材は水溜め７に集ま
り、冷却され再循環されねばならない。水溜め７
に集まつた冷却材水は入口導管１７を経て弁２７
によりポンプ１３に向けられ、該ポンプ１３から
圧送されて弁３９及び出口導管３１を通り、格納
容器１に戻る。格納容器１内の図示しない熱交換
器は再循環した水を冷却しそれを原子炉の溢水の
際における再使用のため流すように使用される。
格納容器１の内部と囲い９の内部との間で入口導
管１７又は出口導管３１のどちらかが破断した場
合、外側ケーシング２１及び３５には水が入り、
再循環には影響が及ばない。入口導管１７が囲い
９内、即ちポンプ１３の吸込み側で損傷すると、
囲いは単に水で満たされるだけであり、格納容器
と同じ約2.8〜4.2Kg／cm²の圧力になり、ポンプを
通る水の再循環は依然として続くが、囲いの外側
の環境は保護される。囲い９の内側の位置で出口
導管３１が損傷すると、囲いは水で満たされ、ポ
ンプ作用により圧力が上がつて、破裂デイスク２
９に破裂を生ぜしめる圧力になる。破裂デイスク
２９が破断すると、囲い内の冷却材は囲い内の入
口導管１７に戻り、ポンプが停止するまで囲い内
に冷却材の閉じた再循環ループができる。一般的
には、約７〜10.5Kg／cm²の圧力で破断する破裂デ
イスクが好適である。ポンプが停止すると、複数
のポンプの内の別のポンプが冷却材の再循環のた
めに使用され、損傷した導管からの囲い９内の冷
却材流体は環境に対して封止される。

入口導管１７又は出口導管３１の損傷、或はポ
ンプの損傷の場合でさえも、流体は何等環境に放
出されず、作業員が直接に処置を取つたり、自動
的な処置を取つたりすることを必要としない。

第２図に示した実施例においては、燃料交換及
び緊急用の冷却水源は格納容器１内にある。図示
のように、弁２７及び破裂デイスク２９を有する
入口導管１７並びに弁３９を有する出口導管３１
と同様に、ポンプ１３は囲い９内に入つている。
金属製囲い９はコンクリートその他の外側覆い５
５内に入るものとして図示されており、ポンプ１
３のモータ１５は囲い９の外側に配設され、シー
ル５７が設けられている。外側覆い５５はポンプ
モータ１５への接近のためマンホール５９を有す
る。水源６１は格納容器１内に設けられており、
入口導管１７が符号６３で示すようにこの水源と
連絡している。水は格納容器内のバリヤー６５間
に格納容器の床レベル以下に入つており、水の上
にカバー６７が設けられている。バツフル６９は
水の流れを制御すると共に、もし存在すれば固体
物を沈降させるために使用する。格納容器の床に
は水溜め７１がバリヤー６５及び凹部７３によつ
て形成されている。バリヤー６５の上壁部７５
は、図示のように、格納容器１の床３より下方に
ある。液面指示器７７を使用して水６１のレベル
を監視することができる。

本発明のこの実施例は、緊急冷却水源が格納容
器１内の水６１である点を除いて、第１図の実施
例と同様の方法で動作する。冷却材の喪失事故の
場合、溢水が格納容器１内の原子炉に注入される
とき、注入水は水溜め７１内にドレンされ、その
レベルがバリヤー６５の上壁部７５に達すると、
水はバツフル６９を越えて流れ、入口導管１７、
ポンプ１３及び出口導管３１を通つて格納容器内
に配設された熱交換器に再循環し、原子炉の炉心
を更に冷却するため再使用される。

第３図及び第４図に示された実施例において
は、囲いは燃料交換及び緊急水の貯蔵タンクとし
ても機能する。図示のように、囲い９はコンクリ
ート製その他のパツド８１上に乗つた水平横置き
の円筒形囲いであり、パツド８１は垂下する縦部
分８３を有しその中にポンプ１３の下方部分が入
つている。囲い９の大きさは、緊急及び燃料交換
用の水８５の容器として機能できるようなもので
ある。入口導管１７は囲い９内に破裂デイスク２
９及び弁２７を有し、出口導管３１は囲い内に弁
３９を有する。格納容器１内の水溜め７からの注
入水は移動して囲い内に入り、格納容器１内の熱
交換器に戻される。ポンプ１３は、入口導管１７
内に直接の結合部を有するというよりも、貯蔵さ
れた水８５の水面下に入口１９を有し、入口導管
１７は注入水をポンプ１３の入口１９から離れた
位置で囲い内に弁２７を介して放出する。入口導
管１７には格納容器１内で別の弁８７が設けられ
ていて、囲い９内の弁２７が損傷した場合の後備
遮断弁として機能している。

第５図及び第６図に示された更に別の実施例に
おいては、囲い９は、ポンプ及び循環導管を含む
他に、熱交換ユニツトを含んでいる。図示のよう
に、囲い９は分割壁９５によつて二つの部分９１
及び９３に分割されている。注入水は、格納容器
１の水溜め７から外側ケーシング２１内に囲まれ
た入口導管１７を通り、囲い９の部分９１内のポ
ンプ１３に指向される。ポンプ１３は竪型ポンプ
として図示されているが横型でもよい。入口導管
１７は破裂デイスク２９及び逆止弁９７も含む。
ポンプ１３はモータ１５によつて駆動され、再循
環配管を囲い９の部分９３内に入れた状態で、水
を、分割壁９５を貫通する接続導管９９を介して
熱交換ユニツト１０１に指向させる。接続導管９
９は、所望ならばそこを通る流れを遮断できるよ
うに、弁１０３を含む。再循環水を冷却する熱交
換器１０１からの水は、囲い９の部分９３の内部
と格納容器１の内部との間で外側ケーシング３５
によつて囲まれた、弁３９を含む出口導管３１内
を流れる。緊急冷却水源は囲い９の外側にあるも
のとして示してあるが、格納容器内でもよく、こ
の水の流れは管４７及び弁５３を介して入口４９
に行き、ここからポンプ１３の入口１９に流入す
る。

この実施例においては、原子炉の炉心の通常の
クールダウン又は燃料交換中、冷却水を冷却し循
環させるため、囲い９内のポンプ１３及び熱交換
器１０１を使用するための用意がなされている。
封止フランジ１０９を有する外側ケーシング１０
７内に入つている残留熱除去用の入口導管１０５
は、格納容器１の側壁５及び囲い９の壁２５を貫
通する。この残留熱除去用入口導管１０５は弁１
１１を有すると共に、囲い９の第１部分９１内の
入口導管１７と連絡している。囲い９の第２部分
９３にある出口導管３１は残留熱除去用出口導管
１１３と連絡しており、弁１１５を有する該出口
導管１１３は、囲い９の内部と格納容器１の内部
との間に封止用フランジ１１９を有する外側ケー
シング１１７内に入つている。

第７図に略示したように、熱交換ユニツト１０
１は囲い９の第２部分９３内に配設された接続導
管９９及び出口導管３１を有する。支持及び封止
装置１２１が熱交換器１０１と囲い９の頂壁との
間の接続部を封止する。熱交換器１０１において
冷却され、そして出口導管３１を貫流する循環水
から間接的に熱を除去する二次的冷却材水は管１
２３から入つて、管１２５から出る。 上述した
残留熱除去系統は次ぎのようにして使用する。例
えば通常の停止又は燃料交換のため、原子炉を二
次冷却系統によつて達成される温度以下原子炉の
炉心を冷却すべきときには、原子炉の炉心からの
水を残留熱除去用入口導管１０５に送る。その後
水は弁１１１を通つて入口導管１７に入りポンプ
１３に行き、入口１９を通つてポンプに行く。ポ
ンプ１３は水を接続導管９９及び弁１０３を介し
て熱交換ユニツト１０１に送る。熱交換ユニツト
１０１において冷却後の水は、出口導管３１を貫
流する。弁３９が閉位置にあり、弁１１５が開位
置にあれば、冷却された残留熱除去水は、残留熱
除去用出口導管１１３を通つて原子炉の炉心に戻
り、更に再循環する。上述した配列は緊急冷却材
系統及び残留熱除去系統の双方が囲い９内に入り
環境に対して封止されるようにする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、格納容器の側壁の近くに緊急冷却材
循環用のポンプ装置を有する囲いと、格納容器及
び囲いの双方の外側にある緊急水貯蔵タンクとを
示す概略図、第２図は、緊急水貯蔵タンクが格納
容器内に配設されている別の実施例の第１図に類
似する概略図、第３図は、緊急水貯蔵タンクが囲
い内に配設されている更に別の実施例の概略断面
図、第４図は第３図の−線断面図、第５図
は、再循環緊急冷却水の熱交換器が部分的に囲い
内に配設されている他の実施例の概略平面図、第
６図は第５図の−線断面図、第７図は第５図
に示した熱交換器の概略図である。 １……格納容器、５……格納容器の壁、７……
水溜め（緊急冷却水貯蔵部）、９……囲い、１１
……囲いの内部、１３……ポンプ装置、１７……
入口導管、２１……外側入口ケーシング、２９…
…破裂デイスク、３１……出口導管、３５……外
側出口ケーシング、４５……緊急冷却水貯蔵タン
ク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 緊急冷却水を供給する緊急冷却水貯蔵タンク
   と、格納容器の外部に配設され、主冷却材喪失事
   故の場合に使用して、冷却材としての緊急水を前
   記格納容器の壁を通して引き出し該格納容器の壁
   を通して戻すと共に、原子炉炉心の冷却材として
   使用する前に熱交換器に貫流させる手段とを有す
   る加圧水型原子炉装置において、前記格納容器の
   壁近くでその外側に配設される囲いと、外側入口
   ケーシング内に囲まれ、前記格納容器の内部及び
   前記囲いの内部を連絡すると共に、緊急冷却水貯
   蔵部に接続される入口導管と、外側出口ケーシン
   グを貫き、前記囲いから前記格納容器内へ延びる
   出口導管と、前記緊急冷却水貯蔵タンクからの冷
   却材を、前記出口導管を介して前記格納容器の内
   部にポンプ送りする前記囲い内のポンプ装置とを
   備えていて、該ポンプ装置は、前記囲い外から取
   り出し交換可能であり、また、所定強度を有する
   前記囲いが、前記ポンプ装置と前記入口導管及び
   出口導管とを前記格納容器の外部において取り囲
   んで封止すると共に、前記入口導管が、前記囲い
   の前記所定強度より小さい強度を有する破裂デイ
   スクを備えていて、前記囲い内の前記出口導管の
   破損と、その結果生じる前記囲い内の圧力上昇の
   際に、前記破裂デイスクが破裂して、冷却材が前
   記囲いから前記入口導管に戻るのを許容し、前記
   囲いの破裂を防止するように構成したことを特徴
   とする加圧水型原子炉装置。