JPH04290994A

JPH04290994A - 原子炉格納容器

Info

Publication number: JPH04290994A
Application number: JP3056300A
Authority: JP
Inventors: Toru Fukui; 徹福井; Michio Murase; 道雄村瀬; Yoshiyuki Kataoka; 良之片岡; Masataka Hidaka; 政隆日高; Isao Sumida; 勲隅田; Kenji Tominaga; 富永　研司
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1992-10-15
Anticipated expiration: 2013-01-21
Also published as: JP2701564B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は原子炉格納容器内の事故
時の圧力上昇を抑制する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子炉格納容器は、特開昭６３−７５５
９４　号公報に開示されているように、炉心を内蔵した
原子炉圧力容器が配備される空間であるドライウエルと
圧力抑制室とを包含している。その圧力抑制室はプール
水を内蔵し、そのプール水領域である圧力抑制プールと
その上方の空間であるウエットウエルとから成り、ドラ
イウエルがベント管によりプール水中に連通されている
。この圧力抑制室は外周囲が外周プールに囲われている
。

【０００３】この様な原子炉格納容器において、炉心で
加熱されて高温高圧蒸気と成った原子炉圧力容器内の冷
却材は原子炉圧力容器から原子炉格納容器外へ配管を通
して供給されるが、その配管の途中で破断が生じると、
高温高圧蒸気がドライウエル内に漏出（冷却材喪失の事
故）して充満し、ドライウエル内に充満されていた窒素
を同伴してベント管経由で圧力抑制プール水中に放出さ
れ、ここで蒸気は凝縮され、窒素は不凝縮性気体として
ウエットウエル内に蓄積される。この凝縮により圧力抑
制プール水の水温は高まり、外周プール水水温との間で
温度差を生じる。圧力抑制室と外周プールとの間の格納
容器壁は伝熱性のよい鋼製壁であるから、前述の温度差
を生じると、圧力抑制プール水が保有する熱は原子炉格
納容器の壁を通して外周プール水に移行する。この様に
、事故時に原子炉格納容器内の熱を他の動的機器を使用
せずに原子炉格納容器外に排出して原子炉格納容器内の
圧力を抑制し、もって原子炉格納容器の健全性を確実な
ものとする。

【０００４】又、動的機器を用いないで自然に原子炉格
納容器からの放熱を促すものは、自然放熱型格納容器と
呼ばれ、動的機器を用いないので信頼性が良い。

【０００５】この様に、原子炉の安全設計で想定するこ
とになっている冷却材喪失の事故時に圧力抑制機能を有
する原子炉格納容器にあって、格納容器外周部に冷却水
プールを備えた自然放熱型格納容器は、圧力抑制室から
格納容器壁を介して外周プールへ熱を伝え格納容器を冷
却し、格納容器の圧力上昇を抑制する。この自然放熱型
格納容器を相対的に出力が大きいプラントに適用する場
合、事故時に炉心から格納容器内に放出される崩壊熱が
出力に比例して増大する結果、格納容器外への放熱量も
増大させる必要がある。

【０００６】自然放熱型格納容器からの放熱量を増大す
る方法としては、圧力抑制室から外周プールへの伝熱面
積を増大させる方法がある。

【０００７】原子炉格納容器壁を伝熱面として用いる場
合、格納容器径を大きくする方法と、ベント管水深を深
くして伝熱に有効な領域を高さ方向に拡げる方法によっ
て、伝熱面積を拡大することができる。しかし、原子炉
格納容器径の増大は格納容器の耐圧能力の低下をもたら
し、その耐圧能力の低下による圧力抑制室の許容温度の
低下を来たし、放熱特性の減少につながり好ましくない
。また、ベント管水深を深くすると、事故後初期に大量
の蒸気が急激に圧力抑制室に流入する際に圧力抑制プー
ル水の盛り上がりが大きくなるためプール水上方の空間
を高くしたり、圧力抑制室内の構造物の強度を増大する
する必要があり好ましくない。

【０００８】格納容器径の拡大あるいはベント管水深を
深くすることなしに伝熱面積を拡大する従来技術として
、特開昭６４−９１０８９号公報及び特開平２−１８１
６９６号公報に記載のように、外周プール水を圧力抑制
室内部を通過する管により循環させ、格納容器壁を介し
ての自然放熱に加えて圧力抑制室内部を通過する管から
の放熱を利用した方法がある。

【０００９】他の従来技術として、日本原子力学会「１
９８９年秋の大会」で発表されたように、圧力抑制プー
ル内に対流促進板を設置し、圧力抑制プール下部領域に
おけるプール水の循環を促進させて、圧力抑制プール内
の温度成層化現象を緩和することにより、原子炉からの
熱を吸収するに有効な圧力抑制プール領域及び放熱のた
めの伝熱面積を上下に拡大する方法がある。

【００１０】また、圧力抑制プールだけではなくウェッ
トウエルをも格納容器壁を利用して冷却する従来技術と
しては、特開平２−２２７６９９　号に示されるように
、格納容器全体を流路で囲い、その流路に空気を流通さ
せて冷却する方法がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
圧力抑制プールからの放熱によって高温となった外周プ
ール水を循環させているため、ベント管出口より下側の
領域では、常に外周プール側の温度が先に高くなる。こ
のためその領域では外周プールから圧力抑制室に向かっ
て伝熱が起こり、ベント管出口より上方で外周プールへ
放熱した熱を下の領域で再び圧力抑制室に吸収する結果
となる。すなわち、ベント管出口より下側の領域での蓄
熱の増大は期待できるが、外周プールへの放熱面積的に
は増大ではなく減少の因子となる。また、この従来技術
では、伝熱管内の水の循環の継続性についても考慮され
ていない。水の循環は、伝熱管内と外周プール内の温度
の違いによる密度差に基づいている。伝熱管内と外周プ
ールの水は、圧力抑制室からの放熱により加熱され密度
が軽くなりプール上部に蓄積される。この蓄積は、伝熱
管と外周プールの両方で同様に起こるとともに、外周プ
ールが大気開放であることから最終的には両方の領域が
その飽和温度（１００℃）の水で満たされ、両領域に温
度差が確保できず水の循環が停止することになる。

【００１２】上記の原子力学会で発表された放熱量増大
に関する他の従来技術では、圧力抑制プール内に設置し
た対流促進板により圧力抑制プール内の水を循環させて
おり、上述の技術で考慮していなかった問題点を解消し
てベント管出口より下部の領域の活用および循環の継続
性を達成できるが、圧力抑制室と外周プール間の伝熱面
として原子炉格納容器壁のみを用いており、伝熱面積の
拡大が圧力抑制プールの高温領域の拡大量に制限される
ため、より一層の放熱量の拡大を望む場合に圧力抑制プ
ールの拡大を伴う。このことは原子炉格納容器の大型化
を伴う。

【００１３】上記の空気冷却を行う従来技術では、空気
流通による壁面での熱伝達率が、プール水中での対流熱
伝達率に比べて小さく、必要な放熱特性を達成するに大
きな伝熱面積を必要とするとともに、上述の圧力抑制プ
ールの許容温度を上昇させるという点についても考慮さ
れていない。

【００１４】これらの、従来技術による原子炉格納容器
の放熱特性を、より大出力な原子力プラントに適合すべ
く、より一層向上させるには、原子炉格納容器を大型化
して放熱面積を拡大することが考えられるが、原子炉格
納容器の大型化を伴う問題点がある。

【００１５】したがって、本発明の目的は、大型化を伴
うことを極力抑制しつつも従来の原子炉格納容器の放熱
特性を向上させより大出力の原子力プラントに適用する
に好適な放熱手段を提供することににある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１手段は、炉心を内蔵
した原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器が配備され
たドライウエルと、前記ドライウエルを収納した格納容
器と、プール水領域とドライウエル空間とから成る圧力
抑制室と、前記ドライウエルと前記プール水中とを連通
する流路とを備えた原子炉格納容器において、前記圧力
抑制室のウエットウエルに連通して他の室を備え、前記
他の室は原子炉の冷却材喪失事故時に前記プール水を包
含する室よりも低温の条件下と成る位置に配置されてい
ることを特徴とした原子炉格納容器である。

【００１７】第２手段は、第１手段において、前記圧力
抑制室を前記プール水を包含する室と他の室とに分けて
、前記他の室は原子炉の冷却材喪失事故時に前記プール
水を包含する室よりも低温の条件下と成る位置に配置さ
れていることを特徴とした原子炉格納容器である。

【００１８】第３手段は、第１又は２手段において、前
記格納容器は少なくとも圧力抑制室のプール水領域が前
記プール水と内面において接する鋼製の壁により構成さ
れ、前記鋼製の壁の外周面に接して外周プールを備えて
いることを特徴とした原子炉格納容器である。

【００１９】第４手段は、炉心を内蔵した原子炉圧力容
器と、前記原子炉圧力容器が配備されたドライウエルと
、前記ドライウエルを収納した格納容器と、プール水領
域とドライウエル空間とから成る圧力抑制室と、前記ド
ライウエルと前記プール水中とを連通する流路とを備え
た原子炉格納容器において、前記流路の前記プール水へ
の出口よりも高い位置に取水口が、同じく低い位置に排
水口が前記プール水中に開かれた循環流路を備え、前記
循環流路は少なくとも一部が前記格納容器の外側に通さ
れていることを特徴とした原子炉格納容器である。

【００２０】第５手段は、第４手段において、前記循環
流路の途中に冷却手段を備えたことを特徴とした原子炉
格納容器である。

【００２１】第６手段は、炉心を内蔵した原子炉圧力容
器と、前記原子炉圧力容器が配備されたドライウエルと
、前記ドライウエルを収納した格納容器と、プール水領
域とドライウエル空間とから成る圧力抑制室と、前記ド
ライウエルと前記プール水中とを連通する流路とを備え
た原子炉格納容器において、前記流路の前記プール水へ
の出口よりも高い位置のプール水を同じく低い位置のプ
ール水中に循環させる循環流路を備え、前記循環流路は
少なくとも一部が前記格納容器の外側に通されているこ
とを特徴とした原子炉格納容器である。

【００２２】第７手段は、第６手段において、前記循環
流路の途中に冷却手段の作用を備えたことを特徴とした
原子炉格納容器である。

【００２３】第８手段は、炉心を内蔵した原子炉圧力容
器と、前記原子炉圧力容器が配備されたドライウエルと
、前記ドライウエルを収納した格納容器と、プール水領
域とドライウエル空間とから成る圧力抑制室と、前記ド
ライウエルと前記プール水中とを連通する流路とを備え
た原子炉格納容器において、前記圧力抑制室に蒸気流体
と他の流体との分別収集手段を装備したことを特徴とし
た原子炉格納容器である。

【００２４】第９手段は、第８手段において、前記格納
容器は少なくとも圧力抑制室のプール水領域が前記プー
ル水と内面において接する鋼製の壁により構成され、前
記鋼製の壁の外周面に対する冷却手段を備えていること
を特徴とした原子炉格納容器である。

【００２５】第１０手段は、炉心を内蔵した原子炉圧力
容器と、前記原子炉圧力容器が配備されたドライウエル
と、前記ドライウエルを収納した格納容器と、プール水
領域とドライウエル空間とから成る圧力抑制室と、前記
ドライウエルと前記プール水中とを連通する流路とを備
えた原子炉格納容器において、前記プール水の水面上方
に前記プール水の蒸発抑制手段を備えたことを特徴とし
た原子炉格納容器である。

【００２６】第１１手段は、第１０手段において、前記
格納容器は少なくとも圧力抑制室のプール水領域が前記
プール水と内面において接する鋼製の壁により構成され
、前記鋼製の壁の外周面に対する冷却手段を備えている
ことを特徴とした原子炉格納容器である。

【００２７】第１２手段は、炉心を内蔵した原子炉圧力
容器が配備されたドライウエルと、圧力抑制プール水を
保有する圧力抑制室と、前記ドライウエルと前記圧力抑
制プール水中を連通するベント管と、前記圧力抑制プー
ル水に接して前記圧力抑制プール水の外周囲を囲う鋼製
の壁と、前記壁の外周面に接して冷却水を内蔵出来る外
周プールとを備えた原子炉格納容器において、前記圧力
抑制室内の圧力抑制プール上方に位置するウエットウエ
ルを、前記圧力抑制プール水の水面と接する領域とそう
でない領域に区画し、前記両領域を前記区画面よりも狭
い面積の流路で連通するとともに、圧力抑制プール水水
面に接しない領域を冷却する手段を備えたことを特徴と
した原子炉格納容器である。

【００２８】第１３手段は、第１２手段に記載の原子炉
格納容器において、圧力抑制プール水水面に接しない領
域の下部と圧力抑制プール水中を連通する流路を設けた
ことを特徴とした原子炉格納容器である。

【００２９】第１４手段は、炉心を内蔵した原子炉圧力
容器が配備されたドライウエルと、圧力抑制プール水を
保有する圧力抑制室と、前記ドライウエルと前記圧力抑
制プール水中を連通するベント管と、前記圧力抑制プー
ル水に接して前記圧力抑制プール水の外周囲を囲う鋼製
の壁と、前記壁の外周面に接して冷却水を内蔵出来る外
周プールとを備えた原子炉格納容器において、前記圧力
抑制プール水水面に、前記圧力抑制プール水よりも飽和
蒸気圧が低く、かつ密度が小さい疎水性物質の層を形成
したことを特徴とした原子炉格納容器である。

【００３０】第１５手段は、炉心を内蔵した原子炉圧力
容器が配備されたドライウエルと、圧力抑制プール水を
保有する圧力抑制室と、前記ドライウエルと前記圧力抑
制プール水中を連通するベント管と、前記圧力抑制プー
ル水に接して前記圧力抑制プール水の外周囲を囲う鋼製
の壁と、前記壁の外周面に接して冷却水を内蔵出来る外
周プールとを備えた原子炉格納容器において、前記圧力
抑制プール水水面下方にて前記ベント管の出口高さの上
下となる各位置で前記圧力抑制プール水中に開かれたそ
れぞれ少なくとも一つ以上の開口部を有し、前記上下の
各開口部を上下方向に連結して内部に前記圧力抑制プー
ル水が通る対流促進管が前記外周プール内にあることを
特徴とした原子炉格納容器である。

【００３１】第１６手段は、第１５手段において、前記
上方の開口部と前記ベント管の出口との高さの差が、前
記ベント管の出口と前記下方の開口部との高さの差より
大きいことを特徴とした原子炉格納容器である。

【００３２】第１７手段は、第１５手段又は第１６手段
において、前記外周プール内に上下に分けて夫々配備さ
れたヘッダ管と、前記上方のヘッダ管と前記下方のヘッ
ダ管とを連通する複数の伝熱管とによって前記対流促進
管を構成したことを特徴とした原子炉格納容器である。

【００３３】第１８手段は、炉心を内蔵した原子炉圧力
容器が配備されたドライウエルと、圧力抑制プール水を
保有する圧力抑制室と、前記ドライウエルと前記圧力抑
制プール水中を連通するベント管と、前記圧力抑制室の
外周囲を囲う鋼製の壁と、前記圧力抑制プール水に対応
する前記壁の外周面に接して冷却水を内蔵出来る外周プ
ールとを備えた原子炉格納容器において、前記外周プー
ルの冷却水水面よりも高い位置で前記壁に接する他の冷
却水を内蔵できるウエットウエル冷却水プールを前記外
周プールとは独立に備えることを特徴とした原子炉格納
容器である。

【００３４】第１９手段は、第１８手段に記載の原子炉
格納容器において、前記ウエットウエル冷却水プールに
対応する前記圧力抑制室内の前記壁にリング状構造物を
備えたことを特徴とした原子炉格納容器である。

【００３５】第２０手段は、第１２手段又は第１３手段
又は第１４手段において、第１５手段から第１７手段ま
でのいずれか１項に記載の対流促進管を備えたことを特
徴とした原子炉格納容器である。

【００３６】第２１手段は、第１２手段又は第１３手段
又は第１４手段において、前記鋼製の壁に沿って圧力抑
制プール水中にあり、その上端が前記ベント管の出口よ
り高い位置に、その下端がベント管の出口よりも低い位
置に成る高さ関係であり、前記上端と前記ベント管の出
口の高さの差を前記ベント管の出口と前記下端の高さの
差より大きくして配備した対流促進板を備えていること
を特徴とした原子炉格納容器である。

【００３７】第２２手段は、第１２手段又は第１３手段
又は第１４手段又は第１５手段又は第１６手段又は第１
７手段又は第２０手段又は第２１手段において、第１８
手段に記載のウエットウエル冷却水プール又は第１９手
段に記載のウエットウエル冷却水プールとリング状構造
物を備えたことを特徴とした原子炉格納容器である。第
２３手段は、プール水領域と、その領域に接する気相領
域とから成り、前記プール水領域中に蒸気の吐出口を臨
ませてある圧力抑制室において、前記気相領域に少なく
とも一部分が冷却環境下に配備された他室を前記プール
水の蒸発面積より狭い流路面積の流路を通じて連通して
あることを特徴とした圧力抑制室である。

【００３８】第２４手段は、プール水領域と、その領域
に接する気相領域とから成り、前記プール水領域中に蒸
気の吐出口を臨ませてある圧力抑制室において、前記プ
ール水の水面上方に前記プール水の蒸発抑制手段を備え
たことを特徴とした圧力抑制室である。

【００３９】第２５手段は、プール水領域と、その領域
に接する気相領域とから成り、前記プール水領域中に蒸
気の吐出口を臨ませてある圧力抑制室において、前記吐
出口よりも高い位置の前記プール水を同じく低い位置の
プール水中に循環させる循環流路を備え、前記循環流路
は少なくとも一部が前記圧力抑制室の圧力抑制機能が成
されているときの前記圧力抑制室中の前記プール水温度
よりも低温の環境下に通されていることを特徴とした圧
力抑制室である。

【００４０】第２６手段は、原子炉格納容器内の漏洩蒸
気を圧力抑制室内のプール水中に放出して凝縮し、前記
凝縮による前記プール水中の蓄熱を前記原子炉格納容器
外へ排出する方法において、前記圧力抑制室内の不凝縮
性気体と前記プール水からの蒸気との混合流体を前記不
凝縮性気体と前記プール水からの蒸気とに分別し、前記
分別後の蒸気を前記プール水を包含する区画に残存させ
、前記分別後の不凝縮気体を前記区画とは流通自在な他
の区画に収集することを特徴とした原子炉格納容器内の
圧力抑制方法である。

【００４１】第２７手段は、原子炉格納容器内の漏洩蒸
気を圧力抑制室内のプール水中に放出して凝縮し、前記
凝縮による前記プール水中の蓄熱を前記原子炉格納容器
外へ排出する方法において、前記プール水の沸騰前にお
いては前記プール水と前記圧力抑制室内気相空間との接
触を断ち、前記プール水の沸騰によって前記プール水か
ら前記圧力抑制室内気相空間への蒸気移行を行うとによ
り前記プール水の蒸発開始を圧力抑制室気相空間の蒸気
分圧の飽和温度から前記圧力抑制室気相空間の全圧力の
飽和温度に変えたことを特徴とした原子炉格納容器内の
圧力抑制方法である。

【００４２】第２８手段は、原子炉格納容器内の漏洩蒸
気を圧力抑制室内のプール水中に放出して凝縮し、前記
凝縮による前記プール水中の蓄熱を前記原子炉格納容器
外へ排出する方法において、前記圧力抑制室への前記蒸
気の放出位置の高さよりも高い位置の前記プール水の領
域と前記蒸気の放出位置の高さよりも低い位置の前記プ
ール水領域とを連通し、前記連通途中の前記プール水を
冷却して温度依存による密度を高めて前記蒸気の放出位
置の高さよりも高い位置の前記プール水の領域から前記
蒸気の放出位置の高さよりも低い位置の前記プール水領
域への循環駆動力を得ることを特徴とした原子炉格納容
器内の圧力抑制方法である。

【００４３】

【作用】第１手段の作用は、ドライウエルに漏れでた高
温高圧蒸気がドライウエル内の不凝縮性ガスとともに圧
力抑制室のプール水中に圧送されて、蒸気は凝縮され、
不凝縮性ガスはウエットウエルに溜る。蒸気が凝縮する
際にプール水に移行した熱によりプール水は蒸発してウ
エットウエルはその蒸発蒸気と不凝縮性ガスの混合流体
が存在する。他の室は比較的低温であるからその混合流
体が他の室にウエットウエルから入って来ると混合流体
中の蒸気は凝縮して液体と成り圧力は低下し、他の部屋
には蒸気のほとんど無い不凝縮性ガスの領域と成り、ウ
エットウエルは逆にほぼ蒸気だけの領域になり、格納容
器の耐圧を考慮するに比較的圧力の高いウエットウエル
の蒸気圧力を考慮すれば良い状態と成り、プール水の許
容温度を格納容器の耐圧相当の飽和蒸気温度にまで高め
ることが出来、その分だけ圧力抑制プールとその外側と
の間の温度差を大きく出来、放熱能力が高まる。

【００４４】第２手段の作用は、第１手段の作用を前記
圧力抑制室内で達成できる。

【００４５】第３手段の作用は、第１又は２手段の作用
において、圧力抑制室のプール水領域が伝熱性の良い鋼
製の壁を介して外周プール水に接するから圧力抑制室の
プール水領域から外周プール水への熱伝導効率が良く放
熱能力がより一層高まる。

【００４６】第４手段の作用は、ドライウエルに漏れで
た高温高圧蒸気がドライウエル内の不凝縮性ガスととも
に圧力抑制室のプール水中に流路を通って圧送されて、
蒸気は凝縮され、不凝縮性ガスはウエットウエルに溜る
。前記流路の前記プール水への出口よりも高い位置にそ
れより低い位置よりも比較的高温の状態がプール水に生
じる。比較的高温のプール水は循環流路に取水されてそ
の循環流路が外側に通されているから取水されたプール
水は冷却されて密度が高まり、自然に降下して循環流路
の排水口から圧力抑制プール水中に戻されるという循環
力を生じる。その循環により、圧力抑制プール水が動き
放熱が放熱が促進される。

【００４７】第５手段の作用は、第４手段の作用におい
て、循環流路の途中を冷却手段によりよりよく冷却でき
るので放熱作用がよりよく成される。

【００４８】第６手段は、プール水への蒸気の出口より
も高い位置のプール水を格納容器の外側を経由して同じ
く低い位置のプール水中に循環させることにより、第４
手段と同等の作用が得られる。

【００４９】第７手段は、第６手段において、前記循環
流路の途中を冷却手段で良く冷却して放熱量を増大し、
第５手段と同等の作用が得られる。

【００５０】第８手段の作用は、ドライウエルに漏れで
た高温高圧蒸気がドライウエル内の不凝縮性ガスととも
に圧力抑制室のプール水中に圧送されて、蒸気は凝縮さ
れ、不凝縮性ガスはウエットウエルに溜る。蒸気が凝縮
する際にプール水に移行した熱によりプール水は蒸発し
てウエットウエルはその蒸発蒸気と不凝縮性ガスの混合
流体が存在する。前記混合流体は蒸気流体と他の流体と
に分別収集されて格納容器の耐圧上蒸気圧力だけを考慮
すれば良い状況を作り、圧力抑制プール水の許容温度を
格納容器耐圧の飽和蒸気温度に高め得る作用を得られる
。このために圧力抑制プールと外側との温度差を大きく
して放熱効果を向上出来る。

【００５１】第９手段の作用は、第８手段の作用におい
て、圧力抑制プールが伝熱性の良い鋼製の壁を介して冷
却手段に冷却されるから温度差がより大きくなり、放熱
効果がより一層良くなる。

【００５２】第１０手段の作用は、ドライウエルに漏れ
でた高温高圧蒸気がドライウエル内の不凝縮性ガスとと
もに圧力抑制室のプール水中に圧送されて、蒸気は凝縮
され、不凝縮性ガスはウエットウエルに溜る。この凝縮
により圧力抑制プール水は昇温するものの蒸発抑制手段
により蒸発が抑制されるから、従来はウエットウエルの
蒸気分圧の飽和温度から始まるプール水の蒸発を、ウエ
ットウエルの全圧力の飽和温度から始まる。このために
、同じウエットウエル圧力下においても、圧力抑制プー
ル水温度をより高い温度で存在させることが出来る。このために、圧力抑制プールと原子炉格納容器外との温
度差を大きくして放熱効果を向上できる。第１１手段の
作用は、第１０手段の作用において、圧力抑制プールが
伝熱性の良い鋼製の壁を介して冷却手段に冷却されるか
ら温度差がより大きくなり、放熱効果がより一層良くな
る。

【００５３】第１２手段の作用は、ドライウエルに漏れ
でた高温高圧蒸気がドライウエル内の不凝縮性ガスとと
もに圧力抑制室のプール水中に圧送されて、蒸気は凝縮
され、不凝縮性ガスはウエットウエルに溜る。蒸気が凝
縮する際にプール水に移行した熱によりプール水は蒸発
してプール水に面した領域はその蒸発蒸気と不凝縮性ガ
スの混合流体が存在する。他の領域は比較的低温である
からその混合流体が他の領域に入って来ると混合流体中
の蒸気は凝縮して液体と成り圧力は低下し、他の部屋に
は蒸気のほとんど無い不凝縮性ガスの領域と成り、プー
ル水に面した領域は逆にほぼ蒸気だけの領域になり、格
納容器の耐圧を考慮するに比較的圧力の高いウエットウ
エルの蒸気圧力を考慮すれば良い状態と成り、プール水
の許容温度を格納容器の耐圧相当の飽和蒸気温度にまで
高めることが出来、その分だけ圧力抑制プールとその外
側との間の温度差を大きく出来、放熱能力が高まる。そ
して、両領域間は狭い流路で連通されているから、他の
領域への混合流体の侵入は徐々に行われて混合流体中の
蒸気に対する凝縮が間に合わなくなることを抑制でき、
確実に不凝縮性ガスと蒸気との分別収集が可能となる。

【００５４】第１３手段の作用は、第１２手段の作用を
、圧力抑制プール水水面に接しない領域から圧力抑制プ
ール水中へ凝縮した流体を戻して不凝縮性ガスの充満度
合いを高めて確実に成すようにできる。

【００５５】第１４手段の作用は、ドライウエルに漏れ
でた高温高圧蒸気がドライウエル内の不凝縮性ガスとと
もに圧力抑制室のプール水中に圧送されて、蒸気は凝縮
され、不凝縮性ガスはウエットウエルに溜る。この凝縮
により圧力抑制プール水は昇温するものの蒸発が、プー
ル水面に浮遊した疎水性物質の層が水よりも飽和蒸気圧
が低いので、抑制されるから、従来はウエットウエルの
蒸気分圧の飽和温度から始まるプール水の蒸発を、ウエ
ットウエルの全圧力の飽和温度から始まる。このために
、同じウエットウエル圧力下においても、圧力抑制プー
ル水温度をより高い温度で存在させることが出来る。このために、圧力抑制プールと原子炉格納容器外との温
度差を大きくして放熱効果を向上できる。

【００５６】第１５手段の作用は、ドライウエルに漏れ
でた高温高圧蒸気がドライウエル内の不凝縮性ガスとと
もに圧力抑制室のプール水中に圧送されて、蒸気は凝縮
され、不凝縮性ガスはウエットウエルに溜る。この凝縮
により圧力抑制プール水は昇温してベント管出口よりも
上層に溜る。その高温のプール水は対流促進管を通って
外周プールにより冷却され、その冷却により対流促進管
ないのプール水の密度が大きくなり、下方降下してベン
ト管出口よりも下層の圧力抑制プール内に戻るという循
環流が生じる。この様な循環により冷却が促進されて、
放熱効果が上がる。

【００５７】第１６手段の作用は、第１５手段の作用に
おいて、対流促進管の上方の開口部とベント管の出口と
の高さの差を、ベント管の出口と対流促進管の下方の開
口部との高さの差より大きいから、循環が維持できる密
度差が長期に確実に維持できる作用が得られる。

【００５８】第１７手段の作用は、第１５手段の作用又
は第１６手段の作用において、圧力抑制プール水が、上
方のヘッダ管から複数の伝熱管に分流して再度下方のヘ
ッダ管に合流させられるから、放熱面積が広い割には格
納容器を貫通する流路が少なくてすみ、格納容器の健全
性と放熱の向上とを両立できる。

【００５９】第１８手段の作用は、ドライウエルに漏れ
でた高温高圧蒸気がドライウエル内の不凝縮性ガスとと
もに圧力抑制室のプール水中に圧送されて、蒸気は凝縮
され、不凝縮性ガスはウエットウエルに溜る。この凝縮
により圧力抑制プール水は昇温して蒸発し、ウエットウ
エルに蒸気も溜る。この蒸気はウエットウエル冷却水プ
ールにより冷却されて凝縮される。又外周プールにより
圧力抑制プールは冷却される。これら両者の冷却により
、格納容器内の圧力が抑制される。ウエットウエル冷却
水プールは外周プールとは独立しているから、ウエット
ウエル冷却水プールのプール水の水頭が外周プールのプ
ール水の水頭と累積して格納容器の同一個所に加わるこ
とが無いから、水冷による冷却効果の良さを維持しなが
らも、格納容器の健全性を維持できる。

【００６０】第１９手段の作用は、第１８手段の作用に
記載の原子炉格納容器において、ウエットウエル冷却水
プールに対応する圧力抑制室内の壁をリング状構造物で
補強してより一層の格納容器の健全性を達成できるし、
そのリング状構造物が凝縮面積を拡大するので冷却効果
がより高まる。

【００６１】第２０手段の作用は、第１２手段の作用又
は第１３手段の作用又は第１４手段の作用において、第
１５手段の作用から第１７手段の作用までのいずれか１
手段の作用を重畳させて放熱効果を向上できる。

【００６２】第２１手段の作用は、第１２手段の作用又
は第１３手段の作用又は第１４手段の作用において、対
流促進板でプール水の対流領域を拡大して鋼製の壁から
の放熱を向上させ、放熱作用の向上が成される。

【００６３】第２２手段の作用は、第１２手段の作用又
は第１３手段の作用又は第１４手段又は第１５手段の作
用又は第１６手段の作用又は第１７手段の作用又は第２
０手段の作用又は第２１手段の作用において、ウエット
ウエル冷却水プールでウエットウエルも水冷して冷却効
果を高めるとともに水冷によるプール水の荷重分布を外
周プールとは分散して格納容器の健全性を維持する作用
が加わる、又はそれに加えて、リング状構造物で格納容
器を補強してより健全性を高め、さらにはリング状構造
物が凝縮面を広げる作用を成して冷却効果をより高める
作用が加わる。第２３手段の作用は、プール水領域に蒸
気が吐出されると、蒸気は凝縮されてプール水が昇温し
、プール水が蒸発して気相領域に立ちこめて冷却環境下
の他室にも狭い流路を通って徐々に入る。この他室では
気相領域よりも低温であるから、蒸気は凝縮されて不凝
縮性ガスが充満し、気相領域は蒸気で充満する。この様
にして不凝縮性ガスと蒸気とを分別して収集し、プール
水の許容温度を圧力抑制室の耐圧の飽和蒸気温度とする
ことにより、プールとその外側との温度差を大きくして
外側への放熱量を大きく出来る。

【００６４】第２４手段の作用は、プール水領域に蒸気
が吐出されると、蒸気は凝縮されてプール水が昇温し、
蒸発しようとするがその蒸発は蒸発抑制手段により抑制
され、従来気相の蒸気分圧の飽和温度から始まる蒸発を
、気相の全圧力の飽和温度から始まるように変更できる
ので、同じ圧力下においてもプール水温度をより高い温
度で存在できるように出来る。このために、プールとそ
の外側との温度差を大きくして外側への放熱量を大きく
出来る。

【００６５】第２５手段の作用は、プール水領域に蒸気
が吐出されると、蒸気は凝縮されてプール水が昇温し、
昇温した上層のプール水が循環流路で低温の環境にとお
されて放熱され密度が大きくなって降下し、低い位置の
低温のプール水中に循環する作用を成し、圧力抑制室か
ら外部低温環境下への放熱が成される。

【００６６】第２６の手段によれば、冷却材喪失事故に
よる圧力抑制室内の不凝縮性気体とプール水からの蒸気
との混合流体を前記不凝縮性気体と前記プール水からの
蒸気とに分別してプール水許容温度を格納容器耐圧の飽
和蒸気温度とし、プール水温度と格納容器外温度との差
を大きくする作用が得られる。その大きな温度差により
放熱効果が向上する。

【００６７】第２７の手段によれば、冷却喪失事故によ
り昇温したプール水から気相空間への蒸発作用を抑制し
て、プール水の蒸発を気相の全圧力の飽和温度から始ま
るようにし、プール水を高い温度に存在させる。このこ
とにより、プール水温度と格納容器外温度との差を大き
くする作用が得られる。その大きな温度差により放熱効
果が向上する。

【００６８】第２８の手段によれば、冷却喪失事故によ
り昇温した上層のプール水と下層のプール水中を連通す
る流路内のプール水が冷却されて密度が高められ、降下
することにより循環力が得られ、昇温した上層のプール
水が下層のプール水中へ循環し、プール水中の温度の均
等化を成し、プール水中での蓄熱領域の拡大と放熱効率
の高い領域の拡大とが成される。そのプール水は循環途
中においても冷却されるから循環途中の放熱も有って、
全体として放熱効果が良くなる。

【００６９】

【実施例】原子炉格納容器の圧力抑制室の許容温度は、
次のように定まる。原子炉格納容器の圧力バウダリーで
ある容器壁に接するウエットウエルの圧力はウエットウ
エル内の不凝縮気体分圧と蒸気分圧の和である。事故時
における不凝縮性気体分圧の最高値は通常運転時に原子
炉格納容器内にある全ての不凝縮性気体がウエットウエ
ルに蓄積されるので原子炉格納容器の全気相体積とウエ
ットウエル体積の比から定まるものである。また、蒸気
分圧は圧力抑制プール表面温度の飽和蒸気圧として定ま
る。事故時において、この両圧力の和であるウエットウ
エルの圧力が容器の耐圧以下となるように、すなわち蒸
気分圧が容器の耐圧と不凝縮性気体分圧の差の圧力以下
となるように、圧力抑制プール温度を制限する必要が有
り、これが許容温度になる。

【００７０】本発明の基本的実施例は大きく分けて四例
である。

【００７１】第１の基本的実施例では、以下の動作によ
り圧力抑制室の許容温度を上昇させて外周囲との温度差
を大きくし、大きな温度差により大量の熱を外周囲に放
熱作用を得る。即ち、事故時に原子炉格納容器のドライ
ウエルの不凝縮性気体は原子炉容器から放出される蒸気
に押し出されかつ同伴されてベント管から圧力抑制プー
ルに流入する。この時不凝縮性気体は、まず圧力抑制プ
ール表面に接する空間（以下第１空間と称する）に蓄積
しその領域の圧力を上昇させた後、圧力差に基づいて、
区画された別の空間（以下第２空間と称する）に流入す
る。その後、ベント管を通して圧力抑制プールに蒸気が
流入しプール中で凝縮する結果、圧力抑制プールの水温
が上昇し、第１空間の蒸気分圧が上昇し全圧力も上昇す
る。第１空間内では気相の循環・混合が制限されていな
いので、不凝縮性気体と蒸気が均一に混合される。この
気相は第２空間との圧力差により、第１空間から第２空
間に流入する。第２空間は冷却されており、前記の作用
により不凝縮性気体を伴って流入してきた蒸気の一部あ
るいは全部を凝縮する結果、第２空間の圧力は、第１空
間の圧力より低くなる。これにより、再び第１空間から
不凝縮性気体を伴った蒸気が第２空間に流入する。この
動作が繰り返されることによって、ウエットウエル内の
不凝縮性気体は全て第２空間に蓄積される。第２空間か
ら第１空間への気相の戻りは制限されているため、第１
空間は、蒸気のみが満たされ該空間の圧力としては、蒸
気圧力だけを考慮すれば良い状態になる。この時第２空
間で必要とされる冷却量は、両空間をつなぐ流路を通っ
て流入する蒸気を第１空間での温度より低くするための
量であり、大きな量を必要としない。また、ウエットウ
エルを区画する方法は、上下方向に区画するなどにより
、原子炉格納容器の大きさに影響を与えることはない。以上の動作の結果、圧力抑制プールの許容温度としては
、容器耐圧の飽和蒸気温度とする作用を得る。これによ
り、原子炉格納容器壁の板厚を変えること無く同一の圧
力容器耐圧条件下で、許容される圧力抑制プール水温を
上昇させることができ、ひいては圧力抑制プールと外周
プール間の温度差を増大し、放熱特性を向上させる作用
を得る。この結果、原子炉格納容器形状が同じであって
もより大出力のプラントに適用が可能となる。

【００７２】第２の基本的実施例では、以下の動作によ
り圧力抑制室の温度を上昇させて外周囲との温度差を大
きくし、大きな温度差により大量の熱を外周囲に放熱作
用を得る。即ち、圧力抑制プール表面に、例えばシリコ
ンオイルやスピンドルオイルのような、飽和蒸気圧が低
く、水より密度が小さい疎水性物質の層を形成させると
、疎水性物質の層でプール水とウエットウエルは隔離さ
れた状態になる。疎水性物質の温度は圧力抑制プール表
面の水温に等しくなるが、飽和蒸気圧が低いため温度上
昇によるウエットウエルの圧力増加は小さい。その内、
圧力抑制プールの温度が上昇し、ウエットウエルの圧力
が低く保たれているので、圧力抑制プールの水が沸騰を
始める。圧力抑制プールの沸騰で発生した蒸気は表面の
疎水性物質の層を通過しウエットウエルに流入し圧力を
上昇させる。ただし、ウエットウエルはプール表面とは
隔離されているため湿度が低く過熱蒸気（温度が蒸気分
圧に対する飽和温度より高い）の状態となる。そして、
ウエットウエルの全圧力（不凝縮性気体分圧と蒸気分圧
の和）が圧力抑制プールの水温の飽和圧力になると圧力
抑制プールの沸騰が停止する。この現象が繰り返される
わけである。すなわち、プール表面に疎水性物質の層を
形成させたことにより、従来はウエットウエルの蒸気分
圧の飽和温度からはじまるプール水の蒸発を、ウエット
ウエルの全圧力の飽和温度から始まるようにすることが
できる。言い替えれば、同じウエットウエル圧力下にお
いても、圧力抑制プール水温度をより高い温度で存在で
きるようにすることができる。ウエットウエルを冷却し
た場合、前述の手段においてウエットウエルを区画する
構造壁の部分を疎水性物質によって代用していると考え
ることもできる。以上の理由により本手段では、ウエッ
トウエル内の許容される蒸気分圧が同じ（容器の耐圧が
同じ）でも許容される圧力抑制プール水温を上昇させる
ことができ、ひいては圧力抑制プールと外周プール間の
温度差を増大し、放熱特性を向上させる作用を得る。こ
の結果、原子炉格納容器形状が同じであってもより大出
力のプラントに適用が可能となる。

【００７３】第３の基本的実施例では、以下の動作によ
り原子炉格納容器からの放熱量を大きくしている。即ち
、冷却材喪失時に圧力容器からドライウエルへ放出され
た蒸気は、ベント管を通して圧力抑制プール内に導かれ
プール水中で凝縮する。これにより、ベント管出口より
も上部の圧力抑制プール水温が上昇し、ベント管出口に
おける蒸気凝縮による加熱で形成されるプール内の対流
によって、該領域の温度は一様な高温状態となる。一方
この時点では、ベント管出口より下部のプール水温は上
昇せず、ベント管出口の高さに温度成層が形成される。この時、本手段の対流促進管の上下端間における圧力抑
制プールと対流促進管の密度状態を考えてみる。ベント
管出口より上方の圧力抑制プールは相対的に高温であり
密度は小さく、対流促進管側は相対的に低温で密度が大
きい状態である。この結果、考慮している区間の下端に
おける水頭（密度と高さの積：ρｇｈ）は、対流促進管
側が大きいため対流促進管内を流下して圧力抑制プール
内に流入する循環が形成される。これにより、圧力抑制
プール上方の高温水が対流促進管の上部に流入するが、
対流促進管はより低温の外周プール中に浸されているた
め管壁を通して放熱が起こり、徐々に低温となって対流
促進管内を流下する。この作用により、ベント管出口よ
り上方では常に対流促進管側の密度ひいては水頭が大き
い状態が維持され、対流促進管を下向きに流れる循環の
駆動力が形成されている。一方ベント管出口より下側の
区間では、循環により対流促進管側がまづ高温となるた
め上記の循環の駆動力を打ち消す方向の密度（水頭）状
態となるが、対流促進管の下端の位置を適正に設定する
（すなわち、対流促進管の下端の位置を上方で形成され
た下向きの駆動力を完全に打ち消すことがない位置とす
る）ことにより対流促進管を下向きに流れる循環を維持
しつつ、かつベント管出口より下側の領域に相対的に高
温の水を流入させることができる。この作用でベント管
出口より下の領域に流入した温水が該領域の水温を上昇
させ、このことがベント管出口より下側の領域において
形成される循環の駆動力を打ち消す方向の密度（水頭）
状態を解消し、循環を促進させる。以上の作用の繰返し
により、ベント管出口より下側の領域の水温も継続的に
上昇させる作用を得る。この時、ベント管出口より下方
の領域の水温は、対流促進管下端から流入する水温にほ
ぼ等しくなるので、外周プール水温より低くなることは
ない。これにより、圧力抑制プールのベント管出口より
下方の低温領域に相対的に高温のプール水を恒常的に循
環させ、炉心からの熱を吸収する領域を増大させるとと
もに、外周プールへの放熱に関する伝熱面積を高温とな
る圧力抑制プール領域に対応した原子炉格納容器壁だけ
ではなく対流促進管壁も伝熱面として利用できる。対流
促進管は、常識的に原子炉格納容器直径より小さいので
、原子炉格納容器耐圧に影響を与えることなく任意に設
置することができるので、原子炉格納容器寸法・原子炉
格納容器耐圧を変更することなく伝熱面積を増大させる
ことができ、ひいては放熱量を増大させる作用を得る。この結果、原子炉格納容器の主要寸法などが同じであっ
てもより大出力のプラントに適用が可能となる。

【００７４】第４の基本的実施例では、以下の動作によ
り原子炉格納容器からの放熱量を大きくしている。即ち
、原子炉格納容器外周に冷却水プールを備えた自然放熱
型原子炉格納容器において、圧力抑制室のプール水領域
だけでなくウエットウエル領域にも熱的に接するように
外周プールの水位を高くすれば、ウエットウエルを冷却
することができる。しかし、通常時に原子炉格納容器内
が常圧の場合には、原子炉格納容器の外周プールと接す
る領域に圧力抑制プールと外周プールの水位差に相当す
る圧力がかかる。そこで、原子炉格納容器の外周部に圧
力抑制室のプール水領域に熱的に接する外周プールとウ
エットウエル領域に熱的に接するウエットウエル冷却水
プールを独立に備えることにより、原子炉格納容器にか
かるプールの水頭圧を低減しつつ広い範囲を水冷による
冷却を成し、放熱を促進する。

【００７５】以上の基本的な実施例は、実施上互いに干
渉することがないので、それぞれを組合せて使用するこ
とができる。この場合、それぞれの効果が重畳され、そ
れぞれの手段を単独で用いた場合よりも効果を大きくす
ることができる。

【００７６】以下に具体的な各実施例につき図面に基づ
き説明する。

【００７７】第１の基本的実施例を図１により説明する
。本実施例は、本発明を直径３４ｍの鋼製原子炉格納容
器に適用した例である。ここで原子炉格納容器直径を３
４ｍとしたのは、これだけの寸法があれば、電気出力６
００ＭＷ級から１５００ＭＷ級のプラントについては原
子炉容器，配管系および運転に必要な主要機器を、配置
上の観点からは標準的に収容できることによる。なお、
以下で述べる他の実施例も、同じ直径の格納容器を対象
としている。対象とする格納容器は、炉心１を内包する
原子炉圧力容器２、原子炉圧力容器２の外周に設置され
た圧力抑制プール５とその上部の気相空間ウエットウエ
ル６から成る圧力抑制室４、ドライウエル３と圧力抑制
プール５を連結するベント管７、鋼製の原子炉格納容器
壁８に接し前記圧力抑制プール５の外側に設置された外
周プール９から構成されている。その他の構成要素とし
ては、原子炉容器２より上部に位置し逆止弁２８を介し
て原子炉容器２と連結された蓄圧注水タンク２５と重力
落下水タンク２６、ならびに圧力抑制プール５と原子炉
容器２を逆止弁を介して連結する冠水系２７がある。本
実施例の特徴となる構成要素は、次のものである。前記
ウエットウエル６は、区画壁６３により圧力抑制プール
表面に接する第１空間６１とそうでない第２空間６２に
区画され、両空間は区画壁６３を貫通する配管６４で連
通してあるとともに、第２空間の底部と圧力抑制プール
水中をつなぐ配管６５が設けられている。また、ウエッ
トウエルの第２空間の位置にある鋼製格納容器壁８の外
側には、下部から空気を吸い込み建屋の上部から排出す
る空気流路６６が設けられている。この圧力抑制室部分
の拡大図を図２に示す。図１および図２により、本実施
例の動作を説明する。原子炉の安全設計で想定する冷却
材喪失事故時には、原子炉圧力容器２内の冷却材は高温
高圧の蒸気としてドライウエル３へ流出する。炉心１に
は制御棒（図示せず）が挿入され核***反応が停止する
が、炉心ではその後も長期に渡り崩壊熱が発生する。こ
の時、原子炉容器２の圧力低下に従い、蓄圧注水タンク
２５、重力落下水タンク２６および冠水系２７から圧力
差，重力差で冷却水が原子炉容器２に注水され、炉心１
の冠水が維持される。炉心１での崩壊熱はこの冷却水の
蒸発により除去され、破断箇所から蒸気がドライウエル
３に放出される。これにより、ドライウエル３の圧力が
上昇しベント管７内の水を押し下げ、蒸気は圧力抑制プ
ール５に流入してプール水中で凝縮される。この時ドラ
イウエル内にあった不凝縮性気体は放出された蒸気に押
し出されかつ同伴されて圧力抑制プールに流入し、プー
ル中を上昇して第一空間６１に蓄積される。この蓄積に
より、第１空間６１の圧力は上昇するため、不凝縮性気
体は配管６４を通って第２空間６２に流入する。ドライ
ウエルからウエットウエルへの不凝縮性気体の移行は、
想定した事故発生後の数分間で終了し、それ以降は原子
炉容器２から放出される蒸気のみが圧力抑制プールに流
入する。圧力抑制プール５内での蒸気凝縮の際に発生す
る潜熱によりベント管出口１３付近のプール水が加熱さ
れ、対流によりベント管出口１３から上方のプール水温
がほぼ一様に上昇する。この温度上昇につれて、プール
表面から蒸発が起こり第１空間６１内の蒸気分圧も上昇
し空間の圧力が上昇する。そして、発生した蒸気が第１
空間６１に残存している不凝縮性気体を同伴して第２空
間６２に流入する。第２空間６２に流入した蒸気は鋼製
の格納容器壁８を介して外側の流路６６を通る空気に放
熱し壁面で凝縮後、配管６５を通って圧力抑制プール５
に戻る。第２空間６２を冷却する自然通風冷却は、単位
面積当りの冷却能力は小さいが、伝熱面となる格納容器
壁８の面積が広いことおよび配管６４を通って流入する
蒸気量が少ないことから、第２空間６２に流入した蒸気
を凝縮し第１空間６１よりも低温の状態を維持すること
ができる。ここで、配管６４では第１空間６１から来る
気体の流れにより、また配管６５では配管が浸っている
圧力抑制プール水によって、一旦第２空間６２に流入し
た不凝縮性気体が第１空間６１に戻ることが防止される
。以上のように前記の動作の項で説明した動きが繰り返
されることにより、不凝縮性気体のほぼ全量が第２空間
６２に蓄積され、第１空間６１は圧力抑制プール表面温
度に等しい温度の蒸気に満たされる。ところで、想定し
た事故時における格納容器からの基本的な放熱は、高温
となった圧力抑制プール５から鋼製格納容器壁を介して
外周プール９への放熱によって達成される。本実施例に
よる放熱特性の向上を、図３により説明する。図は想定
した事故後の時間に対する格納容器圧力の変化について
、本実施例を適用した場合としない場合について比較し
ている。図中破線で示した本実施例を適用しない場合、
時間の経過につれて圧力抑制プール水温が上昇し格納容
器圧力が上昇するが、圧力抑制プール水温の上昇にとも
ない外周プールへの放熱量も増加し、ついには炉心で発
生する崩壊熱を上回り格納容器圧力は低下を始め、格納
容器圧力を容器の耐圧以下に抑えている。この成立して
いるプラント出力を規格化した出力１．０　と定義する
。図中実線のＡで示した本実施例を採用した規格化した
プラント出力１．０　の場合は、動作の項に述べたよう
に、格納容器圧力は不凝縮性気体の分圧と蒸気分圧の和
ではなく蒸気分圧のみを考慮すれば良いため、想定した
冷却材喪失事故時の最高圧力は低いものとなっている。すなわち、本実施例では、この低くなった圧力に対応し
て圧力抑制プール水温の上昇が許容され、大気開放され
てその上限温度が１００℃に制限される外周プールとの
温度差を拡大できるため、放熱特性が向上し、同一寸法
の格納容器をより大出力のプラントに適用できる。本実
施例では圧力抑制プールの許容温度を約１２２℃から約
１４４℃に上昇させることができる。本実施例を適用した場合、格納容器の圧力抑制は図中実
線のＢで示すように規格化したプラント出力１．６で成
立し、適用可能なプラント出力を１．６　倍とすること
ができる。なお、格納容器圧力が低下傾向に移ると、第
２空間６２の圧力が第１空間６１の圧力より高くなり、
第２空間６２内に蓄積されていた不凝縮性気体の一部が
配管６４を通って第１空間６１に戻るが、この時点では
放熱量が崩壊熱を上回っており、放熱特性上問題とはな
らない。この不凝縮性気体の戻りを防止したい場合は、
該配管６４途中に逆止弁を設置するだけで良い。また、
本実施例では、第２空間６２での凝縮水の戻り配管６５
を設けているが、この配管を設けなくても事故時に第２
空間に水が溜るだけであり、動作上問題はない。

【００７８】別の実施例を、図４により説明する。本実
施例で上述の実施例と異なっている点は、格納容器壁８
側で区画壁６３に段差を持たせ、第２空間６２を下側に
拡張して、その拡張した領域が圧力抑制プール５の水位
よりも上部にある外周プール水と熱的に接するようにす
るとともに、凝縮水が戻るための配管６５を、第２空間
６２で下側に拡張した領域の底部に設けたことである。本実施例のようなプール水による冷却は、上述で述べた
空気の自然通風に比べ放熱特性が良く、第２空間６２の
冷却に必要な伝熱面積を小さくすることができるので、
大きな伝熱面積を必要とし格納容器の相対的に上部の領
域での設置，保守が必要になる空気冷却の手段を不要な
ものとすることができる。実施例全体における放熱特性
は、図３により説明したものと同じである。

【００７９】第２の基本的実施例を図５により説明する
。図１に示した実施例との相違点は、ウエットウエル６
を区画する構造体を設ける変わりに、圧力抑制プール５
表面に１００℃以上でも飽和蒸気圧が低く、水より密度
が小さい、例えば、シリコンオイルやスピンドルオイル
のような疎水性物質の層５１を形成する点である。本実
施例では、事故時初期に蒸気とともにドライウエルから
移行する不凝縮性気体は、圧力抑制プール水５および疎
水性物質の層５１を通過してウエットウエル６に蓄積す
る。一方、ベント管７から流入する蒸気はプール水中で
凝縮し、プール水ならびに疎水性物質の層５１を加熱す
る。しかし、ウエットウエル６に接するプール表面が飽
和蒸気圧の低い疎水性物質であるため、プール水温が上
昇してもウエットウエル６内の蒸気分圧の上昇は小さく
（ほとんど０）疎水性物質の蒸気分圧を考慮する必要は
ない。そして、本実施例のように、圧力抑制プール５表
面に飽和蒸気圧が低く水より密度が小さい疎水性物質の
層５１を形成することによって、前述の動作の項で述べ
たように圧力抑制プール５表面からのプール水の蒸発が
抑制される。したがって、ウエットウエル６の圧力が低
い状態で、圧力抑制プール５の水温が高い状態を実現す
ることができる。すなわち、格納容器の寸法を変更する
ことなく圧力抑制プールの許容温度を上昇させることが
できる。また、本実施例のようにウエットウエルを空気
の自然通風で冷却する場合は、動作の項で述べたように
図１に示した実施例における区画壁６３、配管６４およ
び６５を疎水性物質で代用したと考えることもできるの
で、その放熱特性の向上は図３に示したものと同じにな
る。すなわち本実施例では、圧力抑制プールの許容温度
を約１２２℃から約１４４℃に上昇させることができ、
適用可能なプラント出力を１．６　倍とすることができ
る。

【００８０】第３の基本的実施例を、図６により説明す
る。本実施例の特徴となる部分は、圧力抑制プール水中
の鋼製格納容器８に、ベント管出口１３を挾んで上下の
位置に上方開口部１０と下方開口部１１を設け、外周プ
ール９水中にあって該上方開口部１０と下方開口部１１
を連結する対流促進管１２を設けたことである。それ以
外の主要構成要素は、図１と同じである。本実施例では
、上方開口部１０とベント管出口１３との高さの差が、
ベント管出口１３と下方開口部１１との高さの差よりも
大きくなるように、ベント管出口１３と開口部１０，１
１が設置されている。

【００８１】想定した冷却材喪失事故時に原子炉容器２
から放出される蒸気は、ベント管出口１３を通って圧力
抑制プール５に流入しプール水中で凝縮される。圧力抑
制プール５内での蒸気凝縮の際に発生する潜熱により蒸
気出口１３付近のプール水が加熱され、対流によりベン
ト管出口１３から上方のプール水温がほぼ一様に上昇す
る。これにより、対流促進管１２の設置された区間の密
度状態は、高温となった圧力抑制プール水で小さく低温
の対流促進管１２内で大きくなる。この密度差により、
対流促進管１２を下降する流れが生じ、上方開口部１０
を通って高温の圧力抑制プール水が対流促進管１２の上
部に流入する。流入した高温水は対流促進管１２が外周
プール水に浸かっていることから管内で冷却され、徐々
に低温となりながら流下する。この結果、対流促進管１
２の設置されている区間の密度の大小状態は変わらず、
対流促進管１２を下降する流れが定常的に形成される。そして、外周プール水温より高い状態の水が下方開口部
１１を通って、圧力抑制プール５のベント管出口１３よ
り下方の領域に流入し該領域を温めるのは、前述の動作
の項に記載した通りである。想定した冷却材喪失事故後
の、ある時刻における圧力抑制プール５と対流促進管１
２の高さ方向の温度分布ならびに密度分布を図７に示す
。温度的には、圧力抑制プール５のベント管出口１３よ
り上方の区間がベント管からの蒸気により一様に高温と
なり、対流促進管１２内で冷却されるため高さが低くな
るにつれて直線的に水温が低下し、この下端における温
度の水が流入する結果、圧力抑制プール５のベント管出
口１３より下方の領域もほぼその温度となる。ここで、
対流促進管１２内で温度が直線的に低下するのは、対流
促進管の直径が一様であり、結果外周プールでの冷却も
高さ方向に一様であるためである。また、圧力抑制プー
ル５のベント管出口１３より下方の領域の水温が流入し
た水温とほぼ同じ温度としているのは、事象が長期間に
わたる緩やかなものであり準定常と扱えるためである。水の密度は水温に逆比例することは知られており、図７
の右側に示したように温度分布を裏返したような分布と
なる。図から分かるように、ベント管出口１３より上方
の区間では、対流促進管１２側の密度が大きく対流促進
管内を下降する方向に駆動力（水頭）が働く。この下向
きの駆動力の総和は、図中で両領域の密度の線により形
成される三角形ａの面積となる。一方、ベント管出口１
３より下側の区間では、逆に圧力抑制プール側の密度が
大きく、この区間での駆動力は上方で発生した下向きの
駆動力を打ち消す方向となる。このベント管出口より下
方で発生する上向きの駆動力の総和（すなわち、図中の
密度の線で形成される三角形ｂの面積）が、上方で発生
する下向きの駆動力の総和より小さければ、全体的な流
れとして対流促進管１２内を下降する流れとなる。すなわち、図中の上の三角形ａの面積が下の三角形ｂの
面積より大きい条件であれば、対流促進管１２内を下降
する全体的な流れが定常的に形成され本手段が有効に動
作する。このことから本実施例のように対流促進管１２
の形状が一様で冷却状況も一様となる場合に、本手段が
有効に動作する条件は、前記の本実施例の説明にあるよ
うに、上方開口部１０とベント管出口１３との高さの差
（図中のＬ１）をベント管出口１３と下方開口部１１と
の高さの差（図中のＬ２）よりも大きくすることである
。

【００８２】以上のごとく、本実施例では動作の項に述
べたと同じ動作を実現でき、圧力抑制プール５から外周
プール９への放熱面積を拡大して放熱特性を向上できる
。本実施例の放熱特性の向上を、図８により説明する。図は、前述の図３と同様に想定した事故後の時間に対す
る格納容器圧力の変化について、本実施例を適用した場
合としない場合について比較している。なお、図中実線
で示した本実施例を適用した場合の条件としては、直径
５０ｍｍの対流促進管１２を約５００本設置したことを
想定している。対流促進管は１２は、格納容器の全周に
わたって設置することができるので、実施上の問題はな
い。規格化したプラント出力１．０　に本実施例を適用
した場合は、図中の実線Ａで示すように放熱面積が拡が
っていることから、想定した事故時の最高圧力が実施例
を適用しない場合（図中の破線）より低くなっている。この低くなった圧力に対応した分だけ、より大出力のプ
ラントに適用できるわけである。適用可能な規格化した
プラント出力は、図中の実線Ｂに示すように１．５であ
り、本実施例により適用可能なプラント出力を１．５倍
にすることができる。

【００８３】別の実施例を図９により説明する。図６に
示した実施例との相違点は、上方開口部１０及び下方開
口部１１の原子炉格納容器壁８の内外に隔離弁２１を備
えた点である。なお、図９は図６のうち圧力抑制プール
及び外周プール部分を切り出して示したものである。通
常運転時には隔離弁２１は開状態であるが、定期検査時
に隔離弁２１を閉じることにより、原子炉格納容器と対
流促進管１２を隔離して、対流促進管１２の交換などの
保守点検を容易にすることができる。また、何らかの理
由で対流促進管１２からのリークが発生した場合を想定
しても、該隔離弁２１の閉操作により原子炉格納容器の
隔離を確実なものとすることができる。さらに別の実施
例を図１０及び図１１により説明する。これまでの実施
例との相違点は、上方開口部１０に連結する上方ヘッダ
管３１、下方開口部１１に連結する下方ヘッダ管３２、
及び上方ヘッダ管３１と下方ヘッダ管３２を連結する伝
熱管３３によって対流促進管を構成していることである
。図１０は圧力抑制プール及び外周プール部分の縦断面
図であり、図１１はＡ−Ａ′から見た横断面図である。上方ヘッダ管３１と下方ヘッダ管３２内の水温は、流入
する水によってそれぞれ一様となるので、動作的には上
述の実施例と同じである。本実施例によって、上部開口
部１０および下部開口部１１の数を少なくすることがで
き、加工性，製造性を向上することができるとともに、
原子炉格納容器の直径にかかわらずヘッダ管の直径を調
整することで伝熱管３３を必要なだけ設置することがで
きる。また、伝熱管３３を曲がりを持った形状とするこ
とによって、伝熱管３３の温度変化による伸縮を吸収す
ることができる。

【００８４】別の実施例を図１２により説明する。本実
施例では、対流促進管を上部の方では上方開口部１０に
接続する上方ヘッダ管３１と下方ヘッダ管３２および両
ヘッダ管を連結する複数の伝熱管３３で構成し、下部の
方では該下方ヘッダ管３２と下方開口部１１を相対的に
大口径の配管３４により前記伝熱管３３よりも少ない本
数で連結したことを特徴としている。本実施例における
、上方開口部１０と下方開口部１１の区間における圧力
抑制プールと対流促進管の高さ方向の温度分布ならびに
密度分布を、図１３に示す。本実施例の場合、対流促進
管側では、上部と下部で外周プールに接する表面積が一
様でないため、冷却も表面積の大きい上部の区間で大き
くなる。この結果、対流促進管内での温度分布は、上部
の区間で温度低下率が大きく下部では小さくなり、密度
分布もそれに対応して図に示したようになる。この場合
、下部の区間での対流促進管を下降する流れを打ち消す
ような駆動力の発生も小さくなり、下方開口部１１を設
置する位置を図７に示した実施例の場合に比べてより下
側の位置に設置することができる。これによって、圧力
抑制プール５のベント管出口１３より下側において、有
効に活用できる領域を拡大することができる。

【００８５】第４の基本的実施例を図１４により説明す
る。図１４は圧力抑制室と外周プール部分を示したもの
である。圧力抑制プール５とウエットウエル６から成る
圧力抑制室４の外周に原子炉格納容器壁８に接して、主
に圧力抑制プール５と熱的に接する外周プール９と、ウ
エットウエル６に熱的に接するウエットウエル冷却水プ
ール４１がある。また、ウエットウエル６の原子炉格納
容器壁８に円周方向にリング状構造物４２を設けている
。原子炉格納容器外の冷却用プールの水位の総和（実施
例では外周プール９の水位とウエットウエル冷却水プー
ル４１の水位の和）を圧力抑制プール水位よりも高くす
ると、吸熱源であるプール水に対する伝熱面積が確保さ
れウエットウエル６からの放熱の増加によって放熱特性
が向上する。本実施例のように、原子炉格納容器外にあ
る冷却用の水のうち圧力抑制プール５の水位より過度に
高くなる部分については下側の外周プール９とは独立し
たプールとすることにより、圧力抑制プール５部分で通
常運転時に水位差に基づく過度の外圧（水頭圧）がかか
ることを防止できる。また、別置きにしたウエットウエ
ル冷却水プール４１の水位により原子炉格納容器壁にか
かる外圧については、ウエットウエル６内の該当部分の
原子炉格納容器壁８にリング状構造物４２を設けること
により、原子炉格納容器壁の板厚を変更することなく対
処することができる。このリング状構造物は、気相空間
であるウエットウエル６の領域に設置するだけで良く、
水中に設置して水の対流を阻害する場合とは異なり、壁
面での凝縮伝熱を阻害することはなく放熱特性を劣化さ
せることはない。かえって、壁面での凝縮液膜の発達を
構造物で防止し、液膜の厚さの増加による壁面での伝熱
特性を向上させることも期待できる。

【００８６】以上に述べた各基本的実施例のうち、第１
と第４の各基本的実施例を組合せた一実施例を図１５に
より説明する。本実施例は基本的に、図１に説明した実
施例と図１４に説明した実施例を組合せたものである。本実施例では、区画したウエットウエルのうち第２空間
６２に対応する部分に、ウエットウエル冷却水プール４
１とリング状構造物４２を設置している。これにより第
２空間の冷却を空気の自然通風冷却よりも放熱特性の良
いプール水による冷却とし、必要な伝熱面積を低減する
ことによって原子炉格納容器の外部で相対的に上方にお
ける冷却手段の設置を不要なものとしている。これによ
り、建設性，保守性の向上が可能となっている。また、
図５に示した実施例と図１４に示した実施例を組合せる
ことも同様に可能であることは、説明するまでもないと
考える。

【００８７】第３と第４の各基本的実施例を組合せた一
実施例を図１６により説明する。本実施例は、原子炉格
納容器壁８の外側において圧力抑制プール５部分に図６
の実施例に示した対流促進管１２を、ウエットウエル６
部分に図１４の実施例に示したウエットウエル冷却水プ
ール４１とリング状構造物４２を設置している。これに
より、圧力抑制プール５からの放熱面積を拡大するとと
もに、ウエットウエルからの放熱特性を向上しかつ原子
炉格納容器壁８の外圧に対する耐圧性を向上させている
。

【００８８】第１と第３と第４の各基本的実施例を組合
せた一実施例を、図１７により説明する。本実施例は基
本的に、図１，図６および図１４に説明した実施例を組
合せたものである。本実施例では、ウエットウエルを区
画することで圧力抑制プールの許容温度を上昇させ、圧
力抑制プール５に対応した領域に対流促進管１２を設置
して放熱面積を拡大するとともに、ウエットウエルの第
２空間６２の冷却のために外周プール９とは別置きにし
たウエットウエル冷却水プール４１とリング状構造物４
２を設置して、容器の通常運転時の耐圧性，建設性なら
びに保守性を向上している。放熱特性の向上については
、圧力抑制プールの許容温度の上昇と伝熱面積の拡大の
効果が重なりあって、図１８に示すように適用可能なプ
ラント出力を２．３倍（成立する規格化したプラント出
力が２．３）とすることができる。ところで、圧力抑制
プール内の高温領域拡大は、従来技術の項に述べた日本
原子力学会「１９８９年秋の大会」の発表から、圧力抑
制プール中に対流促進板を設置することで実現すること
が知られている。この技術と第１の基本的実施例を組合
せた一実施例を図１９により説明する。本実施例は、図
１に示した実施例において、圧力抑制プール５中に原子
炉格納容器壁８に沿って対流促進板７０を設置したもの
である。このとき対流促進板７０の形状を、その上端と
下端がベント管出口１３を挾む高さ関係にあり、上端と
ベント管出口１３の高さの差がベント管出口と下端の高
さの差より大きくすることで、圧力抑制プール内の高温
領域が拡大することは、前記の発表で述べられたとおり
である。本実施例によれば、対流促進板７０の働きによ
り圧力抑制プール内の高温領域が拡大し、原子炉格納容
器壁８の部分に限定されるけれども放熱面積が拡大する
とともに、ウエットウエル６内の不凝縮性気体を第２空
間６２に集中的に集められるので、圧力抑制プールの許
容水温を上昇させることができる。これにより、放熱面
積の拡大とプール間の温度差の増大で放熱特性を拡大す
ることができる。

【００８９】なお、原子炉格納容器壁が主としてコンク
リートで製造されたプラントにおいても、図２０の一実
施例に示すように、圧力抑制プールおよびウエットウエ
ルに対応した領域を伝熱特性の良い鋼製とすれば、上述
の各基本的実施例を適用することができる。この実施例
においては、建屋の主要な構造壁は外周プール９の外側
の壁であり、従来コンクリートであった原子炉格納容器
壁を鋼性の原子炉格納容器壁８としても、建屋強度上問
題となることはない。本実施例では、鋼性の原子炉格納
容器壁８をその一部に持つ圧力抑制室内のウエットウエ
ルを区画して第１空間６１と第２空間６２を設置すると
ともに、鋼製の原子炉格納容器壁８部分にある圧力抑制
プール部分に対流促進管１２を設置している。これによ
り、圧力抑制プールの許容水温を上昇させるとともに外
周プール９への放熱面積を拡大している。

【００９０】以上に各手段の代表的な組合せを示したが
、他の組合せにおいても実施上あるいは効果上で、互い
に干渉しあい問題となることはない。

【００９１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、原子炉格納容
器の圧力抑制プール水の許容温度を格納容器の耐圧相当
の飽和蒸気温度にまで高めることが出来、その分だけ圧
力抑制プールとその外側との間の温度差を大きく出来、
放熱能力が高まるから、原子炉格納容器の圧力抑制効果
が向上し、より大出力な原子力プラントに対する原子炉
格納容器の圧力抑制手段として利用できるという効果が
得られる。

【００９２】請求項２の発明によれば、請求項１による
効果を圧力抑制室内でコンパクトな構成で達成できると
いう効果が得られる。

【００９３】請求項３の発明によれば、請求項１又は請
求項２による発明の効果に加えて、圧力抑制室のプール
水領域から外周プール水への熱伝導効率が良くしてより
一層放熱効果を高め、原子炉格納容器の圧力抑制効果を
より一層向上するという効果が得られる。

【００９４】請求項４の発明によれば、プール水の循環
動作と、その循環路による放熱面積の拡大により放熱能
力が高まるから、原子炉格納容器の圧力抑制効果が向上
し、より大出力な原子力プラントに対する原子炉格納容
器の圧力抑制手段として利用できるという効果が得られ
る。

【００９５】請求項５によれば、請求項４の発明による
効果に加えて、循環流路の途中を冷却手段によりよく冷
却できるので温度差を大きくして放熱作用がよりよく成
され、原子炉格納容器の圧力抑制効果がより一層向上す
る。

【００９６】請求項６の発明によれば、請求項４の発明
と同等の効果が得られる。

【００９７】請求項７の発明によれば、請求項５の発明
と同等の効果が得られる。

【００９８】請求項８の発明によれば、請求項１の発明
と同等の効果が得られる。

【００９９】請求項９の発明によれば、請求項８の発明
の効果に加えて、圧力抑制室のプール水領域から外周プ
ール水への熱伝導効率が良くしてより一層放熱効果を高
め、原子炉格納容器の圧力抑制効果をより一層向上する
という効果が得られる。

【０１００】請求項１０の発明によれば、ウエットウエ
ルの蒸気分圧の飽和温度から始まるプール水の蒸発を、
ウエットウエルの全圧力の飽和温度から始まる様に変更
出来て、同じウエットウエル圧力下においても、圧力抑
制プール水温度をより高い温度で存在させることが出来
るため、圧力抑制プールと原子炉格納容器外との温度差
を大きくして放熱効果を向上し、原子炉格納容器の圧力
抑制効果が向上し、より大出力な原子力プラントに対す
る原子炉格納容器の圧力抑制手段として利用できるとい
う効果が得られる。

【０１０１】請求項１１の発明によれば、圧力抑制プー
ルが伝熱性の良い鋼製の壁を介して冷却手段に冷却され
るから請求項１０の発明による効果をよりきわだたせる
ことが出来る。

【０１０２】請求項１２の発明によれば、原子炉格納容
器の圧力抑制プール水の許容温度を格納容器の耐圧相当
の飽和蒸気温度にまで高めることが出来、その分だけ圧
力抑制プールと外周プールとの間の温度差を大きく出来
、放熱能力が高まる上、圧力抑制プールは外周プールに
よる水冷を受けるから、原子炉格納容器の圧力抑制効果
が向上し、より大出力な原子力プラントに対する原子炉
格納容器の圧力抑制手段として利用できるという効果が
得られる。

【０１０３】請求項１３の発明によれば、請求項１２の
発明による効果に加えて、圧力抑制プール水水面に接し
ない領域から圧力抑制プール水中へ凝縮した流体を戻し
て圧力抑制プール水に供することが出来る。

【０１０４】請求項１４の発明によれば、ウエットウエ
ルの蒸気分圧の飽和温度から始まるプール水の蒸発を、
ウエットウエルの全圧力の飽和温度から始まる様に変更
出来て、同じウエットウエル圧力下においても、圧力抑
制プール水温度をより高い温度で存在させることが出来
るため、圧力抑制プールと原子炉格納容器外との温度差
を大きくして放熱能力が高まる上、圧力抑制プールは外
周プールによる水冷を受けるから、原子炉格納容器の圧
力抑制効果が向上し、より大出力な原子力プラントに対
する原子炉格納容器の圧力抑制手段として利用できると
いう効果が得られる。

【０１０５】請求項１５の発明によれば、対流促進管を
通してのプール水の循環動作と、その対流促進管による
放熱面積の拡大と、対流促進管を外周プールで冷却する
ことにより、放熱能力が高まるから、原子炉格納容器の
圧力抑制効果が向上し、より大出力な原子力プラントに
対する原子炉格納容器の圧力抑制手段として利用できる
という効果が得られる。

【０１０６】請求項１６の発明によれば、圧力抑制プー
ル水の循環が維持できる密度差が長期に確実に維持でき
るから長期の放熱により請求項１５の発明による効果を
長期に持続させえる。

【０１０７】請求項１７の発明によれば、請求項１５又
は請求項１６のいずれかの発明による効果に加えて、放
熱面積が広い割には格納容器を貫通する流路が少なくて
すみ、格納容器の健全性と放熱の向上とを両立できる。

【０１０８】請求項１８の発明によれば、原子炉格納容
器壁の広範囲に渡り、水冷による冷却効果の良さを維持
しながらも、格納容器の健全性を維持できるから、より
大出力な原子力プラントに対する原子炉格納容器の圧力
抑制手段として利用できるという効果が得られる。

【０１０９】請求項１９の発明によれば、請求項１８の
発明による効果に加えて、より一層の原子炉格納容器の
健全性の向上を達成できるし、そのリング状構造物が凝
縮面積を拡大するので冷却効果がより高まり、より一層
の圧力抑制能力が向上する。請求項２０の発明によれば
、請求項１２又は請求項１３又は請求項１４のいずれか
の発明による効果に加えて、請求項１５から請求項１７
のいずれかの発明による効果を重畳させて放熱効果を向
上できる。

【０１１０】請求項２１の発明によれば、請求項１２又
は請求項１３又は請求項１４のいずれかの発明による効
果に加えて、圧力抑制プール水の対流領域の拡大して鋼
製の壁からの放熱性能の良い領域を拡大させ得るから、
原子炉格納容器の圧力抑制能力が高まる。

【０１１１】請求項２２の発明によれば、請求項１２又
は請求項１３又は請求項１４又は請求項１５又は請求項
１６又は請求項１７又は請求項２０又は請求項２１のい
ずれかの発明による効果に加えて、原子炉格納容器の健
全性を維持した上で、ウエットウエル冷却水プールでウ
エットウエルも水冷して原子炉格納容器の圧力抑制能力
を高めることが出来る。

【０１１２】請求項２３の発明によれば、プール水の許
容温度を圧力抑制室の耐圧の飽和蒸気温度とすることに
より、プールとその外側との温度差を大きくして外側へ
の放熱量を大きくし、大出力の原子力プラントにも採用
できる圧力抑制室を提供できる。

【０１１３】請求項２４の発明によれば、気相の蒸気分
圧の飽和温度から始まる圧力抑制プール水の蒸発を、気
相の全圧力の飽和温度から始まるように変更して、プー
ル水温度をより高い温度で存在できるようにし、プール
とその外側との温度差を大きくして外側への放熱量を大
きくし、大出力の原子力プラントにも採用できる圧力抑
制室を提供できる。

【０１１４】請求項２５の発明によれば、循環流路によ
りプール水を対流させて効率の良い放熱領域を拡大し、
循環流路自体も放熱面となるから、外側への放熱量を大
きくし、大出力の原子力プラントにも採用できる圧力抑
制室を提供できる。

【０１１５】請求項２６の発明によれば、プール水の許
容温度を圧力抑制室の耐圧の飽和蒸気温度とすることに
より、プールとその外側との温度差を大きくして外側へ
の放熱量を大きくし、大出力の原子力プラントに適した
圧力抑制方法を提供できる。請求項２７の発明によれば
、プール水の蒸発を気相の全圧力の飽和温度から始まる
ようにし、プール水を高い温度に存在させて、プールと
その外側との温度差を大きくして外側への放熱量を大き
くし、大出力の原子力プラントに適した圧力抑制方法を
提供できる。

【０１１６】請求項２８の発明によれば、昇温した上層
のプール水が下層のプール水中へ循環し、プール水中の
温度の均等化を成し、プール水中での蓄熱領域の拡大と
放熱効率の高い領域の拡大とを成し、さらにはそのプー
ル水は循環途中においても冷却して全体として放熱効果
を良くして、大出力の原子力プラントに適した圧力抑制
方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による原子炉設備の縦断面図で
ある。

【図２】図１に示した圧力抑制室及び外周プールの縦断
面を概念的に示した図である。

【図３】本発明の実施例による原子炉格納容器の圧力解
析結果を示したグラフ図である。

【図４】本発明の他の実施例による圧力抑制室及び外周
プールの縦断面図である。

【図５】本発明の更に他の実施例による原子炉設備の縦
断面図である。

【図６】本発明の他の実施例による原子炉設備の縦断面
図である。

【図７】図６の実施例による圧力抑制プール及び対流促
進管内の水温・密度分布図である。

【図８】図６の実施例による原子炉格納容器の圧力解析
結果を示したグラフ図である。

【図９】本発明の更に他の実施例による圧力抑制室及び
外周プールを示す縦断面図である。

【図１０】本発明の他の実施例による圧力抑制室及び外
周プールの縦断面図である。

【図１１】図１０のＡ−Ａ矢視による圧力抑制室及び外
周プールの一部分の横断面図である。

【図１２】本発明の他の実施例による圧力抑制室及び外
周プールの縦断面図である。

【図１３】図１２の実施例による圧力抑制プール及び対
流促進管内の水温・密度分布図である。

【図１４】本発明の更に他の実施例による圧力抑制室及
び外周プールの縦断面図である。

【図１５】本発明の他の実施例による圧力抑制室及び外
周プールの縦断面図である。

【図１６】本発明の更に他の実施例による圧力抑制室及
び外周プールの縦断面図である。

【図１７】本発明の他の実施例による原子炉設備の縦断
面図である。

【図１８】図１７の実施例による原子炉格納容器の圧力
解析結果を示すグラフ図である。

【図１９】本発明の更に他の実施例による原子炉設備の
縦断面図である。

【図２０】本発明の他の実施例による原子炉設備の縦断
面図である。

【符号の説明】

１…炉心、２…原子炉圧力容器、３…ドライウエル、４
…圧力抑制室、５…圧力抑制プール、６…ウエットウエ
ル、７…ベント管、８…原子炉格納容器壁、９…外周プ
ール、１０…上方開口部、１１…下方開口部、１２…対
流促進管、１３…ベント管出口、２１…隔離弁、３１…
上方ヘッダ管、３２…下方ヘッダ管、３３…伝熱管、４
１…ウエットウエル冷却水プール、４２…リング状構造
物、５１…疎水性物質の層、６１…第１空間、６２…第
２空間、６３…区画壁、７０…対流促進板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉心を内蔵した原子炉圧力容器と、前記原
子炉圧力容器が配備されたドライウエルと、前記ドライ
ウエルを収納した格納容器と、プール水領域とドライウ
エル空間とから成る圧力抑制室と、前記ドライウエルと
前記プール水中とを連通する流路とを備えた原子炉格納
容器において、前記圧力抑制室のウエットウエルに連通
して他の室を備え、前記他の室は原子炉の冷却材喪失事
故時に前記プール水を包含する室よりも低温の条件下と
成る位置に配置されていることを特徴とした原子炉格納
容器。
【請求項２】請求項１において、前記圧力抑制室を前記
プール水を包含する室と他の室とに分けて、前記他の室
は原子炉の冷却材喪失事故時に前記プール水を包含する
室よりも低温の条件下と成る位置に配置されていること
を特徴とした原子炉格納容器である。
【請求項３】請求項１又は２において、前記格納容器は
少なくとも圧力抑制室のプール水領域が前記プール水と
内面において接する鋼製の壁により構成され、前記鋼製
の壁の外周面に接して外周プールを備えていることを特
徴とした原子炉格納容器。
【請求項４】炉心を内蔵した原子炉圧力容器と、前記原
子炉圧力容器が配備されたドライウエルと、前記ドライ
ウエルを収納した格納容器と、プール水領域とドライウ
エル空間とから成る圧力抑制室と、前記ドライウエルと
前記プール水中とを連通する流路とを備えた原子炉格納
容器において、前記流路の前記プール水への出口よりも
高い位置に取水口が、同じく低い位置に排水口が前記プ
ールス水中に開かれた循環流路を備え、前記循環流路は
少なくとも一部が前記格納容器の外側に通されているこ
とを特徴とした原子炉格納容器。
【請求項５】請求項４において、前記循環流路の途中に
冷却手段を備えたことを特徴とした原子炉格納容器。
【請求項６】炉心を内蔵した原子炉圧力容器と、前記原
子炉圧力容器が配備されたドライウエルと、前記ドライ
ウエルを収納した格納容器と、プール水領域とドライウ
エル空間とから成る圧力抑制室と、前記ドライウエルと
前記プール水中とを連通する流路とを備えた原子炉格納
容器において、前記流路の前記プール水への出口よりも
高い位置のプール水を同じく低い位置のプール水中に循
環させる循環流路を備え、前記循環流路は少なくとも一
部が前記格納容器の外側に通されていることを特徴とし
た原子炉格納容器。
【請求項７】請求項６において、前記循環流路の途中に
冷却手段を備えたことを特徴とした原子炉格納容器。
【請求項８】炉心を内蔵した原子炉圧力容器と、前記原
子炉圧力容器が配備されたドライウエルと、前記ドライ
ウエルを収納した格納容器と、プール水領域とドライウ
エル空間とから成る圧力抑制室と、前記ドライウエルと
前記プール水中とを連通する流路とを備えた原子炉格納
容器において、前記圧力抑制室に蒸気流体と他の流体と
の分別収集手段を装備したことを特徴とした原子炉格納
容器。
【請求項９】請求項８において、前記格納容器は少なく
とも圧力抑制室のプール水領域が前記プール水と内面に
おいて接する鋼製の壁により構成され、前記鋼製の壁の
外周面に対する冷却手段を備えていることを特徴とした
原子炉格納容器。
【請求項１０】炉心を内蔵した原子炉圧力容器と、前記
原子炉圧力容器が配備されたドライウエルと、前記ドラ
イウエルを収納した格納容器と、プール水領域とドライ
ウエル空間とから成る圧力抑制室と、前記ドライウエル
と前記プール水中とを連通する流路とを備えた原子炉格
納容器において、前記プール水の水面上方に前記プール
水の蒸発抑制手段を備えたことを特徴とした原子炉格納
容器。
【請求項１１】請求項１０において、前記格納容器は少
なくとも圧力抑制室のプール水領域が前記プール水と内
面において接する鋼製の壁により構成され、前記鋼製の
壁の外周面に対する冷却手段を備えていることを特徴と
した原子炉格納容器。
【請求項１２】炉心を内蔵した原子炉圧力容器が配備さ
れたドライウエルと、圧力抑制プール水を保有する圧力
抑制室と、前記ドライウエルと前記圧力抑制プール水中
を連通するベント管と、前記圧力抑制プール水に接して
前記圧力抑制プール水の外周囲を囲う鋼製の壁と、前記
壁の外周面に接して冷却水を内蔵出来る外周プールとを
備えた原子炉格納容器において、前記圧力抑制室内の圧
力抑制プール上方に位置するウェットウエルを、前記圧
力抑制プール水の水面と接する領域とそうでない領域に
区画し、前記両領域を前記区画面よりも狭い面積の流路
で連通するとともに、圧力抑制プール水水面に接しない
領域を冷却する手段を備えたことを特徴とした原子炉格
納容器。
【請求項１３】請求項１２に記載の原子炉格納容器にお
いて、圧力抑制プール水水面に接しない領域の下部と圧
力抑制プール水中を連通する流路を設けたことを特徴と
した原子炉格納容器。
【請求項１４】炉心を内蔵した原子炉圧力容器が配備さ
れたドライウエルと、圧力抑制プール水を保有する圧力
抑制室と、前記ドライウエルと前記圧力抑制プール水中
を連通するベント管と、前記圧力抑制プール水に接して
前記圧力抑制プール水の外周囲を囲う鋼製の壁と、前記
壁の外周面に接して冷却水を内蔵出来る外周プールとを
備えた原子炉格納容器において、前記圧力抑制プール水
水面に、前記圧力抑制プール水よりも飽和蒸気圧が低く
、かつ密度が小さい疎水性物質の層を形成したことを特
徴とした原子炉格納容器。
【請求項１５】炉心を内蔵した原子炉圧力容器が配備さ
れたドライウエルと、圧力抑制プール水を保有する圧力
抑制室と、前記ドライウエルと前記圧力抑制プール水中
を連通するベント管と、前記圧力抑制プール水に接して
前記圧力抑制プール水の外周囲を囲う鋼製の壁と、前記
壁の外周面に接して冷却水を内蔵出来る外周プールとを
備えた原子炉格納容器において、前記圧力抑制プール水
水面下方にて前記ベント管の出口高さの上下となる各位
置で前記圧力抑制プール水中に開かれたそれぞれ少なく
とも一つ以上の開口部を有し、前記上下の各開口部を上
下方向に連結して内部に前記圧力抑制プール水が通る対
流促進管が前記外周プール内にあることを特徴とした原
子炉格納容器。
【請求項１６】請求項１５において、前記上方の開口部
と前記ベント管の出口との高さの差が、前記ベント管の
出口と前記下方の開口部との高さの差より大きいことを
特徴とした原子炉格納容器。
【請求項１７】請求項１５又は請求項１６において、前
記外周プール内に上下に分けて夫々配備されたヘッダ管
と、前記上方のヘッダ管と前記下方のヘッダ管とを連通
する複数の伝熱管とによって前記対流促進管を構成した
ことを特徴とした原子炉格納容器。
【請求項１８】炉心を内蔵した原子炉圧力容器が配備さ
れたドライウエルと、圧力抑制プール水を保有する圧力
抑制室と、前記ドライウエルと前記圧力抑制プール水中
を連通するベント管と、前記圧力抑制室の外周囲を囲う
鋼製の壁と、前記圧力抑制プール水に対応する前記壁の
外周面に接して冷却水を内蔵出来る外周プールとを備え
た原子炉格納容器において、前記外周プールの冷却水水
面よりも高い位置で前記壁に接する他の冷却水を内蔵で
きるウェットウエル冷却水プールを前記外周プールとは
独立に備えることを特徴とした原子炉格納容器。
【請求項１９】請求項１８に記載の原子炉格納容器にお
いて、前記ウェットウエル冷却水プールに対応する前記
圧力抑制室内の前記壁にリング状構造物を備えたことを
特徴とした原子炉格納容器。
【請求項２０】請求項１２又は請求項１３又は請求項１
４において、請求項１５から請求項１７までのいずれか
１項に記載の対流促進管を備えたことを特徴とした原子
炉格納容器。
【請求項２１】請求項１２又は請求項１３又は請求項１
４において、前記鋼製の壁に沿って圧力抑制プール水中
にあり、その上端が前記ベント管の出口より高い位置に
、その下端がベント管の出口よりも低い位置に成る高さ
関係であり、前記上端と前記ベント管の出口の高さの差
を前記ベント管の出口と前記下端の高さの差より大きく
して配備した対流促進板を備えていることを特徴とした
原子炉格納容器。
【請求項２２】請求項１２又は請求項１３又は請求項１
４又は請求項１５又は請求項１６又は請求項１７又は請
求項２０又は請求項２１において、請求項１８に記載の
ウェットウエル冷却水プール又は請求項１９に記載のウ
ェットウエル冷却水プールとリング状構造物を備えたこ
とを特徴とした原子炉格納容器。
【請求項２３】プール水領域と、その領域に接する気相
領域とから成り、前記プール水領域中に蒸気の吐出口を
臨ませてある圧力抑制室において、前記気相領域に少な
くとも一部分が冷却環境下に配備された他室を前記プー
ル水の蒸発面積より狭い流路面積の流路を通じて連通し
てあることを特徴とした圧力抑制室。
【請求項２４】プール水領域と、その領域に接する気相
領域とから成り、前記プール水領域中に蒸気の吐出口を
臨ませてある圧力抑制室において、前記プール水の水面
上方に前記プール水の蒸発抑制手段を備えたことを特徴
とした圧力抑制室。
【請求項２５】プール水領域と、その領域に接する気相
領域とから成り、前記プール水領域中に蒸気の吐出口を
臨ませてある圧力抑制室において、前記吐出口よりも高
い位置の前記プール水を同じく低い位置のプール水中に
循環させる循環流路を備え、前記循環流路は少なくとも
一部が前記圧力抑制室の圧力抑制機能が成されていると
きの前記圧力抑制室中の前記プール水温度よりも低温の
環境下に通されていることを特徴とした圧力抑制室。
【請求項２６】原子炉格納容器内の漏洩蒸気を圧力抑制
室内のプール水中に放出して凝縮し、前記凝縮による前
記プール水中の蓄熱を前記原子炉格納容器外へ排出する
方法において、前記圧力抑制室内の不凝縮性気体と前記
プール水からの蒸気との混合流体を前記不凝縮性気体と
前記プール水からの蒸気とに分別し、前記分別後の蒸気
を前記プール水を包含する区画に残存させ、前記分別後
の不凝縮気体を前記区画とは流通自在な他の区画に収集
することを特徴とした原子炉格納容器内の圧力抑制方法
。
【請求項２７】原子炉格納容器内の漏洩蒸気を圧力抑制
室内のプール水中に放出して凝縮し、前記凝縮による前
記プール水中の蓄熱を前記原子炉格納容器外へ排出する
方法において、前記プール水の沸騰前においては前記プ
ール水と前記圧力抑制室内気相空間との接触を断ち、前
記プール水の沸騰によって前記プール水から前記圧力抑
制室内気相空間への蒸気移行を行うとにより前記プール
水の蒸発開始を圧力抑制室気相空間の蒸気分圧の飽和温
度から前記圧力抑制室気相空間の全圧力の飽和温度に変
えたことを特徴とした原子炉格納容器内の圧力抑制方法
。
【請求項２８】原子炉格納容器内の漏洩蒸気を圧力抑制
室内のプール水中に放出して凝縮し、前記凝縮による前
記プール水中の蓄熱を前記原子炉格納容器外へ排出する
方法において、前記圧力抑制室への前記蒸気の放出位置
の高さよりも高い位置の前記プール水の領域と前記蒸気
の放出位置の高さよりも低い位置の前記プール水領域と
を連通し、前記連通途中の前記プール水を冷却して温度
依存による密度を高めて前記蒸気の放出位置の高さより
も高い位置の前記プール水の領域から前記蒸気の放出位
置の高さよりも低い位置の前記プール水領域への循環駆
動力を得ることを特徴とした原子炉格納容器内の圧力抑
制方法。