JPH06265673A - 原子炉格納容器 - Google Patents
原子炉格納容器Info
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- JPH06265673A JPH06265673A JP5053580A JP5358093A JPH06265673A JP H06265673 A JPH06265673 A JP H06265673A JP 5053580 A JP5053580 A JP 5053580A JP 5358093 A JP5358093 A JP 5358093A JP H06265673 A JPH06265673 A JP H06265673A
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- JP
- Japan
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- pool
- pipe
- condenser
- water
- pressure
- Prior art date
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】コンデンサ冷却プール81と、新燃料貯蔵プー
ル50及びドライヤ・セパレータ貯蔵プール51とを連
通する配管52,53により事故時にコンデンサ80を
冷却する水源を構成する。コンデンサ80のガス排出管
73に分岐部を備え、逆止弁機構を備えたプール水流出
管60とプール水流入管61を接続する。コンデンサ8
0の動作時に起こる周期的な管内の圧力変動によって圧
力抑制プール5のプール水をプール水流入管61から吸
入しプール水流出管60から排出するというポンプ動作
を継続的に行う。プール水流入管61とガス排出管73
の間に熱交換器65を設置する。 【効果】コンデンサ冷却プール単独で必要とする容積が
削減され、原子炉格納容器および原子炉建屋の機器配置
の設計条件を緩和する。原子炉建屋の重心位置を低下さ
せ、耐震設計を容易にし、プラントの建設コストを削減
する。
ル50及びドライヤ・セパレータ貯蔵プール51とを連
通する配管52,53により事故時にコンデンサ80を
冷却する水源を構成する。コンデンサ80のガス排出管
73に分岐部を備え、逆止弁機構を備えたプール水流出
管60とプール水流入管61を接続する。コンデンサ8
0の動作時に起こる周期的な管内の圧力変動によって圧
力抑制プール5のプール水をプール水流入管61から吸
入しプール水流出管60から排出するというポンプ動作
を継続的に行う。プール水流入管61とガス排出管73
の間に熱交換器65を設置する。 【効果】コンデンサ冷却プール単独で必要とする容積が
削減され、原子炉格納容器および原子炉建屋の機器配置
の設計条件を緩和する。原子炉建屋の重心位置を低下さ
せ、耐震設計を容易にし、プラントの建設コストを削減
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉に係り、特に、
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
失時に、ポンプ等の動的な機器を使用せず、炉心を冷却
し、炉心で発生する崩壊熱を長期にわたり格納容器外部
に放熱し、格納容器内の圧力上昇を抑制するのに好適な
沸騰水型原子炉に関する。
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
失時に、ポンプ等の動的な機器を使用せず、炉心を冷却
し、炉心で発生する崩壊熱を長期にわたり格納容器外部
に放熱し、格納容器内の圧力上昇を抑制するのに好適な
沸騰水型原子炉に関する。
【0002】
【従来の技術】原子炉の安全設計で想定しなければなら
ない冷却材喪失事故時に、ポンプなどの動的機器を用い
ない受動的な冷却機構によって、炉心から発生する崩壊
熱を除去する原子炉設備が提案されている。プロシーデ
ィングス オブ ファスト ジェーエスエムイー/エー
エスエムイ ジョイント インターナショナル コンフ
ァレンス オン ニュクリア エンジニアリング ボリ
ュム1.1(Proceedingsof The 1st JSME/ASME Joint I
nternational Conference on NuclearEngineering Vol.
1 (Nov.1991) pp 281−287)に記載があるように、主蒸
気管またはドライウェルから吸入する蒸気を凝縮するコ
ンデンサを設置し、コンデンサを冷却するプール水の蒸
発によって外部へ放熱するという方法が、有力な手法の
一つである。
ない冷却材喪失事故時に、ポンプなどの動的機器を用い
ない受動的な冷却機構によって、炉心から発生する崩壊
熱を除去する原子炉設備が提案されている。プロシーデ
ィングス オブ ファスト ジェーエスエムイー/エー
エスエムイ ジョイント インターナショナル コンフ
ァレンス オン ニュクリア エンジニアリング ボリ
ュム1.1(Proceedingsof The 1st JSME/ASME Joint I
nternational Conference on NuclearEngineering Vol.
1 (Nov.1991) pp 281−287)に記載があるように、主蒸
気管またはドライウェルから吸入する蒸気を凝縮するコ
ンデンサを設置し、コンデンサを冷却するプール水の蒸
発によって外部へ放熱するという方法が、有力な手法の
一つである。
【0003】この冷却プールの容量は、この文献のpp
369−373によれば、電気出力1000MWの原子
力発電設備の場合、4400m3 と設計されている。こ
の例では、燃料交換階に複数のプールを設置し、それぞ
れを配管で連結して必要な水量を確保している。この階
には他に、ドライヤ・セパレータ貯蔵プールと新燃料貯
蔵プールがそれぞれ単独で設置されている。
369−373によれば、電気出力1000MWの原子
力発電設備の場合、4400m3 と設計されている。こ
の例では、燃料交換階に複数のプールを設置し、それぞ
れを配管で連結して必要な水量を確保している。この階
には他に、ドライヤ・セパレータ貯蔵プールと新燃料貯
蔵プールがそれぞれ単独で設置されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】コンデンサを冷却する
プールは、凝縮水を炉心または重力落下水プールへ戻す
目的及び蒸発したプール水を大気へ放出する目的から、
原子炉格納容器の上方に位置する燃料交換階に設置する
ように設計されている。
プールは、凝縮水を炉心または重力落下水プールへ戻す
目的及び蒸発したプール水を大気へ放出する目的から、
原子炉格納容器の上方に位置する燃料交換階に設置する
ように設計されている。
【0005】このプールは、構造壁で互いに区画された
複数のプールが配管あるいは開口部で連通されたもの
で、プールの合計容量は、設計条件により、想定した事
故後のある期間までの崩壊熱を除去するのに必要な水量
を計算して決定される。
複数のプールが配管あるいは開口部で連通されたもの
で、プールの合計容量は、設計条件により、想定した事
故後のある期間までの崩壊熱を除去するのに必要な水量
を計算して決定される。
【0006】このプールと冷却水は、コンデンサが動作
するときのみ使用されるにもかかわらず、通常運転時に
も大きな空間を占有するだけでなく、プールの深さに応
じて原子炉建屋の重心が高くなることから、原子炉格納
容器および原子炉建屋の設計条件を制限する要因の一つ
となっている。
するときのみ使用されるにもかかわらず、通常運転時に
も大きな空間を占有するだけでなく、プールの深さに応
じて原子炉建屋の重心が高くなることから、原子炉格納
容器および原子炉建屋の設計条件を制限する要因の一つ
となっている。
【0007】そこで本発明は、コンデンサを備えた自然
放熱型格納容器において、コンデンサ冷却プール単独で
必要とする容積を削減し、原子炉格納容器および原子炉
建屋の機器配置の設計条件を緩和すること、貯水可能な
プールの合計床面積を増加させ、プールの深さを相対的
に浅くして、原子炉建屋の重心位置を低下させることを
第1の目的とする。
放熱型格納容器において、コンデンサ冷却プール単独で
必要とする容積を削減し、原子炉格納容器および原子炉
建屋の機器配置の設計条件を緩和すること、貯水可能な
プールの合計床面積を増加させ、プールの深さを相対的
に浅くして、原子炉建屋の重心位置を低下させることを
第1の目的とする。
【0008】また、想定した冷却材喪失事故時に、ガス
排出管から不凝縮性気体と未凝縮蒸気が圧力抑制プール
内に排出されるが、不凝縮性気体の顕熱と、未凝縮蒸気
の潜熱が、ガス排出管の上部空間の圧力抑制プール水を
加熱する。この加熱により、ガス排出管の先端部より上
部の領域のみが自然対流循環を起こし、高温領域となる
事が予想される。このような温度成層化が起こると、圧
力抑制プール表面の温度とともにウェットウェルの蒸気
分圧の上昇が大きくなり、格納容器の設計圧力を高くす
る必要が生じるため、望ましくない。
排出管から不凝縮性気体と未凝縮蒸気が圧力抑制プール
内に排出されるが、不凝縮性気体の顕熱と、未凝縮蒸気
の潜熱が、ガス排出管の上部空間の圧力抑制プール水を
加熱する。この加熱により、ガス排出管の先端部より上
部の領域のみが自然対流循環を起こし、高温領域となる
事が予想される。このような温度成層化が起こると、圧
力抑制プール表面の温度とともにウェットウェルの蒸気
分圧の上昇が大きくなり、格納容器の設計圧力を高くす
る必要が生じるため、望ましくない。
【0009】本発明の第2の目的は、コンデンサを備え
た自然放熱型格納容器において、ガス排出管の先端部よ
り上部での温度成層化を緩和し、ウェットウェルの蒸気
分圧の上昇を抑えることによって格納容器の設計圧力を
高くすることなく、冷却材喪失事故後の格納容器の冷却
を可能とすることにある。
た自然放熱型格納容器において、ガス排出管の先端部よ
り上部での温度成層化を緩和し、ウェットウェルの蒸気
分圧の上昇を抑えることによって格納容器の設計圧力を
高くすることなく、冷却材喪失事故後の格納容器の冷却
を可能とすることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の目的を達
成するための第1の手段は、コンデンサ冷却プールと、
新燃料貯蔵プールとを連通可能な配管を設置することを
特徴とする。この配管を通して、新燃料貯蔵プールに貯
蔵した水をコンデンサ冷却プール水として使用すること
が可能となる。
成するための第1の手段は、コンデンサ冷却プールと、
新燃料貯蔵プールとを連通可能な配管を設置することを
特徴とする。この配管を通して、新燃料貯蔵プールに貯
蔵した水をコンデンサ冷却プール水として使用すること
が可能となる。
【0011】本発明の第1の目的を達成するための第2
の手段は、コンデンサ冷却プールと、ドライヤ・セパレ
ータ貯蔵プールとを連通可能な配管を設置することを特
徴とする。この配管を通して、通常時には水のみを貯蔵
するドライヤ・セパレータ貯蔵プールの保有する水をコ
ンデンサ冷却プール水として使用することが可能とな
る。
の手段は、コンデンサ冷却プールと、ドライヤ・セパレ
ータ貯蔵プールとを連通可能な配管を設置することを特
徴とする。この配管を通して、通常時には水のみを貯蔵
するドライヤ・セパレータ貯蔵プールの保有する水をコ
ンデンサ冷却プール水として使用することが可能とな
る。
【0012】本発明の第2の目的を達成するための第1
の手段は、ガス排出管に分岐部を備え、コンデンサ側か
らプール内へ流体が流出可能な逆止弁機構を備えた配管
(以下、プール水流出管と称する)と、プール内からコ
ンデンサ側へ流体が流入可能な逆止弁機構を備えた配管
(以下、プール水流入管と称する)とを分岐部に接続し
たことを特徴とする。この構成により、コンデンサの動
作時の配管内部の圧力振動現象に伴い、圧力低下時にプ
ール水流入管より圧力抑制プール内の水を吸入し、圧力
増加時にプール水流出管からその水を排出するという動
作が受動的に繰り返して行われる。結果として、圧力抑
制プール内の水が混合され、温度成層化が緩和される。
の手段は、ガス排出管に分岐部を備え、コンデンサ側か
らプール内へ流体が流出可能な逆止弁機構を備えた配管
(以下、プール水流出管と称する)と、プール内からコ
ンデンサ側へ流体が流入可能な逆止弁機構を備えた配管
(以下、プール水流入管と称する)とを分岐部に接続し
たことを特徴とする。この構成により、コンデンサの動
作時の配管内部の圧力振動現象に伴い、圧力低下時にプ
ール水流入管より圧力抑制プール内の水を吸入し、圧力
増加時にプール水流出管からその水を排出するという動
作が受動的に繰り返して行われる。結果として、圧力抑
制プール内の水が混合され、温度成層化が緩和される。
【0013】本発明の第2の目的を達成するための第2
の手段は、上記の第2の目的を達成するための第1の手
段のプール水流入管の途中部分に、配管の内部と外部で
熱交換を行うことが可能な熱交換器を設置したことを特
徴とする。この構成により、コンデンサの動作時の配管
内部の圧力振動現象に伴い、圧力低下時にはプール水流
入管で圧力抑制プール内の高温領域から水を吸入しつつ
途中の熱交換器で低温領域へ放熱し、圧力増加時にはプ
ール水流出管よりその水を排出するという動作が受動的
に繰り返して行われる。結果として、圧力抑制プール内
の高温水と低温水が混合され、温度成層化が緩和され
る。
の手段は、上記の第2の目的を達成するための第1の手
段のプール水流入管の途中部分に、配管の内部と外部で
熱交換を行うことが可能な熱交換器を設置したことを特
徴とする。この構成により、コンデンサの動作時の配管
内部の圧力振動現象に伴い、圧力低下時にはプール水流
入管で圧力抑制プール内の高温領域から水を吸入しつつ
途中の熱交換器で低温領域へ放熱し、圧力増加時にはプ
ール水流出管よりその水を排出するという動作が受動的
に繰り返して行われる。結果として、圧力抑制プール内
の高温水と低温水が混合され、温度成層化が緩和され
る。
【0014】
【作用】上記の第1の目的を達成するための手段によれ
ば、通常運転時に新燃料貯蔵プール及びドライヤ・セパ
レータ貯蔵プールが保有する水を想定事故時にコンデン
サ冷却プール水として使用することが可能となる。これ
によって、コンデンサ冷却プール単独で必要とする容積
が削減されるため、原子炉格納容器および原子炉建屋の
機器配置の設計条件を緩和できる。また、貯水可能なプ
ールの合計床面積が増加することから、プールの深さを
相対的に浅くすることができ、原子炉建屋の重心位置を
低下させることが可能である。結果として、耐震設計上
有利となり、プラントの建設コストを削減することが可
能となる。
ば、通常運転時に新燃料貯蔵プール及びドライヤ・セパ
レータ貯蔵プールが保有する水を想定事故時にコンデン
サ冷却プール水として使用することが可能となる。これ
によって、コンデンサ冷却プール単独で必要とする容積
が削減されるため、原子炉格納容器および原子炉建屋の
機器配置の設計条件を緩和できる。また、貯水可能なプ
ールの合計床面積が増加することから、プールの深さを
相対的に浅くすることができ、原子炉建屋の重心位置を
低下させることが可能である。結果として、耐震設計上
有利となり、プラントの建設コストを削減することが可
能となる。
【0015】第2の目的を達成するための手段によれ
ば、ポンプなどの動的な手段を用いずに圧力抑制プール
内の温度成層化現象が緩和され、圧力抑制プール水の表
面温度が抑制されることにより、ウェットウェルの圧力
上昇が緩和される。結果として、ウェットウェルの設計
圧力を高くすることなく冷却材喪失事故後の格納容器を
冷却することが可能となる。
ば、ポンプなどの動的な手段を用いずに圧力抑制プール
内の温度成層化現象が緩和され、圧力抑制プール水の表
面温度が抑制されることにより、ウェットウェルの圧力
上昇が緩和される。結果として、ウェットウェルの設計
圧力を高くすることなく冷却材喪失事故後の格納容器を
冷却することが可能となる。
【0016】
【実施例】第1の目的を達成するための手段を行う場合
の一実施例を、図1ないし図3により説明する。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を格納するドライウェル3と、ドライ
ウェル3の外周に設置された圧力抑制プール5とその上
部の気相空間であるウェットウェル6から成る圧力抑制
室4,ドライウェル3と圧力抑制プール5を連結するベ
ント管7,炉心1よりも上部に位置し逆止弁29を介し
て原子炉容器2と連結された重力落下水タンク26,ド
ライウェル3に開口する吸入管90に接続されたコンデ
ンサ80,コンデンサ80を冷却するコンデンサ冷却プ
ール81,コンデンサ80において凝縮した冷却材を重
力落下水タンク26へ注入させる凝縮水戻り管72,コ
ンデンサ80に流入した不凝縮性気体を圧力抑制プール
内に排出するガス排出管73等から構成されている。コ
ンデンサ冷却プール81は、強度を確保する目的から構
造壁で区画された複数のプールから構成されているが、
気相部分を連通するプール上部連通管55と、水中部分
を連通するプール下部連通管56とによってそれぞれ連
通している。また、このコンデンサ冷却プール81の上
部空間は運転階(図示せず)の空間とは連通しないよう
に区画されており、屋外の大気空間とコンデンサ冷却プ
ール排気管76によって連通している。
の一実施例を、図1ないし図3により説明する。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を格納するドライウェル3と、ドライ
ウェル3の外周に設置された圧力抑制プール5とその上
部の気相空間であるウェットウェル6から成る圧力抑制
室4,ドライウェル3と圧力抑制プール5を連結するベ
ント管7,炉心1よりも上部に位置し逆止弁29を介し
て原子炉容器2と連結された重力落下水タンク26,ド
ライウェル3に開口する吸入管90に接続されたコンデ
ンサ80,コンデンサ80を冷却するコンデンサ冷却プ
ール81,コンデンサ80において凝縮した冷却材を重
力落下水タンク26へ注入させる凝縮水戻り管72,コ
ンデンサ80に流入した不凝縮性気体を圧力抑制プール
内に排出するガス排出管73等から構成されている。コ
ンデンサ冷却プール81は、強度を確保する目的から構
造壁で区画された複数のプールから構成されているが、
気相部分を連通するプール上部連通管55と、水中部分
を連通するプール下部連通管56とによってそれぞれ連
通している。また、このコンデンサ冷却プール81の上
部空間は運転階(図示せず)の空間とは連通しないよう
に区画されており、屋外の大気空間とコンデンサ冷却プ
ール排気管76によって連通している。
【0017】この実施例の特徴である構成要素はコンデ
ンサ冷却プール81と同じフロアに設置された新燃料貯
蔵プール50並びにドライヤ・セパレータ貯蔵プール5
1である。この新燃料貯蔵プール50並びにドライヤ・
セパレータ貯蔵プール51は、途中部分に弁機構を備え
た配管52並びに配管53によってコンデンサ冷却プー
ル81の水中部分にそれぞれ連通する。
ンサ冷却プール81と同じフロアに設置された新燃料貯
蔵プール50並びにドライヤ・セパレータ貯蔵プール5
1である。この新燃料貯蔵プール50並びにドライヤ・
セパレータ貯蔵プール51は、途中部分に弁機構を備え
た配管52並びに配管53によってコンデンサ冷却プー
ル81の水中部分にそれぞれ連通する。
【0018】本実施例を行った場合の動作を、図を用い
て説明する。原子炉通常運転時、新燃料貯蔵の有無に拘
らず、新燃料貯蔵プール50及びドライヤ・セパレータ
貯蔵プール51には水を貯蔵しておく。配管52並びに
配管53に設置されている弁機構は、開状態としてお
く。
て説明する。原子炉通常運転時、新燃料貯蔵の有無に拘
らず、新燃料貯蔵プール50及びドライヤ・セパレータ
貯蔵プール51には水を貯蔵しておく。配管52並びに
配管53に設置されている弁機構は、開状態としてお
く。
【0019】冷却材喪失事故後、原子炉圧力容器2から
ドライウェル3内に放出された高温高圧の蒸気は、ドラ
イウェル内に充填されている不凝縮性気体とともに、ベ
ント管7を通して圧力抑制プール5へ流入すると同時に
コンデンサ80の吸入管90を通してコンデンサ内部へ
流入する。炉心1では、制御棒70が挿入されて核分裂
反応が停止した後も長期にわたり崩壊熱が発生し、冷却
材の蒸発が継続する。ドライウェル3の圧力がベント管
7の圧力抑制プール5へ連通する開口部の圧力よりも高
いときには、ドライウェルの蒸気と不凝縮性気体は、ベ
ント管7を通して圧力抑制プール5に流入し、蒸気は圧
力抑制プール内で凝縮し、不凝縮性気体はウェットウェ
ル6へ蓄積する。圧力抑制プール5内では、蒸気凝縮の
際に発生する潜熱によりベント管の出口付近のプール水
が加熱され、対流によりベント管の出口から上方のプー
ル水温が上昇する。この温度上昇につれて、プール表面
から蒸発が起こりウェットウェル6内の蒸気分圧も上昇
し空間の圧力が上昇する。
ドライウェル3内に放出された高温高圧の蒸気は、ドラ
イウェル内に充填されている不凝縮性気体とともに、ベ
ント管7を通して圧力抑制プール5へ流入すると同時に
コンデンサ80の吸入管90を通してコンデンサ内部へ
流入する。炉心1では、制御棒70が挿入されて核分裂
反応が停止した後も長期にわたり崩壊熱が発生し、冷却
材の蒸発が継続する。ドライウェル3の圧力がベント管
7の圧力抑制プール5へ連通する開口部の圧力よりも高
いときには、ドライウェルの蒸気と不凝縮性気体は、ベ
ント管7を通して圧力抑制プール5に流入し、蒸気は圧
力抑制プール内で凝縮し、不凝縮性気体はウェットウェ
ル6へ蓄積する。圧力抑制プール5内では、蒸気凝縮の
際に発生する潜熱によりベント管の出口付近のプール水
が加熱され、対流によりベント管の出口から上方のプー
ル水温が上昇する。この温度上昇につれて、プール表面
から蒸発が起こりウェットウェル6内の蒸気分圧も上昇
し空間の圧力が上昇する。
【0020】一方、コンデンサの管内で凝縮された蒸気
は、凝縮水となって凝縮水戻り管72を通って重力落下
水タンク26へ流入する。
は、凝縮水となって凝縮水戻り管72を通って重力落下
水タンク26へ流入する。
【0021】炉心1の崩壊熱によって発生する蒸気はこ
れらの効果によって凝縮され、崩壊熱の発生量は時間と
ともに減衰するので、次第に原子炉容器2の圧力は低下
する。この圧力低下に伴い、重力落下水タンク26から
重力差によって冷却水が原子炉容器2に注水されるの
で、炉心1の冠水が維持される。この注水が行われた後
も、コンデンサ80の動作は継続するので、凝縮水は重
力落下水タンク26から逆止弁29を通して継続的に容
器内に注入され、炉心を冷却する。
れらの効果によって凝縮され、崩壊熱の発生量は時間と
ともに減衰するので、次第に原子炉容器2の圧力は低下
する。この圧力低下に伴い、重力落下水タンク26から
重力差によって冷却水が原子炉容器2に注水されるの
で、炉心1の冠水が維持される。この注水が行われた後
も、コンデンサ80の動作は継続するので、凝縮水は重
力落下水タンク26から逆止弁29を通して継続的に容
器内に注入され、炉心を冷却する。
【0022】コンデンサ冷却プール81内では、コンデ
ンサ80の凝縮管から伝わる凝縮潜熱によりプール水が
加熱され、自然対流により水温が上昇する。この温度上
昇につれて、プール表面からプール水の蒸発が起こり、
蒸気がプール上部連通管55及びコンデンサ冷却プール
排気管76を経由して原子炉建屋外へ放出される。この
プール水の蒸発により、プール81の貯蔵する水は減少
するが、プール下部連通管56及び配管52及び配管5
3によって全てのコンデンサ冷却プール81と新燃料貯
蔵プール50とドライヤ・セパレータ貯蔵プール51が
連通しているので、水位の低下速度は小さく、事故後の
ある時間内にコンデンサの伝熱管部分が露出しないよ
う、プールの水位を保つことが可能である。
ンサ80の凝縮管から伝わる凝縮潜熱によりプール水が
加熱され、自然対流により水温が上昇する。この温度上
昇につれて、プール表面からプール水の蒸発が起こり、
蒸気がプール上部連通管55及びコンデンサ冷却プール
排気管76を経由して原子炉建屋外へ放出される。この
プール水の蒸発により、プール81の貯蔵する水は減少
するが、プール下部連通管56及び配管52及び配管5
3によって全てのコンデンサ冷却プール81と新燃料貯
蔵プール50とドライヤ・セパレータ貯蔵プール51が
連通しているので、水位の低下速度は小さく、事故後の
ある時間内にコンデンサの伝熱管部分が露出しないよ
う、プールの水位を保つことが可能である。
【0023】配管52及び配管53はプールの底面に近
い位置に設置されているので、水温が低い領域に開口し
ており、コンデンサ冷却プール81内の高温水が新燃料
貯蔵プール50或いはドライヤ・セパレータ貯蔵プール
51に流入することはない。また、水面より上の部分は
連通しないので蒸発したプール水の蒸気が新燃料貯蔵プ
ール50或いはドライヤ・セパレータ貯蔵プール51を
経由して運転階に排出されることはない。
い位置に設置されているので、水温が低い領域に開口し
ており、コンデンサ冷却プール81内の高温水が新燃料
貯蔵プール50或いはドライヤ・セパレータ貯蔵プール
51に流入することはない。また、水面より上の部分は
連通しないので蒸発したプール水の蒸気が新燃料貯蔵プ
ール50或いはドライヤ・セパレータ貯蔵プール51を
経由して運転階に排出されることはない。
【0024】新燃料貯蔵プール50に新燃料が貯蔵され
ている場合、プール水は運転階に対する放射線遮蔽の目
的があるが、新燃料の自発性核分裂による発熱は非常に
小さく、事故時にこのプールの貯水量が減少しても安全
性の問題はない。
ている場合、プール水は運転階に対する放射線遮蔽の目
的があるが、新燃料の自発性核分裂による発熱は非常に
小さく、事故時にこのプールの貯水量が減少しても安全
性の問題はない。
【0025】また、配管52及び配管53の途中部分に
は弁機構が備わっており、定期点検時等に必要に応じて
コンデンサ冷却プール81と新燃料貯蔵プール50及び
ドライヤ・セパレータ貯蔵プール51を互いに隔離した
り、個別に排水したりすることが可能である。
は弁機構が備わっており、定期点検時等に必要に応じて
コンデンサ冷却プール81と新燃料貯蔵プール50及び
ドライヤ・セパレータ貯蔵プール51を互いに隔離した
り、個別に排水したりすることが可能である。
【0026】第2の目的を達成するための第1の手段に
よる一実施例を、図4により説明する。
よる一実施例を、図4により説明する。
【0027】本実施例の特徴となる構成要素として、コ
ンデンサ80に流入した不凝縮性気体を排出するガス排
出管73から圧力抑制プール水中で分岐したプール水流
出管60とプール水流入管61がある。プール水流出管
60は、ガス排出管73側から圧力抑制プール5水中へ
流体が流出可能な逆止弁機構を備えている。プール水流
入管61は圧力抑制プール5水中からガス排出管73側
へ水が流入可能な逆止弁機構を備えた配管である。ま
た、凝縮水戻り管72には、コンデンサ80側から重力
落下水プール26側に水が流れることが可能な逆止弁6
7を設置する。
ンデンサ80に流入した不凝縮性気体を排出するガス排
出管73から圧力抑制プール水中で分岐したプール水流
出管60とプール水流入管61がある。プール水流出管
60は、ガス排出管73側から圧力抑制プール5水中へ
流体が流出可能な逆止弁機構を備えている。プール水流
入管61は圧力抑制プール5水中からガス排出管73側
へ水が流入可能な逆止弁機構を備えた配管である。ま
た、凝縮水戻り管72には、コンデンサ80側から重力
落下水プール26側に水が流れることが可能な逆止弁6
7を設置する。
【0028】図5ないし図7を用いて本実施例の動作を
説明する。通常運転時、ガス排出管73内では、図5に
示すように圧力抑制プール5水面と同じ位置に水面が形
成されている。想定する冷却材喪失事故時には、ドライ
ウェル3の圧力がウェットウェル6の圧力よりも高くな
るので、図6に示すようにガス排出管73内の水面は管
の分岐部分まで押し下げられる。この直前まで配管内に
あった水は、プール水流出管60を経由して圧力抑制プ
ール5へ流出する。同時に、配管内に存在する不凝縮性
気体と未凝縮蒸気もプール水流出管60から圧力抑制プ
ール5へ排出される。この排出により、コンデンサ80
内の圧力が低くなり、ガス排出管73内に形成される水
面の位置は上昇する。この時、図7に示すように、ガス
排出管73内にプール水流入管61から圧力抑制プール
5の下部の低温水が流入する。凝縮水戻り管26には逆
止弁67が設置してあるので、戻り管26から凝縮水が
流入することはない。
説明する。通常運転時、ガス排出管73内では、図5に
示すように圧力抑制プール5水面と同じ位置に水面が形
成されている。想定する冷却材喪失事故時には、ドライ
ウェル3の圧力がウェットウェル6の圧力よりも高くな
るので、図6に示すようにガス排出管73内の水面は管
の分岐部分まで押し下げられる。この直前まで配管内に
あった水は、プール水流出管60を経由して圧力抑制プ
ール5へ流出する。同時に、配管内に存在する不凝縮性
気体と未凝縮蒸気もプール水流出管60から圧力抑制プ
ール5へ排出される。この排出により、コンデンサ80
内の圧力が低くなり、ガス排出管73内に形成される水
面の位置は上昇する。この時、図7に示すように、ガス
排出管73内にプール水流入管61から圧力抑制プール
5の下部の低温水が流入する。凝縮水戻り管26には逆
止弁67が設置してあるので、戻り管26から凝縮水が
流入することはない。
【0029】ガス排出管73から不凝縮性気体が排出さ
れていない状態では、コンデンサ80内で蒸気のみが凝
縮されるため、不凝縮性気体の濃度が上昇する。これに
伴い、コンデンサ80の凝縮熱伝達率が瞬間的に劣化す
るのでコンデンサ80内の圧力は上昇する。その結果、
再び、図6に示すように、ガス排出管73内の水面が管
の分岐部分まで押し下げられる。この時、プール水流入
管61から流入した比較的低温のプール水がプール水流
出管60を経由してプール内上部の比較的高温となる領
域へ排出される。以降、図7⇒図6⇒図7⇒図6という
動作を繰り返すことにより、プール内での低温部と高温
部の混合が促進され、水面付近が偏って高温となる温度
成層化現象が緩和される。
れていない状態では、コンデンサ80内で蒸気のみが凝
縮されるため、不凝縮性気体の濃度が上昇する。これに
伴い、コンデンサ80の凝縮熱伝達率が瞬間的に劣化す
るのでコンデンサ80内の圧力は上昇する。その結果、
再び、図6に示すように、ガス排出管73内の水面が管
の分岐部分まで押し下げられる。この時、プール水流入
管61から流入した比較的低温のプール水がプール水流
出管60を経由してプール内上部の比較的高温となる領
域へ排出される。以降、図7⇒図6⇒図7⇒図6という
動作を繰り返すことにより、プール内での低温部と高温
部の混合が促進され、水面付近が偏って高温となる温度
成層化現象が緩和される。
【0030】事故後、相当の時間が経過し、ドライウェ
ル3に充填してあった不凝縮性気体がウェットウェル6
に排出された後は、蒸気のみがコンデンサ80に流入す
ることとなる。不凝縮性気体の分圧が小さくなることか
ら、蒸気が凝縮されるに伴いコンデンサ80内の圧力が
瞬間的に低くなる現象が起こる。この時、ガス排出管7
3内の水面は過渡的にコンデンサ80の伝熱管内にまで
上昇する。この上昇によってコンデンサの凝縮表面積が
減少し、瞬間的に凝縮量が減少する。この結果、コンデ
ンサ80内の圧力は急上昇し、ガス排出管73内に形成
される液面は下降する。このように、ドライウェル3内
の不凝縮性気体が排出された後も、ガス排出管73内の
液面の振動現象は発生するので、プール水の混合作用は
コンデンサ80の動作が続く限り継続する。
ル3に充填してあった不凝縮性気体がウェットウェル6
に排出された後は、蒸気のみがコンデンサ80に流入す
ることとなる。不凝縮性気体の分圧が小さくなることか
ら、蒸気が凝縮されるに伴いコンデンサ80内の圧力が
瞬間的に低くなる現象が起こる。この時、ガス排出管7
3内の水面は過渡的にコンデンサ80の伝熱管内にまで
上昇する。この上昇によってコンデンサの凝縮表面積が
減少し、瞬間的に凝縮量が減少する。この結果、コンデ
ンサ80内の圧力は急上昇し、ガス排出管73内に形成
される液面は下降する。このように、ドライウェル3内
の不凝縮性気体が排出された後も、ガス排出管73内の
液面の振動現象は発生するので、プール水の混合作用は
コンデンサ80の動作が続く限り継続する。
【0031】第2の目的を達成するための第2の手段に
よる一実施例を、図8により説明する。
よる一実施例を、図8により説明する。
【0032】本実施例の特徴となる構成要素として、前
述した実施例と異なるものは、ガス排出管73とプール
水流入管61の間に設置された配管69と熱交換器65
である。プール水流入管61は圧力抑制プール5水中の
高温となる領域に開口するように設置し、熱交換器65
は圧力抑制プール5水中の低温となる領域に設置する。
述した実施例と異なるものは、ガス排出管73とプール
水流入管61の間に設置された配管69と熱交換器65
である。プール水流入管61は圧力抑制プール5水中の
高温となる領域に開口するように設置し、熱交換器65
は圧力抑制プール5水中の低温となる領域に設置する。
【0033】図9ないし図11を用いて本実施例の動作
を説明する。通常運転時、ガス排出管73内では、図9
に示すように圧力抑制プール5水面と同じ位置に水面が
形成されている。想定する冷却材喪失事故時には、ドラ
イウェル3の圧力がウェットウェル6の圧力よりも高く
なるので、図10に示すようにガス排出管73内の水面
は管の分岐部分まで押し下げられる。この直前まで配管
内にあった水は、プール水流出管60を経由して圧力抑
制プール5へ流出する。同時に、配管内に存在する不凝
縮性気体と未凝縮蒸気もプール水流出管60から圧力抑
制プール5へ排出される。この排出により、コンデンサ
80内の圧力が低くなり、ガス排出管73内に形成され
る水面の位置は上昇する。この時、図11に示すよう
に、ガス排出管73側に向かってプール水流入管61か
ら圧力抑制プール5の上部の高温水が流入する。この高
温水は、熱交換器65で圧力抑制プール5の低温領域の
水と熱交換して放熱する。凝縮水戻り管26には逆止弁
67が設置してあるので、戻り管26から凝縮水が流入
することはない。
を説明する。通常運転時、ガス排出管73内では、図9
に示すように圧力抑制プール5水面と同じ位置に水面が
形成されている。想定する冷却材喪失事故時には、ドラ
イウェル3の圧力がウェットウェル6の圧力よりも高く
なるので、図10に示すようにガス排出管73内の水面
は管の分岐部分まで押し下げられる。この直前まで配管
内にあった水は、プール水流出管60を経由して圧力抑
制プール5へ流出する。同時に、配管内に存在する不凝
縮性気体と未凝縮蒸気もプール水流出管60から圧力抑
制プール5へ排出される。この排出により、コンデンサ
80内の圧力が低くなり、ガス排出管73内に形成され
る水面の位置は上昇する。この時、図11に示すよう
に、ガス排出管73側に向かってプール水流入管61か
ら圧力抑制プール5の上部の高温水が流入する。この高
温水は、熱交換器65で圧力抑制プール5の低温領域の
水と熱交換して放熱する。凝縮水戻り管26には逆止弁
67が設置してあるので、戻り管26から凝縮水が流入
することはない。
【0034】図11のように不凝縮性気体が排出されて
いない状態では、コンデンサ80内で蒸気が凝縮される
ため、不凝縮性気体の濃度が上昇する。これに伴い、コ
ンデンサ80の凝縮熱伝達率が劣化するのでコンデンサ
80内の圧力は上昇する。その結果、再び、図10に示
すように、ガス排出管73内の水面が管の分岐部分まで
押し下げられる。この時、熱交換器65で放熱したプー
ル水がプール水流出管60を経由してプール内上部の比
較的高温となる領域へ排出されるので、プール内での低
温部は加熱され、高温部には低温水が混入される。以
降、図11⇒図10⇒図11⇒図10という動作が繰り
返し行われることにより、水面付近が偏って高温となる
温度成層化現象が緩和される。
いない状態では、コンデンサ80内で蒸気が凝縮される
ため、不凝縮性気体の濃度が上昇する。これに伴い、コ
ンデンサ80の凝縮熱伝達率が劣化するのでコンデンサ
80内の圧力は上昇する。その結果、再び、図10に示
すように、ガス排出管73内の水面が管の分岐部分まで
押し下げられる。この時、熱交換器65で放熱したプー
ル水がプール水流出管60を経由してプール内上部の比
較的高温となる領域へ排出されるので、プール内での低
温部は加熱され、高温部には低温水が混入される。以
降、図11⇒図10⇒図11⇒図10という動作が繰り
返し行われることにより、水面付近が偏って高温となる
温度成層化現象が緩和される。
【0035】事故後、相当の時間が経過し、ドライウェ
ル3に充填してあった不凝縮性気体がウェットウェル6
に排出された後も、前記実施例と同様の過程によりガス
排出管73内の液面の振動現象は発生するので、プール
水の受動的な熱交換作用はコンデンサ80の動作が続く
限り継続する。
ル3に充填してあった不凝縮性気体がウェットウェル6
に排出された後も、前記実施例と同様の過程によりガス
排出管73内の液面の振動現象は発生するので、プール
水の受動的な熱交換作用はコンデンサ80の動作が続く
限り継続する。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、通常運転時に新燃料貯
蔵プール及びドライヤ・セパレータ貯蔵プールが保有す
る水を想定事故時にコンデンサ冷却プール水として使用
することが可能となる。これによって、コンデンサ冷却
プール単独で必要とする容積が削減され、原子炉格納容
器および原子炉建屋の機器配置の設計条件を緩和でき
る。また、貯水可能なプールの合計床面積が増加するこ
とから、プールの深さを相対的に浅くすることができ、
原子炉建屋の重心位置を低下させることが可能である。
結果として、耐震設計上有利となり、プラントの建設コ
ストを削減することが可能となる。
蔵プール及びドライヤ・セパレータ貯蔵プールが保有す
る水を想定事故時にコンデンサ冷却プール水として使用
することが可能となる。これによって、コンデンサ冷却
プール単独で必要とする容積が削減され、原子炉格納容
器および原子炉建屋の機器配置の設計条件を緩和でき
る。また、貯水可能なプールの合計床面積が増加するこ
とから、プールの深さを相対的に浅くすることができ、
原子炉建屋の重心位置を低下させることが可能である。
結果として、耐震設計上有利となり、プラントの建設コ
ストを削減することが可能となる。
【0037】また、図4ないし図11を用いて説明した
実施例によると、ポンプなどの動的な手段を用いずに圧
力抑制プール内の温度成層化現象が緩和され、圧力抑制
プール水の表面温度が抑制されることにより、ウェット
ウェルの圧力上昇が緩和される。結果として、ウェット
ウェルの設計圧力を高くすることなく冷却材喪失事故後
の格納容器の冷却を行うことが可能である。
実施例によると、ポンプなどの動的な手段を用いずに圧
力抑制プール内の温度成層化現象が緩和され、圧力抑制
プール水の表面温度が抑制されることにより、ウェット
ウェルの圧力上昇が緩和される。結果として、ウェット
ウェルの設計圧力を高くすることなく冷却材喪失事故後
の格納容器の冷却を行うことが可能である。
【図1】本発明の一実施例による原子炉格納容器燃料交
換階の水平断面図。
換階の水平断面図。
【図2】図1の原子炉格納容器のA−A′垂直断面図。
【図3】図1の原子炉格納容器のB−B′部分の垂直断
面図。
面図。
【図4】本発明の一実施例による原子炉格納容器の部分
の垂直断面図。
の垂直断面図。
【図5】ガス排出管73内の水面位置を示す説明図。
【図6】ガス排出管73内の水面位置を示す説明図。
【図7】ガス排出管73内の水面位置を示す説明図。
【図8】本発明の一実施例による原子炉格納容器の部分
の垂直断面図。
の垂直断面図。
【図9】ガス排出管73内の水面位置を示す説明図。
【図10】ガス排出管73内の水面位置を示す説明図。
【図11】ガス排出管73内の水面位置を示す説明図。
50…新燃料貯蔵プール、51…ドライヤ・セパレータ
貯蔵プール、60…プール水流出管、61…プール水流
入管、65…熱交換器、67…逆止弁、73…ガス排出
管、80…コンデンサ、81…コンデンサ冷却プール。
貯蔵プール、60…プール水流出管、61…プール水流
入管、65…熱交換器、67…逆止弁、73…ガス排出
管、80…コンデンサ、81…コンデンサ冷却プール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村瀬 道雄 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所エネルギー研究所内
Claims (4)
- 【請求項1】原子炉圧力容器を格納するドライウェル
と、圧力抑制プールを保有する圧力抑制室と、前記圧力
抑制室と前記ドライウェルを連結するベント管と、炉心
部分から発生する崩壊熱を除去可能なコンデンサを有す
る原子炉設備において、前記コンデンサを冷却する冷却
水を貯蔵するコンデンサ冷却プールと、炉心に装荷する
燃料を一時的に貯蔵する新燃料貯蔵プールとを連通可能
な配管を設置することを特徴とする原子炉格納容器。 - 【請求項2】原子炉圧力容器を格納するドライウェル
と、圧力抑制プールを保有する圧力抑制室と、前記圧力
抑制室と前記ドライウェルを連結するベント管と、コン
デンサを有する原子炉設備において、コンデンサ冷却プ
ールと、燃料交換作業時等に一時的に取り外した蒸気乾
燥器及び気水分離器を貯蔵するドライヤ・セパレータ貯
蔵プールとを連通可能な配管を設置することを特徴とす
る原子炉格納容器。 - 【請求項3】原子炉圧力容器を格納するドライウェル
と、圧力抑制プールを保有する圧力抑制室と、前記圧力
抑制室と前記ドライウェルを連結するベント管と、コン
デンサを有する原子炉設備において、前記コンデンサに
流入して通過した不凝縮性気体が圧力抑制プール内に導
かれて排出されるガス排出管に分岐部を備え、前記分岐
部からプール内へ流体が流出可能な逆止弁機構を備えた
配管と、プール内から分岐部へ流体が流入可能な逆止弁
機構を備えた配管とを分岐部に接続したことを特徴とす
る原子炉格納容器。 - 【請求項4】請求項3において、前記圧力抑制プール内
から分岐部へ流体が流入可能な逆止弁機構を備えた配管
の途中部分に、配管の内部と外部で熱交換を行うことが
可能な熱交換器を設置したことを特徴とする原子炉格納
容器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5053580A JPH06265673A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 原子炉格納容器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5053580A JPH06265673A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 原子炉格納容器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06265673A true JPH06265673A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12946783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5053580A Pending JPH06265673A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 原子炉格納容器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06265673A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009074980A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Toshiba Corp | 原子力発電設備および静的冷却系プール |
KR101229953B1 (ko) * | 2011-09-08 | 2013-02-06 | 한전원자력연료 주식회사 | 사용후핵연료 저장조 피동형 냉각장치 |
JP2014085227A (ja) * | 2012-10-24 | 2014-05-12 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 静的崩壊熱除去システム及び原子力発電プラント設備 |
-
1993
- 1993-03-15 JP JP5053580A patent/JPH06265673A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009074980A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Toshiba Corp | 原子力発電設備および静的冷却系プール |
JP4568315B2 (ja) * | 2007-09-21 | 2010-10-27 | 株式会社東芝 | 原子力発電設備および静的冷却系プール |
KR101229953B1 (ko) * | 2011-09-08 | 2013-02-06 | 한전원자력연료 주식회사 | 사용후핵연료 저장조 피동형 냉각장치 |
WO2013035917A1 (ko) * | 2011-09-08 | 2013-03-14 | 한전원자력연료 주식회사 | 사용후핵연료 저장조 피동형 냉각장치 |
US9640286B2 (en) | 2011-09-08 | 2017-05-02 | Kepco Nuclear Fuel Co., Ltd. | Passive cooling apparatus of spent fuel pool |
JP2014085227A (ja) * | 2012-10-24 | 2014-05-12 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 静的崩壊熱除去システム及び原子力発電プラント設備 |
US9312034B2 (en) | 2012-10-24 | 2016-04-12 | Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. | Passive residual heat removal system and nuclear power plant equipment |
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