JP2000002782A - 原子炉格納容器内雰囲気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】原子力プラント外からの窒素ガスの供給を受け
ることなく、原子炉格納容器内の酸素濃度および湿分濃
度を低減し、放射能汚染を抑制する。 【解決手段】原子炉格納容器16に排気弁21を有する排気
管19を接続し、排気弁21の下流側に非常時ガス処理系24
と換気空調排気管28を並列接続する。排気弁21の上流側
に雰囲気取出し弁31を有する雰囲気取出し管33を接続
し、この取出し管33の下流側にガス分離装置バイパス弁
50を接続する。このバイパス弁50を挟んで上流側に酸素
ガス分離膜ろ過装置40を接続し、下流側に水蒸気分離装
置54を接続する。また、原子炉格納容器16の外部に給気
源29を設置し、この給気源29の下流側を前記雰囲気取出
し弁31の下流側に接続する。酸素ガス分離膜ろ過装置40
の分離窒素側と原子炉格納容器16とを窒素ガス貯留タン
ク42を介在して連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子力発
電プラントの原子炉格納容器内雰囲気制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図５により従来の沸騰水型原子力プラン
トにおける原子炉格納容器内雰囲気制御装置の一構成例
を説明する。図５において、符号１は沸騰水型原子炉
で、この原子炉１は原子炉格納容器16内に立設したペデ
スタルに支持されている。原子炉１には主蒸気配管２，
原子炉再循環配管３および原子炉給水配管４が接続して
いる。原子炉再循環配管３には原子炉再循環ポンプ５が
設けられ、原子炉１内に冷却材を強制的に循環させてい
る。

【０００３】原子炉格納容器16内の下方にはダイヤフラ
ムフロアを境にして圧力抑制室７が設置され、圧力抑制
室７内に圧力抑制室プール８が形成されている。図５
中、符号６はサンプポンプで、このサンプポンプ６によ
り原子炉１を支持するペデスタル内に貯留する原子炉格
納容器内廃液サンプ９の廃液を廃液サンプ移送配管15を
通して原子炉格納容器16の外部に設置した液体廃棄物処
理系22に送り込む。

【０００４】符号10は原子炉格納容器内除湿系で、この
除湿系10は冷却水を通流する一対の冷却水配管11ａ，11
ｂ、この配管11ａ，11ｂに接続する冷却コイル12および
ドレンファンネル13を有し、ドレンファンネル13はドレ
ン移送配管14を介して前記廃液サンプに連通している。

【０００５】符号17は原子炉格納容器16のドライウェル
に接続した原子炉格納容器給気配管で、符号18は圧力抑
制室給気配管で、これらの給気配管17，18は一体となっ
て連結し不活性ガス供給弁20を介して不活性ガス系23に
接続している。

【０００６】符号19は原子炉格納容器16に接続した原子
炉格納容器排気配管で、この排気配管19には原子炉格納
容器排気弁21が接続し、この排気弁21の下流側には非常
時ガス処理系入口弁25と換気空調排気弁26が並列接続し
ている。非常時ガス処理系入口弁25には非常時ガス処理
系24が接続し、換気空調排気弁26には換気空調排気管28
が接続し、これら非常時ガス処理系24と換気空調排気管
28の下流側は合流しスタック27に接続している。

【０００７】ところで、原子炉格納容器16内での一次系
配管の破断事故時に、燃料棒構成材料であるジルカロイ
と原子炉水が高温で反応し生じる水素ガスと酸素ガスが
原子炉格納容器16内で爆発的に燃焼反応するのを抑制す
る必要がある。

【０００８】そのために、原子炉１の起動初期に、不活
性ガス系23から窒素ガスを原子炉格納容器16に供給し、
原子炉格納容器16内の空気を窒素ガスによってスタック
27へ押し出し、原子炉格納容器16内の空気を窒素置換す
ることにより助燃ガスである酸素濃度を低減している。

【０００９】また、沸騰水型原子力プラントでは原子炉
１の運転中、原子炉格納容器内廃液サンプ９や圧力抑制
室プール８からの蒸発水により、原子炉格納容器16内の
雰囲気の絶対湿度濃度が上昇する。

【００１０】絶対湿度濃度が増加すると制御棒駆動装置
配管，原子炉再循環ポンプ５やパージ水配管（図示せ
ず）等は原子炉格納容器16内に設置されており、ステン
レス鋼材等で構成され、室温に近い水が流れている配管
表面に結露水が生じ、配管表面に塩分等が濃縮し応力腐
食割れ（ＳＣＣ）を生じる恐れがある。

【００１１】このため、従来は原子炉格納容器内除湿系
10を用い原子炉格納容器16内で除湿し、格納容器内廃液
サンプ９に排水し、廃液サンプ移送配管15を通して原子
炉格納容器16外に排出し液体廃棄物処理系22で処理して
いる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、不活性
ガス系23を用いて、原子炉格納容器16内の酸素ガス濃度
を低下する場合、原子力プラント外に設置した液体窒素
ガスタンクから原子炉格納容器16まで配管で引き回す必
要があるため、比較的大掛かりな設備になる。また、液
体窒素ガスタンクに常に液体窒素を充填しておく必要が
あり、液体窒素は僅かずつ大気中に蒸発飛散することか
ら、液体窒素を定期的に補給する必要がある。

【００１３】また、原子炉格納容器16内の湿分濃度除去
のため設置される原子炉格納容器内除湿系10は、原子炉
格納容器16内に比較的低温の冷媒（水）を循環して、除
湿フィンで結露除去するために、低温冷媒水供給装置を
設置する等比較的大掛かりな設備になっており、そのう
え冷媒が原子炉格納容器16内で漏洩源となる等の課題が
ある。

【００１４】さらに、原子炉格納容器16内で原子炉１内
の炉水や主蒸気配管２からタービン系を流れ、原子炉給
水配管４を流れる一次系水の漏洩が発生した場合、一次
系水に含まれる放射性核種により原子炉格納容器16内の
機器が放射能汚染する課題があり、従来の設備にはこれ
を配慮した設備は設けられていない。

【００１５】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、原子力プラント外からの窒素ガスの供給を受
けることなく、原子炉格納容器内の酸素濃度を容易に低
減することができ、かつ、冷温冷媒を用いた除湿装置を
持たず、単独で湿分濃度が低減でき、かつ、原子炉格納
容器内で一次系水の漏洩が発生した場合、格納容器内の
汚染を抑制することが可能となる原子炉格納容器内雰囲
気制御装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、原子
炉格納容器に原子炉格納容器給気配管と原子炉格納容器
排気弁を有する原子炉格納容器排気管を接続し、前記原
子炉格納容器排気弁の下流側に非常時ガス処理系と換気
空調排気管とを並列接続し、前記原子炉格納容器排気弁
の上流側に分岐して原子炉格納容器内雰囲気取出し弁を
有する原子炉格納容器内雰囲気取出し管を接続し、この
原子炉格納容器内雰囲気取出し管の下流側にガス分離装
置バイパス弁を接続し、このガス分離装置バイパス弁の
上流側を分岐して酸素ガス分離膜ろ過装置を接続し、前
記ガス分離装置バイパス弁の下流側を分岐して水蒸気分
離膜ろ過装置を接続し、前記酸素ガス分離膜ろ過装置で
分離される窒素側に窒素ガス貯留タンクを接続し、この
窒素ガス貯留タンクの下流側を前記原子炉格納容器に接
続し、前記原子炉格納容器の外部に給気源を設置し、こ
の給気源の下流側を前記原子炉格納容器内雰囲気取出し
弁の下流側に接続してなることを特徴とする。

【００１７】請求項１の発明によれば、原子炉格納容器
外にガス分離膜ろ過装置を設置し、コンプレッサやポン
プ等の動力を用いて外気を供給することにより、原子炉
格納容器内の空気中の酸素ガスを除去し、比較的高濃度
の窒素ガスを原子炉格納容器に供給することが可能とな
り、原子炉格納容器内の酸素ガス濃度を低下することが
できる。

【００１８】請求項２の発明は、前記原子炉格納容器内
雰囲気取出し管と前記ガス分離装置バイパス弁との間に
空気コンプレッサを設け、前記バイパス弁と前記水蒸気
分離膜ろ過装置との間に酸素ガスフィルタおよび酸素ガ
ス冷却装置を設け、前記水蒸気分離膜ろ過装置と前記原
子炉格納容器給気配管との間に酸素ガス貯留タンクを設
けてなることを特徴とする。

【００１９】請求項２の発明によれば、原子炉格納容器
外に水蒸気分離膜ろ過装置を設置し、空気コンプレッサ
やポンプ等の動力を用いて原子炉格納容器と原子炉格納
容器内雰囲気取出し配管，水蒸気分離膜ろ過装置，酸素
ガス貯留タンク，窒素ガス貯留タンク，原子炉格納容器
給気配管を循環運転することにより、原子炉格納容器内
雰囲気中の湿分濃度を低減することができる。

【００２０】請求項３の発明は、前記酸素ガス分離膜ろ
過装置に第１の排気管を接続し、前記水蒸気分離膜ろ過
装置に第２の排気管を接続し、これら第１および第２の
排気管を前記原子炉格納容器に接続してなることを特徴
とする。

【００２１】請求項３に係る発明では、原子炉格納容器
内で一次系水が漏洩した場合、ガス分離膜を格納したろ
過装置を循環運転することにより、一次系水に含まれる
気体状の放射性核種や粒子状の放射性核種を捕獲し、原
子炉格納容器内の放射能汚染を軽減することができる。

【００２２】請求項４の発明は、前記第１の排気管およ
び第２の排気管を前記非常時ガス処理系の上流側に接続
してなることを特徴とする。請求項４に係る発明では、
原子炉格納容器内で一次系水が漏洩した場合、ガス分離
膜を格納したろ過装置を循環運転することにより、原子
炉格納容器雰囲気に含まれる湿分を除去した後、気体状
の放射性ガスのみを非常時ガス処理系に透過して排気す
るため、非常時ガス処理系充填の添着活性炭への湿分吸
着によるＳＧＴＳ放射能吸着性能劣化を防ぎながら、ガ
ス分離膜を格納したろ過装置に捕獲された気体状の放射
性ガスを非常時ガス処理系活性炭に吸着し、気体状放射
性ガスを吸着除去した後、主排気塔（スタック）から放
出することができる。

【００２３】請求項５の発明は、前記ガス分離装置バイ
パス弁の下流側に水素濃度計を取付け、前記除湿装置の
排水側配管に排水弁を介して水位コントロール弁を取付
け、この水位コントロール弁に排水流量エレメントを取
付け、この排水流量エレメントに流量計および流量積算
計を取付け、この流量積算計と前記水素濃度計の出力信
号を入力する漏洩源評価装置を設けてなることを特徴と
する。

【００２４】請求項５に係る発明では、ガス分離膜を格
納したろ過装置運転時の排出ガス中の水素濃度を計測
し、また、ガス分離膜により除去される湿分量との相関
変化から原子炉格納容器内での一次系水の漏洩を検知す
ることができる。また、一次系水の漏洩検知後、除湿水
量と水素濃度比から、漏洩水が主蒸気か原子炉水か判定
することが可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１により本発明に係る原子炉格
納容器内雰囲気制御装置の第１の実施の形態を説明す
る。図１において符号１は原子炉で、原子炉１は原子炉
格納容器16内に設置されている。原子炉１には主蒸気配
管２，原子炉再循環配管３および原子炉給水配管４が接
続している。原子炉再循環配管３には原子炉再循環ポン
プ５が設けられ、原子炉１内に冷却材を強制的に循環さ
せている。

【００２６】原子炉格納容器16内の下方には圧力抑制室
７が設置され、圧力抑制室７内に圧力抑制室プール８が
設けられている。図１中、符号９は原子炉格納容器内廃
液サンプ，10は原子炉格納容器内除湿系である。

【００２７】符号17は原子炉格納容器16のドライウェル
に接続した原子炉格納容器給気配管で、符号18は圧力抑
制室給気配管で、これらの給気配管17，18は一体となっ
て連結し、不活性ガス供給弁20を接続している。

【００２８】符号19は原子炉格納容器16に接続した原子
炉格納容器排気配管で、この排気配管19には原子炉格納
容器排気弁21が接続し、この排気弁21の下流側には非常
時ガス処理系入口弁25と換気空調排気弁26が並列接続し
ている。非常時ガス処理系入口弁25には非常時ガス処理
系24が接続し、換気空調排気弁26には換気空調排気管28
が接続し、これら非常時ガス処理系24と換気空調排気管
28の下流側は合流し、スタック（主排気筒）27に接続し
ている。

【００２９】符号29は給気源で、この給気源29は原子炉
格納容器16の外部に設置されており、給気源29は吸気弁
30を有する給気管32の一端が接続している。給気管32の
他端は原子炉格納容器内雰囲気配管33に取付けた原子炉
格納容器内雰囲気取出し弁31の下流側に接続している。

【００３０】原子炉格納容器内雰囲気配管33の一端は原
子炉格納容器排気弁21の上流側の原子炉格納容器排気配
管19に接続し、また他端は空気コンプレッサ37の吸入側
に接続し、空気コンプレッサ37の吐出側にはガス分離装
置バイパス弁50が接続している。

【００３１】ガス分離装置バイパス弁50を挟んで上流側
には酸素ガス分離膜41を内蔵した酸素ガス分離膜ろ過装
置40が接続し、前記バイパス弁50の下流側には水蒸気分
離膜55を内蔵した水蒸気分離膜ろ過装置54が接続してい
る。酸素ガス分離膜ろ過装置40で分離される窒素ガス側
には窒素ガス貯留タンク42が接続し、窒素ガス貯留タン
ク42の下流側に第１の原子炉格納容器内雰囲気排気管34
が窒素ガス貯留タンク排出弁49を介して接続している。

【００３２】この第１の原子炉格納容器内雰囲気排気管
34の下流側は原子炉格納容器排気弁21の下流側の原子炉
格納容器排気管19に接続している。また、窒素ガス貯留
タンク42の下流側には原子炉格納容器内雰囲気戻り管36
が接続し、この戻り管36の下流側は原子炉格納容器給気
配管17に接続している。

【００３３】水蒸気分離膜ろ過装置55の分離酸素ガス側
には酸素ガス貯留タンク56が接続し、酸素ガス貯留タン
ク56の下流側に酸素ガス貯留タンク排出弁61を介して第
２の原子炉格納容器内雰囲気排出管35が接続し、この排
出管35は原子炉格納容器排気弁21の下流側の原子炉格納
容器排出管19に接続している。

【００３４】水蒸気分離膜ろ過装置54の分離液側は除湿
装置65に接続し、除湿装置65の気体側は原子炉格納容器
内雰囲気戻り管36に接続し、凝縮液側はドレンファンネ
ル77に接続している。ガス分離装置バイパス弁50の下流
側には水蒸気分離膜ろ過装置出口戻り弁60が接続し、こ
の戻り弁60の下流側は酸素ガス貯留タンク56に接続して
いる。

【００３５】本実施の形態によれば、原子炉格納容器16
内の酸素濃度および湿分濃度を酸素ガス分離膜ろ過装置
40，水蒸気分離膜ろ過装置54および除湿装置65により低
下させることができ、原子炉格納容器16の外部に設置し
た給気源29から酸素ガス分離膜ろ過装置40へ空気を送り
込んで窒素を分離し、この分離した窒素を原子炉格納容
器給気配管17を通して原子炉格納容器16内に送り込むこ
とにより原子炉格納容器16内の酸素濃度を低減させるこ
とができる。

【００３６】つぎに図２により本発明の第２の実施の形
態を説明する。なお、図２中、図１と同一部分には同一
符号を付して重複する部分の説明は省略する。本実施の
形態が第１の実施の形態と異なる点は、窒素ガス供給運
転に際して、原子炉格納容器16と酸素ガス分離膜ろ過装
置40との間に空気を循環させる循環ラインを設け、空気
コンプレッサ37を動力にして強制循環を行うように配管
系統の各弁を切換えるように構成することにある。

【００３７】すなわち、空気コンプレッサ37と酸素ガス
分離膜ろ過装置40との間に入口弁47，空気フィルタ38お
よび空気冷却装置39を直列接続し、酸素ガス分離膜ろ過
装置40と窒素ガス貯留タンク42との間に出口圧力計45お
よび圧力コントロール弁46を直列接続する。また酸素ガ
ス分離膜ろ過装置40とガス分離装置バイパス弁50との間
に酸素コンプレッサ51を設置する。

【００３８】酸素ガス分離膜ろ過装置40の酸素ガス分離
膜41の透過側と酸素ガス貯留タンク56の入口側との間に
は放射性ガス排出弁75を有する連結配管78が接続されて
おり、放射性ガス排出弁75の入口側配管と窒素ガス貯留
タンク42との間には逆洗用酸素ガス分離膜ろ過装置40の
逆止弁48が設けられている。

【００３９】しかして、原子炉格納容器16外に空気を取
込むための給気源29は、直接外気を取込むことも可能で
あるが、既設の換気空調系の給気ダクトから取込んでも
良いことは言うまでもない。取込まれた空気は、まず、
原子炉格納容器内雰囲気取出し配管33を通して空気コン
プレッサ37で加圧され、空気フィルタ38，空気冷却装置
39を通り、塵埃等が除去された後、比較的酸素や水蒸気
を透過しやすい酸素ガス分離膜ろ過装置40に導かれる。

【００４０】空気コンプレッサ37により比較的高圧に維
持することによって、空気中の酸素ガス分が酸素ガス分
離膜41を透過し、酸素分圧が減り、比較的高濃度の窒素
ガスが下流の窒素貯留タンク42に流入する。

【００４１】比較的高濃度の窒素ガスは、窒素貯留タン
ク42から圧力コントロール弁44で圧力コントロールしな
がら原子炉格納容器16に供給される。一方、酸素ガス分
離膜ろ過装置40を透過した酸素ガスは、酸素コンプレッ
サ51により再び昇圧され、入口弁59，酸素ガスフィルタ
52および酸素ガス冷却装置53を通り、水蒸気分離膜ろ過
装置54に導かれる。

【００４２】ここで、空気中の湿分のみが水蒸気分離膜
55を透過する。この結果、比較的湿分濃度の低下した酸
素ガスを主体としたガスは、酸素ガス貯留タンク56を経
て、排出弁61，第２の原子炉格納容器内雰囲気排気管35
を通してスタック27から排気される。また、原子炉格納
容器16に窒素ガスを供給する際、原子炉格納容器排気弁
21を開し、残存する空気を非常時ガス処理系24から換気
するか、または直接スタック27から排気する。

【００４３】本実施の形態によれば、原子炉格納容器16
外にガス分離膜ろ過装置40を設置し、空気コンプレッサ
やポンプ等の動力により原子炉格納容器16内とガス分離
膜ろ過装置40を循環させ、原子炉格納容器16内雰囲気中
の湿分を低減することができる。

【００４４】つぎに図３により本発明の第３の実施の形
態を説明する。なお、図３中、図１と同一部分には同一
符号を付して重複する部分の説明は省略する。本実施の
形態が第１の実施の形態と異なる点は、前記ろ過装置4
0，54の運転により原子炉格納容器16内で原子炉水や主
蒸気水が漏洩した場合、原子炉格納容器16内に拡散され
るよう素（Ｉ）やキセノン（Ｘｅ）等の放射性核種の除
去を図り、原子炉格納容器16内が放射能汚染することを
抑制することにある。

【００４５】すなわち、図３に示したように原子炉格納
容器16から取出された雰囲気は、原子炉格納容器16の外
に設置された空気コンプレッサ37で加圧され、ガス分離
装置バイパス弁50を通して酸素ガスフィルタ52を通り、
塵埃等が除去された後、水蒸気分離膜ろ過装置54に導か
れる。ここで、原子炉格納容器16内雰囲気中の湿分のみ
が水蒸気分離膜55を透過する。

【００４６】この結果、比較的湿分濃度の低下した原子
炉格納容器16内の雰囲気は、水蒸気分離膜ろ過装置54の
出口に設置した酸素ガス濃度計63の支持値を監視し、酸
素ガス濃度が一定値以上になった時点で、再び第１の実
施の形態で説明した方法で原子炉格納容器16内に窒素ガ
スを供給できることは言うまでもない。

【００４７】水蒸気分離膜ろ過装置54の水蒸気分離膜55
を透過した水蒸気は、比較的低温の冷媒が流れる除湿装
置65により液化され、除湿装置65内の水位を水位計67で
監視しながら、水位コントロール弁68を介してドレンフ
ァンネル77に排水される。

【００４８】なお、除湿装置65内には除湿装置冷却水配
管66ａ，66ｂが設けられており、除湿装置65とドレンフ
ァンネル77との間の配管には排水弁69，水位計67，水位
コントロール弁68および排水流量エレメント70が直列接
続しており、排水流量エレメントには排水流量計71およ
び排水流量積算計72が設けられ、これらは電気的に接続
している。水位計67と水位コントロール弁68も電気的に
接続している。

【００４９】排水流量計71と排水流量積算計72は漏洩源
評価装置76に電気的に接続し、また水素濃度計64も漏洩
源評価装置76に電気的に接続している。水素濃度計64は
ガス分離装置バイパス弁50の下流側配管で、酸素コンプ
レッサ51と水蒸気分離膜ろ過装置54の入口弁59との間に
設けられている。

【００５０】水蒸気分離膜ろ過装置54には出口隔離弁73
とろ過装置バイパス弁74が取付けられており、出口隔離
弁73側には出口圧力コントロール弁58，酸素濃度系63が
直列接続し、出口圧力コントロール弁58と酸素濃度系63
との間から分岐して水蒸気分離膜ろ過装置逆止弁62が接
続し、この逆止弁62は水蒸気分離膜ろ過装置54の水蒸気
透過側に接続している。酸素ガス分離膜ろ過装置40と酸
素ガス貯留タンク56とを接続する連続配管78には放射性
ガス排出弁75が設けられている。

【００５１】本実施の形態によれば、原子炉格納容器16
内で一次系水が漏洩した場合、前記ろ過装置40，54を循
環運転することにより、一次系水に含まれる気体状の放
射性核種や粒子状の放射性核種を捕獲し、原子炉格納容
器16内の放射能汚染を軽減することができる。

【００５２】つぎに図４により本発明の第４の実施の形
態を説明する。図４中、図３と同一部分には同一符号を
付して重複する部分の説明は省略する。本実施の形態が
第３の実施の形態と異なる点は、原子炉格納容器16内で
原子炉水や主蒸気水が漏洩した場合、原子炉格納容器16
内に拡散されるよう素やキセノン等の放射性核種が原子
力プラント外に拡散することを抑制するため、排気を非
常時ガス処理系（ＳＧＴＳ）24で処理できるように配管
構成したことにある。

【００５３】すなわち、図４に示したように原子炉格納
容器16内で一次系水が漏洩した場合、一次系水に含まれ
る粒子状の放射性物質や気体状の放射性ガスが原子炉格
納容器16内に飛散する。ここで、原子炉格納容器16内の
雰囲気が空気コンプレッサ37の運転により水蒸気分離膜
ろ過装置54に導かれる。これにより、前記ろ過装置54の
前段に配置された酸素ガスフィルタ52により粒子状の放
射性物質を除去し、さらに、酸素ガス冷却装置53により
湿分が除去される。

【００５４】原子炉格納容器16内で一次系水の漏洩が発
生した場合は、水蒸気分離膜ろ過装置54の出口隔離弁73
を閉じ、ろ過装置バイパス弁74を開することにより、除
湿した原子炉格納容器16内の雰囲気を酸素ガスろ過膜41
に逆流させる。

【００５５】すると、窒素ガスからガス分離膜透過性の
小さい放射性クリプトンやキセノンガスが酸素ガスろ過
膜41上に残留し、放射性ガス排出弁75から連結配管78を
経て、酸素ガス貯留タンク56に貯留されることになる。
この結果、一次系水が原子炉格納容器16内で漏洩した場
合、一次系水に含まれる気体状の放射性物質を除去する
ことが可能となる。

【００５６】また、第３の実施の形態の運転により、酸
素ガス貯留タンク56に貯留された放射性ガスは、ある程
度の時間減衰後、酸素ガス貯留タンク56の放出弁61を開
放し、非常時ガス処理系24を介して放射能を吸着した
後、スタック27から大気放出される。このようにして、
非常時ガス処理系24内の活性炭が湿分吸着により性能低
下することなく気体状の放射性物質の吸着が可能とな
る。

【００５７】本実施の形態によれば、原子炉格納容器16
内で一次系水が漏洩した場合、ガス分離膜を格納したろ
過装置を循環運転することにより、原子炉格納容器内雰
囲気に含まれる湿分を除去した後、気体状の放射性ガス
のみを非常時ガス処理系に透過して排気するため、非常
時ガス処理系充填の添着活性炭への湿分吸着によるＳＧ
ＴＳ放射能吸着性能劣化を防ぎながら、ガス分離膜を格
納したろ過装置に捕獲された気体状の放射性ガスを非常
時ガス処理系活性炭に吸着し、気体状放射性ガスを吸着
除去した後、スタック27から放出することができる。

【００５８】つぎに、図４により第５の実施の形態を説
明する。原子炉格納容器16内で一次系水が漏洩した場
合、水蒸気分離膜ろ過装置54により、湿分のみが除去さ
れる。また、一次系水に含まれる水素ガスにより、原子
炉格納容器16内の水素濃度は上昇する。また、一次系水
漏洩の場合、漏洩源が主蒸気の場合と原子炉水の場合
で、漏洩水に含まれる水素濃度に差があり、一般的に主
蒸気の濃度は、原子炉水の20倍と言われている。

【００５９】そこで、本実施の形態では除湿装置65の出
口に流量計70を設置し、また、水蒸気分離膜ろ過装置54
の入口に水素濃度計64を設置する。一次系水漏洩発生後
の除湿水流量積算値の推移と水素濃度の推移を基に、漏
洩源評価装置76で漏洩源が主蒸気系なのか原子炉水なの
かを類推することができる。

【００６０】本実施の形態によれば、ガス分離膜を格納
したろ過装置運転時の排出ガス中の水素濃度を計測し、
また、ガス分離膜により除去される湿分量との相関変化
から原子炉格納容器内での一次系水の漏洩を検知するこ
とができる。また、一次系水の漏洩検知後、除湿水量と
水素濃度比から、漏洩水が主蒸気系か原子炉水か判定す
ることが可能となる。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、原子炉格納容器内にプ
ラント起動初期に大量の液体窒素をプラント外から補給
する必要がなく、原子炉格納容器内の酸素濃度を低減
し、窒素置換を行うことができる。また、プラント運転
中定常的に発生する湿分を原子炉格納容器内に除湿用の
冷媒を循環することなく除去することができる。

【００６２】さらに、原子炉格納容器内で一次系水の漏
洩が発生した場合、漏洩源の推定を行うとともに、原子
炉格納容器内の放射能汚染を低減し、かつ、気体状の放
射性ガスの湿分を除去し、非常時ガス処理系の活性炭の
性能低下を抑制し原子力プラント外に排気することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る原子炉格納容器内雰囲気制御装置
の第１の実施の形態を示す機器，配管系統図。

【図２】本発明に係る原子炉格納容器内雰囲気制御装置
の第２の実施の形態を示す機器，配管系統図。

【図３】本発明に係る原子炉格納容器内雰囲気制御装置
の第３の実施の形態を示す機器，配管系統図。

【図４】本発明に係る原子炉格納容器内雰囲気制御装置
の第４および第５の実施の形態を示す機器，配管系統
図。

【図５】従来の原子炉格納容器内雰囲気制御装置を示す
装置，配管系統図。

【符号の説明】

１…原子炉、２…主蒸気配管、３…原子炉再循環配管、
４…原子炉給水配管、５…原子炉再循環ポンプ、６…サ
ンプポンプ、７…圧力抑制室、８…圧力抑制室プール、
９…原子炉格納容器内廃液サンプ、10…原子炉格納容器
内除湿系、11ａ，11ｂ…原子炉格納容器内除湿系冷却水
配管、12…除湿系冷却コイル、13…除湿系ドレンファン
ネル、14…除湿系ドレン移送配管、15…廃液サンプ移送
配管、16…原子炉格納容器、17…原子炉格納容器給気配
管、18…圧力抑制室給気配管、19…原子炉格納容器排気
配管、20…不活性ガス供給弁、21…原子炉格納容器排気
弁、22…液体廃棄物処理系、23…不活性ガス系、24…非
常時ガス処理系、25…非常時ガス処理系入口弁、26…換
気空調排気弁、27…スタック、28…換気空調排気管、29
…給気源、30…給気弁、31…原子炉格納容器内雰囲気取
出し弁、32…給気管、33…原子炉格納容器内雰囲気取出
し配管、34…第１の原子炉格納容器内雰囲気排気管、35
…第２の原子炉格納容器内雰囲気排気管、36…原子炉格
納容器内雰囲気戻り管、37…空気コンプレッサ、38…空
気フィルタ、39…空気冷却装置、40…酸素ガス分離膜ろ
過装置、41…酸素ガス分離膜、42…窒素ガス貯留タン
ク、43…圧力指示計、44…圧力コントロール弁、45…ろ
過装置出口圧力計、46…圧力コントロール弁、47…入口
弁、48…逆止弁、49…窒素ガス貯留タンク排出弁、50…
ガス分離装置バイパス弁、51…酸素コンプレッサ、52…
酸素ガスフィルタ、53…酸素ガス冷却装置、54…水蒸気
分離膜ろ過装置、55…水蒸気分離膜、56…酸素ガス貯留
タンク、57…出口圧力計、58…出口圧力コントロール
弁、59…入口弁、60…戻り弁、61…排出弁、62…水蒸気
分離膜ろ過装置逆止弁、63…酸素濃度計、64…水素濃度
計、65…除湿装置、66ａ，66ｂ…冷却水配管、67…水位
計、68…水位コントロール弁、69…排水弁、70…排水流
量エレメント、71…排水流量計、72…排水流量積算計、
73…出口隔離弁、74…ろ過装置バイパス弁、75…放射性
ガス排出弁，76…漏洩源評価装置、77…ドレンファンネ
ル、78…連結配管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 悟 神奈川県川崎市幸区堀川町66番の２ 東芝 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 木下 浩一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 星 修二 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 2G002 AA01 BA10 CA10 DA05 EA10 EA11 EA14

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉格納容器に原子炉格納容器給気配
   管と原子炉格納容器排気弁を有する原子炉格納容器排気
   管を接続し、前記原子炉格納容器排気弁の下流側に非常
   時ガス処理系と換気空調排気管とを並列接続し、前記原
   子炉格納容器排気弁の上流側に分岐して原子炉格納容器
   内雰囲気取出し弁を有する原子炉格納容器内雰囲気取出
   し管を接続し、この原子炉格納容器内雰囲気取出し管の
   下流側にガス分離装置バイパス弁を接続し、このガス分
   離装置バイパス弁の上流側を分岐して酸素ガス分離膜ろ
   過装置を接続し、前記ガス分離装置バイパス弁の下流側
   を分岐して水蒸気分離膜ろ過装置を接続し、前記酸素ガ
   ス分離膜ろ過装置で分離される窒素側に窒素ガス貯留タ
   ンクを接続し、この窒素ガス貯留タンクの下流側を前記
   原子炉格納容器に接続し、前記原子炉格納容器の外部に
   給気源を設置し、この給気源の下流側を前記原子炉格納
   容器内雰囲気取出し弁の下流側に接続してなることを特
   徴とする原子炉格納容器内雰囲気制御装置。
2. 【請求項２】 前記原子炉格納容器内雰囲気取出し管と
   前記ガス分離装置バイパス弁との間に空気コンプレッサ
   を設け、前記バイパス弁と前記水蒸気分離膜ろ過装置と
   の間に酸素ガスフィルタおよび酸素ガス冷却装置を設
   け、前記水蒸気分離膜ろ過装置と前記原子炉格納容器給
   気配管との間に酸素ガス貯留タンクを設けてなることを
   特徴とする原子炉格納容器内雰囲気制御装置。
3. 【請求項３】 前記酸素ガス分離膜ろ過装置に第１の排
   気管を接続し、前記水蒸気分離膜ろ過装置に第２の排気
   管を接続し、これら第１および第２の排気管を前記原子
   炉格納容器に接続してなることを特徴とする請求項１記
   載の原子炉格納容器内制御装置。
4. 【請求項４】 前記第１の排気管および第２の排気管を
   前記非常時ガス処理系の上流側に接続してなることを特
   徴とする請求項３記載の原子炉格納容器内雰囲気制御装
   置。
5. 【請求項５】 前記ガス分離装置バイパス弁の下流側に
   水素濃度計を取付け、前記除湿装置の排水側配管に排水
   弁を介して水位コントロール弁を取付け、この水位コン
   トロール弁に排水流量エレメントを取付け、この排水流
   量エレメントに流量計および流量積算計を取付け、この
   流量積算計と前記水素濃度計の出力信号を入力する漏洩
   源評価装置を設けてなることを特徴とする請求項１ない
   し４記載の原子炉格納容器内雰囲気制御装置。