JP2004012145A - 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム - Google Patents
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Abstract
【課題】ガス蓄積可能箇所における非凝縮性ガスの蓄積燃焼を未然にかつ確実に防止し、原子力発電所内機器や配管の健全性を確保し、信頼性を向上させたシステムを提供する。
【解決手段】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２は、非凝縮性ガス４７が滞留する可能性のあるガス蓄積可能性箇所５０に保温材５１を設け、この保温材５１でガス蓄積可能箇所５０の蒸気凝縮量を低下させ、非凝縮性ガス４７の発生量を抑制したものである。
【選択図】 図２
【解決手段】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２は、非凝縮性ガス４７が滞留する可能性のあるガス蓄積可能性箇所５０に保温材５１を設け、この保温材５１でガス蓄積可能箇所５０の蒸気凝縮量を低下させ、非凝縮性ガス４７の発生量を抑制したものである。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は原子力発電所内で発生する非凝縮性ガスの取扱い技術に係り、特に非凝縮性ガスが蓄積される可能性のあるガス蓄積可能箇所に適用される非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所内には原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶという。）が収容されており、このＲＰＶ内の原子炉冷却水は、炉心での核反応に伴なう中性子照射により、冷却水の一部が分解して水素ガスおよび酸素ガスが生成されたり、また、場合によっては燃料棒より漏洩する微量なＫｒ，Ｘｅ等の放射性希ガス等の非凝縮性ガスが存在する。このため、原子力発電所には、発生した非凝縮性ガスを処理するために、気体廃棄物処理系が設けられる。
【０００３】
原子力発電所では、原子炉圧力容器内で発生した蒸気は主蒸気となり、主蒸気系を通って蒸気タービンに送られ、この蒸気タービンで仕事をして発電機を駆動させている。また、主蒸気系を構成する主蒸気管には流れがない行止まり枝管（分岐管）が分岐されており、この行止まり枝管は１つの原子力プラント当り何百ラインも存在する。さらに、原子炉圧力容器の頂部から原子炉圧力容器ベント系（以下、ＲＰＶベント系という。）や原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系（以下、ＲＰＶヘッドスプレイ系という。）等の原子炉圧力容器頂部ベント設備が設けられている。
【０００４】
一方、原子炉主蒸気には、放射性分解により生成された可燃性の非凝縮性ガスが含まれており、この非凝縮性ガスは主蒸気系を流れる主蒸気とともに流動せしめられる。原子炉主蒸気を内包する配管や容器は、立上り枝管や立上り分岐部のように滞溜部が存在すると、この滞溜部が非凝縮性ガスのガス蓄積可能箇所となり、非凝縮性ガスが蓄積されていく。蓄積された非凝縮性ガスに何らかの原因で着火することで急速燃焼する例が報告されている。
【０００５】
図２２は、非凝縮性ガス蓄積のメカニズムを説明するものである。一般に、主蒸気を内包する配管（母管）および容器１とそこから分岐する立上り枝管２に設けられた止め弁３にて隔離される空間に、非凝縮性ガスが蓄積される可能性が高い。母管（配管）１には主蒸気が流れており、枝管２は行き止まりとなっていることから流入した蒸気は放熱により凝縮される。凝縮しない非凝縮性ガスが枝管２内に残され、蒸気より比重の軽い非凝縮性ガスは枝管立上り部に順次蓄積されていく。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
原子力発電所において、原子炉主蒸気を内包する配管や容器１から分岐する枝管２のうち、立上り枝管のようなガス蓄積可能箇所４に、非凝縮性ガス５が滞溜していき、滞溜した非凝縮性ガスが何らかの原因により着火燃焼する可能性がある。
【０００７】
非凝縮性ガスへの着火燃焼を未然にかつ確実に防止するために、非凝縮性ガスの発生を抑止したり、非凝縮性ガスのガス蓄積を防止したり、ガス蓄積可能箇所を燃焼環境条件としない条件を構築する必要がある。
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、非凝縮性ガスの蓄積燃焼を未然にかつ確実に防止し、原子力発電所内機器、配管の健全性を確保し、信頼性を向上させた非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所に保温材を設け、この保温材でガス蓄積可能箇所の蒸気凝縮量を低下させて非凝縮性ガスの発生量を抑制するようにしたものである。
【００１０】
また、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項２に記載したように、非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所に止め弁を設け、この止め弁の弁体にベント孔を形成して弁上流側と弁下流側とを連通させ、前記ガス蓄積可能箇所に非凝縮性ガスのガス蓄積を抑制するようにしたものである。
【００１１】
さらに、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項３に記載したように、非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所にベントラインを接続し、このベントラインを通してガス蓄積可能箇所の非凝縮性ガスを常時掃気させるようにしたものである。
【００１２】
一方、上述した課題を解決するために、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、請求項４に記載したように、前記ベントラインにオリフィスを設け、このオリフィスで流量制限しながら非凝縮性ガスを常時掃気させるようにしたものであり、また、請求項５に記載したように、前記ベントラインにバイメタル式トラップを設け、このバイメタル式トラップはガス蓄積可能箇所が非凝縮性ガス燃焼温度に近付いたとき、開いて非凝縮性ガスを掃気させるようにしたものである。
【００１３】
また、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項６に記載したように、非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所に加熱設備あるいは冷却設備を設け、この加熱設備あるいは冷却設備でガス蓄積可能箇所を非凝縮性ガス燃焼温度に近付けないように所定温度に保持するようにしたものである。
【００１４】
さらに、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項７に記載したように、非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所に開閉弁を設け、この開閉弁の上流側に設けた温度計および圧力計で前記ガス蓄積可能箇所の温度および圧力を監視し、ガス蓄積可能箇所が前記非凝縮性ガスの燃焼温度に近付いたとき、前記開閉弁を開いて非凝縮性ガスを掃気させるようにしたものである。
【００１５】
さらにまた、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項８に記載したように、蒸気が流れる母管から分岐して立ち上がる行止まり枝管内にガス蓄積可能箇所を形成し、上記枝管と母管とを接続する連通管を設け、この連通管を母管内に開口させたものである。
【００１６】
さらに、上述した課題を解決するために、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、請求項９に記載したように、前記連通管は母管内に突出して開口し、この開口部が母管内の上流側および下流側の少なくとも一方に開口したり、また、請求項１０に記載したように、前記連通管は少なくとも枝管内に軸方向に沿って設けられた細管であるものである。
【００１７】
他方、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１１に記載したように、蒸気が流れる母管から立ち上がる逆Ｕ字状の枝管を設け、この枝管内の非凝縮性ガスが滞留する可能性のあるガス蓄積可能箇所に換気孔を形成し、この換気孔を通して非凝縮性ガスを外部に排出させたものである。
【００１８】
また、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１２に記載したように、母管から分岐した枝管の端部に直列２段の止め弁を設け、この止め弁間にリーク流体をベントするベントラインを設け、このベントラインはガスサンプリング部を介して低圧側配管または容器に接続したものである。
【００１９】
さらに、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１３に記載したように、母管から分岐した枝管の頂部にウェルまたは細管に収納された電気ヒータを設け、この電気ヒータにより枝管内のガス蓄積可能箇所を所定時間毎に通電加熱し、微量蓄積された非凝縮性ガスの水素または酸素を着火させ、燃焼反応で再結合させるようにしたものである。
【００２０】
さらにまた、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１４に記載したように、母管から分岐されて立ち上がる枝管あるいは容器内にガス蓄積可能箇所を形成する一方、上記枝管あるいは容器の頂部にベントラインを設け、このベントラインを低圧側配管あるいは容器に接続し、途中にベント弁を設けてガス蓄積可能箇所を所定時間毎にベント処理したものである。
【００２１】
またさらに、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１５に記載したように、前記ベントラインはベント弁の上流側にベント孔あるいはオリフィスを設け、所定時間毎にベントしてガス蓄積可能箇所の非凝縮性ガスを低圧側配管あるいは容器へ排出したものである。
【００２２】
一方、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１６に記載したように、前記ベントラインは、ベント弁上流側に放射線測定器を、ベント弁下流側に触媒式再結合器をそれぞれ設け、前記ガス蓄積可能箇所の非凝縮性ガスを所定時間毎にベントして放射線測定器でガスサンプリングしながら触媒式再結合器で非凝縮性ガスの水素・酸素を燃焼反応で再結合処理させたものである。
【００２３】
また、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１７に記載したように、母管に立てられた管台に安全弁を設け、この安全弁の入口ノズルあるいは管台頂部に排気ベント系を接続する一方、排気ベント系のベントラインに設けられたタイマ付きベント弁を所定時間毎に開放させるベント処理を行ない、管台内のガス蓄積可能箇所に滞留可能な非凝縮性ガスを所定時間毎にベントし低圧側配管あるいは容器に排出させるようにしたものである。
【００２４】
さらに、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１８に記載したように、母管から分岐して立ち上がる枝管の頂部に非燃焼ガス注入システムを設け、この非燃焼ガス注入システムに備えられたタイマ付注入弁を所定時間毎に開放して枝管の頂部に非燃焼性ガスを注入し、非燃焼性ガスで枝管内のガス蓄積可能箇所に滞留可能な非凝縮性ガスを母管側にパージさせたものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムを備えた沸騰水型原子力プラント（ＢＷＲプラント）１０の概略的な系統図を示す。
【００２７】
ＢＷＲプラント１０は、原子炉格納容器（ＰＣＶ）１１内に原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１２を格納しており、原子炉格納容器１１内は原子炉圧力容器１２周りがドライウェル１３として画成される。原子炉圧力容器１２内には炉心１４が格納されており、この炉心１４は原子炉冷却水１５に浸漬される。原子炉圧力容器１２の下部には原子炉冷却水１５を貯えた液相部が成形される一方、この液相部の上方には気相部１６が形成される。
【００２８】
原子炉圧力容器１２内の原子炉冷却水１５は、炉心１４を通る際に、核反応によって発生する熱によって加熱され、蒸気化される。発生した蒸気は原子炉圧力容器１２内で気水分離され、乾燥された後、主蒸気系１７を通って蒸気タービン１８に送られ、蒸気タービン１８で仕事をし、発電機（図示せず）を駆動させる。主蒸気系１７を構成する主蒸気管１７ａにはＰＣＶ１１の上流側および下流側に主蒸気隔離弁１９ａ，１９ｂがそれぞれ設けられる。蒸気タービン１８で仕事をし、膨張した蒸気は復水器（図示せず）で凝縮された後、原子炉復水・給水系を通ってＲＰＶ１２内に再び還流される。
【００２９】
また、ＢＷＲプラント１０の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１２には原子炉圧力容器頂部ベント設備２０が設けられており、このベント設備２０は原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ベント系２１と、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系（以下、ＲＰＶヘッドスプレイ系という。）２２から分岐された分岐ベント系２３とを備える。
【００３０】
ＲＰＶベント系２１は、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１２の頂部に接続される原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ベント配管２５を有する。このＲＰＶベント配管２５はＲＰＶ１２の頂部に形成されたＲＰＶヘッドベントノズル２６に接続される一方、途中に開閉弁として遠隔操作される電動弁２７が設けられる。電動弁２７の下流側は主蒸気管１７ａに原子炉格納容器１１内の主蒸気隔離弁１９ａの上流側で接続される。
【００３１】
また、分岐ベント系２３は、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ヘッドスプレイ配管２８の逆止弁または注入弁３０下流側から分岐されたベント分岐配管３１を備える。このベント分岐配管３１には遠隔操作弁としての電動弁（開閉弁）３３が設けられ、電動弁３３の下流側がＲＰＶベント系２１のＲＰＶベント配管２５に、電動弁２７の上流側で接続される。ベント分岐配管３１の分岐部は、逆止弁３０下流側から立ち上がるように、ＲＰＶヘッドスプレイ配管２８の頂部位置に設けられる。ベント分岐配管３１の分岐部は逆止弁３０にできるだけ近い位置に設けられる。
【００３２】
さらに、ＲＰＶヘッドスプレイ系２２は、ＲＰＶヘッドスプレイ配管２８がＲＰＶ１２の頂部に設けられた原子炉圧力容器ヘッドスプレイノズル（以下、ＲＰＶヘッドスプレイノズルという。）３５に接続される。ＲＰＶヘッドスプレイ系２２のＲＰＶヘッドスプレイ配管２８は原子炉隔離時冷却設備（以下、ＲＣＩＣという。）３８の冷却水注入配管を兼ねるようにしてもよい。ＲＣＩＣ３８は沸騰水型原子炉の停止時にＲＰＶ１２の上部ドームの残圧を下げるために停止時冷却系の冷却水を利用してＲＰＶ１２の気相部１６を冷却する設備である。
【００３３】
一方、ＲＰＶヘッドスプレイ系２２のＲＰＶヘッドスプレイ配管２８には、逆止弁（注入弁）３０および原子炉格納容器隔離弁（ＰＣＶ隔離弁）３９ａ，３９ｂが途中に設けられる。ＰＣＶ隔離弁３９ａ，３９ｂは原子炉格納容器１１を介してその内側と外側にそれぞれ設置され、原子炉運転時には通常閉塞されている。
【００３４】
ところで、原子炉圧力容器頂部ベント設備２０を構成するＲＰＶベント系２１とＲＰＶヘッドスプレイ系２２を利用した分岐ベント系２３とは協働作用して原子炉圧力容器１２廻りで非凝縮性ガスのガス蓄積可能箇所４０から非凝縮性ガスを導出し、主蒸気管１７ａに排出するようになっている。
【００３５】
原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１２の頂部にＲＰＶベント系２１とＲＰＶヘッドスプレイ系２２を利用した分岐ベント系２３とを設け、協働作用をさせることで、原子力発電所の通常運転時に、ＲＰＶ１２内の頂部付近に蓄積する可能性のある箇所４０の酸素ガス、水素ガスおよびＫｒ，Ｘｅの放射性希ガス等の非凝縮性ガスを主蒸気管１７ａ側に円滑かつスムーズに排出することができ、ＲＰＶ１２の頂部付近廻りに非凝縮性ガスが蓄積するのを未然にかつ確実に防止している。
【００３６】
なお、図１において、分岐ベント系２３のベント分岐配管３１を主蒸気管１７ａに直接接続するようにしてもよく、また、電動弁３３の代りにオリフィスを設けたり、電動弁３３の上流側にオリフィスを設けるようにしてもよい。
【００３７】
ところで、原子炉圧力容器１２内に発生した主蒸気を蒸気タービン１８に案内する主蒸気系１７には、主蒸気管１７ａから多数の分岐管４３が分岐されている。例えば、原子炉隔離時冷却系、非常用安全弁系、タービンバイパス系等が分岐されている。分岐管４３は主蒸気系１７以外にも存在し、１つの原子力プラント当りの何百ラインも存在する。
【００３８】
そして、分岐管４３の中には、図２に示すように、主蒸気管等の母管４４から分岐して立ち上がる行止まり枝管（分岐管）４５が存在する。枝管４５には仕切弁あるいは止め弁としての開閉弁４６が設けられ、この開閉弁４６により母管４４および枝管４５内を周囲から隔離している。
【００３９】
母管４４から分岐して立ち上がる行止まり枝管４５内には、非凝縮性ガス４７が蓄積する可能性のあるガス蓄積可能箇所５０が形成される。このガス蓄積可能箇所５０の枝管４５には保温性能に優れた保温材５１が装着され、非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２が構成される。保温材５１は、ガス蓄積可能箇所５０を周囲から断熱して保温するもので、断熱性能に優れた材料が用いられる。
【００４０】
次に、ＢＷＲプラント１０で発生した非凝縮性ガスの処理について説明する。
【００４１】
ＢＷＲプラント１０の運転により、原子炉圧力容器１２内で中性子照射を受け、冷却水の分解により発生した水素ガス、酸素ガス等の非凝縮性ガスは、原子炉主蒸気とともに主蒸気系１７を通って蒸気タービン１８に送られる。蒸気タービン１８に送られた主蒸気はここで仕事をして発電機（図示せず）を駆動させる一方、蒸気タービン１８に主蒸気と共に送られた非凝縮性ガスは続いて復水器に案内され、この復水器から図示しない気体廃棄物処理系に送られて処理される。
【００４２】
ＢＷＲプラント１０の運転中には、図２に示される主蒸気管等の母管４４内にも主蒸気が流される。図２の配管接続構造では、母管４４から立ち上がる行止まり枝管４５が接続されるために、母管４４から分岐された枝管４５内にも主蒸気の一部が流入する。枝管４５内に流入した蒸気は冷却されて凝縮しようとする。
【００４３】
しかし、図２に示された配管接続構造では、母管４４から分岐される立上り枝管４５に保温材５１が装着され、枝管４５のガス蓄積可能箇所５０が保温材５１で覆われる。このため、ガス蓄積可能箇所５０は保温され、温度降下を生じさせることが少ない。
【００４４】
したがって、ガス蓄積可能箇所５０に流入した蒸気が凝縮して液化することがないので、ガス蓄積可能箇所５０の蒸気凝縮量を大幅に減少させることができ、非凝縮性ガスの発生量を相対的に抑制することができる。このため、ガス蓄積可能箇所５０に非凝縮性ガスが蓄積していくのを未然にかつ有効的に防止でき、非凝縮性ガスのガス蓄積による燃焼の発生を未然にしかも確実に防止でき、信頼性の高い非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムを提供することができる。
【００４５】
図３は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第２実施形態を示す図である。
【００４６】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ａは、分岐管としての枝管４５に設けられる開閉弁５５に改良を施したものである。
【００４７】
非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ａは、母管４４から分岐して立ち上がる行止まり枝管４５に開閉弁４６を設け、この開閉弁４６の弁上流側が、非凝縮性ガスの蓄積可能なガス蓄積可能箇所５０として構成される。
【００４８】
開閉弁４６は弁ケーシング５６内に収容される弁体５７を備え、この弁体５７の開閉を弁操作部５８により弁棒５９を介して行なうようになっている。
【００４９】
開閉弁４６の弁体５７には、ベント孔６０が設けられ、このベント孔６０により、弁全閉時にも弁上流側と弁下流側を連通させることができる。すなわち、弁全閉時にも、ガス蓄積可能箇所５０側の非凝縮性ガス４７を開閉弁４６の反対側空間１１に常時通気させることができる。ベント孔６０は、ガスが上方に蓄積される可能性が高いことから、ガス蓄積可能箇所５０の頂部側で弁体５７の上部に設けられる。
【００５０】
図３に示された配管接続構造では、枝管４５に設けられた開閉弁４６の弁体５７にベント孔６０を設けたので、ガス蓄積可能箇所５０へ非凝縮性ガスが蓄積されるのを未然かつ確実に防止できる。弁体５７にベント孔６０を設けることで、非凝縮性ガスをベント孔６０を通して流れのある弁下流側の空間６１に常時通気させることができる。
【００５１】
したがって、行止まり枝管４５のガス蓄積可能箇所５０に可燃性の非凝縮性ガス４７が蓄積することがなく、非凝縮性ガスによる蓄積燃焼を未然にかつ確実に防止でき、信頼性の高い非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ａを提供できる。非凝縮性ガスによる蓄積燃焼を確実に防止できるので、原子力発電所内機器や配管の健全性を確保することができる。
【００５２】
この場合、母管４４から分岐された枝管（分岐管）４５を図２に示された保温材５１で覆うようにしてもよい。
【００５３】
図４は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第３実施形態を示すものである。
【００５４】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｂは、母管４４から分岐して立ち上がる行止まり枝管４５のガス蓄積可能箇所５０にベントライン６３を接続したものである。ベントライン６３はガスが上部に蓄積される可能性が高いことから、ガス蓄積可能箇所５０の頂部側に設けられる。
【００５５】
図４に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｂは、非凝縮性ガスが滞溜する可能性があるガス蓄積可能箇所５０に、ベントライン６３を接続し、このベントライン６３の他側を滞溜部より低い圧力機器や配管、例えば復水器やサプレッションチャンバと接続することで、ガス蓄積可能箇所５０に発生する非凝縮性ガス４７を常時掃気させることができる。
【００５６】
ガス蓄積可能箇所５０に蓄積可能な非凝縮性ガス４７を常時掃気させることで、非凝縮性ガス４７のガス蓄積による燃焼を未然にかつ確実に防止できる。したがって、原子力発電所内機器や配管の健全性を確保することができる。
【００５７】
図５は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第４実施形態を示すものである。
【００５８】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｃは、図４に示された蓄積燃焼防止システム５２Ｂのベントライン６３にオリフィス６４を設けたものである。他の構成は、図４に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｂと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図５に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｃにおいても、ベントライン６３によりガス蓄積可能箇所５０に滞溜可能な非凝縮性ガス４７は常時掃気される。
【００６０】
しかし、母管４４に蒸気以外の流体を流す必要がある場合がある。この場合にも、ベントライン６３を通して流体が流出することとなるが、オリフィス６４を設けることでベントライン６３を通して流出する流体を流量制限することができる。
【００６１】
図６は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第５実施形態を示すものである。
【００６２】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｄは、非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所５０を加温設備あるいは冷却設備６５により一定温度に保持するようにしたものである。
【００６３】
図６に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｄは、図１に示された蓄積燃焼防止システム５２の保温材５１に代えて、加温設備あるいは冷却設備６５を設けたものであり、他の構成および作用は図１に示された蓄積燃焼防止システム５２と異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６４】
図６に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｄは、ガス蓄積可能箇所５０を加温設備あるいは冷却設備６５で加熱あるいは冷却して一定温度に保持したものである。
【００６５】
これにより、ガス蓄積可能箇所５０の配管温度を一定に保つことで、ガス蓄積可能箇所５０に非凝縮性ガスが蓄積しても、非凝縮性ガスの燃焼温度に近付けないように温度を調節制御できる。
【００６６】
ガス蓄積可能箇所５０の温度を、非凝縮性ガスの燃焼温度に近付かない所定温度に調節制御することで、非凝縮性ガスによる燃焼を防止でき、原子力発電所内機器や配管の健全性維持を図ることができる。
【００６７】
図７は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第６実施形態を示すものである。
【００６８】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｅは、非凝縮性ガス４７が滞溜する可能性があるガス蓄積可能箇所５０に温度計６６と圧力計６７を設け、この温度計６６および圧力計６７でガス蓄積可能箇所５０の温度および圧力を常時監視できるようにしたものである。
【００６９】
この蓄積燃焼防止システム５２Ｅは、流体配管である母管４４から分岐して立ち上がる枝管４５に駆動部６８を有する開閉弁４６を設け、この開閉弁４６を温度計６６および圧力計６７で検出される温度および圧力如何によって開閉弁４６を自動的に開操作できるようにしたものである。
【００７０】
図７に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｅは、ガス蓄積可能箇所５０、ひいては枝管４５に設置された温度計６６および圧力計６７により、ガス蓄積可能箇所５０の環境条件を監視し、ガス蓄積可能箇所５０の環境条件が、非凝縮性ガスの燃焼条件に近付いた場合、開閉弁４６を自動的に開放させ、ガス蓄積可能箇所５０に堆積された可燃性の非凝縮性ガスを自動的に掃気できるようにしたものである。
【００７１】
非凝縮性ガスの掃気が終了し、ガス蓄積可能箇所５０の環境条件が非凝縮性ガス４７の燃焼条件から離れた場合に自動的に閉塞されるようにセットされる。
【００７２】
この非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｅにおいても、ガス蓄積可能箇所５０に所要量以上の非凝縮性ガス４７の蓄積を確実に防止することができ、非凝縮性ガス４７による蓄積燃焼を未然にしかも確実に防止して信頼性を向上させることができる。原子力発電所内機器や配管の健全性の維持を図ることができる。
【００７３】
図８は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第７実施形態を示すものである。
【００７４】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｆは、非凝縮性ガスが蓄積する可能性のあるガス蓄積可能箇所５０にバイメタル式トラップ６９を取り付けた例を示すものであり、ガス蓄積可能箇所５０のベントライン６３入口にバイメタル式トラップ６９を設置する以外は、図５に示された非凝縮性ガスの蓄積防止システム５２Ｃと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００７５】
図８に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｆにおいては、非凝縮性ガス４７が蓄積する可能性のあるガス蓄積可能箇所５０のベントライン６３入口部にバイメタル式トラップ６９を設置し、バイメタル式トラップ６９の取付部の温度が、非凝縮性ガス４７の燃焼温度に近付いた場合、バイメタル式トラップ６９を自動的に開放させ、非凝縮性ガス４７をベントライン６３を通じて掃気できるようにしたものである。
【００７６】
ベントライン６３を通しての非凝縮性ガスの掃気が終了し、ガス蓄積可能箇所５０のバイメタル式トラップ６９取付部の温度が、非凝縮性ガスの燃焼温度から離れると、バイメタル式トラップ６９はベントライン６３を自動的に閉塞されるようになっている。
【００７７】
この場合にも、母管４４から分岐された枝管（分岐管）４５内のガス蓄積可能箇所５０に所定量の非凝縮性ガスが蓄積されるのを有効的にかつ未然に防止でき、非凝縮性ガスによる蓄積燃焼を確実に防止できる。したがって、原子力発電所内機器や配管の健全性を保つことができる。
【００７８】
図９は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第８実施形態を示すものである。
【００７９】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｇは、母管４４から行止まり枝管（分岐管）４５が立ち上がるように分岐しており、分岐された枝管４５の先端部と母管４４を連通管としての細管７１で接続したものである。
【００８０】
母管４４から分岐された枝管４５の先端部を細管７１で母管４４と接続することにより、細管７１内に流れが生じ、枝管４５内のガス蓄積可能箇所５０へ非凝縮性ガスが滞溜するのを有効的に防止できる。連通管としての細管７１は図９に示すように枝管４５分岐部の上流側に接続しても、あるいは下流側に接続してもよい。細管７１を複数本設け、図１０に示すように母管４４と接続してもよい。
【００８１】
図９および図１０に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｇにおいては、母管４４から分岐された行止まり枝管４５の先端部を細管７１により母管４４と接続したので、細管７１内の流れを利用して、ガス蓄積可能箇所５０に接続される非凝縮性ガスを放出したり、また、枝管４５内に蒸気流を生じさせて非凝縮性ガスの蓄積を未然に防止することができる。
【００８２】
この場合にも、非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｇは、母管４４から分岐された行止まり枝管４５内に非凝縮性ガスが蓄積するのを未然にかつ確実に防止でき、非凝縮性ガスによるガス蓄積燃焼を未然にかつ確実に防止できる。
【００８３】
図１１は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第９実施形態を示すものである。
【００８４】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｈは、行止まり枝管４５の先端部に接続される連通管としての細管７１を母管４４内部に突出させ、母管４４内に挿入された細管４４の先端開口を上流側に向けたものである。細管４４の先端開口を下流側に向けてもよい。その他の構成は、図８に示される蓄積燃焼防止システム５２Ｇと異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００８５】
図１１に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｈにおいては、母管４４内に挿入される細管７１の先端開口を上流側（または下流側）に指向させることで、細管７１内に蒸気流を積極的かつ強制的に案内することができるので、行止まり枝管４５内に流体の流れを生じさせることができる。したがって、行止まり枝管４５内に形成されるガス蓄積可能箇所５０に流体の流れを惹起させることができ、枝管４５内のガス蓄積可能箇所５０に非凝縮性ガスが係留あるいは滞溜するのを有効的にかつ確実に防止できる。
【００８６】
したがって、ガス着脱可能箇所５０で非凝縮性ガスのガス蓄積による燃焼を確実にかつ未然に防止でき、原子力発電所内機器や配管の健全性を保つことができる。
【００８７】
図１２は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１０実施形態を示すものである。
【００８８】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｉは、母管４４から分岐されて立ち上がる行止まり枝管（分岐管）４５内に連通管としての細管７１を設けた例である。細管７１の一端は母管４４内に入って上流側に向けて開口する一方、その他端は枝管４５の先端部付近で開口している。
【００８９】
図１２に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｉによる非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止原理は、図９に示された蓄積燃焼防止システム５２Ｇと同様であり、その構成および作用も細管７１の設置態様を除いて異ならないので同じ符号を付して説明を省略する。
【００９０】
第１０実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｉは、行止まり枝管４５内に細管７１を設けることにより、細管７１自体は圧力バウンダリを構成しないので、薄肉化を図ることができる。
【００９１】
図１３は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１１実施形態を示すものである。
【００９２】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｊは、エルボ型あるいはＬ字状流体配管である母管４４Ａから行止まり枝管４５が分岐され、分岐部が全体としてＴ字状あるいはＹ字状をなす例を示したものである。枝管４５内には連通管としての細管７１が備えられる。この細管７１は母管４４内に挿入され、その先端が上流側に向って開口する一方、細管の他端は枝管４５の先端部付近で開口している。他の構成および作用は、図１１に示された蓄積燃焼防止システム５２Ｈと原理的に異ならず、同じである。
【００９３】
第１１実施形態の非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｊは、図１１に示された蓄積燃焼防止システム５２Ｈとガス蓄積燃焼防止システム５２Ｇと主蒸気流の流れを除いて原理的に異ならない。この場合にも、枝管４５内のガス蓄積可能箇所５０の非凝縮性ガスの蓄積による燃焼を未然にかつ確実に防止できる。
【００９４】
図１４は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１２実施形態を示すものである。
【００９５】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｋは、母管４４から分岐して立ち上がる逆Ｕ字状の枝管４５に安全弁を兼ねる開閉弁７２を設ける一方、開閉弁７２の下流側の枝管４５に複数の換気孔７３を設けた例である。
【００９６】
開閉弁７２の下流側のガス蓄積可能箇所５０に微細な換気孔７３を複数箇所設けることで、発生する非凝縮性ガスを外部に排出できるようにしたものである。
【００９７】
図１４に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｋでは、分岐された枝管４５内に蒸気を流す場合、換気孔７３から蒸気が漏洩する恐れがあることから、換気孔７３からの蒸気リークが許容できる場合に適用される。
【００９８】
図１５は本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１３実施形態を示すものである。
【００９９】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム７５は、例えば残留熱除去設備（ＲＨＲ）の流体配管等の母管７６から分岐して立ち上がる枝管７７の端部に直列２段の止め弁７８ａ，７８ｂを設け、両止め弁７８ａ，７８ｂの間に排気ベント系を形成する細管のベントライン７９を接続し、このベントライン７９にベント弁８０を設けて復水器あるいは原子炉建屋排気系８１に接続して構成される。
【０１００】
ベントライン７９のベント弁８０の上流側には温度・圧力計８２や放射線測定器８３が設置される。枝管７７内は非凝縮性ガスが蓄積可能なガス蓄積可能箇所８５を構成している。
【０１０１】
この非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム７５においては、母管７６から分岐された枝管７７に２つの止め弁７８ａ，７８ｂを設け、止め弁７８ａ，７８ｂからリークした流体をベントライン７９にベントし、ベントライン７９を通るリーク流体を放射線測定器８３でガスサンプリングしながら、原子炉建屋内あるいは復水器やサプレッションチャンバへ排気するようにしたものであり、直列２段止め弁７８ａ，７８ｂによるシートリーク排気システムが構成される。
【０１０２】
ベントライン７９でベントされるリーク流体をサンプリングガスサンプリング行なうことで、枝管７７内の非凝縮ガスのガス蓄積の有無が判断される。例えばＲＨＲ系配管では、弁閉止されたベント弁８０をタイマ８４により間欠的に開放してベントされれば、枝管７７内のガス蓄積可能箇所８５に非凝縮性ガスが蓄積するのを有効的に防止できる。
【０１０３】
この非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム７５においても、枝管７７内のガス蓄積可能箇所に可燃性の非凝縮性ガスが蓄積していくのを有効的に防止できるので、非凝縮性ガスによる蓄積燃焼を未然にしかも確実に防止できる。したがって、原子力発電所内機器や配管の健全性を保つことができる。
【０１０４】
図１６は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１４実施形態を示すものである。
【０１０５】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム９０は可燃性非凝縮性ガスに定期的に着火させることにより、非凝縮性ガスの蓄積燃焼を防止するようにした強制着火による蓄積燃焼防止システムである。
【０１０６】
この蓄積燃焼防止システム９０は、母管９１から分岐して立ち上がる枝管（分岐管）９２に開閉弁としての止め弁９３を設ける一方、枝管９２の頂部にウェルまたは細管９４内に電気ヒータ９５を収納する。電気ヒータ９５は、タイマ９６にてセットされたヒータ電源９７により、所定時間毎、例えば１日毎に通電加熱される。
【０１０７】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム９０は、ヒータ電源９７より所定時間毎に通電加熱され、枝管９２内のガス蓄積可能箇所９８に微量蓄積された非凝縮性ガス（水素・酸素）を着火させ、燃焼反応によって水素・酸素を再結合させたものである。枝管９２のガス蓄積可能箇所９８に微量蓄積される非凝縮性ガスを電気ヒータ９５で着火させ、定期的に燃焼させることにより、ガス蓄積可能箇所９８に所定量以上の非凝縮性ガスが蓄積するのを確実に防止できる。
【０１０８】
したがって、ガス蓄積可能箇所９８に非凝縮性ガスが蓄積していき所要量以上にするのを確実に防止でき、蓄積した非凝縮性ガスによる蓄積燃焼を有効的かつ確実に防止できる。
【０１０９】
図１７は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１５実施形態を示すものである。
【０１１０】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１００は、母管１０１から分岐して立ち上がる枝管１０２の端部側に開閉弁としての止め弁１０３を設けるとともに、枝管１０２の頂部にベント孔１０４を介してベントライン１０５を接続し、このベントライン１０５を復水器または原子炉建屋排気系８１に接続し、さらにベントライン１０５に温度圧力計１０６とタイマ１０７にて開閉させるベント弁１０８を設けたものであり、非凝縮性ガスの間欠ベントシステムを構成している。
【０１１１】
この非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１００は、母管１０１から分岐された枝管１０２の頂部にベント孔１０４とベント弁１０８を設け、タイマ１０７に所定時間、例えば１日毎にベントして枝管１０２内のガス蓄積可能箇所１０９に貯溜される非凝縮性ガスを復水器あるいは原子炉建屋内に排出させるものである。
【０１１２】
ベント弁１０８を所定時間毎にベントさせて開閉することで、枝管１０２のガス蓄積可能箇所１０９に所定量以上の非凝縮性ガスが蓄積するのを確実に防止できる。したがって、ガス蓄積可能箇所１０９内で非凝縮性ガスの蓄積燃焼を未然にかつ確実に防止できる。
【０１１３】
図１８は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１６実施形態を示すものである。
【０１１４】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１１０は、母管１１１から分岐して立ち上がる枝管１１２の端部側に開閉弁としての止め弁１１３を設けるとともに、枝管１１２の頂部に排気ベント系を構成するベントライン１１４を設ける。このベントライン１１４は途中にタイマ１１５駆動で所定時間毎に開閉駆動されるベント弁１１６を設けて低圧側配管あるいは容器１１７である復水器または原子炉建屋排気系に接続される。
【０１１５】
ベントライン１１４のベント弁１１６上流側には温度・圧力計１１８および放射線測定器１１９が設けられる一方、ベント弁１１５下流側に触媒式再結合器１２０が設けられる。
【０１１６】
この非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１１０は、タイマ１１５付ベント弁１１６の開操作により、枝管１１２内のガス蓄積可能箇所１２１を所定時間毎、例えば１日毎にベントし、ガス蓄積可能箇所１２１に滞留した非凝縮性ガスをベントライン１１４を通して低圧側容器または配管１１７に案内している。その際、ベントライン１１４に設けられた放射線測定器１１８でガスサンプリングする一方、触媒式再結合器１２０で触媒加熱作用を受けて非凝縮性ガスの水素・酸素は燃焼反応して再結合（蒸気化）せしめられる。
【０１１７】
したがって、枝管１１２内のガス蓄積可能箇所１２１は所定時間毎にベント処理され、滞留する非凝縮性ガスがベントライン１１４を通って低圧側容器あるいは配管１１７に排出され、ガス蓄積可能箇所１２１内に非凝縮性ガスが蓄積されることを未然に防止でき、ガス蓄積燃焼を有効的にかつ確実に防止できる。
【０１１８】
図１９は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１７実施形態を示すものである。
【０１１９】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１２５は、例えば原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系２２に適用されたものである。上記蓄積燃焼防止システム１２５は、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１２の上鏡１２ａから立ち上がるヘッドスプレイ配管２８が接続されており、この配管２８に注入弁１２６が設けられる。
【０１２０】
ヘッドスプレイ配管２８の注入弁１２６下流側にガス蓄積可能箇所１２７が形成され、上記配管２８の頂部に排気ベント系を構成するベントライン１２８が接続される。ベントライン１２８は途中にタイマ１２９付ベント弁１３０が設けられて低圧側容器あるいは配管である復水器または原子炉建屋排気系１３１に接続される。ベントライン１２８の入口側にベント孔１３３あるいはオリフィスが設けられる一方、このベント孔１３３下流側に温度・圧力計１３４が設けられる。
【０１２１】
図１９に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１２５は、非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所１２７にベントライン１２８を接続し、このベントライン１２８に設けたタイマ１２９付ベント弁１３０により所定時間毎、例えば１日毎にベント処理し、ガス蓄積可能箇所１２７に滞留される非凝縮性ガスをベントして低圧側容器・配管である復水器または原子炉建屋排気系１３１に排出させている。このため、ガス蓄積可能箇所１２７に非凝縮性ガスが蓄積することがなく、非凝縮性ガスの蓄積燃焼を有効的にかつ確実に防止できる。
【０１２２】
図１９は、非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１２５をＲＰＶヘッドスプレイ系２２に適用した例を示したが、このＲＰＶヘッドスプレイ系２２に適用した場合、ＲＰＶヘッドスプレイ系２２の作動時にはベントライン１２８に設けられたベント弁１３０は閉止される。また、この蓄積燃焼防止システム１２５はＲＰＶヘッドスプレイ系２２に限定されず、可燃性の非凝縮性ガスを取扱う容器に接続される配管系に適用することができる。
【０１２３】
図２０は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１８実施形態を示すものである。
【０１２４】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１３５は、蒸気を流す流体配管である母管１３６に管台１３７を立て、この管台１３７に安全弁１３８を設け、安全弁１３８下流側を低圧側排気管１３９あるいは容器に接続する一方、安全弁１３８の入口ノズル１３８ａあるいは管台頂部に排気ベント系１４０を設けたものである。
【０１２５】
排気接続ベント系１４０は、安全弁１３８の入口ノズル１３８ａあるいは管台頂部に接続されるベントライン１４１を有する。このベントライン１４１は途中にタイマ１４３付きのベント弁１４４を備えて低圧側排気管１３９に接続される。ベントライン１４１には入口側にベント孔１４５あるいはオリフィスが設けられる一方、その下流側でベント弁１４４上流側に温度・圧力計１４６を有する。
【０１２６】
この非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１３５においては、安全弁１３８の管台１３７内が、非凝縮性ガスの滞留可能性があるガス蓄積可能箇所１４８として構成される。
【０１２７】
しかして、この蓄積燃焼防止システム１３５は、母管１３６に立てられた管台１３７に安全弁１３８を設け、この安全弁１３８の入口ノズル１３８ａあるいは管台頂部に排気ベント系１４０を設け、この排気ベント系１４０のベントライン１４１に設けられたタイマ付ベント弁１４４を所要時間毎、例えば１日毎に開いてベント処理し、管台１３７内のガス蓄積可能箇所１４８に滞留している非凝縮性ガスを低圧側配管または容器、例えば復水器やサプレッションプールに排出させたので、管台１３７内に非凝縮性ガスが蓄積していくのを確実かつ未然に防止できる。
【０１２８】
したがって、原子力発電所内聴き配管の健全性を充分に維持することができる。
【０１２９】
図２１は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１９実施形態を示すものである。
【０１３０】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１５０は、母管１５１から分岐して立ち上がる枝管（分岐管）１５２の端部に開閉弁としての止め弁１５３を備えるとともに、枝管１５２の頂部側に非燃焼ガス注入システム１５５を備えたものである。
【０１３１】
非燃焼ガス注入システム１５５は、非燃焼ガス供給源としての非燃焼ガスボンベ１５６を備え、このガスボンベ１５６が非燃焼ガス供給ライン１５７を介して枝管１５２の頂部に接続される。非燃焼ガスボンベ１５６には窒素やヘリウム等の不活性ガスあるいは水蒸気等の非燃焼性ガスが滞留されている。枝管１５２内には非凝縮性ガスの滞留可能性のあるガス蓄積可能箇所１５８が形成される。
【０１３２】
非燃焼ガス供給ライン１５７は途中に非燃焼性ガスのガス圧力を調整する圧力調整器１６０やタイマ１６１付きガス注入弁としてのベント弁１６２、温度・圧力計１６３が設けられる。タイマ１６１付きベント弁１６２により非燃焼ガス供給ライン１５７は所定時間毎、例えば１日毎に開いて非燃焼性ガスが枝管１５２内のガス蓄積可能箇所１５８に供給され、枝管１５２内に流れを生じさせてガス蓄積可能箇所１５８の非凝縮性ガスを母管１５１側にパージしている。
【０１３３】
この非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１５０は、非燃焼ガス注入システム１５５を所要時間毎に定期的に作動させることで、枝管１５２内のガス蓄積可能箇所１５８に滞留される非凝縮性ガスを、非燃焼性ガスでパージして母管１５１側に排出させるので、ガス蓄積可能箇所１５８に可燃性の非凝縮性ガスが蓄積するのを未然に防止できる。
【０１３４】
したがって、非凝縮性ガスの蓄積燃焼を未然に確実に防止することができ、原子力発電所内機器や配管の健全性を充分に維持することができる。
【０１３５】
なお、本発明の実施形態においては、非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムをＢＷＲプラントに適用した例を説明したが、本発明はＢＷＲプラントのみでなく加圧水型原子力発電プラントの配管や容器の分岐立上り部に形成されるガス蓄積可能箇所に適用することができる。
【０１３６】
【発明の効果】
本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムにおいては、ガス蓄積可能箇所における非凝縮性ガス量の発生を抑制し、発生する非凝縮性ガスをガス蓄積可能箇所の系外に排出でき、または発生した非凝縮性ガスを燃焼させない環境条件にセットできるので、非凝縮性ガスの蓄積燃焼を未然にかつ確実に防止でき、原子力発電所内機器・配管の健全性の維持を充分に図ることができ、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムを備えたＢＷＲプラントを概略的に示す系統図。
【図２】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１実施形態を示す図。
【図３】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第２実施形態を示す図。
【図４】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第３実施形態を示す図。
【図５】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第４実施形態を示す図。
【図６】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第５実施形態を示す図。
【図７】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第６実施形態を示す図。
【図８】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第７実施形態を示す図。
【図９】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第８実施形態を示す図。
【図１０】図９に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの変形例を示す図。
【図１１】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第９実施形態を示す図。
【図１２】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１０実施形態を示す図。
【図１３】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１１実施形態を示す図。
【図１４】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１２実施形態を示す図。
【図１５】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１３実施形態を示す図。
【図１６】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１４実施形態を示す図。
【図１７】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１５実施形態を示す図。
【図１８】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１６実施形態を示す図。
【図１９】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１７実施形態を示す図。
【図２０】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１８実施形態を示す図。
【図２１】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１９実施形態を示す図。
【図２２】従来の母管から分岐して立ち上がる配管接続構造を示す図。
【符号の説明】
１０ ＢＷＲプラント
１１ 原子炉格納容器（ＰＣＶ）
１２ 原子炉圧力容器（ＲＰＶ）
１３ ドライウェル
１４ 炉心
１５ 原子炉冷却水（液相部）
１６ 気相部
１７ 主蒸気系
１７ａ 主蒸気管
１８ 蒸気タービン
１９ａ，１９ｂ 主蒸気隔離弁
２０ 原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ベント設備
２１ 原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ベント系
２２ 原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ヘッドスプレイ系
２３ 分岐ベント系
２５ ＲＰＶベント配管
２７，３３ 電動弁（遠隔操作弁）
２８ ＲＰＶヘッドスプレイ配管
３０ 逆止弁
３１ ベント分岐配管
３８ 原子炉隔離時冷却設備
３９ａ，３９ｂ ＰＣＶ隔離弁
４０ ガス蓄積可能箇所
４３ 分岐管
４４ 母管
４５ 枝管
４６ 開閉弁
４７ 非凝縮性ガス
５０ ガス蓄積可能箇所
５１ 保温材
５２，５２Ａ〜５２Ｋ 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム
５６ 弁ケーシング
５７ 弁体
５８ 弁操作部
５９ 弁棒
６０ ベント孔
６３ ベントライン
６４ オリフィス
６５ 加温設備もしくは冷却設備
６６ 温度計
６７ 圧力計
６８ 駆動部
６９ バイメタル式トラップ
７１ 細管（連通管）
７２ 開閉弁
７３ 換気孔
７５ 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム
７６ 母管
７７ 枝管
７８ａ，７８ｂ 止め弁（開閉弁）
７９ ベントライン
８０ ベント弁
８１ 復水器あるいは原子炉建屋排気系
８２ 温度・圧力計
８３ 放射線測定器
８５ ガス蓄積可能箇所
９０ 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム
９１ 母管
９２ 枝管（分岐管）
９３ 止め弁（開閉弁）
９４ ウェルまたは細管
９５ 電気ヒータ
９６ タイマ
９７ ヒータ電源
９８ ガス蓄積可能箇所
１００ 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム
１０１ 母管
１０２ 枝管
１０３ 止め弁（開閉弁）
１０４ ベント孔
１０５ ベントライン
１０６ 温度・圧力計
１０７ タイマ
１０８ ベント弁
１０９ ガス蓄積可能箇所
１１０ 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム
１１１ 母管
１１２ 枝管
１１３ 止め弁（開閉弁）
１１４ ベントライン
１１５ タイマ
１１６ ベント弁
１１７ 低圧側配管あるいは容器
１１８ 温度・圧力計
１１９ 放射線測定器
１２０ 触媒式再結合器
１２１ ガス蓄積可能箇所
１２５ 非燃焼ガスの蓄積燃焼防止システム
１２６ 注入弁
１２８ ベントライン
１２９ タイマ
１３０ ベント弁
１３１ 復水器または原子炉建屋排気系
１３３ ベント孔
１３４ 温度・圧力計
１３５ 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム
１３６ 母管
１３７ 管台
１３８ 安全弁
１３９ 低圧側排気管あるいは容器
１４０ 排気ベント系
１４１ ベントライン
１４３ タイマ
１４４ ベント弁
１４５ ベント孔
１４６ 温度・圧力計
１４８ ガス蓄積可能箇所
１５０ 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム
１５１ 母管
１５２ 枝管
１５３ 止め弁
１５５ 非燃焼ガス注入システム
１５６ 非燃焼ガスボンベ（非燃焼ガス供給源）
１５７ 非燃焼ガス供給ライン
１５８ ガス蓄積可能箇所
１６０ 圧力調整器
１６１ タイマ
１６２ ベント弁
１６３ 温度・圧力計
【発明の属する技術分野】
本発明は原子力発電所内で発生する非凝縮性ガスの取扱い技術に係り、特に非凝縮性ガスが蓄積される可能性のあるガス蓄積可能箇所に適用される非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所内には原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶという。）が収容されており、このＲＰＶ内の原子炉冷却水は、炉心での核反応に伴なう中性子照射により、冷却水の一部が分解して水素ガスおよび酸素ガスが生成されたり、また、場合によっては燃料棒より漏洩する微量なＫｒ，Ｘｅ等の放射性希ガス等の非凝縮性ガスが存在する。このため、原子力発電所には、発生した非凝縮性ガスを処理するために、気体廃棄物処理系が設けられる。
【０００３】
原子力発電所では、原子炉圧力容器内で発生した蒸気は主蒸気となり、主蒸気系を通って蒸気タービンに送られ、この蒸気タービンで仕事をして発電機を駆動させている。また、主蒸気系を構成する主蒸気管には流れがない行止まり枝管（分岐管）が分岐されており、この行止まり枝管は１つの原子力プラント当り何百ラインも存在する。さらに、原子炉圧力容器の頂部から原子炉圧力容器ベント系（以下、ＲＰＶベント系という。）や原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系（以下、ＲＰＶヘッドスプレイ系という。）等の原子炉圧力容器頂部ベント設備が設けられている。
【０００４】
一方、原子炉主蒸気には、放射性分解により生成された可燃性の非凝縮性ガスが含まれており、この非凝縮性ガスは主蒸気系を流れる主蒸気とともに流動せしめられる。原子炉主蒸気を内包する配管や容器は、立上り枝管や立上り分岐部のように滞溜部が存在すると、この滞溜部が非凝縮性ガスのガス蓄積可能箇所となり、非凝縮性ガスが蓄積されていく。蓄積された非凝縮性ガスに何らかの原因で着火することで急速燃焼する例が報告されている。
【０００５】
図２２は、非凝縮性ガス蓄積のメカニズムを説明するものである。一般に、主蒸気を内包する配管（母管）および容器１とそこから分岐する立上り枝管２に設けられた止め弁３にて隔離される空間に、非凝縮性ガスが蓄積される可能性が高い。母管（配管）１には主蒸気が流れており、枝管２は行き止まりとなっていることから流入した蒸気は放熱により凝縮される。凝縮しない非凝縮性ガスが枝管２内に残され、蒸気より比重の軽い非凝縮性ガスは枝管立上り部に順次蓄積されていく。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
原子力発電所において、原子炉主蒸気を内包する配管や容器１から分岐する枝管２のうち、立上り枝管のようなガス蓄積可能箇所４に、非凝縮性ガス５が滞溜していき、滞溜した非凝縮性ガスが何らかの原因により着火燃焼する可能性がある。
【０００７】
非凝縮性ガスへの着火燃焼を未然にかつ確実に防止するために、非凝縮性ガスの発生を抑止したり、非凝縮性ガスのガス蓄積を防止したり、ガス蓄積可能箇所を燃焼環境条件としない条件を構築する必要がある。
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、非凝縮性ガスの蓄積燃焼を未然にかつ確実に防止し、原子力発電所内機器、配管の健全性を確保し、信頼性を向上させた非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所に保温材を設け、この保温材でガス蓄積可能箇所の蒸気凝縮量を低下させて非凝縮性ガスの発生量を抑制するようにしたものである。
【００１０】
また、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項２に記載したように、非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所に止め弁を設け、この止め弁の弁体にベント孔を形成して弁上流側と弁下流側とを連通させ、前記ガス蓄積可能箇所に非凝縮性ガスのガス蓄積を抑制するようにしたものである。
【００１１】
さらに、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項３に記載したように、非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所にベントラインを接続し、このベントラインを通してガス蓄積可能箇所の非凝縮性ガスを常時掃気させるようにしたものである。
【００１２】
一方、上述した課題を解決するために、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、請求項４に記載したように、前記ベントラインにオリフィスを設け、このオリフィスで流量制限しながら非凝縮性ガスを常時掃気させるようにしたものであり、また、請求項５に記載したように、前記ベントラインにバイメタル式トラップを設け、このバイメタル式トラップはガス蓄積可能箇所が非凝縮性ガス燃焼温度に近付いたとき、開いて非凝縮性ガスを掃気させるようにしたものである。
【００１３】
また、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項６に記載したように、非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所に加熱設備あるいは冷却設備を設け、この加熱設備あるいは冷却設備でガス蓄積可能箇所を非凝縮性ガス燃焼温度に近付けないように所定温度に保持するようにしたものである。
【００１４】
さらに、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項７に記載したように、非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所に開閉弁を設け、この開閉弁の上流側に設けた温度計および圧力計で前記ガス蓄積可能箇所の温度および圧力を監視し、ガス蓄積可能箇所が前記非凝縮性ガスの燃焼温度に近付いたとき、前記開閉弁を開いて非凝縮性ガスを掃気させるようにしたものである。
【００１５】
さらにまた、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項８に記載したように、蒸気が流れる母管から分岐して立ち上がる行止まり枝管内にガス蓄積可能箇所を形成し、上記枝管と母管とを接続する連通管を設け、この連通管を母管内に開口させたものである。
【００１６】
さらに、上述した課題を解決するために、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、請求項９に記載したように、前記連通管は母管内に突出して開口し、この開口部が母管内の上流側および下流側の少なくとも一方に開口したり、また、請求項１０に記載したように、前記連通管は少なくとも枝管内に軸方向に沿って設けられた細管であるものである。
【００１７】
他方、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１１に記載したように、蒸気が流れる母管から立ち上がる逆Ｕ字状の枝管を設け、この枝管内の非凝縮性ガスが滞留する可能性のあるガス蓄積可能箇所に換気孔を形成し、この換気孔を通して非凝縮性ガスを外部に排出させたものである。
【００１８】
また、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１２に記載したように、母管から分岐した枝管の端部に直列２段の止め弁を設け、この止め弁間にリーク流体をベントするベントラインを設け、このベントラインはガスサンプリング部を介して低圧側配管または容器に接続したものである。
【００１９】
さらに、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１３に記載したように、母管から分岐した枝管の頂部にウェルまたは細管に収納された電気ヒータを設け、この電気ヒータにより枝管内のガス蓄積可能箇所を所定時間毎に通電加熱し、微量蓄積された非凝縮性ガスの水素または酸素を着火させ、燃焼反応で再結合させるようにしたものである。
【００２０】
さらにまた、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１４に記載したように、母管から分岐されて立ち上がる枝管あるいは容器内にガス蓄積可能箇所を形成する一方、上記枝管あるいは容器の頂部にベントラインを設け、このベントラインを低圧側配管あるいは容器に接続し、途中にベント弁を設けてガス蓄積可能箇所を所定時間毎にベント処理したものである。
【００２１】
またさらに、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１５に記載したように、前記ベントラインはベント弁の上流側にベント孔あるいはオリフィスを設け、所定時間毎にベントしてガス蓄積可能箇所の非凝縮性ガスを低圧側配管あるいは容器へ排出したものである。
【００２２】
一方、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１６に記載したように、前記ベントラインは、ベント弁上流側に放射線測定器を、ベント弁下流側に触媒式再結合器をそれぞれ設け、前記ガス蓄積可能箇所の非凝縮性ガスを所定時間毎にベントして放射線測定器でガスサンプリングしながら触媒式再結合器で非凝縮性ガスの水素・酸素を燃焼反応で再結合処理させたものである。
【００２３】
また、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１７に記載したように、母管に立てられた管台に安全弁を設け、この安全弁の入口ノズルあるいは管台頂部に排気ベント系を接続する一方、排気ベント系のベントラインに設けられたタイマ付きベント弁を所定時間毎に開放させるベント処理を行ない、管台内のガス蓄積可能箇所に滞留可能な非凝縮性ガスを所定時間毎にベントし低圧側配管あるいは容器に排出させるようにしたものである。
【００２４】
さらに、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムは、上述した課題を解決するために、請求項１８に記載したように、母管から分岐して立ち上がる枝管の頂部に非燃焼ガス注入システムを設け、この非燃焼ガス注入システムに備えられたタイマ付注入弁を所定時間毎に開放して枝管の頂部に非燃焼性ガスを注入し、非燃焼性ガスで枝管内のガス蓄積可能箇所に滞留可能な非凝縮性ガスを母管側にパージさせたものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムを備えた沸騰水型原子力プラント（ＢＷＲプラント）１０の概略的な系統図を示す。
【００２７】
ＢＷＲプラント１０は、原子炉格納容器（ＰＣＶ）１１内に原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１２を格納しており、原子炉格納容器１１内は原子炉圧力容器１２周りがドライウェル１３として画成される。原子炉圧力容器１２内には炉心１４が格納されており、この炉心１４は原子炉冷却水１５に浸漬される。原子炉圧力容器１２の下部には原子炉冷却水１５を貯えた液相部が成形される一方、この液相部の上方には気相部１６が形成される。
【００２８】
原子炉圧力容器１２内の原子炉冷却水１５は、炉心１４を通る際に、核反応によって発生する熱によって加熱され、蒸気化される。発生した蒸気は原子炉圧力容器１２内で気水分離され、乾燥された後、主蒸気系１７を通って蒸気タービン１８に送られ、蒸気タービン１８で仕事をし、発電機（図示せず）を駆動させる。主蒸気系１７を構成する主蒸気管１７ａにはＰＣＶ１１の上流側および下流側に主蒸気隔離弁１９ａ，１９ｂがそれぞれ設けられる。蒸気タービン１８で仕事をし、膨張した蒸気は復水器（図示せず）で凝縮された後、原子炉復水・給水系を通ってＲＰＶ１２内に再び還流される。
【００２９】
また、ＢＷＲプラント１０の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１２には原子炉圧力容器頂部ベント設備２０が設けられており、このベント設備２０は原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ベント系２１と、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系（以下、ＲＰＶヘッドスプレイ系という。）２２から分岐された分岐ベント系２３とを備える。
【００３０】
ＲＰＶベント系２１は、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１２の頂部に接続される原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ベント配管２５を有する。このＲＰＶベント配管２５はＲＰＶ１２の頂部に形成されたＲＰＶヘッドベントノズル２６に接続される一方、途中に開閉弁として遠隔操作される電動弁２７が設けられる。電動弁２７の下流側は主蒸気管１７ａに原子炉格納容器１１内の主蒸気隔離弁１９ａの上流側で接続される。
【００３１】
また、分岐ベント系２３は、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ヘッドスプレイ配管２８の逆止弁または注入弁３０下流側から分岐されたベント分岐配管３１を備える。このベント分岐配管３１には遠隔操作弁としての電動弁（開閉弁）３３が設けられ、電動弁３３の下流側がＲＰＶベント系２１のＲＰＶベント配管２５に、電動弁２７の上流側で接続される。ベント分岐配管３１の分岐部は、逆止弁３０下流側から立ち上がるように、ＲＰＶヘッドスプレイ配管２８の頂部位置に設けられる。ベント分岐配管３１の分岐部は逆止弁３０にできるだけ近い位置に設けられる。
【００３２】
さらに、ＲＰＶヘッドスプレイ系２２は、ＲＰＶヘッドスプレイ配管２８がＲＰＶ１２の頂部に設けられた原子炉圧力容器ヘッドスプレイノズル（以下、ＲＰＶヘッドスプレイノズルという。）３５に接続される。ＲＰＶヘッドスプレイ系２２のＲＰＶヘッドスプレイ配管２８は原子炉隔離時冷却設備（以下、ＲＣＩＣという。）３８の冷却水注入配管を兼ねるようにしてもよい。ＲＣＩＣ３８は沸騰水型原子炉の停止時にＲＰＶ１２の上部ドームの残圧を下げるために停止時冷却系の冷却水を利用してＲＰＶ１２の気相部１６を冷却する設備である。
【００３３】
一方、ＲＰＶヘッドスプレイ系２２のＲＰＶヘッドスプレイ配管２８には、逆止弁（注入弁）３０および原子炉格納容器隔離弁（ＰＣＶ隔離弁）３９ａ，３９ｂが途中に設けられる。ＰＣＶ隔離弁３９ａ，３９ｂは原子炉格納容器１１を介してその内側と外側にそれぞれ設置され、原子炉運転時には通常閉塞されている。
【００３４】
ところで、原子炉圧力容器頂部ベント設備２０を構成するＲＰＶベント系２１とＲＰＶヘッドスプレイ系２２を利用した分岐ベント系２３とは協働作用して原子炉圧力容器１２廻りで非凝縮性ガスのガス蓄積可能箇所４０から非凝縮性ガスを導出し、主蒸気管１７ａに排出するようになっている。
【００３５】
原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１２の頂部にＲＰＶベント系２１とＲＰＶヘッドスプレイ系２２を利用した分岐ベント系２３とを設け、協働作用をさせることで、原子力発電所の通常運転時に、ＲＰＶ１２内の頂部付近に蓄積する可能性のある箇所４０の酸素ガス、水素ガスおよびＫｒ，Ｘｅの放射性希ガス等の非凝縮性ガスを主蒸気管１７ａ側に円滑かつスムーズに排出することができ、ＲＰＶ１２の頂部付近廻りに非凝縮性ガスが蓄積するのを未然にかつ確実に防止している。
【００３６】
なお、図１において、分岐ベント系２３のベント分岐配管３１を主蒸気管１７ａに直接接続するようにしてもよく、また、電動弁３３の代りにオリフィスを設けたり、電動弁３３の上流側にオリフィスを設けるようにしてもよい。
【００３７】
ところで、原子炉圧力容器１２内に発生した主蒸気を蒸気タービン１８に案内する主蒸気系１７には、主蒸気管１７ａから多数の分岐管４３が分岐されている。例えば、原子炉隔離時冷却系、非常用安全弁系、タービンバイパス系等が分岐されている。分岐管４３は主蒸気系１７以外にも存在し、１つの原子力プラント当りの何百ラインも存在する。
【００３８】
そして、分岐管４３の中には、図２に示すように、主蒸気管等の母管４４から分岐して立ち上がる行止まり枝管（分岐管）４５が存在する。枝管４５には仕切弁あるいは止め弁としての開閉弁４６が設けられ、この開閉弁４６により母管４４および枝管４５内を周囲から隔離している。
【００３９】
母管４４から分岐して立ち上がる行止まり枝管４５内には、非凝縮性ガス４７が蓄積する可能性のあるガス蓄積可能箇所５０が形成される。このガス蓄積可能箇所５０の枝管４５には保温性能に優れた保温材５１が装着され、非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２が構成される。保温材５１は、ガス蓄積可能箇所５０を周囲から断熱して保温するもので、断熱性能に優れた材料が用いられる。
【００４０】
次に、ＢＷＲプラント１０で発生した非凝縮性ガスの処理について説明する。
【００４１】
ＢＷＲプラント１０の運転により、原子炉圧力容器１２内で中性子照射を受け、冷却水の分解により発生した水素ガス、酸素ガス等の非凝縮性ガスは、原子炉主蒸気とともに主蒸気系１７を通って蒸気タービン１８に送られる。蒸気タービン１８に送られた主蒸気はここで仕事をして発電機（図示せず）を駆動させる一方、蒸気タービン１８に主蒸気と共に送られた非凝縮性ガスは続いて復水器に案内され、この復水器から図示しない気体廃棄物処理系に送られて処理される。
【００４２】
ＢＷＲプラント１０の運転中には、図２に示される主蒸気管等の母管４４内にも主蒸気が流される。図２の配管接続構造では、母管４４から立ち上がる行止まり枝管４５が接続されるために、母管４４から分岐された枝管４５内にも主蒸気の一部が流入する。枝管４５内に流入した蒸気は冷却されて凝縮しようとする。
【００４３】
しかし、図２に示された配管接続構造では、母管４４から分岐される立上り枝管４５に保温材５１が装着され、枝管４５のガス蓄積可能箇所５０が保温材５１で覆われる。このため、ガス蓄積可能箇所５０は保温され、温度降下を生じさせることが少ない。
【００４４】
したがって、ガス蓄積可能箇所５０に流入した蒸気が凝縮して液化することがないので、ガス蓄積可能箇所５０の蒸気凝縮量を大幅に減少させることができ、非凝縮性ガスの発生量を相対的に抑制することができる。このため、ガス蓄積可能箇所５０に非凝縮性ガスが蓄積していくのを未然にかつ有効的に防止でき、非凝縮性ガスのガス蓄積による燃焼の発生を未然にしかも確実に防止でき、信頼性の高い非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムを提供することができる。
【００４５】
図３は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第２実施形態を示す図である。
【００４６】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ａは、分岐管としての枝管４５に設けられる開閉弁５５に改良を施したものである。
【００４７】
非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ａは、母管４４から分岐して立ち上がる行止まり枝管４５に開閉弁４６を設け、この開閉弁４６の弁上流側が、非凝縮性ガスの蓄積可能なガス蓄積可能箇所５０として構成される。
【００４８】
開閉弁４６は弁ケーシング５６内に収容される弁体５７を備え、この弁体５７の開閉を弁操作部５８により弁棒５９を介して行なうようになっている。
【００４９】
開閉弁４６の弁体５７には、ベント孔６０が設けられ、このベント孔６０により、弁全閉時にも弁上流側と弁下流側を連通させることができる。すなわち、弁全閉時にも、ガス蓄積可能箇所５０側の非凝縮性ガス４７を開閉弁４６の反対側空間１１に常時通気させることができる。ベント孔６０は、ガスが上方に蓄積される可能性が高いことから、ガス蓄積可能箇所５０の頂部側で弁体５７の上部に設けられる。
【００５０】
図３に示された配管接続構造では、枝管４５に設けられた開閉弁４６の弁体５７にベント孔６０を設けたので、ガス蓄積可能箇所５０へ非凝縮性ガスが蓄積されるのを未然かつ確実に防止できる。弁体５７にベント孔６０を設けることで、非凝縮性ガスをベント孔６０を通して流れのある弁下流側の空間６１に常時通気させることができる。
【００５１】
したがって、行止まり枝管４５のガス蓄積可能箇所５０に可燃性の非凝縮性ガス４７が蓄積することがなく、非凝縮性ガスによる蓄積燃焼を未然にかつ確実に防止でき、信頼性の高い非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ａを提供できる。非凝縮性ガスによる蓄積燃焼を確実に防止できるので、原子力発電所内機器や配管の健全性を確保することができる。
【００５２】
この場合、母管４４から分岐された枝管（分岐管）４５を図２に示された保温材５１で覆うようにしてもよい。
【００５３】
図４は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第３実施形態を示すものである。
【００５４】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｂは、母管４４から分岐して立ち上がる行止まり枝管４５のガス蓄積可能箇所５０にベントライン６３を接続したものである。ベントライン６３はガスが上部に蓄積される可能性が高いことから、ガス蓄積可能箇所５０の頂部側に設けられる。
【００５５】
図４に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｂは、非凝縮性ガスが滞溜する可能性があるガス蓄積可能箇所５０に、ベントライン６３を接続し、このベントライン６３の他側を滞溜部より低い圧力機器や配管、例えば復水器やサプレッションチャンバと接続することで、ガス蓄積可能箇所５０に発生する非凝縮性ガス４７を常時掃気させることができる。
【００５６】
ガス蓄積可能箇所５０に蓄積可能な非凝縮性ガス４７を常時掃気させることで、非凝縮性ガス４７のガス蓄積による燃焼を未然にかつ確実に防止できる。したがって、原子力発電所内機器や配管の健全性を確保することができる。
【００５７】
図５は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第４実施形態を示すものである。
【００５８】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｃは、図４に示された蓄積燃焼防止システム５２Ｂのベントライン６３にオリフィス６４を設けたものである。他の構成は、図４に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｂと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図５に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｃにおいても、ベントライン６３によりガス蓄積可能箇所５０に滞溜可能な非凝縮性ガス４７は常時掃気される。
【００６０】
しかし、母管４４に蒸気以外の流体を流す必要がある場合がある。この場合にも、ベントライン６３を通して流体が流出することとなるが、オリフィス６４を設けることでベントライン６３を通して流出する流体を流量制限することができる。
【００６１】
図６は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第５実施形態を示すものである。
【００６２】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｄは、非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所５０を加温設備あるいは冷却設備６５により一定温度に保持するようにしたものである。
【００６３】
図６に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｄは、図１に示された蓄積燃焼防止システム５２の保温材５１に代えて、加温設備あるいは冷却設備６５を設けたものであり、他の構成および作用は図１に示された蓄積燃焼防止システム５２と異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６４】
図６に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｄは、ガス蓄積可能箇所５０を加温設備あるいは冷却設備６５で加熱あるいは冷却して一定温度に保持したものである。
【００６５】
これにより、ガス蓄積可能箇所５０の配管温度を一定に保つことで、ガス蓄積可能箇所５０に非凝縮性ガスが蓄積しても、非凝縮性ガスの燃焼温度に近付けないように温度を調節制御できる。
【００６６】
ガス蓄積可能箇所５０の温度を、非凝縮性ガスの燃焼温度に近付かない所定温度に調節制御することで、非凝縮性ガスによる燃焼を防止でき、原子力発電所内機器や配管の健全性維持を図ることができる。
【００６７】
図７は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第６実施形態を示すものである。
【００６８】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｅは、非凝縮性ガス４７が滞溜する可能性があるガス蓄積可能箇所５０に温度計６６と圧力計６７を設け、この温度計６６および圧力計６７でガス蓄積可能箇所５０の温度および圧力を常時監視できるようにしたものである。
【００６９】
この蓄積燃焼防止システム５２Ｅは、流体配管である母管４４から分岐して立ち上がる枝管４５に駆動部６８を有する開閉弁４６を設け、この開閉弁４６を温度計６６および圧力計６７で検出される温度および圧力如何によって開閉弁４６を自動的に開操作できるようにしたものである。
【００７０】
図７に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｅは、ガス蓄積可能箇所５０、ひいては枝管４５に設置された温度計６６および圧力計６７により、ガス蓄積可能箇所５０の環境条件を監視し、ガス蓄積可能箇所５０の環境条件が、非凝縮性ガスの燃焼条件に近付いた場合、開閉弁４６を自動的に開放させ、ガス蓄積可能箇所５０に堆積された可燃性の非凝縮性ガスを自動的に掃気できるようにしたものである。
【００７１】
非凝縮性ガスの掃気が終了し、ガス蓄積可能箇所５０の環境条件が非凝縮性ガス４７の燃焼条件から離れた場合に自動的に閉塞されるようにセットされる。
【００７２】
この非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｅにおいても、ガス蓄積可能箇所５０に所要量以上の非凝縮性ガス４７の蓄積を確実に防止することができ、非凝縮性ガス４７による蓄積燃焼を未然にしかも確実に防止して信頼性を向上させることができる。原子力発電所内機器や配管の健全性の維持を図ることができる。
【００７３】
図８は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第７実施形態を示すものである。
【００７４】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｆは、非凝縮性ガスが蓄積する可能性のあるガス蓄積可能箇所５０にバイメタル式トラップ６９を取り付けた例を示すものであり、ガス蓄積可能箇所５０のベントライン６３入口にバイメタル式トラップ６９を設置する以外は、図５に示された非凝縮性ガスの蓄積防止システム５２Ｃと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００７５】
図８に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｆにおいては、非凝縮性ガス４７が蓄積する可能性のあるガス蓄積可能箇所５０のベントライン６３入口部にバイメタル式トラップ６９を設置し、バイメタル式トラップ６９の取付部の温度が、非凝縮性ガス４７の燃焼温度に近付いた場合、バイメタル式トラップ６９を自動的に開放させ、非凝縮性ガス４７をベントライン６３を通じて掃気できるようにしたものである。
【００７６】
ベントライン６３を通しての非凝縮性ガスの掃気が終了し、ガス蓄積可能箇所５０のバイメタル式トラップ６９取付部の温度が、非凝縮性ガスの燃焼温度から離れると、バイメタル式トラップ６９はベントライン６３を自動的に閉塞されるようになっている。
【００７７】
この場合にも、母管４４から分岐された枝管（分岐管）４５内のガス蓄積可能箇所５０に所定量の非凝縮性ガスが蓄積されるのを有効的にかつ未然に防止でき、非凝縮性ガスによる蓄積燃焼を確実に防止できる。したがって、原子力発電所内機器や配管の健全性を保つことができる。
【００７８】
図９は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第８実施形態を示すものである。
【００７９】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｇは、母管４４から行止まり枝管（分岐管）４５が立ち上がるように分岐しており、分岐された枝管４５の先端部と母管４４を連通管としての細管７１で接続したものである。
【００８０】
母管４４から分岐された枝管４５の先端部を細管７１で母管４４と接続することにより、細管７１内に流れが生じ、枝管４５内のガス蓄積可能箇所５０へ非凝縮性ガスが滞溜するのを有効的に防止できる。連通管としての細管７１は図９に示すように枝管４５分岐部の上流側に接続しても、あるいは下流側に接続してもよい。細管７１を複数本設け、図１０に示すように母管４４と接続してもよい。
【００８１】
図９および図１０に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｇにおいては、母管４４から分岐された行止まり枝管４５の先端部を細管７１により母管４４と接続したので、細管７１内の流れを利用して、ガス蓄積可能箇所５０に接続される非凝縮性ガスを放出したり、また、枝管４５内に蒸気流を生じさせて非凝縮性ガスの蓄積を未然に防止することができる。
【００８２】
この場合にも、非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｇは、母管４４から分岐された行止まり枝管４５内に非凝縮性ガスが蓄積するのを未然にかつ確実に防止でき、非凝縮性ガスによるガス蓄積燃焼を未然にかつ確実に防止できる。
【００８３】
図１１は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第９実施形態を示すものである。
【００８４】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｈは、行止まり枝管４５の先端部に接続される連通管としての細管７１を母管４４内部に突出させ、母管４４内に挿入された細管４４の先端開口を上流側に向けたものである。細管４４の先端開口を下流側に向けてもよい。その他の構成は、図８に示される蓄積燃焼防止システム５２Ｇと異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００８５】
図１１に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｈにおいては、母管４４内に挿入される細管７１の先端開口を上流側（または下流側）に指向させることで、細管７１内に蒸気流を積極的かつ強制的に案内することができるので、行止まり枝管４５内に流体の流れを生じさせることができる。したがって、行止まり枝管４５内に形成されるガス蓄積可能箇所５０に流体の流れを惹起させることができ、枝管４５内のガス蓄積可能箇所５０に非凝縮性ガスが係留あるいは滞溜するのを有効的にかつ確実に防止できる。
【００８６】
したがって、ガス着脱可能箇所５０で非凝縮性ガスのガス蓄積による燃焼を確実にかつ未然に防止でき、原子力発電所内機器や配管の健全性を保つことができる。
【００８７】
図１２は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１０実施形態を示すものである。
【００８８】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｉは、母管４４から分岐されて立ち上がる行止まり枝管（分岐管）４５内に連通管としての細管７１を設けた例である。細管７１の一端は母管４４内に入って上流側に向けて開口する一方、その他端は枝管４５の先端部付近で開口している。
【００８９】
図１２に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｉによる非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止原理は、図９に示された蓄積燃焼防止システム５２Ｇと同様であり、その構成および作用も細管７１の設置態様を除いて異ならないので同じ符号を付して説明を省略する。
【００９０】
第１０実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｉは、行止まり枝管４５内に細管７１を設けることにより、細管７１自体は圧力バウンダリを構成しないので、薄肉化を図ることができる。
【００９１】
図１３は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１１実施形態を示すものである。
【００９２】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｊは、エルボ型あるいはＬ字状流体配管である母管４４Ａから行止まり枝管４５が分岐され、分岐部が全体としてＴ字状あるいはＹ字状をなす例を示したものである。枝管４５内には連通管としての細管７１が備えられる。この細管７１は母管４４内に挿入され、その先端が上流側に向って開口する一方、細管の他端は枝管４５の先端部付近で開口している。他の構成および作用は、図１１に示された蓄積燃焼防止システム５２Ｈと原理的に異ならず、同じである。
【００９３】
第１１実施形態の非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｊは、図１１に示された蓄積燃焼防止システム５２Ｈとガス蓄積燃焼防止システム５２Ｇと主蒸気流の流れを除いて原理的に異ならない。この場合にも、枝管４５内のガス蓄積可能箇所５０の非凝縮性ガスの蓄積による燃焼を未然にかつ確実に防止できる。
【００９４】
図１４は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１２実施形態を示すものである。
【００９５】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｋは、母管４４から分岐して立ち上がる逆Ｕ字状の枝管４５に安全弁を兼ねる開閉弁７２を設ける一方、開閉弁７２の下流側の枝管４５に複数の換気孔７３を設けた例である。
【００９６】
開閉弁７２の下流側のガス蓄積可能箇所５０に微細な換気孔７３を複数箇所設けることで、発生する非凝縮性ガスを外部に排出できるようにしたものである。
【００９７】
図１４に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム５２Ｋでは、分岐された枝管４５内に蒸気を流す場合、換気孔７３から蒸気が漏洩する恐れがあることから、換気孔７３からの蒸気リークが許容できる場合に適用される。
【００９８】
図１５は本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１３実施形態を示すものである。
【００９９】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム７５は、例えば残留熱除去設備（ＲＨＲ）の流体配管等の母管７６から分岐して立ち上がる枝管７７の端部に直列２段の止め弁７８ａ，７８ｂを設け、両止め弁７８ａ，７８ｂの間に排気ベント系を形成する細管のベントライン７９を接続し、このベントライン７９にベント弁８０を設けて復水器あるいは原子炉建屋排気系８１に接続して構成される。
【０１００】
ベントライン７９のベント弁８０の上流側には温度・圧力計８２や放射線測定器８３が設置される。枝管７７内は非凝縮性ガスが蓄積可能なガス蓄積可能箇所８５を構成している。
【０１０１】
この非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム７５においては、母管７６から分岐された枝管７７に２つの止め弁７８ａ，７８ｂを設け、止め弁７８ａ，７８ｂからリークした流体をベントライン７９にベントし、ベントライン７９を通るリーク流体を放射線測定器８３でガスサンプリングしながら、原子炉建屋内あるいは復水器やサプレッションチャンバへ排気するようにしたものであり、直列２段止め弁７８ａ，７８ｂによるシートリーク排気システムが構成される。
【０１０２】
ベントライン７９でベントされるリーク流体をサンプリングガスサンプリング行なうことで、枝管７７内の非凝縮ガスのガス蓄積の有無が判断される。例えばＲＨＲ系配管では、弁閉止されたベント弁８０をタイマ８４により間欠的に開放してベントされれば、枝管７７内のガス蓄積可能箇所８５に非凝縮性ガスが蓄積するのを有効的に防止できる。
【０１０３】
この非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム７５においても、枝管７７内のガス蓄積可能箇所に可燃性の非凝縮性ガスが蓄積していくのを有効的に防止できるので、非凝縮性ガスによる蓄積燃焼を未然にしかも確実に防止できる。したがって、原子力発電所内機器や配管の健全性を保つことができる。
【０１０４】
図１６は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１４実施形態を示すものである。
【０１０５】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム９０は可燃性非凝縮性ガスに定期的に着火させることにより、非凝縮性ガスの蓄積燃焼を防止するようにした強制着火による蓄積燃焼防止システムである。
【０１０６】
この蓄積燃焼防止システム９０は、母管９１から分岐して立ち上がる枝管（分岐管）９２に開閉弁としての止め弁９３を設ける一方、枝管９２の頂部にウェルまたは細管９４内に電気ヒータ９５を収納する。電気ヒータ９５は、タイマ９６にてセットされたヒータ電源９７により、所定時間毎、例えば１日毎に通電加熱される。
【０１０７】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム９０は、ヒータ電源９７より所定時間毎に通電加熱され、枝管９２内のガス蓄積可能箇所９８に微量蓄積された非凝縮性ガス（水素・酸素）を着火させ、燃焼反応によって水素・酸素を再結合させたものである。枝管９２のガス蓄積可能箇所９８に微量蓄積される非凝縮性ガスを電気ヒータ９５で着火させ、定期的に燃焼させることにより、ガス蓄積可能箇所９８に所定量以上の非凝縮性ガスが蓄積するのを確実に防止できる。
【０１０８】
したがって、ガス蓄積可能箇所９８に非凝縮性ガスが蓄積していき所要量以上にするのを確実に防止でき、蓄積した非凝縮性ガスによる蓄積燃焼を有効的かつ確実に防止できる。
【０１０９】
図１７は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１５実施形態を示すものである。
【０１１０】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１００は、母管１０１から分岐して立ち上がる枝管１０２の端部側に開閉弁としての止め弁１０３を設けるとともに、枝管１０２の頂部にベント孔１０４を介してベントライン１０５を接続し、このベントライン１０５を復水器または原子炉建屋排気系８１に接続し、さらにベントライン１０５に温度圧力計１０６とタイマ１０７にて開閉させるベント弁１０８を設けたものであり、非凝縮性ガスの間欠ベントシステムを構成している。
【０１１１】
この非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１００は、母管１０１から分岐された枝管１０２の頂部にベント孔１０４とベント弁１０８を設け、タイマ１０７に所定時間、例えば１日毎にベントして枝管１０２内のガス蓄積可能箇所１０９に貯溜される非凝縮性ガスを復水器あるいは原子炉建屋内に排出させるものである。
【０１１２】
ベント弁１０８を所定時間毎にベントさせて開閉することで、枝管１０２のガス蓄積可能箇所１０９に所定量以上の非凝縮性ガスが蓄積するのを確実に防止できる。したがって、ガス蓄積可能箇所１０９内で非凝縮性ガスの蓄積燃焼を未然にかつ確実に防止できる。
【０１１３】
図１８は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１６実施形態を示すものである。
【０１１４】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１１０は、母管１１１から分岐して立ち上がる枝管１１２の端部側に開閉弁としての止め弁１１３を設けるとともに、枝管１１２の頂部に排気ベント系を構成するベントライン１１４を設ける。このベントライン１１４は途中にタイマ１１５駆動で所定時間毎に開閉駆動されるベント弁１１６を設けて低圧側配管あるいは容器１１７である復水器または原子炉建屋排気系に接続される。
【０１１５】
ベントライン１１４のベント弁１１６上流側には温度・圧力計１１８および放射線測定器１１９が設けられる一方、ベント弁１１５下流側に触媒式再結合器１２０が設けられる。
【０１１６】
この非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１１０は、タイマ１１５付ベント弁１１６の開操作により、枝管１１２内のガス蓄積可能箇所１２１を所定時間毎、例えば１日毎にベントし、ガス蓄積可能箇所１２１に滞留した非凝縮性ガスをベントライン１１４を通して低圧側容器または配管１１７に案内している。その際、ベントライン１１４に設けられた放射線測定器１１８でガスサンプリングする一方、触媒式再結合器１２０で触媒加熱作用を受けて非凝縮性ガスの水素・酸素は燃焼反応して再結合（蒸気化）せしめられる。
【０１１７】
したがって、枝管１１２内のガス蓄積可能箇所１２１は所定時間毎にベント処理され、滞留する非凝縮性ガスがベントライン１１４を通って低圧側容器あるいは配管１１７に排出され、ガス蓄積可能箇所１２１内に非凝縮性ガスが蓄積されることを未然に防止でき、ガス蓄積燃焼を有効的にかつ確実に防止できる。
【０１１８】
図１９は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１７実施形態を示すものである。
【０１１９】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１２５は、例えば原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系２２に適用されたものである。上記蓄積燃焼防止システム１２５は、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１２の上鏡１２ａから立ち上がるヘッドスプレイ配管２８が接続されており、この配管２８に注入弁１２６が設けられる。
【０１２０】
ヘッドスプレイ配管２８の注入弁１２６下流側にガス蓄積可能箇所１２７が形成され、上記配管２８の頂部に排気ベント系を構成するベントライン１２８が接続される。ベントライン１２８は途中にタイマ１２９付ベント弁１３０が設けられて低圧側容器あるいは配管である復水器または原子炉建屋排気系１３１に接続される。ベントライン１２８の入口側にベント孔１３３あるいはオリフィスが設けられる一方、このベント孔１３３下流側に温度・圧力計１３４が設けられる。
【０１２１】
図１９に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１２５は、非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所１２７にベントライン１２８を接続し、このベントライン１２８に設けたタイマ１２９付ベント弁１３０により所定時間毎、例えば１日毎にベント処理し、ガス蓄積可能箇所１２７に滞留される非凝縮性ガスをベントして低圧側容器・配管である復水器または原子炉建屋排気系１３１に排出させている。このため、ガス蓄積可能箇所１２７に非凝縮性ガスが蓄積することがなく、非凝縮性ガスの蓄積燃焼を有効的にかつ確実に防止できる。
【０１２２】
図１９は、非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１２５をＲＰＶヘッドスプレイ系２２に適用した例を示したが、このＲＰＶヘッドスプレイ系２２に適用した場合、ＲＰＶヘッドスプレイ系２２の作動時にはベントライン１２８に設けられたベント弁１３０は閉止される。また、この蓄積燃焼防止システム１２５はＲＰＶヘッドスプレイ系２２に限定されず、可燃性の非凝縮性ガスを取扱う容器に接続される配管系に適用することができる。
【０１２３】
図２０は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１８実施形態を示すものである。
【０１２４】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１３５は、蒸気を流す流体配管である母管１３６に管台１３７を立て、この管台１３７に安全弁１３８を設け、安全弁１３８下流側を低圧側排気管１３９あるいは容器に接続する一方、安全弁１３８の入口ノズル１３８ａあるいは管台頂部に排気ベント系１４０を設けたものである。
【０１２５】
排気接続ベント系１４０は、安全弁１３８の入口ノズル１３８ａあるいは管台頂部に接続されるベントライン１４１を有する。このベントライン１４１は途中にタイマ１４３付きのベント弁１４４を備えて低圧側排気管１３９に接続される。ベントライン１４１には入口側にベント孔１４５あるいはオリフィスが設けられる一方、その下流側でベント弁１４４上流側に温度・圧力計１４６を有する。
【０１２６】
この非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１３５においては、安全弁１３８の管台１３７内が、非凝縮性ガスの滞留可能性があるガス蓄積可能箇所１４８として構成される。
【０１２７】
しかして、この蓄積燃焼防止システム１３５は、母管１３６に立てられた管台１３７に安全弁１３８を設け、この安全弁１３８の入口ノズル１３８ａあるいは管台頂部に排気ベント系１４０を設け、この排気ベント系１４０のベントライン１４１に設けられたタイマ付ベント弁１４４を所要時間毎、例えば１日毎に開いてベント処理し、管台１３７内のガス蓄積可能箇所１４８に滞留している非凝縮性ガスを低圧側配管または容器、例えば復水器やサプレッションプールに排出させたので、管台１３７内に非凝縮性ガスが蓄積していくのを確実かつ未然に防止できる。
【０１２８】
したがって、原子力発電所内聴き配管の健全性を充分に維持することができる。
【０１２９】
図２１は、本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１９実施形態を示すものである。
【０１３０】
この実施形態に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１５０は、母管１５１から分岐して立ち上がる枝管（分岐管）１５２の端部に開閉弁としての止め弁１５３を備えるとともに、枝管１５２の頂部側に非燃焼ガス注入システム１５５を備えたものである。
【０１３１】
非燃焼ガス注入システム１５５は、非燃焼ガス供給源としての非燃焼ガスボンベ１５６を備え、このガスボンベ１５６が非燃焼ガス供給ライン１５７を介して枝管１５２の頂部に接続される。非燃焼ガスボンベ１５６には窒素やヘリウム等の不活性ガスあるいは水蒸気等の非燃焼性ガスが滞留されている。枝管１５２内には非凝縮性ガスの滞留可能性のあるガス蓄積可能箇所１５８が形成される。
【０１３２】
非燃焼ガス供給ライン１５７は途中に非燃焼性ガスのガス圧力を調整する圧力調整器１６０やタイマ１６１付きガス注入弁としてのベント弁１６２、温度・圧力計１６３が設けられる。タイマ１６１付きベント弁１６２により非燃焼ガス供給ライン１５７は所定時間毎、例えば１日毎に開いて非燃焼性ガスが枝管１５２内のガス蓄積可能箇所１５８に供給され、枝管１５２内に流れを生じさせてガス蓄積可能箇所１５８の非凝縮性ガスを母管１５１側にパージしている。
【０１３３】
この非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム１５０は、非燃焼ガス注入システム１５５を所要時間毎に定期的に作動させることで、枝管１５２内のガス蓄積可能箇所１５８に滞留される非凝縮性ガスを、非燃焼性ガスでパージして母管１５１側に排出させるので、ガス蓄積可能箇所１５８に可燃性の非凝縮性ガスが蓄積するのを未然に防止できる。
【０１３４】
したがって、非凝縮性ガスの蓄積燃焼を未然に確実に防止することができ、原子力発電所内機器や配管の健全性を充分に維持することができる。
【０１３５】
なお、本発明の実施形態においては、非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムをＢＷＲプラントに適用した例を説明したが、本発明はＢＷＲプラントのみでなく加圧水型原子力発電プラントの配管や容器の分岐立上り部に形成されるガス蓄積可能箇所に適用することができる。
【０１３６】
【発明の効果】
本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムにおいては、ガス蓄積可能箇所における非凝縮性ガス量の発生を抑制し、発生する非凝縮性ガスをガス蓄積可能箇所の系外に排出でき、または発生した非凝縮性ガスを燃焼させない環境条件にセットできるので、非凝縮性ガスの蓄積燃焼を未然にかつ確実に防止でき、原子力発電所内機器・配管の健全性の維持を充分に図ることができ、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムを備えたＢＷＲプラントを概略的に示す系統図。
【図２】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１実施形態を示す図。
【図３】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第２実施形態を示す図。
【図４】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第３実施形態を示す図。
【図５】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第４実施形態を示す図。
【図６】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第５実施形態を示す図。
【図７】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第６実施形態を示す図。
【図８】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第７実施形態を示す図。
【図９】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第８実施形態を示す図。
【図１０】図９に示された非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの変形例を示す図。
【図１１】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第９実施形態を示す図。
【図１２】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１０実施形態を示す図。
【図１３】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１１実施形態を示す図。
【図１４】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１２実施形態を示す図。
【図１５】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１３実施形態を示す図。
【図１６】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１４実施形態を示す図。
【図１７】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１５実施形態を示す図。
【図１８】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１６実施形態を示す図。
【図１９】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１７実施形態を示す図。
【図２０】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１８実施形態を示す図。
【図２１】本発明に係る非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システムの第１９実施形態を示す図。
【図２２】従来の母管から分岐して立ち上がる配管接続構造を示す図。
【符号の説明】
１０ ＢＷＲプラント
１１ 原子炉格納容器（ＰＣＶ）
１２ 原子炉圧力容器（ＲＰＶ）
１３ ドライウェル
１４ 炉心
１５ 原子炉冷却水（液相部）
１６ 気相部
１７ 主蒸気系
１７ａ 主蒸気管
１８ 蒸気タービン
１９ａ，１９ｂ 主蒸気隔離弁
２０ 原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ベント設備
２１ 原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ベント系
２２ 原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ヘッドスプレイ系
２３ 分岐ベント系
２５ ＲＰＶベント配管
２７，３３ 電動弁（遠隔操作弁）
２８ ＲＰＶヘッドスプレイ配管
３０ 逆止弁
３１ ベント分岐配管
３８ 原子炉隔離時冷却設備
３９ａ，３９ｂ ＰＣＶ隔離弁
４０ ガス蓄積可能箇所
４３ 分岐管
４４ 母管
４５ 枝管
４６ 開閉弁
４７ 非凝縮性ガス
５０ ガス蓄積可能箇所
５１ 保温材
５２，５２Ａ〜５２Ｋ 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム
５６ 弁ケーシング
５７ 弁体
５８ 弁操作部
５９ 弁棒
６０ ベント孔
６３ ベントライン
６４ オリフィス
６５ 加温設備もしくは冷却設備
６６ 温度計
６７ 圧力計
６８ 駆動部
６９ バイメタル式トラップ
７１ 細管（連通管）
７２ 開閉弁
７３ 換気孔
７５ 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム
７６ 母管
７７ 枝管
７８ａ，７８ｂ 止め弁（開閉弁）
７９ ベントライン
８０ ベント弁
８１ 復水器あるいは原子炉建屋排気系
８２ 温度・圧力計
８３ 放射線測定器
８５ ガス蓄積可能箇所
９０ 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム
９１ 母管
９２ 枝管（分岐管）
９３ 止め弁（開閉弁）
９４ ウェルまたは細管
９５ 電気ヒータ
９６ タイマ
９７ ヒータ電源
９８ ガス蓄積可能箇所
１００ 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム
１０１ 母管
１０２ 枝管
１０３ 止め弁（開閉弁）
１０４ ベント孔
１０５ ベントライン
１０６ 温度・圧力計
１０７ タイマ
１０８ ベント弁
１０９ ガス蓄積可能箇所
１１０ 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム
１１１ 母管
１１２ 枝管
１１３ 止め弁（開閉弁）
１１４ ベントライン
１１５ タイマ
１１６ ベント弁
１１７ 低圧側配管あるいは容器
１１８ 温度・圧力計
１１９ 放射線測定器
１２０ 触媒式再結合器
１２１ ガス蓄積可能箇所
１２５ 非燃焼ガスの蓄積燃焼防止システム
１２６ 注入弁
１２８ ベントライン
１２９ タイマ
１３０ ベント弁
１３１ 復水器または原子炉建屋排気系
１３３ ベント孔
１３４ 温度・圧力計
１３５ 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム
１３６ 母管
１３７ 管台
１３８ 安全弁
１３９ 低圧側排気管あるいは容器
１４０ 排気ベント系
１４１ ベントライン
１４３ タイマ
１４４ ベント弁
１４５ ベント孔
１４６ 温度・圧力計
１４８ ガス蓄積可能箇所
１５０ 非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム
１５１ 母管
１５２ 枝管
１５３ 止め弁
１５５ 非燃焼ガス注入システム
１５６ 非燃焼ガスボンベ（非燃焼ガス供給源）
１５７ 非燃焼ガス供給ライン
１５８ ガス蓄積可能箇所
１６０ 圧力調整器
１６１ タイマ
１６２ ベント弁
１６３ 温度・圧力計
Claims (18)
- 非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所に保温材を設け、この保温材でガス蓄積可能箇所の蒸気凝縮量を低下させて非凝縮性ガスの発生量を抑制するようにしたことを特徴とする非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所に止め弁を設け、この止め弁の弁体にベント孔を形成して弁上流側と弁下流側とを連通させ、前記ガス蓄積可能箇所に非凝縮性ガスのガス蓄積を抑制するようにしたことを特徴とする非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所にベントラインを接続し、このベントラインを通してガス蓄積可能箇所の非凝縮性ガスを常時掃気させるようにしたことを特徴とする非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 前記ベントラインにオリフィスを設け、このオリフィスで流量制限しながら非凝縮性ガスを常時掃気させるようにした請求項３記載の非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 前記ベントラインにバイメタル式トラップを設け、このバイメタル式トラップはガス蓄積可能箇所が非凝縮性ガス燃焼温度に近付いたとき、開いて非凝縮性ガスを掃気させるようにした請求項３または４記載の非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所に加熱設備あるいは冷却設備を設け、この加熱設備あるいは冷却設備でガス蓄積可能箇所を非凝縮性ガス燃焼温度に近付けないように所定温度に保持するようにしたことを特徴とする非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 非凝縮性ガスが滞留する可能性があるガス蓄積可能箇所に開閉弁を設け、この開閉弁の上流側に設けた温度計および圧力計で前記ガス蓄積可能箇所の温度および圧力を監視し、ガス蓄積可能箇所が前記非凝縮性ガスの燃焼温度に近付いたとき、前記開閉弁を開いて非凝縮性ガスを掃気させるようにしたことを特徴とする非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 蒸気が流れる母管から分岐して立ち上がる行止まり枝管内にガス蓄積可能箇所を形成し、上記枝管と母管とを接続する連通管を設け、この連通管を母管内に開口させたことを特徴とする非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 前記連通管は母管内に突出して開口し、この開口部が母管内の上流側および下流側の少なくとも一方に開口した請求項８記載の非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 前記連通管は少なくとも枝管内に軸方向に沿って設けられた細管である請求項８または９記載の非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 蒸気が流れる母管から立ち上がる逆Ｕ字状の枝管を設け、この枝管内の非凝縮性ガスが滞留する可能性のあるガス蓄積可能箇所に換気孔を形成し、この換気孔を通して非凝縮性ガスを外部に排出させたことを特徴とする非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 母管から分岐した枝管の端部に直列２段の止め弁を設け、この止め弁間にリーク流体をベントするベントラインを設け、このベントラインはガスサンプリング部を介して低圧側配管または容器に接続したことを特徴とする非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 母管から分岐した枝管の頂部にウェルまたは細管に収納された電気ヒータを設け、この電気ヒータにより枝管内のガス蓄積可能箇所を所定時間毎に通電加熱し、微量蓄積された非凝縮性ガスの水素または酸素を着火させ、燃焼反応で再結合させるようにしたことを特徴とする非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 母管から分岐されて立ち上がる枝管あるいは容器内にガス蓄積可能箇所を形成する一方、上記枝管あるいは容器の頂部にベントラインを設け、このベントラインを低圧側配管あるいは容器に接続し、途中にベント弁を設けてガス蓄積可能箇所を所定時間毎にベント処理したことを特徴とする非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 前記ベントラインはベント弁の上流側にベント孔あるいはオリフィスを設け、所定時間毎にベントしてガス蓄積可能箇所の非凝縮性ガスを低圧側配管あるいは容器へ排出した請求項１４記載の非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 前記ベントラインは、ベント弁上流側に放射線測定器を、ベント弁下流側に触媒式再結合器をそれぞれ設け、前記ガス蓄積可能箇所の非凝縮性ガスを所定時間毎にベントして放射線測定器でガスサンプリングしながら触媒式再結合器で非凝縮性ガスの水素・酸素を燃焼反応で再結合処理させた請求項１４記載の非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 母管に立てられた管台に安全弁を設け、この安全弁の入口ノズルあるいは管台頂部に排気ベント系を接続する一方、排気ベント系のベントラインに設けられたタイマ付きベント弁を所定時間毎に開放させるベント処理を行ない、管台内のガス蓄積可能箇所に滞留可能な非凝縮性ガスを所定時間毎にベントし低圧側配管あるいは容器に排出させるようにしたことを特徴とする非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
- 母管から分岐して立ち上がる枝管の頂部に非燃焼ガス注入システムを設け、この非燃焼ガス注入システムに備えられたタイマ付注入弁を所定時間毎に開放して枝管の頂部に非燃焼性ガスを注入し、非燃焼性ガスで枝管内のガス蓄積可能箇所に滞留可能な非凝縮性ガスを母管側にパージさせたことを特徴とする非凝縮性ガスの蓄積燃焼防止システム。
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