JP2012230066A

JP2012230066A - 燃料プール冷却システム

Info

Publication number: JP2012230066A
Application number: JP2011099777A
Authority: JP
Inventors: Koji Ando; 浩二安藤; Hiroki Kawai; 宏紀河合
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-11-22

Abstract

【課題】外部から使用済み燃料プールに対する注水の容易な燃料プール冷却システムを提供することにある。
【解決手段】使用済み燃料プール１３０は、原子炉建屋１００の内部に設けられ、使用済み燃料を保持する。燃料プール冷却浄化系１４０は、サージタンク１５０に保持された冷却水を、燃料プール１３０に供給する。配管１７０は、原子炉建屋１００に設置されるとともに、その入口側開口部１７０ｉｎが原子炉建屋の屋外に位置し、その出口側開口部１７０ｏｕｔが燃料プール１３０の近傍に位置する。配管１７０により、燃料プール１３０に外部から注水可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料プール冷却システムに係り、特に、冷却プールへの外部からの注水に好適な燃料プール冷却システムに関する。

使用済みの燃料は、燃料プールに保管されている。使用済みの燃料もある程度の発熱があるため、燃料プールには、燃料プールからサージタンクを経由した冷却水がポンプにより供給され、使用済み燃料を冷却している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３―１２１５８８公報

ここで、冷却水を燃料プールに供給するポンプとしては、電動ポンプが用いられている。電動ポンプは、外部電源から電力が供給されている。外部電源には非常用のバックアップ電源を有しており、外部電源喪失時にも電源供給される構成としている。しかしながら、外部からの電源も遮断され、さらに、何らかの事態により、バックアップ電源も供給されない場合には、燃料プールに対する冷却水の供給が停止することになる。また、このとき、燃料プールの内部の冷却水は、比較的に低温で維持されるが、蒸発するまでには時間的余裕はあるものの、長時間に亘り、冷却不可となる場合には冷却水が減少する。

このような事態に対しては、冷却水を注水する必要があるが、使用済み燃料プールは、原子炉建屋の内部に配置されているため、外部からの注水が容易でないという問題があった。

本発明の目的は、外部から使用済み燃料プールに対する注水の容易な燃料プール冷却システムを提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、原子炉建屋の内部に設けられ、使用済み燃料を保持する使用済み燃料プールと、サージタンクに保持された冷却水を、前記燃料プールに供給する燃料プール冷却浄化系とを有する燃料プール冷却システムであって、前記原子炉建屋に設置されるとともに、その入口側開口部が前記原子炉建屋の屋外に位置し、その出口側開口部が前記燃料プールの近傍に位置する配管を備え、前記入口側開口部から前記配管を介して、前記燃料プールに外部から注水可能としたものである。
かかる構成により、外部から使用済み燃料プールに対する注水が容易となる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記配管の前記出口側開口部は、前記燃料プールの上部に位置するようにしたものである。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記入口側開口部に設けられ、外部ポンプの吐出ホースが接続可能な接続口を備えるようにしたものである。

（４）上記（１）において、好ましくは、前記配管の途中に設けられたバルブと、該バルブを開閉駆動する弁駆動装置とを備え、該バルブは、前記配管により前記原子炉建屋の外部から前記燃料プールに注水される時以外は、前記弁駆動装置により閉じているものである。

（５）上記（４）において、好ましくは、前記弁駆動装置は、空気駆動装置、若しくは、手動駆動装置である。

（６）上記（１）において、好ましくは、前記配管は、その途中に設けられた、屋外側から屋内側方向への一方向の送水が可能な逆止弁を備えるようにしたものである。

本発明によれば、外部から使用済み燃料プールに対する注水が容易となる。

本発明の一実施形態による燃料プール冷却システムを適用した原子力発電所の全体構成図である。本発明の一実施形態による燃料プール冷却システムの構成図である。

以下、図１及び図２を用いて、本発明の一実施形態による燃料プール冷却システムの構成について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による燃料プール冷却システムを適用した原子力発電所の全体構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による燃料プール冷却システムを適用した原子力発電所の全体構成図である。

原子炉建屋１００の内部には、格納容器１１０が設けられている。格納容器１１０の内部には、圧力容器１２０が保持されている。また、原子炉建屋１００の内部の上部には、使用済み燃料プール１３０が設けられている。

一方、タービン建屋２００には、タービン２１０，発電機２２０，復水器２３０が設けられている。

圧力容器１２０内で発生した蒸気は、タービン２１０に供給され、タービン２１０を回転駆動する。発電機２２０は、タービン２１０と同軸に設けられており、タービン２１０の回転により発電機２２０が駆動され、発電する。タービン２１０に供給された蒸気は、復水器２３０により復水され、反応容器１２０に循環される。

次に、図２を用いて、本実施形態による燃料プール冷却システムの構成について説明する。
図２は、本発明の一実施形態による燃料プール冷却システムの構成図である。なお、図１と同一符号は同一部分を示している。

原子炉建屋１００の内部には、使用済み燃料プール１３０が配置されている。燃料プール１３０の内部には、冷却水が蓄積され、冷却水の内部に使用済み燃料１３２が保持されている。

サージタンク１５０Ａ，１５０Ｂの内部には、冷却水が保持されている。サージタンク１５０Ａ，１５０Ｂの内部の冷却水は、燃料プール冷却浄化系１４０によって、燃料プール１３０に供給される。燃料プール冷却浄化系（ＦＰＣ系）１４０は、燃料プール水用ポンプ（ＦＰＣ）１４２Ａと，熱交換器（Ｈｘ）１４４Ａと、ろ過脱塩塔（Ｆ／Ｄ）１４６Ａとからなる第1の系と、燃料プール水用ポンプ（ＦＰＣ）１４２Ｂと，熱交換器（Ｈｘ）１４４Ｂと、ろ過脱塩塔（Ｆ／Ｄ）１４６Ｂとからなる第２の系とを並列に備えている。燃料プール水用ポンプ（ＦＰＣ）１４２Ａは、サージタンク１５０Ａ，１５０Ｂの内部の冷却水を吸引し、熱交換器（Ｈｘ）１４４Ａ，ろ過脱塩塔（Ｆ／Ｄ）１４６Ａを経て、燃料プール１３０に供給する。熱交換器（Ｈｘ）１４４Ａは、燃料プール１３０に供給する冷却水を冷却する。ろ過脱塩塔（Ｆ／Ｄ）１４６Ａは、燃料プール１３０に供給する冷却水をろ過して、脱塩する。

以上の構成に加えて、本実施形態では、タービン建屋１００には、外部注入用の配管１６０が設置されている。配管１６０は、入口側の開口部１６０ｉｎと、出口側の開口部１６０ｏｕｔを備えている。入口側の開口部１６０ｉｎは、タービン建屋１００に対して屋外に設置される。入口側の開口部１６０ｉｎは、消防用の接続口１６２を備えており、消防車や可搬式ポンプなどの外部ポンプの吐出ホースを接続可能となっている。消防車や可搬式ポンプによる外部からの注水は、入口側の開口部１６０ｉｎから、配管１６０を経て、出口側の開口部１６０ｏｕｔまで供給される。

出口側の開口部１６０ｏｕｔは、タービン建屋１００の内部に設けられている。出口側の開口部１６０ｏｕｔは、燃料プール１３０の上部に位置している。燃料プール１３０は、上部は開放しており、蓋などは設けられていないため、出口側の開口部１６０ｏｕｔから吐出する外部からの注水は、自由落下により、燃料プール１３０に供給することができる。また、出口側の開口部１６０ｏｕｔは、燃料プールの水面下に設けても良いが、燃料プール錐面よりも上部設けることで、サイフォン効果で水が屋外側に抜けることを防止することができる。

なお、本実施形態では、燃料プールに対して外部注水をする構成としている。ここで、サージタンクなどに外部注水する構成とした場合、燃料プール冷却浄化系１４０に異常があると、サージタンクに注水した冷却水を燃料プールに送水することができなくなる。それに対して、燃料プールに外部注水することで、かかる問題を回避できる。

また、配管１６０の途中にはバルブ１７０が設けられている。バルブ１７０は、原子炉建屋１００の外部に設けられている。バルブ１７０の開閉は、弁駆動装置１７５によって行われる。バルブ１７０は通常は閉じられており、原子炉建屋１００の内部の物質が、配管１７０を経て屋外に漏れるの防止している。外部から燃料プール１３０に注水する際には、弁駆動装置１７５によってバルブ１７０が開かれる。弁駆動装置１７５としては、空気駆動装置や、手動駆動装置が用いられる。弁駆動装置として、電動式の駆動装置を用いると、外部電源が必要となる。それに対して、空気駆動装置等を用いることで、外部電源を用いることができない状況（外部電源喪失時）でも、バルブ１７０の開閉を行うことができる。なお、バルブ１７０を屋外に設けることで、バルブ１７０に対するアクセスが容易となる。なお、バルブにアクセスしない方法としては、屋内に逆止弁を設けることにより対応することも可能である。この場合、逆止弁は、屋外側から屋内側方向への一方向の送水が可能な弁構成を有するものである。

以上説明したように、本実施形態によれば、タービン建屋に外部注入用の配管を備えることで、外部からの注水が容易になる。

また、このとき、配管の出口側開口部が燃料プールの上部に位置し、この出口側開口部を燃料プールの内部には設けないようにしている。出口側開口部を燃料プールの内部に設けると、サイフォン効果で燃料プール内の水が、配管を通して、原子炉建屋の外部の排出される恐れがあるが、前述のように、配管の出口側開口部を燃料プールの上部に位置することで、かかる問題を回避できる。

また、配管にはバルブを設け、通常はこのバルブを閉じることで、原子炉建屋の内部からの物質の漏れを防止できる。

さらに、バルブの開閉は、空気駆動や手動とすることで、外部電源が喪失した場合でも、外部からの注水が可能となる。

１００…原子炉建屋
１１０…格納容器
１２０…圧力容器
１３０…使用済み燃料プール
１３２…使用済み燃料
１４０…燃料プール冷却浄化系
１４２…燃料プール水用ポンプ（ＦＰＣ）
１４４…熱交換器（Ｈｘ）
１４６…ろ過脱塩塔（Ｆ／Ｄ）
１５０Ａ，１５０Ｂ…サージタンク
１６０…配管
１６２…接続口
１７０…バルブ
１７５…弁駆動装置
２００…タービン建屋
２１０…タービン
２２０…発電機
２３０…復水器

Claims

原子炉建屋の内部に設けられ、使用済み燃料を保持する使用済み燃料プールと、サージタンクに保持された冷却水を、前記燃料プールに供給する燃料プール冷却浄化系とを有する燃料プール冷却システムであって、
前記原子炉建屋に設置されるとともに、その入口側開口部が前記原子炉建屋の屋外に位置し、その出口側開口部が前記燃料プールの近傍に位置する配管を備え、
前記入口側開口部から前記配管を介して、前記燃料プールに外部から注水可能であることを特徴とする燃料プール冷却システム。
請求項１記載の燃料プール冷却システムにおいて、
前記配管の前記出口側開口部は、前記燃料プールの上部に位置することを特徴とする燃料プール冷却システム。
請求項１記載の燃料プール冷却システムにおいて、
前記入口側開口部に設けられ、外部ポンプの吐出ホースが接続可能な接続口を備えることを特徴とする燃料プール冷却システム。
請求項１記載の燃料プール冷却システムにおいて、
前記配管の途中に設けられたバルブと、
該バルブを開閉駆動する弁駆動装置とを備え、
該バルブは、前記配管により前記原子炉建屋の外部から前記燃料プールに注水される時以外は、前記弁駆動装置により閉じていることを特徴とする燃料プール冷却システム。
請求項４記載の燃料プール冷却システムにおいて、
前記弁駆動装置は、空気駆動装置、若しくは、手動駆動装置であることを特徴とする燃料プール冷却システム。
請求項１記載の燃料プール冷却システムにおいて、
前記配管は、その途中に設けられた、屋外側から屋内側方向への一方向の送水が可能な逆止弁を備えることを特徴とする燃料プール冷却システム。