JP2014006197A - 原子炉格納容器 - Google Patents

Abstract

【課題】原子炉に異常が生じ、上部ドライウェル内に核分裂生成物が放出された場合に、核分裂生成物の再浮遊を防止する。
【解決手段】上部ドライウェル１１内に、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂ全面に冷却水を射出するスプレイノズル４２ａおよび外周壁１９の内面１９ａの全周面に冷却水を射出するスプレイノズル４２ｂが設置されている。ダイアフラムフロア１６は、外周から内周に向かって、漸次、下降する斜面状に形成されており、最内周には堰３３が設けられている。ダイアフラムフロア１６の内周側には、上部ドライウェル１１内に放出された核分裂生成物を含む冷却水を案内にするベント管３０が設置されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、原子炉格納容器に関し、より詳細には、核分裂生成物に対する安全性の向上を図ることができる原子炉格納容器に関する。

原子力発電プラントでは、原子炉圧力容器内の炉心で発生した熱により冷却水の一部を沸騰させて蒸気を発生させる。発生した蒸気を、原子炉格納容器に接続された主蒸気管から原子炉格納容器内のドライウェルを通してタービンに送って発電する。タービンを通った後、蒸気は復水されて冷却され給水管へ送られる。給水管に送られた冷却水は、ポンプにより加圧され、加熱器により昇温されて、原子炉格納容器内のドライウェルを通って原子炉圧力容器に戻される。

ドライウェルで主蒸気管が破断するようなことがあると、原子炉圧力容器内に冷却水が供給される。冷却水が原子炉圧力容器内で気化されて、原子炉格納容器内のドライウェル内に蒸気が放出されると、蒸気は原子炉格納容器内に設置したウエットウェルで冷却される。
ウエットウェルは、冷却水を貯えるサプレッション・プールを備えており、このプール水の温度が上昇したときには、ポンプによりプール水の一部を抜き取り、熱交換器により冷却した後、プールに戻される。また、熱交換器により冷却された冷却水は、ドライウェル内に設置されたスプレイ配管に送られて、ドライウェル内を冷却する機能もある（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６２−１４８８９０号公報

上記特許文献１に記載されているスプレイ配管は、ドライウェルの冷却を目的としてドライウェル内に設置されている。
仮に、原子炉の炉心が損傷した場合には、核分裂生成物の一部がドライウェル内に放出されることが考えられる。ドライウェル内に放出された核分裂生成物は、ドライウェル内に浮遊するため、スプレイにより水中に取り込むことができる。しかし、核分裂生成物を含んだ水がドライウェルの側壁やダイアフラムフロアと言われる床面に付着した状態では、核分裂生成物の持つ崩壊熱により水が蒸発し、核分裂生成物が再度、ドライウェル内に浮遊する可能性がある。

第１の発明に係る原子炉格納容器は、原子炉圧力容器の下部側に面した下部ドライウェルと、原子炉圧力容器を囲繞するように、下部ドライウェルの上方に配置された上部ドライウェルと、下部ドライウェルの周囲に設けられ、冷却材が注入されたサプレッション・プールを含むウエットウェルと、上部ドライウェルとウエットウェルとの境界に設けられ、外周側が上部ドライウェルの周壁に接続され、内周部に下部ドライウェル内に連通する開口部が形成されたダイアフラムフロアと、上部ドライウェル内に設置され、上部ドライウェル内周面またはダイアフラムフロアに向けて洗浄用の水を射出する複数の噴射ノズルと、ダイアフラムフロアの開口部内に設けられ、噴射ノズルから射出された水をサプレッション・プールに導くベント管と、を備え、複数の噴射ノズルは、ダイアフラムフロアの実質的に全面を洗浄可能に設けられていることを特徴とする。
第２の発明に係る原子炉格納容器は、原子炉圧力容器の下部側に面した下部ドライウェルと、原子炉圧力容器を囲繞するように、下部ドライウェルの上方に配置された上部ドライウェルと、下部ドライウェルの周囲に設けられ、冷却材が注入されたサプレッション・プールを含むウエットウェルと、上部ドライウェルとウエットウェルとの境界に設けられ、外周側が上部ドライウェルの周壁に接続され、内周部に下部ドライウェル内に連通する開口部が形成されたダイアフラムフロアと、上部ドライウェル内に設置され、上部ドライウェル内周面またはダイアフラムフロアに向けて洗浄用の水を射出する噴射ノズルと、ダイアフラムフロアの開口部内に設けられ、噴射ノズルから射出された水をサプレッション・プールに導くベント管と、を備え、ダイアフラムフロアは、上部ドライウェルの周壁に接続された外周側からベント管が設けられた内周側に向かって、漸次、下降する傾斜状に形成されていることを特徴とする。
第３の発明に係る原子炉格納容器は、原子炉圧力容器の下部側に面した下部ドライウェルと、原子炉圧力容器を囲繞するように、下部ドライウェルの上方に配置された上部ドライウェルと、下部ドライウェルの周囲に設けられ、冷却材が注入されたサプレッション・プールを含むウエットウェルと、上部ドライウェルとウエットウェルとの境界に設けられ、外周側が上部ドライウェルの周壁に接続され、内周部に下部ドライウェル内に連通する開口部が形成されたダイアフラムフロアと、上部ドライウェル内に設置され、上部ドライウェルの内周面またはダイアフラムフロアに向けて洗浄用の水を射出する噴射ノズルと、ダイアフラムフロアの開口部内に設けられ、噴射ノズルから射出された水をサプレッション・プールに導くベント管と、を備え、ダイアフラムフロアは、ベント管が設けられた開口部の内周側に、全周に亘って設けられた水止め用堰を有することを特徴とする。

第１の発明によれば、噴射ノズルによりダイアフラムフロアの実質的に全面を洗浄するので、ドライウェルのダイアフラムフロアに付着した核分裂生成物が含まれる水を、ベント管を介してサプレッション・プール内に導いて、サプレッション・プール内に保持することができ、核分裂生成物の再浮遊を防止できる。
第２の発明によれば、ドライウェルのダイアフラムフロアに付着した核分裂生成物が含まれる水は、外周側から内周側に向けて流れることによりベント管内に流れ落ち、ベント管を介してサプレッション・プール内に落ちるため、核分裂生成物の再浮遊を防止できる。
第３の発明によれば、ドライウェルのダイアフラムフロアに付着した核分裂生成物が含まれる水は、水止め用堰で堰き止められることによりベント管内に落ち、ベント管を介してサプレッション・プール内に落ちるため、核分裂生成物の再浮遊を防止できる。

本発明に係る原子炉格納容器の一実施の形態の断面図。 図１に示された原子炉格納容器の外周壁の一部を破断した外観斜視図。 本発明に係る原子炉格納容器の実施形態２の断面図。 本発明に係る原子炉格納容器の実施形態３の断面図。 本発明に係る原子炉格納容器の実施形態４の断面図。 本発明に係る原子炉格納容器の実施形態５の断面図。 本発明に係る原子炉格納容器の実施形態６の断面図。 本発明に係る原子炉格納容器の実施形態７の断面図。

-実施形態１-
以下、本発明の原子炉格納容器の一実施の形態を図面と共に説明する。
図１は、この発明の原子炉格納容器の一実施の形態の断面図であり、図２は、図１に示された原子炉格納容器の外壁の一部を破断した外観斜視図である。
原子炉格納容器１０は、図示はしないが、原子炉建屋の内部に収容される。原子炉建屋にはタービン建屋が並設される。
原子炉格納容器１０は、本実施例では、鉄筋コンクリートと鋼製ライナが一体となって形成された、耐圧機能、遮蔽機能、耐震機能を有する円筒体状の構造物である。
以下に示す一実施の形態では、原子力発電プラントを、沸騰水型軽水炉（ＢＷＲ）として説明する。

原子炉格納容器１０は、原子炉建屋を建設する際の基礎となる建屋基礎マット５上に設置され、原子炉格納容器１０の中央部には、原子炉圧力容器１が収容される。原子炉圧力容器１内には、核分裂により冷却水の一部を沸騰させ、蒸気を生成する炉心が収められている。
原子炉圧力容器１には、原子炉格納容器１０の外部から原子炉格納容器１０の外周壁１９を貫通して、主蒸気管３と給水管４とが接続されている。主蒸気管３は、炉心で発生した蒸気を、後述する原子炉格納容器１０内のドライウェル１１を介してタービン建屋内に設置されたタービンに送る配管である。給水管４は、タービンを通った後の蒸気が復水されてプールされた貯水槽から、ポンプで吸い上げて加圧し、かつ、加熱器で昇温したうえ、冷却水として原子炉圧力容器１内に供給するための配管である。

鉄筋コンクリート製の原子炉格納容器１０は、上部ドライウェル１１、下部ドライウェル１２、ウエットウェル１３を有している。下部ドライウェル１２は、原子炉圧力容器１を支持するペデスタル１５により形成されている。ペデスタル１５に支持された原子炉圧力容器１は、その下部側が下部ドライウェル１２に面して配置されている。ウエットウェル１３は、下部ドライウェル１２の周囲に、下部ドライウェル１２を包囲して形成されている。上部ドライウェル１１は、下部ドライウェル１２およびウエットウェル１３の上方に設けられており、上部ドライウェル１１内に、原子炉圧力容器１が収容されている。

上部ドライウェル１１およびウエットウェル１３の外周には、外周壁１９が形成されている。上部ドライウェル１１とウエットウェル１３とは、ダイアフラムフロア１６により仕切られている。ウエットウェル１３と下部ドライウェル１２とは、ダイアフラムフロア１６に接続された内周壁１７により仕切られている。上部ドライウェル１１の上部には、天井壁２１が設けられている。外周壁１９、内周壁１７、ダイアフラムフロア１６は、鉄筋コンクリートまたはコンクリートにより一体に形成されている。

ウエットウェル１３は、外周壁１９、内周壁１７および建屋基礎マット５により冷却水６を貯えるプールを形成している。建屋基礎マット５とは別に、外周壁１９及び内周壁１７を連結する底部を設けてプールを構成するようにしてもよい。冷却水６がプールされたウエットウェル１３は、上下のドライウェル１１、１２の温度上昇を抑えるサプレッション・プールとして機能する。

天井壁２１の中央部には、原子炉圧力容器１の頭部に対応する位置に、開口部が形成され、この開口部を塞いで、蓋部材２２が取り付けられている。この蓋部材２２内に原子炉圧力容器１の頭部が収容されている。蓋部材２２と天井壁２１の開口部とはシール部材によりシールされている。

ダイアフラムフロア１６には、図２に図示されるように、内周側に複数の貫通孔１６ａが形成されている。貫通孔１６ａは、ダイアフラムフロア１６の内周壁１７の近傍に設けられており、下部ドライウェル１２の軸芯を中心とする円周上に、所定の間隔で配列されている。各貫通孔１６ａ内には、ダクト管３０が埋め込まれている。
ダクト管３０は、ほぼストレートの円管形状を有する本体部３１と、この本体部３１の下部側に形成された、ウエットウェル１３側に伸張された複数の枝管部３２を有している。本体部３１の上端部３１ａは、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂと同一面か、それよりも低い位置に配置されている。
ダクト管３０の枝管部３２を含む下部側は、ウエットウェル１３内にプールされた冷却水６中に水没している。ダクト管３０の上端部３１ａからダクト管３０内に流入した水は、ウエットウェル１３内にプールされる。

ダイアフラムフロア１６は、外周壁１９側から内周壁１７側に向かって、漸次、下降する傾斜状に形成されている。従って、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂ上の水は、外周壁１９側から内周壁１７側に流れ、貫通孔１６ａ内に埋め込まれたダクト管３０内に流れ込む。
ダイアフラムフロア１６の最内周には、堰３３が設けられている。堰３３は、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂから突き出したリング状に形成されている。このため、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂを、外周壁１９側から内周壁１７側に向かって流れ落ちてくる水は、すべて堰３３で堰き止められ、下部ドライウェル１２内に流れ落ちることはない。

上部ドライウェル１１内には、配管４１と、この配管４１に接続された複数の噴射ノズル（以下、スプレイノズル）４２ａ、４２ｂが設置されている。配管４１と複数のスプレイノズル４２ａ、４２ｂは上部ドライウェル１１内を冷却し、かつ、洗浄する機能を有する。
スプレイノズル４２ａは、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂに向けて、冷却水を噴射する。スプレイノズル４２ａは、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂのほぼ全面に、噴射水を吹付けることができる数および間隔で、円周方向および半径方向に配列されている。
スプレイノズル４２ｂは、外周壁１９の内面１９ａに向けて冷却水を噴射する。スプレイノズル４２ｂは、外周壁１９の内面１９ａの全周面に、噴射水を吹付けることができる数および間隔で、外周壁１９の内面１９ａに沿って配列されている。

配管４１は、外周壁１９を貫通して原子炉格納容器１０の外部に導出されており、この外部に導出された配管４１には、ポンプ４４が接続されている。ポンプ４４は、スプレイノズル４２ａ、４２ｂから噴射する冷却水を供給する。スプレイ起動弁４３は、例えば、主蒸気管３が損傷して上部ドライウェル１１内に蒸気が放出される等の異常状態となった場合、弁を開放してポンプ４４によりスプレイノズル４２ａ、４２ｂへの給水を可能とする。
スプレイ起動弁４３としては、電動弁（電磁弁）、空気作動弁または爆破弁等を用いることができる。スプレイ起動弁４３は、電源が喪失された場合を考慮して、バッテリにより駆動するようにすることが好ましい。
次に、スプレイノズル４２ａ、４２ｂの動作および作用について説明する。
なお、原子炉格納容器１０を貫通する配管には、原子炉格納容器１０における壁の前後に隔離弁を設置するが、本実施形態においては図示を省略している。

上述した如く、主蒸気管３が損傷する等して、上部ドライウェル１１内に蒸気が放出されると、上部ドライウェル１１内の温度または圧力が上昇する。これを、図示しない、温度センサまたは圧力センサにより検出してスプレイ起動弁４３を開放する。スプレイ起動弁４３が爆破弁である場合には、制御器から送信される爆破弁開信号により着火し、火薬を爆破して、スプレイ起動弁４３は瞬時に開放状態となる。
これにより、ポンプ４４から冷却水が上部ドライウェル１１内の配管４１に供給され、スプレイノズル４２ａ、４２ｂから冷却水が噴射される。

スプレイノズル４２ａ、４２ｂから冷却水を噴射することにより、上部ドライウェル１１内は冷却される。
異常状態が発生した場合に上部ドライウェル１１内に放出される蒸気には、核分裂生成物が含まれることが予想される。
上述した通り、スプレイノズル４２ｂから噴射された冷却水は、外周壁１９の内面１９ａの全周面に、直接、吹付けられる。このため、外周壁１９の内面１９ａに付着した核分裂生成物は、スプレイノズル４２ｂから噴射された冷却水により洗浄され、除去される。

スプレイノズル４２ｂから噴射され、外周壁１９の内面１９ａに吹付けられた冷却水は、外周壁１９の内面１９ａを下降し、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂに流れる。ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂは、外周壁１９側から内周壁１７側に向かって、漸次、下降する傾斜状に形成されている。このため、冷却水はダイアフラムフロア１６の上面１６ｂ上を外周壁１９側から内周壁１７側に向かって流れる。これにより、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂに付着している核分裂生成物は、洗浄され、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂ上から除去される。ダイアフラムフロア１６の内周壁１７側において、冷却水は、貫通孔１６ａ内に埋め込まれたダクト管３０内に流れ込む。そして、ダクト管３０内を下降し、ウエットウェル１３内にプールされる。

また、スプレイノズル４２ａから噴射された冷却水は、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂの全面に、直接、吹付けられる。このため、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂに付着した核分裂生成物は、スプレイノズル４２ａから噴射された冷却水により洗浄され、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂ上から除去される。スプレイノズル４２ａから噴射された冷却水も、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂ上を外周壁１９側から内周壁１７側に向かって流れ、ダクト管３０内に流れ込み、ウエットウェル１３内にプールされる。

このように、上部ドライウェル１１内に放出された核分裂生成物の多くは、上部ドライウェル１１の外周壁１９の内面１９ａおよびダイアフラムフロア１６の上面１６ｂ上から除去され、ウエットウェル１３に流入してプールされる。核分裂生成物を大量の水中に沈めることで、核分裂生成物が水と共に蒸発する可能性が殆どなくなる。このため、核分裂生成物の再浮遊を防止できる。

また、ダイアフラムフロア１６の最内周には、堰３３が形成されている。このため、冷却水は堰３３に堰き止められることによっても、ダクト管３０内に流れ込む。
さらに、冷却水は、堰３３に堰き止められるため、下部ドライウェル１２内に流れ落ちることはない。下部ドライウェル１２内には、制御棒駆動機構部等が備えられているが、下部ドライウェル１２内に水が流れ落ちないようにすることで異常事象収束後のメンテナンス性が向上する。

-実施形態２-
図３は、本発明に係る原子炉格納容器の実施形態２の断面図である。
実施形態２に示す原子炉格納容器１０が実施形態１と相違する点は、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂ上に付着した核分裂生成物のみを除去するようにした点である。
すなわち、実施形態２の原子炉格納容器１０では、上部ドライウェル１１内に、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂに向けて冷却水を噴射するスプレイノズル４２ａ_１、４２ａ_２のみが設置されている。スプレイノズル４２ａ_１は、上段側に配置され、スプレイノズル４２ａ_２は、下段側に配置されている。下段側に配置されたスプレイノズル４２ａ_２は、主蒸気管３および給水管４の下方に設置されている。

主蒸気管３および給水管４の上方から冷却水を噴射すると、噴射された冷却水は、主蒸気管３および給水管４に衝突してしまい、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂに、直接、吹付けることができない。このため、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂの洗浄作用が低減してしまう。そこで、主蒸気管３および給水管４が配管されている場所では、スプレイノズル４２ａ_２を主蒸気管３および給水管４よりも低い位置に設置している。

実施形態２においては、外周壁１９の内面１９ａを除去するためのスプレイノズルが設置されていない。しかし、外周壁１９の内面１９ａに付着する核分裂生成物の量は、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂ上に付着する量に比し、遥かに少ない。このため、外周壁１９の内面１９ａに付着する核分裂生成物を除去しない場合でも、十分な、効果を確保することが可能である。
実施形態２における他の構成は、実施形態１の場合と同様であり、対応する部材に同一の符号を付して、説明を省略する。

［変形例］
実施形態２においては、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂに向けて、冷却水を噴射するスプレイノズル４２ａ_１、４２ａ_２のみを上部ドライウェル１１内に設置されている。
しかし、上部ドライウェル１１内に、外周壁１９の内面１９ａに付着する核分裂生成物を除去するためのスプレイノズル４２ｂのみを設置してよい。スプレイノズル４２ｂは、噴射された冷却水が外周壁１９の内面１９ａの全周面に、直接、吹付けられるように設置する。

上述した如く、外周壁１９の内面１９ａに吹付けられた冷却水は、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂに流れ落ち、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂの傾斜面を下降する。この際、冷却水により、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂに付着した核分裂生成物を洗浄し除去することができる。
このように、スプレイノズル４２ｂから噴射された冷却水により、外周壁１９の内面１９ａの全周面が洗浄されるように構成することで、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂの全面に付着した核分裂生成物の除去が可能となる。但し、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂの全面に、直接、冷却水を噴射するスプレイノズル４２ａを備えた場合よりも、核分裂生成物の除去能力は小さいと考えられる。

-実施形態３-
図４は、本発明に係る原子炉格納容器の実施形態３の断面図である。
実施形態３の原子炉格納容器１０が、実施形態１と相違する点は、スプレイノズル４２ａ、４２ｂへの給水を、ポンプ４４に代え、給水タンク５０により行うようにした点である。
以下、実施形態３を、実施形態１との相違点を主体として説明することとし、同様な構成については、対応する部材に同一の符号を付して、説明を省略する。
実施形態３に示された原子炉格納容器１０は、天井壁２１の上方に配置された給水タンク（貯水器）５０を備えている。給水タンク５０の内部には、冷却水５１が蓄えられている。給水タンク５０における冷却水５１の上部には、空気が収容された気体溜り部５２が形成されている。

気体溜り部５２には、上部ドライウェル１１内から天井壁２１を貫通して均圧管５３が接続されている。
均圧管５３の中間部分には、均圧管開放弁５４が設けられている。
給水タンク５０の底部に開口部が設けられ、開口部には、給水タンク５０内にプールされた冷却水５１をスプレイ起動弁４３に導く配管４５が取り付けられている。

図４に図示の如く、給水タンク５０は、スプレイノズル４２ａ、４２ｂの上方に配置されている。このため、スプレイ起動弁４３が開放されると、水頭圧により、冷却水５１がスプレイノズル４２ａ、４２ｂから噴射される。原子炉に異常事態が発生した場合、上部ドライウェル１１内の圧力は大気圧よりも高くなることがある。給水タンク５０の気体溜り部５２が大気圧とした場合、上部ドライウェル１１内の圧力が大気圧力と給水タンク５０内の冷却水の水頭圧を加算した圧力よりも高くなると、給水タンク５０にプールされている冷却水５１は、上部ドライウェル１１に噴射されない。このような場合、均圧管５３により、給水タンク５０内の圧力が、上部ドライウェル１１内の圧力と均一化される。均圧管５３に接続された均圧管開放弁５４を、スプレイ起動弁４３と同様に、上部ドライウェル１１の温度または圧力の上昇を検出して開放する。このとき、ドライウェル１１の圧力が給水タンク５０の気体溜り部５２に導かれ、スプレイノズル４２ａ、４２ｂから水が噴射される。
なお、図４に図示される如く、スプレイ起動弁４３を上部ドライウェル１１内に設置する構造では、上部ドライウェル１１内の温度が上昇した際に溶融することで弁が開放される溶融弁を用いることができる。

-実施形態４-
図５は、本発明に係る原子炉格納容器１０の実施形態４の断面図である。
実施形態５の原子炉格納容器１０が、実施形態３と相違する点は、給水タンク５０が上部ドライウェル１１内に配置されている点である。
実施形態５の場合においても、給水タンク５０は、スプレイノズル４２ａ、４２ｂより上方に位置するように設置される。また、給水タンク５０内は、均圧管５３により、常時、上部ドライウェル１１と同じ圧力に保持される。実施形態４においても、給水タンク５０内の水頭圧によりスプレイノズル４２ａ、４２ｂから冷却水が噴射される。

-実施形態５-
図６は、本発明に係る原子炉格納容器の実施形態５の断面図である。
実施形態６に示す原子炉格納容器１０は、上部ドライウェル１１の上方に、使用済み燃料貯蔵プールまたは機器仮置き場として一体的に形成された空間を、給水用の冷却水を貯える貯水槽６０として活用するようにしたものである。
貯水槽（貯水器）６０には、却水６１が蓄えられている。貯水槽６０における冷却水６１の上部は、気体溜り部６２とされている。

気体溜り部６２には、上部ドライウェル１１内から天井壁２１および貯水槽６０の底部６０ａを貫通し、さらに貯水槽６０に貯えられた冷却水６１中を貫通して延出された均圧管６３が接続されている。
均圧管６３の気体溜り部６２内に延出出された部分には、均圧管開放弁６４が設けられている。
均圧管６３および均圧管開放弁６４の機能は、それぞれ、実施形態３の均圧管５３および均圧管開放弁５４と同一である。

-実施形態６-
図７は、本発明に係る原子炉格納容器の実施形態６の断面図である。
図７に示された原子炉格納容器１０が、図４に図示された実施形態３と相違する点は、給水タンク５０の気体溜り部５２に、窒素、ヘリウム等の不活性ガスが大気圧よりも高い圧力で封入されている点である。
気体溜り部５２に封入されるガスの圧力は、異常が発生した際に到達するであろうと予想される上部ドライウェル１１内の圧力よりも高くなるように設定される。このようにすることにより、実施形態３において設けた均圧管５３や均圧管開放弁５４を不要とすることができる。

−実施形態７-
図８は、本発明に係る原子炉格納容器の実施形態７の断面図である。
図８に示された原子炉格納容器１０が、図５に図示された実施形態４と相違する点は、給水タンク５０の気体溜り部５２に、窒素、ヘリウム等の不活性ガスが大気圧よりも高い圧力で封入されている点である。
気体溜り部５２に封入されるガスの圧力は、異常が発生した際に到達するであろうと予想される上部ドライウェル１１内の圧力よりも高くなるように設定される。このようにすることにより、実施形態４において設けた均圧管５３を不要とすることができる。

以上説明した通り、本発明の実施形態によれば、下記の作用・効果を奏する。
（１）スプレイノズル４２ｂにより、上部ドライウェル１１の外周壁１９の内面１９ａの全周面に冷却水を噴射して洗浄するようにした。このため、外周壁１９の内面１９ａに付着した核分裂生成物を、外周壁１９の内面１９ａから除去することができる。また、冷却水は、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂ上に流れ、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂの全面を洗浄する。従って、上部ドライウェル１１の外周壁１９の内面１９ａの全周面のみ洗浄することによって、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂを含む上部ドライウェル１１内全体を洗浄する効果を奏する。
（２）スプレイノズル４２ａにより上部ドライウェル１１のダイアフラムフロア１６の上面１６ｂの全面に冷却水を噴射して洗浄するようにした。このため、ダイアフラムフロア１６に上面１６ｂに付着した核分裂生成物を、ダイアフラムフロア１６に上面１６ｂから除去することができる。上部ドライウェル１１の外周壁１９の内面１９ａに付着する核分裂生成物の量は、上部ドライウェル１１の外周壁１９の内面１９ａに付着する量に比して少ないから、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂ上に付着した核分裂生成物を除去するだけでも、大きな効果がある。

（３）ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂを、外周壁１９側から内周壁１７側に向かって、漸次、下降する傾斜状に形成した。このため、冷却水はダイアフラムフロア１６の上面１６ｂ上を外周壁１９側から内周壁１７側に向かって流れ、貫通孔１６ａ内に埋め込まれたダクト管３０内に流れ込む。そして、ダクト管３０内を下降し、ウエットウェル１３内にプールされる。核分裂生成物を大量の水中に沈めることで、核分裂生成物が水と共に蒸発する可能性が殆どなくなり、核分裂生成物の再浮遊を防止できる。
（４）ダイアフラムフロア１６の最内周には、堰３３が形成されている。このため、冷却水は堰３３に堰き止められることによっても、ダクト管３０内に流れ込む。
（５）冷却水は、堰３３により堰き止められ、下部ドライウェル１２内に流れ落ちることはないので、下部ドライウェル１２内に備えられた制御棒機構部等の、異常事象収束後のメンテナンス性を向上することができる。

（６）ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂに向けて噴射するスプレイノズル４２ａ_２を、主蒸気管３および給水管４よりも下方に設置した。スプレイノズル４２ａ_２から噴射される冷却水は、主蒸気管３および給水管４に遮断されることなく、直接、ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂに吹付けられる。そのため、核分裂生成物の除去を効果的に行うことができる。
（７）スプレイノズル４２ａ、４２ｂへの給水の配管中に設けるスプレイ起動弁４３をバッテリ駆動とすることで、電源が喪失した場合においても、冷却水の噴射が可能となる。

（８）給水タンク５０を、スプレイノズル４２ａ、４２ｂよりも高い位置に設置するので、スプレイノズル４２ａ、４２ｂに給水をするためのポンプ等の給水装置が不要となる。また、給水タンク５０に接続される配管中に取り付けるプレイ起動弁４３をバッテリ駆動とすることで、電源が喪失した場合においても、冷却水の噴射が可能となる。
（９）均圧管５３を用いて、給水タンク５０の気体溜り部５２内を、上部ドライウェル１１と同じ気圧にするようにした。このため、原子炉に異常事態が発生し、上部ドライウェル１１内の圧力が大気圧よりも高くなった場合でも、給水タンク５０内の冷却水の水頭圧で冷却水を噴射することができる。

（１０）上部ドライウェル１１の上方に、使用済み燃料貯蔵プールまたは機器仮置き場として一体的に形成された空間を、給水用の冷却水を貯える貯水槽６０として活用するようにした。これにより、給水タンク５０を設置する費用を削減し、施設の小型化を図ることができる。
（１１）給水タンク５０の気体溜り部５２に、窒素、ヘリウム等の不活性ガスを、異常が発生した際に到達するであろうと予想される上部ドライウェル１１内の圧力よりも高くなるように封入した。このため、原子炉に異常事態が発生し、上部ドライウェル１１内の圧力が大気圧よりも高くなった場合でも、冷却水を噴射することができる。

本発明の各実施形態は、上記した効果を奏するものであり、下記に示す単独の機能を備える原子炉格納容器とすることによっても、本発明の目的・効果を得ることができる。
（１）上部ドライウェル１１の外周壁１９の内面１９ａの全周面に付着した核分裂生成物を洗浄する機能を有する原子炉格納容器。
（２）ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂの全面に付着した核分裂生成物を洗浄する機能を有する原子炉格納容器。
（３）ダイアフラムフロア１６の上面１６ｂに付着した核分裂生成物を除去するための洗浄水を、ダイアフラムフロア１６の外周から内周に向けて流してウエットウェル１３内に導く機能を有する原子炉格納容器。
（４）ダイアフラムフロア１６の最内周に堰３３を設け、この堰３３により止められたダイアフラムフロア１６の上面１６ｂに付着した核分裂生成物を除去するための洗浄水を、ウエットウェル１３内に導く機能を有する原子炉格納容器。

また、上述した各実施形態に示された構造または部材を相互に組み合わせるようにしてもよい。
その他、本発明は、本発明の趣旨の範囲内において、種々、変形して適用することができる。

１ 原子炉圧力容器
２ 炉心
３ 主蒸気管
４ 給水管
１０ 原子炉格納容器
１１ 上部ドライウェル
１２ 下部ドライウェル
１３ ウエットウェル（サプレッション・プール）
１５ ペデスタル
１６ ダイアフラムフロア
１６ｂ 上面
１７ 内周壁
１９ 外周壁
２１ 天井壁
３０ ダクト管
３３ 堰
４１ 配管
４２ａ、４２ａ_１、４２ａ_２、４２ｂ スプレイノズル（噴射ノズル）
５０ 給水タンク（貯水器）
５２ 気体溜り部
６０ 貯水槽（貯水器）
６２ 気体溜り部

Claims (15)

1. 原子炉圧力容器の下部側に面した下部ドライウェルと、
   前記原子炉圧力容器の囲繞するように、前記下部ドライウェルの上方に配置された上部ドライウェルと、
   前記下部ドライウェルの周囲に設けられ、冷却材が注入されたサプレッション・プールを含むウエットウェルと、
   前記上部ドライウェルと前記ウエットウェルとの境界に設けられ、外周側が前記上部ドライウェルの周壁に接続され、内周部に前記下部ドライウェル内に連通する開口部が形成されたダイアフラムフロアと、
   前記上部ドライウェル内に設置され、前記上部ドライウェルの内周面または前記ダイアフラムフロアに向けて洗浄用の水を射出する複数の噴射ノズルと、
   前記ダイアフラムフロアの前記開口部内に設けられ、前記噴射ノズルから射出された水を前記サプレッション・プールに導くベント管と、を備え、
   前記複数の噴射ノズルは、前記ダイアフラムフロアの実質的に全面を洗浄可能に設けられていることを特徴とする原子炉格納容器。
2. 請求項１に記載の原子炉格納容器において、前記ダイアフラムフロアは、前記上部ドライウェルの周壁に接続された外周側から前記ベント管が設けられた内周側に向かって下降する傾斜状に形成されていることを特徴とする原子炉格納容器。
3. 請求項２に記載の原子炉格納容器において、前記ダイアフラムフロアは、前記ベント管が設けられた前記開口部の内周側に、全周に亘って設けられた水止め用堰を有することを特徴とする原子炉格納容器。
4. 請求項１に記載の原子炉格納容器において、前記複数の噴射ノズルは、前記ダイアフラムフロアに向けて、直接、水を射出することを特徴とする原子炉格納容器。
5. 請求項１に記載の原子炉格納容器において、前記複数の噴射ノズルは、前記上部ドライウェルの周壁に向けて、水を射出することを特徴とする原子炉格納容器。
6. 請求項１に記載の原子炉格納容器において、前記複数の噴射ノズルは、その一部が前記上部ドライウェルの周壁に、他の一部が前記ダイアフラムフロア向けて、水を射出することを特徴とする原子炉格納容器。
7. 請求項１に記載の原子炉格納容器において、前記上部ドライウェル内に挿通され、原子炉圧力容器に接続される主蒸気管および給水管を備え、前記複数の噴射ノズルは、少なくともその一部が前記主蒸気管および前記給水管よりも低い位置に設置されていることを特徴とする原子炉格納容器。
8. 原子炉圧力容器の下部側に面した下部ドライウェルと、
   前記原子炉圧力容器を囲繞するように、前記下部ドライウェルの上方に配置された上部ドライウェルと、
   前記下部ドライウェルの周囲に設けられ、冷却材が注入されたサプレッション・プールを含むウエットウェルと、
   前記上部ドライウェルと前記ウエットウェルとの境界に設けられ、外周側が前記上部ドライウェルの周壁に接続され、内周部に前記下部ドライウェル内に連通する開口部が形成されたダイアフラムフロアと、
   前記上部ドライウェル内に設置され、前記上部ドライウェル内周面または前記ダイアフラムフロアに向けて洗浄用の水を射出する噴射ノズルと、
   前記ダイアフラムフロアの前記開口部内に設けられ、前記噴射ノズルから射出された水を前記サプレッション・プールに導くベント管と、を備え、
   前記ダイアフラムフロアは、前記上部ドライウェルの周壁に接続された外周側から前記ベント管が設けられた内周側に向かって、漸次、下降する傾斜状に形成されていることを特徴とする原子炉格納容器。
9. 原子炉圧力容器の下部側に面した下部ドライウェルと、
   前記原子炉圧力容器を囲繞するように、前記下部ドライウェルの上方に配置された上部ドライウェルと、
   前記下部ドライウェルの周囲に設けられ、冷却材が注入されたサプレッション・プールを含むウエットウェルと、
   前記上部ドライウェルと前記ウエットウェルとの境界に設けられ、外周側が前記上部ドライウェルの周壁に接続され、内周部に前記下部ドライウェル内に連通する開口部が形成されたダイアフラムフロアと、
   前記上部ドライウェル内に設置され、前記上部ドライウェルの内周面または前記ダイアフラムフロアに向けて洗浄用の水を射出する噴射ノズルと、
   前記ダイアフラムフロアの前記開口部内に設けられ、前記噴射ノズルから射出された水を前記サプレッション・プールに導くベント管と、を備え、
   前記ダイアフラムフロアは、前記ベント管が設けられた前記開口部の内周側に、全周に亘って設けられた水止め用堰を有することを特徴とする原子炉格納容器。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の原子炉格納容器において、前記噴射ノズルを起動する制御弁として、爆破弁または溶融弁を備えることを特徴とする原子炉格納容器。
11. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の原子炉格納容器において、前記噴射ノズルの上方に配置され、配管を介して前記噴射ノズルに接続された貯水器を備えることを特徴とする原子炉格納容器。
12. 請求項１１に記載の原子炉格納容器において、さらに、前記貯水器内と前記上部ドライウェル内とを均圧にするための均圧管を備えることを特徴とする原子炉格納容器。
13. 請求項１２に記載の原子炉格納容器において、前記貯水器は、前記上部ドライウェルの外部に配置され、前記均圧管を開放する均圧管開放弁を、さらに、備えることを特徴とする原子炉格納容器。
14. 請求項１３に記載の原子炉格納容器において、前記貯水器は、前記貯水器内に貯えられた水の上方に気体溜り部を有し、前記均圧管は前記貯水器内を貫通して前記上部ドライウェル内と前記貯水器内の気体溜り部とを連通し、前記均圧管開放弁は、前記均圧管の前記気体溜り部に突き出した部分に配置されていることを特徴とする原子炉格納容器。
15. 請求項１１に記載の原子炉格納容器において、前記貯水器は、前記貯水器内に貯えられた水の上方に気体溜り部を有し、前記気体溜り部に前記貯水器内に貯えられた水を加圧する不活性ガスが封入されていることを特徴とする原子炉格納容器。
    
    
    

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