JP2014085242A - Electric wiring penetration part structure of reactor containment vessel and reactor containment vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子炉格納容器の電気配線貫通部構造及び原子炉格納容器に係り、特に、沸騰水型原子力プラントに適用するのに好適な原子炉格納容器の電気配線貫通部構造及び原子炉格納容器に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric wiring penetration part structure of a nuclear reactor containment vessel and a nuclear reactor containment vessel, and more particularly to an electric wiring penetration part structure of a nuclear reactor containment vessel suitable for application to a boiling water nuclear power plant. Concerning the container.
原子炉圧力容器内の炉心に装荷した燃料集合体を冷却する冷却材として軽水を用いた原子力プラントでは、原子炉圧力容器を取り囲む原子炉格納容器を設けている。原子炉格納容器は、万が一重大な事故が発生して炉心内の放射性物質が原子炉圧力容器から放出されても、放出された放射性物質が外部の環境に漏洩することを防止している。 In a nuclear power plant using light water as a coolant for cooling a fuel assembly loaded in a reactor core in a reactor pressure vessel, a reactor containment vessel surrounding the reactor pressure vessel is provided. The reactor containment vessel prevents the released radioactive material from leaking to the outside environment even if a serious accident occurs and the radioactive material in the core is released from the reactor pressure vessel.
改良型沸騰水型原子炉(ABWR)の原子炉格納容器は、鉄筋コンクリート製であり、気密性を保つために内側に鋼製ライナを内張りしている。また、原子炉格納容器は、コンクリートマット上に設置した円筒状のシェル部、及びシェル部の上端部に設けられたトップスラブ部を有し、ドライウェルヘッドをトップスラブ部に着脱可能に取り付けている。このような原子炉格納容器は原子炉建屋内に設置される。 The reactor vessel of the improved boiling water reactor (ABWR) is made of reinforced concrete and has a steel liner on the inside to maintain hermeticity. The reactor containment vessel has a cylindrical shell portion installed on a concrete mat and a top slab portion provided at the upper end of the shell portion, and a dry well head is detachably attached to the top slab portion. Yes. Such a reactor containment vessel is installed in the reactor building.
炉心を内蔵する原子炉圧力容器は、原子炉格納容器内に配置され、原子炉格納容器内に設けられた円筒状のペデスタルに設置されている。原子炉格納容器内に設置されたダイヤフラムフロア、及びペデスタルによって、原子炉格納容器内に、互いに分離されたドライウェル及び圧力抑制室が形成される。 A reactor pressure vessel containing a reactor core is disposed in a reactor containment vessel, and is installed on a cylindrical pedestal provided in the reactor containment vessel. A dry well and a pressure suppression chamber, which are separated from each other, are formed in the reactor containment vessel by the diaphragm floor and the pedestal installed in the reactor containment vessel.
原子炉圧力容器に設置された各センサ及び原子炉格納容器内に設置された各センサにそれぞれ接続された多数の配線、及び原子炉格納容器内に設置されたポンプ及びモータに接続された電力供給用のケーブル、さらには、配管に設けられた電動弁に接続されて制御信号を伝送する配線等が、原子炉格納容器を貫通する複数の電気配線貫通部を通して原子炉格納容器外に取り出されている。原子炉格納容器内のガスの漏えいを防止するために、電気配線貫通部には気密対策が施されている。 A number of wires connected to each sensor installed in the reactor pressure vessel and each sensor installed in the reactor containment vessel, and power supply connected to the pump and motor installed in the reactor containment vessel Cable, and wiring that is connected to a motor-operated valve provided in the piping to transmit a control signal are taken out of the reactor containment through a plurality of electrical wiring penetrations that penetrate the reactor containment. Yes. In order to prevent the leakage of gas in the reactor containment vessel, airtight measures are taken at the electrical wiring penetration.
電気配線貫通部の漏洩を低減する構造が、特許第2813360号公報及び特開平7−104089号公報に提案されている。特許第2813360号公報に記載された電気配線貫通部構造では、原子炉格納容器の外側で電気配線貫通部の端部を加圧室で覆い、この加圧室に加圧装置から加圧ガスを供給して加圧室内の圧力を原子炉格納容器内の圧力よりも高くしている。この結果、原子炉格納容器内のガスが電気配線貫通部を介して外部に漏洩することを防止することができる。 Japanese Patent No. 2813360 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-104089 propose a structure for reducing leakage of the electrical wiring penetration. In the electrical wiring penetrating structure described in Japanese Patent No. 2813360, the end of the electrical wiring penetrating part is covered with a pressurizing chamber outside the reactor containment vessel, and pressurized gas is supplied to the pressurizing chamber from the pressurizing device. The pressure in the pressurizing chamber is supplied to be higher than the pressure in the reactor containment vessel. As a result, it is possible to prevent the gas in the reactor containment vessel from leaking to the outside through the electrical wiring penetration.
特開平7−104089号公報に記載された、原子炉格納容器を貫通する電気配線貫通部は、電気配線貫通部のスリーブ内に敷設した電気配線を合成樹脂を充填して固定している。合成樹脂を充填したスリーブ内に空洞部を形成し、この空洞部内に原子炉格納容器よりも圧力が高い高圧のガスを供給している。劣化が原因で合成樹脂内にガス漏洩経路が形成されても、空洞部内の圧力が高いので原子炉格納容器内のガスが外部に漏洩することを防止することができる。 The electric wiring penetrating portion penetrating the reactor containment vessel described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-104089 is fixed by filling the electric wiring laid in the sleeve of the electric wiring penetrating portion with a synthetic resin. A hollow portion is formed in a sleeve filled with synthetic resin, and a high-pressure gas having a pressure higher than that of the reactor containment vessel is supplied into the hollow portion. Even if a gas leakage path is formed in the synthetic resin due to deterioration, the pressure in the cavity is high, so that the gas in the reactor containment vessel can be prevented from leaking to the outside.
実開平1−134299号公報は、原子炉格納容器を貫通して原子炉格納容器内に突出した貫通部内に放射線検出器を配置し、原子炉格納容器内の線量を計測することを記載している。この貫通部は、原子炉格納容器内の領域と連通していない。冷却材喪失事故が発生したとき、放射線検出器に接続されたケーブルの温度が上昇してノイズが発生することを防止するために、冷却装置をその貫通部に取り付け、ケーブルを冷却している。 Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-134299 describes that a radiation detector is disposed in a penetrating portion that penetrates a containment vessel and protrudes into the containment vessel, and measures a dose in the containment vessel. Yes. This penetration part does not communicate with the region in the reactor containment vessel. When a coolant loss accident occurs, in order to prevent the temperature of the cable connected to the radiation detector from rising and generating noise, a cooling device is attached to the penetration portion to cool the cable.
特開昭63−25812号公報に記載された原子炉格納容器の電気配線貫通部では、電気配線貫通部の電線管内に冷却空気を供給し、電線管内のケーブルを冷却している。 In the electrical wiring penetration part of the reactor containment vessel described in JP-A-63-25812, cooling air is supplied into the conduit of the electrical wiring penetration part to cool the cable in the conduit.
原子力プラントにおいて、万が一、全交流電源喪失事故が発生し、原子炉圧力容器内の高温高圧の冷却水が蒸気になって、原子炉格納容器内に流出したことを想定する。この場合、原子炉格納容器内に流出した高温の蒸気によって、原子炉格納容器の温度が上昇し、電気配線貫通部の温度も上昇する。合成樹脂(例えば、エポキシ樹脂)を充填した電気配線貫通部では、全交流電源喪失事故時における温度上昇で合成樹脂が劣化し、電気配線貫通部における気密性及び絶縁性が低下する。 In the nuclear power plant, it is assumed that an accident of loss of all AC power has occurred, and the high-temperature and high-pressure cooling water in the reactor pressure vessel has become steam and has flowed into the reactor containment vessel. In this case, the temperature of the reactor containment vessel rises due to the high-temperature steam that has flowed into the reactor containment vessel, and the temperature of the electrical wiring penetration portion also rises. In the electrical wiring penetration part filled with the synthetic resin (for example, epoxy resin), the synthetic resin deteriorates due to the temperature rise at the time of the loss of all AC power supply, and the hermeticity and insulation in the electrical wiring penetration part are lowered.
全交流電源喪失事故時における、合成樹脂を充填した電気配線貫通部の気密性及び絶縁性の低下を防止するために、合成樹脂を充填した電気配線貫通部を、全て、絶縁シール材として熱に強い無機材料(ガラス及びセラミックス等)を電気配線貫通部内に使用することが考えられる。絶縁シール材である無機材料は全交流電源喪失事故時においても劣化しないため、そこのような無機材料を絶縁シール材として用いた電気配線貫通部は、全交流電源喪失事故時において気密性及び絶縁性が低下しない。しかしながら、原子炉格納容器に設けられた、合成樹脂を充填した多数の電気配線貫通部を、全て、無機材料の絶縁シール材を用いた電気配線貫通部に交換するために、非常に長時間を要することになる。 In order to prevent the deterioration of the airtightness and insulation of the electrical wiring penetration filled with synthetic resin in the event of loss of all AC power, all the electrical wiring penetration filled with synthetic resin is used as an insulating sealant for heat. It is conceivable to use a strong inorganic material (such as glass and ceramics) in the electrical wiring penetration. Since the inorganic material that is an insulating seal material does not deteriorate even in the event of a loss of all AC power, an electrical wiring penetrating part that uses such an inorganic material as an insulating seal material is airtight and insulated in the event of a loss of all AC power. Sex does not decrease. However, it takes a very long time to replace all of the many electrical wiring penetrations provided in the reactor containment vessel filled with synthetic resin with electrical wiring penetrations using an insulating insulating material made of inorganic material. It will take.
原子炉格納容器を貫通する電気配線貫通部には、全交流電源喪失事故時において電気配線貫通部のシール性を確保して原子炉格納容器内の放射性物質の外部への漏洩を防止することができ、全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報を原子炉格納容器外に伝送する電気配線を確保することが要求される。 In the electrical wiring penetration that penetrates the containment vessel, it is possible to prevent leakage of radioactive materials in the reactor containment by securing the sealing property of the electrical wiring penetration in the event of loss of all AC power It is necessary to secure electrical wiring that transmits information necessary for monitoring in the event of loss of all AC power to the outside of the containment vessel.
本発明の目的は、全交流電源喪失事故時において電気配線貫通部のシール性を確保でき、全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報を原子炉格納容器外に伝送することができる原子炉格納容器の電気配線貫通部構造及び原子炉格納容器を提供することにある。 The purpose of the present invention is to ensure the sealability of the electrical wiring penetration in the event of a loss of all AC power, and to transmit information necessary for monitoring in the event of a loss of all AC power to the outside of the reactor containment vessel An object of the present invention is to provide an electrical wiring penetration portion structure of a containment vessel and a reactor containment vessel.
上記した目的を達成する本発明の特徴は、原子炉格納容器を貫通する筒状の第1スリーブと、第1スリーブの、原子炉格納容器の外部に位置する端部に取り付けられて第1スリーブを封鎖するヘッダと、及びヘッダを貫通する複数の電気配線貫通部とを備え、
複数の電気配線貫通部が、これらの電気配線貫通部の一部である第1電気配線貫通部、及び残りの電気配線貫通部である第2電気配線貫通部を含んでおり、
第1電気配線貫通部が、そのヘッダを貫通してヘッダに取り付けられた筒状の第2スリーブ、前記第2スリーブ内に配置された無機材料で製作された第1絶縁シール材、及び前記第1絶縁シール材を貫通する、芯線を無機材料の絶縁材で取り囲みこの絶縁材を金属被覆材で覆っている複数の第1ケーブルを有しており、
第2電気配線貫通部が、そのヘッダを貫通してヘッダに取り付けられた筒状の第3スリーブ、第3スリーブ内に配置された合成樹脂である第2絶縁シール材、及び第2絶縁シール材を貫通する複数の第2ケーブルを有し、
冷却装置が、原子炉格納容器の外側でそれぞれの第2電気配線貫通部の外面に対向して設けられたことにある。
A feature of the present invention that achieves the above-described object is that a cylindrical first sleeve that penetrates the reactor containment vessel, and a first sleeve attached to an end portion of the first sleeve located outside the reactor containment vessel And a plurality of electrical wiring penetrating portions penetrating the header,
The plurality of electrical wiring penetration parts include a first electrical wiring penetration part that is a part of these electrical wiring penetration parts, and a second electrical wiring penetration part that is the remaining electrical wiring penetration part,
A cylindrical second sleeve attached to the header through the first electrical wiring penetrating portion; a first insulating sealing material made of an inorganic material disposed in the second sleeve; and the first 1 having a plurality of first cables penetrating the insulating sealing material, surrounding the core wire with an insulating material of an inorganic material and covering the insulating material with a metal coating material;
A cylindrical third sleeve attached to the header through which the second electrical wiring penetrating portion is attached to the header, a second insulating sealing material made of synthetic resin and disposed in the third sleeve, and a second insulating sealing material A plurality of second cables that pass through
The cooling device is provided on the outer side of the reactor containment vessel so as to be opposed to the outer surface of each second electric wiring penetrating portion.
第1電気配線貫通部の第1絶縁シール材が無機材料の絶縁シール材であり、第1ケーブルが無機材料の絶縁材を金属被覆材で覆ってこの絶縁材内に芯線を配置しているので、全交流電源喪失事故時においても、第1電気配線貫通部のシール性を確保することができる。また、全交流電源喪失事故時において冷却装置により第2電気配線貫通部が冷却されるので、合成樹脂である第2絶縁シール材の温度を設定温度以下に低減することができ、第2シール材の劣化を防止することができる。また、第2ケーブルの被覆材の劣化も防止することができる。このため、第2電気配線貫通部のシール性を確保することができる。結果的に、第1電気配線貫通部及び第2電気配線貫通部を有する電気配線貫通部構造の、全交流電源喪失事故時におけるシール性を確保できるため、原子炉格納容器内の放射性物質の外部への漏洩を防止できる。 Since the first insulating sealing material of the first electrical wiring penetration part is an inorganic insulating sealing material, and the first cable covers the inorganic insulating material with a metal coating material, and the core wire is disposed in the insulating material. Even in the event of a loss of all AC power, it is possible to ensure the sealing performance of the first electric wiring penetrating portion. Further, since the second electrical wiring penetrating portion is cooled by the cooling device in the event of the loss of all AC power supply, the temperature of the second insulating sealing material, which is a synthetic resin, can be reduced below the set temperature. Can be prevented. Moreover, deterioration of the covering material of the second cable can also be prevented. For this reason, the sealing performance of the second electric wiring penetrating portion can be ensured. As a result, the electrical wiring penetration structure having the first electrical wiring penetration part and the second electrical wiring penetration part can secure the sealing performance in the event of loss of all AC power supply, so that the outside of the radioactive substance in the reactor containment vessel Leakage can be prevented.
さらに、全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報を、複数の第1ケーブルを通して原子炉格納容器外に伝送することができる。 Furthermore, information necessary for monitoring in the event of a loss of all AC power can be transmitted outside the reactor containment vessel through the plurality of first cables.
上記した目的は、原子炉格納容器を貫通する筒状の第1スリーブと、第1スリーブの、原子炉格納容器の外部に位置する端部に取り付けられて第1スリーブを封鎖するヘッダと、及びそのヘッダを貫通する複数の第1電気配線貫通部とを備え、
複数の第1電気配線貫通部が、そのヘッダを貫通してヘッダに取り付けられた筒状の第2スリーブ、第2スリーブ内に配置された無機材料で製作された第1絶縁シール材、及び第1絶縁シール材を貫通する、芯線を無機材料の絶縁材で取り囲みこの絶縁材を金属被覆材で覆っている複数の第1ケーブルを有していることによっても達成することができる。
The above-described objects are: a cylindrical first sleeve that penetrates the reactor containment vessel, a header that is attached to an end portion of the first sleeve located outside the reactor containment vessel and seals the first sleeve, and A plurality of first electrical wiring penetrating portions penetrating the header,
A plurality of first electrical wiring penetrating portions penetrating the header and attached to the header, a cylindrical second sleeve, a first insulating sealing material made of an inorganic material disposed in the second sleeve, and a first This can also be achieved by having a plurality of first cables that penetrate through one insulating sealing material and surround the core wire with an inorganic insulating material and cover the insulating material with a metal coating material.
本発明によれば、全交流電源喪失事故時において電気配線貫通部のシール性を確保でき、全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報を原子炉格納容器外に伝送することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sealing performance of an electrical wiring penetration part can be ensured at the time of all AC power supply loss accident, and the information required for monitoring at the time of all AC power supply loss accident can be transmitted out of a reactor containment vessel.
本発明の実施例を以下に説明する。 Examples of the present invention will be described below.
本発明の好適な一実施例である実施例1の原子炉格納容器の電気配線貫通部構造を、図1及び図2を用いて以下に説明する。 An electrical wiring penetrating portion structure of a reactor containment vessel according to embodiment 1 which is a preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
本実施例の電気配線貫通部構造が適用される沸騰水型原子力プラント1の原子炉格納容器3を、図4を用いて説明する。沸騰水型原子力プラント1はABWRプラントである。原子炉格納容器3は、底部を構成するコンクリートマットの上に構築された円筒状のシェル部(円筒部)4、シェル部4の上端部に形成されたトップスラブ7及びドライウェルヘッド13を有する。ドライウェルヘッド(上蓋)13はトップスラブ7に取り外し可能に取り付けられている。原子炉格納容器3のシェル部4は、図1に示すように、鉄筋コンクリート部5、及び鉄筋コンクリート部5の内面に内張りされた鋼製ライナ6を有している。トップスラブ7も、シェル部4と同様に、鉄筋コンクリート部5、及びこの鉄筋コンクリート部5の下面に内張りされた鋼製ライナ6を有している。底部を構成するコンクリートマットの上面も、鋼製ライナ6で内張りされている。原子炉格納容器3は原子炉建屋32内に設置される。
The
炉心を内蔵する原子炉圧力容器2は、原子炉格納容器3内に配置され、原子炉格納容器3内に設けられた円筒状のペデスタル12に設置されている。ダイヤフラムフロア11が、原子炉格納容器3内に設置され、ペデスタル12によって支持される。原子炉格納容器3内には、ダイヤフラムフロア11、及びペデスタル12によって、互いに分離されたドライウェル8及び圧力抑制室9が形成される。原子炉圧力容器2はドライウェル8に配置される。
The
ペデスタル12を取り囲む干渉の圧力抑制室9内に、冷却水が充填された圧力抑制プール10が形成される。ペデスタル12内に形成された複数のベント通路31は、一端がドライウェル8に連通しており、他端が圧力抑制プール10の冷却水中に開放されている。
A
複数の電気配線貫通部構造14が原子炉格納容器3を貫通して設けられる。この電気配線貫通部構造14の詳細を、図1を用いて説明する。電気配線貫通部構造14は、原子炉格納容器3のシェル部4における鉄筋コンクリート部5及び構成ライナ6を貫通する円筒状のスリーブ15、スリーブ15の外側の端部に設けられたヘッダ22、ヘッダ22を貫通してヘッダ22に設けられた複数の電気配線貫通部を有している。例えば、図1に示す電気配線貫通部構造14は、図3に示すように、7つの電気配線貫通部を有する。これらの電気配線貫通部は、例えば、1つの電気配線貫通部17及び6つの電気配線貫通部21を含んでいる。
A plurality of electrical
電気配線貫通部17は、図2に示すように、ヘッダ22を貫通して気密性を確保するようにヘッダ22に取り付けられた円筒状のスリーブ18を有する。無機材料であるガラス製の絶縁シール材19がスリーブ17内に設置され、複数のケーブル20がこの絶縁シール材19を貫通して設けられる。ガラス製の絶縁シール材19は、原子炉格納容器3内のドライウェル8と原子炉格納容器3の外部を隔離しており、電気配線貫通部17を通して原子炉格納容器3内の放射性物質が原子炉格納容器3の外部へ漏洩することを防止している。
As shown in FIG. 2, the electrical
電気配線貫通部21は、電気配線貫通部17においてガラス製の絶縁シール材19を絶縁シール材である合成樹脂に替えた構成を有する。すなわち、電気配線貫通部21は、図示されていないが、電気配線貫通部17と同様に、ヘッダ22を貫通して気密性を確保するようにヘッダ22に取り付けられたスリーブ18を有している。複数のケーブル20Bが、電気配線貫通部21のスリーブ18内に敷設され、このスリーブ18内を貫通している。電気配線貫通部21のスリーブ18内には、絶縁シール材である合成樹脂(例えば、エポキシ樹脂)がケーブル20Bの相互間を埋めるように充填されている。この充填された合成樹脂は、原子炉格納容器3内のドライウェル8と原子炉格納容器3の外部を隔離しており、電気配線貫通部21を通して原子炉格納容器3内の放射性物質が原子炉格納容器3の外部へ漏洩することを防止している。
The electrical
ケーブルカバー16が、電気配線貫通部17及び21よりもドライウェル8側でスリーブ15内に設置されている。電気配線貫通部17を通る複数のケーブル20が、ケーブルカバー16内で原子炉格納容器4内に敷設された複数のケーブル20Aに別々に接続されている。これらのケーブル20Aは、全交流電源喪失事故時のようなシビアアクシデント時における監視に必要な情報を伝送するケーブルであり、例えば、原子炉圧力容器2内の温度を計測するセンサ、原子炉圧力容器2内の圧力を計測するセンサ、原子炉格納容器3内の温度を計測するセンサ、及び原子炉格納容器3内の圧力を計測するセンサのいずれかに接続される。ケーブル20及び20Aは、耐熱性を高めるために、ステンレス鋼の被覆管(被覆材)内に配置したケーブル芯線を、その被覆管内で絶縁材である無機材料の酸化アルミニウム(または酸化マグネシウム)で取り囲んだ構成を有している。各電気配線貫通部21を通る複数のケーブル20Bが、ケーブルカバー16内で原子炉格納容器4内に敷設された複数のケーブル20Cに別々に接続されている。これらのケーブル20Cは、前述の圧力を計測するセンサ、及び温度を計測するセンサ以外の、原子炉圧力容器2に設けられた各センサ、原子炉格納容器3内に配置された各センサ、モータ及びポンプに別々に接続されている。ケーブル20B,20Cは、例えば、難燃性架橋ポリエチレンで被覆され、絶縁材として合成樹脂を用いている。各センサに接続されたケーブル20,20Bは、沸騰水型原子力プラント1の中央制御室(図示せず)に設置された操作盤(図示せず)の表示装置に接続される。モータ及びポンプに接続されるケーブル20Bは電源に接続される。
A
冷却装置23を、原子炉格納容器3の外側、すなわち、ヘッダ22の外側で、各電気配線貫通部21の外面に対向して配置する。それぞれの冷却装置23に接続された配管25は、冷却水を充填しているタンク24の底部に接続される。開閉弁27が配管27に設けられる。タンク24は各電気配線貫通部21よりも上方に配置される。
The
温度計28が、ヘッダ22よりもドライウェル8側でスリーブ15内において1つの電気配線貫通部21のスリーブ18の外面に設置される。これらの温度計28にはケーブル29が接続される。このケーブル29は、ケーブル20Aと同じ構成を有し、芯線を無機材料の絶縁材で取り囲み、この絶縁材で取り囲んだ芯線を、姻族被覆材で取り囲んでいる。このケーブル29は、ケーブルカバー16内を通ってドライウェル8に達し、原子炉格納容器3に設けられた他の電気配線貫通部構造14の電気配線貫通部21を通してこの他の電気配線貫通部構造14のケーブルカバー16内に達する。その配線29は、この他の電気配線貫通部構造14のケーブルカバー16内で、この他の電気配線貫通部構造14に設けられた電気配線貫通部21を貫通して原子炉格納容器3外に伸びているケーブルに接続される。
A
全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報を計測するセンサの個数が少ないので、ケーブル20の本数はケーブル20Bの本数に比べて非常に少ない。このため、沸騰水型原子力プラント1に設けられる電気配線貫通部17の数は電気配線貫通部21に比べて非常に少なくなる。このため、電気配線貫通部構造14に設けられた複数の電気配線貫通部が全て電気配線貫通部21であるケースも存在する。全ての電気配線貫通部構造14に設けられた全電気配線貫通部21のそれぞれに対して、前述したように、原子炉格納容器3の外側で冷却装置23がそれぞれ設けられる。各スリーブ15内で全電気配線貫通部21の外面に温度計28を設置した場合には、温度計28に接続される配線29が、原子炉格納容器3全体で電気配線貫通部21の個数に等しい本数だけ必要になり、配線29の敷設工事に時間を要することになる。このため、一つの電気配線貫通部構造14に対して、代表的な電気配線貫通部21、例えば、この電気配線貫通部構造14において最も温度が高くなる電気配線貫通部21の外面に温度計28を設置し、この温度計28に配線29を接続する。これにより、配線の本数29が少なくなり、原子炉格納容器3において配線29の敷設に要する時間が低減される。
Since the number of sensors that measure information necessary for monitoring in the event of a loss of all AC power supply is small, the number of
運転中の沸騰水型原子量プラント1において、万が一、全交流電源喪失事故が発生したとする。原子炉圧力容器2内の炉心の冷却機能が失われ、原子炉圧力容器2内の高圧高温の冷却水が高温の蒸気になってドライウェル8内に噴出される。ドライウェル8内の蒸気は、各ベント通路31を通って圧力抑制プール10の冷却水中に放出されて凝縮される。このため、原子炉圧力容器3内の圧力の上昇が抑制される。しかしながら、高温の蒸気がドライウェル8内に放出されるので、電気配線貫通部構造14の電気配線貫通部17及び21の温度が上昇する。
In the boiling water atomic weight plant 1 in operation, it is assumed that an accident of losing all AC power has occurred. The cooling function of the core in the
温度計28で計測された温度が電気配線貫通部21のスリーブ17内に充填されている絶縁シール材である合成樹脂(例えば、エポキシ樹脂)の劣化温度よりも低く設定された設定温度に上昇したとき、その計測温度を入力する制御装置(図示せず)が開閉弁27を開く。難燃性架橋ポリエチレンの劣化温度は、エポキシ樹脂の劣化温度と同等である。この制御装置にはバッテリから電力が供給されており、開閉弁27の開操作にもそのバッテリの電力が使用される。開閉弁27が開くと、タンク24内の冷却水が、重力により配管25を通して冷却装置23に供給され、冷却装置23のノズルからヘッダ22付近で電気配線貫通部21の外面に向かって噴射される。冷却装置23のノズルから噴射された冷却水によって電気配線貫通部21の温度が低下し、電気配線貫通部21内に存在する絶縁シール材19及びケーブル20Bの被覆材の温度が設定温度よりも低下する。各電気配線貫通部21では、少なくとも、冷却装置23のノズルから噴射された冷却水によって設定温度以下に冷却された領域で、絶縁シール材である合成樹脂、及びケーブル20Bの被覆材が劣化していない健全な状態に保持される。電気配線貫通部21では、その領域よりも外側の部分でも、絶縁シール材である合成樹脂、及びケーブル20Bの被覆材は劣化していない。このため、全交流電源喪失事故が発生して原子炉格納容器3の温度が上昇しても、電気配線貫通部21内の絶縁シール材である合成樹脂、及びケーブル20Bの被覆材のそれぞれの少なくとも一部が健全な状態で保持されるので、原子炉格納容器3内の放射性物質が各電気貫通部21を通して外部に漏えいすることを防止できる。全交流電源喪失事故時において、ドライウェル8内では、ケーブル20Cの被覆材及び絶縁材がドライウェル8内の高温の蒸気と接触して劣化し、ケーブル20Cの芯線の絶縁性が損なわれる。このため、ケーブル20Cの芯線を通しての計測信号の伝送等を行うことができなくなる。
The temperature measured by the
電気配線貫通部17内を貫通するケーブル20は、被覆材が無機材料のステンレス鋼製であり、絶縁材として無機材料の酸化アルミニウムを用いているので、全交流電源喪失事故時において電気配線貫通部17の温度が設定温度以上に上昇しても、ケーブル20の被覆材及び絶縁材が劣化しない。このため、全交流電源喪失事故時においてケーブル20及び20Aの健全性を維持することができ、全交流電源喪失事故時において監視する必要がある情報(例えば、原子炉圧力容器2内の計測された温度及び圧力、及び原子炉格納容器3内の計測された温度及び圧力)をケーブル20及び20Aを通して、中央制御室に設けた表示装置に確実に伝えることができる。このため、オペレータは、表示装置に表示されたそれらの情報を見ることによって、全交流電源喪失事故時における原子炉圧力容器2及び原子炉格納容器3内のそれぞれの温度及び圧力を把握することができ、原子炉圧力容器2及び原子炉格納容器3内の状態を知ることができる。
The
本実施例では、全交流電源喪失事故時において、原子炉格納容器3の外側で、冷却装置23のノズルから冷却水26を、電気配線貫通部21の、絶縁シール材である合成樹脂が充填されている部分の外面に噴射するので、ノズルから噴射する冷却水26の量を低減することができる。また、噴射されるこの冷却水26の温度が、蒸気が放出されたドライウェル8内の圧力に対応する飽和温度以上で上記した設定温度以下になっているので、この冷却水26によって冷却された電気配線貫通部21のシール性を保持することができ、かつ、電気配線貫通部21の冷却に使用される冷却水26の量を低減することができる。また、電気配線貫通部21の冷却に使用される冷却水26の量を少なくできることは、冷却水26を噴射するノズルを小型化することができる。
In this embodiment, in the event of a loss of all AC power supply, outside the
本実施例は、電気配線貫通部17の絶縁シール材19が無機材料であるガラスであるので、全交流電源喪失事故時においても、電気配線貫通部17の温度が設定温度以上に上昇した場合にも電気配線貫通部17のシール性を確保することができる。電気配線貫通部17を通るケーブル20の被覆材及び絶縁材が無機材料であるために、ケーブル20の被覆材及び絶縁材が劣化しなく、これによっても、電気配線貫通部17のシール性を確保することができる。また、電気配線貫通部21においてヘッダ22よりもドライウェル8側に存在する絶縁シール材である合成樹脂及びケーブル20Bの、冷却装置23による冷却が十分に行われない部分では、その合成樹脂、及びケーブル20Bの被覆材及び絶縁材が劣化し、シール性を確保することができなくなる。しかしながら、冷却装置23による冷却により設定温度以下になっている、電気配線貫通部21の部分では、絶縁シール材である合成樹脂、及びケーブル20Bの被覆材及び絶縁材の機能を維持することができる。このため、全交流電源喪失事故時において原子炉格納容器3内の放射性物質が電気配線貫通部17及び21を通して原子炉格納容器3の外部に漏えいすることを防止できる。
In this embodiment, since the insulating sealing
本実施例では、原子炉格納容器3を貫通して設けられた全て電気配線貫通部構造に設けられた全電気配線貫通部21を電気配線貫通部17に取り換える工事を行う必要がなく、電気配線貫通部21の一部を耐熱性の高い電気配線貫通部17に取り換えるので、各電気配線貫通部21に冷却装置23を設置したとしてもその取り換えに要する時間を短縮することができる。
In the present embodiment, it is not necessary to perform the work of replacing all the electrical
本発明の他の好適な実施例である実施例2の原子炉格納容器の電気配線貫通部構造を、図5を用いて説明する。本実施例の電気配線貫通部構造は、ABWRプラントの原子炉格納容器に適用される。
An electrical wiring penetrating portion structure of a reactor containment vessel according to
本実施例の電気配線貫通部構造14Aは、原子炉格納容器3のシェル部4における鉄筋コンクリート部5及び構成ライナ6を貫通する円筒状のスリーブ15A、スリーブ15Aの外側の端部に設けられたヘッダ22、ヘッダ22を貫通してヘッダ22に設けられた複数の電気配線貫通部17Aを有している。スリーブ15Aは、ケーブルカバー16が内部に配置された円筒状の小径スリーブ部30、及び小径スリーブ部30につながって原子炉格納容器3の外側に配置された大径スリーブ部31を有している。大径スリーブ部31の一端部は原子炉格納容器3の外側で小径スリーブ部30の端部に接続されており、小径スリーブ部30のこの端部から大径スリーブ部31の外径が増大している。小径スリーブ部30の外径D1は大径スリーブ部31の最大の外径D2よりも小さくなっている。小径スリーブ部30が原子炉格納容器3のシェル部4を貫通してシェル部4に設置される。
The electrical
ヘッダ22が大径スリーブ部31の他端部に取り付けられる。複数、例えば、7つの電気配線貫通部17Aがヘッダ22を貫通してヘッダ22に取り付けられる。各電気配線貫通部17Aは、実施例1に用いられる電気配線貫通部17と実質的に同じ構成を有する。しかしながら、電気配線貫通部17Aは、電気配線貫通部17と内部を通過するケーブル20の本数が異なっている。内部を通るケーブル20の本数は、電気配線貫通部17よりも電気配線貫通部17Aで多くなっている。
The
実施例1では、電気配線貫通部17のスリーブ18の外径を電気配線貫通部21のスリーブ18の外径と同じにしているので、電気配線貫通部17の内部を通過するケーブル20の本数が電気配線貫通部21の内部を通過するケーブル20Bの本数よりも少なくなっている。これは、電気配線貫通部17内に、無機材料であるガラス製の絶縁シール材19を用いているからである。無機材料である絶縁シール材19を用いた場合には、絶縁シール材19にケーブル20を通す貫通孔を予め形成する必要があり、このため、貫通孔の相互間の間隔をあまり狭くすることができないために、電気配線貫通部17の内部を通過するケーブル20の本数が電気配線貫通部21の内部を通過するケーブル20Bの本数よりも少なくなるのである。ケーブル20の本数が1つの電気配線貫通部17を通す本数以上に存在する場合には、原子炉格納容器3に設けられている予備の電気配線貫通部構造の電気配線貫通部を通すことになる。
In the first embodiment, since the outer diameter of the
本実施例の電気配線貫通部構造14Aでは、実施例1で設けられた電気配線貫通部21を通るケーブル20Bと同じ本数のケーブル20が各電気配線貫通部17Aを通るので、電気配線貫通部17Aの外径が電気配線貫通部17の外径よりも大きくなり、各電気配線貫通部17Aの外径が電気配線貫通部21の外径よりも大きくなる。この結果、大径スリーブ部31の外径D2が小径スリーブ部30の外径D1よりも大きくなるのである。ちなみに、小径スリーブ部30の外径D1は、実施例1に用いられるスリーブ15の外径と同じである。
In the electrical wiring
電気配線貫通部構造14Aに設けられた全ての電気配線貫通部17A内を通る全てのケーブル20は、ケーブルカバー16内で、原子炉格納容器3内に敷設されたケーブル20Aに別々に接続される。本実施例では、ケーブル20Aは、全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報を計測するセンサだけでなく、これらのセンサ以外の、原子炉格納容器3内に配置された各センサ、モータ及びポンプに別々に接続されている。
All the
原子炉格納容器3に設けられた電気配線貫通部構造は、全て、電気配線貫通部構造14Aになっている。本実施例では、全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報だけでなく、計測された他の情報も、ケーブル20A、及び電気配線貫通部17Aを通過するケーブル20を通して伝えられる。
All of the electrical wiring penetration structure provided in the
本実施例では、電気配線貫通部17A内を貫通するケーブル20は、被覆材が無機材料のステンレス鋼製であり、絶縁材として無機材料の酸化アルミニウムを用いているので、全交流電源喪失事故時において電気配線貫通部17の温度が設定温度以上に上昇しても、ケーブル20の被覆材及び絶縁材が劣化しなく、さらに、電気配線貫通部17Aの絶縁シール材19であるガラスも劣化しない。このため、全交流電源喪失事故時においても、電気配線貫通部17のシール性を確保することができ、原子炉格納容器3内の放射性物質が電気配線貫通部17Aを通して外部に漏えいすることを防止できる。また、ケーブル20及び20Aの健全性を維持できるため、全交流電源喪失事故時において監視する必要がある情報(例えば、原子炉圧力容器2内の計測された温度及び圧力、及び原子炉格納容器3内の計測された温度及び圧力)をケーブル20及び20Aを通して、中央制御室に設けた表示装置に確実に伝えることができる。
In the present embodiment, the
本実施例の電気配線貫通部構造14Aを設置した原子炉格納容器3では、原子炉格納容器3に設けられた複数の電気配線貫通部構造の一部を電気配線貫通部構造14Aとし、残りの電気配線貫通部構造を、電気配線貫通部構造に設置される全ての、例えば、7つの電気配線貫通部を全て電気配線貫通部21にした電気配線貫通部構造にする。前者の電気配線貫通部構造14Aの個数は、後者の電気配線貫通部構造の個数よりも少ない。原子炉格納容器3に設けられた後者の電気配線貫通部構造において、全ての電気配線貫通部21には、実施例1と同様に、冷却装置23が原子炉格納容器3の外部で取り付けられる。全交流電源喪失事故時において、冷却水26が、冷却装置23のノズルから全ての電気配線貫通部21の外面に向かって別々に噴射され、各電気配線貫通部21が冷却される。
In the
このように、複数の電気配線貫通部構造のうち一部を電気配線貫通部構造14Aとし、残りの電気配線貫通部構造を、全ての電気配線貫通部が電気配線貫通部21である電気配線貫通部構造とすることによっても、実施例1で生じる各効果を得ることができる。
In this way, a part of the plurality of electrical wiring penetration structures is the electrical
本実施例では、複数の電気配線貫通部17Aを、複数の小径スリーブ部30よりも外径が大きな大径スリーブ部31内に配置しているので、電気配線貫通部17Aの外径を実施例1における電気配線貫通部17の外径よりも大きくすることができ、電気配線貫通部17A内を通るケーブル20の本数を、電気配線貫通部17内を通るケーブル20の本数よりも多くすることができる。このため、本実施例では、原子炉格納容器3に設けられた、ケーブル20を通す電気配線貫通部17Aの個数を、実施例1において原子炉格納容器3に設けられた、ケーブル20を通す電気配線貫通部17の個数よりも少なくすることができる。
In the present embodiment, the plurality of electric wiring through
本実施例では、大径スリーブ部31よりも外径の小さい小径スリーブ部30が原子炉格納容器3を貫通しているので、大径スリーブ部31が原子炉格納容器3を貫通する場合に比べて原子炉格納容器3の耐圧性を向上することができる。
In this embodiment, since the small
前述の各実施例における電気配線貫通部構造は、ABWRプラントの原子炉格納容器3だけでなく、BWR−5タイプの沸騰水型原子力プラントの原子炉格納容器、及び加圧水型原子力プラントの原子炉格納容器にも適用することができる。
The electrical wiring penetration structure in each of the embodiments described above is not only the
1…沸騰水型原子力プラント、2…原子炉圧力容器、3…原子炉格納容器、4…シェル部、5…鉄筋コンクリート部、6…鋼製ライナ、8…ドライウェル、10…圧力抑制室、14,14A…電気配線貫通部構造、15,18…スリーブ、17,17A,21…電気配線貫通部、19…絶縁シール部材、20,20A,20B,20C…ケーブル、22…ヘッダ、23…冷却装置、24…タンク、25…配管、28…温度計、29…配線、30…小径スリーブ部、31…大径スリーブ部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Boiling water type nuclear power plant, 2 ... Reactor pressure vessel, 3 ... Reactor containment vessel, 4 ... Shell part, 5 ... Reinforced concrete part, 6 ... Steel liner, 8 ... Dry well, 10 ... Pressure suppression chamber, 14 , 14A ... Electric wiring penetration part structure, 15, 18 ... Sleeve, 17, 17A, 21 ... Electric wiring penetration part, 19 ... Insulating seal member, 20, 20A, 20B, 20C ... Cable, 22 ... Header, 23 ... Cooling device , 24 ... tank, 25 ... piping, 28 ... thermometer, 29 ... wiring, 30 ... small diameter sleeve portion, 31 ... large diameter sleeve portion.
Claims (6)
前記複数の電気配線貫通部が、これらの電気配線貫通部の一部である第1電気配線貫通部、及び残りの電気配線貫通部である第2電気配線貫通部を含んでおり、
前記第1電気配線貫通部が、前記ヘッダを貫通して前記ヘッダに取り付けられた筒状の第2スリーブ、前記第2スリーブ内に配置された無機材料で製作された第1絶縁シール材、及び前記第1絶縁シール材を貫通する、芯線を無機材料の絶縁材で取り囲みこの絶縁材を金属被覆材で覆っている複数の第1ケーブルを有しており、
前記第2電気配線貫通部が、前記ヘッダを貫通して前記ヘッダに取り付けられた筒状の第3スリーブ、前記第3スリーブ内に配置された合成樹脂である第2絶縁シール材、及び前記第2絶縁シール材を貫通する複数の第2ケーブルを有し、
冷却装置が、前記原子炉格納容器の外側でそれぞれの前記第2電気配線貫通部の外面に対向して設けられたことを特徴とする原子炉格納容器の電気配線貫通部構造。 A cylindrical first sleeve penetrating the reactor containment vessel, a header attached to an end of the first sleeve located outside the reactor containment vessel and sealing the first sleeve, and the header A plurality of electrical wiring penetrating parts penetrating through,
The plurality of electrical wiring penetration parts include a first electrical wiring penetration part that is a part of these electrical wiring penetration parts, and a second electrical wiring penetration part that is the remaining electrical wiring penetration part,
A cylindrical second sleeve attached to the header through the first electrical wiring penetrating portion, the first insulating sealing material made of an inorganic material disposed in the second sleeve, and A plurality of first cables penetrating the first insulating sealing material, surrounding the core wire with an inorganic insulating material and covering the insulating material with a metal coating;
The second electrical wiring penetrating portion penetrates the header and has a cylindrical third sleeve attached to the header, a second insulating seal material made of synthetic resin disposed in the third sleeve, and the first 2 having a plurality of second cables penetrating the insulating sealing material;
An electrical wiring penetrating portion structure for a nuclear reactor containment vessel, wherein a cooling device is provided on the outside of the reactor containment vessel so as to face the outer surface of each of the second electric wiring penetrating portions.
前記複数の第1電気配線貫通部が、前記ヘッダを貫通して前記ヘッダに取り付けられた筒状の第2スリーブ、前記第2スリーブ内に配置された無機材料で製作された第1絶縁シール材、及び前記第1絶縁シール材を貫通する、芯線を無機材料の絶縁材で取り囲みこの絶縁材を金属被覆材で覆っている複数の第1ケーブルを有し、
前記第1スリーブが小径部及び前記小径部よりも外径が大きな大径部を含んでおり、
前記小径部が前記原子炉格納容器を貫通し、
前記複数の第1電気配線貫通部が前記大径部内に配置されていることを特徴とする原子炉格納容器の電気配線貫通部構造。 A cylindrical first sleeve penetrating the reactor containment vessel, a header attached to an end of the first sleeve located outside the reactor containment vessel and sealing the first sleeve, and the header A plurality of first electrical wiring penetrating portions penetrating through
A plurality of first electrical wiring penetration portions that pass through the header and are attached to the header of a cylindrical second sleeve, and a first insulating sealing material made of an inorganic material disposed in the second sleeve A plurality of first cables penetrating the first insulating sealing material, surrounding the core wire with an insulating material of an inorganic material, and covering the insulating material with a metal coating material;
The first sleeve includes a small-diameter portion and a large-diameter portion having an outer diameter larger than that of the small-diameter portion;
The small diameter portion penetrates the reactor containment vessel;
The electrical wiring penetrating portion structure of a nuclear reactor containment vessel, wherein the plurality of first electric wiring penetrating portions are disposed in the large diameter portion.
前記複数の電気配線貫通部構造の一部が、請求項1または2に記載の電気配線貫通部構造である第1電気配線貫通部構造であり、前記複数の電気配線貫通部構造の残りが、複数の前記第2電気配線貫通部を有する第2電気配線貫通部構造であることを特徴とする原子炉格納容器。 A cylindrical portion, an upper lid that is detachably attached to the upper end portion of the cylindrical portion, and a plurality of electrical wiring penetrating portion structures that penetrate the cylindrical portion and are provided in the cylindrical portion,
A part of the plurality of electrical wiring penetration structures is a first electrical wiring penetration structure that is the electrical wiring penetration structure according to claim 1 or 2, and the remainder of the plurality of electrical wiring penetration structures is A nuclear reactor containment vessel having a second electric wiring penetration portion structure having a plurality of the second electric wiring penetration portions.
前記複数の電気配線貫通部構造が、請求項3に記載の電気配線貫通部構造であることを特徴とする原子炉格納容器。 A cylindrical portion, an upper lid that is detachably attached to the upper end portion of the cylindrical portion, and a plurality of electrical wiring penetrating portion structures that penetrate the cylindrical portion and are provided in the cylindrical portion,
The reactor containment vessel according to claim 3, wherein the plurality of electrical wiring penetration structure is the electrical wiring penetration structure according to claim 3.
前記複数の電気配線貫通部構造の一部が、請求項3に記載の電気配線貫通部構造である第1電気配線貫通部構造であり、
前記複数の電気配線貫通部構造の残りが、前記円筒部を貫通する筒状の第3スリーブと、前記第3スリーブの、前記原子炉格納容器の外部に位置する端部に取り付けられて前記第3スリーブを封鎖する他のヘッダと、及び前記他のヘッダを貫通する複数の第2電気配線貫通部とを備え、
前記第2電気配線貫通部が、前記ヘッダを貫通して前記ヘッダに取り付けられた筒状の第4スリーブ、前記第4スリーブ内に配置された合成樹脂である第2絶縁シール材、及び前記第2絶縁シール材を貫通する複数の第2ケーブルを有することを特徴とする原子炉格納容器。 A cylindrical portion, an upper lid that is detachably attached to the upper end portion of the cylindrical portion, and a plurality of electrical wiring penetrating portion structures that penetrate the cylindrical portion and are provided in the cylindrical portion,
A part of the plurality of electrical wiring penetration structures is a first electrical wiring penetration structure that is the electrical wiring penetration structure according to claim 3,
The remainder of the plurality of electrical wiring penetration structures is attached to a cylindrical third sleeve that penetrates the cylindrical part, and an end of the third sleeve that is located outside the reactor containment vessel. A third header that seals the three sleeves, and a plurality of second electrical wiring penetrating portions that penetrate the other header,
The second electrical wiring penetrating portion penetrates the header and is attached to the header of a cylindrical fourth sleeve, a second insulating seal material made of synthetic resin disposed in the fourth sleeve, and the first 2. A containment vessel comprising a plurality of second cables penetrating through an insulating sealing material.
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Legal Events
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