JP2015068772A - 燃料貯蔵プール冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料貯蔵プールを効率よく冷却することができ、原子炉設備の信頼性を向上させることができる燃料貯蔵プール冷却装置を提供する。【解決手段】この燃料貯蔵プール冷却装置は、原子炉建屋内に設けられ、使用済み燃料が燃料プール水中に保管される燃料貯蔵プール７１と、前記原子炉建屋外における前記燃料貯蔵プール７１よりも上方に設けられた水槽７２と、前記燃料貯蔵プール７１と前記水槽７２とを接続する第一管路７３と、前記第一管路７３を介して前記燃料貯蔵プール７１から前記水槽７２へと前記燃料プール水を圧送するポンプ７４と、前記燃料貯蔵プール７１と前記水槽７２とを接続して、前記水槽７２から前記燃料貯蔵プール７１に向かって前記燃料プール水が流通する第二管路７５と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、原子炉で使用された使用済み燃料を貯蔵する燃料貯蔵プールの冷却装置に関する。

沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Ｂｏｉｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ）や加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ）等の原子炉建屋には、原子炉内で使用中の炉心燃料のみならず、既に数サイクル運転経過した使用済み燃料が保管されている。使用済み燃料は、一般に、原子炉建屋内に配置された燃料貯蔵プール（ＳＦＰ：Ｓｐｅｎｔ Ｆｕｅｌ Ｐｉｔ）の燃料プール水（冷水）中に保管される。この種のＢＷＲ等においては、燃料プール水の水温を適正に維持するための循環水系が備わっている。つまり、燃料の崩壊熱を除去するために、例えば、燃料プール水がポンプによって冷却水タンクと燃料貯蔵プールとの間で強制循環され、循環の途中で海水との熱交換によって冷却される構成になっている（特許文献１参照）。

しかしながら、なんらかの事象により全電源が喪失すると、循環に用いるポンプが停止し、燃料プール水の冷却に支障をきたす場合がある。この時、非常用電源が回復するまでの間に燃料プール水の水温が大気の飽和温度（１００℃程度）まで上昇すると、燃料プール水が蒸発し、燃料プールの水位が低下する可能性がある。
このような燃料貯蔵プールへの冷却機能が停止した場合に対し、例えば、原子炉建屋の屋上に冷却水源を設置し、燃料貯蔵プールへの重力注水を行う系統を設ける構成が知られている。
また、特許文献１には、燃料プール水を動的に冷却する循環水系が作動不良に陥った場合でも、ヒートパイプによって燃料プール水の沸騰や蒸発を抑制する冷却装置が開示されている。この冷却装置のヒートパイプは、内部に液体が封入されている。この液体は、燃料プール水の熱によって蒸発し蒸気流となる。そして、この蒸気流が大気と熱交換して冷却されることで凝縮され再び液体となる。即ち、このヒートパイプでは、内部の作動流体の蒸発と凝縮とが順次繰り返されることで燃料プール水が冷却される。

特開２０１２−２３００７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の冷却装置のヒートパイプでの熱の輸送は、該ヒートパイプ内部にて液体が相変化することで生成される蒸気流に委ねられる。したがって、当該蒸気流による放熱が円滑に行われて当該蒸気流が液体に凝縮しなければ、新たな蒸気流の発生を促すことができず、熱の輸送効率が低下する。その結果、燃料貯蔵プールを効率的に冷却することができなくなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって燃料貯蔵プールを効率よく冷却することができる燃料貯蔵プール冷却装置を提供する。

本発明の第一の態様によれば、燃料貯蔵プール冷却装置は、原子炉建屋内に設けられ、使用済み燃料が燃料プール水中に保管される燃料貯蔵プールと、前記原子炉建屋外における前記燃料貯蔵プールよりも上方に設けられた水槽と、前記燃料貯蔵プールと前記水槽とを接続する第一管路と、前記第一管路を介して前記燃料貯蔵プールから前記水槽へと前記燃料プール水を圧送するポンプと、前記燃料貯蔵プールと前記水槽とを接続して、前記水槽から前記燃料貯蔵プールに向かって前記燃料プール水が流通する第二管路と、を備える。

このような燃料貯蔵プール冷却装置では、燃料プール水はポンプにより圧送されるため、該燃料プール水を継続的に流通させることができる。そして、ポンプによる圧送によって第二管路内を流通する燃料プール水と該第二管路外を流通する自然循環する風との間で熱交換が行われる。これにより、熱の輸送効率を低下させることなく、燃料プール水を順次冷却することができる。

本発明の第二の態様によれば、前記第二管路は、内部を前記燃料プール水が流通して、前記燃料貯蔵プールと前記水槽との間で蛇行状に延びる管本体と、該管本体の外周面から突出するように形成された複数の熱交換フィンと、を備えてもよい。

この構成によれば、蛇行状に延びる管本体と複数の熱交換フィンによって第二管路の配管表面積を大きくしている。このため、第二管路内を流通する燃料プール水と自然循環する風との間で効率よく熱交換を行うことができる。

本発明の第三の態様によれば、前記燃料貯蔵プール冷却装置は、前記水槽の上部に配置され、前記第一管路を流通した前記燃料プール水を分散させながら前記水槽内に導く分散部と、前記水槽及び前記分散部を覆うフィルターと、をさらに備える。

この構成によれば、分散部によって燃料プール水が分散されるため、空気と燃料プール水が直接接触する熱交換が可能となる。燃料プール水が分散されることで、水の単位面積当たりの表面積を大きく取ることができるため、冷却効率を向上させることができる。

本発明の第四の態様によれば、前記燃料貯蔵プール冷却装置は、前記原子炉建屋内に設けられて、内部の作動流体が外部と熱交換することで蒸発する蒸発部と、前記原子炉建屋外に設けられて、内部の作動流体が外部と熱交換することで凝縮する凝縮部と、これら蒸発部と凝縮部との間で前記作動流体を循環させる循環部と、を有する、ヒートパイプユニットをさらに備える。

この構成によれば、水槽へ燃料プール水を圧送する圧送冷却方式と、ヒートパイプ冷却方式を組み合わせている。このため、これらの方式を組み合わせる事によって、多様性を持たせ、より大きな冷却を行うことができる。

本発明の第五の態様によれば、前記燃料貯蔵プールにおいて、前記第一管路と前記第二管路との間に、仕切り部が設けられてもよい。

この構成によれば、仕切り部を燃料貯蔵プール内に設けることによって、流体が効率よく燃料貯蔵プール内を対流することができる。

本発明の第六の態様によれば、前記第四の態様に係わる前記燃料貯蔵プールは、前記燃料貯蔵プールの内壁に設けられた鋼板と、前記鋼板の周りを覆うように構成される断熱材と、をさらに備え、前記燃料貯蔵プールは、コンクリートによって形成されている。

この構成によれば、鋼板及び断熱材によって燃料貯蔵プールが断熱されるため、コンクリート製の通常の燃料貯蔵プールであっても、プール内の水温を６５℃以上にすることができる。よって、燃料貯蔵プール内部の管理温度を高くすることが可能となるため、ヒートパイプユニットの作動温度を高くすることができ、ヒートパイプユニットによる除熱量を大きくすることができる。

本発明の第七の態様によれば、前記第四の態様に係わる前記燃料貯蔵プール冷却装置は、前記燃料貯蔵プールが、鋼板によって形成される密閉容器であってもよい。

この構成によれば、燃料貯蔵プールを密閉容器とすることで、燃料貯蔵プール内の使用済み燃料の熱から発生する蒸気を利用して、燃料貯蔵プールの加圧が可能となる。このため、密閉容器内では、燃料プール水の温度が１００℃を超えた場合であっても水が蒸発しなくなるため、ヒートパイプユニットの作動温度を高くすることができる。

本発明の第八の態様によれば、前記ポンプは、蒸気式駆動ポンプであってもよい。

この構成によれば、無電源状況下においてもポンプを稼働させることができるため、燃料貯蔵プール内の燃料プール水の冷却を継続させることができる。

本発明の第九の態様によれば、前記燃料貯蔵プール冷却装置は、水撃を発生させ、この水撃を揚水に利用する水撃ポンプと、前記水撃ポンプと冷却水源を接続する水撃ポンプ管路と、前記水撃ポンプと前記燃料貯蔵プールを接続する第三管路と、をさらに備える。

この構成によれば、水撃ポンプの水撃力を燃料貯蔵プールへの給水に活用するため電力が不要となる。つまり、無電源状況下においても燃料貯蔵プールへの給水を継続させることができるため、安定した冷却を継続させることができる。

本発明の第十の態様によれば、燃料貯蔵プール冷却装置は、原子炉建屋内に設けられ、使用済み燃料が燃料プール水中に保管される燃料貯蔵プールと、前記原子炉建屋外における前記燃料貯蔵プールよりも上方に設けられた水槽と、前記燃料貯蔵プールと前記水槽とを接続する第一管路と、前記第一管路を介して前記燃料貯蔵プールから前記水槽へと前記燃料プール水を圧送するポンプと、前記燃料貯蔵プールと前記水槽とを接続して、前記水槽から前記燃料貯蔵プールに向かって前記燃料プール水が流通する第二管路と、水撃を発生させ、この水撃を揚水に利用する水撃ポンプと、前記水撃ポンプと冷却水源を接続する水撃ポンプ管路と、前記水撃ポンプと前記燃料貯蔵プールを接続する第三管路と、を備える。

この構成によれば、第二管路内を流通する燃料プール水と自然循環する風との間の熱交換を効率よく行うことができ、燃料貯蔵プール内の燃料プール水を効率よく冷却することができる。また、水撃ポンプの水撃力を燃料貯蔵プールへの給水に活用するため電力が不要となるため、無電源状況下においても燃料貯蔵プールへの給水を継続させることができる。

上述した燃料貯蔵プール冷却装置によれば、燃料貯蔵プールを効率よく冷却することができる。

本発明の実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置を備えた原子炉設備を示す概略構成図である。 本発明の第一実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置の構成を示す概略構成図である。 本発明の第二実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置の構成を示す概略構成図である。 本発明の第三実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置の構成を示す概略構成図である。 本発明の第四実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置の構成を示す概略構成図である。 本発明の第四実施形態の変形例に係る燃料貯蔵プール冷却装置の構成を示す概略上面図である。 本発明の第五実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置の構成を示す概略構成図である。 本発明の第六実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置の構成を示す概略構成図である。 本発明の第七実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置を備えた原子炉設備を示す概略構成図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置を備えた原子炉設備について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置１を備えた原子炉設備２を示す概略構成図である。
図１に示すように、原子炉設備２は、内部に原子炉が格納された原子炉格納容器１１と、この原子炉格納容器１１が配置された原子炉建屋５１と、を備えている。そして、本実施形態の原子炉建屋５１には、燃料貯蔵プール冷却装置１が設けられている。

原子炉建屋５１の内部では、原子炉格納容器１１の横に燃料貯蔵プール冷却装置１が配置されている。原子炉建屋５１は、上方に向って延在する煙突部（原子炉建屋煙突部）６２を有している。原子炉建屋５１内において、燃料貯蔵プール冷却装置１が配置されている側の壁部（原子炉建屋壁部）５１Ａには、ダクト６１が挿通されている。原子炉建屋５１内において、ダクト６１と煙突部６２は互いに連通し、この内部を気体（風）が流通している。ダクト６１には、壁部５１Ａ側に原子力建屋５１外部より気体を流入させる冷却流入口（原子炉建屋冷却流入口）６３が形成されている。煙突部６２の上部には、ダクト６１に流入した気体を外部に流出させる冷却流出口（原子炉建屋冷却流出口）６４が形成されている。

原子炉格納容器１１は、原子炉１２と、原子炉１２と冷却水配管１４で連結され原子炉１２から取り出した熱で蒸気を発生させる蒸気発生器１３とを備えている。

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置１について、図２を用いて説明する。
図２に示すように、燃料貯蔵プール冷却装置１は、使用済み燃料が燃料プール水中に保管される燃料貯蔵プール（以下ＳＦＰと称する）７１と、ＳＦＰ７１よりも上方に設けられた水槽７２と、ＳＦＰ７１と水槽７２とを接続する第一管路７３と、第一管路７３を介して燃料プール水を圧送するポンプ７４と、ＳＦＰ７１と水槽７２とを接続し、水槽７２からＳＦＰ７１に向かって燃料プール水を流通させる第二管路７５を備えている。ＳＦＰ７１は原子炉建屋５１の内部に配置されている。水槽７２は、原子炉建屋５１外部に配置されている。つまり、燃料貯蔵プール冷却装置１は、原子炉建屋５１の内部と外部にまたがって配設されている。

第二管路７５は、ダクト６１の内部に配置されている。第二管路７５を流通する燃料プール水は、ダクト６１内を流通する気体（風）と熱交換される。本実施形態では、内部を燃料プール水が流通して、ＳＦＰ７１と水槽７２との間で蛇行状に延びる管本体７５Ｂを有している。
第二管路７５の表面には、外方に向かって突出する複数の熱交換フィン７５Ｃが形成されている。複数の熱交換フィン７５Ｃによって、ダクト６１内を流通する風との接触面積が増加する。なお、本実施形態では、熱交換フィンは第二管路７５に形成されているが、水槽７２の表面に形成されても良い。

このように構成された燃料貯蔵プール冷却装置１では、蛇行状に延びる管本体７５Ｂと複数の熱交換フィン７５Ｃによって第二管路７５の配管表面積を大きくしている。このため、第二管路７５内を流通する燃料プール水と自然循環する風との間で効率よく熱交換を行うことができる。また、第二管路７５をダクト６１で覆う事で、ダクト６１によるドラフト効果によりダクト６１内に流通する空気流量が増加し、第二管路７５に接する空気流量を増加させることができる。さらに燃料プール水はポンプ２４により継続的に圧送される。これによって、燃料プール水を順次連続的に第二管路７５に流通させることができる。このため、本実施形態では、ＳＦＰ７１内の燃料プール水を効率よく冷却することができる。

なお、本実施形態のポンプ７４は、蒸気式駆動ポンプであってもよい。蒸気式駆動ポンプを採用した場合、無電源状況下においてもポンプ７４を稼働させることができるため、ＳＦＰ７１内の燃料プール水の冷却を継続させることができる。

（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置１０１について、図３を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

本実施形態における燃料貯蔵プール冷却装置１０１は、水槽７２の上部に配置され、第一管路を流通した燃料プール水を分散させながら水槽内に導く分散部７６と、水槽７２及び分散部７６を覆うフィルター７７が備えられている。分散部７６は、第一管路７３と接続している。分散部７６は、水槽７２に向けて設けられている。本実施形態では、ＳＦＰ７１と水槽７２を接続し、水槽７２からＳＦＰ７１に向って燃料プール水を流通させる第二管路７５Ａが備えられている。第二管路７５Ａは、第一実施形態の第二管路７５と異なり、ダクト６１内部に配置されていなくてもよい。

ＳＦＰ７１の燃料プール水は、ポンプ７４を用いることで、分散部７６へ圧送される。圧送された燃料プール水は、分散部７６を通過し、水槽７２に流入する。このとき、分散部７６によって燃料プール水が散布されるため、空気と燃料プール水が直接接触させることで熱交換が行われる。フィルター７７は、燃料プール水が水槽７２に散布される際、周囲に燃料プール水に含まれる放射性物質が拡散しないように、放射性物質を除去する。フィルター７７は、例えば、コバルト、ニッケル等といった物質を除去し、空気を通過させるフィルターが採用される。なお、分散部７６は、燃料プール水を空気中へ分散させる構成であればよい。例えば、複数の開口やスプレーノズル等の燃料プール水を噴霧させる構成であってもよいし、複数の棒や板等の構造物に燃料プール水を伝わらせて水槽７２内に導く構成であってもよい。

このように構成された燃料貯蔵プール冷却装置１０１では、分散部７６によって燃料プール水が分散されるため、空気と燃料プール水が直接接触する熱交換が可能となる。燃料プール水が分散されることで、水の単位面積当たりの表面積を大きく取ることができるため、冷却効率を向上させることができる。

（第三実施形態）
以下、本発明の第三実施形態に燃料貯蔵プール冷却装置２０１について、図４を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

第二実施形態における燃料貯蔵プール冷却装置１０１では、第二管路７５Ａはダクト６１内に配置されていないが、本実施形態における燃料貯蔵プール冷却装置２０１では、第二管路７５をダクト６１内部に配置している。

すなわち、本実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置２０１は、第二実施形態の第二管路７５Ａの構成を、第一実施形態の第二管路７５の構成に置き換えている。

このように構成された燃料貯蔵プール冷却装置２０１では、分散部７６による燃料プール水の冷却効果に加え、第二管路７５による冷却効果を得ることができる。

（第四実施形態）
以下、本発明の第四実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置３０１について、図５を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

本実施形態における燃料貯蔵プール冷却装置３０１は、第一から第三実施形態における燃料貯蔵プール冷却装置の方式（水槽へ燃料プール水を圧送する圧送冷却方式）に、さらにヒートパイプ冷却方式を組み合わせている。

本実施形態における燃料貯蔵プール冷却装置３０１は、水槽へ燃料プール水を圧送する圧送冷却方式として、ＳＦＰ７１と、水槽７２と、第一管路７３と、ポンプ７４と、水槽７２の上部に配置される分散部７６と、水槽７２及び分散部７６を覆うフィルター７７が備えられている。分散部７６は、第一管路７３と接続している。分散部７６は、水槽７２に向けて設けられている。ＳＦＰ７１と水槽７２を接続し、水槽７２からＳＦＰ７１に向って燃料プール水を流通させる配管としては、第二管路７５Ａが備えられている。さらに、本実施形態における燃料貯蔵プール冷却装置３０１は、ヒートパイプユニット８０を備えている。

ヒートパイプユニット８０は、ヒートパイプ本体８１と、ヒートパイプ本体８１内を満たしている作動流体（ヒートパイプ作動流体）Ｆと、を備えている。
ヒートパイプ本体８１は、液化している作動流体Ｆ（以下、液相流体Ｆｌとする）を外部と熱交換させることで液相流体Ｆｌを気化させる蒸発器（蒸発部）８２と、気化した作動流体Ｆ（以下、気相流体Ｆｇとする）を外部と熱交換させることで気相流体Ｆｇを液化させる凝縮器（凝縮部）８３と、気相流体Ｆｇを蒸発器８２から凝縮器８３に導く気相流体管（循環部）８４と、液相流体Ｆｌを凝縮器８３から蒸発器８２に導く液相流体管（循環部）８５と、を有している。
図５に示す通り、本実施形態における燃料貯蔵プール冷却装置３０１では、蒸発器８２は、ＳＦＰ７１の燃料プール水中に配置される。また、凝縮器８３は、ダクト６１内部に配置される。

蒸発器８２内の液相流体Ｆｌは、ＳＦＰ７１内の燃料プール水の熱との熱交換で加熱されて沸騰し、気相流体Ｆｇになる。この気相流体Ｆｌは、蒸発器８２の上部の気相流体管８４を経て凝縮器８３の上部に導かれる。凝縮器８３内に至った気相流体Ｆｌは、空気との熱交換で冷却され、液相流体Ｆｌになる。この液相流体Ｆｌは、凝縮器８３の下部から液相流体管８５を経て蒸発器８２の下部に導かれる。以下、ヒートパイプユニット８０は、内部の作動流体Ｆが液相から気相へ、気相から液相への変化を繰り返して、ＳＦＰ７１内で発生した熱を徐熱する。

このように構成されたヒートパイプユニット８０では、ＳＦＰ７１内の燃料プール水を、作動流体との熱交換によって冷却することができる。また、蒸発器８２で気化された気相流体Ｆｇを、気相流体管８４を経由してダクト６１内に設置された凝縮器８３に導入し、気化された気相流体Ｆｇをダクト６１内の気体と熱交換して液化することができる。また、液化された液相流体Ｆｌを、液相流体管８５を経由して蒸発器８２に導入し、再び蒸発器８２で熱交換することに利用できる。したがって、ＳＦＰ７１内の燃料プール水を熱交換により継続的に冷却することができる。

上述した通り、本実施形態の燃料貯蔵プール冷却装置３０１では、水槽へ燃料プール水を圧送する圧送冷却方式と、ヒートパイプ冷却方式を組み合わせている。これらの方式を組み合わせる事によって、多様性を持たせ、より大きな冷却を行うことができる。
また、上記２つの冷却方式は、それぞれ独立した構成となっている。そのため、上記２つの冷却方式のいずれかが故障等により稼働しない場合であっても、もう１つの冷却方式のみで稼働することが可能であるため、安定した冷却を継続させることができる。
また、上記２つの冷却方式によってＳＦＰ７１を冷却可能なため、それぞれの冷却方式の設備自体を小さく設計することもできる。

なお、本実施形態では、第二管路７５ＡをＳＦＰ７１の端に配置しているが、これに限定されることはない。ＳＦＰ７１内に配置される使用済み燃料及び蒸発器８２から発生する熱の対流を考慮し、適宜、第二管路７５Ａの位置を変更してもよい。
また、ＳＦＰ７１における第一管路７３と第二管路７５Ａとの位置についても、熱の対流を考慮し、適宜、変更してもよい。
また、ＳＦＰ７１内の熱の対流を考慮し、例えば、図６に示す通り、第一管路７３と第二管路７５Ａとの間に仕切り部７１Ａを設けてもよい。仕切り部７１ＡをＳＦＰ７１内に設けることによって、流体が効率よくＳＦＰ７１内を対流することができる。

（第五実施形態）
以下、本発明の第五実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置４０１について、図７を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

本実施形態における燃料貯蔵プール冷却装置４０１では、第四実施形態の燃料貯蔵プール冷却装置３０１におけるＳＦＰ７１の内壁に、さらに鋼板７８を設置し、鋼板７８の周りを断熱材７９によって覆う構成となっている。
ＳＦＰ７１は、通常、耐久性や強度の観点からコンクリート等で製造されている。しかしながら、コンクリートは６５℃を超える環境下では、耐久性に対する信頼性が低下する可能性がある。本実施形態では、ＳＦＰ７１の内壁に鋼板７８を配置し、さらに鋼板７８の周りを断熱材７９で覆うことで、コンクリートの信頼を確保する構成とした。

このように構成された燃料貯蔵プール冷却装置４０１では、断熱材７９を備えない通常のＳＦＰ７１と比較して、ＳＦＰ７１内部の管理温度を高くすることが可能となる。このため、ヒートパイプユニット８０の作動温度を高くすることができ、冷却源（凝縮器８３）と蒸発器８２との温度勾配が大きくなる。この結果、ヒートパイプユニット８０による除熱量を大きくすることができる。

（第六実施形態）
以下、本発明の第六実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置５０１について、図８を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

本実施形態における燃料貯蔵プール冷却装置５０１では、第四実施形態の燃料貯蔵プール冷却装置３０１におけるＳＦＰ７１が、鋼板７８によって形成される密閉容器７８Ａである。
ＳＦＰ７１を密閉容器７８Ａとすることで、ＳＦＰ７１内の使用済み燃料の熱から発生する蒸気を利用して、ＳＦＰ７１の加圧が可能となる。このため、密閉容器７８Ａ内では、燃料プール水の温度が１００℃を超えた場合であっても水が蒸発しなくなるため、ヒートパイプユニット８０の作動温度を高くすることができる。このため、冷却源（凝縮器８３）と蒸発器８２との温度勾配が大きくなり、ヒートパイプユニット８０による除熱量を大きくすることができる。

（第七実施形態）
以下、本発明の第七実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置６０１を備えた原子炉設備２について、図９を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

本実施形態における燃料貯蔵プール冷却装置６０１は、第一実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却装置１のＳＦＰ７１に、水撃（ウォーターハンマー）を発生させ、この水撃を揚水に利用する水撃ポンプ９０を付加したものである。

すなわち、本実施形態における燃料貯蔵プール冷却装置６０１は、ＳＦＰ７１と、水槽７２と、第一管路７３と、ポンプ７４と、第二管路７５を備え、さらに、水撃ポンプ９０と、水撃ポンプ９０と冷却水源を接続する水撃ポンプ管路９１と、水撃ポンプ９０とＳＦＰ７１を接続する第三管路９２を備えている。本実施形態では、冷却水源は、ＳＦＰ７１の水面よりも低い位置にある川や池などを採用している。
原子炉建屋５１の壁部５１Ａには、第三管路９２を挿通させる開口が形成されている。開口に第三管路９２を挿入し、設置させることで、水撃ポンプ９０とＳＦＰ７１を接続している。

このように構成された燃料貯蔵プール冷却装置６０１では、水撃ポンプ９０の水撃力をＳＦＰ７１への給水に活用するため電力が不要となる。つまり、無電源状況下においてもＳＦＰ７１への給水を継続させることができるため、安定した冷却を継続させることができる。また、水撃ポンプ９０によって汲み上げできる水量は、一般に、給水の一割程度となっているが、高揚程のため、低い位置に大量の水がある場合、汲み上げできる水量は多くなる。つまり、上述したように構成された燃料貯蔵プール冷却装置６０１では、冷却水源を川や池など、ＳＦＰ７１よりも低い位置にある水源を使用するため、給水効率が有利となる。

以上、本発明による復水器の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。

上記燃料貯蔵プール冷却装置によれば、燃料貯蔵プールを効率よく冷却することができ、原子炉設備の信頼性を向上させることができる。

１，１０１，１１１，２０１，３０１，４０１、５０１，６０１ 燃料貯蔵プール冷却装置
１１ 原子炉格納容器
１２ 原子炉
１３ 蒸気発生器
５１ 原子炉建屋
５１Ａ 原子炉建屋壁部
６１ ダクト
６２ 煙突部（原子炉建屋煙突部）
６３ 冷却流入口（原子炉建屋冷却流入口）
６４ 冷却流出口（原子炉建屋冷却流出口）
７１ 燃料貯蔵プール（ＳＦＰ）
７１Ａ 仕切り部
７２ 水槽
７３ 第一管路
７４ ポンプ
７５，７５Ａ 第二管路
７５Ｂ 管本体
７５Ｃ 熱交換フィン
７６ 分散部
７７ フィルター
７８ 鋼板
７８Ａ 密閉容器（鋼板）
７９ 断熱材
８０ ヒートパイプユニット
８１ ヒートパイプ本体
８２ 蒸発器（蒸発部）
８３ 凝縮器（凝縮部）
８４ 気相流体管（循環部）
８５ 液相流体管（循環部）
９０ 水撃ポンプ
９１ 水撃ポンプ管路
９２ 第三管路

Claims (10)

1. 原子炉建屋内に設けられ、使用済み燃料が燃料プール水の中に保管される燃料貯蔵プールと、
   前記原子炉建屋外における前記燃料貯蔵プールよりも上方に設けられた水槽と、
   前記燃料貯蔵プールと前記水槽とを接続する第一管路と、
   前記第一管路を介して前記燃料貯蔵プールから前記水槽へと前記燃料プール水を圧送するポンプと、
   前記燃料貯蔵プールと前記水槽とを接続して、前記水槽から前記燃料貯蔵プールに向かって前記燃料プール水が流通する第二管路と、を備える、
   燃料貯蔵プール冷却装置。
2. 請求項１に記載の燃料貯蔵プール冷却装置であって、
   前記第二管路は、内部を前記燃料プール水が流通して、前記燃料貯蔵プールと前記水槽との間で蛇行状に延びる管本体と、
   該管本体の外周面から突出するように形成された複数の熱交換フィンと、を備える
   燃料貯蔵プール冷却装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料貯蔵プール冷却装置であって、
   前記水槽の上部に配置され、前記第一管路を流通した前記燃料プール水を分散させながら前記水槽内に導く分散部と、
   前記水槽及び前記分散部を覆うフィルターと、をさらに備える
   燃料貯蔵プール冷却装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料貯蔵プール冷却装置であって、
   前記原子炉建屋内に設けられて、内部の作動流体が外部と熱交換することで蒸発する蒸発部と、
   前記原子炉建屋外に設けられて、内部の作動流体が外部と熱交換することで凝縮する凝縮部と、
   これら蒸発部と凝縮部との間で前記作動流体を循環させる循環部と、
   を有する、ヒートパイプユニットをさらに備える
   燃料貯蔵プール冷却装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料貯蔵プール冷却装置であって、
   前記燃料貯蔵プール内における前記第一管路と前記第二管路との間に仕切り部が設けられている
   燃料貯蔵プール冷却装置。
6. 請求項４に記載の燃料貯蔵プール冷却装置であって、
   前記燃料貯蔵プールの内壁に設けられた鋼板と、
   前記鋼板の周りを覆うように構成される断熱材と、をさらに備え、
   前記燃料貯蔵プールは、コンクリートによって形成されている
   燃料貯蔵プール冷却装置。
7. 請求項４に記載の燃料貯蔵プール冷却装置であって、
   前記燃料貯蔵プールが、鋼板によって形成される密閉容器である
   燃料貯蔵プール冷却装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の燃料貯蔵プール冷却装置であって、
   前記ポンプは、蒸気式駆動ポンプである
   燃料貯蔵プール冷却装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の燃料貯蔵プール冷却装置であって、
   水撃を発生させ、この水撃を揚水に利用する水撃ポンプと、
   前記水撃ポンプと冷却水源を接続する水撃ポンプ管路と、
   前記水撃ポンプと前記燃料貯蔵プールを接続する第三管路と、をさらに備える
   燃料貯蔵プール冷却装置。
10. 原子炉建屋内に設けられ、使用済み燃料が燃料プール水中に保管される燃料貯蔵プールと、
    前記原子炉建屋外における前記燃料貯蔵プールよりも上方に設けられた水槽と、
    前記燃料貯蔵プールと前記水槽とを接続する第一管路と、
    前記第一管路を介して前記燃料貯蔵プールから前記水槽へと前記燃料プール水を圧送するポンプと、
    前記燃料貯蔵プールと前記水槽とを接続して、前記水槽から前記燃料貯蔵プールに向かって前記燃料プール水が流通する第二管路と、
    水撃を発生させ、この水撃を揚水に利用する水撃ポンプと、
    前記水撃ポンプと冷却水源を接続する水撃ポンプ管路と、
    前記水撃ポンプと前記燃料貯蔵プールを接続する第三管路と、を備える
    燃料貯蔵プール冷却装置。

Images