JP2017020998A

JP2017020998A - 原子力発電装置。

Info

Publication number: JP2017020998A
Application number: JP2015149012A
Authority: JP
Inventors: 元浩岡田; Motohiro Okada
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2017-01-26

Abstract

【課題】地震、海津波、山津波等で、原子力発電装置を急停止させる際、脱電源、且つ手動も可能な手段で、炉の冷却と、建屋の爆発防止を同時に行う、原子力発電装置を提供する。
【解決手段】液体窒素の容器１０に液体窒素１１を入れ、圧力容器２の外周に設けたリング８と液体窒素の容器１０を伝熱棒９、連結棒１６で接続し、炉内の熱を液体窒素の容器１１に伝熱させて冷却するとともに、発生した窒素ガスを弁１３を経由して室４に導き、容器２を冷却する。放射能の危険の無い外部から、固体伝導に依り、放射能を伴わずに建屋外に熱を運び出し、炉を冷やすと同時に、炉の熱を吸収して発生する窒素ガスを建屋内に充満させ、爆発を防止させ、注水に依る汚染蒸気の発生もセーブする。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子力発電所の緊急時の安全対策に関する。

福島事故の発生から拡大に至る原因の技術分野は、上流の原子物理学では無く、全て下流の機械工学分野で、ＰＬ法が求める、既存の設計例との彼我検定の欠如、冗長対策の薄さから起きて居ます。

特開２０１２−２４２３７５特願２０１３−２０７６８４

上記出願は種々の冗長対策を示して居ますが、所外への放射性物質の拡散と云う最大の被害は建屋の水素爆発に依る物で、其れを防ぐ手段が欠けて居ました。記録に依れば、地震の後、津波の来る前に、原子炉建屋の内側の扉の中は蒸気で真っ白に成って居り、扉の外で線量計が振り切れた事が報じられて居ます。その原因は約７０気圧の掛かる部分に亀裂が生じ、汚染された水素ガスが漏れ出して居る以外には考えられません。従って爆発を防ぐには、窒素ガスを使った窒息消火装置で、水素が酸素に触れない様にする必要が有ります。然も其れを脱電力、人力操作で、放射能を遮断した建屋の外から行う必要が有ります。更に炉内に注水して冷却する事も必要ですが、水は汚染された蒸気に変わるので、其の排気処理が必要です。従って炉から固体伝導で、汚染を伴わずに、無動力で熱だけを運び出す冗長手段が必要です。

緊急炉心冷却装置が必要と成る事故の発生確率は極めて低いので、機械的摺動部が無く、従って定期点検整備の必要が殆ど無く、操作訓練も殆ど必要としない「フォアゲッティー」な構造にする事が望まれます。

本発明は、此の為、液体窒素を使って、放射能の危険の無い外部から、固体伝導に依り、放射能を伴わずに建屋外に熱を運び出し、炉を冷やすと同時に、炉の熱を吸収して発生する窒素ガスを建屋内に充満させ、爆発を防止させ、注水に依る汚染蒸気の発生もセーブします。

本発明の原子力発電設備は、上述の如く構成した為、事故時の緊急冷却装置として、他のシステムとの冗長手段として必須なものです。

本発明の実施例を示す。

本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１の１は炉心、２は圧力容器、３は冷却水、４は放射能を遮る建屋、５は、本システム全体を包含し、津波や、津波に依る瓦礫の衝突に耐える強度を有し、地震の際は、一体で揺れる様に、基礎６の上に防振ゴムは７で支持されて居る。

８は炉２に巻き付けたリングで、昔の炉はタガ張り応力の溶接構造で有ったが、溶接部の破損に対して危険な為、現在は此の様なリングを嵌めて、応力を「曲げモーメント」で受ける事が求められて居る。伝熱棒９は、圧力容器２に直接結合する場合も有るが、リング８を介する事で、熱応力を緩和し、更にリング８の９に結合する部分を肉厚にする様、外径を偏心させる事に依り、熱が２の円周上に均等に回る様にする場合も有る。

１０は液体窒素の容器で、緊急時に液体窒素１１を入れ、圧力蓋１２を閉じ、４室に通じる管の弁１３を開ける。１４は圧力封板装置で、圧力蓋１２を閉じた後、弁１３を開け忘れた場合には封板が破れる様にする。
此の際、容器１０に接合した棒１５の温度は約マイナス１９６度Ｃ程度と成る。一方９側は約２２０度で有るから、連結棒１６をボルト１７と１８で結合すれば、炉内の熱は、液体窒素に流れ、冷たい窒素ガスと成って、弁１３を通って４内に入り、容器２を冷やす。此の際、熱は放射能を遮る室４の外に出るが、放射能は付いて行かない。棒９は必要に応じて放射状や上下方向に多数設ける場合も有る。其の場合にはリング８の内外径の偏心は必ずしも必要ない。

液体窒素が必要な場面では、地震や津波の瓦礫で道路交通が麻痺して居る事が容易に想定されるので、高速水平飛行可能なハイブリッド輸送機「オスプレー」等を使って、全国から集めて、建屋５の屋上に降ろす。降ろし方は、津波来襲中は屋上に着陸して降ろすが、地震や余震が激しい場合には、容器を防振バッグに入れ、上空にホバリングして降ろす場合も有る。又「オスプレー」は軍用機として敵中に強行着陸し、後部ケートを開いて、兵員や機材を急速搬出し、ゲートを開けたまま離陸する事も可能な設計に成って居るので、液体窒素も小型トラックに積んで、地震の合間を見て、ゲートを開けた状態で強行着陸し、急速搬出する場合も有り得る。

冷たい窒素ガスに押された水素ガスは、上方に溜り、弁１９を通り、フィルター２０で濾過し、弁２１を介して、燃料電池車等に供給する場合も有る。

２２は上記特許文献に示した高圧スプリンクラーで、緊急時は多数のロケットエンジン２３で加圧し、一方弁２４依り炉２内に高圧給水して、炉を冷やす。蒸発した蒸気は、ベント弁２５、フィルター２６を介して大気に放出される。原発の有る海浜では、一日の内に山風と海風が交代するので、海に向かって風が吹く「山風」に乗せて放出する。

クールダウンが進めば容器１０内には通常の水や、冷却した水を入れる場合も有る。更にクールダウンが進めば、破線で示す連接棒２７を介して海水２８に浸したフィン２９に流す場合も有る。此の際、発熱は自動車程度に下がっても、冷却を止めれば、温度が上がって活性化する場合も有るので、永年に渡って無動力で冷却する機構は必要で有る。

１・・・炉心、２・・・圧力容器、４・・・放射能を遮る建屋、
５・・・外側の建屋、９・・・伝熱棒、１０・・・液体窒素の容器
１４・・・圧力封板装置、１６、２７・・・連結棒、２０、２６・・・フィルター
２２・・・高圧スプリンクラー、２３・・・ロケットエンジン、２８・・・海水

Claims

地震、海津波、山津波等で、原子力発電装置を急停止させる際、液体窒素を使って、脱電源、且つ手動も可能な手段で、炉の冷却と、建屋の爆発防止を同時に行う、原子力発電装置。