JP2017067557A - Reactor containment vessel cooling system and cooling method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、原子炉格納容器の冷却技術に関する。 Embodiments described herein relate generally to a reactor containment vessel cooling technique.
原子力発電所の津波対策設備には、発電所敷地内への津波浸水を防ぐ外郭防護設備と、発電所建屋内への津波浸水を防ぐ内郭防護設備などがある。
津波対策設備の強化のため、例えば外郭防護設備である防潮堤についてはその嵩上げ工事が行なわれ、また内郭防護設備である原子炉建屋の外壁扉や建屋配管貫通孔については水密化工事や止水対策工事がそれぞれ行なわれている。
Tsunami countermeasures at nuclear power plants include outer protective equipment that prevents tsunami inundation into the power plant site and inner protective equipment that prevents tsunami inundation into the power plant building.
To strengthen the tsunami countermeasures, for example, the seawalls that are the outer protection equipment are raised, and the outer wall doors of the reactor building and the building piping through-holes that are the inner protection equipment are watertight and closed. Water countermeasure work is being carried out.
また、原子炉建屋内に津波が浸水した場合に備えて、炉心冷却を維持するための動的機器(例えば、注水ポンプ)が設置された重要機器の設置区画に水密扉を設ける等、炉心冷却機能が喪失しないための対策がとられている。 In addition, in case of tsunami inundation in the reactor building, core cooling such as providing a watertight door in the installation area of important equipment where dynamic equipment (for example, water injection pump) to maintain core cooling is installed Measures are taken to prevent loss of function.
さらに、原子炉建屋内の動的機器による炉心冷却機能までもが喪失した場合に備えて、高台に設置した貯水槽から原子炉に注水する方法も検討されている。この方法は、原子炉圧力容器の外側底部に炉外冷却プールを設置して、動的機器による炉心冷却機能が喪失しした場合、貯水槽に予め貯留した水を炉外冷却プールに流入させて原子炉圧力容器を冷却することで炉心の溶融損傷を防止するものである。 In addition, a method for injecting water into a nuclear reactor from a water tank installed on a high ground is also being studied in case the core cooling function of the dynamic equipment in the reactor building is lost. In this method, when an out-of-core cooling pool is installed at the outer bottom of the reactor pressure vessel and the core cooling function by dynamic equipment is lost, the water stored in the water storage tank is allowed to flow into the out-of-core cooling pool. By cooling the reactor pressure vessel, melting damage of the core is prevented.
ところで、近年の大規模な津波を起因とする確率論的なリスク評価において、防潮堤を越波した津波による建屋敷地内への大量浸水、内郭防護設備の想定高さ以上の浸水経路を介した建屋内への浸水、並びに誤開放された原子炉建屋内の水密扉からの浸水発生など、大規模な津波が発生した場合、想定外の事態が発生する危険性が指摘されている。 By the way, in a probabilistic risk assessment caused by a large-scale tsunami in recent years, a large amount of water was flooded into the building site due to a tsunami that overwhelmed the seawall, and the inundation path was higher than the expected height of the inner protective equipment. It has been pointed out that there is a risk that an unexpected situation may occur if a large-scale tsunami occurs, such as flooding into a building or flooding from a watertight door in an accidentally opened reactor building.
このように事態が発生した場合、原子炉建屋の地下階から地上階がほぼ全て冠水するような、建屋内における止水対策の想定を超えた事態が発生して、原子炉建屋内の動的機器が全て機能喪失する可能性がある。 When such a situation occurs, a situation that exceeds the assumption of water stoppage countermeasures in the building, such as the flooding of the ground floor from the basement floor of the reactor building, has occurred. All devices can lose function.
この場合、原子炉建屋へのアクセスが究めて困難となり、原子炉建屋の外部に設置した貯水槽から炉心に冷却水を注水するとしても、注水のための配管つなぎこみ等の準備に時間を要し、さらには外部電源が喪失した状態では弁を開放できないおそれもある。また、貯水槽そのもの自体が津波により流失する事態も想定される。 In this case, access to the reactor building becomes difficult, and even if cooling water is injected into the reactor core from a water tank installed outside the reactor building, it takes time to prepare piping connection for water injection. Furthermore, there is a possibility that the valve cannot be opened when the external power source is lost. In addition, it is assumed that the water tank itself will be washed away by the tsunami.
炉心への注水が遅れれば、炉心の損傷が発生するおそれがあり、さらに原子炉格納容器内部への冷却が実施できなければ、溶融炉心による原子炉格納容器が破損して、大量の放射性物質が原子炉格納容器の外部へ放出されるおそれがある。このため、いずれかの時点で事故の進展を止める対策が必要となる。 If water injection into the reactor core is delayed, the reactor core may be damaged, and if the inside of the reactor containment vessel cannot be cooled, the reactor containment vessel will be damaged by the molten reactor core, and a large amount of radioactive material will be generated. There is a risk of being released outside the reactor containment vessel. For this reason, it is necessary to take measures to stop the progress of the accident at some point.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、人的補助がなくとも原子炉格納容器内に冷却水を注水できる原子炉格納容器の冷却技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a reactor containment vessel cooling technique capable of injecting cooling water into the reactor containment vessel without human assistance.
本発明の実施形態に係る原子炉格納容器の冷却システムにおいて、一方の開口端が原子炉格納容器の外部かつ原子炉建屋の内部に配置されて、この開口端から流入する海水を原子炉格納容器の内部に案内する注入配管系統と、前記注入配管系統に設けられて、前記原子炉格納容器の内部から前記一方の開口端への方向の前記海水の流動を規制する逆止弁と、炉心への給水を行う炉心冷却機器の設置区画内に設けられて、この設置区画内の浸水を検知する区画浸水検知センサと、前記原子炉格納容器の蒸気を排出するためのベント弁を迂回して設けられた迂回配管と、前記迂回配管に設けられて、前記区画浸水検知センサで浸水が検知されたときに開放される迂回弁と、を備える。 In the reactor containment vessel cooling system according to the embodiment of the present invention, one open end is disposed outside the reactor containment vessel and inside the reactor building, and seawater flowing from the open end is supplied to the reactor containment vessel. An injection piping system that guides the inside of the reactor, a check valve that is provided in the injection piping system and regulates the flow of the seawater in the direction from the inside of the reactor containment vessel to the one open end, and the core Provided in the installation section of the core cooling device for supplying water, bypassing the section inundation detection sensor for detecting inundation in the installation section and the vent valve for discharging the steam of the reactor containment vessel And a bypass valve that is provided in the bypass pipe and is opened when water is detected by the partition water detection sensor.
本発明の実施形態に係る原子炉格納容器の冷却方法において、一方の開口端が原子炉格納容器の外部かつ原子炉建屋の内部に配置された注入配管系統を用いて、この開口端から流入する海水を原子炉格納容器の内部に案内するステップと、前記注入配管系統の、前記原子炉格納容器の内部から前記一方の開口端への方向の前記海水の流動を規制するステップと、炉心への給水を行う炉心冷却機器の設置区画内に設けられた区画浸水検知センサで、この設置区画内の浸水を検知するステップと、前記原子炉格納容器の蒸気を排出するためのベント弁を迂回する迂回配管に設けられた迂回弁を、前記区画浸水検知センサで浸水が検知されたときに開放させるステップと、を含む。 In the reactor containment vessel cooling method according to the embodiment of the present invention, one open end flows from the open end using an injection piping system disposed outside the reactor containment vessel and inside the reactor building. Guiding the seawater into the reactor containment vessel; regulating the flow of the seawater in the direction from the interior of the reactor containment vessel to the one open end of the injection piping system; A step of detecting inundation in the installation section with a section inundation detection sensor provided in the installation section of the core cooling device for supplying water, and a detour for bypassing the vent valve for discharging the steam of the reactor containment vessel Opening a bypass valve provided in the pipe when water is detected by the section water detection sensor.
本発明の実施形態により、人的補助がなくとも原子炉格納容器内に冷却水を注水できる原子炉格納容器の冷却技術が提供される。 The embodiment of the present invention provides a cooling technique for a reactor containment vessel that can inject cooling water into the reactor containment vessel without human assistance.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は、第1実施形態に係る原子炉格納容器54の冷却システム10(以下、冷却システム10と省略する)が適用された原子力発電所50の構成図を示している。ここでは、沸騰水型原子力発電所(BWR)に適用する場合を例に説明する。なお、符号65は、原子炉建屋内における地上階のフロアの一部を示している。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a configuration diagram of a
まず、原子力発電所50における一般的な津波対策の設備について説明する。
原子力発電所50は、地震により津波が発生した際に原子炉建屋51方向への津波の進行を防止するため原子炉建屋51外に設けられた防潮堤52と、海水の侵入を防止するため原子炉建屋51に設けられた外壁水密扉53と、を備えている。
First, a general tsunami countermeasure facility in the
The
原子炉建屋51には、冷却ポンプ58を内部に備えた炉心冷却機器設置区画57が設けられている。冷却ポンプ58は、地震により冷却水の循環系塔が損傷した場合や建屋内に津波が浸水した場合などの緊急時に、炉心冷却用配管59を介して冷却水を原子炉圧力容器56に注入して炉心冷却を維持するための炉心冷却用機器である。炉心冷却機器設置区画57の入口には、区画内部への浸水を防止するための区画水密扉60が設置されている。
The
ベント配管61は、一方の開放端は原子炉格納容器54の内部で開放されており、格納容器内部の蒸気を建屋外部に設置された排気塔64まで案内する配管である。なお、フィルタ設備63は、粒子状の放射性物質(セシウムなど)を吸着する吸着フィルタを有している。このフィルタ設備63は、ベント配管61により排気塔64まで案内される蒸気の排出ライン上に設置されて、排出される蒸気内に含まれる放射性物質を吸着除去する。
The
ベント弁62は、ベント配管61に設けられている。このベント弁62は、通常時は閉止されており、緊急時に保安員の操作により閉状態から開放される。ベント弁62が開放されることで、格納容器内部の蒸気が排気塔64から外部に排出されて、原子炉格納容器54の内部が減圧される。
The
このように、一般的な原子力発電所50では、緊急時において、ベント弁62を開放して原子炉格納容器54内の減圧を行い、冷却ポンプ58から冷却水を原子炉圧力容器56に注水することで冷却機能を維持する。
Thus, in a general
一方、本実施形態に係る冷却システム10は、津波を起因とする原子炉建屋51への大量浸水により動的な炉心冷却機器(冷却ポンプ58)による冷却機能を喪失して、炉心損傷を引き起こす苛酷事故が発生するおそれが有る場合に、人的補助を必要とすること無く、原子炉格納容器54の減圧及び格納容器内への海水注入を行って、原子炉格納容器54の内部を冷却するシステムである。
On the other hand, the
第1実施形態に係る冷却システム10は、注入配管系統11、区画浸水検知センサ14、迂回配管15、迂回弁16を備えている。
The
注入配管系統11は、一方の開放端(海水の流入口27)が原子炉格納容器54の外部かつ原子炉建屋51の内部に配置されて、原子炉格納容器54に向かって延設される。そして、原子炉格納容器54の内部に貫通、挿入されて、他方の開放端(海水の流出口28)はペデスタル55の下部に開放される。
In the injection piping system 11, one open end (seawater inlet 27) is disposed outside the
一方の開放端(流入口27)は、他方の開放端(流出口28)よりも高い位置に配置されており、注入配管系統11内に流入した海水は配管内部を流動して原子炉格納容器54の内部に案内される。なお、一方の開放端(流入口27)は、原子炉建屋51が大量浸水した際に海水が滞留しやすい場所に配置することが望ましく、例えば図1に示すように地上階フロア65付近に配置される。
One open end (inlet 27) is disposed at a position higher than the other open end (outlet 28), and seawater that has flowed into the injection piping system 11 flows through the inside of the piping and enters the reactor containment vessel. 54 is guided inside. One open end (inlet 27) is preferably arranged in a place where seawater tends to stay when the
注入配管系統11は、逆止弁12、第1注入弁13を備えている。逆止弁12、第1注入弁13はともに、原子炉格納容器54の外部に設けられる。なお、図1は、逆止弁12及び第1注入弁13の配置の一例を示したものであり、これらの弁の配置は図1に示す位置に限定されるものでは無い。
The injection piping system 11 includes a
逆止弁12は、海水が原子炉格納容器54の内部から注入配管系統11の流入口27への方向に流動することを規制する弁である。海水が原子炉格納容器54の内部方向に流動するときのみ逆止弁12が開放されることで、格納容器雰囲気と外気とが連通することが無いため、格納容器内の放射性物質を含む蒸気が原子炉格納容器54の外部に放出されることが防止される。
The
第1注入弁13は、注入配管系統11の内部を流動する海水の水頭により開放される弁である。第1注入弁13により、海水が配管内を流動するときのみ注入配管系統11は開通されるため、逆止弁12を設ける効果と同様に、格納容器内の放射性物質を含む蒸気が原子炉格納容器54の外部に放出されることが防止される。
The
堰17は、海水が流入させる注入配管系統11の開口端の周囲を覆うように形成されて、海水を内部に保持する。津波が引き始めると、建屋内部に浸水していた海水は急速に建屋外に引き始めることになるが、堰17により内部に海水が一定時間保持される。このため、津波が引いた場合に急激な注水量の低下を抑制することができる。
The
区画浸水検知センサ14は、炉心冷却機器設置区画57内の浸水を検知する浸水検知用のセンサであり、炉心冷却機器設置区画57内に設置される。区画浸水検知センサ14は、炉心冷却機器設置区画57内の浸水が検知されたときに、浸水検知信号sを迂回弁16に送信する。
The compartment
なお、区画浸水検知センサ14の水平方向の周囲は、水平方向からの水の飛散を防止するための壁で覆われることが望ましい。区画浸水検知センサ14の周囲に壁を設けることで、配管破断等の津波による浸水以外の事象でセンサが駆動することが防止される。
In addition, it is desirable that the periphery in the horizontal direction of the compartment water
迂回配管15は、原子炉格納容器54の蒸気を排出するためのベント弁62を迂回して設けられた配管である。
The
迂回弁16は、迂回配管15に設けられており、区画浸水検知センサ14で浸水が検知されたときに開放される。具体的には、迂回弁16は常時励磁されて閉止されており、区画浸水検知センサ14から浸水検知信号sを受信した際に励磁が切られて開放される。
The
迂回弁16が開放されることで、原子炉格納容器54内の蒸気は迂回配管15及びベント配管61を介して外部に排出され、原子炉格納容器54の内部が減圧される。
By opening the
図2を用いて本実施形態に係る冷却システム10における冷却動作を説明する。ここでは、原子炉建屋51に流入した津波により建屋内部が大量に浸水し、さらには炉心冷却機器設置区画57も浸水して冷却ポンプ58が駆動不可となった場合について検討する。
The cooling operation in the
炉心冷却機器設置区画57の内部が浸水すると、区画浸水検知センサ14がこの区画内の浸水を検知して、浸水検知信号sを迂回弁16に出力される。そして、迂回弁16は、浸水検知信号sを受信すると開放される。迂回弁16が開放されると、原子炉格納容器54内の蒸気が迂回配管15を介して外部に排出される。これにより、原子炉格納容器54の内部が減圧される。
When the inside of the core cooling
一方、建屋内部が大量に浸水することで、地上階フロア65に大量の海水が滞留する。この海水は、流入口27から注入配管系統11の内部に流入する。海水が流入して原子炉格納容器54の内部方向に海水が流動する場合、逆止弁12による規制は働かずに通流する。
On the other hand, a large amount of seawater stays on the
さらに、流動する海水の水頭により第1注入弁13が開放されて、海水がペデスタル55の下部に案内される。これにより、原子炉格納容器54内が海水により冷却される。
Further, the
また、堰17により内部に海水が一定時間保持されるため、津波が引いた場合に急激な注水量の低下が抑制される。
In addition, since the seawater is held inside by the
このように、建屋内の浸水時に、ベント弁62を迂回して設けた迂回弁16により原子炉格納容器54の減圧を行う一方、建屋内に開口端を有する注入配管系統11から浸水により発生した海水を原子炉格納容器54内に注水する。
As described above, when the inside of the building is inundated, the
これにより、原子炉建屋51内への大量浸水による動的な冷却機器の機能喪失で炉心損傷事象が発生した場合であっても、原子炉格納容器54への冷却水の注入ライン並びに圧力排出ラインが確立されるため、原子炉格納容器54の冷却を行うことができる。海水の注水は全て人的補助を必要とせず実施されるため、大津波により建屋内作業員が退避した後の無人状態でも原子炉格納容器54の冷却ができる。
As a result, even if a core damage event occurs due to the loss of the function of the dynamic cooling equipment due to the large amount of water in the
また、原子炉格納容器54への海水注入は、地上階フロア65付近に海水が残留している期間、即ち、津波により原子炉建屋51へのアクセスが困難な期間継続される。
In addition, seawater injection into the
さらに、逆止弁12及び第1注入弁13により、原子炉格納容器54の内外が連通することがないため、原子炉格納容器54内からの放射性物質の放出が防止される。
Further, since the inside and outside of the
さらに、津波により浸水した海水を水源として用いるため、原子炉建屋51の外部に屋外プールなどの水源が不要であるため、津波による水源流失の危険性はなく、海水の流入口27が原子炉建屋51の内部に設けられているため、漂流物による損傷の可能性が低減される。
Furthermore, since seawater flooded by the tsunami is used as a water source, there is no need for a water source such as an outdoor pool outside the
図3は、第1実施形態に係る原子炉格納容器54の冷却システム10の変形例を示している。ここでは、緊急時に原子炉格納容器54の下部に冷却水を供給するためのペデスタル下部注水配管66が既設されているものとする。逆止弁67は、冷却水が原子炉格納容器54の内部から原子炉建屋51の外部方向に流動することを規制する弁である。
FIG. 3 shows a modification of the
本変形例では、注入配管系統11の他方の開放端(海水の流出側)がペデスタル下部注水配管66に接続される。流入口27から流入した海水は、注入配管系統11及びペデスタル下部注水配管66を介して原子炉格納容器54の内部に案内される。
In this modification, the other open end (seawater outflow side) of the injection piping system 11 is connected to the pedestal lower water injection piping 66. Seawater flowing in from the
既設のペデスタル下部注水配管66を用いて海水を原子炉格納容器54の内部に導くことで、原子炉格納容器54に余分な配管用の貫通孔を開けることなく、原子炉格納容器54の冷却を実施することができる。
By introducing seawater into the
図4は、第1実施形態に係る原子炉格納容器54の冷却システム10の変形例を示している。
FIG. 4 shows a modification of the
本変形例では、注入配管系統11の海水の流入口27をU字管構造としている。流入口27をU字管構造とすることで、原子炉建屋51に浸水した津波が引いた後、流入口27が外気に露出した場合であっても、U字管内に貯留した海水により原子炉格納容器54の内外を隔てることができる。
In this modification, the
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態に係る原子炉格納容器54の冷却システム10の構成図を示している。なお、図5において第1実施形態(図1)と共通の構成または機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 shows a configuration diagram of the
第2実施形態が第1実施形態と異なる点は、原子炉格納容器54の内部に水貯留槽18をさらに設ける点にある。
The second embodiment is different from the first embodiment in that a
水貯留槽18は、原子炉格納容器54の内部で上部が開放されて設けられており、貯留槽の下方に注入配管系統11の他方の開放端(海水の流出口28)が挿入されている。
The
注入配管系統11の流入口27から流入した海水は、流出口28から水貯留槽18に注入される。そして、開放している水貯留槽18の上部まで水位が上昇すると、海水は原子炉格納容器54の内部にオーバーフローして、原子炉格納容器54の床面を冠水する。
Seawater that flows in from the
そして、津波が引き、建屋内水位が低下して注入配管系統11の流入口27が気相中に露出した場合でも、注入配管系統11の流出口28は水貯留槽18の水中に保持される。このため、格納容器の内外が水貯留槽18の貯留水で隔離される。
And even if a tsunami pulls and the water level in a building falls and the
したがって、原子炉格納容器54の内外が連通することがないため、原子炉格納容器54内からの放射性物質の放出がより確実に防止される。また、水貯留槽18を格納容器内に設置するため、容器内を気密化する必要がなく、設置構成を簡素化できる。
Therefore, since the inside and outside of the
図6は、第2実施形態に係る原子炉格納容器54の冷却システム10の変形例を示している。
FIG. 6 shows a modification of the
本変形例では、注入配管系統11にサイフォン構造を有する下部注入配管19をさらに設ける。下部注入配管19は、一方の開放端を水貯留槽18の下部に挿入して、他方の開放端をペデスタル55の下部で開放されており、水貯留槽18の内部に貯留する海水をペデスタル55の下方に案内する。
In the present modification, the injection piping system 11 is further provided with a lower injection piping 19 having a siphon structure. The lower injection pipe 19 has one open end inserted into the lower part of the
水貯留槽内の海水が、下部注入配管19を介してペデスタル55の下方に案内されることで、炉心溶融物が存在する可能性が高い原子炉圧力容器56の下方への注水を優先して行うことができるため、より確実に炉心溶融物を冷却することができる。
The seawater in the water storage tank is guided below the
(第3実施形態)
図7は、第3実施形態に係る原子炉格納容器54の冷却システム10の構成図を示している。なお、図7において第2実施形態(図5)と共通の構成または機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a configuration diagram of the
第3実施形態が第2実施形態と異なる点は、配管浸水検知センサ20と、第2注入弁21と、をさらに備える点にある。
The third embodiment is different from the second embodiment in that a pipe intrusion detection sensor 20 and a
配管浸水検知センサ20は、海水を流入させる注入配管系統11の近傍に配置されており、注入配管系統11の浸水を検知するセンサである。そして、注入配管系統11の浸水を検知されたときに配管浸水検知信号tを第2注入弁21に送信する。
The pipe flooding detection sensor 20 is a sensor that is disposed in the vicinity of the injection piping system 11 through which seawater flows, and detects the flooding of the injection piping system 11. Then, a pipe flood detection signal t is transmitted to the
また、区画浸水検知センサ14は、炉心冷却機器設置区画57内の浸水が検知されたときに、浸水検知信号sを迂回弁16とともに第2注入弁21に送信する。
Further, the section
第2注入弁21は、原子炉格納容器54の外部で注入配管系統11に設けられており、区画浸水検知センサ14で浸水が検知され、かつ配管浸水検知センサ20で浸水が検知されたときに開放される。具体的には、第2注入弁21は常時励磁されて閉止されており、区画浸水検知センサ14から浸水検知信号sを受信して、かつ配管浸水検知センサ20から配管浸水検知信号tを受信したときに際に励磁が切られて開放される。
The
第2注入弁21が開放されると、注入配管系統11から流入した海水は格納容器内に案内される。一方、浸水検知信号sを受信した迂回弁16が開放されて、格納容器内の減圧が行われる。
When the
このように、配管浸水検知センサ20で注入配管系統11の浸水が検知され、冷却系統機器設置区画センサと注入配管系統11の浸水が検知されたときに第2注入弁21を開放することで、建屋内が大量に浸水したことが確実に検知されたときに原子炉格納容器54の冷却動作を実行できる。
In this way, when the inundation of the injection piping system 11 is detected by the piping intrusion detection sensor 20, and the infiltration of the cooling system equipment installation section sensor and the injection piping system 11 is detected, the
(第4実施形態)
図8は、第3実施形態に係る原子炉格納容器54の冷却システム10の構成図を示している。なお、図8において第1実施形態(図1)と共通の構成または機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows a configuration diagram of the
第4実施形態が第1実施形態と異なる点は、注入配管系統11を、第1注入配管23と、水密用容器24と、第2注入配管25と、で構成した点にある。なお、図8は、水密用容器24を原子炉格納容器54の外部に配置する構成を示しており、図9は、水密用容器24を原子炉格納容器54の内部に配置する構成を示している。
The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the injection piping system 11 includes a first injection piping 23, a
水密用容器24は、第1注入配管23に流入した海水を一時的に貯留する容器であり、放射性物質の外部への拡散を防止するため内部が密閉されている。
The
第1注入配管23は、一方の開放端が原子炉格納容器54の外部に配置されており、他方の開放端が水密用容器24の下方に挿入されている。第1注入配管23に流入した海水は、水密用容器24に貯留される。
One open end of the
第2注入配管25は、一方の開口端が水密用容器24の上部に接続されており、他方の開口端が原子炉格納容器54の下部で開放される。水密用容器24の水位が上昇して、水密用容器24と第2注入配管25との接続口まで達した海水は、第2注入配管25を介して原子炉格納容器54の下部に案内される。なお、逆止弁26は、格納容器の内外の連通を防止するため第2注入配管25に設けられている。
The
津波が引き、建屋内水位が低下して第1注入配管23の流入口27が気相中に露出した場合でも、第1注入配管23の流出口は水貯留槽18の水中に保持されこととなるため、格納容器の内外が水密用容器24の貯留水で隔離される。
Even when a tsunami pulls and the water level in the building falls and the
このように、海水を流入させる注入配管を第1注入配管23、第2注入配管25に分離して、その間に水密用容器24を設けることで、原子炉格納容器54内の雰囲気ガスが注入配管を介して放出されることを確実に防止することができる。
In this way, the injection pipe through which seawater flows is separated into the
図10は、第4実施形態に係る冷却システム10の変形例を示す構成図である。ここでは、図3で示した実施形態と同様に、緊急時に原子炉格納容器54の下部に冷却水を供給するためのペデスタル下部注水配管66が既設されているものとする。
FIG. 10 is a configuration diagram illustrating a modification of the
本変形例では、水密用容器24は原子炉格納容器54の外部に設けられており、第2注入配管25の他方の開放端がペデスタル下部注水配管66に接続されている。第1注入配管23の流入口27から流入した海水は、注入配管系統11及びペデスタル下部注水配管66を介して原子炉格納容器54の内部に案内される。
In this modification, the
このように、既設のペデスタル下部注水配管66を用いて海水を原子炉格納容器54の内部に導くことで、原子炉格納容器54に余分な配管用の貫通孔を開けることなく、原子炉格納容器54の冷却を実施することができる。
In this way, by introducing seawater into the
以上述べた各実施形態の原子炉格納容器の冷却システムによれば、浸水時にベント弁を迂回して設けた迂回弁により原子炉格納容器の減圧を行う一方、建屋内に開口端を有する注水配管系統から浸水により発生した海水を原子炉格納容器内に注水することで、津波の発生により建屋内が大量浸水して人の立ち入りが困難となる状況でも、人的補助なしに原子炉格納容器内に冷却水を注水できる。 According to the reactor containment vessel cooling system of each embodiment described above, the reactor containment vessel is depressurized by a bypass valve that bypasses the vent valve during flooding, while the water injection pipe having an open end in the building Injecting seawater generated by inundation from the grid into the reactor containment vessel makes it difficult for people to enter the reactor containment vessel without human assistance even in the situation where a large amount of water is flooded in the building due to the tsunami. Cooling water can be poured into
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。例えば、第1実施形態(図1)から第4実施形態(図10)までの構成を組み合わせることも可能である。また、沸騰水型原子力発電所に適用する場合を例として示したが、本実施形態を加圧水型原子力発電所(PWR)に適用することも可能である。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof. For example, the configurations from the first embodiment (FIG. 1) to the fourth embodiment (FIG. 10) can be combined. Moreover, although the case where it applied to a boiling water nuclear power plant was shown as an example, this embodiment can also be applied to a pressurized water nuclear power plant (PWR).
10…原子炉格納容器の冷却システム、11…注入配管系統、12…逆止弁、13…第1注入弁、14…区画内浸水検知センサ、15…迂回配管、16…迂回弁、17…堰、18…水貯留容器、19…下部注入配管、20…配管浸水検知センサ、21…第2注入弁、23…第1注入配管、24…水密用容器、25…第2注入配管、26…逆止弁、27…流入口、28…流出口、50…原子力発電所、51…原子炉建屋、52…防潮堤、53…外壁水密扉、54…原子炉格納容器、55…ペデスタル、56…原子炉圧力容器、57…炉心冷却機器の設置区画、58…冷却ポンプ(炉心冷却機器)、59…炉心冷却用配管、60…区画水密扉、61…ベント配管、62…ベント弁、63…フィルタ設備、64…排気塔、65…建屋フロア、66…ペデスタル下部注水配管、67…逆止弁、s…区画内浸水検知信号、t…注入配管浸水検知信号。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記注入配管系統に設けられて、前記原子炉格納容器の内部から前記一方の開口端への方向の前記海水の流動を規制する逆止弁と、
炉心への給水を行う炉心冷却機器の設置区画内に設けられて、この設置区画内の浸水を検知する区画浸水検知センサと、
前記原子炉格納容器の蒸気を排出するためのベント弁を迂回して設けられた迂回配管と、
前記迂回配管に設けられて、前記区画浸水検知センサで浸水が検知されたときに開放される迂回弁と、を備えることを特徴とする原子炉格納容器の冷却システム。 One open end is disposed outside the reactor containment vessel and inside the reactor building, and an injection piping system that guides the seawater flowing from the open end to the inside of the reactor containment vessel,
A check valve provided in the injection piping system for regulating the flow of the seawater in the direction from the inside of the reactor containment vessel to the one open end;
A section inundation detection sensor that is provided in an installation section of core cooling equipment that supplies water to the core and detects inundation in the installation section;
A bypass pipe provided to bypass a vent valve for discharging the steam of the reactor containment vessel;
A reactor containment vessel cooling system, comprising: a bypass valve provided in the bypass pipe and opened when water is detected by the compartment water detection sensor.
前記一方の開口端側に設けられる第1注入配管と、
前記第1注入配管に接続され、前記一方の開口端から流入させた前記海水を貯留する水密用容器と、
前記水密用容器の上部に接続されて、前記水密用容器に貯留された前記海水を前記原子炉格納容器の内部に案内する第2注入配管と、を備えて、
前記逆止弁は、前記水密用容器の内部から前記一方の開口端への方向の前記海水の流動を規制するように前記第1注入配管の途中に設けられることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の原子炉格納容器の冷却システム。 The injection piping system is
A first injection pipe provided on the one opening end side;
A watertight container connected to the first injection pipe and storing the seawater introduced from the one open end;
A second injection pipe connected to the upper part of the watertight vessel and guiding the seawater stored in the watertight vessel to the inside of the reactor containment vessel,
The check valve is provided in the middle of the first injection pipe so as to regulate the flow of the seawater in the direction from the inside of the watertight container to the one open end. The reactor containment vessel cooling system according to claim 4.
前記第2注入配管は、他方の開放端が前記原子炉格納容器の内部に給水するためのペデスタル下部注水配管に接続されて、このペデスタル下部注水配管を介して貯留された前記海水を前記原子炉格納容器の内部に案内することを特徴とする請求項5に記載の原子炉格納容器の冷却システム。 The watertight vessel is provided outside the reactor containment vessel,
In the second injection pipe, the other open end is connected to a pedestal lower water injection pipe for supplying water into the reactor containment vessel, and the seawater stored through the pedestal lower water injection pipe is supplied to the reactor. The reactor containment vessel cooling system according to claim 5, wherein the reactor vessel is guided to the inside of the containment vessel.
前記注入配管系統に設けられて、前記区画浸水検知センサで浸水が検知されかつ注入配管浸水検知センサで浸水が検知されたときに開放される第2注入弁と、をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の原子炉格納容器の冷却システム。 An infusion pipe inundation detection sensor that is disposed in the vicinity of the infusion pipe system for flowing in the seawater and detects inundation of the infusion pipe system;
A second injection valve provided in the injection piping system and opened when the inundation detection sensor detects inundation and the infusion piping infiltration detection sensor detects inundation; The reactor containment vessel cooling system according to any one of claims 1 to 7.
前記注入配管系統の、前記原子炉格納容器の内部から前記一方の開口端への方向の前記海水の流動を規制するステップと、
炉心への給水を行う炉心冷却機器の設置区画内に設けられた区画浸水検知センサで、この設置区画内の浸水を検知するステップと、
前記原子炉格納容器の蒸気を排出するためのベント弁を迂回する迂回配管に設けられた迂回弁を、前記区画浸水検知センサで浸水が検知されたときに開放させるステップと、を含むことを特徴とする原子炉格納容器の冷却方法。 A step of guiding the seawater flowing from the open end to the inside of the reactor containment vessel using an injection piping system in which one open end is arranged outside the reactor containment vessel and inside the reactor building;
Regulating the flow of the seawater in the direction from the inside of the reactor containment vessel to the one open end of the injection piping system;
A step of detecting inundation in the installation section with a section inundation detection sensor provided in the installation section of the core cooling device for supplying water to the core; and
Opening a bypass valve provided in a bypass pipe that bypasses a vent valve for discharging the steam of the containment vessel when the inundation is detected by the compartment inundation detection sensor. Reactor containment vessel cooling method.
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