JP2018189394A - 沸騰水型原子炉 - Google Patents
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Abstract
Description
タービン設備系統の線量の低減技術は、前述した遮蔽の他に、この窒素−16を含む窒素化合物のタービン設備系統への移行を遅らせる、もしくは防止することが考えられてきた。
この場合には、その窒素化合物をゼオライトや活性炭で吸着することで、できる限り窒素−16を含む窒素化合物を極力原子炉圧力容器内の留め、タービン設備系統への移行を防止し、タービン設備系統での線量の低減を図ることができる。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならは、原子炉圧力容器内で発生した蒸気を輸送する主蒸気管と、主蒸気管で輸送される蒸気の輸送系統に配置された、蒸気を透過し、窒素および窒素化合物の透過を抑制する放射化窒素除去フィルタと、放射化窒素除去フィルタを透過しなかった物質を、主蒸気配管又は原子炉圧力容器から取り出して処理する気体廃棄物処理設備とを備える。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下、本発明の第1の実施の形態例を、図1および図2を参照して参照して説明する。
図1に示す沸騰水型原子炉の構成について説明すると、原子炉圧力容器1内では、炉心2での核分裂反応によって生じた熱エネルギーで、炉水を沸騰させ蒸気を発生させる。炉心2で発生した蒸気は、炉心2の上部に設置された気水分離器(図示せず)とさらに上部に設置した蒸気乾燥器(図示せず)により、蒸気に含まれる液滴が除去され乾燥される。そして、乾燥された蒸気が、蒸気タービンに供給するため主蒸気管3に流入する。
図2に示すように、主蒸気管ヘッダ5のヘッダ出口接続部5aには、放射化窒素除去フィルタ6が配置される。したがって、ヘッダ出口接続部5aから蒸気配管33に供給される蒸気は、放射化窒素除去フィルタ6を通過する。
放射化窒素除去フィルタ6は、蒸気を透過し窒素化合物の透過を抑制するフィルタとしての機能を持つ。この放射化窒素除去フィルタ6が窒素化合物の透過を抑制することで、窒素化合物に含まれる窒素−16についても、放射化窒素除去フィルタ6で除去される。
湿分分離加熱器10の加熱源としては、主蒸気管ヘッダ5から加熱源取出し用配管34を介して取り出した蒸気が用いられる。
ここで、主蒸気管ヘッダ5の加熱源取出し用配管34の接続部についても、放射化窒素除去フィルタ6が配置されている。したがって、主蒸気管ヘッダ5から湿分分離加熱器10に加熱源として供給される蒸気についても、放射化窒素除去フィルタ6で窒素−16を含む窒素化合物が除去されたものになる。
低圧タービン11を出た蒸気は、復水器13で冷却水(一般的には海水)により冷やされ、水に戻る。冷却水は、循環水ポンプ15により復水器13に送られる。
例えばタービントリップ時には主蒸気止め弁7を急閉してタービンをオーバースピードから保護すると共に、タービンバイパス弁14を急開し、主蒸気管ヘッダ5の蒸気を復水器13に逃がすことで原子炉圧力容器1や主蒸気管3等の圧力が上昇することを防止する。また、主蒸気管ヘッダ5には、放射化窒素除去フィルタ6で透過させない気体(窒素−16を含む窒素化合物)が溜まることになるが、この気体は、タービンバイパス弁14を開くことで、タービンバイパス弁14を介して復水器13に排出される。
次に、本発明の第2の実施の形態例を、図3を参照して参照して説明する。この図3において、第1の実施の形態例で説明した図1および図2に対応する部分には同一符号を付し、重複説明は省略する。
図3に示す沸騰水型原子炉は、主蒸気管ヘッダ5の蒸気配管33への出口(ヘッダ出口接続部5a)に放射化窒素除去フィルタ6を取り付けると共に、主蒸気管ヘッダ5の加熱源取出し用配管34への出口に放射化窒素除去フィルタ6を取り付ける点は、第1の実施の形態例と同じである。
さらに、本実施の形態例では、主蒸気管ヘッダ5のタービンバイパス系29への出口にも、放射化窒素除去フィルタ6を取り付け、タービンバイパス系29にも窒素−16を含む窒素化合物が供給されないようにしている。
図3に示す沸騰水型原子炉のその他の箇所については、図1に示す沸騰水型原子炉と同様の構成とする。
次に、本発明の第3の実施の形態例を、図4を参照して参照して説明する。この図4において、第1および第2の実施の形態例で説明した図1〜図3に対応する部分には同一符号を付し、重複説明は省略する。
図4に示す沸騰水型原子炉は、主蒸気管3から主蒸気管ヘッダ5への入口である、ヘッダ入口接続部5bに、放射化窒素除去フィルタ6を取り付けている。そして、主蒸気管ヘッダ5の出口側には、放射化窒素除去フィルタ6が配置されない。すなわち、主蒸気管ヘッダ5からの出口である、蒸気配管33と、加熱源取出し用配管34と、タービンバイパス系29には、放射化窒素除去フィルタ6が配置されない構成になる。
図4に示す沸騰水型原子炉のその他の箇所については、図1に示す沸騰水型原子炉と同様の構成とする。
次に、本発明の第4の実施の形態例を、図5を参照して参照して説明する。この図5において、第1〜第3の実施の形態例で説明した図1〜図4に対応する部分には同一符号を付し、重複説明は省略する。
図5に示す沸騰水型原子炉は、原子炉圧力容器1の主蒸気管3への出口部3a(主蒸気管3の入口部)に、放射化窒素除去フィルタ6を配置する。そして、主蒸気管ヘッダ5には、放射化窒素除去フィルタ6が配置されない構成になる。
また、気体廃棄物処理ライン30の取り込み口を、原子炉圧力容器1の上部(運転中はほぼ蒸気のみが存在する部分)とし、窒素―16を含む窒素化合物、酸素、水素など放射化窒素除去フィルタ6を透過しなかった物質を気体廃棄物処理設備で処理させる。気体廃棄物処理ライン30に接続される気体廃棄物処理設備の構成は、第2の実施の形態例で説明した図3の例と同じであり、放射化窒素除去フィルタ6を透過しなかった物質が気体廃棄物処理設備で処理され、放射性物質を含まない気体が排気塔28から排出される。
図5に示す沸騰水型原子炉のその他の箇所については、図1に示す沸騰水型原子炉と同様の構成とする。
なお、上述した各実施の形態例で説明した構成は、それぞれ好適な一例を示したものであり、本発明は各図に示す構成に限定されるものではない。例えば、蒸気を透過し窒素化合物の透過を抑制する放射化窒素除去フィルタ6として、上述した実施の形態例では酸化グラフェン膜を使用したが、蒸気を透過し窒素化合物の透過を抑制するフィルタであれば、他の素材を使ったフィルタを使用してもよい。
Claims (8)
- 原子炉圧力容器内で発生した蒸気を輸送する主蒸気管と、
前記主蒸気管で輸送される蒸気の輸送系統に配置され、蒸気を透過し、窒素および窒素化合物の透過を抑制する放射化窒素除去フィルタと、
前記放射化窒素除去フィルタを透過しなかった物質を、前記主蒸気管又は前記原子炉圧力容器から取り出して処理する気体廃棄物処理設備と、を備える
沸騰水型原子炉。 - 前記主蒸気管により輸送される蒸気を復水器に導くタービンバイパス配管を備え、
前記タービンバイパス配管には、前記放射化窒素除去フィルタを透過していない蒸気を供給し、
前記気体廃棄物処理設備を前記復水器に接続するようにした
請求項1に記載の沸騰水型原子炉。 - 前記主蒸気管に取り付けられた主蒸気管ヘッダの出口に、前記放射化窒素除去フィルタを配置し、
前記タービンバイパス配管を、前記主蒸気管ヘッダから引き出すようにした
請求項2に記載の沸騰水型原子炉。 - 前記放射化窒素除去フィルタを、前記主蒸気管ヘッダから湿分分離加熱器の加熱源取出し用配管にも配置した
請求項3に記載の沸騰水型原子炉。 - 前記主蒸気管により輸送される蒸気を、前記放射化窒素除去フィルタを介して復水器に導くタービンバイパス配管を備える
請求項1に記載の沸騰水型原子炉。 - 前記主蒸気管に取り付けられた主蒸気管ヘッダの入口に、前記放射化窒素除去フィルタを配置し、
前記主蒸気管ヘッダの入口より上流の前記主蒸気管から取り出した前記物質を、前記気体廃棄物処理設備に供給するようにした
請求項1に記載の沸騰水型原子炉。 - 前記原子炉圧力容器に取り付けられた前記主蒸気管の入口に、前記放射化窒素除去フィルタを配置し、
前記主蒸気管とは別の気体廃棄物処理ラインの取り込み口を、前記原子炉圧力容器に設け、前記気体廃棄物処理ラインを介して取り出した前記物質を、前記気体廃棄物処理設備に供給するようにした
請求項1に記載の沸騰水型原子炉。 - 前記放射化窒素除去フィルタとして、酸化グラフェン膜を用いた
請求項1〜7のいずれか1項に記載の沸騰水型原子炉。
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