JP2818237B2 - 格納容器付きの原子力発電所および格納容器の圧力放出方法 - Google Patents

格納容器付きの原子力発電所および格納容器の圧力放出方法

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JP2818237B2 JP1506676A JP50667689A JP2818237B2 JP 2818237 B2 JP2818237 B2 JP 2818237B2 JP 1506676 A JP1506676 A JP 1506676A JP 50667689 A JP50667689 A JP 50667689A JP 2818237 B2 JP2818237 B2 JP 2818237B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放射性物質を封じ込めるための格納容器
と、この格納容器からフィルタを介して大気に通じてい
る放出流用の出口とを有している原子力発電所の圧力放
出方法に関する。更に本発明の対象はこの方法を利用す
る原子力発電所にある。
冒頭に述べた形式の原子力発電所は、例えばドイツ連
邦共和国特許出願第3637795.3号、同第3729501.2号およ
び同第3812893.4号明細書の対象である。その場合特
に、ヨードおよびエアゾールを捕捉するために砂利床フ
ィルタあるいはサンドフィルタ、およびヨード吸着フィ
ルタ又はベンチュリ洗浄器を後置した金属繊維フィルタ
が採用されている。これに対し本発明は、新たな方法お
よびそれに対応する装置によって安価な経費で対処でき
るようにすることを目的としている。特に圧力放出はも
ともとほとんど考えられない事故のときだけしか利用さ
れないので、そのフィルタの価格を決定づける構造寸法
を小さくしようとするものである。
本発明によれば、フィルタは特にヨードを吸着濾過す
るための硝酸銀層を持った分子フィルタを有し、この分
子フィルタが伝熱面を介して放出流によって加熱され、
放出流が金属繊維フィルタにより除湿され、放出流中に
含まれるエアロゾルが濾過され、次いで放出流が膨張に
よって乾燥され、乾燥済みの放出流が分子フィルタに直
接接触させられる。
本発明に基づく方法の別の実施態様は請求の範囲第2
項から第6項に記載されている。請求の範囲第7項から
第13項には本発明に基づく方法を利用するために特に良
好に適用される装置が記載されている。
例えば硝酸銀層を持った固有媒体加熱形の分子フィル
タは、前置された金属繊維フィルタおよび中間接続され
た絞りと組み合わせて、その他の能動的な加熱装置なし
に原子炉格納容器を放出する際にヨードを吸着濾過する
ために有利に採用でき、これによって元素ヨードを分離
するほかに受動的にオルガノヨードの濾過も達成できる
ことが確認された。
不燃性吸着フィルタの形をした分子フィルタによっ
て、洗浄液内におけるヨードの捕捉に影響を与える例え
ばCOのようなガス成分においてもヨードの捕捉は長時間
運転で実施できる。
分子フィルタの収納ないし加熱は、この場合ガス高圧
範囲の流入範囲において密閉室の中で行われるので、放
出流から分子フィルタへの直接的な熱伝達が達成され
る。この場合、分子フィルタ室が洗流されるか、又は/
および分子フィルタ内に設けられた伝熱管によって直接
加熱される。伝熱面に生じる凝縮液は凝縮液集合室中に
落下する。残存する微細な液滴は金属繊維フィルタ部分
においてエアロゾルと一緒に分離され、凝縮液集合室に
導かれる。エアロゾルを濾過した後、固定設定されるか
調節可能な絞りによって圧力の低下(即ち膨張)が行わ
れ、これによって放出流の乾燥が行われる。
放出流の絞りによって乾燥されたガスは、吸着フィル
タの連続的な適温処理と組み合わせて分子フィルタにお
ける有害な凝縮を回避し、これによって放出流において
ヨード吸着機構を保護する。露点間隔は好適には5℃で
あり、必要な温度レベルはその都度自動調節される。も
う1つの絞りを組み込むことによって圧力吸着運転(0.
5〜3バール)が調整されるので、ガス容積流の減少に
よって、分子フィルタの必要な量は50%まで減少され
る。放出流が容積を変動する際、数段階にわたって運転
圧力を滑り調整することによって、所望の分子フィルタ
の加熱が連続して保証される。
2〜10バールの全運転範囲において固定絞りによっ
て、臨界圧力降下に到達した際に、金属繊維フィルタお
よび分子フィルタ範囲の相応した運転圧力および加熱の
段階付けにより、容積流の制限が特に有利に達成され
る。
本発明に基づくフィルタ装置は前置され自由に放出可
能なベンチュリ洗浄器と組み合わせることもできるの
で、これによって補助的にエアロゾルおよびヨードの分
離が行われる。
フィルタ装置の機器はその小さな寸法のために格納容
器の中にも設置できる。
以下本発明を詳細に説明するために図面を参照して実
施例を説明する。この場合 第1図は本発明に基づく方法を実施するための装置を
持った本発明における原子力発電所の概略構成図、 第2図は分子フィルタおよび金属繊維フィルタが内部
に一緒に配置されている容器の断面図、 第3図は分子フィルタおよび金属繊維フィルタを持っ
た容器の異なった実施例の断面図、 第4図はベンチュリ洗浄器が内部に補助的に設けられ
ている分子フィルタおよび金属繊維フィルタを持った容
器の断面図、 第5図は本発明を実施するために主要な装置を持った
容器が格容器の中に組み込まれている原子力発電所の概
略構成図である。
第1図において簡略化のために原子力発電所は、好適
には鋼球の形に形成されている格納容器だけが示されて
いる。この格納容器は、故障の際に格納容器1の内部で
放出された放射性物質を捕捉する働きをする。原子炉は
任意の構造形式であり、特に水冷却形原子炉であり、そ
の冷却水は故障の際に格納容器1の内部圧力を増大す
る。
格納容器1が故障の際の過圧に対して即ち冷却水全部
が蒸発した場合に対して設計されているにも拘わらず、
更に、それ以上の圧力上昇を格納容器1の圧力放出によ
って受け止める必要がある。この目的のために放出口2
が設けられている。この放出口2には放出配管3が接続
されており、この放出配管3は直列接続されている2個
の遮蔽弁4、5を有している。矢印6によって示されて
いる放出流は放出配管3によって円筒状の容器10に導か
れる。この容器10は直径が例えば2mであり、高さが同様
に2mである。
容器10の中には硝酸銀層を持った分子フィルタ11が中
央範囲に配置され、これはカプセル12を備えている。カ
プセル12は伝熱面を形成している。容器10内に流入する
ガス・蒸気混合物は、それが容器10の底に接続されてい
る配管15を通って排出される前に、その伝熱面を介して
分子フィルタ11の加熱を行う。
配管15は直径が3mで高さが5mの第2の円筒状容器16に
通じている。図面から分かるように、水平の流入接続短
管15′は容器中心軸線において垂直に上向きに曲げられ
ている。そこに液滴分離用のデフレクタ17が設けられて
いる。更に液滴分離器として作用する金属繊維フィルタ
18があり、それに精密エアロゾルフィルタ19が後置され
ている。容器16の下側範囲を向いた案内胴20によって凝
縮液が下向きに案内される。その結果、凝縮液レベル21
が生じ、案内胴20はその中に漬かっている。
金属繊維フィルタ18により乾燥され精密エアロゾルフ
ィルタ19によってエアロゾルを濾過された空気・蒸気混
合物は、容器16から配管25を通して流出する。この配管
25は、調整弁27が並列接続されている絞り26を介して、
容器10内の分子フィルタ11のカプセル12の中に通じてい
る。膨張によって絞り26の背後で例えば80%の湿度に乾
燥された放出流はそこで分子フィルタ11に直接接触す
る。分子フィルタ11はカプセル12によってその都度の飽
和蒸気温度を例えば5℃超えた温度に加熱されるので、
そこで放射性物質として捕捉しなければならないヨード
の実際に完全な収着が行われる。エアロゾル捕捉に関す
る要求が小さい場合、フィルタ18、19を一緒にすること
もできる。
分子フィルタ11の清浄ガス側から放出配管30が絞り31
および破裂板32を介して煙突33従って大気に通じてい
る。絞り31は放出流を段階的に膨張する。これは、分子
フィルタ11が5バールと大気圧との間の浮動圧力で運転
されるように作用する。その場合臨界絞りによって流量
は、ヨードの収着にとって良好であるような一定値に維
持される。しかし容器16内の圧力は絞り26によって少な
くともカプセル12内の圧力の1.2倍の大きさにされてい
る。好適には容器16内の圧力は1.5〜2.5倍の大きさにさ
れている。
破裂板32は、容器10、16の内部組物が通常運転におい
て大気から遮断され、格納容器1の圧力放出を必要とす
る故障が生じる際にはじめて働くように作用する。破裂
板の代わりに過圧弁を用いることもできる。
第2図に示されている容器40の場合、高さは直径の2
倍以上の大きさをしている。その大きな空間内には、分
子フィルタ11が金属繊維フィルタ18と一緒に収容されて
いる。これら両フィルタ11、18は環状に形成され同心的
に配置されている。容器40はその下側部分に熱絶縁体41
を備えている。
分子フィルタ11はカプセル12に加えて設けられている
伝熱面として加熱管43を有している。この加熱管43はフ
ィルタ物質内を貫通して垂直に延びている。この加熱管
43を通って空気・ガス混合物が流れる。分子フィルタ11
の範囲における組物44によって空気・ガス混合物の上向
きの自由な流れが補助的に妨げられている。液滴分離器
19から出る放出流は溢流通路45を通してカプセル12に導
かれる。溢流通路45は環状通路の形に形成されている
か、あるいは場合によっては容器40の外側にも導かれる
複数の管から成っている。いずれの場合にもカプセル12
への入口の前に、分子フィルタ11に直接に接触する前に
膨張乾燥を行う絞り26′が設けられている。更に絞り2
6′は分子フィルタ11の環状横断面積に放出流を一様に
分配する働きをする。矢印30′によって示されている配
管30の接続は、熱絶縁体41を貫通する接続短管46で行わ
れる。
第3図における容器50の中にも分子フィルタ11、金属
繊維フィルタ18および液滴分離器19が一緒に配置されて
いる。この場合、分子フィルタ11のカプセル12は容器壁
51から分離して配置されているので、分子フィルタ11の
加熱はより急速に行われる。加熱管43は放出配管52によ
り中央組物53に通じている。この中央組物53は容器50の
上側部分において、環状に形成された液的分離器として
の金属繊維フィルタ18および精密フィルタ19が外側から
容器軸線の方向に向けて貫流されるように作用する。第
3図における容器の場合、絞26′を介して供給されるカ
プセル12が容器壁51に熱伝導接触していないので、熱絶
縁体は省略できる。
第4図における容器60の場合、下側部分に更にベンチ
ュリ洗浄器62が配置されている。その入口63は凝縮液レ
ベル21の下側に位置している。これによってエアロゾル
フィルタ18における主洗浄が行われる前に、放出流の予
備洗浄が達成される。
容器60の上側部分に、接続部66を介して給電される電
気式加熱体65が配置されている。加熱体65は矢印68によ
って示されているような蛇行ガス流を引き起こすフィン
67を備えている。加熱体65によって始動運転に対して補
助的な加熱が行える。更に、これによって場合によって
はベンチュリ洗浄器62の運転の際に生じる冷却作用が補
償される。
第5図における実施例の場合、容器10′、16′が格納
容器1の内部に配置されている。この場合、分子フィル
タ11の加熱は、矢印71、72によって示されているように
格納容器1の内部70から直接行われる。補助的にこの場
合容器10′の壁全体が分子フィルタ11の加熱用の伝熱面
として使用される。
放出配管3′に通じている出口2′はこの場合容器1
6′の底73に位置している。即ち格納容器の内圧が過圧
になった際に破裂板74が開くと、放出流は容器16′の中
に到達し、金属繊維フィルタ18および精密フィルタ19を
介して絞り26″付きの配管76を通して容器10′内の分子
フィルタ11のカプセル12の中に到達する。冒頭に述べた
ように圧力放出装置はおそらくは全く作動の必要がない
であろうが常に準備状態になければならないので、不活
性化のために、絞り31′付きの放出配管3′は弁78付き
の配管77を介して窒素が供給される。更に窒素圧力によ
り破裂板74を制御して開けることもできる。しかし、格
納容器1の内部70との接続によって容器10′、16′に作
用する外部過圧を減少するために、破裂板74を省略する
こともできる。

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】放射性物質を封じ込めるための格納容器
    と、この格納容器からフィルタを介して大気に通じてい
    る放出流用の出口とを有している原子力発電所の圧力放
    出方法において、前記フィルタがヨードを吸着濾過する
    ための硝酸銀層を持った分子フィルタ(11)を有し、こ
    の分子フィルタ(11)が伝熱面(12、43)を介して放出
    流によって加熱され、放出流が金属繊維フィルタ(18)
    により除湿され、放出流中に含まれるエアロゾルを濾過
    され、次いで放出流が膨張によって乾燥され、乾燥済み
    の放出流が分子フィルタ(11)に直接接触されることを
    特徴とする原子力発電所の圧力放出方法。
  2. 【請求項2】分子フィルタ(11)が5バールと大気圧と
    の間の浮動圧力によって運転されることを特徴とする請
    求の範囲1記載の方法。
  3. 【請求項3】金属繊維フィルタ(18)が分子フィルタ圧
    力の少なくとも1.2倍の圧力で運転されることを特徴と
    する請求の範囲1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】放出流が分子フィルタ(11)の背後の臨界
    絞り(26″)により分子フィルタの横断面において一定
    に分配されることを特徴とする請求の範囲1記載の方
    法。
  5. 【請求項5】放出流を乾燥するための膨張が絞り(26)
    によって調整されることを特徴とする請求の範囲1ない
    し4のいずれか1つに記載の方法。
  6. 【請求項6】放出流が格納容器(1)と大気との間で複
    数の段階(26、31)で膨張されることを特徴とする請求
    の範囲1ないし5のいずれか1つに記載の方法。
  7. 【請求項7】環状に形成された分子フィルタ(11)およ
    び金属繊維フィルタ(18)が円筒状容器(10、16)中に
    配置されていることを特徴とする請求の範囲1ないし6
    のいずれか1つに記載の方法を利用するための原子力発
    電所。
  8. 【請求項8】分子フィルタ及び金属繊維フィルタを収納
    する容器(10′、16′)が格納容器(1)の内部に配置
    されていることを特徴とする請求の範囲7記載の原子力
    発電所。
  9. 【請求項9】分子フィルタ(11)および金属繊維フィル
    タ(18)が共通の容器(40、50、60)の中に配置されて
    いることを特徴とする請求の範囲7又は8記載の原子力
    発電所。
  10. 【請求項10】分子フィルタあ及び金属繊維フィルタを
    収納する容器(40、50、60)の下側部分が、分子フィル
    タに供給されるガス・蒸気混合物から分離された凝縮液
    の集合室を形成していることを特徴とする請求の範囲9
    記載の原子力発電所。
  11. 【請求項11】分子フィルタ及び金属繊維フィルタを収
    納する容器(60)がベンチュリ洗浄器(62)を有してい
    ることを特徴とする請求の範囲10記載の原子力発電所。
  12. 【請求項12】分子フィルタ(11)に、放出流を一様に
    分配するための絞り(26′)が前置されていることを特
    徴とする請求の範囲7ないし10のいずれか1つに記載の
    原子力発電所。
  13. 【請求項13】分子フィルタ(11)付きの容器(60)が
    外部エネルギーによる加熱要素(65)を有していること
    を特徴とする請求の範囲7ないし12のいずれか1つに記
    載の原子力発電所。
JP1506676A 1988-05-09 1989-06-16 格納容器付きの原子力発電所および格納容器の圧力放出方法 Expired - Lifetime JP2818237B2 (ja)

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