JP2868531B2

JP2868531B2 - 格納容器付の原子力原動所

Info

Publication number: JP2868531B2
Application number: JP1092783A
Authority: JP
Inventors: ベルント、エカルト
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-04-18
Filing date: 1989-04-12
Publication date: 1999-03-10
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: ES2046361T3; SU1718740A3; DE58905933D1; JPH0213897A; EP0338324A3; UA7037A1; EP0338324A2; US5017331A; EP0338324B1

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の属する技術分野〕本発明は、格納容器付の原子力発電所に関する。

〔従来の技術〕

放射能キャリア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る過圧防護用
としての圧力放出系とを持ち、そのフィルタが洗浄液が
入っている容器内のベンチュリ形洗浄器と、繊維フィル
タと、液滴分離器とを有し、前記容器がその上側面に煙
突に通じる放出口を有しているような格納容器付の原子
力発電所は、既にドイツ連邦共和国特許出願公開第3637
795号（特開昭63−124991）および同第3709471号（特開
昭63−253295）公報で提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、ベンチュリ形洗浄器および繊維フィ
ルタを特別に形成し配置することによって、格納容器の
圧力放出性能を改良することにある。殊に構造経費を低
減し利用される機器の大きさを小さくした上で、放射能
捕捉力を増大しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によればこの目的は、ベンチュリ形洗浄器の出
口が洗浄液レベルの上側に位置し、そこに液滴を分離す
る衝突板を備えており、放出口に前置接続された繊維フ
ィルタが金属繊維フィルタであり、このフィルタが10〜
20mmの厚みの少なくとも二つの金属繊維層を有し、その
第１の金属繊維層が湿気分離器として８〜20μｍの繊維
太さを有し、第２の金属繊維層がエーロゾル分離器とし
て２〜７μｍの繊維太さを有していることによって達成
される。

その場合、本発明の一つの実施態様によれば、流れ方
向においてエーロゾル分離器の下流に、繊維太さが８〜
20μｍで厚みが５〜10mmのドレーン金属繊維層が配置さ
れる。

本発明の他の有利な実施態様は特許請求の範囲の実施
態様項に記載されている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、簡単に即ち経費をかけずに、受動的
に作動するベンチュリ装置およびそれに直接後置接続さ
れた除湿用の厚い金属繊維要素により、圧力放出の際に
生ずるガス・蒸気流（放出流）は、特にコンパクトな構
造において、エーロゾルが99％以上の効率でヨードが99
％以上の効率で分離され浄化される。

放出流は作動圧力として使用する過圧によって格納容
器からベンチュリの中に導入され、ベンチュリにはその
高速範囲において洗浄液が受動的に供給される。その場
合非常に効果的なエーロゾルの捕捉が行える50m/sec以
上の速度範囲で運転しなければならない。50m/sec以下
の小さなガス流量の場合、エーロゾルの分離能力は低下
し、90〜95％の捕捉しか行えない。従って洗浄液の液滴
を連行しかつ残留エーロゾルを含むガス流は、厚い精密
繊維フィルタマットにおいて除湿され浄化される。ベン
チュリと厚い繊維フィルタの複合装置は、特に流量が小
さい場合に低減したベンチュリ分離能力がフィルタ内滞
在時間の延長およびそれに伴う100以上の除染係数の高
いフィルタ作用の達成によって十分に補償されるよう
に、作用する。これによって追加的な出力調査を行うこ
となしに、99％以上の一定した高いエーロゾル分離効率
が達成される。

ヨードの分離効率を向上するために、平面あるいは円
形ベンチュリを使用して、のど部内径の２倍以上の間隔
を隔てて第２の洗浄液入口部が設けられる。その範囲に
おいてのど部内径は有利に５〜20％拡大される。この第
２のベンチュリ段によって、２倍に増大した洗浄液の連
行およびこれに伴ってヨード吸収に対する２倍に増大し
た物質交換面積が得られ、このことは特に短いベンチュ
リ内滞在時間において重要なことである。従ってこの本
発明に基づく形状は、洗浄液レベルと無関係であるとい
う利点を有する。

連続的にヨードを捕捉するために、洗浄液はアルカリ
化されるか、還元剤が添加される。

極端に小さな負荷（例えば定格流量の20％）の場合、
第２のベンチュリ段を通して液滴を戻すことによって、
追加的な洗浄液の循環が生ずる。この運転方式によっ
て、ベンチュリ端からの低減した洗浄液の吐き出しを補
償するために、ベンチュリ内自体での洗浄液循環と交換
が行われる。

更にこれによって放出流（吹出し運転）による洗浄液
レベルの上昇は生じないので、自由な放出が行えるとい
う利点がある。洗浄液を分離するために、ベンチュリに
衝突板が後置接続される。厚い金属繊維フィルタは好ま
しくは繊維直径が２〜20μｍの範囲にある厚い平面フィ
ルタあるいはフィルタカートリッジとして形成される。
金属繊維は金属フレームの中に挟み込み、あるいはフレ
ームを作成するための成形型内に金属繊維をセットして
成形型内に金属を注入することにより注型フレームと金
属繊維とを一体化する金属の注型によって設けられる。

ガス流に連行された洗浄液の液滴の精密分離するため
に、好ましくは重力式液滴分離要素が、フィルタに一体
にされるか、フィルタ通路の端部に設置される。分離し
た液体は更に、エーロゾルをフィルタから洗浄液の中に
連続的に戻すために用いられる。その場合始動の際にお
ける過度の凝縮を阻止するために、洗浄液を有利に予熱
することもできる。

ベンチュリ・洗浄液装置の高さが低くて済むことによ
り、このユニットは内圧荷重に関して最適な横形円筒状
圧力容器の中に収納することができる。更に圧力容器の
半分の高さ（ほぼベンチュリ上縁）の範囲において流入
凝縮する蒸気によって始動および洗浄液の予熱を行う場
合、大きな面積が得られ、従って僅かしか液体レベルが
上昇しないという利点が得られる。液体レベルはベンチ
ュリスリットの上側の近くまで低下できるので、洗浄液
の調整は24時間以上の運転経過後においてはじめて必要
となる。洗浄液内においてベンチュリを幾分異なった深
さで配置することによって、ベンチュリの部分負荷運転
は一層改善される。

金属繊維フィルタは好ましくは対を成して配置されか
つ互いに向き合って支持される。これによって、金属繊
維フィルタ対の一方の金属繊維フィルタ部分を貫流する
ガス流と、金属繊維フィルタ対の他方の金属繊維フィル
タ部分を貫流するガス流とが両金属繊維フィルタ部分の
間に形成された内側室内で衝突し、その結果両ガス流の
流れ力は互いに打ち消し合って取除かれる。このように
して連続的あるいは瞬間的に生ずるガス流の流れ力によ
る荷重が取除かれる。フィルタカートリッジの配置は好
ましくは水平に液滴分離器を直接後置接続して行われ
る。

ベンチュリ・フィルタ装置は、格納容器の遮断弁ある
いは破裂板が開くことによって運転開始される。特に低
圧格納容器に対して、必要な駆動圧が03バール以下のこ
の洗浄装置、圧力損失的に有利な配管および弁を組み合
わせて、最適な圧力低減が可能となる。

しかも放出配管内に配置された絞りによって、洗浄装
置内にその装置の小形化を可能にする過圧が発生でき
る。

〔発明の実施の形態〕第１図において沸騰水形原子炉の格納容器１は鋼球の
形に形成されている。その壁には配管貫通部２が設けら
れており、ここから逃がし配管３が出ている。この逃が
し配管系統に二つの同じ電動式遮断弁５、６があり、こ
れらの遮断弁５、６の間に漏れを検出するための検出管
７が設けられている。逃がし配管３の内径は250mmであ
る。例えば不活性化するために接続配管８を介して窒素
が供給できる。

逃がし配管３は二つの分岐管10、11に分かれて、横形
円筒状の圧力容器12の両側に通じている。その圧力容器
12の中に設けられたベンチュリ形洗浄器13は洗浄液15の
レベル14より上に突出している。ベンチュリ形洗浄器13
の上には金属繊維形フィルタ16があり、そこには液滴分
離器17が後置接続されている。フィルタ16から並列して
２本の配管18、19が放出配管20まで延びており、この放
出配管20は矢印21で示した煙突に通じている。

放出配管20は逆止弁23を有し、その後ろに圧力測定器
24がある。更にその後ろに絞り25があり、これは、放出
配管20に前置接続された圧力放出装置の部分特にベンチ
ュリ形洗浄器13およびフィルタ16が等圧で運転され、常
に最大の流量が達成されるような働きをする。絞り25に
対して並列に遮断弁26が配置されている。この遮断弁26
には、放出配管20の250mmの内径に合わせられた破裂板
（安全板）28が後置接続されている。

第２図および第３図には、ベンチュリ形洗浄器13を持
った圧力容器12の一実施例が詳細に示されており、その
始動運転に対する予熱は電熱カートリッジ29で行われ
る。逃がし配管３の矢印10、11で示した分岐管は、互い
に平行に並んで水平に真っ直ぐ延びる二つの管部材30、
31に通じており、これらの管部材30、31には横に管軸心
に対して直角にフランジ32で、ベンチュリ形洗浄器13が
互いに逆向きに傾斜した二列の形に固定されている。ベ
ンチュリ形洗浄器13は洗浄液レベル14より上に液滴分離
器として使用する衝突板34まで突出している。圧力容器
12の高さの半分より僅かに上に位置し従って水平幅の大
部分の範囲にわたって広がる洗浄液レベル14のすぐ下側
に、圧力容器12内における流れ状態を一様にするために
使用する網目板35が配置されている。

第３図から分かるように、金属繊維フィルタ16および
液滴分離器17は圧力容器12の長手方向に延びる三つの平
面フィルタ37、38、39の形に形成され、これらの平面フ
ィルタはそれぞれ平行な二つの平面体ａ、ｂから成って
いる。ガス流の流れ力による荷重が早く取除かれるよう
にするために、垂直に立てて配置された平面体ａ、ｂは
互いに向き合って支持されている。これらの平面体ａ、
ｂはガス流が矢印40のように外側から内側に貫流する。
これによって、平面体ａを貫流するガス流と平面体ｂを
貫流するガス流とが内側室47内で衝突し、その結果両ガ
ス流の流れ力は互いに打ち消し合って取除かれる。フィ
ルタ平面体ａ、ｂのフレーム42は厚みが５〜20mmの三つ
の金属繊維層をそれぞれ有している。その金属繊維層は
種々の繊維太さをしており、内側層においては２〜７μ
ｍ、好ましくは４μｍの繊維太さを有し、外側層におい
て８〜20μｍ、特に12〜15μｍの繊維太さを有してい
る。平面体ａ、ｂのフレーム42は上側が覆い板45で互い
に接続されている。これによって閉じられた内側室47は
第２図に示すように両端が集合室50に通じており、これ
らの集合室50には矢印で示した放出配管18、19が接続さ
れている。平面フィルタ37、38、39の底52から液体出口
配管53が網目板35を貫通して洗浄液15の内部に通じてい
る。

さらに、第３図から分かるように、ベンチュリ形洗浄
器13は、横形円筒状容器12内に、最大充填レベル14とベ
ンチュリ出口33とが最大水平容器幅の範囲に位置するよ
うに配置されている。

第４図および第５図に示したベンチュリ形洗浄器13の
別の実施例においては、管部材30′、31′は水平面に対
して約５〜15°の角度55を成して傾斜されている。ベン
チュリ形洗浄器13は傾斜した管部材30′、31′に対して
直角に、その入口開口58が洗浄液体レベル14の下側の異
なる深さに位置するようにフランジ接続されている。ベ
ンチュリ形洗浄器13の長さは、それらが同じ高さで共通
の衝突板34まで突出するように段がつけられている。そ
の衝突板34は第４図から分かるように、水平方向に真っ
直ぐに延びている。

フィルタ16はここでは対を成してまとめられた四つの
部分61、62、63、64で作られており、それらの各部分は
更に種々の金属繊維太さをした本発明に基づく金属繊維
層を有し、集合室50の下側を境界づける板金65の上に置
かれている。

第６図には、管部材30から直角に上向きに立ち上がっ
ている平面ベンチュリ形洗浄器13″がユニットとして拡
大して示されている。この図面から分かるように、平面
ベンチュリ形洗浄器13″の長さは管部材30の方向に異な
っている。それらの長さは例えば比率1:15:2:3:6で段が
つけられる。その場合上下に位置する二つの入口スリッ
ト58′、58″が設けられている。これらのスリット5
8′、58″間の間隔Ａは例えばのど部内径の５倍の大き
さをしている。

管部材30から直角に上向きに延び互いに等間隔を成し
て配置された第７図に示した円形ベンチュリ形洗浄器1
3″も、二つの入口58′、58″を有している。これらの
入口58′、58″間の間隔Ａ′はのど部内径Ｂの３倍の大
きさをしている。

第８図には、ベンチュリ形洗浄器13が異なって負荷さ
れた場合における両方の入口58′、58″の作用が示され
ている。その場合図の左側は、半分の負荷（50％負荷）
と全負荷との間の運転状態を示している。この場合入口
58′、58″を通して同じように矢印66、67で示したよう
に、洗浄液15が吸い込まれる。第８図の右側に示した小
さい負荷の場合例えば全負荷の20％の部分負荷の場合、
循環運転が生じ、この場合洗浄液15は矢印66で示されて
いるように入口範８′だけから入る。これに対してその
上に位置するスリット58″は、液圧の差よりも大きい僅
かな過圧を有している。従ってその範囲58″から洗浄液
および場合によっては蒸気が矢印68の方向に流出する。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸騰水形原子炉の格納容器の本発明に基づく圧
力放出系の概略系統図、第２図および第３図はベンチュ
リ形洗浄器とフィルタとを持った圧力容器のそれぞれ異
なった方向から見た断面図、第４図および第５図はベン
チュリ形洗浄器とフィルタとを持った圧力容器の異なっ
た実施例のそれぞれ異なった方向から見た断面図、第６
図はベンチュリ形洗浄器の拡大側面図、第７図はベンチ
ュリ形洗浄器の異なった実施例の拡大概略断面図、第８
図はベンチュリ形洗浄器の異なった運転状態を示した説
明図である。 12……圧力容器 13……ベンチュリ形洗浄器 14……洗浄液レベル 15……洗浄液 16……金属繊維フィルタ 20……放出配管 30……管部材 31……管部材 33……ベンチュリ出口 34……衝突板

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】放射能保有物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る過
圧防護用としての圧力放出系とを持ち、そのフィルタが
洗浄液が入っている容器内のベンチュリ形洗浄器と、繊
維フィルタと、液滴分離器とを有し、前記容器がその上
側面に煙突に通じる放出口を有しているような格納容器
付の原子力発電所において、ベンチュリ形洗浄器（13）
の出口（33）が洗浄液レベル（14）の上側に位置し、そ
こに液滴を分離する衝突板（34）を備えており、放出口
（20）に前置接続された繊維フィルタが金属繊維フィル
タ（16）であり、このフィルタ（16）が10〜20mmの厚み
の少なくとも二つの金属繊維層を有し、その第１の金属
繊維層が湿気分離器として８〜20μｍの繊維太さを有
し、第２の金属繊維層がエーロゾル分離器として２〜７
μｍの繊維太さを有していることを特徴とする格納容器
付の原子力発電所。
【請求項２】流れ方向においてエーロゾル分離器の下流
に、繊維太さが８〜20μｍで厚みが５〜10mmのドレーン
金属繊維層が配置されていることを特徴とする請求項１
記載の原子力発電所。
【請求項３】ベンチュリ形洗浄器（13）が洗浄液（15）
内に、洗浄液の流れ方向において間隔（Ａ）を隔てて位
置する二つの入口（58′、58″）を有していることを特
徴とする請求項１又は２記載の原子力発電所。
【請求項４】その間隔（Ａ）がベンチュリ形洗浄器（1
3）ののど部内径（Ｂ）の２倍以上の大きさをしている
ことを特徴とする請求項３記載の原子力発電所。
【請求項５】複数のベンチュリ形洗浄器（13）が洗浄液
（15）の中に種々の深さで配置されていることを特徴と
する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の原子力発
電所。
【請求項６】ベンチュリ形洗浄器（13）が水平平面に対
して傾斜した管部材（30′、31′）に設けられているこ
とを特徴とする請求項５記載の原子力発電所。
【請求項７】ベンチュリ形洗浄器（13）が管部材（3
0′、31′）に対して直角に、従って垂直線に対して傾
斜して延びていることを特徴とする請求項６記載の原子
力発電所。
【請求項８】容器（12）内に逆向きに傾斜した二つの管
部材（30′、31′）が並んで位置していることを特徴と
する請求項６又は７記載の原子力発電所。
【請求項９】ベンチュリ形洗浄器（13）が異なった長さ
を有し、それらが共通の水平平面で終えていることを特
徴とする請求項５ないし８のいずれか１つに記載の原子
力発電所。
【請求項１０】ベンチュリ形洗浄器（13）が横形円筒状
容器（12）内に、最大充填レベル（14）とベンチュリ出
口（33）とが最大水平容器幅の範囲に位置するように配
置されていることを特徴とする請求項１ないし９のいず
れか１つに記載の原子力発電所。
【請求項１１】金属繊維フィルタ（16）がガス流の流れ
力を取除くために互いに対を成して接続されていること
を特徴とする請求項１ないし10のいずれか１つに記載の
原子力発電所。