JP3177169U - 仮設密室付bwr原子炉建屋及びpwr格納容器 - Google Patents

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Abstract

【課題】炉心溶融事故時の水素爆発を防止するため、容器内への効率良い窒素ガスの封入が出来るBWR原子炉建屋及びPWR格納容器を提供する。
【解決手段】短時間で建屋1及び容器2の内部自由空間に窒素ガスを封入し、炉心溶融事故時の水素爆発を防止するように、内部にしきり板や風船14や蛇腹構造体を用いた仮設の密室を原子炉運転中に設け、自由空間の体積を小さくするとともに、窒素ガスの流路断面積を小さくすることを可能とした。
【選択図】図7

Description

本考案は、原子炉炉心溶融事故時の水素爆発を防止する機能を有する仮設密室付BWR原子炉建屋及びPWR格納容器に関するものである。
BWRでは原子炉と格納容器は気密性の高い原子炉建屋内に設置されており、格納容器を貫通する各種ケーブルに沿って漏えいする極微量の放射性物質は、外部に放出されることはない。
BWRではしかし福島第一原発の炉心溶融事故時、発生した水素ガスが原子炉建屋内の空気中で水素爆発を起こし建屋を破壊したため、大量の放射性物質が外部に放出された。
もしPWRでも同様な事故が発生したとした場合、格納容器が破壊され、大量の放射性物質が外部に放出される可能性がある。
福島第一原発事故では、事故発生時刻から水素爆発時刻までには、1日以上の時間余裕があった。よってBWR原子炉建屋内を、事故発生ご数時間内に窒素ガスのような不活性ガス雰囲気にすれば、水素爆発の防止が出来る。しかし、原子炉建屋が約10と大きいので、多量の窒素ガスが必要となり、その準備と取扱いが大変である。
PWRの場合でも格納容器容積は約7×10と大きく、同様に大変である。
図1の1のBWR原子炉建屋、図2の2のPWR格納容器内の自由空間を小さくすれば、もしもの事故発生時にこの小さくなった自由空間を2〜3時間で窒素雰囲気にすることが可能となる。
仮設密室の設置方法は、図3、図4に示すようなしきり板を複数個取り付けるとか、大部屋には図5、図6に示すような風船や蛇腹構造体を設置することである。図7はBWR原子炉建屋内に部分的に仮設密室を設置した図である。
仮設密室は、原子炉運転開始前に設置し、運転終了後定期検査前に取り外されるものとする。
炉心溶融事故時に発生する可能性のある水素爆発を防止するため、効率良くBWR原子炉建屋及びPWR格納容器内自由空間に空気に換えて窒素ガスを封入することである。
本考案はBWR原子炉建屋及びPWR格納容器内自由空間の体積を、例えば10〜30%と小さくするので、短時間で窒素ガスを自由空間内に封入することができる。
小さい自由空間の場合窒素ガスの流れる流路断面積が小さいので、元の空気と混合することが少なく、効率良く空気が窒素ガスに置換できる。図8は大断面積の空間に窒素ガスを流入させた図である。図9は小大断面積の空間に窒素ガスを流入させた図である。図9の方が上記効率は良い。
本考案により、炉心溶融事故時でも水素爆発は起こらず、建物の破壊がなく無く、外部への大量放射性物質が無くなるので、原子炉安全性が著しく向上する。
BWRの建物断面図である。 PWRの建物断面図である。 通路でのしきり板の設置横断面図である。 通路でのしきり板の設置縦断面図である。 風船を膨らませた状態の図である。 蛇腹構造物を膨らませた状態の図である。 一部に仮設密室を設けたBWRの建物断面図である。 大断面積空間への窒素ガス流入状態である。流入した窒素ガスは内部で渦を巻き元あった空気と混合するので流出ガスは空気と窒素の混合ガスとなる。 多数の細管を用いて小断面積とした空間への窒素ガス流入状態である。渦は発生せず、流出ガスはほとんど空気のみとなる。
BWR原子炉建屋及びPWR格納容器内自由空間の体積を小さくしようという目的を、図3と図4と図5のしきり板と風船と蛇腹構造物で実現可能とした。残された自由空間は、仮設密室間の狭い空間のみになっている。
巨大地震等で原子炉が故障し炉心溶融が開始したときに、あらかじめ自由空間を運転開始前に小さくしたBWR原子炉建屋及びPWR格納容器内に、窒素ガスを図1あるいは図7および図2の7を通して通路の自由空間部分に流入させ、元あった空気を8を通して流出させ、短時間で空気雰囲気を窒素ガス雰囲気にする。こうすれば、溶融炉心から発生した水素ガスによる水素爆発は防止される。
図1
1 BWR原子炉建屋
2 PWR格納容器
3 原子炉容器
4 クレーン
5 通路
6 上部大部屋
7 配管(バルブ付)
8 配管(バルブ付)
9 水
図2
1から8は図1に同じ。
図3
10 通路壁
11 取り付け金具
12 しきり板
13 電気ケーブル
図4
10〜13は図3に同じ。
図5
14 風船本体
15 空気吹き入れ口
図6
15は図5に同じ。
16 蛇腹本体
図7
1〜9は図1に同じ。
11,12は図3に同じ。
図8
7,8は図1に同じ。
17 流入流れ
18 渦
19 流出流れ
図9
7,8は図1に同じ。
17,18は図8に同じ。
20 細管

Claims (1)

  1. 短時間で建屋及び容器の内部自由空間に窒素ガスを封入し、炉心溶融事故時の水素爆発を防止するように、内部にしきり板や風船や蛇腹構造体を用いた仮設の密室を原子炉運転中に設け、自由空間の体積を小さくするとともに、窒素ガスの流路断面積を小さくすることを可能とした仮設密室付BWR原子炉建屋及びPWR格納容器。
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