JP6472072B2 - 使用済燃料プール用スプレイ設備 - Google Patents
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Description
本発明は、使用済燃料プールの大規模漏えい時に使用する、使用済燃料プール用スプレイ設備に関するものである。
従来の法律として、「実用発電用原子炉及びその附属施設の技術基準に関する規則」がある。この規則の使用済燃料貯蔵槽の冷却のための設備に関する規定である第５４条第３項の解釈において、「第２項に規定する「貯蔵槽内燃料体等の著しい損傷の進行を緩和し、及び臨界を防止するために必要な設備」とは、以下に掲げる措置又はこれらと同等以上の効果を有する措置を行うための設備をいう」とされている。
そして、これを具体的に運用する指針として、以下のａ），ｂ），ｃ）という指導がある。
ａ）スプレイ設備として可搬型スプレイ設備（スプレイヘッダ，スプレイライン及びポンプ車等）を配備すること
ｂ）スプレイ設備は、代替注水設備によって使用済燃料貯蔵槽の水位が維持できない場合でも、燃料損傷を緩和できるものであること
ｃ）燃料損傷時に、できる限り環境への放射性物質の放出を低減するための設備を整備すること
ｂ）スプレイ設備は、代替注水設備によって使用済燃料貯蔵槽の水位が維持できない場合でも、燃料損傷を緩和できるものであること
ｃ）燃料損傷時に、できる限り環境への放射性物質の放出を低減するための設備を整備すること
一方、特許文献１に示すように、原子力発電プラントの制御設備に対する電気供給能力が停止した場合、この電気供給能力が回復するまでの間、電気エネルギーに頼らない使用済み燃料の冷却手段が提案されている。この特許文献１は、使用済み燃料プールにおいて、冷却水を密閉保持するとともに使用済み燃料を収容する容器と、容器の外側に形成された第１エア流路と、容器の外部表面に散水する散水部とを備える使用済み燃料プールを開示している。
ここで、散水部は、温度調整機構が機能停止すると、常閉弁が開動作して内部の保持水を容器の外部表面に散水する。
しかし、上記した第５４条第３項を運用する指針ａ）について、本発明者は、大規模漏えい時に、使用済燃料への接近が困難となる場合においても、作業者の安全を確保できる設備が必要であると考えた。
また、指針ｂ）について、本発明者は、燃料損傷を緩和できるだけではなく、燃料損傷を防止できる設備が必要であると考えた。
さらに、指針ｃ）について、本発明者は、叩き落としの効果を考慮することにより、放射性物質の放出を低減できると考えた。
このように、本発明者は、さらに安全の万全を図らなければならないという問題を提起している。
一方、特許文献１に記載の使用済燃料貯蔵設備では、燃料プールの大規模漏えい時に、散水部を使用することを想定していない。そのため、使用済燃料を冷却する水位が維持できない場合には対応ができず、減少した水位を回復することができないという問題があった。
そこで、本発明は、使用済燃料プールの大規模漏えい時に可搬型のポンプ車が接続可能であり、崩壊熱を冷却可能な蒸発潜熱に応じた水量を散水可能とし、叩き落とし効果により粒子状物質の外部への放出を低減するため、燃料の上部をスプレイ散水の水幕で覆うことが可能な使用済燃料プール用スプレイ設備を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項１に記載の使用済燃料プール用スプレイ設備に係る発明は、例えば、図１乃至図３に示すように、
建物内部の使用済燃料プールの周囲に配置された恒設ヘッダ管と、この恒設ヘッダ配管に離間配置され、使用済燃料プールに噴射口が向けられている複数のスプレイノズルとを備え、
恒設ヘッダ管は建物外部に延設されている外部注水配管に接続され、外部注水配管はホースに接続可能であり、
前記複数のスプレイノズルは、前記使用済燃料プール内に配置された高崩壊熱燃料と低崩壊熱燃料に対応して、吐出流量、吐出角度、噴霧形状、および設置間隔のうち少なくとも１つが異なり、高崩壊熱燃料と低崩壊熱燃料それぞれの必要散水量を満足するようにスプレイノズルが離間配置されており、
高崩壊熱燃料に対する必要散水量は、低崩壊熱燃料に対する必要散水量の５倍以上である、ことを特徴とする使用済燃料プール用スプレイ設備。
建物内部の使用済燃料プールの周囲に配置された恒設ヘッダ管と、この恒設ヘッダ配管に離間配置され、使用済燃料プールに噴射口が向けられている複数のスプレイノズルとを備え、
恒設ヘッダ管は建物外部に延設されている外部注水配管に接続され、外部注水配管はホースに接続可能であり、
前記複数のスプレイノズルは、前記使用済燃料プール内に配置された高崩壊熱燃料と低崩壊熱燃料に対応して、吐出流量、吐出角度、噴霧形状、および設置間隔のうち少なくとも１つが異なり、高崩壊熱燃料と低崩壊熱燃料それぞれの必要散水量を満足するようにスプレイノズルが離間配置されており、
高崩壊熱燃料に対する必要散水量は、低崩壊熱燃料に対する必要散水量の５倍以上である、ことを特徴とする使用済燃料プール用スプレイ設備。
請求項１に記載の使用済燃料プール用スプレイ設備に係る発明によれば、建物内部の使用済燃料プールの周囲に配置された恒設ヘッダ管と、この恒設ヘッダ配管に離間配置され、使用済燃料プールに噴射口が向けられている複数のスプレイノズルとを備え、恒設ヘッダ管は建物外部に延設されている外部注水配管に接続され、外部注水配管はホースに接続可能であるので、使用済燃料プールの大規模漏えい時に可搬型のポンプ車と接続し、可搬型のポンプ車から給水可能であり、崩壊熱を冷却可能な蒸発潜熱に応じた水量を散水可能とし、叩き落とし効果により粒子状物質の外部への放出を低減するため、燃料の上部をスプレイ散水の水幕で覆うことが可能な使用済燃料プール用スプレイ設備を提供することができる。
また、スプレイ設備を使用済燃料プールの周囲に配置することにより、使用済燃料プールの上部に設置されたクレーンを使用する作業の支障とならない。
更に、使用済燃料のために必要な水位を維持できない場合でも、高崩壊熱燃料と低崩壊熱燃料それぞれへの必要散水量を満足させることができる。
更に、使用済燃料のために必要な水位を維持できない場合でも、高崩壊熱燃料と低崩壊熱燃料それぞれへの必要散水量を満足させることができる。
請求項２に記載の使用済燃料プール用スプレイ設備に係る発明は、例えば、図１に示すように、
外部注水配管は分岐され建物の異なる複数の面に配置されていることを特徴とする。
外部注水配管は分岐され建物の異なる複数の面に配置されていることを特徴とする。
請求項２に記載の使用済燃料プール用スプレイ設備に係る発明によれば、外部注水配管は分岐され建物の異なる複数の面に配置されているので、建物周囲の状況に応じて給水場所を選択することができ、迅速な注水が可能となる。
請求項３に記載の使用済燃料プール用スプレイ設備に係る発明は、例えば、図１に示すように、
分岐された外部注水配管の先端はホースを２重に接続可能に構成されていることを特徴とする。
分岐された外部注水配管の先端はホースを２重に接続可能に構成されていることを特徴とする。
請求項３に記載の使用済燃料プール用スプレイ設備に係る発明によれば、分岐された外部注水配管の先端はホースを２重に接続可能に構成されているので、ホースの圧力損失を軽減することができる。
請求項４に記載の使用済燃料プール用スプレイ設備に係る発明は、例えば、図２，図３に示すように、
複数のスプレイノズルを有する恒設ヘッダ管が使用済燃料プールを挟んで対向配置されていることを特徴とする。
複数のスプレイノズルを有する恒設ヘッダ管が使用済燃料プールを挟んで対向配置されていることを特徴とする。
請求項４に記載の使用済燃料プール用スプレイ設備に係る発明によれば、複数のスプレイノズルを有する恒設ヘッダ管が使用済燃料プールを挟んで対向配置されているので、使用済燃料プールの中央に高温の使用済燃料を配置することで、効果的に冷却をすることができる。
本発明によれば、使用済燃料プールの大規模漏えい時に可搬型のポンプ車が接続可能であり、崩壊熱を冷却可能な蒸発潜熱に応じた水量を散水可能とし、叩き落とし効果により粒子状の放射性物質の外部への放出を低減するため、燃料の上部をスプレイ散水の水幕で覆うことが可能な使用済燃料プール用スプレイ設備を提供することができる。
以下に、図面を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。
＜実施の形態＞
図１，図２は、本発明に係る使用済燃料プール用スプレイ設備の実施の形態を示す。
図１，図２は、本発明に係る使用済燃料プール用スプレイ設備の実施の形態を示す。
本発明に係る使用済燃料プール用スプレイ設備１は、建物１００内部の使用済燃料プール３の周囲に配置された恒設ヘッダ管５と、この恒設ヘッダ配管に離間配置され、使用済燃料プール３に噴射口が向けられている複数のスプレイノズル７とを備え、恒設ヘッダ管５に接続され建物１００外部に延設されている外部注水配管９とから構成されている。そして、消防ポンプ車などの注水ポンプ１９とホース１４で外部注水配管９が接続され、複数のスプレイノズル７へ冷却水が供給される。
外部注水配管９には、３つの逆止弁１１、１１ａ，１１ｂが予め設けられており、スプレイノズル７からの流体の逆流を防止している。ここで、外部注水配管９は分岐され、各外部注水配管９は建物１００の異なる面に予め配置されている。
例えば、外部注水配管９ａは建物１００の北側に配置され、外部注水配管９ｂは建物１００の東側に予め配置されている。また、使用済燃料プールの大規模漏えい時に、外部注水配管９ａ、９ｂの先端に取り付けられた分岐管１３ａ、１３ｂは消防ホース１４と継手１５で接続され、複数のスプレイノズル７へ冷却水が供給される。ここで、分岐された外部注水配管９ａ、９ｂの先端にある分岐管１３ａ，１３ｂは消防ホース１４を２重に接続可能に構成されている。
図１に示す例では、分岐管１３ａに消防ホース１４が接続され開閉弁１７ａが開かれ、他方の開閉弁１７ｂが閉じられ、注水ポンプ１９から継手１５とストレーナ２１を介して流体がスプレイノズル７に送り込まれている。また、分岐管１３ａに接続されている消防ホース１４には、それぞれストレーナ２１が取り付けられている。
そして、図１，図２に示されるように、注水ポンプ１９から供給された冷却水が複数のスプレイノズル７から使用燃料プール３内の使用済燃料２に燃料プール３側面から散水される。
具体的には、図３に示すように、複数のスプレイノズル７を有する恒設ヘッダ管５が使用済燃料プール３を挟んで対向配置されている。そして、複数のスプレイノズル７は、プール内に配置された使用済燃料２の崩壊熱に対応して吐出流量、吐出角度、噴霧形状、および設置間隔の異なるスプレイノズル７が配置されている。
スプレイノズル７からの必要散水量は高温燃料２ａと低温燃料２ｂとで異なる。例えば、高温燃料２ａ（原子炉から取り出し１０日後）の必要散水量は、低温燃料２ｂ（原子炉から取り出し１３ヶ月以上後）の必要散水量の５倍以上である。
スプレイノズル７は、Ｒ/Ｂオペフロの湿潤環境を考慮した耐食性の高いものを使用する。例えば、図３に示すスプレイノズル７の仕様としては、材質としてＳＵＳを使用した。
このようにスプレイノズル７を配置することで、図３に示す斜線の矩形部分に高温燃料２ａを配置し、白抜きの矩形部分に低温燃料２ｂを配置しても必要散水量を満足させることができる。このような構成とすることにより、使用済燃料２のために必要な水位を維持できない場合でも、高崩壊熱燃料と低崩壊熱燃料とへの必要散水量を満足させることができる。
これらのスプレイノズル７が取り付けられる恒設ヘッダ管５の仕様としては、材質としてＳＵＳを使用した。また、恒設ヘッダ管５に接続される外部注水管の仕様としては、材質として建物１００内ではＳＵＳを使用し、建物１００外ではＳＴＰＧを使用した。
なお、使用済燃料プール用スプレイ設備に適用する材質は、ＳＵＳやＳＴＰＧに限定されず、適宜材質を選択すればよい。
また、外部注水管に接続される消防ホース１４の仕様としては、外部注水管から１００ｍ離れるようにし、２重に接続した。そして、消防ホース１４に接続されるストレーナ２１の仕様としては、可搬可能なように両端にハンドルを設けている。
１ 燃料プール用スプレイ設備
２ 使用済燃料
２ａ 高温燃料
２ｂ 低温燃料
３ 使用済燃料プール
５ 恒設ヘッダ管
７ スプレイノズル
９ 外部注水配管
１１ 逆止弁
１１ａ 逆止弁
１１ｂ 逆止弁
１３ 分岐管
１４ 消防ホース
１５ 継手
１７ 開閉弁
１９ 注水ポンプ
２１ ストレーナ
１００ 建物
２ 使用済燃料
２ａ 高温燃料
２ｂ 低温燃料
３ 使用済燃料プール
５ 恒設ヘッダ管
７ スプレイノズル
９ 外部注水配管
１１ 逆止弁
１１ａ 逆止弁
１１ｂ 逆止弁
１３ 分岐管
１４ 消防ホース
１５ 継手
１７ 開閉弁
１９ 注水ポンプ
２１ ストレーナ
１００ 建物
Claims (4)
- 建物内部の使用済燃料プールの周囲に配置された恒設ヘッダ管と、この恒設ヘッダ配管に離間配置され、使用済燃料プールに噴射口が向けられている複数のスプレイノズルとを備え、
恒設ヘッダ管は建物外部に延設されている外部注水配管に接続され、外部注水配管はホースに接続可能であり、
前記複数のスプレイノズルは、前記使用済燃料プール内に配置された高崩壊熱燃料と低崩壊熱燃料に対応して、吐出流量、吐出角度、噴霧形状、および設置間隔のうち少なくとも１つが異なり、高崩壊熱燃料と低崩壊熱燃料それぞれの必要散水量を満足するようにスプレイノズルが離間配置されており、
高崩壊熱燃料に対する必要散水量は、低崩壊熱燃料に対する必要散水量の５倍以上である、ことを特徴とする使用済燃料プール用スプレイ設備。 - 外部注水配管は分岐され建物の異なる複数の面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の使用済燃料プール用スプレイ設備。
- 分岐された外部注水配管の先端はホースを２重に接続可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の使用済燃料プール用スプレイ設備。
- 複数のスプレイノズルを有する恒設ヘッダ管が使用済燃料プールを挟んで対向配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の使用済燃料プール用スプレイ設備。
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