JP6632081B2 - 格納容器ドレンシステム - Google Patents

Description

政府の利益

本発明は、エネルギ省によって付与された契約第ＤＥ−ＮＥ００００６３３の下で政府の支援を用いてなされた。政府は、この発明において、一定の権利を有する。

この開示内容は、全般的に、原子炉システム内の格納容器のような格納容器を排液する為のシステム、装置、構造、方法に関する。

背景

原子炉のような炉モジュールは、様々な異なる状態で動作し、更に／又は様々な異なる状態にさらされる。これらの動作状態は、広範囲の圧力、温度、および／または他の種類の環境状態を含む。例えば、多くの炉モジュールは、水に沈められ、あるいは、化学物質および／または高レベル放射線に晒される。さらに、炉モジュールで整備を行うには、長期間、炉モジュールの正常動作を停止させなければならない。典型的な炉モジュールの運転停止のとき、電力や電気を発生させることができない。したがって、炉モジュールは、周囲の状況で動作でき、修理、検査、整備、燃料補給に要する中断時間が最小である強固なシステムであるように設計される。

一つ又は複数のコンポーネントや構造体が水の中に配置され、更に／又は水にさらされるような湿った環境で動作するように構成された炉モジュールは、炉モジュールに伴う様々な動作または手順の間、追加の難題が与えられる。例えば、一つ又は複数のコンポーネントは、整備作業中、水や水蒸気にさらされる。一つ又は複数のコンポーネントが、幾つかの種類の動作中、あるいは、限られた時間の間、一定環境状態にさらされることは許容されるが、他の動作（例えば、始動動作）中、あるいは、炉モジュールが発電中、環境状態にさらされることは許容できない。

本発明は、これらの他の課題に取り組む。

図１は、ドレンを備えた格納容器を備える実施例に係る炉モジュールを図示する。 図２は、容器を排液する為の実施例に係るシステムを図示する。 図３は、実施例に係るドレンシステムを図示する。 図４は、部分的に排液された状態で、実施例に係る図３の格納容器ドレンシステムを図示する。 図５は、完全に排液された状態で、実施例に係る図３の格納容器ドレンシステムを図示する。 図６は、炉モジュールの為の実施例に係るドレンシステム６００を図示する。 図７は、実施例に係る格納容器ドレンシステムの為の簡略化された流体回路を図示する。 図８は、水のプールに少なくとも部分的に沈められた炉モジュールの為の実施例に係る格納容器ドレンシステムを図示する。 図９は、更に他の実施例に係る格納容器ドレンシステムを図示する。 図１０は、格納容器を排液する為の実施例に係る方法を図示する。

詳細な説明

図１は、ドレン５０を備えた炉モジュール１００を含む実施例に係る原子力電源システムを図示する。炉モジュール１００は、炉容器２によって囲まれた炉心６を備えてもよい。炉容器２に収容された水のような一次冷却材１０は、炉モジュール１００の動作中、炉心６を囲み、炉心６によって加熱されてもよい。さらに、炉容器２は、格納容器４によって囲まれてもよい。

過大圧力の場合、バルブ３又はベントは、炉容器２および格納容器４の間に配置された格納領域に炉容器２からの蒸気をベントするように構成されてもよい。格納容器４は、炉容器２の内部に含まれ、又は、炉容器２から放出される一次冷却材１０が、炉容器１００の外側にある周囲の環境に逃げないように構成されてもよい。一部の実施例において、炉容器２は、部分真空で少なくとも部分的に囲まれてもよい。格納領域１４における部分真空は、炉容器２の断熱を与えるように構成されてもよい。

二次冷却材１７又は給水は、蒸気を生み出す為に熱交換器７を通って循環されてもよく、これが、同様に、二次冷却材システム１３０の発電機１３４およびタービン１３２を用いて発電する為に使用されてもよい。二次冷却材１７は、熱交換器７を通過してもよく、二次冷却材１７および一次冷却材１０の間の熱の熱伝達のために過熱状態にされる。さらに、二次冷却システム１３０は、復水器１３６およびポンプ１３８を含んでもよい。一部の実施例において、二次冷却材１７は、２つの冷却材１０，１７が混合せず、あるいは、互いに直接接触するようにならないように、炉容器２内の一次冷却材１０から常に隔離されたままになっている。

前に検討したように、格納領域１４は、発電および／または電気を発生させる間のような、電力モジュール１００の一定の動作中に排出されても、部分的に排出されてもよい。しかしながら、燃料補給のような他の動作中、格納容器１４は、水のような液体で少なくとも部分的に満たされてもよい。一部の実施例において、少なくとも一部分の格納容器４は、水のプールで囲まれてもよく、さらに／または、水のプールに沈められてもよい。炉モジュール１００を少なくとも部分的に囲む水のプールは、格納建屋に収容されてもよい。燃料補給作業中、格納容器４は、囲んでいる水のプールからの水または他の種類の保留タンクからの水で浸すか部分的に浸されてもよい。一次冷却材１０および二次冷却材１７の両方は、燃料補給作業中に格納領域１４を浸す為に使用された水から隔離されたままでもよい。

燃料補給作業の完了後、格納容器４は、一緒にボルトで締め戻し、又は、他の方法で水密シールを与えるように閉鎖されてもよい。格納領域１４に伴出された水は、燃料補給作業中および／または燃料補給作業後、炉容器２から水のプールへの伝導性および対流性熱伝達を可能にしてもよい。

炉モジュール１００の始動作業の為の準備において、ドレン５０は、格納領域１４内の液体を除去するように構成されてもよい。一部の実施例において、ドレン５０は、ポンプと流体接続されてもよい。ポンプは、格納領域１４から液体を除去する為の吸い込みを与えるように構成されてもよい。

図２は、炉モジュールの為の格納容器のような容器を排液する為の実施例に係るシステム２００を図示する。システム２００は、ドレン入口２３０と動作可能に接続された流体分離タンク２１０を備えてもよい。ドレン入口２３０は、排液される容器に流体分離タンク２１０を流体結合するように構成されてもよい。例えば、容器から排液される液体は、液体２２０のように、ドレン入口２３０によって流体分離タンク２１０に移送されてもよい。

液体２２０は、実質的に一定の流体の高さ２２５で流体分離タンク２１０に収容されてもよい。第１ドレン出口２４０は、流体分離タンク２１０の外に液体２２０を放出するように構成されてもよい。第１ドレン出口２４０は、流体分離タンク２１０を炉圧力格納システムに流体結合させてもよい。一部の実施例において、第１ドレン出口２４０から外に放出される液体２２０は、保留タンクまたは水のプールに貯蔵されてもよい。

流体高さ制御装置２６０は、一定の流体の高さ２２５で、流体分離タンク２１０内部に収容された液体２２０を維持するように構成されてもよい。例えば、容器から追加の液体２２０が流体分離タンク２１０へと排液されるとき、流体高さ制御装置２６０は、実質的に同一量の追加の液体が第１ドレン出口２４０から外に放出されることを可能にするように構成されてもよい。一部の実施例において、流体高さ制御装置２６０は、流体高さゲージ、流体高さセンサ、フロートバルブ、他の型式の流れ制御装置、これらの任意の組合せを備えてもよい。さらに、流体高さ制御装置２６０は、流体分離タンク２１０内部の圧力差に基づき、少なくとも部分的に基づき、液体２２０の流体の高さ２２５を一定に維持するように構成可能な器具や装置を備え、更に／又は、これらの器具や装置と共に動作可能であってもよい。第１ドレン出口２４０は、流体分離タンク２１０の底部に又は底部付近に配置されてもよい。

さらに、システム２００は、第２ドレン出口２５０又は空気ベントを備えてもよい。第２ドレン出口２５０は流体分離タンク２１０の頂部に又は頂部付近に配置されてもよい。一部の実施例において、第２ドレン出口２５０は、流体分離タンク２１０内部に含まれる空気、気体、および／または蒸気を放出するように構成されてもよい。第２ドレン出口２５０は、流体分離タンク２１０を排気システムまたは排気ベントに結合させてもよい。一部の実施例において、第２ドレン出口２５０は、炉建屋排気スタックに流体分離タンク２１０を結合させてもよい。ドレン入口２３０から流体分離タンク２１０に入ってくる任意の空気、気体、および／または蒸気は、第２ドレン出口２５０を出てもよい。したがって、流体分離タンク２１０は、第１ドレン出口２４０および第２ドレン出口２５０を経て、空気、気体、及び／又は蒸気から液体２２０を分離させるように構成されてもよい。

図３は、実施例に係る格納容器ドレンシステム３００を図示する。炉容器３２０を少なくとも部分的に囲む格納容器３１０は、液体３６０を収容する格納領域３５０を備えてもよい。液体３６０は、炉容器３２０および格納容器３１０の間に配置された環状領域３２５を中心として炉容器３２０を少なくとも部分的に囲んでもよい。格納領域３５０は、初期圧を伴うが、液体の表面３６０は、環状領域３２５内部の高さ３６５にある。高さ３６５は、５０フィートを越えてもよい。一部の実施例において、高さ３６５は、７０〜１００フィートの間の高さでもよい。更なる他の実施例において、高さ３６５は、５０フィート未満または１００フィート超でもよい。

格納容器３１０は、下部容器ヘッド３１２および上部容器ヘッド３１４を備えてもよい。一部の実施例において、下部容器ヘッド３１２は、排水溜めを備えてもよい。液体３６０は、下部容器ヘッド３１２を満たすように理解されてもよい。ドレンパイプ３４０は、下部容器ヘッド３１２の底部に又は底部付近および／または排水溜めの中に第１端部３４２を備えてもよい。さらに、ドレンパイプ３４０は、上部容器ヘッド３１４に又は上部ヘッド３１４付近に配置される第２端部３４４を備えてもよい。一部の実施例において、ドレンパイプ３４０の第２端部３４４は、格納容器３１０の上部容器ヘッド３１４を貫通してもよい。

入口３３０は、格納領域３５０に空気および／または気体を移送するように構成されてもよい。入口３３０は、格納容器３１０を空気圧縮器または他の種類の気体圧縮装置と結合させてもよく、これらは、空気および／または気体を格納容器３１０に押し込むように構成されてもよい。格納容器３１０に放出される空気および／または気体は、格納領域３５０に伴う初期圧を増加させるように動作させてもよい。

図４は、部分的に排液された状態で、図３の実施例に係る格納容器ドレンシステム３００を図示する。入口３３０を経た追加の空気および／または気体の挿入の為に格納領域３５０内部の初期圧力が増加すると、格納容器３１０内部に含まれた液体３６０は、ドレンパイプ３４０の第１端部３４２に押し込まれ、ドレンパイプ３４０の第２端部３４４を経て格納容器３１０の外に追い出される。さらに、格納容器３５０内部の圧力は、増加し続け、液体３６０の高さは下部容器ヘッド３１２の底部に向かって落下してもよいが、まだドレンパイプ３４０の第１端部３４２の上に残る。

図５は、完全に排液された状態で、図３の実施例に係る格納容器ドレンシステム３００を図示する。完全に排液された状態において、液体３６０（図３）は、格納容器３１０内部から完全に又は実質的に完全に除去されてもよい。同様に、環状領域３２５を含む、炉容器３２０の全体の外面は、実質的に乾燥されてもよい。格納領域３５０は、完全に加圧されるものとして理解されてもよい。格納領域３５０内部の圧力は、４０ｐｓｉａを越えてもよい。一部の実施例において、格納領域３５０内部の圧力は、およそ７０ｐｓｉａでもよい。格納領域３５０内部の圧力は、当該システムの物理的デザイン（例えば、長さ、パイプ径、高さ、及び／又は他の設計変数）に依存して変更してもよい。さらに、ドレンパイプ３４０の第１端部３４２、第２端部３４４の一方または両方が、格納容器３１０に液体を再び入れることを妨害するように構成されてもよい一方向バルブが、液体の方向または流れを制限するように構成されてもよい。

一部の実施例において、格納容器ドレンシステム３００は、ドレンパイプ３４０の外に、加圧された空気および／または気体を放出するように構成されてもよい。空気および／または気体は、液体が格納領域３５０から除去された後に放出されてもよい。液体、空気、および／または気体は格納容器３１０の外に放出されるが、これらは、流体分離システム（例えば、図２の実施例に係るシステム２００に関して説明された流体分離タンク２１０）に移送されてもよい。

ドレンパイプ３４０を経た空気の放出に追従して、格納領域３５０内部の圧力は、図３で説明された動作状態に関して説明された初期圧力に戻ってもよい。入口３３０は、点検用空気源に接続されてもよい。他の実施例において、格納領域３５０は、真空または部分真空を生じさせる為に、空気および／または気体を更に排出させてもよく、真空または部分真空は、液体が除去された後に炉容器３２０を実質的に囲んでもよい。入口３３０に付けられたポンプ、或いは、格納領域３５０から空気および／または気体を除去する為の他のシステムが、部分真空を生み出すように構成されてもよい。一部の実施例において、排出された格納領域は、燃料補給作業の後であって、炉の始動作業前に作られてもよい。

図６は、炉モジュールの為の実施例に係るドレンシステム６００を図示する。炉モジュールは、下部ヘッド６１２および上部ヘッド６１４を備えた格納容器６１０を備えてもよい。一部の実施例において、下部ヘッド６１２および上部ヘッド６１４の一方または両方は、たとえば格納フランジ６１５によって、格納容器６１０に除去できるように付けられてもよい。さらに、格納容器６１０は、ベース支持体６５０を備えてもよく、ベース支持体６５０は、床、地面、および／または格納建屋または炉ベイの支持面上で、炉モジュールの重量を支持するように構成される。

ドレンシステム６００は、第１端部６４２および第２端部６４４を含むドレンパイプ６４０を備えてもよい。図３−図５のドレンパイプに関して説明されたものに類似して、ドレンパイプ６４０の第１端部６４２は、下部ヘッド６１２の底部に又は底部付近に配置されてもよい。さらに、ドレンパイプ６４０の第２端部６４４は、上部ヘッド６１４に又は上部ヘッド６１４の付近に配置されてもよい。一部の実施例において、炉モジュールは、別途、格納容器６１０内部に含まれる任意液体の排液に使用可能な下部ヘッド６１２の貫通を含まなくてもよい。むしろ、ドレンパイプの第２端部６４４は、任意の液体及び／又は気体が格納容器６１０の外に放出および／または追い出される通路を与える為に、上部ヘッド６１４を貫通および／または通過してもよい。

さらに、格納モジュールは、第２冷却システム伴うもう一つのプリナム６３０を備えてもよい。一部の実施例において、ドレンパイプ６４０の中間部分６４５は、一つ又は複数のプレナム６３０および／または格納容器６１０内部に含まれてもよい二次冷却材管束の一部分の周りを通るように構成されてもよい。

格納容器６１０は、液体または水で浸されるように構成されてもよい。さらに、ドレンシステム６００は、格納容器６１０内部から水を除去するように構成されてもよい。しかしながら、炉モジュールは、格納容器６１０内部にポンプを含むことなく設計されてもよい。さらに、格納容器６１０の底部から水を持ち上げる為に原動力を与えるポンプを使用すると、水の蒸気圧未満の吸込圧力を生み出す可能性がある。吸込圧力は、同様に、蒸気閉塞を生み出す可能性があり、有効吸込ヘッド（ＮＰＳＨ）不足のため、ポンプに空洞を生じさせる可能性がある。

格納容器６１０内部のＮＰＳＨを高めるため、要求されるＮＰＳＨを満たすように、格納容器６１０に空気圧力が加えられてもよい。たとえば、空気圧縮システムが格納容器６１０に空気を噴射または押し込むように使用され、ドレンシステム６００を経て水を除去することを容易にしてもよい。空気圧縮システムは、格納容器６１０の外側、又は外部に配置されてもよい。排液作業中に格納容器６１０に付けられる空気圧力器は、４０ｐｓｉａを越えてもよく、或いは、任意の接続パイプの高さ及び／又は長さ、直径に加えて、格納容器６１０の大きさおよび／またはその中に含まれる水の量に依存した他の圧力でもよい。

ドレンシステム６００は、ドレンパイプ６４０の第２端部６４４と動作可能に接続された一つ又は複数の格納冠水ドレンシステム（ＣＦＤＳ）ポンプを備えてもよい。一つ又は複数のＣＦＤＳポンプは、水を格納容器６１０から除去する為に、空気圧縮システムと組み合わされて動作してもよい。一部の実施例において、空気圧縮システムは、ＣＦＳＤＳポンプのような一つ又は複数のポンプを信頼性良く動作させる為に十分な圧力を生じさせるように構成されてもよく、このポンプは、ドレンパイプ６４０に格納容器６１０から液体を引く吸引力を与えるように構成されている。

格納排液の完了に続いて、格納容器６１０に噴射される空気および／または気体は、相対的に高い圧力でもよい。一部の実施例において、格納容器６１０内部の空気圧力は、およそ４０から１２０ｐｓｉａの間の圧力でもよい。空気および／または気体が、ＣＦＤＳシステムを通って放出される場合、空気および／または気体は、液体がとった同一の経路を辿る。一部の実施例において、ＣＦＤＳシステムは、炉冷却プールおよび／または炉冷却システムに液体を放出するように構成されてもよい。

炉冷却プールは、格納建屋内部に水の開放型プールを備えてもよい。冷却プールに放出された空気の急速膨張は、格納容器６１０および炉建屋環境の間のボリュームおよび圧力差のため、炉建屋内の音響圧力レベルを突然高める可能性がある。

図７は、実施例に係る格納容器ドレンシステム７００の為の簡略化された流体回路を図示する。格納容器ドレンシステム７００は、制御できるように、格納容器７１０内部に含まれる液体、空気、および／または気体を放出するように構成されてもよい。一部の実施例において、格納容器７１０は、図３−図６で説明された一つ又は複数のシステムと同様に、炉容器７２０を少なくとも部分的に囲んでもよい。さらに、ドレンパイプ７４０は、格納容器７１０から空気を放出および／または液体を抽出するように構成されてもよい。ドレンパイプ７４０は、部分的に液体で満たされた格納容器７１０と流体結合されてもよい。一部の実施例において、ドレンパイプ７４９のドレン入口は、格納容器７１０の下の部分において、液体の表面の下に配置されてもよい。さらに、気体のボリュームは、液体の表面の上に配置されてもよい。気体のボリュームは、加圧されてもよい。

一つ又は複数のドレンバルブ７１５は、リュ津ｉ回路を通って少なくとも一つの方向で、気体および／または液体の流れを、調整、限定、妨害、制限、他の方法で制御するように構成されてもよい。ドレン管路７４５および一つ又は複数のドレン管路バルブ７０５は、ドレンパイプ７４０を一つ又は複数のポンプ７５０に流体接続させてもよい。一つ又は複数のポンプ７５０は、格納容器７１０からの液体をドレンパイプ７４０に引く吸込力を与えるように構成されてもよい。一部の実施例において、一つ又は複数のポンプ７５０は、格納容器７１０の外側に配置されてもよい。さらに、一つ又は複数のポンプ７５０は、格納容器７１０の外側に配置された冷却プール７８５から水を引くように構成されてもよい。格納容器７１０を部分的に満たす液体は、冷却プールから引かれる水を含んでもよい。

ドレン管路７４５は、流体分離システム（たとえば、図２で説明されたような流体高さ制御装置および流体分離コンテナ２１０を含むシステム）にドレンパイプ７４０を流体接続するように動作してもよい。流体分離コンテナ２１０は、格納容器７１０の外側に配置されてもよい。流体分離システムは、液体の表面がドレン入口の下に降下した後、ドレンパイプ７４０に入る気体のボリュームから液体を分離するように構成されてもよい。

ドレン管路バルブ７０５は、格納容器ドレンシステム７００と動作可能に接続された複数の炉モジュールから液体および／または空気が選択的に引かれることを可能にするように相互接続されてもよい。したがって、ポンプ７５０および／または流体分離コンテナ２１０は、複数の炉モジュールの為の一つ又は複数の共有システムコンポーネントとして動作するように構成されてもよい。一部の実施例において、６個以上の炉モジュールが流体回路および／または一つ以上の共有コンポーネントに接続されてもよい。

さらに、格納容器ドレンシステム７００は、一つ又は複数の空気圧縮システム７２５を備えてもよい。圧縮システム７２５は、格納容器７１０と動作可能に結合されてもよく、格納容器７１０の上の部分に配置された入口を備えてもよい。空気および／または気体は、ドレンパイプ７４０を通る液体の除去に合わせて、又は、その前に、圧縮システム７２５によって、圧力入口を通って格納容器７１０に挿入されてもよい。空気および／または気体は、格納容器７１０の外からドレンパイプ７４０の中に液体を押し出す為に使用される気体のボリュームを形成してもよい。気体のボリュームは、圧縮領域を液体の表面の上に形成してもよく、その圧縮領域は、液体上に表面圧力を加えるように動作してもよい。

一部の実施例において、液体は、一つ又は複数のポンプ７５０によって与えられる吸込力および圧縮システム７２５によって格納容器７１０に挿入された圧縮気体の両方に応じて、格納容器７１０から容器分離タンク２１０に移送されてもよい。格納容器７１０の大きさ及び／又はその中に含まれる液体量に従って、格納容器７１０から液体を取り除くのに数時間かかってもよい。一部の実施例において、液体は、毎分およそ１００ガロンの流量で格納容器７１０から除去されてもよい。

格納容器７１０から除去される液体は、比較的大きな保留タンク内または冷却プール７８５の中に流出されてもよい。冷却タンクバルブ７８０は、流体回路を通る一つ又は複数の方向で、液体および／または空気の流れを、調整、限定、制限、または、他の方法で制御するように構成されてもよい。一部の実施例において、格納容器７１０から冷却プール７８５の中に引かれる液体の引き寄せ及び流出に加えて、ポンプ７５０は、燃料補給作業前に格納容器７１０を水で満たす為に、冷却プール７８５から水を引くように構成されてもよい。

一つ又は複数の回路バルブ７５５は、回路を通る空気および／または液体の流れの方向を、選択的に調整、限定、妨害、制限し、或いは、別の方法で制御するように構成されてもよい。一部の実施例において、一つ又は複数の回路バルブ７５５は、冷却プール７８５から圧送された水が格納容器７１０に移送されることを可能にするように構成されてもよい。さらに、一つ又は複数の回路バルブ７５５は、格納容器７１０に収容された空気および／または水が分離タンク２１０に移送されることを可能にするように構成されてもよい。

流体分離タンク２１０は、ある流量でドレンパイプ７４０のドレン入口に押し込まれる液体のボリュームで少なくとも部分的に満たされてもよい。流体高さ装置２６０は、液体がドレン入口に押し込まれるほぼ同一の流量で、流体分離タンク２１０から液体を流出させることによって、流体分離タンク２１０内部の液体ボリュームを維持するように構成されてもよい。

流体分離タンク２１０に移送される水は、比較的大きな保留タンク２６５または冷却プールに流出または放出されてもよい。一部の実施例において、保留タンク２６５および冷却プール７８５は、水の同一本体および／または互いに流体接続される同一本体を備えてもよい。他の実施例において、保留タンク２６５および冷却プール７８５のうち、一つ又は両方は、抑圧プールを備えてもよい。

流体高さ制御装置２６０は、流体分離タンク２１０内の水の高さを制御および／または保留タンク２６５への水の流量を制御するように構成されてもよい。一部の実施例において、流体高さ制御装置２６０は、流体分離タンク２１０内部の圧力差を識別するように構成されてもよい。圧力差の識別に応じて、流体高さ制御装置２６０は、流体分離タンク２１０から液体の更なる流出を妨害するように構成されてもよい。

いったん、格納容器７１０内の水の高さおよび／または流体分離タンク２１０内の水の高さが十分に低くなると、格納容器２１０内の加圧された空気および／または気体は、ドレン管路７４５に放出され、流体分離タンク２１０に移送されてもよい。流体分離タンク２１０内部に含まれる液体のボリュームは、加圧された気体が保留タンク２６５に流出されることを妨害するように動作してもよい。

流体分離タンク２１０は、空気ベントを備えてもよい。空気ベントは、ドレンパイプ７４０のドレン入口に放出される加圧された気体を流出させるように構成されてもよい。空気および／または気体は、その後、弱音器７６０および／または濾過器７７０のような、流体分離タンク２１０に接続されたノイズ減衰器、ノイズ濾過器、微粒子濾過器、ノイズ弱音器、および／またはノイズ拡散器のうち、一つ又は複数に迂回させてもよい。弱音器７６０および／または濾過器７７０は、デシベルの高さを減少させ、放出された空気に伴う放射性微粒子を減少させ、さらに／または別の方法で、放出された空気および／または気体の音響効果を緩和又は減弱させ、同時に、格納容器７１０の減圧を制御するように構成されてもよい。

一部の実施例において、弱音器７６０および／または濾過器７７０は、流出される気体の膨張割合を減少させ、あるいは、別の方法で、流出される気体の音響応答性を緩和または減少させる為に、加圧気体の放出割合を限定または制限するように構成されてもよい。加圧された気体を、大音響を伴って流出させるよりも、加圧された気体は、放出割合に従って、数分から、１又は複数時間の範囲にある時間間隔にわたって制御できるように放出されてもよい。

一部の実施例において、流体分離タンク２１０の内側にある、低い水の高さ及び／又は圧力差が、流体高さ制御装置２６０の運転停止を生じさせるように構成されてもよい。流体分離タンク２１０の内側の水は、ドレンバルブ閉鎖時間を考慮に入れる限界を与えるように動作してもよい。流体高さ制御装置２６０の運転停止は、保留タンク２６５への経路および／または炉建屋環境への経路を密封してもよく、さらに、その代わりに、加圧された空気および／または気体を弱音器７６０および／または濾過器７７０に迂回させてもよい。空気および／または気体は、最終的には、外部排出装置または炉建屋スタックの外に流出されてもよい。一部の実施例において、ノイズの高さが、近くのプラント作業員にとって容認できるほど低い場合、空気および／または気体は、炉建屋に流出されてもよい。

一つ又は複数の流体分離タンク２１０、弱音器７６０および／または濾過器７７０は、炉モジュールおよび／または炉建屋を伴う汚染排出システム（ＣＥＳ）、炉圧力格納システム（ＲＰＣＳ）、加熱、換気、空気調整装置（ＨＶＡＣ）システムと組み合わされてもよい。

図８は、水のプール８２５に少なくとも部分的に沈められた炉モジュール８５０の為の実施例に係る格納容器ドレンシステム８００を図示する。水のプール８２５は、炉モジュール８５０を収容する炉ベイおよび／または炉建屋８０５に含まれてもよい。一部の実施例において、水のプール８２５および／または炉モジュール８５０は、地面の高さの下に配置されてもよい。炉モジュール８５０は、格納容器８１０および格納容器８１０内部に収容された炉容器８２０を備えてもよい。格納容器８１０および炉容器８２０のうち一方または両方は、スチールまたはスチール合金のような金属から製造されてもよい。炉建屋８０５は、鉄筋コンクリートを含んでもよい。

液体および加圧気体で満たされた格納容器８１０から液体を除去する手段は、ドレンパイプ８４０および／または液圧管路８４５を経てドレンパイプ８４０に接続された一つ又は複数の他の装置またはシステムを備えてもよい。例えば、液圧管路８４５は、ドレンパイプ８４０を、図７のポンプ７５０のような一つ又は複数のポンプと動作可能に接続するように構成されてもよい。加圧気体は、格納容器から液体が実質的に除去された後、除去する為の手段に入ってもよい。

さらに、ドレンパイプ８４０は、液体および少なくとも一部分の加圧気体の両方が格納容器から除去された後、加圧気体から液体を分離する為の手段に接続されてもよい。分離する為の手段は、本願で説明された一つ又は複数のシステム又は装置（たとえば、流体分離タンク２１０、流体高さ制御装置２６０を含むシステム２００（図２）液体を気体から分離する為の他のシステム、又はこれらの任意の組合せ）を含んでもよい。

また更に、ドレンパイプ８４０は、加圧木灰が液体から分離された後、加圧気体の音響特性を緩和する為の手段に接続されてもよい。緩和する手段は、ノイズ減衰器、ノイズ濾過器、ノイズ消音器、および／またはノイズ拡散器、弱音器７６０及び／又は濾過器７７０（図７）のような本願で説明された一つ又は複数のシステムまたは装置、音響特性を緩和する為の他のシステム、或いは、これらの任意の組合せを備えてもよい。

一部の実施例において、格納容器を浸す為の手段は、水のプール８２５内部に配置された入口８８５およびバルブ８７５のような一つ又は複数のバルブを備えてもよい。バルブ８７５は、入口８８５を通って水を引き込む為に開放可能な一方向バルブを備えてもよい。さらに、液圧管路８８０は、入口８８５に引き込まれた水が格納容器８１０に放出できるように、ドレンパイプ８４０に接続されてもよい。更なる他の実施例において、浸す為の手段は、一つ又は複数のポンプおよび／または保留タンクを備えてもよく、これらは、格納容器８１０に放出される水や他の種類の液体を与えるように構成されてもよい。

分離する為の手段によって気体から分離された液体は、液圧管路８６０に接続された一つ又は複数の流出装置８６５によって流出されてもよい。流出装置８６５は、水のプール８２５内に配置されてもよい。一部の実施例において、一つ又は複数の流出装置８６５によって流出される液体は、入口８８５を通って水のプール８２５から最初に引かれ、格納容器８１０を浸す為に使用された水を備えてもよい。

一部の実施例において、液圧管路８６０、液圧管路８８０，入口８８５、一つ又は複数のバルブ８７５、および／または流出装置８６５は、緊急炉心冷却システムに使用されるコンポーネントを備えてもよい。更なる他の実施例において、一つ又は複数の液圧管路８６０、液圧管路８８０、入口８８５、一つ又は複数のバルブ８７５、及び流出装置８６５は、二次冷却材システムに水の補助源を与える為のシステムのコンポーネントを備えてもよい。

加圧気体で格納容器８１０を加圧する為の手段は、加圧器パイプ８３０および／または、液圧管路８３５を経て加圧器パイプ８３０に接続された一つ又は複数の他の装置又はシステムを備えてもよい。例えば、液圧管路は、図７の圧縮システム７２５のような一つ又は複数の圧縮システムに加圧器パイプ８３０を動作的に接続するように構成されてもよい。さらに、加圧器パイプ８３０および／または液圧管路８３５は、空気排出システムと動作可能に接続されてもよい。

一部の実施例において、本願で開示された手段の為に機能的に説明された全ては、一次冷却材１０が炉容器８２０を離れることが決して許容されることなく、実行されてもよい。さらに、炉芯８１５が発電する間、炉モジュール８５０の正常動作中、格納容器８１０は、内部で乾燥され、さらに／または全ての液体および気体が実質的に排出されてもよい。

図９は、液体９８０で少なくとも部分的に満たされた格納容器９１０を備える更なる他の実施例に係る格納容器ドレンシステム９００を図示する。格納容器９１０に挿入されたドレンパイプ９４０は、液体９８０を保留タンク９２０に移送するように構成されてもよい。一部の実施例において、保留タンク９２０は、格納容器９１０と同様の大きさであり、更に／又は、格納容器９１０と同量の液体を保留可能であってもよい。

液体９８０に加えて、格納容器９１０は、気体の領域９１５を含むように構成されてもよい。気体の領域９１５は空気や他の種類の気体および／または蒸気を含んでもよい。

一部の実施例において、気体の領域９１５は、加圧されてもよい。気体入口９３０は、格納容器９１０と動作可能に接続され、さらに／または格納容器９１０を貫通してもよい。気体入口９３０は、加圧気体を格納容器９１０に挿入、放出、噴射するように構成されてもよい。

バルブや他の型式の流れ制御装置のような第１格納制御装置９４５は、格納容器９１０への又は格納容器９１０からの液体の流れを制御するように構成されてもよい。同様に、第２格納制御装置９３５は、格納容器９１０への又は格納容器９１０からの気体の流れを制御するように構成されてもよい。第１格納制御装置９４５および第２格納制御装置９３５の一方または両方は、流体分離装置９５０と動作可能に接続されてもよい。一部の実施例において、流体分離装置９５０は、図２のシステム２００と同様に、液体から気体を分離するように構成されてもよい。

ポンプ９６０のような一つ又は複数のポンプは、コンテナ容器９１０から液体９８０を流体分離装置９５０に引き出す吸込力を与えるように構成されてもよい。格納容器９１０から引かれた液体９８０は、流体分離装置９５０内部の液体のプール９９０を形成してもよい。流体分離装置９５０は、液体９８０を保留タンク９２０に移送する為に一時的な保留タンクとして構成されてもよい。バルブや他の型式の流れ制御装置のような保留タンク制御装置９７５は、保留タンク９２０への又は保留タンク９２０からの液体の流れを制御するように構成されてもよい。

さらに、流体分離装置９５０は、ノイズ濾過器、ノイズ消音器、ノイズ拡散器、弱音器、ノイズ濾過器、他の型式の音響制御装置、これらの任意の組合せのようなアコースティックサウンド減少装置９７０と動作可能に接続されてもよい。

バルブや他の種類のフロー制御装置音響制御装置９６５は、流体分離装置９５０からアコースティックサウンド減少装置９７０までの、空気、気体、および／または蒸気の流れを制御するように構成されてもよい。

一部の実施例において、保留タンク９２０を伴う格納領域９２５は、真空または部分真空に保留されてもよい。真空は、吸込力を生み出す為に使用されてもよく、吸込力は、ドレンパイプ９４０を通って液体９８０を保留タンク９２０へと引く。他の実施例において、格納領域９２５は、最初に加圧されてもよい。保留タンク９２０内部の加圧気体は、液体９８０の引抜きの前に、又は、引抜きと同時に格納容器９１０の気体の領域９１５に噴射されてもよい。更なる他の実施例において、一つ又は複数のポンプは、格納容器９１０の気体の領域９１５を加圧する為に使用されてもよい。例えば、ポンプ９６０の動作は、第２格納制御装置９３５を経て、気体を格納容器９１０に押し込むように効率良く逆にされてもよい。

図１０は、格納容器を排液する為の実施例に係る方法１０００を図示する。作業１０１０において、炉モジュール内の格納容器は、水のような液体に浸されてもよい。

作業１０２０において、燃料補給および／または整備作業が炉モジュールで行われてもよい。

作業１０３０において、格納容器は、空気のような気体で加圧されてもよい。一部の実施例において、格納容器は、作業１０２０の完了に続き、加圧されてもよい。

作業１０４０において、液体は、抽出され、引き抜かれ、吸い上げられ、さらに／または他の方法で格納容器から除去される。一部の実施例において、加圧気体に伴う圧力は、ドレンパイプの中に、ドレンパイプを通って液体を押し込むには十分であってもよい。他の実施例において、一つ又は複数のポンプによって与えられた吸込力は、格納容器から液体を除去するように加圧空気を増大させてもよい。

作業１０５０において、格納容器から除去される液体は、保留タンク、冷却プール、抑圧プールの中に流出されてもよい。

作業１０６０において、加圧気体は、格納容器から放出されてもよい。一部の実施例において、加圧気体は、作業１０５０の完了に続き、或いは、実質的に全ての液体が格納容器から除去された後に、放出されてもよい。

作業１０７０において、加圧気体は、弱音器またはノイズ濾過器のような一つ又は複数の音響装置で処理および／または動作されてもよい。

作業１０８０において、加圧気体は、緩和された音響特性で流出されてもよい。一部の実施例において、加圧される気体の流出割合は、流出される気体の膨張割合を減少させるか、他の方法で流出される気体の音響応答性を減少させるように制御されてもよい。

加圧水炉および／または軽水炉を用いて動作に加えて、当業者にとって明らかであることは、本願で提供された実施例の少なくとも一部が、他の種類のシステムまたは液体格納構造にも適用されることが理解される点である。例えば、一つ又は複数の実施例またはその変形例は、同様に、沸騰水炉または一定の他の種類の炉設計を用いて動作可能になる。更に注意されるべきことは、本願で説明された、どのような割合および値も、単なる一例として提供されている点である。他の割合および値は、現尺または縮尺モデルの原子炉システムの建設によるような実験を通じて決定されてもよい。

本願で様々な実施例を説明し図示してきたが、明らかであることは、他の実施例も、配置や詳細で変形可能であることである。全ての変形例および変更例は、以下の特許請求の精神および範囲に含まれる。

Claims (21)

1. 炉容器を少なくとも部分的に囲む格納容器を排液する為のシステムにおいて、
   前記格納容器の下の部分に配置されたドレン入口であって、前記格納容器は少なくとも部分的に液体で満たされ、前記ドレン入口は前記液体の表面の下に配置される、前記ドレン入口と、
   前記格納容器の上の部分に配置された入口であって、加圧気体を前記格納容器に挿入し、前記液体の前記表面の上に加圧領域を形成し、前記加圧領域が、前記格納容器内部の前記液体の前記表面を下げる表面圧を加えて前記液体を前記ドレン入口に押し込むように動作する、前記入口と、
   前記ドレン入口と動作可能に接続された流体分離装置であって、前記液体の前記表面が前記ドレン入口の下に降下した後に前記ドレン入口に入る前記加圧気体から前記液体を分離するように構成された前記流体分離装置と、
   を備える、システム。
2. 前記流体分離装置は、前記格納容器の外側に配置される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記流体分離装置は、前記液体のボリュームで少なくとも部分的に満たされる流体分離タンクを備え、流体レベル装置が、前記流体分離タンクから前記液体を流出させることによって、前記液体が前記ドレン入口に押し込まれる、およそ同一の流量で、前記流体分離タンク内部の前記液体の前記ボリュームを維持するように構成される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記流体分離装置は、保留タンクに前記液体を流出させるように構成され、前記流体分離タンク内部の液体の前記ボリュームは、前記加圧気体が前記保留タンクに流出されることを妨害するように動作する、請求項３に記載のシステム。
5. 前記流体レベル装置は、前記流体分離タンク内部の圧力差を識別するように構成され、前記圧力差の前記識別に応じて、前記流体分離装置は、前記流体分離タンクから前記液体の更なる流出を妨害するように構成される、請求項３に記載のシステム。
6. 前記流体分離タンクは、空気ベントを備え、前記空気ベントは、前記ドレン入口に放出される前記加圧気体を流出させるように構成される、請求項３に記載のシステム。
7. 前記空気ベントを通って流出される前記加圧気体の一つ又は複数の音響特性を減らすように構成される音響減衰装置を更に備える、請求項６に記載のシステム。
8. 前記音響減衰装置は、ノイズ弱音器、ノイズ拡散器、ノイズ消音器、ノイズ濾過器を備える、請求項７に記載のシステム。
9. 吸込力を与えるように構成された一つ又は複数のポンプを更に備え、前記吸込力は、前記ドレン入口に前記液体を引き、前記液体は、前記一つ又は複数のポンプによって与えられた前記吸込力と前記格納容器内部の前記加圧領域によって加えられた前記表面圧との両方に応じて、前記流体分離装置に移送される、請求項１に記載のシステム。
10. 流体分離システムにおいて、
    液体で部分的に満たされた格納容器に流体結合されたドレンパイプであって、前記ドレンパイプのドレン入口は前記液体の表面の下に配置され、気体ボリュームは、前記液体の前記表面の上に配置される、前記ドレンパイプと、
    前記格納容器から前記ドレンパイプに前記液体を引く吸込力を与え、前記格納容器内部の前記液体の前記表面を下げる一つ又は複数のポンプと、
    前記ドレンパイプと動作可能に接続された流体分離装置であって、前記液体の前記表面が前記ドレン入口の下に降下したときに前記ドレンパイプに入ってくる前記気体ボリュームから前記液体を分離するように構成される、前記流体分離装置と、
    を備える、流体分離システム。
11. 前記一つ又は複数のポンプは、前記格納容器の外側に配置される、請求項９または１０に記載のシステム。
12. 前記一つ又は複数のポンプは、前記格納容器の外側に配置された冷却プールから水を引くように更に構成され、前記格納容器を部分的に満たす前記液体は、前記冷却プールから引かれた前記水を含む、請求項１０に記載のシステム。
13. 前記格納容器と動作可能に結合された圧縮装置を更に備え、前記圧縮装置は、前記気体ボリュームを形成する為に前記格納容器に加圧気体を挿入するように構成され、前記液体は、前記一つ又は複数のポンプによって与えられた前記吸込力および前記格納容器に挿入された前記加圧気体の両方に応じて、前記流体分離装置に移送される、請求項１０に記載のシステム。
14. 前記圧縮装置は、前記格納容器内部または外側に配置される、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記気体ボリュームが前記流体分離装置によって前記液体から分離された後、前記気体ボリュームの一つ又は複数の音響特性を減らすように構成された音響減衰装置を更に備える、請求項１０に記載のシステム。
16. 前記音響減衰装置は、前記流体分離装置から流出される前記気体ボリュームの膨張割合を減少させるように構成される、請求項１５に記載のシステム。
17. 流体分離システムにおいて、
    液体及び加圧気体の両方で満たされた格納容器から液体を除去する手段であって、前記加圧気体は、前記液体が前記格納容器から実質的に除去された後、前記液体を除去する手段に入る、前記液体を除去する手段と、
    前記液体及び前記加圧気体の少なくとも一部分の両方が前記格納容器から除去された後、前記加圧気体から前記液体を分離する手段と、
    前記加圧気体が前記液体から分離された後、前記加圧気体の音響特性を減らす手段と、
    を備える、流体分離システム。
18. 前記格納容器を前記液体で浸す手段と、
    前記格納容器を前記加圧気体で加圧する手段と、
    を更に備える、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記格納容器内部に収容される炉容器は、前記液体の前記表面を下げる前に前記液体によって少なくとも部分的に囲まれる、請求項１に記載のシステム。
20. 前記炉容器は、一次冷却材に沈められた炉心を含み、前記液体の前記表面は、前記炉容器から前記一次冷却材を除去することなく、前記格納容器内で下げられる、請求項１９に記載のシステム。
21. 前記ドレン入口は、前記液体が前記格納容器から実質的に除去された後、前記加圧気体を前記流体分離装置に放出するように構成される、請求項１に記載のシステム。

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