JPH04216497A - 原子炉格納容器フィルタードベント装置 - Google Patents

原子炉格納容器フィルタードベント装置

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JPH04216497A
JPH04216497A JP2402857A JP40285790A JPH04216497A JP H04216497 A JPH04216497 A JP H04216497A JP 2402857 A JP2402857 A JP 2402857A JP 40285790 A JP40285790 A JP 40285790A JP H04216497 A JPH04216497 A JP H04216497A
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】〔発明の目的〕
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は原子力発電プラントに用
いられる原子炉格納容器フィルタードベント装置に関す
る。
【０００３】
【従来の技術】従来の原子力発電プラントのうち、図２
に示す沸騰水型原子力発電プラント（以下、ＢＷＲプラ
ントという。）では、原子炉建屋１内に非常用ガス処理
系（以下、ＳＧＴＳという。）２が設置されている。Ｓ
ＧＴＳ２は設計基準事故（以下、ＤＢＡという。）であ
る冷却材喪失事故（以下、ＬＯＣＡという。）が発生し
た際に、原子炉建屋１内の雰囲気をごく少量ずつ大気中
へ放出して原子炉建屋１内を負圧に保ち、原子炉格納容
器（以下ＲＣＶという。）より漏洩して来た放射性物質
を原子炉建屋１内に封じ込め、大気中に漏洩するのを防
止している。
【０００４】ＳＧＴＳ２は、ＤＢＡであるＬＯＣＡ対応
設備であるため、工学的安全施設として位置付けられる
。ＳＧＴＳ２には動的機器への単一故障基準の適用およ
び耐震設計を行なうこと等が要求され、非常に高信頼度
の設計がなされている。
【０００５】しかし、原子炉建屋１内の雰囲気を大気中
に放出するＳＧＴＳ２には放射性物質を除去するために
、高性能で高価なフィルタトレイン４が備えられる。 フィルタトレイン４にはプレフィルタ、高性能粒子フィ
ルタ、チャコールフィルタ等が列状に備えられている。 フィルタトレイン４は排気ファン５から送られる原子炉
建屋１内の排気雰囲気から放射性物質を充分に除去した
後、クリーンな雰囲気だけをスタック６から環境へ放出
するようになっている。ＳＧＴＳ２は排気ファン５の各
電動弁７等の作動に非常用交流電源（以下、非常用ＤＧ
という。）が用いられる。符号８は湿分除去装置、符号
９は加熱コイルである。
【０００６】一方、最近ではヨーロッパ諸国の原子力発
電プラントには、ＤＢＡ（設計基準事故）を超える苛酷
事故が発生した場合を考慮して、図３に示す苛酷事故対
策用のフィルタードベント系１０が設置されている。
【０００７】苛酷事故は、外部電源が喪失し、かつ多数
基存在する非常用交流電源（ＤＧ）も全て喪失するとい
う極めて苛酷な情況を想定した場合等に発生するもので
あって、具体的には交流電源が全く使用不能となるいわ
ゆる全交流電源喪失が発生するおそれがあると考えられ
る。この苛酷事故時に、原子燃料の放出する崩壊熱によ
ってＲＣＶ３の内圧が過度に上昇する前に、フィルター
ドベント系１０のラプチャディスク１１が自動的に作動
してＲＣＶ３内の雰囲気をスタックから大気中に放出す
ることによって、ＲＣＶ３の加圧破損を防止している。
【０００８】また、ＲＣＶ３内の放射性物質は、フィル
タードベント系１０に備えられたフィルタ容器１２によ
って除去している。フィルタ容器１２は水フィルタとス
テンレスフィルタとを内蔵し、両フィルタにて放射性物
質を除去して充分に低減した後、環境に放出している。
【０００９】しかし、この苛酷事故対策用フィルタード
ベント系１０は苛酷事故を対象としたものであり、苛酷
事故はＤＢＡを超えた極めて希な事故であるという立場
から、一般に動的機器への単一故障基準の適用や耐震設
計といった系統の信頼性を確保するための設計は実施さ
れていない。しかるに苛酷事故の起因事象となる全交流
電源喪失は地震を原因として発生する可能性が高く、冗
長設計も実施されていないため、実際には苛酷事故が発
生した場合における本システムは信頼性の点で充分でな
いおそれがある。
【００１０】また、図３に示す苛酷事故対策用フィルタ
ードベント系１０は、苛酷事故時に自動的に作動するよ
うに設計されておらず、通常運転時、閉の隔離弁１３を
運転員の自主的な判断で開操作する必要があり、ヒュー
マンファクタの比重が大きく、この観点からも信頼性の
高い設計とは言えない。
【００１１】一方、ＤＢＡ用に設計されている設計基準
事故用のＳＧＴＳ２は前述の通り動的機器の冗長設計や
耐震設計が行なわれており、ＬＯＣＡ等の事故後に自動
的に起動するように設計され、充分な信頼性を確保した
設計と言える。しかし、ＳＧＴＳ２は、排気ファン５や
電動弁７等の動的機器の作動に交流電源を必要とするた
め、全交流電源喪失を起因事象とする苛酷事故時には全
く動作することができない。このため、既にＤＢＡ用と
して高価なＳＧＴＳ２を設置しているにも拘らず、ヨー
ロッパ諸国では、さらに苛酷事故対策専用として別途フ
ィルタードベント系１０を追加設置した形で実施してお
り、コスト負担が大きくなっている。また、フィルター
ドベント系１０は苛酷事故対策専用の設備であるため、
例えばフィルタードベント系１０を我が国の原子力発電
プラントにも導入しようとした場合には、苛酷事故が起
こり得るプラントであるとの誤った印象を一般国民に与
えかねない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】現状ではＳＧＴＳ２は
ＤＢＡ時にしか使えず、一方、フィルタードベント系１
０は苛酷事故時にしか使えないため、ＳＧＴＳ２にフィ
ルタードベント系１０を追加設置しようとするとコスト
アップ幅が大きくなり、かつ一般国民の持つ印象が悪化
するという欠点があった。
【００１３】しかも、フィルタードベント系１０は苛酷
事故専用でシステムの信頼性がＳＧＴＳ２に比べて劣っ
ており、実際にはヒューマンファクタの比重が大きく、
課題があった。
【００１４】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、ＤＢＡ（設計基準事故）時にも、苛酷事故時
にも使用でき、ＳＧＴＳ（非常用ガス処理系）の機能と
フィルタードベント系の機能を単一のシステムで持ち合
せることができる原子炉格納容器フィルタードベント装
置を提供することを目的とする。
【００１５】本発明の他の目的は、システムとしての信
頼性が高く、かつコストが安価なインテグレーテッドフ
ィルタードベント系を備えた原子炉格納容器フィルター
ドベント装置を提供するにある。〔発明の構成〕
【００
１６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る原子炉格納
容器フィルタードベント装置は、上述した課題を解決す
るために原子炉格納容器に苛酷事故対策用フィルタード
ベント系を接続する一方、このフィルタードベント系に
備えられるフィルタ装置上流側のベント配管に非常用ガ
ス処理系の排気ファンあるいはポンプの下流側を接続し
、前記フィルタ装置を非常用ガス処理系の放射性物質除
去用フィルタとして使用可能に設定したものである。
【００１７】
【作用】この原子炉格納容器フィルタードベント装置は
、苛酷事故対策用フィルタードベント系を積極的に利用
して、このフィルタードベント系のフィルタ装置上流側
ベント配管に非常用ガス処理系（ＳＧＴＳ）の排気ファ
ンあるいはポンプ下流側を接続し、上記フィルタ装置を
非常用ガス処理系の放射性物質除去用フィルタとして使
用可能にしたので、高性能ではあるが高価なフィルタト
レインを削除することができ、大幅なコスト低減を図る
ことができる。
【００１８】また、原子炉格納容器フィルタードベント
装置は、苛酷事故対策用フィルタードベント系のベント
機能と、非常用ガス処理系の機能を単一のシステムで併
せ持つインテグレーテッドフィルタードベント系を構成
することができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明に係る原子炉格納容器フィルタ
ードベント装置の一実施例について添付図面を参照して
説明する。
【００２０】図１は、本発明に係る原子炉格納容器フィ
ルタードベント装置の一例を示す系統図であり、このフ
ィルタードベント装置は苛酷事故対策用フィルタードベ
ント系２０を軽水型原子炉の原子炉建屋２１内に設置し
ている。この原子炉建屋２１内には原子炉格納容器（Ｒ
ＣＶ）２２が格納されており、このＲＣＶ２２内に原子
炉圧力容器２３が収容される。ＲＣＶ２２の下部にはサ
プレッションプール２４が設けられており、このサプレ
ッションプール２４の気相部にフィルタードベント系２
０のベント配管２５が接続される。
【００２１】フィルタードベント系２０のベント配管２
５には隔離弁２６，２６、ラプチャディスク２７および
逆止弁２８が順次配設されてフィルタ装置としてのフィ
ルタ容器３０に接続される。フィルタ容器３０内には水
フィルタ３１およびステンレスファイバフィルタ３２が
内蔵される。一方、フィルタ容器３０の頂部から下流側
のベント配管３３が延出されており、このベント配管３
３には逆止弁３４、圧力コントロール用のスロットル３
５およびラプチャディスク３６が順次設置されてスタッ
ク（図示せず）に接続され、このスタックから大気中に
開口するようになっている。
【００２２】一方、フィルタ容器３０の上流側のベント
配管２５には非常用ガス処理系（ＳＧＴＳ）３８の配管
（以下、ＳＧＴＳ配管という。）３９が接続される。Ｓ
ＧＴＳ配管３９は原子炉建屋２１の雰囲気中に開口する
一方、ＳＧＴＳ配管３９には、ＳＧＴＳ吸気弁４０、排
気ファン４１、隔離弁４２および逆止弁４３が順次配置
される。また、フィルタ容器３０の下流側ベント配管３
３にはラプチャディスク３６をバイパスするＳＧＴＳ排
気弁４５が設置される。このようにして、非常用ガス処
理系３８はフィルタードベント系２０にインテグレーテ
ッドされ、単一のシステムであるインテグレーテッドフ
ィルタードベント系が構成される。
【００２３】また、フィルタ容器３０の上流側ベント配
管２５には隔離弁２６およびラプチャディスク２７をバ
イパスするようにバイパス回路４６が設けられ、このバ
イパス回路４６に隔離弁４７が設置される。隔離弁４７
は運転員がベント操作等を行なうために設置される。具
体的には隔離弁４７は、ラプチャディスク２７の作動圧
にＲＣＶ２２内圧が到達する以前に運転員がベント操作
を行なう場合や、ラプチャディスク２７が作動に失敗し
た場合の運転員バックアップ操作に使用するために設置
される。事故後に作動が要求される動的機器には逆止弁
２８，３４，４３およびラプチャディス２７，３６を除
いて冗長性（多重性）を持たせてある。
【００２４】さらに、フィルタ容器３０の気相部にはＮ
２　（不活性ガスでもよい。）供給ライン４８が接続さ
れている。このＮ２　供給ライン４８からＮ２　ガスの
供給により、通常運転時にはフィルタ容器３０内はＮ２
　ガスで充満されており、このＮ２　ガスにより、事故
発生後にフィルタ容器３０内でＲＣＶ２２内雰囲気中に
含まれるＨ２　ガスやＣＯガス等の可燃性ガスにより燃
焼が生じるのを防止している。
【００２５】また、フィルタ容器３０内に設置されるフ
ィルタの種類はサンドフィルタ等の他のフィルタであっ
てもよく、また、フィルタ容器３０内に常時Ｎ２　ガス
を充填しておくことは必ずしも必要でない。この場合に
は下流側ベント配管３３にラプチャディスク３６やＳＧ
ＴＳ排気弁４５の設置が不要となる。また、信頼性を向
上させるために、逆止弁やラプチャディスクを冗長化す
ることも可能である。
【００２６】なお、図１において符号５０は給水ライン
であり、符号５１はドレンライン、符号５２は脱気ライ
ンである。
【００２７】次に、原子炉格納容器のフィルタードベン
ト系の作用を説明する。
【００２８】軽水型原子炉の原子力発電プラントに設計
基準事故（ＤＢＡ）が万一発生した場合でも、非常用交
流電源（ＤＧ）は少なくとも１系統が作動可能に設けら
れている。この非常用交流電源によりＳＧＴＳ３８の排
気ファン４１や吸気弁４０、隔離弁４２、排気弁４５の
作動が可能となる。
【００２９】したがって、ＳＧＴＳ３８の排気ファン４
１等はＤＢＡの発生を検知した自動信号によって起動さ
れ、原子炉建屋２１内の雰囲気の吸引を開始する。ＳＧ
ＴＳ３８の排気ラインはこのフィルタードベント装置の
場合にはフィルタードベント系２０のフィルタ容器３０
の上流側ベント配管２５に接続されているため、吸引さ
れた原子炉建屋２１内雰囲気はフィルタ装置としてのフ
ィルタ容器３０へと導入され、ここで雰囲気中の放射性
物質が除去される。フィルタ容器３０のフィルタ作用に
よりクリーンにされた雰囲気が図示しないスタックを通
して大気中へ放出される。この場合、原子炉建屋２１内
の雰囲気がＳＧＴＳ排気ファン４１によってＳＧＴＳ３
８から吸引処理されるため、原子炉建屋２１内にＲＣＶ
２２から漏洩して来るＤＢＡ時の放射性物質が原子炉建
屋２１からさらに大気中に漏洩することが防止され、一
般公衆のＤＢＡ時の安全性が保証される。
【００３０】一方、苛酷事故（ＳＡ）が発生した場合に
は、非常用交流電源は全て使用不可能であることが考え
られる。この場合にはＳＧＴＳ３８の排気ファン４１や
吸気弁４０等の動的機器は全く作動不可能となる。一方
、炉心冷却系等の動的システムも全て動作不能となるた
め、炉心が損傷を受け放射性物質が破損した原子燃料よ
り放出され、原子炉格納容器（ＲＣＶ）２２内に放出さ
れるおそれがある。また、原子燃料が放出し続ける崩壊
熱によりＲＣＶ２２内は高圧となる。
【００３１】しかし、ＲＣＶ２２内圧が一定値になると
ラプチャディスク２７が作動し、ＲＣＶ２２内の雰囲気
がベント配管２５を通してフィルタ容器３０へと導かれ
る。ＲＣＶ２２内雰囲気中に存在する放射性物質はこの
フィルタ容器３０内で充分に除去され、クリーンになっ
た雰囲気がスタックを通して環境へ放出される。このよ
うに苛酷事故時にはＲＣＶ２２内雰囲気は雰囲気圧力の
上昇によって自然に環境へ放出されるため、交流電源等
の駆動源を必要としない。これにより、ＲＣＶ２２内は
大気圧近傍に維持され、その健全性が維持される。この
ため、苛酷事故を想定した場合にも、放射性物質が無制
限に環境に放出されるといった事態が防止され、一般公
衆の安全が確保される。
【００３２】このようにインテグレーテッドフィルター
ドベント系２０ではＤＢＡ時も苛酷事故時も同一のフィ
ルタ装置であるフィルタ容器３０を用いて放射性物質の
除去が行なわれ、公衆の安全性が確保される。
【００３３】また、このフィルタードベント装置は、設
計基準事故（ＤＢＡ）時に必須の非常用ガス処理系とし
ての安全機能を有するので、国が定める安全指針に基づ
き工学的安全施設として設計できて高信頼性を維持した
設計が可能となり、苛酷事故時のベント機能の信頼性（
冗長設計、耐震設計等）が確保される。
【００３４】なお、本発明の一実施例ではフィルタード
ベント系２０のベント配管２５をサプレッションプール
２４の気相部に接続した例を示したが、このベント配管
２４をＲＣＶ２２内のドライウェル５４と連通させても
よい。
【００３５】また、ＳＧＴＳ３８の排気ファン４１や吸
気弁４０、隔離弁４２、ＳＧＴＳ配管３９は他に種々の
構成が考えられ、例えば排気ファンは排気ポンプで代用
してもよい。
【００３６】
【発明の効果】以上に述べたように本発明に係る原子炉
格納容器フィルタードベント装置においては、原子炉格
納容器に接続される苛酷事故対策用フィルタードベント
系にフィルタ装置を備え、このフィルタ装置の上流側ベ
ント配管に非常用ガス処理系の排気ファンあるいはポン
プ下流側を接続し、前記フィルタ装置を非常用ガス処理
系の放射性物質除去用フィルタとして使用可能としたの
で、従来のように非常用ガス処理系、専用の高価なフィ
ルタトレインを必要とせず、大幅なコスト低減を図るこ
とができる。
【００３７】また、このフィルタードベント装置は、フ
ィルタ装置が苛酷事故対策用フィルタードベント系だけ
でなく、設計基準事故用非常用ガス処理系のフィルタ作
用を行なうので、フィルタードベント系に備えられるフ
ィルタ装置は設計基準事故時にも使用することができて
、共用が図れ、信頼性の高いインテグレーテッドフィル
タードベント系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る原子炉格納容器フィルタードベン
ト装置の一実施例を示す系統概要図。
【図２】従来のＢＷＲプラントに設置される非常用ガス
処理系（ＳＧＴＳ）の系統概要図。
【図３】ヨーロッパの原子力プラントに採用されている
従来のフィルタードベント系の一例を示す系統概要図。
【符号の説明】
２０　　苛酷事故対策用フィルタードベント系２１　　
原子炉建屋 ２２　　原子炉格納容器 ２３　　原子炉圧力容器 ２５　　上流側ベント配管 ２７，３６　　ラプチャディスク ３０　　フィルタ容器（フィルタ装置）３１水フィルタ ３２　　ステンレスファイバフィルタ ３３　　下流側ベント配管 ３８　　非常用ガス処理系（ＳＧＴ） ３９　　ＳＧＴＳ配管 ４１　　排気ファン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　原子炉格納容器に苛酷事故対策用フィ
    ルタードベント系を接続する一方、このフィルタードベ
    ント系に備えられるフィルタ装置上流側のベント配管に
    非常用ガス処理系の排気ファンあるいはポンプの下流側
    を接続し、前記フィルタ装置を非常用ガス処理系の放射
    性物質除去用フィルタとして使用可能に設定したことを
    特徴とする原子炉格納容器フィルタードベント装置。
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