JPH07318684A - 原子炉機器施設への代替注水装置 - Google Patents

原子炉機器施設への代替注水装置

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JPH07318684A
JPH07318684A JP6116332A JP11633294A JPH07318684A JP H07318684 A JPH07318684 A JP H07318684A JP 6116332 A JP6116332 A JP 6116332A JP 11633294 A JP11633294 A JP 11633294A JP H07318684 A JPH07318684 A JP H07318684A
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JP
Japan
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reactor
pump
side pipe
water
heat exchanger
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JP6116332A
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English (en)
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Masahiro Yamashita
正弘 山下
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】苛酷事故の発生を防止するとともに仮に苛酷事
故が発生した場合にも原子炉格納容器の健全性を維持す
る。 【構成】原子炉残留熱除去装置用熱交換器(RHR熱交
換器)4に近接してディーゼル駆動ポンプ16を設け、R
HR熱交換器4の二次側配管4bとディーゼル駆動ポン
プ16との間にポンプ吸い込み側配管17および吸い込み側
弁18を接続する。RHR熱交換器4の一次側配管4aと
ディーゼル駆動ポンプ16との間にポンプ吐出側弁20とポ
ンプ吐出側弁19を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は原子力発電所に用いられ
る原子炉圧力容器および原子炉格納容器等へ注水する原
子炉機器施設への注水装置に関する。
【0002】
【従来の技術】沸騰水型原子炉では、原子炉機器施設と
して原子炉圧力容器および原子炉格納容器が設置されて
おり、一般に炉心は原子炉圧力容器内に収納され、原子
炉圧力容器は原子炉格納容器に収納されている。原子炉
格納容器は原子炉圧力容器の収納されるドライウェルと
圧力抑制水が貯蔵されるウェットウェルの2つのコンパ
ーメントに分かれる。
【0003】原子炉圧力容器に接続される配管が破断し
て高温高圧の一次冷却水がドライウェルに放出される事
故(以下、LOCAという)時には、ドライウェル内の
水蒸気を主成分とする雰囲気ガスがベント管を介して圧
力抑制水中に導かれ、冷却凝縮され、原子炉格納容器内
の圧力上昇を抑制する構造になっている。
【0004】また、LOCA時には喪失した一次冷却水
を補給するため、非常用炉心冷却系が作動して炉心冷却
を確保すると同時に、圧力抑制水からの除熱を行うた
め、原子炉崩壊熱除去系(以下、RHRという)が作動
して圧力抑制水の温度上昇が抑制される。
【0005】このような原子炉圧力容器および原子炉格
納容器を有する原子力発電所において、現実的には有り
得ないことであるが、異常な事象が発生し原子炉圧力容
器への冷却水補給手段が常用および非常用ともに喪失し
炉心冷却機能が完全に喪失してしまう事故、または原子
炉格納容器からの除熱機能が完全に喪失してしまう事故
(以下、苛酷事故という)を想定し、それでも原子力発
電所の安全性が喪失しないように対策を講じておく必要
がある。
【0006】炉心冷却機能が完全に喪失してしまう苛酷
事故を仮に想定すると、炉心は崩壊熱により加熱され炉
心溶融に至り、溶融炉心は原子炉圧力容器を溶融貫通し
原子炉圧力容器下部ペデスタルに落下する。落下した溶
融炉心は下部ペデスタルのコンクリートと反応し、一酸
化炭素,水素等の非凝縮性ガスを多量に発生させると同
時に、ドライウェル内の温度を上昇させる。
【0007】ドライウェル内の圧力上昇にともない雰囲
気ガスはベント管を介して圧力抑制水に導かれるが、雰
囲気ガスの主成分が非凝縮性ガスであるため、凝縮され
ず圧力抑制効果が期待できずドライウェル同様、ウェッ
トウェルの内圧も上昇する。この結果、原子炉格納容器
は過圧破損あるいは過温破損し、原子炉格納容器内の多
量の放射能を有する核分裂生成物(以下、FPという)
が環境に放出されることになる。
【0008】また、原子炉格納容器からの除熱機能が完
全に喪失してしまう苛酷事故時には、炉心冷却機能は健
全であり、炉心は冷却される。しかし、炉心で崩壊熱に
より発生した高温の水蒸気が継続して圧力抑制水中に放
出される結果、圧力抑制水の水温が上昇し、やがて飽和
温度となり圧力抑制効果を失う。
【0009】その後、原子炉格納容器の温度,圧力は上
昇を続け過圧破損に至る。原子炉格納容器が破損すると
圧力抑制水を水源とする非常用炉心冷却系が機能喪失す
る可能性が大きい。この場合、炉心冷却機能が喪失し、
炉心溶融が発生しFPが環境に放出されることになる。
【0010】苛酷事故の発生確率は極めて小さいことが
確率論的安全評価の結果判っているが、FPを大量に環
境に放出するという結果の重要性に鑑み、近年国内外で
苛酷事故の発生防止および発生した場合の原子炉格納容
器の破損防止のため、原子炉および原子炉格納容器への
代替注水装置が検討されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上のように苛酷事故
時には原子炉格納容器が過圧破損あるいは過温破損し多
量のFPが環境に放出されるおそれがある。この苛酷事
故の発生確率自体は極めて小さいものの結果の重要性を
考えると苛酷事故の発生を防止すると同時に仮に発生し
た場合にも原子炉格納容器の健全性を維持し多量のFP
放出を防止することが重要である。
【0012】しかしながら、近年国内外で提案されてい
る原子炉圧力容器および原子炉格納容器への代替注水装
置は、いずれも原子力発電所内に設置されている既設の
ポンプ、新たに設置したポンプあるいは移動式のポンプ
により、既設の復水貯蔵タンクなど冷却水となる水を貯
蔵したタンクを水源として、原子炉圧力容器あるいは原
子炉格納容器への注水を行う構成になっている。
【0013】既設の復水貯蔵タンクなどは有限の容器の
水しか貯蔵しておらず、長期的に注水を継続する場合、
水源が枯渇してしまうことになる。このため復水貯蔵タ
ンクへの補給水が必要になる。このような半無限的な水
源として海水があるものの、海水を原子力発電所の敷地
内に設置されている既設の復水貯蔵タンクなどに補給す
ることは事実上非常に困難である。
【0014】このような装置を用いて原子炉圧力容器あ
るいは原子炉格納容器への注水を行う場合、一時的に苛
酷事故の発生防止あるいは格納容器の破損防止が達成さ
れるものの、水源が枯渇した後には、再び溶融炉心の崩
壊熱などにより格納容器が破損し多量のFPが環境中に
放出される課題がある。
【0015】本発明は上記課題を課題を解決するために
なされたもので、原子力発電所の苛酷事故の発生を防止
するとともに仮に苛酷事故が発生した場合にも原子炉格
納容器の健全性を維持するために、原子炉および原子炉
格納容器への継続的かつ長期的な代替注水を行える原子
炉機器施設への代替注水装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の第1は原子炉崩
壊熱除去装置用熱交換器と、この熱交換器に近接して設
置されたディーゼル駆動ポンプと、前記熱交換器の二次
側配管と前記ディーゼル駆動ポンプを接続するポンプ吸
い込み側配管と、このポンプ吸い込み側配管に設置され
常時は閉状態で原子炉圧力容器または原子炉格納容器へ
の注水時に開動作を行うポンプ吸い込み弁と、前記熱交
換器の一次側配管と前記ディーゼル駆動ポンプを接続す
るポンプ吐出側配管と、このポンプ吐出側配管に設置さ
れ常時は閉状態で原子炉圧力容器または原子炉格納容器
への注水時に開動作を行うポンプ吐出側弁とからなるこ
とを特徴とする。
【0017】本発明の第2は前記ポンプ吸い込み側配管
に設置され前記原子炉圧力容器または原子炉格納容器へ
の注水時には取り外せる吸い込み側メクラフランジと、
前記ポンプ吐出側配管に設置され前記原子炉圧力容器ま
たは原子炉格納容器への注水時に取り外せる吐出側メク
ラフランジと、前記原子炉圧力容器または原子炉格納容
器への注水時に前記ポンプ吸い込み側配管とポンプ吐出
側配管に接続される移動式ディーゼル駆動ポンプ搭載車
とからなることを特徴とする。
【0018】本発明の第3は前記ディーゼル駆動ポンプ
の駆動用ディーゼル機関に直結して前記熱交換器の一次
側配管および二次側配管に設置されている電動弁駆動用
電源に給電する小型発電機を有することを特徴とする。
【0019】本発明の第4は前記原子炉崩壊熱除去装置
用熱交換器を2台設置して一次側・二次側・三次側に分
け、前記熱交換器,ディーゼル駆動ポンプ,ポンプ吸い
込み側配管および弁、ポンプ吐出側配管および弁を前記
熱交換器の一次側と二次側の間および二次側と三次側の
間に設置することを特徴とする。
【0020】
【作用】異常な事象が発生し、炉心冷却機能が完全に喪
失してしまう苛酷事故を仮に想定すると、炉心は崩壊熱
により加熱され炉心溶融に至る。溶融炉心は原子炉圧力
容器を溶融貫通し原子炉圧力容器下部ペデスタルに落下
する。落下した溶融炉心は下部ペデスタルのコンクリー
トと反応し、一酸化炭素,水素等の非凝縮性ガスを多量
に発生させると同時に、ドライウェル内の温度を上昇さ
せる。
【0021】ドライウェルの内圧上昇にともない雰囲気
ガスはベント管を介して圧力抑制水に導かれるが、雰囲
気ガスの主成分が非凝縮性ガスであるため凝縮されず圧
力抑制効果が期待できずドライウェル同様、ウェットウ
ェル内圧も上昇する。この結果、原子炉格納容器は過圧
破損あるいは過温破損し原子炉格納容器内の多量の放射
能を有する核分裂生成物(FP)が環境に放出されるこ
とになる。
【0022】本発明においては、炉心が崩壊熱により損
傷し炉心溶融に至る前に、RHR熱交換器に近接して設
置されたディーゼル駆動ポンプを起動し、RHR熱交換
器の二次側配管とディーゼル駆動ポンプを接続するポン
プ吸い込み配管に設置された吸い込み弁を開動作し、R
HR熱交換器の一次側配管とディーゼル駆動ポンプを接
続するポンプ吐出配管に設置された吐出弁を開動作す
る。
【0023】これにより、RHR熱交換器の二次側配管
の先の海水取水口から海水を導き、RHR熱交換器一次
側配管を介して、原子炉圧力容器内あるいは原子炉格納
容器内へ継続的かつ長期的に注水する。これにより、苛
酷事故時に炉心が崩壊熱により加熱され炉心溶融に至る
ことを防止する。
【0024】仮に、炉心が溶融し、その後原子炉圧力容
器を溶融貫通し原子炉圧力容器下部ペデスタルに落下し
た場合にも、原子炉格納容器への代替注水により、下部
ペデスタル内で溶融炉心は冷却・固化され、溶融炉心と
コンクリートとの反応も停止する。その結果、原子炉格
納容器の過圧破損あるいは過温破損が防止され、原子炉
格納容器の健全性が維持され、FPの環境への放出が防
止できる。
【0025】
【実施例】本発明に係る原子炉機器施設への代替注水装
置の一実施例を図1に基づいて説明する。図1におい
て、炉心1は原子炉圧力容器2内に収納され、原子炉圧
力容器2は原子炉格納容器3内に収納されている。原子
炉格納容器3の外側にRHRが設置されている。このR
HRの一次側はRHR熱交換器4の一次側配管4a、一
次側ポンプ5、逆止弁6、電動弁7,8,9などから構
成されている。
【0026】また、RHRの二次側はRHR熱交換器4
の二次側配管4b、RHR二次側ポンプ10,11、逆止弁
12,13、電動弁14などから構成されている。なお、図1
中には本発明に直接関係がなく、また実施例の説明に不
要な配管,弁などは記載しておらず、その要部のみを示
している。
【0027】しかして、原子炉圧力容器2内へ注水を行
う場合、原子炉格納容器3のウェットウェルに貯蔵され
た圧力抑制水をRHR一次側ポンプ5により導き、電動
弁7の開動作により原子炉圧力容器2内へ注水する。原
子炉格納容器3への注水を行う場合、同様に電動弁8,
9の開動作によりドライウェルスプレイヘッダ15から注
水する。
【0028】この場合、RHR熱交換器4の一次側に通
水することにより圧力抑制水を一旦冷却した後、注水す
ることも可能な構成になっている。RHR二次側は海水
取水口から低温の海水をRHR二次側ポンプ10,11によ
りRHR熱交換器4の二次側に導きRHR一次側の水を
冷却した後、電動弁14などを介して放水路へ放出され
る。
【0029】上述したように本実施例に係る代替注水装
置はディーゼル駆動ポンプ16,ポンプ吸い込み側配管1
7,ポンプ吸い込み側弁18,ポンプ吐出側配管19,ポン
プ吐出側弁20などを主要構成要素としている。
【0030】RHR一次側ポンプ5および二次側ポンプ
10,11が機能喪失している場合、ポンプ吸い込み側弁18
およびポンプ吐出側弁20を開動作した後、ディーゼル駆
動ポンプ16により海水取水口より海水をRHR一次側へ
導き、電動弁7または電動弁8、9を開動作し原子炉1
または原子炉格納容器3へ海水を注水する。
【0031】なお、図1にはディーゼル駆動ポンプ16を
常設した場合の構成を示しているが、ディーゼル駆動ポ
ンプ16のポンプ吐出側と吸い込み側に相当する配管17,
19上に、メクラフランジを設置し、ディーゼル駆動ポン
プ16自体を移動式にして、原子力発電所の式内ないし敷
地外に保管しておき、原子炉または原子炉格納容器への
注水が必要な場合に、同ポンプ16を移動・接続する構成
も可能である。
【0032】また、電源喪失時にも機能し得るようにデ
ィーゼル駆動ポンプ16のディーゼル小型発電機を設置
し、発電した電源により開動作が必要な電動弁などに給
電する構成も可能である。
【0033】さらに、RHRがRHR熱交換器2台を介
して、一次側・二次側・三次側に分けて構成した場合、
図1に示す代替注水装置を、RHR熱交換器の一次側と
二次側の間および二次側と三次側の間に設置する構成も
可能である。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、苛酷事故が発生し炉心
溶融に至り、さらに溶融炉心の崩壊熱などにより格納容
器が破損し多量のFDPが環境中に放出されるおそれが
ある場合、海水を原子炉圧力容器内あるいは原子炉格納
容器内へ継続的かつ長期的に注水することにより苛酷事
故時に炉心が崩壊熱により加熱され炉心溶融に至ること
を防止する。
【0035】また、仮に、炉心が溶融し原子炉圧力容器
を溶融貫通し原子炉圧力容器下部ペデスタルに落下した
場合にも原子炉格納容器内へ注水することにより下部ペ
デスタル内で溶融炉心は冷却・固化され、溶融炉心とコ
ンクリートとの反応も停止する。
【0036】この結果、原子力発電所の苛酷事故の発生
を防止するとともに仮に苛酷事故が発しした場合にも、
原子炉格納容器の過圧破損あるいは過温破損が防止さ
れ、原子炉格納容器の健全性が維持され、FPの環境へ
の放出が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る原子炉機器施設への代替注水装置
の一実施例を示す系統図。
【符号の説明】
1…炉心、2…原子炉圧力容器、3…原子炉格納容器、
4…RHR熱交換器、4a…一次側配管、4b…二次側
配管、5…RHR一次側ポンプ、6…逆止弁、7,8,
9…電動弁、10,11…RHR二次側ポンプ、12,13…逆
止弁、14…電動弁、15…ドライウェルスプレイヘッダ、
16…ディーゼル駆動ポンプ、17…ポンプ吸い込み側配
管、18…ポンプ吸い込み側弁、19…ポンプ吐出側配管、
20…ポンプ吐出側弁。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原子炉崩壊熱除去装置用熱交換器と、こ
    の熱交換器に近接して設置されたディーゼル駆動ポンプ
    と、前記熱交換器の二次側配管と前記ディーゼル駆動ポ
    ンプを接続するポンプ吸い込み側配管と、このポンプ吸
    い込み側配管に設置され常時は閉状態で原子炉圧力容器
    または原子炉格納容器への注水時に開動作を行うポンプ
    吸い込み弁と、前記熱交換器の一次側配管と前記ディー
    ゼル駆動ポンプを接続するポンプ吐出側配管と、このポ
    ンプ吐出側配管に設置され常時は閉状態で原子炉圧力容
    器または原子炉格納容器への注水時に開動作を行うポン
    プ吐出側弁とからなることを特徴とする原子炉機器施設
    への代替注水装置。
  2. 【請求項2】 前記ポンプ吸い込み側配管に設置され前
    記原子炉圧力容器または原子炉格納容器への注水時には
    取り外せる吸い込み側メクラフランジと、前記ポンプ吐
    出側配管に設置され前記原子炉圧力容器または原子炉格
    納容器への注水時に取り外せる吐出側メクラフランジ
    と、前記原子炉圧力容器または原子炉格納容器への注水
    時に前記ポンプ吸い込み側配管とポンプ吐出側配管に接
    続される移動式ディーゼル駆動ポンプ搭載車とからなる
    ことを特徴とする請求項1記載の原子炉施設への代替注
    水装置。
  3. 【請求項3】 前記ディーゼル駆動ポンプの駆動用ディ
    ーゼル機関に直結して前記熱交換器の一次側配管および
    二次側配管に設置されている電動弁駆動用電源に給電す
    る小型発電機を有することを特徴とする請求項1記載の
    原子炉施設への代替注水装置。
  4. 【請求項4】 前記原子炉崩壊熱除去装置用熱交換器を
    2台設置して一次側・二次側・三次側に分け、前記熱交
    換器,ディーゼル駆動ポンプ,ポンプ吸い込み側配管お
    よび弁、ポンプ吐出側配管および弁を前記熱交換器の一
    次側と二次側の間および二次側と三次側の間に設置する
    ことを特徴とする請求項1記載の原子炉施設への代替注
    水装置。
JP6116332A 1994-05-30 1994-05-30 原子炉機器施設への代替注水装置 Pending JPH07318684A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014089139A (ja) * 2012-10-31 2014-05-15 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 核燃料冷却方法及び核燃料冷却装置
WO2015014046A1 (zh) * 2013-07-30 2015-02-05 中广核工程有限公司 核电站蒸汽发生器辅助给水系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014089139A (ja) * 2012-10-31 2014-05-15 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 核燃料冷却方法及び核燃料冷却装置
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