JPH0798397A

JPH0798397A - 圧力抑制系

Info

Publication number: JPH0798397A
Application number: JP6092780A
Authority: JP
Inventors: Douglas M Gluntz; ダグラス・マーヴィン・グランツ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1993-05-03
Filing date: 1994-05-02
Publication date: 1995-04-11
Also published as: US5353318A

Abstract

(57)【要約】【目的】原子炉圧力容器（１６）を取り囲み、ドライ
ウェル（２６）を形成する格納容器（２４）を含む圧力
抑制系（１４）を提供する。【構成】密閉されたウェットウェルプール（２８）が
格納容器内に配置され、密閉されたＧＤＣＳプール（４
４）が格納容器内でウェットウェルプールより上に配置
される。ＬＯＣＡの後にドライウェルから蒸気とともに
運ばれる非凝縮性ガスを、入口（８０）を介して受ける
ためのプレナム（４７）がＧＤＣＳプールに含まれる。
流入する蒸気を凝縮し、非凝縮性ガスを捕捉するため
に、ＧＤＣＳプレナム（４７）の中に凝縮器（８２）が
配置される。動作方法では、ＬＯＣＡの後に、ＧＤＣＳ
プールから排流し、ドライウェルに放出された蒸気をＧ
ＤＣＳプレナムに導入し、蒸気を冷却することにより蒸
気と共に運ばれた非凝縮性ガスをＧＤＣＳプレナムの中
に捕捉することを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に原子炉に関するも
のであり、更に詳しくは原子炉の中の圧力格納容器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子炉プラントの格納容器は原子炉圧力
容器を取り囲み、原子炉圧力容器と共にドライウェルを
形成する。ドライウェルには通常、窒素のような非凝縮
性ガスが含まれている。圧力容器の中では、通常の原子
炉炉心が水中に沈められている。炉心は水を加熱して蒸
気を発生し、蒸気は圧力容器から排出されて、例えば発
電のために蒸気タービン−発電機に動力を供給する。

【０００３】通常、格納容器の中の圧力容器を環状のサ
プレッションプールすなわちウェットウェルが取り囲ん
でいる。サプレッションプールは、仮定された事故の
際、ヒートシンク等の種々の機能を果たす。たとえば、
設計対象の一つの型の事故は、冷却材喪失事故（ＬＯＣ
Ａ）である。この冷却材喪失事故では、圧力容器からの
蒸気が圧力容器からドライウェルに漏れ出る。したがっ
て、ＬＯＣＡに続いて原子炉は停止されるが、停止後の
ある時間の間は加圧蒸気および残留崩壊熱が発生し続け
る。通常の一つの安全系では、蒸気をウェットウェルに
排出して冷却し凝縮することにより、圧力容器を減圧し
て、格納容器自体内での許容できないほどの大きな圧力
増大を防止する。そして、ドライウェルに漏れる蒸気
も、たとえば水平出口を有する通常のベント（ｖｅｎ
ｔ）を通ってドライウェルからウェットウェルへ導入さ
れる。

【０００４】たとえばＬＯＣＡの後の交流給電安全系に
対する必要性を少なくするかまたは無くすために、改良
された原子炉プラントが開発されつつある。簡略化沸騰
水炉（ＳＢＷＲ：ＳｉｍｐｌｉｆｉｅｄＢｏｉｌｉｎ
ｇＷａｔｅｒＲｅａｃｔｏｒ）と呼ばれる一つの設
計では、ＬＯＣＡの際に格納容器から熱を除去するため
に受動格納容器冷却系（ＰＣＣＳ：ＰａｓｓｉｖｅＣ
ｏｎｔａｉｎｍｅｎｔＣｏｏｌｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）
が設けられている。ＰＣＣＳの一例が米国特許第５０５
９３８５号に開示されおり、この例では、ウェットウェ
ルすなわちサプレッションプールが密閉されて、格納容
器の中でドライウェルから隔てられており、重力駆動冷
却系（ＧＤＣＳ）プールが格納容器の中のウェットウェ
ルの上に配置され、かつドライウェルに通じている。隔
離プールが格納容器の外側で、ＧＤＣＳプールの上に配
置される。隔離プールの中には、熱交換器（受動格納容
器冷却系〔ＰＣＣＳ〕凝縮器）が配置されている。熱交
換器の入口はドライウェルと流れが通じるように配置さ
れており、出口は収集室に結合されている。収集室か
ら、ベントパイプがウェットウェルの中に伸び、また凝
縮液回収導管がＧＤＣＳプールの中に伸びる。ＰＣＣＳ
凝縮器はＬＯＣＡの後に、格納容器のドライウェルから
の受動熱除去を行う。ドライウェル中に放出された蒸気
は、入口を通ってＰＣＣＳ凝縮器に流入し、そこで凝縮
される。ドライウェル内の非凝縮性ガス、たとえば窒素
が、蒸気と共にＰＣＣＳ凝縮器に流入する。ＰＣＣＳ凝
縮器に有効な動作を行わせるため、窒素を蒸気から分離
しなければならない。収集室は凝縮液から非凝縮性ガス
を分離する。分離された非凝縮性ガスはウェットウェル
内に流出し、凝縮液はＧＤＣＳプールに導入される。

【０００５】この系はドライウェルとウェットウェルと
の間の圧力差に頼る。したがって、ＧＤＣＳプールの中
の凝縮液回収導管の端に水トラップを設けることによ
り、ＰＣＣＳ凝縮器をバイパスする恐れのある凝縮液回
収導管を介した格納容器からウェットウェルへの加熱流
体の逆流が抑制される。したがって、この系は、ドライ
ウェルからウェットウェルに非凝縮性ガスを送り、ドラ
イウェルからの蒸気をＰＣＣＳ凝縮器の中で凝縮するよ
うに構成される。圧力容器から放出される速度より速い
速度で凝縮器が蒸気を凝縮するまで、非凝縮性ガスは密
閉されたウェットウェルの中にとどまる。このことが生
じた時、ＰＣＣＳ凝縮器はドライウェルの圧力をウェッ
トウェルの圧力より下げる効果を有する。これにより、
ウェットウェルに結合された通常の真空破壊弁が開き、
ウェットウェルの中に貯蔵された非凝縮性ガスがドライ
ウェルに戻ることができ、その後、このサイクルが反復
する。

【０００６】更に、水平ベントを通って導入される漏れ
蒸気により、ドライウェル内の非凝縮性ガスも直接ウェ
ットウェルの中に運び込まれる。蒸気はウェットウェル
内の水中で放出され、その中で凝縮する。一方、非凝縮
性ガスはプール水を通って上昇して、プール水より上に
ある密閉されたウェットウェルの空間内に保持される。
ウェットウェルの空間内に非凝縮性ガスがたまるにつれ
て、それに応じてその中の圧力が増大する。したがっ
て、ドライウェルの中に漏れる高圧蒸気により、そして
特に密閉されたウェットウェル自体の中では非凝縮性ガ
スの累積により、格納容器全体の圧力はＬＯＣＡの後、
比較的高いままになる。これは、より強く、したがって
より高価な格納容器の壁を設けるなどの方法により適切
に対処しなければならない。

【０００７】

【発明の概要】本発明による圧力抑制系は、原子炉圧力
容器を取り囲み、かつ中に非凝縮性ガスが入っているド
ライウェルを画成する格納容器を含む。密閉されたウェ
ットウェルプールが格納容器の内側に配置され、密閉さ
れた重力駆動冷却系（ＧＤＣＳ）プールが格納容器の中
でウェットウェルプールより上に配置される。ＧＤＣＳ
プールは、冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ）の後にドライウ
ェルからの蒸気と共に運ばれる非凝縮性ガスを入口を通
して受けるためのプレナムを含む。ＧＤＣＳプレナム内
に凝縮器が配置されて、その中に導入（ｃｈａｎｎｅｌ
ｉｎｇ）される蒸気を凝縮し、その中に非凝縮性ガスを
捕捉する。動作方法では、ＬＯＣＡの後にＧＤＣＳプー
ルから排流するステップ、およびＬＯＣＡの後にドライ
ウェル内に放出された蒸気をそれと一緒に運ばれる非凝
縮性ガスと共に冷却用のＧＤＣＳプレナム内に導入する
ことにより、該プレナムの中にガスを捕集するステップ
を含む。

【０００８】本発明ならびに上記以外の目的および利点
について、好ましい実施例を示す付図を参照して以下に
更に詳細に説明する。

【０００９】

【実施例の説明】図１に、縦方向の中心軸１２を有する
環状の原子炉建屋１０の一例が概略図示されている。建
屋１０には、本発明の一実施例による圧力抑制系１４が
含まれている。圧力抑制系１４は原子炉圧力容器１６を
含み、原子炉圧力容器１６内では原子炉炉心１８が炉水
２０の中に沈められている。炉心１８は通常の方法で炉
水２０を加熱して、炉蒸気２０ａを発生する。蒸気２０
ａは主蒸気管路２２を介して圧力容器１６から通常の方
法で排出され、主蒸気管路２２は例えば電力を発生する
ために通常の蒸気タービン−発電機（図示しない）に結
合される。

【００１０】圧力容器１６から半径方向外側に間隔を置
いて、かつ圧力容器１６とほぼ同軸に環状の格納容器２
４が配置されている。これにより、ドライウェルまたは
プレナム２６が形成される。ドライウェル２６の中に
は、矢印２７で概略図示する窒素のような非凝縮性ガス
が通常の方法で入っている。格納容器２４は、圧力容器
１６および炉心１８を安全に収容するため高圧に耐える
ような寸法と構成の鋼鉄ライナをそなえた通常のコンク
リート構造体である。

【００１１】格納容器２４の中に、密閉された環状のサ
プレッションプールすなわちウェットウェルプール２８
が配置されている。ウエットウェルプールには通常のよ
うに部分的に水３０が入っており、その上にウェットウ
ェルプレナムまたは空間３２が形成される。ウェットウ
ェルプール２８はヒートシンク等の種々の通常の機能を
果たす。ウェットウェルプール２８には、たとえば通常
のドライウェル・ウェットウェル間ベント３４が含まれ
る。ベント３４は、たとえば冷却材喪失事故（ＬＯＣ
Ａ）の際に圧力容器１６から放出された蒸気をウェット
ウェルプール２８内に水平方向に吐出する。ベント３４
を通ってウェットウェルプール２８に導入された蒸気は
それと一緒に非凝縮性ガス２７の一部を運び、ウェット
ウェルプール２８の中で冷却される。このとき、非凝縮
性ガス２７は上昇して、ウェットウェルプレナム３２の
中に蓄積される。

【００１２】ウェットウェルプール２８は通常、少なく
とも一部が炉心１８より上の高さに配置される。ウェッ
トウェルプール２８には、ＬＯＣＡの後の炉心１８の冷
却を確実に行うために選択的に重力でウェットウェルプ
ール水３０を圧力容器１６に流出させる手段が含まれて
いる。このような手段は通常、出口管路３６を含み、出
口管路３６には通常の弁３８が設けられている。必要な
とき自動または手動で開くために、弁３８は通常の制御
器４０に動作接続されている。ＬＯＣＡに続いてウェッ
トウェルプレナム３２の圧力がドライウェル２６の圧力
を超えたとき、ウェットウェルプレナム３２からドライ
ウェル２６へ選択的に通気するための手段も設けられて
いる。このような手段には、ウェットウェルプレナム３
２と流れが通じるように配置された一つ以上の通常の真
空破壊弁４２が含まれている。ドライウェル２６の圧力
がウェットウェルプレナム３２の圧力以上であるとき、
真空破壊弁４２は常閉状態にある。ウェットウェルプレ
ナム３２の圧力がドライウェル２６の圧力より適当に大
きくなったとき、真空破壊弁４２が圧力で自動的に開
き、ウェットウェルプレナム３２からドライウェル２６
へ圧力を逃がす。

【００１３】系１４には、格納容器２４内に配置された
通常の重力駆動冷却系（ＧＤＣＳ）プール４４も含まれ
ている。ＧＤＣＳプール４４は炉心１８およびウェット
ウェルプール２８より上の高さに配置されている。ＧＤ
ＣＳプール４４の中には、部分的に水４６が充たされ、
その上にＧＤＣＳプレナム４７が形成される。通常のよ
うにＬＯＣＡの後に炉心１８を冷却するために重力でＧ
ＤＣＳプール水４６を圧力容器１６に選択的に導出また
は排出させる手段も設けられている。このような手段に
は、ＧＤＣＳプール４４と圧力容器１６との間に流れが
通じるように配置された出口管路４８および弁５０が含
まれている。弁５０は通常の方法で制御器４０に動作結
合され、制御器４０は必要なときに弁５０を開いて、重
力によりＧＤＣＳプール水４６を圧力容器１６に流入さ
せることができる。

【００１４】通常の受動格納容器冷却系（ＰＣＣＳ）の
一部として、原子炉建屋１０の中に通常の環状の隔離プ
ール５２が、格納容器２４より上で、ＧＤＣＳプール４
４より上の高さに配置される。隔離プールすなわちＰＣ
ＣＳプール５２の中には、隔離プール水５６の中に沈め
られた好ましくは垂直に伸びる熱交換器（ＰＣＣＳ凝縮
器とも呼ばれる）５４が含まれている。隔離プール５２
には、格納容器２４および建屋１０の外側の大気に至る
一つ以上のベント５８が含まれている。これにより、Ｐ
ＣＣＳ凝縮器５４を使用するとき、隔離プール水５６の
上方の空間が通気され、空間から熱が排出される。

【００１５】ＰＣＣＳ凝縮器５４は通常のものであり、
入口管路６０を含んでいる。入口管路６０はドライウェ
ル２６と直接流れが通じており、入口管路６０の開放端
がドライウェル２６の中に配置されている。これによ
り、ＬＯＣＡの後に、圧力容器１６からドライウェル２
６内に放出される蒸気とともに非凝縮性ガス２７をＰＣ
ＣＳ凝縮器５４が受け入れる。ＬＯＣＡの場合には、蒸
気がドライウェル２６内に放出され、蒸気の圧力はウェ
ットウェルプレナム３２内の圧力より大きくなる。した
がって、蒸気は入口管路６０にも流入し、もとからドラ
イウェル２６の中にあった非凝縮性ガス２７を一緒に運
ぶ。次に、蒸気は隔離プール水５６によってＰＣＣＳ凝
縮器５４の管内で通常通り冷却される。蒸気から放出さ
れた熱はベント５８を介して大気に放出される。また、
蒸気の凝縮液はＰＣＣＳ凝縮器５４から一つ以上の出口
管路６２を介して排出される。

【００１６】通常の収集室または収集器６４が凝縮器の
出口管路６２と流れが通じるように配置されている。収
集器６４はガス抜き用のベント管路６６をそなえてお
り、このベント管路６６はウェットウェルプール２８と
流れが通じるように通常の方法で配置されている。収集
器６４は凝縮液ドレン（排流）管路６８もそなえてお
り、凝縮液ドレン管路６８はＧＤＣＳプール４４と流れ
が通じるように通常の方法で配置されている。ドレン管
路６８は通常のＵ字形の遠端７０を有する。遠端７０
は、ＧＤＣＳプール４４の外部にあってもよいが、ＧＤ
ＣＳプール４４内でプール水４６の中に配置することが
好ましい。これにより、通常の水トラップまたはループ
状水封じが形成され、これも７０で表してある。ループ
状水封じ７０により、収集器６４からＧＤＣＳプール４
４内への凝縮液の排出が可能となり、またドレン管路６
８を通って上向きに収集器６４に向かう逆流が制限され
る。

【００１７】通常の動作で、ＬＯＣＡの後にドライウェ
ル２６内に放出された蒸気はベント３４を介してウェッ
トウェルプール２８内に導入されて凝縮され、また入口
管路６０を介してＰＣＣＳ凝縮器５４に導入されて熱が
除去される。形成された凝縮液は、出口管路６２を介し
て収集器６４に送られる。ＰＣＣＳ凝縮器５４を通って
蒸気とともに運ばれる非凝縮性ガス２７は分離されて収
集器６４に入る。分離された非凝縮性ガス２７は、ベン
ト管路６６を介してウェットウェルプール２８内に送ら
れ、ウェットウェル水３０より上のウェットウェルプレ
ナム３２内に蓄積される。収集器６４からの凝縮液はド
レン管路６８を通してＰＣＣＳプール４４内に排出され
る。ベント３４を通してウェットウェルプール２８に送
り込まれた非凝縮性ガス２７はその中を上昇し、これも
ウェットウェルプレナム３２の中に蓄積される。

【００１８】ウェットウェルプレナム３２内に非凝縮性
ガス２７が蓄積されるにつれて、その中の圧力が増大
し、やがて蒸気が圧力容器１６から放出される速度より
早い速度でＰＣＣＳ凝縮器５４が蒸気を凝縮するように
なる。このようなときには、ドライウェル２６内の圧力
はウェットウェルプレナム３２内の圧力より下がる。こ
れにより、真空破壊弁４２が開いて、非凝縮性ガス２７
の一部がウェットウェルプレナム３２からドライウェル
２６に戻される。しかし、このガス２７は次に再びＰＣ
ＣＳ凝縮器５４に流入することができ、その有効性を低
下させる。やがて、ドライウェル２６内に放出される蒸
気により、その中の圧力はウェットウェルプレナム３２
の圧力より再び高くなる。そのとき、真空破壊弁４２が
閉じて、サイクルが繰り返される。非凝縮性ガス２７は
ＰＣＣＳ凝縮器５４からウェットウェルプレナム３２内
に送られ、その中に再び蓄積されて圧力が上昇する。

【００１９】非凝縮性ガス２７をウェットウェルプレナ
ム３２に継続的に戻すというこの動作により、格納容器
２４、特にウェットウェルプレナム３２の中の全体圧力
が比較的高くなる。更に、ＰＣＣＳ凝縮器５４からウェ
ットウェルプレナム３２内に非凝縮性ガス２７が送られ
るたびに、ウェットウェルプール水３０の最上層の漸増
加熱が行われる。そして、真空破壊弁４２を通して少量
の蒸気が漏れてウェットウェルプレナム３２に入ること
によっても、ウェットウェルプレナム３２の圧力が上昇
し、これにより格納容器２４内の圧力がゆっくり上昇す
る。

【００２０】ウェットウェルプール２８、ドライウェル
２６、および格納容器２４の中の圧力を制限するため
に、非凝縮性ガス２７を蓄積するための充分な空間が確
保されるように、ウェットウェルプレナム３２のサイズ
が予め決められる。しかし、ＬＯＣＡの後にＧＤＣＳプ
ール４４からその水４６の全部ではないにしても殆どが
排流されるので、それにより生じた余分の空間は本発明
による圧力抑制系１４で有利に利用して、ウェットウェ
ルプレナム３２の他に、ＬＯＣＡの後に非凝縮性ガス２
７を蓄積し得る空間を構成する。従来のＧＤＣＳプール
は最上部が開いているか、最上部にドライウェル２６と
直接流れが通じているベントを含んでいるので、ＬＯＣ
Ａの際のＧＤＣＳプールの排流の後、ＧＤＣＳプールの
空になった容積は単にドライウェル２６の延長部を構成
し、ドライウェル２６とほぼ同じ圧力のドライウェルガ
ス混合物で再び充たされる。本発明に従って、排流され
たＧＤＣＳプール４４を有効に使用して圧力を抑制する
ために、ＧＤＣＳプール４４は図１に示すように密閉さ
れ、最上部７２、底部７４、外側の側壁７６、および内
側の側壁７８を有する。内側の側壁７８は内向きにドラ
イウェル２６に対向し、その下端７８ａでプール底部７
４に適当に封止接合され、その最上端７８ｂでプール最
上部７２に封止接合される。このようにして、密閉され
たＧＤＣＳプール４４はドライウェル２６から隔離さ
れ、更に後で説明するようにその中に非凝縮性ガス２７
を捕集するように構成することができる。図１に示す実
施例では、複数の同じＧＤＣＳプール４４が使用され、
希望に応じて２個、３個、又はそれ以上設けることがで
きる。

【００２１】このようにＧＤＣＳプール４４がドライウ
ェル２６から隔離されているので、ＬＯＣＡに続いてそ
の水４６が排流された後、本発明に従ってＧＤＣＳプレ
ナム４７の拡大された空間を使用して、格納容器２４の
中に、ドライウェル２６内の圧力を抑制するためにドラ
イウェル２６からの非凝縮性ガス２７を蓄積する付加的
な容積を設けることができる。図１はＬＯＣＡの前の、
最高液位まで充たされたＧＤＣＳプール４４を示してい
る。また、図２は出口管路４８の最低液位まで排流され
たＧＤＣＳプール４４の一つを示す。図２に示す垂直高
さＨは、満杯状態（破線で示す）と排液後の空の状態と
の間で、ＧＤＣＳプール４４内に生じる付加的な容積を
表す。

【００２２】更に詳しく述べると圧力抑制系１４には、
内側の側壁７８の最上部を通る、開口として例示した一
つ以上のプレナム入口８０も含まれている。プレナム入
口８０のサイズは、ＬＯＣＡの後にドライウェル２６か
らＧＤＣＳプレナム４７内に直接、蒸気２０ａおよび非
凝縮性ガス２７を導入するように予め決められている。
また、凝縮器または熱交換器８２として例示された手段
がプレナム４７の内側に配置される。これにより、ＧＤ
ＣＳプール４４の排流の後にプレナム入口８０を通って
導入された蒸気２０ａが凝縮され、蒸気２０ａおよび非
凝縮性ガス２７の付加的な部分が引き込まれる。これに
より、入口８０を通ってプレナム４７に入る一方向の前
進流すなわち入力流が得られ、ドライウェル２６からの
蒸気２０ａと一緒に運ばれる非凝縮性ガス２７がプレナ
ム４７の中に捕捉される。したがって、プレナム４７の
中に非凝縮性ガス２７が蓄積されることにより、ドライ
ウェル２６の中の圧力が抑制される。

【００２３】プレナム入口８０を介してプレナム４７に
入る蒸気２０ａは熱いので、蒸気２０ａを冷却するため
の凝縮器８２を使うことにより、蒸気２０ａは凝縮す
る。これに伴い、圧力が部分的に減少するので、ドライ
ウェル２６からプレナム４７に蒸気／ガスの混合物が絶
えず引き込まれる。これにより、プレナム４７の中に非
凝縮性ガスが蓄積され、凝縮蒸気がＧＤＣＳプール４４
の底部に落下する。したがって、蒸気２０ａの凝縮によ
って生じる部分真空により蒸気２０ａがプレナム４７に
引き込まれるにつれて、非凝縮性ガスの一部がドライウ
ェル２６から除かれ、プレナム４７の中に捕集される。
非凝縮性ガス２７をドライウェル２６に戻すためにすぐ
に利用できる出口経路が形成されないようにすることに
より、蒸気２０ａが入口８０を通して導入される限り、
非凝縮性ガスはプレナム４７の中に永久的に捕捉され
る。このようにして、ドライウェル２６とウェットウェ
ルプレナム３２の両方の中の圧力が低下すなわち抑制さ
れる。

【００２４】実施例では、ウェットウェルプレナム３２
の空間の容積は約３３００立方メートルであり、からの
ＧＤＣＳプレナム４７の空間の容積は約１０００立方メ
ートルである。ＧＤＣＳプレナム４７を使用して格納容
器２４の中のウェットウェルプレナム３２を増強するこ
とにより、非凝縮性ガス２７を蓄積するために利用でき
る総空間は約３０％だけ増加する。これに対応して、こ
の空間内の非凝縮性ガス２７の圧力が約３０％だけ減少
する。したがって、格納容器２４はより低い圧力に対し
て設計することができる。これにより、コストが低減さ
れるか、または圧力余裕を大きくすることができて、動
作の安全性が改善される。

【００２５】ＧＤＣＳプール４４およびプレナム４７を
完全に密閉し、ＬＯＣＡの後に重力でプール水４６を圧
力容器１６に排流することにより、その付加的な空間の
容積を使用して圧力を抑制することができる。プレナム
入口８０により、ＬＯＣＡの後にドライウェル２６の中
に放出される蒸気２０ａを直接プレナム４７に導入さ
せ、ドライウェル２６から蒸気２０ａと一緒にプレナム
の中に運ばれる非凝縮性ガス２７をプレナム４７の中に
捕捉して蓄積することにより、ドライウェル２６および
ウェットウェルプレナム３２の中の圧力が抑制される。
プレナム４７の中でドライウェル２６から導入する蒸気
２０ａを凝縮することにより、ドライウェル２６からそ
の中に蒸気２０ａおよび非凝縮性ガス２７の付加的な部
分が引き込まれ、これによりプレナム４７からプレナム
入口８０を通って戻る非凝縮性ガス２７の漏れが防止さ
れる。プレナム４７の中で蒸気２０ａの適当な凝縮が行
われている間は、蒸気２０ａと非凝縮性ガス２７の継続
的な流入が生じる。

【００２６】プレナム入口８０を除いて、ＧＤＣＳプー
ル４４またはプレナム４７への流路は、プール４４から
水４６を最初に排流するために使用される出口管路４８
だけである。プレナム４７の中で非凝縮性ガス２７を効
率的に捕捉するため、第２のＵ字形の水トラップまたは
ループ状水封じ８４として例示した手段を設けることに
より、プレナム４７から出口管路４８を通る非凝縮性ガ
ス２７の漏れを防止する。出口管路４８は内側の側壁７
８を通ってプールの底部７４に近接して配置され、水ト
ラップ８４がこれに接合される。非凝縮性ガス２７が漏
れないように有効なガスシールを構成するために、水ト
ラップ８４は適当な垂直範囲を有する。一旦プール４４
が排流されれば、水トラップ８４を除く出口管路４８は
それからの直接の出口流路を形成し、それ自体が破損し
た場合にドライウェル２６へ戻る排出流路を構成する。
水トラップ８４を設けたことにより、プール４４を排流
したとき水トラップ８４はプール４４からの水で充たさ
れたままになり、これにより、それを介した非凝縮性ガ
ス２７の漏れを防止するための有効なガスシールが得ら
れる。水トラップ８４はＧＤＣＳプール４４の外側に配
置することもできるが、図示するようにＧＤＣＳプール
４４の内側に配置することが好ましい。

【００２７】凝縮器８２は任意の望ましい形状をとるこ
とができる。またプレナム４７の中の蒸気２０ａを凝縮
するために凝縮器８２を通る冷却流体を供給するため、
任意の適当な供給源を使用することができる。プレナム
４７の中の蒸気２０ａを冷却するためにＰＣＣＳ凝縮器
５４からの比較的冷たい凝縮液を使用するように、凝縮
器８２をドレン管路６８に接合することが好ましい。こ
のようにして、凝縮器５４の中の受動的に生成された凝
縮液はその出口管路６２およびドレン管路６８を通して
実質的に空になったＧＤＣＳプール４４（図２参照）に
導入され、プールの中の蒸気２０ａをやはり受動的に凝
縮する。凝縮器８２はＬＯＣＡの前は最初ＧＤＣＳプー
ル４４の中に沈められているが、ＬＯＣＡの後のプール
４４の排流の後はプレナム４７の中の拡大された空間に
露出する。自然循環によってプレナム入口８０を通して
導入される蒸気２０ａは凝縮器８２を横切って流れ、そ
れにより冷却される。その凝縮液は重力によりプール底
部７４に落下する。

【００２８】図３には、拡大したＧＤＣＳプレナム４７
の中の凝縮器８２の実施例が示されている。この実施例
では、ドレン管路６８の遠端のＵ字形水封じ７０に、垂
直に伸びる立上り管８６が含まれている。立上り管８６
は、ドレン管路６８からの凝縮液を上向きに凝縮器８２
内に排出するパイプの形になっている。図３に示すよう
にＰＣＣＳ凝縮器５４（図１参照）からの凝縮液はプレ
ナム４７の中で蒸気２０ａを凝縮するために使用される
ことが好ましいので、凝縮器８２には複数の流れ拡散器
を含めることが好ましい。流れ拡散器は、たとえば立上
り管８６と流れが通じるように配置された浅いトレイ８
８の形になっており、立上り管８６から凝縮液を受けて
凝縮液を拡散することにより、凝縮のためにプレナム４
７に導入された蒸気２０ａとの接触表面積を大きくす
る。図３に示す実施例では凝縮器８２は受動的であるの
で、数個のトレイ８８を用いて凝縮を増強し、その中の
望ましくない熱的層形成を最小にすることが好ましい。
淀んだプールの最上部に熱湯を加えると、その中に最上
部が最も高温となり、底部が最も低温となる熱的層が形
成されることが従来知られている。熱的層形成は、必ず
プールの水の上表面に沿って流れる蒸気２０ａを凝縮す
る能力をさせるので望ましくない。

【００２９】図３に示すようにトレイ群８８は、その上
を流れる蒸気２０ａの凝縮に利用できる表面積を最大に
するために比較的浅い高さの水を入れるように短い側壁
を有する実質的に平らな板である。トレイ群８８には、
立上り管８６の最上部に配置された最上部トレイ８８ａ
が含まれている。最上部トレイ８８ａは最初に立上り管
８６から凝縮液を受けて、凝縮液で適当に充たされる。
次に、最上部トレイ８８ａからあふれた凝縮液は下方に
流れてトレイ群８８の中の次の、より低いトレイに至
り、最後に最下部トレイ８８ｂに流れる。最下部トレイ
８８ｂについて図示されているように、凝縮液のあふれ
はトレイ群８８の各トレイの外周からあふれることによ
り生じるが、本発明の実施例ではトレイ群８８の各トレ
イの液の深さをより正確に制御するために転送管９０が
それぞれ用いられる。図３に示す実施例では、最下部ト
レイ８８ｂは転送管９０が無く、孔があいていない。最
下部トレイ８８ｂより上のトレイ群８８の各トレイに
は、垂直に貫通して伸びるそれぞれ一つの転送管９０が
含まれている。各管９０は上部入口を有する。トレイ８
８の液の高さを制御するために、上部入口はトレイから
上方に所定の間隔だけ離されている。管９０の入口はト
レイ８８からのあふれ流体を受ける。このあふれ流体は
管９０を通って下方に流れ、管９０の下部出口から、そ
の下に配置されたトレイ群８８の次の、より低いトレイ
に流れる。このようにして、まず最上部のトレイ８８ａ
が立上り管８６からの凝縮液を受け、最上部トレイ８８
ａからのあふれが次の、より低いトレイ８８に落下し、
更に次の、より低いトレイ８８に落下するというように
して、最後に重力で最下部トレイ８８ｂに落下し、最下
部トレイ８８ｂの側面からあふれて、残留プール水４６
に加わる。

【００３０】図３に示す実施例では、トレイ群８８は立
上り管８６に固定的に接合し、立上り管８６により支持
することが好ましい。このように、ループ状水封じ７０
は二つの目的のため使用される。すなわち第１には、ド
レン管路６８を通る逆流を防止するための水トラップを
形成するためである。第２には、トレイ群８８を支持す
るためである。トレイ群８８を希望に応じて代わりの方
法で支持できることはもちろんである。

【００３１】凝縮器８２は垂直に散在するトレイ８８の
形になっているが、本発明の代替実施例では、凝縮器８
２は灯心、網の目、つい立て、板、パイプアレー、棒ア
レー、みぞアレー、霧吹きノズル、霧吹きコーンのよう
な他の通常の形とすることができ、またプレナム４７の
中で蒸気２０ａを凝縮するため表面積が最大になるよう
に立上り管８６から受けた凝縮液を拡散するのに役立つ
他の構成とすることができる。

【００３２】もちろん、ＬＯＣＡの前の正規動作の間
は、ＧＤＣＳプール４４はその正規の高水位まで充たさ
れ、凝縮器８２はその中に沈められる。必要なとき、Ｌ
ＯＣＡの後にＧＤＣＳプール４４は圧力容器１６に排流
することができる。これにより、凝縮器８２が露出し、
プレナム４７の空間容積が増大し、プレナム４７の中に
は、本発明に従って、非凝縮性ガス２７を受けて捕捉す
ることができる。排流後のＧＤＣＳプレナム４７に非凝
縮性ガス２７の一部を捕捉することにより、ウェットウ
ェルプレナム３２内に蓄積される非凝縮性ガスは少なく
なり、その中の圧力が小さくなる。また、プレナム４７
の中に非凝縮性ガス２７を捕捉して、それのドライウェ
ル２６への帰還を防止することにより、ドライウェル２
６内のピーク圧力も低下する。更に、ＰＣＣＳ凝縮器５
４を通して蒸気２０ａを導入するためにＰＣＣＳはドラ
イウェル２６とウェットウェルプレナム３２との間の圧
力差で動作するので、ウェットウェルに対するドライウ
ェルの圧力に固有の限界が設けられ、ウェットウェルプ
レナム３２の圧力の低下に対応してドライウェル２６の
圧力が低下する。

【００３３】本発明の好ましい実施例と考えられるもの
を説明してきたが、ここに開示した内容から熟練した当
業者には本発明の他の変形は明らかなはずである。した
がって、本発明の趣旨と範囲内に入るこのようなすべて
の変形を包含するように特許請求の範囲を記述してあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による圧力抑制系をそなえた
原子炉建屋の概略立断面図である。

【図２】図１の原子炉建屋の一部の拡大図であり、格納
容器内のウェットウェルプールより上に配置され、本発
明による蒸気凝縮器を含むＧＤＣＳプールを示す拡大図
である。

【図３】本発明の一実施例による蒸気凝縮器を示す、図
２のＧＤＣＳプールの拡大図である。

【符号の説明】

１４圧力抑制系１６圧力容器１８炉心２４格納容器２６ドライウェル２７非凝縮性ガス２８ウェットウェルプール３２ウェットウェルプレナム３４ベント４４ＧＤＣＳプール４７ＧＤＣＳプレナム４８出口管路５０弁５２ＰＣＣＳプール５４ＰＣＣＳ凝縮器６８凝縮液ドレン管路７０ループ状水封じ７４ＧＤＣＳプール底部８０プレナム入口８２凝縮器８４水トラップ８６立上り管８８トレイ群８８ａ最上部トレイ８８ｂ最下部トレイ９０転送管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧力抑制系（１４）に於いて、炉水の中に沈められて上記炉水を加熱して蒸気を発生す
るための炉心（１８）を収容した原子炉圧力容器（１
６）、上記圧力容器（１６）から外側に間隔を置いて配置され
た格納容器（２４）であって、非凝縮性ガス（２７）の
入っているドライウェル（２６）を形成する格納容器
（２４）、上記格納容器（２４）の中に配置され、部分的に水で充
たされてその上にウェットウェルプレナム（３２）が形
成される密閉されたウェットウェルプール（２８）であ
って、冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ）の後に上記ドライウ
ェル（２６）に放出される蒸気を上記非凝縮性ガス（２
７）と共に上記ドライウェル（２６）から上記ウェット
ウェルプール（２８）に通すために、上記ドライウェル
（２６）と流れが通じるように配置されたドライウェル
・ウェットウェル間ベント（３４）を有するウェットウ
ェルプール（２８）、上記炉心（１８）および上記ウェットウェルプール（２
８）より上の高さで上記格納容器（２４）内に配置さ
れ、部分的に水で充たされてその上に重力駆動冷却系
（ＧＤＣＳ）プレナム（４７）が形成される密閉された
重力駆動冷却系（ＧＤＣＳ）プール（４４）、上記ＬＯＣＡの後に重力により上記ＧＤＣＳプールの水
を上記圧力容器（１６）内に選択的に排流するための排
流手段（４８、５０）、上記ＬＯＣＡの後に上記ドライウェル（２６）からの上
記蒸気および非凝縮性ガスを直接、上記ＧＤＣＳプレナ
ム（４７）に導入するための入口（８０）、および上記
ＧＤＣＳプール（４４）の排流後に上記入口（８０）を
通って導入される上記蒸気を凝縮するために上記ＧＤＣ
Ｓプレナム（４７）の内側に配置された凝縮手段（８
２）であって、上記蒸気を凝縮することにより上記入口
（８０）を介して上記蒸気および非凝縮性ガスの付加的
な部分を引き込んで上記ＧＤＣＳプレナム（４７）に入
る一方向の前進流を形成し、上記ドライウェル（２６）
から上記蒸気と共に運ばれる上記非凝縮性ガスを上記Ｇ
ＤＣＳプレナム内に捕捉して蓄積することにより上記ド
ライウェル（２６）の中の圧力を抑制する凝縮手段（８
２）を含むことを特徴とする圧力抑制系（１４）。
【請求項２】上記排流手段（４８、５０）を介した前
記ＧＤＣＳプレナム（４７）からの上記非凝縮性ガスの
漏れを防止するための漏れ防止手段（８４）が更に設け
られている請求項１記載の圧力抑制系。
【請求項３】上記ＧＤＣＳプール（４４）より上の高
さで上記格納容器（２４）より上に配置された隔離プー
ル（５２）であって、その中の隔離水の中に凝縮器（５
４）が沈められて、上記蒸気および非凝縮性ガスを受け
るため上記ドライウェル（２６）と流れが通じるように
配置されている隔離プール（５２）、および上記凝縮器
（５４）と上記凝縮手段（８２）との間に流れが通じる
ように配置されたドレン管路（６８）であって、上記蒸
気を上記凝縮器（５４）の中で凝縮することによって形
成される凝縮液を上記凝縮手段（８２）に導入すること
により、上記入口（８０）を通して上記ＧＤＣＳプレナ
ム（４７）に導入された上記蒸気を凝縮させるためのド
レン管路（６８）を更に含んでいる請求項２記載の圧力
抑制系。
【請求項４】上記ドレン管路（６８）が最初排流の前
に上記ＧＤＣＳプール（４４）に沈められたＵ字形の水
封じ（７０）を含み、上記水封じ（７０）が、上記ＧＤ
ＣＳプレナム（４７）に導入される上記蒸気を凝縮する
ための上記凝縮手段（８２）に上記ドレン管路（６８）
からの上記凝縮液を排出する細長い立上り管（８６）を
有している請求項３記載の圧力抑制系。
【請求項５】上記排流手段が上記ＧＤＣＳプール（４
４）の底部（７４）に近接して配置された出口管路（４
８）を含み、上記漏れ防止手段が、上記出口管路（４
８）を介した上記ＧＤＣＳプレナム（４７）からの非凝
縮性ガスの漏れを防止するために上記ＧＤＣＳプール
（４４）の中の上記出口管路（４８）の端に配置された
Ｕ字形の水トラップ（８４）を含んでいる請求項４記載
の圧力抑制系。
【請求項６】上記ＧＤＣＳプレナム（４７）の内側の
上記凝縮手段（８２）が、上記立上り管（８６）と流れ
が通じるように配置された複数の流れ拡散器（８８）を
含み、上記流れ拡散器は上記立上り管から上記凝縮液を
受けて上記凝縮液を拡散することにより、凝縮のために
上記ＧＤＣＳプレナム（４７）に導入される上記蒸気と
の接触表面積を大きくする機能を有する請求項５記載の
圧力抑制系。
【請求項７】上記流れ拡散器が、垂直に間隔を置いて
配置された複数のトレイ（８８）を含み、上記トレイ群
（８８）の最上部トレイ（８８ａ）が最初に上記立上り
管（８６）から上記凝縮液を受け、上記最上部トレイ
（８８ａ）から上記凝縮液を下方に上記トレイ群（８
８）の中の次の、より低いトレイに流し、最後に上記ト
レイ群（８８）の最下部トレイ（８８ｂ）に流すように
構成されている請求項６記載の圧力抑制系。
【請求項８】上記最下部トレイ（８８ｂ）より上の上
記トレイ群（８８）の各トレイには垂直に貫通して伸び
る転送管（９０）が含まれ、各管（９０）は上記トレイ
からのあふれ流体を受けるため上記トレイから上方に所
定の間隔だけ離された上部入口、および上記管（９０）
を通ってその下に配置された上記トレイ群（８８）のよ
り低いトレイに上記あふれ流体を流す出口を有している
請求項７記載の圧力抑制系。
【請求項９】上記トレイ群（８８）が上記立上り管
（８６）に固定的に接合され、上記立上り管（８６）に
よって支持される請求項８記載の圧力抑制系。
【請求項１０】圧力容器（１６）とその外側に間隔を
置いて配置された格納容器（２４）との間にドライウェ
ル（２６）が形成され、上記圧力容器（１６）に原子炉
炉心（１８）が含まれ、上記格納容器（２４）が、上側
にプレナム（３２）のある密閉されたウェットウェルプ
ール（２８）、および上記ウェットウェルプール（２
８）より上に配置された、上側にプレナム（４７）があ
る密閉された重力駆動冷却系（ＧＤＣＳ）プール（４
４）を含んでいるような格納容器（２４）の中の圧力を
抑制するための方法に於いて、冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ）の後に上記ＧＤＣＳプール
の水を重力で上記圧力容器（１６）に排流するステッ
プ、上記ＬＯＣＡの後に上記ドライウェル（２６）内に放出
された蒸気を、上記ドライウェル（２６）の中に入って
いた非凝縮性ガスと共に直接上記ＧＤＣＳプレナム（４
７）に導入するステップ、および上記ドライウェル（２
６）から上記蒸気とともに運び込まれた上記非凝縮性ガ
スを上記ＧＤＣＳプレナム（４７）の中に捕捉して蓄積
することにより、上記ドライウェル（２６）内の圧力を
抑制するステップを含むことを特徴とする圧力抑制方
法。
【請求項１１】上記ドライウェル（２６）から導入さ
れた上記蒸気を上記ＧＤＣＳプレナム（４７）の中で凝
縮することにより上記蒸気および上記非凝縮性ガスの付
加的な部分を上記ドライウェル（２６）から引き込み、
これにより上記ＧＤＣＳプレナム（４７）からの上記非
凝縮性ガスの漏れを防止するステップを含む請求項１０
記載の圧力抑制方法。
【請求項１２】上記格納容器（２４）より上の隔離プ
ール（５２）に受動格納容器冷却系（ＰＣＣＳ）凝縮器
（５４）が配置され、上記ＰＣＣＳ凝縮器（５４）は、
上記蒸気および非凝縮性ガスを受けるため上記ドライウ
ェル（２６）と流れが通じていると共に、上記非凝縮性
ガスを排出するため上記ウェットウェルプール（２８）
と流れが通じていて、更に上記ＰＣＣＳ凝縮器（５４）
の中で上記蒸気を冷却することにより形成された凝縮液
を排流するため上記ＧＤＣＳプール（４４）と流れが通
じており、上記方法が、上記ＰＣＣＳ凝縮器（５４）か
らの上記凝縮液を使用することにより、上記ドライウェ
ル（２６）から直接、上記ＧＤＣＳプレナム（４７）に
導入された上記蒸気を凝縮するステップも含んでいる請
求項１１記載の圧力抑制方法。