JPH09159783A - 原子炉設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】仮想的な事故時に、格納容器の耐圧を高めるた
めの特別な対策を不要とする。 【解決手段】事故時の格納容器内圧力に対応した飽和温
度より３０℃以上下回ることのない温度である１００℃
以上に保持された冷却水を有するタンク４０と下部ドラ
イウェル８とを連結する配管５０を設置し、配管５０に
弁７０とポンプ６０を設置する。圧力容器２の水位が低
下し、非常用炉心冷却系の注水にも成功しない仮想的な
事故時に、ポンプ６０を起動し、弁７０を開放する。こ
れにより、１００℃以上の冷却材が下部ドライウェル８
に供給され、下部ドライウェル８に移行する可能性のあ
る損傷炉心を冷却する。 【効果】損傷炉心と冷却材との相互作用により発生する
水蒸気の量が抑制され、格納容器の健全性を維持するた
めの特別な対策を不要とできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、事故時に炉心を冷
却する設備を備えた原子炉設備の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】発生する確率の極めて小さい炉心が溶融
するよう仮想的な事故を想定したときに、原子炉設備の
健全性を維持するための装置は従来よりいくつか提案さ
れているが、一例としては、特開平2−281190 号公報に
記載のように圧力抑制室の冷却材を重力を利用して圧力
容器下方の下部ダウンカマに注水するようにしたもの、
特開昭52−154988号公報に記載のように圧力容器の下方
に炉心保持装置及び冷却装置を設置したもの、特開平5
−249273 号公報に記載のように溶融物を凝固させるた
めの梁を積重ねた構造物を設置し、溶融物が凝固した後
に注水するようにしたもの、特開平6−130169 号公報に
記載のように溶融物を炉心保持装置で保持し、下部から
の冷却で凝固させた後に注水するようにしたもの、があ
る。また、仮想的な事故時を対象としたものではない
が、構造物の熱応力を緩和する観点から圧力容器内への
注水温度を昇温させた例として、特開昭56−7097号公
報，特開昭61−223584号公報，特開昭61−228391号公報
に開示されている内容が存在する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち仮
想的な事故時を対象としたものは、仮想的な事故時にお
ける原子炉設備の健全性を維持する上で効果を有する
が、損傷炉心を効率的に冷却する点に十分配慮がされて
おらず、損傷炉心と冷却材との相互作用により発生する
水蒸気の量が多くなる可能性があるため、格納容器の健
全性を維持するために格納容器の耐圧を高めておく必要
があるか、もしくは、炉心保持装置自体の冷却について
は十分配慮がされておらず、炉心保持装置の規模が大き
くなるか又は炉心保持装置が複雑になるという問題点が
あった。また、上記従来技術のうち仮想的な事故時を対
象としていないものは、冷却材喪失事故時などの設計基
準事故時の熱応力緩和には効果を有するが、設計基準事
故を超える仮想的な事故時に格納容器内で損傷炉心と冷
却材との相互作用により発生する水蒸気の量を抑制する
点については十分配慮がされておらず、格納容器の健全
性を維持するために格納容器の耐圧を高めておく必要が
あるという問題点があった。

【０００４】本発明の第１の目的は仮想的な事故時に損
傷炉心と冷却材との相互作用により発生する水蒸気の量
を抑制して、格納容器の耐圧を高めるための特別な対策
を不要とすることにある。

【０００５】本発明の第２の目的は、第１の目的を達成
する信頼性の高い設備を提供することにある。

【０００６】本発明の第３の目的は、第１の目的を達成
する安価な設備を提供することにある。

【０００７】本発明の第４の目的は仮想的な事故時に圧
力容器からの除熱を行うとともに、第１の目的を達成す
ることにある。

【０００８】本発明の第５の目的は格納容器外の熱源を
用いず第１の目的を達成することにある。

【０００９】本発明の第６の目的は炉心保持装置自体の
冷却性を向上させて、炉心保持装置をコンパクトにする
ことにある。

【００１０】本発明の第７の目的は炉心保持装置の強度
を向上させるとともに、第６の目的を達成することにあ
る。

【００１１】本発明の第８の目的は耐熱材自体の特性を
変更して第６の目的を達成することにある。

【００１２】本発明の第９の目的は炉心保持装置の下方
に冷却水を導くことなく第６の目的を達成することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１目的を達成するため
の第１手段は、炉心を内蔵する圧力容器と、前記圧力容
器を配置した格納容器と、水プールを備えた圧力抑制室
と、前記圧力抑制室と前記格納容器の内のドライウェル
空間とを連結するベント管と、前記圧力容器で発生した
蒸気により発電機を回転させるタービンと、前記タービ
ンを回転させた蒸気を凝縮する復水器と、前記復水器で
低下した冷却水の温度を上昇させる低圧給水加熱器なら
びに高圧給水加熱器とを備えた原子炉設備において、事
故時に前記圧力容器の下方に位置する下部ドライウェル
へ、事故時の格納容器内圧力に対応した飽和温度より３
０℃以上下回ることのない温度の冷却水を供給する手段
を設けたことを特徴とする原子炉設備であり、炉心が溶
融して圧力容器の下方に流出するような事故時に、下部
ドライウェルへ、事故時の格納容器内圧力に対応した飽
和温度より３０℃以上下回ることのない温度の冷却水、
例えば１００℃以上の冷却水、を供給する場合には、例
えばニュークリアー・セーフティＶol.３２,Ｎo.３，P.
３４２に記載されているように、飽和温度より３０℃以
上下回る冷却水を供給する場合と比較して損傷炉心と冷
却材との相互作用に伴う急激な蒸気発生が極めて起りに
くくなる。このように、発生する水蒸気量が抑制される
ため、格納容器の耐圧を高めるための特別な対策が不要
となる。なお、初期注水だけ事故時の格納容器内圧力に
対応した飽和温度より３０℃以上下回ることのない温度
とすれば、その後は損傷炉心からの熱で冷却水温度が上
昇し、さらには、損傷炉心自体の温度が低下するため、
その後は事故時の格納容器内圧力に対応した飽和温度よ
り３０℃以上下回る温度の冷却水を供給しても損傷炉心
と冷却材との相互作用に伴う急激な蒸気発生は起らな
い。

【００１４】第２目的を達成するための第２手段は、第
１手段において、事故時に前記圧力容器の下方に位置す
る下部ドライウェルへ、事故時の格納容器内圧力に対応
した飽和温度より３０℃以上下回ることのない温度の冷
却水を供給する手段は、低圧給水加熱器のドレン水を有
する第１のタンクと、前記第１のタンクと前記圧力容器
の下方に位置する下部ドライウェルとを連結する第１の
配管と、前記第１の配管に第１の弁と第１のポンプを設
置し、少なくとも前記圧力容器の水位が所定の値より低
下するか、もしくは前記下部ドライウェルの温度が所定
の値より上昇し、かつ非常用炉心冷却系の流量が所定の
値より小さい場合に、前記第１のポンプを起動し、前記
第１の弁を開放する制御手段を設けたことであることを
特徴とする原子炉設備であり、炉心が溶融して圧力容器
の下方に流出するような事故時に、圧力容器の水位が所
定の値より低下するか、もしくは下部ドライウェルの温
度が所定の値より上昇し、かつ非常用炉心冷却系の流量
が所定の値より小さい場合には、第１のポンプが起動さ
れ、第１の弁が開放される。これにより、第１のタンク
内の事故時の格納容器内圧力に対応した飽和温度より３
０℃以上下回ることのない温度に保持された冷却水は第
１の配管を通って下部ドライウェルに供給される。圧力
容器の水位が所定の値より低下するか、もしくは下部ド
ライウェルの温度が所定の値より上昇し、かつ非常用炉
心冷却系の流量が所定の値より小さい場合には炉心の損
傷が発生し、一部の炉心は下部ドライウェルへ流出する
場合が想定し得るが、この場合にも低温の冷却水を供給
する場合と比較して損傷炉心と冷却材との相互作用に伴
う急激な蒸気発生が極めて起りにくくなる。低圧給水加
熱器のドレン水は常時確実に加熱されており、既存のタ
ービン系を有効利用することで、格納容器の耐圧を高め
るための特別な対策が不要となる信頼性の高い設備が提
供される。

【００１５】第３目的を達成するための第３手段は、第
１手段において、事故時に前記圧力容器の下方に位置す
る下部ドライウェルへ、事故時の格納容器内圧力に対応
した飽和温度より３０℃以上下回ることのない温度の冷
却水を供給する手段は、所内電源もしくは所内蒸気によ
り昇温された冷却水を有する第２のタンクと、前記第２
のタンクと前記圧力容器の下方に位置する下部ドライウ
ェルとを連結する第２の配管と、前記第２の配管に第２
の弁と第２のポンプを設置し、少なくとも前記圧力容器
の水位が所定の値より低下するか、もしくは前記下部ド
ライウェルの温度が所定の値より上昇し、かつ非常用炉
心冷却系の流量が所定の値より小さい場合に、前記第２
のポンプを起動し、前記第２の弁を開放する制御手段を
設けたことであることを特徴とする原子炉設備であり、
炉心が溶融して圧力容器の下方に流出するような事故時
に、圧力容器の水位が所定の値より低下するか、もしく
は下部ドライウェルの温度が所定の値より上昇し、かつ
非常用炉心冷却系の流量が所定の値より小さい場合に
は、第２のポンプが起動され、第２の弁が開放される。
これにより、第２のタンク内の事故時の格納容器内圧力
に対応した飽和温度より３０℃以上下回ることのない温
度に保持された冷却水は第２の配管を通って下部ドライ
ウェルに供給される。圧力容器の水位が所定の値より低
下するか、もしくは下部ドライウェルの温度が所定の値
より上昇し、かつ非常用炉心冷却系の流量が所定の値よ
り小さい場合には炉心の損傷が発生し、一部の炉心は下
部ドライウェルへ流出する場合が想定し得るが、この場
合にも低温の冷却水を供給する場合と比較して損傷炉心
と冷却材との相互作用に伴う急激な蒸気発生が極めて起
りにくくなる。第２のタンクは所内電源もしくは所内蒸
気により加熱されるが、タンクは大気圧にもつように常
用系と同様の設計をすれば良く、格納容器の耐圧を高め
るための特別な対策が不要となる設備が安価に提供され
る。

【００１６】第４目的を達成するための第４手段は、第
１手段において、事故時に前記圧力容器の下方に位置す
る下部ドライウェルへ、事故時の格納容器内圧力に対応
した飽和温度より３０℃以上下回ることのない温度の冷
却水を供給する手段は、常温の冷却水を有する第３のタ
ンクと、前記第３のタンクと前記圧力容器の上方の壁と
前記圧力容器の断熱材との間の空間とを連結する第３の
配管と、前記第３の配管に第３の弁と第３のポンプを設
置し、少なくとも前記圧力容器の水位が所定の値より低
下するか、もしくは前記下部ドライウェルの温度が所定
の値より上昇し、かつ非常用炉心冷却系の流量が所定の
値より小さい場合に、前記第３のポンプを起動し、前記
第３の弁を開放する制御手段を設け、前記圧力容器の上
方の壁と前記圧力容器の断熱材との間の空間に供給され
た冷却水が前記下部ドライウェルへ流れ落ちることを可
能とする流路を確保したことであることを特徴とする原
子炉設備であり、炉心が溶融して圧力容器の下方に流出
するような事故時に、圧力容器の水位が所定の値より低
下するか、もしくは下部ドライウェルの温度が所定の値
より上昇し、かつ非常用炉心冷却系の流量が所定の値よ
り小さい場合には、第３のポンプが起動され、第３の弁
が開放される。これにより、第３のタンク内の常温の冷
却水は第３の配管を通って圧力容器の上方の壁と圧力容
器の断熱材との間の空間に供給される。圧力容器の上方
の壁と圧力容器の断熱材との間の空間は通常運転時にお
いても２８０℃以上になっており、炉心が露出するよう
な仮想的な事故時にはさらに温度が上昇し得る。常温の
冷却水は圧力容器壁と断熱材との間の空間を流れ落ちる
が、この間に圧力容器からの伝熱により冷却水は加熱さ
れ、圧力容器は除熱される。冷却水流量を適切に選定す
れば、下部ドライウェルに流れ落ちる冷却水の温度は事
故時の格納容器内圧力に対応した飽和温度より３０℃以
上下回ることのない温度となる。圧力容器の水位が所定
の値より低下するか、もしくは下部ドライウェルの温度
が所定の値より上昇し、かつ非常用炉心冷却系の流量が
所定の値より小さい場合には炉心の損傷が発生し、一部
の炉心は下部ドライウェルへ流出する場合が想定し得る
が、この場合にも低温の冷却水を供給する場合と比較し
て損傷炉心と冷却材との相互作用に伴う急激な蒸気発生
が極めて起りにくくなる。このように、発生する水蒸気
量が抑制されるため、格納容器の耐圧を高めるための特
別な対策が不要となるとともに、圧力容器の除熱も達成
される。

【００１７】第５目的を達成するための第５手段は、第
１手段において、事故時に前記圧力容器の下方に位置す
る下部ドライウェルへ、事故時の格納容器内圧力に対応
した飽和温度より３０℃以上下回ることのない温度の冷
却水を供給する手段は、前記格納容器の内部に常温の冷
却水を有する第４のタンクと、前記第４のタンクの液相
部と前記圧力容器の気相部とを連結する第４の配管と、
前記第４の配管に前記圧力容器の水位が所定の値より低
下した場合に開放される第４の弁と、前記第４のタンク
の気相部と前記圧力抑制室の液相部とを連結する第５の
配管と、前記第４のタンクと前記下部ドライウェルとを
連結する第６の配管と、前記第６の配管に第５の弁を設
置し、少なくとも前記圧力容器の水位が所定の値より低
下するか、もしくは前記下部ドライウェルの温度が所定
の値より上昇し、かつ非常用炉心冷却系の流量が所定の
値より小さい場合に、前記第５の弁を開放する制御手段
を設けたことであることを特徴とする原子炉設備であ
り、圧力容器の水位が所定の値より低下した場合に第４
の弁が開放されると、圧力容器内の蒸気が第４の配管を
通って第４のタンクの液相部に流入し凝縮される。これ
に伴い、第４のタンクの水温と水位が上昇する。第４の
タンクの水温が事故時の格納容器内圧力に対応した飽和
温度より３０℃以上下回ることのない温度を越え飽和温
度に近づくと凝縮性能が低下し、凝縮しきれなかった蒸
気は第５の配管を通って圧力抑制室の液相部に流入して
凝縮される。圧力容器の水位が更に低下するか、もしく
は下部ドライウェルの温度が所定の値より上昇し、かつ
非常用炉心冷却系の流量が所定の値より小さい場合に、
第５の弁が開放される。これにより、第４のタンク内の
事故時の格納容器内圧力に対応した飽和温度より３０℃
以上下回ることのない温度を越えて加熱された冷却水は
重力により第６の配管を通って下部ドライウェルに供給
される。圧力容器の水位が所定の値より低下するか、も
しくは下部ドライウェルの温度が所定の値より上昇し、
かつ非常用炉心冷却系の流量が所定の値より小さい場合
には炉心の損傷が発生し、一部の炉心は溶融して下部ド
ライウェルへ流出する場合が想定し得るが、この場合に
も低温の冷却水を供給する場合と比較して損傷炉心と冷
却材との相互作用に伴う急激な蒸気発生が極めて起りに
くくなる。このように、発生する水蒸気量が抑制される
ため、格納容器の耐圧を高めるための特別な対策が不要
となる効果が格納容器外の熱源を用いず達成される。

【００１８】第６目的を達成するための第６手段は、第
１手段において、前記圧力容器の下方に位置する下部ド
ライウェルで前記圧力容器から流出した炉心を受ける位
置に耐火材からなる炉心保持装置を設置し、前記注水に
より前記炉心保持装置が冠水したときに、前記炉心保持
装置の底面への熱を前記炉心保持装置の上方の冷却水に
伝える自然循環流路を前記炉心保持装置の内部に設置し
たことを特徴とする原子炉設備であり、圧力容器の水位
が所定の値より低下するか、もしくは下部ドライウェル
の温度が所定の値より上昇し、かつ非常用炉心冷却系の
流量が所定の値より小さい場合には炉心の損傷が発生
し、一部の炉心は溶融して下部ドライウェルへ流出する
場合が想定し得る。この損傷炉心は炉心保持装置により
保持され、かつ、下部ドライウェルへの注水により冷却
水と接した部分が冷却される。さらに、炉心保持装置が
冠水すると、炉心保持装置の底面と接する部分に伝えら
れた熱も、炉心保持装置の内部に設置された自然循環流
路を通じて炉心保持装置の上方の冷却水に伝えられる。
これにより、損傷炉心の冷却が促進されるて損傷炉心の
温度が速やかに低下するとともに、炉心保持装置自体の
温度も上昇しない。この為、炉心保持装置が熱により侵
食することもなく、その分炉心保持装置をコンパクト化
することが達成される。

【００１９】第７目的を達成するための第７手段は、第
６手段において、前記炉心保持装置の底面への熱を前記
炉心保持装置の上方の冷却水に伝える前記自然循環流路
は、冷却水と冷却水上部の気相空間とを連結する第７の
配管を前記炉心保持装置の内部に設置して形成したこと
であることを特徴とする原子炉設備であり、圧力容器の
水位が所定の値より低下するか、もしくは下部ドライウ
ェルの温度が所定の値より上昇し、かつ非常用炉心冷却
系の流量が所定の値より小さい場合には炉心の損傷が発
生し、一部の炉心は下部ドライウェルへ流出する場合が
想定し得る。この損傷炉心は炉心保持装置により保持さ
れ、かつ、下部ドライウェルへの注水により冷却水と接
した部分が冷却される。さらに、炉心保持装置が冠水す
ると、冷却水は第７の配管を通って炉心保持装置の内部
に流入する。この冷却水は損傷炉心からの熱により一部
が蒸発する。蒸発した蒸気は第７の配管を通って抵抗の
小さい冷却水上部の気相空間に導かれる。すなわち、炉
心保持装置の底面と接する部分に伝えられた熱を炉心保
持装置の上方の冷却水に伝える自然循環流路が確立され
る。これにより、損傷炉心の冷却が促進されるため損傷
炉心の温度が速やかに低下するとともに、炉心保持装置
自体の温度も上昇しない。このため、炉心保持装置が熱
により侵食することもなく、その分炉心保持装置をコン
パクト化することが達成される。また、炉心保持装置の
内部に設置した配管は補強材としても働き、炉心保持装
置の強度の向上が達成される。

【００２０】第８目的を達成するための第８手段は、第
６手段において、前記炉心保持装置の底面への熱を前記
炉心保持装置の上方の冷却水に伝える前記自然循環流路
は、前記炉心保持装置の内部に気孔の存在する領域を設
け、前記気孔の存在する領域と冷却水上部の気相空間と
を連結する第８の配管を設置して形成したことであるこ
とを特徴とする原子炉設備であり、圧力容器の水位が所
定の値より低下するか、もしくは下部ドライウェルの温
度が所定の値より上昇し、かつ非常用炉心冷却系の流量
が所定の値より小さい場合には炉心の損傷が発生し、一
部の炉心は下部ドライウェルへ流出する場合が想定し得
る。この損傷炉心は炉心保持装置により保持され、か
つ、下部ドライウェルへの注水により冷却水と接した部
分が冷却される。さらに、炉心保持装置が冠水すると、
冷却水は炉心保持装置の内部に設けた気孔の存在する領
域、即ち気孔率の高い領域を通って炉心保持装置の内部
に流入する。この冷却水は損傷炉心からの熱により一部
が蒸発する。蒸発した蒸気は第８の配管を通って抵抗の
小さい冷却水上部の気相空間に導かれる。すなわち、炉
心保持装置の底面と接する部分に伝えられた熱を炉心保
持装置の上方の冷却水に伝える自然循環流路が確立され
る。これにより、損傷炉心の冷却が促進されるため損傷
炉心の温度が速やかに低下するとともに、炉心保持装置
自体の温度も上昇しない。このため、炉心保持装置が熱
により侵食もなく、その分炉心保持装置をコンパクト化
することが、耐熱材自体の特性の変更により達成され
る。

【００２１】第９目的を達成するための第９手段は、第
６手段において、前記炉心保持装置の底面への熱を前記
炉心保持装置の上方の冷却水に伝える前記自然循環流路
は、前記炉心保持装置の内部と冷却水との間に設置した
ヒートパイプであることを特徴とする原子炉設備であ
り、圧力容器の水位が所定の値より低下するか、もしく
は下部ドライウェルの温度が所定の値より上昇し、かつ
非常用炉心冷却系の流量が所定の値より小さい場合には
炉心の損傷が発生し、一部の炉心は下部ドライウェルへ
流出する場合が想定し得る。この損傷炉心は炉心保持装
置により保持され、かつ、下部ドライウェルへの注水に
より冷却水と接した部分が冷却される。さらに、炉心保
持装置が冠水すると、炉心保持装置の底面と接する部分
に伝えられた熱はヒートパイプの作動流体、例えばナト
リウムに伝えられ、作動流体は蒸発し冷却水と接する低
温部分で凝縮する。凝縮した作動流体は毛細管現象を利
用して高温部分に戻される。すなわち、炉心保持装置の
底面と接する部分に伝えられた熱を炉心保持装置の上方
の冷却水に伝える自然循環流路が確立される。これによ
り、損傷炉心の冷却が促進されて損傷炉心の温度が速や
かに低下するとともに、炉心保持装置自体の温度も上昇
しない。このため、炉心保持装置が熱により侵食するこ
ともなく、その分炉心保持装置をコンパクト化すること
が、炉心保持装置の下方に冷却水を導くことなく達成さ
れる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１により説
明する。

【００２３】図１は沸騰水型原子炉の断面図であり、炉
心１は圧力容器２で囲われ、圧力容器２は格納容器３の
内部に包含されている。

【００２４】格納容器３の内部には水プールを備えた圧
力抑制室６と、圧力抑制室６の水プールと格納容器３内
部の上部ドライウェル７及び下部ドライウェル８とを連
結するベント管９が設置されている。

【００２５】炉心１の発熱により発生した蒸気は主蒸気
管４を通って高圧タービン１０に導かれ、高圧タービン
１０を回転させて仕事をした後、湿分分離器１１で湿分
を取り除かれ、さらに低圧タービン１２及び１３に導か
れて低圧タービンを回転させる。

【００２６】タービンの回転により、発電機１４も回転
して電気が発生する。

【００２７】低圧タービン１３を回転させて仕事をした
蒸気は復水器１５で水に戻り、復水ポンプ２０で低圧給
水加熱器１６及び１７に導かれる。

【００２８】低圧給水加熱器に導かれた水は、タービン
からの抽気ライン３０及び３１を通って導かれた蒸気に
より加熱される。

【００２９】この水は、さらに給水ポンプ２１で高圧給
水加熱器１８へ導かれ、高圧タービン１０からの抽気ラ
イン３２を通って導かれた蒸気によって更に加熱され、
給水管５を通って圧力容器２内部へ戻される。

【００３０】タービンからの抽気ラインを通って給水加
熱器に導かれた蒸気は凝縮し、このドレン水はポンプ２
２及び２３により給水管５へ戻されている。

【００３１】本実施例の特徴は、低圧給水加熱器１７の
ドレン水を保有するタンク４０、例えば体積は２０ｍ³
を設置し、タンク４０と下部ドライウェル８とを連結す
る配管５０と、配管５０に弁７０とポンプ６０、例えば
流量４０ｔ／ｈを設置し、圧力容器内の水位が所定の
値、例えば低圧の非常用炉心冷却系が起動する水位の設
定値より０.５ｍ 下より低下するか、もしくは下部ドラ
イウェル８の温度が所定の値、例えば３５０℃、より上
昇し、かつ事故時に圧力容器２へ注水を行う安全系であ
る非常用炉心冷却系の流量が所定の値、例えば６０ｔ／
ｈより小さい場合に、ポンプ６０を起動し、弁７０を開
放する制御装置８０を設けたことである。さらに、格納
容器３の外部に常温の冷却水を有するタンク４１を設置
し、タンク４１と配管５０とを連結する配管５１と、配
管５１に弁７１とポンプ６１を設置し、ポンプ６０の起
動信号がだされた後、所定の時間遅れ、例えばタンク４
０の冷却水量をポンプ６０の流量で割って得られる値
０.５ 時間の後、制御装置８０によりポンプ６１を起動
し、弁７１を開放し、弁７０を閉鎖するようになってい
る。

【００３２】通常運転時には、低圧給水加熱器１７のド
レン水はタンク４０に流入し、さらに圧力差によって後
段の低圧給水加熱器１６に導かれている。

【００３３】タンク４０の冷却水温度は事故時の格納容
器内圧力に対応した飽和温度より３０℃以上下回ること
のない温度、例えば事故時の代表的な格納容器内圧力2.
5気圧に対応した飽和温度１２７℃より３０℃以上下回
ることのない１００℃としてある。

【００３４】タンク４０の周囲は断熱してあり、タンク
４０を設けたことによる熱損失は無視できるほど小さく
なっている。

【００３５】なお、図１では代表例として給水加熱器を
３台示しているが、給水加熱器の台数が多い場合でも適
切な給水加熱器を選定すれば、ドレン水の温度は７０℃
から１５０℃程度の範囲で設定することが可能である。

【００３６】このような原子炉において、例えば主蒸気
管４が破断し、かつ、炉心１への非常用炉心冷却水の注
入にも失敗するという確率的には極めて低い事象が仮に
発生したと想定すると、圧力容器内水位が低下し、炉心
１が露出し、崩壊熱により温度が上昇して溶融し、その
一部分が圧力容器２の下端にたまる。

【００３７】ここでも、炉心１を冷却できなかったと仮
定すると、炉心１の一部分は圧力容器２の下端から下部
ドライウェル８に落下する場合が想定し得る。

【００３８】このとき、少なくとも圧力容器内の水位は
所定の値である低圧の非常用炉心冷却系が起動する水位
の設定値より０.５ｍ 下より低下するか、もしくは下部
ドライウェル８の温度は所定の値である３５０℃より上
昇し、かつ非常用炉心冷却系の流量は所定の値である６
０ｔ／ｈより小さくなっており、制御装置８０はポンプ
６０を起動する信号をポンプ操作器８１に送り、弁７０
を開放する信号を弁操作器８２に送る。

【００３９】これにより、タンク４０の７０℃以上に加
熱された冷却水は配管５０を通って下部ドライウェル８
に供給される。

【００４０】先に説明したように、初期注水に低温の冷
却水を供給する場合と比較して、事故時の格納容器内圧
力に対応した飽和温度より３０℃以上下回ることのない
温度の冷却水を供給する場合には損傷炉心と冷却材との
相互作用に伴う急激な蒸気発生が極めて起りにくくな
り、蒸気発生量は数分の１に抑えられる。

【００４１】タンク４０の冷却水量をポンプ６０の流量
で割って得られる値０.５ 時間後に、制御装置８０はポ
ンプ６１を起動する信号をポンプ操作器８３に送り、弁
７１を開放する信号を弁操作器８４に送り、弁７０を閉
鎖する信号を弁操作器８２に送る。

【００４２】これにより、タンク４１の常温の冷却水が
配管５１及び配管５０を通って下部ドライウェル８に供
給されるが、この時点では損傷炉心自体の温度が低下
し、さらに下部ドライウェル８に存在する冷却材は損傷
炉心からの熱で温度上昇しており、事故時の格納容器内
圧力に対応した飽和温度より３０℃以上下回ることのな
い温度より低温の冷却水を供給しても損傷炉心と冷却材
との相互作用に伴う急激な蒸気発生は起らない。

【００４３】本実施例によれば、低圧給水加熱器のドレ
ン水は常時確実に加熱されており、既存のタービン系を
有効利用することで、格納容器の耐圧を高めるための特
別な対策が不要となる信頼性の高い設備が提供される効
果がある。

【００４４】本発明の他の実施例を図２により説明す
る。

【００４５】図２は図１とは格納容器３の形式が異なる
原子炉に本発明を適用したものである。

【００４６】さらに、図１との相違点は所内電源もしく
は所内蒸気により事故時の格納容器内圧力に対応した飽
和温度より３０℃以上下回ることのない温度に保持され
た冷却水を保有するタンク４２、例えば体積は１２ｍ³
を設置し、タンク４２と下部ドライウェル８とを連結す
る配管５２と、配管５２に弁７２とポンプ６２、例えば
流量２４ｔ／ｈを設置し、圧力容器内の水位が所定の
値、例えば低圧の非常用炉心冷却系が起動する水位の設
定値より０.５ｍ 下より低下するか、もしくは下部ドラ
イウェル８の温度が所定の値、例えば３５０℃より上昇
し、かつ事故時に圧力容器２へ注水を行う安全系である
非常用炉心冷却系の流量が所定の値、例えば３５ｔ／ｈ
より小さい場合に、ポンプ６２を起動し、弁７２を開放
する制御装置８０を設けたことである。

【００４７】さらに、格納容器３の外部に常温の冷却水
を有するタンク４１を設置し、タンク４１と配管５２と
を連結する配管５１と、配管５１に弁７１とポンプ６１
を設置し、ポンプ６２の起動信号がだされた後、所定の
時間遅れ、例えばタンク４２の冷却水量をポンプ６２の
流量で割って得られる値０.５ 時間の後、制御装置８０
によりポンプ６１を起動し、弁７１を開放し、弁７０を
閉鎖するようになっている。

【００４８】通常運転時にはタンク４２の冷却水は所内
電源又は所内蒸気により事故時の格納容器内圧力に対応
した飽和温度より３０℃以上下回ることのない温度、例
えば１００℃としてあるが、これは通常の給湯器と同様
の仕組みにより容易に達成される。

【００４９】このようにタンク４２は大気圧にもつよう
に常用系と同様の設計をすれば良く、設備費を安価にす
ることが可能である。

【００５０】このような原子炉において、例えば主蒸気
管４が破断し、かつ、炉心１への非常用炉心冷却水の注
入にも失敗するという確率的には極めて低い事象が仮に
発生したと想定すると、圧力容器内水位が低下し、炉心
１が露出し、崩壊熱により温度が上昇して溶融し、その
一部分が圧力容器２の下端にたまる。

【００５１】ここでも、炉心１を冷却できなかったと仮
定すると、炉心１の一部分は圧力容器２の下端から下部
ドライウェル８に落下する場合が想定し得る。

【００５２】このとき、少なくとも圧力容器内の水位は
所定の値である低圧の非常用炉心冷却系が起動する水位
の設定値より０.５ｍ 下より低下するか、もしくは下部
ドライウェル８の温度は所定の値である３５０℃より上
昇し、かつ非常用炉心冷却系の流量は所定の値である３
５ｔ／ｈより小さくなっており、制御装置８０はポンプ
６２を起動する信号をポンプ操作器８５に送り、弁７２
を開放する信号を弁操作器８６に送る。

【００５３】これにより、タンク４２の７０℃以上に加
熱された冷却水は配管５２を通って下部ドライウェル８
に供給される。

【００５４】先に説明したように、初期注水に低温の冷
却水を供給する場合と比較して、事故時の格納容器内圧
力に対応した飽和温度より３０℃以上下回ることのない
温度の冷却水を供給する場合には損傷炉心と冷却材との
相互作用に伴う急激な蒸気発生が極めて起りにくくな
り、蒸気発生量は数分の１に抑えられる。

【００５５】タンク４２の冷却水量をポンプ６２の流量
で割って得られる値０.５ 時間後に、制御装置８０はポ
ンプ６１を起動する信号をポンプ操作器８３に送り、弁
７１を開放する信号を弁操作器８４に送り、弁７２を閉
鎖する信号を弁操作器８５に送る。

【００５６】これにより、タンク４１の常温の冷却水が
配管５１及び配管５２を通って下部ドライウェル８に供
給されるが、この時点では損傷炉心自体の温度が低下
し、さらに下部ドライウェル８に存在する冷却材は損傷
炉心からの熱で温度上昇しており、事故時の格納容器内
圧力に対応した飽和温度より３０℃以上下回ることのな
い温度より低温の冷却水を供給しても損傷炉心と冷却材
との相互作用に伴う急激な蒸気発生は起らない。

【００５７】本実施例によれば、タンク４２は所内電源
もしくは所内蒸気により加熱されるが、タンク４２は大
気圧にもつように常用系と同様の設計をすれば良く、格
納容器の耐圧を高めるための特別な対策が不要となる設
備が安価に提供される効果がある。

【００５８】本発明のさらに他の実施例を図３及び図４
により説明する。

【００５９】図１の実施例との相違点は、常温の冷却水
を有するタンク４３、例えば体積は１４００ｍ³ と、タ
ンク４３と圧力容器２の上方の壁と圧力容器２の断熱材
100との間の空間とを連結する配管５４と、配管５４に
弁７３とポンプ６３を設置し、少なくとも圧力容器２の
水位が所定の値、例えば低圧の非常用炉心冷却系が起動
する水位の設定値より０.５ｍ 下より低下するか、もし
くは下部ドライウェル８の温度が所定の値、例えば３５
０℃より上昇し、かつ非常用炉心冷却系の流量が所定の
値、例えば６０ｔ／ｈより小さい場合に、ポンプ６３、
例えば最大流量は７０ｔ／ｈを起動し、弁７３を開放す
る制御装置８０を設け、圧力容器２の上方の壁と圧力容
器の断熱材１００との間の空間に供給された冷却水が下
部ドライウェル８へ流れ落ちることを可能とする流路を
有する点である。

【００６０】さらに、配管５４と下部ドライウェル８と
を連結する配管５５と、配管５５に弁７４が設置され、
ポンプ６３が起動されてから所定の時間、例えば０.５
時間の後に、制御装置８０は弁７４を開放する信号を弁
操作器８９に送るようになっている。

【００６１】このような原子炉において、例えば主蒸気
管４が破断し、かつ、炉心１への非常用炉心冷却水の注
入にも失敗するという確率的には極めて低い事象が仮に
発生したと想定すると、圧力容器内水位が低下し、炉心
１が露出し、崩壊熱により温度が上昇して溶融し、その
一部分が圧力容器２の下端にたまる。

【００６２】ここでも、炉心１を冷却できなかったと仮
定すると、炉心１の一部分は圧力容器２の下端から下部
ドライウェル８に落下する場合が想定し得る。

【００６３】このとき、少なくとも圧力容器内の水位は
所定の値である低圧の非常用炉心冷却系が起動する水位
の設定値より０.５ｍ 下より低下するか、もしくは下部
ドライウェル８の温度は所定の値である３５０℃より上
昇し、かつ非常用炉心冷却系の流量は所定の値である６
０ｔ／ｈより小さくなっており、制御装置８０はポンプ
６３を起動する信号をポンプ操作器８７に送り、弁７３
を開放する信号を弁操作器８８に送る。

【００６４】これにより、図４に詳細に示すように、タ
ンク４３の冷却水は配管５４を通って圧力容器２の上方
の壁と圧力容器２の断熱材１００との間の空間に供給さ
れる。

【００６５】圧力容器２の上方の壁と圧力容器の断熱材
１００との間の空間は通常運転時においても２８０℃以
上になっており、炉心が露出するような仮想的な事故時
にはさらに温度が上昇し得る。

【００６６】冷却水が圧力容器壁と断熱材との間の空間
を流れ落ちるようにスカート部101に流路孔１０２が、
下部の断熱材１００に流路孔１０３が設置されている
が、冷却材はこの空間を流れ落ちる間に圧力容器２から
の伝熱により加熱され、圧力容器２は除熱される。

【００６７】冷却水流量を例えば３５ｔ／ｈとした場
合、常温の冷却水を１００℃まで昇温するのに要する熱
量は、損傷した炉心１から発生する崩壊熱の１０％以下
であり、また伝熱面積も十分確保されることから、下部
ドライウェル８に流れ落ちるまでに冷却水の温度は容易
に事故時の格納容器内圧力に対応した飽和温度より３０
℃以上下回ることのない温度である１００℃以上とな
る。

【００６８】先に説明したように、初期注水に低温の冷
却水を供給する場合と比較して、１００℃以上の冷却水
を供給する場合には損傷炉心と冷却材との相互作用に伴
う急激な蒸気発生が極めて起りにくくなり、蒸気発生量
は数分の１に抑えられる。０.５ 時間後に、制御装置８
０は弁７４を開放する信号を弁操作器８９に送る。

【００６９】これにより、タンク４３の常温の冷却水が
配管５４及び配管５５を通って下部ドライウェル８に供
給されるが、この時点では損傷炉心自体の温度が低下
し、さらに下部ドライウェル８に存在する冷却材は損傷
炉心からの熱で温度上昇しており、１００℃より低温の
冷却水を供給しても損傷炉心と冷却材との相互作用に伴
う急激な蒸気発生は起らない。

【００７０】本実施例によれば、格納容器の耐圧を高め
るための特別な対策が不要となるとともに、圧力容器の
除熱も達成される効果がある。

【００７１】本発明のさらに他の実施例を図５により説
明する。

【００７２】図３で示した実施例との相違点は、格納容
器３の内部に常温の冷却水を有するタンク４４、例えば
体積は２０ｍ³ と、タンク４４の液相部と圧力容器２の
気相部とを連結する配管５７と、配管５７に圧力容器２
の水位が所定の値、例えば通常水位より４ｍ下より低下
した場合に開放される弁７６と、タンク４４の気相部と
圧力抑制室６の液相部とを連結する配管５８と、タンク
４４と下部ドライウェル８とを連結する配管５９と、配
管５９に弁７５を設置し、少なくとも圧力容器２の水位
が所定の値、例えば低圧の非常用炉心冷却系が起動する
水位の設定値より０.５ｍ 下より低下するか、もしくは
下部ドライウェル８の温度が所定の値、例えば３５０℃
より上昇し、かつ非常用炉心冷却系の流量が所定の値、
例えば６０ｔ／ｈより小さい場合に、弁７５を開放する
制御装置８０を有する点である。

【００７３】さらに、格納容器３の外部に常温の冷却水
を有するタンク４３を設置し、タンク４３と下部ドライ
ウェル８とを連結する配管５６と、配管５６に弁７４と
ポンプ６３を設置し、弁７５の開放信号がだされた後、
所定の時間遅れ、例えば0.5時間の後、制御装置８０に
よりポンプ６３を起動し、弁７４を開放するようになっ
ている。

【００７４】このような原子炉において、例えば主蒸気
管４が破断し、かつ、炉心１への非常用炉心冷却水の注
入にも失敗するという確率的には極めて低い事象が仮に
発生したと想定すると、圧力容器内水位が低下し、炉心
１が露出し、崩壊熱により温度が上昇して溶融し、その
一部分が圧力容器２の下端にたまる。

【００７５】ここでも、炉心１を冷却できなかったと仮
定すると、炉心１の一部分は圧力容器２の下端から下部
ドライウェル８に落下する場合が想定し得る。

【００７６】このとき、圧力容器内の水位はまず所定の
値である通常水位より４ｍ下を下回り、弁７６が開放さ
れる。

【００７７】これにより、圧力容器２内の蒸気が配管５
７を通ってタンク４４の液相部に流入し凝縮される。

【００７８】これに伴い、タンク４４の水温と水位が上
昇する。

【００７９】タンク４４の水温を事故時の格納容器内圧
力に対応した飽和温度より３０℃以上下回ることのない
温度である１００℃まで上昇させるのに要する熱量は、
圧力容器２内部に保有されている熱量の１０％以下であ
り、タンク４４の水温は容易に１００℃以上となる。

【００８０】タンク４４の水温が１００℃を越え飽和温
度に近づくと凝縮性能が低下し、凝縮しきれなかった蒸
気は配管５８を通って圧力抑制室６の液相部に流入して
凝縮される。

【００８１】圧力容器２の損傷が発生する場合には、圧
力容器２の水位が更に低下して所定の値である低圧の非
常用炉心冷却系が起動する水位の設定値より０.５ｍ 下
より低下し、もしくは下部ドライウェル８の温度が所定
の値である３５０℃より上昇し、かつ非常用炉心冷却系
の流量が所定の値である６０ｔ／ｈより小さくなってお
り、制御装置８０は弁７５を開放する信号を弁操作器９
０に送る。

【００８２】これにより、タンク４４内の１００℃を越
えて加熱された冷却水は重力により配管５９を通って下
部ドライウェル８に供給される。

【００８３】先に説明したように、初期注水に低温の冷
却水を供給する場合と比較して、１００℃以上の冷却水
を供給する場合には損傷炉心と冷却材との相互作用に伴
う急激な蒸気発生が極めて起りにくくなり、蒸気発生量
は数分の１に抑えられる。０.５ 時間後に、制御装置８
０はポンプ６３を起動する信号をポンプ操作器８７に送
り、弁７４を開放する信号を弁操作器８９に送る。

【００８４】これにより、タンク４３の常温の冷却水が
配管５６を通って下部ドライウェル８に供給されるが、
この時点では損傷炉心自体の温度が低下し、さらに下部
ドライウェル８に存在する冷却材は損傷炉心からの熱で
温度上昇しており、７０℃より低温の冷却水を供給して
も損傷炉心と冷却材との相互作用に伴う急激な蒸気発生
は起らない。

【００８５】本実施例によれば、格納容器外の熱源を用
いず格納容器の耐圧を高めるための特別な対策が不要と
なる効果がある。

【００８６】本発明のさらに他の実施例を図６及び図７
により説明する。

【００８７】この実施例は、これまで説明してきた実施
例の下部ドライウェル８の下方に設置した耐火材１１０
及び１１１からなる炉心保持装置に関するものであり、
炉心保持装置が冠水したときに、冷却水と冷却水上部の
気相空間とを連結する配管１１２を炉心保持装置の内部
に有する点に特徴がある。

【００８８】耐火材１１０は、例えば焼結された二酸化
ジルコニウムであり厚さは５cm、耐火材１１１は、例え
ばコンクリートと同様の製法で作成する不定形の酸化マ
グネシウムで厚さは３０cm、配管１１２は、例えば直径
３cmで耐火材１１０との平均距離は５cmとする。

【００８９】なお、配管１１２の水平部分については、
冷却水上部の気相空間と連結される側の高さを冷却水と
連結される側より、例えば３cm高くしておくことが望ま
しい。

【００９０】このような原子炉において、圧力容器の水
位が所定の値より低下するか、もしくは下部ドライウェ
ル８の温度が所定の値より上昇し、かつ非常用炉心冷却
系の流量が所定の値より小さい場合には、確率は極めて
低いが炉心の損傷が発生し、一部の炉心は下部ドライウ
ェルへ流出する場合が想定し得る。

【００９１】図７に示すように、この損傷炉心１１３は
耐火材１１０及び１１１からなる炉心保持装置により保
持され、かつ、下部ドライウェル８への注水により冷却
水と接した部分が冷却される。

【００９２】さらに、炉心保持装置が冠水すると、冷却
水は配管１１２を通って炉心保持装置の内部に流入す
る。

【００９３】この冷却水は損傷炉心１１３からの熱によ
り一部が蒸発する。蒸発した蒸気は配管１１２を通って
抵抗の小さい冷却水上部の気相空間側に導かれる。

【００９４】すなわち、炉心保持装置の底面と接する部
分に伝えられた熱を炉心保持装置の上方の冷却水に伝え
る自然循環流路が確立される。

【００９５】このような配管１１２を複数本、例えば１
００本設置すれば、損傷炉心１１３からの熱の約５０％
を炉心保持装置の底面から除去することが可能となる。
これにより、損傷炉心１１３の冷却が促進されるて損傷
炉心１１３の温度が速やかに低下するとともに、炉心保
持装置自体の温度も上昇しない。

【００９６】このため、炉心保持装置を形成する耐火材
１１０及び１１１が熱により侵食されることもなく、そ
の分炉心保持装置をコンパクト化することが可能となっ
ている。

【００９７】また、炉心保持装置の内部設置した配管は
補強材としても働き、地震等に対する炉心保持装置の強
度の向上が達成される。

【００９８】本実施例によれば、炉心保持装置の強度を
向上させるとともに、炉心保持装置をコンパクトにでき
る効果がある。

【００９９】本発明のさらに他の実施例を図８及び図９
により説明する。図６の実施例との相違点は炉心保持装
置の内部に気孔率の高い領域１２０を設け、気孔率の高
い領域と冷却水上部の気相空間とを連結する配管１２１
を有する点である。

【０１００】気孔率の高い領域１２０は、例えば厚さ３
０cmで軽石を敷詰めて形成され、その上部は多孔の鉄板
１２２でふたをされている。

【０１０１】このような原子炉において、圧力容器の水
位が所定の値より低下するか、もしくは下部ドライウェ
ル８の温度が所定の値より上昇し、かつ非常用炉心冷却
系の流量が所定の値より小さい場合には、確率は極めて
低いが炉心の損傷が発生し、一部の炉心は下部ドライウ
ェル８へ流出する場合が想定し得る。

【０１０２】図９に示すように、この損傷炉心１１３は
耐火材１１０及び気孔率の高い領域１２０からなる炉心
保持装置により保持され、かつ、下部ドライウェル８へ
の注水により冷却水と接した部分が冷却される。

【０１０３】さらに、炉心保持装置が冠水すると、冷却
水は鉄板１２２の孔を通って炉心保持装置の内部に流入
する。この冷却水は損傷炉心１１３からの熱により一部
が蒸発する。

【０１０４】蒸発した蒸気は配管１２１を通って抵抗の
小さい冷却水上部の気相空間側に導かれる。

【０１０５】すなわち、炉心保持装置の底面と接する部
分に伝えられた熱を炉心保持装置の上方の冷却水に伝え
る自然循環流路が確立される。

【０１０６】このようにして、損傷炉心１１３からの熱
の約５０％を炉心保持装置の底面から除去することが可
能となる。

【０１０７】これにより、損傷炉心１１３の冷却が促進
されるため損傷炉心１１３の温度が速やかに低下すると
ともに、炉心保持装置自体の温度も上昇しない。

【０１０８】このため、炉心保持装置を形成する耐火材
１１０及び気孔率の高い領域１２０が熱により侵食され
ることもなく、その分炉心保持装置をコンパクト化する
ことが可能となっている。

【０１０９】本実施例によれば、炉心保持装置を形成す
る耐熱材自体の特性の変更により、炉心保持装置をコン
パクトにできる効果がある。

【０１１０】本発明のさらに他の実施例を図１０及び図
１１により説明する。図６で示した実施例との相違点は
耐火材１１０及び１１１から形成される炉心保持装置の
内部と冷却水との間に、ヒートパイプ１３０、例えば直
径は３cmが設置されている点である。

【０１１１】このような原子炉において、圧力容器の水
位が所定の値より低下するか、もしくは下部ドライウェ
ル８の温度が所定の値より上昇し、かつ非常用炉心冷却
系の流量が所定の値より小さい場合には、確率は極めて
低いが炉心の損傷が発生し、一部の炉心は下部ドライウ
ェルへ流出する場合が想定し得る。

【０１１２】図１１に示すように、この損傷炉心１１３
は耐火材１１０及び１１１からなる炉心保持装置により
保持され、かつ、下部ドライウェル８への注水により冷
却水と接した部分が冷却される。

【０１１３】さらに、炉心保持装置が冠水すると、炉心
保持装置の底面と接する部分に伝えられた熱はヒートパ
イプ１３０の作動流体、例えばナトリウムに伝えられ、
作動流体は蒸発し冷却水と接する低温部分で凝縮する。

【０１１４】凝縮した作動流体は毛細管現象を利用して
高温部分に戻される。すなわち、炉心保持装置の底面と
接する部分に伝えられた熱を炉心保持装置の上方の冷却
水に伝える自然循環流路が確立される。

【０１１５】このようなヒートパイプ１３０を複数本、
例えば２００本設置すれば、損傷炉心１１３からの熱の
約５０％を炉心保持装置の底面から除去することが可能
となる。

【０１１６】これにより、損傷炉心１１３の冷却が促進
されて損傷炉心１１３の温度が速やかに低下するととも
に、炉心保持装置自体の温度も上昇しない。

【０１１７】このため、炉心保持装置を形成する耐火材
１１０及び１１１が熱により侵食されることもなく、そ
の分炉心保持装置をコンパクト化することが可能となっ
ている。

【０１１８】また、炉心保持装置の下方に冷却水を導く
ことがないため、仮に炉心保持装置が破損しても、損傷
炉心１１３と冷却水との間の相互作用が発生して急激な
蒸気発生が生じる可能性はまったくない。

【０１１９】本実施例によれば、炉心保持装置の下方に
冷却水を導くことなく、炉心保持装置をコンパクトにで
きる効果がある。

【０１２０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、仮想的な事故
時に損傷炉心と冷却材との相互作用により発生する水蒸
気の量が抑制され、格納容器の耐圧を高めるための特別
な対策が不要となる効果がある。

【０１２１】請求項２の発明によれば、格納容器の耐圧
を高めるための特別な対策が不要となる信頼性の高い設
備を提供できる効果がある。

【０１２２】請求項３の発明によれば、格納容器の耐圧
を高めるための特別な対策が不要となる安価な設備を提
供できる効果がある。

【０１２３】請求項４の発明によれば、仮想的な事故時
に圧力容器からの除熱を行うとともに、格納容器の耐圧
を高めるための特別な対策が不要となる効果がある。

【０１２４】請求項５の発明によれば、格納容器外の熱
源を用いず、格納容器の耐圧を高めるための特別な対策
が不要となる効果がある。

【０１２５】請求項６の発明によれば、炉心保持装置自
体の冷却性が向上し、炉心保持装置がコンパクトになる
効果がある。

【０１２６】請求項７の発明によれば、炉心保持装置の
強度が向上するとともに、炉心保持装置がコンパクトに
なる効果がある。

【０１２７】請求項８の発明によれば、耐熱材自体の特
性を変更することで炉心保持装置がコンパクトになる効
果がある。

【０１２８】請求項９の発明によれば、炉心保持装置の
下方に冷却水を導くことなく炉心保持装置がコンパクト
になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による沸騰水型原子炉設備の
断面図である。

【図２】本発明の他の実施例による沸騰水型原子炉設備
の断面図である。

【図３】本発明のさらに他の実施例による沸騰水型原子
炉設備の断面図である。

【図４】図３の圧力容器とその周辺の断面図である。

【図５】本発明のさらに他の実施例による沸騰水型原子
炉設備の断面図である。

【図６】図１，図３，図５の実施例における下部ドライ
ウェル底部に装備された炉心保持装置の拡大詳細断面図
である。

【図７】事故時における図６における冷却材の流れを示
す炉心保持装置の断面図である。

【図８】図６の変形例による炉心保持装置の断面図であ
る。

【図９】事故時における図８における冷却材の流れを示
す炉心保持装置の断面図である。

【図１０】図６の他の変形例による炉心保持装置の断面
図である。

【図１１】事故時における図１０における冷却材の流れ
を示す炉心保持装置の断面図である。

【符号の説明】

１…炉心、２…圧力容器、３…格納容器、４…主蒸気
管、５…給水管、６…圧力抑制室、８…下部ドライウェ
ル、１０…高圧タービン、１２，１３…低圧タービン、
１５…復水器、１６，１７…低圧給水加熱器、１８…高
圧給水加熱器、４０，４１，４２，４３，４４…タン
ク、５０，５１，５２，５３，５４，５５，５６，５
７，５８，５９，１１２，１２１…配管、６０，６１，
６２，６３…ポンプ、７０，７１，７２，７３，７４，
７５，７６…弁、８０…制御装置、１００…圧力容器の
断熱材、１１０，１１１…耐火材、１２０…気孔率の高
い領域、１３０…ヒートパイプ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炉心を内蔵する圧力容器と、前記圧力容器
   を配置した格納容器と、水プールを備えた圧力抑制室
   と、前記圧力抑制室と前記格納容器の内のドライウェル
   空間とを連結するベント管と、前記圧力容器で発生した
   蒸気により発電機を回転させるタービンと、前記タービ
   ンを回転させた蒸気を凝縮する復水器と、前記復水器で
   低下した冷却水の温度を上昇させる低圧給水加熱器なら
   びに高圧給水加熱器とを備えた原子炉設備において、事
   故時に前記圧力容器の下方に位置する下部ドライウェル
   へ、事故時の格納容器内圧力に対応した飽和温度より３
   ０℃以上下回ることのない温度の冷却水を供給する手段
   を設けたことを特徴とする原子炉設備。
2. 【請求項２】請求項１において、事故時に前記圧力容器
   の下方に位置する下部ドライウェルへ、事故時の格納容
   器内圧力に対応した飽和温度より３０℃以上下回ること
   のない温度の冷却水を供給する手段は、低圧給水加熱器
   のドレン水を有する第１のタンクと、前記第１のタンク
   と前記圧力容器の下方に位置する下部ドライウェルとを
   連結する第１の配管と、前記第１の配管に第１の弁と第
   １のポンプを設置し、少なくとも前記圧力容器の水位が
   所定の値より低下するか、もしくは前記下部ドライウェ
   ルの温度が所定の値より上昇し、かつ非常用炉心冷却系
   の流量が所定の値より小さい場合に、前記第１のポンプ
   を起動し、前記第１の弁を開放する制御手段を設けたこ
   とであることを特徴とする原子炉設備。
3. 【請求項３】請求項１において、事故時に前記圧力容器
   の下方に位置する下部ドライウェルへ、事故時の格納容
   器内圧力に対応した飽和温度より３０℃以上下回ること
   のない温度の冷却水を供給する手段は、所内電源もしく
   は所内蒸気により昇温された冷却水を有する第２のタン
   クと、前記第２のタンクと前記圧力容器の下方に位置す
   る下部ドライウェルとを連結する第２の配管と、前記第
   ２の配管に第２の弁と第２のポンプを設置し、少なくと
   も前記圧力容器の水位が所定の値より低下するか、もし
   くは前記下部ドライウェルの温度が所定の値より上昇
   し、かつ非常用炉心冷却系の流量が所定の値より小さい
   場合に、前記第２のポンプを起動し、前記第２の弁を開
   放する制御手段を設けたことであることを特徴とする原
   子炉設備。
4. 【請求項４】請求項１において、事故時に前記圧力容器
   の下方に位置する下部ドライウェルへ、事故時の格納容
   器内圧力に対応した飽和温度より３０℃以上下回ること
   のない温度の冷却水を供給する手段は、常温の冷却水を
   有する第３のタンクと、前記第３のタンクと前記圧力容
   器の上方の壁と前記圧力容器の断熱材との間の空間とを
   連結する第３の配管と、前記第３の配管に第３の弁と第
   ３のポンプを設置し、少なくとも前記圧力容器の水位が
   所定の値より低下するか、もしくは前記下部ドライウェ
   ルの温度が所定の値より上昇し、かつ非常用炉心冷却系
   の流量が所定の値より小さい場合に、前記第３のポンプ
   を起動し、前記第３の弁を開放する制御手段を設け、前
   記圧力容器の上方の壁と前記圧力容器の断熱材との間の
   空間に供給された冷却水が前記下部ドライウェルへ流れ
   落ちることを可能とする流路を確保したことであること
   を特徴とする原子炉設備。
5. 【請求項５】請求項１において、事故時に前記圧力容器
   の下方に位置する下部ドライウェルへ、事故時の格納容
   器内圧力に対応した飽和温度より３０℃以上下回ること
   のない温度の冷却水を供給する手段は、前記格納容器の
   内部に常温の冷却水を有する第４のタンクと、前記第４
   のタンクの液相部と前記圧力容器の気相部とを連結する
   第４の配管と、前記第４の配管に前記圧力容器の水位が
   所定の値より低下した場合に開放される第４の弁と、前
   記第４のタンクの気相部と前記圧力抑制室の液相部とを
   連結する第５の配管と、前記第４のタンクと前記下部ド
   ライウェルとを連結する第６の配管と、前記第６の配管
   に第５の弁を設置し、少なくとも前記圧力容器の水位が
   所定の値より低下するか、もしくは前記下部ドライウェ
   ルの温度が所定の値より上昇し、かつ非常用炉心冷却系
   の流量が所定の値より小さい場合に、前記第５の弁を開
   放する制御手段を設けたことであることを特徴とする原
   子炉設備。
6. 【請求項６】請求項１において、前記圧力容器の下方に
   位置する下部ドライウェルで前記圧力容器から流出した
   炉心を受ける位置に耐火材からなる炉心保持装置を設置
   し、前記注水により前記炉心保持装置が冠水したとき
   に、前記炉心保持装置の底面への熱を前記炉心保持装置
   の上方の冷却水に伝える自然循環流路を前記炉心保持装
   置の内部に設置したことを特徴とする原子炉設備。
7. 【請求項７】請求項６において、前記炉心保持装置の底
   面への熱を前記炉心保持装置の上方の冷却水に伝える前
   記自然循環流路は、冷却水と冷却水上部の気相空間とを
   連結する第７の配管を前記炉心保持装置の内部に設置し
   て形成したことであることを特徴とする原子炉設備。
8. 【請求項８】請求項６において、前記炉心保持装置の底
   面への熱を前記炉心保持装置の上方の冷却水に伝える前
   記自然循環流路は、前記炉心保持装置の内部に気孔の存
   在する領域を設け、前記気孔の存在する領域と冷却水上
   部の気相空間とを連結する第８の配管を設置して形成し
   たことであることを特徴とする原子炉設備。
9. 【請求項９】請求項６において、前記炉心保持装置の底
   面への熱を前記炉心保持装置の上方の冷却水に伝える前
   記自然循環流路は、前記炉心保持装置の内部と冷却水と
   の間に設置したヒートパイプであることを特徴とする原
   子炉設備。