JPH09329684A - 原子力プラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＢＷＲプラントにおいて、定検終了時の蒸気乾
燥器・気水分離器貯蔵プール水の排出を従来プラントよ
りも速やかに行うことを可能とし、プラントの建屋配置
にフレキシビリティを持たせる。 【解決手段】蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール１から
燃料プール浄化系ポンプ３へと導く排水配管７とＳ／Ｐ
浄化系ポンプ吸込配管１３を連結するドレン配管１２を
設置し、さらにＳ／Ｐ浄化系ポンプ吐出配管１４からラ
ドウェスト設備へと導く配管１５を設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サプレッションプ
ール浄化系を備える原子力プラントに係わり、特に原子
炉建屋を地中に埋め込まれて建設されることにより、タ
ービン建屋が原子炉建屋より上方に配置される原子力プ
ラントに関する。

【０００２】

【従来の技術】定期検査時，燃料棒交換時には、原子炉
圧力容器中の燃料棒の上方に配置される蒸気乾燥器，気
水分離器は原子炉圧力容器から取り外される。取り外さ
れた蒸気乾燥器，気水分離器は、原子炉圧力容器上方に
設けられた貯蔵プール（以後、ＤＳＰと略称する）に一
時的に保管される。定期検査時，燃料棒交換時には、蒸
気乾燥器，気水分離器に付着した放射性物質から放射さ
れる中性子による被爆を防ぐため、ＤＳＰに水を満たし
ておき、定期検査，燃料棒交換が終了し、蒸気乾燥器，
気水分離器を原子炉圧力容器に戻した後、ＤＳＰより水
を排水する。従来の原子力プラントにおけるＤＳＰ排水
設備は、図３に示すように、燃料プール浄化系（以後、
ＦＰＣと略称する）のポンプ３とろ過脱塩器５（以後、
Ｆ／Ｄと略称する）とサプレッションプール６（以後、
Ｓ／Ｐと略称する）と低伝導度廃棄物（以後ＬＣＷと略
称する）収集槽２８及び配管，弁類で構成されている。
このうち、前記ＬＣＷ収集槽は廃棄物処理建屋（以後、
ＲＷ／Ｂと略称する）内に設置され、それ以外の設備は
原子炉建屋（以後、Ｒ／Ｂと略称する）内に設置され
る。

【０００３】蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール水の排
水は以下のようにして行う。まず初期の水抜きは、ＤＳ
Ｐ１の水を排水配管７及び吸込配管９を通して燃料プー
ル浄化系ポンプ３へ導き、このポンプを利用して昇圧し
た後、前記ろ過脱塩器５へ導き、ここで浄化を行い、配
管１１を通してＳ／Ｐ６へ排水するか、あるいはFPCポ
ンプ３から放射性廃液の処理を行うラドウェスト設備へ
排水することにより行う。しかし、前記燃料プール浄化
系ポンプは有効吸込ヘッド（以下ＮＰＳＨ）の条件が厳
しいため、前記蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール水量
が残り少なくなると、十分なポンプ吸込圧力を確保でき
なくなり、ポンプ羽根表面でキャビテーションを発生す
る可能性がある。しかし、ＮＰＳＨに余裕を持たせるた
めに、前記燃料プール浄化系ポンプを、原子炉建屋の比
較的低いフロアに設置させることも困難である。したが
って、従来の沸騰水型原子力プラントでは、前記蒸気乾
燥器・気水分離器貯蔵プール水量が残り少なくなると、
ポンプ保護の観点から前記燃料プール浄化系ポンプの運
転を停止し、前記蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プールに
残る残留水は、重力を用いて配管２９を通して前記低伝
導度廃棄物収集槽２８に移送する方式としていた。上記
技術に関しては、サプレッションプール水浄化系を燃料
プール水浄化系と独立して設けることが特開平7−20947
1 号公報に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記技術では、蒸気乾
燥器・気水分離器貯蔵プール１の残留水を重力によって
ラドウェスト建屋内の低伝導度廃棄物収集槽２８に移送
するため、前記低伝導度廃棄物収集槽２８は前記蒸気乾
燥器・気水分離器貯蔵プール１よりも下方に設置する必
要がある。

【０００５】しかし、原子力プラントの建屋の配置は立
地場所の地形に大きく依存するものであり、特に昨今の
原子力プラント立地難を考慮すると、原子力プラントの
建屋配置にはフレキシビリティを持たせる必要がある。
上記従来技術では、ラドウェスト建屋が原子炉建屋より
も上方に設置されるプラントにおいては、前記低伝導度
廃棄物収集槽２８が前記蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プ
ール１よりも上方に設置されることになり、重力を用い
て前記蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール残留水を排水
することが困難である。

【０００６】これに対しては、まず専用のポンプを追設
して強制的に上方のラドウェスト設備へ排出させること
が考えられるが、これは大きなコストアップとなる可能
性があり、現実的ではない。また、原子炉建屋内に残留
水を収容する受け槽等を設置することも考えられるが、
この場合は原子炉建屋サイズを大きくする必要性を生ず
る可能性がある。さらに、受け槽等は設置せず、重力で
Ｓ／Ｐへと排水することも考えられるが、この場合には
蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール水の水質がＳ／Ｐの
水質基準を満たすように水質管理を新たに行う必要が生
じる。

【０００７】このように、現在原子力プラントのフレキ
シブルな建屋配置実現のために、ラドウェスト建屋が原
子炉建屋よりも上方に設置されるプラントにおいても蒸
気乾燥器・気水分離器貯蔵プール残留水の排水を合理的
に解決する方法が求められている。更に、重力により排
水する場合は、蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール水の
水位が低下するにつれ、排水速度が小さくなるので、排
水に時間がかかるという問題もある。

【０００８】本発明の目的は、原子力プラントの建屋配
置によらず、蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール水を短
時間に排水できる原子力プラントを提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の発明によれば、原子力プラントの蒸
気乾燥器，気水分離器を水中にて保管する貯蔵プール
と、前記貯蔵プール中の水を排出するための配管と、原
子力プラントの燃料を水中にて貯蔵する燃料プールと、
前記燃料プール中の水の浄化を行う燃料プール浄化系
と、原子炉圧力容器内の過剰な蒸気圧力を吸収するため
のサプレッションプールと、前記サプレッションプール
内の水の浄化を行うサプレッションプール浄化系を備え
る原子力プラントにおいて、前記貯蔵プール排水配管
が、前記燃料プール浄化系のポンプと前記サプレッショ
ンプール浄化系のポンプの両方のポンプ配管の吸い込み
側に接続されている原子力プラントが提供される。

【００１０】貯蔵プール排水配管が、前記燃料プール浄
化系のポンプと前記サプレッションプール浄化系のポン
プの両方のポンプ配管の吸い込み側に接続されていると
は、貯蔵プール排水配管が二股に分かれており、それぞ
れが燃料プール浄化系のポンプと前記サプレッションプ
ール浄化系のポンプの両方のポンプ配管の吸い込み側に
接続されているということである。排水配管とポンプ配
管の間には、開閉弁，流量計，ろ過装置などが介在して
いても、貯蔵プール内の水が排水できる。すなわち水が
吸い込まれるような負圧がかかる配置であれば、本発明
の目的を達成できる。

【００１１】このような構成により、重力によらず、貯
蔵プール内の水が排水できるので、あらゆる立地条件の
原子力プラントに対応できる。また、排水速度が大きく
なるので、排水時間が短縮でき、定期検査，燃料交換に
要する時間が短縮できる。

【００１２】本発明の第２の発明によれば、上記第１の
発明において、前記貯蔵プールに水位計を設け、かつ前
記貯蔵プール排水配管と、前記燃料プール浄化系のポン
プ，前記サプレッションプール浄化系のポンプのそれぞ
れの吸込配管の間に開閉弁を設け、前記水位計の信号に
基づいて前記開閉弁及び前記燃料プール浄化系のポン
プ，前記サプレッションプール浄化系のポンプの作動を
制御する機構を備える原子力プラントが提供される。貯
蔵プール内の水位が高い場合は、前記燃料プール浄化系
のポンプ，前記サプレッションプール浄化系のポンプの
両方を用いて排水を行う。水位が低下し、燃料プール浄
化系のポンプを継続して使用すると、十分なポンプ吸い
込み圧力が確保できずに、ポンプ羽根表面でキャビテー
ションが発生する可能性が大きくなったときに、燃料プ
ール浄化系のポンプの吸い込み側配管の開閉弁を閉じ、
燃料プール浄化系のポンプを停止し、サプレッションプ
ール浄化系のポンプのみで排水を行う。更に貯蔵プール
の水位が低くなると、サプレッションプール浄化系のポ
ンプを停止し、ポンプの保護をすることができる。この
ように水位計の指示値にもとづいて、開閉弁の作動を制
御する機構としては、水位計からの電気的な情報に基づ
き、予め定めた水位情報により、開閉弁を作動させるモ
ータ，油圧，圧縮空気圧などを電気的に制御するような
アルゴリズムをコンピュータに組込むことが最も好まし
い。ただし、コストの点から機械的に制御する場合が良
い場合もある。

【００１３】上記構成により、ポンプを破損することな
く高速で排水が可能になるため、信頼性の高い排水機構
を備えた原子力プラントが提供できる。

【００１４】本発明の第３の発明によれば、本発明の第
１の発明において、前記貯蔵プールに水位計，前記貯蔵
プール排水配管に水圧計のいずれか一方又は両方を設
け、かつ前記貯蔵プール排水配管と、前記燃料プール浄
化系のポンプ，前記サプレッションプール浄化系のポン
プのそれぞれの吸込配管の間に開閉弁を設け、前記水位
計、又は水圧計のいずれか一方、又は両方の信号に基づ
いて前記開閉弁及び前記燃料プール浄化系のポンプ，前
記サプレッションプール浄化系のポンプの作動を制御す
る機構を備える原子力プラントが提供される。貯蔵プー
ルの水位の変化は、水位計に代わり、排水配管に設けた
水圧計でも測定することが可能であるので、どちらか一
方を選択することができる。また、どちらかの計器が故
障した場合に備え、水位計と水圧計を両方設けることも
できる。

【００１５】本発明の第４の発明によれば、本発明の第
１の発明において、前記サプレッションプール浄化系ポ
ンプの吐出側配管と低伝導度廃棄物収集槽とを結ぶ配管
を設けた原子力プラントが提供される。上記構成によれ
ば、貯蔵プールの水をサプレッションプール浄化系ポン
プを用いて低伝導度放射線廃棄物槽へ移送することが可
能となるため、貯蔵プール水の残留水の受け槽を新たに
設置したり、貯蔵プール水の水質管理を新たに行う必要
がなく、貯蔵プール水の排水が可能となる。

【００１６】本発明の第５の発明によれば、本発明の第
４の発明において、低伝導度廃棄物収集槽を前記貯蔵プ
ールより上方に配置した原子力プラントが提供される。
従来の技術では、実現困難であった上記配置の原子力プ
ラントが本発明の実施により実現可能となる。すなわ
ち、蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール水のラドウェス
ト設備への移送を、従来技術のように重力を用いること
なく行うことが可能となるため、前記ラドウェスト設備
を前記蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プールよりも常に下
方に設置する必要がなくなり、原子力プラントの配置計
画にフレキシビリティを持たせることが可能となる。更
に前記Ｓ／Ｐ浄化系ポンプを用いて前記の浄化された水
をＳ／Ｐへ移送することも可能となるため、ラドウェス
ト設備へと移送して処理を行う必要のある放射性廃液の
量を低減することが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１及び
図２を用いて説明する。

【００１８】図１はＡＢＷＲの蒸気乾燥器・気水分離器
貯蔵プール水の排水設備の構成を示したものである。本
設備は、定検時などに原子炉圧力容器３５内の蒸気乾燥
器及び気水分離器を一時的に保管するための蒸気乾燥器
・気水分離器貯蔵プール１と、燃料プール浄化系ポンプ
３，Ｓ／Ｐ浄化系ポンプ４，ろ過脱塩器５，Ｓ／Ｐ６と
配管，弁類から構成されている。前記蒸気乾燥器・気水
分離器貯蔵プール１は、排水配管７及びドレン配管１２
を通してそれぞれ前記燃料プール浄化系ポンプ３の吸込
配管９及び前記Ｓ／Ｐ浄化系ポンプ４の吸込配管１３に
接続している。また、前記燃料プール浄化系ポンプ３の
吐出配管１０と前記Ｓ／Ｐ浄化系ポンプ４の吐出配管１
４はともに前記ろ過脱塩器５に接続している。また、前
記ろ過脱塩器５は配管１１を通してＳ／Ｐ６に接続され
ている。

【００１９】前記燃料プール浄化系ポンプ３は、通常原
子炉建屋の比較的高いフロアに設置されるためＮＰＳＨ
の条件が厳しいが、前記Ｓ／Ｐ浄化系ポンプ４は、原子
炉建屋の最下フロアに設置されるためＮＰＳＨに余裕が
ある。

【００２０】蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール水の排
水は以下のように２段階で行われる。

【００２１】まず初期の水抜きは、前記燃料プール浄化
系ポンプ３とＳ／Ｐ浄化系ポンプ４の両方で行う。すな
わち、前記蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール１から前
記排水配管７及び吸込配管９を通して前記燃料プール浄
化系ポンプ３で昇圧し、前記吐出配管１０を通して前記
ろ過脱塩器５で浄化した後、配管１１を通して前記Ｓ／
Ｐ６へ排水する一方で、同じく前記蒸気乾燥器・気水分
離器貯蔵プール１から前記ドレン配管１２及び吸込配管
１３を通して前記Ｓ／Ｐ浄化系ポンプ４で昇圧し、前記
吐出配管１４を通して同じく前記ろ過脱塩器で浄化した
後、前記配管１１を通して前記Ｓ／Ｐ６へ排水する。

【００２２】前記蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール１
内の水が減少して前記燃料プール浄化系ポンプ３の吸込
圧力が低下し、前記燃料プール浄化系ポンプ３の健全な
運転が困難となる可能性が生じた後の残留水の排水は、
前記Ｓ／Ｐ浄化系ポンプ４のみで行う。

【００２３】この切り替えは、前記蒸気乾燥器・気水分
離器貯蔵プール１に取り付けられた水位計２６により行
われる。つまり、あらかじめ設定しておいた水位よりも
前記蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール１の水位が低く
なると前記水位計２６から水位低の信号が発信され、前
記燃料プール浄化系ポンプ３を停止し、弁１６を閉じ
る。さらに、前記蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール１
の残留水の排水がほぼ完了すると、前記水位計２６から
水位低低の信号が発信され、前記Ｓ／Ｐ浄化系ポンプ４
を停止し、前記Ｓ／Ｐ浄化系ポンプ４の保護がなされる
ようにする。前記水位計は図２に示すように前記蒸気乾
燥器・気水分離器貯蔵プール排水配管７及びドレン配管
１２に設置することもできる。前記水位計としては、差
圧水位計と接触式ボイド計のいずれかを採用できる。

【００２４】また、この水位計の代わりに圧力計を用
い、水位の変化を圧力の変化として変換しても、同様の
機能が達成され得る。すなわち、圧力低の信号で前記燃
料プール浄化系ポンプ３の停止及び弁１６の閉動作，圧
力低低の信号で前記Ｓ／Ｐ浄化系ポンプ４の停止及び弁
２１の閉動作を行うことにしてもよい。設置位置は、前
記水位計と同様に、図１の水位計２６あるいは図２の水
位計２７及び低伝導度廃棄物収集槽２８の位置となる。

【００２５】また、蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール
水を前記Ｓ／Ｐ浄化系ポンプ４を用いてラドウェスト設
備へと移送することも可能である。この場合は以下のよ
うにする。弁１６と弁３１を閉じ、弁２３を開き、前記
Ｓ／Ｐ浄化系ポンプを起動する。これにより前記蒸気乾
燥器・気水分離器貯蔵プール１内の水をドレン配管１２
及び吸込配管１３を通して前記Ｓ／Ｐ浄化系ポンプ４に
導き、前記Ｓ／Ｐ浄化系ポンプ４で昇圧した後、配管１
５を通してラドウェスト設備のあるラドウェスト建屋へ
と移送する。

【００２６】

【発明の効果】本発明の第１の発明によれば、重力によ
らず、貯蔵プール内の水が排水できるので、あらゆる立
地条件の原子力プラントに対応できる。また、排水速度
が大きくなるので、排水時間が短縮でき、定期検査，燃
料交換に要する時間が短縮できる。

【００２７】本発明の第２の発明によれば、ポンプを破
損することなく高速で排水が可能になるため、信頼性の
高い排水機構を備えた原子力プラントが提供できる。

【００２８】本発明の第３の発明によれば、貯蔵プール
の水位の変化を、水位計に代わり、排水配管に設けた水
圧計でも測定することが可能であるので、どちらか一方
を選択することができる。また、どちらかの計器が故障
した場合に備え、水位計と水圧計を両方設けることもで
きる。

【００２９】本発明の第４の発明によれば、貯蔵プール
の水をサプレッションプール浄化系ポンプを用いて低伝
導度放射線廃棄物槽へ移送することが可能となるため、
貯蔵プール水の残留水の受け槽を新たに設置したり、貯
蔵プール水の水質管理を新たに行う必要がなく、貯蔵プ
ール水の排水が可能となる。

【００３０】本発明の第５の発明によれば、ラドウェス
ト設備を前記蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プールよりも
常に下方に設置する必要がなくなり、原子力プラントの
配置計画にフレキシビリティを持たせることが可能とな
る。更に前記Ｓ／Ｐ浄化系ポンプを用いて前記の浄化さ
れた水をＳ／Ｐへ移送することも可能となるため、ラド
ウェスト設備へと移送して処理を行う必要のある放射性
廃液の量を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプール排水設備の一実施例を示す構成
図である。

【図２】本発明のプール排水設備の一実施例を示す構成
図である。

【図３】従来のＢＷＲにおける蒸気乾燥器・気水分離器
貯蔵プール水の排水設備を示す構成図である。

【符号の説明】

１…蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プール、３…燃料プー
ル浄化系ポンプ、４…Ｓ／Ｐ浄化系ポンプ、５…ろ過脱
塩器、６…Ｓ／Ｐ、７…蒸気乾燥器・気水分離器貯蔵プ
ール排水配管、８…原子炉ウェルドレン配管、１２…蒸
気乾燥器・気水分離器貯蔵プールドレン配管、１３…Ｓ
／Ｐ浄化系吸込配管、２６，２７…水位計、２８…低伝
導度廃棄物収集槽、３５…原子炉圧力容器、３６…燃料
プール。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子力プラントの蒸気乾燥器，気水分離器
   を水中にて保管する貯蔵プールと、 前記貯蔵プール中の水を排出するための配管と、 原子力プラントの燃料を水中にて貯蔵する燃料プール
   と、 前記燃料プール中の水の浄化を行う燃料プール浄化系
   と、 原子炉圧力容器内の過剰な蒸気圧力を吸収するためのサ
   プレッションプールと、前記サプレッションプール内の
   水の浄化を行うサプレッションプール浄化系を備える原
   子力プラントにおいて、前記貯蔵プール排水配管が、前
   記燃料プール浄化系のポンプと前記サプレッションプー
   ル浄化系のポンプの両方のポンプ配管の吸い込み側に接
   続されていることを特徴とする原子力プラント。
2. 【請求項２】請求項１記載の原子力プラントにおいて、
   前記貯蔵プールに水位計を設け、かつ前記貯蔵プール排
   水配管と、前記燃料プール浄化系のポンプ，前記サプレ
   ッションプール浄化系のポンプのそれぞれの吸込配管の
   間に開閉弁を設け、 前記水位計の信号に基づいて前記開閉弁及び前記燃料プ
   ール浄化系のポンプ，前記サプレッションプール浄化系
   のポンプの作動を制御する機構を備えることを特徴とす
   る原子力プラント。
3. 【請求項３】請求項１記載の原子力プラントにおいて、
   前記貯蔵プールに水位計，前記貯蔵プール排水配管に水
   圧計のいずれか一方又は両方を設け、かつ前記貯蔵プー
   ル排水配管と、前記燃料プール浄化系のポンプ，前記サ
   プレッションプール浄化系のポンプのそれぞれの吸込配
   管の間に開閉弁を設け、 前記水位計、又は水圧計のいずれか一方、又は両方の信
   号に基づいて前記開閉弁及び前記燃料プール浄化系のポ
   ンプ，前記サプレッションプール浄化系のポンプの作動
   を制御する機構を備えることを特徴とする原子力プラン
   ト。
4. 【請求項４】請求項１記載の原子力プラントにおいて、
   前記サプレッションプール浄化系ポンプの吐出側配管と
   低伝導度廃棄物収集槽とを結ぶ配管を設けたことを特徴
   とする原子力プラント。
5. 【請求項５】請求項４記載の原子力プラントにおいて、
   低伝導度廃棄物収集槽を前記貯蔵プールより上方に配置
   したことを特徴とする原子力プラント。