JPH1010266A - 原子炉格納容器のスプレイ管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構造で、配管破断時のジェット力から
スプレイヘッダを保護するとともに、スプレイヘッダ自
身の熱膨張を回避し、非常時における冷却手段としての
役割を確実に果たすことができる原子炉格納容器のスプ
レイ管を提供する。 【解決手段】 本発明の原子炉格納容器のスプレイ管
は、二重鋼板壁２の天井部の内部（内殻２ｂおよび外殻
２ａの空隙）に内蔵された環状の配管であるスプレイヘ
ッダ６と、スプレイヘッダ６から内側の二重鋼板壁（す
なわち内殻２ｂ）に延び、原子炉格納容器の内部に突出
して設けられた複数のスプレイノズル７と、原子炉格納
容器の外部からスプレイヘッダ６に冷却水を供給する流
入管９と、からなる、ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉格納容器の
スプレイ管に関し、とくに二重鋼板壁を有する原子炉格
納容器に設けられるスプレイ管に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の性能
向上を図るために改良型ＢＷＲ（ＡＢＷＲ）の開発が進
められている。ＡＢＷＲの設計は、従来のＢＷＲで用い
られてきた圧力抑制方式を踏襲するが、円筒形にして形
状を単純化したこと、および鉄筋コンクリート製にし、
原子炉建屋の主要構造要素としての機能を持たせたこと
が従来と異なる特色である。図３は、かかるＡＢＷＲの
原子炉格納容器と原子炉建屋の構成図である。円筒形の
格納容器は内圧上昇に対して圧力障壁となる鉄筋コンク
リート（約２ｍ厚）と気密を維持する内張り鋼板で構成
される。原子炉格納容器全体は、上部ドライウェル，下
部ドライウェルおよび圧力抑制室の３つの領域で構成さ
れる。上部ドライウェルは、原子炉圧力容器の上半分
と、主蒸気管，給水管などの主要な配管と、雰囲気温度
を調整するための空調装置を格納するものである。下部
ドライウェルは、原子炉の下部とこれに直接取付けられ
るインターナルポンプのモータ部や制御棒駆動装置およ
びこれらの保守点検用サービスプラットホームを収納す
るものである。圧力抑制室は、ヒートシンクとなる大量
の水を貯めるサプレッションプールとその上部空間から
なるものである。上述した上部および下部ドライウェル
は、互いに連通し圧力容器から放出されるエネルギーを
最初に受ける空間であり、このエネルギーは複数のベン
ト管を通してサプレッションプールに放出され吸収され
るようになっている。

【０００３】また、上述した原子炉格納容器の上部ドラ
イウェルには、非常時において、高温高圧になった原子
炉格納容器内を冷却するためのスプレイ管が設けられて
いる。図４は、このスプレイ管を示す図であり、（Ａ）
は上部ドライウェルの水平断面図の一部を示し、（Ｂ）
は図４（Ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図を示している。
図４（Ａ）に示すように、スプレイ管は、上部ドライウ
ェルの壁１２の内面に沿って設けられたリング状の水管
であるスプレイヘッダ１３と、そのスプレイヘッダ１３
に冷却水を供給する流入管１４と、スプレイヘッダ１３
に複数設けられ冷却水を噴出するスプレイノズル１５
と、スプレイヘッダ１３を支持する上部ドライウェルの
壁１２に固着されたサポート部材１６と、から構成され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の原子炉格納容器は鉄筋コンクリート製であるため、加
工性に乏しく、図４に示すように、スプレイ管のスプレ
イヘッダを上部ドライウェル内に剥き出しで設置せざる
を得なかった。一方、このスプレイ管が設置されている
上部ドライウェルには、上述したように、主蒸気管，給
水管などの主要な配管が収容されている。したがって、
これらの配管が破断するとジェット力が発生し、破断し
た配管がスプレイヘッダに衝突し、スプレイ管が破損す
るおそれがあった。そこで、非常時における冷却手段と
しての役割を果たさせるためには、スプレイ管のスプレ
イヘッダやサポート部材などを頑強な構造にして、その
強度を高めなければならなった。また、原子炉格納容器
の内部は非常に高温になるため、スプレイヘッダ自身の
熱膨張を回避することができる構造にする必要もあっ
た。

【０００５】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、スプレイ管のスプレ
イノズルのみを原子炉格納容器内に突出させることによ
り、簡易な構造で、配管破断時のジェット力からスプレ
イヘッダを保護するとともに、スプレイヘッダ自身の熱
膨張を回避し、非常時における冷却手段としての役割を
確実に果たすことができる原子炉格納容器のスプレイ管
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、内部に
原子炉圧力容器を格納し、内圧上昇時の内圧に耐え、か
つ気密性を保持する二重鋼板壁を有する原子炉格納容器
に設けられ、非常時に冷却水を噴出して原子炉格納容器
内を冷却する原子炉格納容器のスプレイ管であって、上
記二重鋼板壁に内蔵された環状の配管であるスプレイヘ
ッダと、そのスプレイヘッダから内側の二重鋼板壁に延
び、原子炉格納容器の内部に突出して設けられた複数の
スプレイノズルと、上記原子炉格納容器の外部から上記
スプレイヘッダに冷却水を供給する流入管と、からな
る、ことを特徴とする原子炉格納容器のスプレイ管が提
供される。

【０００７】上述した本発明は、鉄筋コンクリート製の
原子炉格納容器から、二重鋼板壁で構成される原子炉格
納容器へと移行しようとする試みの下に、創案されたも
のである。すなわち、鋼板の加工容易性と二重壁の特徴
である空隙を有効に利用しようとするものである。上述
したように、二重鋼板壁にスプレイヘッダを内蔵し、ス
プレイノズルのみを原子炉格納容器の内部に突出させる
ことにより、配管破断時のジェット力からスプレイヘッ
ダを保護することができる。また、流入管やスプレイノ
ズルを容易に二重鋼板壁に接続することができる。した
がって、本発明の原子炉格納容器のスプレイ管によれ
ば、簡易な構造で、非常時における冷却手段としての役
割を確実に果たすことができる。

【０００８】また、本発明の実施の形態によれば、上記
流入管は、原子炉格納容器の上部に設けられたポンプ室
に接続されていることが好ましい。

【０００９】上述した本発明の実施の形態は、上記流入
管の長さを短縮することにより、スプレイ管の構造をよ
り簡易にするとともに、流入管の圧力損失を低減して水
頭圧を維持しようとするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図１および図２を参照して説明する。なお、従来と
同様の部分の説明は省略する。

【００１１】図１は本発明のスプレイ管を有する原子炉
格納容器の側面断面図であり、図２は図１におけるＡ部
拡大図である。これらの図に示す原子炉格納容器は、内
部に原子炉圧力容器１を格納し、内殻２ｂおよび外殻２
ａからなる二重鋼板壁２を有し、上部ドライウェル３，
下部ドライウェル４および圧力抑制室５の３つの領域で
構成されている。この二重鋼板壁２は、間隔を隔てた２
枚の比較的薄い鋼板により、従来の鉄筋コンクリート製
に比べて大幅に軽量化でき、十分大きな内圧に耐え、か
つ気密性を保持することができる。そして、本発明のス
プレイ管は、二重鋼板壁２の天井部の内部（内殻２ｂお
よび外殻２ａの空隙）に内蔵された環状の配管であるス
プレイヘッダ６と、スプレイヘッダ６から内側の二重鋼
板壁（すなわち内殻２ｂ）に延び、原子炉格納容器の内
部に突出して設けられた複数のスプレイノズル７と、原
子炉格納容器の上部に設けられたポンプ室８に接続さ
れ、スプレイヘッダ６に冷却水を供給する流入管９と、
から構成されている。

【００１２】上記スプレイヘッダ６は、図２に示すよう
に、二重鋼板壁２の外殻２ａに貫通して固着された流入
管９に接続されており、さらにスプレイヘッダ６から延
出されたスプレイノズル７が補強板１０を介して二重鋼
板壁２の内殻２ｂに固着されている。このようにスプレ
イヘッダ６を二重鋼板壁２に内蔵することにより、配管
破断時のジェット力からスプレイヘッダ６を保護するこ
とができ、高い強度を要求されることがない。したがっ
て、スプレイヘッダ６には、従来のサポート部材（図３
参照）に該当する支持部材を設ける必要がなく、スプレ
イヘッダ６自身の熱膨張を回避することができる程度の
強度で支持すればよい。なお、二重鋼板壁２は文字通り
鋼製であるため、流入管９および補強板１０は溶接など
により容易に固着することができる。

【００１３】上記スプレイノズル７は、図２に示すよう
に、厚肉かつ環状の補強板１０を貫通して固着され、二
重鋼板壁２の内殻２ｂから（すなわち原子炉格納容器の
内部に）突出している。その先端には複数のノズルチッ
プ７ａが適当な角度を持って接続され、冷却水を拡散し
て噴出することができるようになっている。なお、この
スプレイノズル７は、通常、環状に一定の間隔で２１１
箇所に設けられるものであるが、もちろんこれに限定さ
れるものではない。

【００１４】また、一般に、原子炉格納容器の上部に
は、原子炉圧力容器のメンテナンスをするときに、各種
機器を水中に浸漬させて放射線の漏洩を防止するための
機器仮置プールや燃料貯蔵プールなどが設置されている
（図３参照）。したがって、図１に示すように、それら
のプールの一部を冷却水用プール１１とすることが可能
である。さらに、その冷却水用プール１１の水をスプレ
イ管に送水するためのポンプなど（図示せず）を収容す
るポンプ室８を原子炉格納容器の上部に設けておけば、
流入管９の長さを短縮することができ、スプレイ管の構
造をより簡易にすることができるとともに、流入管９の
圧力損失を低減して水頭圧を維持することができる。ま
た、この流入管９は、通常、適当な間隔を隔てて２箇所
に設けられるものであるが、もちろんこれに限定される
ものではない。なお、ポンプ室８および冷却水用プール
１１の配置については、図１に示すものに限られるもの
ではない。

【００１５】上述した本発明の原子炉格納容器のスプレ
イ管によれば、上部ドライウェル３内の主蒸気管や給水
管などの配管（図示せず）が破断し、原子炉格納容器の
内部が高温高圧の状態になってしまったような場合に
は、スプレイノズル７から冷却水を原子炉格納容器内に
噴出して、原子炉圧力容器１などを冷却することができ
る。このとき、上述したように、二重鋼板壁２にスプレ
イヘッダ６を内蔵し、スプレイノズル７のみを原子炉格
納容器の内部に突出させているため、配管破断時のジェ
ット力からスプレイヘッダ６を保護することができ、そ
の破損のおそれを大幅に低減することができ、非常時に
おいて確実に冷却手段としての役割を果たさせることが
できる。

【００１６】上述した二重鋼板壁２の内部（内殻２ｂお
よび外殻２ａの空隙）には、放射線の遮蔽効果を向上さ
せたり、原子炉格納容器の冷却効果を向上させたりする
ために、コンクリートや水などを充填することもある。
水を充填する場合には、そのままでもよいが、コンクリ
ートを充填する場合には、スプレイヘッダ６の周囲に仕
切り板（図示せず）を設置した方が好ましい。コンクリ
ートを充填するときに、スプレイヘッダ６に余分な圧力
がかかり、破損するおそれがあり、さらにコンクリート
が凝固すると、スプレイヘッダ６が熱膨張を回避するだ
けの自由度を喪失してしまうおそれもあるからである。

【００１７】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、スプレイヘッダを二重鋼板壁の側面部に内蔵して
原子炉格納容器の側面部からスプレイノズルを突出させ
るなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更でき
ることは勿論である。

【００１８】

【発明の効果】上述した本発明の原子炉格納容器のスプ
レイ管によれば、二重鋼板壁を有する原子炉格納容器の
特徴を活かし、スプレイ管の構造を簡易にすることがで
き、配管破断時のジェット力からスプレイヘッダを保護
することができ、スプレイヘッダ自身の熱膨張を回避す
ることができ、非常時における冷却手段としての役割を
確実に果たすことができる、などの優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスプレイ管を有する原子炉格納容器の
側面断面図である。

【図２】図１におけるＡ部拡大図である。

【図３】従来のＡＢＷＲの原子炉格納容器と原子炉建屋
の構成図である。

【図４】従来のスプレイ管を示す図であり、（Ａ）は上
部ドライウェルの水平断面図の一部を示し、（Ｂ）は図
４（Ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図を示している。

【符号の説明】

１ 原子炉圧力容器 ２ 二重鋼板壁 ２ａ 外殻 ２ｂ 内殻 ３ 上部ドライウェル ４ 下部ドライウェル ５ 圧力抑制室 ６ スプレイヘッド ７ スプレイノズル ８ ポンプ室 ９ 流入管 １０ 補強板 １１ 冷却水用プール １２ 上部ドライウェルの壁 １３ スプレイヘッド １４ 流入管 １５ スプレイノズル １６ サポート部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に原子炉圧力容器を格納し、内圧上
   昇時の内圧に耐え、かつ気密性を保持する二重鋼板壁を
   有する原子炉格納容器に設けられ、非常時に冷却水を噴
   出して原子炉格納容器内を冷却する原子炉格納容器のス
   プレイ管であって、 上記二重鋼板壁に内蔵された環状の配管であるスプレイ
   ヘッダと、 そのスプレイヘッダから内側の二重鋼板壁に延び、原子
   炉格納容器の内部に突出して設けられた複数のスプレイ
   ノズルと、 上記原子炉格納容器の外部から上記スプレイヘッダに冷
   却水を供給する流入管と、 からなる、ことを特徴とする原子炉格納容器のスプレイ
   管。
2. 【請求項２】 上記流入管は、原子炉格納容器の上部に
   設けられたポンプ室に接続されている、請求項１に記載
   の原子炉格納容器のスプレイ管。