JPH1039080A - 原子炉格納容器の冷却設備 - Google Patents
原子炉格納容器の冷却設備Info
- Publication number
- JPH1039080A JPH1039080A JP8192046A JP19204696A JPH1039080A JP H1039080 A JPH1039080 A JP H1039080A JP 8192046 A JP8192046 A JP 8192046A JP 19204696 A JP19204696 A JP 19204696A JP H1039080 A JPH1039080 A JP H1039080A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- containment vessel
- aerosol
- filter
- cooling system
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】静的格納容器冷却系の性能を損なうことなく、
難溶性エアロゾルを除去する。また、非常用炉心冷却系
の冷却水用配管の閉塞を防止し、炉心の冷却を円滑に行
えるようにする。 【解決手段】静的格納容器冷却系（ＰＣＣＳ）６に水蒸
気が凝縮する前に難溶性エアロゾルを除去するエアロゾ
ル除去装置18をドライウエル２内に配設し、格納容器雰
囲気ガス導入ライン５に接続する。エアロゾル除去装置
18は筐体内にフィルタ材としてステンレス繊維を充填し
たフィルタ構造を備えている。ステンレス繊維の繊維径
はエアロゾルの流入側から流出側に沿って漸次細径とな
るように選択される。これにより、原子炉格納容器１内
の雰囲気ガスがＰＣＣＳ６に流入する前にエアロゾルは
エアロゾル除去装置18により除去されるので、非常用炉
心冷却系の冷却水用配管16の閉塞を防止し、炉心４の冷
却を円滑に行うことができる。
難溶性エアロゾルを除去する。また、非常用炉心冷却系
の冷却水用配管の閉塞を防止し、炉心の冷却を円滑に行
えるようにする。 【解決手段】静的格納容器冷却系（ＰＣＣＳ）６に水蒸
気が凝縮する前に難溶性エアロゾルを除去するエアロゾ
ル除去装置18をドライウエル２内に配設し、格納容器雰
囲気ガス導入ライン５に接続する。エアロゾル除去装置
18は筐体内にフィルタ材としてステンレス繊維を充填し
たフィルタ構造を備えている。ステンレス繊維の繊維径
はエアロゾルの流入側から流出側に沿って漸次細径とな
るように選択される。これにより、原子炉格納容器１内
の雰囲気ガスがＰＣＣＳ６に流入する前にエアロゾルは
エアロゾル除去装置18により除去されるので、非常用炉
心冷却系の冷却水用配管16の閉塞を防止し、炉心４の冷
却を円滑に行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は次世代軽水炉の安全
系とする静的格納容器冷却系（以下、ＰＣＣＳと記す）
を備えた原子炉格納容器の冷却系設備に関する。
系とする静的格納容器冷却系（以下、ＰＣＣＳと記す）
を備えた原子炉格納容器の冷却系設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＰＣＣＳは事故時に原子炉格納容器内に
放出される水蒸気を熱交換器により除熱し、凝縮させる
ことにより、原子炉格納容器内の圧力を抑制することを
主な目的とした減圧系であり、駆動力なしに長時間行う
ことを目的に考え出された冷却設備である。
放出される水蒸気を熱交換器により除熱し、凝縮させる
ことにより、原子炉格納容器内の圧力を抑制することを
主な目的とした減圧系であり、駆動力なしに長時間行う
ことを目的に考え出された冷却設備である。
【０００３】図８により従来考えられているＰＣＣＳを
備えた原子炉格納容器の冷却設備を説明する。図８にお
いて、符号１は原子炉格納容器で、この原子炉格納容器
１内のドライウエル２には原子炉圧力容器３が立設され
ており、この原子炉圧力容器３内には炉心４が配置され
ている。ドライウエル２と連通する格納容器雰囲気ガス
導入ライン５が原子炉格納容器１外に設けられ、このガ
ス導入ライン５と接続してＰＣＣＳ６が設置されてい
る。
備えた原子炉格納容器の冷却設備を説明する。図８にお
いて、符号１は原子炉格納容器で、この原子炉格納容器
１内のドライウエル２には原子炉圧力容器３が立設され
ており、この原子炉圧力容器３内には炉心４が配置され
ている。ドライウエル２と連通する格納容器雰囲気ガス
導入ライン５が原子炉格納容器１外に設けられ、このガ
ス導入ライン５と接続してＰＣＣＳ６が設置されてい
る。
【０００４】このＰＣＣＳ６は冷却水が循環するＰＣＣ
Ｓ冷却プール７内の冷却水中に設置され、格納容器雰囲
気ガス導入ライン５の下流側に接続する蒸気ボックス８
と、この蒸気ボックス８に上端が接続した複数の伝熱管
９と、この伝熱管９の下端に接続した水ボックス10とか
らなるたて型熱交換器である。
Ｓ冷却プール７内の冷却水中に設置され、格納容器雰囲
気ガス導入ライン５の下流側に接続する蒸気ボックス８
と、この蒸気ボックス８に上端が接続した複数の伝熱管
９と、この伝熱管９の下端に接続した水ボックス10とか
らなるたて型熱交換器である。
【０００５】水ボックス10には非凝縮性ガス排気ライン
11と凝縮水排水ライン12が接続されている。凝縮水排水
ライン12は非常用炉心冷却系（ＧＤＣＳ）プール13に接
続し、この非常用炉心冷却系プール13はＰＣＣＳ冷却プ
ール７の下方に隣接して設けられている。
11と凝縮水排水ライン12が接続されている。凝縮水排水
ライン12は非常用炉心冷却系（ＧＤＣＳ）プール13に接
続し、この非常用炉心冷却系プール13はＰＣＣＳ冷却プ
ール７の下方に隣接して設けられている。
【０００６】非凝縮性ガス排気ライン11は非常用炉心冷
却系プール13の下方に設置されたサプレッションプール
14に接続している。サプレッションプール14にはベント
管15が内蔵しており、このベント管15の開口端はドライ
ウエル２内に挿入されている。非常用炉心冷却系プール
13と原子炉圧力容器３とは炉心４に冷却水を注入するた
めの冷却水用配管16により接続している。
却系プール13の下方に設置されたサプレッションプール
14に接続している。サプレッションプール14にはベント
管15が内蔵しており、このベント管15の開口端はドライ
ウエル２内に挿入されている。非常用炉心冷却系プール
13と原子炉圧力容器３とは炉心４に冷却水を注入するた
めの冷却水用配管16により接続している。
【０００７】ＰＣＣＳ６の主な役割は、例えば原子炉圧
力容器３に接続した主蒸気系の主蒸気配管17が破断して
ドライウエル２に放出した水蒸気を格納容器雰囲気ガス
導入ライン５からＰＣＣＳ６に導いて水ボックス10で凝
縮させ、水ボックス10により原子炉格納容器１内に雰囲
気の冷却および減圧をすることである。
力容器３に接続した主蒸気系の主蒸気配管17が破断して
ドライウエル２に放出した水蒸気を格納容器雰囲気ガス
導入ライン５からＰＣＣＳ６に導いて水ボックス10で凝
縮させ、水ボックス10により原子炉格納容器１内に雰囲
気の冷却および減圧をすることである。
【０００８】その冷却および減圧を行う機能原理を以下
に時系列的に説明する。原子力発電プラントにおいて、
例えば設計基準事故および過酷事故が発生すると、原子
炉格納容器１内のドライウエル２に大量の水蒸気が発生
する。発生した大量の水蒸気は原子炉格納容器１の内圧
を上昇させるが、圧力の上昇に伴い、原子炉格納容器１
内の雰囲気ガス（水蒸気＋窒素ガス＋その他）が、格納
容器雰囲気ガス導入ライン５を通してＰＣＣＳ６内に押
し込まれる。
に時系列的に説明する。原子力発電プラントにおいて、
例えば設計基準事故および過酷事故が発生すると、原子
炉格納容器１内のドライウエル２に大量の水蒸気が発生
する。発生した大量の水蒸気は原子炉格納容器１の内圧
を上昇させるが、圧力の上昇に伴い、原子炉格納容器１
内の雰囲気ガス（水蒸気＋窒素ガス＋その他）が、格納
容器雰囲気ガス導入ライン５を通してＰＣＣＳ６内に押
し込まれる。
【０００９】押し込まれた雰囲気ガス中の水蒸気は、Ｐ
ＣＣＳ６の蒸気ボックス８から伝熱管９内面で熱交換に
より冷却され凝縮して凝縮水となり、流下して底部の水
ボックス10内に溜まる。
ＣＣＳ６の蒸気ボックス８から伝熱管９内面で熱交換に
より冷却され凝縮して凝縮水となり、流下して底部の水
ボックス10内に溜まる。
【００１０】凝縮水は重力により凝縮水排水ライン12を
流れて非常用炉心冷却系プール13に溜まる。この非常用
炉心冷却系プール13に溜まった凝縮水は重力に従い原子
炉圧力容器３内に冷却水用配管16により導かれ、炉心４
の冷却に使用される。
流れて非常用炉心冷却系プール13に溜まる。この非常用
炉心冷却系プール13に溜まった凝縮水は重力に従い原子
炉圧力容器３内に冷却水用配管16により導かれ、炉心４
の冷却に使用される。
【００１１】また、ＰＣＣＳ内に押し込まれた原子炉格
納容器１内の雰囲気ガス中の非凝縮性ガスは、非凝縮性
ガス排気ライン11を流れてサプレッションプール14内に
放出される。この非凝縮性ガス排気ライン11の放出口の
水深は、ドライウエル２からのベント管15より浅い（水
頭圧が小さい）位置にあり、非凝縮性ガスがＰＣＣＳ６
内に蓄積されてくると、ベント管15からベントされる前
にサプレッションプール14内に放出される。上記の現象
が繰り返され、原子炉格納容器１内の雰囲気ガスの冷却
および減圧が行われる。
納容器１内の雰囲気ガス中の非凝縮性ガスは、非凝縮性
ガス排気ライン11を流れてサプレッションプール14内に
放出される。この非凝縮性ガス排気ライン11の放出口の
水深は、ドライウエル２からのベント管15より浅い（水
頭圧が小さい）位置にあり、非凝縮性ガスがＰＣＣＳ６
内に蓄積されてくると、ベント管15からベントされる前
にサプレッションプール14内に放出される。上記の現象
が繰り返され、原子炉格納容器１内の雰囲気ガスの冷却
および減圧が行われる。
【００１２】これまでの知見により、ＰＣＣＳ６は十分
な除熱性能従って圧力抑制効果が得られることが確認さ
れているが、エアロゾルの除去については現在のところ
考慮がなされていない。そのため、原子炉格納容器１に
放出される雰囲気中のエアロゾルは水蒸気が凝縮する際
に凝縮水中へ移行し、非常用炉心冷却系プール13に蓄積
される。
な除熱性能従って圧力抑制効果が得られることが確認さ
れているが、エアロゾルの除去については現在のところ
考慮がなされていない。そのため、原子炉格納容器１に
放出される雰囲気中のエアロゾルは水蒸気が凝縮する際
に凝縮水中へ移行し、非常用炉心冷却系プール13に蓄積
される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】苛酷事故の場合、核分
裂生成物から発生するエアロゾルの他に、溶融燃料の熱
により炉心４，原子炉圧力容器３および原子炉格納容器
１の構造材が蒸発し、原子炉格納容器１雰囲気ガスによ
り冷却されることにより発生するエアロゾルも存在し、
このエアロゾルの発生量は数10kgに達すると推測され
る。
裂生成物から発生するエアロゾルの他に、溶融燃料の熱
により炉心４，原子炉圧力容器３および原子炉格納容器
１の構造材が蒸発し、原子炉格納容器１雰囲気ガスによ
り冷却されることにより発生するエアロゾルも存在し、
このエアロゾルの発生量は数10kgに達すると推測され
る。
【００１４】これら構造材から発生するエアロゾルのほ
とんど全てが難溶性エアロゾルであることから、非常用
炉心冷却系プール13に数10kgエアロゾルが蓄積されるこ
ととなる。非常用炉心冷却系プール13に蓄積した難溶性
エアロゾルは、冷却水を原子炉圧力容器２内に導くため
の冷却水用配管16にも進入することが推測され、進入す
る量によっては冷却水用配管16を閉塞させる可能性もあ
る。
とんど全てが難溶性エアロゾルであることから、非常用
炉心冷却系プール13に数10kgエアロゾルが蓄積されるこ
ととなる。非常用炉心冷却系プール13に蓄積した難溶性
エアロゾルは、冷却水を原子炉圧力容器２内に導くため
の冷却水用配管16にも進入することが推測され、進入す
る量によっては冷却水用配管16を閉塞させる可能性もあ
る。
【００１５】冷却水用配管16が閉塞した場合、炉心４を
直接冷却する機能が失われ、原子炉格納容器１内の温度
上昇が速まり、原子炉格納容器１の破損を加速する課題
がある。
直接冷却する機能が失われ、原子炉格納容器１内の温度
上昇が速まり、原子炉格納容器１の破損を加速する課題
がある。
【００１６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、ＰＣＣＳの冷却性能を損うことなく難溶性エ
アロゾルを容易に除去でき、かつ非常用炉心冷却系の冷
却用配管の閉塞を防止し、炉心の冷却を速やかに行うこ
とができるようにした原子炉格納容器の冷却設備を提供
することにある。
たもので、ＰＣＣＳの冷却性能を損うことなく難溶性エ
アロゾルを容易に除去でき、かつ非常用炉心冷却系の冷
却用配管の閉塞を防止し、炉心の冷却を速やかに行うこ
とができるようにした原子炉格納容器の冷却設備を提供
することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、原子
炉圧力容器を設置した原子炉格納容器のドライウエルに
連通する格納容器雰囲気ガス導入ラインを介して設けら
れた静的格納容器冷却系と、この静的格納容器の水ボッ
クスに凝縮水排水ラインを介して接続する非常用炉心冷
却系プールと、前記水ボックスに非凝縮性ガス排気ライ
ンを介して接続するサプレッションプールとを具備した
原子炉格納容器の冷却設備において、前記ドライウエル
に位置して前記格納容器雰囲気ガス導入ラインに接続す
るエアロゾル除去装置を設けてなることを特徴とする。
炉圧力容器を設置した原子炉格納容器のドライウエルに
連通する格納容器雰囲気ガス導入ラインを介して設けら
れた静的格納容器冷却系と、この静的格納容器の水ボッ
クスに凝縮水排水ラインを介して接続する非常用炉心冷
却系プールと、前記水ボックスに非凝縮性ガス排気ライ
ンを介して接続するサプレッションプールとを具備した
原子炉格納容器の冷却設備において、前記ドライウエル
に位置して前記格納容器雰囲気ガス導入ラインに接続す
るエアロゾル除去装置を設けてなることを特徴とする。
【００１８】請求項２の発明は、前記エアロゾル除去装
置は筐体内にフィルタ材としてステンレス繊維を充填し
たフィルタからなることを特徴とする。請求項３の発明
は、前記フィルタ装置は前記筐体内を流れるエアロゾル
の流れに沿って中央部分から流出側に充填するステンレ
ス繊維を前記エアロゾルの流入側部分に充填するステン
レス繊維の繊維径より細い繊維径としてなることを特徴
とする。
置は筐体内にフィルタ材としてステンレス繊維を充填し
たフィルタからなることを特徴とする。請求項３の発明
は、前記フィルタ装置は前記筐体内を流れるエアロゾル
の流れに沿って中央部分から流出側に充填するステンレ
ス繊維を前記エアロゾルの流入側部分に充填するステン
レス繊維の繊維径より細い繊維径としてなることを特徴
とする。
【００１９】請求項４の発明は、前記筐体内の流出側部
分に充填するステンレス繊維を中央部分に充填するステ
ンレス繊維の繊維径よりもさらに細い繊維径としてなる
ことを特徴とする。
分に充填するステンレス繊維を中央部分に充填するステ
ンレス繊維の繊維径よりもさらに細い繊維径としてなる
ことを特徴とする。
【００２０】請求項５の発明は、前記流出側部分に充填
するステンレス繊維の繊維径を４μｍ、中央部分に充填
するステンレス繊維の繊維径を６μｍ、流入側に充填す
るステンレス繊維の繊維径を12μｍに選択してなること
を特徴とする。請求項６の発明は、前記ステンレス繊維
のフィルタ差圧を 200mmAg以下とし、前記フィルタの空
隙率を95％以上としてなることを特徴とする。
するステンレス繊維の繊維径を４μｍ、中央部分に充填
するステンレス繊維の繊維径を６μｍ、流入側に充填す
るステンレス繊維の繊維径を12μｍに選択してなること
を特徴とする。請求項６の発明は、前記ステンレス繊維
のフィルタ差圧を 200mmAg以下とし、前記フィルタの空
隙率を95％以上としてなることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１から図７までを参照しながら
本発明に係る原子炉格納容器の冷却系設備の実施の形態
を説明する。なお、図１中図８と同一部分には同一符号
を付して重複する部分の説明は省略する。
本発明に係る原子炉格納容器の冷却系設備の実施の形態
を説明する。なお、図１中図８と同一部分には同一符号
を付して重複する部分の説明は省略する。
【００２２】本実施の形態が図８に示した従来例と異な
る点は原子炉格納容器１内のドライウエル２に位置して
エアロゾル除去装置18を設置し、このエアロゾル除去装
置18を格納容器雰囲気ガス導入ライン５に接続してなる
ことにある。
る点は原子炉格納容器１内のドライウエル２に位置して
エアロゾル除去装置18を設置し、このエアロゾル除去装
置18を格納容器雰囲気ガス導入ライン５に接続してなる
ことにある。
【００２３】このエアロゾル除去装置18は図２に示した
ように筐体19内にフィルタ材として複数の通気孔を有す
るステンレス繊維20（20ａ，20ｂ，20ｃ）を充填して構
成したフィルタである。このフィルタはステンレス繊維
20（20ａ，20ｂ，20ｃ）が充填された筐体19のエアロゾ
ル流入側および流出側の両端開口部にフィルタ材押え用
網21を設けてステンレス繊維20（20ａ，20ｂ，20ｃ）を
両側から押え込んでいる。
ように筐体19内にフィルタ材として複数の通気孔を有す
るステンレス繊維20（20ａ，20ｂ，20ｃ）を充填して構
成したフィルタである。このフィルタはステンレス繊維
20（20ａ，20ｂ，20ｃ）が充填された筐体19のエアロゾ
ル流入側および流出側の両端開口部にフィルタ材押え用
網21を設けてステンレス繊維20（20ａ，20ｂ，20ｃ）を
両側から押え込んでいる。
【００２４】エアロゾルは図２において左側から流入
し、右側から流出するものとする。従って左側、つまり
流入側のフィルタ材としてのステンレス繊維20ａの繊維
径は例えば12μｍで太く、中央部のステンレス繊維20ｂ
の繊維径は例えば６μｍの中位で、右側、つまり流出側
のステンレス繊維20ｃの繊維径は例えば４μｍで細くな
っており、フィルタ材の通気孔としては、左側から右側
に徐々に小さくなっている。
し、右側から流出するものとする。従って左側、つまり
流入側のフィルタ材としてのステンレス繊維20ａの繊維
径は例えば12μｍで太く、中央部のステンレス繊維20ｂ
の繊維径は例えば６μｍの中位で、右側、つまり流出側
のステンレス繊維20ｃの繊維径は例えば４μｍで細くな
っており、フィルタ材の通気孔としては、左側から右側
に徐々に小さくなっている。
【００２５】本実施の形態では上記構成により原子炉格
納容器１雰囲気ガス中の水蒸気がＰＣＣＳ６により凝縮
する前にエアロゾル除去装置18により大部分のエアロゾ
ルを確実に除去することにある。
納容器１雰囲気ガス中の水蒸気がＰＣＣＳ６により凝縮
する前にエアロゾル除去装置18により大部分のエアロゾ
ルを確実に除去することにある。
【００２６】原子炉格納容器１内の雰囲気ガスは、最高
300℃（原子炉格納容器１の設計最高使用温度）であ
り、事故時はもちろん通常運転時にも高レベルの放射線
を受け続けること、また、事故が起きる時期が推測でき
ないため、40年（原子力発電プラントの推定寿命）以上
機能保ち続けることなどの厳しい条件に耐えるフィルタ
材を使用しなければならない。
300℃（原子炉格納容器１の設計最高使用温度）であ
り、事故時はもちろん通常運転時にも高レベルの放射線
を受け続けること、また、事故が起きる時期が推測でき
ないため、40年（原子力発電プラントの推定寿命）以上
機能保ち続けることなどの厳しい条件に耐えるフィルタ
材を使用しなければならない。
【００２７】さらに、ＰＣＣＳ６に導かれた原子炉格納
容器１内の雰囲気ガス中の非凝縮性ガスの排気に、サプ
レッションプール14内のベント管15との水頭圧の差を利
用して行っているために、フィルタの差圧も 200mmAg
（水頭圧の差以下）程度とする必要があり、数10kgのエ
アロゾルを捕集しても目詰まりしないようにフィルタ材
の空隙率も95％以上必要である。
容器１内の雰囲気ガス中の非凝縮性ガスの排気に、サプ
レッションプール14内のベント管15との水頭圧の差を利
用して行っているために、フィルタの差圧も 200mmAg
（水頭圧の差以下）程度とする必要があり、数10kgのエ
アロゾルを捕集しても目詰まりしないようにフィルタ材
の空隙率も95％以上必要である。
【００２８】原子炉格納容器１内の雰囲気中のエアロゾ
ルの中央径（平均的粒子径）は約１μｍ程度であり、コ
ンプレッサー等に一般に使用されている金属製フィルタ
は、約３μｍまでしか捕集されないため、さらに小粒径
のエアロゾルを捕集できるフィルタであることが必要で
ある。
ルの中央径（平均的粒子径）は約１μｍ程度であり、コ
ンプレッサー等に一般に使用されている金属製フィルタ
は、約３μｍまでしか捕集されないため、さらに小粒径
のエアロゾルを捕集できるフィルタであることが必要で
ある。
【００２９】以上の検討の結果、フィルタに要求される
性能を箇条書きにすると以下の通りとなる。 最高使用温度： 300℃ 対放射線性 ：必要 対腐食性 ：40年以上で機能維持 フィルタ差圧： 200mmAg（水深に換算して20cm) 以下 空隙率 ：95％以上 除去効率 ：１μｍのエアロゾルで99％（除染係数：
100）以上を除去
性能を箇条書きにすると以下の通りとなる。 最高使用温度： 300℃ 対放射線性 ：必要 対腐食性 ：40年以上で機能維持 フィルタ差圧： 200mmAg（水深に換算して20cm) 以下 空隙率 ：95％以上 除去効率 ：１μｍのエアロゾルで99％（除染係数：
100）以上を除去
【００３０】これらの条件を満たすフィルタ材として本
発明ではステンレス繊維を選定した。選定理由として
は、 300℃の温度に十分耐え、対放射線性および対腐食
性に優れている点である。
発明ではステンレス繊維を選定した。選定理由として
は、 300℃の温度に十分耐え、対放射線性および対腐食
性に優れている点である。
【００３１】図３はステンレス繊維フィルタの除去効果
試験で、ステンレス繊維フィルタの除染係数の充填密度
およびフィルタ長さ依存性を示している。なお、試験条
件は繊維径４μｍ、面速：25cm/sec、入口濃度：10mg/m
3 、エアロゾル粒子の中央径：約１μｍである。
試験で、ステンレス繊維フィルタの除染係数の充填密度
およびフィルタ長さ依存性を示している。なお、試験条
件は繊維径４μｍ、面速：25cm/sec、入口濃度：10mg/m
3 、エアロゾル粒子の中央径：約１μｍである。
【００３２】図３から明らかなように、充填密度 50mg/
cm3 の場合、フィルタ長さ10cm、充填密度100mg/cm3 の
場合フィルタ長さ４cmで十分な除去効率が得られること
が確認される。この場合の空隙率は、充填密度 50mg/cm
3 の場合で約99％であり、充填密度100mg/cm3 の場合で
約98％である。
cm3 の場合、フィルタ長さ10cm、充填密度100mg/cm3 の
場合フィルタ長さ４cmで十分な除去効率が得られること
が確認される。この場合の空隙率は、充填密度 50mg/cm
3 の場合で約99％であり、充填密度100mg/cm3 の場合で
約98％である。
【００３３】しかしながら、図３の結果は総合的な除去
効果に関する確認であるため、図４に充填密度 50mg/cm
3 を用いた粒子径別の除去効果に関する試験結果を示
す。図４はステンレス繊維フィルタの除染係数の粒子径
依存性を示しており、この図から、１μｍに対しても十
分な除去効果が得られることが認められる。試験条件は
繊維径：４μｍ、面速：25cm/sec、入口濃度：10mg/
m3 、充填密度 50mg/cm3 である。
効果に関する確認であるため、図４に充填密度 50mg/cm
3 を用いた粒子径別の除去効果に関する試験結果を示
す。図４はステンレス繊維フィルタの除染係数の粒子径
依存性を示しており、この図から、１μｍに対しても十
分な除去効果が得られることが認められる。試験条件は
繊維径：４μｍ、面速：25cm/sec、入口濃度：10mg/
m3 、充填密度 50mg/cm3 である。
【００３４】図５はステンレス繊維フィルタの圧力損失
（差圧）確認試験結果で、ステンレス繊維フィルタの差
圧と充填密度およびフィルタ長さ依存性を示している。
なお、 0.01kg/cm2 は、 100mmAqに相当する。
（差圧）確認試験結果で、ステンレス繊維フィルタの差
圧と充填密度およびフィルタ長さ依存性を示している。
なお、 0.01kg/cm2 は、 100mmAqに相当する。
【００３５】充填密度 50mg/cm3 ・フィルタ長さ10cmの
場合も、充填密度100mg/cm3 ・フィルタ長さ４cmの場合
も圧力損失は十分低いことが確認された。しかしなが
ら、差圧が低く空隙率がほぼ同じでも、捕集されたエア
ロゾルを保持する空間は、フィルタ長さの長い方が大き
く目詰まりしにくいこととなるため、ここでは充填密度
を 50mg/cm3 とすることとした。
場合も、充填密度100mg/cm3 ・フィルタ長さ４cmの場合
も圧力損失は十分低いことが確認された。しかしなが
ら、差圧が低く空隙率がほぼ同じでも、捕集されたエア
ロゾルを保持する空間は、フィルタ長さの長い方が大き
く目詰まりしにくいこととなるため、ここでは充填密度
を 50mg/cm3 とすることとした。
【００３６】さらに、フィルタ内の目詰まりを防止する
ため、エアロゾルがフィルタ内にほぼ均一に捕集される
構造とすることとした。そのためには、今回選択したフ
ィルタ材より除去効果の悪いフィルタ材をフィルタの入
口部分に用いることとした。原子炉格納容器１雰囲気中
のエアロゾルの粒子径には分布があり、１μｍ以上の粒
子も多数存在する。
ため、エアロゾルがフィルタ内にほぼ均一に捕集される
構造とすることとした。そのためには、今回選択したフ
ィルタ材より除去効果の悪いフィルタ材をフィルタの入
口部分に用いることとした。原子炉格納容器１雰囲気中
のエアロゾルの粒子径には分布があり、１μｍ以上の粒
子も多数存在する。
【００３７】図４からも分かるように、粒子径が大きく
なると除去しやすくなる。この除去しやすい粒子を、除
去効率の悪いフィルタ材で除去し、除去しにくいエアロ
ゾル（１μｍ以下）を今回選択したフィルタ材で除去す
る構造とすることにより、エアロゾルをフィルタ内にほ
ぼ均一に捕集させることが可能となる。
なると除去しやすくなる。この除去しやすい粒子を、除
去効率の悪いフィルタ材で除去し、除去しにくいエアロ
ゾル（１μｍ以下）を今回選択したフィルタ材で除去す
る構造とすることにより、エアロゾルをフィルタ内にほ
ぼ均一に捕集させることが可能となる。
【００３８】図６により、ステンレス繊維フィルタの除
去効率は、ステンレス繊維の繊維径に依存することが確
認されたため、フィルタの入口部分には12μｍのステン
レス繊維を使用し、中央部には６μｍを、出口部分には
４μｍの繊維径のステンレス繊維を用いる。また、図７
により、フィルタの差圧もステンレス繊維径に依存する
ため差圧が上がり過ぎることもない。
去効率は、ステンレス繊維の繊維径に依存することが確
認されたため、フィルタの入口部分には12μｍのステン
レス繊維を使用し、中央部には６μｍを、出口部分には
４μｍの繊維径のステンレス繊維を用いる。また、図７
により、フィルタの差圧もステンレス繊維径に依存する
ため差圧が上がり過ぎることもない。
【００３９】以上のように、耐熱性・対放射線性・対腐
食性・低差圧・高空隙率および除去効率に優れたフィル
タであっても、フィルタ内で水蒸気が凝縮してしまうと
差圧が大きくなり使用不要となる。そのため、上記構成
に係るフィルタを原子炉格納容器１内にエアロゾル除去
装置18として設置し、原子炉格納容器１内の雰囲気と同
じ温度として水蒸気の凝縮を防ぐ必要がある。
食性・低差圧・高空隙率および除去効率に優れたフィル
タであっても、フィルタ内で水蒸気が凝縮してしまうと
差圧が大きくなり使用不要となる。そのため、上記構成
に係るフィルタを原子炉格納容器１内にエアロゾル除去
装置18として設置し、原子炉格納容器１内の雰囲気と同
じ温度として水蒸気の凝縮を防ぐ必要がある。
【００４０】本実施の形態によればエアロゾル除去装置
18としてステンレス繊維フィルタを使用することによ
り、原子炉格納容器１内の雰囲気ガス中のエアロゾルを
ＰＣＣＳ６において水蒸気が凝縮する前に除去すること
ができる。よって、非常用炉心冷却系用の冷却水プール
７に難溶性エアロゾルが進入しないため、炉心冷却用の
配管が閉塞せずに期待通りの炉心冷却が可能となる。
18としてステンレス繊維フィルタを使用することによ
り、原子炉格納容器１内の雰囲気ガス中のエアロゾルを
ＰＣＣＳ６において水蒸気が凝縮する前に除去すること
ができる。よって、非常用炉心冷却系用の冷却水プール
７に難溶性エアロゾルが進入しないため、炉心冷却用の
配管が閉塞せずに期待通りの炉心冷却が可能となる。
【００４１】また、原子炉格納容器１内の雰囲気中に
は、放射性のエアロゾルも多く含まれており、これらを
フィルタで捕集することにより、ドライウエルベント時
および原子炉格納容器１内の例えば主蒸気系配管17の破
断時に周辺公衆へ放出される放射性物質を低減できる。
は、放射性のエアロゾルも多く含まれており、これらを
フィルタで捕集することにより、ドライウエルベント時
および原子炉格納容器１内の例えば主蒸気系配管17の破
断時に周辺公衆へ放出される放射性物質を低減できる。
【００４２】
【実施例】原子力発電プラントにおいて、現実にはあり
得ないことではあるが、例えば図１に示すような主蒸気
系破断事故が起き、大量の水蒸気が発生したと仮定する
と、原子炉格納容器１内の雰囲気の温度や圧力が上昇す
る。原子炉格納容器１内にあらかじめエアロゾル除去装
置18として設置した図２に示すステンレス繊維20で構成
したフィルタの温度も上昇する。そのため、フィルタ内
では水蒸気の凝縮を起こさずにエアロゾルが捕集され
る。
得ないことではあるが、例えば図１に示すような主蒸気
系破断事故が起き、大量の水蒸気が発生したと仮定する
と、原子炉格納容器１内の雰囲気の温度や圧力が上昇す
る。原子炉格納容器１内にあらかじめエアロゾル除去装
置18として設置した図２に示すステンレス繊維20で構成
したフィルタの温度も上昇する。そのため、フィルタ内
では水蒸気の凝縮を起こさずにエアロゾルが捕集され
る。
【００４３】まず、流入側部分のステンレス太径繊維２
ａのフィルタ材により大粒子径（推定３μｍ以上）のエ
アロゾルが捕集され、中央部分のステンレス中径繊維径
20ｂのフィルタ材に中粒子径（ 1.5〜３μｍ）のエアロ
ゾルが捕集され、最後に流出側部分のステンレス細径繊
維20ｃのフィルタ材に小粒子径（推定 1.5μｍ以下）が
捕集される。このため、原子炉格納容器１内の雰囲気中
のエアロゾルの大部分は除去され、ＰＣＣＳ６にはエア
ロゾルの進入はほとんどなくなる。
ａのフィルタ材により大粒子径（推定３μｍ以上）のエ
アロゾルが捕集され、中央部分のステンレス中径繊維径
20ｂのフィルタ材に中粒子径（ 1.5〜３μｍ）のエアロ
ゾルが捕集され、最後に流出側部分のステンレス細径繊
維20ｃのフィルタ材に小粒子径（推定 1.5μｍ以下）が
捕集される。このため、原子炉格納容器１内の雰囲気中
のエアロゾルの大部分は除去され、ＰＣＣＳ６にはエア
ロゾルの進入はほとんどなくなる。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、ＰＣＣＳにエアロゾル
がほとんど進入しないことにより、非常用炉心冷却系の
冷却水配管の閉塞の可能性がなくなり、設計上期待して
いるとおりの炉心冷却が可能となる。
がほとんど進入しないことにより、非常用炉心冷却系の
冷却水配管の閉塞の可能性がなくなり、設計上期待して
いるとおりの炉心冷却が可能となる。
【００４５】また、原子炉格納容器内の雰囲気に放出さ
れる原子炉炉心中の放射性物質も、そのほとんどが原子
炉格納容器内の雰囲気中ではエアロゾルとして挙動する
ため、これをエアロゾル除去装置により除去できるた
め、ドライウエルベントおよび原子炉格納容器内の破損
時に周辺公衆へ放出される放射性物質を大幅に低減し、
周辺公衆への被曝を大幅に低減できる。
れる原子炉炉心中の放射性物質も、そのほとんどが原子
炉格納容器内の雰囲気中ではエアロゾルとして挙動する
ため、これをエアロゾル除去装置により除去できるた
め、ドライウエルベントおよび原子炉格納容器内の破損
時に周辺公衆へ放出される放射性物質を大幅に低減し、
周辺公衆への被曝を大幅に低減できる。
【図１】本発明に係る原子炉格納容器の冷却系設備の実
施の形態を概念的に示す縦断面図。
施の形態を概念的に示す縦断面図。
【図２】図１におけるエアロゾル除去装置としてのフィ
ルタの要部を示す縦断面図。
ルタの要部を示す縦断面図。
【図３】図２におけるフィルタの除染係数の充填密度お
よびフィルタ長さを依存性を示す特性図。
よびフィルタ長さを依存性を示す特性図。
【図４】図２におけるフィルタの除染係数の粒子径依存
性を示す特性図。
性を示す特性図。
【図５】図２におけるフィルタの差圧と充填密度および
フィルタ長さ依存性を示す特性図。
フィルタ長さ依存性を示す特性図。
【図６】図２におけるフィルタの除染係数と繊維径依存
性を示す特性図。
性を示す特性図。
【図７】図２におけるフィルタの差圧と繊維径依存性を
示す特性図。
示す特性図。
【図８】従来の原子炉格納容器の冷却系設備を概念的に
示す縦断面図。
示す縦断面図。
１…原子炉格納容器、２…ドライウエル、３…原子炉圧
力容器、４…炉心、５…格納容器雰囲気ガス導入ライ
ン、６…静的格納容器冷却系（ＰＣＣＳ）、７…ＰＣＣ
Ｓ冷却プール、８…蒸気ボックス、９…伝熱管、10…水
ボックス、11…非凝縮性ガス排気ライン、12…凝縮水排
水ライン、13…非常用炉心冷却系プール、14…サプレッ
ションプール、15…ベント管、16…冷却水用配管、17…
主蒸気系配管、18…エアロゾル除去装置、19…筐体、20
…ステンレス繊維、20ａ…ステンレス太径繊維、20ｂ…
ステンレス中径繊維、20ｃ…ステンレス細径繊維、21…
フィルタ材押え用網。
力容器、４…炉心、５…格納容器雰囲気ガス導入ライ
ン、６…静的格納容器冷却系（ＰＣＣＳ）、７…ＰＣＣ
Ｓ冷却プール、８…蒸気ボックス、９…伝熱管、10…水
ボックス、11…非凝縮性ガス排気ライン、12…凝縮水排
水ライン、13…非常用炉心冷却系プール、14…サプレッ
ションプール、15…ベント管、16…冷却水用配管、17…
主蒸気系配管、18…エアロゾル除去装置、19…筐体、20
…ステンレス繊維、20ａ…ステンレス太径繊維、20ｂ…
ステンレス中径繊維、20ｃ…ステンレス細径繊維、21…
フィルタ材押え用網。
Claims (6)
- 【請求項１】 原子炉格納容器のドライウエルに連通す
る格納容器雰囲気ガス導入ラインを介して設けられた静
的格納容器冷却系と、この静的格納容器の水ボックスに
凝縮水排水ラインを介して接続する非常用炉心冷却系プ
ールと、前記水ボックスに非凝縮性ガス排気ラインを介
して接続するサプレッションプールとを具備した原子炉
格納容器の冷却設備において、前記ドライウエルに位置
して前記格納容器雰囲気ガス導入ラインに接続するエア
ロゾル除去装置を設けてなることを特徴とする原子炉格
納容器の冷却設備。 - 【請求項２】 前記エアロゾル除去装置は筐体内に複数
の通気孔を有するステンレス繊維を充填したフィルタか
らなることを特徴とする請求項１記載の原子炉格納容器
の冷却設備。 - 【請求項３】 前記フィルタは前記筐体内を流れるエア
ロゾルの流れに沿って中央部分から流出側に充填するス
テンレス繊維を前記エアロゾルの流入側部分に充填する
ステンレス繊維の繊維径より細い繊維径としてなること
を特徴とする請求項２記載の原子炉格納容器の冷却設
備。 - 【請求項４】 前記筐体内の流出側部分に充填するステ
ンレス繊維を中央部分に充填するステンレス繊維の繊維
径よりもさらに細い繊維径としてなることを特徴とする
請求項２記載の原子炉格納容器の冷却設備。 - 【請求項５】 前記流出側部分に充填するステンレス繊
維の繊維径を４μｍ、中央部分に充填するステンレス繊
維の繊維径を６μｍ、流入側に充填するステンレス繊維
の繊維径を12μｍに選択してなることを特徴とする請求
項２記載の原子炉格納容器の冷却設備。 - 【請求項６】 前記ステンレス繊維のフィルタ差圧を 2
00mmAg以下とし、前記フィルタの空隙率を95％以上とし
てなることを特徴とする請求項２記載の原子炉格納容器
の冷却設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8192046A JPH1039080A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 原子炉格納容器の冷却設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8192046A JPH1039080A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 原子炉格納容器の冷却設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1039080A true JPH1039080A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16284721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8192046A Pending JPH1039080A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 原子炉格納容器の冷却設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1039080A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011001626A1 (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-06 | ニッタ株式会社 | 粒子分級装置 |
| US20150043701A1 (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-12 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Systems for debris mitigation in nuclear reactor safety systems |
-
1996
- 1996-07-22 JP JP8192046A patent/JPH1039080A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011001626A1 (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-06 | ニッタ株式会社 | 粒子分級装置 |
| US20150043701A1 (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-12 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Systems for debris mitigation in nuclear reactor safety systems |
| JP2015036687A (ja) * | 2013-08-09 | 2015-02-23 | ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシーＧｅ−Ｈｉｔａｃｈｉ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｍｅｒｉｃａｓ， Ｌｌｃ | 原子炉安全システムにおけるデブリ低減システム |
| US9715947B2 (en) | 2013-08-09 | 2017-07-25 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Systems for debris mitigation in nuclear reactor safety systems |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6367023B2 (ja) | 静的格納容器冷却フィルタベントシステムおよび原子力プラント | |
| RU2605436C2 (ru) | Фильтр для системы вентиляции защитной оболочки атомного реактора | |
| JP2642763B2 (ja) | 原子炉系 | |
| US5315625A (en) | Method for protecting the base of the reactor container in nuclear power plants, and a device for implementing the method | |
| JPH0769455B2 (ja) | 原子炉系 | |
| US20220319729A1 (en) | Reactor Containment Vessel Vent System | |
| JP2001166081A (ja) | ヒートパイプによる炉心キャッチャの冷却 | |
| RU2606751C2 (ru) | Фильтровальное устройство для фильтрации содержащего аэрозоли и/или газообразный йод газового потока | |
| JP3507547B2 (ja) | 圧力抑制式格納容器系 | |
| KR930011015B1 (ko) | 원자로용 핵분열 생성물 분류추출 시스템 | |
| ES2393481T3 (es) | Refrigeración del colector de material fundido del núcleo | |
| JPH06242279A (ja) | 原子炉格納設備 | |
| US8958522B2 (en) | Fuel handling area passive filtration design | |
| JPH07209488A (ja) | 放出放射能低減装置 | |
| JPH1039080A (ja) | 原子炉格納容器の冷却設備 | |
| JP2009047637A (ja) | 炉心溶融物保持装置および格納容器 | |
| US5318606A (en) | Filtration system | |
| JP2015004671A (ja) | 原子炉格納構造物の冷却システム | |
| JP2019052918A (ja) | 静的原子炉格納容器除熱系及び原子力プラント | |
| JPH05509164A (ja) | Ｂｗｒゼロ圧力格納容器 | |
| JP2003240888A (ja) | 原子炉格納容器冷却設備 | |
| JP2000075083A (ja) | 高速炉とその高速炉に用いるミスト・セパレータ | |
| JPH0375598A (ja) | 原子炉格納容器ベント装置 | |
| JP6777758B2 (ja) | Ｖｖｅｒ緊急冷却システムの汚水槽保護装置、およびそのフィルターモジュール | |
| KR101545085B1 (ko) | 원자로 격납구조물 장기 냉각 시스템 |