JPS5853879B2 - 原子力蒸気発生設備封納体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、統合式の原子力蒸気発生システムに対する封
じ込め及び圧力抑制及至鎮圧の為の構成体に関するもの
である。

統合式原子力蒸気発生システム（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔ
ｅｄｎｕｃｌｅａｒ ｓｔｅａｍ ｓｙｓｔｅｍ ＋略
してＣＮ５Ｓ）は、炉心、蒸気発生器及び炉冷却材ポン
プを単一の圧力容器内に組込んでおり、それによりコン
パクトな構成を遠戚すると共に補助設備の使用を最小限
とする。

ＣＮ５Ｓは特に、船舶推進用途に有益であり、ここでは
その寸法及び重量の減縮が、動力設備及び船のコストを
下げると共に荷物及び乗客収容の為の利用空間の拡大を
もたらす。

据付型原子力動力プラントに対して使用されるモノと同
様のコンパクトな圧力抑制設備が、ＣＮ５Ｓに対する副
次的な封じ込め体を提供している。

ＣＮ５Ｓ封じ込めの主なる目的は、斯界で冷却材そう失
事故（ＬＯＣＡ）として知られる仮想事故に備えて原子
炉冷却材システムから放出される恐れのある放射能を封
じ込めることである。

封じ込め（封納）設備はドライウェル（水を入れない格
納区域）及びウェットウェル（水を入れた格納区域）と
一般に呼ばれる２つの区画を含んでいることが多い。

後者のウェットウェルはそれが液体圧力抑制用プールを
収納しているからこのように呼ばれる。

圧力容器内への運転流れの出入のすべてはこのドライウ
ェル区画内で為される。

斯くして、ドライウェルは、冷却材そう失事故（ＬＯＣ
Ａ）の場合原子炉冷却材の放出物を受取もつまり、ＬＯ
ＣＡ中、蒸気及び水の影響での原子炉冷却材流出物はド
ライウェル内に放出され、そこで空気と混じシそしてこ
の区画を昇圧する。

一組の連通パイプがドライウェルからの流出物をウェッ
トウェルの液体圧力抑制プール内に差向ける。

連通パイプ放出口は流出物を凝縮する為にウェットウェ
ル水中に没しており、それにより発生しうる最大圧力及
び温度を制御する役目をなす。

圧力抑制プール中の水はまた放射會団蔽体としても働く
。

上述した原理を具体化する圧力抑制及び封じ込め（封納
）設備における様々の例が先行技術において知られてい
る。

幾つかの構成に釦いて、封納シェルは底において支持さ
れる自立型の鋼製筒体であり、そして封納体を約半分程
昇ったところに主作動床を備えておシ、それによってシ
ェル２つの区画に分割される。

環状のウェットウェルが、原子炉に実施可能な限り近づ
けて作動床の水準以下に配でれる第２の筒状シェルと封
じ込め体壁或いは外側内筒シェルとの協同によって形成
される。

ウェットウェルの下方部分には水が張られそして蒸気抑
制プールを構成する。

環状のウェットウェルは封じ込め体の底から上方に伸延
する垂直邪魔板により別々の室に分割されそして各室の
一つの連通パイプが通じている。

これら室は、連通パイプの放出口が船舶の揺動中潜水状
態に常にとどまるよう構成されている。

しかし、エアースペースが一般にウェットウェル内の抑
制プール上方に形成され、以ってＬＯＣＡ中原子炉流出
物と共にドライウェルからウェットウェル内へと強送さ
れる空気の容積的圧縮を可能ならしめる。

正常運転中、抑制プール水は船舶のピッチングやローリ
ングの結果として揺動していよう。

ベントパイプにおける低圧力破裂性ディスクは通常、抑
制プール水が極端な船舶の姿勢においてドライウェル内
に流れ込むのを防止する為にドライウェルとウェットウ
ェルを分画している。

船舶推進設備向けのＣＮ５Ｓ封納体の設計に釦ける主な
る目的は、最小限の放射能遮蔽重量でもって炉心から放
射される電離放射能からの最大限の保護を提供すること
である。

主なる遮蔽作用は、封納容器の材料自身によるものと、
上述したように蒸気抑制プールの水によシ与えられる環
状遮蔽である。

従って、船舶のピッチング及びローリングと関連しての
ウェットウェル内での水の一部の揺動は炉心の周囲の遮
蔽作用の断続部をもたらす。

先行技術において、原子炉封納体は船舶を取巻く帯域で
の放射線量率を制限することを意図した重いコンクリー
ト製生体遮蔽体により取囲まれていた。

本発明に従えば、統合式原子力蒸気供給システム用の改
善された封じ込め及び蒸気制御設備が提供される。

上方部分において邪魔板による分割室を形成せしめた新
規なウェットウェルが、蒸気抑制プール上方に著しく減
縮された空気容積部を提供し、以って船舶の揺動中プー
ルにおける水により提供される放射能保護効果の断続を
最小限とする。

抑制プール上方での空気容積部の減少の影響に対処する
為の手段が設けられる。

封納構造体全体が、水充填二重壁及び上方ヘッド構成の
使用により生体遮蔽要件を満すように設計されている。

以下、図崩を参照しながら本発明を具体的に説明する。

図巨は、円形断簡の封じ込め体即ち封納体１２内に収納
された垂直配置圧力容器１１を含む原子力蒸気発生用プ
ラント１０の好ましい具体例を示す。

圧力容器１１は前述した統合式原子力蒸気発生システム
（ＣＮＳＳ）に対する加圧容器を形成する。

容器１１内部の詳細は省略する。炉心が５０として示し
である。

封納体１２は、外側上方ヘッド１４により上端を覆われ
る外側円筒状封納体壁１３と、内側上方ヘッド１６によ
り上端を覆われる内側円筒状封納体壁１５とから成る。

環状の室２０が外側及び内側壁１３及び１５及び内側上
方ヘッド１６により形成され、そして上方室１７が上方
内側及び外側ヘッド１６及び１４と外側壁１３の上方部
分とによって形成される。

外側上方ヘッド１４と内側上方ヘッド１６には取外し自
在の区画１８及び１９がそれぞれ設けられている。

圧力容器１１の下方部分周囲に近接して半径方向に離間
して、垂直方向に配置された円筒状シェル２１が、水平
配置床２２と協働して、封納体をドライウェル２３及び
ウェットウェル２４として表示される２つの区画に分割
している。

第２円筒状シェル２５が、ウェットウェル２４内にシェ
ル２１と封納体内側壁の下方部分との間に半径方向に離
間して配置され、斯くしてウェットウェルを内側環状帯
域２６と外＠礫状帯域２７とに小分割している。

抑制プール水は、内側環状帯域２６内にのみそこを実質
上充満するように位置決めされた水準３０まで収納され
る。

図示づれる具体例にかいて、圧力容器１１の中心線５１
は封納体１２の中心線５２と一致していない。

本発明の実施にとって必須ではないけれども。

中心線５１．５２は代表的にはドライウェル内への補助
設備の位置づけを容易にする為に喰違わされる。

従って、図示具体例においては、円筒シェル２１は円筒
シェル２５によって同心的に囲繞されていない。

複数の垂直配置される多孔圧力抑制パイプ３１（そのう
ちの２本３１Ａ、３１Ｂのみ示す）が、環状帯域２６内
に実質上位置決めされそしてそれらの上端が下ライウェ
ル２３内に突入するよう水平床２２を貫通している。

各圧力抑制パイプ３１の下端はリングカラー３２内に長
手方向に部分的に突入している。

カラー３２は、パイプの膨張を許容ししかも過度の側方
変位を阻止するようにパイプのまわシに半径方向に離間
されている。

低圧破裂性板及至ディスク３３が圧力抑制パイプの上端
を密閉している。

内側環状帯域２６の上方部分は、床２２から液面３０以
下の水準寸で下方に伸延する邪魔板３４により複数の周
回的な上方区画に分画でれている。

邪魔板３４は蒸気抑制パイプ３１の間に周回的に配置さ
れている。

破裂性板及至ディスク３５が円筒シェル２５に釦いて水
面３０上方に設けられている。

周回的に隣りあう邪魔板３４の封缶の間に一つの破裂板
３５が一般に設けられている。

給送冷却パイプ連結部３６及び返送冷却パイプ連結部３
７が内側環状帯域２６内に設けられそしてこれらは冷却
系統（図示なし）に適宜付設される。

これら給送及び返送パイプ連結部は、圧力容器からの対
流に由りまた炉心から漏れるγ線の吸収から加熱された
抑制プールの水を循回しそして冷却する為の手段を提供
する。

給水導入パイプ４０及び蒸気排出パイプ４１が、外側及
び内側封納体壁１３．１５を貫入し、ドライウェル２３
を通りそして圧力容器１１内に突入している。

唯一つの導入及び排出パイプが例示しであるが、これら
パイプが複数個一般に圧力容器の周囲にそして封納体を
貫いて離隔して配置されている。

密閉導管４２が外狽喋状帯域２７を横切って伸延しそし
て圧力容器の下方に位置づけられる下方帯域４４に通じ
る流体密閉通路４３と繋っている。

封納体の外側からの計器ライン４５がドライウェルを通
して下方帯域まで導かれそして導管４２゜通路４３及び
下方帯域４４を経て原子炉の底に通じている。

操作において、炉心５０ば、圧力容器の下方部分を直接
取巻く内側環状帯域２６内の抑制水の液面３０より相当
下方に配置されている。

室１７及び２０ば、炉心から放射岱れる電離放射線から
の生体遮蔽を提供するよう水で充填されている。

船舶推進用途にかいて、通常の条件下では、水の水準３
０の高さは、船が極端な姿勢をとる時生じる遮蔽作用の
相当の減少を阻止するに充分である。

抑制プールの上方部分の邪魔板配列は、水面３０上方に
位置する空気が原子炉プラントが設置されている船のピ
ッチング及びローリング中内側褒状帯域のもつと高い部
分まで変位するのを有効に防止している。

圧力容器１１内へのすべての運転流れの出入はドライウ
ェル区画内で為され、斯くして冷却材そう失事故に際し
てドライウェル２３は最初放出流体を受取る。

ドライウェルが加圧されるにつれ、ディスク３３が裂け
、流体及び空気の流れを圧力抑制パイプ３１を通して抑
制プール中に導く。

内側環状帯域は結局昇圧して、ディスク３５を外側環状
帯域に裂開せしめ、それにより内側環状帯域内での圧力
の累積を解放する。

上方室１７を排流する為の手段（図示なし）が設けられ
ている。

上方外側ヘッド１４及び下側ヘッド１６の中央区画１８
及び１９は、保守、検査、様々の機器の取外し及び炉心
の燃料取替及び再配置の為に取外し自在である。

水充填二重壁封納体構成の使用は、伝統的に使用されて
いたコンクリートの生体遮蔽（図示なし）の厚さの排除
或いは相当の減厚を可能ならしめ、その結果封納体重量
の全体的減少をもたらした。

ウェットウェルを第２シエルによって内側環状帯域と外
側環状帯域に分割し、内側環状帯域にのみプール水を充
填することにより、従来より一定量のプール水の高さを
増大することが可能となり、またプール水の上方エアー
スペースを邪魔板により個々に仕切ることにより、空気
が互いに連通ずることなく区画室毎に封じ込められるの
で水の動揺を抑制する効果が生じ、これらが協働して、
船の揺れの激しい場合でも圧力容器全周囲に水遮蔽作用
が存在しうる。

本発明の精神内で多くの改変を為しうることは明らかで
あろう。

例えば、室２０において生体遮蔽目的の為に砂を使用す
ることもできよう。

また、本発明の実施においてここで記載した部品の一部
を省略することもできよう。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を具体化した原子力蒸気発生プラント全体
の垂直断面図である。 １２：封納体、１１：圧力容器、５０：炉心、１３：外
側円筒壁、１５：内側円筒壁、１４：外側上方ヘッド、
１６：内側上方ヘッド、２０：環状の室、１７：ヘッド
室、２２：水平床、２３ニドライウエル、２４：ウェッ
トウェル、２１．２５ ：円筒シェル、２６：内側環状
帯域、２７：外側環状帯域、３０：プール水準、３１：
圧力抑制パイプ、３２：リングカラー、３３：破裂性板
、３４：邪魔板、３５二破裂性板、４０，４１：給水及
び蒸気排出パイプ、４２：導管、４３：密閉通路、４４
：下方域、４５二計器ライン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 船舶推進用途における原子炉圧力容器の放射線遮蔽
   及び圧力抑制の為の封納体であって、圧力容器１１を取
   囲みそして生体遮蔽物質を収納する為の環状室２０及び
   上方室１７を形成する２重封納壁１３，１５；１４，１
   ６と、 圧力容器１１の下方部周囲に近接して配置される垂直配
   置筒状第１シエル２１及び該第１シエル２１の上端から
   前記封納壁まで延在する水平配置床２２であって、該封
   納壁内部に前記圧力容器を収納するドライウェル２３と
   ウェットウェル２４を形成する第１シエル２１及び水平
   配置床２２と、前記ウェットウェル２４を外側環状帯域
   ２７と内側環状帯域２６にしてプール水を船舶揺動中プ
   ール水によって連続的な放射線遮蔽作用を与えるに充分
   の水準３０まで充填した内側環状帯域２６とに分画する
   第２筒状シエル２５と、前記内側環状帯域２６内におい
   て、前記水平配置床２２からプール水水準３０以下まで
   下方に垂下して、該内側環状帯域２６の上方空間を複数
   の周回的な上方区画に分画する邪魔板３４と、前記ドラ
   イウェル２３から前記内側環状帯域２６のプール水中に
   伸延する圧力抑制パイプ３１と、 前記内側環状帯域における圧力累積を外側環状帯域に解
   放する為前記第２筒状シエル２５において前記プール水
   の水準上方に設けられる破壊性ディスク３５と を包含する封納体。 ２ 生体遮蔽物質が水である特許請求の範囲第１項記載
   の封納体。 ３ 圧力抑制パイプが有孔パイプである特許請求の範囲
   第１項記載の封納体。 ４ 有孔パイプがプール水底面に設置されたリングカラ
   ーに部分突入し、該カラーがパイプ周面から半径方向に
   遊隙を持ち、パイプの過度の側方変位を阻止しつつ長手
   方向膨張を許容する特許請求の範囲第３項記載の封納体
   。 ５ 圧力抑制パイプがドライウェルと連通する端におい
   て破裂性ディスクを具備している特許請求の範囲第１項
   記載の封納体。 ６ 破裂性ディスクが邪魔板によシ分画される周回的上
   方区画の各々に位置づけられている特許請求の範囲第１
   項記載の封納体。 ７ 圧力容器が統合的原子力蒸気発生システムを包納し
   ている特許請求の範囲第１項記載の封納体。