JPS60100794A

JPS60100794A - 加圧水型原子炉装置

Info

Publication number: JPS60100794A
Application number: JP59218807A
Authority: JP
Inventors: ロバート・アンドリユー・ルース
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1983-10-19
Filing date: 1984-10-19
Publication date: 1985-06-04
Also published as: KR850003274A; ES536751A0; ES8607599A1; JPH0334835B2; US4576782A; EP0139527A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、加圧木型原子炉における冷却材喪失事故の場
合に環境を保護するものであって、原子炉系統の格納容
器外にあり放射性の一次冷却水を圧送及び循環する設備
を含む保護システムに関す　−るものである。

冷却材喪失事故の場合に冷却材流体を原子炉容器内に注
入するのに使用するシステムは数多く案出されてきた。

一般に、これ等のシステムーは一次冷却材系統における
どんな破断も検知する手段と、緊急冷却水を原子炉容器
内、に注入して原子炉炉心を冷却するポンプ及び弁とを
有する。炉心と接触後の緊急冷却水は収集し、熱交換器
によって冷却しながら再循環し、停止が行なわれるまで
炉心の更なる冷却のためリサイクルしなければならない
。

原子力発電プラント用の緊急冷却系統の例は下記の米国
特許に記載されている。即ち、米国特許第：ｌｌ、６４
９，４５１号明細書は、ホウ素含有水のような冷脚材流
体を使用して原子炉容器を含むドライウェルを原子炉容
器以下のレベル主で満たし、−次冷却系統の冷却材喪失
源からの冷却材流体を使用して前記ドライウェルを炉心
を保護するのに十分なレベルまで満たす格納容器システ
ムを開示している。米国特許第３，７０２．２８！号明
細訂は、緊急冷却水源が原子炉のシールドにもなってお
り、また緊急冷却水の循環用ポンプが格納容器の外側に
設けられている原子炉系統を開示している。米国特許第
３．７１８，５３９号明細書においては、原Ｔ炉の格納
容器が完全に外側格納遮蔽構造内に入っており、該構造
内には発電プラントから放出された蒸気を凝縮するため
の蒸気止めプールも含まれている。この系統内には種々
の炉心冷却装置が組み込まれている。米国特許第３，８
５９，１６６号においては、冷却材貯蔵タンク兼用水溜
めが格納容器内に配設されており、一方、原子炉の種々
の冷却系統用ポンプ装置が格納容器外に配設されている
。

従って、緊急冷却系統は一般に緊急冷却水源のタンクそ
の他の容器を含み、このタンクを格納容器の外側又は内
側に配設することがでさる。、　：ｉ：た、再循環した
緊急冷却水を冷却するための熱交換ユニットを格納容器
の外側又は内側に配設することができる。しカル、緊急
冷却水循環系統と共１こイ史用するポンプ装置（その内
の複数は運転を保証するため別個に配設されている　）
は、格納容器とは別の環境においてポンプ装置に刻する
日常の検査及び保守を行い得るようｔこ、格納容器外に
配設虻ることが好ましい。

ポンプ装置を格納容器の外側に配設す７ｔｊ！’、）咎
在的に高放射性の流体を、冷却材喪失事故σ）場合に、
格納容器外側の配管中を再循環させる必要がある。この
ような格納容器外側の配管が破断すれば、放射性流体が
環境に放出されることになる。

流体は設備及び機器にかかり、補助建屋−＼の接近を拒
む。格納容器外側での配管破断によＩ）起こ１）うる汚
染を回避するため、格納容器内側にポンプ装置を配置す
ることも提案され、限られた程度ではあるが使用されて
きたが、この配置は冷却材喪失事故の後にポンプ装置に
接近することを考えておらず、また通常の発電プラント
運転中には限られた接近のみを許容するに過ぎない。

本発明の目的は、冷却材喪失事故の際に使用するもので
あって、緊急冷却材の循環用ポンプは格納容器の外側に
配設されており、流体が循環する導管及びポンプは破損
しても環境を汚染することのないシステムを提供するこ
とである。

この目的から本発明は、緊急冷却水を供給する緊急冷却
水貯蔵タンクと、格納容器の外部に配設され、主冷却材
喪失事故の場合に使用して、冷却材としての緊急水を格
納容器の壁を通して引き出し該格納容器の壁を通して戻
すと共に、原子炉炉心の冷却材として使用する前に熱交
換器に貫流させる手段とを有する加圧水型原子炉装置に
おいて、格納容器の壁近くでその外側に配設される囲い
と、外側入口ケーシング内に囲まれ、格納容器の内部及
び前記囲いの内部を連絡すると共に、緊急冷却水貯蔵部
に接続される入口導管と、外側出口ケーシングを貫き、
前記囲いから格納容器内へ延びる出口導管と、冷却材を
格納容器内の緊急冷却水貯蔵部から圧送して前記入ロ導
管番二通し、そして、１Ｂ口導管を介して格納容器の内
部に戻す１己１川ν・内のポンプ装置とを備えて（１て
、該＋１（ン７°装置（±Ｉｉ」記囲い外から取１）出
し交換可能であることを特徴とするものである。

本発明は、添付図面に例示したその好適な実施例に関す
る下記の説明から一層容易に明らめ・どなろう。

本発明は、加圧水型原子炉の一次冷却ｌｔＡ系統におけ
る冷却材喪失事故の場合、冷却材循環用のポンプを、格
納容器の外側におり１て、雰囲気に対して封止されてい
る囲い内に配置するものである。

全ての導管及びポンプ装置が別々の囲（・内にあるこの
配置は、囲いからの汚染水が雰囲気にさらされるのを避
けると共に、このような汚染水を局部的な、封止された
領域に閉じ込める。通常、依存可能な冷却材源を確保す
るように、一つの原子炉系統について複数のかかるポン
プ及び再循環系統が設けられている。

図面においで、第１図は本発明の一実施例を示しており
、冷却材の導管及びポンプ装置は格納容器内の水溜め領
域にある格納容器壁近くの金属製タンク内に設けられて
いる。格納容器１は原子炉容器、−次冷却材ループ、蒸
気発生器、二次蒸気及び水ループのような加圧木型原子
炉装置の通常の諸構成要素や、高圧冷却系統、低圧冷却
系統、スプレー系統のような諸緊急クールダウン系統の
幾つかの部分を含んでおり、これ等は全て通常の栴造の
ものであり、図示はしない。

格納容器１は基底３及び側壁５を何し、基底３には水溜
め７が設けられてν・で、原子炉の炉心を水で溢水する
冷却祠喪失事故その他の緊急停止の後に溢水を収集する
。格納容器１の１ｌＩＱ壁５の近傍且つ格納容器１の外
側に配置すれているのは囲い９であって、該聞い９は、
その内部１１を雰囲気から遮蔽する金属材料のような材
料で形成されてし・る。図示の竪型ポンプ或は水平ポン
プのようなポンプ１３はその駆動用のモータ１５と共に
囲い９内で完全に支持されている。所望ならば、そ−タ
１５は囲い内に配設する必要はないが、適切な封止装置
が設けられていてモータ及びポンプ間の囲し）壁を封止
しでいれば、囲いの外側にあってもよ１）。

入口導管１７は格納容器内の水溜め７とポンプ１３の入
口１９との間を連絡している。入口導管１７は格納容器
の側壁５を通過する際に遮蔽導管、即ち外側入口ケーシ
ング２１によって囲まれており、またベローズのような
フランジ２３が設けられていて格納容器の側壁５及び囲
い９の壁２５で入口導管１７と遮蔽導管２１との間の領
域を封止する。弁２７及び破裂ディスク２９は囲い９内
の入口導管１７に配設されでいる。ポンプ１３の出口３
３及び格納容器１の内部を連絡する出口導管３１も格納
容器の側壁５を貫通する際、遮蔽導管、即ち外側出口ケ
ーシング３５によって囲まれており、フランジ３７が格
納容器の側壁５及び囲い９の壁２５の双方で出口導管：
ｌ＋、！：遮蔽導管３５との開の領域を封止している。

弁３９は囲い９内で出口導管３１に配設されている。出
口導管；３１は、格納容器１内の位置で、逆止弁４１を
有すると共に管４３に放出する。管４３は格納容器１内
の原子炉冷却系統に接続されている。第１図の実施例に
おいては、格納容器１及び囲い９の外側の貯蔵タンク４
５は燃料交換又は緊急用の冷却材水源となっており、導
管４７が囲いの側壁２５を、１１１通しポンプ１３の別
の入口４９に連絡しており、導管４７には弁５１及び逆
止弁５３がある。

原子炉の一次冷却材が喪失した場合、再循環系統が作動
する。最初に、貯蔵タンク４５がらの緊急冷却水がポン
プ１３によって出口導管３１を通り格納容器１に流入す
る。この冷却材水は格納容器１内の種々の冷却系統に用
いられ原子炉を溢水する。

高温になった溢水冷却材は水溜め７に集まり、冷却され
再循環されねばならない。水溜め７に集まった冷却利水
は入口導管１７を経て弁２７にょ９ポンプ１３に向けら
れ、該ポンプ１３がら圧送されて弁３９及び出口導管３
１を通り、格納容器１に戻る。格納容器１内の図示しな
い熱交換器は再循環した水を冷却しそれを原子炉の溢水
の際における再使用のため流すように使用される。格納
容器１の内部と囲い９の内部との間で入口導管１７又は
出口導管３１のどちらかが破断した場合、外側ケーシン
グ２１及び３５には水が入り、再循環には影響が及ばな
い。入口導管１７が囲い９内、即ちポンプ１３の吸込み
側で損傷すると、囲いは単に水で満たされるだけであり
、格納容器と同じ約２．８〜４．２ＫＢ／Ｃｍ２の圧力
になり、ポンプを通る水の再循環は依然として続くが、
囲いの外側の環境は保護される。囲い９の内側の位置で
出口導管３１が損傷すると、囲いは水で満たされ、ポン
プ作用により圧力が上がって、破裂ディスク２９に破裂
を生ゼしぬる圧力になる。破裂ディスク２９が破断する
と、囲い内の冷却材は囲い内の入口導管１７に戻り、ポ
ンプが停止するまで囲い内に冷却材の閉じた再循環ルー
プができる。一般的には、約７〜１０．５Ｋｇ／ｃ＋ｏ
’の圧力で破断する破裂ディスクが好適である。ポンプ
が停止すると、複数のポンプの内の別のポンプが冷却材
の再循環のために使用され、損傷した導管からの囲い９
内の冷却材流体は環境に対して封止される。

入口導管１７又は出口導管３１の損傷、或はポンプの損
傷の場合でさえも、流体は何等環境に放出されず、作業
員が直接に処置を取ったり、自動的な処置を取ったりす
ることを必要としない。

第２図に示した実施例においては、燃料交換及び緊急用
の冷却材水源は格納容器１内にある。図示のよ、うに、
弁２７及び破裂ディスク２９を有する入口導管１７並び
に弁３９を有する出口導管３１と同様に、ポンプ１３は
囲い９内に入っている。金属製囲い９はコンクリートそ
の他の外側覆い５５内に入るものとして図示されており
、ポンプ１３のモータ１５は囲い９の外側に配設され、
シール５７が設けられている。外側覆い５５はポンプモ
ータ１５への接近のためマンホール５９を有する。水源
６１は格納容器１内に設けられており、入口導管１７が
符号６３で示すようにこの水源と連絡している。水は格
納容器内のバリヤー６５間に格納容器の床レベル以下に
入っており、水の上にカバー６７が設けられている。バ
ッフル６９は水の流れを制御すると共に、もし存在すれ
ば固体物を沈降させるために使用する。格納容器の床に
は水溜め７１がバリヤー６５及び四部７３によって形成
されている。バリヤー６５の土壁部７５は、図示のよう
に、格納容器１の床３よすＦ方にある。

液面指示器７７を使用して水６１のレベルを監視するこ
とができる。

本発明のこの実施例は、緊急冷却水源が格納容器１内の
水６１である点を除いて、第１図の実施例と同様の方法
で動作する。冷却材の喪失事故の場合、溢水が格納容器
１内の原子炉に注入されるとき、注入水は水溜め７１内
にドレンされ、そのレベルがバリヤー６５の土壁部７５
に達すると、水はバッフル６９を越えて流れ、入口導管
１７、ポンプ１３及び出口導管３１を通って格納容器内
に配設された熱交換器に再循環し、原子炉の炉心を更に
冷却するため再使用される。

第３図及び第４図に示された実施例においては、囲いは
燃料交換及び緊急水の貯蔵タンクとしても機能する。図
示のように、囲い９はコンクリート製その他のパッド８
１上に来った水平ＩＩＪｉ置きの円筒形囲いであり、パ
ッド８１は垂下する縦部分８３を有しその中にポンプ１
３の下方部分が入っている。囲い９の大きさは、緊急及
び燃料交換用の水８５の容器として機能できるようなも
のである。入口導管１７は囲い９内に破裂ディスク２９
及び弁２７を有し、出口導管３１は囲い内に弁３９を有
する。格納容器１内の水溜め７がらの注入水は移動して
囲い内に入り、格納容器１内の熱交換器に戻される。ポ
ンプ１３は、人口導管１７内に直接の結合部を有すると
いうよりも、貯蔵された水８５の水面下に入口１９を有
し、入口導管１７は注入水をポンプ１３の入口１９がら
離れた位置で囲い内に弁２７を介して放出する。入口導
管１７には格納容器１内で別の弁８７が設けられていて
、囲い９内の弁２７が損傷した場合の後＠遮断弁として
機能している。

第５図及び第６図に示された更に別の実施例においては
、囲い９は、ポンプ及び循環導管を含む他に、熱交換ユ
ニットを含んでいる。図示のように、囲い９は分割壁９
５によって二つの部分９１及び９３に分割されている。

注入水は、格納容器１の水溜め７がら外側ケーシング２
１内に囲まれた入口導管１７を通り、囲い９の部分９１
内のポンプ１３に指向される。ポンプ１３は竪型ポンプ
として図示されているが横型でもよい。入口導ｔ’１７
は破裂ディスク２９及び逆止弁９７も含む。ポンプ１３
はモータ１５によって駆動され、再循環配管を囲い９の
部分９３内に入れた状態で、水を、分割壁９５を貫通す
る接続導管９９を介して熱交換ユニット１０１に指向さ
せる。接続導管９９は、所望ならばそこを通る流れを遮
断できるように、弁１０３を含む。再循環水を冷却する
熱交換器１０１がらの水は、囲い９の部分９３の内部と
格納容器１の内部との開で外側ケーシング３５によって
囲まれた、弁３９を含む出口導管３１内を流れる。緊急
冷却水源は囲い９の外側にあるものとして示しであるが
、格納容器内でもよしこの水の流れは管４７及び弁５３
を介して入口４９に行き、ここからポンプ１３の入口１
９に流入する。

この実施例においては、原子炉の炉心の通常のクールダ
ウン又は燃料交換中、冷却水を冷却し循環させるため、
囲い９内のポンプ１３及び熱交換器１０１を使用するた
めの用意がなされている。封止フランジ１０９を有する
外側ケーシング１０７内に入っている残留熱除去用の入
口導管１０５は、格納容器１の側壁５及び囲い９の壁２
５を貫通する。この残習熟除去用入口導管１０５は弁１
１１を有すると共に、囲い９の第１部分９１内の入口導
管１７と連絡している。囲い９の第２部分９３にある出
１コ導管３１は残留熱除去用出口導管１１３と連絡して
おり、弁１１５を有する該出口導管１１３は、囲い９の
内部と格納容器ｌの内部とのｎｎに封止用７ランノ１１
９を有する外側ケーシング１１７内に入っている。

第７図に略示したように、熱交換ユニッ）１０１は囲い
９の第２部分９３内に配設された接続環’Ｉ！’９９及
び出口導管３１を有する。支持及び封止装置１２１が熱
交換器１．０１と囲い９の頂壁との間の接続部を封止す
る。熱交換器１０１において冷却され、そして出口導！
’３１をＭ流する循環水から１１す接的に熱を除去する
二次的冷却材水は管１２３がら入って、管１２５から出
る。

上述した残留熱除去系統は次ぎのようにして使用する。

例えば通常の停止又は燃料交換のため、原子炉を二次冷
却系統によって達成される温度以下に原子炉の炉心を冷
却すべきときには、原子炉の炉心からの水を残留熱除去
用入口導管１０５に送る。その復水は弁１１１を通って
入口導管１７に入りポンプ１３に行き、入口１９を通っ
てポンプに行（。

ポンプ１３は水を接続゛導管９９及び弁１０３を介して
熱交換ユニット１０１に送る。熱交換ユニット１０１に
おいて冷却後の水は、出口導管３１を貫流する。弁３９
が閉位置にあり、弁１１５が開位置にあれは、冷却され
た残留熱除去水は、残留熱除去用１１冒二１導管１１３
を通って原子炉の炉心に戻り、更に再循環する。上述し
た配列は緊急冷却材系統及び残留熱除去系統の双方が囲
い９内に入り環境に対して封止されるようにする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、格納容器の側壁の近くに緊急冷却材循環用の
ポンプ装置を有する囲いと、格納容器及び囲いの双方の
外側にある緊急水貯蔵タンクとを示す概略図、第２図は
、緊急水貯蔵タンクが格納容器内に配設されている別の
実施例の第１図に類似する概略図、第３図は、緊急水貯
蔵タンクが囲い内に配設されている更に別の実施例の概
略断面図、第４図は第３図の■−４線断面図、ｉ５図は
、再循環緊急冷却水の熱交換器が部分的に囲い内に配設
されている他の実施例の概略平面図、第６図は第５図の
Ｖｌ　−Ｖｌ線断面図、ｔｔＳ７図は第５図に示した熱
交換器の概略図である。１・・・格納容器　５・・・格納容器の壁７・・・水溜
め　９・・・囲い１１・・・囲いの内部　１３・・・ポンプ装置１７・・
・入口導管　２１・・・外側入ｌコヶーシング３１・・
・出口導管　３５・・・外側出ｌコヶーシング出願人　
ウェスチングハウス・エレクトリック・コーポレーシヨ
ンに１図預３図死４図

Claims

【特許請求の範囲】

緊急冷却水を供給する緊急冷却水貯蔵タンクと、格納容
器の外部に配設され、主冷却材喪失事故の場合に使用し
て、冷却材としての緊急水を格納容器の壁を通して引き
出し該格納容器の壁を通して戻すと共に、原子炉炉心の
冷却材として使用する前に熱交換器に貫流させる手段と
を有する加圧木型原子炉装置において、格納容器の壁近
くでその外側に配設される囲いと、外側人［１ケーシン
グ内に囲まれ、格納容器の内部及びｎＩｊ記囲いの内部
を連絡すると共に、緊急冷却水貯蔵部に接続される入口
導管と、外側出口ケーシングを理き、前記囲いから格納
容器内へ延びる出口導管と、冷却材を格納容器内の緊急
冷却水貯蔵部から圧送して前記入口導管に通し、そして
出口導管を介して格納容器の内部に戻す前記囲い内のポ
ンプ装置とを備えていて、該ポンプ装置は前記囲い外か
ら取り出し交換可能であることを特徴とする加圧水型厚
−ｒ−炉装置。