JPS6045187A - 溢水防止装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は原子力発電所の使用済燃料貯蔵プールや原子炉
ウェル等の壁面へ開口するようにして埋設された排気ダ
クト内への溢水を防止する溢水防止装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

第７図に示すように、沸騰水型原子炉の原子炉建屋／に
おいては、原子炉圧力容器λの上部および原子炉格納容
器３の上部が納められている原子炉ウェル弘に隣接して
、使用済燃料貯蔵プールｊ゛と機器仮置プール２とが設
けられている。

この使用済燃料貯蔵プールｊ内には常時プール水が満た
されている。

原子炉ウェル≠は、原子炉圧力容器λの上部で圧力容器
蓋２１１の直下部分でシール部材（図示せず）によシ下
方のドライウェル部と水密にして隔離されている。原子
炉運転中は、第１図に示すようにこの原子炉ウェルμお
よび機器仮置ブールｚ内は空にされており、燃料交換時
にはそれぞれ水が満たされる。

この燃料交換は次のようにして行なわれる。

先ず、原子炉ウェル≠の天蓋μａを取外し、次に原子炉
ウェル弘と機器仮置ブール６とを仕切っている数段積み
の仕切部材７．７を取外し、次に原子炉格納容器３の格
納容器蓋３ａおよび圧力容器蓋、２ｍを取外して機器仮
置ブールを内に仮着きする。その後、原子炉ウェル≠お
よび機器仮置ブールを内に水を満たし、原子炉圧力容器
コ内の蒸気乾燥器および気水分離器（共に図示せず）等
の機器を取外して、機器仮置ブールを内に仮置きする。

その後、原子炉ウェル≠と使用済燃料貯蔵プールｊとを
仕切っている数段積みの仕切部材ｔ１ｔを取外し、その
後燃料交換器りによシ炉心内から使用済燃料を引抜き、
使用済燃料貯蔵プールｊ内のラックｉｏ内に納める。

燃料交換後は、上記と釡く逆操作を行ない、第１図の状
態に復元して、後の原子炉運転に備える。

これらの使用済燃料貯蔵プール３１原子炉ウエルμおよ
び機器仮置ブール乙の内壁面には、プール水の水面より
若干高い位置、例えば２０ｃｍ位い上方に排気ダクト（
図示せず）が多数開設されている。この排気ダクトはプ
ール水から蒸発するガス状の放射性物質を吸込んで原子
炉建屋／内の空気・汚染を防止し、更に下流側に連接さ
れた建屋内排気系（図示せず）に導き、清浄処理した後
に大気中へ放出させる。

ところが、各排気ダクトはその吸込口がプール水面より
わずかに高込位置であるため、地震等によシ水面が揺れ
た場合には、この吸込口からプール水が流入し、建屋内
排気系のダクトを通じてプール水が他室内へ溢水するお
それがある。

そのため従来は、特願昭！ｆ３−／３１ｊｌ＃号に示さ
れるように、プール水面上に浮かした浮き子によって吸
込口を閉塞して、プール水の溢水を防止してｈる。

しかしながら、浮き子を多数の吸込口ごとにそれぞれ設
けなければならず構造が複雑となシ、また大きな機器の
搬出入を行なう原子炉ウェル弘および機器仮置ブールｔ
におりては、浮き子がプール内へ突出しているので機器
の搬出入の邪魔になるという不都合があった。

そのため従来は特願昭！；Ａ　−Ｊ　Ｐ　３３２号に示
す装置が提案されている。

この装置は第２図に示すように、排気ダクトｌノの吸込
口／ｊには浮き子等の機器を設けないで単にプール！等
に開口させ、排気ダクト／／の下流側にプール水１３の
過剰水位置を検出する水位計／ｌおよび制御器ｌＳによ
って発せられる信号によって開閉制御される隔離弁１６
を設けてよシ下流へのプール水１３の溢水を防止し、更
にこの隔離弁／ｊの上流側に排気ダク）／／内に溢水し
たプール水１３を溜めてドレン１７として排出する拡散
抑制タンク７ｇを設けている。

ところが、上記従来装置においては吸込口ｌユから隔離
弁／Ａまでの間を完全水密に形成しなければならない途
中に、水密加工が面倒で困難な拡散抑制タンクｉｓを設
けなければならない。また、水位計ｌ１１．の取付は位
置を任童に定めると、実際にはプール水１３の波高が高
いにも拘らずそれを検出しなかったシ、逆にラック１０
の上方に設けられた水位計／４４は正常波高にもかかわ
らず２７２７０部の水面の過上昇を検出して隔離弁１６
を閉塞させる等のおそれがあった。

〔発明の目的〕

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、地震
時等におけるプール水の異常水位を迅速かつ正確に検知
して、閉止ダンパを自動的に閉塞し、プール水の溢水を
確実に防止することができ、構造も簡単であシ、施工が
容易であり、かつ施工期間も短くなる等の溢水防止装置
を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明の第一の発明は、貯水室壁面にその貯留された水
の水面より若干高い位置に吸込口が開設された排気ダク
トからの前記水の溢水を防止する溢水防止装置において
、前記貯水室の振動時における水面の最上昇部分近傍に
水位が所定水位まで上昇したことを検知して検知信号を
発する水位計を設け、この検知信号を受けた時に前記排
気ダクトを全閉とする閉止ダンパを排気ダクトの途中に
設けて、溢水を迅速かつ確実に防止するように形成した
ことを特徴とする。

本発明の第二の発明は、第一の発明に加えて、更に、閉
止ダ′ンパの下流側の排気ダクトにドレン抜きを有する
水溜り部を設けて、万一閉止ダンパな越えて流通した水
を確実に除去するように形成したことを特徴とする。

本発明の第三の発明は、貯水室壁面にその貯留された水
の水面より若干高い位置に吸込口が開設された排気ダク
トからの前記水の溢水を防止する溢水防止装置において
、前記貯水室を振動させてその水の水位を所定水位”ま
で上昇せしめる地震の発生を検知して検知信号を発する
地震計を設け、この検知信列を受けた時に前記排気ダク
トを全閉とする閉止ダンパを排気ダクトの途中に設けて
、溢水を迅速かつ確実に防止するように形成したことを
特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第３図から１Ｘｌｏ−は第一の発明の一実施例を示す。

嬉３図は貯水室を形成する原子炉ウェル弘、使用済燃料
貯蔵プール！および機器仮置ブール乙に配設した本発明
装置の平面図を示し、各排気ダクトが埋設されている壁
部を省略しである０原子炉ウエル≠と機器仮習ブールｔ
とは仕切部材７が積層される通路／９により連通されて
おり、他方の使用済燃料貯蔵プール！とは仕切部材ｊが
積層される通路ｙにより連通されて−る。そして、使用
済燃料貯蔵プール！内には使用燃料キャスク置場２１が
設けらねており、また、その側部には使用済燃料貯蔵プ
ールｊ内の水位を収用燃料数の多少に拘らず一定に維持
するためのスキマサージラックｎ１２２が設けられてい
る。

原子炉ウェル弘には、第３図からｇＪｊ図に示すように
、天蓋弘鳳が嵌められる階段状の内壁面弘すに吸込口２
３　ａ　Ｘ：１３　ｍを開口させた多数の排気ダクト枝
管コ、２３が設けられてｂる。この吸込ロユ３８は通常
の水面Ｓより若干例えば、２０〜３０ｃｍ高い位置に開
口されている。そして、各排気ダクト枝管力の下流端は
参本の排気ダクトへツダユ弘、Ｊに接続されている。そ
して、径方向に対向する２本ずつの排気ダクトヘッダ２
１．、：）ＩＡは、それぞれ排気ダクト母管３に接続さ
れて合流せしめられ、原子炉ウェルμｍの閉止ダンパコ
ロ、易に接続されている。

１だ、使用済燃料貯蔵プールｊには、第３図、第４図お
よび第７図に示すように、原子炉ウェルμに隣接してい
ない３壁面ｔｂ、ｔｂにそれぞれ、吸込口ｊ７ａ、！７
ａを開口させた多数の排気ダクト枝管！７．２７が設け
られてい−る。吸込口２７ｊ１は同様に通常の水面Ｓよ
シ若干高い位置に開口されてｂる。そして、各排気ダク
ト新管コアの下流端は各壁面に沿って設けた３本の排気
ダクトヘッダ２ｇ、、２ｇに接続されている。そして、
これらの排気ダクトヘッダ、２ｇＸ２１１は２本ずつが
排気ダクト母管２９．２９によって合流せしめられ、そ
れぞれ使用済燃料貯蔵プールｊ用の閉止ダンパ３ｏ、　
、？０に接続されている。そして、各閉止ダンパ３０，
３０の下流側には建屋内排気系配管３／、３２が接続さ
れて込る。

−また、機器仮置プール乙には、第３図および第ｇ図に
示すように、対向壁面＆ｂ、ｊｂにそれぞれ、吸込口３
３　ａ　、　３３　ａを開口させた多数の排気ダクト枝
管３３．３３が設けられている。この吸込口３３ａは同
様に通常の水面Ｓよシ若干高い位置に開口されている。

そして、各排気ダクト枝管３３の下流端は各壁面に沿っ
て設けた２本の排気ダクトヘッダ３ｆ３Ｕ−に接続され
ている。そして、これらの排気ダクトヘッダ３ｔａ、３
１Ｉは排気ダクト母管３Ｓおよび機器仮置ブールを用の
閉止ダンパ３Ａ、３Ａに順に接続されている。

そして、原子炉ウエルグ用および機器仮置ブール用の各
閉止ダンパ２１．．３Ａの下流側は相互に合流させられ
た後に建屋内排気系配管３２および３７に接続されてい
る。

また°、各プールｊＸｔの隅部にはそれぞれ水位計ｒｅ
Ｘ！ｃ（第３図ハツチング部）が設けられている。

使用済燃料貯蔵プール！内に設けられた水位計Ｊｃは、
地震時等のようにそのブールタが振動して水面に波が立
って、水位が所定水位より上昇したことを検知して検知
信号を発し、閉止ダンパ３０．３０を全閉とさせる。

他方の機器仮置プールを内に設けられた水位計６ｃは、
同様に動作して、原子炉ウエルグ用および機器仮置プー
ルを用の閉止ダンパＭ、３Ａを共に全閉とさせる。

以上の構成を第３図の■−■線に沿って概略断面で示す
と紀７図のようになる。同図に示すように、排気ダクト
ヘッダユ３の底部には簡単なドレン抜きパイプ３ｇを接
続しておくとよい。

各水位計ｊｃ、Ａｃをブールの隅部に設けるのは、地震
時等に生じる波による水位の上昇が最も高い部分が隅部
であり、水位検知の確実性、信頼性を高くするためであ
る。

隅部で水位が最も上昇するのは、第３図の長辺方向Ｘ−
Ｘや短辺方向Ｙ−Ｙよシも対角方向２−２の方が水面の
水平長さが長いので、波高が増幅され易く、１だ隅部は
狭りので当然に水位がよシ上昇するものと考えられる。

これを理論的に説明する。

一般に、地震時におけるプール水の挙動を把握する要素
として、固有円振動数ω［ｒａｄ／ｓｅａ　］、固有周
期Ｔ［ｇｅｃ］、応答速度Ｓ［ｍ／ｓｅｃ〕、応答水平
変位Ａ１［ｍ］、水面の角度θｂ［ｒａｄｌ、水面の波
立ち高さｄｍａｘ［ｍ〕が挙げられる。

そして、ωは の関係式を潤だすことが知られている。

ここで、ｌはプール壁面からプール中央までの距離、ｂ
はプール水の通常時の水位、ｇは重力の加速度である。

よって、Ｔは Ｔ＝□　・・・・・・（２） ω によってめられる。

また、固有周期Ｔ　＝　３．０　’［ｓｅｃ　］以上の
床応答スペクトラムは地殻のスペクトラムと同じである
と仮定すると、ｌり弘θ年夕月１３日にエルセントロに
て発生した地震の地震記録波形によって得られた速度と
、地震加速度の比例配分によって応答速度Ｓがめられる
。

そして、Ａ１は Ａ１＝−・・・・・・（３） ω でめることができ、 θｈは でめることができ、 でめることができる。

そして、プールの大きさを適当に仮定し、応答速度Ｓを
める際に比較対象とする地震波をｌ）エルセントロ地震
波（Ｈｔａｏ年ｊ月／り日南北方向）ＭＬ犬ｌｒｏ　［
Ｇｌｌ　］ コ）エルセントロ地震波（／り≠Ｏ年ｊ月ｌざ日南北方
向）Ｍ大３１ｒＯ［：Ｇａｌ’］　−を用いて、式（５
）に従って、ｄｍａｘをめた特性図が第１０図のように
なる。

同図中、実線は／）エルセントロ地震波の場合を示し、
鎖紳は、２）エルセントロ地震波の場合を示す。

同図から、水面の水平長さの長い方すなわちプールの対
角方向の波の高さが最大になることが判明する。

次に　本実施例の作用を説明する。

地震が発生して貯水室である原子炉ウェル≠、使用済燃
料貯蔵プールｊおよび機器仮置ブール乙が振動すると、
内部のプール水も振動し波が発生する。この波は各プー
ルＪ−１７の隅部においてその波立ち高さが最高となる
。この波立によシ水面が各排気ダクト枝管２３．２７．
３３の吸込口ｎ　ａ　、　、２７ｍ　、３３’ａより高
くなシそうな所定水位まで達すると、これを水位計夕ｃ
、Ａｃが−早く検知して検知信号を各閉止ダンパ：Ｌ７
、ユ６．３６へ送り、この検知信号を受けた各閉止ダン
パ２７、ユ６．３ｔは証や全閉となシ、それより下流側
の建屋自排気管３／、３２．３７ヘプール水が溢流する
のを確実に防止する。

従来は、水位計を例えば第３図の機器仮置プール乙につ
いて説明すると、隅部ではなく辺の途中Ａ部分に設けて
いたから、波立ち高さが所定以上であっても水位計部分
の波立ち高さが許容値以内であって、閉止ダンパが全閉
とされないおそれがあった。

一旦排気ダクトヘッダ、７．ＩＩ、　：１ｇ、　３１４
に溜ったプール水は、ドレン抜きパイプ３ｇから廃液処
理系へ排出するとより０ このように、本実施例ではプール水の溢流を迅速かつ確
実に防止する。

地震時以外の平常時には各閉止ダンパ２６１．３０．３
６を開閉調節して、排気風量を建屋内作業に応じて適宜
選択する。

また、第２図に示−すよ５に排気ダクト枝管２７、排気
ダクトヘッダ、２ｇ１排気ダクト母管２ｑおよび閉止ダ
ンパ３０までの完全密閉部分には、従来のような拡散抑
制タンク／Ｉｔ等の特別な機器を取付けていないので、
構造が簡単であシ、製造組立て等の加工作業が容易であ
る。

また、各閉止ダンパＪＪ　、３０．３Ａの不必要な動作
を省くため、各閉止ダンパＭ　、３０．３Ａはそれぞれ
投数の水位計からの検出信号を同時に受けた時のみ全閉
とされるように形成するとよい。特に、使用済燃料貯蔵
プールｊ内に燃料を片寄せて貯蔵した場合には、その燃
料のある部分だけが水位が異常に上昇することがあシ、
この場合に徒らに閉止ダンパを閉塞しなくて済む。これ
により、プール水から蒸発するガス状の放射性物質の排
気ダクトを通しての排出を不必要に中断することがなく
なる。

また、第り図において、吸込口２”）ｔｘよシ流入した
プール水が約７秒かかって流下する位置に閉止ダンパ３
０が設けられることが多い。そこで、この閉止ダンパ３
０は検知信号を受けてから７秒以内に全閉となるように
形成されて−る。水位計ＩＣによる所定水位の検出は、
プール水が吸込口２７ａを通って排気ダクト枝管、２７
内に流入する前に行なわれるので、プール水が閉止ダン
パ３ｏより下流へ潅流するのが確実に防止される。

Ｑｆ、１１図は第二の発明の一実施例を示す。

本実施例は第り図に示す第一の発明の実施例に、更に加
えて、建屋自排気管３２の途中に０字管状の水溜り部３
９を設け、その最下瑞部にドレン抜きパイプ＜１０を設
けて形成されている。

このように水溜シ部３９を設けたから、万一閉止ダンパ
３０より下流側へプール水が溢水しても、水溜シ部３９
において捕捉してドレンとしてドレン抜きパイプｙｏか
ら廃液処理系へ排出することができるので、プール水の
溢水防止作用を一層高くすることができる。賽だ、閉止
ダンパの全開までの動作時間を遅くしても十分にプール
水の溢水を防止することができる。よって、廉価な閉止
ダンパな使用することができ、経済的にも有利である。

紀１２図は第三の発明の一実施例を示す。

本実施例は第２図に示す実施例において、水位計ｊｃに
代えてヘプールを振動させてその水の水位を所定水位ま
で上昇せしめる地震の発生を検知して閉止ダンパ３０を
全閉にさせる検知信号を発する地震計４ｃ／を設けて形
成されている。

この地震計弘ｌを用いると、プール水に波を立たせる原
因である地震が所定エネルギに達したか否る。よって、
水の波の方向、高さが地震の指に不安定に変化するのに
比べて、地震計弘ｌを検出センサとして用いる方が信頼
性が増し、誤動作も無くなる。″また、プール水では波
が立たない地震の初期微動中においても所定の地震発生
を検知することができ、閉止ダンパ３０の全閉動作の早
期応答が可能であ・す、それ故閉止ダンパ３０の全閉動
作所要時間がλ〜３秒のものを使用しても、十分に溢水
防止することができる。

また、地震引憎ｌと水位計ｊｃとを共に設け、いずれか
から検知信号を受けた時に閉止ダンパ３０を全閉と°さ
せるように形成してもよい。これにより、よシ確実に溢
水防止することができる。

なお、第１３図は閉止ダンパ３０に代えて、球状フロー
１．２を内装した氷室ψ３を設け、この氷室ｔ３の上端
に浮上した球状フロート弘２によって全閉とされる建屋
自排気管３２を接続し、氷室弘３の底部に下降した球状
フロートＱによって全閉とされるドレン抜＠ｔ＃を設け
たものである。

本実施例の場合、吸込口２７８から流入したプール水は
氷室値？内に溜まり、球状フロート＋２を浮き上がらせ
、この球状フロート弘ユが建屋自排気管３２を全閉とす
るので、プール水は建屋自排気管３２内へは全く溢水し
ない。そして、氷室ＩＩＪ内に溜１つだプール水はドレ
ンとしてドレン抜き件から廃液処理系へ排出される。

〔発明の効果〕 このように本発明の溢水防止装置は構成され作用するも
のであるから、地震時環における波発生によるプール水
の異常水位を迅速かつ正確に検知して、閉止ダンパな自
動的に閉塞し、プール水の溢水を確実に防止することが
でき、また排気量調節も容易に行１工うことができ、構
造も簡単であり、短期間に容易に施工することができる
等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉ウェル部近傍を示す原子炉建屋の一部切
断斜視図、第１図は従来の溢水防止装置を示す概略断面
図、第３図から第１．０図は本発明の溢水防止装置の一
実施例を示し、第３図は平面図、第４図は第３図のｒＶ
−ｒＶ線に治った拡大断面図、第５図は第３図の■−■
腺に沿った拡大断面図、第を図は第３図のｖｒ−ｖｒｌ
に沿った拡大断面図、第７図は第３図の■−■線に沿っ
た拡大断面図、棺を図は給３図の■−■線に沿った拡大
断面図、嬉り図は箇３図のＩＸ−ＩＸ線に沿った概略拡
大断面図、縞１０図は地震時における水平面の水平長さ
と水面の波立ち高さとの関係を示す特性図、第１／図お
よび嫡１２図はそれぞれ本発明の他の実施例な示す概略
断面図、第１３図は閉止ダンパに代えて球状フロー°ト
入れの氷室を設けた例の概略断面図であるＯ ｌ・・・原子炉ウェル、！・・・使用済燃料貯蔵プール
、ｔ・・・機器仮置プール、！ｃ、Ａａ・・・水位計、
＋２Ｊ。 コア、３３・・・排気ダクト枝管１．２弘、２ｇ、　３
１１・・・排気ダクトヘッダ１．２５．ユ９，３Ｓ・・
・排気ダクト母管、：ｌＡ、３０゜３６・・・閉止ダン
パ、３９・・・水溜り部、り０・・・ドレン抜き、ダ／
・・・地震計。 出願人代理人　猪　股　清 第６図 第８図 第７図 第９図 ”ｒｒ 第１Ｏ図 水分０水干長づ 第１１図 第１２図　９４１ 第１３図 手続補正書 昭和困年１０月ｙ日　１ 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示　１ 昭和５８年特許願第１４２１４１号 ２、発明の名称　１ 溢水防止装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （３０７）　東京芝浦電気株式会社 ８、補正の内容 ［１）明細書第１０頁第１９行「排気ダクト新管」を「
排気ダクト枝管」と訂正する。 ：２）明細書第１６頁第４行および第５行の「２′７」
をそれぞれ「（ト）」と訂正する。 ：３）明細書第１７頁第１８行「る。」の後に「なお。 各閉止ダンパ２６，３０．３６はそれぞれ１個の水位側
からの検出信号を受けた場合に全閉とされるように形成
してもよい。」と加入する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　貯水室壁面にその貯留された水の水面より若干高い
   位置に吸込口が開設された排気ダクトからの前記水の溢
   水を防止する溢水防止装置において、前記貯水室の振動
   時における水面の最上昇部分近傍に水位が所定水位まで
   上昇したことを検知して検知信号を発する水位計を設け
   、この検知信号を受けた時に前記排気ダクト、を全閉と
   する閉止ダンパを排気ダクトの途中に設けたことを特徴
   とする溢水防止装置。 １、水位計を貯水室の各隅部にそれぞれ設け、閉止ダン
   パはこれらの水位計の複数からの検知信号を受けた時に
   全閉となるように形成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の溢水防止装置。 ３、閉止ダンパは、吸込口から流入した水が流下するの
   に１抄製する位置に設けられているとともに、水位計に
   よる水位上昇検知よｌ／秒以内に全閉とされるように形
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の溢水防止装置。 久貯水室壁面にその貯留された水の水面よシ若干高い位
   置に吸込口が開設された排気ダクトからの前記水の溢水
   を防止する溢水防止装置において、前記貯水室の振動時
   における水面の最上昇部分近傍に水位が所定水位まで上
   昇したことを検知して検知信号を発する水位計を設け、
   この検知信号を受けた時に前記排気ダクトを全閉とする
   閉止ダンパを排気ダクトの途中に設け、この閉止ダンパ
   の下流側の排気ダクトにドレン抜きを有する水溜り部を
   設けたことを特徴とする溢水防止装置。 よ貯水室壁面にその貯留された水の水面より若干高い位
   置に吸込口が開設された排気ダクトからの前記水の溢水
   を防止する溢水防止装置において、前記貯水室を振動さ
   せてその水の水位な所定水位１で上昇せしめる地震の発
   生を検知して検知信号を発する地震計を設け、この検知
   信号を受けた時に前記排気ダクトを全閉とする閉止ダン
   パを排気ダクトの途中に設けたことを特徴とする溢水防
   止装置。