JPS6082888A - 原子炉格納容器配管 - Google Patents

原子炉格納容器配管

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JPS6082888A
JPS6082888A JP58191386A JP19138683A JPS6082888A JP S6082888 A JPS6082888 A JP S6082888A JP 58191386 A JP58191386 A JP 58191386A JP 19138683 A JP19138683 A JP 19138683A JP S6082888 A JPS6082888 A JP S6082888A
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JP
Japan
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piping
main steam
containment vessel
vessel
steam
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JP58191386A
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English (en)
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長谷川 邦夫
翼 清水
堀内 哲男
久雄 伊藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C9/00Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C13/00Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
    • G21C13/02Details
    • G21C13/032Joints between tubes and vessel walls, e.g. taking into account thermal stresses
    • G21C13/036Joints between tubes and vessel walls, e.g. taking into account thermal stresses the tube passing through the vessel wall, i.e. continuing on both sides of the wall
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C13/00Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
    • G21C13/10Means for preventing contamination in the event of leakage, e.g. double wall
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は原子炉の格納容器に対して出入りする配管特に
主蒸気配置の改良に係り、原子炉格納容器を貞通してそ
の外側に在る配管特に主蒸気配管の部分から漏洩するこ
とのある蒸気の散逸防止全図った原子炉格納容器配嘗の
改良に関する。
〔発明の背吠〕
一般に、原子炉発電プ5/トは、原子炉中て生じた熱エ
ネルギーで高温高圧の水蒸気を発生させそれを原子炉格
ぜ1容器の外へ沓きタービンを回転させて発電する。タ
ービンを回転させプこ水蒸気は復水器により水になり、
給水配管により、格納容器内に入り、原子炉へ戻る。格
納容器には、このように蒸気を輸送する主蒸気配管、水
を戻す給水配管の外に、主蒸気のドレンをする主蒸気ド
レン配管、炉心を冷却する炉心スプレィ配管、原子炉を
冷却させるための残留熱除去系配管等、水蒸気や水を輸
送する配管が貫通している。また、格納容器の換気をす
るドライウェル換気配管や、気体物の処理をするオフガ
ス系配省等の気体を輸送する配管も格納容器を貫通して
いる。
このように、格納容器を貝通し、水蒸気、水及び気体等
の流体を輸送する配管は多数あシ、これらの流体配管は
格納容器の内側及び外側に隔離弁が設けられている。
以下、第1図に示す沸騰水型原子炉(BWR)の主蒸気
配管の場合について説明する。
水は、原子炉圧力容器1の中で核反応によシ生じた熱を
受けて高温高圧の蒸気になる。この蒸気は、一般に温度
約270℃、圧力約70kVcrn2 の蒸気である。
圧力容器1で得られた蒸気は、主蒸気配管2によって原
子炉格納容器3内から該格納容器の壁の貫通口を通って
格納容器3外へ出、更に不図示のタービン建屋へ導かれ
、そこでタービンを回転して発電機を回す。タービンを
出た蒸気は、水に戻された後、再び格納容器3内の原子
炉圧力容器1に戻される。
格納容器3は、鋼鉄製であシ、截頭円錐体の形状であっ
て、底辺の胴径が約25〜29FF+のものである。格
納容器の外側は、コンクリート容器6に包まれている。
格納容器3内の気圧は、通常、大気圧であるが、格納容
器内で万−配管等がギロチン破断して高温高圧の水蒸気
が噴出した場合を侶定して、格納容器3は、数気圧に耐
えられるように設置されている。
また、ABWR(Advanced BWR)の場合に
は、第2図に示すように、原子炉格納容器は、コンクリ
ート製の格納容器3であり、内部の圧力はそのコンクリ
ート壁で受け持つように設計され、コンクリート壁の内
面には鋼板が内張シされている。
BWR及びABWRともに、格納容器3は、万一、原子
炉圧力容器あるいは配管等が破壊してそこから放射性物
質が洩れた場合、これら放射性物質を格納容器3内に閉
じ籠めて、その大気飛散を防ぐ役目を有している。それ
故、格納容器を貫通ずる配管には、格納容器内に放射性
物質を閉じ籠めるために、格納容器の内外両側に弁が設
置されている。
主蒸気配管においてもそのような弁が設けられている。
これを第1図を用いて以下に説明する。
主蒸気配管2は、通常、炭素鋼管で製作され、?+−直
径は約400−700mm、管肉厚は20〜40ffi
II+である。1つの原子力発電プラントにおいて、通
常、主蒸気配管は四系統あるが、一つの系統の主蒸気配
管2には、格納容器3には二重安全の、は味で内壁側と
外壁π111に夫々内側主蒸気隔カイ弁4および外側主
蒸気隔離弁5が設けられておシ、蒸気のぴ11洩や、そ
の他の運転上のトラブル等のとき、主蒸気隔離弁4,5
は閉じられる。
例えば、圧力容器lの蒸気ノズルから内側主蒸気隔離弁
4までの間の主蒸気配管に蒸気の漏洩を生じた場合は、
内側主蒸気隔離弁4は閉じられ、タービン系への蒸気の
供給は止められ、格納容器内に蒸気は放散するが、内側
主蒸気弁4の閉止によって、放射能を含んだこの蒸気は
格納容器3内に閉じ籠められる。
また例えば外側主蒸気隔離弁5からタービンへ至る主蒸
気配管2において蒸気が漏洩した場合は、外側主蒸気隔
離弁5は閉じられ、これにより蒸気の供給を停止し、痛
洩する蒸気量が最小限に抑えられる。
また例えば、内側主蒸気隔離弁4と外倶1j主蒸気隔離
弁5との間の主蒸気配管に蒸気d(−洩が生じた場合は
、両隔離弁4,5が閉じられることによって蒸気漏洩量
を最小限にとどめることができる。
両隔離弁4,5の間の格納容器3の壁を)’f )Ej
iする主蒸気配管2は、格納容器3外口に取伺けられて
いる。格納容器3は常温であることから、該部分の主蒸
気配管には熱応力による荷重が作用するため、貫通口と
主蒸気配管2のr4y、伺けは高度の技術を以てなされ
ているが、それでも格納容器3の外壁から外側主蒸気隔
離弁5までの間での主蒸気配管2に亀裂が発生して蒸気
漏洩を生じる惧れがあるので、その漏洩を抑えるために
内側主蒸気隔離弁4が設けられているのである。
しかしながら、格納容器3の外壁と外側主蒸気隔に1を
弁5との間の主蒸気配管2に蒸気の漏洩が生じた場合、
漏洩発生から内側主蒸気隔離弁4が閉止し終るまでの時
間内に蒸気が格納容器3の外の大気へ逸出して放射能汚
染区域を広げるという欠点は従来避けられなかった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、原子炉格納容器を貞通し外側隔離弁に
至るまでの配管に蒸気漏洩を生じた場合でも、放射能含
有蒸気を大気中に散逸させず、しかも通常二重安全の意
味で設けられる隔離弁を不快とし得る原子炉格納容器配
管を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明の概要を特に原子炉主蒸気配管についていえば、
該主蒸気配管は原子炉格納容器外壁から外側主蒸気隔離
弁までの主蒸気配管の外表面の全部又は一部を大気から
遮蔽する隔離容器で包囲したことを特徴とする。
好ましくは、該隔離容器はベローズで形成される。また
、隔離容器は上記主蒸気配管のうち1代裂発生の確率が
最も大きい溶接部の外表面のみに施されてもよい。
〔発明の実施例〕
第3図は本発明の一実施例を示すもので、原子炉格納容
器3の外壁から外側主蒸気隔離ジ1゛5までの間の主蒸
気配管2を隔離容器7で包囲したものである。隔離容器
7は主蒸気配管2の外径より大きく、隔離容器7と主蒸
気配管2との間の空間は、密閉されているか、あるいは
、格納容器3の貝通口部分を通して格納容器3の内・1
11!lと通気していてもよい。このようにすることに
より、格納容器3の外壁から外側主蒸気隔離弁5までの
間の主蒸気配管2から蒸気の漏洩を生じた場合、その漏
洩蒸気を隔離容器7の中に閉じ籠め、あるいは、格納容
器3内に留めておくことができる。
格納容器3の外壁から外側主蒸気隔離弁5までの距離は
通常2〜5mであり、図示の如くに隔離容器7を取付け
る際、隔離容器7を図面の紙面と平行な面で予め半割に
して主蒸気配管2を挾んで両側から被せた上で一体に溶
接するようにすれば、夕)側主蒸気隔離弁5のだめの分
岐部分も含めて主蒸気配管2をθうことか容易にできる
また、好ましくは隔離容器7に湿分検出器等の蒸気漏洩
検知センチ−8を取付け、これによう格納容器3の外壁
と外側主蒸気隔離弁5との間の主蒸気配管2からの蒸気
^洩を素早く検知して主蒸気隔g「弁を閑じ、原子炉プ
ラントの運転を緊急停止することができる。
複数系統の主蒸気配管2が互に遠くない範囲にilGん
で二本以上配置されている場合には、格納容器3の外壁
から外側主蒸気隔離弁までのこれら主蒸気配管を一つの
隔離容器7で覆ってもよい。この場合、一つの隔離容器
の中を各主蒸気配管2ごとに区分し、区分された各空間
に蒸気漏洩検出センナ−8を設けてもよい。
第4図は本発明の他の実施例を示すもので、格納容器3
の外壁から外側主蒸気隔離弁5の直前までの間の主蒸気
配管2をベローズで製作された隔離容器7で包囲したも
のである。主蒸気配管は通常運転時に約270℃に昇温
し、格納容器3の壁への数句は部や主蒸気配管支持用丈
ボートによって主蒸気管には熱応力が発生する。隔離容
器7が剛体で製作され、溶接にょっそ堅Q]に主蒸気配
管に取付けられていると、運転にょる熱負荷によって主
蒸気配管に5の犬な熱応力が発生する惧れがある。本実
施例では柔軟構造のベローズを用いて隔離容器7を構成
したので、主蒸気配管2中の過大な熱応力発生を防止し
得る。ベローズは隔qf容器7を形成する一部分であっ
てもよいし、また、全体であってもよい。
第5図は本発明のもう1つの実施例を示す。通常、主蒸
気配管の溶接部分は、浴接施工時の溶接欠陥、溶接時の
熱影響部、溶接金部が母料と)゛(なるiwt的性質を
有すること等からハナ拐に比べて亀裂の発生確率が高い
。よって本実施例では、格納容器3の外壁から外側]主
蒸気隔k〔弁5までの主蒸気配管2の溶接部分のみを隅
肉11容器7で包囲し、隔離容器7に蒸気漏洩検知用の
センサー8を数句けだものである。これにより溶接部分
からの漏洩蒸気の散逸を防止することができ、また該蒸
気漏洩をセンサ8で検知することにより緊急にプラント
の停止を図ることができる。
また、以上に示した各実施例のように隔離容器7を設け
ることにより、格納容器3の外壁と外側主蒸気隔離弁5
との間の主蒸気配管に蒸気の漏洩が生じた場合でも、格
納容器外の大気中に放射能含有蒸気が拡散しないから、
内側主蒸気隔離弁4の設置は必要でなくなるという効果
が生じ、これは次の利点をもたらす。
主蒸気隔離弁は、通常、全長が約4m強であり、斜形状
で主蒸気配管に取付けられているため、垂直高さが約3
 m%水平投影長さが約3mという大きさを有する。従
って、上述のように内側主蒸気隔離弁が不要になれば、
格納容器の底辺の胴直径を従来の25〜29mから約2
0〜24mK縮めることが可能になシ、それだけ格納容
器3を小型軽じ:化することができる。このことをAB
WRの場合について第6図に例図する。すなわち、第6
図は、格納容器3から外側主蒸気隔離弁5までの間に亘
って主蒸気配管2に隔離容器7を設けたことによシ第2
図の如き内側主蒸気隔離弁4を不安として省略した例で
ある。これにより、格納容器3の底部胴径は、内側主蒸
気隔離弁を含む場合(第2図)のそれより小で足り、格
納容器3の建設コストを大幅に低減することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、原子炉格納容器と外側主蒸気隔離弁と
の間の主蒸気配管に蒸気漏洩が発生した場合においても
、内側主蒸気隔離弁の閉成完了前に漏洩蒸気が大気に散
逸するという従来の問題点に完全に回避され、格納容器
外の放射能汚染区域の拡大を阻止することができる。
史には内側主蒸気隔離弁を省略することがb」能となる
ので、それだけ原子炉格納容器の大きさを小さくしその
建設コストを大幅に低下させることができる。
また、漏洩蒸気が包囲隔離容器中に捕捉されるため、そ
こに蒸気センサを設けることによりその検出が迅速的確
となシブラント緊急停止の確実化に寄与することができ
る。
以上は、原子炉格納容器から出る主蒸気配管について詳
細な説明をしだが、先に述べたように、原子炉格納容器
に対して出入シする配管には給水配管、主蒸気ドレン配
管、炉心スプレィ配管、残留熱除去系配管、ドライウェ
ル換気配管、オフガス配管等の多くの配管があり、本発
明は、主蒸気配管に限ることなくそれ以外のこれら配管
に対しても等しく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のBWRの格納容器および主族気配′市の
配置を示す断面図、第2図は従来のABWRのそれを示
す断面図、第3図、第4図および第5図は夫々本発明の
異る実施例を示す図、第6図は本うら明の実施により内
側主蒸気隔離弁を省略して小型化されたABWR格納容
器および主蒸気配管を示す断面図である。 1・・・原子炉圧力容器 2・・・主蒸気配管3・・・
原子炉格納容器 4・・・内側主蒸気隔離弁5・・・外
側主蒸気隔離弁 7・・・隔離容器8・・・漏洩蒸気セ
ンサ 代理人 本 多 小 半 一□八1+− 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ 原子炉格納容器を貫通してその外方に延び且つ該格
    納容器外に外側隔離弁を有する原子炉格納容器配管にお
    いて、上記格納容器外壁から外側隔離弁までの配管外表
    面の少なくとも一部分を大気から遮蔽する隔離容器で包
    囲したことを特徴とする原子炉格納容器配管。 2 前記配管は主蒸気配管であシ、前記外側隔離弁は外
    側主蒸気隔離弁である特許請求の範囲第1項記1或の原
    子炉格納容器配管。 3 前記隔離容器はベローズで形成されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第2項記載の原子炉格納容器配
    管。 4、 前記隔離容器は、前記格納容器外壁から外l1I
    IJ主蒸気隔離弁までの主蒸気配管の外表面全体を包囲
    している特許請求の範囲第2項又は第3項記載の原子炉
    格納容器配管。 5、 前記隔離容器は前記格納容器外壁から外$111
    主蒸気隔離弁までの主蒸気配管の溶接部分を包囲してい
    る特許請求の範囲第2項記載の原子炉格納容器配管。 6、 前記隔離容器は漏洩蒸気検知用センブーを内蔵し
    ている特許請求の範囲第2項ないし第5項のいずれかに
    記載の原子炉格納容器配看。
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