JPS6131836B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蒸気排出装置に係り、特に、沸騰水
型原子炉の原子炉圧力容器の内圧上昇時動作して
蒸気を放出する蒸気排出装置に関するものであ
る。

沸騰水型原子炉は、第１図に示す如く、原子炉
格納容器１内に、炉心部７を収納する原子炉圧力
容器２を格納している。原子炉格納容器１内の上
部にドライウエル３、下部に圧力抑制室４が設け
られている。原子炉圧力容器２の内部は、通常運
転時には約70気圧の冷却水および蒸気で満たされ
ている。原子炉圧力容器２内で発生した蒸気は、
主蒸気管８を通して原子炉格納容器１外に導か
れ、蒸気タービンを回すのに用いられている。一
方、原子炉格納容器１のドライウエル３は、ほぼ
大気圧に維持された窒素ガスで満たされている。
原子炉が定常に運転されている場合は、原子炉圧
力容器２内の蒸気発生量とタービン側における蒸
気使用量が平衡状態にあつて原子炉圧力容器２の
内圧は一定に保たれている。しかし、タービント
リツプ時等の如く全負荷がしや断されると一時的
に原子炉圧力容器２の内圧が上がることになる。
このような過渡的な運転状態で生ずる原子炉圧力
容器２の内圧の過渡の上昇を制限するために設け
られているのが、リリーフベント管５である。リ
リーフベント管５は、主蒸気管８に設けられる逃
がし安全弁９に接続され、その他端が圧力抑制室
４の冷却水１１内に開口している。リリーフベン
ト管５には、冷却水１１の水面上方で真空破壊弁
１０が設けられている。

逃し安全弁９は、通常運転時の原子炉圧力容器
２内の過渡な圧力上昇を制限する他、一次冷却系
の配管破断事故時に開いて原子炉圧力容器２内の
蒸気を逃がし、この事故によつて水面上に露出し
た炉心部７の冷却を行なうために設けてある炉心
スプレイ系６の作動開始圧まで原子炉圧力容器２
の内圧を下げる役割を持つている。このように、
逃がし安全弁９が原子炉圧力容器２の異常な過渡
圧力上昇時、あるいは一次冷却系の配管破断事故
時に開くと、原子炉圧力容器２内の蒸気は逃がし
安全弁９およびリリーフベント管５を介して圧力
抑制室４内の冷却水１１中に噴出され、凝縮され
る。また、逃がし安全弁９が閉じたときにリリー
フベント管５内の残存蒸気の凝縮によつて圧力抑
制室４内の冷却水１１がリリーフベント管５内を
上昇しないように、リリーフベント管５には真空
破壊弁１０が取付けられている。逃がし安全弁９
の閉鎖時にリリーフベント管５内が真空になる
と、真空破壊弁１０が開いてリリーフベント管５
内に圧力抑制室４内の窒素ガスを導入するように
なつている。従つて、リリーフベント管５内に
は、逃がし安全弁９が開く前には原子炉格納容器
１内と同様に窒素ガスが充満している。従つて、
逃がし安全弁９が開くと圧力抑制室４の冷却水１
１内へは、リリーフベント管５より管内に残存し
ていた水、つぎに窒素ガス、最後に蒸気の順で排
出されてゆく。このうち特に非凝縮性の窒素ガス
がリリーフベント管５より放出される際には、第
２図に示す如くリリーフベント管５出口付近の冷
却水１１を押しのけることとなり、押しのけられ
た冷却水１１が急激に周囲に広がつて周囲の構造
物を破損する恐れがある。また、この過程でリリ
ーフベント管５の出口付近にできた窒素気泡１４
の内部は冷却水１１の周囲への急激な発散運動
（この状態を図では矢印１５で表わしてある）に
よつて周囲に引張られて負圧となる。このため、
冷却水１１の周囲への発散運動がおさまると、逆
に窒素気泡１４は第３図に示すように収縮をはじ
め、周囲の水はリリーフベント管５の出口付近に
吸い寄せられる（この状態を図では矢印１６で表
わしてある）ことになる。これに伴つて周囲の圧
力は負圧となり、圧力抑制室４の底板１２が吸い
上げられて損傷する恐れがある。

本発明の目的は、蒸気凝縮を行なう際に生じる
気泡脈動により生じる気泡脈動荷重を大巾に低減
できる蒸気排出装置を提供することにある。

本発明は、リリーフベント管にガス注入管を設
け、ガス注入管にガス供給手段を設けることを特
徴とする。

第４図および第５図に基づいて本発明の実施例
を説明する。

リリーフベント管５の途中でしかも圧力抑制室
４の冷却水１１の液面上方の位置で窒素ガス注入
管１７を設ける。窒素ガス注入管１７には、逆止
弁１８を設置し、フアン１９を接続する。リリー
フベント管５内のガスの圧力は、フアン１９を常
時駆動することによつて加圧され、その圧力はリ
リーフベント管５の水浸部２０内の水を排除する
程度に保持されている。

従来、蒸気が放出される際は、まず、リリーフ
ベント管５の水浸部２０の水頭分の冷却水、次に
リリーフベント管内の窒素ガス１４、最後に蒸気
が放出される。蒸気は、リリーフベント管５内に
急激に放出される為、リリーフベント管５内の窒
素ガス１４は、圧縮作用を受ける。この時、水浸
部２０が大きければ大きい程大きな液柱を押し下
げなければならないのでその圧縮作用は大きく、
窒素ガス１４がリリーフベント管５から放出され
る際の気泡の圧力は大きくなる。

本発明では、フアン１９によりリリーフベント
管５内のガスが加圧され、水浸部２０内の冷却水
は、リリーフベント管５の蒸気放出口５Ａの位置
まで低下している。このため急激な蒸気の放出時
においても窒素ガス１４の圧縮作用は小さく、よ
つて気泡の発散圧力１５および収縮圧力１６も小
さくなる。本実施例では、圧力抑制室４内の気泡
脈動荷重を低減することができる。蒸気放出の際
は窒素ガス注入管１７に設置された逆止弁１８は
閉じ、フアン１９には、すなわちドライウエル３
内には蒸気は放出されないようになつている。

リリーフベント管５内の蒸気圧力が低下した場
合は、逆止弁１８が開き、再びリリーフベント管
５内に窒素ガス１４が注入されるのでリリーフベ
ント管５内の熱伝達係数が低下して蒸気、凝縮速
が遅くなり、リリーフベント管５内の圧力が低下
した場合に発生するチヤギング荷重に対しても低
減対策として非常に有効である。

第６図、第７図、第８図は、本発明の他の実施
例を示したものである。

第６図は、窒素ガス注入管１７の吸気孔を圧力
抑制室４内の気相部（冷却水１１の液面上方の空
間）とドライウエル３にそれぞれ配置したもの
で、弁２２の切り換えによりどちらからも窒素ガ
スが供給可能となる。これにより窒素ガス１４
は、外から供給されることなく循環して使用する
ことも、又タンクから供給して使用することも可
能となる。２１は、ドライウエル３と圧力抑制室
４を分離するダイヤフラム床である。第７図は窒
素ガス注入管１７およびフアン１９を圧力抑制室
４の気相部に設置したものである。これによつて
も窒素ガス１４は循環して使用することが可能で
ある。

第８図は１系統の窒素ガス注入管１７を枝管２
２を用いて複数個のリリーフベント管６に接続し
た例である。

第９図は従来例の圧力抑制室４の底板１２に加
わる気泡脈動荷重と、第４図に示す実施例の底板
１２に加わる気泡脈動荷重を比較して示したもの
である。第９図Ａが従来例、第９図Ｂが本発明の
結果を示す。これから明らかなように本発明によ
れば、蒸気放出時の圧力抑制室４の底板１２に加
わる気泡脈動荷重は約1/10に低減できる。

第１０図は、蒸気中に非凝縮性ガスが混入した
場合のチヤギング荷重低減率について示したもの
である。

図より非凝縮性ガス（窒素）の混入に対するチ
ヤギング荷重の低減は、非常に大きく非凝縮性ガ
スを１％混入したとするとチヤギング荷重は半分
以下となることがわかる。チヤギング荷重が生じ
る際のリリーフベント管流量は約５m³/secである
から１％混入するためのフアン容量は0.05m³/sec
であればよいことになる。

本発明によれば、圧力抑制室の損傷を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸騰水型原子炉の原子炉格納容器の構
造図、第２図および第３図は第１図に示す従来の
リリーフベント管からガスが放出される時の気泡
脈動現象を示す説明図、第４図は本発明の好適な
一実施例である蒸気放出装置の構造図、第５図は
第４図のＶ部拡大図、第６図〜第８図は本発明の
他の実施例の構成図、第９図Ａは従来例の気泡脈
動荷重の変化を示す特性図、第９図Ｂは第４図に
示す実施例の気泡脈動荷重の変化を示す特性図、
第１０図は非凝縮性ガスの含有率とチヤギング荷
重との関係を示す特性図である。 １……原子炉格納容器、２……原子炉圧力容
器、３……ドライウエル、４……圧力抑制室、５
……リリーフベント管、１１……冷却水、１７…
…窒素ガス注入管、１９……フアン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉容器に接続されてかつ前記原子炉容器
   内の蒸気を圧力抑制室の冷却材中に放出させるベ
   ント管を有する蒸気排出装置において、該ベント
   管にガス注入管を接続し、前記ガス注入管にガス
   供給手段を設けることを特徴とした蒸気排出装
   置。