JPS6173094A - 可燃性ガス濃度制御系 - 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、原子炉の冷却材喪失事故時に原子炉格納容器
内に放出される放射性物質を捕獲することのできる可燃
性ガス濃度制御系に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 一般に、沸農水型原子炉においては、万−再循環配管等
の破断が生じると冷却材喪失事故（以下、ＬＯＣＡとい
う。）となり、このとき水の放Ｑ４線分解により生ずる
水素と酸素、およびＬＯＣＡにより露出した炉心で起こ
る水−ジルコニウム反応で発生する水素が、原子炉格納
容器内に放出される恐れがある。そして、放出された可
燃性ガスの濃度が可燃限界を越えて燃焼すると、原子炉
格納容器内の温度と圧力をＴＲさせる可能性があるので
、これを防止するため原子炉格納容器内の水素濃度を制
御する可燃性ガス濃度制御系を設置し“Ｃいる。

第３図はこの種の従来の可燃性ガスｆＪ度制御系を設け
た原子炉格納容器１等を示している。この原子炉格納容
器１内はダイヤフラムフロア２により上部のドライウェ
ル３と下部のサブレツションチＶンバ４とに分離されて
いる。ドライウェル３内の中央部には原子炉圧力容器５
が設けられており、また上部には環状の上下２個の原子
炉格納容器スプレィヘッダ６．６が設けられている。そ
して、ダイヤフラムフロア２にはドライウェル３内の漏
洩冷却材等をサプレッションチャンバ４内のブール水り
ａ内に逃すベント管７が量適して設けられている。そし
てベント管７にはナブレツションチャンバ４内のガス圧
が高くなった時に開いて、ガスをドライウェル３内へ逆
流させる真空破壊弁８が設けられている。この原子炉格
納容器１に付設された可燃性ガス濃度制御系は、第３図
の右方にその系統が示されている。丈なわら、原子炉格
納容器１のドライウェル３内の上部から内部気体を管路
９を通してブロア１０により吸引し、吸引された気体は
各種処理を施してからサプレッションチャンバ４内に送
給するように形成されている。

しかして、ブロア１０の上流側には出口側仕切弁１１を
設け、ブロア１０の下流側には、吸引した内部気体を加
熱する電気加熱器１２、水素と酸素とを再結合させる再
結合器１３、この再結合反応で生じた水蒸気を冷却凝縮
させる冷却器１４、セパレータ１５および入口側仕切弁
１６とが順次この順に設【ブられている。そして、セパ
レータ１５からバイパス管１７が分岐されており、この
バイパス管１７は途中に仕切弁１８を存し、その他端が
ブロア１０の上流側に接続される。

次に、ＬＯＣＡ時における各部の動作を説明する。

ＬＯＣＡ時には、多量の放射性物質が放出される可能性
がある。そして、ＬＯＣＡの初期にＪ５いては、ドライ
ウェル３内の圧力とサプレッションチャンバ４内の圧力
の差が大きいので、ベント管７を通してドライウェル３
内の内部気体がサプレッションチャンバ４のブール水４
ａ中に放出され、水蒸気は凝縮され、同時に水溶性放射
性物質と浮遊放射性粒子が捕獲される。その後ドライウ
ェル３とサプレッションチャンバ４との内圧の差圧が小
さくなると、可燃性ガス濃度制御系が作動される。すな
わらドライウェル３内の内部気体は管路９内ヘブロア１
０によって吸引され、電気加熱器１２で加熱され、再結
合器１３で酸素と水素とが結合されて水蒸気となり、冷
却器１４においてスプレー効果によって凝縮され、水と
なって、セパレータ１５、入口側仕切弁１６を通ってサ
プレッションチャンバ４内に送給される。

ところが、この可燃性ガス濃度制御系による処理だけで
は、原子炉格納容器１内のガスは循環するだけであり、
成剤性物質の捕獲は、スプレィヘッダ６および冷却器１
４のスプレー効果によってのみしか行なわれていない。

そのため放射性物質の除去が十分性なえない可能性があ
り、また十分であっても、さらに除去する方が好ましい
。また、可燃性ガス濃度制御系はドライウェル３の内部
気体（ドライウェルガス）をそのまま出口側仕切弁１１
を通して管路９内へ吸気されるため、ブロア１０に達す
る管路９中で冷却凝縮された凝縮水がそのまま系内に溜
り、ブロア１０の機能を低下させる可能性がある等の不
都合があった。

〔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、原子
炉格納容器内空間の放射性物質を確実に低減ツることが
でき、かつ、別能の信頼性を向上させることのできる可
燃性ガス濃度制御系を提供することを目的とする。

（発明の１■要） 本発明の可燃性ガス濃度制御系は、原子炉格納容器のド
ライウェル内の内部空気をブロアで吸引し、そのブロア
の上流側に内部空気を液相中を通して含有される放射性
物質を強制的に捕獲する放０４性物質捕獲水槽を設け、
この放射性物貿捕犯水槽中の液をサブレッションチＶン
バに送給する送給ポンプを有する連結管路を設けて形成
したことを特徴とする。

〔発明の実施例） 以下、本発明の実施例を第１図および第２図について説
明する。

第１図において、第３図と同一部分には同一符号を付し
である。

本発明は、第１図に示すように、ブロア１０によりドラ
イウェル３から内部空気を吸引する管路９のブロア１０
より上流側に、内部空気中に含有される放射性物質を捕
獲する気液２相構造の放射性物質捕獲水槽１９を設け、
この放射性物質捕獲水槽１９の液相１９ａからその液を
サプレッションチャンバ４へ送給する送給ポンプ２０を
有する連結管路２１を設け、その他は第３図に示す従来
例とほぼ同様に構成して形成されている。更に説明する
と、ドライウェル３から出口側仕切弁１１を経て導出さ
れた管路９は、その下流端に小口径孔が穿設されている
プラグ２２を設けて放射性物質捕獲水槽１９の液相１９
ａに開口させられている。そして、この放射性物質捕獲
水槽１９の気相１９ｂにはブロア１０の入口側に当たる
管路９の上流端が開口させられており、さらに、下流側
へ順に流グ調節弁２３、装置加熱器２４が設けられてい
る。また、連結管路２１の送給ポンプ２０の゛下流側に
は逆止弁２５と流量調整隔離弁２６とが設（ブられてい
る。そして、放射性物質捕獲水槽１つの液相１９ａの液
は、非常用炉心冷却系の機能を果ず残留熱除去系の熱交
換器２７からの冷水が流量調節弁２９を右する管路２８
を通して送給される。そして、送給ポンプ２ｏの関連運
転によって液相１９ａ中の液がほぼ一定液位に保持され
る。

また、この熱交換器２７からの液は管路３０、仕切弁３
１を通して冷却器１４内に冷却水としてスプレィされる
。

次に、本実施例の作用を説明する。

ＬＯＣＡ時に放出される蒸気と放射性物質はドライウェ
ル３内に充満し、ドライウェル３とサプレッションチャ
ンバ４との差圧からベント管７を通してサブレッション
チせンバ４のブール水４ａ中に放出される。その時ガス
中の蒸気と水溶性の放射性物質の浮遊放射性粒子がプー
ル水４ａで捕獲される。

ＬＯＣＡが進行して、ドライウェル３とナブレツション
チ１ノンバ４との差圧が低下し、ベント管７を通しての
ガスの循環が行なわれなくなった後に、可燃性ガス濃度
制御系が作動される。すなわら、ブロア１０を起動する
ことにより放射性物質捕獲水槽１９の気相１９ｂの圧力
をドライウェル３の圧力より低く保ち、ドライ１クエル
３中の内部空気を液相１９ａ中にプラグ２２から小径泡
として放出させる。このとき、内部空気中の蒸気が冷た
い液によって凝縮され、また水溶性物質ど浮遊放射性粒
子が液相１９ａ中に強制的に捕獲される。

残りの内部空気は、気相１９ｂに移行し、系内凝縮水量
低下効果向上のための１１ａ置加熱器２４を通って加温
される。これによりブロア１０に凝縮水が流入すること
がなくなり、耐久性、信頼性が向上する。その後、従来
と同様に電気加熱器１２、再結合器１３、冷却器１４を
通ってサプレッションチャンバ４内に戻される。そして
、放射性物質捕獲水槽１つの液相１９ａ中に捕獲された
蒸気と放射性物質は、送給ポンプ２０にＪ：り連結管路
２１を通してサプレッションチャンバ４のブール水４ａ
中に送られる。この時の液相１９ａの液…の低下分だけ
、たとえば残留熱除去系により熱交換器２７を通った冷
水が供給され、液相１９ａの液量は一定、かつ低温に保
たれ、蒸気の凝縮と放射性物質の捕獲効果を常に十分に
行なうようにされている。

水溶性の放射性物質を液相１９ａ中にバブリングさせる
ことによる、スクラビング効果は、バブリングさせる距
離に関係するが、第２図に示す通り１　ｍもあれば放射
能を数百弁の１以下に低下できる。第２図は、縦軸に放
射能の除染効果比（入ロ濶度／出ロ濃度）を、横軸にバ
ブリング距離を表わしている。

また、原子力発電所の安全評価として、ＬＯＣＡ時に放
射性物質の環境放出を評価するが、源はドライウェル３
内の放射性物質であり、これを可燃性ガスｍ度制御系に
より強制循環させ、液相１９ａ中で強制的に捕獲除去す
ることによりドライウェル３の気相中の放射性物質但を
より低下さぼることができ、環境への放射性物質放出量
も従来に比較して抑えることができる。また、可燃性ガ
ス濃度制御系はＬＯＣＡ後数十日に亘って運転されるこ
とが予想されるので、その放射性物質低減の効果が大き
い。長期間運転するにあたり、放射性物質捕獲水槽１９
を設けることによる系内凝縮水ｍ低下も図ることができ
、系統の信頼性も向上する。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明に係る可燃性ガス濃度制御系
においては、原子炉格納容器のドライウェル内の内部空
気を吸引するブ［１アの上流側管路に、内部空気中に含
まれる放射性物質を液中で捕獲する放射性物質捕獲水槽
を設【プ、この捕獲水槽中の液を送給ポンプによりサブ
レッションチせンバ内に送給するようにしたから、原子
炉格納容器のドライウェル空間の放射性物質を確実に捕
獲して低減させることができ、また、前記放射性物質捕
獲水槽を設けることにより、可燃性ガス淵度制御系の凝
縮水ｍが低下し、系統内の信頼性の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可燃性ガス制御系の一実施例を示寸系
統図、第２図はバブリング距離と水溶性放射性物質の除
染効果比との関係を示す特性図、第３図は従来の制御系
を示す系統図である。 １・・・原子炉格納容器、３・・・ドライウェル、４・
・・サプレッションチャンバ、９・・・管路、１０・・
・ブロア、１２・・・加熱器、１３・・・再結合器、１
４・・・冷却器、１９・・・放射性物質捕獲水槽、１９
ａ・・・液相、１９ｂ・・・気相、２０・・・送給ポン
プ、２１・・・連結管路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉格納容器のドライウェル内の内部空気をブロ
   アにより管路を通して吸引し、途中で加熱器で加熱し、
   再結合器で水素と酸素とを結合させて水蒸気とし、その
   水蒸気を冷却器で凝縮させてサプレッションチャンバ内
   に送給する可燃性ガス濃度制御系において、前記ブロア
   の上流側の管路に前記内部空気中に含まれる放射性物質
   を液中で捕獲する放射性物質捕獲水槽を設け、この放射
   性物質捕獲水槽中の液を前記サプレッションチャンバ内
   に送給する送給ポンプを有する連結管路を設けたことを
   特徴とする可燃性ガス濃度制御系。 ２、放射性物質捕獲水槽は、液相と気相との二相に形成
   されており、ドライウェルから導出された管路の下流端
   はその液相中に開口されており、ブロアに連通する管路
   の上流端は気相中に開口されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の可燃性ガス濃度制御系。