JPS6217719B2 - - Google Patents

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JPS6217719B2
JPS6217719B2 JP55012717A JP1271780A JPS6217719B2 JP S6217719 B2 JPS6217719 B2 JP S6217719B2 JP 55012717 A JP55012717 A JP 55012717A JP 1271780 A JP1271780 A JP 1271780A JP S6217719 B2 JPS6217719 B2 JP S6217719B2
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JP
Japan
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pressure
containment vessel
atmosphere
suppression chamber
dry well
Prior art date
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Application number
JP55012717A
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English (en)
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JPS56110093A (en
Inventor
Toshiji Arai
Kenji Tominaga
Tetsuo Horiuchi
Toshihiko Sugizaki
Shozo Yamanari
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6217719B2 publication Critical patent/JPS6217719B2/ja
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    • 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
    • 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

Landscapes

  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉格納容器の雰囲気制御装置に
関するものである。
従来の原子炉格納容器(以下、格納容器と称す
る)は、第1図に示すようにドライウエル1、圧
力抑制室2、ベント管3、および、圧力抑制プー
ル4から構成されている。そして、格納容器内で
の一次系配管破断(冷却機喪失事故、LOCA)を
想定し、ドライウエル1にブローダウンした冷却
材5をベント管3より圧力抑制プール4に放出
し、蒸気を凝縮させることにより過剰な圧力上昇
を防止するようになつている。この際、ドライウ
エル1内の非凝縮性の空気6も、ブローダウンし
た冷却材5とともに圧力抑制プール4に放出され
るが、空気6は圧力抑制室2の空間に移行し格納
容器の圧力上昇に寄与する。
そして、ドライウエル1と圧力抑制プール4と
の間には、ブロア8、再結合器9、および、隔離
弁10,11よりなる可燃性ガス濃度制御系(以
下FCSと称する)が設けられており、ドライウ
エル1の雰囲気中の可燃性ガス濃度を再結合器9
によつて制御して圧力抑制室2に還元するように
なつている。なお、12はベント管に設けられて
いるバキユームブレーカを示している。
第2図は、このような格納容器の事故時の圧力
を示すもので、横軸、縦軸には、それぞれ事故後
の時間、格納容器圧力がとつてあり、Pd1,PW1
は、それぞれ、ベント管バイパス現象無しの場合
のドライウエル圧力、圧力抑制室圧力を示し、P
d2,PW2は、それぞれベント管バイパス現象有り
の場合のドライウエル圧力、圧力抑制室圧力を示
しており、A点は原子炉格納容器スプレイ冷却系
作動時点を、B点はFCS作動領域を示してい
る。
そして、従来の格納容器では、第一に、ドライ
ウエル1内が完全に蒸気で充満され、かつ、ベン
ト管3から小流量の蒸気が圧力抑制プール4に放
出される場合(第2図の領域)には、蒸気放出
速度と凝縮速度の非安定性のため、第3図に示す
ようなチヤギングが生ずる。第3図aは、圧力抑
制プール4内のベント管3開口部における蒸気の
状況の経時変化を示しており、同図bは時間と圧
力との関係を示している。このチヤギングによる
荷重は、長期間に亘つて加わると、ベント管や圧
力抑制プール水中の構造材が疲労破壊を生じる恐
れがあつた。また、第二に、事故後の格納容器の
圧力変化は第2図に示す如くなるので、小破断事
故では格納容器スプレイ作動前の領域の期間が
長く、格納容器は長期間高温・高圧状態にさらさ
れる恐れがあつた。この期間は、ドライウエル1
圧力が圧力抑制室2圧力よりベント管3の水頭圧
だけ高い状態でつりあつている領域である。ま
た、領域において、ダイアフラム床7の隙間な
どからベント管3をバイパスして、ドライウエル
1内の蒸気が圧力抑制室2空間に移行すると格納
容器の圧力は第2図の破線で示すように更に上昇
する恐れがあつた。さらに、第三に、事故後、格
納容器には水の放射線分解、および、水―金属反
応により水素が発生するが、従来の格納容器で
は、格納容器スプレイ冷却系作動前の雰囲気を積
極的に撹拌していないので、局所的に水素濃度が
高くなり爆鳴気を形成する恐れがあり、また、
FCSもドライウエル1の圧力が十分低下した第
2図の領域に限り、運転員の指示により、ドラ
イウエル1雰囲気を圧力抑制室2に移行させるこ
とが可能であつた。
これに対して、本件出願人は、事故後格納容器
圧力が高くなつた時点で作動し、圧力抑制室に移
行した空気をドライウエルに積極的に還元できる
ようにした格納容器を提案した。これによつて、
従来の格納容器の問題点を除去することができ、
チヤギング荷重の低減、格納容器圧力の低下の促
進は可能となつたが、水素ガスが圧力抑制室に選
択的にたまるような場合には対処することができ
なかつた。
本発明は、このような問題を除去して、水素ガ
スがドライウエルと圧力抑制室とのいずれにたま
る場合にも、効率的に制御できる格納容器の雰囲
気制御装置を提供することを目的とするものでド
ライウエルの雰囲気を再結合器を通過させこの雰
囲気中の可燃性ガス濃度を制御して圧力抑制室に
還元する第1の流路と、原子炉の事故時に圧力抑
制室の雰囲気をドライウエルに還元する第2の流
路と、ドライウエルと圧力抑制室の雰囲気中の可
燃性ガス濃度を比較して、圧力抑制室の雰囲気中
の可燃性ガス濃度が高い場合には、圧力抑制室内
の雰囲気を第2の流路を経由して再結合器に導く
流路を構成する手段とを有することを特徴とする
ものである。
すなわち、本発明は、事故後格納容器圧力が高
くなつた時点で作動し、圧力抑制室に移行した空
気をドライウエルに積極的に還元することができ
る系統(以下、雰囲気制御系と称する)を設ける
ことによつて、チヤギング荷重の低減、格納容器
内圧力の低下促進を可能とし、さらに、格納容器
内圧力が低下した時点では弁の切り換えによつ
て、この雰囲気制御系の一部をFCSと共用して
FCSがドライウエルからだけでなく圧力抑制室
の雰囲気も選択的に、効果的に吸込むことができ
るように構成することによつて、可燃性ガスの効
果的なミキシングも可能とするものである。
以下、本発明の実施例を図面によつて説明す
る。
第4図は、一実施例を示すもので、第1図と同
一部分には同一符号が付してある。この装置は、
FCSと、ブロア13、弁14および配管16よ
りなり、ドライウエル1と圧力抑制室2とを連結
する雰囲気制御系とを有し、両系統は弁15を介
して連結されている。
この装置は、通常運転時においては、隔離弁1
0,11、および、弁14,15は閉鎖されてお
りブロア8,13は停止している。事故時におい
ては、第2図の領域において、原子炉水位低、
または、ドライウエル圧力高で事故を検出し、ブ
ロア13を起動させる。次に、ブロア13の揚程
がドライウエル1と圧力抑制室2の差圧以上にな
る領域(第2図の領域)で弁14を開放し圧力
抑制室2の空気をドライウエル1に還元させる。
なお、事故検出系は信頼性を高める為、原子炉水
位低とドライウエル1圧力高のアンド回路で構成
し(1/2)×2の作動ロジツクとすると効果的であ
る。
この際、ブロア13には流量が2m3/sec以上
のものを用いる。すなわち、チヤギングの原因
は、小蒸気流下において蒸気供給速度が蒸気凝縮
速度に追いつかないことにあるため、これを防止
するには蒸気中に空気を1%以上混合し蒸気凝縮
速度を小さくすればよいことは実験および解析で
知られている。ドライウエル1雰囲気中の空気含
有割合fと、ベント流量W1および雰囲気制御系
流量W2との間には、 f=M/M+M∝W/W ………(1) ここで、Maはドライウエル中の空気のモル数 Msはドライウエル中の蒸気のモル数 なる関係がある。また、雰囲気制御系流量W2
空気含有率fとの間、および空気含有率fとチヤ
ギング低減率との間には第5図aおよびbの関係
がある。これらの図のうちa図の横軸、縦軸に
は、それぞれ、制御系流量W2(m2/s)、空気含
有率f(%)がとつてあり、Cが有効領域を示し
ており、b図の横軸、縦軸には、それぞれ空気含
有率f(%)、チヤギング低減率がとつてある。
そして、蒸気凝縮時にチヤギングが発生する水蒸
気流量W1はW1≦200m3/sec程度なのでブロア1
3の流量W2はW2≧2m3/Secであれば1%の空
気を混合することができる。
また、中小破断事故時に格納容器が長時間高温
高圧条件下にさらされる恐れがあり、この苛酷な
条件を緩和する方法として圧力抑制室2の空気を
ドライウエル1に還元しベント管3の背圧を下げ
格納容器の圧力を低減させる。ベント流量を
W1、雰囲気制御系の流量をW2とすると、平衡状
態における格納容器圧力Pは次式で表わすことが
できる。
P=P0×V′/V+V………(2
) ここで、W1′はベント流量(約5m3/sec) P0は従来(第1図)の場合の格納容器圧力 VDはドライウエル自由空間容積(約8700m3) Mwは圧力抑制室自由空間容積(約5700m3) この式より、雰囲気制御系の流量W2が増加す
れば、格納容器のピーク圧力は減少する。第6図
は雰囲気制御系の流量W2が格納容器のピーク圧
力Pに与える影響を示すもので、横軸、縦軸に
は、それぞれ、流量W2(m3/sec)、格納容器ピ
ーク圧力の比P/P0がとつてあり、第7図は、時
間の経過に伴う格納容器圧力を示すもので、横
軸、縦軸には、それぞれ、時間・格納容器圧力P
がとつてあり、M,Nがそれぞれ、実施例、従来
例を示している。
また、雰囲気制御系によりベント管3をバイパ
スし圧力抑制室2に移行した蒸気を再度ドライウ
エル1に戻すことができるので、バイパス漏洩に
よる圧力上昇を防止できる。バイパス漏洩速度は
2m3/sec程度と評価されているので、雰囲気制
御系のブロア13の容量として2m3/sec以上あ
れば十分であることがわかる。
さらに、第1図の従来のFCSでは、事故後長
時間後、すなわち、第2図のFCS作動領域Bに
限り格納容器雰囲気を撹拌できたのに対して、こ
の実施例においては、事故後全期間に亘り格納容
器内雰囲気を撹拌できるので、事故後全期間に亘
り水―金属反応等により生じた水素ガス濃度が局
所的に高くなることを防止できる。
前述の格納容器圧力低減効果によつて格納容器
圧力P0が低下したら、従来通り隔離弁10,11
を開いてFCS用のブロア8を回すことによつ
て、ドライウエル1雰囲気を再結合させる。これ
により、従来より早く格納容器内の可燃性ガス濃
度を制御することができる。また、ドライウエル
1よりも圧力抑制室2の可燃性ガス濃度の方が高
いときは、隔離弁10を閉じて弁15を開けて、
圧力抑制室2雰囲気を直接再結合させる。これに
より、ドライウエル1、圧力抑制室2のいずれか
可燃性ガス濃度の高い方の雰囲気を選択的に直接
再結合でき、非常に効果的である。このことは、
米国スリーマイル島の原子力発電所の事故のよう
に、水素ガスが圧力抑制室に選択的にたまる場合
に特に有効である。
第8図は、他の実施例を示すもので、第4図と
同一部分には同一符号が付してある。第4図の装
置と異なる点は、雰囲気制御系のループ系統の格
納容器貫通部配管とブロワをFCSと共有にした
点である。この図で、18はFCS用のブロワ8
と再結合器9との間に設けられた弁、15は圧力
抑制室2と隔離弁10とFCS用のブロワ8との
間を結ぶ流路に設けられている弁、19はFCS
用のブロワ8と隔離弁10をバイパスした流路に
設けられている隔離弁である。
そして、この装置では、事故後、格納容器圧力
D高でFCS用のブロア8を回し、ブロア揚程高
で弁15と隔離弁19を開き、雰囲気制御系が確
立する。さらに格納容器圧力PDが低下すると、
弁15と隔離弁19は閉じ、隔離弁10,11、
および、弁18を開けば、従来通りのFCSが確
立する。また、格納容器内の可燃性ガス濃度がド
ライウエル1よりも圧力抑制室2の方で高くなつ
た場合には、隔離弁10を閉じて弁15を開けれ
ば圧力抑制室2の雰囲気を直接再結合させること
ができる。
この実施例においても、前述と同様の効果を得
ることができるが、この実施例で使用する装置は
格納容器貫通部配管及びブロアを共有しているた
め、効率的である。
すなわち、これらの実施例の格納容器の雰囲気
制御装置は、事故時のチヤギング荷重、および格
納容器内圧力を効果的に低減できるのみならず、
格納容器内雰囲気のミキシングが完全になるの
で、経済的でかつ高信頼度の雰囲気制御ができ
る。
以上の如く、本発明の原子炉格納容器の雰囲気
制御装置は、水素ガスがドライウエルと圧力抑制
室とのいずれにたまる場合にも、原子炉格納容器
の雰囲気を効果的に制御できるもので、産業上の
効果の大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の原子炉格納容器の雰囲気制御
装置の説明図、第2図は、事故時の格納容器圧力
応答を示す特性図、第3図は、チヤギングの発生
機構の説明図、第4図は、本発明の原子炉格納容
器の雰囲気制御装置の一実施例の説明図、第5図
は、本発明の原子炉格納容器の雰囲気制御装置を
用いた場合のチヤギング低減効果を説明するため
の線図、第6図および第7図は、同じく、格納容
器圧力低減効果を説明するための線図、第8図
は、同じく、他の実施例の説明図である。 1…ドライウエル、2…圧力抑制室、8…
(FCS用)ブロア、9…再結合器、10,11…
隔離弁、13…ブロア、14,15…弁、16,
17…配管、18…弁、19…隔離弁、20…配
管。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ドライウエルの雰囲気を再結合器を通過させ
    該雰囲気中の可燃性ガス濃度を制御して圧力抑制
    室に還元する第1の流路と、原子炉の事故時に圧
    力抑制室の雰囲気をドライウエルに還元する第2
    の流路と、前記ドライウエルと前記圧力抑制室の
    雰囲気中の可燃性ガス濃度を比較して、前記圧力
    抑制室の雰囲気中の可燃性ガス濃度が高い場合に
    は、前記圧力抑制室内の雰囲気を前記第2の流路
    を経由して前記再結合器に導く流路を構成する手
    段とを有することを特徴とする原子炉格納容器の
    雰囲気制御装置。
JP1271780A 1980-02-04 1980-02-04 Atmosphere control device for nuclear reactor container Granted JPS56110093A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1271780A JPS56110093A (en) 1980-02-04 1980-02-04 Atmosphere control device for nuclear reactor container

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JP1271780A JPS56110093A (en) 1980-02-04 1980-02-04 Atmosphere control device for nuclear reactor container

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JPS56110093A JPS56110093A (en) 1981-09-01
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5877487U (ja) * 1981-11-20 1983-05-25 リコーエレメックス株式会社 電子時計
JP3581021B2 (ja) * 1998-07-06 2004-10-27 株式会社日立製作所 原子炉除熱系

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JPS56110093A (en) 1981-09-01

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