JPS63253295A - 原子力設備の圧力放出方法および装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、放出開口とそれに接続され煙突に連通してい
るフィルタとを持った格納容器付の原子力設備の圧力放
出方法と、これを実施するための装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の圧力放出装置は例えばドイツ連邦共和国特許出
願公開第３６３７８４５号および第３６３７７９５号で
既に提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、かかる従来提案されている圧力放出装
置から出発して、圧力放出に要する経費を低減すること
にある。この目的の背景には、従来の概念においてをり
得ないような極端な事故の際にだけ圧力放出が行われる
という事実がある。

圧力放出の必要性はほとんど有りそうもないので、その
経費を低減することが特に有利である。その場合本発明
は、圧力放出の前提条件として格納容器から流出する媒
体の除染に役立つような種々の方式に対して同じように
良好に適用できるものでなければならない。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は本発明によれば、フィルタが格納容器内の圧
力に関係して調整されるスライド圧力で運転されること
により解決される。

〔作用効果〕

本発明によれば、圧力が高くなればなるほど、質量流量
が大きくなり、ろ過作用は僅かしか低下しない、従って
小形のフィルタおよび少ない配管や弁で済ますことがで
きる。

（実施態様〕 ろ過は連続して設置されている種々のフィルタで行われ
る。その場合好適には２段階で行われ、第１段の粗いフ
ィルタ要素は湿気の分離に対して利用され逆洗され、第
２段のフィルタ要素は好ましくは１０００〜１００００
の除染係数に対する微細エーロゾルを捕捉するために２
〜４μｍの金属繊維層で運転される。この２段階のろ過
は湿式洗浄器による浄化装置が前置接続されている場合
にも良好に適用される。

湿式洗浄器をフィルタ特に水分離器としての高性能・特
殊鋼繊維前置フィルタおよび微細エーロゾル後置フィル
タと組合せて運転することによって、スライドする過圧
運転において、格納容器から流出する過圧ガス（封込め
の逃がしガス）から高い効率でエーロゾルおよびヨード
をコンパクトな構造で捕捉できる。

本発明の場合、圧力放出は格納容器の過圧と関連して行
われるので、格納容器の圧力負荷が極めて大きい場合に
も最大放出流によって最も大きな圧力放出を行うことが
できる。この場合湿式洗浄器は粗いエーロゾルを十分に
分離するために用いられ、μｍの大きさの粒子を９９％
以上浄化できる。また微細エーロゾルに対しても例えば
８０％以上の大きな分離効率が得られる。

洗浄液にアルカリ物質を混合することによって洗浄液に
おけるヨードの吸収が達成できる。その場合ガス圧縮に
基づいて最大の質量供給が生ずる。

これは貫流配管の断面積を最小にでき、洗浄液の量を少
なくできる。更に格納容器の圧力に合わされたガス洗浄
器の圧力は洗浄液の蒸発を防止するので、洗浄液の補給
に関して長時間の自足が達成される。

スライド圧力は一様な流量を得るために臨界的な弛緩で
受動的に調整されるので、場合によってはガス洗浄器お
よびフィルタに対する付勢が速度に関して常に最適な限
界内に収まっている。その場合湿式洗浄器およびフィル
タは等しい圧力で付勢される。しかし本発明は、所定の
流れ分布を得るために、異なった圧力で実施することも
できる。

湿式洗浄器ないしフィルタは高温好適には１００°Ｃ以
上の温度で運転される。場合によってはそのためにおよ
び予め不活性化するのに必要な熱は、圧力を放出しなけ
ればならない格納□容器から、窒素および水蒸気をもっ
た熱伝達回路を介して取り出すことができる。

本発明に基づく方法を実施するために特に適した圧力放
出装置は、圧力調整装置がフィルタと煙突との間に配置
されているように形成されている。

圧力調整装置は大気圧の室に通じている絞り装置でよい
、好適には絞り装置は音速（臨界的性１！りの範囲にお
ける運転用に設計されており、これにより過大なガス速
度による構成要素の過負荷は避けられる。

湿式洗浄器およびフィルタは共通の容器に配置でき、そ
の場合フィルタは好適には容器外壁に置かれる。これに
よって構造的な経費は特に少なくできる。この容器には
格納容器の圧力を導かねばならないので、この容器が格
納容器内に収容され、容器壁に実質的に差圧が生じない
ようにすると良い。

湿式洗浄器は好適にはベンチュリ洗浄器として形成され
る。かかる洗浄器は公知である。しかし高さとのど部の
内径との比率が最大で２０好適には約１０であり、゛最
大高さが１００ｃｍＩ、のど部の内径が５ｃｍを越えな
いような「短縮」形のベンチュリ洗浄器は新規であり有
利である。ベンチュリ洗浄器の上側に、特に洗浄液内に
位置している衝突分離器を設けると好適である。

フィルタは多孔質材料から成り、好ましくは精密フィル
タとしての金属繊維フィルタと、前置接続された液滴分
離器とを有している。フィルタ容器の入口範囲は、いわ
ゆる空洞管における小さな速度が良好な粗い液滴分離を
可能にするように構想される。この目的のために例えば
洗浄器とフィルタとの間における貫流断面積は湿式洗浄
器への入口断面積よりも数倍の大きさをしている。

直径が約１ｐｍまでの液滴に対して必要な微細液滴分離
は、金属繊維前置フィルタ段で、あるいは多孔質セラミ
ックから成るフィルタによって行われる。小さな間隔を
隔てて直列に後置接続された金属繊維清書フィルタ段に
おいて、微細なエーロゾルの捕捉が行われる。その場合
等しい流速および例えば５バールの圧力における精密フ
ィルタユニットにおけろ過圧運転によって、実質的には
微細エーロゾルの範囲において分離効率が僅かに低下す
るだけである。しかもこの）離動率は必要な場合には例
えば前処理あるいは後処理によって調整できる。即ち前
置接続された湿式洗浄器における高められた圧力による
全体効率の減少は実質的に完全に補償される。

場合によっては前置フィルタとして作用する水分分離段
は精密フィルタ材料を被覆することによって、前置接続
されたベンチュリ洗浄器と一緒に微細液滴分離のほかに
同時に、全圧力範囲にわたって既に〉１００の除染係数
で非常に効果的な微細エーロゾルの分離が行われるよう
に形成される。

更に特に深底金属繊維フィルタの過圧運転においてダス
ト濃度が増加する問題、即ちろ過面積が小さい場合にそ
のフィルタのダスト貯蔵能力を簡単に越えてしまうとい
う問題は、湿式洗浄器において多量のダストを捕捉する
ことによって確実に避けられる。前置フィルタあるいは
湿式洗浄器による大部分の放射能の捕捉、および前置フ
ィルタ／液滴分離器部分から洗浄液あるいは凝縮液戻り
配管への放射能の部分的逆洗は、放射能を非常に少量の
液体に捕捉するという利点（流量増加における放射能の
放出が避けられる）および最適に崩壊熱を放出すること
ができ運転安全性を高めるという利点を生ずる。

後置接続され好適には超音速ディフューザが装備されて
いるラバル速度範囲で作動する絞り装置によって、受動
的に最大の事故放出圧力において、格納容器の十分な圧
力放出が保証され、放射能捕捉装置における許容ガス速
度の超過が避けられる。

更に特にプロセスにおける連続的な過圧による大きな濃
縮水素成分が存在する場合、酸素が侵入するおそれは確
実に避けられ、相応して絞りおよびノズル装置が配置さ
れている場合に、燃焼装置なしに圧縮エネルギーを使用
することによって、大気への水素の解放が確実にできる
。

湿式洗浄する際にヨード吸収に対する上述したアルカリ
物質以外の別の化学物質を入れることによって、表面張
力およびそれに伴う液滴噴霧およびエーロゾル噴霧が、
分離効率を増加するように調整される。

〔実施例〕

以下図面に示した実施例を参照して本発明の詳細な説明
する。

第１図において例えば電気出力１０１００Ｏの発電用沸
騰水形原子炉は、放射性構成要素を封じ込めている球状
の格納容器１で示されている。格納容器１内には水位３
まで水が溝なされている環状′の凝縮室２が区画形成さ
れている。凝縮室２にはブロー管６が通じているので、
故障の際に格納容器１内に生ずる蒸気は水４の中に導か
れ、そこで凝縮される。

水位３の上側における空気室１０には放出配管１１が接
続されており、この配管１１は直列接続された二つの遮
断弁１２．１３を有している。配管１１の直径は３００
ｍであり、湿式洗浄器１５に通じている。

湿式洗浄器１５は水位１７まで洗浄液１８が満たされて
いる円筒状の容器１６を有している。その水位１７は容
器１６の高さのほぼ４分の３の位置にある。容器１６の
底２０には放出配管２１が設けられており、これは遮断
弁２２で通常は閉じられている。

底２０の近（において入口配管２５の端部に放出ノズル
２４が設けられているので、格納容器ｌから圧力を放出
するために吹き出された蒸気・ガス混合物は洗浄液１８
の中に導入される。そのガス混合物は上向きに洗浄液１
８を通る経路において互いに間隔を隔てて配置された三
つのフィルタ部分２６．２７．２日を通過する。これに
よって放射性エーロゾルは洗浄され除染される。

水位１７の上側において空気室３０に液滴分離器３ｃｍ
が設けられている。これは円錐形状をした粗フィルタで
あり、分離された液滴は容器１６の内壁に沿って下向き
に流れて洗浄液１８に戻される。

容器１６の蓋３２には放出配管３５が接続されている。

この放出配管３５は並列接続された二つの絞り弁３７．
３日を持った圧力調整装Ｗ１３６に通じている。これら
の絞り弁３７．３８は格納容器１内にかかる最大で例え
ば５バールの過圧を大気圧まで弛緩する働きをする。

圧力調整（絞り）装置３６の後ろにおいて内径が８００
ｍの放出配管４０が精密フィルタ４１に通じている。精
密フィルタ４１は排出配管４２を備えている。４３はフ
ィルタ組成物４４の前に配置されている圧力測定装置で
ある。フィルタ組成物４４の後ろに温度測定装置４５が
設けられている。４６は酸素の測定装置である。精密フ
ィルタ４１において１μｍ以下の大きさの微細エーロゾ
ルが分離される。

精密フィルタ４１から同様に内径が８００−の放出配管
４日が煙突５０に通じている。この放出配管４８は遮断
弁５ｃｍを備えており、通常は破断板５２で閉じられて
いる。破断板５２の応動圧力は例えば５バールである。

更に煙突５０にはジエｙ　）ポンプ５３が配置されてお
り、水素を大気に分散するためにジェットポンプ５３に
よって水素の確実な混合が行われる。

第２図の実施例において、格納容器ｌに接続されている
放出配管１１は、一体にされたフィルタユニット６２の
形をした精密フィルタが組み込まれている容器６０に通
じている。水位１７はここでは容器６０の下側半部に位
置している。入口配管２５の端部はベンチュリ洗浄器６
３の形に形成されている。従って幅を大きくされた１個
のフィルタ２６・が水位１７の下側に設けられているだ
けである。

フィルタユニット６２は粗フィルタ６５とこれを同心的
に取り囲む精密フィルタ６６を有している。これら両方
のフィルタ６５．６６は金属繊維フィルタとして形成さ
れている。それらで分離された水は配管６７を介してフ
ィルタ２６の下側の範囲に戻される。

更に容器６０内に存在する格納容器１の内圧を大気圧ま
で弛緩するために使用する絞り装置３６は、放出配管４
０に常に等しい最大ガス量が送られるように設計されて
いる。このガス量は、破断板５２が応動して破られて配
管４０の出口が開かれたとき、フラッパの形に形成され
た遮断弁５ｃｍを通って逃げる。

第３図には一体にされた洗浄・フィルタ容器６０が拡大
断面図で示されている。この図面から詳しく理解できる
ように、入口配管２５の端部は複数のアーム管７０を介
して各ベンチュリ洗浄器６３に通じている。ここから上
昇するガス・空気混合物は円筒状壁７２によってフィル
タ２６の中央範囲に導かれる。水位１７の上側にはフィ
ルタユニット６２からの洗浄液の戻り配管７３が設けら
れている。図面から分かるように、容器６０の横断面積
は入口配管２５の横断面積よりも数倍大きい、これはフ
ィルタ２６の後ろの空間７４ではほんの僅かなガス流速
しか生じないようにする働きをする。これによって液体
の連行が避けられる。

フィルタ部分６５．６６を持ったフィルタユニット６２
はブラケット７５の上に置かれている。

ブラケット７５によってフィルタユニット６２の上側の
空間は閉じられているので、ガスは矢印７６の方向に出
ロア７に向かって導かれる。

第４図における実施例の場合、一体にされている洗浄器
・フィルタユニット６０は、加圧水彩原子炉の格納容器
１に接続されている。その場合水位１７の下側における
洗浄液１８は、熱サイホンとして作られている加熱回路
８０によって温められる。この加熱回路８０は格納容器
１の内部に熱交換器８１を有している。この熱交換器８
１は配管８２を介してベンチュリ洗浄器６３の下側にお
ける熱交換器８３に接続されている。

圧力調整装置３６は、放出されたガスが最大で音速で流
れるようにラバル絞りの形式に設計されている。その場
合不活性化するガスの量を制限するための配管系８５が
絞り弁３７．３８に対して並列に設けられている。

第５図の実施例において、圧力放出装置は加圧水膨原子
炉の格納容器１に接続されている。ここでは第１図にお
ける実施例のように、湿式洗浄器１５が精密フィルタ４
１から分離して設けられている。そのケーシング８７か
ら配管が容器１６に戻されている。

しかし湿式洗浄器１５を省略して、格納容器１内におけ
る過圧に相応してスライド圧力が供給されるフィルタだ
けにすることもできる。これに対する例は第６図に沸騰
水形原子炉で示されている。

凝縮室２のガス空間１０に接続されている遮断弁１３付
の放出配管１１は、勾配で凝縮液を排出するように付設
されており、スライド圧力で運転されるフィルタ９１を
持った容器９０に通じている。

第７図に詳しく示されている容器９０の底から、適当な
調整装置を備えている凝縮液戻り配管９２が集合容器に
通じているか、あるいはフラッパ形逆止め弁を介して凝
縮室２の水容積４に通じている。放出配管４８はラバル
ノズルの形をしだ量制限器９４を介して煙突５０に通じ
ている。第６図における圧力放出装置は加圧水膨原子炉
の格納容器に対しても同じにして採用できる。

容器９０は例えば直径が２．５−であり、高さもほぼ同
じである。その下側半部に配管１１が通じており、この
配管１１は中央において下向きの湾曲部９６になってい
る。容器底９７は凝縮ｉ９Ｂで覆われている。この凝縮
液９８は、水素のａｍを避けるために、加熱装置９９に
よって約１００°Ｃの温度に維持されている。

容器９０の上側半部に前置フィルタ１００および精密フ
ィルタ１０１が同心的に配置されている。

前置フィルタ１００は特に水分離器として使用され、必
要な場合に逆洗される。精密フィルタ１０１は数μｍの
ろ通値をしたエーロゾルフィルタとして繊維フィルタか
ら形成されている。

ベンチュリ洗浄器６３は第８図および第９図に示されて
いるように、中央の供給管１１２から放射状に延びてい
る水平の管１１１に多数配置することもできる。これは
丸形あるいは矩形のベンチュリ管として形成され、のど
部の内径Ｋが３ｃｒｓであり、高さＨが３０Ｃ１１であ
る。従って特にベンチュリ洗浄器６３の上側に衝突分離
器１０５を配置すれば、容器６０の寸法を小さくするこ
とができる。衝突分離器１０５は小さな貫流開口を有し
て、容器６０の断面積全体にわたって延びている。衝突
分離器１０５は第８図に示されているように水位１７の
下側に位置している。しかしそめ水位は第９図に水位１
７′で示されているように衝突分離器１０５の下側に位
置させ、ベンチュリ洗浄器６３を水で覆わず自由に吹き
出せるようにもできる。衝突分離器１０５は容器断面積
にわたって流れを一様にする働きをする。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸騰水形原子炉における圧力放出装置の概略構
成図、第２図は沸騰水形原子炉における圧力放出装置の
異なった実施例の概略構成図、第３図は湿式洗浄器およ
びこれと一体にされた金属繊維フィルタユニットを持っ
た容器の断面図、第４図は加圧水膨原子炉における圧力
放出装置の概略構成図、第５図は洗浄器およびフィルタ
が別々に構成されている加圧水膨原子炉の圧力放出装置
の概略構成図、第６図はガス洗浄器なしの乾式フィルタ
を持った沸騰水形原子炉の圧力放出装置の概略構成図、
第７図は第６図における乾式フィルタを持った容器の断
面図、第８図は第３図における容器の下側部分に組み込
まれるようなベンチュリ洗浄器の配置構造の概略構成図
、第９図は洗浄液の水位が低い第８図におけるベンチュ
リ洗浄器の配置構造の概略構成図である。 １０１．格納容器 １５、、、湿式洗浄器 ３６、、、圧力調整装置 ５０、、、煙突 ６０、、、容器 ６２、、、　　フィルタ ６３、、、ベンチュリ洗浄器 ８０．、、熱サイフオン ＩＧ　３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）放出開口とそれに接続され煙突に連通しているフィ
   ルタとを持った格納容器付の原子力設備の圧力放出方法
   において、フィルタ（６２）が格納容器（１）内の圧力
   に関係して調整されるスライド圧力で運転されることを
   特徴とする原子力設備の圧力放出方法。 ２）スライド圧力が一様な流量を得るため臨界的な弛緩
   で受動的に調整されることを特徴とする請求項１記載の
   方法。 ３）湿分ろ過が液滴分離によって行われ、エーロゾルの
   十分な逆洗が分離された液体の戻しによって行われるこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の方法。 ４）分離効率を高めるために、２〜４μｍの金属繊維層
   の形をした乾式フィルタ段が後置接続され、これによっ
   て除染係数が１０００〜１００００に高められることを
   特徴とする請求項３記載の方法。 ５）フィルタ（６２）に湿式洗浄器（１５）が前置接続
   され、この湿式洗浄器（１５）およびフィルタ（６２）
   が同じ圧力を付勢されることを特徴とする請求項１ない
   し４の１つに記載の方法。 ６）フィルタ（６２）および場合によっては湿式洗浄器
   （１５）が高められた温度好適には１００℃以上の温度
   で運転されることを特徴とする請求項１ないし５の１つ
   に記載の方法。 ７）洗浄器およびフィルタ装置（１５、６２）が空気中
   酸素の浸入を阻止する過圧で運転されることを特徴とす
   る請求項１ないし６の１つに記載の方法。 ８）洗浄液がヨードを吸収するためのアルカリ物質を混
   合されていることを特徴とする請求項５ないし７の１つ
   に記載の方法。 ９）フィルタ装置（６２）が後置接続されたラバル絞り
   装置（３６）によって、格納容器（１）の内圧に無関係
   な一定した容積流量で３バール以上の圧力において運転
   されることを特徴とする請求項１ないし７の１つに記載
   の方法。 １０）フィルタ（６２）の前の圧力降下がその後ろにお
   ける圧力降下の最大でも半分の大きさであることを特徴
   とする請求項１ないし９の１つに記載の方法。 １１）圧力調整装置（３６）がフィルタ（６２）と煙突
   （５０）との間に配置されていることを特徴とする請求
   項１ないし１０の１つに記載の方法を実施するための圧
   力放出装置。 １２）圧力調整装置（３６）が大気圧の室に通じている
   絞り装置であることを特徴とする請求項１１記載の圧力
   放出装置。 １３）絞り装置（３６）が音速範囲の運転用に設計され
   ていることを特徴とする請求項１２記載の圧力放出装置
   。 １４）湿式洗浄器（１５）およびフィルタ（６２）が共
   通の容器（６０）内に配置されていることを特徴とする
   請求項１１ないし１３の１つに記載の圧力放出装置。 １５）湿式洗浄器（１５）がベンチュリ洗浄器として形
   成されていることを特徴とする請求項１４記載の圧力放
   出装置。 １６）複数のベンチュリ洗浄器（６３）が放射状に配置
   されていることを特徴とする請求項１５記載の圧力放出
   装置。 １７）ベンチュリ洗浄器（６３）の高さ（Ｈ）とのど部
   の内径（Ｋ）との比率がＨ／Ｋ＜２０好適には約１０で
   あることを特徴とする請求項１５又は１６記載の圧力放
   出装置。 １８）ベンチュリ洗浄器（６３）の最大高さ（Ｈ）が１
   ００ｃｍであることを特徴とする請求項１５ないし１７
   の１つに記載の圧力放出装置。 １９）ベンチュリ洗浄器（６３）ののど部の最大内径（
   Ｋ）が５ｃｍ好適には約３ｃｍであることを特徴とする
   請求項１５ないし１８の１つに記載の圧力放出装置。 ２０）ベンチュリ洗浄器（６３）の上側に、好適には洗
   浄液内に位置している衝突分離器（１０５）が設けられ
   ていることを特徴とする請求項１５ないし１９の１つに
   記載の圧力放出装置。 ２１）湿式洗浄器（１５）ないしフィルタ（６２）と煙
   突（５０）との間における貫流断面積が入口断面積より
   も数倍の大きさをしていることを特徴とする請求項１１
   ないし２０の１つに記載の圧力放出装置。 ２２）容器（６０）が加熱可能であることを特徴とする
   請求項１４ないし２１の１つに記載の圧力放出装置。 ２３）容器（６０）が熱サイフォン管（８０）を介して
   格納容器（１）の内部に接続されていることを特徴とす
   る請求項２２記載の圧力放出装置。