JPS6375594A - 自然放熱型格納容器 - 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、沸騰水型原子炉発電所に係り、特に冷却材喪
失事故時の原子炉格納容器内の冷却に好適な自然放熱型
格納容器に関する。

〔従来の技術〕

従来技術の例としては、沸騰水型原子炉設備の圧力抑制
室を有する原子炉格納容器がある。第７図に従来例を示
す。

原子炉格納容器は、原子炉圧力容器１を取り囲む容器で
あり、上方の原子炉容器を囲む空間をドライウェル２と
称し、下方のプール水を満した容器を圧力抑制室４と称
する。

ドライウェル２と圧力抑制室４とは、ベント管１１で連
結した構造となっており、ペン１〜管１１は圧力抑制室
４に貯水した圧力抑制プール３にその開放端を水浸けし
た構造となっている。

ドライウェル２には、原子炉圧力容器１を始め、原子炉
１次系といわれる高温・高圧の冷却材を内包する配管・
機器類が配置されている。また、格納容器内には、冷水
を散水するための格納容器スプレィヘッダ２４が設けら
れている。

又、冷水をスプレィヘッダ２４に供給するため残留熱除
去ポンプ２２、残留熱除去熱交換器２３および圧力抑制
プールからこれらの機器を経由してスプレィヘッダ２４
へ配管が設置されている。

更に残留熱除去熱交換器２３から圧力抑制プール３へ戻
る配管も設けられている。

原子炉１次系の配管が万一破断した場合を想定するとド
ライウェル２内に高温・高圧の原子炉１次系が放出され
、放出された蒸気と水の混合物はベント管１１を経由し
て圧力抑制プール３に導かれる。放出された蒸気をこの
圧力抑制プール３で冷却、凝縮することによって、ドラ
イウェル２の内部圧力上昇を抑制する。

破断口から冷却材の流出が終了すると、スプレィを作動
させることにより、原子炉格納容器内の高温・高圧の蒸
気は凝縮し、原子炉格納容器内の圧力は急激に低下する
。

前記蒸気ブローダウンにより圧力抑制プール３水温が」
１昇すると、残留熱除去熱交換器により圧力抑制プール
水を冷却し、圧力抑制プール３へ戻し、プール水の冷却
する。

以」；のように、従来の原子炉格納容器は、原子炉１次
系の配管が万一破断したとしても、事故の短期において
は、圧力抑制プール３水中での蒸気凝縮により圧力抑制
を達成し、事故の長期においては、スプレィヘッダ３か
らの散水による蒸気凝縮により圧力抑制達成するととも
に、残留熱除去熱交換器を使って圧力抑制プール水の温
度上昇を抑制している。前者の圧力抑制プール３におけ
る圧力抑制機能には、ベント管１１のみから構成されて
いるので、固有の安全性を確保する上でも充分である。

一方、原子炉格納容器の長期間の冷却ならびに圧力抑制
プール３の冷却を行うためには、残留熱除去ポンプ２２
、熱交換器２３および電動弁等の動的機器が必要となる
。

〔発明が解決しようとしている問題点〕＝３− 」１記従来例は、圧力抑制プール水中において。

冷却材喪失事故時に放出された蒸気を冷却、凝縮させる
ため大量の水を保有する必要があり、圧力抑制プール冷
却の長期冷却のため残留熱除去熱交換器が必要であった
。

本発明の目的は、原子炉格納容器内の熱を原子炉格納容
器壁面を通して大気中に逃すことにより、残留熱除去熱
交換器が不要となり、かつ、冷却材喪失事故後の長期冷
却が可能である自然放熱型格納容器を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、原子炉格納容器と原子炉建屋との間のアニ
ユラス部を拡大し、そこに水を張った格納容器外周プー
ルを設け、かつ、アニユラス部の気相上部から原子炉建
屋外部に通じるベンｉ・パイプを設け、原子炉格納容器
内の熱を格納容器壁面を通して納容器外周プールへ伝達
し、さらに大気中に逃すことにより達成される。

〔作用〕

本発明の特徴は、駆動力を用いず原子炉１次系器壁面を
通して圧力抑制プールから熱が格納容器外周プールへ伝
達され、最終的に大気中に逃される点にある。又、本発
明により、原子炉格納容器内の熱を大気中に逃すことが
できるので、従来熱を海に逃すために用いられていた残
留熱除去系が不要となるので、誤動作がなくなり信頼性
が向上する。

〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は１本発明による自然放熱型格納容器を示すもの
で、原子炉圧力容器Ｊを取り囲むドライウェル２および
圧力抑制プール３を内包する圧力抑制室４から構成され
る原子炉格納容器と原子炉建屋５との間のアニユラス部
７気相上部から原子炉建屋外部に通じる数本のベントパ
イプ８から構成されている。

格納容器外周プール６は、原子炉格納容器壁面９を通し
ての熱伝達の効率を良くするため圧力抑制プール３と同
等の水位を有している。

プール保有水量は、崩壊熱が空冷で除去できるまで崩壊
熱を除去できる容量としているため、長期にわたり原子
炉冷却が可能となる。

又、アニユラス部７は、水密性の壁としているため原子
炉建屋５へ水が漏洩することはない。

ベントパイプ８はアニユラス部７上部の気相部に入口端
を持ち、建屋内を貫通し、原子炉建屋外部で大気中に開
放されている。アニユラス部７は清浄な空気で満たされ
ているが、万一、アニユラス部７に放射性物質が漏れて
も、大気中に放出されることのないようにベントパイプ
８にはフィルタ１０が設置されている。

万一、原子炉格納容器内の原子炉−次系配管が破断した
場合には、原子炉格納容器内に配管破断口より蒸気及び
水の混合物が放出され、これらはベント管１１を通り、
圧力抑制プール３水中に導かれ凝縮される。この状態が
継続すれば圧力抑制プール水温は上昇を続けるが、格納
容器外周プール６との温度差が大きくなるにつれ、格納
容器外周プール６への伝熱量が増加し、圧力抑制プール
水温は低下していくことになる。

更に、格納容器外周プール水温が」１昇していくと、格
納容器外周プール６から蒸発が始まり、このとき蒸発潜
熱を奪うことにより格納容器外周プール６が除熱される
。又、格納容器外周ブール６水面から気相部への熱伝達
からも除熱される。除熱された熱は、アニユラス部７の
自然対流により気相部」：部の数本のベントパイプ８開
口部から、ベントパイプ８ならびにフィルタ１０を通り
原子炉建屋５外部の大気中に逃される。

又、ドライウェル２内の熱は原子炉格納容器壁面９から
アニユラス部７気相部へ伝達されドライウェル２内の圧
力・温度抑制に寄与する。

前記実施例において、ドライウェル２内部の熱は、原子
炉格納容器壁面９から自然対流熱伝達により放熱されて
いたが、更に除熱効果を向」二さぜるため、第２図に示
すように格納容器外周プール水を昇圧する格納容器スプ
レィポンプ１２および原子炉格納容器壁面９に均一に散
水する格納容器外側スプレィヘッダ１３、ドライウェル
２内側に格納容器スプレィヘッダ１４を設置する。格納
容器外側スプレィにより、原子炉格納容器壁面９からの
熱伝達係数が大きくなり、除熱が促進され、かつ、散水
された水の蒸発により蒸発潜熱が奪われるため、ドライ
ウェル２の除熱効果が向上する。

又、格納容器内側スプレィにより、従来の残留熱除去系
による格納容器スプレィと同様にドライウェル２内圧力
・温度の抑制、雰囲気のミキシング等の効果の他に炉心
を冠水させるに充分な水位までドライウェル２内を冠水
できる。従って、この冠水により、非常用炉心冷却系に
よる冷却水の注入が止まった場合を考慮しても、炉心が
露出することはない。

更に、本スプレィライン１５は、前述したように除熱さ
れている格納容器外周プール６水を水源とするため、熱
交換器による冷却が不要となる。

第３図に示すように、アニユラス部７気相下部に原子炉
建屋５外部の空気を取り入れることができるダクト１６
を設け、これにファン１７および止め弁１８を設置する
。冷却材喪失事故が発生し＝８− た場合、運転員により止め弁１８を開し、ファン１７を
作動さぜることにより、外気をアニユラス気相部７に送
り込み、気相部を強制循環させ、格納容器外周プール６
ならびに原子炉格納容器壁面９からの熱伝達を向上させ
ることができ、原子炉格納容器の除熱を促進させること
ができる。

第４図に示すように、ベント管１１のドライウェル側で
、圧力抑制プール３の通常水位より上方の位置に炉心冠
水穴２１を設ける。冷却材喪失事故時非常用炉心冷却系
が作動すると原子炉圧力容器１に冷水が注入されるが、
破断口から注入された水が流出し、ドライウェル２およ
び圧力抑制プール３に水が溜り、炉心冠水穴２］を通し
て、ドライウェル２と圧力抑制プール３の水位が等しく
なる。このとき炉心２５は第４図に示すように、プール
水より低い位置にあるため、非常用炉心冷却系による注
水が終了した後も、原子炉の長期冷却が可能となる。

第５図に示すように、格納容器外周プール６の中央に中
央仕切壁１９を設置する。この中央仕切壁１９は、格納
容器外周プール底部との間に流体が流れる様に、又、水
面との間も流体が流れる様にしている。このため、原子
炉格納容器壁面９で熱せられた格納容器外周プール水は
壁面に沿って上昇し、中央仕切壁の外側では下向流とな
る対流を生じ、圧力抑制プール３からの熱伝達を向上さ
せることができる。

又、第６図に示すように、原子炉格納容器壁面９からの
熱伝達量を増大するために、原子炉格納容器外側面にフ
ィン２０を設置する。これにより伝熱面積が増大し、除
熱効果が向上する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、原子炉格納容器内の熱を原子炉格納容
器壁面を通してアニユラス部の格納容器外周プールに伝
達でき、更に、この熱が大気中に逃されるため次の効果
がある。

（１）残留熱除去系熱交換器が削除できる。

（２）原子炉格納容器内の除熱が自然循環力により成さ
れるため、原子炉冷却の信頼性が向上する。

（３）長期にわたる原子炉冷却の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である自然放熱型格納容器の
構成図、第２図〜第６図に他の実施例の構成図、第７図
は従来の原子炉格納容器の構成図である。 １・・・原子炉圧力容器、２・・・ドライウェル、３・
・・圧力抑制プール、４・・・圧力抑制室、５・・・原
子炉建屋、６・・・格納容器外周プール、７・・・アニ
ユラス部、８・・・ベントパイプ、９・・・原子炉格納
容器壁面、１０・・・フィルタ、１１・・・ペン１〜管
、１２・・・格納容器スプレィポンプ、１３・・・格納
容器外側スプレィヘッダ、１４・・・格納容器内側スプ
レィヘッダ、１５・・・スプレィライン、１６・・・ダ
クト、１７・・・ファン、】８・・・止め弁、１９・・
・中央仕切壁、２０・・・フィン、２１・・・炉心冠水
穴、２２第　１　区 憾　Ｚ　図 幅→１刀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉圧力容器と、これを格納するドライウェルお
   よび圧力抑制プールを有する圧力抑制室と、ドライウェ
   ルと圧力抑制室間を接続するベント管から構成される原
   子炉格納容器を有する原子力発電所において、原子炉格
   納容器と原子炉建屋との間に格納容器外周プールを設け
   、かつ、格納容器外周プール室気相部と原子炉建屋外部
   との間にベントパイプを設けたことを特徴とする自然放
   熱型格納容器。 ２、特許請求範囲第１項の記載において、格納容器外周
   プール水を昇圧するポンプと、原子炉格納容器内外に格
   納容器外周プール水を散水させるスプレイノズルを設け
   たことを特徴とする自然放熱型格納容器。 ３、特許請求範囲第１項の記載において、格納容器外周
   プール空気相部を強制循環させるため、原子炉建屋外部
   と格納容器外周プール室気相部とを連結するダクトおよ
   びファンを設けたことを特徴とする自然放熱型格納容器
   。