WO2009125792A1 - バスケットおよびｐＨ調整装置 - Google Patents

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cooling water
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water
containment vessel
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谷本　浩一
渡部　正治
笠原　二郎
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三菱重工業株式会社
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    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the bottom in the reactor containment vessel is filled with cooling water. Then, the basket disposed on the floor in the reactor containment vessel is submerged, and the pH adjuster stored in the basket dissolves into the cooling water through the mesh. Thereafter, the cooling water (pH adjusting solution) in which the pH adjusting agent is dissolved is circulated in the reactor containment vessel by the spray equipment, so that the pH in the reactor containment vessel can be adjusted.
  • Non-Patent Document 1 The configuration of the basket according to Non-Patent Document 1 is not disclosed.
  • an object of the present invention is to provide a basket and a pH adjusting device capable of improving the dissolution rate of the pH adjusting agent.
  • each partition plate is provided to be inclined with respect to the horizontal plane.
  • the plurality of second gaps between the divided accommodating portions are formed so as to extend along the flow direction of the pH adjusting solution.
  • the contact area between the cooling water and the pH adjusting agent can be increased.
  • the dissolution rate of the pH adjusting agent can be increased, the pH adjusting solution can be circulated quickly in the reactor containment vessel, and the abnormal situation can be quickly settled.
  • a pressurized water reactor (PWR: Pressurized Water Reactor) is used as a nuclear reactor.
  • a pressurized water nuclear power plant heats light water as a primary coolant in a nuclear reactor, and then sends the light water at a high temperature to a steam generator by a pump. Then, the nuclear power plant evaporates the secondary coolant by exchanging heat with the secondary coolant in the steam generator, and sends the evaporated secondary coolant (steam) to the turbine. Power is generated by driving the generator.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a nuclear power plant to which the basket according to the first embodiment is applied
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a pH adjustment system to which the basket according to the first embodiment is applied.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a pH adjusting device including the basket according to the first embodiment
  • FIG. 4 is an external perspective view of the basket according to the first embodiment.
  • 5 is a cross-sectional view of the basket cut along a plane A in FIG. 4
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the basket cut along a plane B in FIG.
  • the heated light water is sent to the steam generator 7 by the coolant pump 9 via the hot leg 6b.
  • the hot light water passing through the hot leg 6b is pressurized by the pressurizer 8 to suppress boiling, and flows into the steam generator 7 in a state of high temperature and pressure.
  • the high-temperature and high-pressure light water that has flowed into the steam generator 7 is cooled by exchanging heat with the secondary coolant, and the cooled light water is sent to the reactor 5 by the coolant pump 9 via the cold leg 6a. And the reactor 5 is cooled because the cooled light water flows into the reactor 5.
  • the nuclear power plant 1 has a pH adjustment system 30 for cooling the inside of the reactor containment vessel 10 in anticipation of an abnormal situation, and for suppressing the volatilization of radioactive iodine and the deterioration of the durability of structural materials and the like. It has been incorporated.
  • the pH adjustment system 30 in Example 1 is demonstrated easily.
  • the pH adjustment system 30 is for cooling the inside of the reactor containment vessel 10 at the time of abnormality, and suppressing volatilization of radioactive iodine and a decrease in durability of structural materials and the like.
  • the pH adjustment system 30 is stored in the reactor containment vessel 10, the fuel replacement water pit 35 provided at the bottom of the reactor containment vessel 10, and the fuel replacement water pit 35.
  • a spray facility 36 capable of spraying the boric acid water (cooling water) into the reactor containment vessel 10 and a pH adjusting device 37 for adjusting the pH in the reactor containment vessel 10 are provided.
  • the fuel replacement water pit 35 is disposed at the bottom of the reactor containment vessel 10, and the inside thereof is always filled with boric acid water. Normally, this boric acid water is used when the fuel assembly 15 is replaced. However, when the nuclear reactor 5 is abnormal, this boric acid water is also used as cooling water for cooling the inside of the reactor containment vessel 10. It is done. In addition, this boric acid water is used also as a solvent of the pH adjuster mentioned later.
  • Each of the four side surfaces of the basket frame 60 is formed with a rectangular side surface opening 67.
  • Each of the four side surface openings 67 is provided with six horizontal frames 68 extending in the horizontal direction.
  • the seven divided side surface openings 70 are formed by arranging them in the vertical direction with a gap therebetween. That is, the seven divided side surface openings 70 are stacked in the vertical direction, and each divided side surface opening 70 is opened to extend in the horizontal direction.
  • the first, third, fifth, and seventh divided side surface openings 70 from above are provided with a fine mesh 61.
  • the second, fourth, and sixth three divided side surface openings 70 from above are open as they are.
  • the six horizontal frames 68 are respectively provided in the four side opening portions 67, and the first four horizontal frames 68 from the upper side of the four side opening portions 67 are formed in a quadrilateral frame shape.
  • a fine wire mesh 61 is stretched in the frame.
  • the four horizontal frames 68 from the upper side of the four side opening portions 67 are also formed in a quadrilateral frame shape, and a fine metal mesh 61 is stretched in this frame. That is, six wire meshes 61 are stretched between the wire mesh 61 stretched on the upper surface and the wire mesh 61 stretched on the lower surface (see FIGS. 5 and 6).
  • the spray equipment 36 is activated. That is, the spray pump 46 is driven to pump up the boric acid water from the fuel replacement water pit 35, and the pumped boric acid water is sprayed into the reactor containment vessel 10 through the spraying 45. At this time, a part of the boric acid water sprayed from the spraying 45 flows into the pH adjusting device 37, and the other boric acid water cools the inside of the reactor containment vessel 10.
  • boric acid water When boric acid water is sprayed on the pH adjusting device 37, boric acid water flows into the basket container 51. Then, while dissolving the pH adjusting agent in the basket 50, the basket housing container 51 is filled with a pH adjusting solution in which boric acid water and the pH adjusting agent are dissolved, and the basket 50 is submerged.
  • boric acid water is placed in the three first gaps L1 by arranging the four storage parts 71 that store the pH adjusting agent in a vertically stacked manner via the first gaps L1. Therefore, the contact area between the boric acid water and the pH adjusting agent can be increased. Thereby, the dissolution rate of a pH adjuster can be improved.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the basket according to the second embodiment cut at the cutting position in the plane A of FIG. 4, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the basket according to the second embodiment cut at the cutting position in the plane B of FIG.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams in which the basket 50 of the first embodiment is not cut, but the basket 80 of the second embodiment is cut at the cutting position shown in FIG.
  • the basket 80 according to the second embodiment has a configuration in which a plurality of partition plates 81 are provided between the accommodating portions 71.
  • each partition plate 81 so as to be inclined with respect to the horizontal plane, the pH adjustment solution dissolved in each storage portion 71 is transferred from the upper end portion 81a to the lower end portion 81b of each partition plate 81. Therefore, the pH adjusting solution can be suitably flowed out.
  • each partition plate 81 can be provided to be inclined with respect to the horizontal plane, the pH adjustment solution dissolved in each storage portion 71 is transferred from the upper side end portion 81a of each partition plate 81 to the lower side end. It is possible to flow toward the part 81b, and thereby the pH adjusting solution can be suitably discharged.
  • the basket 100 is disposed to be inclined by changing the length of the leg portion 62.
  • the present invention is not limited thereto, and the floor surface on which the basket 100 is disposed may be inclined with respect to the horizontal plane. Good. That is, when the installation of the basket 100 is completed, each partition plate 81 may be inclined with respect to the horizontal plane.
  • FIGS. 13 and 14 are also diagrams in which the basket 50 of the first embodiment is not cut, but the basket 110 of the fifth embodiment is cut at the cutting position shown in FIG.
  • the inflow guide plate 111 is provided at the upper end portion 81a of each partition plate 81 of the basket 100 in the fourth embodiment, and each partition plate 81 of the basket 100 in the fourth embodiment is provided.
  • An outflow guide plate 112 is provided at the lower end 81b.
  • a metal partition plate 81 is provided in each first gap L ⁇ b> 1 between the accommodating portions 71, and each of the three partition plates 81 is a horizontal plane. It is attached to the basket frame 60 so that.
  • a plate-shaped inflow guide plate 111 extending upward in the vertical direction of each partition plate 81 is provided at one end portion of each partition plate 81, and the other end portion of each partition plate 81 is provided with each partition plate 81.
  • a plate-shaped outflow guide plate 112 extending downward in the vertical direction is provided.
  • the four legs 62 of the basket 110 are configured such that the length of the two adjacent legs 62a is higher than the length of the other two legs 62b.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the basket according to the sixth embodiment cut at the cutting position in the plane A of FIG. 4, and FIG. 16 is a cross-section of the basket according to the sixth embodiment cut at the cutting position in the plane B of FIG.
  • FIG. 15 and FIG. 16 are also diagrams in which the basket 50 of the first embodiment is not cut and the basket 120 of the sixth embodiment is cut at the cutting position shown in FIG.
  • the basket 120 according to the sixth embodiment has a configuration in which each accommodating portion 71 of the basket 110 according to the fifth embodiment is divided with a predetermined second gap L2.
  • boric acid water can be caused to flow into the second gap L2 between the divided housing portions 122, the contact area between the boric acid water and the pH adjusting agent can be increased. Thereby, since the dissolution rate of the pH adjusting agent can be increased, the pH adjusting solution can be circulated in the reactor containment vessel 10 quickly, and the abnormal situation can be settled early.
  • the plurality of second gaps L2 are formed along the flow direction of the pH adjusting solution, boric acid water flows into each divided accommodating part 122 via each second gap L2, and each divided accommodating part. The pH adjusting solution generated in 122 flows out through each second gap L2.
  • the plurality of second gaps L2 may be applied to the baskets 50, 80, 90 of the first to third embodiments.

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Abstract

　ｐＨ調整剤を溶解可能なホウ酸水が流入するバスケット収容容器内に配設され、流入するホウ酸水によりｐＨ調整溶液を流出可能なバスケット５０において、ｐＨ調整剤を、所定の第１間隙Ｌ１を空けて鉛直方向に積層して収容可能な複数の収容部７１を備えた。また、上記のバスケット５０と、バスケット５０を内部に収容可能に構成されると共に、内部に冷却水を貯留可能なバスケット収容容器と、バスケット収容容器内において冷却水にｐＨ調整剤が溶解したｐＨ調整溶液を流出させるオーバーフロー管とを備えた。

Description

バスケットおよびｐＨ調整装置
　本発明は、原子炉格納容器内に格納された原子炉の異常時において、原子炉格納容器内のｐＨを調整するｐＨ調整用のバスケットおよびｐＨ調整装置に関するものである。
　一般的な原子力発電プラントとして、加圧水型原子炉を備えたものが知られており、加圧水型原子炉は、原子炉格納容器に格納されている。このとき、異常事態を想定して、原子炉格納容器周りには、原子炉格納容器内の圧力を低減すべく、原子炉格納容器内に冷却水を散布するスプレイ設備が設けられている。
　ところで、このような原子力発電プラントにおいて、原子炉格納容器内の外周壁付近の基礎レベル（床上）に、リン酸三ナトリウム（ＴＳＰ）等のｐＨ調整剤を収めたメッシュのバスケットを配置するものが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
　この構成によれば、異常時において、スプレイ設備により冷却水が散布されると、原子炉格納容器内の底部は冷却水で満たされる。すると、原子炉格納容器内の床上に配設したバスケットは水没し、バスケットの内部に納められたｐＨ調整剤がメッシュを介して冷却水に溶け出す。この後、ｐＨ調整剤が溶け出した冷却水（ｐＨ調整溶液）を、スプレイ設備により原子炉格納容器内で循環させることにより、原子炉格納容器内のｐＨを調整することが可能となる。
　そして、原子炉格納容器内のｐＨを調整することにより、原子炉格納容器内の放射性ヨウ素をｐＨ調整溶液中に留めたり、原子炉格納容器内の構造材料や各種機器の酸化による耐久力の低下を抑制することができる。
J. A. Reinhart Site Director/Fort Calhoun Station 、「Fort Calhoun Station, Unit No.1 License Amendment Request(LAR) "Change of Containment Building Sump Buffering Agent from Trisodium Phosphate to Sodium Tetraborate"」、[online]、２００６年８月２１日、U.S.NRC、[２００８年３月１０日検索]、インターネット〈URL:http://www.nrc.gov/　→　Electronic Reading Room を選択　→　Documents in ADAMS を選択　→　Web-based access を選択　→　Begin ADAMS Search を選択　→　「ML062340039」を入力　→　Rank 6. (80) を選択〉
　ところで、異常事態の早期沈静化を図るべく、スプレイ設備によりｐＨ調整溶液を原子炉格納容器内において、早急に循環させることが要求されている。このため、冷却水に水没したバスケットから溶け出すｐＨ調整剤の溶解速度を、早くすることが好ましい。なお、非特許文献１に係るバスケットの構成については、開示されていない。
　そこで、本発明は、ｐＨ調整剤の溶解速度を向上させることが可能なバスケットおよびｐＨ調整装置を提供することを課題とする。
　本発明のバスケットは、原子炉格納容器内を冷却する冷却水が流入可能な溶媒流入容器内に配設され、流入する冷却水によりｐＨ調整溶液を流出可能なバスケットにおいて、ｐＨ調整剤を、所定の第１間隙を空けて鉛直方向に積層して収容可能な複数の収容部を備えたことを特徴とする。
　この場合、各収容部間の複数の第１間隙にそれぞれ設けられた複数の仕切り板をさらに備えたことが、好ましい。
　また、この場合、各仕切り板は、水平面に対し傾斜して設けられていることが、好ましい。
　また、これらの場合、傾斜する各仕切り板の上方側端部に設けられ、各収容部へ流入する溶媒を案内する複数の流入案内板をさらに備えたことが、好ましい。
　また、これらの場合、傾斜する各仕切り板の下方側端部に設けられ、各収容部から流出したｐＨ調整溶液を案内する複数の流出案内板をさらに備えたことが、好ましい。
　また、これらの場合、各収容部は、第１間隙に直交する所定の第２間隙を空けて分割された複数の分割収容部を有していることが、好ましい。
　また、これらの場合、各分割収容部間の複数の第２間隙は、ｐＨ調整溶液の流れ方向に沿って延在するように形成されていることが、好ましい。
　本発明のｐＨ調整装置は、上記のバスケットと、バスケットを内部に収容可能に構成されると共に、内部に冷却水を貯留可能な冷却水流入容器と、冷却水流入容器内において冷却水よりｐＨ調整剤が溶解したｐＨ調整溶液を流出させる冷却水流出手段とを備えたことを特徴とする。
　請求項１のバスケットによれば、ｐＨ調整剤を収容する収容部を、鉛直方向に積層して複数設けることにより、各収容部間の第１間隙に冷却水を流入させることができるため、冷却水とｐＨ調整剤との接触面積を増大させることができる。これにより、ｐＨ調整剤の溶解速度を早くすることができるため、原子炉格納容器内におけるｐＨ調整溶液の循環を早急に行うことができ、異常事態の早期沈静化を図ることができる。
　請求項２のバスケットによれば、複数の仕切り板により、複数の収容部を仕切ることができる。このため、各収容部において生成された高濃度のｐＨ調整溶液が、各収容部間の間隙を介して他の収容部に流入することを抑制することができる。これにより、他の収容部には、高濃度のｐＨ調整溶液以外の冷却水が流入するため、ｐＨ調整溶液の飽和が生じにくくなり、ｐＨ調整剤を好適に溶解することができる。
　請求項３のバスケットによれば、各仕切り板を水平面に対し傾斜して設けることで、収容部において溶解したｐＨ調整溶液を、仕切り板の上方側端部から下方側端部へ向けて流すことができる。これにより、ｐＨ調整溶液を好適に流出させることができる。
　請求項４のバスケットによれば、流入案内板を設けることにより、他の収容部において生成された高濃度のｐＨ調整溶液以外の冷却水を、各収容部へ適切に流入するように案内することができる。
　請求項５のバスケットによれば、流出案内板を設けることにより、各収容部において生成された高濃度のｐＨ調整溶液を、他の収容部へ流入しないように各収容部から適切に流出させて案内することができる。
　請求項６のバスケットによれば、各分割収容部間の第２間隙に冷却水を流入させることができるため、冷却水とｐＨ調整剤との接触面積を増大させることができる。これにより、ｐＨ調整剤の溶解速度を早くすることができるため、原子炉格納容器内におけるｐＨ調整溶液の循環を早急に行うことができ、異常事態の早期沈静化を図ることができる。
　請求項７のバスケットによれば、ｐＨ調整溶液の流れ方向に沿って複数の第２間隙が形成されているため、冷却水は各第２間隙を介して各分割収容部に流入すると共に、各分割収容部において生成されたｐＨ調整溶液は各第２間隙を介して流出する。これにより、溶媒を効率よく流入させることができると共に、生成されたｐＨ調整溶液を効率よく流出させることができるため、ｐＨ調整剤の溶解速度を向上させることができる。
　請求項８のｐＨ調整装置によれば、冷却水流入容器へ冷却水を流入させることにより、冷却水流入容器内においてｐＨ調整剤を冷却水に溶解してｐＨ調整溶液を生成することができ、さらに、生成したｐＨ調整溶液を流出することができる。これにより、生成したｐＨ調整溶液を、原子炉格納容器内で循環させることができる。
図１は、実施例１に係るバスケットを適用した原子力発電プラントの概略構成図である。 図２は、実施例１に係るバスケットを適用したｐＨ調整システムの概略構成図である。 図３は、実施例１に係るバスケットを備えたｐＨ調整装置の概略構成図である。 図４は、実施例１に係るバスケットの外観斜視図である。 図５は、図４の平面Ａにおいて切断したバスケットの断面図である。 図６は、図４の平面Ｂにおいて切断したバスケットの断面図である。 図７は、実施例２に係るバスケットを図４の平面Ａにおける切断位置において切断した断面図である。 図８は、実施例２に係るバスケットを図４の平面Ｂにおける切断位置において切断した断面図である。 図９は、実施例３に係るバスケットを図４の平面Ａにおける切断位置において切断した断面図である。 図１０は、実施例３に係るバスケットを図４の平面Ｂにおける切断位置において切断した断面図である。 図１１は、実施例４に係るバスケットを図４の平面Ａにおける切断位置において切断した断面図である。 図１２は、実施例４に係るバスケットを図４の平面Ｂにおける切断位置において切断した断面図である。 図１３は、実施例５に係るバスケットを図４の平面Ａにおける切断位置において切断した断面図である。 図１４は、実施例５に係るバスケットを図４の平面Ｂにおける切断位置において切断した断面図である。 図１５は、実施例６に係るバスケットを図４の平面Ａにおける切断位置において切断した断面図である。 図１６は、実施例６に係るバスケットを図４の平面Ｂにおける切断位置において切断した断面図である。 図１７は、変形例に係るバスケットを図４の平面Ｂにおける切断位置において切断した断面図である。
　以下、添付した図面を参照して、本発明にかかるバスケットおよびｐＨ調整装置を適用した原子力発電プラントについて説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。
　実施例１にかかる原子力発電プラントは、原子炉として加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）が用いられている。加圧水型の原子力発電プラントは、原子炉において、一次冷却材となる軽水を加熱した後、高温となった軽水をポンプにより蒸気発生器に送る。そして、原子力発電プラントは、蒸気発生器において、高温となった軽水を、二次冷却材と熱交換させることにより二次冷却材を蒸発させ、蒸発した二次冷却材（蒸気）をタービンに送って発電機を駆動させることにより、発電を行っている。
　ここで、図１は、実施例１に係るバスケットを適用した原子力発電プラントの概略構成図であり、図２は、実施例１に係るバスケットを適用したｐＨ調整システムの概略構成図である。また、図３は、実施例１に係るバスケットを備えたｐＨ調整装置の概略構成図であり、図４は、実施例１に係るバスケットの外観斜視図である。さらに、図５は、図４の平面Ａにおいて切断したバスケットの断面図であり、図６は、図４の平面Ｂにおいて切断したバスケットの断面図である。先ず、図１を参照して、原子力発電プラントの構成について簡単に説明する。
　図１に示すように、原子力発電プラント１は、原子炉５と、コールドレグ６ａおよびホットレグ６ｂから成る一対の冷却材配管６ａ，６ｂを介して原子炉５に接続された蒸気発生器７とを有している。また、一対の冷却材配管６ａ，６ｂのホットレグ６ｂには、加圧器８が介設されると共に、コールドレグ６ａには、冷却材ポンプ９が介設されている。そして、原子炉５、一対の冷却材配管６ａ，６ｂ、蒸気発生器７、加圧器８および冷却材ポンプ９により、原子力発電プラント１の一次冷却系統３が構成され、これらは、原子炉格納容器１０に収容されている。
　上記の構成において、一次冷却材となる軽水は、原子炉５からホットレグ６ｂを通って蒸気発生器７に流入し、この後、蒸気発生器７内を通過して流出した軽水は、コールドレグ６ａを通って原子炉５内に流入する。つまり、軽水は、原子炉５と蒸気発生器７との間を循環している。また、軽水には、原子炉５の核分裂反応により発生した中性子を減速すべく、ホウ酸が溶解されており、軽水は酸性となっている。つまり、軽水は、冷却材および中性子減速材として用いられている。
　原子炉５は、上記したように加圧水型原子炉であり、その内部は軽水で満たされている。そして、原子炉５内には、多数の燃料集合体１５が収容されると共に、燃料集合体１５の核分裂を制御する多数の制御棒１６が各燃料集合体１５に挿入可能に設けられている。
　制御棒１６により核分裂反応を制御しながら燃料集合体１５を核分裂させると、この核分裂により熱エネルギーが発生する。発生した熱エネルギーは軽水を加熱し、加熱された軽水は、ホットレグ６ｂを介して蒸気発生器７へ送られる。一方、コールドレグ６ａを介して蒸気発生器７から送られてきた軽水は、原子炉５内に流入して、原子炉５内を冷却する。
　ホットレグ６ｂに介設された加圧器８は、高温となった軽水を加圧することにより、軽水の沸騰を抑制している。また、蒸気発生器７は、高温高圧となった軽水を、二次冷却材と熱交換させることにより、二次冷却材を蒸発させて蒸気を発生させ、且つ、高温高圧となった軽水を冷却している。冷却材ポンプ９は、一次冷却系統３において軽水を循環させており、軽水を蒸気発生器７からコールドレグ６ａを介して原子炉５へ送り込むと共に、軽水を原子炉５からホットレグ６ｂを介して蒸気発生器７へ送り込んでいる。
　ここで、原子力発電プラント１の一次冷却系統３における一連の動作について説明する。原子炉５内の核分裂反応により発生した熱エネルギーにより、軽水が加熱されると、加熱された軽水は、冷却材ポンプ９によりホットレグ６ｂを介して蒸気発生器７に送られる。ホットレグ６ｂを通過する高温の軽水は、加圧器８により加圧されることで沸騰が抑制され、高温高圧となった状態で、蒸気発生器７に流入する。蒸気発生器７に流入した高温高圧の軽水は、二次冷却材と熱交換を行うことにより冷却され、冷却された軽水は、冷却材ポンプ９によりコールドレグ６ａを介して原子炉５に送られる。そして、冷却された軽水が原子炉５に流入することで、原子炉５が冷却される。
　また、原子力発電プラント１は、蒸気管２１を介して蒸気発生器７に接続されたタービン２２と、タービン２２に接続された復水器２３と、復水器２３と蒸気発生器７とを接続する復給水管２６に介設された給水ポンプ２４と、を有しており、これらにより二次冷却系統２０が構成されている。そして、二次冷却系統２０を循環する二次冷却材は、蒸気発生器７において蒸発して気体（蒸気）になると共に、復水器２３において気体から液体に戻される。なお、上記のタービン２２には、発電機２５が接続されている。
　蒸気管２１を介して蒸気発生器７から蒸気がタービン２２に流入すると、タービン２２は回転を行う。タービン２２が回転すると、タービン２２に接続された発電機２５は、発電を行う。この後、タービン２２から流出した蒸気は復水器２３に流入する。復水器２３は、その内部に冷却管２７が配設されており、冷却管２７の一方には冷却水（例えば、海水）を供給するための取水管２８が接続され、冷却管２７の他方には冷却水を排水するための排水管２９が接続されている。そして、復水器２３は、タービン２２から流入した蒸気を冷却管２７により冷却することで、蒸気を液体に戻している。液体となった二次冷却材は、給水ポンプ２４により復給水管２６を介して蒸気発生器７に送られる。蒸気発生器７に送られた二次冷却材は、蒸気発生器７において一次冷却材と熱交換を行うことにより再び蒸気となる。
　ところで、原子力発電プラント１には、異常事態を想定して、原子炉格納容器１０内を冷却すると共に、放射性ヨウ素の揮発や構造材料等の耐久力の低下を抑制するためのｐＨ調整システム３０が組み込まれている。以下、図２および図３を参照して、実施例１におけるｐＨ調整システム３０について簡単に説明する。
　このｐＨ調整システム３０は、上記したように、異常時において、原子炉格納容器１０の内部を冷却すると共に、放射性ヨウ素の揮発や構造材料等の耐久力の低下を抑制するためのものである。図２に示すように、ｐＨ調整システム３０は、上記の原子炉格納容器１０と、原子炉格納容器１０内の底部に設けられた燃料取替用水ピット３５と、燃料取替用水ピット３５に貯留されたホウ酸水（冷却水）を原子炉格納容器１０の内部に散布可能なスプレイ設備３６と、原子炉格納容器１０内のｐＨを調整するためのｐＨ調整装置３７とを備えている。
　図２に示すように、原子炉格納容器１０の内壁には、ｐＨ調整装置３７を載置する点検架台４２が配設されており、点検架台４２はグレーチング等により構成されている。また、原子炉格納容器１０には、燃料取替用水ピットの上方に作業フロア４３が形成されており、この作業フロア４３には、スプレイ設備３６のスプレイリング４５（詳細は後述）から散布されたホウ酸水が、燃料取替用水ピット３５に返流するように、返流管路が形成されている。
　燃料取替用水ピット３５は、原子炉格納容器１０の底部に配設され、その内部はホウ酸水により常時満たされている。通常、このホウ酸水は、上記の燃料集合体１５を取り替える際に用いられるが、原子炉５の異常時において、このホウ酸水は、原子炉格納容器１０内を冷却する冷却水としても用いられる。なお、このホウ酸水は、後述するｐＨ調整剤の溶媒としても用いられる。
　スプレイ設備３６は、原子炉格納容器１０内の天井付近に設けられたスプレイリング４５と、スプレイリング４５と燃料取替用水ピット３５とを接続するスプレイ配管４７と、スプレイ配管４７に介設されたスプレイポンプ４６と、を有している。従って、スプレイ設備３６が作動すると、スプレイポンプ４６は、燃料取替用水ピット３５に貯留されたホウ酸水を汲み上げて、スプレイリング４５に供給し、スプレイリング４５から原子炉格納容器１０内へホウ酸水を散布する。このとき、スプレイリング４５から散布されたホウ酸水は、ｐＨ調整装置３７へ流入する。
　図３に示すように、ｐＨ調整装置３７は、点検架台４２の任意の位置に配設されており、具体的に、燃料取替用水ピット３５の上方に配設されると共に、スプレイリング４５の直下に配設されている（図２参照）。ｐＨ調整装置３７は、ｐＨ調整剤と、ｐＨ調整剤を内包するバスケット５０と、バスケット５０を収容するバスケット収容容器５１（冷却水流入容器）と、バスケット収容容器５１に設けられたオーバーフロー管５２（冷却水流出手段）と、オーバーフロー管５２に設けられたベント管５３と、を有している。
　ｐＨ調整剤としては、例えば、四ホウ酸ナトリウム十水和物（ＮａＴＢ）が用いられており、ホウ酸水に溶解し易いように粉末状に構成されている。なお、実施例１では、ｐＨ調整剤としてＮａＴＢを用いたが、これに限らず、リン酸三ナトリウム（ＴＳＰ）等を用いてもよい。
　バスケット収容容器５１は、上面を開口した箱状に形成されており、その内部には、バスケット５０が収容されている。このとき、バスケット収容容器５１に収容されるバスケット５０の収容数は任意の数となっている。従って、直上に位置するスプレイリング４５からバスケット収容容器５１へ向けてホウ酸水が散布されると、散布されたホウ酸水は、バスケット５０の上面の開口を介してバスケット収容容器５１の内部に流入すると共に、その内部にホウ酸水が貯留し、内部に収容したバスケット５０を水没させる。すなわち、バスケット５０の上面の開口が、ホウ酸水の流入口となっている。
　バスケット収容容器５１の流出口は、オーバーフロー管５２により構成されており、オーバーフロー管５２は、略逆「Ｕ」字状に形成されている。すなわち、オーバーフロー管５２は、その始端がバスケット収容容器５１内の底部に位置しており、この始端からバスケット収容容器５１の内壁に沿って上方に延び、バスケット収容容器５１の側壁上部において水平方向に折れ曲がって側壁上部を貫通する。そして、貫通したオーバーフロー管５２は、バスケット収容容器５１の外壁に沿って下方に延び、その終端が燃料取替用水ピット３５に接続される。
　ベント管５３は、略逆「Ｊ」字状に形成され、オーバーフロー管５２の上部に配設されており、オーバーフロー管５２の内部と外部とを連通する。そして、ベント管５３は、オーバーフロー管５２の管路内がホウ酸水で満たされないように、オーバーフロー管５２の管路内を大気開放している。
　次に、図４ないし図６を参照して、実施例１に係るバスケット５０について説明する。このバスケット５０は、複数の開口部が形成されたバスケットフレーム６０と、バスケットフレーム６０に張られる金網６１と、バスケットフレーム６０を支持する４つの脚部６２と、を備えている。
　バスケットフレーム６０は、直方体状に構成されており、その上面および下面には、方形状の上面開口部６５および下面開口部６６が形成され、上面開口部６５には目の粗い金網６１が張られ、下面開口部６６には目の細かい金網６１が張られている（図４参照）。つまり、目の細かい金網６１とは、粉末状のｐＨ調整剤がこぼれ落ちず、且つ、ホウ酸水に溶解したｐＨ調整剤（ｐＨ調整溶液）が漏出可能となる金網である。
　また、バスケットフレーム６０の４つの側面のそれぞれには、方形状の側面開口部６７が形成されており、この４つの側面開口部６７のそれぞれに、水平方向に延びる６つ水平フレーム６８を、所定の間隙を空けて鉛直方向に配設することで、分割された７つの分割側面開口部７０を形成している。つまり、７つの分割側面開口部７０は、鉛直方向に積層して形成されており、各分割側面開口部７０は水平方向に延びるように開口されている。そして鉛直方向に積層された７つの分割側面開口部７０のうち、上方から１つ目、３つ目、５つ目、７つ目の４つの分割側面開口部７０には、目の細かい金網６１が張られており、上方から２つ目、４つ目、６つ目の３つの分割側面開口部７０は、そのまま開口した状態となっている。
　また、６つの水平フレーム６８は四方の側面開口部６７にそれぞれ設けられており、四方の側面開口部６７における上方から１つ目の四方の水平フレーム６８は四周枠状に構成されている。そして、この枠内には目の細かい金網６１が張られている。同様に、四方の側面開口部６７における上方から他の目の四方の水平フレーム６８も四周枠状に構成され、この枠内には目の細かい金網６１が張られている。つまり、上面に張られた金網６１と下面に張られた金網６１との間には、６つの金網６１が張られている（図５および図６参照）。
　このため、バスケット５０には、金網６１で区画された直方体状の４つの画成部が鉛直方向に４つ積層して形成されており、この４つの画成部が、ｐＨ調整剤を収容する収容部７１となっている。つまり、４つの収容部７１は、所定の第１間隙Ｌ１を介して鉛直方向に積層して配設されている。
　このバスケットフレーム６０を支持する４つの脚部６２は、バスケットフレーム６０の下面の四隅に設けられており、バスケットフレーム６０に一体形成されている。
　ここで、上記のｐＨ調整システム３０における一連の動作について説明する。異常事態が発生すると、先ず、スプレイ設備３６が作動する。すなわち、スプレイポンプ４６が駆動して、燃料取替用水ピット３５からホウ酸水を汲み上げ、汲み上げたホウ酸水を、スプレイリング４５を介して、原子炉格納容器１０の内部へ散布する。このとき、スプレイリング４５から散布されたホウ酸水の一部は、ｐＨ調整装置３７へ流入し、その他のホウ酸水は、原子炉格納容器１０内を冷却する。
　ｐＨ調整装置３７にホウ酸水が散布されると、バスケット収容容器５１内にホウ酸水が流入する。すると、バスケット５０内のｐＨ調整剤を溶解しながら、バスケット収容容器５１はホウ酸水およびｐＨ調整剤が溶解したｐＨ調整溶液で満たされ、バスケット５０は水没する。
　このとき、バスケット５０は、ｐＨ調整剤を収容する４つの収容部７１が第１間隙Ｌ１を介して鉛直方向に積層されて配設されることにより、３つの第１間隙Ｌ１内にホウ酸水を流入させることができるため、ホウ酸水とｐＨ調整剤との接触面積を増大させることができる。これにより、ｐＨ調整剤の溶解速度を向上させることができる。
　そして、生成されたｐＨ調整溶液は、オーバーフロー管５２を介して自由落下により燃料取替用水ピット３５に流入する。燃料取替用水ピット３５へ流入したｐＨ調整溶液は、燃料取替用水ピット３５内のホウ酸水と混合し、この後、燃料取替用水ピット３５においてｐＨ調整溶液が混合したホウ酸水を、スプレイポンプ４６により汲み上げ、汲み上げたホウ酸水を、スプレイリング４５を介して、原子炉格納容器１０の内部へ散布する。これにより、ｐＨ調整溶液が原子炉格納容器１０内を循環することで、原子炉格納容器１０内のｐＨが調整されると共に、原子炉格納容器１０内を冷却している。
　以上の構成によれば、バスケット５０において、ｐＨ調整剤を収容する複数の収容部７１を、第１間隙Ｌ１を空けて鉛直方向に積層することで、ｐＨ調整剤の溶解速度を向上させることができる。このため、原子炉格納容器１０内におけるｐＨ調整溶液の循環を早急に行うことができ、異常事態の早期沈静化を図ることができる。
　次に、図７および図８を参照して、実施例２に係るバスケット８０について説明する。なお、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。図７は、実施例２に係るバスケットを図４の平面Ａにおける切断位置において切断した断面図であり、図８は、実施例２に係るバスケットを図４の平面Ｂにおける切断位置において切断した断面図である。なお、図７および図８は、実施例１のバスケット５０を切断した図ではなく、実施例２のバスケット８０を図４に示す切断位置において切断した図である。ここで、実施例２に係るバスケット８０は、各収容部７１間に複数の仕切り板８１がそれぞれ設けられた構成となっている。
　具体的に、図７および図８に示すように、各収容部７１間には、３つ第１間隙Ｌ１が形成されており、各第１間隙Ｌ１には、金属製の仕切り板８１が設けられている。３つの仕切り板８１のそれぞれは、水平面となるように配設されており、鉛直方向における第１間隙Ｌ１の中央に位置するようにバスケットフレーム６０に取り付けられている。これにより、各仕切り板８１は、上方に位置する各収容部７１から流出したｐＨ調整溶液を、下方に位置する各収容部７１に流入することを抑制することができる。
　以上の構成によれば、各仕切り板８１の下方に位置する各収容部７１には、上方の各収容部７１から流出した高濃度のｐＨ調整溶液以外の溶媒が流入するため、下方の収容部７１において、ｐＨ調整溶液の飽和が生じにくくなり、ｐＨ調整剤を適切に溶解することができる。これにより、ｐＨ調整剤の溶解速度をさらに向上させることができる。
　次に、図９および図１０を参照して、実施例３に係るバスケット９０について説明する。なお、この場合も、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。図９は、実施例３に係るバスケットを図４の平面Ａにおける切断位置において切断した断面図であり、図１０は、実施例３に係るバスケットを図４の平面Ｂにおける切断位置において切断した断面図である。なお、図９および図１０も、実施例１のバスケット５０を切断した図ではなく、実施例３のバスケット９０を図４に示す切断位置において切断した図である。ここで、実施例３に係るバスケット９０は、実施例２のバスケット８０の各収容部７１間に設けた複数の仕切り板８１を、水平面に対し傾斜させた構成である。
　具体的に、図９および図１０に示すように、各収容部７１間の各第１間隙Ｌ１には、金属製の仕切り板８１が設けられており、３つの仕切り板８１のそれぞれは、水平面に対し傾斜するようにバスケットフレーム６０に取り付けられている。これにより、各仕切り板８１は、一方の端部（上方側端部８１ａ）が他方の端部（下方側端部８１ｂ）に比して高くなるため、上方に位置する各収容部７１から流出したｐＨ調整溶液を、上方側端部８１ａから下方側端部８１ｂへ向けて流すことができる。
　以上の構成によれば、各仕切り板８１を水平面に対し傾斜して設けることで、各収容部７１において溶解したｐＨ調整溶液を、各仕切り板８１の上方側端部８１ａから下方側端部８１ｂへ向けて流すことができるため、ｐＨ調整溶液を好適に流出させることができる。
　次に、図１１および図１２を参照して、実施例４に係るバスケット１００について説明する。なお、この場合も、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。図１１は、実施例４に係るバスケットを図４の平面Ａにおける切断位置において切断した断面図であり、図１２は、実施例４に係るバスケットを図４の平面Ｂにおける切断位置において切断した断面図である。なお、図１１および図１２も、実施例１のバスケット５０を切断した図ではなく、実施例４のバスケット１００を図４に示す切断位置において切断した図である。ここで、実施例４に係るバスケット１００は、実施例２におけるバスケット８０を傾けて配設したものである。
　具体的に、図１１および図１２に示すように、各収容部７１間の各第１間隙Ｌ１には、金属製の仕切り板８１が設けられており、３つの仕切り板８１のそれぞれは、水平面となるようにバスケットフレーム６０に取り付けられている。そして、バスケット１００の４本の脚部６２は、隣接する２本の脚部６２ａの長さが他の２本の脚部６２ｂの長さに比して高くなるように構成されており、各仕切り板８１は水平面に対し傾斜する。これにより、各仕切り板８１は、一方の端部（上方側端部８１ａ）が他方の端部（下方側端部８１ｂ）に比して高くなるため、上方に位置する各収容部７１から流出したｐＨ調整溶液を、上方側端部８１ａから下方側端部８１ｂへ向けて流すことができる。
　以上の構成によれば、各仕切り板８１を水平面に対し傾斜して設けることができるため、各収容部７１において溶解したｐＨ調整溶液を、各仕切り板８１の上方側端部８１ａから下方側端部８１ｂへ向けて流すことができ、これにより、ｐＨ調整溶液を好適に流出させることができる。なお、実施例４では、脚部６２の長さを変更することにより、バスケット１００を傾けて配設したが、これに限らず、バスケット１００を配設する床面を水平面に対し傾斜させてもよい。つまり、バスケット１００の設置完了時において、各仕切り板８１を水平面に対し傾斜させればよい。
　次に、図１３および図１４を参照して、実施例５に係るバスケット１１０について説明する。なお、この場合も、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。図１３は、実施例５に係るバスケットを図４の平面Ａにおける切断位置において切断した断面図であり、図１４は、実施例５に係るバスケットを図４の平面Ｂにおける切断位置において切断した断面図である。なお、図１３および図１４も、実施例１のバスケット５０を切断した図ではなく、実施例５のバスケット１１０を図４に示す切断位置において切断した図である。ここで、実施例５に係るバスケット１１０は、実施例４におけるバスケット１００の各仕切り板８１の上方側端部８１ａに流入案内板１１１を設けると共に、実施例４におけるバスケット１００の各仕切り板８１の下方側端部８１ｂに流出案内板１１２を設けている。
　具体的に、図１３および図１４に示すように、各収容部７１間の各第１間隙Ｌ１には、金属製の仕切り板８１が設けられており、３つの仕切り板８１のそれぞれは、水平面となるようにバスケットフレーム６０に取り付けられている。各仕切り板８１の一方の端部には、各仕切り板８１の鉛直方向の上方に伸びるプレート状の流入案内板１１１が設けられ、各仕切り板の他方の端部には、各仕切り板８１の鉛直方向の下方に伸びるプレート状の流出案内板１１２が設けられている。そして、バスケット１１０の４本の脚部６２は、隣接する２本の脚部６２ａの長さが他の２本の脚部６２ｂの長さに比して高くなるように構成されており、各仕切り板８１は、水平面に対し傾斜し、各流入案内板１１１および各流出案内板１１２は、鉛直面に対し傾斜する。このとき、各流入案内板１１１が設けられた一方の端部（上方側端部８１ａ）が、各流出案内板１１２が設けられた他方の端部（下方側端部８１ｂ）に比して高くなるように、バスケット１１０の４本の脚部６２を構成する。
　以上の構成によれば、流入案内板１１１を設けることにより、他の収容部７１において生成された高濃度のｐＨ調整溶液以外の溶媒を、各収容部７１へ適切に流入するように案内することができる。また、流出案内板１１２を設けることにより、各収容部７１において生成された高濃度のｐＨ調整溶液を、他の収容部７１へ流入しないように各収容部７１から適切に流出させて案内することができる。なお、この流入案内板１１１および流出案内板１１２は、実施例２に係るバスケット８０に適用してもよい。
　次に、図１５および図１６を参照して、実施例６に係るバスケット１２０について説明する。なお、この場合も、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。図１５は、実施例６に係るバスケットを図４の平面Ａにおける切断位置において切断した断面図であり、図１６は、実施例６に係るバスケットを図４の平面Ｂにおける切断位置において切断した断面図である。なお、図１５および図１６も、実施例１のバスケット５０を切断した図ではなく、実施例６のバスケット１２０を図４に示す切断位置において切断した図である。ここで、実施例６に係るバスケット１２０は、実施例５におけるバスケット１１０の各収容部７１を所定の第２間隙Ｌ２を空けて分割した構成となっている。
　具体的に、図１５および図１６に示すように、鉛直方向に積層した複数の収容部７１のそれぞれは、第１間隙Ｌ１に直交する所定の第２間隙Ｌ２を空けて分割された複数の分割収容部１２２を有しており、複数の第２間隙Ｌ２は、ｐＨ調整溶液の流れ方向に沿って延在するように形成されている。つまり、各収容部７１で生成されたｐＨ調整溶液は、水平面に対し傾斜した各仕切り板８１の傾斜方向に流れるため、第２間隙Ｌ２は仕切り板８１の傾斜方向に沿って延在するように形成されている。
　以上の構成によれば、各分割収容部１２２間の第２間隙Ｌ２にホウ酸水を流入させることができるため、ホウ酸水とｐＨ調整剤との接触面積を増大させることができる。これにより、ｐＨ調整剤の溶解速度を早くすることができるため、原子炉格納容器１０内におけるｐＨ調整溶液の循環を早急に行うことができ、異常事態の早期沈静化を図ることができる。また、ｐＨ調整溶液の流れ方向に沿って複数の第２間隙Ｌ２が形成されているため、ホウ酸水は各第２間隙Ｌ２を介して各分割収容部１２２に流入すると共に、各分割収容部１２２において生成されたｐＨ調整溶液は各第２間隙Ｌ２を介して流出する。これにより、ホウ酸水を効率よく流入させることができると共に、生成されたｐＨ調整溶液を効率よく流出させることができるため、ｐＨ調整剤の溶解速度を向上させることができる。なお、この複数の第２間隙Ｌ２を実施例１ないし実施例３のバスケット５０，８０，９０に適用してもよい。
　なお、図１７は、実施例２のバスケット８０の変形例に係るバスケットを図４の平面Ｂにおける切断位置において切断した断面図である。変形例に係るバスケット１３０は、その水平方向の中央部を頂部１３１とし、この頂部１３１から双方へ向けて下り傾斜となるように、複数の収容部７１および複数の仕切り板８１が構成されている。このとき、頂部１３１を中心に各収容部７１を双方それぞれに分割してもよい。また、実施例２ないし６のバスケット８０，９０，１００，１１０，１２０において、各仕切り板８１の傾斜方向に直交する幅方向の両端部に、流出したｐＨ調整溶液を、各仕切り板８１の上方側端部８１ａから下方側端部８１ｂへ向けて案内する流路案内板（図示省略）を設けてもよい。これにより、各収容部７１において生成された高濃度のｐＨ調整溶液を、他の収容部７１へ流入しないように上方側端部８１ａから下方側端部８１ｂへ向けて適切に案内することができる。
　以上のように、本発明に係るバスケットおよびｐＨ調整装置は、原子炉格納容器内のｐＨの調整を行うｐＨ調整装置において有用であり、特に、ｐＨ調整剤の溶解速度を向上させる場合に適している。
　１　　　　原子力発電プラント
　１０　　　原子炉格納容器
　３０　　　ｐＨ調整システム
　３５　　　燃料取替用水ピット
　３６　　　スプレイ設備
　３７　　　ｐＨ調整装置
　４２　　　点検架台
　４５　　　スプレイリング
　４６　　　スプレイポンプ
　５０　　　バスケット
　５１　　　バスケット収容容器
　５２　　　オーバーフロー管
　５３　　　ベント管
　６０　　　バスケットフレーム
　６１　　　金網
　６２　　　脚部
　６２ａ　　脚部
　６２ｂ　　脚部
　６５　　　上面開口部
　６６　　　下面開口部
　６７　　　側面開口部
　６８　　　水平フレーム
　７０　　　分割側面開口部
　７１　　　収容部
　８０　　　バスケット（実施例２）
　８１　　　仕切り板
　８１ａ　　上方側端部
　８１ｂ　　下方側端部
　９０　　　バスケット（実施例３）
　１００　　バスケット（実施例４）
　１１０　　バスケット（実施例５）
　１１１　　流入案内板
　１１２　　流出案内板
　１２０　　バスケット（実施例６）
　１２２　　分割収容部
　１３０　　バスケット（変形例）
　１３１　　頂部
　Ｌ１　　　第１間隙
　Ｌ２　　　第２間隙

Claims (8)

  1. 　原子炉格納容器内を冷却する冷却水が流入可能な冷却水流入容器内に配設され、流入する前記冷却水によりｐＨ調整溶液を流出可能なバスケットにおいて、
    　前記ｐＨ調整剤を、所定の第１間隙を空けて鉛直方向に積層して収容可能な複数の収容部を備えたことを特徴とするバスケット。
  2. 　前記各収容部間の前記複数の第１間隙にそれぞれ設けられた複数の仕切り板をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のバスケット。
  3. 　前記各仕切り板は、水平面に対し傾斜して設けられていることを特徴とする請求項２に記載のバスケット。
  4. 　傾斜する前記各仕切り板の上方側端部に設けられ、前記各収容部へ流入する前記溶媒を案内する複数の流入案内板をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載のバスケット。
  5. 　傾斜する前記各仕切り板の下方側端部に設けられ、前記各収容部から流出した前記ｐＨ調整溶液を案内する複数の流出案内板をさらに備えたことを特徴とする請求項３または４に記載のバスケット。
  6. 　前記各収容部は、前記第１間隙に直交する所定の第２間隙を空けて分割された複数の分割収容部を有していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のバスケット。
  7. 　前記各分割収容部間の前記複数の第２間隙は、前記ｐＨ調整溶液の流れ方向に沿って延在するように形成されていることを特徴とする請求項６に記載のバスケット。
  8. 　請求項１ないし７のいずれか１項に記載のバスケットと、
    　前記バスケットを内部に収容可能に構成されると共に、内部に前記冷却水を貯留可能な前記冷却水流入容器と、
    　前記冷却水流入容器内において前記冷却水より前記ｐＨ調整剤が溶解した前記ｐＨ調整溶液を流出させる冷却水流出手段とを備えたことを特徴とするｐＨ調整装置。
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