加圧水型原子炉の格納容器冷却装置
【課題】ドーム状屋根部に散水された冷却水の散水量を低減させて所望の冷却効果を達成し得る加圧水型原子炉の格納容器冷却装置を提供する。
【解決手段】ドーム状屋根部２を有する加圧水型原子炉の格納容器１に、これを覆う建屋７を設けると共に、この建屋７の上部に貯水槽１１を設けると共に、この貯水槽１１から建屋７内に設けられた上記格納容器１のドーム状屋根部２上に散水させて冷却するにおいて、上記格納容器１のドーム状屋根部２の頂部に臨ませて、上記貯水槽１１から冷却水を散水させる散水管１４を設けると共に、上記格納容器１のドーム状屋根部２上にこれを覆うように散水される冷却水を滞留させて流下させる滞留水層２０を形成したものである。
【解決手段】ドーム状屋根部２を有する加圧水型原子炉の格納容器１に、これを覆う建屋７を設けると共に、この建屋７の上部に貯水槽１１を設けると共に、この貯水槽１１から建屋７内に設けられた上記格納容器１のドーム状屋根部２上に散水させて冷却するにおいて、上記格納容器１のドーム状屋根部２の頂部に臨ませて、上記貯水槽１１から冷却水を散水させる散水管１４を設けると共に、上記格納容器１のドーム状屋根部２上にこれを覆うように散水される冷却水を滞留させて流下させる滞留水層２０を形成したものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧水型原子炉の格納容器の冷却効率を高める冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型原子炉における緊急時の格納容器の冷却は、格納容器を覆う建屋の上部に設置された貯水タンクから、重力によって格納容器の上部へ冷却水を散水（重力スプレイ）し、その気化熱により格納容器を冷却するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のこの種の格納容器の冷却装置では、ドーム状屋根部の頂部に臨ませて冷却水を散水するように構成されているが、ドーム状屋根部の勾配角度が比較的大きく設定されていることから、散水された冷却水がドーム状屋根部からすぐに流れ落ちてしまい十分な冷却効果を得ることができなかった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、ドーム状屋根部を有する格納容器上に散水された冷却水をドーム状屋根部に滞留させながら格納容器下部へ流下させるように構成し、冷却水の散水量を低減させて所望の冷却効果を達成し得る加圧水型原子炉の格納容器冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、ーム状屋根部を有する加圧水型原子炉の格納容器に、これを覆う建屋を設けると共に、この建屋の上部に貯水槽を設けると共に、この貯水槽から上記格納容器のドーム状屋根部上に散水させて冷却する加圧水型原子炉の格納容器冷却装置において、上記格納容器のドーム状屋根部の頂部に臨ませて、上記貯水槽から冷却水を散水させる散水管を設けると共に、上記ドーム状屋根部上にこれを覆うように散水される冷却水を滞留させて流下させる滞留水層を形成した加圧水型原子炉の格納容器冷却装置である。
【０００６】
請求項２の発明は、上記滞留水層が、上記格納容器のドーム状屋根部上に、少なくとも１又は２以上のシート状のメッシュを多重に重ねられたメッシュ層によって構成された請求項２に記載の加圧水型原子炉の格納容器冷却装置である。
【０００７】
請求項３の発明は、上記ドーム状屋根部の上方に、散水された冷却水を一旦受け、これを均等に分配するための側部に孔を有する筒状の冷却水分配バケツが設けられる請求項１又は２に記載の加圧水型原子炉の格納容器冷却装置である。
【０００８】
請求項４の発明は、上記ドーム状屋根部には、頂部に散水された冷却水を頂部から各半径方向に均等に分配する仕切り板が放射状に設けられる請求項１〜３いずれかに記載の加圧水型原子炉の格納容器冷却装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加圧水型原子炉の格納容器のドーム状屋根部に散水された冷却水をドーム状屋根上に沿って順次滞留させて格納容器下部へ流下させることにより、可及的に冷却効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１１】
図１は、本発明の好適な実施の形態を示す加圧水型原子炉の格納容器冷却装置の断面図である。
【００１２】
図１に示すように、格納容器１は、その頂部に所定の勾配角を有するドーム状屋根部２と、このドーム状屋根部２に連結する筒状の胴部３とを備えている。この格納容器１内には原子炉４、蒸気発生器５等が収納されている。
【００１３】
また、格納容器１には、外側部に所定の間隔を隔てて遮蔽壁６で区画形成された建屋７が設けられている。この建屋７の上部を構成する屋根部９には、その略中央部に外部に開放された排気口１０が設けられており、この排気口１０には、これを囲むように筒状の貯水槽１１が設けられ建屋７に支持される。
【００１４】
このように、筒状の貯水槽１１が排気口１０上に設けられることにより、貯水槽１１の内筒部が排気口１０に連結する排気筒１２が接続されることになる。また、貯水槽１１の底部１３には建屋７内の格納容器１のドーム状屋根部２の頂部に臨んだ散水管１４が取り付けられている。
【００１５】
ドーム状屋根部２の上方には、散水管１４から散水された冷却水を一旦受け、これを頂部から円周方向へ均等に分配するための側部に孔４１を有する筒状の冷却水分配バケツ４２（図４参照）が設けられている。孔４１は、冷却水分配バケツ４２から周方向に均等に散水するように、冷却水分配バケツ４２の側部に複数形成される。
【００１６】
さらに、ドーム状屋根部２には、頂部に冷却水分配バケツ４２によって均等に散水された冷却水を頂部から各半径方向に均等に分配する仕切り板５１が放射状に設けられている（図５参照）。
【００１７】
仕切り板５１は、ドーム状屋根部の内周側に放射状に設けられた複数の内周側仕切り板５１ａと、隣り合う内周側仕切り板５１ａ間に位置して放射状に設けられた外周側仕切り板５１ｂとで構成される。
【００１８】
また、建屋７の胴部には、その上方に外気導入口１５が設けられると共に、格納容器１と建屋７との間には外気導入口１５から導入される外気を格納容器１の底部から上方に案内するための外気通風路１６が形成されている。この外気通風路１６は、仕切壁１７によって区画形成されている。
【００１９】
特に、本発明に係る実施例にあっては格納容器１の上部を構成するドーム状屋根部２上の表面部に、シート状のメッシュを１又は２以上に多重に重ね合わせてメッシュ層（ワイヤーメッシュ）１９を形成して冷却水を滞留する滞留水層２０を構成したものである（図２参照）。
【００２０】
図３に示すように、メッシュ層（ワイヤーメッシュ）１９は、丸で囲んだＺ部詳細に示すように、細い金属線ｍを編み込んで無結節網とし、これに一定方向のウエーブ１８ａをつけてメッシュシート１８とし、そのメッシュシート１８のウエーブ１８ａの方向が交互に変わるように幾重にも重ね合わせて形成される。
【００２１】
このメッシュシート１８のメッシュサイズ１８ｂとウエーブ１８ａは、メッシュサイズ１８ｂとウエーブ１８ａとで形成される空隙が、広くしすぎてしまうと冷却水が滞留せず、狭すぎると冷却水が温まって冷却効果が落ちてしまうので、水がある程度滞留しつつ流れるような空隙となるようメッシュサイズ１８ｂとウエーブ１８ａにする。
【００２２】
滞留水層２０として、ワイヤーメッシュ１９を用いるのは、軽量のため価格が低廉で、装置の大きさ・形状に対して制限されず、既設装置への取り付けが容易で、高温及び腐食に対して制限されず、且つ接触面積が大きく冷却水の滞留効果が高いからである。
【００２３】
また、このメッシュ層１９からなる滞留水層２０はドーム状屋根部２の仕切り板５１の隙間全域を覆うように構成されている。従って、貯水槽１１から重力スプレイにより散水管１４及び冷却水分配バケツ４２を介して散水された冷却水は、格納容器１のドーム状屋根部２へ均等に散水される。散水される冷却水はその上流から下流側、言い換えるとドーム状屋根部２の頂部から裾野部に沿って仕切り板５１により各半径方向に均等に分配されると共に、メッシュ層１９によって流速が減速されて流下し、格納容器１を効率的に冷却することができる。このように冷却水の流下速度が低減されることは冷却水の循環供給量を低減させることができる。また、格納容器１のドーム状屋根部２という高温領域を冷却水を滞留させながら減速させて下流させることにより、効果的に冷却することができる。
【００２４】
図１でＡは内部自然循環と凝縮による格納容器１壁への熱伝達を、Ｂは自然通風（大気）による除熱を、Ｃは貯水槽の重力スプレイによる除熱を表す。
【００２５】
本実施の形態によれば、冷却水を滞留させた滞留水層２０が、格納容器１の熱を効率よく放熱するので、十分な冷却効果を得られ、冷却水の利用効率も向上する。
【００２６】
従って、散水管１４からドーム状屋根部２への水量を従来より減少させても同等の冷却効果が得られるので、散水管１４を細くしたり、流量調節弁を設けてもよい。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の格納容器冷却装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の丸Ｍで囲んだ滞留水層の拡大断面図である。
【図３】図１に示した滞留水層に用いたメッシュ層の構造を示す模式図である。
【図４】図１に示した冷却水分配バケツの拡大斜視図である。
【図５】図１に示したドーム状屋根部の平面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 格納容器
２ ドーム状屋根部
７ 建屋
１１ 貯水槽
１４ 散水管
２０ 滞留水層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧水型原子炉の格納容器の冷却効率を高める冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型原子炉における緊急時の格納容器の冷却は、格納容器を覆う建屋の上部に設置された貯水タンクから、重力によって格納容器の上部へ冷却水を散水（重力スプレイ）し、その気化熱により格納容器を冷却するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のこの種の格納容器の冷却装置では、ドーム状屋根部の頂部に臨ませて冷却水を散水するように構成されているが、ドーム状屋根部の勾配角度が比較的大きく設定されていることから、散水された冷却水がドーム状屋根部からすぐに流れ落ちてしまい十分な冷却効果を得ることができなかった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、ドーム状屋根部を有する格納容器上に散水された冷却水をドーム状屋根部に滞留させながら格納容器下部へ流下させるように構成し、冷却水の散水量を低減させて所望の冷却効果を達成し得る加圧水型原子炉の格納容器冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、ーム状屋根部を有する加圧水型原子炉の格納容器に、これを覆う建屋を設けると共に、この建屋の上部に貯水槽を設けると共に、この貯水槽から上記格納容器のドーム状屋根部上に散水させて冷却する加圧水型原子炉の格納容器冷却装置において、上記格納容器のドーム状屋根部の頂部に臨ませて、上記貯水槽から冷却水を散水させる散水管を設けると共に、上記ドーム状屋根部上にこれを覆うように散水される冷却水を滞留させて流下させる滞留水層を形成した加圧水型原子炉の格納容器冷却装置である。
【０００６】
請求項２の発明は、上記滞留水層が、上記格納容器のドーム状屋根部上に、少なくとも１又は２以上のシート状のメッシュを多重に重ねられたメッシュ層によって構成された請求項２に記載の加圧水型原子炉の格納容器冷却装置である。
【０００７】
請求項３の発明は、上記ドーム状屋根部の上方に、散水された冷却水を一旦受け、これを均等に分配するための側部に孔を有する筒状の冷却水分配バケツが設けられる請求項１又は２に記載の加圧水型原子炉の格納容器冷却装置である。
【０００８】
請求項４の発明は、上記ドーム状屋根部には、頂部に散水された冷却水を頂部から各半径方向に均等に分配する仕切り板が放射状に設けられる請求項１〜３いずれかに記載の加圧水型原子炉の格納容器冷却装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加圧水型原子炉の格納容器のドーム状屋根部に散水された冷却水をドーム状屋根上に沿って順次滞留させて格納容器下部へ流下させることにより、可及的に冷却効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１１】
図１は、本発明の好適な実施の形態を示す加圧水型原子炉の格納容器冷却装置の断面図である。
【００１２】
図１に示すように、格納容器１は、その頂部に所定の勾配角を有するドーム状屋根部２と、このドーム状屋根部２に連結する筒状の胴部３とを備えている。この格納容器１内には原子炉４、蒸気発生器５等が収納されている。
【００１３】
また、格納容器１には、外側部に所定の間隔を隔てて遮蔽壁６で区画形成された建屋７が設けられている。この建屋７の上部を構成する屋根部９には、その略中央部に外部に開放された排気口１０が設けられており、この排気口１０には、これを囲むように筒状の貯水槽１１が設けられ建屋７に支持される。
【００１４】
このように、筒状の貯水槽１１が排気口１０上に設けられることにより、貯水槽１１の内筒部が排気口１０に連結する排気筒１２が接続されることになる。また、貯水槽１１の底部１３には建屋７内の格納容器１のドーム状屋根部２の頂部に臨んだ散水管１４が取り付けられている。
【００１５】
ドーム状屋根部２の上方には、散水管１４から散水された冷却水を一旦受け、これを頂部から円周方向へ均等に分配するための側部に孔４１を有する筒状の冷却水分配バケツ４２（図４参照）が設けられている。孔４１は、冷却水分配バケツ４２から周方向に均等に散水するように、冷却水分配バケツ４２の側部に複数形成される。
【００１６】
さらに、ドーム状屋根部２には、頂部に冷却水分配バケツ４２によって均等に散水された冷却水を頂部から各半径方向に均等に分配する仕切り板５１が放射状に設けられている（図５参照）。
【００１７】
仕切り板５１は、ドーム状屋根部の内周側に放射状に設けられた複数の内周側仕切り板５１ａと、隣り合う内周側仕切り板５１ａ間に位置して放射状に設けられた外周側仕切り板５１ｂとで構成される。
【００１８】
また、建屋７の胴部には、その上方に外気導入口１５が設けられると共に、格納容器１と建屋７との間には外気導入口１５から導入される外気を格納容器１の底部から上方に案内するための外気通風路１６が形成されている。この外気通風路１６は、仕切壁１７によって区画形成されている。
【００１９】
特に、本発明に係る実施例にあっては格納容器１の上部を構成するドーム状屋根部２上の表面部に、シート状のメッシュを１又は２以上に多重に重ね合わせてメッシュ層（ワイヤーメッシュ）１９を形成して冷却水を滞留する滞留水層２０を構成したものである（図２参照）。
【００２０】
図３に示すように、メッシュ層（ワイヤーメッシュ）１９は、丸で囲んだＺ部詳細に示すように、細い金属線ｍを編み込んで無結節網とし、これに一定方向のウエーブ１８ａをつけてメッシュシート１８とし、そのメッシュシート１８のウエーブ１８ａの方向が交互に変わるように幾重にも重ね合わせて形成される。
【００２１】
このメッシュシート１８のメッシュサイズ１８ｂとウエーブ１８ａは、メッシュサイズ１８ｂとウエーブ１８ａとで形成される空隙が、広くしすぎてしまうと冷却水が滞留せず、狭すぎると冷却水が温まって冷却効果が落ちてしまうので、水がある程度滞留しつつ流れるような空隙となるようメッシュサイズ１８ｂとウエーブ１８ａにする。
【００２２】
滞留水層２０として、ワイヤーメッシュ１９を用いるのは、軽量のため価格が低廉で、装置の大きさ・形状に対して制限されず、既設装置への取り付けが容易で、高温及び腐食に対して制限されず、且つ接触面積が大きく冷却水の滞留効果が高いからである。
【００２３】
また、このメッシュ層１９からなる滞留水層２０はドーム状屋根部２の仕切り板５１の隙間全域を覆うように構成されている。従って、貯水槽１１から重力スプレイにより散水管１４及び冷却水分配バケツ４２を介して散水された冷却水は、格納容器１のドーム状屋根部２へ均等に散水される。散水される冷却水はその上流から下流側、言い換えるとドーム状屋根部２の頂部から裾野部に沿って仕切り板５１により各半径方向に均等に分配されると共に、メッシュ層１９によって流速が減速されて流下し、格納容器１を効率的に冷却することができる。このように冷却水の流下速度が低減されることは冷却水の循環供給量を低減させることができる。また、格納容器１のドーム状屋根部２という高温領域を冷却水を滞留させながら減速させて下流させることにより、効果的に冷却することができる。
【００２４】
図１でＡは内部自然循環と凝縮による格納容器１壁への熱伝達を、Ｂは自然通風（大気）による除熱を、Ｃは貯水槽の重力スプレイによる除熱を表す。
【００２５】
本実施の形態によれば、冷却水を滞留させた滞留水層２０が、格納容器１の熱を効率よく放熱するので、十分な冷却効果を得られ、冷却水の利用効率も向上する。
【００２６】
従って、散水管１４からドーム状屋根部２への水量を従来より減少させても同等の冷却効果が得られるので、散水管１４を細くしたり、流量調節弁を設けてもよい。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の格納容器冷却装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の丸Ｍで囲んだ滞留水層の拡大断面図である。
【図３】図１に示した滞留水層に用いたメッシュ層の構造を示す模式図である。
【図４】図１に示した冷却水分配バケツの拡大斜視図である。
【図５】図１に示したドーム状屋根部の平面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 格納容器
２ ドーム状屋根部
７ 建屋
１１ 貯水槽
１４ 散水管
２０ 滞留水層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドーム状屋根部を有する加圧水型原子炉の格納容器に、これを覆う建屋を設けると共に、この建屋の上部に貯水槽を設けると共に、この貯水槽から建屋内に設けられた上記格納容器のドーム状屋根部上に散水させて冷却する加圧水型原子炉の格納容器冷却装置において、
上記格納容器のドーム状屋根部の頂部に臨ませて、上記貯水槽から冷却水を散水させる散水管を設けると共に、上記格納容器のドーム状屋根部上にこれを覆うように散水される冷却水を滞留させて流下させる滞留水層を形成したことを特徴とする加圧水型原子炉の格納容器冷却装置。
【請求項２】
上記滞留水層が、上記格納容器のドーム状屋根部上に、少なくとも１又は２以上のシート状のメッシュを多重に重ねられたメッシュ層によって構成された請求項１に記載の加圧水型原子炉の格納容器冷却装置。
【請求項３】
上記ドーム状屋根部の上方に、散水された冷却水を一旦受け、これを均等に分配するための側部に孔を有する筒状の冷却水分配バケツが設けられる請求項１又は２に記載の加圧水型原子炉の格納容器冷却装置。
【請求項４】
上記ドーム状屋根部には、頂部に散水された冷却水を頂部から各半径方向に均等に分配する仕切り板が放射状に設けられる請求項１〜３いずれかに記載の加圧水型原子炉の格納容器冷却装置。
【請求項１】
ドーム状屋根部を有する加圧水型原子炉の格納容器に、これを覆う建屋を設けると共に、この建屋の上部に貯水槽を設けると共に、この貯水槽から建屋内に設けられた上記格納容器のドーム状屋根部上に散水させて冷却する加圧水型原子炉の格納容器冷却装置において、
上記格納容器のドーム状屋根部の頂部に臨ませて、上記貯水槽から冷却水を散水させる散水管を設けると共に、上記格納容器のドーム状屋根部上にこれを覆うように散水される冷却水を滞留させて流下させる滞留水層を形成したことを特徴とする加圧水型原子炉の格納容器冷却装置。
【請求項２】
上記滞留水層が、上記格納容器のドーム状屋根部上に、少なくとも１又は２以上のシート状のメッシュを多重に重ねられたメッシュ層によって構成された請求項１に記載の加圧水型原子炉の格納容器冷却装置。
【請求項３】
上記ドーム状屋根部の上方に、散水された冷却水を一旦受け、これを均等に分配するための側部に孔を有する筒状の冷却水分配バケツが設けられる請求項１又は２に記載の加圧水型原子炉の格納容器冷却装置。
【請求項４】
上記ドーム状屋根部には、頂部に散水された冷却水を頂部から各半径方向に均等に分配する仕切り板が放射状に設けられる請求項１〜３いずれかに記載の加圧水型原子炉の格納容器冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２３６５７２（Ｐ２００９−２３６５７２Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８０７８０（Ｐ２００８−８０７８０）
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]