原子炉格納容器の冷却方法及び原子炉格納容器冷却装置
【課題】原子炉格納容器の外面を冷却ができ、この冷却に用いた冷却水を再利用できる原子炉格納容器の冷却方法を提供する。
【解決手段】原子炉格納容器６が、原子炉圧力容器２を配置するドライウェル４３を形成するドライウェル容器４４、ドライウェル容器４４に接続されてドライウェル４３に連絡されている複数の排出管９、及び各排出管９が挿入されてドライウェル容器４４の底部を取り囲み圧力抑制プール１１を形成する環状の圧力抑制室８を有する。ドライウェル容器４４を取り囲む、生体遮へい壁１６とドライウェル容器４４との間に形成される環状の隙間２６内に冷却水を供給する。ドライウェル容器４４を冷却しながら隙間２６内を落下する冷却水が、圧力抑制室８が設置される環状の圧力抑制室設置室２８に回収される。圧力抑制室設置室２８に回収された冷却水を隙間２６内に供給し、上記の冷却に再利用する。
【解決手段】原子炉格納容器６が、原子炉圧力容器２を配置するドライウェル４３を形成するドライウェル容器４４、ドライウェル容器４４に接続されてドライウェル４３に連絡されている複数の排出管９、及び各排出管９が挿入されてドライウェル容器４４の底部を取り囲み圧力抑制プール１１を形成する環状の圧力抑制室８を有する。ドライウェル容器４４を取り囲む、生体遮へい壁１６とドライウェル容器４４との間に形成される環状の隙間２６内に冷却水を供給する。ドライウェル容器４４を冷却しながら隙間２６内を落下する冷却水が、圧力抑制室８が設置される環状の圧力抑制室設置室２８に回収される。圧力抑制室設置室２８に回収された冷却水を隙間２６内に供給し、上記の冷却に再利用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉格納容器の冷却方法及び原子炉格納容器冷却装置に係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適な原子炉格納容器の冷却方法及び原子炉格納容器冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉では、複数の燃料集合体が装荷された炉心を内蔵する原子炉が、密封容器である原子炉格納容器内に配置されている。原子炉格納容器は、原子炉建屋内に配置される。このように原子炉は原子炉格納容器及び原子炉建屋によって取り囲まれており、万が一、原子炉内から放射性物質が漏洩した場合でも、この放射性物質が外部の環境に漏洩することを防止している。
【０００３】
例えば、冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ）が発生して原子炉内の高温高圧の冷却水が原子炉に接続される配管（例えば、主蒸気配管）の破断個所から蒸気となって原子炉格納容器のドライウェル内に噴出する。このとき、温度が上昇する原子炉格納容器の冷却の一例が、特開平６−５９０７３号公報に記載されている。
【０００４】
特開平６−５９０７３号公報に記載された沸騰水型原子炉の原子炉格納容器の冷却では、原子炉建屋内に設置された円筒状の第１及び第２エンクロージャによって形成される複数の環状通路内に、冷却空気を流している。第１エンクロージャ（コンクリート製）が原子炉格納容器を取り囲んでおり、環状の第１冷却空気流路が原子炉格納容器の外面と第１エンクロージャの内面の間に形成される。第２エンクロージャが第１エンクロージャを取り囲んでおり、環状の第２冷却空気流路が第１エンクロージャの外面と第２エンクロージャの内面の間に形成される。第１冷却空気流路の上端部が原子炉建屋の屋根に設けられた空気出口部に連絡され、第２冷却空気流路の上端部が原子炉建屋の屋根に設けられた空気入口部に連絡される。第１冷却空気流路及び第２冷却空気流路は、それぞれの下端部で互いに連絡されている。
【０００５】
ＬＯＣＡが発生したとき、原子炉格納容器内のドライウェルに放出された蒸気により原子炉格納容器が加熱され、原子炉格納容器の熱により第１冷却空気流路内の空気が加熱されて上昇し、この空気が原子炉建屋の屋根に設けられた空気出口部から外部環境に排気される。第１冷却空気流路内で空気の上昇が発生すると、原子炉建屋の屋根に設けられた空気入口部から外部の温度の低い空気（冷却空気）が、第２冷却空気流路内に流入して第２冷却空気流路内を下降し、さらに第２冷却空気流路の下端部において第１冷却空気流路内に流入する。この温度の低い空気は、第１冷却空気流路内を上昇するに伴って原子炉格納容器を冷却する。
【０００６】
加圧水型原子炉の原子炉格納容器についても、原子炉格納容器の外面を空気で冷却することが提案されている（特開平２−２９６１９６号公報及び特開平５−８７９６７号公報参照）。いずれも、原子炉格納容器とこの原子炉格納容器を収納している遮蔽建屋の間に、冷却空気を下降させる環状の第２冷却空気流路及び冷却空気を上昇させる環状の第１冷却空気流路を形成している。第１冷却空気流路が原子炉格納容器の外面に接触しており、第２冷却空気流路が第１冷却空気流路を取り囲んでいる。第２冷却空気流路内を下降する冷却空気は、第２冷却空気流路の下端部において第１冷却空気流路に流入し、原子炉格納容器を冷却しながら第１冷却空気流路内を上昇して外部環境に排気される。
【０００７】
特開平２−２９６１９６号公報では、第１冷却空気流路の出口部で原子炉格納容器の上方に、水供給源からの水を原子炉格納容器の頂部の外面に向かって放出する水供給装置を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−５９０７３号公報
【特許文献２】特開平２−２９６１９６号公報
【特許文献３】特開平５−８７９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特開平６−５９０７３号公報、特開平２−２９６１９６号公報及び特開平５−８７９６７号公報に記載された原子炉格納容器の冷却は、冷却空気を用いた空冷を主体にしている。このため、原子炉格納容器の外側に、原子炉格納容器の軸方向において冷却空気を下降させる第２冷却空気流路、及び第２冷却空気流路の下端部に連絡されて第２冷却空気流路から供給された冷却空気を上昇させる第１冷却空気流路を形成し、第１冷却空気流路を原子炉格納容器の外面に接触させ、第１冷却空気流路内を上昇する冷却空気によって原子炉格納容器を冷却している。
【００１０】
しかしながら、原子炉格納容器の冷却効率は、空冷に比べて水冷で高くなる。特開平２−２９６１９６号公報は、原子炉格納容器の頂部付近で第１冷却空気流路の出口部に水供給源からの水を放出する水供給装置を設けて、原子炉格納容器を水冷することを記載している。この水供給装置から原子炉格納容器の頂部に向かって放出された水は、原子炉格納容器の熱によって蒸発する。もし、水供給装置から原子炉格納容器の頂部に向かって放出された水が原子炉格納容器の外面に沿って第１冷却空気流路内を落下して第１冷却空気流路の下端部に溜まる場合は、この溜まった水によって第２冷却空気流路から第１冷却空気流路への冷却空気の流入が阻害される。
【００１１】
本発明の目的は、原子炉格納容器の外面を水冷することができ、この冷却に用いた冷却水を再利用することができる原子炉格納容器の冷却方法及び原子炉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】
【００１２】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、原子炉圧力容器が配置されるドライウェルを内部に形成するドライウェル容器、ドライウェル容器に接続されてドライウェルに連絡されている複数の排出管、及びそれぞれの排出管が挿入されてドライウェル容器の底部を取り囲み、内部に圧力抑制プールが形成された環状の圧力抑制室を有する原子炉格納容器を冷却する方法であって、
ドライウェル容器を取り囲む、原子炉建屋の一部である生体遮へい壁とドライウェル容器との間に形成される環状の第１隙間内に冷却水を供給し、
ドライウェル容器を冷却しながら第１隙間内を落下する冷却水が、排出管の周囲に形成される環状の第２隙間を通って、環状の圧力抑制室が設置される、ドライウェル容器の底部を取り囲む環状の圧力抑制室設置室に回収され、
圧力抑制室設置室に回収された冷却水を第１隙間内に供給することにある。
【００１３】
ドライウェル容器を取り囲む、原子炉建屋の一部である生体遮へい壁とドライウェル容器との間に形成される環状の第１隙間内に冷却水を供給し、ドライウェル容器を冷却しながら第１隙間内を落下する冷却水を、圧力抑制室設置室に回収するので、ドライウェル容器の外面を冷却することができ、かつ、この冷却用いた冷却水を圧力抑制室設置室に容易に回収することができるため、回収された冷却水をドライウェル容器の冷却に再利用することができる。また、圧力抑制室設置室に設置された圧力抑制室を圧力抑制室設置室内に回収した冷却水で冷却することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、原子炉圧力容器を収納するドライウェル容器の外面を冷却することができ、かつ、圧力抑制室設置室に回収された冷却水をドライウェル容器の冷却に再利用することができる。さらに、圧力抑制室設置室に設置された圧力抑制室を圧力抑制室設置室に回収した冷却水で冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好適な一実施例である、原子炉建屋内に配置された原子炉格納容器冷却装置の構成図である。
【図２】図１のII部の拡大図である。
【図３】図１のIII−III断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例】
【００１７】
本発明の好適な一実施例である原子炉格納容器の冷却方法を、図１、図２及び図３を用いて説明する。
【００１８】
本実施例の原子炉格納容器の冷却方法が適用される沸騰水型原子炉の概略構造、及び原子炉格納容器冷却装置３１が配置される原子炉建屋１３の概略構造を、図１を用いて説明する。
【００１９】
原子炉１は、原子炉圧力容器２及びこの原子炉圧力容器２内に配置された炉心４を有する。複数の燃料集合体（図示せず）が炉心４に装荷される。上蓋３が原子炉圧力容器２のフランジに取り外し可能に取り付けられている。原子炉圧力容器２を取り囲む鋼製の原子炉格納容器６は、ドライウェル４３を内部に形成するドライウェル容器４４、及び圧力抑制室８を有する。原子炉圧力容器２は、ドライウェル４３内に配置され、ドライウェル４３内に設置された円筒状のペデスタル１２上に据え付けられている。原子炉格納容器６の上端にも、上蓋７が取り外し可能に取り付けられる。リング状の圧力抑制室８がドライウェル容器４４の底部の周囲を取り囲んでいる。ドライウェル容器４４の底部付近に接続されて放射状に配置された複数の排出管９が、圧力抑制室８を貫通して圧力抑制室８内に達している。冷却水が充填された圧力抑制プール１１が圧力抑制室８内に形成される。複数の下降管１０は排出管９に連絡され、これらの下降管１０の下部が圧力抑制プール１１の冷却水に浸漬されている。原子炉格納容器６は、原子炉建屋１３内でコンクリートマット３０の上に据え付けられている。
【００２０】
原子炉建屋１３内には、一番下の階（地下）に環状の圧力抑制室設置室２８が形成されている。圧力抑制室８が圧力抑制室設置室２８内に配置される。原子炉建屋１３の一部である生体遮へい壁１６が、ドライウェル容器４４を取り囲んでいる。原子炉ウェル１４が、原子炉建屋１３内で原子炉圧力容器２の真上に形成される。原子炉の運転中には、冷却水が原子炉ウェル１４に充填されていなく、上蓋３，７は原子炉ウェル１４内に配置される。遮蔽蓋１５は、原子炉の運転中においては上蓋７を覆うように原子炉ウェル１４の上端部に設置され、原子炉の定期検査期間中においては原子炉ウェル１４を解放するために原子炉ウェル１４の上端部から取り外される。
【００２１】
原子炉の運転が停止された後に原子炉の定期検査を行うとき、上蓋３，７が原子炉圧力容器２及び原子炉格納容器６から取り外され、原子炉ウェル１４内に冷却水が充填される。この冷却水が、原子炉圧力容器２と原子炉格納容器６の間、及び原子炉格納容器６と生体遮へい壁１６の間に落下するのを防止するため、原子炉ウェルシール装置１７が設けられている。環状の原子炉ウェルシール装置１７は、原子炉ウェル１４の内面と原子炉格納容器６の上端部の間及び原子炉格納容器６の上端部と原子炉圧力容器２の上端部の間に配置され、それらの間をシールしている（図２参照）。
【００２２】
原子炉ウェルシール装置１７を、図２を用いて具体的に説明する。原子炉ウェルシール装置１７は、環状のシールプレート１８，１９，２１及び２２、及び円筒状のベローズ２０及び２３を有する。シールプレート１８及び１９及びベローズ２０は、原子炉ウェル１４の内面と原子炉格納容器６の上端部の間に配置され、原子炉格納容器６を取り囲んでいる。シールプレート１８及び１９は水平方向に配置され、シールプレート１８の外周が原子炉ウェル１４の内面に取り付けられ、シールプレート１８の下方に配置されたシールプレート１９の内周が原子炉格納容器６の外面に取り付けられる。ベローズ２０の上端がシールプレート１８の内周に取り付けられ、ベローズ２０の下端がシールプレート１９の外周に取り付けられる。シールプレート２１及び２２は水平方向に配置され、シールプレート２１の外周が原子炉格納容器６の内面に取り付けられ、シールプレート２１の下方に配置されたシールプレート２２の内周が原子炉圧力容器２に取り付けられる。ベローズ２３の上端がシールプレート２１の内周に取り付けられ、ベローズ２３の下端がシールプレート２２の外周に取り付けられる。
【００２３】
原子炉の定期検査時において、遮蔽蓋１５及び上蓋３，７が取り外されて、原子炉ウェル１４内に冷却水が充填された場合には、この冷却水は、原子炉ウェルシール装置１７の上方に存在し、原子炉ウェルシール装置１７よりも下方に落下しない。
【００２４】
生体遮へい壁１６の上端面２４が、原子炉ウェル１４の内面と原子炉格納容器６の間で原子炉ウェルシール装置１７の下方に存在する。原子炉格納容器６を取り囲む環状の領域２５が、原子炉ウェル１４の内面、原子炉ウェルシール装置１７、原子炉格納容器６の外面、及び生体遮へい壁１６の上端面２４によって取り囲まれて形成される。
【００２５】
原子炉格納容器６のドライウェル容器４４を取り囲む環状の隙間２６が、生体遮へい壁１６の内面とドライウェル容器４４の外面の間に形成される。各排出管９の周囲にも、コンクリートマット３０との間で、排出管９を取り囲んでいる環状の隙間２７が形成されている。隙間２６の上端部が領域２５に連絡され、隙間２６の上端が全周に亘って領域２５に解放されている。隙間２６の下端部が各隙間２７に連絡され、これらの隙間２７の下端が圧力抑制室設置室２８に解放されている。
【００２６】
本実施例の原子炉格納容器の冷却方法に用いられる原子炉格納容器冷却装置３１を、図１を用いて説明する。原子炉格納容器冷却装置３１は、冷却水供給配管３２，３７、冷却水ポンプ３６、開閉弁３４，３９、熱交換器（冷却器）３５、分岐配管３３Ａ，３３Ｂ、貯水タンク３８、制御装置４０及び水位計４１を備えている。開閉弁３４、熱交換器３５及び冷却水ポンプ３６が、上流から下流に向かってこの順番に、冷却水供給配管３２に設けられる。冷却水供給配管３２の上流端が、圧力抑制室設置室２８内で、圧力抑制室設置室２８の内面と圧力抑制室８の外面の間に配置される。冷却水供給配管３２は、原子炉建屋１３内に配置される。
【００２７】
複数の分岐配管３３（例えば、分岐配管３３Ａ，３３Ｂ等の６本の分岐配管）が、冷却水供給配管３２の上流端部に接続される。複数の開口部（例えば、６個の開口部４２Ａ〜４２Ｆ）が、生体遮へい壁１６の上端面２４に形成されている。（図３参照）。生体遮へい壁１６の上端面２４に形成される開口部４２は、例えば、４個であってもよい。分岐配管３３Ａ，３３Ｂ等の６本の分岐配管３３が、それぞれ、生体遮へい壁１６内を通って生体遮へい壁１６の上端面２４に形成された開口部４２Ａ〜４２Ｆまで達している。分岐配管３３Ａの端部が上端面２４に形成された開口部４２Ａに連絡され、分岐配管３３Ｂの端部が上端面２４に形成された開口部４２Ｄに連絡される。同様に、残りの４本の分岐配管３３の端部が、別々に、上端面２４に形成された開口部４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｅ及び４２Ｆに連絡されている。
【００２８】
貯水タンク３８が、原子炉建屋１３の外側で地面の上に設置されている。開閉弁３９が設けられた冷却水供給配管３７の一端が貯水タンク３８に接続され、冷却水供給配管３７の他端が熱交換器３５と冷却水ポンプ３６の間で冷却水供給配管３２に接続される。
【００２９】
水位計４１が、圧力抑制室設置室２８の天井に設けられ、その天井を貫通して圧力抑制室設置室２８の内面と圧力抑制室８の外面の間に配置される。原子炉建屋１３の外に設置された制御装置４０が水位計４１に接続される。
【００３０】
本実施例の原子炉格納容器の冷却方法について、詳細に説明する。図１に示す沸騰水型原子炉で、万が一、冷却材喪失事故が発生した場合を想定する。原子炉圧力容器２内の高温高圧の冷却水が、ドライウェル４３内における原子炉圧力容器２に接続された主蒸気配管の破断個所から高温の蒸気となって噴出される。噴出された高温の蒸気は、ドライウェル４３から排出管９を通り、下降管１０に導かれる。この蒸気は、下降管１０から、原子炉格納容器６内に形成された圧力抑制プール１１の冷却水中に放出され、凝縮される。上記の凝縮によって原子炉格納容器内の圧力が低下する。
【００３１】
主蒸気配管の破断個所から放出された高温の蒸気は、ドライウェル４３内に充満し、鋼製の原子炉格納容器６を加熱する。この結果、原子炉格納容器６の温度が上昇する。冷却材喪失事故が発生したとき、冷却材喪失事故発生の信号（例えば、ドライウェル４３の圧力高の信号または原子炉水位低の信号）が制御装置４０に入力される。制御装置４０は、開閉弁３９を開いて開閉弁３４を閉じ、冷却水ポンプ３６を駆動する。
【００３２】
貯水タンク３８内の冷却水が、冷却水供給配管３７内を通って冷却水供給配管３２内に導かれ、各分岐配管３３を通して開口部４２Ａ〜４２Ｆから吐出される。貯水タンク３８内には予め外部水源から冷却水が供給され、貯水タンク３８内が冷却水で満たされている。開口部４２Ａ〜４２Ｆから吐出されて領域２５内に供給された冷却水は、領域２５から環状の隙間２６内に供給されて、ドライウェル容器４４の部分の外面に沿って落下する。開口部４２Ａ〜４２Ｆのそれぞれから排出された冷却水が流入する領域２５は、隙間２６に冷却水を供給するヘッダとして機能する。このため、領域２５内の冷却水は、原子炉格納容器６の全周に亘って、隙間２６内に供給され、隙間２６内を落下する冷却水は、原子炉格納容器６の全周において、ドライウェル容器４４の外面に接触し、この外面を冷却しながら、隙間２６の下端部に到達する。冷却水は、さらに、隙間２７を通って排出管２７を冷却しながら圧力抑制室設置室２８内に流入する。圧力抑制室設置室２８において、冷却水は、圧力抑制室設置室２８の内面と圧力抑制室８の外面の間の空間に充填される。
【００３３】
領域２５及び隙間２６への冷却水の供給により、貯水タンク３８内の冷却水の水位が下限値よりも低下した場合には、冷却水が、外部水源から貯水タンク３８内に供給される。
【００３４】
貯水タンク３８から領域２５への冷却水の供給が継続して行われるため、隙間２６，２７を落下して圧力抑制室設置室２８内に達する冷却水により、圧力抑制室設置室２８内で圧力抑制室８の外側における水位が上昇する。水位計４１は、この水位を計測して水位信号を制御装置４０に出力する。制御装置４０は、入力した水位信号が水位上限値に到達したとき、開閉弁３４を開いて開閉弁３９を全閉状態にする。
【００３５】
このため、隙間２６，２７を通して圧力抑制室設置室２８内に流入した冷却水、すなわち、圧力抑制室設置室２８内で圧力抑制室８の外側に存在する冷却水が、冷却水供給配管３２内に吸引され、冷却水ポンプ３６で昇圧され、各分岐配管３３を通して領域２５内に供給される。圧力抑制室設置室２８内の冷却水は、冷却水供給配管３２内を流れる間に、熱交換器３５で冷却され、温度が低下する。この温度が低下した冷却水が、開口部４２Ａ〜４２Ｆのそれぞれから領域２５内に導かれ、四方より隙間２６内に流入する。冷却水は、ドライウェル容器４４の外面に沿って落下し、原子炉格納容器６のドライウェル容器４４を冷却する。さらに、冷却水は、隙間２７内を流れて排出管９の外面を冷却する。やがて、冷却水は、圧力抑制室設置室２８内に戻される。圧力抑制室設置室２８内の冷却水は、冷却水供給配管３２、各分岐管３３、領域２５及び隙間２６，２７によって構成される閉ループ内を循環しながら、原子炉格納容器６を継続して冷却する。圧力抑制室８が圧力抑制室設置室２８内に存在する冷却水中に埋没される。このため、圧力抑制室８も圧力抑制室設置室２８内に存在する冷却水によって冷却され、ドライウェル４３から流入した蒸気を凝縮することによって温度が上昇した圧力抑制プール１１内の冷却水も圧力抑制室設置室２８内に存在する冷却水によって冷却される。
【００３６】
圧力抑制室設置室２８内の冷却水が隙間２６に供給されている間は、開閉弁３９が閉じているので、貯水タンク３８内の冷却水は、隙間２６に供給されない。何らかの原因で、水位計４１で測定された水位が下限値未満になったとき、制御装置４０が開閉弁３９を開いて開閉弁３４を全閉状態にする。このとき、貯水タンク３８内の冷却水が隙間２６に供給される。
【００３７】
本実施例によれば、貯水タンク３８内の冷却水及び圧力抑制室設置室２８内の冷却水が領域２５から隙間２６，２７に供給されるので、冷却材喪失事故等の原子炉格納容器６の温度が上昇する事故時において、原子炉格納容器６を冷却することができる。特に、隙間２６の上端が、周方向の全周に亘って、原子炉ウェルシール装置１７と生体遮へい壁１６の上端面２４の間に形成された、原子炉格納容器６を取り囲む環状の領域２５に連絡され、さらに冷却水を領域２５に排出する開口部４２が複数個（例えば、６個）形成されているので、領域２５に供給された冷却水を、隙間２６の周方向により均一に供給することができる。隙間２６，２７内を原子炉格納容器６の周方向の全周に亘って原子炉格納容器６の外面を冷却しながら落下する全冷却水を、圧力抑制室８が配置された圧力抑制室設置室２８内に回収することができる。
【００３８】
本実施例は、圧力抑制室設置室２８内に回収された冷却水によって、圧力抑制室８を冷却することができ、さらに、圧力抑制室８内に形成された圧力抑制プール１１内の冷却水も冷却することができる。圧力抑制プール１１内の冷却水を冷却することができるので、ドライウェル４３から圧力抑制室８内の圧力抑制プール１１の冷却水に放出される蒸気を長時間にわたって効率良く凝縮させることができる。このため、ドライウェル４３内の圧力の低減度合いを増加させることができる。
【００３９】
本実施例は、圧力抑制室設置室２８を、圧力抑制室８を設置する領域、及びドライウェル容器４４を冷却した冷却水の回収領域として利用しており、さらには、圧力抑制室設置室２８内に設置した圧力抑制室８を冷却するためにも利用している。
【００４０】
本実施例は、圧力抑制室設置室２８内に冷却水供給配管３２を設置しているので、原子炉建屋１３の外部に設けられた貯水タンク３８から原子炉格納容器６の冷却ために隙間２６，２７に供給されて圧力抑制室設置室２８内に回収された冷却水を、原子炉格納容器６の冷却に再利用することができる。このため、原子炉建屋１３外から冷却水供給配管３７を通して隙間２６に供給した冷却水を有効利用することができる。また、圧力抑制室設置室２８内の冷却水の水位を測定する水位計４１、及び開閉弁３９と開閉弁３４の開閉の切り替えを行う制御装置４０を設けているので、貯水タンク３８から隙間２６への冷却水の供給を、圧力抑制室設置室２８から隙間２６への冷却水の供給に短時間に切り替えることができる。
【００４１】
隙間２６，２７内を流れる冷却水は、ドライウェル４３から外部に向かう放射線を遮へいする。また、圧力抑制室８が圧力抑制室設置室２８内に存在する冷却水中に水没するので、圧力抑制室８内から放出される放射線を圧力抑制室設置室２８内の冷却水で遮へいすることができる。特に、ドライウェル４３から圧力抑制室８内の圧力抑制プール１１の冷却水中に放出される蒸気は放射性物質を含んでおり、この蒸気を凝縮する圧力抑制プール１１の冷却水に含まれる放射性物質の濃度が増大する。圧力抑制プール１１の冷却水に含まれる放射性物質から放出される放射線は、隙間２６，２７を通過して圧力抑制室８と圧力抑制室設置室２８の間に蓄えられる冷却水によって効果的に遮へいすることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１…原子炉、２…原子炉圧力容器、４…炉心、６…原子炉格納容器、８…圧力抑制室、１１…圧力抑制プール、１３…原子炉建屋、１４…原子炉ウェル、１６…生体遮へい壁、１７…原子炉ウェルシール装置、１８，１９，２１，２２…シールプレート、２０，２３…ベローズ、２４…生体遮へい壁の上端面、２５…領域、２６，２７…隙間、２８…圧力抑制室設置室、３１…原子炉格納容器冷却装置、３２，３７…冷却水供給配管、３４，３９…開閉弁、３５…熱交換器、３６…冷却水ポンプ、３８…貯水タンク、４０…制御装置、４１…水位計、４２Ａ〜４２Ｆ…開口部、４３…ドライウェル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉格納容器の冷却方法及び原子炉格納容器冷却装置に係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適な原子炉格納容器の冷却方法及び原子炉格納容器冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉では、複数の燃料集合体が装荷された炉心を内蔵する原子炉が、密封容器である原子炉格納容器内に配置されている。原子炉格納容器は、原子炉建屋内に配置される。このように原子炉は原子炉格納容器及び原子炉建屋によって取り囲まれており、万が一、原子炉内から放射性物質が漏洩した場合でも、この放射性物質が外部の環境に漏洩することを防止している。
【０００３】
例えば、冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ）が発生して原子炉内の高温高圧の冷却水が原子炉に接続される配管（例えば、主蒸気配管）の破断個所から蒸気となって原子炉格納容器のドライウェル内に噴出する。このとき、温度が上昇する原子炉格納容器の冷却の一例が、特開平６−５９０７３号公報に記載されている。
【０００４】
特開平６−５９０７３号公報に記載された沸騰水型原子炉の原子炉格納容器の冷却では、原子炉建屋内に設置された円筒状の第１及び第２エンクロージャによって形成される複数の環状通路内に、冷却空気を流している。第１エンクロージャ（コンクリート製）が原子炉格納容器を取り囲んでおり、環状の第１冷却空気流路が原子炉格納容器の外面と第１エンクロージャの内面の間に形成される。第２エンクロージャが第１エンクロージャを取り囲んでおり、環状の第２冷却空気流路が第１エンクロージャの外面と第２エンクロージャの内面の間に形成される。第１冷却空気流路の上端部が原子炉建屋の屋根に設けられた空気出口部に連絡され、第２冷却空気流路の上端部が原子炉建屋の屋根に設けられた空気入口部に連絡される。第１冷却空気流路及び第２冷却空気流路は、それぞれの下端部で互いに連絡されている。
【０００５】
ＬＯＣＡが発生したとき、原子炉格納容器内のドライウェルに放出された蒸気により原子炉格納容器が加熱され、原子炉格納容器の熱により第１冷却空気流路内の空気が加熱されて上昇し、この空気が原子炉建屋の屋根に設けられた空気出口部から外部環境に排気される。第１冷却空気流路内で空気の上昇が発生すると、原子炉建屋の屋根に設けられた空気入口部から外部の温度の低い空気（冷却空気）が、第２冷却空気流路内に流入して第２冷却空気流路内を下降し、さらに第２冷却空気流路の下端部において第１冷却空気流路内に流入する。この温度の低い空気は、第１冷却空気流路内を上昇するに伴って原子炉格納容器を冷却する。
【０００６】
加圧水型原子炉の原子炉格納容器についても、原子炉格納容器の外面を空気で冷却することが提案されている（特開平２−２９６１９６号公報及び特開平５−８７９６７号公報参照）。いずれも、原子炉格納容器とこの原子炉格納容器を収納している遮蔽建屋の間に、冷却空気を下降させる環状の第２冷却空気流路及び冷却空気を上昇させる環状の第１冷却空気流路を形成している。第１冷却空気流路が原子炉格納容器の外面に接触しており、第２冷却空気流路が第１冷却空気流路を取り囲んでいる。第２冷却空気流路内を下降する冷却空気は、第２冷却空気流路の下端部において第１冷却空気流路に流入し、原子炉格納容器を冷却しながら第１冷却空気流路内を上昇して外部環境に排気される。
【０００７】
特開平２−２９６１９６号公報では、第１冷却空気流路の出口部で原子炉格納容器の上方に、水供給源からの水を原子炉格納容器の頂部の外面に向かって放出する水供給装置を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−５９０７３号公報
【特許文献２】特開平２−２９６１９６号公報
【特許文献３】特開平５−８７９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特開平６−５９０７３号公報、特開平２−２９６１９６号公報及び特開平５−８７９６７号公報に記載された原子炉格納容器の冷却は、冷却空気を用いた空冷を主体にしている。このため、原子炉格納容器の外側に、原子炉格納容器の軸方向において冷却空気を下降させる第２冷却空気流路、及び第２冷却空気流路の下端部に連絡されて第２冷却空気流路から供給された冷却空気を上昇させる第１冷却空気流路を形成し、第１冷却空気流路を原子炉格納容器の外面に接触させ、第１冷却空気流路内を上昇する冷却空気によって原子炉格納容器を冷却している。
【００１０】
しかしながら、原子炉格納容器の冷却効率は、空冷に比べて水冷で高くなる。特開平２−２９６１９６号公報は、原子炉格納容器の頂部付近で第１冷却空気流路の出口部に水供給源からの水を放出する水供給装置を設けて、原子炉格納容器を水冷することを記載している。この水供給装置から原子炉格納容器の頂部に向かって放出された水は、原子炉格納容器の熱によって蒸発する。もし、水供給装置から原子炉格納容器の頂部に向かって放出された水が原子炉格納容器の外面に沿って第１冷却空気流路内を落下して第１冷却空気流路の下端部に溜まる場合は、この溜まった水によって第２冷却空気流路から第１冷却空気流路への冷却空気の流入が阻害される。
【００１１】
本発明の目的は、原子炉格納容器の外面を水冷することができ、この冷却に用いた冷却水を再利用することができる原子炉格納容器の冷却方法及び原子炉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】
【００１２】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、原子炉圧力容器が配置されるドライウェルを内部に形成するドライウェル容器、ドライウェル容器に接続されてドライウェルに連絡されている複数の排出管、及びそれぞれの排出管が挿入されてドライウェル容器の底部を取り囲み、内部に圧力抑制プールが形成された環状の圧力抑制室を有する原子炉格納容器を冷却する方法であって、
ドライウェル容器を取り囲む、原子炉建屋の一部である生体遮へい壁とドライウェル容器との間に形成される環状の第１隙間内に冷却水を供給し、
ドライウェル容器を冷却しながら第１隙間内を落下する冷却水が、排出管の周囲に形成される環状の第２隙間を通って、環状の圧力抑制室が設置される、ドライウェル容器の底部を取り囲む環状の圧力抑制室設置室に回収され、
圧力抑制室設置室に回収された冷却水を第１隙間内に供給することにある。
【００１３】
ドライウェル容器を取り囲む、原子炉建屋の一部である生体遮へい壁とドライウェル容器との間に形成される環状の第１隙間内に冷却水を供給し、ドライウェル容器を冷却しながら第１隙間内を落下する冷却水を、圧力抑制室設置室に回収するので、ドライウェル容器の外面を冷却することができ、かつ、この冷却用いた冷却水を圧力抑制室設置室に容易に回収することができるため、回収された冷却水をドライウェル容器の冷却に再利用することができる。また、圧力抑制室設置室に設置された圧力抑制室を圧力抑制室設置室内に回収した冷却水で冷却することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、原子炉圧力容器を収納するドライウェル容器の外面を冷却することができ、かつ、圧力抑制室設置室に回収された冷却水をドライウェル容器の冷却に再利用することができる。さらに、圧力抑制室設置室に設置された圧力抑制室を圧力抑制室設置室に回収した冷却水で冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好適な一実施例である、原子炉建屋内に配置された原子炉格納容器冷却装置の構成図である。
【図２】図１のII部の拡大図である。
【図３】図１のIII−III断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例】
【００１７】
本発明の好適な一実施例である原子炉格納容器の冷却方法を、図１、図２及び図３を用いて説明する。
【００１８】
本実施例の原子炉格納容器の冷却方法が適用される沸騰水型原子炉の概略構造、及び原子炉格納容器冷却装置３１が配置される原子炉建屋１３の概略構造を、図１を用いて説明する。
【００１９】
原子炉１は、原子炉圧力容器２及びこの原子炉圧力容器２内に配置された炉心４を有する。複数の燃料集合体（図示せず）が炉心４に装荷される。上蓋３が原子炉圧力容器２のフランジに取り外し可能に取り付けられている。原子炉圧力容器２を取り囲む鋼製の原子炉格納容器６は、ドライウェル４３を内部に形成するドライウェル容器４４、及び圧力抑制室８を有する。原子炉圧力容器２は、ドライウェル４３内に配置され、ドライウェル４３内に設置された円筒状のペデスタル１２上に据え付けられている。原子炉格納容器６の上端にも、上蓋７が取り外し可能に取り付けられる。リング状の圧力抑制室８がドライウェル容器４４の底部の周囲を取り囲んでいる。ドライウェル容器４４の底部付近に接続されて放射状に配置された複数の排出管９が、圧力抑制室８を貫通して圧力抑制室８内に達している。冷却水が充填された圧力抑制プール１１が圧力抑制室８内に形成される。複数の下降管１０は排出管９に連絡され、これらの下降管１０の下部が圧力抑制プール１１の冷却水に浸漬されている。原子炉格納容器６は、原子炉建屋１３内でコンクリートマット３０の上に据え付けられている。
【００２０】
原子炉建屋１３内には、一番下の階（地下）に環状の圧力抑制室設置室２８が形成されている。圧力抑制室８が圧力抑制室設置室２８内に配置される。原子炉建屋１３の一部である生体遮へい壁１６が、ドライウェル容器４４を取り囲んでいる。原子炉ウェル１４が、原子炉建屋１３内で原子炉圧力容器２の真上に形成される。原子炉の運転中には、冷却水が原子炉ウェル１４に充填されていなく、上蓋３，７は原子炉ウェル１４内に配置される。遮蔽蓋１５は、原子炉の運転中においては上蓋７を覆うように原子炉ウェル１４の上端部に設置され、原子炉の定期検査期間中においては原子炉ウェル１４を解放するために原子炉ウェル１４の上端部から取り外される。
【００２１】
原子炉の運転が停止された後に原子炉の定期検査を行うとき、上蓋３，７が原子炉圧力容器２及び原子炉格納容器６から取り外され、原子炉ウェル１４内に冷却水が充填される。この冷却水が、原子炉圧力容器２と原子炉格納容器６の間、及び原子炉格納容器６と生体遮へい壁１６の間に落下するのを防止するため、原子炉ウェルシール装置１７が設けられている。環状の原子炉ウェルシール装置１７は、原子炉ウェル１４の内面と原子炉格納容器６の上端部の間及び原子炉格納容器６の上端部と原子炉圧力容器２の上端部の間に配置され、それらの間をシールしている（図２参照）。
【００２２】
原子炉ウェルシール装置１７を、図２を用いて具体的に説明する。原子炉ウェルシール装置１７は、環状のシールプレート１８，１９，２１及び２２、及び円筒状のベローズ２０及び２３を有する。シールプレート１８及び１９及びベローズ２０は、原子炉ウェル１４の内面と原子炉格納容器６の上端部の間に配置され、原子炉格納容器６を取り囲んでいる。シールプレート１８及び１９は水平方向に配置され、シールプレート１８の外周が原子炉ウェル１４の内面に取り付けられ、シールプレート１８の下方に配置されたシールプレート１９の内周が原子炉格納容器６の外面に取り付けられる。ベローズ２０の上端がシールプレート１８の内周に取り付けられ、ベローズ２０の下端がシールプレート１９の外周に取り付けられる。シールプレート２１及び２２は水平方向に配置され、シールプレート２１の外周が原子炉格納容器６の内面に取り付けられ、シールプレート２１の下方に配置されたシールプレート２２の内周が原子炉圧力容器２に取り付けられる。ベローズ２３の上端がシールプレート２１の内周に取り付けられ、ベローズ２３の下端がシールプレート２２の外周に取り付けられる。
【００２３】
原子炉の定期検査時において、遮蔽蓋１５及び上蓋３，７が取り外されて、原子炉ウェル１４内に冷却水が充填された場合には、この冷却水は、原子炉ウェルシール装置１７の上方に存在し、原子炉ウェルシール装置１７よりも下方に落下しない。
【００２４】
生体遮へい壁１６の上端面２４が、原子炉ウェル１４の内面と原子炉格納容器６の間で原子炉ウェルシール装置１７の下方に存在する。原子炉格納容器６を取り囲む環状の領域２５が、原子炉ウェル１４の内面、原子炉ウェルシール装置１７、原子炉格納容器６の外面、及び生体遮へい壁１６の上端面２４によって取り囲まれて形成される。
【００２５】
原子炉格納容器６のドライウェル容器４４を取り囲む環状の隙間２６が、生体遮へい壁１６の内面とドライウェル容器４４の外面の間に形成される。各排出管９の周囲にも、コンクリートマット３０との間で、排出管９を取り囲んでいる環状の隙間２７が形成されている。隙間２６の上端部が領域２５に連絡され、隙間２６の上端が全周に亘って領域２５に解放されている。隙間２６の下端部が各隙間２７に連絡され、これらの隙間２７の下端が圧力抑制室設置室２８に解放されている。
【００２６】
本実施例の原子炉格納容器の冷却方法に用いられる原子炉格納容器冷却装置３１を、図１を用いて説明する。原子炉格納容器冷却装置３１は、冷却水供給配管３２，３７、冷却水ポンプ３６、開閉弁３４，３９、熱交換器（冷却器）３５、分岐配管３３Ａ，３３Ｂ、貯水タンク３８、制御装置４０及び水位計４１を備えている。開閉弁３４、熱交換器３５及び冷却水ポンプ３６が、上流から下流に向かってこの順番に、冷却水供給配管３２に設けられる。冷却水供給配管３２の上流端が、圧力抑制室設置室２８内で、圧力抑制室設置室２８の内面と圧力抑制室８の外面の間に配置される。冷却水供給配管３２は、原子炉建屋１３内に配置される。
【００２７】
複数の分岐配管３３（例えば、分岐配管３３Ａ，３３Ｂ等の６本の分岐配管）が、冷却水供給配管３２の上流端部に接続される。複数の開口部（例えば、６個の開口部４２Ａ〜４２Ｆ）が、生体遮へい壁１６の上端面２４に形成されている。（図３参照）。生体遮へい壁１６の上端面２４に形成される開口部４２は、例えば、４個であってもよい。分岐配管３３Ａ，３３Ｂ等の６本の分岐配管３３が、それぞれ、生体遮へい壁１６内を通って生体遮へい壁１６の上端面２４に形成された開口部４２Ａ〜４２Ｆまで達している。分岐配管３３Ａの端部が上端面２４に形成された開口部４２Ａに連絡され、分岐配管３３Ｂの端部が上端面２４に形成された開口部４２Ｄに連絡される。同様に、残りの４本の分岐配管３３の端部が、別々に、上端面２４に形成された開口部４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｅ及び４２Ｆに連絡されている。
【００２８】
貯水タンク３８が、原子炉建屋１３の外側で地面の上に設置されている。開閉弁３９が設けられた冷却水供給配管３７の一端が貯水タンク３８に接続され、冷却水供給配管３７の他端が熱交換器３５と冷却水ポンプ３６の間で冷却水供給配管３２に接続される。
【００２９】
水位計４１が、圧力抑制室設置室２８の天井に設けられ、その天井を貫通して圧力抑制室設置室２８の内面と圧力抑制室８の外面の間に配置される。原子炉建屋１３の外に設置された制御装置４０が水位計４１に接続される。
【００３０】
本実施例の原子炉格納容器の冷却方法について、詳細に説明する。図１に示す沸騰水型原子炉で、万が一、冷却材喪失事故が発生した場合を想定する。原子炉圧力容器２内の高温高圧の冷却水が、ドライウェル４３内における原子炉圧力容器２に接続された主蒸気配管の破断個所から高温の蒸気となって噴出される。噴出された高温の蒸気は、ドライウェル４３から排出管９を通り、下降管１０に導かれる。この蒸気は、下降管１０から、原子炉格納容器６内に形成された圧力抑制プール１１の冷却水中に放出され、凝縮される。上記の凝縮によって原子炉格納容器内の圧力が低下する。
【００３１】
主蒸気配管の破断個所から放出された高温の蒸気は、ドライウェル４３内に充満し、鋼製の原子炉格納容器６を加熱する。この結果、原子炉格納容器６の温度が上昇する。冷却材喪失事故が発生したとき、冷却材喪失事故発生の信号（例えば、ドライウェル４３の圧力高の信号または原子炉水位低の信号）が制御装置４０に入力される。制御装置４０は、開閉弁３９を開いて開閉弁３４を閉じ、冷却水ポンプ３６を駆動する。
【００３２】
貯水タンク３８内の冷却水が、冷却水供給配管３７内を通って冷却水供給配管３２内に導かれ、各分岐配管３３を通して開口部４２Ａ〜４２Ｆから吐出される。貯水タンク３８内には予め外部水源から冷却水が供給され、貯水タンク３８内が冷却水で満たされている。開口部４２Ａ〜４２Ｆから吐出されて領域２５内に供給された冷却水は、領域２５から環状の隙間２６内に供給されて、ドライウェル容器４４の部分の外面に沿って落下する。開口部４２Ａ〜４２Ｆのそれぞれから排出された冷却水が流入する領域２５は、隙間２６に冷却水を供給するヘッダとして機能する。このため、領域２５内の冷却水は、原子炉格納容器６の全周に亘って、隙間２６内に供給され、隙間２６内を落下する冷却水は、原子炉格納容器６の全周において、ドライウェル容器４４の外面に接触し、この外面を冷却しながら、隙間２６の下端部に到達する。冷却水は、さらに、隙間２７を通って排出管２７を冷却しながら圧力抑制室設置室２８内に流入する。圧力抑制室設置室２８において、冷却水は、圧力抑制室設置室２８の内面と圧力抑制室８の外面の間の空間に充填される。
【００３３】
領域２５及び隙間２６への冷却水の供給により、貯水タンク３８内の冷却水の水位が下限値よりも低下した場合には、冷却水が、外部水源から貯水タンク３８内に供給される。
【００３４】
貯水タンク３８から領域２５への冷却水の供給が継続して行われるため、隙間２６，２７を落下して圧力抑制室設置室２８内に達する冷却水により、圧力抑制室設置室２８内で圧力抑制室８の外側における水位が上昇する。水位計４１は、この水位を計測して水位信号を制御装置４０に出力する。制御装置４０は、入力した水位信号が水位上限値に到達したとき、開閉弁３４を開いて開閉弁３９を全閉状態にする。
【００３５】
このため、隙間２６，２７を通して圧力抑制室設置室２８内に流入した冷却水、すなわち、圧力抑制室設置室２８内で圧力抑制室８の外側に存在する冷却水が、冷却水供給配管３２内に吸引され、冷却水ポンプ３６で昇圧され、各分岐配管３３を通して領域２５内に供給される。圧力抑制室設置室２８内の冷却水は、冷却水供給配管３２内を流れる間に、熱交換器３５で冷却され、温度が低下する。この温度が低下した冷却水が、開口部４２Ａ〜４２Ｆのそれぞれから領域２５内に導かれ、四方より隙間２６内に流入する。冷却水は、ドライウェル容器４４の外面に沿って落下し、原子炉格納容器６のドライウェル容器４４を冷却する。さらに、冷却水は、隙間２７内を流れて排出管９の外面を冷却する。やがて、冷却水は、圧力抑制室設置室２８内に戻される。圧力抑制室設置室２８内の冷却水は、冷却水供給配管３２、各分岐管３３、領域２５及び隙間２６，２７によって構成される閉ループ内を循環しながら、原子炉格納容器６を継続して冷却する。圧力抑制室８が圧力抑制室設置室２８内に存在する冷却水中に埋没される。このため、圧力抑制室８も圧力抑制室設置室２８内に存在する冷却水によって冷却され、ドライウェル４３から流入した蒸気を凝縮することによって温度が上昇した圧力抑制プール１１内の冷却水も圧力抑制室設置室２８内に存在する冷却水によって冷却される。
【００３６】
圧力抑制室設置室２８内の冷却水が隙間２６に供給されている間は、開閉弁３９が閉じているので、貯水タンク３８内の冷却水は、隙間２６に供給されない。何らかの原因で、水位計４１で測定された水位が下限値未満になったとき、制御装置４０が開閉弁３９を開いて開閉弁３４を全閉状態にする。このとき、貯水タンク３８内の冷却水が隙間２６に供給される。
【００３７】
本実施例によれば、貯水タンク３８内の冷却水及び圧力抑制室設置室２８内の冷却水が領域２５から隙間２６，２７に供給されるので、冷却材喪失事故等の原子炉格納容器６の温度が上昇する事故時において、原子炉格納容器６を冷却することができる。特に、隙間２６の上端が、周方向の全周に亘って、原子炉ウェルシール装置１７と生体遮へい壁１６の上端面２４の間に形成された、原子炉格納容器６を取り囲む環状の領域２５に連絡され、さらに冷却水を領域２５に排出する開口部４２が複数個（例えば、６個）形成されているので、領域２５に供給された冷却水を、隙間２６の周方向により均一に供給することができる。隙間２６，２７内を原子炉格納容器６の周方向の全周に亘って原子炉格納容器６の外面を冷却しながら落下する全冷却水を、圧力抑制室８が配置された圧力抑制室設置室２８内に回収することができる。
【００３８】
本実施例は、圧力抑制室設置室２８内に回収された冷却水によって、圧力抑制室８を冷却することができ、さらに、圧力抑制室８内に形成された圧力抑制プール１１内の冷却水も冷却することができる。圧力抑制プール１１内の冷却水を冷却することができるので、ドライウェル４３から圧力抑制室８内の圧力抑制プール１１の冷却水に放出される蒸気を長時間にわたって効率良く凝縮させることができる。このため、ドライウェル４３内の圧力の低減度合いを増加させることができる。
【００３９】
本実施例は、圧力抑制室設置室２８を、圧力抑制室８を設置する領域、及びドライウェル容器４４を冷却した冷却水の回収領域として利用しており、さらには、圧力抑制室設置室２８内に設置した圧力抑制室８を冷却するためにも利用している。
【００４０】
本実施例は、圧力抑制室設置室２８内に冷却水供給配管３２を設置しているので、原子炉建屋１３の外部に設けられた貯水タンク３８から原子炉格納容器６の冷却ために隙間２６，２７に供給されて圧力抑制室設置室２８内に回収された冷却水を、原子炉格納容器６の冷却に再利用することができる。このため、原子炉建屋１３外から冷却水供給配管３７を通して隙間２６に供給した冷却水を有効利用することができる。また、圧力抑制室設置室２８内の冷却水の水位を測定する水位計４１、及び開閉弁３９と開閉弁３４の開閉の切り替えを行う制御装置４０を設けているので、貯水タンク３８から隙間２６への冷却水の供給を、圧力抑制室設置室２８から隙間２６への冷却水の供給に短時間に切り替えることができる。
【００４１】
隙間２６，２７内を流れる冷却水は、ドライウェル４３から外部に向かう放射線を遮へいする。また、圧力抑制室８が圧力抑制室設置室２８内に存在する冷却水中に水没するので、圧力抑制室８内から放出される放射線を圧力抑制室設置室２８内の冷却水で遮へいすることができる。特に、ドライウェル４３から圧力抑制室８内の圧力抑制プール１１の冷却水中に放出される蒸気は放射性物質を含んでおり、この蒸気を凝縮する圧力抑制プール１１の冷却水に含まれる放射性物質の濃度が増大する。圧力抑制プール１１の冷却水に含まれる放射性物質から放出される放射線は、隙間２６，２７を通過して圧力抑制室８と圧力抑制室設置室２８の間に蓄えられる冷却水によって効果的に遮へいすることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１…原子炉、２…原子炉圧力容器、４…炉心、６…原子炉格納容器、８…圧力抑制室、１１…圧力抑制プール、１３…原子炉建屋、１４…原子炉ウェル、１６…生体遮へい壁、１７…原子炉ウェルシール装置、１８，１９，２１，２２…シールプレート、２０，２３…ベローズ、２４…生体遮へい壁の上端面、２５…領域、２６，２７…隙間、２８…圧力抑制室設置室、３１…原子炉格納容器冷却装置、３２，３７…冷却水供給配管、３４，３９…開閉弁、３５…熱交換器、３６…冷却水ポンプ、３８…貯水タンク、４０…制御装置、４１…水位計、４２Ａ〜４２Ｆ…開口部、４３…ドライウェル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器が配置されるドライウェルを内部に形成するドライウェル容器、前記ドライウェル容器に接続されて前記ドライウェルに連絡されている複数の排出管、及びそれぞれの前記排出管が挿入されて前記ドライウェル容器の底部を取り囲み、内部に圧力抑制プールが形成された環状の圧力抑制室を有する原子炉格納容器を冷却する方法であって、
前記ドライウェル容器を取り囲む、原子炉建屋の一部である生体遮へい壁と前記ドライウェル容器との間に形成される環状の第１隙間内に冷却水を供給し、
前記ドライウェル容器を冷却しながら前記第１隙間内を落下する前記冷却水が、前記排出管の周囲に形成される環状の第２隙間を通って、前記環状の圧力抑制室が設置される、前記ドライウェル容器の底部を取り囲む環状の圧力抑制室設置室に回収され、
前記圧力抑制室設置室に回収された前記冷却水を前記第１隙間内に供給することを特徴とする原子炉格納容器の冷却方法。
【請求項２】
前記第１隙間への前記冷却水の供給は、前記ドライウェル容器の外側において、前記ドライウェル容器の真上に形成された原子炉ウェルの内壁と前記ドライウェル容器の間をシールする原子炉ウェルシール装置と、この原子炉ウェルシール装置よりも下方に位置した、前記生体遮へい体の上端面との間に形成され、かつ前記第１隙間の上端が前記ドライウェル容器の周方向の全周に亘って解放されている環状領域に、前記冷却水を供給することによって行われる請求項１に記載の原子炉格納容器の冷却方法。
【請求項３】
前記環状領域への前記冷却水の供給は、前記ドライウェル容器の周方向において、前記生体遮へい体の上端面に形成された複数の開口を通して行われる請求項２に記載の原子炉格納容器の冷却方法。
【請求項４】
前記圧力抑制室設置室に回収された前記冷却水の前記第１隙間内への供給は、この冷却水を冷却した後に行う請求項１ないし３のいずれか１項に記載の原子炉格納容器の冷却方法。
【請求項５】
前記第１隙間内への前記冷却水の供給は、前記原子炉建屋外から供給される冷却水によって行い、前記圧力抑制室設置室内に回収された前記冷却水の水位が設定水に到達したとき、前記原子炉建屋外から前記第１隙間内への前記冷却水の供給を停止し、前記圧力抑制室設置室から前記第１隙間内への前記冷却水の供給が行われる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の原子炉格納容器の冷却方法。
【請求項６】
原子炉圧力容器が配置されるドライウェルを内部に形成するドライウェル容器、前記ドライウェル容器に接続されて前記ドライウェルに連絡されている複数の排出管、及びそれぞれの前記排出管が挿入されて前記ドライウェル容器の底部を取り囲み、内部に圧力抑制プールが形成された環状の圧力抑制室を有する原子炉格納容器が内部に設置され、前記ドライウェル容器との間に前記ドライウェル容器を取り囲む環状の隙間を形成して前記ドライウェル容器を取り囲む環状の生体遮へい壁を有し、前記環状の圧力抑制室が設置される、前記ドライウェル容器の底部を取り囲む環状の圧力抑制室設置室が内部に形成される原子炉建屋内に設置されて、前記圧力抑制室設置室内に一端部が挿入され、前記圧力抑制室設置室内に回収された冷却水を導く第１冷却水供給配管と、
前記第１冷却水供給配管に設けられた第１開閉弁及び冷却装置と、
前記第１開閉弁及び前記冷却装置の下流で前記第１冷却水供給配管に設けられたポンプと、
前記第１開閉弁及び前記冷却装置の下流で前記ポンプの上流で前記第１冷却水供給配管に接続されて第２開閉弁が設けられ、前記原子炉建屋の外部から前記原子炉建屋の内部に伸びて前記原子炉建屋の外部からの冷却水を導く第２冷却水供給配管と、
前記ポンプの下流で前記第１冷却水供給配管に接続され、かつ前記ドライウェル容器の外側において、前記ドライウェル容器の真上に形成された原子炉ウェルの内壁と前記ドライウェル容器の間をシールする原子炉ウェルシール装置と、この原子炉ウェルシール装置よりも下方に位置した、前記生体遮へい体の上端面との間に形成され、前記第１隙間の上端が前記ドライウェル容器の周方向の全周に亘って解放されている環状領域に連絡される複数の分岐配管とを備えたことを特徴とする原子炉格納容器冷却装置。
【請求項７】
前記圧力抑制室設置室内の前記冷却水の水位を測定する水位計と、前記水位計で測定された水位が設定水位まで上昇したとき、前記第１開閉弁を開いて前記第２開閉弁を閉じる制御装置とを備えた請求項６に記載の原子炉格納容器冷却装置。
【請求項１】
原子炉圧力容器が配置されるドライウェルを内部に形成するドライウェル容器、前記ドライウェル容器に接続されて前記ドライウェルに連絡されている複数の排出管、及びそれぞれの前記排出管が挿入されて前記ドライウェル容器の底部を取り囲み、内部に圧力抑制プールが形成された環状の圧力抑制室を有する原子炉格納容器を冷却する方法であって、
前記ドライウェル容器を取り囲む、原子炉建屋の一部である生体遮へい壁と前記ドライウェル容器との間に形成される環状の第１隙間内に冷却水を供給し、
前記ドライウェル容器を冷却しながら前記第１隙間内を落下する前記冷却水が、前記排出管の周囲に形成される環状の第２隙間を通って、前記環状の圧力抑制室が設置される、前記ドライウェル容器の底部を取り囲む環状の圧力抑制室設置室に回収され、
前記圧力抑制室設置室に回収された前記冷却水を前記第１隙間内に供給することを特徴とする原子炉格納容器の冷却方法。
【請求項２】
前記第１隙間への前記冷却水の供給は、前記ドライウェル容器の外側において、前記ドライウェル容器の真上に形成された原子炉ウェルの内壁と前記ドライウェル容器の間をシールする原子炉ウェルシール装置と、この原子炉ウェルシール装置よりも下方に位置した、前記生体遮へい体の上端面との間に形成され、かつ前記第１隙間の上端が前記ドライウェル容器の周方向の全周に亘って解放されている環状領域に、前記冷却水を供給することによって行われる請求項１に記載の原子炉格納容器の冷却方法。
【請求項３】
前記環状領域への前記冷却水の供給は、前記ドライウェル容器の周方向において、前記生体遮へい体の上端面に形成された複数の開口を通して行われる請求項２に記載の原子炉格納容器の冷却方法。
【請求項４】
前記圧力抑制室設置室に回収された前記冷却水の前記第１隙間内への供給は、この冷却水を冷却した後に行う請求項１ないし３のいずれか１項に記載の原子炉格納容器の冷却方法。
【請求項５】
前記第１隙間内への前記冷却水の供給は、前記原子炉建屋外から供給される冷却水によって行い、前記圧力抑制室設置室内に回収された前記冷却水の水位が設定水に到達したとき、前記原子炉建屋外から前記第１隙間内への前記冷却水の供給を停止し、前記圧力抑制室設置室から前記第１隙間内への前記冷却水の供給が行われる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の原子炉格納容器の冷却方法。
【請求項６】
原子炉圧力容器が配置されるドライウェルを内部に形成するドライウェル容器、前記ドライウェル容器に接続されて前記ドライウェルに連絡されている複数の排出管、及びそれぞれの前記排出管が挿入されて前記ドライウェル容器の底部を取り囲み、内部に圧力抑制プールが形成された環状の圧力抑制室を有する原子炉格納容器が内部に設置され、前記ドライウェル容器との間に前記ドライウェル容器を取り囲む環状の隙間を形成して前記ドライウェル容器を取り囲む環状の生体遮へい壁を有し、前記環状の圧力抑制室が設置される、前記ドライウェル容器の底部を取り囲む環状の圧力抑制室設置室が内部に形成される原子炉建屋内に設置されて、前記圧力抑制室設置室内に一端部が挿入され、前記圧力抑制室設置室内に回収された冷却水を導く第１冷却水供給配管と、
前記第１冷却水供給配管に設けられた第１開閉弁及び冷却装置と、
前記第１開閉弁及び前記冷却装置の下流で前記第１冷却水供給配管に設けられたポンプと、
前記第１開閉弁及び前記冷却装置の下流で前記ポンプの上流で前記第１冷却水供給配管に接続されて第２開閉弁が設けられ、前記原子炉建屋の外部から前記原子炉建屋の内部に伸びて前記原子炉建屋の外部からの冷却水を導く第２冷却水供給配管と、
前記ポンプの下流で前記第１冷却水供給配管に接続され、かつ前記ドライウェル容器の外側において、前記ドライウェル容器の真上に形成された原子炉ウェルの内壁と前記ドライウェル容器の間をシールする原子炉ウェルシール装置と、この原子炉ウェルシール装置よりも下方に位置した、前記生体遮へい体の上端面との間に形成され、前記第１隙間の上端が前記ドライウェル容器の周方向の全周に亘って解放されている環状領域に連絡される複数の分岐配管とを備えたことを特徴とする原子炉格納容器冷却装置。
【請求項７】
前記圧力抑制室設置室内の前記冷却水の水位を測定する水位計と、前記水位計で測定された水位が設定水位まで上昇したとき、前記第１開閉弁を開いて前記第２開閉弁を閉じる制御装置とを備えた請求項６に記載の原子炉格納容器冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２３３７００（Ｐ２０１２−２３３７００Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１００２７４（Ｐ２０１１−１００２７４）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
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