燃料貯蔵プール冷却システムおよび燃料貯蔵プール冷却方法
【課題】燃料貯蔵プール冷却システムにおいて、全ての外部電源が喪失した場合でも、プール水循環機能、熱交換器除熱機能、および、冷却機能を実現する。
【解決手段】プール水循環ポンプ装置９は、外部電源から供給される電力を利用して、または、外部電源の喪失時に供給されるガスを利用して、燃料貯蔵プール１からスキマーサージタンク２、ＦＰＣろ過脱塩装置４およびＦＰＣ熱交換器１０を通して燃料貯蔵プール１までの水流路６０に水を循環させる。熱交換器除熱送風機１１は、外部電源３０から供給される電力を利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する。水供給部１２は、外部電源の喪失時に、一般生活用水源４０からの生活用水２３をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する。
【解決手段】プール水循環ポンプ装置９は、外部電源から供給される電力を利用して、または、外部電源の喪失時に供給されるガスを利用して、燃料貯蔵プール１からスキマーサージタンク２、ＦＰＣろ過脱塩装置４およびＦＰＣ熱交換器１０を通して燃料貯蔵プール１までの水流路６０に水を循環させる。熱交換器除熱送風機１１は、外部電源３０から供給される電力を利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する。水供給部１２は、外部電源の喪失時に、一般生活用水源４０からの生活用水２３をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、原子力プラントの燃料貯蔵プール冷却システムおよび燃料貯蔵プール冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の燃料貯蔵プール冷却システムの構成を示すブロック図である。
【０００３】
その燃料貯蔵プール冷却システムは、燃料貯蔵プール１と、スキマーサージタンク２と、燃料貯蔵プール冷却浄化系（Ｆｕｅｌ Ｐｏｏｌ Ｃｏｏｌｉｎｇ ａｎｄ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；以下、ＦＰＣと称する）ポンプ３と、ＦＰＣろ過脱塩装置４と、ＦＰＣ熱交換器５と、原子炉補機冷却系（Ｒｅａｃｔｏｒ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｃｌｏｓｅｄ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ；以下、ＲＣＷと称する）ポンプ６と、ＲＣＷ熱交換器７と、常用海水ポンプ８と、を具備している。
【０００４】
燃料貯蔵プール１には、使用済燃料を貯蔵するための水であるプール水が溜められる。スキマーサージタンク２には、使用済燃料から発生する崩壊熱によりプール水が加熱された加熱水が溜められる。
【０００５】
ＦＰＣろ過脱塩装置４は、スキマーサージタンク２内の加熱水から不純物を取り除く。ＦＰＣ熱交換器５は、不純物が取り除かれた加熱水を冷却する。
【０００６】
ＦＰＣポンプ３は、外部電源から供給される電力を利用して、燃料貯蔵プール１からスキマーサージタンク２、ＦＰＣろ過脱塩装置４およびＦＰＣ熱交換器５を通して燃料貯蔵プール１までの水流路１００に水を循環させる。
【０００７】
ＲＣＷ熱交換器７は、ＦＰＣ熱交換器５が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去する。常用海水ポンプ８は、外部電源から供給される電力を利用して、海からＲＣＷ熱交換器７を通して海に海水を循環させる。ＲＣＷポンプ６は、外部電源から供給される電力を利用して、ＲＣＷ熱交換器７からＦＰＣ熱交換器５を通してＲＣＷ熱交換器７に海水を循環させる。
【０００８】
このように、従来の燃料貯蔵プール冷却システムでは、外部電源が使用可能である場合、ＦＰＣポンプ３に電力が供給されることにより、燃料貯蔵プール１内のプール水を循環させるプール水循環機能を実現し、ＲＣＷポンプ６に電力が供給されることにより、ＦＰＣ熱交換器５に発生する残留熱を除去する熱交換器除熱機能を実現する。この熱交換器除熱機能により、ＦＰＣ熱交換器５が加熱水を冷却する冷却機能も実現する。
【０００９】
また、外部電源が使用不可能である場合に、すなわち、外部電源の喪失時には、ディーゼルエンジン発電機などの非常用外部電源が使用される。非常用外部電源については特許文献１に記載されている。従来の燃料貯蔵プール冷却システムでは、外部電源が使用不可能であっても、非常用外部電源が使用可能である場合、ＦＰＣポンプ３およびＲＣＷポンプ６に電力が供給されることにより、上述のプール水循環機能、熱交換器除熱機能、および、冷却機能を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１８５５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
外部電源が使用不可能であっても、非常用外部電源が使用可能である場合を想定すれば、プール水循環機能、熱交換器除熱機能、および、冷却機能を実現できる。
【００１２】
しかし、外部電源や非常用外部電源を含む全ての外部電源が喪失する場合も想定される。この場合、ＦＰＣポンプ３が動作しないため、燃料貯蔵プール１内のプール水を循環することができず、上述のプール水循環機能が失われる。さらに、ＲＣＷポンプ６が動作しないため、ＦＰＣ熱交換器５に発生する残留熱を除去することができず、上述の熱交換器除熱機能が失われる。熱交換器除熱機能が失われることにより、ＦＰＣ熱交換器５が加熱水を冷却することができないため、上述の冷却機能が失われる。
【００１３】
このように、全ての外部電源が喪失した場合、プール水循環機能、熱交換器除熱機能、および、冷却機能が失われる。
【００１４】
熱交換器除熱機能が失われた場合、冷却機能も失われる。燃料貯蔵プール１内に貯蔵された使用済燃料は、常時、崩壊熱を発生しているため、燃料貯蔵プール１内のプール水が蒸発してしまう。そこで、外部から燃料貯蔵プール１内に給水して、燃料貯蔵プール１内の水位を確保する方法が想定される。
【００１５】
しかし、プール水循環機能も失われた場合、燃料貯蔵プール１内のプール水が循環されないため、そのプール水の汚れが除去されない。このため、燃料貯蔵プール１内に貯蔵された使用済燃料の腐食等が進むことが懸念される。また、外部から燃料貯蔵プール１への給水が充分でない場合、燃料貯蔵プール１内のプール水が蒸発する。このため、蒸発が進行すると、その蒸発に伴って燃料貯蔵プール１内のプール水の汚濁成分が大気中に放出されることが懸念される。
【００１６】
このように、プール水循環機能、熱交換器除熱機能、および、冷却機能が失われた場合、燃料貯蔵プール１内に貯蔵された使用済燃料の健全性を確保することもできない。
【００１７】
本発明が解決しようとする課題は、全ての外部電源が喪失した場合でも、燃料貯蔵プール内のプール水を循環させるプール水循環機能と、熱交換器に発生する残留熱を除去する熱交換器除熱機能と、熱交換器が加熱水を冷却する冷却機能とを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
実施形態の燃料貯蔵プール冷却システムは、使用済燃料を貯蔵するための水であるプール水を溜める燃料貯蔵プールと、前記使用済燃料から発生する崩壊熱により前記プール水が加熱された加熱水を溜めるスキマーサージタンクと、前記スキマーサージタンク内の前記加熱水から不純物を取り除くろ過脱塩装置と、前記不純物が取り除かれた前記加熱水を冷却する熱交換器と、プール水循環用外部電源から供給される電力を利用して、または、前記プール水循環用外部電源の喪失時にプール水循環用ガス供給部から供給されるガスを利用して、前記燃料貯蔵プールから前記スキマーサージタンク、前記ろ過脱塩装置および前記熱交換器を通して前記燃料貯蔵プールまでの水流路に前記水を循環させるプール水循環ポンプ装置と、ファンを備え、熱交換器除熱用外部電源から供給される電力を利用して前記ファンを駆動し、前記熱交換器が前記加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風を前記熱交換器の外面に供給する熱交換器除熱送風機と、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に、一般生活用水源からの生活用水を前記熱交換器の外面に供給する水供給部と、を具備することを特徴とする。
【００１９】
また、実施形態の燃料貯蔵プール冷却方法は、使用済燃料を貯蔵するための水であるプール水を溜める燃料貯蔵プールと、前記使用済燃料から発生する崩壊熱により前記プール水が加熱された加熱水を溜めるスキマーサージタンクと、前記スキマーサージタンク内の前記加熱水から不純物を取り除くろ過脱塩装置と、前記不純物が取り除かれた前記加熱水を冷却する熱交換器と、プール水循環ポンプ装置と、ファンを備えた熱交換器除熱送風機と、水供給部と、を具備するシステムの燃料貯蔵プール冷却方法において、前記プール水循環ポンプ装置が、プール水循環用外部電源から供給される電力を利用して、または、前記プール水循環用外部電源の喪失時にプール水循環用ガス供給部から供給されるガスを利用して、前記燃料貯蔵プールから前記スキマーサージタンク、前記ろ過脱塩装置および前記熱交換器を通して前記燃料貯蔵プールまでの水流路に前記水を循環させるステップと、前記熱交換器除熱送風機が、熱交換器除熱用外部電源から供給される電力を利用して前記ファンを駆動し、前記熱交換器が前記加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風を前記熱交換器の外面に供給するステップと、前記水供給部が、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に、一般生活用水源からの生活用水を前記熱交換器の外面に供給するステップと、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、全ての外部電源が喪失した場合でも、燃料貯蔵プール内のプール水を循環させるプール水循環機能と、熱交換器に発生する残留熱を除去する熱交換器除熱機能と、熱交換器が加熱水を冷却する冷却機能とを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１および第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムのプール水循環ポンプ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの熱交換器除熱送風機の構成と、ＦＰＣ熱交換器および水供給部の配置とを示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムのプール水循環ポンプ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの熱交換器除熱送風機の構成と、ＦＰＣ熱交換器および水供給部の配置とを示すブロック図である。
【図７】第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの動作として電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）および電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）が自動的に行われるときのタイミングチャートである。
【図８】従来の燃料貯蔵プール冷却システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る燃料貯蔵プール冷却システムの実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００２３】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの構成を示すブロック図である。
【００２４】
第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムは、燃料貯蔵プール１と、スキマーサージタンク２と、燃料貯蔵プール冷却浄化系（以下、ＦＰＣと称する）ろ過脱塩装置４と、プール水循環ポンプ装置９と、ＦＰＣ熱交換器１０と、熱交換器除熱送風機１１と、水供給部１２と、を具備している。
【００２５】
燃料貯蔵プール１には、使用済燃料を貯蔵するための水であるプール水が溜められる。スキマーサージタンク２には、使用済燃料から発生する崩壊熱によりプール水が加熱された加熱水が溜められる。
【００２６】
ＦＰＣろ過脱塩装置４は、スキマーサージタンク２内の加熱水から不純物を取り除く。ＦＰＣ熱交換器１０は、不純物が取り除かれた加熱水を冷却する。
【００２７】
プール水循環ポンプ装置９は、スキマーサージタンク２とＦＰＣろ過脱塩装置４との間に設けられている。プール水循環ポンプ装置９は、外部電源から供給される電力を利用して、または、外部電源の喪失時に供給されるガスを利用して、燃料貯蔵プール１からスキマーサージタンク２、ＦＰＣろ過脱塩装置４およびＦＰＣ熱交換器１０を通して燃料貯蔵プール１までの水流路６０に水を循環させる。
【００２８】
熱交換器除熱送風機１１は、ファン１３を備えている。熱交換器除熱送風機１１は、外部電源から供給される電力、または、外部電源の喪失時に供給されるガスを利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する。
【００２９】
水供給部１２は、一般生活用水源４０とＦＰＣ熱交換器１０の外面との間に設けられている。一般生活用水源４０は、上水、下水、貯水池、および、非常用タンクなどであり、この水源により生活用水２３を供給する。水供給部１２としては手動で開閉可能な蛇口やレバーなどが例示され、水供給部１２は外部電源の喪失時において作業者により開放される。水供給部１２は、作業者により開放されたときに、一般生活用水源４０からの生活用水２３をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する。
【００３０】
図２は、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムのプール水循環ポンプ装置９の構成を示すブロック図である。
【００３１】
プール水循環ポンプ装置９は、プール水循環電動モータ１５と、プール水循環電動ポンプ１６と、プール水循環アキュムレータ１８と、プール水循環空気圧モータ１９と、プール水循環ガス駆動ポンプ２０と、第１弁４１と、第２弁４２と、を備えている。
【００３２】
プール水循環電動モータ１５は、プール水循環用外部電源１４とプール水循環電動ポンプ１６とに接続されている。プール水循環用外部電源１４は交流電力を供給する。プール水循環電動ポンプ１６は、その入口が水流路６０におけるスキマーサージタンク２の出口側の流路に設けられ、その出口が水流路６０におけるＦＰＣろ過脱塩装置４の入口側の流路に設けられている。第１弁４１は、水流路６０におけるスキマーサージタンク２の出口側の流路とプール水循環電動ポンプ１６の入口との間に設けられている。
【００３３】
プール水循環アキュムレータ１８は、プール水循環用ガス供給部１７に接続されている。プール水循環用ガス供給部１７はガスを供給する。ガスは、二酸化炭素、窒素および圧縮空気のうちの少なくとも１つを含む不燃性ガスである。プール水循環空気圧モータ１９は、プール水循環アキュムレータ１８とプール水循環ガス駆動ポンプ２０とに接続されている。プール水循環ガス駆動ポンプ２０は、その入口が水流路６０におけるスキマーサージタンク２の出口側の流路に設けられ、その出口が水流路６０におけるＦＰＣろ過脱塩装置４の入口側の流路に設けられている。第２弁４２は、水流路６０におけるスキマーサージタンク２の出口側の流路とプール水循環電動ポンプ１６の入口との間に設けられている。
【００３４】
図３は、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの熱交換器除熱送風機１１の構成と、ＦＰＣ熱交換器１０および水供給部１２の配置とを示すブロック図である。
【００３５】
熱交換器除熱送風機１１は、さらに、熱交換器除熱アキュムレータ２８と、熱交換器除熱空気圧モータ２９と、熱交換器除熱電動モータ３１と、第１スイッチ４６と、第２スイッチ４７と、を備えている。
【００３６】
熱交換器除熱電動モータ３１は、熱交換器除熱用外部電源３０に接続されている。熱交換器除熱用外部電源３０は交流電力を供給する。第１スイッチ４６は、熱交換器除熱電動モータ３１の出力とファン１３との間に設けられている。
【００３７】
熱交換器除熱アキュムレータ２８は、熱交換器除熱用ガス供給部２７に接続されている。熱交換器除熱用ガス供給部２７はガスを供給する。ガスは、二酸化炭素、窒素および圧縮空気のうちの少なくとも１つを含む不燃性ガスである。熱交換器除熱空気圧モータ２９は、熱交換器除熱アキュムレータ２８に接続されている。第２スイッチ４７は、熱交換器除熱空気圧モータ２９の出力とファン１３との間に設けられている。
【００３８】
第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムは、さらに、給水台２１を具備している。給水台２１は、第１支持部２１ａおよび第２支持部２１ｂと、散水管２１ｃと、を備えている。第１支持部２１ａおよび第２支持部２１ｂは、ＦＰＣ熱交換器１０の両端部に設けられ、ＦＰＣ熱交換器１０に対して垂直な方向に延びている。散水管２１ｃは、第１支持部２１ａから第２支持部２１ｂまでＦＰＣ熱交換器１０に対して平行な方向に延び、ＦＰＣ熱交換器１０から離れた上方に設けられている。
【００３９】
散水管２１ｃは水供給部１２に接続されている。散水管２１ｃの下方の面、すなわち、ＦＰＣ熱交換器１０に対向する面には、散水管２１ｃの一端から他端まで均等な間隔に配置された給水口２２が設けられている。水供給部１２が開放された場合、一般生活用水源４０からの生活用水２３がＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給される。このとき、給水口２２から均等な間隔で生活用水２３がＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給される。
【００４０】
ファン１３は、水供給部１２からＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給される生活用水２３により腐食が生じないように、水供給部１２とは離れて設けられている。たとえばファン１３がＦＰＣ熱交換器１０の上方に設けられている場合は、ファン１３により生じる風（強制対流気流）は上方から下方のＦＰＣ熱交換器１０に供給される。ファン１３から風がＦＰＣ熱交換器１０に供給され、かつ、ファン１３に生活用水２３がかからない位置であれば、ファン１３が設けられる位置は限定されない。
【００４１】
図４は、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの動作を示すフローチャートである。
【００４２】
まず、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用可能であることが前提である。
【００４３】
スキマーサージタンク２とプール水循環電動ポンプ１６とを接続するために、第１弁４１は開放される。同時に、スキマーサージタンク２とプール水循環電動ポンプ１６との接続を解除するために、第２弁４２は作業者により手動で閉じられる。また、熱交換器除熱電動モータ３１とファン１３とを接続するために、第１スイッチ４６は作業者により手動で閉じられる。同時に、熱交換器除熱空気圧モータ２９とファン１３との接続を解除するために、第２スイッチ４７は作業者により手動で開放される（ステップＳ１；電源供給時経路切り替え処理）。
【００４４】
ステップＳ１の実行後、プール水循環電動モータ１５は、プール水循環用外部電源１４から供給される電力を利用して駆動する。プール水循環電動ポンプ１６は、プール水循環電動モータ１５の駆動に応じて、水流路６０に水を循環させる。また、熱交換器除熱電動モータ３１は、熱交換器除熱用外部電源３０から供給される電力を利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する（ステップＳ２；電力駆動）。
【００４５】
外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用可能である場合（ステップＳ３−ＹＥＳ）は、上述のステップＳ２が繰り返される。
【００４６】
外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用不可能である場合に、すなわち、外部電源の喪失時（ステップＳ３−ＮＯ）には、以下の処理が行われる。
【００４７】
プール水循環用外部電源１４の喪失時にスキマーサージタンク２とプール水循環電動ポンプ１６との接続を解除するために、第１弁４１は作業者により手動で閉じられる。同時に、プール水循環用外部電源１４の喪失時にスキマーサージタンク２とプール水循環電動ポンプ１６とを接続するために、第２弁４２は作業者により手動で開放される。また、熱交換器除熱用外部電源３０の喪失時に熱交換器除熱電動モータ３１とファン１３との接続を解除するために、第１スイッチ４６は作業者により手動で開放される。同時に、熱交換器除熱用外部電源３０の喪失時に熱交換器除熱空気圧モータ２９とファン１３とを接続するために、第２スイッチ４７は作業者により手動で閉じられる（ステップＳ４；電源喪失時経路切り替え処理）。
【００４８】
また、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）の喪失時において、水供給部１２が開放される（ステップＳ５；電源喪失時生活用水切り替え処理）。
【００４９】
電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）の実行後、電源喪失時生活用水切り替え処理（ステップＳ５）の実行完了を待たずに、以下の処理が行われる。
【００５０】
プール水循環アキュムレータ１８は、プール水循環用外部電源１４の喪失時にプール水循環用ガス供給部１７から供給されるガスを利用して空気圧を供給する。プール水循環空気圧モータ１９は、プール水循環アキュムレータ１８から供給される空気圧を利用して駆動する。プール水循環ガス駆動ポンプ２０は、プール水循環空気圧モータ１９の駆動に応じて、水流路６０に水を循環させる。また、熱交換器除熱アキュムレータ２８は、熱交換器除熱用外部電源３０の喪失時に熱交換器除熱用ガス供給部２７から供給されるガスを利用して空気圧を供給する。熱交換器除熱空気圧モータ２９は、熱交換器除熱アキュムレータ２８から供給される空気圧を利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する（ステップＳ６；ガス駆動）。
【００５１】
電源喪失時生活用水切り替え処理（ステップＳ５）の実行後、一般生活用水源４０からの生活用水２３が水供給部１２を介してＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給される（ステップＳ７；生活用水供給）。
【００５２】
外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用不可能な状態が続いている場合（ステップＳ８−ＮＯ）は、上述のステップＳ６およびＳ７が繰り返される。
【００５３】
一方、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用可能である場合は、すなわち、外部電源が復旧した場合（ステップＳ８−ＹＥＳ）は、水供給部１２が閉じられ（ステップＳ９；電源供給時生活用水切り替え処理）、上述の電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）が行われる。
【００５４】
以上の説明により、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、プール水循環ポンプ装置９は、プール水循環用外部電源１４から供給される電力を利用して、燃料貯蔵プール１からスキマーサージタンク２、ＦＰＣろ過脱塩装置４およびＦＰＣ熱交換器１０を通して燃料貯蔵プール１までの水流路６０に水を循環させる。熱交換器除熱送風機１１は、熱交換器除熱用外部電源３０から供給される電力を利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する。このように、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用可能である場合、プール水循環ポンプ装置９に電力が供給されることにより、燃料貯蔵プール１内のプール水を循環させるプール水循環機能を実現する。また、熱交換器除熱送風機１１に電力が供給されることにより、ＦＰＣ熱交換器１０に発生する残留熱を除去する熱交換器除熱機能を実現する。この熱交換器除熱機能により、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却する冷却機能も実現する。
【００５５】
このように、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムによれば、熱交換器除熱送風機１１から供給する風により、ＦＰＣ熱交換器１０に発生する残留熱を除去する空冷方式としている。このため、従来の燃料貯蔵プール冷却システムのようにＦＰＣ熱交換器５の二次側にＲＣＷ熱交換器７を設けて、ＲＣＷ熱交換器７の二次側に常用海水ポンプ８を設けるようなシステムに比べて、簡素な構成となり、プール水循環機能、熱交換器除熱機能、および、冷却機能を維持するための保守点検の負担を軽減することができる。
【００５６】
一方、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）の喪失時において、プール水循環ポンプ装置９は、プール水循環用ガス供給部１７から供給されるガスを利用して、燃料貯蔵プール１からスキマーサージタンク２、ＦＰＣろ過脱塩装置４およびＦＰＣ熱交換器１０を通して燃料貯蔵プール１までの水流路６０に水を循環させる。熱交換器除熱送風機１１は、熱交換器除熱用ガス供給部２７から供給されるガスを利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する。また、外部電源の喪失時において、水供給部１２は、一般生活用水源４０からの生活用水２３をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する。このように、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムによれば、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）の喪失時においても、プール水循環ポンプ装置９にガスが供給されることにより、上述のプール水循環機能を実現することができる。また、熱交換器除熱送風機１１にガスが供給されることにより、上述の熱交換器除熱機能を実現することができる。さらに、ＦＰＣ熱交換器１０の外面に生活用水２３が供給されることにより、上述の熱交換器除熱機能を実現することができる。この熱交換器除熱機能により、上述の冷却機能も実現することができる。
【００５７】
したがって、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムによれば、全ての外部電源が喪失した場合でも、燃料貯蔵プール１内のプール水を循環させるプール水循環機能と、ＦＰＣ熱交換器１０に発生する残留熱を除去する熱交換器除熱機能と、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却する冷却機能とを実現することができる。
【００５８】
また、全ての外部電源が喪失したときに、何らかの事情により熱交換器除熱送風機１１のファン１３が回転しなくなる場合や、断水により一般生活用水源４０から生活用水２３が供給されない場合が想定される。この場合でも、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、熱交換器除熱送風機１１にガスを供給する方法と、ＦＰＣ熱交換器１０の外面に生活用水２３を供給する方法と、の少なくとも１つの方法により、上述の熱交換器除熱機能および上述の冷却機能が確保される。
【００５９】
また、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムによれば、熱交換器除熱機能や冷却機能が失われないため、燃料貯蔵プール１内の水位を確保することができる。このため、外部から燃料貯蔵プール１内に給水する必要がない。また、プール水循環機能が失われないため、燃料貯蔵プール１内のプール水が循環されて、そのプール水の汚れが除去されない。このため、燃料貯蔵プール１内に貯蔵された使用済燃料は腐食しない。したがって、燃料貯蔵プール１内に貯蔵された使用済燃料の健全性を確保することもできる。
【００６０】
また、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムによれば、外部電源の喪失時においてプール水循環ポンプ装置９および熱交換器除熱送風機１１に供給されるガスが不燃性ガスであるため、ディーゼルエンジン発電機などの燃料のように引火性がない。このため、火災などの二次災害を防止することができ、燃料貯蔵プール冷却システムの保守管理が容易になる。また、上述のガスが不燃性ガスであるため、可燃性ガスに比べて安価である。さらに、不燃性ガスが圧縮空気である場合は現地（燃料貯蔵プール冷却システムの設置場所）で生成することもできる。
【００６１】
また、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムによれば、外部電源の喪失時においてディーゼルエンジン発電機などの非常用外部電源を使用しないため、燃料貯蔵プール冷却システム以外のシステムなどの他の用途で非常用外部電源を使用することができる。
【００６２】
なお、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、外部電源の喪失時において、ＦＰＣ熱交換器１０の外面に生活用水２３を供給しているが、外部電源が使用可能である場合でもＦＰＣ熱交換器１０の外面に生活用水２３を供給してもよい。たとえば、外部電源が使用可能である場合でも、何らかの事情により熱交換器除熱送風機１１のファン１３が回転しなくなる場合が想定される。この場合でも、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、ＦＰＣ熱交換器１０の外面に生活用水２３を供給することにより、上述の熱交換器除熱機能および上述の冷却機能が確保される。
【００６３】
［第２実施形態］
第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、上述の電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）および上述の電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）は作業者により手動で行われる。
【００６４】
そこで、第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、上述の電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）および上述の電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）は自動的に行われる。第２実施形態について、第１実施形態の変更点のみ説明する。
【００６５】
図５は、第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムのプール水循環ポンプ装置９の構成を示すブロック図である。
【００６６】
プール水循環ポンプ装置９は、プール水循環電動ポンプ１６およびプール水循環ガス駆動ポンプ２０に代えて、プール水循環駆動ポンプ２６を備えている。
【００６７】
プール水循環電動ポンプ１６とプール水循環ガス駆動ポンプ２０は同一のポンプであり、そのポンプはプール水循環駆動ポンプ２６として設けられる。プール水循環駆動ポンプ２６は、プール水循環電動モータ１５またはプール水循環空気圧モータ１９の駆動に応じて、水流路６０に水を循環させる。
【００６８】
プール水循環ポンプ装置９は、第１弁４１および第２弁４２に代えて、プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３と、プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４と、を備えている。
【００６９】
プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３は、プール水循環電動モータ１５の出力とプール水循環駆動ポンプ２６との間に設けられている。プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３には、直流電力が供給されたときに電磁石により電磁力を発生させる電磁カップリングが用いられる。プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３は、プール水循環電動モータ１５の出力側に接続された第１駆動部（図示しない）と、プール水循環駆動ポンプ２６の入力側に接続された第１出力部（図示しない）と、を備えている。プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３は、直流電力が供給されたときに発生する電磁力により第１駆動部と第１出力部とを接続し、プール水循環電動モータ１５の駆動力をプール水循環駆動ポンプ２６に伝達する。プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３は、直流電力が供給されていないときに第１駆動部と第１出力部との接続を解除し、プール水循環電動モータ１５の駆動力をプール水循環駆動ポンプ２６に伝達しない。
【００７０】
プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４は、プール水循環空気圧モータ１９の出力とプール水循環駆動ポンプ２６との間に設けられている。プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４には、直流電力が供給されたときに電磁石により電磁力を発生させる電磁カップリングが用いられる。プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４は、プール水循環空気圧モータ１９の出力側に接続された第２駆動部（図示しない）と、プール水循環駆動ポンプ２６の入力側に接続された第２出力部（図示しない）と、を備えている。第２駆動部および第２出力部には、付勢力により第２駆動部と第２出力部とを接続するためのバネ（図示しない）が設けられている。バネの付勢力は電磁力よりも弱いものが用いられる。プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４は、直流電力が供給されていないときにバネの付勢力により第２駆動部と第２出力部とを接続し、プール水循環空気圧モータ１９の駆動力をプール水循環駆動ポンプ２６に伝達する。プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４は、直流電力が供給されたときに発生する電磁力により第２駆動部と第２出力部との接続を解除し、プール水循環空気圧モータ１９の駆動力をプール水循環駆動ポンプ２６に伝達しない。
【００７１】
プール水循環ポンプ装置９は、さらに、プール水循環用電力変換器４５を備えている。
【００７２】
プール水循環用電力変換器４５は、プール水循環用外部電源１４から供給される交流電力を直流電力に変換して、その直流電力をプール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３およびプール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４に供給する。
【００７３】
図６は、第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの熱交換器除熱送風機１１の構成と、ＦＰＣ熱交換器１０および水供給部１２の配置とを示すブロック図である。
【００７４】
熱交換器除熱送風機１１は、第１スイッチ４６および第２スイッチ４７に代えて、熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８と、熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９と、を備えている。
【００７５】
熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８は、熱交換器除熱電動モータ３１の出力とファン１３との間に設けられている。熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８には、直流電力が供給されたときに電磁石により電磁力を発生させる電磁カップリングが用いられる。熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８は、熱交換器除熱電動モータ３１の出力側に接続された第３駆動部（図示しない）と、ファン１３の入力側に接続された第３出力部（図示しない）と、を備えている。熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８は、直流電力が供給されたときに電磁石が発生する電磁力により第３駆動部と第３出力部とを接続し、熱交換器除熱電動モータ３１の駆動力をファン１３に伝達する。熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８は、直流電力が供給されていないときに第３駆動部と第３出力部との接続を解除し、熱交換器除熱電動モータ３１の駆動力をファン１３に伝達しない。
【００７６】
熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９は、熱交換器除熱空気圧モータ２９の出力とファン１３との間に設けられている。熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９には、直流電力が供給されたときに電磁石により電磁力を発生させる電磁カップリングが用いられる。熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９は、熱交換器除熱空気圧モータ２９の出力側に接続された第４駆動部（図示しない）と、ファン１３の入力側に接続された第４出力部（図示しない）と、を備えている。第４駆動部および第４出力部には、付勢力により第４駆動部と第４出力部とを接続するためのバネ（図示しない）が設けられている。バネの付勢力は電磁力よりも弱いものが用いられる。熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９は、直流電力が供給されていないときにバネの付勢力により第４駆動部と第４出力部とを接続し、熱交換器除熱空気圧モータ２９の駆動力をファン１３に伝達する。熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９は、直流電力が供給されたときに電磁石が発生する電磁力により第４駆動部と第４出力部との接続を解除し、熱交換器除熱空気圧モータ２９の駆動力をファン１３に伝達しない。
【００７７】
熱交換器除熱送風機１１は、さらに、熱交換器除熱用電力変換器５０を備えている。
【００７８】
熱交換器除熱用電力変換器５０は、熱交換器除熱用外部電源３０から供給される交流電力を直流電力に変換して、その直流電力を熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８および熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９に供給する。
【００７９】
図７は、第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの動作として電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）および電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）が自動的に行われるときのタイミングチャートである。
【００８０】
まず、電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）において、プール水循環用電力変換器４５は、プール水循環用外部電源１４から供給される交流電力を直流電力に変換して、その直流電力をプール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３およびプール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４に供給する。このとき、プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３は、プール水循環用電力変換器４５から供給される直流電力を利用して電磁力が発生し、その電磁力によりプール水循環電動モータ１５とプール水循環駆動ポンプ２６とを接続する。また、プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４は、プール水循環用電力変換器４５から供給される直流電力を利用して電磁力が発生し、その電磁力によりプール水循環空気圧モータ１９とプール水循環駆動ポンプ２６との接続を解除する。
【００８１】
また、電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）において、熱交換器除熱用電力変換器５０は、熱交換器除熱用外部電源３０から供給される交流電力を直流電力に変換して、その直流電力を熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８および熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９に供給する。このとき、熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８は、熱交換器除熱用電力変換器５０から供給される直流電力を利用して電磁力が発生し、その電磁力により熱交換器除熱電動モータ３１とファン１３とを接続する。また、熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９は、熱交換器除熱用電力変換器５０から供給される直流電力を利用して電磁力が発生し、その電磁力により熱交換器除熱空気圧モータ２９とファン１３との接続を解除する。
【００８２】
ステップＳ１の実行後、プール水循環電動モータ１５は、プール水循環用外部電源１４から供給される電力を利用して駆動する。プール水循環駆動ポンプ２６は、プール水循環電動モータ１５の駆動に応じて、水流路６０に水を循環させる。また、熱交換器除熱電動モータ３１は、熱交換器除熱用外部電源３０から供給される電力を利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する（ステップＳ２；電力駆動）。
【００８３】
外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用可能である場合（ステップＳ３−ＹＥＳ）は、上述のステップＳ２が繰り返される。
【００８４】
外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用不可能である場合に、すなわち、外部電源の喪失時（ステップＳ３−ＮＯ）には、以下の処理が自動的に行われる。
【００８５】
プール水循環用外部電源１４から交流電力が供給されていないため、プール水循環用電力変換器４５から直流電力が供給されない。この場合、プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３は、プール水循環用外部電源１４の喪失時において電磁力が発生しないため、プール水循環電動モータ１５とプール水循環駆動ポンプ２６との接続を解除する。また、プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４は、プール水循環用外部電源１４の喪失時において電磁力が発生しないため、プール水循環空気圧モータ１９とプール水循環駆動ポンプ２６とを接続する（ステップＳ４；電源喪失時経路切り替え処理）。
【００８６】
また、電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）において、熱交換器除熱用外部電源３０から交流電力が供給されていないため、熱交換器除熱用電力変換器５０から直流電力が供給されない。この場合、熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８は、熱交換器除熱用外部電源３０の喪失時において電磁力が発生しないため、熱交換器除熱電動モータ３１とファン１３との接続を解除する。また、熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９は、熱交換器除熱用外部電源３０の喪失時において電磁力が発生しないため、熱交換器除熱空気圧モータ２９とファン１３とを接続する。
【００８７】
また、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）の喪失時において、水供給部１２が開放される（ステップＳ５；電源喪失時生活用水切り替え処理）。
【００８８】
電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）の実行後、電源喪失時生活用水切り替え処理（ステップＳ５）の実行完了を待たずに、以下の処理が行われる。
【００８９】
プール水循環アキュムレータ１８は、プール水循環用外部電源１４の喪失時にプール水循環用ガス供給部１７から供給されるガスを利用して空気圧を供給する。プール水循環空気圧モータ１９は、プール水循環アキュムレータ１８から供給される空気圧を利用して駆動する。プール水循環駆動ポンプ２６は、プール水循環空気圧モータ１９の駆動に応じて、水流路６０に水を循環させる。また、熱交換器除熱アキュムレータ２８は、熱交換器除熱用外部電源３０の喪失時に熱交換器除熱用ガス供給部２７から供給されるガスを利用して空気圧を供給する。熱交換器除熱空気圧モータ２９は、熱交換器除熱アキュムレータ２８から供給される空気圧を利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する（ステップＳ６；ガス駆動）。
【００９０】
ステップＳ５の実行後、一般生活用水源４０からの生活用水２３が水供給部１２を介してＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給される（ステップＳ７；生活用水供給）。
【００９１】
外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用不可能な状態が続いている場合（ステップＳ８−ＮＯ）は、上述のステップＳ６およびＳ７が繰り返される。
【００９２】
一方、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用可能である場合は、すなわち、外部電源が復旧した場合（ステップＳ８−ＹＥＳ）は、水供給部１２が閉じられ（ステップＳ９；電源供給時生活用水切り替え処理）、上述の電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）が行われる。
【００９３】
電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）は、電源供給時生活用水切り替え処理（ステップＳ９）の実行完了を待たずに自動的に行われる。
【００９４】
このように、第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムによれば、第１実施形態の効果に加えて、上述の電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）および上述の電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）が自動的に行われる。このため、作業者が上述の電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）および上述の電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）を手動で行う必要がなく、作業者の安全性が確保される。
【００９５】
［他の実施形態］
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、また各実施形態の特徴を組み合わせることができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９６】
１ … 燃料貯蔵プール
２ … スキマーサージタンク
３ … 燃料貯蔵プール冷却浄化系（ＦＰＣ）ポンプ
４ … ＦＰＣろ過脱塩装置
５ … ＦＰＣ熱交換器
６ … 原子炉補機冷却系（ＲＣＷ）ポンプ
７ … ＲＣＷ熱交換器
８ … 常用海水ポンプ
９ … プール水循環ポンプ装置
１０ … ＦＰＣ熱交換器
１１ … 熱交換器除熱送風機
１２ … 水供給部
１３ … ファン
１４ … プール水循環用外部電源
１５ … プール水循環電動モータ
１６ … プール水循環電動ポンプ
１７ … プール水循環用ガス供給部
１８ … プール水循環アキュムレータ
１９ … プール水循環空気圧モータ
２０ … プール水循環ガス駆動ポンプ
２１ … 給水台
２１ａ … 第１支持部
２１ｂ … 第２支持部
２１ｃ … 散水管
２２ … 給水口
２３ … 生活用水
２６ … プール水循環駆動ポンプ
２７ … 熱交換器除熱用ガス供給部
２８ … 熱交換器除熱アキュムレータ
２９ … 熱交換器除熱空気圧モータ
３０ … 熱交換器除熱用外部電源
３１ … 熱交換器除熱電動モータ
４０ … 一般生活用水源
４１ … 第１弁
４２ … 第２弁
４３ … プール水循環電動モータ用電磁クラッチ
４４ … プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ
４５ … プール水循環用電力変換器
４６ … 第１スイッチ
４７ … 第２スイッチ
４８ … 熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ
４９ … 熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ
５０ … 熱交換器除熱用電力変換器
６０ … 水流路
１００ … 水流路
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、原子力プラントの燃料貯蔵プール冷却システムおよび燃料貯蔵プール冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の燃料貯蔵プール冷却システムの構成を示すブロック図である。
【０００３】
その燃料貯蔵プール冷却システムは、燃料貯蔵プール１と、スキマーサージタンク２と、燃料貯蔵プール冷却浄化系（Ｆｕｅｌ Ｐｏｏｌ Ｃｏｏｌｉｎｇ ａｎｄ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；以下、ＦＰＣと称する）ポンプ３と、ＦＰＣろ過脱塩装置４と、ＦＰＣ熱交換器５と、原子炉補機冷却系（Ｒｅａｃｔｏｒ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｃｌｏｓｅｄ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ；以下、ＲＣＷと称する）ポンプ６と、ＲＣＷ熱交換器７と、常用海水ポンプ８と、を具備している。
【０００４】
燃料貯蔵プール１には、使用済燃料を貯蔵するための水であるプール水が溜められる。スキマーサージタンク２には、使用済燃料から発生する崩壊熱によりプール水が加熱された加熱水が溜められる。
【０００５】
ＦＰＣろ過脱塩装置４は、スキマーサージタンク２内の加熱水から不純物を取り除く。ＦＰＣ熱交換器５は、不純物が取り除かれた加熱水を冷却する。
【０００６】
ＦＰＣポンプ３は、外部電源から供給される電力を利用して、燃料貯蔵プール１からスキマーサージタンク２、ＦＰＣろ過脱塩装置４およびＦＰＣ熱交換器５を通して燃料貯蔵プール１までの水流路１００に水を循環させる。
【０００７】
ＲＣＷ熱交換器７は、ＦＰＣ熱交換器５が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去する。常用海水ポンプ８は、外部電源から供給される電力を利用して、海からＲＣＷ熱交換器７を通して海に海水を循環させる。ＲＣＷポンプ６は、外部電源から供給される電力を利用して、ＲＣＷ熱交換器７からＦＰＣ熱交換器５を通してＲＣＷ熱交換器７に海水を循環させる。
【０００８】
このように、従来の燃料貯蔵プール冷却システムでは、外部電源が使用可能である場合、ＦＰＣポンプ３に電力が供給されることにより、燃料貯蔵プール１内のプール水を循環させるプール水循環機能を実現し、ＲＣＷポンプ６に電力が供給されることにより、ＦＰＣ熱交換器５に発生する残留熱を除去する熱交換器除熱機能を実現する。この熱交換器除熱機能により、ＦＰＣ熱交換器５が加熱水を冷却する冷却機能も実現する。
【０００９】
また、外部電源が使用不可能である場合に、すなわち、外部電源の喪失時には、ディーゼルエンジン発電機などの非常用外部電源が使用される。非常用外部電源については特許文献１に記載されている。従来の燃料貯蔵プール冷却システムでは、外部電源が使用不可能であっても、非常用外部電源が使用可能である場合、ＦＰＣポンプ３およびＲＣＷポンプ６に電力が供給されることにより、上述のプール水循環機能、熱交換器除熱機能、および、冷却機能を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１８５５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
外部電源が使用不可能であっても、非常用外部電源が使用可能である場合を想定すれば、プール水循環機能、熱交換器除熱機能、および、冷却機能を実現できる。
【００１２】
しかし、外部電源や非常用外部電源を含む全ての外部電源が喪失する場合も想定される。この場合、ＦＰＣポンプ３が動作しないため、燃料貯蔵プール１内のプール水を循環することができず、上述のプール水循環機能が失われる。さらに、ＲＣＷポンプ６が動作しないため、ＦＰＣ熱交換器５に発生する残留熱を除去することができず、上述の熱交換器除熱機能が失われる。熱交換器除熱機能が失われることにより、ＦＰＣ熱交換器５が加熱水を冷却することができないため、上述の冷却機能が失われる。
【００１３】
このように、全ての外部電源が喪失した場合、プール水循環機能、熱交換器除熱機能、および、冷却機能が失われる。
【００１４】
熱交換器除熱機能が失われた場合、冷却機能も失われる。燃料貯蔵プール１内に貯蔵された使用済燃料は、常時、崩壊熱を発生しているため、燃料貯蔵プール１内のプール水が蒸発してしまう。そこで、外部から燃料貯蔵プール１内に給水して、燃料貯蔵プール１内の水位を確保する方法が想定される。
【００１５】
しかし、プール水循環機能も失われた場合、燃料貯蔵プール１内のプール水が循環されないため、そのプール水の汚れが除去されない。このため、燃料貯蔵プール１内に貯蔵された使用済燃料の腐食等が進むことが懸念される。また、外部から燃料貯蔵プール１への給水が充分でない場合、燃料貯蔵プール１内のプール水が蒸発する。このため、蒸発が進行すると、その蒸発に伴って燃料貯蔵プール１内のプール水の汚濁成分が大気中に放出されることが懸念される。
【００１６】
このように、プール水循環機能、熱交換器除熱機能、および、冷却機能が失われた場合、燃料貯蔵プール１内に貯蔵された使用済燃料の健全性を確保することもできない。
【００１７】
本発明が解決しようとする課題は、全ての外部電源が喪失した場合でも、燃料貯蔵プール内のプール水を循環させるプール水循環機能と、熱交換器に発生する残留熱を除去する熱交換器除熱機能と、熱交換器が加熱水を冷却する冷却機能とを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
実施形態の燃料貯蔵プール冷却システムは、使用済燃料を貯蔵するための水であるプール水を溜める燃料貯蔵プールと、前記使用済燃料から発生する崩壊熱により前記プール水が加熱された加熱水を溜めるスキマーサージタンクと、前記スキマーサージタンク内の前記加熱水から不純物を取り除くろ過脱塩装置と、前記不純物が取り除かれた前記加熱水を冷却する熱交換器と、プール水循環用外部電源から供給される電力を利用して、または、前記プール水循環用外部電源の喪失時にプール水循環用ガス供給部から供給されるガスを利用して、前記燃料貯蔵プールから前記スキマーサージタンク、前記ろ過脱塩装置および前記熱交換器を通して前記燃料貯蔵プールまでの水流路に前記水を循環させるプール水循環ポンプ装置と、ファンを備え、熱交換器除熱用外部電源から供給される電力を利用して前記ファンを駆動し、前記熱交換器が前記加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風を前記熱交換器の外面に供給する熱交換器除熱送風機と、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に、一般生活用水源からの生活用水を前記熱交換器の外面に供給する水供給部と、を具備することを特徴とする。
【００１９】
また、実施形態の燃料貯蔵プール冷却方法は、使用済燃料を貯蔵するための水であるプール水を溜める燃料貯蔵プールと、前記使用済燃料から発生する崩壊熱により前記プール水が加熱された加熱水を溜めるスキマーサージタンクと、前記スキマーサージタンク内の前記加熱水から不純物を取り除くろ過脱塩装置と、前記不純物が取り除かれた前記加熱水を冷却する熱交換器と、プール水循環ポンプ装置と、ファンを備えた熱交換器除熱送風機と、水供給部と、を具備するシステムの燃料貯蔵プール冷却方法において、前記プール水循環ポンプ装置が、プール水循環用外部電源から供給される電力を利用して、または、前記プール水循環用外部電源の喪失時にプール水循環用ガス供給部から供給されるガスを利用して、前記燃料貯蔵プールから前記スキマーサージタンク、前記ろ過脱塩装置および前記熱交換器を通して前記燃料貯蔵プールまでの水流路に前記水を循環させるステップと、前記熱交換器除熱送風機が、熱交換器除熱用外部電源から供給される電力を利用して前記ファンを駆動し、前記熱交換器が前記加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風を前記熱交換器の外面に供給するステップと、前記水供給部が、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に、一般生活用水源からの生活用水を前記熱交換器の外面に供給するステップと、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、全ての外部電源が喪失した場合でも、燃料貯蔵プール内のプール水を循環させるプール水循環機能と、熱交換器に発生する残留熱を除去する熱交換器除熱機能と、熱交換器が加熱水を冷却する冷却機能とを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１および第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムのプール水循環ポンプ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの熱交換器除熱送風機の構成と、ＦＰＣ熱交換器および水供給部の配置とを示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムのプール水循環ポンプ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの熱交換器除熱送風機の構成と、ＦＰＣ熱交換器および水供給部の配置とを示すブロック図である。
【図７】第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの動作として電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）および電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）が自動的に行われるときのタイミングチャートである。
【図８】従来の燃料貯蔵プール冷却システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る燃料貯蔵プール冷却システムの実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００２３】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの構成を示すブロック図である。
【００２４】
第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムは、燃料貯蔵プール１と、スキマーサージタンク２と、燃料貯蔵プール冷却浄化系（以下、ＦＰＣと称する）ろ過脱塩装置４と、プール水循環ポンプ装置９と、ＦＰＣ熱交換器１０と、熱交換器除熱送風機１１と、水供給部１２と、を具備している。
【００２５】
燃料貯蔵プール１には、使用済燃料を貯蔵するための水であるプール水が溜められる。スキマーサージタンク２には、使用済燃料から発生する崩壊熱によりプール水が加熱された加熱水が溜められる。
【００２６】
ＦＰＣろ過脱塩装置４は、スキマーサージタンク２内の加熱水から不純物を取り除く。ＦＰＣ熱交換器１０は、不純物が取り除かれた加熱水を冷却する。
【００２７】
プール水循環ポンプ装置９は、スキマーサージタンク２とＦＰＣろ過脱塩装置４との間に設けられている。プール水循環ポンプ装置９は、外部電源から供給される電力を利用して、または、外部電源の喪失時に供給されるガスを利用して、燃料貯蔵プール１からスキマーサージタンク２、ＦＰＣろ過脱塩装置４およびＦＰＣ熱交換器１０を通して燃料貯蔵プール１までの水流路６０に水を循環させる。
【００２８】
熱交換器除熱送風機１１は、ファン１３を備えている。熱交換器除熱送風機１１は、外部電源から供給される電力、または、外部電源の喪失時に供給されるガスを利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する。
【００２９】
水供給部１２は、一般生活用水源４０とＦＰＣ熱交換器１０の外面との間に設けられている。一般生活用水源４０は、上水、下水、貯水池、および、非常用タンクなどであり、この水源により生活用水２３を供給する。水供給部１２としては手動で開閉可能な蛇口やレバーなどが例示され、水供給部１２は外部電源の喪失時において作業者により開放される。水供給部１２は、作業者により開放されたときに、一般生活用水源４０からの生活用水２３をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する。
【００３０】
図２は、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムのプール水循環ポンプ装置９の構成を示すブロック図である。
【００３１】
プール水循環ポンプ装置９は、プール水循環電動モータ１５と、プール水循環電動ポンプ１６と、プール水循環アキュムレータ１８と、プール水循環空気圧モータ１９と、プール水循環ガス駆動ポンプ２０と、第１弁４１と、第２弁４２と、を備えている。
【００３２】
プール水循環電動モータ１５は、プール水循環用外部電源１４とプール水循環電動ポンプ１６とに接続されている。プール水循環用外部電源１４は交流電力を供給する。プール水循環電動ポンプ１６は、その入口が水流路６０におけるスキマーサージタンク２の出口側の流路に設けられ、その出口が水流路６０におけるＦＰＣろ過脱塩装置４の入口側の流路に設けられている。第１弁４１は、水流路６０におけるスキマーサージタンク２の出口側の流路とプール水循環電動ポンプ１６の入口との間に設けられている。
【００３３】
プール水循環アキュムレータ１８は、プール水循環用ガス供給部１７に接続されている。プール水循環用ガス供給部１７はガスを供給する。ガスは、二酸化炭素、窒素および圧縮空気のうちの少なくとも１つを含む不燃性ガスである。プール水循環空気圧モータ１９は、プール水循環アキュムレータ１８とプール水循環ガス駆動ポンプ２０とに接続されている。プール水循環ガス駆動ポンプ２０は、その入口が水流路６０におけるスキマーサージタンク２の出口側の流路に設けられ、その出口が水流路６０におけるＦＰＣろ過脱塩装置４の入口側の流路に設けられている。第２弁４２は、水流路６０におけるスキマーサージタンク２の出口側の流路とプール水循環電動ポンプ１６の入口との間に設けられている。
【００３４】
図３は、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの熱交換器除熱送風機１１の構成と、ＦＰＣ熱交換器１０および水供給部１２の配置とを示すブロック図である。
【００３５】
熱交換器除熱送風機１１は、さらに、熱交換器除熱アキュムレータ２８と、熱交換器除熱空気圧モータ２９と、熱交換器除熱電動モータ３１と、第１スイッチ４６と、第２スイッチ４７と、を備えている。
【００３６】
熱交換器除熱電動モータ３１は、熱交換器除熱用外部電源３０に接続されている。熱交換器除熱用外部電源３０は交流電力を供給する。第１スイッチ４６は、熱交換器除熱電動モータ３１の出力とファン１３との間に設けられている。
【００３７】
熱交換器除熱アキュムレータ２８は、熱交換器除熱用ガス供給部２７に接続されている。熱交換器除熱用ガス供給部２７はガスを供給する。ガスは、二酸化炭素、窒素および圧縮空気のうちの少なくとも１つを含む不燃性ガスである。熱交換器除熱空気圧モータ２９は、熱交換器除熱アキュムレータ２８に接続されている。第２スイッチ４７は、熱交換器除熱空気圧モータ２９の出力とファン１３との間に設けられている。
【００３８】
第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムは、さらに、給水台２１を具備している。給水台２１は、第１支持部２１ａおよび第２支持部２１ｂと、散水管２１ｃと、を備えている。第１支持部２１ａおよび第２支持部２１ｂは、ＦＰＣ熱交換器１０の両端部に設けられ、ＦＰＣ熱交換器１０に対して垂直な方向に延びている。散水管２１ｃは、第１支持部２１ａから第２支持部２１ｂまでＦＰＣ熱交換器１０に対して平行な方向に延び、ＦＰＣ熱交換器１０から離れた上方に設けられている。
【００３９】
散水管２１ｃは水供給部１２に接続されている。散水管２１ｃの下方の面、すなわち、ＦＰＣ熱交換器１０に対向する面には、散水管２１ｃの一端から他端まで均等な間隔に配置された給水口２２が設けられている。水供給部１２が開放された場合、一般生活用水源４０からの生活用水２３がＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給される。このとき、給水口２２から均等な間隔で生活用水２３がＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給される。
【００４０】
ファン１３は、水供給部１２からＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給される生活用水２３により腐食が生じないように、水供給部１２とは離れて設けられている。たとえばファン１３がＦＰＣ熱交換器１０の上方に設けられている場合は、ファン１３により生じる風（強制対流気流）は上方から下方のＦＰＣ熱交換器１０に供給される。ファン１３から風がＦＰＣ熱交換器１０に供給され、かつ、ファン１３に生活用水２３がかからない位置であれば、ファン１３が設けられる位置は限定されない。
【００４１】
図４は、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの動作を示すフローチャートである。
【００４２】
まず、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用可能であることが前提である。
【００４３】
スキマーサージタンク２とプール水循環電動ポンプ１６とを接続するために、第１弁４１は開放される。同時に、スキマーサージタンク２とプール水循環電動ポンプ１６との接続を解除するために、第２弁４２は作業者により手動で閉じられる。また、熱交換器除熱電動モータ３１とファン１３とを接続するために、第１スイッチ４６は作業者により手動で閉じられる。同時に、熱交換器除熱空気圧モータ２９とファン１３との接続を解除するために、第２スイッチ４７は作業者により手動で開放される（ステップＳ１；電源供給時経路切り替え処理）。
【００４４】
ステップＳ１の実行後、プール水循環電動モータ１５は、プール水循環用外部電源１４から供給される電力を利用して駆動する。プール水循環電動ポンプ１６は、プール水循環電動モータ１５の駆動に応じて、水流路６０に水を循環させる。また、熱交換器除熱電動モータ３１は、熱交換器除熱用外部電源３０から供給される電力を利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する（ステップＳ２；電力駆動）。
【００４５】
外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用可能である場合（ステップＳ３−ＹＥＳ）は、上述のステップＳ２が繰り返される。
【００４６】
外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用不可能である場合に、すなわち、外部電源の喪失時（ステップＳ３−ＮＯ）には、以下の処理が行われる。
【００４７】
プール水循環用外部電源１４の喪失時にスキマーサージタンク２とプール水循環電動ポンプ１６との接続を解除するために、第１弁４１は作業者により手動で閉じられる。同時に、プール水循環用外部電源１４の喪失時にスキマーサージタンク２とプール水循環電動ポンプ１６とを接続するために、第２弁４２は作業者により手動で開放される。また、熱交換器除熱用外部電源３０の喪失時に熱交換器除熱電動モータ３１とファン１３との接続を解除するために、第１スイッチ４６は作業者により手動で開放される。同時に、熱交換器除熱用外部電源３０の喪失時に熱交換器除熱空気圧モータ２９とファン１３とを接続するために、第２スイッチ４７は作業者により手動で閉じられる（ステップＳ４；電源喪失時経路切り替え処理）。
【００４８】
また、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）の喪失時において、水供給部１２が開放される（ステップＳ５；電源喪失時生活用水切り替え処理）。
【００４９】
電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）の実行後、電源喪失時生活用水切り替え処理（ステップＳ５）の実行完了を待たずに、以下の処理が行われる。
【００５０】
プール水循環アキュムレータ１８は、プール水循環用外部電源１４の喪失時にプール水循環用ガス供給部１７から供給されるガスを利用して空気圧を供給する。プール水循環空気圧モータ１９は、プール水循環アキュムレータ１８から供給される空気圧を利用して駆動する。プール水循環ガス駆動ポンプ２０は、プール水循環空気圧モータ１９の駆動に応じて、水流路６０に水を循環させる。また、熱交換器除熱アキュムレータ２８は、熱交換器除熱用外部電源３０の喪失時に熱交換器除熱用ガス供給部２７から供給されるガスを利用して空気圧を供給する。熱交換器除熱空気圧モータ２９は、熱交換器除熱アキュムレータ２８から供給される空気圧を利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する（ステップＳ６；ガス駆動）。
【００５１】
電源喪失時生活用水切り替え処理（ステップＳ５）の実行後、一般生活用水源４０からの生活用水２３が水供給部１２を介してＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給される（ステップＳ７；生活用水供給）。
【００５２】
外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用不可能な状態が続いている場合（ステップＳ８−ＮＯ）は、上述のステップＳ６およびＳ７が繰り返される。
【００５３】
一方、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用可能である場合は、すなわち、外部電源が復旧した場合（ステップＳ８−ＹＥＳ）は、水供給部１２が閉じられ（ステップＳ９；電源供給時生活用水切り替え処理）、上述の電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）が行われる。
【００５４】
以上の説明により、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、プール水循環ポンプ装置９は、プール水循環用外部電源１４から供給される電力を利用して、燃料貯蔵プール１からスキマーサージタンク２、ＦＰＣろ過脱塩装置４およびＦＰＣ熱交換器１０を通して燃料貯蔵プール１までの水流路６０に水を循環させる。熱交換器除熱送風機１１は、熱交換器除熱用外部電源３０から供給される電力を利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する。このように、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用可能である場合、プール水循環ポンプ装置９に電力が供給されることにより、燃料貯蔵プール１内のプール水を循環させるプール水循環機能を実現する。また、熱交換器除熱送風機１１に電力が供給されることにより、ＦＰＣ熱交換器１０に発生する残留熱を除去する熱交換器除熱機能を実現する。この熱交換器除熱機能により、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却する冷却機能も実現する。
【００５５】
このように、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムによれば、熱交換器除熱送風機１１から供給する風により、ＦＰＣ熱交換器１０に発生する残留熱を除去する空冷方式としている。このため、従来の燃料貯蔵プール冷却システムのようにＦＰＣ熱交換器５の二次側にＲＣＷ熱交換器７を設けて、ＲＣＷ熱交換器７の二次側に常用海水ポンプ８を設けるようなシステムに比べて、簡素な構成となり、プール水循環機能、熱交換器除熱機能、および、冷却機能を維持するための保守点検の負担を軽減することができる。
【００５６】
一方、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）の喪失時において、プール水循環ポンプ装置９は、プール水循環用ガス供給部１７から供給されるガスを利用して、燃料貯蔵プール１からスキマーサージタンク２、ＦＰＣろ過脱塩装置４およびＦＰＣ熱交換器１０を通して燃料貯蔵プール１までの水流路６０に水を循環させる。熱交換器除熱送風機１１は、熱交換器除熱用ガス供給部２７から供給されるガスを利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する。また、外部電源の喪失時において、水供給部１２は、一般生活用水源４０からの生活用水２３をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する。このように、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムによれば、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）の喪失時においても、プール水循環ポンプ装置９にガスが供給されることにより、上述のプール水循環機能を実現することができる。また、熱交換器除熱送風機１１にガスが供給されることにより、上述の熱交換器除熱機能を実現することができる。さらに、ＦＰＣ熱交換器１０の外面に生活用水２３が供給されることにより、上述の熱交換器除熱機能を実現することができる。この熱交換器除熱機能により、上述の冷却機能も実現することができる。
【００５７】
したがって、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムによれば、全ての外部電源が喪失した場合でも、燃料貯蔵プール１内のプール水を循環させるプール水循環機能と、ＦＰＣ熱交換器１０に発生する残留熱を除去する熱交換器除熱機能と、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却する冷却機能とを実現することができる。
【００５８】
また、全ての外部電源が喪失したときに、何らかの事情により熱交換器除熱送風機１１のファン１３が回転しなくなる場合や、断水により一般生活用水源４０から生活用水２３が供給されない場合が想定される。この場合でも、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、熱交換器除熱送風機１１にガスを供給する方法と、ＦＰＣ熱交換器１０の外面に生活用水２３を供給する方法と、の少なくとも１つの方法により、上述の熱交換器除熱機能および上述の冷却機能が確保される。
【００５９】
また、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムによれば、熱交換器除熱機能や冷却機能が失われないため、燃料貯蔵プール１内の水位を確保することができる。このため、外部から燃料貯蔵プール１内に給水する必要がない。また、プール水循環機能が失われないため、燃料貯蔵プール１内のプール水が循環されて、そのプール水の汚れが除去されない。このため、燃料貯蔵プール１内に貯蔵された使用済燃料は腐食しない。したがって、燃料貯蔵プール１内に貯蔵された使用済燃料の健全性を確保することもできる。
【００６０】
また、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムによれば、外部電源の喪失時においてプール水循環ポンプ装置９および熱交換器除熱送風機１１に供給されるガスが不燃性ガスであるため、ディーゼルエンジン発電機などの燃料のように引火性がない。このため、火災などの二次災害を防止することができ、燃料貯蔵プール冷却システムの保守管理が容易になる。また、上述のガスが不燃性ガスであるため、可燃性ガスに比べて安価である。さらに、不燃性ガスが圧縮空気である場合は現地（燃料貯蔵プール冷却システムの設置場所）で生成することもできる。
【００６１】
また、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムによれば、外部電源の喪失時においてディーゼルエンジン発電機などの非常用外部電源を使用しないため、燃料貯蔵プール冷却システム以外のシステムなどの他の用途で非常用外部電源を使用することができる。
【００６２】
なお、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、外部電源の喪失時において、ＦＰＣ熱交換器１０の外面に生活用水２３を供給しているが、外部電源が使用可能である場合でもＦＰＣ熱交換器１０の外面に生活用水２３を供給してもよい。たとえば、外部電源が使用可能である場合でも、何らかの事情により熱交換器除熱送風機１１のファン１３が回転しなくなる場合が想定される。この場合でも、第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、ＦＰＣ熱交換器１０の外面に生活用水２３を供給することにより、上述の熱交換器除熱機能および上述の冷却機能が確保される。
【００６３】
［第２実施形態］
第１実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、上述の電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）および上述の電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）は作業者により手動で行われる。
【００６４】
そこで、第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムでは、上述の電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）および上述の電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）は自動的に行われる。第２実施形態について、第１実施形態の変更点のみ説明する。
【００６５】
図５は、第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムのプール水循環ポンプ装置９の構成を示すブロック図である。
【００６６】
プール水循環ポンプ装置９は、プール水循環電動ポンプ１６およびプール水循環ガス駆動ポンプ２０に代えて、プール水循環駆動ポンプ２６を備えている。
【００６７】
プール水循環電動ポンプ１６とプール水循環ガス駆動ポンプ２０は同一のポンプであり、そのポンプはプール水循環駆動ポンプ２６として設けられる。プール水循環駆動ポンプ２６は、プール水循環電動モータ１５またはプール水循環空気圧モータ１９の駆動に応じて、水流路６０に水を循環させる。
【００６８】
プール水循環ポンプ装置９は、第１弁４１および第２弁４２に代えて、プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３と、プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４と、を備えている。
【００６９】
プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３は、プール水循環電動モータ１５の出力とプール水循環駆動ポンプ２６との間に設けられている。プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３には、直流電力が供給されたときに電磁石により電磁力を発生させる電磁カップリングが用いられる。プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３は、プール水循環電動モータ１５の出力側に接続された第１駆動部（図示しない）と、プール水循環駆動ポンプ２６の入力側に接続された第１出力部（図示しない）と、を備えている。プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３は、直流電力が供給されたときに発生する電磁力により第１駆動部と第１出力部とを接続し、プール水循環電動モータ１５の駆動力をプール水循環駆動ポンプ２６に伝達する。プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３は、直流電力が供給されていないときに第１駆動部と第１出力部との接続を解除し、プール水循環電動モータ１５の駆動力をプール水循環駆動ポンプ２６に伝達しない。
【００７０】
プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４は、プール水循環空気圧モータ１９の出力とプール水循環駆動ポンプ２６との間に設けられている。プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４には、直流電力が供給されたときに電磁石により電磁力を発生させる電磁カップリングが用いられる。プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４は、プール水循環空気圧モータ１９の出力側に接続された第２駆動部（図示しない）と、プール水循環駆動ポンプ２６の入力側に接続された第２出力部（図示しない）と、を備えている。第２駆動部および第２出力部には、付勢力により第２駆動部と第２出力部とを接続するためのバネ（図示しない）が設けられている。バネの付勢力は電磁力よりも弱いものが用いられる。プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４は、直流電力が供給されていないときにバネの付勢力により第２駆動部と第２出力部とを接続し、プール水循環空気圧モータ１９の駆動力をプール水循環駆動ポンプ２６に伝達する。プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４は、直流電力が供給されたときに発生する電磁力により第２駆動部と第２出力部との接続を解除し、プール水循環空気圧モータ１９の駆動力をプール水循環駆動ポンプ２６に伝達しない。
【００７１】
プール水循環ポンプ装置９は、さらに、プール水循環用電力変換器４５を備えている。
【００７２】
プール水循環用電力変換器４５は、プール水循環用外部電源１４から供給される交流電力を直流電力に変換して、その直流電力をプール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３およびプール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４に供給する。
【００７３】
図６は、第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの熱交換器除熱送風機１１の構成と、ＦＰＣ熱交換器１０および水供給部１２の配置とを示すブロック図である。
【００７４】
熱交換器除熱送風機１１は、第１スイッチ４６および第２スイッチ４７に代えて、熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８と、熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９と、を備えている。
【００７５】
熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８は、熱交換器除熱電動モータ３１の出力とファン１３との間に設けられている。熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８には、直流電力が供給されたときに電磁石により電磁力を発生させる電磁カップリングが用いられる。熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８は、熱交換器除熱電動モータ３１の出力側に接続された第３駆動部（図示しない）と、ファン１３の入力側に接続された第３出力部（図示しない）と、を備えている。熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８は、直流電力が供給されたときに電磁石が発生する電磁力により第３駆動部と第３出力部とを接続し、熱交換器除熱電動モータ３１の駆動力をファン１３に伝達する。熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８は、直流電力が供給されていないときに第３駆動部と第３出力部との接続を解除し、熱交換器除熱電動モータ３１の駆動力をファン１３に伝達しない。
【００７６】
熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９は、熱交換器除熱空気圧モータ２９の出力とファン１３との間に設けられている。熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９には、直流電力が供給されたときに電磁石により電磁力を発生させる電磁カップリングが用いられる。熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９は、熱交換器除熱空気圧モータ２９の出力側に接続された第４駆動部（図示しない）と、ファン１３の入力側に接続された第４出力部（図示しない）と、を備えている。第４駆動部および第４出力部には、付勢力により第４駆動部と第４出力部とを接続するためのバネ（図示しない）が設けられている。バネの付勢力は電磁力よりも弱いものが用いられる。熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９は、直流電力が供給されていないときにバネの付勢力により第４駆動部と第４出力部とを接続し、熱交換器除熱空気圧モータ２９の駆動力をファン１３に伝達する。熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９は、直流電力が供給されたときに電磁石が発生する電磁力により第４駆動部と第４出力部との接続を解除し、熱交換器除熱空気圧モータ２９の駆動力をファン１３に伝達しない。
【００７７】
熱交換器除熱送風機１１は、さらに、熱交換器除熱用電力変換器５０を備えている。
【００７８】
熱交換器除熱用電力変換器５０は、熱交換器除熱用外部電源３０から供給される交流電力を直流電力に変換して、その直流電力を熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８および熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９に供給する。
【００７９】
図７は、第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムの動作として電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）および電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）が自動的に行われるときのタイミングチャートである。
【００８０】
まず、電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）において、プール水循環用電力変換器４５は、プール水循環用外部電源１４から供給される交流電力を直流電力に変換して、その直流電力をプール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３およびプール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４に供給する。このとき、プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３は、プール水循環用電力変換器４５から供給される直流電力を利用して電磁力が発生し、その電磁力によりプール水循環電動モータ１５とプール水循環駆動ポンプ２６とを接続する。また、プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４は、プール水循環用電力変換器４５から供給される直流電力を利用して電磁力が発生し、その電磁力によりプール水循環空気圧モータ１９とプール水循環駆動ポンプ２６との接続を解除する。
【００８１】
また、電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）において、熱交換器除熱用電力変換器５０は、熱交換器除熱用外部電源３０から供給される交流電力を直流電力に変換して、その直流電力を熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８および熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９に供給する。このとき、熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８は、熱交換器除熱用電力変換器５０から供給される直流電力を利用して電磁力が発生し、その電磁力により熱交換器除熱電動モータ３１とファン１３とを接続する。また、熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９は、熱交換器除熱用電力変換器５０から供給される直流電力を利用して電磁力が発生し、その電磁力により熱交換器除熱空気圧モータ２９とファン１３との接続を解除する。
【００８２】
ステップＳ１の実行後、プール水循環電動モータ１５は、プール水循環用外部電源１４から供給される電力を利用して駆動する。プール水循環駆動ポンプ２６は、プール水循環電動モータ１５の駆動に応じて、水流路６０に水を循環させる。また、熱交換器除熱電動モータ３１は、熱交換器除熱用外部電源３０から供給される電力を利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する（ステップＳ２；電力駆動）。
【００８３】
外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用可能である場合（ステップＳ３−ＹＥＳ）は、上述のステップＳ２が繰り返される。
【００８４】
外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用不可能である場合に、すなわち、外部電源の喪失時（ステップＳ３−ＮＯ）には、以下の処理が自動的に行われる。
【００８５】
プール水循環用外部電源１４から交流電力が供給されていないため、プール水循環用電力変換器４５から直流電力が供給されない。この場合、プール水循環電動モータ用電磁クラッチ４３は、プール水循環用外部電源１４の喪失時において電磁力が発生しないため、プール水循環電動モータ１５とプール水循環駆動ポンプ２６との接続を解除する。また、プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ４４は、プール水循環用外部電源１４の喪失時において電磁力が発生しないため、プール水循環空気圧モータ１９とプール水循環駆動ポンプ２６とを接続する（ステップＳ４；電源喪失時経路切り替え処理）。
【００８６】
また、電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）において、熱交換器除熱用外部電源３０から交流電力が供給されていないため、熱交換器除熱用電力変換器５０から直流電力が供給されない。この場合、熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ４８は、熱交換器除熱用外部電源３０の喪失時において電磁力が発生しないため、熱交換器除熱電動モータ３１とファン１３との接続を解除する。また、熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ４９は、熱交換器除熱用外部電源３０の喪失時において電磁力が発生しないため、熱交換器除熱空気圧モータ２９とファン１３とを接続する。
【００８７】
また、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）の喪失時において、水供給部１２が開放される（ステップＳ５；電源喪失時生活用水切り替え処理）。
【００８８】
電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）の実行後、電源喪失時生活用水切り替え処理（ステップＳ５）の実行完了を待たずに、以下の処理が行われる。
【００８９】
プール水循環アキュムレータ１８は、プール水循環用外部電源１４の喪失時にプール水循環用ガス供給部１７から供給されるガスを利用して空気圧を供給する。プール水循環空気圧モータ１９は、プール水循環アキュムレータ１８から供給される空気圧を利用して駆動する。プール水循環駆動ポンプ２６は、プール水循環空気圧モータ１９の駆動に応じて、水流路６０に水を循環させる。また、熱交換器除熱アキュムレータ２８は、熱交換器除熱用外部電源３０の喪失時に熱交換器除熱用ガス供給部２７から供給されるガスを利用して空気圧を供給する。熱交換器除熱空気圧モータ２９は、熱交換器除熱アキュムレータ２８から供給される空気圧を利用してファン１３を駆動し、ＦＰＣ熱交換器１０が加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風をＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給する（ステップＳ６；ガス駆動）。
【００９０】
ステップＳ５の実行後、一般生活用水源４０からの生活用水２３が水供給部１２を介してＦＰＣ熱交換器１０の外面に供給される（ステップＳ７；生活用水供給）。
【００９１】
外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用不可能な状態が続いている場合（ステップＳ８−ＮＯ）は、上述のステップＳ６およびＳ７が繰り返される。
【００９２】
一方、外部電源（プール水循環用外部電源１４および熱交換器除熱用外部電源３０）が使用可能である場合は、すなわち、外部電源が復旧した場合（ステップＳ８−ＹＥＳ）は、水供給部１２が閉じられ（ステップＳ９；電源供給時生活用水切り替え処理）、上述の電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）が行われる。
【００９３】
電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）は、電源供給時生活用水切り替え処理（ステップＳ９）の実行完了を待たずに自動的に行われる。
【００９４】
このように、第２実施形態に係る燃料貯蔵プール冷却システムによれば、第１実施形態の効果に加えて、上述の電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）および上述の電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）が自動的に行われる。このため、作業者が上述の電源供給時経路切り替え処理（ステップＳ１）および上述の電源喪失時経路切り替え処理（ステップＳ４）を手動で行う必要がなく、作業者の安全性が確保される。
【００９５】
［他の実施形態］
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、また各実施形態の特徴を組み合わせることができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９６】
１ … 燃料貯蔵プール
２ … スキマーサージタンク
３ … 燃料貯蔵プール冷却浄化系（ＦＰＣ）ポンプ
４ … ＦＰＣろ過脱塩装置
５ … ＦＰＣ熱交換器
６ … 原子炉補機冷却系（ＲＣＷ）ポンプ
７ … ＲＣＷ熱交換器
８ … 常用海水ポンプ
９ … プール水循環ポンプ装置
１０ … ＦＰＣ熱交換器
１１ … 熱交換器除熱送風機
１２ … 水供給部
１３ … ファン
１４ … プール水循環用外部電源
１５ … プール水循環電動モータ
１６ … プール水循環電動ポンプ
１７ … プール水循環用ガス供給部
１８ … プール水循環アキュムレータ
１９ … プール水循環空気圧モータ
２０ … プール水循環ガス駆動ポンプ
２１ … 給水台
２１ａ … 第１支持部
２１ｂ … 第２支持部
２１ｃ … 散水管
２２ … 給水口
２３ … 生活用水
２６ … プール水循環駆動ポンプ
２７ … 熱交換器除熱用ガス供給部
２８ … 熱交換器除熱アキュムレータ
２９ … 熱交換器除熱空気圧モータ
３０ … 熱交換器除熱用外部電源
３１ … 熱交換器除熱電動モータ
４０ … 一般生活用水源
４１ … 第１弁
４２ … 第２弁
４３ … プール水循環電動モータ用電磁クラッチ
４４ … プール水循環空気圧モータ用電磁クラッチ
４５ … プール水循環用電力変換器
４６ … 第１スイッチ
４７ … 第２スイッチ
４８ … 熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチ
４９ … 熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチ
５０ … 熱交換器除熱用電力変換器
６０ … 水流路
１００ … 水流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済燃料を貯蔵するための水であるプール水を溜める燃料貯蔵プールと、
前記使用済燃料から発生する崩壊熱により前記プール水が加熱された加熱水を溜めるスキマーサージタンクと、
前記スキマーサージタンク内の前記加熱水から不純物を取り除くろ過脱塩装置と、
前記不純物が取り除かれた前記加熱水を冷却する熱交換器と、
プール水循環用外部電源から供給される電力を利用して、または、前記プール水循環用外部電源の喪失時にプール水循環用ガス供給部から供給されるガスを利用して、前記燃料貯蔵プールから前記スキマーサージタンク、前記ろ過脱塩装置および前記熱交換器を通して前記燃料貯蔵プールまでの水流路に前記水を循環させるプール水循環ポンプ装置と、
ファンを備え、熱交換器除熱用外部電源から供給される電力を利用して前記ファンを駆動し、前記熱交換器が前記加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風を前記熱交換器の外面に供給する熱交換器除熱送風機と、
前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に、一般生活用水源からの生活用水を前記熱交換器の外面に供給する水供給部と、
を具備することを特徴とする燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項２】
前記プール水循環ポンプ装置は、
前記プール水循環用外部電源から供給される電力を利用して駆動するプール水循環電動モータと、
前記プール水循環電動モータの駆動に応じて、前記水流路に前記水を循環させるプール水循環電動ポンプと、
前記プール水循環用外部電源の喪失時に前記プール水循環用ガス供給部から供給される前記ガスを利用して空気圧を供給するプール水循環アキュムレータと、
前記プール水循環アキュムレータから供給される空気圧を利用して駆動するプール水循環空気圧モータと、
前記プール水循環空気圧モータの駆動に応じて、前記水流路に前記水を循環させるプール水循環ガス駆動ポンプと、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項３】
前記プール水循環電動ポンプは、その入口が前記水流路における前記スキマーサージタンクの出口側の流路に設けられ、その出口が前記水流路における前記ろ過脱塩装置の入口側の流路に設けられ、
前記プール水循環ガス駆動ポンプは、その入口が前記水流路における前記スキマーサージタンクの出口側の流路に設けられ、その出口が前記水流路における前記ろ過脱塩装置の入口側の流路に設けられ、
前記プール水循環ポンプ装置は、
前記水流路における前記スキマーサージタンクの出口側の流路と前記プール水循環電動ポンプの入口との間に設けられ、前記スキマーサージタンクと前記プール水循環電動ポンプとを接続するために手動で開放され、前記プール水循環用外部電源の喪失時に前記スキマーサージタンクと前記プール水循環電動ポンプとの接続を解除するために手動で閉じられる第１弁と、
前記水流路における前記スキマーサージタンクの出口側の流路と前記プール水循環電動ポンプの入口との間に設けられ、前記スキマーサージタンクと前記プール水循環電動ポンプとの接続を解除するために手動で閉じられ、前記プール水循環用外部電源の喪失時に前記スキマーサージタンクと前記プール水循環電動ポンプとを接続するために手動で開放される第２弁と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項４】
前記プール水循環電動ポンプと前記プール水循環ガス駆動ポンプは同一のポンプであり、前記プール水循環電動モータまたは前記プール水循環空気圧モータの駆動に応じて前記水流路に前記水を循環させるプール水循環駆動ポンプとして設けられ、
前記プール水循環ポンプ装置は、
前記プール水循環用外部電源から供給される電力を利用して前記プール水循環電動モータと前記プール水循環駆動ポンプとを接続し、前記プール水循環用外部電源の喪失時に前記プール水循環電動モータと前記プール水循環駆動ポンプとの接続を解除するプール水循環電動モータ用電磁クラッチと、
前記プール水循環用外部電源から供給される電力を利用して前記プール水循環空気圧モータと前記プール水循環駆動ポンプとの接続を解除し、前記プール水循環用外部電源の喪失時に前記プール水循環空気圧モータと前記プール水循環駆動ポンプとを接続するプール水循環空気圧モータ用電磁クラッチと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項５】
前記熱交換器除熱送風機は、
前記熱交換器除熱用外部電源から供給される電力、または、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に熱交換器除熱用ガス供給部から供給される前記ガスを利用して前記ファンを駆動し、前記風を前記熱交換器の外面に供給する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項６】
前記熱交換器除熱送風機は、
前記熱交換器除熱用外部電源から供給される電力を利用して前記ファンを駆動し、前記風を前記熱交換器の外面に供給する熱交換器除熱電動モータと、
前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に熱交換器除熱用ガス供給部から供給される前記ガスを利用して空気圧を供給する熱交換器除熱アキュムレータと、
前記熱交換器除熱アキュムレータから供給される空気圧を利用して前記ファンを駆動し、前記風を前記熱交換器の外面に供給する熱交換器除熱空気圧モータと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項７】
前記熱交換器除熱送風機は、
前記熱交換器除熱電動モータの出力と前記ファンとの間に設けられ、前記熱交換器除熱電動モータと前記ファンとを接続するために手動で閉じられ、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に前記熱交換器除熱電動モータと前記ファンとの接続を解除するために手動で開放される第１スイッチと、
前記熱交換器除熱空気圧モータの出力と前記ファンとの間に設けられ、前記熱交換器除熱空気圧モータと前記ファンとの接続を解除するために手動で開放され、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に前記熱交換器除熱空気圧モータと前記ファンとを接続するために手動で閉じられる第２スイッチと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項６に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項８】
前記熱交換器除熱送風機は、
前記熱交換器除熱用外部電源から供給される電力を利用して前記熱交換器除熱電動モータと前記ファンとを接続し、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に前記熱交換器除熱電動モータと前記ファンとの接続を解除する熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチと、
前記熱交換器除熱用外部電源から供給される電力を利用して前記熱交換器除熱空気圧モータと前記ファンとの接続を解除し、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に前記熱交換器除熱空気圧モータと前記ファンとを接続する熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項６に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項９】
前記ガスは、二酸化炭素、窒素および圧縮空気のうちの少なくとも１つを含む不燃性ガスである、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項１０】
使用済燃料を貯蔵するための水であるプール水を溜める燃料貯蔵プールと、前記使用済燃料から発生する崩壊熱により前記プール水が加熱された加熱水を溜めるスキマーサージタンクと、前記スキマーサージタンク内の前記加熱水から不純物を取り除くろ過脱塩装置と、前記不純物が取り除かれた前記加熱水を冷却する熱交換器と、プール水循環ポンプ装置と、ファンを備えた熱交換器除熱送風機と、水供給部と、を具備するシステムの燃料貯蔵プール冷却方法において、
前記プール水循環ポンプ装置が、プール水循環用外部電源から供給される電力を利用して、または、前記プール水循環用外部電源の喪失時にプール水循環用ガス供給部から供給されるガスを利用して、前記燃料貯蔵プールから前記スキマーサージタンク、前記ろ過脱塩装置および前記熱交換器を通して前記燃料貯蔵プールまでの水流路に前記水を循環させるステップと、
前記熱交換器除熱送風機が、熱交換器除熱用外部電源から供給される電力を利用して前記ファンを駆動し、前記熱交換器が前記加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風を前記熱交換器の外面に供給するステップと、
前記水供給部が、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に、一般生活用水源からの生活用水を前記熱交換器の外面に供給するステップと、
を具備することを特徴とする燃料貯蔵プール冷却方法。
【請求項１】
使用済燃料を貯蔵するための水であるプール水を溜める燃料貯蔵プールと、
前記使用済燃料から発生する崩壊熱により前記プール水が加熱された加熱水を溜めるスキマーサージタンクと、
前記スキマーサージタンク内の前記加熱水から不純物を取り除くろ過脱塩装置と、
前記不純物が取り除かれた前記加熱水を冷却する熱交換器と、
プール水循環用外部電源から供給される電力を利用して、または、前記プール水循環用外部電源の喪失時にプール水循環用ガス供給部から供給されるガスを利用して、前記燃料貯蔵プールから前記スキマーサージタンク、前記ろ過脱塩装置および前記熱交換器を通して前記燃料貯蔵プールまでの水流路に前記水を循環させるプール水循環ポンプ装置と、
ファンを備え、熱交換器除熱用外部電源から供給される電力を利用して前記ファンを駆動し、前記熱交換器が前記加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風を前記熱交換器の外面に供給する熱交換器除熱送風機と、
前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に、一般生活用水源からの生活用水を前記熱交換器の外面に供給する水供給部と、
を具備することを特徴とする燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項２】
前記プール水循環ポンプ装置は、
前記プール水循環用外部電源から供給される電力を利用して駆動するプール水循環電動モータと、
前記プール水循環電動モータの駆動に応じて、前記水流路に前記水を循環させるプール水循環電動ポンプと、
前記プール水循環用外部電源の喪失時に前記プール水循環用ガス供給部から供給される前記ガスを利用して空気圧を供給するプール水循環アキュムレータと、
前記プール水循環アキュムレータから供給される空気圧を利用して駆動するプール水循環空気圧モータと、
前記プール水循環空気圧モータの駆動に応じて、前記水流路に前記水を循環させるプール水循環ガス駆動ポンプと、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項３】
前記プール水循環電動ポンプは、その入口が前記水流路における前記スキマーサージタンクの出口側の流路に設けられ、その出口が前記水流路における前記ろ過脱塩装置の入口側の流路に設けられ、
前記プール水循環ガス駆動ポンプは、その入口が前記水流路における前記スキマーサージタンクの出口側の流路に設けられ、その出口が前記水流路における前記ろ過脱塩装置の入口側の流路に設けられ、
前記プール水循環ポンプ装置は、
前記水流路における前記スキマーサージタンクの出口側の流路と前記プール水循環電動ポンプの入口との間に設けられ、前記スキマーサージタンクと前記プール水循環電動ポンプとを接続するために手動で開放され、前記プール水循環用外部電源の喪失時に前記スキマーサージタンクと前記プール水循環電動ポンプとの接続を解除するために手動で閉じられる第１弁と、
前記水流路における前記スキマーサージタンクの出口側の流路と前記プール水循環電動ポンプの入口との間に設けられ、前記スキマーサージタンクと前記プール水循環電動ポンプとの接続を解除するために手動で閉じられ、前記プール水循環用外部電源の喪失時に前記スキマーサージタンクと前記プール水循環電動ポンプとを接続するために手動で開放される第２弁と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項４】
前記プール水循環電動ポンプと前記プール水循環ガス駆動ポンプは同一のポンプであり、前記プール水循環電動モータまたは前記プール水循環空気圧モータの駆動に応じて前記水流路に前記水を循環させるプール水循環駆動ポンプとして設けられ、
前記プール水循環ポンプ装置は、
前記プール水循環用外部電源から供給される電力を利用して前記プール水循環電動モータと前記プール水循環駆動ポンプとを接続し、前記プール水循環用外部電源の喪失時に前記プール水循環電動モータと前記プール水循環駆動ポンプとの接続を解除するプール水循環電動モータ用電磁クラッチと、
前記プール水循環用外部電源から供給される電力を利用して前記プール水循環空気圧モータと前記プール水循環駆動ポンプとの接続を解除し、前記プール水循環用外部電源の喪失時に前記プール水循環空気圧モータと前記プール水循環駆動ポンプとを接続するプール水循環空気圧モータ用電磁クラッチと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項５】
前記熱交換器除熱送風機は、
前記熱交換器除熱用外部電源から供給される電力、または、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に熱交換器除熱用ガス供給部から供給される前記ガスを利用して前記ファンを駆動し、前記風を前記熱交換器の外面に供給する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項６】
前記熱交換器除熱送風機は、
前記熱交換器除熱用外部電源から供給される電力を利用して前記ファンを駆動し、前記風を前記熱交換器の外面に供給する熱交換器除熱電動モータと、
前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に熱交換器除熱用ガス供給部から供給される前記ガスを利用して空気圧を供給する熱交換器除熱アキュムレータと、
前記熱交換器除熱アキュムレータから供給される空気圧を利用して前記ファンを駆動し、前記風を前記熱交換器の外面に供給する熱交換器除熱空気圧モータと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項７】
前記熱交換器除熱送風機は、
前記熱交換器除熱電動モータの出力と前記ファンとの間に設けられ、前記熱交換器除熱電動モータと前記ファンとを接続するために手動で閉じられ、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に前記熱交換器除熱電動モータと前記ファンとの接続を解除するために手動で開放される第１スイッチと、
前記熱交換器除熱空気圧モータの出力と前記ファンとの間に設けられ、前記熱交換器除熱空気圧モータと前記ファンとの接続を解除するために手動で開放され、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に前記熱交換器除熱空気圧モータと前記ファンとを接続するために手動で閉じられる第２スイッチと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項６に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項８】
前記熱交換器除熱送風機は、
前記熱交換器除熱用外部電源から供給される電力を利用して前記熱交換器除熱電動モータと前記ファンとを接続し、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に前記熱交換器除熱電動モータと前記ファンとの接続を解除する熱交換器除熱電動モータ用電磁クラッチと、
前記熱交換器除熱用外部電源から供給される電力を利用して前記熱交換器除熱空気圧モータと前記ファンとの接続を解除し、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に前記熱交換器除熱空気圧モータと前記ファンとを接続する熱交換器除熱空気圧モータ用電磁クラッチと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項６に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項９】
前記ガスは、二酸化炭素、窒素および圧縮空気のうちの少なくとも１つを含む不燃性ガスである、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の燃料貯蔵プール冷却システム。
【請求項１０】
使用済燃料を貯蔵するための水であるプール水を溜める燃料貯蔵プールと、前記使用済燃料から発生する崩壊熱により前記プール水が加熱された加熱水を溜めるスキマーサージタンクと、前記スキマーサージタンク内の前記加熱水から不純物を取り除くろ過脱塩装置と、前記不純物が取り除かれた前記加熱水を冷却する熱交換器と、プール水循環ポンプ装置と、ファンを備えた熱交換器除熱送風機と、水供給部と、を具備するシステムの燃料貯蔵プール冷却方法において、
前記プール水循環ポンプ装置が、プール水循環用外部電源から供給される電力を利用して、または、前記プール水循環用外部電源の喪失時にプール水循環用ガス供給部から供給されるガスを利用して、前記燃料貯蔵プールから前記スキマーサージタンク、前記ろ過脱塩装置および前記熱交換器を通して前記燃料貯蔵プールまでの水流路に前記水を循環させるステップと、
前記熱交換器除熱送風機が、熱交換器除熱用外部電源から供給される電力を利用して前記ファンを駆動し、前記熱交換器が前記加熱水を冷却したときに発生する残留熱を除去するための風を前記熱交換器の外面に供給するステップと、
前記水供給部が、前記熱交換器除熱用外部電源の喪失時に、一般生活用水源からの生活用水を前記熱交換器の外面に供給するステップと、
を具備することを特徴とする燃料貯蔵プール冷却方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１０８７８３（Ｐ２０１３−１０８７８３Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２４４０（Ｐ２０１１−２５２４４０）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
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