JPH03200097A - 原子力発電所における可燃性ガス濃度制御系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、原子力発電所における可燃性ガス濃度制御装
置の改良に係り、特に、水素吸収装置を備えた可燃性ガ
ス濃度制御系に関する。

（従来の技術） 原子力発電所において冷却材喪失事故が発生すると、水
−金属反応、あるいは水の放射線分解等により水素およ
び酸素が発生する。一般に、水素と酸素を含んだ可燃性
ガスは水素と酸素が可燃性限界以上（酸素濃度が５％以
上、かつ水素濃度が４％以上）の場合には、自然発火す
る危険性がある。

そこで、この濃度領域になるのを防止し、原子炉格納容
器の健全性を維持するため、原子力発電所においては、
可燃性ガス濃度制御系を設置し、原子力格納容器内に発
生した可燃性ガス（水素、酸素）を再結合させるように
している。

この場合、可燃性ガス濃度制御系は、事故時の安全性を
維持するため、完全に独立した１００％容量の系統を２
系統、並列的に設置して使用されている。

第３図は従来の可燃性ガス濃度制御系を備えた原子力発
電所を例示するもので、可燃性ガス濃度制御系（Ａ系統
のみ詳細を示すが、Ｂ系統の構成も同じである。）は、
いずれも原子炉格納容器１内に発生する可燃性ガス（水
素、酸素）をブロア２で吸引し、加熱器３を介して再結
合装置４に導き、再結合反応により生じた水蒸気を冷却
装置５により冷却凝縮させた後、気水分離器６で水分を
除去し、残りのガスをサプレッションチェンバ７を通し
て原子炉格納容器１へ戻すよう構成されている。８．９
は隔離弁（通常開）を示す。

上記の構成の可燃性ガス濃度制御系を備えた原子力発電
所において冷却材喪失事故が発生した場合、可燃性ガス
濃度制御系（Ａ系統、Ｂ系統）は中央制御室（図示せず
）からの指令により、冷却材喪失事故発生の約３０分後
に手動操作により再結合装置４の加熱を開始し、その後
、約３時間以内に暖機運転が完了し、ガス濃度制御機能
を発揮し得る状態になる。

そこで、隔離弁８．９を開き、ブロア２によって原子炉
格納容器１内の可燃性ガスを吸気し、加熱器３で加熱し
て再結合装置４へ導き、ガス中の水素と酸素を再結合さ
せることになる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したような構成の従来の原子力発電
所においては、冷却材喪失事故の発生後、可燃性ガス濃
度制御系がその機能を発揮できる状態になるまでには相
当の時間がかがる上、起動操作に手間がかかるという欠
点があった。

本発明は従来技術における上述のごとき欠点を除去し、
迅速に機能し得る可燃性ガス濃度制御系を提供すること
を目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の原子力発電所における可燃性ガス濃度制御系は
、原子炉格納容器内の可燃性ガスを吸引するブロアと、
前記可燃性ガス中の水素と酸素を再結合させる再結合装
置とを備える可燃性ガス濃度制御系において、前記ブロ
アによって送込まれた前記可燃性ガス中の水素を水素吸
収合金によって吸収する水素吸収装置を付加したことを
特徴とするものである。

（作用） 上述のように構成した本発明の可燃性ガス濃度制御系に
おいては、原子力発電所で冷却材喪失事故が発生した場
合、原子炉格納容器内で生成する水素と酸素を含んだ可
燃性ガスはブロアによって吸引されて水素吸収装置に導
入され、可燃性ガス中の水素は水素吸収合金によって吸
収除去される。

（実施例） 以下、第１図と第２図を参照して本発明の詳細な説明す
る。なお、これらの図において、第３図におけると同一
部分には同一の符号を付し、説明は省略する。

第１図において、可燃性ガス濃度制御系（Ａ系統のみを
詳細に示すが、Ｂ系統の構成も同じである。）内には、
ブロア２と加熱器３との間に開閉弁１０が介挿され、こ
の開閉弁１０をバイパスするようにして水素吸収ライン
１１が取付けられている。

この水素吸収ライン１１の途中には、常用の水素吸収装
置１２と予備用の水素吸収装置１３が並列して介挿され
ている。各水素吸収装置１２．１３の前後には、それぞ
れ止め弁１４．１５が介挿されている。

水素吸収装置１２．１３は、第２図に示すように、水素
吸収容器２０内に水素吸収合金２１を収容したものであ
り、容器２０の上下の開口は水素吸収ライン１１を介し
て開閉弁１０の前後に接続されている。

上記構成の本発明の可燃性ガス濃度制御系において、原
子力発電所で冷却材喪失事故が発生した場合、原子炉格
納容器１内で発生した可燃性ガスは隔離弁８が開、開閉
弁１０が閉とされ、ブロア２が動作を開始すると、これ
によって吸引され、水素吸収ライン１１に設置されてい
る止め弁１４を通して水素吸収装置１２に導かれる。水
素吸収装置１２に導かれた可燃性ガスは、それに含まれ
ている水素を水素吸収合金２１によって吸収される。

水素吸収装置１２にて吸収しきれなかった水素は、従来
と同様に、可燃性ガス濃度制御系の加熱器３を通して再
結合装置４へ導入され、酸素と再結合される。再結合反
応によって生じた水蒸気を冷却器５で冷却凝縮させ、気
水分離器６で水分を除去した後、残りのガスをサプレッ
ションチェンバ７を通して原子炉格納容器１へ戻す。

上記において、２つの可燃性ガス濃度制御系（Ａ系統、
Ｂ系統）は、１系統で１００％処理容量を持つ制御系と
して構成されている。また、水素吸収装置１２も予備１
３を１台設け、２台を並列的に設置して、いずれか１台
を常に使用できる状態としである。

水素吸収合金に関しては、近年、金属水素化物による水
素輸送技術等として青々と研究が進められており、特に
、高かさ密度合金水素吸蔵材料としてＭｇ系合金の開発
が行われており、本発明はこれらの研究成果を利用する
ことができる。

なお、水素吸収装置１２．１３の水素吸収容量は、原子
力発電所プラントの出力規模に合わせて設定されるが、
この設定容量が限界に達した時には、水素吸収合金２１
は水素吸収度０の時に比べると約３倍に膨脹することか
ら、水素吸収容器２０もこの膨脹を考慮した大きさのも
のとしておく必要がある。

なお、第２図中、鎖線２２は水素吸収合金２１の、水素
吸収後における膨脂想定ラインを示している。

また、水素吸収合金２１は、吸収容量が限界になり、吸
収不可能になった時には、砂状と化す。

この場合、吸収作用を終えて砂状になった水素吸収合金
２１は、容器２０から取出した後に再処理を行い、再び
元の形に再生することによって、再利用が可能である。

本発明の制御系は、中央制御室からの指令により起動さ
れるが、実際の操作は吸収ライン１１に設置した弁１４
の開作動だけであり、従来の可燃性ガス濃度制御系のよ
うな多数の操作は必要としない。

また、冷却材喪失事故後、直ぐに作動させるため、原子
炉格納容器内で発生する水素ガスの量の減少が図れ、原
子炉格納容器１内の安全はより高く保たれる。

従来の可燃性ガス濃度制御系は、冷却材喪失事故発生の
約３０分後に手動によって起動され、約３時間後に暖機
運転後機能を発揮するが、本発明の制御系によれば、暖
機運転中に水素の吸収が可能となる。

また、本発明の制御系における水素吸収合金２１による
吸収作用は、吸収ライン１１に設置した弁１４の作動だ
けであることから、その作動についても高い信頼性が得
られ、これによって、可燃性ガス濃度制御系の合理化も
可能となる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、冷却材喪失事故に際し
て発生した水素を、遅滞なく、水素吸収装置によって吸
収することができるので、原子炉格納容器内の安全はよ
り高く保たれる。

また、万一、水素吸収合金による吸収作動が不ｉｉＪ能
となった場合でも、従来と同様に、再結合装置によりガ
スの処理を行うことができ、冷却材喪失事故時の原子炉
格納容器の安全性を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略系統図、第２図は本
発明において使用される水素吸収装置を例示する一部縦
断説明図、第３図は従来の原子力発電所における可燃性
ガス濃度制御系を示す概略系統図である。 １・・・・・・・・・原子炉格納容器 ２・・・・・・・・・ブロア ３・・・・・・・・・加熱器 ４・・・・・・・・・再結合装置 ５・・・・・・・・・冷却装置 ６・・・・・・・・・気水分離器 ７・・・・・・・・・サプレッションチェンバ８．９・
・・隔離弁 １０・・・・・・・・・開閉弁 １１・・・・・・・・・水素吸収ライン１２．１３・・
・水素吸収装置 １４．１５・・・止め弁 ２０・・・・・・・・・水素吸収容器 ２１・・・・・・・・・水素吸収合金 簗２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉格納容器内の可燃性ガスを吸引するブロアと、前
   記可燃性ガス中の水素と酸素を再結合させる再結合装置
   とを備える可燃性ガス濃度制御系において、前記ブロア
   によって送込まれた前記可燃性ガス中の水素を水素吸収
   合金によって吸収する水素吸収装置を付加したことを特
   徴とする原子力発電所における可燃性ガス濃度制御系。