JPH0516000B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加圧水型原子炉のコールド停止を行
ない保守するために原子炉の一次回路を冷却する
ための冷却装置に関する。

加圧水型原子炉はその内側に、放射能を有する
ことができる材料を収容する原子炉の部分を閉じ
込め、隔離する保護エンクロージユアと、炉心を
収容する容器と、中で加圧水が循環する原子炉容
器と連通する一次回路と、各々が一次回路のルー
プに配置された少なくとも２つの蒸気発生器とを
有している。

原子炉を保護し、閉じ込めるためのエンクロー
ジユアは大きなコンクリート製建造物から成り、
前記建造物は特にスチール製原子炉容器を収容
し、この容器の内側には、燃料の核分裂の間中熱
を出す炉心を形成する燃料列が配置される。

原子炉容器は加圧水で満たされ、一次回路に連
結され、この加圧水は一次回路の内側で循環し、
炉心と接触して加熱される。

一次回路は原子炉容器の内部と連通する少なく
とも２つの別々のループから成り、蒸気発生器が
ループの各々に配置されている。原子炉を運転す
るとき、加圧水は温度が300℃で圧力が155バール
である。

しかしながら原子炉は完全に連続的には運転せ
ず、停止がときどき必要となり、停止は中性子吸
収材料からつくられた制御棒を炉心の最大挿入位
置へ導くことによつて行なわれる。しかしながら
一次回路の水は実際高温、高圧であり、停止を必
要とする原子炉の停止の型式に依存し、原子炉の
一次回路の水の完全な冷却および減圧を行なうこ
とが必要である。

特に原子炉の保守のための停止又は再装入のた
めの停止を行なう必要があるならば、一次回路の
温度及び立力を非常に低いレベルまで下げねばな
らない。

一次流体の温度及び圧力を非常に低いレベルま
で下げるこの型式の原子炉の停止は、原子炉のコ
ールド停止と呼ばれる。

一般に“コールド停止”という表現は、最終段
階の温度が90℃より低く、圧力が28バール以下の
場合に使用される。

コールド停止中一次流体を冷却することを望む
ならば、蒸気発生器の冷却能力は最初の段階で使
用され、蒸気発生器は緊急供給回路を介して二次
水を供給され、発生した蒸気はタービンパイパス
を通してコンデンサへ送られ又は大気へ放出され
る。この方法で一次回路を循環する加圧水を180
℃まで冷却することができる。一次流体の冷却を
続けるために、停止冷却回路（SCC）と称される
特別な冷却回路が使用される。

原子炉のこの停止冷却回路はバイパスとして一
次回路に連結され、一組の少なくとも２つの弁と
ともに少なくとも一つの熱交換器および少なくと
も一つのポンプを有し、原子炉のコールド停止の
場合前記弁を開くと循環ポンプによつて一次水を
熱交換器内で循環させることができる。

実際には一般に冷却回路は一次回路の少なくと
も２つのループの間でバイパスとして連結されて
いる。前記冷却回路は、熱交換器に供給される冷
却水によつて一次回路の水を冷却する２つの熱交
換器およびコールド停止の場合一次水を循環する
ための２つのポンプを有している。停止冷却回路
は、熱交換器の回路を短絡させ、制御弁によつて
熱交換器を通過する一次水の流速を調節すること
ができる、熱交換器をバイパスする回路の一部分
を有している。

SCCを構成するユニツトは原子炉の安全エンク
ロージユアの中へ一体化することができ又は安全
エンクロージユアの外側へ配置することができ
る。

ユニツトを安全エンクロージユアの中へ一体化
する場合、一次流体をすべての型式の作動のため
に確実に閉じ込めることができる。他方このこと
は、保守に関しては一層制限的で、設備の設計の
期間を一層必要とする状態を伴なう。

冷却回路の設備が安全エンクロージユアの中へ
一体化されない場合、設備の設計および保守は簡
略化されるが、一次流体はもはや閉じ込められ
ず、第１の境界部内へ一体化されない設備を収容
する他の境界部を犠牲にすることを除き、すべて
の情況の下で生じる可能性のある漏れの放射線の
保護又は隔離はもはや存在しない。

更にSCCは、停止の間中原子炉の一次回路から
の熱の抽出とは異なる補助機能を有することがで
きる。

例えば、一次回路の圧力が30バール以下に下が
つたとき、この回路によつて原子炉の容積のおよ
び化学的な制御のための回路の浄化ステーシヨン
に確実に排出することができる。実際、原子炉の
容積のおよび化学的な制御のための回路の排出用
の通常の回路にある膨張オリフイスは、これらの
低圧に適さない。

同じくプール水を貯え処理するための貯水層の
中へ原子炉プールをあけるために、SCCを使用す
ることができる。

最後にこの回路は、事故の場合一次回路へ水を
注入することができる低圧安全注入回路の一部を
構成することができ又は安全エンクロージユアの
スプリンクラー系統へ一体化することもできる。

かくして、本発明の目的は、加圧水型原子炉の
コールド停止を行い、維持するために原子炉の一
次回路を冷却するための装置であつて、原子炉の
安全エンクロージユア外側に配置された少なくと
も１つのポンプおよび少なくとも１つの熱交換器
を有し、前記熱交換器が、少なくとも１つの弁が
配置された少なくとも１つのパイプラインを介し
て一次回路の少なくとも１つのホツト分岐に連結
され、かつ、少なくとも１つの弁が配置された少
なくとも１つのパイプラインを介して一次回路の
少なくとも１つのコールド分岐に連結されてお
り、原子炉のコールド停止の場合に、前記弁を開
くことによつて、ポンプを用いて一次水を熱交換
器を通して送りこの一次水を冷却することができ
る冷却装置において、前記冷却装置はすべての情
況の下で一次回路の水を閉じ込めることができ、
一方設計が簡単で保守が非常に容易であり、同じ
くこの冷却装置は原子炉の運転中補助的な作業を
行なうことができる冷却装置を提供することにあ
る。

このため、熱交換器およびポンプは安全エンク
ロージユアに隣接した隔離室の内側に配置され、
前記隔離室は前記安全エンクロージユアと共通の
壁を有し、前記壁は漏れ防止式に密閉することが
できる少なくとも１つの開口を備え、更に前記隔
離室は安全エンクロージユアと共通ではない壁の
うちの少なくとも１つに、室を安全エンクロージ
ユアの外側の空間と連通させるために漏れ防止式
に密閉することができる開口と、室を換気回路と
連通させるための、密閉することができる２つの
開口と、室を安全エンクロージユアの溜めと連通
させるための、弁によつて閉じることができる少
なくとも１つのパイプと、を有する。

本発明を明瞭に理解するために、本発明に依る
加圧水型原子炉の一次回路を冷却するための装置
を添付図面を参照して説明しよう。

第１図は原子炉の安全エンクロージユア１を示
し、包囲体１の内側には炉心を収容する容器２が
配置されている。概略的に示されている一次回路
のループは、容器を出る加熱された水を通して蒸
気発生器４へ導くホツト分岐３および蒸気発生器
４を通過した後冷却された加圧水を容器へ戻すこ
とができるコールド分岐５から成る。

加圧器６も同じくホツト分岐に配置さたてい
る。一次ポンプ８によつて加圧水は一次回路のル
ープ中を循環することができる。

原子炉の停止冷却回路（SCC）はパイプライン
１０および１１を有し、このパイプライン１０お
よび１１は一次回路から加圧水を除去し回路１４
を介して冷却水を供給された熱交換器１２を通過
させた後一次回路へ加圧水を戻すことを可能にす
る。

パイプライン１０および１１に配置された弁１
５，１６および１７は一次回路から冷却回路を隔
離し、他方これら２つの回路を連通させることが
できる。

弁１５，１６および１７が開いているときポン
プ１８は、交換器１２の内側で一次流体を冷却す
るために一次流体の一部分を循環させることがで
きる。

熱交換器１２をバイパスする冷却回路の部分２
０は、交換器１２を短かい回路にし又は弁２１に
よつて交換器を通過する流れを調節することを可
能にする。

従来技術に相当する第１図に示された装置は、
密閉エンクロージユア１の内側にこの冷却装置を
完全に閉じ込めることができるという利点を有し
ている。

冷却回路の一次水が漏れた場合この水はエンク
ロージユア内に閉じ込められたままである。

他方冷却回路は安全エンクロージユアの内側に
完全に配置されているので保守するのが困難であ
る。冷却回路の設計は冷却回路が十分な信頼性で
作動することができるようなものでなければなら
ない。なぜならば安全エンクロージユアの内側で
試験および保守を行なうための介在は、事故の後
の状態では不可能か又は実行するのが非常に困難
である。

第２図に示された本発明に依る冷却装置は、加
圧水型原子炉の安全エンクロージユア２４に隣接
した隔離室２２の内側に配置され、この安全エン
クロージユアと共通の壁２５を有している。

隔離室２２は、原子炉の安全エンクロージユア
の外側の空間と連通する３つの他の壁から成る。

この室のコンクリート壁は安全エンクロージユ
アのコンクリート壁と同一の厚さを有している。

室２２および安全エンクロージユア２４と共通
の壁２５は開口２６および２７を備え、これらの
開口２６および２７はそれぞれ二重密閉パネル２
８および２９によつて密閉することができる。安
全エンクロージユアの外側と連通する室２２の壁
のうちの一つは接近用開口３０を備え、この開口
３０は、壁と同一の厚さを有する接近用トラツプ
を備えたドアによつて密閉式に閉じることができ
る。最後に安全エンクロージユアの外側と連通す
る室２２の２つの対向する壁は開口３１ａおよび
３１ｂを備え、この開口３１ａおよび３１ｂは漏
れ防止式に密閉することができ、室２２を外部換
気回路と連通させる。

冷却装置は、各々が一次回路のホツト分岐３４
および３５に連結された除去パイプライン３２お
よび３３を有している。これらのパイプライン３
２および３３は漏れ防止式に壁２５を通過し、包
囲体の内側に密閉弁３６および３７および室２２
の内側に密閉弁３８を備えている。

パイプライン３２および３３は冷却回路の２つ
の分岐に連結され、各々がポンプ４０、逆止め弁
４１、熱交換器４２および流れ調整弁４３を有し
ている。

冷却回路の分岐の出口は、冷却された一次水を
一次回路のコールド分岐４７および４８へ戻すこ
とができるようにするパイプライン４５および４
６に連結されている。

パイプライン４５および４６には弁５０が室２
２の内側に配置され、弁４９が安全エンクロージ
ユア２４の内側に配置されている。逆止め弁５１
も同じく、コールド分岐の引き口の上流で安全エ
ンクロージユアの内側にこれらのパイプラインに
配置されている。

制御弁５４を備えたパイプ５３が交換器４２の
各々をバイパスし、熱交換器４２の回路を短絡さ
せ又はこの交換器の一次水の流速を調節すること
ができようにする。

交換器４２はそれぞれ回路５５を介して冷却水
を供給される。弁５７および５８を備えたパイプ
５６により室２２を安全エンクロージユア２４の
溜めと連通させることができる。

原子炉が平常運転の場合、室２２は二重密閉パ
ネル２８および２９によつて安全エンクロージユ
アから全体的に隔離される。冷却回路を閉じるた
めの弁は冷却回路を一次回路から全体的に隔離す
る。同じく室２２と安全エンクロージユアの溜め
の間の連通は弁５７および５８を閉じることによ
り妨げられる。

安全エンクロージユア２４と室２２との間の漏
れ防止の欠陥を探知することができる漏れ探知装
置を、パネル２８および２９は備えている。この
室は、安全エンクロージユアを換気し調整するた
めの回路と独立した回路によつて換気され調整さ
れる。

冷却回路の試験、保守又は修理を行なうための
任意の作業は、開口３０によつて近づくことがで
きる室２２内で容易に行なうことができる。

冷却に先立つて原子炉を停止する場合には、冷
却装置を作動させる前にかなり長い期間がある。
なぜならば原子炉は最初180℃まで冷却され、一
次回路の圧力は蒸気発生器によつて28バールまで
減少するからである。この最初の段階は原子炉の
停止冷却回路を介在させることなく約６時間続
く。

冷却回路を作動させるために必要なすべての作
業はこの時間中に行なわれる。これらの作業は開
口３１ａおよび３１ｂを密閉することにより室２
２の換気を停止することで始まり、次に二重パネ
ル２８及び２９且つ又弁を解放し開放し、室２２
を安全エンクロージユア２４の溜めと連通させる
ことができる。それから冷却回路の吸入および排
出パイプラインの弁３８および５０を開く。

それから開口３０を閉じ密閉ドアを固定し、室
２２を外側から全体的に隔離する。ポンプの始動
を開始することができ、ポンプの制御は、原子炉
の安全エンクロージユアと連通するためのパネル
のうちの少なくとも１つおよび溜めと連通するた
めの弁のうちの少なくとも１つを開いた場合のみ
可能である。

ポンプ４０を作動させることによつて一次回路
の水の一部を交換器４２の内側で循環させること
ができ、この水を回路５５の冷却水によつて冷却
することができる。

それから室２２の内側の冷却水をパイプライン
４５および４６を介して一次回路のコールド分岐
４７および４８へ排出する。

冷却は、一次回路の水が原子炉のコールド停止
に相当する温度および圧力に達するまで続く。

室２２の内側の冷却装置の作動の間中、この室
は原子炉の安全エンクロージユアを換気するため
の装置によつて換気され、循環は２つの開口２８
および２９を通して行なわれ、開口のうちの１つ
は安全エンクロージユアに隣接して室２２の下部
に、他方は室２２の上部に位置している。

一次水の洩れが室２２の内側の冷却回路に生じ
たならば、これらの洩れを収容穴へ集め、配管５
６を介して安全エンクロージユア２４の溜めへ送
る。

一次回路のこの冷却および減圧を終えたら原子
炉の安全エンクロージユアへ入ることができ、室
２２は接近用ドア３０を通つて接近することがで
きる。

本発明に依る冷却装置は原子炉の安全エンクロ
ージユアに隣接した隔離室の内側に配置され、一
次回路を冷却するための作動の間中装置が安全エ
ンクロージユアへ一体化されるという利点および
原子炉が平常運転のときエンクロージユアの外側
に装置が配置されるという利点を有している。

第３図は本発明に依る冷却装置を示し、この装
置の構成部分は第２図と同一の参照番号によつて
示され、付加的な分岐を有し、原子炉の安全エン
クロージユアに散水するという機能を果たすこと
ができる。

このため冷却回路の２つの分岐は閉鎖弁６２お
よび６３を備えたパイプライン６０および６１に
連結され、外部の貯水槽又は安全エンクロージユ
アの溜めのいずれかから冷却回路へ水を導くこと
ができる。

排出端において冷却回路はそれぞれ室２２の内
側および外側に弁６７および６８を備えたパイプ
ライン６５および６６に連結され、冷却回路を原
子炉の安全エンクロージユアのスプリンクラーの
列に結合させ、溜めから水を受け取る。

エンクロージユアの圧力が増大した場合、スプ
リンクラー系統を始動させれば、原子炉プールを
満たすための溜めからの水は、エンクロージユア
の内側に配置されたスプリンクラーの列を通して
エンクロージユアの中へ注入される。

水は安全エンクロージユアの床の溜めの中に回
収され、そしてそれからパイプライン６０および
６１を介して冷却回路の中へポンプ４０によつて
引かれ、弁６２および６３は開いている。この水
は交換器４２を通過し、冷却され、それからパイ
プライン６５および６６を介してスプリンクラー
の列に達する。

かくて冷却装置は閉ループ作動することがで
き、水は安全エンクロージユアの溜めの内で回収
される。

第４図には修整した冷却装置が示され、使用ず
み燃料用プール内で水を冷却するのに使用するこ
とができる。

停止冷却装置は、使用ずみ燃料用プール７０を
冷却するためおよびプール内で水を処理し冷却す
るための系統の種々の他の機能のために使用され
る。

SCCで冷却された水を弁７２および７３を介し
て受けとる分配器７１の列がプール内に存する。

冷却すべきプール中の水は、冷却装置の分岐の
うちの１つに連結されたパイプ７５を通り弁７６
および逆止め弁７７を介して冷却装置を収容する
室の中へ排出される。

停止冷却装置をプール内の水を冷却するための
装置として使用することができるようにするため
に、この冷却装置の分岐のうちの１つは、交換器
の上流で２つのポンプ７８および７９を平行に配
置することによつて修整される。これらの２つの
ポンプ７８および７９は第２図および第３図のポ
ンプ４０ａと置き代わる。

SCCおよびプールを冷却するための装置は最大
の電力で熱を除去するため同時には駆動されな
い。なぜならばプールの冷却は、燃料の一部が容
器から出され燃料用プールに置かれるときコール
ド停止の間中重要となるのみだからである。プー
ルを冷却するための装置の最大熱負荷はSCCの最
大熱負荷の約半分に相当する。

停止冷却装置が使用ずみ燃料用プールで水を冷
却するために使用されるとき、冷却装置の２つの
分岐の間の連通を妨げることができる弁８０およ
び８１は閉じられ、ポンプ７８および７９を有す
る冷却装置の分岐のみが使用される。

事実使用ずみ燃料用プールを冷却するための装
置の作動の安全性は、活動部材特に冷却すべき水
を循環するためのポンプを二重にすることを要求
する。

装置が停止冷却に使用されるとき、プールを冷
却するための熱負荷は最小となり、このことは装
置の一時的な停止を可能にする。

装置がその最大熱負荷で燃料用プールを冷却す
るために使用されるとき、原子炉はコールド停止
段階にある。容器が開放し、一次回路を冷却する
機能はプールを冷却する機能と交互に行なうこと
ができる。パイプ７５を介してプールから除去さ
れた水は交換器４２ａ中で冷却され、それから分
配器７１の列を介してプールへ戻される。

この作動の間中室２２のドア３０は開いたまま
であり、例えば冷却回路に使用されるポンプの１
つに容易に接近することができる。

それ故本発明に依る装置の主な利点は、原子炉
の平常運転の間中停止冷却装置を収容する室を完
全に隔離することができ、冷却装置を始動させる
とき冷却装置を収容する室と原子炉の安全エンク
ロージユアを連通させることによつて単一の隔離
されたエンクロージユアが形成され、安全エンク
ロージユアに散水することおよび使用ずみ燃料用
プールを冷却することのような補助的な機能のた
めに停止冷却装置を一層容易に使用できることで
ある。

本発明は説明した実施例に限定されるものでは
なく、すべての変更例を含む。

多数のポンプおよび交換器が洩れ防止室の内側
に配置された説明された装置より一層複雑な冷却
装置も可能である。内側又は外側で原子炉の安全
エンクロージユアに隣接して任意の形状の室を使
用することができる。

上述のものとは異なる補助的な機能を果たすこ
とができるようにするためにこの停止冷却装置の
他の変更例も又可能である。

最後に、本発明に依る装置は加圧水型原子炉の
すべての場合に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術に依る加圧水型原子炉の一
次回路のループおよび安全エンクロージユアの内
側に配置された原子炉のSCCを概略的に示す。第
２図は、加圧水型原子炉の安全エンクロージユア
に隣接する隔離室の内側に配置された冷却装置を
概略的に示す。第３図は、安全エンクロージユア
のスプリンクラー系統の作動を行なうことができ
る、隔離室内に配置された冷却装置を示す。第４
図は、使用ずみ燃料用プールを冷却する隔離室内
に配置された冷却装置を示す。 ２２……隔離室、２４……安全エンクロージユ
ア、２６，２７……開口、３０……開口、３２，
３３……バイパスパイプライン、３８，５０……
弁、４０……ポンプ、４２……熱交換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加圧水型原子炉のコールド停止を行い、維持
   するために原子炉の一次回路を冷却するための装
   置であつて、原子炉の安全エンクロージユア２４
   の外側に配置された少なくとも１つのポンプ４０
   および少なくとも１つの熱交換器４２を有し、前
   記熱交換器４２が、少なくとも１つの弁３８が配
   置された少なくとも１つのパイプライン３２，３
   ３を介して一次回路の少なくとも１つのホツト分
   岐に連結され、かつ、少なくとも１つの弁５０が
   配置された少なくとも１つのパイプライン４５，
   ４６を介して一次回路の少なくとも１つのコール
   ド分岐に連結されており、原子炉のコールド停止
   の場合に、前記弁３８，５０を開くことによつ
   て、ポンプ４０を用いて一次水を熱交換器４２を
   通して送りこの一次水を冷却することができる冷
   却装置において、前記熱交換器４２およびポンプ
   ４０は安全エンクロージユア２４に隣接した隔離
   室２２の内側に配置され、前記隔離室２２は前記
   安全エンクロージユアと共通の壁２５を有し、前
   記壁２５は漏れ防止式に密閉することができる少
   なくとも１つの開口２６，２７を備え、更に前記
   隔離室２２は安全エンクロージユア２４と共通で
   はない壁のうちの少なくとも１つに、室２２を安
   全エンクロージユア２４の外側の空間と連通させ
   るための漏れ防止式に密閉することができる開口
   ３０と、室２２を換気回路と連通させるための、
   密閉することができる２つの開口３１ａ，３１ｂ
   と、室２２を安全エンクロージユア２４の溜めと
   連通させるための、弁５７によつて閉じることが
   できる少なくとも１つのパイプ５６と、を有する
   ことを特徴とする冷却装置。 ２ 前記冷却装置が２つの分岐を有し、各々の分
   岐が１つのポンプ４０と１つの熱交換器４２を備
   え、閉鎖弁３８，５０を備えるパイプライン３
   ２，３３，４５，４６によつて一次回路の２つの
   ホツト分岐および２つのコールド分岐に連結さ
   れ、前記弁３８，５０を開くことによりホツト分
   岐およびコールド分岐を冷却回路の分岐の各々の
   端と連通させることができることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項記載の冷却装置。 ３ 前記冷却装置が原子炉の安全エンクロージユ
   アのスプリンクラー系統の機能を果たすために使
   用される場合、一次回路をバイパスするパイプラ
   イン３２，３３が、ポンプ４０および交換器４２
   の上流で、パイプライン６０，６１によつて外部
   の貯水槽および安全エンクロージユアの溜めに弁
   ６２，６３を介して連結され、一次回路をバイパ
   スするパイプライン４５，４６が、ポンプ４０お
   よび交換器４２の下流で、室２２および安全エン
   クロージユア２４に共通の壁２５を漏れ防止式に
   通過するパイプ６５，６６によつて安全エンクロ
   ージユアのスプリンクラーの列に弁６７，６８を
   介して連結されることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載の冷却装置。 ４ 前記冷却装置が使用ずみ燃料用プールを冷却
   するために使用される場合、前記冷却装置は熱交
   換器４２の上流で２つのポンプ７８および７９が
   平行に配置された少なくとも１つの分岐を有し、
   この分岐は、使用ずみ燃料用プールからの水を集
   めるためにポンプ７８および７９の上流で少なく
   とも１つの弁７６を介してパイプ７５と連通し、
   使用ずみ燃料用プールに冷却された水を供給する
   ために交換器４２の下流で弁７２，７３を介して
   分配器７１の列と連通することを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の冷却装置。