JPS5928279B2 - 主復水器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は沸騰水形原子力発電設備の主復水器に関するも
のである。

沸騰水形原子力発電は原子炉で発生せしめた高温蒸気に
よってタービンを廻し発電を行なうが、発電に使用され
た蒸気は主復水器によって水にもどされ再び原子炉内に
送り込まれる。

主復水器で凝縮しなかった非凝縮性の気体は、所謂気体
廃棄物として脱放射化され大気中に放出される。

第１図は主復水器関係の構成を示すものであって、原子
炉１で発生した蒸気は高圧タービン２及び低圧タービン
３を通った後、主復水器４に送られ、ここで凝縮した水
は再び原子炉１に戻される。

主復水器４内で凝縮しなかった気体は空気抽出器５によ
り抽出され、排ガス予熱器６で予熱された後、水素及酸
素は排ガス結合器７で水となり、排ガス復水器８で除か
れる。

その他の排ガスはホールドアツプパイプ９及び希ガスホ
ールドアツプ装置１０によって脱放射化され、排気筒１
１から大気に放出される。

第２図は、主復水器の構造を示すもので、主復水器４の
内部には多数の冷却管１２が配列されている蒸気室１３
が設けられ、主復水器４の上部より導入された蒸気は、
冷却管１２の間を通り、この際冷却管１２内を流れる海
水によって冷却され、大部分は凝縮水となる。

凝縮水は主復水器４の下部にもうけられているホットウ
ェル１４の屋根１５の上に落ちる。

屋根１５は傾針がつけられているので、凝縮水は流れ落
ち、ホットウェル１４の両端から水路に流れ込む。

一方、主復水器４の冷却管１２の間を通っている間に凝
縮しなかった蒸気および非凝縮性気体は主復水器４の中
心部に設けられている気相部１６を通って、気体排出配
管１７から主復水器４の外部に導かれる。

このような主復水器の構造から明らかなように、従来は
、非凝縮性気体は主復水器内には殆んど滞留することな
く、気体廃棄物処理系に導かれていた。

従って、原子炉で発生した蒸気と共に、主復水器に流入
してくる放射性の気体は、殆んどその放射能を減衰する
ことなく気体廃棄物処理系に移行している。

原子炉で発生する放射性気体には、原子炉内の燃料棒が
破損しリークしてくるクリプトン又はキセノンよりなる
核分裂生成物と、原子炉水の放射線分解などにより発生
する窒素（Ｎ）−１６などよりなる放射化ガスとがある
。

前者の核分裂生成物は燃料棒の破損を生じなければ殆ん
ど問題はなく、たとえ燃料棒の破損により放射性気体を
発生しても気体廃棄物処理系における放射線の漏洩は殆
んど問題はない。

これに対して放射化ガスは燃料の破損には関係なく生成
し、主蒸気と共に主復水器内に流入してくるもので、こ
の放射化ガス中でＮ−１６はエネルギーが非常に高い（
６〜７ＭｅＶのγ線を放射）ため、発電所運転中は空気
抽出器５、排ガス予熱器６などへの人の立入りを殆んど
不可能にしており、さらに、排ガス結合器７、排ガス復
水器８においてもその影響が大きい。

即ち、例えば、電気出力１００万ｋｗ級の発電所の空気
抽出器５の表面の線量率は約５ ｒｅｒ１１／ｈｒ度で
あり、排ガス予熱器６、排ガス結合器７の表面における
線量率は約０．３ ｒｅｍ ／ ｈｒから１ ｒｅｍ／
ｈｒである。

このため、従来の原子力発電所では、空気抽出器５、排
ガス予熱器６、排ガス結合器７などの機器は遮蔽壁で囲
まれた中に設置され、これによって遮蔽壁の附近の通路
の線量率の軽減をはかつている。

このため１００（１’７７１から１５０ｃＩｒＬの遮蔽
壁をもうけ、遮蔽壁には、これら機器の故障した場合に
立入るための遮蔽を考慮した構造の出入口が設けである
が、これら機器表面の線量率が非常に高いため、実質上
は発電所の運転中に、これら機器の保修などの作業を行
なうことは不可能であった。

例えば、発電所運転中に空気抽出器５の付近に近よるこ
とのできる時間は約１分程度であり、このため、修理が
不可避の場合には発電所を停止して作業を実施せねばな
らなかった。

従って、従来の沸騰水形の原子力発電所では、空気抽出
器、排ガス予熱器などの周囲の遮蔽壁の厚さが非常に厚
く、その結果、発電所内の遮蔽壁の占めるスペースが大
きく、発電所の建家自体が大きくなりコストが高くなる
。

空気抽出器、排ガス予熱器などの周辺の線量率が高く、
発電所を運転しながらの保修、修理が不可能である。

万一、これら機器が故障した場合、発電所全体の運転を
停止して作業をすることになり、稼動率の低下により商
業用の炉としてはコスト高となる等の欠点を有していた
。

本発明は、沸騰水形原子力発電設備の主復水器に続く廃
棄物処理系における機器表面線量率の軽減を目的とする
もので、蒸気室内に設けられている気相部と、該気相部
を通過した非凝縮性気体を外部に設けられている気体廃
棄物処理系に排出する排出口と、一連の復水通路及び該
復水通路の上部に前記蒸気室と仕切られて形成−されて
いる空間部を有するホットウェルとを有する主復水器に
おいて、前記非凝縮性気体をその一端から前記空間部に
導入し、該空間部を経由して他端から前記排気口に導出
し放射能を減衰せしめる流路を有していることを特徴と
するものである。

以下、実施例を図面によって説明する。

第３図は、その一実施例の構造を示すもので、第２図の
符号と同一番号は同一部分を示している。

この装置が第２図の従来の主復水器と異なるところは、
気相部１６を直接気体排出配管１７に接続していない点
であり、気相部１６が非凝縮性気体配管１８を通ってホ
ットウェル１４の水路の水面上部空間部１９を接続され
、主復水器最終段水路２０の上部に位置するホットウェ
ル１４の屋根１５に接続する配管２１で気体排出配管１
１に接続している点である。

ホットウェル１４は、第３図の縦断面図及び第４図の横
断面図に示す如く、主復水器４の底部にもうけられ、テ
ーパーを有する屋根１５を有し、主復水器４の底部と屋
根１５との間には、その上下がそれぞれ屋根１５と主復
水器の底部に固定される一定間隔で保持された隔壁２２
を有し、この隔壁２２の側面は、相対向する主復水器の
側壁に交互に固定されており、ホットウェルの両端部に
は凝縮水の初段水路２３を形成し、中央部の底部には復
水出口２４がもうけられており、初段水路２３よりホッ
トウェル１５に入った凝縮水はホットウェル１４の隔壁
２２によって形成された蛇行する流路を通って復水出口
２４より復水系を出てゆく。

又、ホットウェル１４に非凝縮性気体配管１８を通り入
った非凝縮性気体は、隔壁２２によって形成された蛇行
する凝縮水流路上の蛇行空間を通って配管２１を経て気
体排出配管１７より主復水器を出るよう構成されている
。

従って、主復水器４の上部から入った蒸気およびＮ−１
６などの非凝縮性気体は、冷却管１２の間を通っている
間に、蒸気は凝縮し、主復水器４の初段水路２３に集め
られ、順次、ホットウェル１４内の蛇行流路を移行し、
復水出口２４より、復水系を出てゆく、一方、非凝縮性
の気体は、気相部１６より非凝縮性気体配管１８を通り
、主復水器４両側の初段水路２３側に導かれ、水路の水
面上部の空間部１９を凝縮水と同じ蛇行流路を通ってホ
ットウェル１４を通過し、ホットウェル１４の頂部を経
て気体排出配管１７から主復水器４外に出て、空気抽出
器５へ導かれる。

このように非凝縮性気体をホットウェル１４の凝縮水水
路の上部の空内部１９を通す場合には、非凝縮性気体は
、第２図の如き従来の場合よりも約２０秒、主復水器４
内に滞留させておくことが可能となる。

一般に、放射能は時間の経過と共に指数関数的に減衰す
るが、第５図はＮ−１６の復水器のホールドアツプ時間
（ｓｅｃ）と減衰率との関係を示すもので、この図から
Ｎ−１６は滞留時間のわづかな差により放射能強度に大
きな差異があることを示しており、その半減期が約７秒
である点から考えると、本実施例の如く、主復水器４内
の滞留時間を約２０秒長くしたことによって、主復水器
４を出た直後のＮ−１６の放射能強度は、従来の場合の
１／１０となることを示しており、従って、空気抽出器
などの表面線量率も１／１０となる。

このように機器表面の線量率が１／１０に低減した場合
には、発電所運転中でも空気抽出器などの機器に近づく
ことが可能となり、パトロール、保修作業が十分実施可
能である、遮蔽壁の厚さを従来よりも２０ＣｒｒＬ以上
薄くすることが可能となり、建家内のスペースの有効活
用が可能となり、かつ、コンクリートの量で１．５０ｍ
３（約３４０トン）節減することができ、建設コストの
低減ができる。

機器が故障した場合でも簡単な修理は発電所を停止せず
に行なうことができるため、発電所の稼動率が向上でき
る等の効果を有する。

以上の如く、本発明は、沸騰水形原子力発電設備の主復
水器に続く廃棄物処理系における機器表面線量率の軽減
を可能にするものであって、原子力発電所における被ば
く低減も可能となるもので工業上の効果は大なるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子力発電設備の主復水器に続く廃棄物処理系
の系統図、第２図は従来の主復水器の縦断面図、第３図
は本発明の主復水器の一実施例の縦断面図、第４図は同
じくその要部の横断面図、第５図は復水器のホールドア
ツプ時間と減衰率との関係を示す特性曲線図である。 符号の説明、４・・・・・・主復水器、１２・・・・・
・冷却管、１３・・・・・・蒸気室、１４・・・・・・
ホットウェル、１６・・・・・・気相部、１７・・・・
・・気体排出配管、１８・・・・・・非凝縮性気体配管
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸気室内に設けられている気相部と、該気相部を通
   過した非凝縮性気体を外部に設けられている気体廃棄物
   処理系に排出する排出口と、一連の復水通路及び該復水
   通路の上部に前記蒸気室と仕切られて形成されている空
   間部を有するホットウェルとを有する主復水器において
   、前記非凝縮性気体をその一端から前記空間部に導入し
   、該空間部を経由して他端から前記排気口に導出し放射
   能を減衰せしめる流路を有していることを特徴とする主
   復水器。 ２ 前記ホットウェルの空間部が、複数個の隔壁によっ
   て形成され、外周端より中心に向って蛇行する中高の頂
   部を有する空間より構成され、前記一端が前記外周端に
   位置し、前記他端が前記頂部に位置している特許請求の
   範囲第１項記載の主復水路。