JPS63191097A - 原子力設備 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子力発電設備に係わり、特に耐震上重要な
原子炉格納容器及び原子炉圧力容器等を原子炉建屋基礎
に支持させることにより、耐震性向上に好適な原子力発
電設備に関する。

〔従来の技術〕

従来技術の例として、沸騰水型原子力発電設備プラント
の原子炉格納容器とこれに内包される原子炉圧力容器、
及び本原子炉圧力容器を支持する圧力容器ペデスタル等
の構成について、第３図を用いて以下説明する。

本従来技術においては、原子炉々心１を内包する原子炉
圧力容器２が圧力容器ペデスタル５により強固な構造を
構成する原子炉建屋基礎上に配置する形で構成されてい
る。

また、原子炉圧力容器２を取り囲む容器として原子炉格
納容器３が前記主要設備をも内包し、設置され、原子炉
格納容器３は本設備のほぼ中間レベルでダイアフラム床
７により上部空間をドライウェル１０．下部のサプレッ
ションプール水８を満した空間をウェットウェルと称し
た部分に２分された形で構成されている。

ドライウェル１０とウェットウェル１１とは、ベント管
９で連結された構造となっており、ベント、管９はウェ
ットウェル１１内に貯水したサプレッションプール水８
にその開放端を水浸けした構造となっている。

一方、ドライウェル１０内には、前記原子炉圧力容器２
を取り囲む形でガンマ線じゃへい壁４が円筒型コンクリ
ート構造物として原子炉圧力容器２を支持する圧力容器
ペデスタル５の上に設置され、原子炉炉心１からのガン
マ線をしやへいするべく機能している。また、原子炉格
納容器３の外側には、建屋と構造的に一体となった全体
じゃへい壁１２が構成され、前記ガンマ線じゃ八い壁４
のじやへい効果をおぎなう形で原子力発電設備全体の放
射能被ばく防護上の配慮がなされた設計となっている。

更にドライウェル１０内には、ｙＫ子炉圧力容器２の冷
却材をタービン発電設備側へ供給する主蒸気配管、同じ
く冷却材を再循環させる機器配管等が配置されるが、大
物機器の代表例として、第３図中には原子炉再循環ポン
プ６があり、原子炉圧力容器下部に配置されている様子
が示されている。

原子炉格納容器３内は上述の如く主要配置構成がなされ
ているが、本従来技術における格納容器内設備配置構成
を出来るだけコンパクト化し、更に内部に設置あるいは
外部の関連設備構造物を簡素化する事は原子力発電プラ
ント全体の合理化上有効と考えられるが、本従来技術に
おける原子炉格納容器内設備配置構成の要因について以
下説明する。

原子炉圧力容器２を内包する原子炉格納容器３の形状及
び容量は、前記ドライウェル１０の形状及び容量にもと
づき決定される。つまり、原子炉格納容１ｆ１３内に設
置の原子炉−次系配管が万一破断した場合、ドライウェ
ル１０内に高温高圧の原子炉−次冷却材が放出され、放
出された蒸気と水の混合物はベント管９を経由してサプ
レッションプール水８に導びかれ、放出された蒸気をこ
のサプレッションプール水８で冷却、凝縮する事によっ
てドライウェル１０の内部圧力上昇を抑制する機能を有
している為、この圧力抑制機能上ドライウェル１０の空
間容積をできる限り縮少化する事が、ウェットウェル１
１の空間容積の縮少化につながる事となり、ひいては原
子炉格納容器３全体の空間容積を低減させる事となる。

本従来技術では、上記に関連し、ドライウェル１０内の
配管の引き廻しスペース、設置されるバルブ、機器の配
置及びメンテナンススペースを考慮した空間形状決定が
なされているが、特にドライウェル１０の高さ決定要因
として前記再循環ポンプ６の設置位置が大きなものとな
っている。これは、原子炉圧力容器２内の一次冷却水の
再循環機能のためポンプの必要水頭確保の上で冷却材再
循環ポンプ６を原子炉圧力容器２底部レベル以下に設置
する要求にもとづくものである。このため。

前記のドライウェル１０空間決定要因に更に上積した形
でドライウェル高さが増した形で形成される結果となっ
ており、これを解決するべく、例えば、冷却材ポンプ６
を原子炉圧力容器２下部に設置あるいは、圧力容器ペデ
スタル５とウェットウェル１１の間に設置する事が考え
られるが、この場合には沸騰水型発？！！設備の制御棒
駆動装曽が原子炉圧力容器２下部に設置されている事、
また後者の場合には、現状圧力容器ペデスタル５の外周
部エリアに冷却材再循環ポンプ６の設置のための円環状
空間をさらに設けてしまう事によるウェットウェル空間
径の増大化を招く事になり、かえって現状技術よりも配
置的な増加要因となる事となっている。

また、上記により原子炉圧力容器２．圧力容器ペデスタ
ル５．ならびにダイアフラム床７の相対位置関係が決定
されるため、原子炉圧力容器２はドライウェル１０中間
部に設置され、このため。

原子炉炉心１よりの放射能による被ばく低減を目的とし
て、原子炉圧力容器２外周部にはガンマ線じゃへい壁４
を設けさらにドライウェル１０空間を介しての原子炉建
屋への被ばくを防護するべく原子炉格納容器３の外側の
建屋部にはしやへい要求により定まる生体じゃへい壁１
２を構成したいわゆる２重構造のしゃへい対策をはかっ
ている・なお、ドライウェル１０内には前記ガンマ線じ
ゃへい壁４が設置される事によりドライウェル１０の径
方向形状が本設備により決定される一要因になっている
事はいうまでもない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、原子炉圧力容器内各設備の配置構成
決定要因にもとづき最大限の原子炉格納容器空間形状の
コンパクト化がなされているが、現状以上にコンパクト
化を図ることはできず、また各設備の配置構成上必要と
されるじゃへい構造物等の合理化が困難な構成となって
いる。

本発明の目的は、上記従来技術原子力発電設備の原子炉
格納容器内設備配置構成を、特に自然循環式沸騰水型原
子炉設４ｍの特色を生かすように変更する事により、原
子炉格納容器空間容積のコンパクト化、原子炉圧力容器
ペデスタルの削除を図り、原子炉圧力容器及びガンマ線
じゃへい壁を原子炉建屋基礎に直接支持させることによ
り、耐震性を向上させることにある。

〔問題点を解決するための手段〕゛ 上記目的は、原子力設備の原子炉圧力容器を、サプレッ
ションプール部中心部に形成した下部ドライウェル空間
部に配し、原子炉圧力容器と建屋とを建屋基礎により直
接的に支持出来る構成によって達成される。

〔作用〕

上述の問題点解決の為の手段を備えると、サプレッショ
ンプールの中心部に圧力容器を配置出来ることとなり、
建屋の基礎に圧力容器をより直接的に支持出来る傾向を
示すこととなり、プラントの合理化と耐震性の向上とが
より一層すすむ。

〔実施例〕

本発明により実施例では、具体的な対象を自然循環式沸
騰水型原子力発電設備においている。従来の沸騰水型原
子力発電設備と異なり、いわゆる原子炉再循環系設備が
ない事が特徴となっている。

このため、上記設備に関連する原子炉−次冷却材の再循
環用の再循環配管ならびに冷却材再循環ポンプが設置さ
れない設備構成となっている。

従って、従来技術で説明した如く、原子炉格納容器内の
ドライウェル内設備配置においては、原子炉圧力容器内
−次冷却材水位との関連による再循環ポンプの必要水頭
制限より定まる配置位置要求がなくなる事により、原子
炉圧力容器下部には制御棒駆動機構を除き設置要求設備
がなくなり、従来のウェットウェル中心部に円筒型を形
成するよう構成するドライウェル突出空間部を形成し、
原子炉圧力容器設置レベルを下部に移動させる事が可能
となる。また、同時にこのドライウェル突出空間部の円
周部にドライウェルとホラ１ヘウエルのバウンダリを構
成するガンマ線しやへい壁を配する事により、前記の原
子炉圧力容器設置位置の低部設置化とあいまって以下の
好適な合理的原子炉格納容器内外の設備配置構成効果と
耐震性の向上が得られる。

すなわち、原子炉圧力容器の大半が前記ドライウェル突
出空間に設置される事により、ドライウェル上部空間形
状は主蒸気配管ならびに給水配管の引き廻しとそれらの
バルブ等のメンテナンス要求のみで決定されることによ
り、当該ドライウェル空間容積を大幅に縮少することが
可能となり、更にこの効果により圧力抑制効果を満すべ
く容量の決定されるウェットウェル空間容積の縮少化が
可能となって原子炉格納容器全体容積のコンパクト化を
達成する事。また、原子炉炉心上端部が周辺のウェット
ウェル内サプレッションプール水位レベル以下に設定さ
れる事と本原子炉炉心まわりには上記のガンマ線じゃへ
い壁が構成されている事による相乗効果として、サプレ
ッションプール水による水じゃへい効果により、ガンマ
線しやへい壁及び原子炉格納容器外の生体じゃへい壁厚
さを従来と比べ大幅に低減させる作用を有する事。

更に前記原子炉圧力容器の低位置化により、従来のコン
クリート製圧力容器ペデスタル支持が不要となり、原子
炉圧力容器及びガンマ線じゃへい壁が原子炉建屋基礎で
直接支持する事が可能となる事等の作用を有する事とな
る。

以下に上記作用原理に基づく本発明の実施例を図を用い
てより具体的に説明する。

第１図は、本発明による自然循環式沸騰水型原子力発電
設備の原子炉圧力容器、原子炉格納容器並びに周辺部の
設備配置構成が示されている。

本図において、２は原子炉炉心１を内包する原子炉圧力
容器である。格納容器３内のウェットウェル（サプレッ
ションプール）１１の中心部に形成されて上部のドライ
ウェル１０と連なる下部ドライウェル１０ａ空間部には
圧力容器２が配され、特にその原子炉炉心１の上端部は
ウェットウェル１１内のサプレッションプール水８の水
位面レベルよりも下部に設置するよう配置状めされてい
る。

上部のドライウェル１０の空間形状は主蒸気配管ならび
に給水配管の引き廻しとバルブ等のメンテナンス性を考
慮した上で、最小化がなされるべくウェットウェル１１
とはダイアフラム床７で仕切られたエリアで構成されて
いる。

上記原子炉圧力容器２の下部が配置されている下部ドラ
イウェルｌｏａの空間の外側には、内部にドライウェル
１０，１０ａとウェットウェル１１内のサプレッション
プール水８部を区分するガンマ線じゃへい壁４が設置さ
れ、ダイアフラム床７と共にドライウェル１０，１０ａ
とウェットウェル１１のバウンダリを構成しており、原
子炉建屋基礎構造に直接支持させた構造となっている。

また、原子炉圧力容器２はその底部で圧力容器スカート
１３を介して原子炉建屋基礎構造に支持させた構造をと
っており、原子炉建屋内の配置構成上炉心位置が極めて
低いいわゆる低重心型の原子炉圧力容器配置を構成して
いる。

このように、ガンマ線じゃへい壁４及び原子炉圧力容器
２を低位置化することにより、前記ガンマ線しやへいｕ
４及び原子炉圧力容器２への地震入力を低減することが
できる。第２図（ａ）は従来技術における圧力容器ペデ
スタル５頂部の床応答スペクトルを示す。また第２図（
ｂ）は原子炉建屋基礎上端部の床応答スペクトルを示す
が、前記第２図（ａ）と比べると、加速度は約１７２と
なっており、ガンマ線しやへい壁４及び原子炉圧力容器
２への地震入力は、従来技術の原子力発電設備に比べ半
分に低減されることになる。

このように構成された本発明の原子力発電設備において
は、作用原理についての説明でも記述した如く、原子炉
格納容器３内のドライウェル空間容積の低減化が著しく
はかれる事とあいまって、ウェットウェル空間容積の縮
少が同時にはかれ、ひいては原子炉格納容器３全体のコ
ンパクトな配置を達成する効果上極めて有効となる事、
原子炉圧力容器２の下部大半が、ドライウェル１ｏ突出
空間部に内包される事により、周辺円筒部のガンマ線じ
ゃへい壁４は、その周辺部に存在するサプレッションプ
ール水８の水じゃへい効果により、原子炉格納容器３の
外部に設置される生体じゃへい壁１２と同様に、壁厚さ
を従来より大幅に低減させる事ができる事、原子炉圧力
容器２の低位置設置化により、従来のコンクリート製圧
力容器ペデスタル支持構造が不要となる事及び炉心の低
重心化・入力地震動低減により耐震性の大幅向上が図れ
る等配置効率の向上によるコンパクト化、関連設備構造
の削除、しやへい効果の向上にからむ構造軽減によるコ
スト低減化と建設性の向上、耐震安全性の向上化等大き
な利点を有する効果が可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、原子炉設備の原子炉格納容器内設備配
置構成の適正化の容易化による格納容器容積のコンパク
ト化、原子炉圧力容器ペデスタルの削除、ガンマ線じゃ
へい壁及び生体じゃへい壁厚さの低減等プラントの合理
化およびコスト低減に大きな効果を有す°ると共に、設
備の軽減化による建設性の大幅向上、耐震安全性の向上
を合わせもつ好適な原子力設備を提供する事が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の原子力発電設備の配置構成の実施状
況を説明する縦断面図、第２図（ａ）は従来技術におけ
る圧力容器ペデスタル頂部の床応答スペクトル図、第２
図（ｂ）は原子炉建屋基礎上端部の床応答スペクトル図
、第３図は、従来の原子力発電設備の配置構成を説明す
る縦断面図を示す。 １゛°原子炉炉心、２・・・原子炉圧力容器、３・・・
原子炉格納容器、４・・・ガンマ線しやへい壁、５°゛
°圧力容器ペデスタル、６・・・冷却材再循環ポンプ、
７パダイアフラム床、８・サプレッションプール水、９
・・・ベント管、１０・・ドライウェル、１１”゛ウェ
ットウェル、１２・生体しやへい壁、１３−′°圧力容
器スカート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上部にドライウェル、下部にサプレッションプール
   を内包する原子炉格納容器において、前記サプレッショ
   ンプール部中心部に前記上部のドライウェルと連なる下
   部ドライウェル空間部を設け、この下部ドライウェルと
   前記上部のドライウェルとにわたつて原子炉圧力容器を
   配し、前記原子炉格納容器及び原子炉圧力容器を原子炉
   建屋基礎にて支持する配置としたことを特徴とする原子
   力設備。 ２、特許請求の範囲第１項において、原子炉圧力容器の
   設置される下部ドライウェルの外側に設置されてドライ
   ウェルとウェットウェル内サプレッションプール水を区
   分するガンマ線しゃへい壁及びサプレッションプールと
   を原子炉建屋基礎にて支持する配置としたことを特徴と
   する原子力設備。