JPS6361995A - 原子炉格納容器の圧力抑制構造 - 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、原子力設備に関し、特に原子炉格納容器の圧
力抑制構造にかかわる。

〔従来の技術〕

第５図の如＜、ｇ予力設備の原子炉格納容器は。

原子炉圧力容器１と、この原子炉圧力容器１内と連なる
原子炉の系統設備が格納されるドライウェル４部と、こ
のドライウェル４内と逆止弁９の付いたベント管８を通
じて連通ずるサプレンシヨンチエンバ５部とから成る。

ドライウェル４内とはダイヤフラムフロア７で隔離され
たサプレンシヨンチエンバ５にはプール水６が入ってい
る。そして、原子炉圧力容器１やその容器内と連通ずる
複数の系ａ設備（配管設備等）に破断事故を生じて、ド
ライウェル４内に蒸気が出ると、ドライウェル４内の圧
力が高くなるので、蒸気はドライウェル４内のガスを巻
き込んで、ベント管８を通り、次にプール水６で凝縮さ
れる。そして、サプレッションチェンバ５内の圧力が大
きくなると、最終的には逆止弁９が開いてドライウェル
４内へ圧力がある程度にげて、ダイヤフラムフロア７に
無理な差圧力が作用するのを防いでいる。

このような従来の圧力抑制型原子炉格納容器は流出した
蒸気はほとんどサプレッションチェンバ５内で凝縮され
るので基本的に蒸気圧による圧力上昇はない。しかし事
故時には初期のドライウェル４内に存在していた非凝縮
ガスがベント管８を介してサプレッションチェンバ５の
気相部に移行し、これが圧縮されて気相部の圧力を押し
上げるので結果としてドライウェル４内の圧力も上昇す
るという機構になっている。第６図はこれらの現象をグ
ラフに示したものである。第６図からドライウェル４内
の圧力はサプレッションチェンバ５内圧力の上昇と供に
ある巾を保って上昇してゆくことがわかる。この巾はベ
ント管すブマージエンスとベント管圧積分であり、現行
圧力抑制型格納容器は１ｋｇ／−以下である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

圧力抑制型格納容易の最大圧力を低下させるポイントは
サプレッションチェンバ気相部の容積を稼ぐか又は、気
相部に移行する非凝縮性ガスの量を少なくするかしてサ
プレッション気相部圧力を低下させることである。しか
しサプレッションチェンバ６内の気相部の容積を稼ぐこ
とは格納容器を大きくすることであり合理的でなく、又
、非凝性ガスの移行量を少なくすることはドライウェル
を小さくすることであるがこれは、格納する機器により
最小大きさがあるのでこれにも限度がある。

合理的に最大圧力を低下することは困難であった。

第７図は加圧水型の格納容器を示したものである。加圧
水型格納容器は圧力抑制機能は持たず大型化によって圧
力上昇を防止している。従って圧力を低下するには更に
大型化するか、又は圧力抑制機能を付加する等の方法が
ある。しかし、大型化は不経済、又、単に圧力抑制機能
を付加するだけではドライウェルが大型のため、多量の
非凝性ガスがサプレッションチェンバ気相部に流入する
ので十分な大きさの気相部大きさを確保しなくてはなら
ず、これも非合理的な方法であった。

圧力抑制型原子炉格納容器は配管破断事故時ドライウェ
ル内に流出した蒸気はサプレッションチェンバ５内のプ
ール水６でほとんど凝縮されるので基本的に蒸気圧によ
る格納容器の圧力上昇はない、しかし事故時にはドライ
ウェル４内に流出した蒸気により初期からドライウェル
４内に存在していた非凝縮性ガスがベント管８を介して
サプレッションチェンバ５内の気相部に移行し、気相部
の圧力を押し上げるので、結果としてドライウェル４内
の圧力も上昇するという機構＄こなっている。

すなわち、ドライウェル圧力は以下に示すようにサプレ
ッションチェンバ気相部圧力にベント管すブマージエン
ス、及びベント管配管圧損を加えた圧力になっているこ
とによる。

ｐ□＝Ｐ５＋Ｐｓｕｂ＋Ｐｚ ＰＤ　ニドライウェル圧力 Ｐ５　：サブレションチェンバ圧力 Ｐｓｕｂ：ベントサブマージエンス Ｐｌ　＝ベント管圧損 ここでドライウェル４内の圧力にとって支配的な項はサ
プレッションチェンバ５内の圧力であるので圧力抑制型
原子炉格納容器の圧力上昇を抑えるポイントはサプレッ
ションチェンバ５の圧力を低くすることである。この為
には （１）ドライウェル空間容積を小さく設計し、サブレジ
ョンチェンバ気相部に移行する非凝縮性ガスの量を少な
くする。

（２）サプレッションチェンバ気相部容積を大きくする
等の方法が考えられる。

しかしく１）についてはドライウェル４内に設置する機
器の関係上小さくするにも限度がある。又（２）につい
ては、格納容器を大きくすることになるので合理的設計
とは言えない。

そこで本発明の目的は、原子炉格納容器の最高使用圧力
を低くできる原子炉格納容器を提供することにある。

〔問題点をが決するための手段〕

本発明の基本構成は、「原子炉圧力容器と原子炉の系統
設備とを格納するドライウェルと、前記ドライウェル内
とベント管で連通するサプレッションチェンバとから成
る原子炉格納容器において、前記ドライウェル内を複数
の小空間に隔離する仕切壁と、前記各小空間と前記サプ
レッションチェンバとの間の連通路に設けられて止め方
向を前記ドライウェル側から前記サプレッションチェン
バ側に設定した各逆止弁とを備えたことを特徴とした原
子炉格納容器の圧力抑制構造である。

〔作用〕

機器ごとに小空間に区分する隔壁は事故時、事故の影響
を事故の生じた機器のある小空間のみに限定する作用が
ある。すなわち、流出蒸気による温度圧力の上昇及び非
凝性ガスのサプレッションチェンバ気相部への移行等は
全て事故の生じた小空間のみに限定されるので、サプレ
ッションチェンバ気相部への非凝縮性ガスの移行量を小
さくすることができる。及び事故の生じてない他のドラ
イウェル小空間をサプレッションチェンバ気相部として
利用できる。この利用形態は、サプレッションチェンバ
気相部とドライウェル小空間を接続する逆止弁付開口部
が事故の生じたドライウェル小空間からサブレジョンチ
ェンバ気相部に移行した非凝縮性ガスの一部を事故の生
じてないドライウェル小空間に導く役目をはたすことで
達成される。

〔実施例〕

以下に本発明の第１実施例を第１図、第２図に基づいて
説明する図は加圧木型原子炉格納容器に本発明を実施し
た例を示したものである。

納容器のドライウェル、５はサプレッションチェンバ６
はサプレッションプール水を示す。７はドライウェル４
とサプレッションチェンバ５の気相部を区分するダイヤ
フラムフロアであり、ダイヤフラムフロア７を貫通して
、ドライウェル４とサプレッションチェンバ５をつなぐ
ベント管８が設置しである。ベント管８にはサプレッシ
ョンチェンバ５の気相部から、ドライウェル４に開口す
る逆止弁９が付いている。

又ドライウェル４には内蔵されている蒸気発生器３．循
環ポンプ３を系統ごとに分割する為の仕切隔壁１０が設
けるドライウェル４を第２図の如く４区画の小空間１１
に分割している。ここでは。

４基の蒸気発生器２を用した４系統設備を備えるので、
各−系統が一区画に入るように仕切隔壁１ｏで互い隔離
される。蒸気発生器２の１系統の配管破断事故を仮定し
た場合、現象は以下のようになる。

事故の生じた蒸気発生器２のある小空間１１に流出した
蒸気により、小空間１１の圧力、温度は上昇する。この
時、他の事故の生じてない小空間１１には隔壁１０によ
りさえぎられているので圧力、温度上昇の影響はない、
事故の生じた小空間１１内の非凝縮性ガス及び蒸気は上
昇圧力によりベント管８を介してサプレッションプール
水６に導びかれ、蒸気はサプレッションプール６内で凝
縮し非凝縮性ガスは次にサプレッションチェンバ５気相
部に移行する。流入非凝縮性ガスによりサプレッション
チェンバ５気相部の圧力が上昇し、ベント管８に設置し
た逆止弁９の開放設定圧力以上に達すると、サプレッシ
ョンチェンバ５気相部内の非凝縮性ガスは更に逆止弁９
開口部を介して、事故の生じてないドライウェル４内の
小空間１１に移行する。これにより流出した蒸気は従来
圧力抑制型原子炉格納容器と同様にサプレッションプー
ル水６内で凝縮し、非凝縮性ガスのサプレッションチェ
ンバ５気相部への移行量を数分の１（本発明では蒸気発
生器２は４系統ある場合を示し、小空間１１も４つに分
割したので１／４になる。）に低減し更に移行した非凝
縮性ガスをサプレッションチェンバ５気相部のみならず
事故の生じてないドライウェル４内の小空間１１にも分
配するので大巾にサプレッションチェンバ５気相部の圧
力を低下させることが可能となる。

なお、事故後に冷却水スプレィが作動し事故の生じた小
空間１１圧力が低下した場合、まずサプレッションチェ
ンバ気相部の非凝性ガスが逆止弁９開口部を介して戻り
、更に圧力が低下した場合は事故の生じてない小空間１
１に移行した非凝縮性カスがベント管８を介してサプレ
ッションチェンバ気相部に戻り、これがまた逆止弁９開
口部を介して事故の生じた小空間１１に戻る。

本発明の第１実施例では、加圧木型原子炉格納容器に採
用した場合について示している。圧力抑制型格納容器と
しては現行沸騰水型原子炉に使われているが本発明では
以下のような理由により加圧木型格納容器に採用した方
がその効果が大きいことによる。もちろん現行沸騰水型
原子炉圧力抑制型格納容器に採用しても効果はある。

（１）加圧水型格納容器は蒸気発生器２など大型の機器
を多系統格納するためドライウェル４が非常に大型化（
沸騰水型格納容器ドライウェル容積の１０倍以上）する
ため、単に圧力抑制型にしただけでは多量の非凝縮性ガ
スの流入に備え、サプレッションチェンバ気相部５の溶
精を十分離係しておく必要があり格納容器が更に大型に
なる。

（２）蒸気発生器２など大型の機器が多系統あり、それ
らが系統別にはっきり分離している仕切隔壁１０で分割
する場合全て同一条件で分割することができ合理的であ
る。

次に現行加圧水型格納容器を圧力抑制型にし、更に本発
明を採用した場合の事故時の格納容器最大圧力について
検討してみる。ここではドライウェル４を４つの小空間
１１に分割した。又、サプレッションチェンバ気相部５
の容積は小空間１１の容積を同じとする。この場合、ド
ライウェル４内に初期に存在した非凝縮性ガスは事故時
にはサプレッションチェンバ気相部と事故の生じてない
他のドライウェル４小空間１１に移行し、そのトータル
の容積はドライウェル４内の容積と同じであるのでサプ
レッションチェンバ気相部５の圧力は非凝性ガスの圧縮
効果による圧力上昇は生じない、従ってドライウェル４
の圧力上昇にベント管８のベントサブマージエンス、及
び蒸気、非凝縮性ガスの混合物流出時の圧力損失のみが
寄与することになる。これらによる圧力上昇は現行沸騰
水型原子炉の圧力抑制型格納容器と同程度であるとする
と最大でも１　ｋｇ／ｄである。すなわち、本発明によ
れば加圧木型原子炉の配管破断事故時格納容器の大巾な
大型化なしに最大圧力を約１ｋｇ／ａ程度に抑えること
ができる。これは現行加圧木型格納容器最大圧力の１／
３以下相当である。

従来加圧木型格納容器は圧力抑制機構を持たないため大
型化によって圧力を低減していたが本発明による圧力抑
制型格納容器によれば、従来圧力抑制型格納容器の設計
上のポイントであったサプレッションチェンバ気相部の
圧力を抑えることができるので格納容器の最大圧力をを
抑えることができる。

又、その他の効果として、ドライウェル４内に系統を分
割する隔壁１０が設置されているため。

これが機器の定検時の遮蔽効果として期待できる。

第３図、第４図は本発明の第２実施例を示したものであ
る。本実施例では仕切隔壁１０に弁１２を設けたもので
、他は第１実施例と同じである。

事故が終了すると一担事故の生じてない小空間１１に移
行した非凝縮性ガスは再び事故の生じた小空間１１に戻
ってくるがこの間の圧力バランスは完全ではなく、ベン
ト管８のベレトサブマージエンス＋逆止弁の開放設定圧
力分だけ事故が生じてない小空間１１の方が高くなって
いる。弁１２はこれを解消するために設けたものである
。すなわち、事故終了後とれを解放すると事故の生じて
ない小空間１１にあった非凝性ガスの一部が事故の生じ
た小空間１１に流入しこれら小空間１１の間は圧力的に
バランスし、仕切隔壁１０等に無理な差圧力が加わらな
い。

又、いずれの実施例でも、ドライブウェル４を小空間１
１に隔離する仕切隔壁１０はドライウェル４内の系統数
位の定検時に放射線等の遮蔽効果を生じ、安全である。

〔発明の効果〕

本発明によれば圧力抑制型の原子炉格納容器において多
糸等設備を成す配管の破断等の事故時ドライウェルから
サプレッションチェンバ気相部への非凝縮性ガスの移行
量を低減でき、更にドライウェルの一部の空間をサプレ
ッションチェンバ気相部空間として利用することができ
るのでサプレッションチェンバ気相部圧力の上昇が抑制
され結果として格納容器の最大圧力を低くすることがで
きる。この為最高使用圧力の低い合理的な原子炉格納容
器とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による原子炉格納容器の縦
断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３図は
本発明の第２実施例による原子炉格納容器の縦断面図、
第４図は第３図のＡ−Ａ矢視断面図、第５図は従来の沸
騰水型原子炉の格納容器の縦断面図、第６図は従来の格
納容器におけるドライウェルとサプレンシヨンチエンバ
内との事故時における各圧力と時間との関係を示したグ
ラフ図、第７図は従来の加圧木型原子炉の格納容器の縦
断面図である。 １・・・原子炉圧力容器、２・・・蒸気発生器、４・・
・ドライウェル、５・・・サプレンシヨンチエンバ、６
・・・プール水、７・・・ダイヤフラムフロア、８・・
・ベント管、９・・・逆止弁、１０・・・仕切隔壁、１
１・・・小空間、呑１０ ＃３に

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉圧力容器と原子炉の系統設備とを格納するド
   ライウェルと、前記ドライウェル内とベント管で連通す
   るサプレンシヨンチエンバとから成る原子炉格納容器に
   おいて、前記ドライウェル内を複数の小空間に隔離する
   仕切壁と、前記各小空間と前記サプレンシヨンチエンバ
   との間の連通路に設けられて止め方向を前記ドライウェ
   ル側から前記サプレンシヨンチエンバ側に設定した各逆
   止弁とを備えたことを特徴とした原子炉格納容器の圧力
   抑制構造。 ２、特許請求の範囲の第１項において、原子炉の各系統
   設備の間に仕切壁を設けて、各小空間に前記各系統設備
   を分散内蔵したことを特徴とした原子炉格納容器の圧力
   抑制構造。 ３、特許請求の範囲の第１項または第２項において、各
   小空間の間を開閉弁を介して連通自在にしたことを特徴
   とした原子炉格納容器の圧力抑制構造。