(57)【要約】【課題】全交流電源喪失事故時において電気配線貫通部のシール性を確保でき、全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報を原子炉格納容器外に伝送することができる原子炉格納容器の電気配線貫通部構造を提供する。【解決手段】原子炉格納容器を貫通して設けられた電気配線貫通部構造１４は、シェル部４を貫通するスリーブ１５、及びスリーブ１５の端部に設けられたヘッダ２２を貫通する複数の電気配線貫通部を有する。これらの電気配線貫通部は１つの電気配線貫通部１７及び６つの電気配線貫通部２１を含む。電気配線貫通部１７は、内部にガラス製の絶縁シール材を配置し、ステンレス鋼製の被覆材を有する複数のケーブル２０がこの絶縁シール材を貫通する。冷却装置２３を原子炉格納容器の外部で各電気配線貫通部２１の外面に対向して設ける。全交流電源喪失事故時に電気配線貫通部２１が冷却装置２３により冷却される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉格納容器を貫通する筒状の第１スリーブと、前記第１スリーブの、前記原子炉格納容器の外部に位置する端部に取り付けられて前記第１スリーブを封鎖するヘッダと、及び前記ヘッダを貫通する複数の電気配線貫通部とを備え、
前記複数の電気配線貫通部が、これらの電気配線貫通部の一部である第１電気配線貫通部、及び残りの電気配線貫通部である第２電気配線貫通部を含んでおり、
前記第１電気配線貫通部が、前記ヘッダを貫通して前記ヘッダに取り付けられた筒状の第２スリーブ、前記第２スリーブ内に配置された無機材料で製作された第１絶縁シール材、及び前記第１絶縁シール材を貫通する、芯線を無機材料の絶縁材で取り囲みこの絶縁材を金属被覆材で覆っている複数の第１ケーブルを有しており、
前記第２電気配線貫通部が、前記ヘッダを貫通して前記ヘッダに取り付けられた筒状の第３スリーブ、前記第３スリーブ内に配置された合成樹脂である第２絶縁シール材、及び前記第２絶縁シール材を貫通する複数の第２ケーブルを有し、
冷却装置が、前記原子炉格納容器の外側でそれぞれの前記第２電気配線貫通部の外面に対向して設けられたことを特徴とする原子炉格納容器の電気配線貫通部構造。
【請求項２】
温度計が前記第２スリーブ内で前記第２電気配線貫通部の表面に取り付けられ、前記冷却装置が前記第２電気配線貫通部の表面に向かって冷却水を噴射するノズルを有し、前記冷却水を充填するタンクが、前記第２電気配線貫通部よりも上方の位置に配置されて、管路により前記ノズルに連絡され、前記温度計で計測する温度を入力してこの温度が設定温度以上になったとき、前記管路に設けた開閉弁を開く制御装置を設ける請求項１に記載の原子炉格納容器の電気配線貫通部構造。
【請求項３】
原子炉格納容器を貫通する筒状の第１スリーブと、前記第１スリーブの、前記原子炉格納容器の外部に位置する端部に取り付けられて前記第１スリーブを封鎖するヘッダと、及び前記ヘッダを貫通する複数の第１電気配線貫通部とを備え、
前記複数の第１電気配線貫通部が、前記ヘッダを貫通して前記ヘッダに取り付けられた筒状の第２スリーブ、前記第２スリーブ内に配置された無機材料で製作された第１絶縁シール材、及び前記第１絶縁シール材を貫通する、芯線を無機材料の絶縁材で取り囲みこの絶縁材を金属被覆材で覆っている複数の第１ケーブルを有し、
前記第１スリーブが小径部及び前記小径部よりも外径が大きな大径部を含んでおり、
前記小径部が前記原子炉格納容器を貫通し、
前記複数の第１電気配線貫通部が前記大径部内に配置されていることを特徴とする原子炉格納容器の電気配線貫通部構造。
【請求項４】
円筒部と、前記円筒部の上端部に取り外し可能に取り付けられる上蓋と、前記円筒部を貫通して前記円筒部に設けられた複数の電気配線貫通部構造とを備え、
前記複数の電気配線貫通部構造の一部が、請求項１または２に記載の電気配線貫通部構造である第１電気配線貫通部構造であり、前記複数の電気配線貫通部構造の残りが、複数の前記第２電気配線貫通部を有する第２電気配線貫通部構造であることを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項５】
円筒部と、前記円筒部の上端部に取り外し可能に取り付けられる上蓋と、前記円筒部を貫通して前記円筒部に設けられた複数の電気配線貫通部構造とを備え、
前記複数の電気配線貫通部構造が、請求項３に記載の電気配線貫通部構造であることを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項６】
円筒部と、前記円筒部の上端部に取り外し可能に取り付けられる上蓋と、前記円筒部を貫通して前記円筒部に設けられた複数の電気配線貫通部構造とを備え、
前記複数の電気配線貫通部構造の一部が、請求項３に記載の電気配線貫通部構造である第１電気配線貫通部構造であり、
前記複数の電気配線貫通部構造の残りが、前記円筒部を貫通する筒状の第３スリーブと、前記第３スリーブの、前記原子炉格納容器の外部に位置する端部に取り付けられて前記第３スリーブを封鎖する他のヘッダと、及び前記他のヘッダを貫通する複数の第２電気配線貫通部とを備え、
前記第２電気配線貫通部が、前記ヘッダを貫通して前記ヘッダに取り付けられた筒状の第４スリーブ、前記第４スリーブ内に配置された合成樹脂である第２絶縁シール材、及び前記第２絶縁シール材を貫通する複数の第２ケーブルを有することを特徴とする原子炉格納容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉格納容器の電気配線貫通部構造及び原子炉格納容器に係り、特に、沸騰水型原子力プラントに適用するのに好適な原子炉格納容器の電気配線貫通部構造及び原子炉格納容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉圧力容器内の炉心に装荷した燃料集合体を冷却する冷却材として軽水を用いた原子力プラントでは、原子炉圧力容器を取り囲む原子炉格納容器を設けている。原子炉格納容器は、万が一重大な事故が発生して炉心内の放射性物質が原子炉圧力容器から放出されても、放出された放射性物質が外部の環境に漏洩することを防止している。
【０００３】
改良型沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲ）の原子炉格納容器は、鉄筋コンクリート製であり、気密性を保つために内側に鋼製ライナを内張りしている。また、原子炉格納容器は、コンクリートマット上に設置した円筒状のシェル部、及びシェル部の上端部に設けられたトップスラブ部を有し、ドライウェルヘッドをトップスラブ部に着脱可能に取り付けている。このような原子炉格納容器は原子炉建屋内に設置される。
【０００４】
炉心を内蔵する原子炉圧力容器は、原子炉格納容器内に配置され、原子炉格納容器内に設けられた円筒状のペデスタルに設置されている。原子炉格納容器内に設置されたダイヤフラムフロア、及びペデスタルによって、原子炉格納容器内に、互いに分離されたドライウェル及び圧力抑制室が形成される。
【０００５】
原子炉圧力容器に設置された各センサ及び原子炉格納容器内に設置された各センサにそれぞれ接続された多数の配線、及び原子炉格納容器内に設置されたポンプ及びモータに接続された電力供給用のケーブル、さらには、配管に設けられた電動弁に接続されて制御信号を伝送する配線等が、原子炉格納容器を貫通する複数の電気配線貫通部を通して原子炉格納容器外に取り出されている。原子炉格納容器内のガスの漏えいを防止するために、電気配線貫通部には気密対策が施されている。
【０００６】
電気配線貫通部の漏洩を低減する構造が、特許第２８１３３６０号公報及び特開平７−１０４０８９号公報に提案されている。特許第２８１３３６０号公報に記載された電気配線貫通部構造では、原子炉格納容器の外側で電気配線貫通部の端部を加圧室で覆い、この加圧室に加圧装置から加圧ガスを供給して加圧室内の圧力を原子炉格納容器内の圧力よりも高くしている。この結果、原子炉格納容器内のガスが電気配線貫通部を介して外部に漏洩することを防止することができる。
【０００７】
特開平７−１０４０８９号公報に記載された、原子炉格納容器を貫通する電気配線貫通部は、電気配線貫通部のスリーブ内に敷設した電気配線を合成樹脂を充填して固定している。合成樹脂を充填したスリーブ内に空洞部を形成し、この空洞部内に原子炉格納容器よりも圧力が高い高圧のガスを供給している。劣化が原因で合成樹脂内にガス漏洩経路が形成されても、空洞部内の圧力が高いので原子炉格納容器内のガスが外部に漏洩することを防止することができる。
【０００８】
実開平１−１３４２９９号公報は、原子炉格納容器を貫通して原子炉格納容器内に突出した貫通部内に放射線検出器を配置し、原子炉格納容器内の線量を計測することを記載している。この貫通部は、原子炉格納容器内の領域と連通していない。冷却材喪失事故が発生したとき、放射線検出器に接続されたケーブルの温度が上昇してノイズが発生することを防止するために、冷却装置をその貫通部に取り付け、ケーブルを冷却している。
【０００９】
特開昭６３−２５８１２号公報に記載された原子炉格納容器の電気配線貫通部では、電気配線貫通部の電線管内に冷却空気を供給し、電線管内のケーブルを冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第２８１３３６０号公報
【特許文献２】特開平７−１０４０８９号公報
【特許文献３】実開平１−１３４２９９号公報
【特許文献４】特開昭６３−２５８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
原子力プラントにおいて、万が一、全交流電源喪失事故が発生し、原子炉圧力容器内の高温高圧の冷却水が蒸気になって、原子炉格納容器内に流出したことを想定する。この場合、原子炉格納容器内に流出した高温の蒸気によって、原子炉格納容器の温度が上昇し、電気配線貫通部の温度も上昇する。合成樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を充填した電気配線貫通部では、全交流電源喪失事故時における温度上昇で合成樹脂が劣化し、電気配線貫通部における気密性及び絶縁性が低下する。
【００１２】
全交流電源喪失事故時における、合成樹脂を充填した電気配線貫通部の気密性及び絶縁性の低下を防止するために、合成樹脂を充填した電気配線貫通部を、全て、絶縁シール材として熱に強い無機材料（ガラス及びセラミックス等）を電気配線貫通部内に使用することが考えられる。絶縁シール材である無機材料は全交流電源喪失事故時においても劣化しないため、そこのような無機材料を絶縁シール材として用いた電気配線貫通部は、全交流電源喪失事故時において気密性及び絶縁性が低下しない。しかしながら、原子炉格納容器に設けられた、合成樹脂を充填した多数の電気配線貫通部を、全て、無機材料の絶縁シール材を用いた電気配線貫通部に交換するために、非常に長時間を要することになる。
【００１３】
原子炉格納容器を貫通する電気配線貫通部には、全交流電源喪失事故時において電気配線貫通部のシール性を確保して原子炉格納容器内の放射性物質の外部への漏洩を防止することができ、全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報を原子炉格納容器外に伝送する電気配線を確保することが要求される。
【００１４】
本発明の目的は、全交流電源喪失事故時において電気配線貫通部のシール性を確保でき、全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報を原子炉格納容器外に伝送することができる原子炉格納容器の電気配線貫通部構造及び原子炉格納容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、原子炉格納容器を貫通する筒状の第１スリーブと、第１スリーブの、原子炉格納容器の外部に位置する端部に取り付けられて第１スリーブを封鎖するヘッダと、及びヘッダを貫通する複数の電気配線貫通部とを備え、
複数の電気配線貫通部が、これらの電気配線貫通部の一部である第１電気配線貫通部、及び残りの電気配線貫通部である第２電気配線貫通部を含んでおり、
第１電気配線貫通部が、そのヘッダを貫通してヘッダに取り付けられた筒状の第２スリーブ、前記第２スリーブ内に配置された無機材料で製作された第１絶縁シール材、及び前記第１絶縁シール材を貫通する、芯線を無機材料の絶縁材で取り囲みこの絶縁材を金属被覆材で覆っている複数の第１ケーブルを有しており、
第２電気配線貫通部が、そのヘッダを貫通してヘッダに取り付けられた筒状の第３スリーブ、第３スリーブ内に配置された合成樹脂である第２絶縁シール材、及び第２絶縁シール材を貫通する複数の第２ケーブルを有し、
冷却装置が、原子炉格納容器の外側でそれぞれの第２電気配線貫通部の外面に対向して設けられたことにある。
【００１６】
第１電気配線貫通部の第１絶縁シール材が無機材料の絶縁シール材であり、第１ケーブルが無機材料の絶縁材を金属被覆材で覆ってこの絶縁材内に芯線を配置しているので、全交流電源喪失事故時においても、第１電気配線貫通部のシール性を確保することができる。また、全交流電源喪失事故時において冷却装置により第２電気配線貫通部が冷却されるので、合成樹脂である第２絶縁シール材の温度を設定温度以下に低減することができ、第２シール材の劣化を防止することができる。また、第２ケーブルの被覆材の劣化も防止することができる。このため、第２電気配線貫通部のシール性を確保することができる。結果的に、第１電気配線貫通部及び第２電気配線貫通部を有する電気配線貫通部構造の、全交流電源喪失事故時におけるシール性を確保できるため、原子炉格納容器内の放射性物質の外部への漏洩を防止できる。
【００１７】
さらに、全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報を、複数の第１ケーブルを通して原子炉格納容器外に伝送することができる。
【００１８】
上記した目的は、原子炉格納容器を貫通する筒状の第１スリーブと、第１スリーブの、原子炉格納容器の外部に位置する端部に取り付けられて第１スリーブを封鎖するヘッダと、及びそのヘッダを貫通する複数の第１電気配線貫通部とを備え、
複数の第１電気配線貫通部が、そのヘッダを貫通してヘッダに取り付けられた筒状の第２スリーブ、第２スリーブ内に配置された無機材料で製作された第１絶縁シール材、及び第１絶縁シール材を貫通する、芯線を無機材料の絶縁材で取り囲みこの絶縁材を金属被覆材で覆っている複数の第１ケーブルを有していることによっても達成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、全交流電源喪失事故時において電気配線貫通部のシール性を確保でき、全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報を原子炉格納容器外に伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の原子炉格納容器の電気配線貫通部構造の構成図である。
【図２】図１に示す電気配線貫通部の拡大縦断面図である。
【図３】図１のIII−III矢視図である。
【図４】実施例１の電気配線貫通部構造が適用される、沸騰水型原子力プラントの原子炉格納行きの縦断面図である。
【図５】本発明の他の好適な実施例である実施例２の原子炉格納容器の電気配線貫通部構造の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００２２】
本発明の好適な一実施例である実施例１の原子炉格納容器の電気配線貫通部構造を、図１及び図２を用いて以下に説明する。
【００２３】
本実施例の電気配線貫通部構造が適用される沸騰水型原子力プラント１の原子炉格納容器３を、図４を用いて説明する。沸騰水型原子力プラント１はＡＢＷＲプラントである。原子炉格納容器３は、底部を構成するコンクリートマットの上に構築された円筒状のシェル部（円筒部）４、シェル部４の上端部に形成されたトップスラブ７及びドライウェルヘッド１３を有する。ドライウェルヘッド（上蓋）１３はトップスラブ７に取り外し可能に取り付けられている。原子炉格納容器３のシェル部４は、図１に示すように、鉄筋コンクリート部５、及び鉄筋コンクリート部５の内面に内張りされた鋼製ライナ６を有している。トップスラブ７も、シェル部４と同様に、鉄筋コンクリート部５、及びこの鉄筋コンクリート部５の下面に内張りされた鋼製ライナ６を有している。底部を構成するコンクリートマットの上面も、鋼製ライナ６で内張りされている。原子炉格納容器３は原子炉建屋３２内に設置される。
【００２４】
炉心を内蔵する原子炉圧力容器２は、原子炉格納容器３内に配置され、原子炉格納容器３内に設けられた円筒状のペデスタル１２に設置されている。ダイヤフラムフロア１１が、原子炉格納容器３内に設置され、ペデスタル１２によって支持される。原子炉格納容器３内には、ダイヤフラムフロア１１、及びペデスタル１２によって、互いに分離されたドライウェル８及び圧力抑制室９が形成される。原子炉圧力容器２はドライウェル８に配置される。
【００２５】
ペデスタル１２を取り囲む干渉の圧力抑制室９内に、冷却水が充填された圧力抑制プール１０が形成される。ペデスタル１２内に形成された複数のベント通路３１は、一端がドライウェル８に連通しており、他端が圧力抑制プール１０の冷却水中に開放されている。
【００２６】
複数の電気配線貫通部構造１４が原子炉格納容器３を貫通して設けられる。この電気配線貫通部構造１４の詳細を、図１を用いて説明する。電気配線貫通部構造１４は、原子炉格納容器３のシェル部４における鉄筋コンクリート部５及び構成ライナ６を貫通する円筒状のスリーブ１５、スリーブ１５の外側の端部に設けられたヘッダ２２、ヘッダ２２を貫通してヘッダ２２に設けられた複数の電気配線貫通部を有している。例えば、図１に示す電気配線貫通部構造１４は、図３に示すように、７つの電気配線貫通部を有する。これらの電気配線貫通部は、例えば、１つの電気配線貫通部１７及び６つの電気配線貫通部２１を含んでいる。
【００２７】
電気配線貫通部１７は、図２に示すように、ヘッダ２２を貫通して気密性を確保するようにヘッダ２２に取り付けられた円筒状のスリーブ１８を有する。無機材料であるガラス製の絶縁シール材１９がスリーブ１７内に設置され、複数のケーブル２０がこの絶縁シール材１９を貫通して設けられる。ガラス製の絶縁シール材１９は、原子炉格納容器３内のドライウェル８と原子炉格納容器３の外部を隔離しており、電気配線貫通部１７を通して原子炉格納容器３内の放射性物質が原子炉格納容器３の外部へ漏洩することを防止している。
【００２８】
電気配線貫通部２１は、電気配線貫通部１７においてガラス製の絶縁シール材１９を絶縁シール材である合成樹脂に替えた構成を有する。すなわち、電気配線貫通部２１は、図示されていないが、電気配線貫通部１７と同様に、ヘッダ２２を貫通して気密性を確保するようにヘッダ２２に取り付けられたスリーブ１８を有している。複数のケーブル２０Ｂが、電気配線貫通部２１のスリーブ１８内に敷設され、このスリーブ１８内を貫通している。電気配線貫通部２１のスリーブ１８内には、絶縁シール材である合成樹脂（例えば、エポキシ樹脂）がケーブル２０Ｂの相互間を埋めるように充填されている。この充填された合成樹脂は、原子炉格納容器３内のドライウェル８と原子炉格納容器３の外部を隔離しており、電気配線貫通部２１を通して原子炉格納容器３内の放射性物質が原子炉格納容器３の外部へ漏洩することを防止している。
【００２９】
ケーブルカバー１６が、電気配線貫通部１７及び２１よりもドライウェル８側でスリーブ１５内に設置されている。電気配線貫通部１７を通る複数のケーブル２０が、ケーブルカバー１６内で原子炉格納容器４内に敷設された複数のケーブル２０Ａに別々に接続されている。これらのケーブル２０Ａは、全交流電源喪失事故時のようなシビアアクシデント時における監視に必要な情報を伝送するケーブルであり、例えば、原子炉圧力容器２内の温度を計測するセンサ、原子炉圧力容器２内の圧力を計測するセンサ、原子炉格納容器３内の温度を計測するセンサ、及び原子炉格納容器３内の圧力を計測するセンサのいずれかに接続される。ケーブル２０及び２０Ａは、耐熱性を高めるために、ステンレス鋼の被覆管（被覆材）内に配置したケーブル芯線を、その被覆管内で絶縁材である無機材料の酸化アルミニウム（または酸化マグネシウム）で取り囲んだ構成を有している。各電気配線貫通部２１を通る複数のケーブル２０Ｂが、ケーブルカバー１６内で原子炉格納容器４内に敷設された複数のケーブル２０Ｃに別々に接続されている。これらのケーブル２０Ｃは、前述の圧力を計測するセンサ、及び温度を計測するセンサ以外の、原子炉圧力容器２に設けられた各センサ、原子炉格納容器３内に配置された各センサ、モータ及びポンプに別々に接続されている。ケーブル２０Ｂ，２０Ｃは、例えば、難燃性架橋ポリエチレンで被覆され、絶縁材として合成樹脂を用いている。各センサに接続されたケーブル２０，２０Ｂは、沸騰水型原子力プラント１の中央制御室（図示せず）に設置された操作盤（図示せず）の表示装置に接続される。モータ及びポンプに接続されるケーブル２０Ｂは電源に接続される。
【００３０】
冷却装置２３を、原子炉格納容器３の外側、すなわち、ヘッダ２２の外側で、各電気配線貫通部２１の外面に対向して配置する。それぞれの冷却装置２３に接続された配管２５は、冷却水を充填しているタンク２４の底部に接続される。開閉弁２７が配管２７に設けられる。タンク２４は各電気配線貫通部２１よりも上方に配置される。
【００３１】
温度計２８が、ヘッダ２２よりもドライウェル８側でスリーブ１５内において１つの電気配線貫通部２１のスリーブ１８の外面に設置される。これらの温度計２８にはケーブル２９が接続される。このケーブル２９は、ケーブル２０Ａと同じ構成を有し、芯線を無機材料の絶縁材で取り囲み、この絶縁材で取り囲んだ芯線を、姻族被覆材で取り囲んでいる。このケーブル２９は、ケーブルカバー１６内を通ってドライウェル８に達し、原子炉格納容器３に設けられた他の電気配線貫通部構造１４の電気配線貫通部２１を通してこの他の電気配線貫通部構造１４のケーブルカバー１６内に達する。その配線２９は、この他の電気配線貫通部構造１４のケーブルカバー１６内で、この他の電気配線貫通部構造１４に設けられた電気配線貫通部２１を貫通して原子炉格納容器３外に伸びているケーブルに接続される。
【００３２】
全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報を計測するセンサの個数が少ないので、ケーブル２０の本数はケーブル２０Ｂの本数に比べて非常に少ない。このため、沸騰水型原子力プラント１に設けられる電気配線貫通部１７の数は電気配線貫通部２１に比べて非常に少なくなる。このため、電気配線貫通部構造１４に設けられた複数の電気配線貫通部が全て電気配線貫通部２１であるケースも存在する。全ての電気配線貫通部構造１４に設けられた全電気配線貫通部２１のそれぞれに対して、前述したように、原子炉格納容器３の外側で冷却装置２３がそれぞれ設けられる。各スリーブ１５内で全電気配線貫通部２１の外面に温度計２８を設置した場合には、温度計２８に接続される配線２９が、原子炉格納容器３全体で電気配線貫通部２１の個数に等しい本数だけ必要になり、配線２９の敷設工事に時間を要することになる。このため、一つの電気配線貫通部構造１４に対して、代表的な電気配線貫通部２１、例えば、この電気配線貫通部構造１４において最も温度が高くなる電気配線貫通部２１の外面に温度計２８を設置し、この温度計２８に配線２９を接続する。これにより、配線の本数２９が少なくなり、原子炉格納容器３において配線２９の敷設に要する時間が低減される。
【００３３】
運転中の沸騰水型原子量プラント１において、万が一、全交流電源喪失事故が発生したとする。原子炉圧力容器２内の炉心の冷却機能が失われ、原子炉圧力容器２内の高圧高温の冷却水が高温の蒸気になってドライウェル８内に噴出される。ドライウェル８内の蒸気は、各ベント通路３１を通って圧力抑制プール１０の冷却水中に放出されて凝縮される。このため、原子炉圧力容器３内の圧力の上昇が抑制される。しかしながら、高温の蒸気がドライウェル８内に放出されるので、電気配線貫通部構造１４の電気配線貫通部１７及び２１の温度が上昇する。
【００３４】
温度計２８で計測された温度が電気配線貫通部２１のスリーブ１７内に充填されている絶縁シール材である合成樹脂（例えば、エポキシ樹脂）の劣化温度よりも低く設定された設定温度に上昇したとき、その計測温度を入力する制御装置（図示せず）が開閉弁２７を開く。難燃性架橋ポリエチレンの劣化温度は、エポキシ樹脂の劣化温度と同等である。この制御装置にはバッテリから電力が供給されており、開閉弁２７の開操作にもそのバッテリの電力が使用される。開閉弁２７が開くと、タンク２４内の冷却水が、重力により配管２５を通して冷却装置２３に供給され、冷却装置２３のノズルからヘッダ２２付近で電気配線貫通部２１の外面に向かって噴射される。冷却装置２３のノズルから噴射された冷却水によって電気配線貫通部２１の温度が低下し、電気配線貫通部２１内に存在する絶縁シール材１９及びケーブル２０Ｂの被覆材の温度が設定温度よりも低下する。各電気配線貫通部２１では、少なくとも、冷却装置２３のノズルから噴射された冷却水によって設定温度以下に冷却された領域で、絶縁シール材である合成樹脂、及びケーブル２０Ｂの被覆材が劣化していない健全な状態に保持される。電気配線貫通部２１では、その領域よりも外側の部分でも、絶縁シール材である合成樹脂、及びケーブル２０Ｂの被覆材は劣化していない。このため、全交流電源喪失事故が発生して原子炉格納容器３の温度が上昇しても、電気配線貫通部２１内の絶縁シール材である合成樹脂、及びケーブル２０Ｂの被覆材のそれぞれの少なくとも一部が健全な状態で保持されるので、原子炉格納容器３内の放射性物質が各電気貫通部２１を通して外部に漏えいすることを防止できる。全交流電源喪失事故時において、ドライウェル８内では、ケーブル２０Ｃの被覆材及び絶縁材がドライウェル８内の高温の蒸気と接触して劣化し、ケーブル２０Ｃの芯線の絶縁性が損なわれる。このため、ケーブル２０Ｃの芯線を通しての計測信号の伝送等を行うことができなくなる。
【００３５】
電気配線貫通部１７内を貫通するケーブル２０は、被覆材が無機材料のステンレス鋼製であり、絶縁材として無機材料の酸化アルミニウムを用いているので、全交流電源喪失事故時において電気配線貫通部１７の温度が設定温度以上に上昇しても、ケーブル２０の被覆材及び絶縁材が劣化しない。このため、全交流電源喪失事故時においてケーブル２０及び２０Ａの健全性を維持することができ、全交流電源喪失事故時において監視する必要がある情報（例えば、原子炉圧力容器２内の計測された温度及び圧力、及び原子炉格納容器３内の計測された温度及び圧力）をケーブル２０及び２０Ａを通して、中央制御室に設けた表示装置に確実に伝えることができる。このため、オペレータは、表示装置に表示されたそれらの情報を見ることによって、全交流電源喪失事故時における原子炉圧力容器２及び原子炉格納容器３内のそれぞれの温度及び圧力を把握することができ、原子炉圧力容器２及び原子炉格納容器３内の状態を知ることができる。
【００３６】
本実施例では、全交流電源喪失事故時において、原子炉格納容器３の外側で、冷却装置２３のノズルから冷却水２６を、電気配線貫通部２１の、絶縁シール材である合成樹脂が充填されている部分の外面に噴射するので、ノズルから噴射する冷却水２６の量を低減することができる。また、噴射されるこの冷却水２６の温度が、蒸気が放出されたドライウェル８内の圧力に対応する飽和温度以上で上記した設定温度以下になっているので、この冷却水２６によって冷却された電気配線貫通部２１のシール性を保持することができ、かつ、電気配線貫通部２１の冷却に使用される冷却水２６の量を低減することができる。また、電気配線貫通部２１の冷却に使用される冷却水２６の量を少なくできることは、冷却水２６を噴射するノズルを小型化することができる。
【００３７】
本実施例は、電気配線貫通部１７の絶縁シール材１９が無機材料であるガラスであるので、全交流電源喪失事故時においても、電気配線貫通部１７の温度が設定温度以上に上昇した場合にも電気配線貫通部１７のシール性を確保することができる。電気配線貫通部１７を通るケーブル２０の被覆材及び絶縁材が無機材料であるために、ケーブル２０の被覆材及び絶縁材が劣化しなく、これによっても、電気配線貫通部１７のシール性を確保することができる。また、電気配線貫通部２１においてヘッダ２２よりもドライウェル８側に存在する絶縁シール材である合成樹脂及びケーブル２０Ｂの、冷却装置２３による冷却が十分に行われない部分では、その合成樹脂、及びケーブル２０Ｂの被覆材及び絶縁材が劣化し、シール性を確保することができなくなる。しかしながら、冷却装置２３による冷却により設定温度以下になっている、電気配線貫通部２１の部分では、絶縁シール材である合成樹脂、及びケーブル２０Ｂの被覆材及び絶縁材の機能を維持することができる。このため、全交流電源喪失事故時において原子炉格納容器３内の放射性物質が電気配線貫通部１７及び２１を通して原子炉格納容器３の外部に漏えいすることを防止できる。
【００３８】
本実施例では、原子炉格納容器３を貫通して設けられた全て電気配線貫通部構造に設けられた全電気配線貫通部２１を電気配線貫通部１７に取り換える工事を行う必要がなく、電気配線貫通部２１の一部を耐熱性の高い電気配線貫通部１７に取り換えるので、各電気配線貫通部２１に冷却装置２３を設置したとしてもその取り換えに要する時間を短縮することができる。
【実施例２】
【００３９】
本発明の他の好適な実施例である実施例２の原子炉格納容器の電気配線貫通部構造を、図５を用いて説明する。本実施例の電気配線貫通部構造は、ＡＢＷＲプラントの原子炉格納容器に適用される。
【００４０】
本実施例の電気配線貫通部構造１４Ａは、原子炉格納容器３のシェル部４における鉄筋コンクリート部５及び構成ライナ６を貫通する円筒状のスリーブ１５Ａ、スリーブ１５Ａの外側の端部に設けられたヘッダ２２、ヘッダ２２を貫通してヘッダ２２に設けられた複数の電気配線貫通部１７Ａを有している。スリーブ１５Ａは、ケーブルカバー１６が内部に配置された円筒状の小径スリーブ部３０、及び小径スリーブ部３０につながって原子炉格納容器３の外側に配置された大径スリーブ部３１を有している。大径スリーブ部３１の一端部は原子炉格納容器３の外側で小径スリーブ部３０の端部に接続されており、小径スリーブ部３０のこの端部から大径スリーブ部３１の外径が増大している。小径スリーブ部３０の外径Ｄ１は大径スリーブ部３１の最大の外径Ｄ２よりも小さくなっている。小径スリーブ部３０が原子炉格納容器３のシェル部４を貫通してシェル部４に設置される。
【００４１】
ヘッダ２２が大径スリーブ部３１の他端部に取り付けられる。複数、例えば、７つの電気配線貫通部１７Ａがヘッダ２２を貫通してヘッダ２２に取り付けられる。各電気配線貫通部１７Ａは、実施例１に用いられる電気配線貫通部１７と実質的に同じ構成を有する。しかしながら、電気配線貫通部１７Ａは、電気配線貫通部１７と内部を通過するケーブル２０の本数が異なっている。内部を通るケーブル２０の本数は、電気配線貫通部１７よりも電気配線貫通部１７Ａで多くなっている。
【００４２】
実施例１では、電気配線貫通部１７のスリーブ１８の外径を電気配線貫通部２１のスリーブ１８の外径と同じにしているので、電気配線貫通部１７の内部を通過するケーブル２０の本数が電気配線貫通部２１の内部を通過するケーブル２０Ｂの本数よりも少なくなっている。これは、電気配線貫通部１７内に、無機材料であるガラス製の絶縁シール材１９を用いているからである。無機材料である絶縁シール材１９を用いた場合には、絶縁シール材１９にケーブル２０を通す貫通孔を予め形成する必要があり、このため、貫通孔の相互間の間隔をあまり狭くすることができないために、電気配線貫通部１７の内部を通過するケーブル２０の本数が電気配線貫通部２１の内部を通過するケーブル２０Ｂの本数よりも少なくなるのである。ケーブル２０の本数が１つの電気配線貫通部１７を通す本数以上に存在する場合には、原子炉格納容器３に設けられている予備の電気配線貫通部構造の電気配線貫通部を通すことになる。
【００４３】
本実施例の電気配線貫通部構造１４Ａでは、実施例１で設けられた電気配線貫通部２１を通るケーブル２０Ｂと同じ本数のケーブル２０が各電気配線貫通部１７Ａを通るので、電気配線貫通部１７Ａの外径が電気配線貫通部１７の外径よりも大きくなり、各電気配線貫通部１７Ａの外径が電気配線貫通部２１の外径よりも大きくなる。この結果、大径スリーブ部３１の外径Ｄ２が小径スリーブ部３０の外径Ｄ１よりも大きくなるのである。ちなみに、小径スリーブ部３０の外径Ｄ１は、実施例１に用いられるスリーブ１５の外径と同じである。
【００４４】
電気配線貫通部構造１４Ａに設けられた全ての電気配線貫通部１７Ａ内を通る全てのケーブル２０は、ケーブルカバー１６内で、原子炉格納容器３内に敷設されたケーブル２０Ａに別々に接続される。本実施例では、ケーブル２０Ａは、全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報を計測するセンサだけでなく、これらのセンサ以外の、原子炉格納容器３内に配置された各センサ、モータ及びポンプに別々に接続されている。
【００４５】
原子炉格納容器３に設けられた電気配線貫通部構造は、全て、電気配線貫通部構造１４Ａになっている。本実施例では、全交流電源喪失事故時における監視に必要な情報だけでなく、計測された他の情報も、ケーブル２０Ａ、及び電気配線貫通部１７Ａを通過するケーブル２０を通して伝えられる。
【００４６】
本実施例では、電気配線貫通部１７Ａ内を貫通するケーブル２０は、被覆材が無機材料のステンレス鋼製であり、絶縁材として無機材料の酸化アルミニウムを用いているので、全交流電源喪失事故時において電気配線貫通部１７の温度が設定温度以上に上昇しても、ケーブル２０の被覆材及び絶縁材が劣化しなく、さらに、電気配線貫通部１７Ａの絶縁シール材１９であるガラスも劣化しない。このため、全交流電源喪失事故時においても、電気配線貫通部１７のシール性を確保することができ、原子炉格納容器３内の放射性物質が電気配線貫通部１７Ａを通して外部に漏えいすることを防止できる。また、ケーブル２０及び２０Ａの健全性を維持できるため、全交流電源喪失事故時において監視する必要がある情報（例えば、原子炉圧力容器２内の計測された温度及び圧力、及び原子炉格納容器３内の計測された温度及び圧力）をケーブル２０及び２０Ａを通して、中央制御室に設けた表示装置に確実に伝えることができる。
【００４７】
本実施例の電気配線貫通部構造１４Ａを設置した原子炉格納容器３では、原子炉格納容器３に設けられた複数の電気配線貫通部構造の一部を電気配線貫通部構造１４Ａとし、残りの電気配線貫通部構造を、電気配線貫通部構造に設置される全ての、例えば、７つの電気配線貫通部を全て電気配線貫通部２１にした電気配線貫通部構造にする。前者の電気配線貫通部構造１４Ａの個数は、後者の電気配線貫通部構造の個数よりも少ない。原子炉格納容器３に設けられた後者の電気配線貫通部構造において、全ての電気配線貫通部２１には、実施例１と同様に、冷却装置２３が原子炉格納容器３の外部で取り付けられる。全交流電源喪失事故時において、冷却水２６が、冷却装置２３のノズルから全ての電気配線貫通部２１の外面に向かって別々に噴射され、各電気配線貫通部２１が冷却される。
【００４８】
このように、複数の電気配線貫通部構造のうち一部を電気配線貫通部構造１４Ａとし、残りの電気配線貫通部構造を、全ての電気配線貫通部が電気配線貫通部２１である電気配線貫通部構造とすることによっても、実施例１で生じる各効果を得ることができる。
【００４９】
本実施例では、複数の電気配線貫通部１７Ａを、複数の小径スリーブ部３０よりも外径が大きな大径スリーブ部３１内に配置しているので、電気配線貫通部１７Ａの外径を実施例１における電気配線貫通部１７の外径よりも大きくすることができ、電気配線貫通部１７Ａ内を通るケーブル２０の本数を、電気配線貫通部１７内を通るケーブル２０の本数よりも多くすることができる。このため、本実施例では、原子炉格納容器３に設けられた、ケーブル２０を通す電気配線貫通部１７Ａの個数を、実施例１において原子炉格納容器３に設けられた、ケーブル２０を通す電気配線貫通部１７の個数よりも少なくすることができる。
【００５０】
本実施例では、大径スリーブ部３１よりも外径の小さい小径スリーブ部３０が原子炉格納容器３を貫通しているので、大径スリーブ部３１が原子炉格納容器３を貫通する場合に比べて原子炉格納容器３の耐圧性を向上することができる。
【００５１】
前述の各実施例における電気配線貫通部構造は、ＡＢＷＲプラントの原子炉格納容器３だけでなく、ＢＷＲ−５タイプの沸騰水型原子力プラントの原子炉格納容器、及び加圧水型原子力プラントの原子炉格納容器にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１…沸騰水型原子力プラント、２…原子炉圧力容器、３…原子炉格納容器、４…シェル部、５…鉄筋コンクリート部、６…鋼製ライナ、８…ドライウェル、１０…圧力抑制室、１４，１４Ａ…電気配線貫通部構造、１５，１８…スリーブ、１７，１７Ａ，２１…電気配線貫通部、１９…絶縁シール部材、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…ケーブル、２２…ヘッダ、２３…冷却装置、２４…タンク、２５…配管、２８…温度計、２９…配線、３０…小径スリーブ部、３１…大径スリーブ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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