(57)【要約】【課題】原子炉格納容器の貫通部を密封するシール部の温度上昇を抑制することができる冷却装置を提供する。【解決手段】貫通部材３２とハッチ３１には、シール部３３から貫通方向における所定長さの位置に堰３２ａまたは堰３１ａが形成されている。ハッチ３１の外周には、環状配管部４１と複数のノズル４２を備える冷却水噴射装置４０が配置されている。冷却水噴射装置４０には、温度監視装置５１、空気作動弁５２、冷却水タンク５３および蓄圧タンク５４を備える冷却水供給装置５０が連結されている。シール部３３が、その耐熱温度を超えると、空気駆動弁５２が開き、冷却水が供給されてノズル４２から噴射される。【選択図】図２
2014052246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉格納容器の側壁を貫通する貫通部材と、
前記貫通部材の端面にシール部を介して設けられた連結部材と、
前記シール部に隣接する前記連結部材および前記貫通部材の外周を、貫通方向における所定の長さに亘り冷却する冷却材噴射装置と、を備えることを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の原子炉格納容器の冷却装置において、さらに、前記シール部の温度を検出する温度センサと、前記冷却材噴射装置から噴射される冷却水の開通・遮断を制御する開閉弁と、前記温度センサにより検出された前記シール部の温度に基づいて、前記シール部の温度が、前記シール部の耐熱温度以下になるように前記開閉弁を制御する制御手段を備えることを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の原子炉格納容器の冷却装置において、前記制御手段は、原子炉格納容器内の水の飽和温度以上となるように前記開閉弁を制御することを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【請求項４】
請求項１に記載の原子炉格納容器の冷却装置において、前記貫通部材および前記連結部材には、それぞれ、前記シール部が設けられた外周部に、前記冷却材噴射装置から噴射された冷却水を堰き止める堰が設けられていることを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【請求項５】
請求項１に記載の原子炉格納容器の冷却装置において、前記冷却材噴射装置は、前記貫通部材の堰と前記連結部材の堰との間における前記貫通部材と前記連結部材の外周面全体を冷却材により冷却する複数のノズルを備えていることを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【請求項６】
請求項１に記載の原子炉格納容器の冷却装置において、前記冷却材噴射装置は、さらに、前記貫通部材または前記連結部材の外径より大きい径を有し、前記複数のノズルが接続された環状配管部を備えることを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【請求項７】
請求項６に記載の原子炉格納容器の冷却装置において、前記環状配管部は、原子炉格納容器に取り付けられていることを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【請求項８】
請求項６に記載の原子炉格納容器の冷却装置において、前記環状配管部は、移動可能な部材に取り付けられていることを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【請求項９】
請求項１に記載の原子炉格納容器の冷却装置において、さらに、前記冷却材噴射装置に連結された冷却材供給装置を備え、
前記冷却材供給装置は、前記シール部の温度を監視する温度監視装置と、前記温度監視装置からの信号に基づいて前記冷却材噴射装置への冷却材の供給を開通・遮断する開閉弁と、前記開閉弁に連通する冷却材タンクとを備えることを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の原子炉格納容器の冷却装置において、前記開閉弁は電気弁であることを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の原子炉格納容器の冷却装置において、前記開閉弁は空気駆動弁であり、前記冷却材供給装置は、さらに、空気駆動弁を開閉する蓄圧タンクを備えることを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の原子炉格納容器の冷却装置において、前記蓄圧タンクは、前記冷却材タンクに連通されていることを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の原子炉格納容器の冷却装置において、さらに、前記冷却材噴射装置に連結された冷却材供給装置を備え、前記冷却材供給装置は、前記冷却材噴射装置よりも上方に位置する冷却材タンクを備え、前記冷却材供給装置を介して前記冷却材噴射装置から噴射される冷却材の流量は、流量の調整をすることなく、前記シール部の耐熱温度以下に冷却する流量となるように設定されていることを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の原子炉格納容器の冷却装置において、さらに、前記冷却材噴射装置に連結された冷却材供給装置を備え、前記冷却材供給装置は、前記冷却材噴射装置よりも上方に位置する冷却材タンクと、前記冷却材タンクと前記冷却材噴射装置との間に装着されたオリフィスとを備え、前記冷却材供給装置を介して前記冷却材噴射装置から噴射される冷却材の流量は、流量の調整をすることなく、前記シール部の耐熱温度以下に冷却する流量となるように設定されていることを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の原子炉格納容器の冷却装置において、前記貫通部材は、機器搬入用または作業員の出入口であり、前記連結部材は、前記貫通部の出入口を塞ぐハッチであることを特徴とする原子炉格納容器の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原子炉格納容器の貫通部を冷却する原子炉格納容器の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炉心の冷却水として軽水を用いた改良沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲ）の原子炉建屋には、炉心内の放射性物質が放出されるような苛酷な事態に備えて、原子炉格納容器が設けられている。原子炉格納容器は、サプレッション・チェンバを備えており、原子炉圧力容器を取り囲んで設けられている。原子炉格納容器は、原子炉圧力容器が破損して蒸気が放出された場合でも、サプレッション・チェンバ内にプールされた冷却水により、蒸気を冷却して凝縮し、原子炉圧力容器内の圧力上昇を抑制する機能を備えている。
【０００３】
原子炉格納容器の側壁には、機器搬入用およびサプレッション・チェンバへの作業員の出入口としての貫通部および電気配線用の貫通部が設けられている。貫通部内にはフランジ部材である貫通部材が配置され、貫通部材の端面には、シール部であるガスケットを介して、ハッチまたは別のフランジ部材が設けられている。
【０００４】
原子炉格納容器の電気配線用の貫通部からの放射性物質の漏洩を低減する構造として、貫通部を外側から加圧室で覆い、該加圧室内の圧力を原子炉格納容器内の圧力よりも高く維持して原子炉格納容器内の雰囲気が外部へ漏洩するのを低減するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８１３３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載された原子炉設備は、貫通部を密封するシール部を冷却する冷却装置を備えていない。シール部の温度上昇を抑制すると、原子炉格納容器内の雰囲気が外部へ漏洩するリスクを一層低減することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の原子炉格納容器の冷却装置は、原子炉格納容器の側壁を貫通する貫通部材と、貫通部材の端面にシール部を介して設けられた連結部材と、シール部に隣接する連結部材および貫通部材の外周を、貫通方向における所定の長さに亘り冷却する冷却材噴射装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、冷却材噴射装置から噴射される冷却水により貫通部材および連結部材を介してシール部を冷却し、シー部材の温度上昇を抑制することができる。しかも、冷却材は、貫通方向における所定の長さに亘り貫通部材と連結部材とを冷却するように噴射されるので、冷却材量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の原子炉格納容器の冷却装置が設けられる原子力建屋の概略構造を示す断面図。
【図２】本発明に係る原子炉格納容器の冷却装置の一実施の形態を示す模式図。
【図３】図２における原子炉格納容器の貫通部の冷却部付近を側面から観た図。
【図４】図２における原子炉格納容器の貫通部の冷却部付近を正面から観た図。
【図５】本発明に係る原子炉格納容器の冷却装置における処理フロー図。
【図６】本発明に係る原子炉格納容器の冷却装置の設備の実施形態２を示す模式図。
【図７】本発明に係る原子炉格納容器の冷却装置の設備の実施形態３を示す模式図。
【図８】本発明に係る原子炉格納容器の冷却装置の設備の実施形態４を示す模式図。
【図９】本発明に係る原子炉格納容器の冷却装置の設備の実施形態５を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
-実施形態１-
以下、本発明の原子炉格納容器の冷却装置の一実施の形態を図面と共に説明する。
図１は、この発明の原子炉格納容器の冷却装置が設けられる原子力発電設備の概略構造を示す断面図である。
以下に示す一実施の形態では、原子力発電プラントを、改良沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲ）の場合で説明する。
原子炉圧力容器１３は、図１において、黒塗りして示す原子炉格納容器１１内に配置され、原子炉格納容器１１の外周には原子炉建屋１４が設けられている。原子炉建屋１４の上部には、使用済み燃料貯蔵プールまたは機器仮置き場としての保管部１７が設けられている。
【００１１】
原子炉格納容器１１は鋼製ライナを内張りした鉄筋コンクリート製で、気密性を有するように内壁面が鋼等で構成される。原子炉格納容器１１の形状は、全高約３６ｍ、内径２９ｍ程度の円筒形状であり、原子炉圧力容器１３は、原子炉格納容器１１の軸芯とほぼ同軸に配置される。
【００１２】
原子炉格納容器１１の内部は原子炉圧力容器１３などを取り囲むドライウェル２５、サプレッション・チェンバ１９及び基礎盤から構成される。ドライウェル２５とサプレッション・チェンバ１９は鉄筋コンクリート製のダイヤフラム・フロア２６により区画され、ベント管２１によって相互に連通されている。苛酷な事態が生じることにより原子炉圧力容器１３が破損してドライウェル２５内に蒸気が放出された場合、蒸気はベント管２１を通ってサプレッション・チェンバ１９内の水中に導かれる。サプレッション・チェンバ１９内にプールされた水で蒸気を凝縮することで原子炉格納容器１１内の圧力上昇を抑制する。
【００１３】
原子炉格納容器１１の側壁１１ａは、例えば、その厚さが２ｍ程度であり、この側壁１１ａには、側壁１１ａの内面から外面に貫通する貫通部３０が設けられている。貫通部３０は、機器搬入用およびサプレッション・チェンバ１９内への作業員の出入口となるものである。
作業員が出入りする貫通部３０は、原子炉格納容器１１の側壁１１ａの外部に設けられたハッチ３１Ａ、および図中点線で示すように、側壁１１ａの内部に設けられたハッチ３１Ｂにより、出入口が塞がれている。作業員出入用のハッチ３１Ａ、３１Ｂは、同時に、両方のハッチ３１Ａ、３１Ｂが開かないような、エアロック構造となっている。なお、以下においては、ハッチ３１Ａおよび３１Ｂを、ハッチ３１として説明する。
【００１４】
また、原子炉格納容器１１の側壁１１ａには、作業員用の貫通部とは、異なる位置に、不図示の電気配線用の貫通部が設けられている。電気配線用の貫通部は、作業員用の貫通部３０よりも小径のフランジ部材であり、この貫通部のフランジ部材には、配線が挿通される別のフランジ部材（連結部材）が取り付けられる。作業員用の貫通部３０と電気配線用の貫通部とは、原子炉格納容器１１の軸芯を中心とする放射状に形成されている。
【００１５】
図２は、本発明に係る原子炉格納容器の冷却装置の一実施の形態を示す模式図であり、図３は、図２における原子炉格納容器の貫通部の冷却部付近を側面から観た図であり、図４は、図２における原子炉格納容器の貫通部の冷却部付近を正面から観た図である。
原子炉格納容器１１の貫通部３０には、貫通部材３２が挿通されている。貫通部材３２は、直径４ｍ程度の円筒部材であり、その端面には、シール部を介在してハッチ（連結部材）３１が開閉可能に取り付けられている。
シール部３３は、例えば、シリコン系ゴムにより形成された２つのガスケットにより構成されている。各ガスケットは、直径が異なるリング状に形成されており、シール部３３は、２つのガスケットが同心円状に貫通部材３２とハッチ３１との境界部３４に介装されて構成されている。なお、ガスケットの数は２つに限られるものではない。
【００１６】
ハッチ３１および貫通部材３２には、それぞれ、境界部３４から軸方向（貫通方向）における所定長さの位置に、外周面全体に亘り、連続して延出された鍔状の堰３１ａ、３２ａが設けられている。堰３１ａ、３２ａは、詳細は後述するが、堰３１ａと３２ａの間に噴射された冷却水を堰き止めるためものである。
【００１７】
ハッチ３１と貫通部材３２の境界部３４の外周には、冷却水噴射装置（冷却材噴射装置）４０が配置されている。冷却水噴射装置４０は、ハッチ３１と貫通部材３２の境界部３４の外周を取り囲む円環状に形成された環状配管部４１と、この環状配管部４１に、円周に沿ってほぼ等間隔に設けられた複数（図４では８個）のノズル４２を備えている。複数のノズル４２から、ハッチ３１と貫通部材３２の境界部３４に設けられたシール部３３に向かって冷却水が噴射される。複数のノズル４２から噴射された冷却水は、堰３１ａと堰３２ａにより堰き止められる。複数のノズル４２は堰３１ａと３２ａの間におけるハッチ３１と貫通部材３２の外周面全体に噴射されるように配列されおり、堰３１ａと堰３２ａの間におけるハッチ３１と貫通部材３２の外周全面が冷却領域Ｒとなる。なお、図３においては、図示の都合上、環状配管部４１は二点鎖線で図示されている。
【００１８】
環状配管部４１は、原子炉格納容器１１の側壁１１ａに取り付けて固定することができる。また、環状配管部４１は、移動可能な台車等に取り付けることもできる。環状配管部４１を移動可能部材に取り付けてノズル４２から噴射する冷却水が、冷却領域Ｒに入る位置に移動するようにすれば、既設の原子炉建屋にも容易に設置することが可能となる。移動可能部材は、適切な位置に設置した後、固定するようにしてもよい。
【００１９】
冷却水噴射装置４０の環状配管部４１には、冷却水供給装置（冷却材供給装置）５０の配管３６が連結されている。冷却水供給装置５０は、温度監視装置５１、空気駆動弁５２（開閉弁）、冷却水タンク（冷却材タンク）５３、蓄圧タンク５４等を備える。冷却水タンク５３と蓄圧タンク５４とは配管５５により連結され、空気駆動弁５２と環状配管部４１とは配管５６により連結され、蓄圧タンク５４と空気駆動弁５２とは、弁駆動圧力供給用の配管５７により連結されている。
【００２０】
温度監視装置５１は、シール部３３の外周におけるハッチ３１または貫通部材３２の温度（以下、監視部位の温度という）を検出する温度センサ（図示せず）を備えている。また、温度監視装置５１は、監視部位の温度が水の飽和温度以下であるか否かを判断する判断回路およびシール部３３が予め設定した耐熱温度以下であるか否かを判断する判断回路を備えている。
【００２１】
貫通部３０内部、すなわち、苛酷の事態が生じた場合、原子炉格納容器１１に内部には、水蒸気、水素が充満していると仮定される。このような状態において、内部圧力が原子炉格納容器１１の最高使用圧力０．３１ＭＰａｇ以下の場合では、原子炉格納容器１１内部の水の飽和温度は１３６℃以下である。
シール部３３としてシリコン系ガスケットを用いた場合、耐熱温度は、例えば、２８０℃に設定される。
温度監視装置５１は、温度センサにより検出した監視部位の温度が、貫通部３０内部が水の飽和温度以上と判断した場合、およびシール部３３の耐熱温度以下と判断した場合、それぞれの検出信号を空気駆動弁５２の開閉制御回路（図示せず）に送る。
【００２２】
空気駆動弁５２は、不図示の防爆型電磁弁を含んでいる。また、空気駆動弁５２は。上記した如く、開閉制御回路により開閉制御される。空気駆動弁５２は、通常は、閉じているが、防爆型電磁弁が開くことにより、後述する如く、蓄圧タンク５４から供給される圧縮空気により開通する。温度監視装置５１および空気駆動弁５２の開閉制御回路は、小型バッテリを電源とすることにより、外部電源を失った場合でも動作可能とすることが好ましい。
【００２３】
冷却水タンク５３には、冷却水（冷却材）が蓄えられている。蓄圧タンク５４には圧縮空気が封入されており、配管５７を介して圧縮空気を空気駆動弁５２に供給して、空気駆動弁５２を開く。蓄圧タンク５４は、配管５５により冷却水タンク５３に連通されており、空気駆動弁５２が開いた状態では、冷却水タンク５３に貯えられた冷却水を押し出して空気駆動弁５２を通過させる。
【００２４】
次に、図５を参照して、発明に係る原子炉格納容器の冷却装置における冷却処理の一実施の形態を説明する。原子炉起動用の電源がオンされると、この処理を行うプログラムが起動されて、温度監視装置５１および空気駆動弁５２の開閉制御回路を制御する不図示の制御回路で実行される。
上述した如く、空気駆動弁５２は、通常は閉じており、冷却水タンク５３内に貯えられた冷却水は、空気駆動弁５２により遮断されている。従って、冷却水噴射装置４０のノズル４２から冷却水は噴射されていない。
【００２５】
ステップＳ１では、監視部位の温度、すなわち、シール部３３の温度が耐熱温度以下、例えば、２８０℃以下であるか否かが判断される。苛酷な事態生じてシール部３３の温度が上昇し、耐熱温度を超えていると判断されると、すなわち、ステップＳ１で否定されるとステップＳ２に進む。シール部３３の温度が耐熱温度以下であれば、ステップＳ１で肯定され、ステップＳ３に進む。
【００２６】
ステップＳ２では、空気駆動弁５２を開く。詳細には、温度センサにより検出されたシール部３３の温度が、シール部３３の耐熱温度を超えている場合には、その検出信号が温度監視装置５１から空気駆動弁５２の開閉制御回路に送られ、防爆型電磁弁が開く。
防爆型制御弁が開くと、蓄圧タンク５４から配管５７を介して空気駆動弁５２に圧縮空気が送られ、空気駆動弁５２が開通する。
このようにして、ステップＳ２において空気駆動弁５２が開くと、蓄圧タンク５４に封入されている圧縮空気により冷却水タンク５３内の冷却水が押し出されて、空気駆動弁５２を通過する。空気駆動弁５２を通過した冷却水は、冷却水噴射装置４０の環状配管部４１を介して複数のノズル４２から、ほぼ同時に噴射される。
【００２７】
ノズル４２から噴射された冷却水は、ハッチ３１の堰３１ａと貫通部材３２の堰３２ａにより設定された冷却領域Ｒにおけるハッチ３１および貫通部材３２の外周面全体を冷却する。ステップＳ１の処理は、シール部３３の温度が耐熱温度以下になるまで継続される。
【００２８】
ステップＳ１で肯定された場合、ステップＳ３では、監視部位の温度が、貫通部３０内における水の飽和温度以下、例えば、１３６℃以下であるか否かが判断される。ステップＳ３で否定されれば、ステップＳ１に戻る。ステップＳ３で肯定されれば、すなわち、監視部位の温度が、貫通部３０内における水の飽和温度以下であれば、ステップＳ４に進む。
【００２９】
ステップＳ４では、空気駆動弁５２を閉じる。
詳細には、温度センサにより検出された監視部位の温度が貫通部３０内における水の飽和温度以下である場合には、その検出信号が温度監視装置５１から空気駆動弁５２の開閉制御回路に送られ、防爆型電磁弁が閉じる。防爆制御弁が閉じることにより、蓄圧タンク５４から配管５７を介して空気駆動弁５２に供給される圧縮空気が遮断され、空気駆動弁５２が閉じる。
このようにして、空気駆動弁５２が閉じると、これに伴い、冷却水タンク５３内の冷却水が空気駆動弁５２で遮断され、ノズル４２から噴射されている冷却水の噴射が停止する。ステップＳ４が終了すると、ステップＳ１に戻る。このため、監視部位の温度が貫通部３０内における水の飽和温度以下である状態では、冷却水噴射装置４０から冷却水が噴射することはない。
【００３０】
上記一実施の形態では、監視部位の温度、換言すれば、シール部３３の温度が、耐熱温度を超えると、冷却水噴射装置４０から冷却水が噴射されてシール部３３が冷却される。このため、原子炉格納容器１１内の雰囲気が外部へ漏洩するリスクを低減することができる。
【００３１】
上記一実施の形態では、貫通部３０内が水の飽和温度以下の場合には、貫通部３０の冷却を行わないようにしている。
貫通部３０の冷却を続けると、貫通部３０の冷却領域Ｒの温度は１００℃以下となり、貫通部３０内における温度は、原子炉格納容器１１の最大使用圧力における水の飽和温度以下となる。水の飽和温度以下となった領域では、常に、蒸気の凝縮が生じるが、蒸気の凝縮が生じた場合の熱伝達率は、気体の熱伝達率に比べて非常に大きい。つまり、内部に蒸気の凝縮が生じた場合は、外部に出てくる熱流束は非常に大きくなり、この冷却には、多量の冷却水が必要となる。
本一実施の形態では、貫通部３０内が水の飽和温度以下では冷却を行わないようにしているので、冷却水量を大幅に低減することが可能となっている。水の飽和温度以下の場合でも冷却を行う場合に比し、冷却水量を、例えば、その数分の１〜十数分の１とすることができる。
【００３２】
しかも、貫通部３０の冷却は、ハッチ３１および貫通部材３２に、それぞれ、堰３１ａ、３２ａを形成し、冷却水が冷却領域Ｒの外側に流布されるのを防止して冷却領域Ｒのみで行う。これによっても、冷却効率が向上し、冷却水量を少量に抑えることが可能となっている。
【００３３】
上記一実施の形態では、冷却水噴射装置４０を、貫通部３０の外径より大きい内径を有する環状配管部４１および環状配管部４１に取り付けられた複数のノズル４２により構成した。このため、冷却水噴射装置４０を分解または移動することなく、機器を搬入し、あるいは作業員が出入りすることができる。
【００３４】
また、冷却水の供給・遮断を空気駆動弁５２の開閉により行い、空気駆動弁５２の開閉を制御する制御回路の電源をバッテリとしているため、外部電源が失われた場合でも、冷却処理を行うことができる。
なお、本発明の原子炉格納容器の冷却装置は、種々の実施形態とすることが可能であり以下に、他の実施形態を説明する。
【００３５】
--実施形態２--
図６は、本発明に係る原子炉格納容器の冷却装置の実施形態２の模式図である。
実施形態２が実施形態１と相違する点は、実施形態２では、蓄圧タンク５４と冷却水タンク５３とを連結する配管５５を備えていない点である。
実施形態２では、冷却水タンク５３は、冷却水噴射装置４０よりも、十分に高い位置、例えば、数ｍ程度、高い位置に配置されている。このため、空気駆動弁５２が開通すると、冷却水タンク５３内の冷却水は、水頭圧により、空気駆動弁５２を流通して冷却水噴射装置４０に供給される。冷却水タンク５３は、保管部１７（図１参照）上に配置してもよい。
上記以外は、実施形態１と同様であり、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
--実施形態３--
図７は、本発明に係る原子炉格納容器の冷却装置の実施形態３の模式図である。
実施形態３が実施形態２と相違する点は、実施形態２における空気駆動弁５２を、実施形態３では、電気弁５２ａとした点である。空気駆動弁５２を電気弁５２ａとすることにより、蓄圧タンク５４を省略することができる。
冷却水タンク５３は、実施形態２と同様に、冷却水噴射装置４０よりも、十分に高い位置に配置し、水頭圧により、冷却水タンク５３内の冷却水が、電気弁５２ａを流通して冷却水噴射装置４０に供給されるようになっている。
電気弁５２ａの電源は、温度監視装置５１のバッテリと共有することが好ましい。
上記以外は、実施形態２と同様であり、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
--実施形態４--
図８は、本発明に係る原子炉格納容器の冷却装置の実施形態４の模式図である。
実施形態４においても、冷却水の供給を開通・遮断する開閉弁として、実施形態３と同様に電気弁５２ａを用いている。
しかし、実施形態３では、冷却水タンク５３の冷却水の供給は、水頭圧によるものではなく、実施形態１の場合と同様に、蓄圧タンク５４内に封入された圧縮空気によるものとしている。このため、実施形態３の場合に対し、蓄圧タンク５４が付加され、蓄圧タンク５４と冷却水タンク５３とが配管５５で連結されている。このような実施形態４では、冷却水タンク５３は、実施形態３の場合よりも低い位置に設置することができ、レイアウトの自由度が大きくなる。
【００３８】
--実施形態５--
図９は、本発明に係る原子炉格納容器の冷却装置の実施形態５の模式図である。
実施形態５として示す原子炉格納容器の冷却装置は、実施形態１〜４とは大きく異なり、シール部３３の温度を検出する温度センサを含む温度監視装置５１を備えていない。
実施形態５においては、冷却水噴射装置４０に冷却水を供給する冷却水供給装置５０Ａは、冷却水タンク５３と、環状配管部４１に配管５６を介して連結された溶融弁５２ｂと、溶融弁５２ｂに連結されたオリフィス６１と、オリフィス６１と冷却水タンク５３との間に介装された逆止弁６２を備えている。
【００３９】
溶融弁５２ｂは、原子炉格納容器１１内の温度、すなわち、監視部位の温度が、シール部３３の耐熱温度（例えば、２８０℃）を超えると弁箱内の弁体が溶融するように設定されている。オリフィス６１は、貫通部３０の温度がシール部３３の耐熱温度を超えた場合、貫通部３０の温度が、適切な速度で、シール部３３の耐熱温度よりも低い温度に冷却される流量となるように、その絞り断面積が設定されている。冷却水タンク５３は、冷却水噴射装置４０よりも十分に高い位置に配置されている。従って、冷却水タンク５３内の冷却水は、水頭圧により、逆止弁６２、オリフィス６１、溶融弁５２ｂを介して冷却水噴射装置４０に供給される。
【００４０】
このように構成された冷却水供給装置５０Ａでは、原子炉格納容器１１内の温度が、シール部３３の耐熱温度を超えると溶融弁５２ｂの弁体が溶融し、冷却水タンク５３内に貯えられた冷却水が、水頭圧により、溶融弁５２ｂを介して冷却水噴射装置４０に供給される。冷却水の供給量は、オリフィス６１の絞り断面積を変更することにより、自由に変更することができる。
【００４１】
なお、配管５６、ノズル４２等の損失を含め、冷却水供給装置５０の供給能力を、配管５６の内径、引き回し構造、引き回し長さ等と関連付けることにより、オリフィス６１を省略することも可能である。しかし、配管５６の内径、引き回し構造、引き回し長さ等を共通にし、適正な絞り断面積を有するオリフィス６１を装着することにより冷却水供給装置５０の供給能力を設定するようにすることは、開発期間の短縮に有効である。
【００４２】
以上説明した通り、上記実施形態１〜５によれば、シール部３３の温度が耐熱温度を超えると、冷却水噴射装置４０から冷却水が噴射されてシール部３３が冷却される。このため、原子炉格納容器１１内の雰囲気が外部へ漏洩するリスクを低減することができる。
【００４３】
また、上記実施形態１〜４によれば、貫通部３０内が水の飽和温度以下では、冷却を行わないようにしているので、貫通部３０内が水の飽和温度以下でも冷却を行う場合に比し、冷却水量を低減することが可能である。
上記実施形態５では、貫通部３０内が水の飽和温度以下でも冷却を行うが、シール部３３の温度監視装置５１を備える必要が無いので、安価な装置とすることができる。
【００４４】
なお、上記実施形態においては、貫通部材３２の端面にシール部３３を介してエアロックされるハッチ３１が取り付けられる構造として説明した。しかし、ハッチ３１はエアロック構造である必要はなく、例えば、締結部材により取り付けられる構造であってもよい。また、ハッチ３１に替えてフランジ部材としてもよい。
【００４５】
貫通部３０は、機器挿入用および作業員の出入口の場合で説明した。しかし、上記各実施形態は、原子炉格納容器１１の側壁１１ａに形成された電気配線用の貫通部に対しても適用することが可能である。
【００４６】
上記実施形態では、環状配管部４１を貫通部材３２とハッチ３１の境界部３４に介装されたシール部３３の外周に配置した構造として例示した。しかし、環状配管部４１は、貫通部材３２またはハッチ３１のいずれか一方の外周に配置したり、ハッチ３１の手前、換言すれば、ハッチ３１と重ならない位置に配置したりしてもよい。また、環状配管部４１を用いず、各ノズル４２に連結される配管を、貫通部材３２とハッチ３１の境界部３４まで引き延ばしてもよい。要は、ノズル４２から噴射された冷却水が、冷却領域Ｒ内に入いるように配管をすればよい。
【００４７】
その他、上記各実施形態を組み合わせたり、適宜、変形したりして適用することが可能であり、要は、原子炉格納容器の側壁を貫通する貫通部材の端面にシール部を介して連結部材を設け、貫通部材または連結部材の外周に冷却水噴射装置を配置し、冷却水噴射装置により、シール部の両側の連結部材および貫通部材の外周を、貫通方向における所定の長さに亘り冷却するようにしたものであればよい。
【符号の説明】
【００４８】
１１      原子炉格納容器
１１ａ    側壁
１３      原子炉圧力容器
１４      原子炉建屋
３０      貫通部
３１、３１Ａ、３１Ｂ      ハッチ（連結部材）
３１ａ    堰
３２      貫通部材
３２ａ    堰
３３      シール部
３４      境界部
４０      冷却水噴射装置（冷却材噴射装置）
４１      環状配管部
４２      ノズル
５０、５０Ａ      冷却水供給装置（冷却材供給装置）
５１      温度監視装置
５２      空気駆動弁
５２ａ    電気弁
５２ｂ    溶融弁
５３      冷却水タンク（冷却材タンク）
５４      蓄圧タンク
５５〜５７    配管
６１      オリフィス
Ｒ      冷却領域
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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