(57)【要約】【課題】格納容器を貫通する構造物を設けることを抑制しつつ、原子炉圧力容器内に動的注水及び静的注水を行うことが可能な原子炉注水システム及び原子力設備を提供する。【解決手段】実施形態によれば、原子炉注水システム２は、炉心３に比べて鉛直方向上側の水位まで冷却水を貯留可能に構成された注水プール２０と、注水プール２０内にある冷却水を原子炉圧力容器５内に流す注水配管３０とを格納容器１０内に有している。さらに、注水プール２０に貯留された冷却水が面している空間であるウェットウェル２５と、原子炉圧力容器５内の空間である圧力容器内空間５ｃとを連通可能な均圧弁４０を有している。均圧弁４０は、開弁することにより、圧力容器内空間５ｃとウェットウェル２５との圧力差を低減させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器を格納する格納容器内に設けられ、当該原子炉圧力容器内に配設された炉心に比べて鉛直方向上側の水位まで冷却水を貯留可能に構成された注水プールと、
前記格納容器内に設けられ、前記注水プール内にある冷却水を前記原子炉圧力容器内に流す注水配管と、
前記格納容器内に設けられ、前記注水配管内の冷却水を前記原子炉圧力容器に圧送する注水ポンプと、
開弁することにより、前記注水プールに貯留された冷却水が面している空間と、前記原子炉圧力容器内とを連通させて、当該空間と原子炉圧力容器内との圧力差を低減させる弁である均圧弁と、
を備えることを特徴とする原子炉注水システム。
【請求項２】
前記注水ポンプは、前記原子炉圧力容器内において生じた蒸気の供給をタービンが受けることにより作動して冷却水を圧送する蒸気駆動型のポンプである
ことを特徴とする請求項１に記載の原子炉注水システム。
【請求項３】
前記原子炉圧力容器内において生じた蒸気を、前記格納容器を貫通して、当該格納容器外に流す配管である主蒸気配管と、
前記主蒸気配管に設けられ、閉弁することにより、前記原子炉圧力容器内からの蒸気が前記格納容器外に流出するのを防止する隔離弁と、
前記主蒸気配管のうち前記隔離弁より前記原子炉圧力容器側から分岐して設けられており、前記原子炉圧力容器内において生じた蒸気を前記注水ポンプに流す蒸気供給配管と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の原子炉注水システム。
【請求項４】
前記注水ポンプは、前記注水プールの底より鉛直方向下側に配置されており、
前記注水配管は、
前記注水プールの底から前記注水ポンプに延びている吸込側注水配管と、
前記注水ポンプから前記原子炉圧力容器に延びている圧力側注水配管と、
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の原子炉注水システム。
【請求項５】
前記注水ポンプが作動していない場合、
前記注水配管は、前記注水プール内に貯留されている冷却水を、重力の作用により、注水ポンプ内及び注水配管内を通して、原子炉圧力容器内に流す
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の原子炉注水システム。
【請求項６】
内部に炉心を有する原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器を格納する格納容器と、
前記格納容器内に設けられ、前記炉心に比べて鉛直方向上側の水位まで冷却水を貯留可能に構成された注水プールと、
前記格納容器内に設けられ、前記注水プール内にある冷却水を前記原子炉圧力容器内に流す注水配管と、
前記格納容器内に設けられ、前記注水配管内の冷却水を前記原子炉圧力容器に圧送する注水ポンプと、
開弁することにより、前記注水プールに貯留された冷却水が面している空間と、前記原子炉圧力容器内とを連通させて、当該空間と原子炉圧力容器内との圧力差を低減させる弁である均圧弁と、
を備えることを特徴とする原子力設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、非常時に原子炉圧力容器内に注水を行って炉心を冷却する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
非常時に原子炉圧力容器内に注水する方法には、動力の供給を受けてポンプ等を作動させることにより冷却水（coolant）を注水する方法（以下、単に「動的注水」と記す）と、動力の供給を受けることなく重力等の作用により冷却水を注水する方法（以下、単に「静的注水」と記す）がある。動的注水及び静的注水を行うために、原子炉圧力容器の周辺には、通常、プールや配管、ポンプ等で構成され、原子圧力容器内に注水を行うためのシステム（以下、単に「原子炉注水システム」と記す）が設けられている。
【０００３】
下記の特許文献１には、動的注水を行うための原子炉注水システムとして、バッテリー駆動のポンプを設け、当該ポンプの作動により冷却水を原子炉圧力容器内に圧送する技術が提案されている。また、静的注水を行うための原子炉注水システムとして、原子炉圧力容器を格納する格納容器（以下、単に「格納容器」と記す）の鉛直方向上側に、重力落下式のプールを設け、当該プール内の冷却水を、重力の作用により原子炉圧力容器内に注水する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４０２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、格納容器の外側に設けられたプールから冷却水を原子炉圧力容器内に注入する場合、当該プール内の水を原子炉圧力容器内に注水する配管を、格納容器を貫通させて原子炉に接続する必要が生じる。このような配管等、格納容器を貫通する構造物が多くなると、格納容器のうち構造物が貫通する部位において配管や格納容器が破損するリスクが高まるという問題がある。また、プールから原子炉圧力容器内への一次冷却系の配管の経路が長くなるに従って、配管に破損が生じるリスクも高まるという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明の実施形態は、格納容器を貫通する構造物を設けることを抑制しつつ、非常時に原子炉圧力容器内に動的注水及び静的注水を行うことが可能な原子炉注水システム及び原子力設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態の原子炉注水システムは、原子炉圧力容器を格納する格納容器内に設けられ、当該原子炉圧力容器内に配設された炉心に比べて鉛直方向上側の水位まで冷却水を貯留可能に構成された注水プールと、前記格納容器内に設けられ、前記注水プール内にある冷却水を前記原子炉圧力容器内に流す注水配管と、前記格納容器内に設けられ、前記注水配管内の冷却水を前記原子炉圧力容器に圧送する注水ポンプと、開弁することにより、前記注水プールに貯留された冷却水が面している空間と、前記原子炉圧力容器内とを連通させて、当該空間と原子炉圧力容器内との圧力差を低減させる弁である均圧弁とを備えることを要旨とする。
【０００８】
また、本発明の実施形態の原子力設備は、内部に炉心を有する原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器を格納する格納容器と、前記格納容器内に設けられ、前記炉心に比べて鉛直方向上側の水位まで冷却水を貯留可能に構成された注水プールと、前記格納容器内に設けられ、前記注水プール内にある冷却水を前記原子炉圧力容器内に流す注水配管と、前記格納容器内に設けられ、前記注水配管内の冷却水を前記原子炉圧力容器に圧送する注水ポンプと、開弁することにより、前記注水プールに貯留された冷却水が面している空間と、前記原子炉圧力容器内とを連通させて、当該空間と原子炉圧力容器内との圧力差を低減させる弁である均圧弁とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、格納容器を貫通する構造物を設けることを抑制しつつ、非常時に原子炉圧力容器内に動的注水及び静的注水を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の原子炉注水システム及び原子力設備の構成を模式的に示す断面立面図である。
【図２】第２の実施形態の原子炉注水システム及び原子力設備の構成を模式的に示す断面立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により、本発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００１２】
〔第１の実施形態〕
第１の実施形態の原子炉注水システム及び原子力設備の構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態の原子炉注水システム及び原子力設備の構成を模式的に示す断面立面図である。なお、各図において、鉛直方向のうち上方を矢印Ｕで示し、下方を矢印Ｄで示す。加えて、水平方向を矢印Ｈで示す。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態の原子力設備１は、内部に炉心３を有する原子炉圧力容器５と、原子炉圧力容器５を格納する格納容器１０とを有している。より具体的には、格納容器１０内の略中央には、核燃料が存在しており、且つ核分裂反応が行われる領域である炉心３と、当該炉心３を収容する容器である原子炉圧力容器５が配置されている。なお、原子炉圧力容器５内には、炉心３の他に、炉心３を支持する部材や冷却水の流路を形成する部材等、いわゆる炉内構造物（図示せず）が収容されている。
【００１４】
原子炉圧力容器５内には、冷却水が供給されている。原子炉圧力容器５内には、炉心３全体が冷却水に浸漬するように、冷却水が供給される。
【００１５】
原子炉圧力容器５には、格納容器１０の外から冷却水を原子炉圧力容器５内に流す配管（以下、給水配管と記す）１２が接続されている。給水配管１２は、格納容器１０を貫通して延びており、格納容器１０外から原子炉圧力容器５内に冷却水を供給する。
【００１６】
また、原子炉圧力容器５には、炉心３により熱せられて当該原子炉圧力容器５内に生じた蒸気を、格納容器１０外に流す配管（以下、主蒸気配管と記す）１４が接続されている。主蒸気配管１４は、格納容器１０を貫通して延びており、原子炉圧力容器５内で生じた蒸気を、格納容器１０外にあるタービンや蒸気発生器等（図示せず）に供給する。
【００１７】
主蒸気配管１４が格納容器１０を貫通する位置の近傍には、原子炉圧力容器５内からの蒸気が、格納容器１０外に流出することを防止可能な隔離弁１６が設けられている。隔離弁１６は、弁体のノーマル位置が開位置である、いわゆる常時開バルブ（normally open valve）として構成されている。隔離弁１６は、弁体が閉位置に操作されて閉弁することにより、原子炉圧力容器５からの蒸気が格納容器１０外に流出することを防ぐことが可能となっている。隔離弁１６の閉弁は、後述する制御装置により制御される。
【００１８】
原子炉圧力容器５より外側であって格納容器１０の内側には、格納容器１０の底１１から鉛直方向上側に突出して延びている壁体（以下、圧力容器側壁体と記す）１３が形成されている。本実施形態の原子炉注水システム２は、格納容器１０内のうち原子炉圧力容器５の水平方向外側に、原子炉圧力容器５内に注入される冷却水を貯留するプール（以下、注水プールと記す）２０を有している。
【００１９】
注水プール２０は、圧力容器側壁体１３と格納容器１０の側壁１０ａとの間に形成されている。注水プール２０には、炉心３を冷却する冷却水として原子炉圧力容器５内に注入される冷却水が、所定の水面位置（以下、水位と記す）まで貯留されている。
【００２０】
注水プール２０は、炉心３より鉛直方向上側にある水位まで、冷却水を貯留可能に形成されている。より具体的には、注水プール２０は、原子炉圧力容器５の鉛直方向上側の頂点５ａに比べて鉛直上側の水位まで冷却水を貯留可能に形成されている。通常運転時において、注水プール２０内には、炉心３に比べて高い水位となるように、冷却水が貯留されている。
【００２１】
格納容器１０内の空間は、ドライウェル（dry-well）１５とウェットウェル（wet-well）２５に仕切られており、注水プール２０は、ドライウェル１５の圧力を抑制する、いわゆる圧力抑制プール（サプレッションプール：suppression pool）として構成されている。注水プール２０は、鉛直方向において底２２に対向して設けられた天井２１を備えている。注水プール２０には、天井２１、底２２、格納容器１０、及び圧力容器側壁体１３等に囲まれて、冷却水が貯留される空間であるウェットウェル２５が形成されている。つまり、本実施形態において、注水プール２０に貯留された冷却水が面している空間は、ウェットウェル２５となる。
【００２２】
加えて、注水プール２０には、ウェットウェル２５と、上述したドライウェル１５とを連通させるベント管２７が形成されている。ドライウェル１５にある蒸気は、ベント管２７から注水プール２０内に流入する。ベント管２７から流入した蒸気は、注水プール２０内において凝縮されて冷却水となる。凝縮されて生じた冷却水は、注水プール２０内に貯留される。なお、注水プール２０内に貯留されている冷却水の量は、原子炉圧力容器５内の空間（以下、圧力容器内空間と記す）５ｃとウェットウェル２５との間に圧力差がない場合に、炉心３が完全に冠水するように設定されている。より好ましくは、原子炉圧力容器５内の冷却水が、格納容器１０の底１１に漏れ出た場合であっても、圧力容器内空間５ｃとウェットウェル２５との間に圧力差がない場合に、炉心３が完全に冠水するように、注水プール２０内に貯留されている冷却水の量は、設定されている。
【００２３】
また、原子炉注水システム２おいて、格納容器１０内には、注水プール２０内にある冷却水を、原子炉圧力容器５内に流す配管（以下、注水配管と記す）３０と、注水配管３０内の冷却水を、原子炉圧力容器５内に圧送するポンプ（以下、注水ポンプと記す）３３とを有している。
【００２４】
本実施形態の原子炉注水システム２において、注水ポンプ３３は、蒸気の供給を受けて作動する、いわゆる蒸気駆動型のポンプとして構成されている。注水ポンプ３３は、注水プール２０の底２２より鉛直方向下側に配置されている。注水ポンプ３３は、蒸気により駆動されるタービン３２を備えている。原子炉圧力容器５内において生じた蒸気によりタービン３２が駆動され、当該タービン３２からの機械的動力を受けることにより、注水ポンプ３３は作動して、注水配管３０内にある冷却水を原子炉圧力容器５内に圧送する。注水ポンプ３３を駆動するタービン３２には、非常時に、後述する蒸気供給配管３６から蒸気が供給されて、注水ポンプ３３が作動する。なお、正常時においては、蒸気供給配管３６からタービン３２に蒸気が供給されず、注水ポンプ３３は作動しない。
【００２５】
原子炉注水システム２には、原子炉圧力容器５内において生じた蒸気の一部を、注水ポンプ３３に流す配管（以下、蒸気供給配管と記す）３６を有している。蒸気供給配管３６は、主蒸気配管１４のうち、上述した隔離弁１６より原子炉圧力容器５側から分岐して設けられている。蒸気供給配管３６は、注水ポンプ３３のタービン３２に接続されており、原子炉圧力容器５内において生じた蒸気を、主蒸気配管１４から取り入れて、注水ポンプ３３のタービン３２に供給する。
【００２６】
注水配管３０は、注水プール２０内の冷却水を注水ポンプに流す配管（以下、吸込側注水配管と記す）３０ａと、注水ポンプ３３から吐出された冷却水を原子炉圧力容器５内に流す配管（以下、圧力側注水配管と記す）３０ｃを有している。
【００２７】
吸込側注水配管３０ａは、注水プール２０の底２２に設けられた取入口と、注水ポンプ３３の吸入口とを接続しており、注水プール２０の底２２から取り入れた冷却水を、注水ポンプ３３に吸入させる。圧力側注水配管３０ｃは、注水ポンプ３３の吐出口と、原子炉圧力容器５内の炉心３近傍に設けられた注水口とを接続しており、注水ポンプ３３から吐出された冷却水を、原子炉圧力容器５内に注入する。
【００２８】
吸込側注水配管３０ａは、注水プール２０の底２２より鉛直方向下側において、注水プール２０から注水ポンプ３３に延びている。一方、圧力側注水配管３０ｃは、注水プール２０の底２２より鉛直方向下側を、注水ポンプ３３から原子炉圧力容器５に向けて延びている。圧力側注水配管３０ｃは、上述した圧力容器側壁体１３を貫通し、原子炉圧力容器５の近傍を鉛直方向に延びて、炉心３近傍にある注水口に接続されている。
【００２９】
このように、本実施形態の原子炉注水システム２において、注水ポンプ３３及び注水配管３０（吸込側注水配管３０ａ及び圧力側注水配管３０ｃ）は、格納容器１０内にのみ設けられている。本実施形態において、注水ポンプ３３は、注水プール２０の底２２の鉛直下側に設けられており、吸込側注水配管３０ａは、注水プール２０の底２２から、貯留されている冷却水を注水ポンプ３３に流している。このように注水ポンプ３３及び吸込側注水配管３０ａを配置することで、注水ポンプ３３においてキャビテーションが生じることが抑制される。
【００３０】
また、原子炉注水システム２は、圧力容器内空間５ｃと、上述したウェットウェル２５を連通させることにより、圧力容器内空間５ｃとウェットウェル２５との圧力差を低減させる弁（以下、均圧弁と記す）４０を有している。均圧弁４０は、弁体のノーマル位置が閉位置である、いわゆる常時閉バルブ（normally closed valve）として構成されている。均圧弁４０は、弁体が開位置に操作されて開弁することにより、圧力容器内空間５ｃにある蒸気を、ウェットウェル２５に流す。均圧弁４０を開弁することにより、圧力容器内空間５ｃを減圧すると共に、ウェットウェル２５を加圧することが可能となっている。すなわち、均圧弁４０は、開弁することにより、圧力容器内空間５ｃを減圧し、圧力容器内空間５ｃとウェットウェル２５との圧力差を低減させて、圧力容器内空間５ｃとウェットウェル２５をほぼ同一の圧力にすることができる。均圧弁４０の開弁は、図示しない制御装置により制御される。
【００３１】
制御装置は、原子炉圧力容器５内の冷却水の水位を検出可能に構成されている。また、制御装置は、隔離弁１６及び均圧弁４０の開弁と閉弁とを制御可能に構成されている。加えて、制御装置は、注水ポンプ３３の作動／非作動を制御可能に構成されている。
【００３２】
以上のように構成された原子炉注水システム２において、原子炉圧力容器５内の水位が、所定値以下に低下すると、制御装置が、隔離弁１６を閉弁させると共に、注水ポンプ３３を作動させる。隔離弁１６の閉弁により、原子炉圧力容器５内の蒸気は、主蒸気配管１４から蒸気供給配管３６を通って注水ポンプ３３に向けて供給され、当該注水ポンプ３３のタービン３２を駆動する。これにより、注水ポンプ３３は、作動して、注水プール２０内に貯留されている冷却水を、吸込側注水配管３０ａから取り入れて、圧力側注水配管３０ｃを通して原子炉圧力容器５内に高い圧力で圧送する。なお、この場合、均圧弁４０は、閉弁したままで良い。
【００３３】
このようにして、原子炉注水システム２は、圧力容器内空間５ｃの圧力が高い場合であっても、電力を要することなく、注水ポンプ３３により、注水プール２０内の冷却水を原子炉圧力容器５内に注入する、いわゆる動的注水を行うことができる。なお、動的注水を行う場合であって、圧力容器内空間５ｃの圧力が特に高い場合には、均圧弁４０を開弁するものとしても良い。
【００３４】
ところで、原子炉圧力容器５内の水位低下が、冷却水喪失事故（ＬＯＣＡ：loss of coolant accident）等の場合、原子炉圧力容器５内は、徐々に減圧され、蒸気駆動型の注水ポンプ３３は、徐々にその駆動動力を失うことになる。
【００３５】
この場合、原子炉注水システム２は、制御装置が均圧弁４０を開弁させて、圧力容器内空間５ｃとウェットウェル２５との圧力差を低減してほぼ同一にする。注水プール２０が炉心３より高い水位まで冷却水を貯留している場合、注水プール２０内の冷却水を、重力の作用により、吸込側注水配管３０ａ、注水ポンプ３３、及び圧力側注水配管３０ｃを通して、原子炉圧力容器５内に流す、いわゆる静的注水を行うことができる。この静的注水は、原子炉圧力容器５内の水位と注水プール２０内の水位との間で水頭（ヘッド）差がなくなるまで継続することができる。
【００３６】
このように、本実施形態の原子炉注水システム２においては、原子炉圧力容器５内に注水するための注水設備、すなわち、注水プール２０、注水配管３０（吸込側注水配管３０ａ及び圧力側注水配管３０ｃ）、及び注水ポンプ３３、及び均圧弁４０が、全て格納容器１０内に設けられている。このため、注水設備の一部、例えば、注水配管３０が格納容器１０を貫通して設けられることがなく、格納容器１０や配管が破損するリスクを低下させることができる。本実施形態の原子炉注水システム２は、格納容器１０内に設けられた、注水プール２０、注水配管３０、注水ポンプ３３、及び均圧弁４０という比較的簡素な構成で、原子炉圧力容器５に動的注水及び静的注水を行うことができる。
【００３７】
以上に説明したように本実施形態の原子炉注水システム２は、原子炉圧力容器５を格納する格納容器１０内に設けられ、原子炉圧力容器５内に配設された炉心３に比べて鉛直方向上側の水位まで冷却水を貯留可能に構成された注水プール２０と、全てが格納容器１０内に設けられ、注水プール２０内にある冷却水を原子炉圧力容器５内に流す注水配管３０とを有している。原子炉注水システム２は、さらに、開弁することにより、注水プール２０に貯留された冷却水が面している空間であるウェットウェル２５と、原子炉圧力容器５内の空間である圧力容器内空間５ｃとを連通させて、圧力容器内空間５ｃとウェットウェル２５との圧力差を低減させる弁である均圧弁４０とを備えるものとした。
【００３８】
原子炉注水システム２は、原子炉圧力容器５内の圧力が高い場合であっても、注水ポンプ３３により、注水プール２０内に貯留されている冷却水を原子炉圧力容器５内に注入する、いわゆる動的注水を行うことができる。一方、注水ポンプ３３が作動しない場合であっても、均圧弁４０を開弁させることで、注水プール２０内に貯留されている冷却水を、重力の作用により、注水配管３０及びその途中にある注水ポンプ３３を通して、原子炉圧力容器５内に流す、いわゆる静的注水を行うことができる。注水ポンプ３３及び注水配管３０は、格納容器１０内に設けられているため、格納容器１０を貫通する構造物を設けることを抑制しつつ、原子炉圧力容器５内に動的注水及び静的注水を行うことが可能となる。
【００３９】
また、本実施形態の原子炉注水システム２において、注水ポンプ３３は、原子炉圧力容器５内において生じた蒸気の供給を受けて作動して冷却水を圧送する蒸気駆動型のポンプであるものとした。原子炉圧力容器５内において生じる蒸気を、駆動動力として注水ポンプ３３を作動させて、動的注水を行うことができる。注水ポンプ３３を作動させるための動力を、格納容器１０内で確保することができ、動的注水を行うために格納容器１０を貫通する構造物を設けることを抑制することができる。
【００４０】
また、本実施形態の原子炉注水システム２は、原子炉圧力容器５内において生じた蒸気を、格納容器１０を貫通して、当該格納容器１０外に流す配管である主蒸気配管１４と、主蒸気配管１４に設けられ、閉弁することにより、原子炉圧力容器５内からの蒸気が格納容器１０外に流出するのを防止する隔離弁１６とを有している。さらに、原子炉注水システム２は、主蒸気配管１４のうち隔離弁１６より原子炉圧力容器５側から分岐して設けられており、原子炉圧力容器５内において生じた蒸気を注水ポンプ３３に流す蒸気供給配管３６を備えるものとした。隔離弁１６を閉弁させることにより、原子炉圧力容器５内において生じた蒸気を、比較的高い圧力で注水ポンプ３３に供給することができる。
【００４１】
また、本実施形態の原子炉注水システム２において、注水ポンプ３３は、注水プール２０の底２２より鉛直方向下側に配置されている。すなわち、注水プール２０は、注水ポンプ３３の鉛直方向上側に配置されている。注水配管３０は、注水プール２０の底２２から注水ポンプ３３に延びている吸込側注水配管３０ａと、注水ポンプ３３から原子炉圧力容器５に延びている圧力側注水配管３０ｃとを有するものとした。このように配置することにより、注水ポンプ３３においてキャビテーションが生じることを抑制しつつ、原子炉圧力容器５内に冷却水を圧送することができる。
【００４２】
また、本実施形態の原子炉注水システム２においては、注水ポンプ３３が作動していない場合、注水プール２０内に貯留されている冷却水を、重力の作用により、注水ポンプ３３及び注水配管３０（吸込側注水配管３０ａ及び圧力側注水配管３０ｃ）を通して、原子炉圧力容器５内に流すものとした。注水ポンプ３３が作動していない場合には、上述した動的注水に用いられる注水ポンプ３３及び注水配管３０を、重力の作用による静的注水に用いることができる。動的注水に用いる管路と、静的注水に用いる管路を共用化することができる。
【００４３】
なお、本実施形態において、注水プール２０は、ドライウェル１５の圧力を抑制する、いわゆる圧力抑制プールとして構成されているものとしたが、本発明に係る注水プールの態様は、これに限定されるものではない。注水プールは、原子炉圧力容器内の炉心に比べて鉛直方向上側の水位まで冷却水を貯留可能に構成されたものであれば良い。以下に、その一例について説明する。
【００４４】
〔第２の実施形態〕
第２の実施形態の原子炉注水システム及び原子力設備の構成について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態の原子炉注水システム及び原子力設備の構成を模式的に示す断面立面図である。本実施形態は、注水プールが、開放型のプールである点で、第１の実施形態と異なっている。なお、第１の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
本実施形態の原子力設備１Ｂにおいて、注水プール２０Ｂは、圧力容器側壁体１３と格納容器１０の側壁１０ａとの間に形成されており、炉心３を冷却する冷却水として原子炉圧力容器５内に注入される冷却水が、所定の水位まで貯留されている。通常運転時において、注水プール２０Ｂ内には、炉心３に比べて高い水位となるように、冷却水が貯留されている。注水プール２０Ｂ内に貯留される冷却水の量は、圧力容器内空間５ｃと格納容器１０内の空間（以下、格納容器内空間と記す）１５Ｂで圧力差がない場合に、炉心３が完全に冠水するように設定されている。
【００４６】
注水プール２０Ｂは、貯留されている冷却水の水面が、直接に格納容器内空間１５Ｂに面している、いわゆる開放型プールとして構成されている。本実施形態の原子炉注水システム２Ｂには、圧力容器内空間５ｃと、注水プールに貯留された冷却水が面している空間である格納容器内空間１５Ｂとを連通させることにより、圧力容器内空間５ｃと格納容器内空間１５Ｂとの圧力差を低減させる均圧弁４０Ｂが設けられている。
【００４７】
均圧弁４０Ｂは、上述した第１の実施形態の均圧弁４０とほぼ同様に構成されており、開弁することにより、圧力容器内空間５ｃにある蒸気を、格納容器内空間１５Ｂに流す。均圧弁４０Ｂを開弁することにより、圧力容器内空間５ｃを減圧することが可能となっている。すなわち、均圧弁４０Ｂは、開弁することにより、圧力容器内空間５ｃを減圧し、注水プール２０Ｂに貯留された冷却水が面している格納容器内空間１５Ｂとの圧力差を低減させて、圧力容器内空間５ｃと格納容器内空間１５Ｂを略同一の圧力にすることができる。均圧弁４０Ｂ及び隔離弁１６は、図示しない制御装置により制御される。
【００４８】
本実施形態の原子炉注水システム２Ｂにおいても、注水ポンプ３３により、注水プール２０Ｂ内に貯留されている冷却水を原子炉圧力容器５内に注入する動的注水を行うことができる。一方、注水ポンプ３３が作動していない場合には、均圧弁４０Ｂを開弁させることで、注水プール２０Ｂ内に貯留されている冷却水を、重力の作用により、注水配管３０及びその途中にある注水ポンプ３３を通して、原子炉圧力容器５内に流す静的注水を行うことができる。注水ポンプ３３及び注水配管３０は、格納容器１０内に設けられているため、格納容器１０を貫通する構造物を設けることを抑制しつつ、原子炉圧力容器５内に動的注水及び静的注水を行うことができる。
【００４９】
〔他の実施形態〕
なお、上述した各実施形態において、注水ポンプ３３及び吸入側注水配管３０ａは、注水プール２０の底２２の鉛直下側に設けられているものとしたが、本発明に係る注水ポンプ及び注水配管は、この態様に限定されるものではない。注水ポンプ及び注水配管は、格納容器内に設けられ、注水プール内に貯留されている冷却水を、原子炉圧力容器内に圧送することが可能であり、且つ重力の作用により、原子炉圧力容器内に流すことが可能であれば良い。例えば、注水ポンプは、原子炉圧力容器と注水プールとの間に配置されるものとしても良い。
【００５０】
また、上述した各実施形態において、注水ポンプ３３は、蒸気の供給をタービン３２が受けることにより作動する蒸気駆動型のポンプであるものとしたが、本発明に係る注水ポンプは、この形態に限定されるものではない。注水ポンプは、例えば、電力の供給を受けて作動する電気駆動型のポンプであるものとしても良い。なお、電気駆動型のポンプとしては、格納容器１０外の外部電源から電力の供給を受けるものや、格納容器１０内に設けられたバッテリーから電力の供給を受けるバッテリー駆動ポンプ等を用いることができる。また、格納容器内に設ける注水ポンプとして、蒸気駆動型のポンプと電気駆動型のポンプとを併用することも好適である。
【００５１】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明と均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５２】
１，１Ｂ  原子力設備
２，２Ｂ  原子炉注水システム
３  炉心
５  原子炉圧力容器
５ａ  原子炉圧力容器の頂点
５ｃ  原子炉圧力容器内の空間（圧力容器内空間）
１０  格納容器
１０ａ  格納容器の側壁
１１  格納容器の底
１２  給水配管
１３  圧力容器側壁体
１４  主蒸気配管
１５  ドライウェル
１５Ｂ  格納容器内空間
１６  隔離弁
２０  注水プール（圧力抑制プール）
２０Ｂ  注水プール（開放型プール）
２２  注水プールの底
２５  ウェットウェル
２７  ベント管
３０  注水配管
３０ａ  吸込側注水配管
３０ｃ  圧力側注水配管
３３  注水ポンプ（蒸気駆動型ポンプ）
３６  蒸気供給配管
４０，４０Ｂ  均圧弁
【図１】
2014190968.tif 000003
【図２】
2014190968.tif 000004