(57)【要約】【課題】無電源状態においても、圧力容器内への注水機能を継続可能な圧力容器内への流体注入システムを提供する。【解決手段】蓄水タンク５内での液面が低下して、圧力タップ１２，１３間に掛かる水頭差が大きくなると、当該水頭差の変動を駆動力として均圧弁９を閉じるとともに給水弁１０を開くことで、水プール４内の流体を、給水流路８を通じて蓄水タンク５に供給し、蓄水タンク５内での液面が上昇して、圧力タップ１２，１３間に掛かる水頭差が小さくなると、当該水頭差の変動を駆動力として給水弁１０を閉じるとともに均圧弁９を開くことで、蓄水タンク５内の流体を、注水流路７を通じて圧力容器１に供給する注水制御機構１４を備える。【選択図】図２
2018031596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器内の炉心高さより上方に備えられた流体タンクと、
前記圧力容器の外側に備えられた流体プールと、
前記圧力容器内の気相部と前記流体タンク内の気相部とを接続し、第一の弁を備えた第一流路と、
前記流体タンク内の液相部と前記圧力容器とを接続し、前記流体タンクから前記圧力容器への流体の流れを順方向とする逆止弁を備えた第二流路と、
前記流体タンクと前記流体プール内の液面下とを接続し、第二の弁を備えた第三流路と、
前記流体タンク内の異なる高さ方向位置に少なくとも二つ備えられる圧力タップ流路と、
当該二つの圧力タップ流路間の水頭差に基づいて、前記第二の弁を開くときには前記第一の弁を閉じた後に前記第二の弁を開くように、前記第一の弁を開くときには前記第二の弁を閉じた後に前記第一の弁を開くように、前記第一の弁及び前記第二の弁の開閉を制御する注入制御機構と、を備えることを特徴とする、圧力容器内への流体注入システム。
【請求項２】
圧力容器内の炉心高さより上方に備えられた流体タンクと、
前記圧力容器の外側に備えられた流体プールと、
前記圧力容器内の気相部と前記流体タンク内の気相部とを接続し、第一の弁を備えた第一流路と、
前記流体タンク内の液相部と前記圧力容器とを接続し、前記流体タンクから前記圧力容器への流体の流れを順方向とする逆止弁を備えた第二流路と、
前記流体タンクと前記流体プールとを接続し、第二の弁を備えた第三気相流路と、
前記流体タンクと前記流体プール内の液面下とを接続し、前記流体タンクから前記流体タンクへの流体の流れを順方向とする逆止弁を備えた第三液相流路と、
前記流体タンク内の異なる高さ方向位置に少なくとも二つ備えられる圧力タップ流路と、
当該二つの圧力タップ流路間の水頭差に基づいて、前記第二の弁を開くときには前記第一の弁を閉じた後に前記第二の弁を開くように、前記第一の弁を開くときには前記第二の弁を閉じた後に前記第一の弁を開くように、前記第一の弁及び前記第二の弁の開閉を制御する注入制御機構と、を備えることを特徴とする、圧力容器内への流体注入システム。
【請求項３】
前記注入制御機構は、
前記第一の弁が開いた結果、前記流体タンクから前記圧力容器への流体の供給が行われ、前記流体タンク内での液面が低下することにより、前記二つの圧力タップ流路間に掛かる水頭差が大きくなると、当該水頭差の変動を駆動力として前記第一の弁を閉じた後に前記第二の弁を開くことで、前記流体プール内の流体を前記流体タンクに供給し、
前記第二の弁が開いた結果、前記流体プールから前記流体タンクへの流体の供給が行われ、前記流体タンク内での液面が上昇することにより、前記二つの圧力タップ流路間に掛かる水頭差が小さくなると、当該水頭差の変動を駆動力として前記第二の弁を閉じた後に前記第一の弁を開くことで、前記流体タンク内の流体を、前記第二流路を通じて前記圧力容器に供給することを特徴とする、請求項１又は２に記載の圧力容器内への流体注入システム。
【請求項４】
前記注入制御機構は、
二本のシリンダと、
前記二本のシリンダの内部をそれぞれ摺動可能に備えられたピストンと、
前記それぞれのピストンに接続され、前記ピストンの摺動に連動して前記第一の弁の弁軸及び前記第二の弁の弁軸をそれぞれ回転させることで前記第一の弁及び前記第二の弁の開閉を行う回転機構と、
前記ピストンに接続された駆動棒が前記ピストンの摺動に連動して駆動することで、前記回転機構の回転ロックを解除して前記回転機構による弁軸の回転が開始され、前記第一の弁及び前記第二の弁の開閉が開始されるように構成されたラチェットリンク機構と、を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の圧力容器内への流体注入システム。
【請求項５】
前記注入制御機構において、前記ピストンには弾性体が取り付けられ、
前記第一の弁及び前記第二の弁のうちの一方の弁を閉じる際、前記弾性体の復元力を利用して前記ピストンを摺動させて他方の弁の弁軸を回転させることで、当該他方の弁を開くことを特徴とする、請求項４に記載の圧力容器内への流体注入システム。
【請求項６】
前記流体タンクは、前記二つの圧力タップ流路よりも高い位置に、別の圧力タップ流路を備え、
前記注入制御機構は、前記注入制御機構に備えられたシリンダ、ピストン及びラチェットリンク機構とは異なる、別のシリンダ、ピストン及びラチェットリンク機構を備え、当該別のピストンは、前記流体タンクに備えられた最も上側の圧力タップ流路と、前記流体タンクに備えられた最も下側の圧力タップ流路とに掛かる水頭差によって前記別のシリンダ内を摺動し、
前記別のラチェットリンク機構は、前記流体タンク内の水位が前記第二の弁を開く水位に低下するまでは、前記第一の弁の開状態を保持することを特徴とする、請求項４に記載の圧力容器内への流体注入システム。
【請求項７】
前記注入制御機構は、
二本のシリンダと、
前記二本のシリンダの内部にそれぞれ固定されたダイアフラムと、
前記それぞれのダイアフラムに接続され、前記ダイアフラムの変形に連動して前記第一の弁の弁軸及び前記第二の弁の弁軸をそれぞれ回転させることで前記第一の弁及び前記第二の弁の開閉を行う回転機構と、
前記ダイアフラムに接続された駆動棒が前記ダイアフラムの変形に連動して駆動することで、前記回転機構の回転ロックを解除して前記回転機構による弁軸の回転が開始され、前記第一の弁及び前記第二の弁の開閉が開始されるように構成されたラチェットリンク機構と、を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の圧力容器内への流体注入システム。
【請求項８】
圧力容器内の炉心高さより上方に備えられた流体タンクと、
前記圧力容器の外側であって、かつ、前記圧力容器内の炉心高さより下方に備えられた流体プールと、
前記圧力容器内の気相部と前記流体タンク内の気相部とを接続し、第一の弁を備えた第一流路と、
前記流体タンク内の液相部と前記圧力容器とを接続し、前記流体タンクから前記圧力容器への流体の流れを順方向とする逆止弁を備えた第二流路と、
前記流体タンクと前記流体プール内の液面下とを接続し、第二の弁を備えた第三流路と、
前記流体プールの水位よりも下方に水位が位置するように配置された補助タンクと、
前記圧力容器内の気相部と前記補助タンク内とを接続し、第三の弁を備えた第四流路と、
前記補助タンクと前記流体プールの水面下とを接続し、第四の弁を備えた第五流路と、
前記補助タンク内の液相部と前記流体タンク内とを接続し、前記補助タンクから前記流体タンクへの流れを順方向とする逆止弁を備えた第六流路と、
前記流体タンク内の異なる高さ方向位置に少なくとも二つ備えられる圧力タップ流路と、
当該二つの圧力タップ流路間の水頭差に基づいて、前記第二の弁及び前記第三の弁を開くときには前記第一の弁及び前記第四の弁を閉じた後に前記第二の弁及び前記第三の弁を開くように、前記第一の弁及び前記第四の弁を開くときには前記第二の弁及び前記第三の弁を閉じた後に前記第一の弁及び前記第四の弁を開くように、前記第一の弁、前記第二の弁、前記第三の弁及び前記第四の弁の開閉を制御する注入制御機構と、を備えることを特徴とする、圧力容器内への流体注入システム。
【請求項９】
圧力容器内の炉心高さより上方に備えられた流体タンクと、
前記圧力容器の外側であって、かつ、前記圧力容器内の炉心高さより下方に備えられた流体プールと、
前記圧力容器内の気相部と前記流体タンク内の気相部とを接続し、第一の弁を備えた第一流路と、
前記流体タンク内の液相部と前記圧力容器とを接続し、前記流体タンクから前記圧力容器への流体の流れを順方向とする逆止弁を備えた第二流路と、
前記流体タンクと前記流体プール内の液面下とを接続し、第二の弁を備えた第三気相流路と、
前記流体プールの水位よりも下方に水位が位置するように配置された補助タンクと、
前記圧力容器内の気相部と前記補助タンク内とを接続し、第三の弁を備えた第四流路と、
前記補助タンクの気相部と前記流体プールとを接続し、第四の弁を備えた第五気相流路と、
前記補助タンクと前記流体プールの水面下とを接続し、前記流体プールから前記補助タンクへの流体の流れを順方向とする逆止弁を備えた第五液相流路と、
前記補助タンク内の液相部と前記流体タンク内とを接続し、前記補助タンクから前記流体タンクへの流れを順方向とする逆止弁を備えた第六流路と、
前記流体タンク内の異なる高さ方向位置に少なくとも二つ備えられる圧力タップ流路と、
当該二つの圧力タップ流路間の水頭差に基づいて、前記第二の弁及び前記第三の弁を開くときには前記第一の弁及び前記第四の弁を閉じた後に前記第二の弁及び前記第三の弁を開くように、前記第一の弁及び前記第四の弁を開くときには前記第二の弁及び前記第三の弁を閉じた後に前記第一の弁及び前記第四の弁を開くように、前記第一の弁、前記第二の弁、前記第三の弁及び前記第四の弁の開閉を制御する注入制御機構と、を備えることを特徴とする、圧力容器内への流体注入システム。
【請求項１０】
前記注入制御機構は、
前記第一の弁及び前記第四の弁が開いた結果、前記流体タンクから前記圧力容器への流体の供給が行われ、前記流体タンク内での液面が低下することにより、前記二つの圧力タップ流路間に掛かる水頭差が大きくなると、当該水頭差の変動を駆動力として前記第一の弁及び前記第四の弁を閉じた後に前記第二の弁及び前記第三の弁を開くことで、前記補助タンク内の流体を、前記第六流路を通じて前記流体タンクに供給し、
前記第二の弁及び前記第三の弁が開いた結果、前記流体プールから前記流体タンクへの流体の供給が行われ、前記流体タンク内での液面が上昇することにより、前記二つの圧力タップ流路間に掛かる水頭差が小さくなると、当該水頭差の変動を駆動力として前記第二の弁及び前記第三の弁を閉じた後に前記第一の弁及び前記第四の弁を開くことで、前記流体タンク内の流体を、前記第二流路を通じて前記圧力容器に供給するとともに、前記流体プールの内部の流体を前記補助タンクに供給することを特徴とする、請求項８又は９に記載の圧力容器内への流体注入システム。
【請求項１１】
前記注入制御機構は、
二本のシリンダと、
前記二本のシリンダの内部をそれぞれ摺動可能に備えられたピストンと、
前記それぞれのピストンに接続され、前記ピストンの摺動に連動して前記第一の弁の弁軸及び当該弁軸と連動して回転する前記第四の弁の弁軸、並びに、前記第二の弁の弁軸及び当該弁軸と連動して回転する前記第三の弁の弁軸をそれぞれ回転させることで、前記第一の弁、前記第二の弁、前記第三の弁及び前記第四の弁の開閉を行う回転機構と、
前記ピストンに接続された駆動棒が前記ピストンの駆動に連動して駆動することで、前記回転機構の回転ロックを解除して前記回転機構による弁軸の回転が開始され、前記第一の弁及び前記第四の弁、並びに、前記第二の弁及び前記第三の弁の各組み合わせの弁の開閉が開始されるように構成されたラチェットリンク機構と、を備えることを特徴とする、請求項８又は９に記載の圧力容器内への流体注入システム。
【請求項１２】
前記注入制御機構において、前記ピストンには弾性体が取り付けられ、
前記第一の弁及び前記第四の弁、並びに、前記第二の弁及び前記第三の弁のうちのいずれか一方の組み合わせの弁を閉じる際、前記弾性体の復元力を利用して前記ピストンを摺動させて他方の組み合わせの弁の弁軸を回転させることで、当該他方の組み合わせの弁を開くことを特徴とする、請求項１１に記載の圧力容器内への流体注入システム。
【請求項１３】
前記流体タンクは、前記二つの圧力タップ流路よりも高い位置に、別の圧力タップ流路を備え、
前記注入制御機構は、前記注入制御機構に備えられたシリンダ、ピストン及びラチェットリンク機構とは異なる、別のシリンダ、ピストン及びラチェットリンク機構を備え、当該別のピストンは、前記流体タンクに備えられた最も上側の圧力タップ流路と、前記流体タンクに備えられた最も下側の圧力タップ流路とに掛かる水頭差によって前記別のシリンダ内を摺動し、
前記別のラチェットリンク機構は、前記流体タンク内の水位が前記第二の弁及び前記第三の弁を開く水位に低下するまでは、前記第一の弁及び前記第四の弁の開状態を保持することを特徴とする、請求項１１に記載の圧力容器内への流体注入システム。
【請求項１４】
前記注入制御機構は、
二本のシリンダと、
前記二本のシリンダの内部にそれぞれ固定されたダイアフラムと、
前記それぞれのダイアフラムに接続され、前記ダイアフラムの変形に連動して前記第一の弁の弁軸及び当該弁軸と連動して回転する前記第四の弁の弁軸、並びに、前記第二の弁の弁軸及び当該弁軸と連動して回転する前記第三の弁の弁軸をそれぞれ回転させることで前記第一の弁、前記第二の弁、前記第三の弁及び前記第四の弁の開閉を行う回転機構と、
前記ダイアフラムに接続された駆動棒が前記ダイアフラムの変形に連動して駆動することで、前記回転機構の回転ロックを解除して前記回転機構による弁軸の回転が開始され、前記第一の弁及び前記第四の弁、並びに、前記第二の弁及び前記第三の弁の組み合わせの弁の開閉が開始されるように構成されたラチェットリンク機構と、を備えることを特徴とする、請求項８又は９に記載の圧力容器内への流体注入システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部電源や非常用電源等が失われたときでも炉心の冷却を維持し、炉心溶融等のシビアアクシデントを防止するための圧力容器内への流体注入システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉は、核燃料ペレットを封止した燃料棒と、燃料棒を束ねた燃料集合体を装荷する炉心と、炉心を内包する原子炉圧力容器（圧力容器）と、さらに圧力容器を気密構造で格納する格納容器とを備える。炉心で発生した蒸気は、圧力容器から主蒸気隔離弁を備える主蒸気管を通ってタービンに送られ、タービンを回した後、復水器で凝縮されて復水貯蔵タンクに貯められる。復水貯蔵タンクの水は、給水ポンプによって圧力容器内に給水される。格納容器内には、主蒸気管破断時等に漏洩した蒸気を、ベント管を通してプール水中で凝縮させて格納容器内の圧力を下げる圧力抑制プールが設けられる。
【０００３】
原子炉には、自然災害や事故による原子炉の緊急停止後に崩壊熱を除去して安全に炉心を冷却するための非常用炉心冷却系が備えられる。具体的には、定格運転時の圧力以上の高圧条件では、圧力容器内に復水貯蔵タンクの復水をポンプ注水できる高圧注水系が備えられる。
【０００４】
高圧給水系は、外部電源が失われてもディーゼル発電機等の非常用電源で駆動される。しかし、津波等で非常用電源も失われ高圧注水系が機能しない場合に対応すべく、復水貯蔵タンクや圧力抑制プールを水源として、原子炉で発生した蒸気でタービン駆動ポンプを回して圧力容器内に冷却水を注水する原子炉隔離時冷却装置が設けられる。高圧注水系や原子炉隔離時冷却装置は、圧力容器内の水位を維持するため、水位の計測、ポンプの運転制御や弁の開閉、及び開度の制御が行われる。
【０００５】
ポンプやタービン等の回転機による動的な注水装置に対して、単純な構造で圧力容器内に注水できる静的な注水装置として、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、圧力容器と、前記圧力容器内に流体の出口と流体の入口とを有する一連の流路と、前記流路の途中で前記前記流体の出口以上の高さに蓄えられた注入流体と、前記注入流体が蓄えられた前記流路部分よりも前記流体の出口側と前記流体の入口側との両側で前記流路に設けた弁とからなる流体の注入装置において、前記流入流体が蓄えられた前記流路部分内への流体の注入手段を途中に弁を介して連通した圧力容器内への流体注入装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−１３６０９７号公報（特許第２０３６４３９号に対応する公開特許公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の技術では、外部電源や非常用電源が失われた場合においても、水位計測の計装機能及び弁の制御電源が確保されていれば、圧力容器への冷却水の注水を維持することができる。この場合、圧力容器と蓄水タンク（特許文献１の請求項３等を参照）との間の均圧弁、及び、蓄水タンクと水プール（特許文献１の請求項５等を参照）との間の給水弁の双方について、連係した開閉操作が行われる。具体的には、蓄水タンク内に冷却水が充填され後、給水弁が閉じられ、均圧弁が開けられる。これにより、圧力容器内に注水が行われる。そして、蓄水タンクの冷却水が不足すると、均圧弁が閉じられ、給水弁が開けられる。これにより、水プールからの水の補給が行われる。
【０００８】
このとき、蓄水タンクへの給水中、蓄水タンクの満水前に均圧弁が開くと、高圧の圧力容器内蒸気が給水弁から水プールに流れるため、蓄水タンクへの給水が行われないことになる。そこで、蓄水タンクが満水になって給水弁が閉まるまでは、均圧弁を閉じておくことが好ましい。また、蓄水タンクから圧力容器内への注水中、蓄水タンクの水を使い切る前に給水弁が開かれると、圧力容器内の蒸気が給水弁を通じて水プールに流れることになる。その結果、蓄水タンクの圧力が低下し、注水が停止してしまう。そこで、注水が完了するまでは、給水弁は閉状態を保つことが好ましい
【０００９】
しかし、計装電源が失われた場合、蓄水タンクの水位計測手段が無くなり、給水の制御ができなくなる。また、弁の制御電源が失われた場合、圧力容器と蓄水タンクとの間に備えられた均圧弁、及び、蓄水タンクと水プールとの間の給水弁の双方についての連係した開閉操作ができなくなる。そのため、圧力容器内への注水機能を維持することができない。
【００１０】
これに対して、重力落下式の注水方式の蓄水タンク内の水位計測や、水位計測値によって決定される弁操作を、無電源であっても受動的、自動的に制御できれば、圧力容器内への注水機能が継続され、原子炉の炉心冷却が継続して行われる。そして、これにより、原子炉のさらなる安全性が確保される。
【００１１】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、原子炉の外部電源や非常用電源、計装電源、制御電源等の全ての電源を喪失した無電源状態においても、圧力容器内への注水機能を継続可能な圧力容器内への流体注入システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは前記課題を解決する解決するべく鋭意検討を行った結果、以下の知見を見出した。即ち、本発明の要旨は、圧力容器内の炉心高さより上方に備えられた流体タンクと、前記圧力容器の外側に備えられた流体プールと、前記圧力容器内の気相部と前記流体タンク内の気相部とを接続し、第一の弁を備えた第一流路と、前記流体タンク内の液相部と前記圧力容器とを接続し、前記流体タンクから前記圧力容器への流体の流れを順方向とする逆止弁を備えた第二流路と、前記流体タンクと前記流体プール内の液面下とを接続し、第二の弁を備えた第三流路と、前記流体タンク内の異なる高さ方向位置に少なくとも二つ備えられる圧力タップ流路と、当該二つの圧力タップ流路間の水頭差に基づいて、前記第二の弁を開くときには前記第一の弁を閉じた後に前記第二の弁を開くように、前記第一の弁を開くときには前記第二の弁を閉じた後に前記第一の弁を開くように、前記第一の弁及び前記第二の弁の開閉を制御する注入制御機構と、を備えることを特徴とする、圧力容器内への流体注入システムに関する。その他の解決手段は発明を実施するための形態において後記する。
【発明の効果】
【００１３】
原子炉の外部電源や非常用電源、計装電源、制御電源等の全ての電源を喪失した無電源状態においても、圧力容器内への注水機能を継続可能な圧力容器内への流体注入システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一実施形態に係る圧力容器内への注水制御機構を備えた原子炉設備の内部構造を示す図である。
【図２】第一実施形態に係る圧力容器内への注水制御機構の内部構造を示す図である。
【図３】第一実施形態に係る圧力容器内への注水制御機構の作動原理を説明する図であり、圧力容器内に注水が行われているときの様子を示す図である。
【図４】第一実施形態に係る圧力容器内への注水制御機構の作動原理を説明する図であり、圧力容器内に注水が行われ続け、蓄水タンク内の水が無くなりそうなときの様子を示す図である。
【図５】第一実施形態に係る圧力容器内への注水制御機構の作動原理を説明する図であり、蓄水タンク内の水が無くなりそうなときに水プール内の水を蓄水タンクに供給しているときの様子を示す図である。
【図６】第一実施形態に係る圧力容器内への注水制御機構の作動原理を説明する図であり、水プール内の水が供給され続けて蓄水タンク内の水量が回復しつつあるときの様子を示す図である。
【図７】第一実施形態に係る圧力容器内への注水制御機構の作動原理を説明する図であり、蓄水タンク内の水量が回復した後に再度圧力容器内に注水が行われているときの様子を示す図である。
【図８】第二実施形態に係る圧力容器内への注水制御機構の作動原理を説明する図である。
【図９】第三実施形態に係る圧力容器内への注水制御機構を備えた原子炉設備の内部構造を示す図である。
【図１０】第四実施形態に係る圧力容器内への注水制御機構を備えた原子炉設備の内部構造を示す図である。
【図１１】第四実施形態に係る圧力容器内への注水制御機構の作動原理を説明する図であり、圧力容器内に注水が行われているときの様子を示す図である。
【図１２】第四実施形態に係る圧力容器内への注水制御機構の作動原理を説明する図であり、圧力容器内に注水が行われた結果蓄水タンク内の水が無くなりそうな場合において、給水タンク内の水が蓄水タンクに供給されている様子を示す図である。
【図１３】第四実施形態に係る圧力容器内への注水制御機構の作動原理を説明する図であり、給水タンクからの給水により蓄水タンクの水位が回復したときの様子を示す図である。
【図１４】第五実施形態に係る圧力容器内への注水制御機構を構成するシリンダの内部構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を適宜参照しながら、本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明する。なお、各図はいずれも模式的なものであり、図示の構成は、本発明の要旨を損なわない範囲で、実際の構成から適宜図示の省略や簡略化して示すことがある。
【００１６】
［１．第一実施形態］
図１は、第一実施形態に係る、圧力容器１内への注水制御機構１４を備えた原子炉設備の縦端面図である。この原子炉設備は、沸騰水型原子炉である。以下、「圧力容器１内への注水制御機構１４」のことを「注水制御機構１４」と略記することがある。図１において、核燃料集合体（図示しない）が装架された炉心２が、圧力容器１内に設置（内包）されている。この炉心２は、圧力容器１の内部において水中に配置（水位１ａの下に配置）されている。圧力容器１の上部には、炉心２で発生した蒸気を蒸気タービンに供給する主蒸気管（図示しない）が取り付けられている。また、圧力容器１の上部には、主蒸気管を通じて取り出された蒸気に相当する水を給水する給水管（図示しない）が取り付けられている。
【００１７】
圧力容器１の外部には、圧力容器１を内包するように格納容器３が設けられている。また、炉心２の高さより上方の格納容器３内に、水プール４が設けられている。この水プール４には、水面４ａがある程度一定の高さになるように、必要に応じて外部から水が供給される。図１の例では、低圧の水プール４は、主蒸気管の破断事故等で格納容器３内に放出された蒸気がベント管１８によってプール内の冷却水中に導かれ、蒸気が凝縮することによって格納容器３内の圧力を下げる圧力抑制プールを兼ねている。ただし、水プール４として、単体で冷却水の貯水機能のみを有する格納容器３の内外のプールが用いられてもよい。
【００１８】
図１に示す例では、圧力容器１内の水面１ａよりも上方に水プール４が設けられる。また、圧力容器１の水面１ａよりも上方で、かつ、水プール４の水面４ａよりも下方の高さに、蓄水タンク５が設けられる。この蓄水タンク５では、水プール４からの水が供給されることで水面５ａが上昇し、また、圧力容器１に水が供給されることで水面５ａが低下する。以下、これらの「水面」のことを「水位」と言い換えることがある。
【００１９】
圧力容器１の内部の上方空間は、起動弁１７及び均圧弁９を介して、均圧流路６で蓄水タンク５内部の上方空間と連通される。また、蓄水タンク５の内部の下方と圧力容器１の内部とが、蓄水タンク５から圧力容器１の方向を順方向とする逆止弁１１を介して、注水流路７で連通される。さらに、水プール４と蓄水タンク５の内部上方の空間とが、給水弁１０を介して、比較的流路断面積の大きい給水流路８によって連通される。ここで、給水流路８の流路断面積は、蓄水タンク５から水プール４に向けて蒸気が流れると同時に、水プール４から蓄水タンク５に向けて冷却水が流れた場合にも、気液対向流制限（ＣＣＦＬ）現象で蓄水タンク５への冷却水の給水が妨げられないように設定されるものとする。均圧弁９及び給水弁１０の型式は、ボール弁、ゲート弁、バタフライ弁等の開閉型であり、これらの弁を開閉するための弁駆動軸１５，１６が後記する注水制御機構１４に接続されている。
【００２０】
蓄水タンク５の内部には、その上方の予め設定した満水水位の高さに、圧力タップ流路１２が連通している。即ち、圧力タップ流路１２の一端が蓄水タンク５に接続される。そして、この圧力タップ流路１２には、後記する注水制御機構１４の駆動時に水が充填される。また、蓄水タンク５の内部下方の予め設定した補給水水位の高さには、圧力タップ流路１３が連通している。即ち、圧力タップ流路１３の一端が蓄水タンク５に接続される。そして、この圧力タップ流路１２には、後記する注水制御機構１４の駆動時に水が充填される。
【００２１】
圧力タップ流路１２及び圧力タップ流路１３は、それぞれ、その他端Ｐ，Ｑが注水制御機構１４に連通する。また、均圧弁９が開いている時には、圧力タップ流路１２及び圧力タップ流路１３に水が充填される。注水制御機構１４には、均圧弁９の弁駆動軸１５が、また、給水弁１０の弁駆動軸１６が接続される。なお、弁駆動軸１５及び弁駆動軸１６に代えて、注水制御機構１４とのリンク機構を用いてもよく、均圧弁９又は給水弁１０から離れている場合には、フレキシブルシャフト機構を用いてもよい。
【００２２】
図２は、第一実施形態に係る圧力容器１内への注水制御機構１４の内部構造を示す図である。図２に示す注水制御機構１４において、例えばシリンダ２１ａとシリンダ２１ｂとは、同じ構成を有し、同じ役割を果たす。そのため、説明の簡略化のため、これらのシリンダ２１ａとシリンダ２１ｂとを区別せずに説明することがあり、この場合には、単に「シリンダ２１」と示すことがある。他の部材についても、ピストン２２ａ，２２ｂ等、その符号のうち「ａ」及び「ｂ」の符号の差異しかない部材については、「ａ」及び「ｂ」の符号を省略して「ピストン２２」等と記載するものとして、重複する説明は省略する。
【００２３】
注水制御機構１４の作動原理については図３以降を参照しながら詳細に説明するため、ここでは（図２では）、注水制御機構１４の装置構成を中心に説明し、その作動原理については簡潔に説明する。
【００２４】
注水制御機構１４は、均圧弁９及び給水弁１０（いずれも図１参照）の開閉を行うための二本のシリンダ２１（２１ａ，２１ｂ）、それらの内部に備えられるピストン２２（２２ａ，２２ｂ）、ピストン２２の片側に連接する弁駆動棒２３（２３ａ，２３ｂ）、ピストン２２の弁駆動棒２３の反対側に連接するラチェット駆動棒２４（２４ａ，２４ｂ）、弁駆動軸１５及び弁駆動軸１６（いずれも図１参照、図２では図示しない）が取り付けられた弁駆動軸回転盤２６（２６ａ，２６ｂ）と、を備える。これらのうち、ピストン２２は、シリンダ２１の軸方向にシリンダ２１の内部を摺動する。
【００２５】
また、前記の図１を参照しながら説明した圧力タップ流路１２（１２ａ，１２ｂ）の他端Ｐは、途中で分岐して、それぞれのシリンダ２１に接続される。図２は、分岐することで二系統となってそれぞれのシリンダ２１に接続された様子を示している。以下、注水制御機構１４に関する図面についても同様に示すものとする。さらに、前記の図１を参照しながら説明した圧力タップ流路１３（１３ａ，１３ｂ）の多端Ｑも、途中で分岐して、それぞれのシリンダ２１に接続される。前記の圧力タップ流路１２の分岐と同様に、図２は、分岐することで二系統となってそれぞれのシリンダ２１に接続された様子を示している。以下、注水制御機構１４に関する図面についても同様に示すものとする。そして、シリンダ２１の両端には、ピストン２２を挟んで、圧力タップ流路１２，１３が接続されている。これにより、圧力タップ流路１２，１３の水頭差により、ピストン２２が左右方向に摺動する。
【００２６】
シリンダ２１の内部には、シリンダ２１のＰ側の端部とピストン２２とを接続する引っ張りばね２５（２５ａ，２５ｂ）が取り付けられる。そのため、ピストン２２に力がかかっていないときには、ピストン２２はシリンダ２１のＰ側の端部に配置される。この状態で、Ｐ側の圧力タップ流路１２の水頭圧が、Ｑ側の圧力タップ流路１３の水頭圧よりも大きくなると、ピストン２２には紙面右側の力が掛かることになる。このとき、詳細は後記するが、ラチェットロック２７（２７ａ，２７ｂ）による弁駆動軸回転盤２６のロック解除が行われていれば、ピストン２２は紙面右側に摺動することになる。また、例えば圧録タップ流路１２，１３の水頭差がゼロの場合（水頭圧が等しい場合）や、Ｐ側の圧力タップ流路１２の水頭圧がＱ側の圧力タップ流路１３の水頭圧よりもわずかに大きい程度の場合には、引っ張りばね２５の復元力により、ピストン２２は紙面左方向に摺動する。
【００２７】
注水制御機構１４には、給水弁１０の閉方向に自由に揺動可能でかつ開動作を拘束（閉状態のロック）する機能を有するラチェットロック２７（２７ａ，２７ｂ）が備えられる。ラチェットロック２７は、ラチェットロック回転軸２８（２８ａ，２８ｂ）を支点に揺動可能であり、ばね支持部３０（３０ａ，３０ｂ）を固定点にラチェットロックばね２９（２９ａ，２９ｂ）の圧縮力で給水弁１０の弁駆動軸回転盤２６に圧接されて機能する。弁駆動軸回転盤２６は、外周面に凹凸が形成されている。そして、この凹凸にラチェットロック２７の爪が引っかかることで、弁駆動軸回転盤２６の特定方向への回転は自由なものの、当該方向とは反対の方向への回転が制限される。
【００２８】
また、ピストン２２に接続された弁駆動棒２３の表面には凹凸（図示しない）が形成されており、この凹凸には、弁駆動軸回転盤２６表面の凹凸が噛み合っている。そして、弁駆動棒２３が左右方向に移動することで、弁駆動棒２３に噛み合った弁駆動軸回転盤２６が回転し、これにより、均圧弁９や給水弁１０が開閉される。具体的には、いずれもラチェットロック２７による弁駆動軸回転盤２６のロック解除が行われている場合、以下のようになる。
【００２９】
即ち、弁駆動棒２３ａが紙面左方向に駆動すれば、弁駆動棒２３ａに噛み合っている弁駆動軸回転盤２６ａは時計回りに回転する。そして、これに連動して、弁駆動軸回転盤２６ａに接続された弁駆動軸１５も回転し、これにより、弁駆動軸１５に接続された均圧弁９は開けられる。一方で、弁駆動棒２３ａが紙面右方向に駆動すれば、弁駆動棒２３ａに噛み合っている弁駆動軸回転盤２６ａは反時計回りに回転する。そして、これに連動して、弁駆動軸回転盤２６ａに接続された弁駆動軸１５も回転し、これにより、弁駆動軸１５に接続された均圧弁９は閉められる。
【００３０】
また、弁駆動棒２３ｂが紙面左方向に駆動すれば、弁駆動棒２３ｂに噛み合っている弁駆動軸回転盤２６ｂは時計回りに回転する。そして、これに連動して、弁駆動軸回転盤２６ｂに接続された弁駆動軸１６も回転し、これにより、弁駆動軸１６に接続された給水弁１０は閉められる。一方で、弁駆動棒２３ｂが紙面右方向に駆動すれば、弁駆動棒２３ｂに噛み合っている弁駆動軸回転盤２６ｂは反時計回りに回転する。そして、これに連動して、弁駆動軸回転盤２６ｂに接続された弁駆動軸１６も回転し、これにより、弁駆動軸１６に接続された給水弁１０は開けられる。
【００３１】
さらに、ピストン２２に接続されたラチェット駆動棒２４は、ピストン２２の摺動に伴って、前記のラチェットロック２７を押すことが可能になっている。具体的には、ピストン２２ａが紙面右側に摺動すれば、これに伴いラチェット駆動棒２４ａも紙面右側に駆動する。そして、紙面右側に駆動したラチェット駆動棒２４ａは、ラチェットロック２７ａに当接する。次いで、この状態でさらにラチェット駆動棒２４ａが紙面右側に駆動すれば、ラチェットロック２７ａはラチェットロックばね２９ａの引っ張り力に反して回動し、これにより、弁駆動軸回転盤２６ｂのロック解除が行われる。一方で、ラチェット駆動棒２４ｂについても同様で有り、ピストン２２ｂが紙面左側に摺動すれば、これに伴いラチェット駆動棒２４ｂも紙面左側に駆動する。そして、紙面左側に駆動したラチェット駆動棒２４ｂは、ラチェットロック２７ｂに当接する。次いで、この状態でさらにラチェット駆動棒２４ｂが紙面左側に駆動すれば、ラチェットロック２７ｂはラチェットロックばね２９ｂの引っ張り力に反して回動し、これにより、弁駆動軸回転盤２６ａのロック解除が行われる。
【００３２】
蓄水タンク５内の水位が上昇し、圧力タップ流路１２の連通口に水位が達すると、圧力タップ流路１２の他端Ｐと圧力タップ流路１３の他端Ｑとには、等しい水頭圧が掛かる。その結果、ピストン２２には、自由長近傍で低圧縮力状態の引っ張りばね２５により、シリンダ２１の圧力タップ１２の他端Ｐ側に引き付けられる力が掛かる。一方で、蓄水タンク５内の水位が低下すると、圧力タップ流路１２の内部に水が残るため水頭は変化しない。しかし、圧力タップ流路１３では、水位の下降分の水頭圧が減少するため、圧力タップ流路１２の他端Ｐの圧力が圧力タップ流路１３の他端Ｑの圧力より高くなる。即ち、水頭差が大きくなる。これによって、ピストン２２には、圧力タップ流路１３の他端Ｑ側への押し出し力が掛かる。そして、押し出し力が引っ張りばねの復元力（圧縮力）を超えると、ピストン２２には、圧力タップ流路１３の他端Ｑ側（紙面右側）に移動する力が掛かる。
【００３３】
なお、弁駆動軸回転盤２６は、ラチェットロック２７により拘束（閉状態にロック）されている（図２では、弁駆動軸回転盤２６ｂがロックされた状態を示している）。そのため、ピストン２２の摺動は、ラチェットロック２７が解除された時に開始される。
【００３４】
図２において、蓄水タンク５が仮に満水の状態であるとして、蓄水タンク５の水位が低下すると、ピストン２２ａに取り付けられたラチェット駆動棒２４ａは、ラチェットロック２７ａを紙面右方向に押すことによって、弁駆動軸回転盤２６ｂの開方向の拘束（閉状態のロック）を解除する。これによって、他端Ｐの水頭でピストン２２ｂが紙面右方向に摺動する。これにとともに、ピストン２２ｂに接続された弁駆動棒２３ｂに噛み合った弁駆動軸回転盤２６ｂが開く向きに回転し、これにより、前記のようにして給水弁１０が開く。給水弁１０が開くことで、水プール４から蓄水タンク５への給水が開始される。
【００３５】
水プール４からの給水により、蓄水タンク５の水位が上昇すると、圧力タップ流路１３での水位の上昇分の水頭圧が増加するため、圧力タップ流路１２と圧力タップ流路１３との水頭差が減少する。そうすると、引っ張りばね２５ａの復元力で、ピストン２２ａがラチェットロック２７ａから離れる。これにより、ラチェットロックばね２９ａの圧縮力によって、ラチェットロック２７ａが再び給水弁１０の弁駆動軸回転盤２６ｂに圧接する。そして、弁駆動軸回転盤２６ｂの開方向の拘束（閉状態のロック）が再度なされる（図２に示す状態；蓄水タンク５が満水の状態）。
【００３６】
同様に、ピストン２２ｂに取り付けられたラチェット駆動棒２４ｂは、ラチェットロック２７ｂを紙面左方向に押すことによって、弁駆動軸回転盤２６ａの開方向の拘束（閉状態のロック）を解除する。これによって、ピストン２２ａに掛かっていた引っ張りばね２５ａの復元力で、ピストン２２ａが弁駆動軸回転盤２６ａを開く向きに移動し、均圧弁９が開く。その後、蓄水タンク５の水位が低下すると、圧力タップ流路１２と圧力タップ流路１３との水頭差が増加し、ピストン２２ｂがラチェットロック２７ｂから離れる。これにより、ラチェットロックばね２９ｂの圧縮力によって、ラチェットロック２７ｂが再び均圧弁９の弁駆動軸回転盤２６ａに圧接する。そして、弁駆動軸回転盤２６ａの開方向の拘束（閉状態のロック）が再度なされる。
【００３７】
蓄水タンク５内の水位に連動した、注水制御機構１４による圧力容器１への注水と水プール４からの給水とを行う動作を、図３から図７を参照しながら説明する。なお、蓄水タンク５の水位が低い場合には、図５に示す給水動作から開始するので、蓄水タンク５による自動的な注水達成に初期水位による差異は無い。そこで、ここでは、蓄水タンク５が満水の状態からの動作を記載する。
【００３８】
図３は、第一実施形態に係る圧力容器１内への注水制御機構１４の作動原理を説明する図であり、圧力容器１内に注水が行われているときの様子を示す図である。左側に示す図は、蓄水タンク５での水位の変化を示す図であり、右側に示す図は、注水制御機構１４の駆動の様子を示す図である。
【００３９】
事故や故障等によって圧力容器１内への注水が必要となった場合に、起動弁１７が開かれる。起動弁１７の開閉は外部から制御してもよく、動作動力が絶たれた場合の復帰位置が開であるフェールオープン型の弁を用いて無電源状態になった場合に、自動的に弁を開かれるようにしてもよい。また、人手による弁の開閉操作により開かれてもよい。
【００４０】
ここで、起動弁１７が開かれる直前には、蓄水タンク５は満水であり、圧力タップ流路１２，１３の水頭差は小さい。そのため、前記の図２や図３に示すように、引っ張りばね２５ａが縮むことで弁駆動軸回転盤２６ａが開く方向に回転し、これにより、均圧弁９は開いた状態である。これは、引っ張りばね２５ｂが縮んでいることにより、ラチェット駆動棒２４ｂが左方向に移動してラチェットロック２７ｂを押し、ラチェットロック２７ｂが解除されるためである。
【００４１】
一方で、引っ張りばね２５ｂが縮んでいることにより、ラチェット駆動棒２４ｂはラチェットロック２７ａを押さず、その結果、弁駆動軸回転盤２６ｂの開方向への回転はロックされている。そのため、給水弁１０は閉じた状態である。従って、起動弁１７が開かれる直前である蓄水タンク５の満水時には、注水制御機構１４は、前記の図２や図３に示すように、弁駆動軸回転盤２６ａはロックされておらず、弁駆動軸回転盤２６ｂのみがロックされていることになる。
【００４２】
そして、起動弁１７が開かれると、均圧弁９は通常時には開かれたままであるので、圧力容器１の上方と蓄水タンク５の上方とが均圧流路６により連通する。これにより、蓄水タンク５の内部と圧力容器１の内部とが均圧化される。一方で、給水弁１０が閉じていることから、蓄水タンク５の内部と水プール４の内部とは連通しない。そして、蓄水タンク５内の水頭で逆止弁１１が開き、蓄水タンク５内の冷却水は注水流路７を通って重力によって圧力容器１に注水され、炉心２が冷却される。このようにして、図３に示すように蓄水タンク５の内部の水位が低下し始め、圧力タップ流路１２，１３の水頭差が大きくなり始める。
【００４３】
図４は、第一実施形態に係る圧力容器１内への注水制御機構１４の作動原理を説明する図であり、圧力容器１内に注水が行われ続け、蓄水タンク５内の水が無くなりそうなときの様子を示す図である。左側に示す図は、蓄水タンク５での水位の変化を示す図であり、右側に示す図は、注水制御機構１４の駆動の様子を示す図である。
【００４４】
前記の図３に示したように注水が継続し続けると、図４に示すように蓄水タンク５での水位も低下する。そうすると、蓄水タンク５に接続された圧力タップ流路１３の水頭圧も減少する。そのため、圧力タップ流路１２，１３の水頭差が大きくなり、具体的には、Ｐ側の水の圧力がＱ側の水の圧力よりも優勢になる。その結果、ピストン２２ａ及びピストン２２ｂのいずれも紙面右側に動く方向の力が掛かる。即ち、弁駆動軸回転盤２６ａには均圧弁９の閉方向に回転する力が、また、弁駆動軸回転盤２６ｂには給水弁１０の開方向に回転する力が掛かる。
【００４５】
この結果、ラチェットロック２７ｂが解除されている弁駆動軸回転盤２６ａは、均圧弁９を閉方向に回転する。しかし、弁駆動軸回転盤２６ｂはラチェットロック２７ａによってロックされているため、開方向には回転せずに給水弁１０の閉状態が継続する。そのため、水位の低下に伴い、ピストン２２ｂは移動せずにピストン２２ａだけが移動し、引っ張りばね２５ａのみが伸びることになる。
【００４６】
ここで、ラチェット駆動棒２４ａとラチェットロック２７ａとの間隙は、均圧弁９が完全に閉止した直後に、弁駆動軸回転盤２６ｂのロックが解かれるように設定されている。そのため、蓄水タンク５の水位が十分に低下したことに伴って、均圧弁９が完全に閉じる直前、ラチェット駆動棒２４ａはラチェットロック２７ａを押す。これにより、弁駆動軸回転盤２６ｂの閉方向のロックが解除される。これによって、ピストン２２ｂは紙面右方向に移動し始め、弁駆動軸回転盤２６ｂは給水弁１０の開方向に回転する。これにより、給水弁１０が開き、水プール４から蓄水タンク５への給水が開始される。
【００４７】
図５は、第一実施形態に係る圧力容器１内への注水制御機構１４の作動原理を説明する図であり、蓄水タンク５内の水が無くなりそうな場合に水プール４内の水を蓄水タンク５に供給しているときの様子を示す図である。なお、図５では、ラチェットロック２７ａの爪は弁駆動軸回転盤２６ｂから離れており、弁駆動軸回転盤２６ｂのロックが解除されている。
【００４８】
前記の図４に示す動作に伴って均圧弁９が完全に閉まると、その後に給水弁１０が開く。そうすると、図５の左側の図に示すように、蓄水タンク５の内部空間と低圧の水プール４の水面下とが、給水流路８及び給水弁１０を介して連通することになる。ここで、給水流路８は、前記のように、気液対向流制限（ＣＣＦＬ）現象を利用するため、流路面積が広く設定されている。そのため、給水流路８を通じて蓄水タンク５の上部空間内の蒸気等の気相が水プール４に放出される。また、この放出に伴って蓄水タンク８の圧力が低下することで、水プール４との水頭差で水プール４の冷却水が給水流路８を通って蓄水タンク５に流入する。従って、給水流路８では、水プール４に抜ける気相と蓄水タンク５に流入する冷却水とが対向して流れていることになる。
【００４９】
図６は、第一実施形態に係る圧力容器１内への注水制御機構１４の作動原理を説明する図であり、水プール４内の水が供給され続けて蓄水タンク５内の水量が回復しつつあるときの様子を示す図である。なお、図５では、ラチェットロック２７ａの爪は弁駆動軸回転盤２６ｂに接触しており、弁駆動軸回転盤２６ｂはロックされている。
【００５０】
水プール４からの給水によって蓄水タンク５の水位が上昇し続けると、圧力タップ流路１３の水頭圧が増加するため、圧力タップ流路１２，１３の水頭差は減少する。そして、水頭差が減少すると、引っ張りばね２５ｂの復元力により、ピストン２２ｂには紙面左方向に力が掛かる。このとき、弁駆動軸回転盤２６ｂは、ラチェットロック２７ａによって開方向の回転が制限されるものの、閉方向の回転は制限されない。従って、ピストン２２ｂは、引っ張りばね２５の復元力により紙面左方向に移動する（図６中の破線矢印参照）。これとともに、給水弁１０が閉まり始め、水プール４から蓄水タンク５への給水流量が徐々に減少する。
【００５１】
一方で、ピストン２２ａにも同様に引っ張りばね２５ａの復元力が作用するが、弁駆動軸回転盤２６ａはラチェットロック２７ｂによってロックされているため、均圧弁９の閉状態が維持される。このような、給水弁１０が閉じられる一方で均圧弁９は閉状態が維持されることで、均圧弁９及び給水弁１０の双方が半開状態になることが防止される。そのため、双方の半開状態に伴う、高圧の気相が水プール４に直接流れる事象が防止され、圧力容器１への注水動作が損なわれることがない。
【００５２】
図７は、第一実施形態に係る圧力容器１内への注水制御機構１４の作動原理を説明する図であり、蓄水タンク５内の水量が回復した後に再度圧力容器１内に注水が行われているときの様子を示す図である。前記の図６に示す状態において、引っ張りばね２５ｂの復元力によってピストン２２ｂが紙面左方向に移動し続けている間、弁駆動軸回転盤２６ａは閉方向に回転する。このとき、ピストン２２ｂの移動とともに、ラチェット駆動棒２４ｂも紙面右方向に移動する。
【００５３】
ここで、ラチェット駆動棒２４ｂとラチェットロック２７ｂとの間隙は、給水弁１０が完全に閉止した直後も、ラチェット駆動棒２４ｂがラチェットロック２７ｂを押すことができる程度に設定されている。そのため、給水弁１０が完全に閉じられた時、ラチェット駆動棒２４ｂがラチェットロック２７ｂを押すことで、弁駆動軸回転盤２６ａのロックが解かれる。これにより、引っ張りばね２５ａの復元力によってピストン２２ａ及びラチェット駆動棒２３ａの紙面左方向への移動が開始される（図７中の破線矢印参照）。これとともに、ラチェット駆動棒２６ａの開方向の回転が開始され、これにより、均圧弁９が開き始める。即ち、給水弁１０が完全に閉じられた後、均圧弁９が開き始める。これにより、図７に示すように、再び、逆止弁１１を介して、蓄水タンク５から圧力容器１内に給水が行われる。
【００５４】
以上の動作が繰り返され、圧力容器１が満水になると、均圧弁９が開き、かつ均圧弁１０が閉じた状態である図３や図４の状態で、蓄水タンク５の水位と圧力容器１の水位との差（水位差）が減少する。これにより、蓄水タンク５から圧力容器１への水の流れが停止する。一方で、圧力容器１が満水の状態から水が減少すると、圧力容器１の水位が低下するため、蓄水タンク５の水位と圧力容器１の水位との差が生じる。これにより、前記の図３から図７を参照しながら説明したような動作が自動的に行われ、圧力容器１への給水が自動的に行われる。
【００５５】
また、水プール４の水位が低下すると、均圧弁９が閉じ、かつ給水弁１０が開いた状態である図５や図６の状態で、給水が停止する。蓄水タンク５の水位と水プール４の水位との差（水位差）が減少する。これにより、蓄水タンク５から水プール４への水の流れが停止する。一方で、水プール４の水位が回復すると、蓄水タンク５の水位と水プール４の水位との差が生じて、これにより、前記の図３から図７を参照しながら説明したような動作が自動的に行われ、水プール４から蓄水タンク５への給水が自動的に行われる。
【００５６】
以上の動作によって、蓄水タンク５から高圧の圧力容器１内への注水と、低圧の水プール４から蓄水タンク５への給水を自動的に繰り返し行うことが可能になる。これによって、原子炉の外部電源や非常用電源、計装電源、制御電源等が喪失した無電源状態において、原子炉の安全性が向上する。また、圧力容器１内への注水制御機構１４が起動すると運転操作なしで圧力容器１内への注水を継続できるため、原子炉安全系の信頼性が向上する。
【００５７】
［２．第二実施形態］
次に、適宜図８を参照しながら、第二実施形態に掛る注水制御機構１４を説明する。なお、以下で参照する図８において、前記の図１〜図７に示す部材と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略するものとする。
【００５８】
前記の第一実施形態では、均圧弁９は、冷却水が蓄水タンク５内の注水終了時の水位に低下するまで、水位の低下に応じて、ゆっくりと閉まるようになっている。そして、水位の低下とともに注水流量が徐々に減少する特性がある。そこで、均圧弁９が閉まった直後に、ラチェット駆動棒２４ａがラチェットロック２７ａを押すことで弁駆動軸回転盤２６ｂのロックが解除されて給水弁１０が開くように、注水制御機構１４が構成されていた。また、注水流量の減少により、注水に要する時間も増加する。
【００５９】
一方で、水プール４から蓄水タンク５への給水時、給水弁１０は、水位の上昇に応じて、ゆっくりと閉まるようになっている。そして、水位の上昇とともに給水流量が徐々に減少する特性がある。そこで、給水弁１０が閉まった直後に、ラチェット駆動棒２４ｂがラチェットロック２７ｂを押すことで弁駆動軸回転盤２６ａのロックが解除されて均圧弁９が開くように、注水制御機構１４が構成されていた。また、給水流量の減少により、給水に要する時間も増加する。
【００６０】
しかし、均圧弁９が閉まるタイミングや、給水弁１０が閉まるタイミングを正確に予測し、ラチェットロック２７ａ，２７ｂが適切な時期に解除されるように設定するためには、設計が煩雑になり易い。そこで、第二実施形態では、圧力容器１への注水時や蓄水タンク５への給水時には均圧弁９や給水弁１０は全開状態にされ、注水や給水が完了すると、これらが閉じられるようになっている。
【００６１】
図８は、第二実施形態に係る圧力容器１内への注水制御機構１４の作動原理を説明する図である。第二実施形態では、蓄水タンク５の圧力タップ流路１２の端部より上方に、圧力タップ流路３５が接続される。なお、詳細は後記するが、圧力タップ流路３５の他端Ｐ１は、シリンダ２１ｃに接続される。また、注水制御機構１４には、図８の右側に示すように、シリンダ２１ｃと、その内部のピストン２２ｃと、ピストン２２ｃの片側に連接するラチェット駆動棒２４ｃと、ピストン２２ｃのラチェット駆動棒２４ｃの反対側に連接するラチェット駆動棒２４ｄとが備えられている。そして、均圧弁９の開方向に回転可能であるが閉動作を拘束（開状態でロック）する機能を有するラチェットロック３７ｃと、給水弁１０の開方向に回転可能であるが閉動作を拘束（開状態でロック）する機能を有するラチェットロック３７ｄとが備えられる。
【００６２】
これらのうち、シリンダ２１ｃ、ピストン２２ｃ、ラチェット駆動棒２４ｃ，２４ｄ及び引っ張りばね２５ｃの機能や作用は、いずれも、前記のシリンダ２１、ピストン２２、ラチェット駆動棒２４、引っ張りばね２５と同じであるので、その詳細な説明を省略する。
【００６３】
また、ラチェットロック３７ｃは、ラチェットロック回転軸３８ｃを支点に揺動可能であり、ばね支持部４０ｃを固定点にラチェットロックばね３９ｃの圧縮力で均圧弁９の弁駆動軸回転盤２６ａに圧接されて機能する。また、ラチェットロック３７ｄは、ラチェットロック回転軸３８ｄを支点に揺動可能であり、ばね支持部４０ｄを固定点にラチェットロックばね３９ｄの圧縮力で給水弁１０の弁駆動軸回転盤２６ｂに圧接されて機能する。これらの機能や作用はいずれも前記のラチェットロック２７、ラチェットロック回転軸２８、ばね支持部３０及びラチェットロックばね２９と同じであるので、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
圧力タップ流路１３ｃの他端Ｑは、シリンダ２１ｃのラチェット駆動棒２４ｃ側に配置される。また、圧力タップ流路３５の他端Ｐ１は、シリンダ２１ｃのラチェット駆動棒２４ｄ側に配置される。さらに、ピストン２２ｃのラチェット駆動棒２４ｄ側には、引っ張りばね２５ｃが取り付けられる。
【００６５】
事故や故障によって圧力容器１内への注水が必要となった場合、前記の第一実施形態と同様にして、起動弁１７が開かれる。このとき、均圧弁９は通常は開状態であり、給水弁１０はラチェットロック２７ａによって閉状態にロックされている。また、起動弁１７が開かれたときには、蓄水タンク５内の水位が高いので、圧力タップ流路３５（他端Ｐ１）と圧力タップ流路１３（他端Ｑ）との間に水頭差は無い。このため、引っ張りばね２５ｃは自由長近傍且つ低圧縮力状態で、ピストン２２ｃをＰ１側に引き付けている。そして、ラチェット駆動棒２４ｃがラチェットロック３７ｃから離れているため、均圧弁９の弁駆動軸回転盤２６ａは閉動作を拘束（開状態でロック）されている。そのため、圧力容器１内への注水で蓄水タンク５の水位が低下しても、均圧弁９の開度が変わることはない。即ち、均圧弁９の開度が維持された状態で圧力容器１に注水がなされ、蓄水タンク５の水位が低下するまで注水流量が保たれる。
【００６６】
圧力容器１への注水により蓄水タンク５の水位が低下すると、圧力タップ流路１３の水頭圧が減少するため、圧力タップ流路３５（他端Ｐ１）と圧力タップ流路１３（他端Ｑ）との水頭差が増大する。これにより、ピストン２２ｃが紙面左方向に移動し、ラチェット駆動棒２４ｃがラチェットロック３７ｃを押すことで、均圧弁９の閉方向の拘束（開状態のロック）が解除される。その結果、均圧弁９が閉まるとともに、他端Ｐ１と他端Ｑとの水頭差でピストン２２ａが圧力タップ流路１３の他端Ｑ側に移動し、ラチェット駆動棒２４ａがラチェットロック２７ａを押す。これにより、給水弁１０の開方向の拘束（閉状態のロック）が解除される。これらのような一連の動作によって、蓄水タンク５の水位低下とともに急速に均圧弁９を閉じ、その直後に給水弁１０を急速に開く動作が可能になる。
【００６７】
引き続き、水プール４から蓄水タンク５への給水が始まり、蓄水タンク５の水位が上昇する。水位上昇に伴って、圧力タップ流路１３の水頭圧が増加し、圧力タップ流路１２（他端Ｐ）と圧力タップ流路１３（他端Ｑ）との水頭差が減少する。そうすると、ピストン２２ｂには、引っ張りばね２５ｂによって給水弁１０を開く方向に力が掛かる。しかし、ピストン２２ｃが引っ張りばね２５ｃで戻されてラチェット駆動棒２４ｄがラチェットロック３７ｄを押すまでは、ラチェットロック３７ｄによって給水弁１０の駆動軸回転盤２６ｂは閉動作を拘束（開状態でロック）されている。これによって、蓄水タンク５での水位が圧力タップ流路３５の端部近傍に上昇するまでは、給水弁１０は開状態であり、給水流量が保たれる。
【００６８】
そして、さらに水位が上昇し、ピストン２２ｃが引っ張りばね２５ｃで戻されてラチェット駆動棒２４ｄがラチェットロック３７ｄを押すと、駆動軸回転盤２６ｂは閉動作の拘束を解かれ、給水弁１０は急速に閉じる。これとともに、ラチェット駆動棒２４ｂがラチェットロック２７ｂを押して均圧弁９が開動作に入る。これによって、蓄水タンク５の水位上昇とともに急速に給水弁１０を閉じ、その直後に均圧弁９を急速に開く動作が可能になる。
【００６９】
以上の動作によって、圧力容器１内への注水時間、及び、蓄水タンク５への給水時間が短縮され、冷却水の注入流量が増加する。そのため、原子炉の外部電源、非常用電源、及び計装電源、制御電源が喪失した無電源状態において、原子炉２の安全性が向上する。また、ラチェットロック２７ａ，２７ｂの精密な設定が不要となるため、原子炉安全系の信頼性が向上する。
【００７０】
［３．第三実施形態］
次に、適宜図９を参照しながら、第三実施形態に掛る注水制御機構１４を説明する。なお、以下で参照する図９において、前記の図１〜図８に示す部材と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略するものとする。
【００７１】
前記の例では、蓄水タンク５と水プール４とは、流路断面積の大きな給水流路８のみにより接続されていた。そして、この給水流路８は、蓄水タンク５から水プール４への気相の排出流路と、水プール４から蓄水タンク５への給水流路とを兼ねていた。そのため、給水流路８の流路断面積は、気液対向流制限（ＣＣＦＬ）現象で蓄水タンク５への冷却水の給水が妨げられないように設定されていた。これに対して、第三実施形態では、蓄水タンク５と水プール４とを接続する系統として、蓄水タンク５から水プール４への気相の排出流路と、水プール４から蓄水タンク５への給水流路とが独立して備えられている。
【００７２】
図９は、第三実施形態に係る圧力容器１内への注水制御機構１４を備えた原子炉設備の内部構造を示す図である。第三実施形態では、蓄水タンク５と水プール４とは、逆止弁３３を介して給水流路３４で接続される。この給水流路３４には、水プール４から蓄水タンク５への冷却水が通流する。また、蓄水タンク５内の上方と水プール４の水面下とは、均圧弁３１を介して均圧流路３２で接続される。この均圧流路３２には、蓄水タンク５から水タンク４への気相が通流する。給水流路３４及び均圧流路３２は、いずれも、前記の給水流路８の流路断面積よりは小さな流路断面積を有する。
【００７３】
均圧流路３２に備えられる均圧弁３１は、弁駆動軸１６により注水制御機構１４に接続される。均圧弁３１の開閉シーケンスは、前記の給水弁１０の開閉シーケンスと同じであるため、均圧弁３１の開閉シーケンスについての説明は省略する。
【００７４】
蓄水タンク５と水プール４との間での水のやりとりについて、大まかに説明すると以下のようになる。圧力容器１への注水に伴い蓄水タンク５の水位が低下すると、圧力タップ流路１２，１３に水頭差が生じる。そして、この水頭差により、均圧弁３１が開かれる。そうすると、圧力容器１内と連通する高圧の蓄水タンク５内の気相は、蓄水タンク５上部から均圧流路３２を通って低圧の水プール４に流出する。これとともに、水プール４から冷却水が水頭差によって給水流路３４を通り、蓄水タンク５に流入する。
【００７５】
このように、第三実施形態では、気相の流路と液相の流路とが分かれているため、気液対向流制限現象が発生しない。そのため、均圧流路３２の流路断面積を小さくすることができる。そして、これにより、均圧弁３１も小型化することができ、弁の開閉動作の力が小さくなることから、注水制御機構１４のシリンダ２１ａ，２１ｂ，２１ｃやピストン２２ａ，２２ｂ，２２ｃ等を小型化でき、経済性を向上させることができる。
【００７６】
［４．第四実施形態］
次に、適宜図１０〜図１３を参照しながら、第四実施形態に掛る注水制御機構１４を説明する。なお、以下で参照する図１０〜図１３において、前記の図１〜図９に示す部材と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略するものとする。
【００７７】
前記の各実施形態では、水プール４は圧力容器１の炉心２よりも上方に配置されていた。しかし、第四実施形態では、水プール４は、圧力容器１の炉心２（圧力容器１の水面１ａ）よりも下方に配置されている。水プール４には通常は大量の水が貯留されているため、極めて大きな重さを有する水プール４が下方に設置されることで、水プール４の安定性が高められる。
【００７８】
図１０は、第四実施形態に係る圧力容器１内への注水制御機構１４を備えた原子炉設備の内部構造を示す図である。ここで使用される注水制御機構１４は、前記の図８（第二実施形態）に示した三本のシリンダ２１を備えたものである。第四実施形態では、圧力容器１及び蓄水タンク５は、前記の各実施形態と同様の位置関係で配置されている。しかし、水プール４は、前記のように、炉心２の高さより下方の格納容器３内に備えられる。また、水プール４の水面４ａよりも低い位置に給水タンク４５の水面４５ａが配置されるように、給水タンク４５が設けられる。従って、給水タンク４５の満水時の水面４５ａは、水プール４の水面４ａよりも低くなる。給水タンク４５の容量は、蓄水タンク５の容量よりも大きく設定される。
【００７９】
給水タンク４５内部の上方空間と、水プール４の水面下とは、均圧弁５２を介して均圧流路４６で接続される。また、給水タンク４５の中程と水プール４の水面下とは、逆止弁５３を介して給水流路４７で接続される。逆止弁５３は水プール４から給水タンク４５の向きを順方向とする逆止弁である。さらに、給水タンク４５内部の下方と蓄水タンク５内部とは、逆止弁５１を介して給水流路４８で接続される。逆止弁５１は給水タンク４５から蓄水タンク５の向きを順方向とする逆止弁である。
【００８０】
均圧弁５２は均圧弁９と連動して開閉する弁であり、弁駆動軸５６，１５を介して注水制御機構１４に接続される。即ち、注水制御機構１４には、前記のように弁駆動軸１５が接続されており（図８参照）、この弁駆動軸１５の駆動に伴って、同位相で弁駆動軸１５から分岐した弁駆動軸５６が駆動する。また、加圧弁４９は均圧弁３１と連動して開閉する弁であり、弁駆動軸５７，１６で注水制御機構１４に接続される。即ち、注水制御機構１４には、前記のように弁駆動軸１６が接続されており（図８参照）、この弁駆動軸１６の駆動に伴って、同位相で弁駆動軸１６から分岐した弁駆動軸５７が駆動する。
【００８１】
なお、弁駆動軸５６及び弁駆動軸５７は、それぞれ、注水制御機構１４に対してリンク機構で接続してもよい。また、弁駆動軸５６及び弁駆動軸５７に代えて、注水制御機構１４とのリンク機構を用いてもよく、均圧弁９，３１，５２や加圧弁４９から離れている場合には、フレキシブルシャフト機構を用いてもよい。均圧弁５２や加圧弁４９は、ボール弁、ゲート弁、バタフライ弁等の開閉型の弁である。
【００８２】
なお、第四実施形態において、備えられる注水制御機構１４の具体的な構成は、前記のように図８を参照しながら説明した構成を同じであるため、その説明は省略する。
【００８３】
注水制御機構１４による、蓄水タンク５から圧力容器１内への注水、水プール４から給水タンク４５への給水、及び、給水タンク４５から蓄水タンク５への給水の各動作を、前記の図８を適宜参照しつつ、併せて図１１〜図１３を参照しながら説明する。なお、蓄水タンク５の水位が低い場合には、自動的に給水動作から開始するので、蓄水タンク５による自動的な注水達成に初期水位による差異はない。そのため、以下では、蓄水タンク５が満水の状態からの動作を記載する。
【００８４】
図１１は、第四実施形態に係る圧力容器１内への注水制御機構１４の作動原理を説明する図であり、圧力容器１内に注水が行われているときの様子を示す図である。まず、前記の第一実施形態と同様にして起動弁１７が開かれる。ここで、起動弁１７、均圧弁９、及び均圧弁９と連動する均圧弁５２は開状態である。そして、均圧弁９と均圧弁５２とはラチェットロック３７ｃによって開状態にロックされている（図８参照）。また、均圧弁３１、及び均圧弁３１と連動する加圧弁４９は、ラチェットロック２７ａによって閉状態にロックされている（図８参照）。
【００８５】
起動弁１７が開かれたことで、開状態の均圧弁９を通じて、蓄水タンク５の内部が均圧流路６で圧力容器１の内部と連通し均圧化される。これにより、蓄水タンク５内の水頭で逆止弁１１が開く。その結果、冷却水は注水流路７を通って重力によって圧力容器１に注水される。また、前記のように、均圧弁９とともに均圧弁５２も開き始める。そうすると、給水タンク４５での高圧の気相は、均圧流路４６を通って、低圧の水プール４の水面下に放出され、タンク圧力が低下する。その結果、水プール４の水位と給水流路４７高さとの水頭差、及び、水プール４の水位と給水タンク４５内の水位との水頭差のうちの少なくとも一方によって、水プール４の冷却水が給水タンク４５内に流入する。
【００８６】
一方、圧力容器１への注水の継続とともに、蓄水タンク５の水位は低下する。なお、給水タンク４５内の水位は、水プール４からの水によって上昇する。蓄水タンク５の水位の低下により圧力タップ流路１３の水頭圧が減少し、ピストン２２ａ及びピストン２２ｂのそれぞれに、弁駆動軸回転盤２６ａを閉方向に、弁駆動軸回転盤２６ｂを開方向に動かす力が掛かる。ただし、弁駆動軸回転盤２６ａはラチェットロック３７ｃによってロックされているため、均圧弁９，５２の開状態が継続する。また、弁駆動軸回転盤２６ｂはラチェットロック２７ａによってロックされているため、均圧弁３１及び加圧弁４９の閉状態が継続する。その結果、ピストン２２ｃだけが他端Ｑ側に移動し、引っ張りばね２５ｃが伸びる。
【００８７】
図１２は、第四実施形態に係る圧力容器１内への注水制御機構１４の作動原理を説明する図であり、圧力容器１内に注水が行われた結果蓄水タンク５内の水が無くなりそうな場合において、給水タンク４５内の水が蓄水タンク５に供給されている様子を示す図である。前記の図１１を参照しながら説明したように、蓄水タンク５の水が圧力容器１に給水され続けると、蓄水タンク５の水位は低下する。このとき、前記の図８を参照しながら説明したように、水位によらず、均圧弁９やこれと連動して開閉する均圧弁５２は全開状態である。そして、蓄水タンク５の水位が下限近くに低下すると、ラチェット駆動棒２４ｃがラチェットロック３７ｃを押し、弁駆動軸回転盤２６ａのロックが解除される。これによって、弁駆動軸回転盤２６ａがピストン２２ａによって均圧弁９，５２を閉まる方向に回転し、均圧弁９，５２が閉じる。
【００８８】
均圧弁９，５２が閉じた後、ラチェット駆動棒２４ａがラチェットロック２７ａを押す。これにより、弁駆動軸回転盤２６ｂのロックが解除される。その結果、弁駆動軸回転盤２６ｂが、ピストン２２ｂの移動によって均圧弁３１及び加圧弁４９を開く方向に回転する。そして、図１２に示すように、均圧弁３１及び加圧弁４９が開く。
【００８９】
均圧弁３１が開かれた結果、蓄水タンク５内の高圧の気相は、均圧流路３２を通って低圧の水プール４の水面下に放出される。そのため、蓄水タンク５内の圧力は低下する。これと同時に、加圧弁４９が開かれたことで、圧力容器１に接続された加圧流路５０を通じて給水タンク４５内の上方の空間部が加圧される。そのため、給水タンク４５の内部の冷却水が給水流路４８を通って蓄水タンク５内に押し上げられる。これにより、蓄水タンク５の水位が上昇し始める。
【００９０】
蓄水タンク５内の水位の上昇開始のとき、ピストン２２ａ，２２ｂとともに、ピストン２２ｃは他端Ｑの位置にある。そのため、ラチェットロック３７ｃは解除されている。そして、給水タンク４５からの給水によって蓄水タンク５の水位が上昇するにしたがって、他端Ｐ１と他端Ｑとの水頭差、及び、他端Ｐと他端Ｑとの水頭差が減少する。これにより、引っ張りばね２５ａ，２５ｂ，２５ｃの復元力により、ピストン２２ａ，２２ｂには他端Ｐに移動する力が掛かる。ただし、弁駆動軸回転盤２６ｂは、ラチェットロック３７ｄによって開状態にロックされている。また、弁駆動軸回転盤２６ａは、ラチェットロック２７ｂによって閉状態にロックされている。そのため、均圧弁３１及び加圧弁４９の開いた状態は保たれている。
【００９１】
図１３は、第四実施形態に係る圧力容器１内への注水制御機構１４の作動原理を説明する図であり、給水タンク４５からの給水により蓄水タンク５の水位が回復したときの様子を示す図である。前記の図１２に示す状態で蓄水タンク５内の水位が上昇している途中、前記の図８を参照しながら説明したように、水位によらず、均圧弁３１及びこれと連動して開閉する加圧弁４９は全開状態である。ただ、水位が圧力タップ流路３５の接続口に達すると、ピストン２２ｃの移動に伴ってラチェット駆動棒２４ｄがラチェットロック３７ｄを押す。これにより、弁駆動軸回転盤２６ｂのロックが解除される。そのため、弁駆動軸回転盤２６ｂは、ピストン２２ｂの他端Ｐへの移動によって均圧弁３１及び加圧弁４９を閉じる方向に回転し、図１３に示すように、均圧弁３１及び加圧弁４９が閉まる。なお、このとき、ラチェットロック２７ａは弁駆動軸回転盤２６ｂの閉方向への回転を許容している。
【００９２】
そして、均圧弁３１及び加圧弁４９が閉まるとき、ラチェット駆動棒２４ｂがラチェットロック２７ｂを押す。これにより、弁駆動軸回転盤２６ａのロックが解除される。その結果、弁駆動軸回転盤２６ａが、ピストン２２ａの他端Ｐへの移動によって均圧弁９，５２を開く方向に回転し、均圧弁９，５２が開く。なお、このとき、ラチェットロック３７ｃは弁駆動軸回転盤２６ａの開方向への回転を許容している。ちなみに、均圧弁９が開くことで蓄水タンク５の水が圧力容器１に供給される。また、均圧弁５２が開くことで、水プール４の水が給水タンク４５に供給される（図１１参照）。
【００９３】
以上の動作で、均圧弁３１及び加圧弁４９を同時に閉じた後に均圧弁９，５２を同時に開くことが可能になる。そのため、一方の組み合わせの弁が完全に閉じてから他方の組み合わせの弁を全開にする操作を自動的に達成することができる。そして、これらの動作は、図１１の状態に戻って継続され、圧力容器１内が満水になるか、水プール４の水位が第２の給水流路４７よりも低くなるか、あるいは起動弁１７を閉じるまで繰り返される。
【００９４】
第四実施形態によれば、前記の各実施形態での効果に加えて、水プール４の配置場所が低くても、蓄水タンク５から高圧の圧力容器１内への注水と、低圧の水プール４から蓄水タンク５への給水とを自動的に繰り返し行うことができる。これによって、多くの型式の原子炉の安全性と原子炉安全系の信頼性とを向上させることができる。
【００９５】
［５．第五実施形態］
次に、適宜図１４を参照しながら、第五実施形態に掛る注水制御機構１４を説明する。なお、以下で参照する図１４において、前記の図１〜図１３に示す部材と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略するものとする。
【００９６】
図１４は、第五実施形態に係る圧力容器１内への注水制御機構１４を構成するシリンダ２１の内部構造を示す図である。前記の各実施形態では、シリンダ２１の内部をピストン２２が摺動することで、ピストン２２に接続された弁駆動棒２３やラチェット駆動棒２４が駆動されるようになっている。しかし、第五実施形態では、図１４に示すように、シリンダ２１の内部を摺動するピストン２２に代えて、シリンダ２１の内部に固定されたダイアフラム５８が備えられている。そして、このダイアフラム５８が変形することで、ダイアフラム５８に接続された弁駆動棒２３やラチェット駆動棒２４が駆動されるようになっている。
【００９７】
また、図１４に示すように、シリンダ２１内の両端には、圧力タップ流路１２の他端Ｐと圧力タップ流路１３の他端Ｑとが接続されている。そして、シリンダ２１内部に掛かる圧力タップ流路１２と圧力タップ流路１３との水頭差により、ダイアフラム５８が変形するようになっている。また、ダイアフラム５８には引っ張りばね２５が取り付けられ、シリンダ２１の圧力タップ１２他端Ｐ側に、ダイアフラム５８をばね力で引っ張る力が掛けられる。
【００９８】
第五実施形態では、圧力タップ流路１２の他端Ｐと、圧力タップ流路１３の他端Ｑとの水頭差がダイアフラム５８の変形量に変換される。そして、ダイアフラム５８に接続された弁駆動棒２３及びラチェット駆動棒２４は、このようなダイアフラム５８の変形によって紙面左右方向に駆動される。
【００９９】
このような第五実施形態によれば、ピストン２２のような摺動部材が無いため、注水制御機構１４の信頼性を向上させることができる。
【０１００】
［６．変形例］
以上、複数の実施形態を挙げて本実施形態を説明したが、本発明は前記の実施形態に何ら制限されるものではない。例えば、前記の各実施形態は、適宜任意に組み合わせて実施することができる。また、適宜、本発明の要旨を損なわない範囲で、任意の部材を追加や削除等することもできる。
【０１０１】
また、例えば、図１０等を参照しながら説明した第四実施形態において、給水タンク４５と水プール４とは均圧流路４６及び給水流路４７の二系統で接続されているが、これに代えて、前記の第一実施形態での給水流路８のような一系統のみで接続されてもよい。
【０１０２】
さらに、例えば、第六実施形態において、ダイアフラム５８自体の変形に対する復元力が大きい場合には、引っ張りばね２５は備えられなくてもよい。
【０１０３】
また、前記の引っ張りばねに代えて、例えば、設置位置を変更したうえで圧縮ばねを使用してもよく、また、他の弾性体を使用してもよい。
【０１０４】
さらに、例えば、前記の各実施形態では、沸騰水型原子炉を例示したが、これに代えて、加圧水型原子炉等の軽水炉、及び高速増殖炉、新型転換炉、高温ガス炉他の各種原子炉、また、一般的には大気圧を超える圧力を有する容器内の加熱源に対して、冷却液を注入して冷却するシステムに対しても適用可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  圧力容器
２  炉心
３  格納容器
４  水プール（流体プール）
５  蓄水タンク（流体タンク）
６  均圧流路（第一流路）
７  注水流路（第二流路）
８  給水流路（第三流路）
９  均圧弁（第一の弁）
１０  給水弁（第二の弁）
１１  逆止弁
１２  圧力タップ流路
１３  圧力タップ流路
１４  注水制御機構（注入制御機構）
１５  弁駆動軸（回転機構、弁軸）
１６  弁駆動軸（回転機構、弁軸）
１７  起動弁
１８  ベント管
２１ａ  シリンダ
２１ｂ  シリンダ
２１ｃ  シリンダ（別のシリンダ）
２２ａ  ピストン
２２ｂ  ピストン
２２ｃ  ピストン（別のピストン）
２３  弁駆動棒（駆動棒）
２４  ラチェット駆動棒（駆動棒）
２５  引っ張りばね（弾性体）
２６ａ  弁駆動軸回転盤（回転機構）
２６ｂ  弁駆動軸回転盤（回転機構）
２７  ラチェットロック（ラチェットリンク機構）
２８  ラチェットロック回転軸（ラチェットリンク機構）
２９  ラチェットロックばね（ラチェットリンク機構）
３０  ばね支持部（ラチェットリンク機構）
３１  均圧弁（第二の弁）
３２  均圧流路（第三気相流路）
３３  逆止弁
３４  給水流路（第三液相流路）
３５  圧力タップ流路（別の圧力タップ）
３７ｃ  ラチェットロック（別のラチェットリンク機構）
３７ｄ  ラチェットロック（別のラチェットリンク機構）
３８ｃ  ラチェットロック回転軸（別のラチェットリンク機構）
３８ｄ  ラチェットロック回転軸（別のラチェットリンク機構）
３９ｃ  ラチェットロックばね（別のラチェットリンク機構）
３９ｄ  ラチェットロックばね（別のラチェットリンク機構）
４０ｃ  ばね支持部（別のラチェットリンク機構）
４０ｄ  ばね支持部（別のラチェットリンク機構）
４１  ラチェット駆動棒
４５  給水タンク（補助タンク）
４６  均圧流路（第五流路、第五気相流路）
４７  給水流路（第五流路、第五液相流路）
４８  給水流路（第六流路）
４９  加圧弁（第三の弁）
５０  加圧流路（第四流路）
５１  逆止弁
５２  均圧弁（第四の弁）
５３  逆止弁（第四の弁）
５４  給水流路
５５  給水弁
５６  弁駆動軸（弁軸）
５７  弁駆動軸（弁軸）
５８  ダイアフラム
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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