(57)【要約】【課題】電源が喪失されるような事態になっても、原子炉格納容器内で発生する蒸気を大気へ継続的に放出することが可能な原子炉格納容器ベントシステムを提供する。【解決手段】原子炉格納容器ベントシステム１５では、原子炉格納容器１内から排出されるベントガスのうち蒸気を通し放射性希ガスを通さない希ガスフィルタ２３がベントラインの最下流部に設けられている。また、希ガスフィルタ２３の直上流部と原子炉格納容器１とは中間容器１００を介して戻り配管２４ａ，２４ｂで接続されている。さらに、逃し弁２５により、希ガスフィルタ２３の直上流部には所定の圧力以上の放射性希ガスが滞留した場合には、その滞留した放射性希ガスは、中間容器１００に流れ込むようにされている。したがって、希ガスフィルタ２３は蒸気の透過性を喪失せず、原子炉格納容器ベントシステム１５は、継続的に蒸気を大気へ継続的に放出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉格納容器内の気体を大気に放出して前記原子炉格納容器内を減圧する原子炉格納容器ベントシステムであって、
前記原子炉格納容器内から排出され、大気に放出されるまでのベントガスの流路を形成するベントラインと、
前記ベントラインの最下流部に設けられ、前記ベントガスのうち少なくとも蒸気を通し放射性希ガスを通さない希ガスフィルタと、
前記ベントラインにおける前記希ガスフィルタの直上流部と前記原子炉格納容器とを接続する戻り配管と、
前記戻り配管上に設けられ、前記希ガスフィルタを透過できなかった放射性希ガスを含む気体が流入して、貯留される中間容器と、
を備えること
を特徴とする原子炉格納容器ベントシステム。
【請求項２】
前記希ガスフィルタの直上流部と前記中間容器とを接続する部分の前記戻り配管上に、逃し弁が設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の原子炉格納容器ベントシステム。
【請求項３】
前記中間容器と前記原子炉格納容器とを接続する部分の前記戻り配管上に、逆止弁または逃し弁が設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の原子炉格納容器ベントシステム。
【請求項４】
前記中間容器で凝縮した凝縮水を前記希ガスフィルタよりも上流側の前記ベントラインに戻すバイパス管をさらに備えること
を特徴とする請求項１に記載の原子炉格納容器ベントシステム。
【請求項５】
前記バイパス管上に蒸気トラップが設けられていること
を特徴とする請求項４に記載の原子炉格納容器ベントシステム。
【請求項６】
前記希ガスフィルタの直上流部と前記中間容器とを接続する部分の前記戻り配管上に、非凝縮性ガスを捕集する非凝縮性ガス捕集機構が設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の原子炉格納容器ベントシステム。
【請求項７】
前記非凝縮性ガス捕集機構は、
前記希ガスフィルタの直上流部と前記中間容器とを接続する部分の前記戻り配管が略鉛直に配置される配管部分と、
前記略鉛直に配置される配管部分の外周部を取り囲む円筒状の流路カバーと、
を含んで構成され、
前記配管部分の外周部と前記流路カバーとの間には空気または水が通流可能な間隙が設けられていること
を特徴とする請求項６に記載の原子炉格納容器ベントシステム。
【請求項８】
原子炉格納容器内の気体を大気に放出して前記原子炉格納容器内を減圧する原子炉格納容器ベントシステムであって、
前記原子炉格納容器内から排出され、大気に放出されるまでのベントガスの流路となるベントラインと、
前記ベントラインの最下流部に設けられ、前記ベントガスのうち少なくとも蒸気を通し放射性希ガスを通さない希ガスフィルタと、
前記ベントラインにおける前記希ガスフィルタの直上流部と前記原子炉格納容器とを接続する戻り配管と、
前記戻り配管上に設けられ、前記希ガスフィルタを透過できなかった放射性希ガスを含む非凝縮性ガスを捕集する非凝縮性ガス捕集機構と、
前記非凝縮性ガス捕集機構で凝縮した凝縮水を前記希ガスフィルタよりも上流側の前記ベントラインに戻すバイパス管と、
を備えること
を特徴とする原子炉格納容器ベントシステム。
【請求項９】
前記非凝縮性ガス捕集機構は、
前記希ガスフィルタを透過できなかった放射性希ガスを含む気体が流入して、貯留される中間容器と、
前記中間容器の上下方向の外周部を取り囲む流路カバーと、
を備えて構成され、
前記中間容器の上下方向の外周部と前記流路カバーとの間には空気または水が通流可能な間隙が設けられていること
を特徴とする請求項８に記載の原子炉格納容器ベントシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原子力発電プラントに用いられる原子炉格納容器ベントシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントでは、原子炉圧力容器内に配置された炉心が万が一溶融するような事態（以下、過酷事故という）が発生しても、その後に十分な注水が行われ、かつ原子炉格納容器が冷却されれば、事故が収束するように設計されている。しかしながら、その過酷事故時の原子炉格納容器の冷却が不十分であるような場合には、蒸気の生成が継続し、原子炉格納容器内の圧力が増大する。そして、原子炉格納容器の圧力がさらに増大した場合には、原子炉格納容器が破損し、大量の放射性物質が大気に放出されるような、さらに過酷な事態となる恐れがある。
【０００３】
そこで、原子炉格納容器内の圧力が所定の圧力以上に増大した場合には、原子炉格納容器内の気体を大気中に放出し、原子炉格納容器内を減圧する操作が行われる。この原子炉格納容器内を減圧する操作をベント操作という。沸騰水型原子炉でベント操作を行う場合、原子炉格納容器内の気体（以下、ベントガスという）は、サプレッションプールのプール水の中に放出され、プール水によるスクラビング効果により放射性物質が除去される。そして、放射性物質が除去されたベントガスが大気中に放出される。
【０００４】
従来の沸騰水型原子炉では、ベントガスは、サプレッションプールのプール水により放射性物質が除去された上で、大気中に放出される。しかしながら、プール水によるスクラビングだけでは、放射性物質を全て除去することはできない。そこで、この大気に放出されるベントガスからさらに放射性物質を取り除くシステムとして原子炉格納容器ベントシステムがある。従来の原子炉格納容器ベントシステムは、ベントガスをスクラビングする水を内包したタンク、タンクの水中にベントガスを導く配管、タンクからベントガスを排出する出口に設けられた金属フィルタやヨウ素フィルタなどを備えて構成される。
【０００５】
このような原子炉格納容器ベントシステムでは、ベントガスは、タンク内の水中に放出されることによりスクラビングされ、粒子状放射性物質が除去される。また、スクラビングで除去しきれなかった粒子状放射性物質は、金属フィルタで除去され、ヨウ素などのガス状放射性物質は、ヨウ素フィルタでの化学反応や吸着作用によって除去される。
【０００６】
これらの放射性物質の除去手段のさらに下流部（排気口側）には、放射性希ガスを透過しない希ガスフィルタが配置されている。この希ガスフィルタにより放射性希ガスも除去される。
【０００７】
ところが、単に希ガスフィルタが設置されるだけでは、ベントガスの排出配管内において希ガスフィルタの上流側に接している領域（以下、直上流部という）には、希ガスフィルタを透過できない希ガスを含む気体が滞留することとなる。この場合、滞留した希ガスを含む気体の分圧が高くなるため、希ガスフィルタが透過させるべき蒸気の透過性能が低下する。すなわち、排出されるべき蒸気が希ガスフィルタを透過できなくなる。その結果、原子炉格納容器ベントシステムは、ベント操作がされても、原子炉格納容器内の蒸気を継続的に排出することができなくなり、最終的には原子炉格納容器内の圧力を下げることができなくなる。
【０００８】
そこで、例えば、特許文献１に記載の原子炉格納容器ベントシステムでは、ベントガス出口配管内の希ガスフィルタの直上流部に滞留する希ガスを含む気体を、原子炉格納容器に戻す配管および機構が設けられている。この場合には、希ガスフィルタの直上流部に希ガスフィルタを透過できない希ガスを含む気体が滞留することがなくなるので、希ガスフィルタにより蒸気の排出が妨げられることはなくなる。すなわち、希ガスフィルタは、その透過性能を継続的に維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２０１６−５２１８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の原子炉格納容器ベントシステムでは、希ガスフィルタの直上流部に滞留した気体を原子炉格納容器内へ戻すために、ポンプなどの能動装置が用いられている。そのポンプなどの能動装置を駆動するためには、電源の供給が不可欠である。したがって、電源が喪失されるような万が一の事態が発生して、ポンプなどの能動装置の駆動ができなくなると、希ガスフィルタが蒸気の透過性能を喪失し、原子炉格納容器内の圧力を継続的に下げることができなくなる可能性がある。
【００１１】
原子炉格納容器内の圧力を継続的に下げることを可能にするためには、電源が喪失されるような万が一の事態が発生しても、希ガスフィルタが蒸気の透過性能を喪失しないようにする必要がある。
【００１２】
本発明の目的は、電源が喪失されるような事態になっても、原子炉格納容器内で発生する蒸気を大気へ継続的に放出することが可能な原子炉格納容器ベントシステムを提供することことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る原子炉格納容器ベントシステムは、原子炉格納容器内の気体を大気に放出して前記原子炉格納容器内を減圧する原子炉格納容器ベントシステムであって、前記原子炉格納容器内から排出され、大気に放出されるまでのベントガスの流路を形成するベントラインと、前記ベントラインの最下流部に設けられ、前記ベントガスのうち少なくとも蒸気を通し放射性希ガスを通さない希ガスフィルタと、前記ベントラインにおける前記希ガスフィルタの直上流部と前記原子炉格納容器とを接続する戻り配管と、前記戻り配管上に設けられ、前記希ガスフィルタを透過できなかった放射性希ガスを含む気体が流入して、貯留される中間容器と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電源が喪失されるような事態になっても、原子炉格納容器内で発生する蒸気を大気へ継続的に放出することが可能な原子炉格納容器ベントシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステムの構成の例を模式的に示した図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステムにおいて、ベント操作後の原子炉格納容器、希ガスフィルタの直上流部および中間容器それぞれにおける圧力の時間推移の例を示した図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステムの構成の例を模式的に示した図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステムの構成の例を模式的に示した図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステムで用いられる非凝縮性ガス捕集機構の構成の例を模式的に示した図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステムで用いられる他の非凝縮性ガス捕集機構の構成の例を模式的に示した図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステムの構成の例を模式的に示した図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステムにおいて、非凝縮性ガス捕集機構により非凝縮性ガスを捕集する構成の例を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面において、共通する構成要素には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１７】
≪第１の実施形態≫
図１は、本発明の第１の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５の構成の例を模式的に示した図である。なお、図１では、破線の枠内に、本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５の構成の例が示されており、その左側には、原子炉格納容器１の概略断面構造の例が示されている。
【００１８】
図１に示すように、原子炉格納容器１内には、炉心２を内包する原子炉圧力容器３が設置されている。そして、原子炉圧力容器３には、原子炉圧力容器３内で発生した蒸気を発電用のタービン（図示せず）に送る主蒸気管４が接続されている。なお、本明細書では、蒸気とは、水蒸気を意味するものとする。
【００１９】
原子炉格納容器１の内部は、鉄筋コンクリート製のダイヤフラムフロア１２によってドライウェル５とウェットウェル７に区画されている。ウェットウェル７は、内部にプール水を貯めている領域のことをいう。このウェットウェル７内のプールのことをサプレッションプール８という。ドライウェル５とウェットウェル７は、ベント管１１によって相互に連通されており、ベント管排気部１１ａは、ウェットウェル７内のサプレッションプール８の水面下に開口している。
【００２０】
主蒸気管４などの配管類の一部が損傷し、原子炉格納容器１内に蒸気が流出する配管破断事故は、一般的にはＬＯＣＡ（Loss of Coolant Accident）の名称で知られている。このような事故は、通常は主蒸気管４が通るドライウェル５で発生する。そして、万が一ではあるが、このような事故が発生し、主蒸気管４などの破断口からドライウェル５内へ蒸気が流出した場合には、まず、ドライウェル５内の圧力が上昇する。
【００２１】
ドライウェル５内に流出した蒸気は、ドライウェル５とウェットウェル７の圧力差によって、ベント管１１を通ってウェットウェル７内のサプレッションプール８の水中に導かれる。このとき、蒸気はサプレッションプール８のプール水で凝縮されるので、原子炉格納容器１内の圧力上昇は抑制される。また、その蒸気内に含まれている放射性物質は、サプレッションプール８のプール水のスクラビング効果により、その大半が除去される。
【００２２】
なお、沸騰水型原子炉の原子炉格納容器１には、原子炉圧力容器３内や主蒸気管４内の圧力が異常に上昇した場合、その圧力を減ずる手段として、蒸気逃し安全弁６、蒸気逃し安全弁排気管９、クエンチャ１０などが設けられている。これは、圧力上昇が単なる異常な圧力上昇にとどまらずＬＯＣＡなどの事故に到るのを防止するためのものである。
【００２３】
すなわち、原子炉圧力容器３内や主蒸気管４内の圧力が異常に上昇した場合には、主蒸気管４に設けられた蒸気逃し安全弁６が開けられ、主蒸気管４内の蒸気は、蒸気逃し安全弁排気管９およびクエンチャ１０を通してサプレッションプール８の水中に放出される。この蒸気のサプレッションプール８の水中への放出により、大半の蒸気が凝縮されるので、原子炉圧力容器３内や主蒸気管４内が減圧される。また、その蒸気内に含まれている放射性物質は、サプレッションプール８のプール水のスクラビング効果により、その大半が除去される。
【００２４】
以上のように、本実施形態では、サプレッションプール８で蒸気を凝縮させ、サプレッションプール８内のプール水を図示しない残留熱除去系で冷却することにより、原子炉格納容器１内の温度および圧力の上昇を防止することができる。つまり、主蒸気管４などからのドライウェル５への蒸気の流出事故は、通常は収束させることができる。
【００２５】
しかしながら、非常に低い可能性ではあるが、残留熱除去系が機能を喪失した場合、サプレッションプール８のプール水の温度が上昇する。プール水の温度が上昇するに伴い、原子炉格納容器１内の蒸気の分圧はプール水の温度の飽和蒸気圧まで上昇するため、原子炉格納容器１内の圧力が上昇する。このような圧力上昇が起きた場合、原子炉格納容器１内に冷却水をスプレイすることで圧力上昇を抑えることができる。また、このスプレイは、外部から消防ポンプなどを接続して作動させることも可能である。
【００２６】
さらに非常に低い可能性ではあるが、このスプレイも作動しない場合も想定される。その場合には、原子炉格納容器１内の圧力は上昇を続ける。このような原子炉格納容器１内の圧力上昇が起きた場合には、原子炉格納容器１内の気体を外部に放出することで原子炉格納容器１内の圧力上昇を抑えることができる。この操作のことをベント操作と呼ぶ。沸騰水型原子炉では、このベント操作をウェットウェル７内の気体を外部（大気）に放出することにより行う。ウェットウェル７内の気体は、サプレッションプール８のプール水で放射性物質がほとんど除去されたものであるので、大気の放射性物質による汚染が最小限に抑制される。
【００２７】
以上のベント操作をする際に、原子炉格納容器１内から放出される気体（以下、ベントガスという）から、さらに放射性物質を取り除く装置として原子炉格納容器ベントシステム１５がある。以下、この原子炉格納容器ベントシステム１５について詳しく説明する。なお、図１の破線で囲まれた部分（原子炉格納容器ベントシステム１５）において、実線で表された配管の側に記載された矢印は、ベントガスの流れの方向を示し、丸囲みの数字は、ベントガスに含まれる気体のおおよその種類を示したものである。
【００２８】
図１に示すように、ベント配管１３の一端は、分岐して原子炉格納容器１のドライウェル５とウェットウェル７との両方に接続されており、この分岐したベント配管１３には、それぞれ隔離弁１４が配設されている。そして、ベント配管１３の他端は、フィルタベント容器１６の入口配管１７に接続されており、入口配管１７の先端部は、フィルタベント容器１６内に開口している。
【００２９】
また、フィルタベント容器１６内の下部側には、スクラビング水１８が貯留されており、その上部側には金属フィルタ１９およびヨウ素フィルタ３８が直列に設置されている。そして、金属フィルタ１９およびヨウ素フィルタ３８は、フィルタベント容器１６の出口配管２０の一端が接続されている。また、出口配管２０の他端は、遮蔽壁２１を貫通して遮蔽壁２１外に導出され、希ガスフィルタ２３を経由して、最終的には排気塔２２に接続されている。
【００３０】
ベント操作は、通常、ウェットウェル７側の隔離弁１４ａを開くことで開始される。すなわち、過酷事故などにより原子炉格納容器１内の圧力が異常に上昇した場合には、ベント操作としてウェットウェル７側の隔離弁１４ａが開けられる。このとき、原子炉格納容器１内に充満した高圧のガスは、サプレッションプール８のプール水の中を通ってウェットウェル７側に放出される。このとき、ウェットウェル７側に放出される蒸気などの気体は、サプレッションプール８のプール水によってスクラビングされたものであるので、大半の放射性物質が除去されたものとなっている。これは、沸騰水型原子炉の安全上の大きな特徴となっている。
【００３１】
次に、ウェットウェル７内の気体は、ベントガスとして、ベント操作で開けられた隔離弁１４ａを通過し、さらにベント配管１３および入口配管１７を経由して、フィルタベント容器１６内のスクラビング水１８の中に放出される。このとき、ベント配管１３を通過するベントガスは、蒸気（水蒸気）、水素、窒素などを主成分とするが、エアロゾル状の放射性物質や放射性希ガスなども含んでいる。
【００３２】
スクラビング水１８の中に放出されたベントガスは、スクラビング水１８によってスクラビングされ、主にエアロゾル状の放射性物質のほとんどが除去される。さらに、スクラビング水１８によりスクラビングされたベントガスは、金属フィルタ１９およびヨウ素フィルタ３８により、ヨウ素などの気体状の放射性物質が除去される。したがって、ヨウ素フィルタ３８の下流側の出口配管２０を通過するベントガスは、エアロゾル状の放射性物質や放射性ヨウ素などが除去されたものとなっている。
【００３３】
さらに、本実施形態では、フィルタベント容器１６からヨウ素フィルタ３８を経て排気塔２２に到る出口配管２０上の排気塔２２近傍に希ガスフィルタ２３が設けられている。この希ガスフィルタ２３は、放射性希ガスや窒素ガスを通さず、水蒸気や水素ガスを透過させるフィルタ材により構成されている。したがって、排気塔２２からは、水蒸気および水素ガスだけが大気へ放出される。
【００３４】
なお、以上の原子炉格納容器ベントシステム１５において、原子炉格納容器１からベント配管１３、フィルタベント容器１６および出口配管２０などを経て排気塔２２に到る配管や放射性物質除去手段などからなるベントガスの流路をベントラインという。
【００３５】
また、以上の原子炉格納容器ベントシステム１５において、希ガスフィルタ２３は、ベント配管１３および出口配管２０上のどの位置に配置しても放射性希ガスを除去することができる。しかしながら、出口配管２０の最下流部に配置することが最良の選択と考えられる。この場合、希ガスフィルタ２３は、フィルタベント容器１６、金属フィルタ１９およびヨウ素フィルタ３８の下流側に配置されるので、希ガスフィルタ２３にエアロゾル状の放射性物質などが付着することを防止することができる。
【００３６】
したがって、この場合には、希ガスフィルタ２３に放射性物質などが付着することなどによる性能劣化を抑制することができる。また、過酷事故時に発生する可能性のある溶融燃料からの影響に曝されることをも防止することができる。よって、原子炉格納容器ベントシステム１５の信頼性を向上させることができる。
【００３７】
以上のように、本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５は、原子炉格納容器１内で蒸気や放射性物質が発生するような過酷事故が起きても、放射性希ガスを閉じ込め、蒸気を排気塔２２から外部へ排出することができる。よって、原子炉格納容器１内の圧力を下げることができる。
【００３８】
続いて、希ガスフィルタ２３のフィルタ材について説明しておく。希ガスフィルタ２３は、蒸気を透過させる必要があり、また、原子炉格納容器１内の圧力上昇を防止するためには、炉心２が溶融した際に発生する水素ガスも透過させることが求められる。ここで、希ガスフィルタ２３を透過する蒸気（水）や水素の分子径は、０．３ｎｍ以下と小さく、透過しない放射性希ガス（Ｋｒ、Ｘｅなど）の分子径は、それよりもかなり大きい。したがって、希ガスフィルタ２３の構造材としては、分子径が小さい蒸気や水素ガスを選択的に透過させる分子ふるい膜を利用することができる。
【００３９】
なお、沸騰水型原子炉の場合、原子炉格納容器１内の気体は窒素に置換されている。そのため、分子径を利用した分子ふるい膜を用いて放射性希ガスを選択する場合には、その分子ふるい膜は、分子径がＫｒやＫｅの分子径の大きさに近い窒素分子を透過させない可能性がある。しかしながら、原子炉格納容器１内を減圧する観点からは、圧力上昇の原因が蒸気や水素ガスであるため、分子ふるい膜が窒素分子を透過させないとしても問題とならない。
【００４０】
以上のような条件に適した分子ふるい膜のフィルタ材としては、ポリイミドを主成分とした高分子膜、窒化ケイ素を主成分としたセラミック膜、炭素を主成分とした酸化グラフェン膜などがある。これら分子ふるい膜は、一般的には水素の精製に用いるフィルタとして知られているものである。なお、希ガスフィルタ２３のフィルタ材は、ＫｒやＸｅを透過せず、水素や水（蒸気）の分子を透過する膜であるならば、どのような膜であってもよい。
【００４１】
前記のようなフィルタ材を用いた希ガスフィルタ２３は、蒸気と水素ガスを透過し、窒素と放射性希ガスを透過しないことにより、放射性希ガスを除去しながら、原子炉格納容器１内の圧力上昇の原因となる蒸気と水素ガスを放出することができる。
【００４２】
ところで、従来からの技術課題でもあるが、希ガスフィルタ２３によりベントガスから放射性希ガスを除去する場合、希ガスフィルタ２３による蒸気および水素ガスの透過性能が時間の経過とともに低下するという問題がある。この問題は、出口配管２０内において希ガスフィルタ２３の上流側に接している領域（以下、希ガスフィルタ２３の直上流部、または、単に、直上流部という）に、希ガスフィルタ２３を透過できない窒素ガスや放射性希ガスが滞留することに起因する。
【００４３】
すなわち、希ガスフィルタ２３の直上流部に希ガスフィルタ２３を透過できない窒素ガスや放射性希ガスが滞留すると、これらのガスの分圧が上昇し、希ガスフィルタ２３が透過させるべき蒸気や水素ガスの透過が妨げられることになる。そのため、希ガスフィルタ２３による蒸気や水素ガスの透過性能が低下し、最終的には透過機能が失われる。
【００４４】
そして、希ガスフィルタ２３による蒸気や水素ガスの透過機能が失われると、希ガスフィルタ２３の直上流部の圧力は、原子炉格納容器１内の圧力と同程度まで上昇する。これは、ベントの機能が喪失されることを意味する。
【００４５】
このような事態に到るのを防止するために、本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５では、希ガスフィルタ２３の直上流部に滞留する窒素ガスや放射性希ガスなどの気体を別途貯留するための中間容器１００が設けられている。そして、希ガスフィルタ２３の直上流部と中間容器１００とは戻り配管２４ａを介して接続され、戻り配管２４ａ上には逃し弁２５が設けられている。
【００４６】
逃し弁２５は、ダイアフラム方式の逃し弁などにより構成され、一次側の流体圧力が設定圧ＰＡを上回ると開き、設定圧ＰＢ（ただし、ＰＢ＜ＰＡ）を下回ると閉じる構造を有している。したがって、本実施形態の場合、希ガスフィルタ２３の直上流部の圧力が上昇し設定圧ＰＡを上回ると、逃し弁２５が開く。その際、希ガスフィルタ２３の直上流部に滞留している窒素ガスおよび放射性希ガスなどの気体は、中間容器１００内へ流れ込む。なお、中間容器１００内の初期圧力は、真空圧または大気圧が望ましく、その初期状態の気体は、窒素置換などによって酸素が排除されていることが望ましい。
【００４７】
したがって、本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５では、希ガスフィルタ２３の直上流部に滞留する気体の圧力を逃し弁２５の設定圧ＰＡ以下に抑制することができる。すなわち、希ガスフィルタ２３の直上流部における窒素ガスや放射性希ガスの合計の分圧が所定値を超えないようにすることができる。
【００４８】
そのため、本実施形態では、希ガスフィルタ２３は、窒素ガスや放射性希ガスを透過させずに蒸気や水素ガスを透過させる性能を継続して維持することができる。つまり、本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５では、過酷事故時などにおいても、原子炉格納容器１内の圧力増大の原因となる蒸気と水素ガスを継続的に外部に放出することができるので、原子炉格納容器１内を継続的に減圧することができる。
【００４９】
さらに、本実施形態では、中間容器１００と原子炉格納容器１とは、戻り配管２４ｂを介して接続され、その戻り配管２４ｂ上には逆止弁２６が設けられている。逆止弁２６は、原子炉格納容器１から中間容器１００へ流体の流れを阻止するものであり、本実施形態では、原子炉格納容器１内の放射性物質の中間容器１００内への流入を防止する。
【００５０】
一方で、逆止弁２６は、中間容器１００から原子炉格納容器１への流体の流れは阻止しないものとなっている。そのため、中間容器１００内の圧力が原子炉格納容器１内の圧力よりも高くなったときには、中間容器１００に貯留された気体は、原子炉格納容器１内に流入する。したがって、本実施形態では、原子炉格納容器１内の圧力が必要以上に低下するのを防止することができる
【００５１】
ちなみに、原子炉圧力容器３および原子炉格納容器１を冷却するために、ベント操作後に原子炉格納容器１内に冷却水をスプレイした場合、原子炉格納容器１内の圧力が必要以上に低下する場合がある。あるいは、長時間の自然冷却によって、原子炉格納容器１内の圧力が必要以上に低下する場合がある。このような場合に、中間容器１００に貯留された気体が原子炉格納容器１内に流入することになる。
【００５２】
なお、逆止弁２６については、逆止弁に限定されず、逃し弁で代用することもできる。ただし、この場合の逃し弁の弁開の設定圧は、原子炉格納容器１内の初期圧力よりも低い値に設定する必要がある。
【００５３】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５において、ベント操作後の原子炉格納容器１、希ガスフィルタ２３の直上流部および中間容器１００それぞれにおける圧力の時間推移の例を示した図である。図２において、グラフの横軸は時間、縦軸は圧力を表し、一点鎖線は、原子炉格納容器１内の圧力、太破線は、希ガスフィルタ２３の直上流部における圧力、太実線は、中間容器１００内の圧力を表している。
【００５４】
ここで、原子炉格納容器１内の初期圧力をＰ０、希ガスフィルタ２３の直上流部の初期圧力をＰ１、中間容器１００の初期圧力をＰ２とし、逃し弁２５の弁開の設定圧をＰＡ、弁閉の設定圧をＰＢとする。また、図２において、ｔ１０，ｔ１１，ｔ１２，・・・は、逃し弁２５の弁開の時刻、ｔ２０，ｔ２１，ｔ２２，・・・は、逃し弁２５の弁閉の時刻、ｔ３は、逆止弁２６の弁開の時刻を表す。
【００５５】
希ガスフィルタ２３の直上流部の初期圧力Ｐ１は、大気圧と同程度である。しかしながら、ベント操作が行われると、原子炉格納容器から放出されるベントガスにより、希ガスフィルタ２３の直上流部の圧力は次第に上昇する。これは、希ガスフィルタ２３の直上流部に窒素ガスや放射性希ガスが滞留することにより、希ガスフィルタ２３を透過する蒸気や水素ガスの透過が妨げられるからである。
【００５６】
そして、希ガスフィルタ２３の直上流部の圧力が逃し弁２５の設定圧ＰＡを超えると、逃し弁２５が開いて（時刻ｔ１０）、希ガスフィルタ２３の直上流部に滞留していた窒素ガスや放射性希ガスが中間容器１００に流入する。このとき、希ガスフィルタ２３の蒸気透過性能が回復するため、希ガスフィルタ２３の直上流部の圧力は減少する。そして、希ガスフィルタ２３の直上流部の圧力が逃し弁２５の設定圧ＰＢ以下まで減少すると、逃し弁２５が閉じる（時刻ｔ２０）。
【００５７】
そのため、希ガスフィルタ２３の直上流部には、窒素ガスや放射性希ガスが再度滞留し始め、その圧力は上昇に転じる。そして、これ以降、時刻ｔ１１，ｔ２１まで、さらに、時刻ｔ１２，ｔ２２まで・・・と、以上に説明した動作と同様の動作が繰り返される。したがって、希ガスフィルタ２３の直上流部の圧力は、高々、逃し弁２５の設定圧ＰＡまでしか上昇しないので、希ガスフィルタ２３による蒸気や水素ガスの透過性能は、一定の性能を維持することができる。よって、原子炉格納容器１からは蒸気や水素ガスの排出が継続的に行われることになるので、原子炉格納容器１内の圧力は、次第に低下していく。
【００５８】
なお、中間容器１００内の圧力は、逃し弁２５の弁開時に流入する窒素ガスおよび放射性希ガスの量に応じて次第に上昇していく。そして、中間容器１００内の圧力が原子炉格納容器１内の圧力を上回ると逆止弁２６が開き（時刻ｔ３）、中間容器１００内に貯留された窒素ガスおよび放射性希ガスが原子炉格納容器１へ流入する。こうして、窒素ガスおよび放射性希ガスは、原子炉格納容器１へ戻されることとなる。
【００５９】
以上、本実施形態において、希ガスフィルタ２３の直上流部の圧力を減ずるために設けられた中間容器１００、逃し弁２５および逆止弁２６は、いずれも電源などの外部動力がなくても作動する受動部品である。したがって、希ガスフィルタ２３の直上流部に滞留した窒素および放射性希ガスなどの気体は、その圧力が逃し弁２５の設定圧ＰＡに達したときには、電源が供給されなくても中間容器１００内へ移動する。また、中間容器１００内の気体の圧力が原子炉格納容器１内の圧力よりも高くなったときには、中間容器１００に貯留された気体は、電源が供給されなくても原子炉格納容器１内に移動、つまり、戻ることとなる。
【００６０】
したがって、本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５は、電源が喪失されるような万が一の事態が生じた場合であっても、放射性希ガスを外部に放出させることなく、原子炉格納容器１内の圧力を継続的に減少させることができる。また。その際に、原子炉格納容器１内の圧力が必要以上に低下することも防止される。
【００６１】
なお、本実施形態では、希ガスフィルタ２３の直上流部と原子炉格納容器１は、１系統の戻り配管２４ａ、中間容器１００および戻り配管２４ｂで接続されるとしているが、複数系統の戻り配管２４ａ、中間容器１００および戻り配管２４ｂで接続されてもよい。この場合、１系統の場合よりも中間容器１００の容量を小さくすることができる。
【００６２】
また、この場合は、何らかの原因で、ある１系統の中間容器１００や戻り配管２４ａ、２４ｂが使用できなくなった場合でも、残りの系統の中間容器１００や戻り配管２４ａ、２４ｂを用いて、希ガスフィルタ２３の直上流部の圧力を低下させることができる。したがって、原子炉格納容器ベントシステム１５の信頼性を向上させることができる。
【００６３】
なお、以上、第１の実施形態の説明では、原子炉格納容器ベントシステム１５は、改良型沸騰水型原子炉に適用されることを前提として説明をしたが、加圧水型原子炉や高速増殖炉などの軽水炉以外の炉型にも適用可能であることは言うまでもない。また、第１の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５では、放射性物質除去装置としては、フィルタベント容器１６など湿式放射性物質除去装置を用いられているが、乾式放射性物質除去装置を用いることもできる。なお、これらの事情については、後記する第２〜第４の実施形態でも同様である。
【００６４】
≪第２の実施形態≫
図３は、本発明の第２の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ａの構成の例を模式的に示した図である。なお、図３では、破線の枠内に、本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ａの構成の例が示されており、その左側には、原子炉格納容器１の概略断面構造の例が示されている。
【００６５】
本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ａの構成は、第１の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５（図１参照）の構成に、バイパス管１２０、蒸気トラップ１１０および逆止弁１３０が新たに追加されている点で相違している。以下、第１の実施形態との相違点について説明する。
【００６６】
第１の実施形態では、中間容器１００には、希ガスフィルタ２３の直上流部に滞留した窒素ガスおよび放射性希ガスが流入するものとし、蒸気が流入することについては無視している。しかしながら、逃し弁２５が開いたときには、窒素ガスおよび放射性希ガスだけでなく蒸気の一部が中間容器１００に流入する可能性がある。そこで、本実施形態では、中間容器１００には、窒素ガスおよび放射性希ガスに加え、本来は大気へ放出されるべき蒸気の一部が流入するものとする。
【００６７】
中間容器１００に蒸気が流入する場合、その蒸気は、中間容器１００内で冷えて凝縮し、凝縮水として中間容器１００の中に溜まる。そこで、本実施形態では、第１の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５（図１参照）の構成に、中間容器１００とフィルタベント容器１６とを接続するバイパス管１２０と、このバイパス管１２０上に設けられた蒸気トラップ１１０とを追加する構成とした。
【００６８】
具体的には、中間容器１００の底部から下方に向けてフィルタベント容器１６に接続されるバイパス管１２０が設けられ、さらに、そのバイパス管１２０上には逆止弁１３０および蒸気トラップ１１０が設けられている。したがって、中間容器１００に流入した蒸気は、冷えて凝縮水となると、重力によりバイパス管１２０を経由してフィルタベント容器１６内に流入する。蒸気トラップ１１０は、凝縮水のみを通し、その気体成分（蒸気）を通さない機能を有している。したがって、フィルタベント容器１６内へは、凝縮水のみが流入する。
【００６９】
なお、逆止弁１３０は、凝縮水の中間容器１００への逆流を防止するものであるが、省略することもできる。また、ここでは、中間容器１００からフィルタベント容器１６に到るバイパス管１２０の接続先は、フィルタベント容器１６内であるとしているが、フィルタベント容器１６の上流側、下流側のいずれであってもよい。
【００７０】
以上、本実施形態によれば、中間容器１００に流入した蒸気は、凝縮水となってフィルタベント容器１６へ戻される。したがって、中間容器１００には、より多くの窒素ガスおよび放射性希ガスを貯留することが可能になる。また、逆に考えれば、その分、中間容器１００の容積を小さくすることができる。さらに、本実施形態では、凝縮水がフィルタベント容器１６へ戻されるので、スクラビング水１８の減少を抑制する効果も期待することができる。
【００７１】
また、本実施形態において、希ガスフィルタ２３の直上流部の圧力を減ずるために設けられた中間容器１００、逃し弁２５および逆止弁２６は、いずれも電源などの外部動力がなくても作動する受動部品である。したがって、本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ａは、電源が喪失されるような万が一の事態が生じた場合であっても、放射性希ガスを外部に放出させることなく、原子炉格納容器１内の圧力を継続的に減少させることができる。また。その際に、原子炉格納容器１内の圧力が必要以上に低下することも防止される。
【００７２】
≪第３の実施形態≫
図４は、本発明の第３の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ｂの構成の例を模式的に示した図である。なお、図４では、破線の枠内に、本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ｂの構成の例が示されており、その左側には、原子炉格納容器１の概略断面構造の例が示されている。
【００７３】
本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ｂの構成は、第１の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５（図１参照）の構成に、新たに非凝縮性ガス捕集機構２００が追加されている点で相違している。以下、第１の実施形態との相違点について説明する。
【００７４】
希ガスフィルタ２３の直上流部に滞留した窒素ガスおよび放射性希ガスは、逃し弁２５が開いたときに中間容器１００へ流入するが、このとき、本来外部へ放出されるべき蒸気も中間容器１００へ流入する。そこで、本実施形態では、蒸気の流入を防止するために、第１の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５（図１参照）に、非凝縮性ガス捕集機構２００を追加する構成とした。
【００７５】
図４に示すように、非凝縮性ガス捕集機構２００は、希ガスフィルタ２３の直上流部と逃し弁２５とをつなぐ戻り配管２４ａ上に設けられる。そして、常温程度の温度では凝縮しない窒素ガスや放射性希ガスなどの非凝縮性ガスを捕集し、その捕集した非凝縮性ガスを中間容器１００へ流入させる。
【００７６】
なお、非凝縮性ガス捕集機構２００における非凝縮性ガス捕集の原理は、基本的には、凝縮性および非凝縮性の混合ガスを冷却し、蒸気など凝縮性のガスを凝縮させることにより除去するものである。このとき、ガスの冷却には、空気や水の自然対流による冷却を利用することができる。
【００７７】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ｂで用いられる非凝縮性ガス捕集機構２００の構成の例を模式的に示した図である。図５に示すように、非凝縮性ガス捕集機構２００は、非凝縮性ガス２０２（ただし、水素ガスを除く）を捕捉する凝縮管２０１、外気２０５を通流させるための流路カバー２０３、逆止弁２０４などにより構成される。
【００７８】
凝縮管２０１は、出口配管２０の希ガスフィルタ２３の直上流部から分岐して、下方から上方に向けて略鉛直に設けられる。この凝縮管２０１は、逆止弁２０４を介して戻り配管２４ａに接続され、さらに中間容器１００に接続される。ここで、逆止弁２０４を含む凝縮管２０１の鉛直部分は、その外周部が円筒状の流路カバー２０３によって覆われており、流路カバー２０３と凝縮管２０１および逆止弁２０４の外周部との間には、外気２０５を通流させるための間隙が設けられている。
【００７９】
この場合、凝縮管２０１には高温の窒素ガスや放射性希ガスなどの非凝縮性ガス２０２が滞留し、凝縮管２０１と流路カバー２０３との間隙には冷たい外気２０５が流入する。したがって、凝縮管２０１と流路カバー２０３との間隙に流入する外気２０５は、凝縮管２０１側の熱により暖められ、煙突効果により上昇気流となる。そのため、凝縮管２０１の外周部と流路カバー２０３との間隙には、冷たい外気２０５が取り込まれることになり、凝縮管２０１内に滞留している非凝縮性ガス２０２を含む気体は冷却される。なお、流路カバー２０３は、長い方がより大きな煙突効果が得られる。
【００８０】
以下、この非凝縮性ガス捕集機構２００による非凝縮性ガス捕集の原理について説明する。
【００８１】
希ガスフィルタ２３の直上流部に窒素および放射性希ガスが滞留すると、希ガスフィルタ２３による蒸気の透過性能が低下するため、窒素および放射性希ガスは、蒸気を含んで凝縮管２０１に流入する。凝縮管２０１に流入したこれらの気体は、流路カバー２０３と凝縮管２０１の外周部との間隙を流れる外気２０５によって冷却される。このとき、その温度が蒸気の露点以下にまで下がると、前記気体の中に含まれている蒸気は、凝縮し始める。
【００８２】
蒸気が凝縮すると、その分、体積が減少するため、局所的には凝縮管２０１内の圧力が低下する。このとき、圧力が低下したその局所部分には、希ガスフィルタ２３の直上流部に滞留している非凝縮性ガス２０２が瞬時に供給される。なお、このとき、密度差によって蒸気も流入するが、流入した蒸気は瞬時に凝縮するので、非凝縮性ガス２０２のみが供給されるといえる。結局のところ、凝縮管２０１内には、窒素および放射性希ガスなどの非凝縮性ガスが滞留することとなる。
【００８３】
その後、希ガスフィルタ２３の直上流部に窒素および放射性希ガスがさらに滞留して、希ガスフィルタ２３が蒸気の透過性能を失うと、凝縮管２０１内の圧力は、さらに上昇する。そして、その圧力が逆止弁２０４の下流側に設けられた逃し弁２５（図４参照）の設定圧ＰＡを超えると逃し弁２５が開き、凝縮管２０１内に滞留していた窒素および放射性希ガスなどの非凝縮性ガスが中間容器１００内へ流入する。このようにして、非凝縮性ガス捕集機構２００は、非凝縮性ガスを捕集し、その捕集した非凝縮性ガスを中間容器１００に貯留させることができる。
【００８４】
ここで、凝縮管２０１は、フィルタベント容器１６よりも高い位置に配置されるものとする。この場合、凝縮管２０１内で凝縮した凝縮水は、出口配管２０を介して重力によりフィルタベント容器１６に戻される。したがって、フィルタベント容器１６内のスクラビング水１８の減少を低減させる効果を期待することができる。
【００８５】
なお、逆止弁２０４は、逃し弁であってもよく、その場合には、その逃し弁としては、戻り配管２４ａ上に設けられた逃し弁２５を用いることができる。
【００８６】
また、凝縮管２０１の冷却には、水の自然対流を用いてもよい。この場合は、図示しない冷却水の容器を凝縮管２０１より高い位置に設置し、両者の水頭差を利用して流路カバー２０３と凝縮管２０１との間隙に流入させることにより、凝縮管２０１を冷却することができる。
【００８７】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ｂで用いられる他の非凝縮性ガス捕集機構２００ａの構成の例を模式的に示した図である。ここで、非凝縮性ガス捕集機構２００ａは、第３の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ｂ（図４参照）においては、図５に示した非凝縮性ガス捕集機構２００に代えて用いられる。
【００８８】
なお、図５に示した非凝縮性ガス捕集機構２００と図６に示した非凝縮性ガス捕集機構２００ａとの構成の相違は、前者では円盤型の希ガスフィルタ２３が用いられているのに対し、後者では円筒型の希ガスフィルタ２３ａが用いられている点にある。
【００８９】
すなわち、図６の例では、円筒型の希ガスフィルタ２３ａは、下方から上方に向って略鉛直に配置される出口配管２０と凝縮管２０１とを接続する位置に配置され、さらに、両方の配管と同軸状に設置される。したがって、出口配管２０内を流れる気体のうち、蒸気および水素ガスは、希ガスフィルタ２３ａを半径方向に透過し、その外部を覆う配管を介して排気塔２２に到り、排気塔２２から外部の大気に放出される。
【００９０】
これに対し、希ガスフィルタ２３ａを透過しない窒素や放射性希ガスなどの非凝縮性ガス２０２は、凝縮管２０１内に滞留する。そして、その圧力が高まると逆止弁２０４および逃し弁２５を介して中間容器１００に流入する。また、この図６の例においても、逆止弁２０４および凝縮管２０１の外周部は、円筒状の流路カバー２０３によって覆われている。そのため、凝縮管２０１内に滞留した非凝縮性ガス２０２は、その外周部を流れる冷たい外気２０５によって冷却される。したがって、非凝縮性ガス２０２に蒸気が混じっていたとしても、その蒸気は凝縮することにより除去されるので、非凝縮性ガス２０２だけが中間容器１００に流入し貯留されることとなる。
【００９１】
以上のような非凝縮性ガス捕集機構２００ａにおける非凝縮性ガス捕集の原理は、図５を用いて説明した非凝縮性ガス捕集の原理とほとんど同じである。したがって、図６の例における非凝縮性ガス捕集機構２００ａでも、非凝縮性ガスを捕集し、その捕集した非凝縮性ガス２０２を中間容器１００に貯留させることができる。
【００９２】
ここで、凝縮管２０１は、フィルタベント容器１６よりも高い位置に配置されるものとする。その場合、凝縮管２０１内で凝縮した凝縮水は、出口配管２０を介して重力によりフィルタベント容器１６に戻される。したがって、フィルタベント容器１６内のスクラビング水１８の減少を低減させる効果を期待することができる。
【００９３】
また、凝縮管２０１の冷却には、水の自然対流を用いてもよい。その場合は、冷却水の容器を凝縮管２０１より高い位置に設置し、水頭差を利用して凝縮管２０１と流路カバー２０３との間隙に流入させることで凝縮管２０１の外周面を冷却することができる。
【００９４】
以上、本実施形態において、希ガスフィルタ２３の直上流部の圧力を減ずるために設けられた中間容器１００、非凝縮性ガス捕集機構２００，２００ａ、逃し弁２５および逆止弁２６は、いずれも電源などの外部動力がなくても作動する受動部品である。したがって、本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ｂは、電源が喪失されるような万が一の事態が生じた場合であっても、放射性希ガスを外部に放出させることなく、原子炉格納容器１内の圧力を継続的に減少させることができる。また。その際に、原子炉格納容器１内の圧力が必要以上に低下することも防止される。
【００９５】
なお、以上に説明した第３の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ｂで用いられる他の非凝縮性ガス捕集機構２００，２００ａを、第２の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ａに適用してもよい。
【００９６】
≪第４の実施形態≫
図７は、本発明の第４の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ｃの構成の例を模式的に示した図である。なお、図７では、破線の枠内に、本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ｃの構成の例が示されており、その左側には、原子炉格納容器１の概略断面構造の例が示されている。
【００９７】
本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ｃの構成は、中間容器１００が内部に組み込まれた非凝縮性ガス捕集機構２００ｂが設けられている点で、第２の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ａ（図３参照）と大きく相違している。また、逃し弁２５が非凝縮性ガス捕集機構２００ｂの上流側ではなく下流側に設けられている点でも相違している。さらには、逃し弁２５の下流側の配管が２つに分岐され、その一方が逆止弁２６を介して原子炉格納容器１に接続され、他方が逆止弁１３０および蒸気トラップ１１０を介してフィルタベント容器１６に接続されている点でも相違している。以下、これらの相違点について説明する。
【００９８】
図８は、本発明の第４の実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ｂにおいて、非凝縮性ガス捕集機構２００ｂにより非凝縮性ガス２０２を捕集する構成の例を模式的に示した図である。図８に示すように、非凝縮性ガス捕集機構２００ｂは、非凝縮性ガス２０２を捕集、貯留する中間容器１００と、中間容器１００の上下方向の外周面を覆い、その外周面との間に形成される間隙に外気２０５を通流させる流路カバー２０３と、を備えて構成される。
【００９９】
本実施形態では、中間容器１００と出口配管２０内の希ガスフィルタ２３の直上流部とは、戻り配管２４ａによって接続されている。したがって、時間の経過とともに、希ガスフィルタ２３の直上流部および中間容器１００内には、希ガスフィルタ２３を透過できない窒素および放射性希ガスが滞留し、貯留される。ただし、このとき、中間容器１００内には、蒸気も混入すると考えられる。
【０１００】
ここで、中間容器１００とその外周部を覆う流路カバー２０３との間隙に、低温の外気２０５が流入すると、中間容器１００内に貯留されている蒸気が混入した気体の温度も低下する。そして、その温度が蒸気の露点温度以下になると、蒸気の凝縮が始まり、中間容器１００内に貯留されている気体から蒸気が除去されることとなる。
【０１０１】
そして、中間容器１００内における圧力が戻り配管２４ｃ上に設けられた逃し弁２５の設定圧ＰＡを超えた場合には、中間容器１００内に貯留されている蒸気が除去された気体、すなわち窒素および放射性希ガスは、戻り配管２４ｂを介して原子炉格納容器１に戻される。また、中間容器１００内で生じた凝縮水は、その下側方向に向けて設けられたバイパス管１２０上に設けられた逃し弁２５、逆止弁１３０、蒸気トラップ１１０を介して、フィルタベント容器１６に戻される。このとき、凝縮水は、基本的には重力によりバイパス管１２０内を通過してフィルタベント容器１６に到る。
【０１０２】
なお、以上の第４の実施形態において、流路カバー２０３による中間容器１００の冷却には、水を用いてもよい。この場合には、図示しない冷却水の容器を中間容器１００より高い位置に設置し、両者の水頭差を利用して冷却水を流路カバー２０３と中間容器１００との間隙に流入させることにより、中間容器１００を冷却することができる
【０１０３】
また、戻り配管２４ｃ上に設けられた逃し弁２５は必須ではない。戻り配管２４ｂ上に逆止弁２６が設置されていれば、逃し弁２５を設置しなかったとしても、非凝縮性ガス捕集機構２００ｂによる非凝縮性ガス２０２の捕集、貯留の機能は保持される。
【０１０４】
また、バイパス管１２０の接続先は、フィルタベント容器１６の上流側、下流側のいずれであってもよい。さらに、バイパス管１２０上に設けられた逆止弁１３０も必須ではない。ただし、逆止弁１３０を設けた場合には、フィルタベント容器からの流体の逆流を防ぐことができる。また、出口配管２０に設けられる希ガスフィルタ２３の形状は、図５の例で用いられた円盤型でも、図６の例で用いられた円筒型でも、そのいずれであってもよい。
【０１０５】
以上、本実施形態において、希ガスフィルタ２３の直上流部の圧力を減ずるために設けられた非凝縮性ガス捕集機構２００ｂ、逃し弁２５および逆止弁２６は、いずれも電源などの外部動力がなくても作動する受動部品である。したがって、本実施形態に係る原子炉格納容器ベントシステム１５ｃは、電源が喪失されるような万が一の事態が生じた場合であっても、放射性希ガスを外部に放出させることなく、原子炉格納容器１内の圧力を継続的に減少させることができる。また。その際に、原子炉格納容器１内の圧力が必要以上に低下することも防止される。
【０１０６】
なお、本発明は、以上に説明した実施形態および変形例に限定されるものではなく、さらに、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態および変形例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態や変形例の構成の一部を、他の実施形態や変形例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態や変形例の構成に他の実施形態や変形例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態や変形例の構成の一部について、他の実施形態や変形例に含まれる構成を追加・削除・置換することも可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１      原子炉格納容器
２      炉心
３      原子炉圧力容器
４      主蒸気管
５      ドライウェル
６      蒸気逃し安全弁
７      ウェットウェル
８      サプレッションプール
９      蒸気逃し安全弁排気管
１０    クエンチャ
１１    ベント管
１１ａ  ベント管排気部
１２    ダイヤフラムフロア
１３    ベント配管
１４    隔離弁
１５，１５ａ，１５ｂ．１５ｃ  原子炉格納容器ベントシステム
１６    フィルタベント容器
１７    入口配管
１８    スクラビング水
１９    金属フィルタ
２０    出口配管
２１    遮蔽壁
２２    排気塔
２３    希ガスフィルタ
２４ａ，２４ｂ，２５ｃ  戻り配管
２５    逃し弁
３８    ヨウ素フィルタ
１００  中間容器
１１０  蒸気トラップ
１２０  バイパス管
１３０  逆止弁
２００，２００ａ，２００ｂ  非凝縮性ガス捕集機構
２０１  凝縮管
２０２  非凝縮性ガス
２０３  流路カバー
２０４  逆止弁
２０５  外気
【図１】
2019124611.tif 000003
【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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