(57)【要約】【課題】通常運転時及び／又は非常時において、格納容器内の放射性物質が原子炉建屋内又は環境中に放出されるのを効果的に防止する。【解決手段】原子炉１を内包する格納容器２と、前記格納容器２の周囲に設置され複数の区画室７を有する原子炉建屋６と、を有する原子力プラントにおいて、前記複数の区画室７のうち、前記格納容器２の壁を貫通する貫通部３が設けられた区画室７を水密構造にするとともに、原子力プラントの非常時に当該区画室７をシール水１２で冠水状態とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉を内包する格納容器と、前記格納容器の周囲に設置され複数の区画室を有する原子炉建屋と、を有する原子力プラントにおいて、
前記複数の区画室のうち、前記格納容器の壁を貫通する貫通部が設けられた区画室を水密構造にするとともに、原子力プラントの非常時に当該区画室をシール水で冠水状態とすることを特徴とする原子力プラント。
【請求項２】
通常運転時において前記貫通部が設けられた区画室をシール水で冠水状態とすることを特徴とする請求項１記載の原子力プラント。
前記区画室を
【請求項３】
前記区画室の上方にシール水タンクを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の原子力プラント。
【請求項４】
前記シール水は弱アルカリ性であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の原子力プラント。
【請求項５】
前記貫通部が設けられた区画室と前記格納容器との間に断熱材を配置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の原子力プラント。
【請求項６】
前記格納容器の上方に格納容器の外周面を冷却する冷却水が貯留された注水タンクを設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の原子力プラント。
【請求項７】
前記格納容器の天井内側に複数の突起物を設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の原子力プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は安全防護設備を備えた原子力プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に原子力プラントでは、図４に示すように、原子炉１を格納容器２の内部に収納することによって、万一配管の破断等により放射能をおびた原子炉冷却材が流出した場合も、放射性物質を格納容器２の内部に閉じ込め、外部に放出させないような構造になっている。
【０００３】
ただし厳密には、原子炉１へ冷却水を供給する給水管４ａや、原子炉１で発生した蒸気をタービンへ送る蒸気管４ｂ等の配管類が格納容器２の壁を貫通しているほか、検査の際に各種機器を格納容器２内に搬入するため又は作業員が格納容器２内に入るためのハッチ５や、計装ケーブル用のペネトレーション等が格納容器２の壁を貫通して設置されている（特許文献１）。
【０００４】
これらの貫通部３は樹脂等でシールされてはいるものの、格納容器２の内部の気体がこれらの貫通部３から僅かにリークしている。通常、格納容器２の漏洩試験では、想定されるリーク量が略０．１〜０．５％／日以内であることを以って健全性を確認している。
【０００５】
そのため、配管破断事故等により格納容器２内部に放射性物質が放出されると、格納容器２内の微量の放射性物質が貫通部３から原子炉建屋６の複数の区画室７へ流出する可能性がある。
【０００６】
このような事態に備え、従来の原子力プラントでは、図４に示すように、格納容器２に隣接する原子炉建屋６の区画室７の空気を浄化ファン８で吸引し、フィルタ９により粒子状の放射性物質やヨウ素を除去したうえで、排気筒１０を通じて外部に放出している（特許文献２）。
【０００７】
また、図４に示すように、格納容器２内に設けられた格納容器スプレイ１１から、冷却水をスプレイすることによって、放射性ヨウ素の液相への吸収を促進し、格納容器２内の空間に浮遊する放射性物質の濃度を低減している（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２６２１７４号公報
【特許文献２】特開平５−７２３７４号公報
【特許文献３】特開２００７−１０３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図４に示す浄化ファン８を用いた排気設備では、浄化ファン８を動作させるための動力源が必要である。また、格納容器スプレイ１１も冷却水を格納容器２内部に散布するためにポンプ等の動的な機器を必要とする。しかし、例えば過酷事故により原子炉１内の燃料が溶融するような非常時において、原子炉１から放出される放射性物質の量が非常に多くなるうえ、電源喪失等により動的な機器を使用できない可能性がある。
【００１０】
その場合、格納容器２内に放出された放射性物質が気相又は粒子状態で浮遊し、仮に格納容器２が破損していない場合でも、格納容器２の内圧が増大することから、大量の放射性物質が貫通部３を通って原子炉建屋６の区画室７に漏洩する恐れがある。
【００１１】
その際、浄化ファン１１等の動的機器が使用できない場合、区画室７内に放出された放射性物質をフィルタ９等により捕捉することが困難となるため、放射性物質の大部分が原子炉建屋６から環境中に放出される恐れがある。
【００１２】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、過酷事故等の非常時において、格納容器２内の放射性物質が原子炉建屋６又は環境中に放出されるのを効果的に防止することができる安全性の高い原子力プラント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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明に係る原子力プラントは、原子炉を内包する格納容器と、前記格納容器の周囲に設置され複数の区画室を有する原子炉建屋と、を有する原子力プラントにおいて、前記複数の区画室のうち、前記格納容器の壁を貫通する貫通部が設けられた区画室を水密構造にするとともに、原子力プラントの非常時に当該区画室をシール水で冠水状態とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、原子力プラントの非常時において、格納容器内の放射性物質が原子炉建屋内又は環境中に放出されるのを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】区画室が冠水時の第１の実施形態に係る原子力プラントの断面構成図。
【図２】シール水タンクが設置された第１の実施形態に係る原子力プラントの断面構成図。
【図３】第２の実施形態に係る原子力プラントの断面構成図。
【図４】従来の原子力プラントの断面構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る原子力プラントの実施形態について、図面を参照して説明する。  
［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る原子力プラントを図１及び図２により説明する。なお、従来の原子力プラントと同一又は類似の構成には同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００１７】
（構成）
本実施形態では、格納容器２の周囲に設置され複数の区画室７を有する原子炉建屋６のうち、配管、ハッチ、計装ケーブル等の貫通部３が設けられている区画室７を水密構造とし、少なくとも過酷事故等の非常時に当該区画室７に水（シール水）１２を供給し冠水状態とする構成としている。
【００１８】
冠水状態とする区画室７には、ポンプ等の動的機器により水源からシール水１２を供給するか（図示せず）、又は図１に示すように区画室７の上方に設けたシール水タンク１４から注水弁１３を介して重力によりシール水１２を区画室に供給する。
【００１９】
このシール水１２として水が用いられるが、シール水１２に微量の苛性ソーダ等を添加して弱アルカリ性としてもよい。これにより、格納容器２から漏洩したヨウ素をシール水１２に効率的に吸収させることができる。
【００２０】
なお、貫通部３が設けられた区画室７を冠水させる場合、その冠水高さは少なくとも貫通部３が水没する高さとする。  
また、通常運転時においても、貫通部３から微量の放射性物質が漏洩する可能性があるため、非常時のみならず通常運転時でも当該区画室７を冠水状態としてもよい。
【００２１】
（作用）
このように構成された本実施形態において、例えば、原子炉１内の燃料が溶融するような過酷事故が発生した場合、貫通部３が設けられている区画室７にシール水１２を供給し当該区画室を冠水状態とする。図２に示すシール水タンク１４からシール水１２を供給する場合は、手動で注水弁１３を開放し、重力でシール水１２を区画室７に供給し冠水状態とする。なお、注水弁１３を電源遮断時に開放する構成としてもよい。
【００２２】
そして、格納容器２内に放射性物質が大量に放出された状態で内圧が上昇すると、貫通部３を通して放射性物質を含むガスがシール水１２中に放出されるが、このガス状又は粒子状の放射性物質をシール水１２で吸収捕捉することで、放射性物質が区画室７の外部又は環境中へ放出されることを防止することができる。
【００２３】
また、放射性物質のうち、特に有害なヨウ素は大部分がヨウ化セシウムとして存在するが、ヨウ化セシウムは水溶性であるため、貫通部３を通して区画室７に漏洩してきたヨウ化セシウムはシール水１２に効果的に吸収捕捉される。さらに、シール水１２を弱アルカリ性とすることで、ヨウ素の吸収効率をさらに向上させることができる。
【００２４】
なお、上述したように、通常運転時において、貫通部３が設けられている区画室７を冠水状態としてもよいが、その場合はシール水１２を別途設けた水源からポンプ等によって区画室７に供給するか（図示せず）、又はシール水タンク１４のシール水１２を区画室７に供給する。
【００２５】
（効果）
本実施形態によれば、過酷事故のような非常時に貫通部３が設けられた区画室７をシール水１２で冠水させることにより、放射性物質が原子炉建屋６や環境中に放出されるのを効果的に防止することができる。また、シール水１２を弱アルカリ性とすることで、格納容器２から漏洩したヨウ素を効率的に捕捉することができる。
【００２６】
さらに、シール水タンク１４を区画室７の上方に設けたことで、動的機器を使用することなくシール水１２を区画室７に確実に供給することができる。  
また、本実施形態では原則非常時にのみ区画室７を冠水状態とすることで、貫通部３や格納容器２の外周壁面、及び配管又はハッチ等の機器が長期間にわたってシール水１２と接触するのを抑制する。これによりシール水１２と接触する部材及び機器の腐食、劣化を防止することができる。
【００２７】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る原子力プラントを図３により説明する。なお、上記実施形態と同一又は類似の構成には同一の符号を付し、重複説明は省略する。
【００２８】
本実施形態では、上記第１の実施形態の構成に加え、格納容器２の材質として鋼等の熱伝導性が良好な部材を用い、格納容器２の上部に注水タンク１５を設置するとともに、区画室７と格納容器２の間に断熱材２０を配置した構成としている。
【００２９】
このように構成された本実施形態において、過酷事故等により格納容器２内部に放射性物質や高温の蒸気が放出された場合、格納容器２の上方に設置された注水タンク１５から冷却水を重力により格納容器２の上面に散布する。散布された冷却水は格納容器２の側面を流下しながら、内部から伝わる熱を受け取り、一部は蒸発して格納容器２の外面に沿って設けられた流路１６に沿って上昇し、煙突１７から大気中に放出される。
【００３０】
これにより、格納容器２内部の蒸気は凝縮し減圧され、ポンプ等の動的機器を使用することなく格納容器２内の圧力、温度の上昇を抑制することができる。  
また、区画室７と格納容器２の間には断熱材２０が設けられているため、格納容器２内の熱がシール水１２に伝わって高温になるのを防止するとともに、シール水１２に捕捉された放射性物質がシール水１２の高温化によって揮発してシール水１２から再放出されるのを防止する。
【００３１】
なお、本実施形態では鋼製の格納容器２と区画室７との間に断熱材２０を配置した例を説明したが、これに限定されず鋼製以外の材質、例えばコンクリートを用いた格納容器２であっても、格納容器２と区画室７との間に断熱材２０を配置してもよい。これにより格納容器２内の熱によるシール水１２の高温化を防止する。
【００３２】
（変形例）
本変形例では、図３に示すように、格納容器２の天井内側に格納容器２の空間部に向かって複数の突起物１８を設けている。格納容器２の天井内側をこのような構造とすることで、格納容器２内部で発生した蒸気の凝縮、水滴化が促進され、水滴１９は格納容器２内部を落下する。この水滴１９は格納容器２内を落下する過程で、内部に浮遊する粒子状の放射性物質を取り込むため、格納容器２内に放出された放射性物質の量を低減することができる。
【００３３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１…原子炉、２…格納容器、３…貫通部、４ａ…給水管、４ｂ…蒸気管、５…ハッチ、６…原子炉建屋、７…区画室、８…浄化ファン、９…フィルタ、１０…排気筒、１１…格納容器スプレイ、１２…シール水、１３…注水弁、１４…シール水タンク、１５…注水タンク、１６…流路、１７…煙突、１８…突起物、１９…水滴、２０…断熱材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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