(57)【要約】【課題】内部に高温高圧の気体が充満する事故下においても良好なシール性を確実に維持することができる原子炉格納容器を提供する。【解決手段】上端部に開口部を有する格納容器本体６と、格納容器本体６に開口部を閉塞するように取り付けられるドライウェルヘッド７と、気密性を確保するシール部材１２を有し、ドライウェルヘッド７を格納容器本体６に取り外し可能に結合するドライウェルヘッドフランジ８と、ドライウェルヘッドフランジ８の内側を覆うように形成され、事故時に漏出した蒸気がドライウェルヘッド７に接触することにより生じる凝縮水を貯留可能な保水部２０とを備えた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端部に開口部を有する格納容器本体と、
前記格納容器本体に前記開口部を閉塞するように取り付けられるドライウェルヘッドと、
気密性を確保するシール部材を有し、前記ドライウェルヘッドを前記格納容器本体に取り外し可能に結合するドライウェルヘッドフランジと、
前記ドライウェルヘッドフランジの内側を覆うように形成され、事故時に漏出した蒸気が前記ドライウェルヘッドに接触することにより生じる凝縮水を貯留可能な保水部とを備える
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項２】
請求項１に記載の原子炉格納容器において、
前記保水部は、少なくとも前記ドライウェルヘッドの内面と、前記格納容器本体の上端部における内面側から全周に亘って前記ドライウェルヘッドフランジより上方へ張り出す保水板とによって形成される
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項３】
請求項１に記載の原子炉格納容器において、
前記保水部は、少なくとも前記ドライウェルヘッドの内面と、前記ドライウェルヘッドの内面側に取り付けられ、下端部が前記格納容器本体の上端部における内面に全周に亘って密着すると共に上端部が前記ドライウェルヘッドフランジより上方に位置するパッキンとによって形成される
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の原子炉格納容器において、
前記保水部の内面側を覆うように遮熱板を設ける
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項５】
請求項１に記載の原子炉格納容器において、
前記ドライウェルヘッドの内面における天頂部を除く全面を間隙を介して覆うように設置され、前記凝縮水を受け止めて前記保水部に捕集する凝縮水捕集部を更に備える
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項６】
請求項５に記載の原子炉格納容器において、
前記凝縮水捕集部は、前記ドライウェルヘッドの内面に放射状に設けられた複数のリブと、前記ドライウェルヘッドの内面における天頂部を除く全面を間隙を介して覆い、前記隣接するリブに前記ドライウェルヘッド側へ移動可能に支持される複数の仕切板とで構成される
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項７】
請求項６に記載の原子炉格納容器において、
前記各仕切板は、断熱構造である
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１項に記載の原子炉格納容器において、
前記保水部を貫通し、前記ドライウェルヘッドと前記凝縮水捕集部との間に形成された空間に流入した気体を前記空間外へ排出する排気管を更に備える
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項９】
請求項５に記載の原子炉格納容器において、
前記ドライウェルヘッドの外面を冷却する冷却装置を更に備える
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項１０】
請求項９に記載の原子炉格納容器において、
前記冷却装置は、前記ドライウェルヘッドの外面に冷却水を撒く放水銃と、前記放水銃に冷却水を供給する放水用ポンプとを有する水冷式冷却装置である
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項１１】
請求項９に記載の原子炉格納容器において、
前記冷却装置は、前記ドライウェルヘッドの外表面に設置された伝熱促進装置と、前記伝熱促進装置に送風する外部送風装置とを有する空冷式冷却装置である
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の原子炉格納容器において、
前記ドライウェルヘッドと前記凝縮水捕集部との間に形成された空間に気体を強制的に送風する内部送風装置を更に備える
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項１３】
請求項６又は７に記載の原子炉格納容器において、
前記仕切板の前記ドライウェルヘッド側の表面上に設置され、溶解して前記凝縮水の沸点を上昇させる物質によって形成された沸点上昇部材を更に備える
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項１４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の原子炉格納容器において、
事故時に冷却水が供給される原子炉格納容器スプレー冷却系のスプレー冷却配管と、
前記スプレー冷却配管に設けられ、前記冷却水を前記保水部に投入する放水ノズルとを更に備える
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項１５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の原子炉格納容器において、
前記保水部の上方の前記ドライウェルヘッドに取り付けられ、耐熱温度が事故時の雰囲気温度より低く、水を収納した袋を更に備える
ことを特徴とする原子炉格納容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉格納容器に係り、更に詳しくは、ドライウェルヘッドフランジを有する原子炉格納容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉格納容器は、原子炉圧力容器を収納する原子炉格納容器本体と、原子炉格納容器本体の上端に取り付けられたドライウェルヘッドとを備えている。ドライウェルヘッドは、ドライウェルヘッドフランジにより原子炉格納容器本体に取り外し可能に結合されている。
【０００３】
ドライウェルヘッドフランジは、原子炉格納容器本体側とドライウェルヘッド側の平フランジ部の間にリング状のガスケットを挟むことで、原子炉格納容器内の気体を外部へ放出させない構造になっている。（例えば、特許文献１参照）。すなわち、ドライウェルヘッドフランジでは、ガスケットの使用により原子炉の通常運転時に良好なシール性を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２７８９３号公報（段落００２６、００２７、図３、４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
原子炉格納容器は、内部に高温高圧の蒸気が充満する事故が万一発生した場合においても、放射性物質を閉じ込める機能を維持することが求められている。したがって、上記のような構成のドライウェルヘッドフランジは、このような事故時において高温高圧の気体に曝された場合でも、通常運転時と同様なシール性を良好な状態で維持できる方が望ましい。
【０００６】
本発明は、上記の観点からなされたものであり、その目的は、内部に高温高圧の気体が充満する事故下においても良好なシール性を確実に維持することができる原子炉格納容器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、上端部に開口部を有する格納容器本体と、前記格納容器本体に前記開口部を閉塞するように取り付けられるドライウェルヘッドと、気密性を確保するシール部材を有し、前記ドライウェルヘッドを前記格納容器本体に取り外し可能に結合するドライウェルヘッドフランジと、前記ドライウェルヘッドフランジの内側を覆うように形成され、事故時に漏出した蒸気が前記ドライウェルヘッドに接触することにより生じる凝縮水を貯留可能な保水部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、事故により漏出した蒸気の凝縮水を保水部に貯留することで、シール部材を原子炉格納容器内の高温高圧の気体に直接接触させないようにしたので、シール部材は過剰に加熱されず、原子炉格納容器内に高温高圧の気体が充満する事故下においても良好なシール性を確実に維持することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を示す概略縦断面図である。
【図２】図１の符号Ａで示す本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を構成するドライウェルヘッドフランジ及びその周辺部の構造を拡大した断面図である。
【図３】図１に示す本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を構成するドライウェルヘッド及びその周辺部の構造を示す縦断面図である。
【図４】図３に示す本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を構成するドライウェルヘッド及びその周辺部の構造をIV−IV矢視から見た断面図である。
【図５】本発明の原子炉格納容器の第２の実施の形態を構成するドライウェルヘッドフランジ及びその周辺部の構造を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態の一例を示す縦断面図である。
【図７】本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態の他の例を示す縦断面図である。
【図８】本発明の原子炉格納容器の第４の実施の形態を構成するドライウェルヘッド及びその周辺部の構造を示す縦断面図である。
【図９】本発明の原子炉格納容器の第５の実施の形態を構成するドライウェルヘッド及びその周辺部の構造を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の原子炉格納容器の第６の実施の形態を構成するドライウェルヘッドフランジ及びその周辺部の構造を拡大して示す断面図である。
【図１１】本発明の原子炉格納容器の第７の実施の形態を構成するドライウェルヘッドフランジ及びその周辺部の構造を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の原子炉格納容器の実施の形態を図面を用いて説明する。
［第１の実施の形態］
図１乃至図４は本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を示すもので、図１は本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を示す概略縦断面図、図２は図１の符号Ａで示す本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を構成するドライウェルヘッドフランジ及びその周辺部の構造を拡大した断面図、図３は図１に示す本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を構成するドライウェルヘッド及びその周辺部の構造を示す縦断面図、図４は図３に示す本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を構成するドライウェルヘッド及びその周辺部の構造をIV−IV矢視から見た断面図である。
【００１１】
図１において、沸騰水型原子炉は、炉心１を内蔵した原子炉圧力容器２を備えている。原子炉圧力容器２は、原子炉格納容器３の内部に収納されている。原子炉格納容器３の内部空間は、原子炉圧力容器２を配置するドライウェル４と、冷却水を貯留するサプレッションチャンバ５とに区画されており、ドライウェル４には窒素ガスが充填されている。原子炉格納容器３は、上端部に原子炉メンテナンス用の開口部を有する格納容器本体６と、格納容器本体６に開口部を閉塞するように取り付けられたドライウェルヘッド７とを備えている。ドライウェルヘッド７は、鋼製のドーム状構造物であり、原子炉圧力容器２に接続された主蒸気配管（図示せず）等の破断時における蒸気のジェット力を考慮して設計されている。ドライウェルヘッド７は、格納容器本体６に取り外し可能にドライウェルヘッドフランジ８で結合されている。ドライウェルヘッドフランジ８は、原子炉格納容器３内の気体を外部へ放出させないシール構造を有している。
【００１２】
原子炉格納容器３の内部には、原子炉格納容器スプレー冷却系のスプレー冷却配管１５（後述の図１０参照）が設置されている。原子炉格納容器スプレー冷却系は、事故時にサプレッションチャンバ５等の水源に貯留された冷却水を非常用ポンプ（図示せず）により原子炉格納容器３の内部に供給するものである。原子炉格納容器３の外側上方には、燃料プール１７が設置されている。また、オペレーションフロア１８が形成されている。
【００１３】
本実施の形態は、事故が万一発生して原子炉格納容器３内に高温高圧の蒸気が充満する状況下において、ドライウェルヘッドフランジ８のシール性を良好な状態に維持するものである。
【００１４】
次に、本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を構成するドライウェルヘッドフランジ及びその周辺部の詳細な構造を図２を用いて説明する。図２中、破線より左側は原子炉格納容器３の外側を、右側は内側を示している。なお、図２において、図１に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００１５】
格納容器本体６の上端開口部の周縁部には、外側に張り出す格納容器側フランジ９が設けられている。ドライウェルヘッド７の下端開口部の周縁部には、ヘッド側フランジ１０が設けられている。格納容器側フランジ９及びヘッド側フランジ１０には、それぞれ上下に貫通するボルト孔（図示せず）が周方向に間隔をもって複数形成されている。格納容器側フランジ９のフランジ面には、例えば、同心円状の２条の溝１１が形成されている。各溝１１には、それぞれシール部材としてのリング状のガスケット１２が嵌め込まれている。
【００１６】
ドライウェルヘッド７は、格納容器側フランジ９の溝１１にガスケット１２を嵌入した状態で格納容器側フランジ９上にヘッド側フランジ１０を載置し、ボルト孔に貫通するボルト１３とナット１４により両フランジ９、１０を締結することで、格納容器本体６に取り付けられる。径の異なる２つのガスケット１２により、両フランジ９、１０を締結した際に両フランジ９、１０のフランジ面の間隙が二重にシールされ、原子炉格納容器３の気密性が確保されるようになっている。
【００１７】
上記した互いに締結された格納容器側フランジ９及びヘッド側フランジ１０と、両フランジ９、１０の間に挟まれて気密性を確保するガスケット１２とにより、原子炉格納容器３の気密性を保持可能なドライウェルヘッドフランジ８が構成されている。
【００１８】
格納容器本体６の上端における内面側には、ヘッド側フランジ１０のフランジ面より上方に張り出す保水板２１が全周に亘って設けられている。ドライウェルヘッド７の内面と保水板２１とによって、ドライウェルヘッドフランジ８の内側を覆うように保水部２０が形成されている。保水部２０は、事故時に原子炉格納容器３内に漏出した蒸気がドライウェルヘッド７に接触することにより生じる凝縮水を貯留するものである。
【００１９】
保水板２１の内面側は、遮熱板２２で覆われている。遮熱板２２として、例えば、真空断熱パネルが用いられる。保水板２１には、保水板２１を上下に貫通する排気管２３が周方向に間隔をもって複数設置されている。排気管２３は、ドライウェルヘッド７と後述する凝縮水捕集部２５（仕切板２７）との間に形成された空間に流入する気体をその空間外へ排出するものである。
【００２０】
次に、本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を構成するドライウェルヘッド周辺の要部構造を図３及び図４を用いて説明する。図４中、ドライウェルヘッド７を一部省略して示している。なお、図３及び図４において、図１及び図２に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
図３及び図４において、ドライウェルヘッド７の内面における天頂部を除く全面を間隙を介して覆うように、凝縮水捕集部２５が設置されている。
【００２１】
具体的には、ドライウェルヘッド７の内面には、その天頂部近傍から下端部に向かって複数の横断面Ｔ形のリブ２６が放射状に設けられている。横断面Ｔ形のリブ２６は、ウェブ２６ａがドライウェルヘッド７の内面に固定され、フランジ部２６ｂが内側を向くように設置されている。
【００２２】
隣接するリブ２６の各間隙には、それぞれドライウェルヘッド７の内面に沿うように湾曲した扇状の仕切板２７が挿入されている。各仕切板２７は、隣接するリブ２６のフランジ部２６ｂに載置された状態で面外方向（ドライウェルヘッド７側の方向）に移動可能に支持されている。これら複数の仕切板２７により、傘布のような形状が形成され、ドライウェルヘッド７の内面における天頂部を除く全面が間隙を介して覆われている。仕切板２７の下端は、保水板２１に接触している（図２参照）。仕切板２７は、断熱構造であることが望ましく、例えば、真空断熱パネルである。また、仕切板２７は、ドライウェルヘッド７の内面と略同一形状になるまで変形しても所定の強度を満足する材料で形成されている。
【００２３】
これら複数の仕切板２７と、仕切板２７を支持する各リブ２６とにより凝縮水捕集部２５が構成されている。凝縮水捕集部２５は、事故時にドライウェル４に漏出した蒸気をドライウェルヘッド７の天頂部からドライウェルヘッド７の内面と凝縮水捕集部２５（仕切板２７）との間に形成された空間内に導入し、この蒸気がドライウェルヘッド７に接触することにより生じた凝縮水を受け止めて効率良く保水部２０に捕集するものである。
【００２４】
次に、本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態の作用を図１乃至図４を用いて説明する。
図１に示す原子炉圧力容器２内において、通常運転時には、核反応を熱源として蒸気が生成されている。しかし、何らかの原因により原子炉圧力容器２に接続された主蒸気配管等（図示せず）の一部が損傷してドライウェル４に蒸気の漏出する事故が発生した場合、蒸気は、ベント管（図示せず）を介してサプレッションチャンバ５に導かれ、サプレッションチャンバ５の冷却水により凝縮する。これにより、原子炉格納容器３内の温度及び圧力の上昇が抑制される。このとき、ドライウェル４に漏出した蒸気は、原子炉圧力容器２内での冷却水の放射線分解により発生した水素ガス及び酸素ガスを含んでいる。
【００２５】
ところで、蒸気漏出の事故初期時には、ドライウェルヘッド７は低温状態にある。このため、図３に示す原子炉格納容器３内の蒸気は、対流により上昇して仕切板２７の天頂部の孔部を通ってドライウェルヘッド７の内面に接触すると、冷却されて凝縮する。
【００２６】
この凝縮水は、ドライウェルヘッド７の内面に沿って下方へ伝い、図２に示す保水部２０に溜まる。凝縮水の一部は、図３に示すドライウェルヘッド７の内面に沿って伝う途中で、自重によりドライウェルヘッド７から滴り落ちるが、凝縮水捕集部２５の仕切板２７により受け止められる。仕切板２７上に落下した凝縮水も仕切板２７上を伝い、最終的には図２に示す保水部２０に溜まる。このように、原子炉格納容器３内に漏出した蒸気をドライウェルヘッド７で冷却して凝縮させ、その凝縮水を保水部２０に貯留することで、原子炉格納容器３内の高温高圧の気体（蒸気等）がガスケット１２に直接接触することを防止している。
【００２７】
また、ドライウェルヘッド７と仕切板２７との間の空間に流入した蒸気等の気体のうち、冷却されても凝縮しない窒素ガスや水素ガス等は、排気管２３から前記空間外へ排出される。これにより、ドライウェルヘッド７と仕切板２７との間の空間内に、凝縮しない気体が滞留することを防止できる。このため、この空間内に原子炉格納容器３内の蒸気が新たに流入しやすくなり、蒸気の凝縮水の捕集を促進することができる。
【００２８】
本実施の形態では、保水板２１は、遮熱板２２で覆われており、原子炉格納容器３内の輻射熱により熱せられても、その温度は上昇しにくい。このため、事故時に保水部２０に溜まった凝縮水の蒸発を抑制することができる。
【００２９】
さらに、仕切板２７も断熱構造であるため、保水板２１と同様に、その温度は上昇しにくい。このため、ドライウェルヘッド７と仕切板２７との間の空間内及びドライウェルヘッド７自体の温度上昇も抑制され、事故初期から時間が経過した後も、ドライウェルヘッド７との接触による蒸気の凝縮が継続する。この結果、蒸気の凝縮水をより効率的に保水部２０に捕集することができ、たとえ保水部２０に貯留された凝縮水の一部が蒸発した場合でも、凝縮水が補充される。
【００３０】
また、主蒸気配管が破断して蒸気のジェット力が図４に示す仕切板２７に作用した場合、仕切板２７は、リブ２６に拘束されずに載置された状態であるので、ドライウェルヘッド７側に移動してドライウェルヘッド７の内面に密着する。このとき、仕切板２７は、ドライウェルヘッド７の内面形状に応じて変形するが、所定の強度を有しており、柔軟に変形することで損傷を抑制している。
【００３１】
上述したように、本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態によれば、事故時に漏出した蒸気の凝縮水を保水部２０に貯留することで、シール部材（ガスケット１２）を原子炉格納容器３内の高温高圧の気体に直接接触させないようにしたので、シール部材は過剰に加熱されず、原子炉格納容器３内部に高温高圧の気体が充満する事故下においても良好なシール性を確実に維持することができる。
【００３２】
また、本実施の形態によれば、保水部２０に貯留された凝縮水は、事故時に漏出した水素ガスをガスケット１２よりも良好にシールするので、原子炉格納容器３のシール特性を向上させることができる。
【００３３】
さらに、本実施の形態によれば、保水部２０に貯留する冷却水を、事故で生じた原子炉格納容器３内の蒸気を凝縮させることにより確保するため、通常運転時から保水部２０に冷却水を貯留しておく必要がなく、格納容器本体６及びドライウェルヘッド７の冷却水による腐食を考慮する必要がない。
【００３４】
また、本実施の形態によれば、凝縮水捕集部２５により蒸気の凝縮水を効率的に捕集することができるので、ガスケット１２を冷却可能な量の凝縮水を保水部２０に溜めるまでの時間を短縮でき、原子炉格納容器３の良好なシール性を一層確実に維持することができる。
【００３５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の原子炉格納容器の第２の実施の形態を図５を用いて説明する。
図５は本発明の原子炉格納容器の第２の実施の形態を構成するドライウェルヘッドフランジ及びその周辺部の構造を拡大して示す断面図である。図５中、破線より左側は原子炉格納容器３の外側を、右側は内側を示している。なお、図５において、図１乃至図４に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
図５に示す本発明の原子炉格納容器の第２の実施の形態は、第１の実施の形態が格納容器本体６に保水板２１を設けて保水部２０を形成するものであるのに対して、リブ２６を介してドライウェルヘッド７の内面側にパッキン３１を設けて保水部３０を形成するものである。
【００３７】
具体的には、各リブ２６は、フランジ部２６ｂがウェブ２６ａより下方に延びるように形成されている。各リブ２６のフランジ部２６ｂの下端部には、パッキン３１が接着により取り付けられている。パッキン３１は、その下端部が格納容器本体６の上端部における格納容器側フランジ９より下側の内面に全周に亘って密着し、その上端部がドライウェルヘッドフランジ８より上方で仕切板２７に接触している。
【００３８】
ドライウェルヘッド７の内面と格納容器本体６の内面とパッキン３１とによって、ドライウェルヘッドフランジ８の内側を覆うように保水部３０が形成されている。パッキン３１の内面側は、第１の実施の形態と同様に、遮熱板２２で覆われている。また、パッキン３１には、第１の実施の形態と同様に、パッキン３１を上下に貫通する排気管２３が複数設置されている。
【００３９】
本実施の形態において、事故時に原子炉格納容器３内に漏出した蒸気は、ドライウェルヘッド７の内面に接触すると、冷却されて凝縮する。この凝縮水は、ドライウェルヘッド７の内面に沿って下方へ伝い、ドライウェルヘッド７及び格納容器本体６の内面とパッキン３１とによって形成された保水部３０に貯留される。また、ドライウェルヘッド７を伝う途中で滴り落ちた凝縮水は、凝縮水捕集部２５の仕切板２７により受け止められ、仕切板２７上を伝い保水部３０に貯留される。
【００４０】
このように、事故時に漏出した蒸気の凝縮水を保水部３０に貯留することで、原子炉格納容器３内の高温高圧の気体がガスケット１２に直接接触することを防止している。このため、ガスケット１２は過剰に加熱されず、ドライウェルヘッドフランジ８の良好なシール性を維持することができる。
【００４１】
上述した本発明の原子炉格納容器の第２の実施の形態によれば、ドライウェルヘッド７の内面と格納容器本体６の内面とパッキン３１とによって、ドライウェルヘッドフランジ８の内側を覆うように保水部３０が形成されるので、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
また、本実施の形態によれば、パッキン３１をドライウェルヘッド７の内面側にリブ２６を介して取り付ける構成としたので、定期点検等でドライウェルヘッド７を格納容器本体６から取り外したときに、格納容器本体６の格納容器側フランジ９近傍の内面側に、第１の実施の形態の保水板２１や排気管２３のような突起物がない。このため、格納容器本体６の上端開口部の開口径は、保水部３０を形成するための構成部品により狭くなることがなく、格納容器本体６内への部品の搬出入等の作業のための空間が縮小しない。この結果、格納容器本体６内での点検作業等の作業効率を維持することができる。
【００４３】
さらに、本実施の形態によれば、既存の原子炉格納容器に改造を施して保水部３０を形成する場合、格納容器本体６には改造を施す必要がなく、既存のドライウェルヘッドを、パッキン３１やリブ２６、仕切板２７等を追加設置したドライウェルヘッド７に交換するだけなので、施工が容易である。
【００４４】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態を図６及び図７を用いて説明する。
図６及び図７は本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態を示すもので、図６は本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態の一例を示す縦断面図、図７は本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態の他の例を示す縦断面図である。なお、図６及び図７において、図１乃至図５に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４５】
本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態は、第１の実施の形態の構成にドライウェルヘッド７の外面を冷却する冷却装置を追加するものである。
【００４６】
具体的には、冷却装置の一例として、図６に示すように、ドライウェルヘッド７の外面を冷却水で冷却する水冷式冷却装置４０が挙げられる。水冷式冷却装置４０は、例えば、原子炉格納容器３の外側上方のオペレーションフロア１８に設置され、ドライウェルヘッド７の外面に冷却水を撒く放水銃４１と、燃料プール１７内の冷却水を放水銃４１に供給する放水用ポンプ４２とを備えている。
【００４７】
また、冷却装置の他の例として、図７に示すように、ドライウェルヘッド７の外面を空気で冷却する空冷式冷却装置５０が挙げられる。空冷式冷却装置５０は、例えば、ドライウェルヘッド７の外表面に設置された伝熱促進装置５１と、伝熱促進装置５１に送風する外部送風装置５２とを備えている。伝熱促進装置５１は、対流熱伝達により周囲の気体に熱量を伝達する装置であり、例えば、ドライウェルヘッド７の外面側にアルミ製のリブや銅製のヒートパイプを接着したもの、又は鉄製の薄板をスポット溶接したものである。
【００４８】
水冷式冷却装置４０の放水用ポンプ４２や空冷式冷却装置５０の外部送風装置５２を、ドライウェルヘッド７の外面の熱を利用した発電装置（図示せず）によって駆動することが可能である。発電装置として、例えば、セーベック効果を利用した発電素子が用いられる。発電素子は、高熱源としてドライウェルヘッド７の外面の熱を用い、低熱源として燃料プール１７の冷却水を用いる。このことにより、全電源喪失の事故時においてもドライウェルヘッド７を冷却することが可能となる。
【００４９】
本実施の形態において、蒸気漏出の初期時には、ドライウェルヘッド７が低温状態にあるため、蒸気は対流により上昇してドライウェルヘッド７の内面に接触すると、冷却されて凝縮する。
【００５０】
その後時間が経過すると、原子炉格納容器３内の高温高圧の気体との熱伝達によりドライウェルヘッド７の温度が上昇するが、ドライウェルヘッド７の外面を冷却装置により強制的に冷却することで、ドライウェルヘッド７の温度を低下させている。このことにより、蒸気がドライウェルヘッド７との接触により効果的に冷却され、凝縮水の捕集が継続的に促進される。
【００５１】
上述した本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、本実施の形態によれば、冷却装置によりドライウェルヘッド７の外面を強制的に冷却するので、原子炉格納容器３内に高温高圧の気体が充満した場合であっても、多量の凝縮水を継続的に得ることができる。この結果、保水部２０に溜まった水が蒸発した場合でも、凝縮水が保水部２０に継続的に貯留されるので、ガスケット１２の高温高圧の気体への直接接触を継続して防止し、良好なシール性を一層確実に維持することができる。
【００５３】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の原子炉格納容器の第４の実施の形態を図８を用いて説明する。
図８は本発明の原子炉格納容器の第４の実施の形態を構成するドライウェルヘッド及びその周辺部の構造を示す縦断面図である。図８中、冷却装置を省略して示している。なお、図８において、図１乃至図７に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
図８に示す本発明の原子炉格納容器の第４の実施の形態は、第３の実施の形態の構成にドライウェルヘッド７と凝縮水捕集部２５（仕切板２７）との間に形成された空間に原子炉格納容器３内の気体を強制的に送風する内部送風装置６０を追加するものである。具体的には、内部送風装置６０をドライウェルヘッド７の内面側の天頂部に設置している。
【００５５】
本実施の形態においては、蒸気漏出後時間が経過しても、ドライウェルヘッド７の外面を冷却装置（図示せず）で冷却することにより、その温度が低下している。このような状況において、内部送風装置６０を駆動させることで、原子炉格納容器３内の高温高圧の蒸気をドライウェルヘッド７と仕切板２７との間の空間に強制的に流入させると、この蒸気は、ドライウェルヘッド７に接触冷却されて凝縮し、自然対流で流入した場合より多量の凝縮水が保水部２０に貯留される。また、原子炉格納容器３内の蒸気がより多く凝縮することにより、原子炉格納容器３内の温度及び圧力がより早期に低下する。
【００５６】
上述した本発明の原子炉格納容器の第４の実施の形態によれば、ドライウェルヘッド７が強制的に冷却されている状況において、内部送風装置６０によりドライウェルヘッド７と仕切板２７との間の空間に強制的に蒸気を送風するので、凝縮水をより効率的に保水部２０に貯留することができ、良好なシール性をより一層確実に維持することができる。
【００５７】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の原子炉格納容器の第５の実施の形態を図９を用いて説明する。
図９は本発明の原子炉格納容器の第５の実施の形態を構成するドライウェルヘッド及びその周辺部の構造を示す縦断面図である。なお、図９において、図１乃至図８に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００５８】
図９に示す本発明の原子炉格納容器の第５の実施の形態は、第１の実施の形態を構成する仕切板２７のドライウェルヘッド７側の表面上に、溶解して凝縮水の沸点を上昇させる物質で形成された沸点上昇部材７０を追加するものである。
【００５９】
具体的には、例えば、仕切板２７のドライウェルヘッド７側の表面（凝縮水を捕集する面）上に、砂糖で形成した薄い板状の飴部材（沸点上昇部材）７０を接着剤で張り付けている。凝縮水の沸点を上昇させることで、保水部２０に溜まった凝縮水がその後原子炉格納容器３内の熱によっても蒸発しにくくなる。
【００６０】
上述した本発明の原子炉格納容器の第４の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
また、本実施の形態によれば、沸点上昇部材７０を凝縮水捕集部２５（仕切板２７）のドライウェルヘッド７側の表面上に設けたので、保水部２０に貯留された凝縮水の蒸発を抑制し、良好なシール性を一層確実に維持することができる。
【００６２】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の原子炉格納容器の第６の実施の形態を図１０を用いて説明する。
図１０は本発明の原子炉格納容器の第６の実施の形態を構成するドライウェルヘッドフランジ及びその周辺部の構造を拡大して示す断面図である。図１０中、破線より左側は原子炉格納容器３の外側を、右側は内側を示している。なお、図１０において、図１乃至図９に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６３】
本発明の原子炉格納容器の第６の実施の形態は、第１の実施の形態の構成から凝縮水捕集部２５及び排気管２３を取り除き、原子炉格納容器スプレー冷却系を利用してサプレッションチャンバ５（図１参照）等の水源からの冷却水を保水部２０に投入するように構成するものある。
【００６４】
具体的には、例えば、図１０において、原子炉格納容器３内におけるドライウェルヘッドフランジ８より下方には、原子炉格納容器スプレー冷却系のスプレー冷却配管１５が設置されている。スプレー冷却配管１５は、事故時に非常用ポンプ（図示せず）によりサプレッションチャンバ５の冷却水が供給されるものである。スプレー冷却配管１５には、下側を向くスプレー冷却ノズル１６が設けられている。スプレー冷却ノズル１６は、スプレー冷却配管１５に供給された冷却水を原子炉格納容器３内に噴霧するものである。
【００６５】
スプレー冷却配管１５には、スプレー冷却配管１５に供給された冷却水を保水部２０に投入する放水ノズル８０が複数設けられている。
【００６６】
本実施の形態においては、配管破断等による冷却材喪失事故が発生して蒸気が漏出すると、非常用ポンプが起動し、スプレー冷却配管１５を介してスプレー冷却ノズル１６から冷却水が噴霧される。これにより、原子炉格納容器３内の温度及び圧力の低下を図っている。
【００６７】
同時に、スプレー冷却配管１５を介して放水ノズル８０から強制的にドライウェルヘッド７の内面へ向けて放水され、保水部２０に一定量の水が溜まる。これにより、原子炉格納容器３内の高温高圧の気体がガスケット１２に直接接触することを防止している。また、保水部２０に貯留された水が蒸発した場合でも、放水ノズル８０から強制的に保水部２０に冷却水が投入されるので、ガスケット１２の高温高圧の気体への直接接触が継続して防止される。
【００６８】
上述した本発明の原子炉格納容器の第６の実施の形態によれば、スプレー冷却配管１５に設けた放水ノズル８０により水源からの冷却水を保水部２０に投入するので、保水部２０に貯留する水を容易に確保することができると共に、蒸気が凝縮して保水部２０に溜まるのを待つ必要がない。このように、短時間で貯留された水によりガスケット１２の高温高圧の気体との直接接触を防止できるので、原子炉格納容器３内部に高温高圧の気体が充満する事故下においても良好なシール性を一層確実に維持することができる。
【００６９】
また、本実施の形態によれば、既設の原子炉格納容器に改造を施す場合、凝縮水捕集部２５を設置する必要がなく、既存の原子炉格納容器スプレー冷却系のスプレー冷却配管１５に放水ノズル８０を設けるだけなので、施工が容易である。
【００７０】
［第７の実施の形態］
次に、本発明の原子炉格納容器の第７の実施の形態を図１１を用いて説明する。
図１１は本発明の原子炉格納容器の第７の実施の形態を構成するドライウェルヘッドフランジ及びその周辺部の構造を拡大して示す断面図である。図１１中、破線より左側は原子炉格納容器３の外側を、右側は内側を示している。なお、図１１において、図１乃至図１０に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００７１】
図１１に示す本発明の原子炉格納容器の第７の実施の形態は、第１の実施の形態の構成から凝縮水捕集部２５及び排気管２３を取り除き、水を収納した樹脂製の袋９１を保水部２０の上方に設けるものである。
【００７２】
具体的には、例えば、ドライウェルヘッド７の内面における保水部２０の上方には、３００個程度のフック９０が溶接により周方向に間隔をもって設置されている。各フック９にはそれぞれ、水を収納した取手付の袋９１が取手を介して取り付けられている。袋９１は、その耐熱温度が事故時の雰囲気温度より低いものである。
【００７３】
本実施の形態において、原子炉格納容器３内が蒸気の漏出等により高温になった場合、袋９１が損傷して保水部２０に落下し、袋９１に収納していた水が保水部２０に溜まる。これにより、原子炉格納容器３内の高温高圧の気体がガスケット１２に直接接触することを防止している。
【００７４】
また、保水部２０に貯留された水が蒸発する場合もあるが、原子炉格納容器３内で上昇した蒸気がドライウェルヘッド７の内面に接触冷却されて凝縮し、この凝縮水の一部がドライウェルヘッド７の内面を伝い下方の保水部２０に溜まる。このように、袋９１から流出して保水部２０に貯留された水が蒸発した場合においても、原子炉格納容器３内の蒸気が凝縮して保水部２０に溜まるので、ガスケット１２の高温高圧の気体への直接接触が防止され、良好なシール性を維持することが可能となる。
【００７５】
上述した本発明の原子炉格納容器の第７の実施の形態によれば、蒸気の漏出時には水を収納した袋９１が保水部２０に落下して保水部２０に水が溜まるので、ガスケット１２が過剰に加熱されることがない。この結果、原子炉格納容器３内部に高温高圧の気体が充満する事故下においても良好なシール性を確実に維持することができる。
【００７６】
また、本実施の形態によれば、既設の原子炉格納容器に改造を施す場合、凝縮水捕集部２５を設置する必要がなく、既存のドライウェルヘッド７に水を収納した樹脂製の袋９１を吊るすだけなので、施工が容易である。
【００７７】
［その他］
なお、上述した第１乃至第５の実施の形態においては、凝縮水捕集部２５により蒸気の凝縮水を効率的に捕集して保水部２０に貯留する例を示したが、凝縮水を保水部２０に溜めることでガスケット１２の高温高圧の気体への直接接触を防止できればよく、凝縮水捕集部２５を設けない構成とすることも可能である。この場合でも、ドライウェルヘッド７の内面を伝って凝縮水が保水部２０に貯留されるので、簡易な構成で良好なシール性を確実に維持することができる。
【００７８】
また、上述した第１の実施の形態においては、格納容器本体６の上端から内側へ張り出す保水板２１とドライウェルヘッド７の内面とによって保水部２０を形成する例を示したが、保水部２０に貯留された凝縮水でガスケット１２を冷却できればよく、格納容器本体６の上端部における格納容器側フランジ９より下側の部分から張り出す保水板２１と、格納容器本体６及びドライウェルヘッド７の内面とで保水部２０を形成することも可能である。
【００７９】
なお、上述した第２の実施の形態においては、格納容器本体６の上端部における格納容器側フランジ９より下側の内面に密着するパッキン３１と、格納容器本体６及びドライウェルヘッド７の内面とによって保水部３０を形成する例を示したが、格納容器本体６の上端の内面に密着するパッキン３１とドライウェルヘッド７の内面とによって保水部３０を形成することも可能である。
【００８０】
また、上述した第３の実施の形態においては、水冷式冷却装置４０の放水用ポンプ４２や空冷式冷却装置５０の外部送風装置５２を駆動する装置として、熱を利用した発電装置を用いる例を示したが、スターリング機関を用いて放水用ポンプ４２や外部送風装置５２を直接駆動することも可能である。この場合、スターリング機関は、高熱源としてドライウェルヘッド７の外面の熱を用い、低熱源として燃料プール１７の冷却水を用いる。このことにより、全電源喪失の事故時においてもドライウェルヘッド７を冷却することが可能となる。
【００８１】
なお、本実施の形態においては、沸騰水型原子炉を例に説明したが、本実施の形態を他の型式の原子炉に適用することも可能である。
【００８２】
また、本発明は上述した第１乃至第７の実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易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。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
【符号の説明】
【００８３】
３  原子炉格納容器
６  格納容器本体
７  ドライウェルヘッド
８  ドライウェルヘッドフランジ
１２  ガスケット（シール部材）
１５  スプレー冷却配管
２０、３０  保水部
２１  保水板
２２  遮熱板
２３  排気管
２５  凝縮水捕集部
２６  リブ
２７  仕切板
３１  パッキン
４０  水冷式冷却装置
４１  放水銃
４２  放水用ポンプ
５０  空冷式冷却装置
５１  伝熱促進装置
５２  外部送風装置
６０  内部送風装置
７０  沸点上昇部材
８０  放水ノズル
９１  袋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015114303.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2015114303.tif 000009
【図８】
2015114303.tif 000010
【図９】
2015114303.tif 000011
【図１０】
2015114303.tif 000012
【図１１】
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