(57)【要約】【課題】原子炉ウェル底部へのクラッドの堆積の少ない原子炉設備および原子炉の冷却方法を提供する。【解決手段】原子炉７と、内部に原子炉ウェルスパージャ１を備えて原子炉７の上部に設けられた原子炉ウェル４と、原子炉ウェル４の側部に接続された使用済燃料プール５とを備えた原子炉設備において、原子炉ウェル４と使用済燃料プール５を連結するプールゲート６の上部にクラッド粒子を捕捉するフィルター２ａを設けた構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉と、内部に原子炉ウェルスパージャを備えて前記原子炉の上部に設けられた原子炉ウェルと、前記原子炉ウェルの側部に接続された使用済燃料プールとを備えた原子炉設備において、前記原子炉ウェルと前記使用済燃料プールを連結するプールゲートの上部にクラッド粒子を捕捉するフィルターを備えていることを特徴とする原子炉設備。
【請求項２】
原子炉と、内部に原子炉ウェルスパージャを備えて前記原子炉の上部に設けられた原子炉ウェルと、前記原子炉ウェルの側部に接続された使用済燃料プールとを備えた原子炉設備において、前記原子炉ウェルと前記使用済燃料プールを連結するプールゲートの下部にクラッド粒子を捕捉するフィルターを備えていることを特徴とする原子炉設備。
【請求項３】
原子炉と、内部に原子炉ウェルスパージャを備えて前記原子炉の上部に設けられた原子炉ウェルと、前記原子炉ウェルの側部に接続された使用済燃料プールとを備えた原子炉設備において、燃料集合体を通す隙間を有しクラッドの移動を防ぐ遮蔽板を前記使用済燃料プールに垂直に設けたことを特徴とする原子炉設備。
【請求項４】
前記遮蔽板の隙間の上部または下部にクラッド粒子を捕捉するフィルターを備えていることを特徴とする請求項３記載の原子炉設備。
【請求項５】
請求項１記載の原子炉設備において、熱交換器により冷却され減温した水を前記原子炉または前記原子炉ウェルに注入することを特徴とする原子炉の冷却方法。
【請求項６】
請求項２記載の原子炉設備において、熱交換器により冷却され減温した水を前記使用済燃料プールに注入することを特徴とする原子炉の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良型沸騰水型原子力発電所等に備えられる軽水炉型の原子炉と原子炉ウェルおよび使用済燃料プールからなる原子炉設備および定期点検時等における原子炉の冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽水炉型の原子炉は定期点検時にも冷却しなければならない。現在、原子炉の定期点検の際の冷却は、主に原子炉または使用済燃料プールから水を取り出し外部熱交換器により冷却した後、原子炉ウェルまたは使用済燃料プールに戻す方法がとられており、復旧時に原子炉ウェルの水抜きを行った後、作業者が原子炉ウェル内底部に立ち入り清掃を行う。
【０００３】
このような一連の作業において、原子炉の使用済燃料を使用済燃料プールに移す間の冷却運転の際に、燃料集合体からクラッド（Ｆｅ2Ｏ3、Ｆｅ3Ｏ4、ＮｉＦｅ2Ｏ4等の不溶性金属酸化物）が系内に漂い、原子炉ウェル底部に堆積すると、そこでの雰囲気線量が高くなるという問題がある（下記特許文献１および２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１２２６９１号公報
【特許文献２】特開２００２−１３１４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、原子炉ウェル底部へのクラッドの堆積の少ない原子炉設備および原子炉の冷却方法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】
【０００５】
請求項１の発明は、原子炉と、内部に原子炉ウェルスパージャを備えて前記原子炉の上部に設けられた原子炉ウェルと、前記原子炉ウェルの側部に接続された使用済燃料プールとを備えた原子炉設備において、前記原子炉ウェルと前記使用済燃料プールを連結するプールゲートの上部にクラッド粒子を捕捉するフィルターを備えている構成とする。
【０００６】
請求項２の発明は、原子炉と、内部に原子炉ウェルスパージャを備えて前記原子炉の上部に設けられた原子炉ウェルと、前記原子炉ウェルの側部に接続された使用済燃料プールとを備えた原子炉設備において、前記原子炉ウェルと前記使用済燃料プールを連結するプールゲートの下部にクラッド粒子を捕捉するフィルターを備えている構成とする。
【０００７】
請求項３の発明は、原子炉と、内部に原子炉ウェルスパージャを備えて前記原子炉の上部に設けられた原子炉ウェルと、前記原子炉ウェルの側部に接続された使用済燃料プールとを備えた原子炉設備において、燃料集合体を通す隙間を有しクラッドの移動を防ぐ遮蔽板を前記使用済燃料プールに垂直に設けた構成とする。
請求項４の発明は、前記遮蔽板の隙間の上部または下部にクラッド粒子を捕捉するフィルターを備えている構成とする。
【０００８】
請求項５の発明は、請求項１記載の原子炉設備において、熱交換器により冷却され減温した水を前記原子炉または前記原子炉ウェルに注入する構成とする。
請求項６の発明は、請求項２記載の原子炉設備において、熱交換器により冷却され減温した水を前記使用済燃料プールに注入する構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、原子炉ウェル底部へのクラッドの堆積の少ない原子炉設備および原子炉の冷却方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第1の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の原子炉設備を模式的に示す図である。
【００１１】
本実施の形態の原子炉設備は、原子炉ウェル４内に原子炉ウェル４の中心に向けて給水８を水平に吹き出す原子炉ウェルスパージャ１を備えている。このウェルスパージャはリングを円周方向に２分した形状を有している。また、原子炉ウェル４と使用済燃料プール５を連結するプールゲート６の上部にフィルター２ａが設置されている。また、使用済燃料プール５には、中心線上に縦に隙間を設け、最上部と最下部に長方形の隙間を有した粒子遮蔽板３を設置し、その最上部の長方形の隙間にはフィルター２ｂが設置されている。
【００１２】
原子炉の定期点検時には、水を原子炉ウェル４及び使用済燃料プール５の上面まで満たし、系内の使用済燃料の崩壊熱を冷却するための冷却運転を行う。本実施の形態では、原子炉から水を抜き取り、外部に設けられた熱交換器で減温した後、原子炉ウェルスパージャ１から原子炉ウェル４に流入させる。
【００１３】
このとき、外部の熱交換器により減温され原子炉ウェルスパージャ１から流入した給水８は密度が大きいので、原子炉ウェル４からプールゲート６の底部を通って使用済燃料プール５の方へ流れる。使用済燃料プール５内では使用済燃料の崩壊熱により加熱され、帰路は水面を通って使用済燃料プール５から原子炉ウェル４の方へ流れ込む。
【００１４】
従って、炉心並びに使用済燃料プール５で発生したクラッドは、原子炉ウェル４から使用済燃料プール５には容易に水の流れ９に乗って運ばれて行くが、使用済燃料プール５から原子炉ウェル４へは、フィルター２ａ，２ｂに捕捉されて原子炉ウェル４内に流入することが防止される。さらに、原子炉ウェルスパージャ１の吹き出し方向をその中心線水平方向とすることにより、外部熱交換器の経路に混入したクラッドが原子炉ウェル４の底部に直接堆積しない様にすることができる。
【００１５】
このように本実施の形態によれば、原子炉ウェルスパージャ１における給水８の吐出口を原子炉ウェル４の中心線に向け、給水８をその方向に吐出することにより、原子炉ウェル４の底部に直接水を散布することを避けることが可能で、原子炉ウェル４から外部の熱交換器を通して循環してきた給水８に含まれるクラッドが原子炉ウェル４の底部に堆積することを防ぐことができる。
【００１６】
外部の熱交換器を通して冷却された水を主に原子炉７または原子炉ウェル４に戻す冷却運動においては、冷たく密度の大きい水は底面を這うように使用済燃料プール５の方に流れ、使用済燃料プール５で温度が高くなり、水面では使用済燃料プール５から原子炉ウェル４に戻る循環流を形成している。この間に位置するプールゲート６の特に上部にフィルター２ａを設置することにより、原子炉ウェル４内のクラッドは使用済燃料プール５側へ移行させ、使用済燃料プール５のクラッドが原子炉ウェル４に流れて来るのを阻止することができ、原子炉ウェル４の底部にクラッドが堆積することを防ぐことができる。
【００１７】
本実施の形態の原子炉設備においては、使用済燃料プール５と原子炉ウェル４を循環する水流が形成されている。従って、使用済燃料プール５に垂直に燃料集合体を通す隙間を有するクラッド遮蔽板３を設置したことにより、クラッド遮蔽板３の近傍でクラッドが蓄積され、原子炉ウェル４の底部にクラッドが堆積することを防ぐことができる。
【００１８】
前記のように、外部の熱交換器を通して冷却された水を主に原子炉７又は原子炉ウェル４に戻す冷却運動においては、冷たく密度の大きい水は底面を這うように使用済燃料プール５の方に流れ、使用済燃料プール５で温度が高くなり、水面では使用済燃料プール５から原子炉ウェル４に戻る循環流を形成している。このため、燃料集合体を通す隙間を有するクラッド遮蔽板３の上部にクラッドを捕獲するフィルター２ｂを設けたことにより、原子炉７内のクラッドを使用済燃料プール５側に移行させ、使用済燃料プール５のクラッドが原子炉７に流れて来るのを阻止することができ、原子炉ウェル４の内底部にクラッドが堆積することを防ぐことができる。
【００１９】
（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２の実施の形態を示す模式図である。図示のように、本実施の形態の原子炉設備は、原子炉ウェルスパージャ１の給水８の吐き出し方向を鉛直上方にした構成である。
【００２０】
このように本実施の形態によれば、原子炉ウェルスパージャ１における給水８の吐出口を鉛直上方に向け、給水８をその方向に吐出することにより、原子炉ウェル４の底部に直接水を散布することを避けることができ、原子炉ウェル４から外部の熱交換器を通して循環してきた給水８に含まれるクラッドが原子炉ウェル４の底部に堆積することを防ぐことができる。
【００２１】
（第３の実施の形態）
図３は本発明の第３の実施の形態を示す模式図である。図示のように、本実施の形態の原子炉設備は、原子炉ウェル４と使用済燃料プール５を連結するプールゲート６の下部にフィルター２ａを備えている。
【００２２】
原子炉７の定期点検時には、水を原子炉ウェル４及び使用済燃料プール５の上面まで満たし、系内の使用済燃料の崩壊熱を冷却するための冷却運転が行われる。本実施の形態では、原子炉ウェル４から水を抜き取り、外部の熱交換器で減温した後、使用済燃料プール５に流入させる冷却運転を行う。
【００２３】
このとき、外部の熱交換器により減温され使用済燃料プール５へ流入した水は密度が大きいので、使用済燃料プール５からプールゲート６の底部を通って原子炉ウェル４の方へ流れ、炉心の発熱により加熱され、帰路は水面を通って原子炉ウェル４から使用済燃料プール５の方へ流れ込む。
【００２４】
従って、クラッドは原子炉ウェル４から使用済燃料プール５には容易に水の流れ９に乗って運ばれて行くが、使用済燃料プール５から原子炉ウェル４へは、フィルター２ａのために原子炉７内に流入することを阻止でき、原子炉ウェル４の底部に堆積することを防ぐことができる。
【００２５】
外部の熱交換器を通して冷却された水を主に使用済燃料プール５に戻す冷却運動においては、冷たく密度の大きい水は底面を這うように原子炉ウェル４の方に流れ、炉心で温度が高くなり、水面では原子炉ウェル４から使用済燃料プール５に戻る循環流を形成している。この間に位置するプールゲート６の特に下部にフィルター２ａを設置したことにより、原子炉ウェル４内のクラッドを使用済燃料プール５側に移行させ、使用済燃料プール５のクラッドが原子炉ウェル４に流れて来るのを阻止することが可能で、原子炉ウェル４の内底部にクラッドが堆積することを防ぐことができる。
【００２６】
（第４の実施の形態）
図４は本発明の第４の実施の形態を示す模式図である。図示のように、本実施の形態の原子炉設備は、使用済燃料プール５内に、中心線上に縦に隙間を有し最上部と最下部に長方形の隙間を有するクラッド遮蔽板３を設置し、その最下部の長方形の隙間にフィルター２ｂを設置した構成である。
【００２７】
原子炉７の定期点検時には、水を原子炉ウェル４及び使用済燃料プール５の上面まで満たし、系内の使用済燃料の崩壊熱を冷却するための冷却運転が行われる。本実施の形態では、原子炉７から水を抜き取り、外部の熱交換器で減温した後、使用済燃料プール５に流入させる冷却運転を行う。
【００２８】
このとき、外部の熱交換器により減温され使用済燃料プール５へ流入した水は、密度が大きいので使用済燃料プール５からプールゲート６の底部を通って原子炉ウェル４の方へ流れ、炉心の崩壊熱により加熱され、帰路は水面を通って原子炉ウェル４から使用済燃料プール５の方へ流れ込む。
【００２９】
従って、炉心並びに使用済燃料プール５で発生したクラッドは、原子炉ウェル４から使用済燃料プール５には容易に水の流れに乗って運ばれて行くが、使用済燃料プール５から原子炉ウェル４へは、フィルター２ｂのために原子炉ウェル４内に流入することを防ぐことができ、原子炉ウェル４の底部にクラッドが堆積することを防ぐことができる。
【００３０】
外部の熱交換器を通して冷却された水を主に使用済燃料プール５に戻す冷却運動においては、冷たく密度の大きい水は底面を這うように原子炉ウェル４の方に流れ、炉心で温度が高くなり、水面では原子炉ウェル４から使用済燃料プール５に戻る循環流を形成している。このため、燃料集合体を通す隙間を有しクラッドを捕捉するフィルター２ｂを下部に設けたクラッド遮蔽板３を設置したことにより、原子炉７内のクラッドを使用済燃料プール５側に移行させ、使用済燃料プール５のクラッドが原子炉７内に流れて来るのを阻止することができ、原子炉ウェル４の内底部にクラッドが堆積することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施の形態の原子炉設備を示し、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ矢視図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の原子炉設備の要部を示す図。
【図３】本発明の第３の実施の形態の原子炉設備を示す図。
【図４】本発明の第４の実施の形態の原子炉設備を示し、（ａ）は全体の斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１…原子炉ウェルスパージャ、２ａ，２ｂ…フィルター、３…クラッド遮蔽板、４…原子炉ウェル、５…使用済燃料プール、６…プールゲート、７…原子炉、８…給水、９…水の流れ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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