(57)【要約】【課題】原子炉格納容器の内部に設置された燃料取替用水ピットの水に混入した異物が再循環ポンプのストレーナに到達するまでの時間を遅延させ、非常時における原子炉の初期冷却時に、炉心に注水する水と共に異物が炉心に混入することを防止する。【解決手段】燃料取替用水ピット８に還流された水Ｗに含まれる異物が再循環ポンプのストレーナ１５に到達するまでの時間を遅延させる異物到達遅延手段を設けた。異物到達遅延手段は、水Ｗに沈澱している異物Ｚｓを滞留させる沈澱異物滞留部１８と、水Ｗに浮遊している異物Ｚｆを滞留させる浮遊異物滞留部２２とを兼ね備えている。沈澱異物滞留部１８は燃料取替用水ピット８の水底に設置されて異物Ｚｓを堰き止める堰状に形成され、浮遊異物滞留部２２は燃料取替用水ピット８内を流れる水Ｗの水面を横切るように設置されて異物Ｚｆを堰き止める堰状に形成されている。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉格納容器の底部に配設された燃料取替用水ピットと、
前記原子炉格納容器の内部に散布された水を前記燃料取替用水ピットに還流させる還流部と、
前記還流部に対して前記燃料取替用水ピット内の水の流れ方向の下流側に位置し、前記燃料取替用水ピットに還流された水に含まれる異物を濾過するストレーナと、
前記ストレーナから延びて再循環ポンプに繋がるポンプ吸入流路と、
前記燃料取替用水ピットに還流された水に含まれる異物が前記ストレーナに到達するまでの時間を遅延させる異物到達遅延手段と、
を具備してなることを特徴とする原子炉燃料取替用水ピット構造。
【請求項２】
前記異物到達遅延手段は、前記燃料取替用水ピット内を流れる水に沈澱している異物を滞留させる沈澱異物滞留部であることを特徴とする請求項１に記載の原子炉燃料取替用水ピット構造。
【請求項３】
前記異物到達遅延手段は、前記燃料取替用水ピット内を流れる水に浮遊している異物を滞留させる浮遊異物滞留部であることを特徴とする請求項１に記載の原子炉燃料取替用水ピット構造。
【請求項４】
前記異物到達遅延手段は、前記燃料取替用水ピット内を流れる水に沈澱している異物を滞留させる沈澱異物滞留部と、
前記燃料取替用水ピット内を流れる水に浮遊している異物を滞留させる浮遊異物滞留部と、
を兼ね備えていることを特徴とする請求項１に記載の原子炉燃料取替用水ピット構造。
【請求項５】
前記沈澱異物滞留部は、前記燃料取替用水ピットの水底に設置されて前記異物を堰き止める堰状に形成されていることを特徴とする請求項２または４に記載の原子炉燃料取替用水ピット構造。
【請求項６】
前記浮遊異物滞留部は、前記燃料取替用水ピット内を流れる水の水面を横切るように設置されて前記異物を堰き止める堰状に形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の原子炉燃料取替用水ピット構造。
【請求項７】
前記沈澱異物滞留部は、前記燃料取替用水ピットの水底に形成された凹部であることを特徴とする請求項２または４に記載の原子炉燃料取替用水ピット構造。
【請求項８】
前記燃料取替用水ピットの平面視または断面視で、前記燃料取替用水ピット内を流れる水が蛇行していることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の原子炉燃料取替用水ピット構造。
【請求項９】
前記燃料取替用水ピットの平面視で、前記ストレーナの周囲を環状に取り囲むように、前記沈澱異物滞留部と前記浮遊異物滞留部とが交互に設けられていることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の原子炉燃料取替用水ピット構造。
【請求項１０】
前記沈澱異物滞留部および前記浮遊異物滞留部の少なくとも一方は、その先端側の縁部に、水の流れの上流側に向かって延びて、前記沈澱異物滞留部または前記浮遊異物滞留部に当たって滞留している異物の乗り越えを阻害する異物通過阻害部を設けたことを特徴とする請求項５または６に記載の原子炉燃料取替用水ピット構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉発電プラントにおける加圧水型軽水炉の原子炉燃料取替用水ピット構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているように、最新型の加圧水型軽水炉（ＰＷＲ）プラントでは、非常時の炉心注水水源である燃料取替用水ピット（ＲＷＳＰ）を原子炉格納容器の内部に設置することにより、安全注入系の再循環モードへの切り替え操作を不要とし、運転員の負担軽減と信頼性向上を図っている。
【０００３】
それまでは、燃料取替用水ピットが原子炉格納容器の外部にタンク状に設置され、原子炉の配管部分が破断するといった一次冷却材の喪失事故が生じた場合には、直ちに原子炉の運転を停止し、外部にある燃料取替用水ピットの水を非常用冷却水（ほう酸水）として炉心に注水し、原子炉の温度上昇を抑制すると同時に、燃料取替用水ピットの水を原子炉格納容器の内部にも散布して原子炉格納容器の内部を冷却する構成となっていた。この炉心注水および水散布によって燃料取替用水ピットの水が無くなると、再循環モードに切り替えられて、原子炉格納容器の底部に溜まった散布後の水が再循環ポンプにより揚水され、再び原子炉の内部に注入されるようになっている。
【０００４】
上記のように原子炉格納容器の外部に燃料取替用水ピットを設置して非常時の炉心注水水源とした場合には、非常時に最初に炉心に注水される冷却水が、タンクに貯留された清浄な水であるため、特に異物の混入を避けなければならない初期冷却時の数分間（事故発生直後の炉心温度急上昇時）において炉心に異物が混入する不具合を無くすことができる。その後しばらく経てば、炉心の温度上昇率が緩和されるので、多少の異物が混入した水を注水しても、さほど支障がなくなる。
【０００５】
ところが、上記のように、燃料取替用水ピットの水が無くなると同時に、再循環モードに切り替えるという特有の操作が必要であったため、この切り替え作業が運転員の負担を大きくしていた。しかも、これには人為的な切り替え操作であるため、誤操作や機器の故障が発生して速やかな切り替えが行われない可能性もあり、必ずしも信頼性が高いものではなかった。
【０００６】
これに対し、特許文献１の構成によれば、原子炉格納容器の内部に設置された燃料取替用水ピットに貯留された水が、非常時の炉心注水水源および原子炉格納容器内部への水散布用水源となり、この燃料取替用水ピットから原子炉格納容器の内部に散布された水が、還流管によって燃料取替用水ピットに還流し、再び再循環ポンプにより揚水されて炉心に注水または散布されるサイクルが繰り返される。このため、前述した再循環モードへの切り替え操作が不要になり、運転員の負担軽減と信頼性の向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２６０９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
原子炉格納容器の内部に散布された水が還流管を経て燃料取替用水ピットに還流する際には、原子炉格納容器の内部にある異物、例えば破断した配管の断熱材の繊維等が水に混入してしまうため、再循環ポンプの吸込口の前にはストレーナが設置されており、ここで大まかな異物が除去され、炉心に大きな異物が流入することが防止されている。
【０００９】
しかしながら、ストレーナによる異物の除去には限界があり、微細な異物はストレーナを通過して炉心に流入してしまう。前述したように、事故発生直後の炉心温度急上昇時における数分間の初期冷却時には、特に異物の混入を避けなければならない。このため、異物がストレーナに到達する時間が少しでも遅くなることが望ましい。特許文献１に開示されているものを始め、他の従来の加圧水型軽水炉プラントでは、原子炉格納容器の内部に設置された燃料取替用水ピットの水路自体には、水に混入している異物がストレーナに到達する時間を遅延させる特段の工夫はなされていなかった。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の問題を解決するためになされたものであり、簡素な構成により、原子炉格納容器の内部に設置された燃料取替用水ピットの水に混入した異物が再循環ポンプのストレーナに到達するまでの時間を遅延させ、非常時における原子炉の初期冷却時に、炉心に注水する水と共に異物が炉心に混入することを防止することのできる原子炉燃料取替用水ピット構造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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る原子炉燃料取替用水ピット構造は、以下の構成を備えている。
即ち、本発明に係る原子炉燃料取替用水ピット構造の第１の態様は、原子炉格納容器の底部に配設された燃料取替用水ピットと、前記原子炉格納容器の内部に散布された水を前記燃料取替用水ピットに還流させる還流部と、前記還流部に対して前記燃料取替用水ピット内の水の流れ方向の下流側に位置し、前記燃料取替用水ピットに還流された水に含まれる異物を濾過するストレーナと、前記ストレーナから延びて再循環ポンプに繋がるポンプ吸入流路と、前記燃料取替用水ピットに還流された水に含まれる異物が前記ストレーナに到達するまでの時間を遅延させる異物到達遅延手段と、を具備してなることを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、還流部から燃料取替用水ピット内に還流した水がストレーナに流れるまでの間に、異物到達遅延手段が配置されているため、還流した水に含まれている異物が異物到達遅延手段によってストレーナに到達するまでの時間を遅延される。このため、非常時における原子炉の初期冷却時の数分間に、炉心に注水する水と共に異物が炉心に混入することを防止することができる。
【００１３】
また、本発明に係る原子炉燃料取替用水ピット構造の第２の態様は、前記第１の態様において、前記異物到達遅延手段は、前記燃料取替用水ピット内を流れる水に沈澱している異物を滞留させる沈澱異物滞留部であることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、燃料取替用水ピット内を流れる水に沈澱している異物、例えばコンクリート粉、砂粒、金属粉等が沈澱異物滞留部によってストレーナに到達するまでの時間を遅延される。
【００１５】
また、本発明に係る原子炉燃料取替用水ピット構造の第３の態様は、前記第１の態様において、前記異物到達遅延手段は、前記燃料取替用水ピット内を流れる水に浮遊している異物を滞留させる浮遊異物滞留部であることを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、燃料取替用水ピット内を流れる水に浮遊している異物、例えば破断した配管の断熱材の繊維等が浮遊異物滞留部によってストレーナに到達するまでの時間を遅延される。
【００１７】
また、本発明に係る原子炉燃料取替用水ピット構造の第４の態様は、前記第１の態様において、前記異物到達遅延手段は、前記燃料取替用水ピット内を流れる水に沈澱している異物を滞留させる沈澱異物滞留部と、前記燃料取替用水ピット内を流れる水に浮遊している異物を滞留させる浮遊異物滞留部と、を兼ね備えていることを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、燃料取替用水ピット内を流れる水に沈澱している異物と、浮遊している異物の両方が、沈澱異物滞留部または浮遊異物滞留部によってストレーナに到達するまでの時間を遅延される。このため、殆どの異物を異物到達遅延手段の部分で滞留させ、ストレーナに到達するまでの時間を遅延させることができる。
【００１９】
また、本発明に係る原子炉燃料取替用水ピット構造の第５の態様は、前記第２または第４の態様において、前記沈澱異物滞留部は、前記燃料取替用水ピットの水底に設置されて前記異物を堰き止める堰状に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、燃料取替用水ピット内を流れる水に沈澱している異物が、燃料取替用水ピットの水底に設置された堰状の沈澱異物滞留部によって堰き止められ、燃料取替用水ピット内を進むことを阻害される。このため、簡素な構成により、異物がストレーナに到達するまでの時間を遅延させることができる。
【００２１】
また、本発明に係る原子炉燃料取替用水ピット構造の第６の態様は、前記第３または第４の態様において、前記浮遊異物滞留部は、前記燃料取替用水ピット内を流れる水の水面を横切るように設置されて前記異物を堰き止める堰状に形成されていることを特徴とする。
【００２２】
上記構成によれば、燃料取替用水ピット内を流れる水に浮遊している異物が、水面を横切るように設置された堰状の浮遊異物滞留部によって堰き止められ、燃料取替用水ピット内を進むことを阻害される。このため、簡素な構成により、異物がストレーナに到達するまでの時間を遅延させることができる。
【００２３】
また、本発明に係る原子炉燃料取替用水ピット構造の第７の態様は、前記第２または第４の態様において、前記沈澱異物滞留部は、前記燃料取替用水ピットの水底に形成された凹部であることを特徴とする。
【００２４】
上記構成によれば、燃料取替用水ピットを流れる水に沈澱している異物が、凹部である沈澱異物滞留部の中に落下し、燃料取替用水ピット内を進むことを阻害される。この凹部状の沈澱異物滞留部は、燃料取替用水ピットの流路を狭めるものではないため、水は燃料取替用水ピット内をスムーズに流れることができる。
【００２５】
また、本発明に係る原子炉燃料取替用水ピット構造の第８の態様は、前記第１から第７のいずれかの態様において、前記燃料取替用水ピットの平面視または断面視で、前記燃料取替用水ピット内を流れる水が蛇行していることを特徴とする。
【００２６】
上記構成によれば、燃料取替用水ピットに異物到達遅延手段が設けられるとともに、燃料取替用水ピット内を流れる水が、平面視または断面視で蛇行していることによって還流部からストレーナまでの距離が延長されるため、燃料取替用水ピット内を流れる水に含まれている異物がストレーナに到達するまでの時間を効果的に遅延させることができる。
【００２７】
また、本発明に係る原子炉燃料取替用水ピット構造の第９の態様は、前記第４から第６のいずれかの態様において、前記燃料取替用水ピットの平面視で、前記ストレーナの周囲を環状に取り囲むように、前記沈澱異物滞留部と前記浮遊異物滞留部とが交互に設けられていることを特徴とする。
【００２８】
上記構成によれば、ストレーナの周囲が、その全周に亘って沈澱異物滞留部と浮遊異物滞留部とにより取り囲まれるため、ストレーナに向って流れる全方向からの水に含まれる沈澱異物と浮遊異物の進行を阻害し、これらの異物がストレーナに到達するまでの時間を遅延させることができる。
【００２９】
また、本発明に係る原子炉燃料取替用水ピット構造の第１０の態様は、前記第５または第６の態様において、前記沈澱異物滞留部および前記浮遊異物滞留部の少なくとも一方は、その先端側の縁部に、水の流れの上流側に向かって延びて、前記沈澱異物滞留部または前記浮遊異物滞留部に当たって滞留している異物の乗り越えを阻害する異物通過阻害部を設けたことを特徴とする。
【００３０】
上記構成によれば、沈澱異物滞留部または浮遊異物滞留部によって進行を滞留させられている異物が、異物滞留部または浮遊異物滞留部を乗り越えようとしても、異物通過阻害部によって阻止される。このため、異物がストレーナに到達するまでの時間を一層効果的に遅延させることができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように、本発明に係る原子炉燃料取替用水ピット構造によれば、簡素な構成により、原子炉格納容器の内部に設置された燃料取替用水ピットの水に混入した異物が、再循環ポンプのストレーナに到達するまでの時間を遅延させ、非常時における原子炉の初期冷却時に、炉心に注水する水と共に異物が炉心に混入することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る原子炉燃料取替用水ピット構造を適用可能な加圧水型軽水炉の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１のII-II線に沿う横断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る燃料取替用水ピット構造の縦断面図である。
【図４】図３に示す燃料取替用水ピット構造の平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る燃料取替用水ピット構造の縦断面図である。
【図６】図５に示す燃料取替用水ピット構造の平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る燃料取替用水ピット構造の縦断面図である。
【図８】図７に示す燃料取替用水ピット構造の平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る燃料取替用水ピット構造の縦断面図である。
【図１０】図９に示す燃料取替用水ピット構造の平面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る燃料取替用水ピット構造の平面図である。
【図１２】図１１のXII-XII線に沿う燃料取替用水ピット構造の縦断面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態に係る燃料取替用水ピット構造の平面図である。
【図１４】図１３のXIV-XIV線に沿う燃料取替用水ピット構造の縦断面図である。
【図１５】本発明の第７実施形態に係る燃料取替用水ピット構造の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明の複数の実施形態について、図１から図１５を参照しながら説明する。
【００３４】
まず、本発明の第１実施形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る原子炉燃料取替用水ピット構造を適用可能な加圧水型軽水炉の一例を示す縦断面図であり、図２は図１のII-II線に沿う横断面図である。
この加圧水型軽水炉１は、原子炉格納容器２の中心下部に原子炉３が配置され、原子炉３の上部に制御棒駆動装置４が配置され、原子炉３の周囲に蒸気発生器５や一次冷却材ポンプ６等の機器類が配置されている。
【００３５】
原子炉格納容器２の下層階部分には、原子炉３の周囲を囲むように燃料取替用水ピット８が設置されている。この燃料取替用水ピット８は、原子炉３の燃料棒を取り替える時に燃料棒を沈める燃料棒プール（非図示）に供給する水を貯留するものである。また、この燃料取替用水ピット８に貯留されている水Ｗは、原子炉３に接続される配管部分が破断する等して一次冷却材が喪失する可能性がある事故が発生した場合に、原子炉３の運転を非常停止して炉心に冷却水（ほう酸水）を注入する際の非常用冷却水として用いられる。
【００３６】
さらに、上記のような非常時には、原子炉格納容器２の内部上方に設けられたスプレーヘッダ（非図示）から水が散布されて冷却が行われる。この水散布にも燃料取替用水ピット８に貯留されている水Ｗが用いられる。原子炉格納容器２の内部に散布された水は、還流管１１を経て燃料取替用水ピット８に還流するようになっている。燃料取替用水ピット８の底部には、例えば４か所に吸込口１２が設けられており、ここから延びるポンプ吸入流路１３が図示しない再循環ポンプに接続されている。吸込口１２には網状のストレーナ１５が設置されている。
【００３７】
図２に示すように、平面視で還流管１１と吸込口１２は、例えば燃料取替用水ピット８内の水の流れ方向（周方向）に沿って交互に配置されている。各還流管１１と各吸込口１２の数量および位置は図２の態様に特に限定されるものではないが、還流管１１と吸込口１２との相対位置が燃料取替用水ピット８内の水の流れ方向にずれている必要がある。
【００３８】
非常時において原子炉格納容器２の内部散布された水は、還流管１１を経て燃料取替用水ピット８に還流し、燃料取替用水ピット８の内部を流れて最寄りの吸込口１２に流れ込み、ポンプ吸入流路１３を経て再循環ポンプに吸入され、再び原子炉３への高圧注入系及び低圧注入系と、水散布用のスプレーヘッダに供給される。燃料取替用水ピット８の水が吸込口１２に流れ込む際には、ストレーナ１５によって大まかな異物が除去される。しかし、微細な異物までは除去できないため、以下に説明する燃料取替用水ピット構造Ａ〜Ｇにより、異物がストレーナ１５に到達するまでの時間を極力遅延させ、特に事故が発生した直後の炉心温度急上昇時における数分間の初期冷却時の間に、炉心に異物が混入しないようにされている。
【００３９】
［第１実施形態］
図３は、本発明の第１実施形態に係る燃料取替用水ピット構造Ａの縦断面図であり、図４は燃料取替用水ピット構造Ａの平面図である。
前述したように、原子炉３の非常時に原子炉格納容器２の内部に散布された水は、還流管１１（還流部）から燃料取替用水ピット８に還流する。また、吸込口１２は還流管１１に対して水の流れ方向の下流側に位置してネット状のストレーナ１５に覆われ、吸込口１２からはポンプ吸入流路が延びて図示しない再循環ポンプに繋がっている。
【００４０】
還流管１１とストレーナ１５との間には、還流管１１から還流した水Ｗに含まれる異物がストレーナ１５に到達するまでの時間を遅延させる沈澱異物滞留部１８（異物到達遅延手段）が設けられている。この沈澱異物滞留部１８は、主に水Ｗに沈澱している異物Ｚｓを滞留させるものであり、燃料取替用水ピット８の水底８ａに設置されて異物Ｚｓを堰き止める堰状に形成されている。この実施形態では沈澱異物滞留部１８が平板状に形成されているが、必ずしも平板状でなくてもよく、水Ｗに沈澱している異物Ｚｓを滞留させることができる形状であればよい。水Ｗに沈澱する異物Ｚｓとしては、例えばコンクリート粉、砂粒、金属粉等が挙げられる。
【００４１】
この燃料取替用水ピット構造Ａにおいて、沈澱異物滞留部１８に堰き止められた異物Ｚｓは、沈澱異物滞留部１８の上流側の面に沿って次第にその堆積量が増えてゆき、ある時点で沈澱異物滞留部１８を乗り越えてストレーナ１５に到達してしまうが、それまでには少なくとも数分の時間を要する。このため、異物Ｚｓがストレーナ１５に到達するまでの時間が遅延され、非常時における原子炉３の初期冷却時の数分間に、炉心に注水する水と共に異物Ｚｓが炉心に混入することを防止することができ、炉心の健全性を保つことができる。
【００４２】
また、沈澱異物滞留部１８は、主に燃料取替用水ピット８内を流れる水Ｗに沈澱している異物Ｚｓを滞留させるものであり、水Ｗに浮遊している異物を滞留させることはできないが、ストレーナ１５が燃料取替用水ピット８の底部に設置されていて、還流管１１とストレーナ１５との間隔が十分に離れていれば、水Ｗに浮遊している異物がストレーナ１５に吸入される確率が低くなる。このため、沈澱異物滞留部１８によって水Ｗに沈澱している異物Ｚｓを滞留させるだけでも十分な効果がある。
【００４３】
しかも、沈澱異物滞留部１８は燃料取替用水ピット８の水底８ａに設置された堰状に形成されているため、非常に簡素な構造により、水中に沈澱している異物Ｚｓがストレーナ１５に到達するまでの時間を遅延させることができる。
【００４４】
［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係る燃料取替用水ピット構造Ｂの縦断面図であり、図６は同じく平面図である。この燃料取替用水ピット構造Ｂでは、沈澱異物滞留部２０（異物到達遅延手段）以外の構成は第１実施形態の燃料取替用水ピット構造Ａと同様であるため、各部に同一符号を伏して説明を省略する。
【００４５】
沈澱異物滞留部２０は、燃料取替用水ピット８の水底８ａに凹部として形成されており、その幅は燃料取替用水ピット８の全幅と同じである。沈澱異物滞留部２０の前面２０ａと後面２０ｂは、共に垂直であり、底面２０ｃは水平である。なお、後面２０ｂの上端から、水Ｗの流れの上流側（還流管１１側）に向って水平に延びる短い板２０ｄを設けてもよい（必須ではない）。
【００４６】
この燃料取替用水ピット構造Ｂにおいて、燃料取替用水ピット８内を流れる水Ｗに沈澱しているコンクリート粉、砂粒、金属粉等の異物Ｚｓは、凹部状に形成された沈澱異物滞留部２０の中に落下し、燃料取替用水ピット８内を進むことを阻害されるため、異物Ｚｓがストレーナ１５に到達するまでの時間が遅延される。この凹部状の沈澱異物滞留部２０は、燃料取替用水ピット８の流路を狭めるものではないため、水Ｗは燃料取替用水ピット８内をスムーズに流れることができる。
【００４７】
沈澱異物滞留部２０の中に落下した異物Ｚｓは、次第にその堆積量が増えてゆき、ある時点で沈澱異物滞留部２０から流出してストレーナ１５に到達してしまうが、それまでには少なくとも数分の時間を要する。このため、非常時における原子炉３の初期冷却時に異物Ｚｓが冷却水と共に炉心に混入することを防止することができる。なお、板２０ｄを設けることによって、沈澱異物滞留部２０から流出しようとする異物Ｚｓの上方への動きを抑制し、異物Ｚｓがストレーナ１５に到達するまでの時間をより延長することができる。
【００４８】
［第３実施形態］
図７は、本発明の第３実施形態に係る燃料取替用水ピット構造Ｃの縦断面図であり、図８は同じく平面図である。この燃料取替用水ピット構造Ｃにおいては、燃料取替用水ピット構造Ａ，Ｂにおける沈澱異物滞留部１８，２０の代わりに浮遊異物滞留部２２（異物到達遅延手段）が設けられており、それ以外の構成は燃料取替用水ピット構造Ａ，Ｂと同一である。
【００４９】
浮遊異物滞留部２２は、燃料取替用水ピット８内を流れる水Ｗに浮遊している異物Ｚｆを滞留させるものであり、水Ｗの水面を横切るように設置されて異物Ｚｆを堰き止める堰状に形成されている。浮遊異物滞留部２２の下端縁部は水中に突入しており、この下端縁部と燃料取替用水ピット８の底面との間には所定の間隔が付与され、ここを水Ｗが通り抜けて流れる。なお、この実施形態では浮遊異物滞留部２２が平板状に形成されているが、必ずしも平板状でなくてもよく、水Ｗに浮遊している異物Ｚｆを滞留させることができる形状であればよい。水Ｗに浮遊する異物Ｚｆとしては、例えば破断した配管の断熱材の繊維等が挙げられる。
【００５０】
この燃料取替用水ピット構造Ｃにおいて、水Ｗに浮遊している異物Ｚｆは、浮遊異物滞留部２２に堰き止められて、燃料取替用水ピット８内を進むことを阻害されるため、異物Ｚｆがストレーナ１５に到達するまでの時間が遅延される。浮遊異物滞留部２２に堰き止められた異物Ｚｆは、浮遊異物滞留部２２の上流側の面に沿って次第に堆積してゆき、ある時点で浮遊異物滞留部２２の下を潜り抜けてストレーナ１５に到達してしまうが、それまでには少なくとも数分の時間を要するため、非常時における原子炉３の初期冷却時に異物Ｚｆが冷却水と共に炉心に混入することを防止することができる。
【００５１】
浮遊異物滞留部２２は、燃料取替用水ピット８内を流れる水Ｗの水面を横切るように設置されて異物Ｚを堰き止める堰状に形成されているため、非常に簡素な構成により、異物Ｚｆがストレーナ１５に到達するまでの時間を遅延させることができる。
【００５２】
［第４実施形態］
図９は、本発明の第４実施形態に係る燃料取替用水ピット構造Ｄの縦断面図であり、図１０は同じく平面図である。この燃料取替用水ピット構造Ｄにおいては、燃料取替用水ピット構造Ａにおける沈澱異物滞留部１８と、燃料取替用水ピット構造Ｃにおける浮遊異物滞留部２２とが異物到達遅延手段として兼ね備えられている。ここでは、燃料取替用水ピット８の上流側に沈澱異物滞留部１８が配置され、下流側に浮遊異物滞留部２２が配置されているが、順番を逆にしてもよい。
【００５３】
この燃料取替用水ピット構造Ｄにおいて、燃料取替用水ピット８内を流れる水Ｗに沈澱している異物Ｚｓは沈澱異物滞留部１８に堰き止められて滞留し、燃料取替用水ピット８内を進むことを阻害される。また、水Ｗに浮遊している異物Ｚｆは浮遊異物滞留部２２に堰き止められて滞留し、同じく燃料取替用水ピット８内を進むことを阻害される。このため、沈澱している異物Ｚｓと浮遊している異物Ｚｆの両方、つまり、殆どの異物の流れを滞留させてストレーナ１５に到達するまでの時間を遅延させることができる。したがって、非常時における原子炉３の初期冷却時の数分間に、炉心に注水する水と共に異物Ｚｓ，Ｚｆが炉心に混入することを防止し、確実に炉心を保護することができる。
【００５４】
なお、沈澱異物滞留部１８の代わりに、第２実施形態の燃料取替用水ピット構造Ｂにおける沈澱異物滞留部２０を用いてもよい。
【００５５】
［第５実施形態］
図１１は、本発明の第５実施形態に係る燃料取替用水ピット構造Ｅの平面図であり、図１２は図１１のXII-XII線に沿う燃料取替用水ピット構造Ｅの縦断面図である。
【００５６】
この燃料取替用水ピット構造Ｅでは、燃料取替用水ピット８に異物到達遅延手段としての沈澱異物滞留部２４と浮遊異物滞留部２６とが設けられるとともに、燃料取替用水ピット８の平面視または断面視で、ピット内を流れる水が蛇行している。具体的には、燃料取替用水ピット８に例えば４枚の蛇行板２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄを左右交互に（千鳥状に）立設することによって水Ｗの流れを水平方向に蛇行させている。
【００５７】
そして、蛇行板２８ａと２８ｂとの間と、蛇行板２８ｃと２８ｄとの間に、それぞれ沈澱異物滞留部２４が設けられ、蛇行板２８ｂと２８ｃとの間に浮遊異物滞留部２６が設けられている。これらの沈澱異物滞留部２４と浮遊異物滞留部２６は平板状であり、その面方向が燃料取替用水ピット８の長手方向に沿い、且つ燃料取替用水ピット８の幅方向中央部に位置するように、鉛直に配置され、これによって水Ｗの流れを鉛直方向に蛇行させている。
【００５８】
沈澱異物滞留部２４は、燃料取替用水ピット８内を流れる水Ｗに沈澱する異物Ｚｓを滞留させるものであり、第１実施形態における燃料取替用水ピット構造Ａの沈澱異物滞留部１８と同じく、燃料取替用水ピット８の水底８ａに設置されて異物Ｚｓを堰き止める堰状に形成されている。また、浮遊異物滞留部２６は、水Ｗに浮遊する異物Ｚｆを滞留させるものであり、第３実施形態における燃料取替用水ピット構造Ｃの浮遊異物滞留部２２と同じく、水Ｗの水面を横切るように設置されて異物Ｚｆを堰き止める堰状に形成されている。これらの滞留部２４，２６が兼ね備えられたことによる作用および効果は、第４実施形態における燃料取替用水ピット構造Ｄと同様である。
【００５９】
なお、沈澱異物滞留部２４と浮遊異物滞留部２６の順番や数量等は本実施形態のものに限定されない。例えば、本実施形態では沈澱異物滞留部２４が２枚、浮遊異物滞留部２６が１枚設けられているが、沈澱異物滞留部２４を１枚にし、浮遊異物滞留部２６を２枚にする、等してもよい。
【００６０】
この燃料取替用水ピット構造Ｅにおいては、燃料取替用水ピット８に異物到達遅延手段である沈澱異物滞留部２４と浮遊異物滞留部２６が設けられるとともに、燃料取替用水ピット８内を流れる水が平面視および断面視で蛇行しており、還流部からストレーナ１５までの距離が大幅に延長されているため、燃料取替用水ピット８内を流れる水に含まれている異物Ｚｓ，Ｚｆがストレーナ１５に到達するまでの時間をより効果的に遅延させることができる。
【００６１】
［第６実施形態］
図１３は、本発明の第６実施形態に係る燃料取替用水ピット構造Ｆの平面図であり、図１４は図１３のXIV-XIV線に沿う燃料取替用水ピット構造Ｆの縦断面図である。
【００６２】
この燃料取替用水ピット構造Ｆでは、平面視でストレーナ１５の周囲を環状に取り囲むように異物到達遅延手段としての沈澱異物滞留部３０，３２と浮遊異物滞留部３４が交互に設けられている。ストレーナ１５は平面視で円形に形成され、その周りが沈澱異物滞留部３０に取り囲まれ、この沈澱異物滞留部３０の外周が浮遊異物滞留部３４に取り囲まれ、浮遊異物滞留部３４の外周が沈澱異物滞留部３２に取り囲まれている。
【００６３】
沈澱異物滞留部３０，３２は、燃料取替用水ピット８を流れる水Ｗに沈澱する異物Ｚｓを滞留させるものであり、燃料取替用水ピット８の水底８ａに設置されて異物Ｚｓを堰き止める環状の堰状に形成されている。また、浮遊異物滞留部３４は、水Ｗに浮遊する異物Ｚｆを滞留させるものであり、図示しない支持部材に支持されて水Ｗの水面を横切るように設置されて異物Ｚｆを堰き止める環状の堰状に形成されている。これらの滞留部３０，３２，３４が兼ね備えられたことによる作用および効果は、第４実施形態における燃料取替用水ピット構造Ｄと同様である。
【００６４】
この燃料取替用水ピット構造Ｆにおいては、ストレーナ１５の周囲が、その全周に亘って沈澱異物滞留部３０，３２と浮遊異物滞留部３４とにより取り囲まれるため、ストレーナ１５に向って流れる全方向からの水に含まれる沈澱異物と浮遊異物の進行を阻害し、これらの異物がストレーナ１５に到達するまでの時間を遅延させることができる。
【００６５】
［第７実施形態］
図１５は、本発明の第７実施形態に係る燃料取替用水ピット構造Ｇの縦断面図である。この燃料取替用水ピット構造Ｇの基本構成は、第４実施形態における燃料取替用水ピット構造Ｄと同様であるが、沈澱異物滞留部１８の先端側（上端側）の縁部と、浮遊異物滞留部２２の先端側（下端側）の縁部には、それぞれ水Ｗの流れの上流側に向かって延びる庇状の異物通過阻害部３６，３８が設けられている。
【００６６】
異物通過阻害部３６は、水Ｗに沈澱している異物Ｚｓが沈澱異物滞留部１８に当たって滞留している時に、沈澱異物滞留部１８を乗り越えてストレーナ１５側に流れてしまうことを阻害し、異物通過阻害部３８は、水Ｗに浮遊している異物Ｚｆが浮遊異物滞留部２２に当たって滞留している時に、浮遊異物滞留部２２を潜り抜けてストレーナ１５側に流れてしまうことを阻害するものである。このため、異物Ｚｓ，Ｚｆがストレーナ１５に到達するまでの時間を一層効果的に遅延させることができる。
【００６７】
以上のように、本発明の各実施形態に係る燃料取替用水ピット構造Ａ〜Ｇによれば、簡素な構成により、原子炉格納容器２の内部に設置された燃料取替用水ピット８の水に混入した異物が再循環ポンプのストレーナ１５に到達するまでの時間を遅延させ、非常時における原子炉３の初期冷却時に、炉心に注水する水と共に異物が炉心に混入することを防止し、炉心を保護することができる。
【００６８】
なお、本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。例えば、実施形態１から７の構成を適宜組み合わせてもよい。また、堰状に形成された沈澱異物滞留部１８，２０，２４，３０，３２および浮遊異物滞留部２２，２６，３４は、板状に限らず、ネット状や細かい多孔板状等にしてもよい。さらに、沈澱異物滞留部１８，２０，２４，３０，３２および浮遊異物滞留部２２，２６，３４の設置高さを可変させる手段等を付加してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１  加圧水型軽水炉
２  原子炉格納容器
８  燃料取替用水ピット
８ａ  燃料取替用水ピットの水底
１１  還流管（還流部）
１２  吸込口
１３  ポンプ吸入流路
１５  ストレーナ
１８，２０，２４，３０，３２  沈澱異物滞留部（異物到達遅延手段）
２２，２６，３４  浮遊異物滞留部（異物到達遅延手段）
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ  蛇行板
３６，３８  異物通過阻害部
Ａ〜Ｇ  原子炉燃料取替用水ピット構造
Ｗ  水
Ｚｓ  水に沈澱する異物
Ｚｆ  水に浮遊する異物
【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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【図１５】
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