(57)【要約】【課題】ダイヤフラムフロアの補強が不要であって真空破壊弁の弁体のシール面の保守点検が容易な原子炉格納施設を提供する。【解決手段】原子炉格納容器は、ペデスタル９及びペデスタル９に設置された原子炉圧力容器１３を取り囲む。上部ドライウェル及び下部ドライウェル６と圧力抑制室７が、原子炉格納容器内に形成され、ペデスタル９及びダイヤフラムフロアによって隔離される。圧力抑制室７内の空間と下部ドライウェル６を連通するスリーブ１４がペデスタル９を貫通して設けられ、真空破壊弁１５がスリーブ１４の下部ドライウェル６側の端部に設置される。真空破壊弁１５は下部ドライウェル６内に配置される。下部ドライウェル６の圧力が圧力抑制室７内の空間の圧力よりも低くなった時、真空破壊弁１５の弁体が下部ドライウェル６側に押されて真空破壊弁１５が開き、下部ドライウェル６と圧力抑制室７内の空間が連通する。【選択図】図２
2013210222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状体であるペデスタル及び前記ペデスタルによって支持された原子炉圧力容器を取り囲む原子炉格納容器を有し、
前記原子炉格納容器内には、前記ペデスタル及び前記ペデスタルの上端部に取り付けられるダイヤフラムフロアによって互いに隔離されたドライウェル及び圧力抑制室が形成され、
前記ドライウェルは、前記ダイヤフラムフロアより上方に存在する上部ドライウェル、及び前記ペデスタルの内側で前記原子炉圧力容器よりも下方に存在する下部ドライウェルを含み、
前記圧力抑制室内に形成された圧力抑制プールの冷却水液面より上方の、前記圧力抑制室内の空間と前記下部ドライウェルを連通するスリーブを、前記原子炉圧力容器の半径方向において前記ペデスタルを貫通して前記ペデスタルに設置し、
前記スリーブの開閉を行う真空破壊弁が、前記スリーブの前記下部ドライウェル側の端部に取り付けられて前記下部ドライウェル内に配置されたことを特徴とする原子炉格納施設。
【請求項２】
前記真空破壊弁は、前記スリーブの前記下部ドライウェル側の端部に取り付けられて前記下部ドライウェル内に配置され、前記スリーブ内に連通する開口部が形成されたフランジ、及び前記フランジの、前記下部ドライウェルに面する面に回転可能に取り付けられたアームに取り付けられ、前記開口部の開閉を行う弁体を有する請求項１に記載の原子炉格納施設。
【請求項３】
前記真空破壊弁は、さらに、前記アームが取り付けられて前記フランジの、前記下部ドライウェルに面する面に回転可能に取り付けられた第１回転シャフト、前記フランジの前記面に回転可能に取り付けられた第２回転シャフト、前記第２回転シャフトに設けられたセクタ歯車、前記第１回転シャフトに設けられて前記セクタ歯車と噛み合う他の歯車、及び前記第２回転シャフトを回転させるエアシリンダ及び手動操作用レバーを有する請求項２に記載の原子炉格納施設。
【請求項４】
前記セクタ歯車の半径が前記他の歯車の半径よりも大きくなっている請求項３に記載の原子炉格納施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉格納施設に係り、特に、沸騰水型原子力プラントに適用するのに好適な原子炉格納施設に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子力プラントは、原子炉格納容器を含む原子炉格納施設を備えている。原子炉格納容器は原子炉建屋内に設置され、原子炉格納容器は複数の燃料集合体を装荷した炉心を内部に有する原子炉圧力容器を取り囲んでいる。原子炉圧力容器は原子炉格納容器内に据え付けられた円筒状のペデスタルの上に設置されている。この原子炉格納容器として、鉄筋コンクリート製の原子炉格納容器（ＲＣＣＶ）がある。放射線防護を目的として、円筒状の原子炉遮へい壁が、ペデスタルの上端部に設置され、原子炉圧力容器を取り囲んでいる。
【０００３】
ドライウェル及び圧力抑制室が原子炉格納容器内に形成され、それらは原子炉格納容器内に設置されたダイヤフラムフロア及びペデスタルにより互いに隔離されている。原子炉圧力容器はドライウェル内に配置されている。圧力抑制室内には、冷却水が充填された圧力抑制プールが形成されている。ペデスタル内に形成されたベント管の一端はドライウェルに開口し、ベント管の他端は圧力抑制プール内の冷却水中に開口している。
【０００４】
圧力抑制プールの冷却水の液面よりも上方で圧力抑制室内に形成される空間に連通する管路の、ダイヤフラムフロアよりも上方のドライウェル内の部分に、真空破壊弁が設置されている（特開昭５８−７３８９９号公報の図２及び特開平１−２０３９９６号公報の図４参照）。
【０００５】
冷却材喪失事故が発生して原子炉圧力容器内の冷却水が、原子炉圧力容器に接続された配管に生じたき裂より高温、高圧の蒸気となって原子炉格納容器のドライウェル内に放出される。この蒸気は、ペデスタルに形成されたベント通路を通って圧力抑制プールの冷却水中に放出されて凝縮される。これにより、ドライウェル内の圧力上昇が抑制される。圧力抑制プールの冷却水の液面よりも上方で圧力抑制室内に形成される空間の圧力に対してドライウェル内の圧力が負圧になったとき、真空破壊弁が開いて圧力抑制室内に形成される空間内の圧力とドライウェル内の圧力の差が増大することを抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−７３８９９号公報
【特許文献２】特開平１−２０３９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
圧力抑制プールの冷却水の液面よりも上方で圧力抑制室内に形成される空間に連通する管路の、ダイヤフラムフロアよりも上方のドライウェル内の部分に、真空破壊弁を設置することによって、圧力抑制室内の湿分による真空破壊弁への影響を抑制することができる。しかしながら、真空破壊弁をダイヤフラムフロアよりも上方のドライウェルに配置するためには、ダイヤフラムフロアを貫通して圧力抑制室内に形成される空間とダイヤフラムフロアよりも上方のドライウェルを連通する管路をダイヤフラムフロアに設け、この管路のダイヤフラムフロアよりも上方の部分に真空破壊弁を設ける必要がある。このため、ダイヤフラムフロアにその管路が貫通する開口を形成する必要があり、ダイヤフラムフロアに設ける鉄筋の強度を増大してその開口を形成したダイヤフラムフロアを補強する必要がある。
【０００８】
本発明の目的は、ダイヤフラムフロアの補強が不要であって真空破壊弁の弁体のシール面の保守点検が容易な原子炉格納施設を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、筒状体であるペデスタル及びこのペデスタルによって支持された原子炉圧力容器を取り囲む原子炉格納容器を有し、
原子炉格納容器内には、ペデスタル及び前記ペデスタルの上端部に取り付けられるダイヤフラムフロアによって互いに隔離されたドライウェル及び圧力抑制室が形成され、
ドライウェルは、ダイヤフラムフロアより上方に存在する上部ドライウェル、及びペデスタルの内側で原子炉圧力容器よりも下方に存在する下部ドライウェルを含み、
圧力抑制室内に形成された圧力抑制プールの冷却水液面より上方の、圧力抑制室内の空間と下部ドライウェルを連通するスリーブを、原子炉圧力容器の半径方向においてペデスタルを貫通してペデスタルに設置し、
スリーブの開閉を行う真空破壊弁が、スリーブの下部ドライウェル側の端部に取り付けられて下部ドライウェル内に配置されたことにある。
【００１０】
原子炉圧力容器の半径方向においてペデスタルを貫通するスリーブをペデスタルに設け、真空破壊弁をスリーブの下部ドライウェル側の端部に取り付けて下部ドライウェルに配置しているので、真空破壊弁が設けられてダイヤフラムフロア４を貫通する管路をダイヤフラムフロアに設ける必要がないので、ダイヤフラムフロアにその管路を通す開口を形成する必要性がなくなり、ダイヤフラムフロアの鉄筋の強度を増大させてダイヤフラムフロア４を補強する必要がない。真空破壊弁をスリーブの下部ドライウェル側の端部に取り付けて下部ドライウェルに配置しているので、真空破壊弁の弁体をスリーブの外側に配置することができ、真空破壊弁の弁体のシール面の保守点検を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ダイヤフラムフロアの補強が不要になり、原子炉圧力容器を支持するペデスタルの内側に真空破壊弁を配置しているので真空破壊弁の弁体のシール面の保守点検を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の好適な一実施例である原子炉格納施設の縦断面図である。
【図２】図１の真空破壊弁を設置した部分の拡大図である。
【図３】図２に示す真空破壊弁の側面図である。
【図４】図３のIV−IV矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の好適な一実施例である原子炉格納施設を、図１及び図２を用いて説明する。
【００１５】
本実施例の原子炉格納施設１は、原子炉格納容器２、ペデスタル９及び真空破壊弁１５を備えており、沸騰水型原子力プラントに適用される。鉄筋コンクリート製の原子炉格納容器（ＲＣＣＶ）である原子炉格納容器２は原子炉建屋（図示せず）内に設置される。複数の燃料集合体が装荷された炉心を内部に有する原子炉圧力容器１３が、原子炉格納容器２によって取り囲まれている。原子炉圧力容器１３は原子炉格納容器２内に設置された円筒状のペデスタル９の上端部に設置される。
【００１６】
ドライウェル及び圧力抑制室７が原子炉格納容器２内に形成され、それらは原子炉格納容器７内に設置されたダイヤフラムフロア４及びベデスタル９により隔離されている。ダイヤフラムフロア４は、ペデスタル９の上端部に取り付けられ、水平方向において、この上端部から原子炉格納容器２の内面に向かって伸びている。ダイヤフラムフロア４の外周部は原子炉格納容器２の側壁に支持される。ドライウェルは、上部ドライウェル５及び下部ドライウェル６を含んでいる。上部ドライウェル５はダイヤフラムフロア４よりも上方に存在する。下部ドライウェル６は、ペデスタル９の内側で原子炉圧力容器１３の下方に存在する。上部ドライウェル５と下部ドライウェル６は連通している。原子炉圧力容器１３は、原子炉格納容器２の上端部に着脱可能に取り付けられた上蓋（トップヘッド）３の真下で上部ドライウェル５内に配置されている。圧力抑制室８内には、冷却水が充填された圧力抑制プール８が形成されている。ベント管１０がペデスタル９内に形成され、ベント管１０の一端がドライウェル５に開口してベント管１０の他端が圧力抑制プール８内の冷却水中に開口している。
【００１７】
スリーブ１４が、ペデスタル９を貫通してペデスタル９に設けられ、圧力抑制室８内の、圧力抑制プール８の冷却水の液面よりも上方の空間と下部ドライウェル６を連絡する。真空破壊弁１５が、下部ドライウェル６内に配置され、スリーブ１４の下部ドライウェル６側の端部に取り付けられる。プラットフォーム１１が圧力抑制室８内で圧力抑制プール８の冷却水液面より上方の空間内に配置され、ペデスタル９の外面に沿ってこの外面に及び原子炉格納容器２の内面に沿ってこの内面にそれぞれ設置される。下部ドライウェルサポート１２がスリーブ１４よりも下方で下部ドライウェル６内に配置され、ペデスタル９の内面に沿ってこの内面に設置される。プラットフォーム１１及び下部ドライウェルサポート１２は、保守点検時における作業員の通路、及びメンテナンスフロアとして利用される。
【００１８】
真空破壊弁１５は、フランジ１６、弁体１７、アーム１８、エアシリンダ２１及び手動操作用レバー２２を有する。フランジ１６はスリーブ１４の下部ドライウェル６側の端部に取り付けられる。弁体１７、アーム１８、エアシリンダ２１及び手動操作用レバー２２は、スリーブ１４の外部で下部ドライウェル６に配置されている。弁体１７はアーム１８に取り付けられ、アーム１８はフランジ１６の下部ドライウェル６側の面に固定される一対のサポート２０に回転可能に取り付けられた開閉シャフト１９に取り付けられる。弁体１７のシール面はフランジ１６の下部ドライウェル６側の面に対向している。エアシリンダ２１はフランジ１６の下部ドライウェル６側の面に固定されたサポート２６に回転可能に取り付けられる。エアシリンダ２１内のピストン（図示せず）に連結されたピストンロッドが、駆動シャフト２３に取り付けられるリンク２７に連結される。駆動シャフト２３は一対のサポート２０に回転可能に取り付けられる。駆動シャフト２３の先端部に取り付けられたセクタ歯車２５が開閉シャフト１９の先端部に取り付けられた平歯車２４と噛み合っている。セクタ歯車２５の半径は平歯車２４の半径よりも大きくなっている。手動操作用レバー２２が駆動シャフト２３に取り付けられる。
【００１９】
沸騰水型原子力プラントの運転中では、弁体１７がフランジ１６に形成された開口部２８を塞いでおり、圧力抑制プール８の冷却水の液面よりも上方で圧力抑制室７内に形成される空間と下部ドライウェル６は連通していない。
【００２０】
原子炉圧力容器１３に接続された主蒸気配管（図示せず）に上部ドライウェル５内で貫通するき裂が生じて、原子炉圧力容器内の冷却水がそのき裂より高温、高圧の蒸気となって上部ドライウェル５内に放出される事故、すなわち、冷却材喪失事故が発生したと想定する。上部ドライウェル５内に放出された蒸気は、ペデスタル９に形成されたベント通路１０を通って圧力抑制プール８の冷却水中に放出されて凝縮される。これにより、冷却材喪失事故における上部ドライウェル５及び下部ドライウェル６内の圧力上昇が抑制される。放出された蒸気の圧力抑制プール８の冷却水による凝縮によって、圧力抑制プール８の冷却水の液面よりも上方で圧力抑制室７内に形成される空間の圧力に対して上部ドライウェル５及び下部ドライウェル６内の圧力が負圧になったとき、真空破壊弁１５の弁体１７が、圧力抑制室７内に形成される空間の圧力によって下部ドライウェル６側に押され、二点鎖線１７Ａ（図３参照）の位置まで移動する。真空破壊弁１５が開いてフランジ１６に形成された開口部２８が開放され、圧力抑制室７内に形成される空間と下部ドライウェル６がスリーブ１４及び開口部２８を通して連通する。圧力抑制室７内に形成される空間に存在するガスがスリーブ１４及び開口部２８を通して下部ドライウェル６に排出され、下部ドライウェル６及び上部ドライウェル５の負圧が解消される。
【００２１】
沸騰水型原子力プラントの運転停止後の定期検査の期間中において、真空破壊弁１５の保守点検が行われる。この保守点検において、下部ドライウェルサポート１２上にいる作業員が手動操作用レバー２２を操作することにより、真空破壊弁１５の弁体１７の開閉が行われる。手動操作用レバー２２により真空破壊弁１５を開くときには、手動操作用レバー２２を二点鎖線２２Ａ（図４参照）の位置までリンク２７側にスライドさせて駆動シャフト２３に噛み合わせ、その後、手動操作用レバー２２を手前に引き倒す。手動操作用レバー２２のこの動きは駆動シャフト２３を回転させ、セクタ歯車２５及び平歯車２４を介して開閉シャフト１９に伝えられて開閉シャフト１９を回転させる。弁体１７が二点鎖線１７Ａの位置まで移動して真空破壊弁１５が開く。手動操作用レバー２２の操作による駆動シャフト２３の回転は、駆動シャフト２３及び手動操作用レバー２２側のサポート２０に設けたクラッチ（図示せず）の作用によりエアシリンダ２１のピストンロッドには伝えられない。真空破壊弁１５を閉じるときには、手動操作用レバー２２をフランジ１６に向かって引き起こすことにより行われる。
【００２２】
遠隔操作用のエアシリンダ２１は、定期検査の期間中において、真空破壊弁１５の弁体１７の動きを確認するために操作される。中央制御室にいるオペレータが操作盤のボタンを操作することにより、エアシリンダ２１に圧縮空気を供給する空気供給管（図示せず）に設けられた開閉弁（図示せず）が開いて、圧縮空気が空気供給管を通してエアシリンダ２１内に供給される。エアシリンダ２１内のピストンが開閉弁を開く方向に移動する。ピストンに連結されたピストンロッドがリンク２７を動かして駆動シャフト２３を回転させる。駆動シャフト２３の回転は、セクタ歯車２５及び平歯車２４を介して開閉シャフト１９に伝えられ、開閉シャフト１９が回転する。開閉シャフト１９の回転により、弁体１７が開いて図３に示す二点鎖線１７Ａの位置まで移動する。このような弁体１７の移動状態を確認することによって、真空破壊弁１５の作動状況を確認できる。
【００２３】
本実施例では、真空破壊弁１５が下部ドライウェル６に配置されるため、冷却水を充填した圧力抑制プールが存在する圧力抑制室内に配置した場合のような湿分による真空破壊弁への影響を回避することができる。真空破壊弁１５を圧力抑制室７内に配置した場合には、真空破壊弁１５の弁体１７の開閉機構の摺動部及び機械加工面、及び真空破壊弁１５に設けられた弁体１７の開閉を検出するリミットスイッチ等については多湿環境を考慮してそれぞれに対策を施す必要がある。本実施例では、真空破壊弁１５が下部ドライウェル６に配置されるため、そのような多湿環境を考慮した各対策が不要になる。
【００２４】
真空破壊弁１５は、回転シャフトとして開閉シャフト１９及び駆動シャフト２３を有し、手動操作用レバー２２で回転させる駆動シャフト２３に取り付けたセクタ歯車２５の半径を開閉シャフト１９に取り付けられてセクタ歯車２５と噛み合う平歯車２４の半径よりも大きくしているので、真空破壊弁１５の保守点検時に作業員が手動操作用レバー２２を操作するときの操作力を大幅に低減することができる。真空破壊弁１５の弁体１７及びアーム１８の合計重量は、例えば、８０ｋｇもあるが、真空破壊弁１５には、前述した開閉シャフト１９、駆動シャフト２３、セクタ歯車２５及び平歯車２４が設けられているので、作業員一人の手動操作用レバー２２の操作により、弁体１７を簡単に開くことができる。また、セクタ歯車２５の半径を平歯車２４の半径よりも大きくしているので、遠隔操作用のエアシリンダ２１として小型のエアシリンダを用いることができる。このため、真空破壊弁１５を軽量化することができ、真空破壊弁１５のスリーブ１４への取り付けも容易になる。
【００２５】
また、開閉シャフト１９及び駆動シャフト２３の２本のシャフトを用い、開閉シャフト１９に取り付けたセクタ歯車２５を駆動シャフト１９に取り付けた平歯車２４に噛み合わせているので、手動操作用レバー２２をフランジ１６から離れるように手前に引くことにより、弁体１７が下部ドライウェル６内においてフランジ１６から離れる方向に移動し、真空破壊弁１５を開くことができる。
【００２６】
真空破壊弁１５をスリーブ１４の圧力抑制室７側の端部に取り付けて圧力抑制室７内に配置する場合には、圧力抑制室７内の圧力と下部ドライウェル６内の圧力差で弁体１７を開ける必要があるため、スリーブ１４の圧力抑制室７側の端部に取り付けたフランジ１６の下部ドライウェル６側の面に対向して弁体１７を配置し、弁体１７が取り付けられるアーム１８、エアシリンダ２１及び手動操作用レバー２２は、そのフランジ１６の圧力抑制室７側の面に取り付ける必要がある。弁体１７はスリーブ１４内に配置され、弁体１７のシール面がフランジ１６の下部ドライウェル６側の面に対向している。このような弁体１７の配置では、圧力抑制室７側から開口部２８を通して弁体１７のシール面を保守点検しなければならず、弁体１７のシール面の保守点検が非常にやりづらくなっている。これに対して、本実施例では、弁体１７がスリーブ１４内に配置されていなくて下部ドライウェル６内に配置されているので、弁体１７のシール面の保守点検を下部ドライウェルサポート１２上に立っている作業員により容易に行うことができる。
【００２７】
本実施例では、原子炉圧力容器１３の半径方向においてペデスタル９を貫通するスリーブ１４をペデスタル９に設け、真空破壊弁１５をスリーブ１４の下部ドライウェル６側の端部に取り付けて下部ドライウェル６に配置しているので、ダイヤフラムフロア４に、真空破壊弁が設けられてダイヤフラムフロア４を貫通する管路を設ける必要がないので、ダイヤフラムフロアの鉄筋の強度を増大させてダイヤフラムフロア４を補強する必要がない。
【００２８】
真空破壊弁１５の保守点検に使用する吊り装置３０を、下部ドライウェルサポート１２の上方に存在する、ペデスタル９に設けられて下部ドライウェル６の天井を形成する天板２９に直接取り付けることができる。このため、上記したように真空破壊弁１５を圧力抑制室７内に配置する場合に、真空破壊弁１５の吊り装置を設置するために、プラットフォーム１１の上方でペデスタル９の外面に取り付けられるブラケットが不要になる。スリーブ１４に取り付けられて下部ドライウェル６内に配置された真空破壊弁１５の分解点検は、吊り装置３０を用いて行うことができ、その分解点検が容易になる。
【００２９】
また、真空破壊弁が圧力抑制室７内に配置した場合には、この真空破壊弁の分解点検を行う場合には、プラットフォーム１１に取り付けたシートで圧力抑制プール８を覆う必要があるが、本実施例のように、下部ドライウェル６内に真空破壊弁１５を配置する場合には、真空破壊弁１５の分解点検のために、シートで圧力抑制プール８を覆う必要がなくなる。
【符号の説明】
【００３０】
１…原子炉格納施設、２…原子炉格納容器、３…上蓋、４…ダイヤフラムフロア、５…上部ドライウェル、６…下部ドライウェル、７…圧力抑制室、８…圧力抑制プール、９…ペデスタル、１３…原子炉圧力容器、１４…スリーブ、１５…真空破壊弁、１６…フランジ、１７…弁体、１８…アーム、１９…開閉シャフト、２１…エアシリンダ、２２…操作用レバー、２３…駆動シャフト、２４…平歯車、２５…セクタ歯車。
【図１】
2013210222.tif 000003
【図２】
2013210222.tif 000004
【図３】
2013210222.tif 000005
【図４】
2013210222.tif 000006