(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク中心軸線（９）に沿ってタンク下部（４）からタンク上部（３）まで延びている密閉タンク（２）と、タンク上部における加熱装置（８）と、タンク下部（４）の下端に設けられた出口（５）とを備え、後続する原子力設備に流体（ｆ）を供給するための蓄圧タンク（１）において、
予備運転中に既にタンク上部内において高温流体が蒸発し、そこに形成されている蒸気室（６）内に飽和圧力が維持されるように、加熱装置の加熱出力が設定されており、かつ前記蓄圧タンクの予備運転中に前記出口（５）が弁で閉じられていることを特徴とする蓄圧タンク。
【請求項２】
タンク（２）内における流体（ｆ）の充填レベル高さ（ｈ）を監視するために液面計（１３）を備えることを特徴とする請求項１記載の蓄圧タンク。
【請求項３】
タンク下部（４）におけるタンク（２）の外側壁の内側面（１１）に、少なくとも部分的に断熱装置（１２）が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の蓄圧タンク。
【請求項４】
断熱装置（１２）が、蓄熱体として使用する絶縁媒体（ｍ）を収容すべく形成されていることを特徴とする請求項３記載の蓄圧タンク。
【請求項５】
断熱装置（１２）がタンク下部（４）内に配置された隔壁（１６）を有し、この隔壁によって、この隔壁とタンク外側壁との間に外側室（１４）が形成されていることを特徴とする請求項３又は４記載の蓄圧タンク。
【請求項６】
外側室（１４）が、その上端にある開口（１７）を介して、タンク（２）の残りの内室に連通していることを特徴とする請求項５記載の蓄圧タンク。
【請求項７】
外側室（１４）の容積が、タンク（２）の総容積の１５〜２５％であることを特徴とする請求項５又は６記載の蓄圧タンク。
【請求項８】
タンク上部（３）の容積が、タンク（２）の総容積の１０〜３０％であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の蓄圧タンク。
【請求項９】
加熱装置（８）が、タンク中心軸線（９）に対して直角に延びる平面内に配置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の蓄圧タンク。
【請求項１０】
蓄圧タンク（１）が、５０バールを越える運転圧力に対して設計されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の蓄圧タンク。
【請求項１１】
後置接続された原子力設備構成要素に加圧流体（ｆ）を送るため、請求項１記載の蓄圧タンク（１）内に加圧流体（ｆ）を準備する方法であって、前記流体（ｆ）を蓄圧タンク（１）のタンク上部（３）内又はタンク外に設けた加熱装置（８）によって加熱するものにおいて、蓄圧タンク（１）内に部分的にのみ充填された流体（ｆ）を、予備運転中に、圧力を発生して維持すべく部分的に蒸発させ、蒸気クッション（ｐ）を発生させることを特徴とする加圧流体の準備方法。
【請求項１２】
蒸気クッション（ｐ）に高温流体（ｈｆ）の領域が続き、この高温流体領域に低温流体（ｋｆ）の領域が続き、その高温流体領域と蒸気クッションとの体積比が約２：１であり、これらの両体積の合計が、蓄圧タンク（１）の容積の約１０〜３０％となるように流入熱量が決められていることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
高温流体（ｈｆ）の量が、後置接続された構成要素（２７、２０ｂ）によって必要とされる流体量にほぼ相当していることを特徴とする請求項１１又は１２記載の方法。
【請求項１４】
流体（ｆ）を送っている間、蓄圧タンク（１）内の充填レベル高さ（ｈ）が低下し、高温流体（ｈｆ）と、蒸気クッション（ｐ）の蒸気とが、タンク下部（４）において断熱装置（１２）への放熱によって冷却され、これによって、蓄圧タンク（１）内の圧力が低下されることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１５】
蓄圧タンク（１）内における非凝縮性ガスの分圧が２バールを超過しないように流体（ｆ）に非凝縮性ガスを混入させることを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
流体（ｆ）を、沸騰水形原子力設備の原子炉の制御棒駆動装置（２７）に送ることを特徴とする請求項１１ないし１５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１７】
流体（ｆ）を、加圧水形原子力設備の非常冷却系に非常用冷却水として送ることを特徴とする請求項１１ないし１５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１８】
沸騰水形原子力設備の緊急停止用アキュムレータ（３２）として利用することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の蓄圧タンクの利用方法。
【請求項１９】
加圧水形原子力設備の非常用冷却水に対する貯蔵タンクとして利用することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の蓄圧タンクの利用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、タンク中心軸線に沿ってタンク下部からタンク上部まで延びている密閉タンクと、タンク上部にある加熱装置とを備えた流体に対する蓄圧タンクに関する。本発明はまた、流体が蓄圧タンクのタンク上部内への流入熱によって加熱されるようにして、後置接続された設備、例えば原子力設備の構成要素に送るために、蓄圧タンク内に加圧流体を準備する方法に関する。
【０００２】
原子力設備において、蓄圧タンクは、例えば安全装置として利用される。この蓄圧タンクは、例えば事故が起きた際に、後置接続された構成要素に送る加圧流体を準備する働きをする。後置接続された構成要素とは、例えば原子力設備の沸騰水形原子炉の制御棒駆動装置、あるいは原子炉圧力容器である。
【０００３】
１９８１年８月にドイツで発行されたクラフトベルク  ウニオン社（シーメンス社）の小冊子、整理番号Ｋ／１０５６７−０１から、炉心を非常冷却するためにホウ素含有水を準備した加圧水形原子炉用の蓄圧タンクが知られている。その蓄圧タンク内の圧力は、窒素クッションによって用意されている。そのために、特別な窒素供給系が必要である。蓄圧タンクの課題は、所定量の流体を数年にわたり常時準備していることにある。この蓄圧タンクは、必要な場合にだけ作動する受動式安全装置である。
【０００４】
この場合、一方では窒素クッションが大きな体積を必要とする、即ち蓄圧タンクの総容積の４分の３にまで達するという欠点がある。他方、窒素は時間の経過に伴って（一般に数年で）、部分的に水に溶解してしまう。事故が起きた際、例えば非常冷却するために、水がその中に溶解した窒素と共に、蓄圧タンクから原子炉に供給される。即ち、この窒素と共に、必要な場合には、非凝縮性ガスが原子炉の中に入れられる。この非凝縮性ガスは、殊に、蒸気の凝縮性を害し、従って復水器あるいは非常用復水器の作用を害する結果となる。
【０００５】
上述の小冊子により、原子炉冷却系における冷却材の運転圧力を所望の値に設定し維持する加圧水形原子炉用の加圧器が知られている。この加圧器は、冷却材の温度変化および体積変化を補償し、従って、常に平衡配管を介して原子炉冷却系に接続されている。加圧器は、運転圧力を調整するために、加熱装置並びに冷却装置を有している。この加熱装置は加圧器の下部に配置され、加圧器内に存在する全ての水を加熱する。
【０００６】
窒素クッションに伴う欠点を除去するために、１９９６年、米国で発行の文献「トランザクションズ  オブ  ジ  アメリカン  ニュークリア  ソサイアティ」、第７４巻、第２５８〜２５９頁に掲載の山口氏等著の論文"改良形ホウ素注入タンクの開発"により、ホウ素注入タンクとして形成された蓄圧タンクが知られている。この蓄圧タンクはホウ素溶液で完全に満たされ、その上部に、その中に存在するホウ素溶液を加熱するための加熱装置を有する。この蓄圧タンクには圧力が加わっている。必要な場合に、ホウ素溶液が蓄圧タンクから原子炉冷却系に供給される。その場合、最初、蓄圧タンク内の圧力が低下し、この圧力低下により、タンク上部内に存在する高温ホウ素溶液が蒸発する。従って、ホウ素溶液が流出する際、圧力はゆっくりとしか低下しない。
【０００７】
流体が流出した際、タンク下部の低温流体と、タンク上部の高温流体との大きな温度差のために、蓄圧タンクに大きな熱歪みが生ずる。このため一般には、蓄圧タンクが完全に空になることを防止すべく、高価な閉鎖装置を設けている。これによって、蓄圧タンクからこの蓄圧タンクに接続された配管に高温流体が到達しないようにできる。この閉鎖装置は、最短時間で配管をしゃ断しなければならず、考え得る圧力差のために、非常に大きな閉鎖力を用意しなければならないので、著しく高価なものとなる。
【０００８】
本発明の課題は、上述した公知の蓄圧タンクの欠点を除去し、高い運転確実性を保証する蓄圧タンクおよび加圧流体の準備方法を提供することにある。
【０００９】
蓄圧タンクに向けられた課題は、本発明に基づいて、冒頭に述べた形式の蓄圧タンクにおいて、予備運転中に既にタンク上部内において流体が蒸発し、そこに形成された蒸気室内に所定の圧力が維持されるように加熱装置の加熱出力を設計することによって解決される。その圧力は加熱装置によって調整可能である。
【００１０】
蓄圧タンクの始動時、このタンクは流体で完全には充填されていないので、蒸気室が生じている。通常運転中（予備運転中）、流体の一部が加熱装置により加熱されて蒸発する。その際、蒸気室内に蒸気クッションが形成される。その流体は、特に水あるいはホウ素含有水である。圧力を発生するための窒素クッションは不要である。タンク下部における流体は冷たいままであり、必要な場合に、後置接続された機器を制御するために使用される。その際、タンク下部内に存在するいわゆる低温流体が、蓄圧タンクからこれに接続された配管に流入し、そして上述の高温流体が、タンク上部からタンク下部に到達する。即ち、流体が流出する際、はじめ低温流体だけが配管に流入するので、この配管は熱負荷から保護される。というのは、沸騰温度に近い温度の高温流体が配管に流入すると、その配管は衝撃的な熱応力を受けてしまうからである。高温流体が配管に流入した際、その一部が蒸発し、これによって二相流が生ずる。そのような二相流は、単相流よりも流体技術的に取り扱い難い。
【００１１】
利点は、運転圧力を非常に簡単に所望の値に、例えば水蒸気の飽和圧力に設定し、かつ維持できることにある。蒸気は圧縮性を有するので、僅かな温度上昇によって、非圧縮性液体で完全に満たされた蓄圧タンクにおいて必然的に生ずるような過剰比例的な圧力上昇が生ずることはない。
【００１２】
蒸気クッションのもう１つの利点は、蒸気クッションが必要とする体積が小さいことにある。この体積は全容積の約１０分の１でしかない。これによって、蓄圧タンクは著しくコンパクトに、かつ安価に作れる。
【００１３】
蒸気クッションを形成するのに適当な容積を用意するために、充填過程中並びに予備運転中にタンク内における流体の充填レベル高さを監視する液面計を設けるのがよい。
【００１４】
本発明の有利な実施態様においては、タンク下部においてタンクの外側壁、特にその内側面に、少なくとも部分的に断熱装置を設ける。
【００１５】
断熱装置の主たる利点は、これが高温流体と冷たい外側壁との直接接触を防止し、これによってその熱応力を低く抑えることにある。この断熱装置は原理的には、従来公知の蓄圧タンクにも、どのような方式で圧力が発生され維持されるかに無関係に、組み合わせて設けることができる。
【００１６】
特に有利な実施態様において、断熱装置は、大きな蓄熱容量の絶縁媒体を収容すべく形成されている。これによって、高温流体および蒸気は、これらがタンク下部において断熱装置と接触するとき、その熱の一部を絶縁媒体に放出する。
【００１７】
この結果、蓄熱容量が十分大きく設計されている場合、配管用の非常に高価な閉鎖装置が省けるという大きな利点が得られる。前記絶縁媒体は、蒸気から十分熱を吸収する働きをし、これによって、蒸気が凝縮し、蓄圧タンク内の圧力が自動的に低下する。その場合、蓄圧タンク内の圧力は、好適には、それが後置接続された構成要素にかかっている圧力と同じになるほどに低下する。そして、配管および後置接続された構成要素への高温流体の流出は、圧力差が不足することによって、広く防止される。点検作業のためにしゃ断装置が必要であるが、それは単純なすべり形止め弁として形成できる。
【００１８】
特に目的に適った実施形態において、断熱装置は隔壁を有し、この隔壁によって、隔壁とタンク外側壁との間に外側室を形成する。この外側室内に、絶縁媒体を入れる。特に、この絶縁媒体は、蓄圧タンク内に充填した流体である。好適には、流体を蓄圧タンクに充填する際に、この流体が自動的に外側室に侵入する。
【００１９】
外側室に流体を自動的に充填するため、好適には、外側室は、その上端にある開口を介してタンクの残りの内室と連通し、さもなければ密閉空間を形成する。
【００２０】
外側室の中に、流体の代わりに、特に大きな蓄熱容量を有する他の適当な絶縁媒体、例えば特殊な液体あるいは固形物を入れてもよい。外側室は、場合によっては完全な密閉空間を形成する。絶縁媒体は、タンクの外側壁に断熱装置として直接取り付けることもできる。
【００２１】
大きな圧力低下、そしてこれに伴なう高温流体の流出を防止するため、外側室の容積は、タンクの総容積の約１５〜２５％、特に１８％の大きさとする。タンク上部の容積は、タンク総容積の約１０〜３０％、特に１８％とするのがよい。これは、必要な圧力の発生および維持にとって十分である。同時にこの容積の割当てによって、流体が流出した際、後置接続された構成要素に十分な量の流体を導入できるようにするために、蓄圧タンク内の圧力が最初ほんの僅かしか低下しないようにできる。構成要素に対して用意された量の流体が蓄圧タンクから流出した後で初めて、蓄圧タンク内の圧力が、蒸気の凝縮によって低下する。
【００２２】
温度分布を形成するために、加熱装置を、タンク中心軸線に対して直角に延びる平面内に配置するのが有利である。これによって、タンク上部において広い面積にわたり一様に加熱できる。この加熱装置は、特に電気的なヒータである。
【００２３】
本発明の有利な実施態様において、蓄圧タンクは、５０バールを越える運転圧力、特に１５０バールの運転圧力に対して設計されている。これは、エネルギ発生設備における配置に対して有効である。
【００２４】
必要な加熱エネルギをできるだけ少なくするために、蓄圧タンクを少なくともタンク上部において外側に向けて熱絶縁する。この結果、熱損失が低減する。
【００２５】
方法に向けられた課題は、本発明に基づき、冒頭に述べた方法において、蓄圧タンク内に部分的にのみ充填された流体を、予備運転中に、圧力を発生して維持するために部分的に加熱し、蒸発させて、蒸気クッションを発生させることによって解決される。
【００２６】
必要な場合、例えば原子力設備において冷却材喪失事故が起きた際には、流体を蓄圧タンクから原子炉圧力容器に送る。しかしまた、この流体を、沸騰水形原子炉の原子炉圧力容器の中に制御棒を挿入するための駆動流体としても利用できる。既に述べたように、蒸気クッションが存在する場合、完全に液体が充填されたタンクに比べて、所望の圧力値の設定および維持が、非常に簡単になる。
【００２７】
後置接続された構成要素に十分な量の液体を供給し、蓄圧タンク内の圧力が早期に低下しないようにするため、予備運転中の高温流体の量は、好適には、後置接続された構成要素において必要な流体量にほぼ相当する。これに伴ない、その構成要素の制御により、蓄圧タンク内の流体体積は、当初高温流体の体積量だけしか減少しない。この結果、タンク上部内に存在する蒸気が、最初は、高温流体で加熱された外側壁にのみ接触し、凝縮しないようにできる。
【００２８】
流体に非凝縮性ガスを混入させるとよい。これによって、非凝縮性ガスが冷たい壁面に集中し、そこで高温流体と配管壁との間の熱伝達を大きく遅らせるので、配管の熱応力が減少する。これはいわば断熱層を形成する。しかし非凝縮性ガスは、蓄圧タンク内における非凝縮性ガスの分圧が例えば２バールを超過しないように、流体に少量しか混入しないようにする。非凝縮性ガスの量が多過ぎると、復水器ないし非常用復水器の効率が悪化する。
【００２９】
本発明に基づく方法の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。蓄圧タンクに関する上述の利点は、本発明に基づく方法に対しても当てはまる。
【００３０】
好適には、沸騰水形原子力設備の原子炉の制御棒は、蓄圧タンクからの加圧流体によって制御される。即ち、蓄圧タンクは、好適には、沸騰水形原子力設備のいわゆる緊急停止用アキュムレータとして利用される。
【００３１】
あるいはまた、流体は、加圧水形原子力設備の非常冷却系に非常用冷却水として送られる。従って蓄圧タンクは、加圧水形原子力設備の非常用冷却水に対する貯蔵タンクとして利用するのに好適である。
【００３２】
以下図を参照して、本発明の実施例、他の利点および詳細を説明する。
【００３３】
図１において、蓄圧タンク１は直立した密閉タンク２を有している。このタンク２は、タンク上部３と、タンク全容積の約３分の２を占めるタンク下部４とからなっている。タンク２は充填レベル高さｈまで流体ｆで充填される。蓄圧タンク１に流体ｆを充填する際に充填レベル高さｈを精確に設定するため、および予備運転中に充填レベル高さｈを監視するために、液面計１３を備えている。図１においてこの液面計１３は、所望の充填レベル高さｈが保たれているか否かを測定するセンサとして構成されている。あるいはまた、この液面計１３は、例えば連通管の形で、蓄圧タンク１に連通している立ち管としても形成できる。これによって、充填レベル高さｈを全充填範囲にわたり検出することができる。
【００３４】
流体ｆは例えば水、あるいはまたホウ素含有水である。タンク２はその下端に出口５を有している。この出口５は、必要な場合、例えば始動前、あるいはまた蓄圧タンク１から流体ｆを排出した後に、流体ｆを蓄圧タンク１に入れる充填開口としても利用される。蓄圧タンク１の通常運転中（予備運転中）、出口５は弁（図示せず）で閉じられている。
【００３５】
充填レベル高さｈの上側に、蒸気を収容する蒸気室６が形成されている。この蒸気室６は、タンク２に冷水を充填する際、空気あるいは窒素が大気圧で充填され、少なくとも充填過程の終了後に弁７を閉鎖することで、周囲に対して閉じられる。この結果、窒素のような非凝縮性ガスの分圧が運転中に２バールを超過しないようにできる。流体ｆは、好適にはタンク容積の大部分を占め、これに対して、蒸気室６はタンク２の全容積の例えば約１０分の１しか必要としない。
【００３６】
蒸気室６は弁７を介して周囲に接続され、これによって、蒸気が放出され、蓄圧タンク１内の圧力が低下する。通常、原子力設備における蓄圧タンクは、原子力設備を始動する際、最大圧力に設定されている。この最大圧力は必ずしも定格運転圧力に相当しない。蓄圧タンク１内の圧力は、原子力設備の始動中、加熱装置８の加熱出力を適当に選定することによって、ないしは蒸気を放出することによって、容易に変化させられる。
【００３７】
液面計１３は、例えば連通管の形で、蓄圧タンク１に連通している立ち管としても形成できる。これによって、充填レベル高さｈを全充填範囲にわたって検出することができる。
【００３８】
加熱装置８は蓄圧タンク１の上部３内に設けられている。この加熱装置８は、原理的には、蓄圧タンク１の内部あるいは外部に配置できる。加熱装置８が外部に配置されている場合、例えば電磁放射線あるいは輻射熱によって流体ｆにエネルギが供給される。この場合、蓄圧タンク内にエネルギ供給用導線を引き入れる必要はない。好適には、加熱装置８は、流体ｆについて物質移動が行われず、蓄圧タンク１内の流体ｆの量が一定しているように構成される。
【００３９】
図１の実施例において、加熱装置８はタンク２の内部に、特にタンク中心軸線９に対して直角に延びる平面内に配置されている。即ち、加熱装置８は水平に、流体ｆの液面に対して平行に配置され、例えば電気的に加熱される棒状ヒータで形成されている。加熱装置８は、これが上向きにしか放熱しないように形成するのが望ましい。加熱装置８はまた、例えば高温蒸気が貫流する加熱管を備えた熱交換器でも形成できる。
【００４０】
加熱装置８および蒸気室６が配置されているタンク２のタンク上部３は、外に向けて絶縁外被１０によって熱絶縁されている。この絶縁外被１０はタンク上部３に必ずしも限定されない。
【００４１】
タンク下部４の、タンク２の外側壁の内側面１１に、断熱装置１２が設けられている。この装置１２は、タンク２の外側壁から間隔を隔てられ、その外側壁と共に外側室１４を形成する隔壁１６によって形成されている。この隔壁１６は、外側室１４が下側を閉鎖されるように、下端がタンク２の壁に結合されている。外側室１４は上端が開き、流体ｆに開口１７を介して連通しているので、蓄圧タンク１の運転中、外側室１４は、絶縁媒体として作用する流体ｆで充填される。隔壁１６は上向きに開いた環状ブランケット（覆い胴）と見なせる。この断熱装置１２によって、タンク内側面１１は熱負荷から保護される。断熱装置１２は原理的にはタンク２全体に対して設けることもできる。
【００４２】
加熱装置８がタンク上部３内の流体ｆを加熱し、部分的に蒸発させることによって、蓄圧タンク１内に圧力が発生する。タンク上部３内において、流体ｆは高温流体ｈｆとして存在し、蒸気室６内に蒸気クッションｐが生じている。タンク下部４内において、流体ｆは低温流体ｋｆとして存在し、加熱流体ｈｆへの移行部は流動性を有している。タンク中心軸線９に沿って、温度は下向きに低下し、定常的な温度勾配が生じている。
【００４３】
蓄圧タンク１内の所望の運転圧力は、好適には、高温流体ｈｆの飽和圧力として設定されている。高温流体ｈｆは特に飽和水である。飽和圧力は加熱装置８による熱エネルギの供給量に応じて調整される。運転圧力が得られたとき、適当な流入熱、例えば放射熱によって、熱損失を補償するだけでよい。その熱損失は絶縁外被１０によって小さくされている。圧力を調整するために、測定・制御装置（図示せず）が設けられる。
【００４４】
図１は、流体が所望の運転圧力、例えば１３０バールに保たれた蓄圧タンク１の通常運転状態を示している。
【００４５】
図２および図３は、必要な場合に、流体ｆ、特に低温流体ｋｆが既に蓄圧タンク１から流出し、後置接続された構成要素に送られてしまっている運転状態を示している。その後置接続された構成要素とは、例えば沸騰水形原子炉の制御棒駆動装置２７である（図４参照）。
【００４６】
流体ｆの全量は、蓄圧タンク１の空運転を防止するために、後置接続された構成要素に対して流体ｆの一部しか必要でないように決められている。流体ｆが流出することによって、蓄圧タンク１内の圧力が低下し、これに伴ない、追加的に高温流体ｈｆが蒸発する。この作用は、過度に急速な圧力低下を防止する。
【００４７】
更に、例えば制御棒２６を挿入するのに必要な流体体積は、好適には、高温流体ｈｆの体積にほぼ相当する。即ち、制御棒２６の挿入後に、制御棒駆動装置２７に対しそれ以上流体ｆが必要でなくなったとき、充填レベル高さｈは、断熱装置１２の上端迄しか低下しない。即ち、蒸気クッションｐは、予め高温流体ｈｆで加熱されていた外側壁の部位にしか接触しない。これによって、蒸気が冷たい壁で凝縮し、不所望の早期の圧力低下が起こるのを防止できる。圧力は、例えば１３０バールから１００バールまでしか低下しない。これは、制御棒を確実にその終端位置まで挿入するのに十分な正圧であることを意味する（図２参照）。
【００４８】
制御棒２６の挿入後、当初から引き続いて存在する圧力差により、流体ｆは、制御棒２６のそばを通って漏洩開口を通過し、原子炉圧力容器２０ａに流入する。従って、蓄圧タンク１内の充填レベルｈは、図３に示すように、蓄圧タンク１の内室において一層低下する。これに反し隔壁１６で形成された外側室１４は、絶縁媒体としての流体ｆで充填されたままである。蒸気クッションｐは、絶縁媒体ｍで冷却された隔壁１６と接触し、そこで凝縮する。従って、蓄圧タンク内の圧力は低下する。絶縁媒体ｍの量は、蒸気が十分に凝縮するように決められている。この結果、蓄圧タンク１からのそれ以上の流体の流出が防止されるように、大きな圧力低下が達成される。特に、高温流体ｈｆの流出が防止される。
【００４９】
このために外側室１４の容積は、例えば蓄圧タンク１の全容積の約２０％の大きさとされる。同時に加熱装置８は、次のように配置され、その加熱出力が決められる。即ち、加熱流体ｈｆの体積および蒸気クッションｐの体積が通常運転状態において共に蓄圧タンク１の全容積の約２０％を占め、高温流体ｈｆが蒸気クッションｐの二倍の体積を必要とするように決められる。この実施例において、図３の運転状態における圧力は、例えば約７０バールでしかなく、従って、原子炉圧力容器２０ａ内の圧力に相当しているので、蓄圧タンク１からそれ以上流体ｆは流出しない。蓄圧タンク１は、その中の圧力が例えば約２０バールまで自動的に低下するようにも設計できる。これは、原子炉圧力容器２０ａ内の圧力が、例えば冷却材喪失事故によって低下した場合に価値がある。上述の体積比は、沸騰水形原子炉を緊急停止する事態に対し特に有利である。他の用途に対しては、上述と異なった体積比がより有効であろう。
【００５０】
図４は、沸騰水形原子力設備の一部を概略的に示す。格納容器１８ａ内に、炉心２２を備えた上述の原子炉圧力容器２０ａが配置されている。原子炉圧力容器２０ａは部分的に冷却液ｃで充填されている。冷却液ｃの上に蒸気ｖが存在する。この蒸気ｖは蒸気管２４を介して格納容器１８ａから導き出され、蒸気タービン（図示せず）に送られる。そして冷却された冷却液ｃは、冷却液ｃ用配管２５を介して原子炉圧力容器２０ａに戻される。原子炉の出力は、制御棒２６の炉心２２への挿入ないしそこからの引抜きによって調整される。制御棒２６は上述した制御棒駆動装置２７によって動かされる。
【００５１】
制御棒駆動装置２７は、制御配管３０を介して、例えば格納容器１８ａの外に配置した緊急停止用アキュムレータ３２に接続されている。緊急停止用アキュムレータ３２は、図１〜図３で述べた蓄圧タンク１にほぼ相当している。なお緊急停止のために、複数の緊急停止用アキュムレータ３２を設けることができる。
【００５２】
原子力設備の大きな運転障害のため、原子炉の緊急停止が必要と判断されると、弁３４が開けられる。緊急停止用アキュムレータ３２内に存在する加圧流体ｆは、制御配管３０を介して制御棒駆動装置２７に作用し、これにより、制御棒２６が炉心２２内に挿入される。このような事故の場合、制御配管３０を介して非凝縮性ガスが原子炉圧力容器２０ａにできるだけ少量しか侵入しないようにすることが重要である。即ち、原子炉圧力容器２０ａ内における非凝縮性ガス量が増加するにつれて、供給された冷たい非常用冷却水の凝縮性が悪化する。
【００５３】
図５は、加圧水形原子力設備の一部を概略的に示す。格納容器１８ｂ内に原子炉圧力容器２０ｂが配置されている。原子炉圧力容器２０ｂ内で加熱された冷却液ｃは、一次回路３６内に導かれる。この冷却液ｃは原子炉圧力容器２０ｂから出て、蒸気発生器３８に送られ、そこで冷却され、そして冷却材循環ポンプ４０を介して原子炉圧力容器２０ｂに戻される。
【００５４】
一次回路３６に、非常冷却配管４２を介して、非常用冷却水貯蔵タンク４４が接続されている。このタンク４４は図１〜図３における蓄圧タンク１にほぼ相当している。タンク４４内に、流体ｆとして例えばホウ素含有水が存在している。冷却材喪失事故の際、加圧流体ｆは、非常冷却配管４２を介して直接、一次回路３６に供給され、これに伴ない、原子炉圧力容器２０ｂ内に供給される。
【００５５】
本発明に基づく蓄圧タンク１および本発明に基づく方法によれば、特に原子力設備の分野において事故が起きた際、設備部分に流体ｆを確実に供給することができ、安価な経費および単純な手段しか必要ないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に基づく蓄圧タンクの断面図。
【図２】  図１における蓄圧タンクの異なった運転状態の断面図。
【図３】  図１における蓄圧タンクの更に異なった運転状態の断面図。
【図４】  蓄圧タンクを緊急停止用アキュムレータとして設けた沸騰水形原子力設備の一部の概略図。
【図５】  蓄圧タンクを非常冷却水用貯蔵タンクとして設けた加圧水形原子力設備の一部の概略図。
【符号の説明】
１    蓄圧タンク（圧力タンク）
２    タンク
３    タンク上部
４    タンク下部
６    蒸気室
９    タンク中心軸線
１２    断熱装置
１３    液面計
１４    外側室
３２    緊急停止用アキュムレータ
４４    非常用アキュムレータ
ｆ    流体
ｈ    充填レベル高さ
【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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