(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器上部の原子炉圧力容器ヘッドスプレイノズルに冷却水を供給する原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管を含む原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系と、原子炉運転時に発生する非凝縮性ガスを主蒸気管に導く原子炉圧力容器ベント配管を含む原子炉圧力容器ベント系とを備えた原子炉圧力容器頂部ベント設備において、
前記原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管上に設けられた逆止弁の前記原子炉圧力容器側から分岐されかつ前記原子炉圧力容器ベント配管または前記主蒸気管に連結されてなる分岐ベント系を備え、この分岐ベント系は前記原子炉圧力容器ベント系とともに原子炉運転時に前記原子炉圧力容器内で発生する非凝縮性ガスを前記主蒸気管側に導くように構成したことを特徴とする原子炉圧力容器頂部ベント設備。
【請求項２】
前記分岐ベント系は、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系の原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管から分岐されるベント分岐配管を備え、このベント分岐配管は途中に遠隔操作される開閉弁を介して主蒸気管側に接続された請求項１に記載の原子炉圧力容器頂部ベント設備。
【請求項３】
前記分岐ベント系は、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系の原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管から分岐されるベント分岐配管を備え、このベント分岐配管は原子炉圧力容器ベント系の原子炉圧力容器ベント配管に、この原子炉圧力容器ベント配管に設けられた開閉弁の上流側で接続された請求項１記載の原子炉圧力容器頂部ベント設備。
【請求項４】
前記分岐ベント系は、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系の原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管から分岐されるベント分岐配管を備え、このベント分岐配管は下流側が原子炉圧力容器ベント系の原子炉圧力容器ベント配管に接続される一方、上記ベント分岐配管の途中に遠隔操作される開閉弁を設けた請求項１記載の原子炉圧力容器頂部ベント設備。
【請求項５】
前記分岐ベント系は、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系の原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管から分岐されるベント分岐配管を備え、この分岐配管は下流側が原子炉圧力容器ベント系の原子炉圧力容器ベント配管に接続される一方、上記ベント分岐配管の途中に遠隔操作される開閉弁とオリフィスを設けた請求項１記載の原子炉圧力容器頂部ベント設備。
【請求項６】
前記原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系には、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管の原子炉格納容器内側および外側に原子炉格納容器隔離弁が備えられる一方、上記原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管は原子炉隔離時冷却設備の注入配管を兼ねるように構成した請求項１ないし５のいずれかに記載の原子炉圧力容器頂部ベント設備。
【請求項７】
前記分岐ベント系のベント分岐配管に設けられる開閉弁は、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系の原子炉格納容器隔離弁の開許可信号で閉鎖されるように構成した請求項３、４または５に記載の原子炉圧力容器頂部ベント設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉圧力容器内に存在する非凝縮性ガスを処理する原子力発電所の原子炉圧力容器頂部ベント設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、沸騰水型原子力プラント（以下、ＢＷＲプラントという。）は、原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶという。）２の頂部廻りの気体処理設備が図５に示されるように構成される。ＢＷＲプラントは、原子炉格納容器（以下、ＰＣＶという。）１内にＲＰＶ（原子炉圧力容器）２が格納される。このＲＰＶ２内に炉心３が収容され、この炉心３は原子炉冷却水４で浸漬されている。ＲＰＶ２内は原子炉冷却水４が貯溜された液相部とこの液相部上方の気相部５とに区画される。
【０００３】
ＲＰＶ２内の原子炉冷却水４中には、炉心３での核反応に伴う中性子照射により、冷却水４から分解生成される水素ガスおよび酸素ガスあるいは、場合によっては燃料棒より微量に漏洩するＫｒ，Ｘｅ等の放射性希ガス等の非凝縮ガスが存在する。このため、非凝縮性ガスを処理する気体廃棄物処理系（図示せず）がＢＷＲプラントに設けられる。
【０００４】
ＢＷＲプラントの通常運転時、ＲＰＶ２内で発生する非凝縮性ガスは、ＲＰＶ２から蒸気タービンＴに接続される主蒸気管６を経て案内され、蒸気タービンＴを経て復水器に導かれた後、この復水器に設けられた気体廃棄物処理系で処理される。主蒸気管６には、ＰＣＶ（原子炉格納容器）１の上流側および下流側に主蒸気隔離弁７ａ，７ｂがそれぞれ設けられる。
【０００５】
また、ＲＰＶ２の頂部には原子炉圧力容器ベント配管（以下、ＲＰＶベント配管という。）８が備えられる。ＲＰＶベント配管８は電動弁９を経て主蒸気管６に主蒸気隔離弁７ａの上流側で接続され、原子炉圧力容器ベント系（以下、ＲＰＶベント系）１０が構成される。このＲＰＶベント系１０は、ＲＰＶ２内に蓄積する可能性のある非凝縮性ガスを、ＲＰＶ２の頂部より排出し、主蒸気管６内を通る主蒸気に合流せしめている。
【０００６】
さらに、ＢＷＲプラントを停止させ、ＲＰＶ２を冷却する際、蒸気相となっているＲＰＶ２内の気相部５を冷却するために、ＲＰＶ２の上部に冷却水を供給する原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系（以下、ＲＰＶヘッドスプレイ系という。）１１が設けられる。このＲＰＶヘッドスプレイ系１１のＲＰＶヘッドスプレイ配管１２には、逆止弁１３とＰＣＶ１の内外近傍の原子炉格納容器（ＰＣＶ）隔離弁１４ａ，１４ｂとがそれぞれ設けられる。
【０００７】
沸騰水型原子炉の停止時に、ＲＰＶヘッドスプレイ配管１２から冷却水を逆止弁１３を経てＲＰＶ２内に散水し、ＲＰＶ２内の上部を冷却している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
沸騰水型原子炉の通常運転時に、ＲＰＶ２内で発生する非凝縮性ガスは、基本的には主蒸気管６、蒸気タービンＴを経て復水器から気体廃棄物処理系に移送され、この気体廃棄物処理系で処理される。ＲＰＶ２内上部に蓄積された非凝縮性ガスも、ＲＰＶベント系１０により主蒸気管６内に排出し、ＲＰＶ２上部への非凝縮性ガスの蓄積防止を配慮した設計となっている。
【０００９】
しかし、ＲＰＶ２の頂部に接続されるＲＰＶヘッドスプレイ系１１には、非凝縮性ガスの蓄積を防止するための対応はとられていない。ＲＰＶ２の頂部廻りでも、非凝縮性ガスの蓄積防止を確実に行なうために、多少でも非凝縮性ガスの蓄積の可能性のある部分の蓄積自体を未然に防止することは、原子力発電プラントの安定運転を確実にし、信頼性の高い運転を行なう上で重要である。
【００１０】
一方、沸騰水型原子炉の通常運転時に、ＲＰＶ２内で発生する非凝縮性ガスの主成分である水素ガスや酸素ガスは、配管立上り部に蓄積される、との知見がある。この観点からも、ＲＰＶ２の頂部で非凝縮性ガスが多少でも蓄積する可能性のある部位のガス蓄積を未然にかつ確実に防止することが、強く望まれている。
【００１１】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、原子炉圧力容器の頂部付近廻りへの非凝縮性ガスの蓄積を効率よくかつ確実に防止し、信頼性の高い安定運転を行なうことができる原子炉圧力容器頂部ベント設備を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明の他の目的は、通常運転時に原子炉圧力容器の頂部付近廻りへの非凝縮性ガスの蓄積を未然にかつ確実に防止するとともに原子炉隔離時冷却設備の動作時における冷却機能を充分に維持できる原子炉圧力容器頂部ベント設備を提供するにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、従来の原子炉圧力容器ベント系では原子炉圧力容器廻りから非凝縮性ガスの排気処理が困難な非凝縮性ガス蓄積部位から、非凝縮性ガスを効率よく有効的に排気処理し、非凝縮性ガスの蓄積を防止した原子炉圧力容器頂部ベント設備を提供するにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、原子炉圧力容器上部の原子炉圧力容器ヘッドスプレイノズルに冷却水を供給する原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管を含む原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系と、原子炉運転時に発生する非凝縮性ガスを主蒸気管に導く原子炉圧力容器ベント配管を含む原子炉圧力容器ベント系とを備えた原子炉圧力容器頂部ベント設備において、前記原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管上に設けられた逆止弁の前記原子炉圧力容器側から分岐されかつ前記原子炉圧力容器ベント配管または前記主蒸気管に連結されてなる分岐ベント系を備え、この分岐ベント系は前記原子炉圧力容器ベント系とともに原子炉運転時に前記原子炉圧力容器内で発生する非凝縮性ガスを前記主蒸気管側に導くように構成したものである。
【００１５】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備は、請求項２に記載したように、前記分岐ベント系は、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系の原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管から分岐されるベント分岐配管を備え、このベント分岐配管は途中に遠隔操作される開閉弁を介して主蒸気管側に接続されたものであり、さらに、請求項３に記載したように、前記分岐ベント系は、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系の原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管から分岐されるベント分岐配管を備え、このベント分岐配管は原子炉圧力容器ベント系の原子炉圧力容器ベント配管に、この原子炉圧力容器ベント配管に設けられた開閉弁の上流側で接続されたものである。
【００１６】
さらに、上述した課題を解決するために、本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備は、請求項４に記載したように、前記分岐ベント系は、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系の原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管から分岐されるベント分岐配管を備え、このベント分岐配管は下流側が原子炉圧力容器ベント系の原子炉圧力容器ベント配管に接続される一方、上記ベント分岐配管の途中に遠隔操作される開閉弁を設けたものであり、また、請求項５に記載したように、前記分岐ベント系は、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系の原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管から分岐されるベント分岐配管を備え、この分岐配管は下流側が原子炉圧力容器ベント系の原子炉圧力容器ベント配管に接続される一方、上記ベント分岐配管の途中に遠隔操作される開閉弁とオリフィスを設けたものである。
【００１７】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備は、請求項６に記載したように、前記原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系には、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管の原子炉格納容器内側および外側に原子炉格納容器隔離弁が備えられる一方、上記原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管は原子炉隔離時冷却設備の注入配管を兼ねるように構成したものであり、さらに、請求項７に記載したように、前記分岐ベント系のベント分岐配管に設けられる開閉弁は、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系の原子炉格納容器隔離弁の開許可信号で閉鎖されるように構成したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備の第１実施形態を示す概略的な系統図である。
【００２０】
この原子炉圧力容器頂部ベント設備は全体を符号２０で示し、沸騰水型原子力プラント（ＢＷＲプラント）の原子炉格納容器（以下、ＰＣＶという。）２１と原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶという。）２２とで区画されるドライウェル３７に設置される。
【００２１】
ＢＷＲプラントは、原子炉格納容器（ＰＣＶ）２１内に原子炉圧力容器（ＲＰＶ）２２を格納しており、このＲＰＶ２２内に炉心２３を収納している。炉心２３は原子炉冷却水２４に浸漬される。ＲＰＶ２２の下部には原子炉冷却水２４を貯えた液相部が成形される一方、この液相部の上方にＲＰＶ２２は気相部２５が形成される。
【００２２】
ＲＰＶ２２内の原子炉冷却水２４は、炉心２３を通る際に、核反応による中性子照射を受けて加熱され、蒸気化される。発生した蒸気はＲＰＶ２２内で気水分離され、乾燥された後、主蒸気管２７を通って蒸気タービン２８に送られ、蒸気タービン２８で仕事をし、発電機（図示せず）を駆動させる。主蒸気管２７には原子炉格納容器２１を介してその上流側および下流側に主蒸気隔離弁２９ａ，２９ｂがそれぞれ設けられる。蒸気タービン２８で仕事をし、膨張した蒸気は復水器（図示せず）で凝縮された後、原子炉復水・給水系を通ってＲＰＶ２２内に再び還流される。
【００２３】
また、ＢＷＲプラントの原子炉圧力容器（ＲＰＶ）２２に備えられた原子炉圧力容器頂部ベント設備２０は、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ベント系３０と、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系（以下、ＲＰＶヘッドスプレイ系という。）３１から分岐された分岐ベント系３２とを備える。
【００２４】
ＲＰＶベント系３０は、ＲＰＶ２２の頂部に接続される原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ベント配管３３を有する。このＲＰＶベント配管３３はＲＰＶ２２の頂部に形成されたＲＰＶヘッドベントノズル３４に接続される一方、途中に開閉弁として遠隔操作される電動弁３５が設けられる。電動弁３５の下流側は主蒸気管２７に原子炉格納容器２１内の主蒸気隔離弁２９ａの上流側で接続される。
【００２５】
また、分岐ベント系３２は、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）ヘッドスプレイ配管３８の逆止弁３９下流側から分岐されたベント分岐配管４０を備える。このベント分岐配管４０も途中に開閉弁として遠隔操作される電動弁４１を備え、電動弁４１の下流側は主蒸気管２７に主蒸気隔離弁２９ａの上流側で接続される。
【００２６】
さらに、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１は、ＲＰＶヘッドスプレイ配管３８がＲＰＶ２２の頂部に設けられた原子炉圧力容器ヘッドスプレイノズル（以下、ＲＰＶヘッドスプレイノズルという。）３６に接続される。ＲＰＶヘッドスプレイ系３１のＲＰＶヘッドスプレイ配管３８は原子炉隔離時冷却設備（以下、ＲＣＩＣという。）４３の冷却水注入配管を兼ねるようにしてもよい。ＲＣＩＣ４３は沸騰水型原子炉の停止時にＲＰＶ上部ドームの残圧を下げるために停止時冷却系の冷却水を利用してＲＰＶ２２の気相部２５を冷却する設備である。
【００２７】
一方、ＲＰＶヘッドスプレイ配管３８には、逆止弁３９および原子炉格納容器隔離弁（ＰＣＶ隔離弁）４４ａ，４４ｂが途中に設けられる。ＰＣＶ隔離弁４４ａ，４４ｂは原子炉格納容器２１を介してその内側と外側にそれぞれ設置され、原子炉運転時には通常閉塞されている。
【００２８】
ところで、原子炉圧力容器頂部ベント設備２０は、ＲＰＶベント系３０とＲＰＶヘッドスプレイ系３１を利用した分岐ベント系３２とから構成される。両ベント系３０と３１は協働作用して原子炉圧力容器２２廻りで非凝縮性ガスの蓄積可能部位から非凝縮性ガスを導出し、主蒸気管２７に排出するようになっている。原子炉圧力容器（ＲＰＶ）２２の頂部にＲＰＶベント系３０とＲＰＶヘッドスプレイ系３１を利用した分岐ベント系３２とを設け、協働作用をさせることで、原子力発電所の通常運転時に、ＲＰＶ２２内の頂部付近に蓄積する可能性のある部位の酸素ガス、水素ガスおよびＫｒ，Ｘｅの放射性希ガス等の非凝縮性ガスを主蒸気管２７側に円滑かつスムーズに排出することができ、ＲＰＶ２２の頂部付近廻りに非凝縮性ガスの蓄積が未然にかつ確実に防止される。
【００２９】
次に、原子炉圧力容器頂部ベント設備の作用について説明する。
【００３０】
この原子炉圧力容器頂部ベント設備２０は、ＢＷＲプラントの通常運転時には、主蒸気隔離弁２９ａ，２９ｂおよび電動弁３５，４１は開状態にセットされ、ＰＣＶ隔離弁４４ａ，４４ｂは閉状態にセットされる。
【００３１】
原子炉の運転により、炉心２３での核反応に起因する中性子照射により原子炉冷却水２４から水素ガスおよび酸素ガスが分解生成される一方、場合によって炉心装荷の燃料集合体の燃料棒より微量に漏洩する可能性のあるＫｒ，Ｘｅ等の放射性希ガスが存在する。これらの水素ガス、酸素ガス、放射性希ガス等の非凝縮性ガスは、原子力発電プラントの通常運転時に、ＲＰＶ２２内で発生する。
【００３２】
発生した非凝縮性ガスはＲＰＶ２２から主蒸気に混入して主蒸気管２７を通って蒸気タービン２８に案内される一方、蒸気タービン２８から復水器（図示せず）に排出され、この復水器に付設された気体廃棄物処理系（図示せず）に案内されて処理される。
【００３３】
また、ＢＷＲプラントの通常運転時には遠隔操作される電動弁３５および４１は開状態にセットされているため、ＲＰＶベント系３０および分岐ベント系３２は作動状態にある。このため、ＲＰＶ２２のヘッド部内やヘッド部廻りの非凝縮性ガスはＲＰＶベント系３０のＲＰＶベント配管３３やＲＰＶヘッドスプレイ系３１を利用した分岐ベント系３２のベント分岐配管４０を通じて主蒸気管２７に通じるベント流路が形成される。したがって、ＲＰＶ２２のヘッド部付近、例えばＲＰＶ２２のヘッド部内やＲＰＶベント系３０の電動弁３５上流側配管部、さらにはＲＰＶヘッドスプレイ系３１の逆止弁３９下流側配管部に非凝縮性ガスが蓄積するのを未然にかつ確実に防止できる。
【００３４】
また、ＢＷＲプラントの運転停止時には、電動弁４１が閉塞され、ＰＣＶ隔離弁４４ａ，４４ｂが開操作される。このため、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１のＲＰＶヘッドスプレイ配管３８を原子炉隔離時冷却設備（以下、ＲＣＩＣという）４３の冷却水注入配管と兼用させると、原子炉停止時に、ＲＣＩＣ４３の注入配管であるＲＰＶヘッドスプレイ配管３８を通してＲＰＶ２２内に冷却水を供給し、スプレイしてＲＰＶ２２の気相部２５を冷却し、上部ドームの残圧を下げることができる。
【００３５】
この原子炉停止時には、ＲＣＩＣ４３のＲＰＶヘッドスプレイ配管３８から分岐された分岐ベント系３２は、電動弁４１が閉鎖されるので、冷却水全量をＲＰＶ２２内に戻すことが可能となる。このＲＣＩＣ４３は、ＲＰＶ２２のヘッドスプレイ時に、冷却水が分岐ベント系３２に流入するのを確実に防止するため、電動弁４１の閉鎖をＰＣＶ隔離弁４４ａ，４４ｂの開許可信号と連動させ、ＰＣＶ隔離弁４４ａ，４４ｂに中央制御室等から開許可信号を付与したとき、電動弁４１はこの開許可信号により閉塞させるようにしてもよい。
【００３６】
この原子炉圧力容器頂部ベント設備２０によれば、原子力発電所の通常運転時に、従来のＲＰＶベント系のみでは非凝縮性ガスを排出できず、非凝縮性ガスの蓄積を防止できない部位、例えば、ＲＰＶヘッドスプレイ系（ＲＣＩＣ４３）３１の逆止弁３９下流側配管部からの非凝縮性ガスも確実に排出でき、その配管部へのガス蓄積を未然にかつ確実に防止できる。しかも、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１の下流側配管部への非凝縮性ガスの蓄積を防止しても、ＲＣＩＣ４３の冷却機能を損なうことがないので、信頼性の高い安定運転を行なうことができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
図２は、本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備の第２実施形態を示す概略的な系統図である。
【００３８】
この実施形態に示された原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ａは、分岐ベント系４５の構成が第１実施形態に示された原子炉圧力容器頂部ベント設備２０と基本的に異にし、他の構成、作用は実質的に異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００３９】
図２に示された原子炉圧力容器頂部ベント設備２０ＡはＲＰＶヘッドスプレイ系３１の逆止弁３９下流側、すなわち逆止弁３９のＲＰＶ２２側から分岐された分岐ベント系４５を有する。この分岐ベント系４５は、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１のＲＰＶヘッドスプレイ配管３８から分岐されるベント分岐配管４６を備え、このベント分岐配管４６は下流側がＲＰＶベント系３０のＲＰＶベント配管３３に、遠隔操作される開閉弁としての電動弁３５の上流側で接続される。ベント分岐配管４６の分岐部は、逆止弁３９に可能な限り近付けた位置に形成される。ＲＰＶヘッドスプレイ系３１のＲＰＶヘッドスプレイ配管３８は原子炉隔離時冷却設備（ＲＣＩＣ）４３の注入配管を兼ねるようにしてもよい。
【００４０】
この原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ａにおいても、ＲＰＶ２２内で発生した非凝縮性ガスは、ＲＰＶベント系３０で排出できない部分でも、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１の一部を利用した分岐ベント系４５で排出させることができるので、ＲＰＶ２２の頂部付近廻りに非凝縮性ガスが蓄積するのを未然にかつ確実に防止できる。
【００４１】
次に、原子炉圧力容器頂部ベント設備の作用について説明する。
【００４２】
この原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ａは、ＢＷＲプラントの通常運転時には、主蒸気隔離弁２９ａ，２９ｂおよび電動弁３５は開状態にセットされ、ＰＣＶ隔離弁４４ａ，４４ｂは閉状態にセットされる。
【００４３】
原子炉の運転により、炉心２３での核反応により中性子照射を受けて原子炉冷却水２４は加熱作用を受け、蒸気化されるが、その際に原子炉冷却水２４から水素ガスや酸素ガス、燃料棒より微量な放射性希ガス等の非凝縮性ガスが生成される。
【００４４】
ＲＰＶ２２内に発生した非凝縮性ガスはＲＰＶ２２から主蒸気に混入して主蒸気管２７を通って蒸気タービン２８に案内される一方、蒸気タービン２８から復水器（図示せず）に排出され、この復水器に付設された気体廃棄物処理系（図示せず）に案内されて処理される。
【００４５】
また、ＢＷＲプラントの通常運転時には、ＲＰＶベント系３０の電動弁３５は開状態にセットされているため、ＲＰＶベント系３０および分岐ベント系３２は作動状態にある。このため、ＲＰＶ２２のヘッド部内の非凝縮性ガスは、ＲＰＶベント系３０やＲＰＶヘッドスプレイ系（ＲＣＩＣ４３）３１を利用した分岐ベント系４５により、主蒸気管２７に通じるベント流路が形成され、主蒸気管２７に排出される。
【００４６】
したがって、ＲＰＶ２２のヘッド部付近、例えばＲＰＶ２２のヘッド部内やＲＰＶベント系３０の電動弁３５上流側配管部、さらにはＲＰＶヘッドスプレイ系３１の逆止弁３９下流側配管部に非凝縮性ガスが蓄積されることなく、円滑かつスムーズに主蒸気管２７に排出される。
【００４７】
また、ＢＷＲプラントの運転停止時には、ＲＰＶベント系３０の電動弁３５が閉塞され、ＰＣＶ隔離弁４４ａ，４４ｂが開操作される。このＰＣＶ隔離弁４４ａ，４４ｂの開操作により、停止時冷却系の冷却水（例えばサプレッションチャンバ内の冷却水）の一部がＲＰＶヘッドスプレイ系（ＲＣＩＣ４３）３１を通ってＲＰＶ２２内に供給され、スプレイにより冷却し、ＲＰＶ２２上部ドームの残圧を下げている。
【００４８】
その際、ＲＰＶヘッドスプレイ系（ＲＣＩＣ４３）３１から分岐ベント系４５が分岐されているが、ＲＰＶベント系３０の電動弁３５が閉じられているので、冷却水が主蒸気管２７側に流入するのを確実に防止でき、ほぼ全量がＲＰＶ２２内に供給される。
【００４９】
ＲＰＶヘッドスプレイ系（ＲＣＩＣ４３）３１によるＲＰＶ２２のヘッドスプレイ時に、ＲＰＶベント配管３３の電動弁３５を確実に閉鎖させるために、電動弁３５の閉鎖をＰＣＶ隔離弁４４ａ，４４ｂの開許可信号で行なうこともできる。
【００５０】
この原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ａは、ＢＷＲプラントの通常運転時に、ＲＰＶベント系３０のみでは非凝縮性ガスの蓄積防止（排出）が不可能な部位の非凝縮性ガスの排出処理を円滑かつスムーズに行なうことができる。図２に示された原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ａによっても、第１実施形態の原子炉圧力容器頂部ベント設備２０と同様な作用効果を奏することができる。
【００５１】
（第３実施形態）
図３は本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備の第３実施形態を示す概略的な系統図である。
【００５２】
この実施形態に示された原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ｂは、分岐ベント系５０の構成が図１に示された原子炉圧力容器頂部ベント設備２０と基本的に異にし、他の構成、作用は実質的に異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図３に示された原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ｂは、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１の逆止弁３９下流側、すなわち逆止弁３９のＲＰＶ２２側から分岐された分岐ベント系５０を有する。この分岐ベント系５０はＲＰＶヘッドスプレイ系３１のＲＰＶヘッドスプレイ配管３８から分岐されるベント分岐配管５１を備え、このベント分岐配管５１がＲＰＶベント系３０にＲＰＶベント配管３３の遠隔操作弁である電動弁３５上流側で接続される。ＲＰＶヘッドスプレイ系３１からの分岐ベント系５０の分岐部は、逆止弁３９に可能な限り近付いた位置に設けられる。
【００５４】
この場合、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１のＲＰＶヘッドスプレイ配管３８は原子炉隔離時冷却設備４３の注入配管を兼ねるようにしている。
【００５５】
ところで、分岐ベント系５０は、ベント分岐配管５１の途中に遠隔操作される開閉弁である電動弁５２が備えられる。分岐ベント系５０とＲＰＶベント系３０の電動弁５２，３５は例えば中央制御室からの遠隔操作により開閉制御される。電動弁５２，３５は原子炉運転時に開放され、原子炉停止時に閉塞される。
【００５６】
分岐ベント系５０の電動弁５２を原子炉停止時に閉塞させることにより、ＲＰＶヘッドスプレイ系（ＲＣＩＣ４３）３１のＲＰＶヘッドスプレイ配管３８を用いて冷却水をＲＰＶ２２に戻す場合、戻り全量をＲＰＶ２２内に戻すことができ、また、その後のＲＰＶ２２の上蓋開放時における原子炉水処理の観点からも、遠隔操作弁である電動弁５２の設置が好ましい。ＲＰＶヘッドスプレイ系３１によるＲＰＶヘッドスプレイ時に、電動弁５２を確実に閉鎖させるために、電動弁５２はＰＣＶ隔離弁４４ａ，４４ｂの開許可信号で閉鎖させるようにしてもよい。
【００５７】
図３に示された原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ｂにおいても、ＢＷＲプラントのＲＰＶ２２廻りで非凝縮性ガスの蓄積する可能性のある部分を解消することができ、ＲＰＶベント系３０で原子炉通常運転時に排出することができない非凝縮性ガスの蓄積を防止し、この非凝縮性ガスをも分岐ベント系５０から排出することができる。
【００５８】
次に、原子炉圧力容器頂部ベント設備の作用を説明する。
【００５９】
ＢＷＲプラントの運転時には、ＲＰＶベント系３０の電動弁３５、分岐ベント系５０の電動弁５２、主蒸気隔離弁２９ａ，２９ｂをそれぞれ開状態に、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１のＰＣＶ隔離弁４４ａ，４４ｂを閉状態にセットする。
【００６０】
ＲＰＶベント系３０の電動弁３５を開放するとともに分岐ベント系５０の電動弁５２も開放されるので、原子炉運転中は、ＲＰＶ２２の頂部よりＲＰＶベント系３０を介した主蒸気管２７への流路に加えて、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１の逆止弁３９下流側配管部にも、分岐ベント系５０およびＲＰＶベント配管３３を通じた主蒸気管２７への流路が形成される。このため、ＲＰＶヘッドスプレイ系（ＲＣＩＣ４３）３１の逆止弁３９下流側配管部へ、原子炉運転中に非凝縮性ガスが蓄積するのを未然にかつ確実に防止できる。
【００６１】
この原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ｂによれば、ＢＷＲプラントの通常運転中にＲＰＶ２２内で発生した非凝縮性ガスがＲＰＶ頂部付近に滞留するのを確実に防止でき、従来のＲＰＶベント系３０のみでは非凝縮性ガスの排出が困難な部位での非凝縮性ガスの蓄積が防止される。また、分岐ベント系５０に遠隔操作弁である電動弁５２を設けることは、原子炉停止時の運用上、例えばＲＰＶ２２内への冷却水の供給やＲＰＶ２２頂部の上蓋を取り外す運用上も好ましい。
【００６２】
（第４実施形態）
図４は、本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備の第４実施形態を示す概略的な系統図である。
【００６３】
この実施形態に示された原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ｃは、分岐ベント系５５の構成が、第１実施形態の原子炉圧力容器頂部ベント設備２０と基本的に相違し、他の構成、作用は実質的に異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６４】
図４に示された原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ｃは、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１の逆止弁３９下流側、すなわち、逆止弁３９のＲＰＶ２２側から分岐された分岐ベント系５５を有する。この分岐ベント系５５は、ＲＰＶヘッドスプレイ系（ＲＣＩＣ４３）３１のＲＰＶヘッドスプレイ配管３８から分岐されるベント分岐配管５６を備える。ベント分岐配管５６には途中にオリフィス５７および遠隔操作弁である電動弁５８が設けられ、電動弁５６の下流側は、ＲＰＶベント系３０にＲＰＶベント配管３３の電動弁３５上流側で接続される。電動弁３５も遠隔操作にて開閉される開閉弁である。
【００６５】
ＲＰＶベント系３０の電動弁３５および分岐ベント系５５の電動弁５８は、原子炉運転中に開操作される一方、原子炉停止時に自動閉鎖のインターロック信号６０が入力され、作動制御されるように配設される。なお、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１からの分岐ベント系５５の分岐部は、逆止弁３９に可能な限り近付いた位置とされる。
【００６６】
また、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１のＲＰＶヘッドスプレイ配管３８は原子炉隔離時冷却設備（ＲＣＩＣ）４３の注入配管を兼ねるようにしてもよい。
【００６７】
この原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ｃは、原子炉運転時にはＲＰＶ２２廻りで非凝縮性ガスの蓄積する可能性のある部分に、分岐ベント系５５を設置することで、非凝縮性ガスの滞留を防止することができる。また、ＲＰＶヘッドスプレイ配管３８は、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１の注入配管を兼ねているＢＷＲプラントにおいて、ＲＰＶヘッドスプレイ系（ＲＣＩＣ４３）３１の冷却機能に影響を与えることなく、ＲＰＶ２２の頂部廻りに非凝縮性ガスの蓄積を防止することができる。
【００６８】
次に、原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ｃの作用を説明する。
【００６９】
ＢＷＲプラントの通常運転時に、ＲＰＶベント系３０の電動弁３５、分岐ベント系５５の電動弁５８および主蒸気隔離弁２９ａ，２９ｂは開状態に、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１のＰＣＶ隔離弁４４ａ，４４ｂは閉鎖状態にセットされる。
【００７０】
この原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ｃは、原子炉運転時には、ＲＰＶ２２の頂部よりＲＰＶベント系３０を介した主蒸気管２７への流路に加えて、分岐ベント系５５およびＲＰＶベント配管３３を介した主蒸気管２７への流路が形成される。
【００７１】
このため、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１の逆止弁３９下流側配管部に、原子炉運転中に、非凝縮性ガスの蓄積を防止することができる。
【００７２】
また、原子炉停止時に、冷却水をＲＰＶヘッドスプレイ系３１を介してＲＰＶ２２に戻す場合、分岐ベント系５５の電動弁５８を閉鎖することにより、戻り水全量をＲＰＶ２２に戻すことが可能である。このことは、その後、ＲＰＶ２２の上蓋開放時の原子炉水処理の観点からも分岐ベント系５５へ電動弁５８を設けることが好ましい。
【００７３】
ＲＰＶヘッドスプレイ時、分岐ベント系５５の電動弁５８を確実に閉鎖させるために、ＰＣＶ隔離弁４４ａ，４４ｂの開許可信号で閉鎖させるように制御してもよい。
【００７４】
さらに、原子炉通常運転中に、ＲＰＶヘッドスプレイ系３１が作動した場合、作動直後の冷却水の分岐ベント系５５への移行を、オリフィス５７で極力防止するとともに、分岐ベント系５５の電動弁５８およびＲＰＶベント系３０の電動弁３５がＲＰＶヘッドスプレイ系３１の起動による自動閉鎖信号６０を受けて閉鎖することで、ＲＰＶヘッドスプレイ系（ＲＣＩＣ４３）３１のＲＰＶヘッドスプレイ配管３８を介した冷却水注入機能上も問題はない。
【００７５】
なお、ＲＣＩＣ４３は、原子炉運転中もサーベランスの試験モードでの運転を行なうが、このサーベランスとしての運転時には、ＲＰＶベント系３０の電動弁３５および分岐ベント系５５の電動弁５８の閉鎖信号にバイパスさせる等の配慮が要求される。
【００７６】
この原子炉圧力容器頂部ベント設備２０Ｃによれば、ＢＷＲプラントの運転中、ＲＰＶ２２廻りで従来のＲＰＶベント系３０の運転のみでは排出できない部位の非凝縮性ガスの排出を円滑かつスムーズに行なうことができる。分岐ベント系５５にオリフィス５７や電動弁５８を設けることは、原子炉停止時の運用上も好ましい。
【００７７】
（その他の実施例）
本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備の各実施形態においては、ＲＰＶヘッドスプレイ配管３８がＲＰＶヘッドスプレイ系（ＲＣＩＣ４３）３１の冷却水注入配管を兼ね、さらに、第３および第４実施形態では、分岐ベント系のＲＰＶベント系３０への接続位置を電動弁３５の上流側とした例を説明したが、分岐ベント系はＲＰＶベント系３０の電動弁３５下流側に設置してもよい。但し、第２実施形態の分岐ベント系４６はＲＰＶベント系３０の電動弁３５上流側に接続する必要がある。原子炉停止時に主蒸気管側へ戻り冷却水が移行するのを防止するためである。
【００７８】
また、第４実施形態において、ＲＰＶヘッドスプレイ系（ＲＣＩＣ４３）３１の起動信号後の冷却水注入開始時間より、分岐ベント系５５の電動弁５８やＲＰＶベント系３０の電動弁３５の閉鎖時間が早い場合は、オリフィスの設置は必要的ではない。ＲＰＶヘッドスプレイ系（ＲＣＩＣ４３）３１の冷却水の注入機能上問題がないためである。
【００７９】
ＲＣＩＣ４３の注入配管をＲＰＶヘッドスプレイ系３１のＲＰＶヘッドスプレイ配管３８と兼用しているＢＷＲプラントでは、分岐ベント系５５のベント分岐配管５６を主蒸気管２７に接続してもよい。
【００８０】
さらに、この原子炉圧力容器頂部ベント設備は、ＰＷＲプラントの原子炉容器廻りのベント設備として利用することもできる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備においては、原子炉圧力容器ベント系と原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系を利用した分岐ベント系とにより、原子炉圧力容器頂部付近への非凝縮性ガスの蓄積を効率よく確実に防止し、信頼性の高い安定運転を行なうことができる。
【００８２】
また、原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系を原子炉隔離時冷却設備の注入配管と兼用させた場合でも、原子炉通常運転時に原子炉圧力容器の頂部付近への非凝縮性ガスの蓄積を原子炉圧力容器ベント系と分岐ベント系の協働作用により未然にかつ確実に防止するとともに、原子炉隔離時冷却設備の動作時における注入冷却機能を損なうことなく、注入冷却機能を充分に発揮、維持することができる。
【００８３】
さらに、原子炉圧力容器ベント系では排気処理できない部位の非凝縮性ガスの排気処理を分岐ベント系で効率よく、有効的に行なうことができ、原子炉圧力容器頂部廻りに非凝縮性ガスが蓄積するのを未然にかつ確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備の第１実施形態を示す概略的な系統図。
【図２】本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備の第２実施形態を示す概略的な系統図。
【図３】本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備の第３実施形態を示す概略的な系統図。
【図４】本発明に係る原子炉圧力容器頂部ベント設備の第４実施形態を示す概略的な系統図。
【図５】従来の原子力発電所の気体処理設備の概略的な系統図。
【符号の説明】
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ  原子炉圧力容器頂部ベント設備
２１  原子炉格納容器（ＰＣＶ）
２２  原子炉圧力容器（ＲＰＶ）
２３  炉心
２４  原子炉冷却水（液相部）
２５  気相部（蒸気相部）
２７  主蒸気管
２８  蒸気タービン
２９ａ，２９ｂ  主蒸気隔離弁
３０  原子炉圧力容器ベント系（ＲＰＶベント系）
３１  原子炉圧力容器ヘッドスプレイ系（ＲＰＶヘッドスプレイ系）
３２  分岐ベント系
３３  原子炉圧力容器ベント配管（ＲＰＶベント配管）
３４  原子炉圧力容器ヘッドベントノズル（ＲＰＶヘッドベントノズル）
３５  電動弁（遠隔操作弁）
３６  原子炉圧力容器ヘッドスプレイノズル（ＲＰＶヘッドスプレイノズル）
３７  ドライウェル
３８  原子炉圧力容器ヘッドスプレイ配管（ＲＰＶヘッドスプレイ配管）
３９  逆止弁
４０  ベント分岐配管
４１  電動弁（遠隔操作弁）
４３  原子炉隔離時冷却設備（ＲＣＩＣ）
４４ａ，４４ｂ  原子炉格納容器隔離弁（ＰＣＶ隔離弁）
４５，５０，５５  分岐ベント系
４６，５１，５６  ベント分岐配管
５２，５８  電動弁（遠隔操作弁）
５７  オリフィス
【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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