(57)【要約】【課題】地震によって燃料プールのプール水にスロッシングが発生してプール水が溢水しても、燃料プール内のプール水を冷却する機能を確保可能な燃料プール冷却浄化装置を提供する。【解決手段】スキマサージタンク水位計装１３Ａには、スロッシング時スキマサージタンク水位低警報水位Ｌ１２と、スロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３とが設定され、スロッシング時スキマサージタンク水位低警報水位Ｌ１２とスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３との間には、燃料プール３のプール水２が溢水した場合に、燃料プール３からスキマサージタンク６へのプール水２の移送量低下に相当する燃料プールスロッシング時スキマサージタンクバッファ水位差ΔＬ１４が確保される。【選択図】  図２
2009085752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電プラントの使用済燃料を貯蔵する燃料プールと、
前記燃料プールからオーバフローしたプール水が流れ込むスキマサージタンクと、
前記燃料プールと前記スキマサージタンクとを連通する流路内に設けられ、前記燃料プールから前記スキマサージタンクへ流れ込むプール水の水量を調整するスキマ堰と、
前記スキマサージタンクからプール水をろ過脱塩装置と熱交換器とを通して燃料プールへ循環させるポンプと、
スロッシング時スキマサージタンク水位低警報水位とスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位とを設定したスキマサージタンク水位計装とを備え、
前記燃料プールのプール水がスロッシングにより溢水しても、前記ポンプの運転が継続可能な水量を、前記スキマサージタンク内に前記スロッシング時スキマサージタンク水位低警報水位と前記スロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位との水位差として確保したことを特徴とする燃料プール冷却浄化装置。
【請求項２】
前記スキマサージタンク水位計装は、
スキマサージタンク水位高警報水位が設定され、
前記使用済燃料を前記燃料プールに搬入する際に余剰となる水量を、前記スキマサージタンク内に前記燃料プールの通常運転時の水位と前記スキマサージタンク水位高警報水位との水位差として確保したことを特徴とする請求項１に記載の燃料プール冷却浄化装置。
【請求項３】
原子力発電プラントの使用済燃料を貯蔵する燃料プールと、
前記燃料プールからオーバフローしたプール水が流れ込むスキマサージタンクと、
前記燃料プールと前記スキマサージタンクとを連通する流路内に設けられ、前記燃料プールから前記スキマサージタンクへ流れ込むプール水の水量を調整するスキマ堰と、
前記スキマサージタンクからプール水をろ過脱塩装置と熱交換器とを通して燃料プールへ循環させるポンプと、
地震の発生を検出する地震発生検出装置と、
前記地震発生検出装置から出力される信号によりスキマ堰の動作を制御するスキマ堰制御装置と、
前記スキマ堰制御装置の制御信号によってスキマ堰を駆動させるスキマ堰駆動装置とを備えたことを特徴とする燃料プール冷却浄化装置。
【請求項４】
前記スキマサージタンク内のプール水の水位が低下して、前記スキマサージタンク水位計装が前記スロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位を検出した際に、前記スロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位の検出が所要の時間継続した場合に、前記ポンプをトリップさせるポンプトリップ判定装置を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料プール冷却浄化装置。
【請求項５】
前記スキマサージタンク水位計装は、
スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位が設定され、
前記スキマサージタンク内のプール水の水位が低下して、前記スキマサージタンク水位計装が前記スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位を検出した際に、前記スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位の検出が所要の時間継続した場合に、前記ポンプをトリップさせるポンプトリップ判定装置を備えたことを特徴とする請求項３に記載の燃料プール冷却浄化装置。
【請求項６】
スキマサージタンク内のプール水の水位が低下して、スキマサージタンク水位計装がスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位を検出した際に、前記スロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位の検出が所要の時間継続した場合に、前記スキマサージタンク内のプール水をろ過脱塩装置と熱交換器とを通して燃料プールへ循環させるポンプをトリップすることを特徴とする燃料プール冷却浄化方法。
【請求項７】
スキマサージタンク内のプール水の水位が低下して、スキマサージタンク水位計装がスキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位を検出した際に、前記スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位の検出が所要の時間継続した場合に、前記スキマサージタンク内のプール水をろ過脱塩装置と熱交換器とを通して燃料プールへ循環させるポンプをトリップすることを特徴とする燃料プール冷却浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料プールのプール水にスロッシングが発生してプール水が溢水しても、燃料プール内のプール水を冷却する機能を確保可能な燃料プール冷却浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型軽水炉を利用した原子力発電プラントでは、原子力発電プラントの運転に伴って使用済燃料が発生する。この使用済燃料は、原子力発電プラント内の燃料プールを含む貯蔵施設において一時貯蔵される。この燃料プールのプール水は、プール水中に貯蔵する使用済燃料の崩壊熱によって加熱される。燃料プールには、加熱されたプール水の水温を規定値以下に維持するとともにプール水の水質を維持するための燃料プール冷却浄化装置が設けられる。燃料プール冷却浄化装置は、燃料プールに満たされたプール水中の使用済燃料から発生した崩壊熱を除去する機能と、この使用済燃料によってプール水中に持ち込まれた腐食生成物、核分裂生成物、溶解性無機物質などを除去する機能とを有し、プール水の冷却と水質維持とを行う。
【０００３】
図９は、従来の燃料プール冷却浄化装置の構成の一例を示す概略図である。
【０００４】
図９に示すように、従来の燃料プール冷却浄化装置３０は、プール水２が満たされた燃料プール３の上部に設けられたスキマ堰５と、スキマ堰５を介して燃料プール３と連通されたスキマサージタンク６と、スキマサージタンク６底部に設けられた燃料プール冷却浄化系吸込配管７と、燃料プール冷却浄化系吸込配管７により案内されたプール水２を加圧する燃料プール冷却浄化系ポンプ８と、燃料プール冷却浄化系ポンプ８により加圧されたプール水２を浄化する燃料プール冷却浄化系ろ過脱塩装置９と、この浄化されたプール水２を冷却する燃料プール冷却浄化系熱交換器１０と、この冷却されたプール水２を燃料プール３底部へ案内する燃料プール冷却浄化系戻り配管１１と、燃料プール冷却浄化系戻り配管１１に案内されたプール水２を燃料プール３内へ流入させる燃料プールディフューザ１２とから構成される。なお、燃料プール冷却浄化系ろ過脱塩装置９と燃料プール冷却浄化系熱交換器１０との順番を入れ替えた燃料プール冷却浄化装置３０もある。
【０００５】
スキマサージタンク６には、このタンク内の水位を検出するスキマサージタンク水位計装１３が設けられる。スキマサージタンク水位計装１３は、複数の水位センサを備えた1系統または複数の系統の計装系により構成される。また、スキマサージタンク６には補給水系１４が設けられる。
【０００６】
燃料プール３内の使用済燃料４から発生した崩壊熱は、燃料プール３に満たされたプール水２を温める。この温められたプール水２は、燃料プール３の上部へ対流する。燃料プール３上部のプール水２は、スキマ堰５を介してスキマサージタンク６へ流入する。スキマサージタンク６へ流入したプール水２は、燃料プール冷却浄化系吸込配管７を通って燃料プール冷却浄化系ポンプ８により加圧される。この加圧されたプール水２は、燃料プール冷却浄化系ろ過脱塩装置９に送り込まれて浄化される。この浄化されたプール水２は、燃料プール冷却浄化系熱交換器１０により冷却（熱交換）される。この浄化および冷却されたプール水２は、燃料プール冷却浄化系戻り配管１１を経由して燃料プールディフューザ１２から燃料プール３底部へ戻される。
【０００７】
図１０は、従来の燃料プール冷却浄化装置を構成するスキマサージタンクの水位設定の構成の一例を示す概略図である。
【０００８】
図１０に示すように、原子力発電プラントが通常運転される際のスキマサージタンク６の水位は、スキマ堰５からのプール水２の移送量および補給水系１４による自動または手動の補給量調整と、燃料プール冷却浄化系ポンプ８の取水量とのバランスにより通常運用時水位Ｌ０に保たれる。このスキマサージタンク６の通常運用時水位Ｌ０は、スキマサージタンク水位高警報水位Ｌ２とスキマサージタンク水位低警報水位Ｌ３との間に保たれる。
【０００９】
燃料プール３に使用済燃料４であるキャスクを搬入すると、使用済燃料４の容積分のプール水２が一時的に余剰な水量となる。この燃料プール３内の貯蔵容量増加による一時的な余剰プール水２は、スキマサージタンク６へ受け入れられる。したがって、燃料プール通常水位Ｌ１とスキマサージタンク水位高警報水位Ｌ２との水位差には、この余剰プール水２を吸収可能な通常時機器搬入時増容量水位差ΔＬ５が加味される。
【００１０】
また、スキマサージタンク６内の水量低下によって燃料プール冷却浄化系ポンプ８に吸い込まれるプール水２が不足した場合のポンプ保護の観点から、スキマサージタンク水位低警報水位Ｌ３より低い、スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ４にスキマサージタンク６内の水量が低下すると燃料プール冷却浄化系ポンプ８がトリップされる。
【００１１】
原子力発電プラントが設置された地域に地震が発生すると、燃料プール３内のプール水２が揺れて（スロッシング）溢水する恐れがある。燃料プール３内のプール水２が溢水した場合、燃料プール３の水位が低下し、スキマサージタンク６に移動されるプール水２の水量が低下または途絶し、スキマサージタンク６内の水位が低下する。
【００１２】
特許文献１および２には、燃料プール３にカバーや移動壁を設置するなどのプール水２の溢水対策が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３２９７９９号公報
【特許文献２】特開平８−１０１２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の燃料プール冷却浄化装置３０では、地震により燃料プール３のスロッシングが大規模に発生した場合は、スキマサージタンク６の水位が低下して燃料プール冷却浄化系ポンプ８がトリップし、燃料プール３内のプール水２を冷却する機能が一時的に喪失する課題があった。
【００１４】
燃料プール冷却浄化装置３０がプール水２の冷却機能を喪失すると、使用済燃料４から発生した崩壊熱により燃料プール３内のプール水２の水温が上昇して、使用済燃料４から除熱できなくなる恐れがある。したがって、地震時であっても燃料プール冷却浄化装置３０の燃料プール３内のプール水２を冷却する機能は維持される必要がある。
【００１５】
また、スキマサージタンク６の水位が低下して燃料プール冷却浄化系ポンプ８がトリップすると、燃料プール３内のプール水２を冷却する機能を回復するために燃料プール冷却浄化装置３０の復旧作業を必要とする。この、燃料プール冷却浄化装置３０の復旧作業は、地震の発生時に原子力発電プラントの安全停止を最優先している運転員の操作負担となる。
【００１６】
本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、地震によって燃料プール３のプール水２にスロッシングが発生してプール水２が溢水しても、燃料プール３内のプール水２を冷却する機能を確保可能な燃料プール冷却浄化装置およびその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】
【００１７】
前記の課題を解決するため本発明では、原子力発電プラントの使用済燃料を貯蔵する燃料プールと、前記燃料プールからオーバフローしたプール水が流れ込むスキマサージタンクと、前記燃料プールと前記スキマサージタンクとを連通する流路内に設けられ、前記燃料プールから前記スキマサージタンクへ流れ込むプール水の水量を調整するスキマ堰と、前記スキマサージタンクからプール水をろ過脱塩装置と熱交換器とを通して燃料プールへ循環させるポンプと、スロッシング時スキマサージタンク水位低警報水位とスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位とを設定したスキマサージタンク水位計装とを備え、前記燃料プールのプール水がスロッシングにより溢水しても、前記ポンプの運転が継続可能な水量を、前記スキマサージタンク内に前記スロッシング時スキマサージタンク水位低警報水位と前記スロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位との水位差として確保したことを特徴とする燃料プール冷却浄化装置を提供する。
【００１８】
また、本発明では、原子力発電プラントの使用済燃料を貯蔵する燃料プールと、前記燃料プールからオーバフローしたプール水が流れ込むスキマサージタンクと、前記燃料プールと前記スキマサージタンクとを連通する流路内に設けられ、前記燃料プールから前記スキマサージタンクへ流れ込むプール水の水量を調整するスキマ堰と、前記スキマサージタンクからプール水をろ過脱塩装置と熱交換器とを通して燃料プールへ循環させるポンプと、地震の発生を検出する地震発生検出装置と、前記地震発生検出装置から出力される信号によりスキマ堰の動作を制御するスキマ堰制御装置と、前記スキマ堰制御装置の制御信号によってスキマ堰を駆動させるスキマ堰駆動装置とを備えたことを特徴とする燃料プール冷却浄化装置を提供する。
【００１９】
さらに、本発明では、スキマサージタンク内のプール水の水位が低下して、スキマサージタンク水位計装がスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位を検出した際に、前記スロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位の検出が所要の時間継続した場合に、前記スキマサージタンク内のプール水をろ過脱塩装置と熱交換器とを通して燃料プールへ循環させるポンプをトリップすることを特徴とする燃料プール冷却浄化方法を提供する。
【００２０】
さらにまた、本発明では、スキマサージタンク内のプール水の水位が低下して、スキマサージタンク水位計装がスキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位を検出した際に、前記スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位の検出が所要の時間継続した場合に、前記スキマサージタンク内のプール水をろ過脱塩装置と熱交換器とを通して燃料プールへ循環させるポンプをトリップすることを特徴とする燃料プール冷却浄化方法を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、地震によって燃料プールのプール水にスロッシングが発生してプール水が溢水しても、燃料プール内のプール水を冷却する機能を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［第１の実施形態］
本発明に係る燃料プール冷却浄化装置の第１実施形態について、図１から図２を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置の構成を示す概略図である。
【００２４】
図１に示すように、燃料プール冷却浄化装置１は、プール水２に満たされて使用済燃料４が貯蔵される燃料プール３の上部に設けられたスキマ堰５と、スキマ堰５を介して燃料プール３と連通されたスキマサージタンク６と、スキマサージタンク６底部に設けられた燃料プール冷却浄化系吸込配管７と、燃料プール冷却浄化系吸込配管７によって案内されたプール水２を加圧する燃料プール冷却浄化系ポンプ８と、燃料プール冷却浄化系ポンプ８により加圧されたプール水２を浄化する燃料プール冷却浄化系ろ過脱塩装置９と、この浄化されたプール水２を冷却する燃料プール冷却浄化系熱交換器１０と、この冷却されたプール水２を燃料プール３底部へ案内する燃料プール冷却浄化系戻り配管１１と、燃料プール冷却浄化系戻り配管１１に案内されたプール水２を燃料プール３内へ流入させる燃料プールディフューザ１２とから構成される。なお、燃料プール冷却浄化系ろ過脱塩装置９と燃料プール冷却浄化系熱交換器１０との順番は入れ替えることができる。
【００２５】
スキマサージタンク６には、燃料プール２の上部に設けられたスキマ堰５からオーバフローしたプール水２が流れ込む。スキマ堰５は、燃料プール３とスキマサージタンク６とを連通する流路内に設けられ、燃料プール３からスキマサージタンク６へ流れ込むプール水２の水量を調整する。また、スキマサージタンク６には、このタンク内の水位を検出するスキマサージタンク水位計装１３Ａが設けられる。スキマサージタンク水位計装１３Ａは、複数の水位センサを備えた1系統または複数の系統の計装系により構成される。また、スキマサージタンク６には補給水系１４が設けられる。
【００２６】
燃料プール３内の使用済燃料４から発生した崩壊熱は、燃料プール３に満たされたプール水２を温める。この温められたプール水２は、燃料プール３の上部へ対流する。燃料プール３上部のプール水２は、スキマ堰５を介してスキマサージタンク６へ流入する。スキマサージタンク６へ流入したプール水２は、燃料プール冷却浄化系吸込配管７を通って燃料プール冷却浄化系ポンプ８により加圧される。この加圧されたプール水２は、燃料プール冷却浄化系ろ過脱塩装置９に送り込まれて浄化される。この浄化されたプール水２は、燃料プール冷却浄化系熱交換器１０により冷却（熱交換）される。この浄化および冷却されたプール水２は、燃料プール冷却浄化系戻り配管１１を経由して燃料プールディフューザ１２から燃料プール３底部へ戻される。
【００２７】
図２は、本発明の第１実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置を構成するスキマサージタンクの水位設定の構成を示す概略図である。
【００２８】
図２に示すように、スキマサージタンク水位計装１３Ａには、地震により燃料プール３のプール水２にスロッシングが発生した場合に、スキマサージタンク６内の水位低下による燃料プール冷却浄化系ポンプ８のトリップを回避可能とするため、スロッシング時スキマサージタンク水位高警報水位Ｌ１１と、スロッシング時スキマサージタンク水位低警報水位Ｌ１２と、スロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３とが設定される。
【００２９】
原子力発電プラントが通常運転される際のスキマサージタンク６の水位は、スキマ堰５からのプール水２の移送量および補給水系１４による自動または手動の補給量調整と、燃料プール冷却浄化系ポンプ８の取水量とのバランスにより通常運用時水位Ｌ１０に保たれる。このスキマサージタンク６の通常運用時水位Ｌ１０は、スロッシング時スキマサージタンク水位高警報水位Ｌ１１とスロッシング時スキマサージタンク水位低警報水位Ｌ１２との間に保たれる。
【００３０】
また、スキマサージタンク６内の水量低下によって燃料プール冷却浄化系ポンプ８に吸い込まれるプール水２が不足した場合のポンプ保護の観点から、スロッシング時スキマサージタンク水位低警報水位Ｌ１２より低い、スロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３において、燃料プール冷却浄化系ポンプ８がトリップされる。
【００３１】
スロッシング時スキマサージタンク水位低警報水位Ｌ１２とスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３との間には、地震により燃料プール３のプール水２にスロッシングが発生して燃料プール３からプール水２が溢水した場合に、燃料プール３からスキマサージタンク６へのプール水２の移送量低下に相当する燃料プールスロッシング時スキマサージタンクバッファ水位差ΔＬ１４が確保される。
【００３２】
すなわち、燃料プール３のプール水２がスロッシングにより溢水しても、燃料プール冷却浄化系ポンプ８の運転が継続可能な水量を、スキマサージタンク６内にスロッシング時スキマサージタンク水位低警報水位Ｌ１２とスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３との水位差として、燃料プールスロッシング時スキマサージタンクバッファ水位差ΔＬ１４が設定される。
【００３３】
このように構成された本実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置１では、地震により燃料プール３のスロッシングが大規模に発生してプール水が溢水した場合でも、燃料プール３からスキマサージタンク６へのプール水移送量低下に相当する燃料プールスロッシング時スキマサージタンクバッファ水位差ΔＬ１４が確保されているので、スキマサージタンク６の水位がスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３まで低下することはなく、燃料プール冷却浄化系ポンプ８のトリップを回避できる。すなわち、燃料プール３内のプール水２を冷却する機能が喪失されることはない。
【００３４】
本実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置１によれば、地震によって燃料プール３のプール水２にスロッシングが発生してプール水２が溢水しても、燃料プール３内のプール水２を冷却する機能を確保することができる。
【００３５】
また、燃料プール冷却浄化系ポンプ８のトリップを回避できることから、燃料プール冷却浄化装置１の復旧作業を必要とすることはなく、地震の発生時に原子力発電プラントの安全停止を最優先している運転員の操作を軽減することができる。
【００３６】
［第２の実施形態］
本発明に係る燃料プール冷却浄化装置の第２実施形態について、図３から図４を参照して説明する。
【００３７】
図３は、本発明の第２実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置の構成を示す概略図である。
【００３８】
この燃料プール冷却浄化装置１Ａにおいて第１実施形態の燃料プール冷却浄化装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３９】
図３に示すように、燃料プール冷却浄化装置１Ａを構成するスキマサージタンク６には、このタンク内の水位を検出するスキマサージタンク水位計装１３Ｂが設けられる。スキマサージタンク水位計装１３Ｂは、複数の水位センサを備えた1系統または複数の系統の計装系により構成される。
【００４０】
また、燃料プール冷却浄化装置１Ａは、燃料プール３に使用済燃料４であるキャスクを搬入する際に、その許否を切り替えてスキマサージタンク水位計装１３Ｂの水位設定を変更する機器搬入可否切替装置１７をさらに備える。
【００４１】
図４（Ａ）と（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置を構成するスキマサージタンクの水位設定の構成を示す概略図である。
【００４２】
図４（Ａ）に示すように、スキマサージタンク水位計装１３Ｂには、地震により燃料プール３のプール水２にスロッシングが発生した場合に、スキマサージタンク６内の水位低下による燃料プール冷却浄化系ポンプ８のトリップを回避可能とするため、スロッシング時スキマサージタンク水位高警報水位Ｌ１１と、スロッシング時スキマサージタンク水位低警報水位Ｌ１２と、スロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３とを有する燃料プールスロッシング時スキマサージタンク水位設定Ｐ１が設定される。
【００４３】
スロッシング時スキマサージタンク水位低警報水位Ｌ１２とスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３との水位差には、地震により燃料プール３のプール水２にスロッシングが発生して燃料プール３からプール水２が溢水した場合に、燃料プール３からスキマサージタンク６へのプール水２の移送量低下に相当する燃料プールスロッシング時スキマサージタンクバッファ水位差ΔＬ１４が確保される。
【００４４】
また、図４（Ｂ）に示すように、スキマサージタンク水位計装１３Ｂには、燃料プール３に使用済燃料４であるキャスクを搬入する場合に、使用済燃料４の容積分のプール水２が一時的に余剰な水量となるので、燃料プール３内の貯蔵容量増加による一時的な余剰プール水２をスキマサージタンク６へ吸収可能とするため、スキマサージタンク水位高警報水位Ｌ２と、スキマサージタンク水位低警報水位Ｌ３と、スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ４とを有する機器搬入時スキマサージタンク水位設定Ｐ２が設定される。
【００４５】
燃料プール通常水位Ｌ１とスキマサージタンク水位高警報水位Ｌ２との水位差には、燃料プール３に使用済燃料４であるキャスクを搬入する際に、使用済燃料４の容積分のプール水２が一時的に余剰な水量となるため、この余剰プール水２を吸収可能な通常時機器搬入時増容量水位差ΔＬ５が確保される。
【００４６】
スキマサージタンク水位計装１３Ｂは、燃料プール３に使用済燃料４であるキャスクを搬入する場合に、機器搬入可否切替装置１７から出力される機器搬入許可信号によって、燃料プールスロッシング時スキマサージタンク水位設定Ｐ１と機器搬入時スキマサージタンク水位設定Ｐ２とが選択的に設定される。なお、スキマサージタンク水位計装１３Ｂの設定を機器搬入時スキマサージタンク水位設定Ｐ２から燃料プールスロッシング時スキマサージタンク水位設定Ｐ１に戻した場合は、補給水系１４から所要のプール水２が自動補給される。
【００４７】
このように構成された本実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置１Ａでは、地震の発生時には燃料プール３のプール水２の冷却機能を確保可能であるとともに、通常運転時に使用済燃料４であるキャスク搬入などによって燃料プール３のプール水２が一時的に余剰な水量となる際にはプール水２をスキマサージタンク６へ受け入れることが可能となる。
【００４８】
［第３の実施形態］
本発明に係る燃料プール冷却浄化装置の第３実施形態について、図５を参照して説明する。
【００４９】
図５は、本発明の第３実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置の構成を示す概略図である。
【００５０】
図５に示すように、燃料プール冷却浄化装置１Ｂは、プール水２に満たされて使用済燃料４が貯蔵される燃料プール３の上部に設けられたスキマ堰５と、スキマ堰５を介して燃料プール３と連通されたスキマサージタンク６と、スキマサージタンク６底部に設けられた燃料プール冷却浄化系吸込配管７と、燃料プール冷却浄化系吸込配管７によって案内されたプール水２を加圧する燃料プール冷却浄化系ポンプ８と、燃料プール冷却浄化系ポンプ８により加圧されたプール水２を浄化する燃料プール冷却浄化系ろ過脱塩装置９と、この浄化されたプール水２を冷却する燃料プール冷却浄化系熱交換器１０と、この冷却されたプール水２を燃料プール３底部へ案内する燃料プール冷却浄化系戻り配管１１と、燃料プール冷却浄化系戻り配管１１に案内されたプール水２を燃料プール３内へ流入させる燃料プールディフューザ１２とから構成される。なお、燃料プール冷却浄化系ろ過脱塩装置９と燃料プール冷却浄化系熱交換器１０との順番は入れ替えることができる。
【００５１】
スキマサージタンク６には、燃料プール２の上部に設けられたスキマ堰５からオーバフローしたプール水２が流れ込む。スキマ堰５は、燃料プール３とスキマサージタンク６とを連通する流路内に設けられ、燃料プール３からスキマサージタンク６へ流れ込むプール水２の水量を調整する。また、スキマサージタンク６には、このタンク内の水位を検出するスキマサージタンク水位計装１３が設けられる。スキマサージタンク水位計装１３は、複数の水位センサを備えた1系統または複数の系統の計装系により構成される。また、スキマサージタンク６には補給水系１４が設けられる。
【００５２】
また、燃料プール冷却浄化装置１Ｂは、地震計や加速度計などから構成されて地震の発生を検出して地震が所定の大きさ以上である際に地震発生検出信号を出力する地震発生検出装置１８と、所定の大きさの地震が発生した場合に地震発生検出装置１８から出力される地震発生検出信号に基づいてスキマ堰５の駆動を制御するスキマ堰制御装置１９と、スキマ堰制御装置１９に制御されてスキマ堰５を駆動させるスキマ堰駆動装置２０とをさらに備える。
【００５３】
燃料プール３内の使用済燃料４から発生した崩壊熱は、燃料プール３に満たされたプール水２を温める。この温められたプール水２は、燃料プール３の上部へ対流する。燃料プール３上部のプール水２は、スキマ堰５を介してスキマサージタンク６へ流入する。スキマサージタンク６へ流入したプール水２は、燃料プール冷却浄化系吸込配管７を通って燃料プール冷却浄化系ポンプ８により加圧される。この加圧されたプール水２は、燃料プール冷却浄化系ろ過脱塩装置９に送り込まれて浄化される。この浄化されたプール水２は、燃料プール冷却浄化系熱交換器１０により冷却（熱交換）される。この浄化および冷却されたプール水２は、燃料プール冷却浄化系戻り配管１１を経由して燃料プールディフューザ１２から燃料プール３底部へ戻される。
【００５４】
原子力発電プラントが設置された地域に地震が発生し、この地震の大きさが所定以上の大きさである場合には、地震発生検出装置１８からスキマ堰制御装置１９に地震発生検出信号が出力される。地震発生検出信号が入力されたスキマ堰制御装置１９は、スキマ堰駆動装置２０を制御してスキマ堰５を駆動させる。スキマ堰５は、スキマ堰駆動装置２０によって下方へ駆動される。スキマ堰５が下方に駆動されると、燃料プール３のプール水２は、スキマサージタンク６に流入される。そうすると、スキマサージタンク６の水位は上昇する。
【００５５】
このように構成された本実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置１Ｂでは、地震により燃料プール３のスロッシングが大規模に発生してプール水２が溢水した場合でも、スキマ堰５を下方に移動させることで、プール水２をスキマサージタンク６に移送して、スキマサージタンク６内の水位が確保可能となることから、燃料プール３のスロッシング発生時に燃料プール冷却浄化系ポンプ８のトリップを回避できる。
【００５６】
本実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置１Ｂによれば、地震によって燃料プール３のプール水２にスロッシングが発生してプール水２が溢水しても、燃料プール３内のプール水２を冷却する機能を確保することができる。
【００５７】
また、燃料プール冷却浄化系ポンプ８のトリップを回避できることから、燃料プール冷却浄化装置１の復旧作業を必要とすることはなく、地震の発生時に原子力発電プラントの安全停止を最優先している運転員の操作を軽減することができる。
【００５８】
なお、本実施形態は、地震時に燃料プール３のプール水２のスロッシングが大きい場合には、第１実施形態の燃料プール冷却浄化装置１または第２実施形態の燃料プール冷却浄化装置１Ａと組み合わせることが有効である。
【００５９】
［第４の実施形態］
本発明に係る燃料プール冷却浄化装置の第４実施形態について、図６から図８を参照して説明する。
【００６０】
図６は、本発明の第４実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置およびその方法の構成を示す概略図である。
【００６１】
この燃料プール冷却浄化装置１Ｃにおいて第１実施形態の燃料プール冷却浄化装置１または第３実施形態の燃料プール冷却浄化装置１Ｂと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６２】
図６に示すように、燃料プール冷却浄化装置１Ｃは、スキマサージタンク６内の水位であるスキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ４またはスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３がスキマサージタンク水位計装１３、１３Ａによって検出された際に、この検出信号が所要の時間継続した場合は燃料プール冷却浄化系ポンプ８にトリップ信号を出力するポンプトリップ判定装置２１をさらに備える。
【００６３】
このように構成された本実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置１Ｃでは、地震が発生した際にスキマサージタンク６内でプール水２が過渡的にスロッシングして、スキマサージタンク水位計装１３、１３Ａによってスキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ４またはスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３が検知された際に、検出された信号が所要の時間継続しない場合には、燃料プール冷却浄化系ポンプ８のトリップを回避できる。また、スキマサージタンク６内のプール水２が静定した状態でスキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ４またはスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３が検出されて、検出された信号が所要の時間継続した場合には、すなわち燃料プール冷却浄化系ポンプ８に吸い込まれるスキマサージタンク６内のプール水２が不足した場合には、燃料プール冷却浄化系ポンプ８の保護の観点からポンプがトリップされる。
【００６４】
図７は、本発明の第４実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置の他の構成を示す概略図である。
【００６５】
この燃料プール冷却浄化装置１Ｄにおいて第１実施形態の燃料プール冷却浄化装置１または第３実施形態の燃料プール冷却浄化装置１Ｂと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６６】
図７に示すように、燃料プール冷却浄化装置１Ｄは、スキマサージタンク６内の水位であるスキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ４またはスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３がスキマサージタンク水位計装１３、１３Ａによって検出された際に、この検出信号が所要の時間継続した場合は燃料プール冷却浄化系ポンプ８にトリップ信号を出力するポンプトリップ判定装置２１をさらに備え、ポンプトリップ判定装置２１から出力されたトリップ信号と、地震による揺れによって地震発生検出装置１８から出力された地震発生検出信号とが入力された場合にはポンプがトリップする燃料プール冷却浄化系ポンプ８Ａを備える。
【００６７】
このように構成された本実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置１Ｄでは、地震が発生した際にスキマサージタンク６内でプール水２が過渡的にスロッシングして、スキマサージタンク水位計装１３、１３Ａによってスキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ４またはスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３が検知された際に、検出された信号が所要の時間継続しない場合には、燃料プール冷却浄化系ポンプ８のトリップを回避できる。また、スキマサージタンク６内のプール水２が静定した状態でスキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ４またはスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３が検出され、検出された信号が所要の時間継続した場合であって、かつ、地震による揺れが地震発生検出装置１８によって検出された場合には、すなわち燃料プール冷却浄化系ポンプ８に吸い込まれるスキマサージタンク６内のプール水２が不足した場合には、燃料プール冷却浄化系ポンプ８の保護の観点からポンプがトリップされる。
【００６８】
図８は、本発明の第４実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置の他の構成を示す概略図である。
【００６９】
この燃料プール冷却浄化装置１Ｅにおいて第１実施形態の燃料プール冷却浄化装置１または第３実施形態の燃料プール冷却浄化装置１Ｂと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７０】
図８に示すように、燃料プール冷却浄化装置１Ｅは、スキマサージタンク６内の水位であるスキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ４またはスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３がスキマサージタンク水位計装１３、１３Ａによって検出され、また、地震による揺れが地震発生検出装置１８によって検出された際に、これら検出信号が所要の時間継続した場合は燃料プール冷却浄化系ポンプ８にトリップ信号を出力するポンプトリップ判定装置２１Ａをさらに備える。
【００７１】
このように構成された本実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置１Ｅでは、地震が発生した際にスキマサージタンク６内でプール水２が過渡的にスロッシングして、スキマサージタンク水位計装１３、１３Ａによってスキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ４またはスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３が検知され、かつ、地震による揺れが地震発生検出装置１８によって検出された際に、検出された信号が所要の時間継続しない場合には、燃料プール冷却浄化系ポンプ８のトリップを回避できる。また、スキマサージタンク６内のプール水２が静定した状態でスキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ４またはスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３が検出され、かつ、地震による揺れが地震発生検出装置１８によって検出された際に、検出された信号が所要の時間継続した場合には、すなわち燃料プール冷却浄化系ポンプ８に吸い込まれるスキマサージタンク６内のプール水２が不足した場合には、燃料プール冷却浄化系ポンプ８の保護の観点からポンプがトリップされる。
【００７２】
本実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置１Ｃ、１Ｄ、１Ｅによれば、地震が発生した際にスキマサージタンク６内のプール水２の過渡的なスロッシングによってスキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ４またはスロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位Ｌ１３が一時的に検知された場合に、燃料プール冷却浄化系ポンプ８の不必要なトリップを回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置の構成を示す概略図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置を構成するスキマサージタンクの水位設定の構成を示す概略図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置の構成を示す概略図。
【図４】（Ａ）と（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置を構成するスキマサージタンクの水位設定の構成を示す概略図。
【図５】本発明の第３実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置の構成を示す概略図。
【図６】本発明の第４実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置の構成を示す概略図。
【図７】本発明の第４実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置の他の構成を示す概略図。
【図８】本発明の第４実施形態に係る燃料プール冷却浄化装置の他の構成を示す概略図。
【図９】従来の燃料プール冷却浄化装置の構成の一例を示す概略図。
【図１０】従来の燃料プール冷却浄化装置を構成するスキマサージタンクの水位設定の構成の一例を示す概略図。
【符号の説明】
【００７４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ  燃料プール冷却浄化装置
２  プール水
３  燃料プール
４  使用済燃料
５  スキマ堰
６  スキマサージタンク
７  燃料プール冷却浄化系吸込配管
８、８Ａ  燃料プール冷却浄化系ポンプ
９  燃料プール冷却浄化系ろ過脱塩装置
１０  燃料プール冷却浄化系熱交換器
１１  燃料プール冷却浄化系戻り配管
１２  燃料プールディフューザ
１３、１３Ａ  スキマサージタンク水位計装
１４  補給水系
１７  機器搬入可否切替装置
１８  地震発生検出装置
１９  スキマ堰制御装置
２０  スキマ堰駆動装置
２１、２１Ａ  ポンプトリップ判定装置
３０  従来の燃料プール冷却浄化装置
Ｌ０、Ｌ１０  通常時運用水位
Ｌ１  燃料プール通常水位
Ｌ２  スキマサージタンク水位高警報水位
Ｌ３  スキマサージタンク水位低警報水位
Ｌ４  スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位
ΔＬ５  通常時機器搬入時増容量水位差
Ｌ１１  スロッシング時スキマサージタンク水位高警報水位
Ｌ１２  スロッシング時スキマサージタンク水位低警報水位
Ｌ１３  スロッシング時スキマサージタンク水位低低ポンプトリップ水位
ΔＬ１４  燃料プールスロッシング時スキマサージタンクバッファ水位差
Ｐ１  機器搬入時スキマサージタンク水位設定パターン
Ｐ２  燃料プールスロッシング時スキマサージタンク水位設定パターン
【図１】
2009085752.tif 000003
【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】
2009085752.tif 000008
【図７】
2009085752.tif 000009
【図８】
2009085752.tif 000010
【図９】
2009085752.tif 000011
【図１０】
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