(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉格納容器内の冷却を行う再循環空調装置の冷却ユニットと、冷却ユニットの下方に設けられていて、冷却ユニットで冷却した空気を吸引する再循環ファンとを備え、非常用のスプレー系あるいは炉心注入系の注水継続により、再循環ファンの下方まで水没する原子炉格納容器の再循環空調装置において、前記冷却ユニットと再循環ファンまでの間のダクトに開口を設けると共に、前記開口に開閉可能なダクト開放装置を設け、前記ダクト開放装置は、通常運転時は閉状態であり、非常時に開状態となることを特徴とする原子炉格納容器の再循環空調装置。
【請求項２】
原子炉格納容器内の冷却を行う再循環空調装置の冷却ユニットと、冷却ユニットの下方に設けられていて、冷却ユニットで冷却した空気を吸引する再循環ファンとを備え、非常用のスプレー系あるいは炉心注入系の注水継続により、再循環ファンの下方まで水没する原子炉格納容器の再循環空調装置において、前記冷却ユニットと再循環ファンまでの間のダクトに開口を設けると共に、前記開口にブレード軸まわりに回動するブレードで開閉するダクト開放装置を設け、前記開口を開放する方向に、前記ブレードに回動力を付勢する第１のばねと、前記ブレードが固着された前記ブレード軸の一端に固着され、前記ブレードと連動して回動するハンドルを設けたダンパ駆動装置と、前記ハンドルと係合する係合位置まで前進して、前記開口を閉鎖する回転角に、前記ブレードを固定するストッパーピンと、前記ハンドルとの係合を解除する解除位置に、前記ストッパーピンを後退させる力を付勢する第２のばねと、定常状態で前記第２のばねの後退力を拘束し、前記ストッパーピンを前記係合位置に保持するとともに、周辺の温度上昇状態で第２のばねの拘束を解除し、前記ストッパーピンの前記解除位置への後退を許容する温度ヒューズとを設けたストッパー装置とを具えていることを特徴とする原子炉格納容器の再循環空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所におけるアクシデントマネージメントの一環として利用するため、原子炉格納容器（Ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ  Ｖｅｓｓｅｌ：以下Ｃ／Ｖという。）再循環空調装置を利用した気相部自然対流冷却パス形成等に使用される原子炉格納容器の再循環空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４及び図５により、加圧水型軽水炉を例に、Ｃ／Ｖ内に設置される主要設備、及びＣ／Ｖ再循環空調装置の基本構成を示す。
【０００３】
図４に示すように、Ｃ／Ｖ０１内には原子炉容器０２、蒸気発生器０３、および図示しない１次主循環ポンプ等で構成される１次系設備と、その他の補助設備が設けられている。この補助設備の一つに、通常運転時、Ｃ／Ｖ０１内に設置されている、上述した機器を含む多数の機器、および電気部装品等の温度環境を維持するために、Ｃ／Ｖ０１内気相部雰囲気を形成する雰囲気ガス（以下空気という。）の冷却を行うＣ／Ｖ再循環空調装置０４が設けられている。
【０００４】
このＣ／Ｖ再循環空調装置０４は、外部から導入した冷却水Ｃで、図５に示すように、ラフフィルタ０７を通過させて導入されたＣ／Ｖ内気相部の空気を冷却する、冷却コイル０６を内蔵した冷却ユニット０５、および冷却ユニット０５で冷却した空気を再循環ファン０８で吸引して、ダクト０９に設けたダクト開放機構０１０によって、Ｃ／Ｖ０１内の各フロアレベル、又はコンパートメントの所要個所に送り込む送気ユニット０１１で構成され、通常運転時のＣ／Ｖ内気相部雰囲気を形成する空気の冷却を行い、気相部雰囲気内の機器、電気部装品等の温度環境を維持するようにしている。
【０００５】
また、このような加圧水型軽水炉においては、万一１次系配管破断等の重大事故が発生した場合は、非常用の炉心注入系、Ｃ／Ｖ内スプレー系の作動で、原子炉０２冷却機能、及びＣ／Ｖ０１内雰囲気の除熱機能等が、維持されるようにしている。
特に、１９７９年米国スリーマイルアイランド（ＴＭＩ）原子力発電所で生じた事故以来、設計基準事象を越える仮想状態が生じ、これらの安全系設備が、万々一、作動に失敗しても、原子炉炉心、あるいはＣ／Ｖ０１内の損傷が避けられる様に、安全設計面で既存の設備を強化する対応、すなわちアクシデントマネージメントを行うのが、世界的な時流となっている。
【０００６】
このアクシデントマネージメントにより、現状でも、工学的には考えられない程度に十分低くなっている原子力発電所のリスク頻度を更に低減することで、原子力発電所の安全性をより向上させる努力がなされている。
この様な状況の下において、前述した補助設備として、Ｃ／Ｖ０１内に、既に設けられているＣ／Ｖ再循環空調装置０４もアクシデントマネージメントの一環として利用することが考えられている。すなわち、このようなＣ／Ｖ再循環空調装置０４は、万一事故が発生した後においても、上述したＣ／Ｖ０１内気相部の空気の冷却源として、万一再循環ファン０８による雰囲気の強制循環機能が喪失したとしても、冷却コイル０６を中心とした冷却ユニット０５側の自然冷却パスが形成出来れば、代替冷却手段として、冷却能力的にも充分有効なものとなり得るからである。
【０００７】
しかしながら、上述した構成の、従来のＣ／Ｖ再循環空調装置０４では、事故後のシナリオ評価上、Ｃ／Ｖ０１内スプレー系あるいは炉心注入系の注水継続により、最大再循環ファン０８付近まで水没することになる為、冷却コイル０６出口側のＣ／Ｖ内気相部雰囲気への開放端が形成出来ず、現状では代替冷却手段として、有効に活用することができない。
【０００８】
すなわち、図５に波形０１２で示したように、事故時には上述した注水継続により、再循環ファン０８の直下まで水没してしまうため、Ｃ／Ｖ再循環空調装置０４に設けられている冷却コイル０６の下流側のダクト０９を通じて、Ｃ／Ｖ内気相部雰囲気への冷却された空気を導くための経路が形成できないため、冷却コイル０６を中心とした冷却ユニット０５側の事故後においても、充分機能する冷却能力を有効に活用することができないという不具合がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来のＣ／Ｖ再循環空調装置が、事故後のシナリオ評価上、再循環ファン付近まで水没することになり、冷却コイルで冷却された空気の抜け場所がない為、再循環ファンの停止、及び水没と同時に雰囲気の冷却機能は喪失することになる不具合を解消すべく、冷却ユニットから再循環ファンまでの間のダクトに開口を設けて、この開口には、通常運転時は、ダクトバウンダリーの一部として閉状態を構成し、事故時、例えばＣ／Ｖ内気相部雰囲気温度が、８０℃〜９０℃程度にまで上昇したときには、ダクトバウンダリーとしての機能を失わせて、開状態を構成し、冷却ユニットからの冷却された空気をこの開口を通じてＣ／Ｖ内気相部雰囲気へ放出し、冷却コイル廻りを一巡する自然循環冷却のパスを形成し、Ｃ／Ｖ再循環空調装置を事故時の代替冷却手段として有効に活用できるようにする、原子炉格納容器の再循環空調装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の原子炉格納容器の再循環空調装置は、次の手段とした。
【００１１】
（１）原子炉格納容器内の冷却を行う再循環空調装置の冷却ユニットと、冷却ユニットの下方に設けられていて、冷却ユニットで冷却した空気を吸引する再循環ファンとを備え、非常用のスプレー系あるいは炉心注入系の注水継続により、再循環ファンの下方まで水没する原子炉格納容器の再循環空調装置において、前記冷却ユニットと再循環ファンまでの間のダクトに開口を設けると共に、前記開口に開閉可能なダクト開放装置を設け、前記ダクト開放装置は、通常運転時は閉状態であり、非常時に開状態となることを特徴とする原子炉格納容器の再循環空調装置。
【００１２】
（２）原子炉格納容器内の冷却を行う再循環空調装置の冷却ユニットと、冷却ユニットの下方に設けられていて、冷却ユニットで冷却した空気を吸引する再循環ファンとを備え、非常用のスプレー系あるいは炉心注入系の注水継続により、再循環ファンの下方まで水没する原子炉格納容器の再循環空調装置において、前記冷却ユニットと再循環ファンまでの間のダクトに開口を設けると共に、前記開口にブレード軸まわりに回動するブレードで開閉するダクト開放装置を設け、前記開口を開放する方向に、前記ブレードに回動力を付勢する第１のばねと、前記ブレードが固着された前記ブレード軸の一端に固着され、前記ブレードと連動して回動するハンドルを設けたダンパ駆動装置と、前記ハンドルと係合する係合位置まで前進して、前記開口を閉鎖する回転角に、前記ブレードを固定するストッパーピンと、前記ハンドルとの係合を解除する解除位置に、前記ストッパーピンを後退させる力を付勢する第２のばねと、定常状態で前記第２のばねの後退力を拘束し、前記ストッパーピンを前記係合位置に保持するとともに、周辺の温度上昇状態で第２のばねの拘束を解除し、前記ストッパーピンの前記解除位置への後退を許容する温度ヒューズとを設けたストッパー装置とを具えていることを特徴とする原子炉格納容器の再循環空調装置。
なお、ブレードに開口開放方向の回動力を付与する第１のばねは、ブレード軸又はハンドルに回動力を付勢して、ブレードを回動させるようにしたものでも良い。
【００１３】
本発明の原子炉格納容器の再循環空調装置は、上述の手段の採用により、温度ヒューズが、周辺の温度上昇により溶解して、ストッパーピンの後退を阻止できなくなる異常発生時を除いては、ダクトに設けた開口は、ブレードにより閉鎖された状態が維持され、ダクトに設けられた開口はダクトバウンダリーの一部として機能し、ダクトは本来の目的を達成できる。
【００１４】
温度ヒューズが設置されている場所周辺の温度が上昇する異常状態が発生したときは、低融点材料で製作された温度ヒューズは、急速に剛性が低減し、第２のばねの力を拘束できなくなる。
これにより、第２のばねで後退力が常時付勢されているストッパーピンは、ハンドルとの係合位置から後退して、ハンドルとの係合を解除する解除位置まで後退する。
【００１５】
ハンドルがストッパーピンとの係合を解除して、回動自在になることにより、ハンドルにブレード軸を介して固着されたブレードは、開口を開放する方向に、ブレードに回動力を付与している第１のばねにより、回動させられて、開口を閉鎖状態から開放状態にして、ダクトバウンダリーとしての機能をさせなくなり、ダクトに別の機能を発生させる。
【００１６】
このようなダクト開放装置を、例えば、上述したＣ／Ｖ再循環空調装置の送気ユニット０１１の再循環ファン０８と、冷却ユニット０５の間の送風ダクト０９に設けた開口に取付けることにより、Ｃ／Ｖ再循環空調装置は、通常運転時には、何等支障なく本来の目的を達成し、また周辺温度が規定以上の温度になる異常時には、冷却ユニット０５で冷却された空気をＣ／Ｖ内気相部雰囲気へ放出する、冷却コイル０６まわりを一巡する自然循環冷却パスを形成でき、Ｃ／Ｖ再循環空調装置をアクシデントマネージメントの一環として活用できるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の原子炉格納容器の再循環空調装置の実施の一形態を図面にもとづき説明する。図１は本発明の原子炉格納容器の再循環空調装置の一形態を示す図であって、図１（Ａ）はダクト開放状態を左側半分に、ダクト閉鎖状態を右側半分にそれぞれ示した正面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の矢視Ａ−Ａ側面図、図２は図１（Ａ）に示すストッパー装置を一部断面図で示す側面図、図３は図１に示すダンパ駆動装置を示す図で、図３（Ａ）は正面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の矢視Ｂ−Ｂでの一部断面図で示す側面図である。
【００１８】
図１において、２はケーシング枠で、前述した図４、図５に示す、Ｃ／Ｖ再循環空調装置の冷却ユニット０５と再循環ファン０８との間に介装されたダクト０９に設けられた開口１の縁材に固着されている。
３はケーシング枠２で両端部が軸支され、自在に回動するブレード軸で、ケーシング枠２の高さ方向に４段設けられて、そのうちの１つのブレード軸３の一端部が後述するハンドル６に固着され、ハンドル６とともに回動する。
また、ハンドル６に一端部が固着されたブレード軸３と、他の段のブレード軸３との間には、チェーン又は歯車機構等による駆動力伝達手段が設けられており、結局、ハンドル６の回動によりブレード軸３は一斉に回動する。
【００１９】
４はブレード軸３の軸心に沿って、その中心部分が固着されたブレードで、ハンドル６の回動により、ブレード軸３の軸心まわりに回動して、ケーシング枠２で囲まれた開口１の開閉を行う。
５は、ケーシング枠２の側部に設けられたダンパ駆動装置で、図３（Ｂ）に示すように、内部を貫通させたブレード軸３の端部に固着したハンドル６と、ブレード軸３若しくはハンドル６に、常にブレード４が開口１を開放する方向への回動力を付勢する第１のばね８を具えている。
【００２０】
１０はストッパー装置で、図３（Ｂ）に示すように、ダンパ駆動装置５を貫通して設けられたヒューズホルダ１１の前端から前進して、ハンドル６の回転面内の係合位置に突出するストッパーピン１２、図２に示すように、ヒューズホルダ１１内の収納され、ストッパーピン１２を係合位置の突出状態からハンドル６の回転面内より後方の解除位置に後退させるため、ストッパーピンの後端に連結されたシャフト１３に後退力を付勢する第２のばね１４、およびシャフト１３の後端部に設けられ第２のばね１４の後退力に抗して、ストッパーピン１２を係合位置の突出状態に保持するとともに、所定の温度で溶解して第２のばね１４の拘束力を失い、シャフト１３の前端部に固着されたストッパーピン１２を後退させる温度ヒューズ１５を具えている。
【００２１】
本形態のダクト開放装置は、上述のように構成されているので、図４、図５に示す送気ダクト０９に設けられた開口１に設置され、ハンドル６を図１（Ｂ）に示す「開」から「閉」に９０°回転させることにより、ハンドル６の先端部に設けたツメ７で、ハンドル６の回動面内に突出しているストッパーピン１２を挟むことにより、開口１はブレード４で閉鎖された、図１（Ａ）の右半分に示す閉状態を維持する。
これにより、開口１はダクトバウンダリーの一部として閉状態が構成され、Ｃ／Ｖ再循環空調装置０４は、前述した設置目的の効果を発揮できる。
【００２２】
設計基準事象を越える仮想状態が生じ、Ｃ／Ｖ０１内が高温になり、ヒューズホルダ１１に内蔵された温度ヒューズ１５が、８０〜９０℃程度の所定の温度になり、温度ヒューズ１５が溶断すると、第２のばね１４の力によりシャフト１３が後退（図において右側の移動）し、シャフト１３と１体となっているストッパーピン１２も右側へ移動し、ハンドル６先端部のツメ７との係合がはずれる。
【００２３】
これにより、ダンパ駆動装置５内に内蔵されている第１のばね８の力によりハンドル６が回転する。
このハンドル６はブレード軸３の一端に固着されており、しかも、第１のばね８がブレード軸３に固着されたブレード４を、開口１を開放する方向に付勢力を発生させるようにしているため、図１（Ａ）の右半分に示す開口閉状態を維持していた状態から図１（Ａ）の左半分に示す強制開状態に移行する。
【００２４】
これにより、Ｃ／Ｖ０１内水スプレー系、あるいは炉心注入系の注水継続により、再循環ファン０８付近まで水没し、再循環ファン０８の停止により、Ｃ／Ｖ０１内気相部雰囲気の冷却機能を、Ｃ／Ｖ再循環空調装置０４が失なうようなことが生じても、自然冷却パスが確保できることにより、冷却コイル０６を中心とした冷却ユニット０５による自然冷却が可能になり、Ｃ／Ｖ再循環空調装置０４をアクシデントマネージメントの一環として利用できるようになる。
【００２５】
なお、自然循環ヘッド力に応じて、冷却ユニット０５出口からダクト開放装置開口１に至る経路の圧力損失を低減する必要がある場合は、冷却コイル０６前面のラフフィルタ０７は、あらかじめ撤去するなどの方策を加えることにより、自然循環冷却を確実に起こさせる様にすることができる。
以上本発明のダクト開放装置の一形態について説明したが、本発明は適用先を含めて、前述した実施の形態に限定されるものではない。
【００２６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の原子炉格納容器の再循環空調装置によれば、特許請求の範囲に示す構成により、
（１）温度ヒューズが、周辺の温度上昇により溶解して、ストッパーピンの後退を阻止できなくなる異常発生時を除いては、ダクトに設けた開口は、ブレードにより閉鎖された状態が維持され、ダクトの開口もダクトバウンダリーの一部として機能し、ダクトに本来の効果を発揮させることができる。
また、温度ヒューズが設置されている場所周辺の温度が、上昇する異常状態が発生したときは、開口を開放してダクトをバイパス手段としての効果等の別の機能を発揮させることができる。
【００２７】
（２）構成そのものが、簡単で従来技術で充分実証された機械要素から構成されており、経済的にも優れた効果を発揮する。
【００２８】
（３）さらに、ダクト開放装置をＣ／Ｖ再循環空調装置に適用することにより、
（３ａ）通常運転時には、Ｃ／Ｖ再循環空調装置の作動に、何ら影響を与えることなく、また事故時、Ｃ／Ｖ内雰囲気の強制循環が停止しても、規定以上の周辺温度で開放機構として作動させることができ、Ｃ／Ｖ再循系の自然冷却運転が継続できる。その結果、Ｃ／Ｖ内の事故時放出熱エネルギーを長期的に吸収することが可能となり、Ｃ／Ｖ内の健全性維持等に効果がある。
（３ｂ）非常用の炉心注入系、Ｃ／Ｖスプレー系等の、本来の安全系設備が万々一作動しない様な状態が起こっても、本設備対策により、バックアップ出来ることから、より安全性及び信頼性の向上につながる。
【００２９】
以上のことから、Ｃ／Ｖ再循環空調装置をアクシデントマネージメントの一環として活用できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の原子炉格納容器の再循環空調装置の一形態を示す図であって、図１（Ａ）はダクト開放状態を左側に、ダクト閉鎖状態を右側に、それぞれ示した正面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の矢視Ａ−Ａ側面図、
【図２】  図１（Ａ）に示すストッパー装置を一部断面図で示す側面図、
【図３】  図１に示すダンパ駆動装置を示す図で、図３（Ａ）は正面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の矢視Ｂ−Ｂでの一部断面図で示す側面図、
【図４】  本発明の原子炉格納容器の再循環空調装置を適用する一例としての、加圧水型軽水炉のＣ／Ｖ内主要設備の基本構成を示す断面図、
【図５】  図４に示すＣ／Ｖ再循環空調装置の全体構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１    開口
２    ケーシング枠
３    ブレード軸
４    ブレード
５    ダンパ駆動装置
６    ハンドル
７    ツメ
８    第１のばね
１０  ストッパー装置
１１  ヒューズホルダ
１２  ストッパーピン
１３  シャフト
１４  第２のばね
１５  温度ヒューズ
【図１】
0003831466.tif 000002
【図２】
0003831466.tif 000003
【図３】
0003831466.tif 000004
【図４】
0003831466.tif 000005
【図５】
0003831466.tif 000006