JPS6129679B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リリーフベント管、特に、沸騰水形
原子炉の圧力抑制型格納容器のリリーフベント管
に関するものである。

第１図は従来の沸騰水形原子炉の格納容器の概
略を示すもので、原子炉圧力容器１を格納するド
ライウエル２と、ドーナツツ型のトーラス形圧力
抑制室（以下トーラスと称する）３と、これらを
結ぶベント系からなり、トーラス３内には冷却水
であるプール水４が充填されている。

ベント系は第２図に示す如く、ベント管５とリ
リーフベント管６よりなり、これらのベント管
５、リリーフベント管６はプール水４中に下部が
浸漬している。ベント管５は原子炉配管破断を仮
想した冷却材喪失事故時にドライウエル２内の空
気と原子炉からドライウエル２内に放出される原
子炉冷却をプール水中に放出し、凝縮させるため
に設置されている。一方、リリーフベント管６は
原子炉圧力容器内の圧力を減圧するときにはリリ
ーフ弁を介して放出する蒸気をプール水４中に直
接放出し、この蒸気を凝縮させるために設置され
ている。

リリーフ弁の開放時には原子炉圧力容器から放
出される高温高圧の蒸気がプール水に抜けるまで
の間、気泡の膨張、圧縮が繰り返され、トーラス
壁及び内部構造材に過渡的に加わる大きな荷重
（気泡圧力脈動）が作用する。さらに蒸気がリリ
ーフベント管よりプール水中に放出される期間
に、リリーフベント管の出口において長期間に亘
り発生する蒸気凝縮振動により、リリーフベント
管及びプール水中の構造に繰り返し荷重が作用す
る。

リリーフ弁閉時には、原子炉圧力容器からリリ
ーフベント管６に放出される蒸気が止まるので、
放出口から水が逆流して管内水蒸気を凝縮しなが
ら管内をプール水４が上昇してゆく。この時、リ
リーフベント管６内は負圧になるから、リリーフ
ベント管６の上流の方に設置されたバキユームブ
レーカ７が作動し、管内に空気が流入する。これ
により、リリーフベント管６内で上昇した水位も
定常位置まで降下する。

本発明の目的は、原子炉格納容器の損償を防止
することにある。

本発明は、蒸気を凝縮させるためのリリーフベ
ント管において、このリリーフベント管を水中ま
で伸ばさないで、水面近くにその放出口を置く事
によつても完全に蒸気を凝縮させる事ができる点
に着目した事を特徴とするリリーフ管に関するも
のである。

本発明のように放出口を水面上にする事により (1) 空気放出時の気泡脈動荷重がなくなる。

(2) 蒸気凝縮時にベント管に直接加わるくり返し
疲労応力がなくなる。

(3) リリーフ弁閉時に、水の逆流がなくなり、さ
らにバキユームブレーカも不要となる。

第３図に本発明の実施例を示す。

リリーフベント管６はプール水４表面すれすれ
位置でカツトされている。

リリーフ弁が開かれ、原子炉圧力容器内の高温
高圧の蒸気がリリーフベント管６内に流入すると
リリーフベント管６内の空気がこの蒸気によつて
直ちに押し出される。この時、リリーフベント管
６は、水に浸つていないので、リリーフベント管
６内の空気は圧縮されずに、放出口真下のプール
水４の水面を少しへこます程度で排出されてしま
う。

従つて従来のようなプール水４中での気泡脈動
によるくり返し荷重は発生しない。

続いて、原子炉圧力容器１からの高温高圧の蒸
気が放出口から勢いよく放出される。リリーフ弁
が作動するのは原子炉圧力容器１内の圧力が非常
に高い（約80Kg／cm²ａ程度）状態の場合であるか
ら、放出される蒸気は非常に高速で水とぶつかり
合い、完全に凝縮する。これは、実験で確認され
た。このとき蒸気凝縮に伴う振動荷重もリリーフ
ベント管６には作用しない。

リリーフ弁を閉めたときでもリリーフベント管
６内にプール水４が逆流する事はなく、リリーフ
ベント管６が雰囲気によつて冷却されてゆくに従
つて放出口から雰囲気の空気がゆつくりと流入し
てゆく。

従つて、本発明の場合、バキユームブレーカ７
は不必要となると同時に、急激な水の逆流もな
く、リリーフベント管６に加わる荷重もなくな
る。

第４図は、リリーフベント管６の先端をノズル
８方式にしたもので、これによると蒸気の放出速
度がさらに速くなり、比較的小蒸気流量時でも有
効となる。

第５図は、第４図の実施例に穴９付きのかさ１
０を設置したもので、穴１０は全て水中に浸つて
いる。ただし、かなりのプール水４の水面に近い
位置まで穴９が設置されている。

これにより、リリーフベント管６から放出され
た空気はいつたんプール水４中で大きく広がり、
かさ１０に設置された水面に近い方の穴９から外
に出てゆく。しかしこの場合でも、穴９の水浸は
浅いので気泡の圧力はほとんど上昇しない。

蒸気放出時には、凝縮によつて温度上昇した水
がかさ１０にそつて広範囲に放出され、穴９から
周囲の水が流入する。本実施例によれば、放出蒸
気は必ず水中を通るので小蒸気流量時でも蒸気の
凝縮は完全に行われる。

第６図は、第３図の実施例のリリーフベント管
６の放出口附近に、図に示すようなダクト１１を
設置している。このプール水４中に浸漬されるダ
クト１１の水中部には穴９がたくさんあけられて
おり、ダクト１１の上部及び下部は貫通してい
る。

リリーフベント管６内の空気放出時にはダクト
１１内水位を少し押し下るが、空気は全てダクト
１１上部の貫通口１２から放出される。

大蒸気流量放出時には、ダクト１１側面の穴９
から冷水が流入し、放出される蒸気を凝縮し、ダ
クト１１下方から流出します。

また、小蒸気放出時にはダクト１１内水温が上
昇し、図中の矢印で示すようにダクト１１周辺の
穴９から外へ流出する。またダクト１１下方から
水が流入してくるが、さらに蒸気流が少ない時は
蒸気流出速度よりも蒸気凝縮速度の方が大きくな
るのでダクト１１内水位は上昇し、この場合でも
より完全に蒸気凝縮が期待できる。

第７図は、第６図の実施例の場合と同様である
が、ダクト１３の下側は側面と同様に穴１４付板
でおおわれている。ただし、ここで特徴的な事
は、側面の穴１５は「外開き」の穴であるのに対
し、下側の穴１４は「内開き」の穴である事であ
る。

この穴のあけ方によつて、側面の穴１５の場合
は外側から流入する流れに対しては抵抗が大き
く、内側から外に流出する流れに対しては抵抗が
小さくなる。

一方、下側の穴の場合はこの逆になる。

従つて、図中の矢印で示すように、水の流れは
下側の穴１４からダクト１３内に流入して、側面
の穴１５から流出するように流れやすくなる。

これは、第６図の実施例で述べた小蒸気流量時
の流れをより促進させる方向に働く。

本実施例は、比較的蒸気流量の小さいリリーフ
ベント管の場合に特に有効である。

第８図に本発明の他の実施例を示す。

リリーフベント管６はプール水４中まで伸びて
いるが、このリリーフベント管６の水浸部には穴
１６が多数設置されている。これらの穴１６の全
流路面積はリリーフベント管６の流路面積よりも
大きくなるようにし、穴１６の直径は１cm程度が
よい。また、この穴１６はプール水４表面すれす
れの位置まであけられており、これが特徴的な点
である。

さらにこのリリーフベント管６の放出口まわり
に図に示すようなダクト１７が設置されている。
このダクト１７はリリーフベント管６の先端より
も少し深く、その水深中の側面には第６図の実施
例と同様に穴９が設置されている。

本実施例によると、空気放出時に若干圧縮され
た気泡が穴１６から放出されるが、気泡が細分さ
れて放出される上に、放出水深も浅く、ダクト１
７の上部から直ちに水面上に放出されるので気泡
脈動は生じない。また、蒸気放出時にも第６図の
場合と同様な効果がある。

第９図および第１０図に、本発明の他の実施例
を示す。

前述した実施例と同様に、リリーフベント管６
はプール水４表面すれすれに放出口がある。この
放出口の少し上のリリーフベント管６の外側に、
スライド式のダクト１８がある。このダクト１８
は通常時その上部に設置されたマグネツト式スト
ツパ１９によつて第９図に示す位置に保持されて
いる。さらに、このダクト１８からはアーム２０
を介してリリーフベント管６放出口内部にすき間
２２を持つたピストン２１が設置されている。

リリーフ弁が作動し、リリーフベント管６内の
空気が放出されるとき、管内空気はすき間２２を
通つて放出されるが、、流速が速くなつてくると
ピストン２１を押し下げ始める。

空気がほぼ放出し終り、蒸気が出てくる頃にな
るとビストン２１は放出口のストツパ２３の所ま
で完全に押し下げられ、ダクト１８も第１０図に
示すように完全にプール水４中に下げられてい
る。

以上により、空気放出時には直接空中に、蒸気
放出時には確実に水中に放出する事が可能とな
り、空泡脈動がなく、確実な蒸気凝縮が期待でき
る。ここで矢印は蒸気の流れを示す。

さらに、リリーフ弁が閉められ蒸気放出がなく
なると、リリーフベント管６内の蒸気が凝縮する
ために負圧となり、プール水４はリリーフベント
管６内に急激に逆流する。この時の水流によつて
ピストン２１は管内に戻され、ダクト１８も放出
口上方の元の位置に戻される。

本発明によれば、リリーフ弁作動時の荷重が大
巾に低減でき、バキユームブレーカも不要となる
ので、経済的で安全性の高い原子炉格納容器を供
する事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸騰水型原子炉の原子炉格納容器の構
造図、第２図は第１図の圧力抑制室の縦断面図、
第３図は本発明の好適な一実施例であるリリーフ
ベント管の構造図、第４図〜第１０図は本発明の
他の実施例の構造図である。 １……原子炉圧力容器、２……ドライウエル、
３……圧力抑制室、４……プール水、６……リリ
ーフベント管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉容器内の蒸気を圧力抑制室内の冷却材
   中に導き凝縮させるリリーフベント管において、
   該リリーフベント管先端の放出口が前記冷却材の
   液面上方で前記液面近くに配置され、しかも、前
   記液面に向つて開口していることを特徴とするリ
   リーフベント管。