JP2012132710A

JP2012132710A - 非常用炉心冷却系の満水監視装置

Info

Publication number: JP2012132710A
Application number: JP2010283117A
Authority: JP
Inventors: Kensaku Ando; 健作安藤; Fujio Shiraishi; 藤雄白石
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2012-07-12

Abstract

【課題】非常用炉心冷却系の満水状態を確実に検出することが可能な信頼性の高い非常用炉心冷却系の満水監視装置を提供する。
【解決手段】非常用炉心冷却系１２の上部配管１２ａに取り付けられた少なくとも一つの水位計６及び圧力検出器１０と、前記水位計６及び圧力検出器１０から入力された信号を処理することにより前記非常用炉心冷却系１２が満水状態であるか否かを判断する比較演算部９と、前記非常用炉心冷却系１２が満水状態でないと判断された場合に警報を発する警報装置９とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子力プラントの非常用炉心冷却系が満水状態にあるか否かを監視するための非常用炉心冷却系の満水監視装置に関する。

原子力プラント、例えば沸騰水型原子炉では、冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ）が起きた際に、炉心を冷却するために、非常用炉心冷却系（ＥＣＣＳ）が自動的に起動する。この非常用炉心冷却系は冷却材喪失事故信号を受けて、自動的に起動して冷却水を原子炉圧力容器に注入するもので、原子炉が高圧のときに注水する高圧注入系と圧力が下がってから注水する低圧注入系から構成されている。

沸騰水型原子炉の非常用炉心冷却系の系統設計においては、主要配管内の容積が炉心に注入する冷却水の量と等しい量とするという前提があるため、主要配管内は満水状態でなければならない。この機能の確保のために、高圧注水系及び低圧注水系を構成する配管が満水状態であることが保安規定上で求められている。

非常用炉心冷却系の配管を満水にする手段について、低圧注入系を例に説明する。図１は低圧注入系を模式的に示したもので、低圧注入系を構成する配管１２は基本的に原子炉圧力容器１に接続される上部配管１２ａ、垂直配管１２ｂ、圧力抑制室３に接続され途中に開閉弁５を有する下部配管１２ｃから構成される。これらの配管を満水にするには、開閉弁５を開にした状態でポンプ４により圧力抑制室３内のプール水を吸引し各配管にプール水を満たした後、開閉弁を閉にする。これにより、垂直配管１２ｂと下部配管１２ｃは満水状態となり、上部配管１２ａはその上部に加圧空間が形成されるが、この加圧空間が所定値以下であれば、この低圧注水系は満水状態と判断される。

現在、非常用炉心冷却系が満水状態か否かの判断は、上部配管に接続された複数の圧力検出器によって行われている。圧力検出器は上部配管の加圧空間の圧力を常時監視し、測定圧力値が所定値より下がった場合、満水状態ではないと判断し、警報を発生させ、再度、満水状態にするための作業を実施する。

特開２００３−２８６９９号公報特開平６−２８１４９２号公報

上述したように、従来、圧力検出器によって非常用炉心冷却系が満水状態であるか否かを判断していたが、圧力検出器のみでは、圧力変動や他の要因による誤動作の可能性があり、確実性、信頼性に乏しいものであった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、水位計等を併用することにより非常用炉心冷却系の満水状態を確実に検出することが可能な信頼性の高い非常用炉心冷却系の満水監視装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る非常用炉心冷却系の満水監視装置は、非常用炉心冷却系の上部配管に取り付けられた少なくとも一つの水位計及び圧力検出器と、前記水位計及び圧力検出器から入力された信号を処理することにより前記非常用炉心冷却系が満水状態であるか否かを判断する比較演算部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、圧力検出器と水位計等を併用することにより、非常用炉心冷却系が満水状態にあるか否かを確実に検出することができる。

本発明に係る低圧炉心注入系の構成図。第１の実施形態に係る満水監視装置の構成図。第１の実施形態の変形例に係る満水監視装置の構成図。第２の実施形態に係る満水監視装置の構成図。第３の実施形態に係る満水監視装置の構成図。

以下、本発明の実施態様について図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る非常用炉心冷却系の満水監視装置２０を図２、図３により説明する。なお、以下の実施形態では、満水監視装置を非常用炉心冷却系の低圧注水系に適用した例を説明するが、高圧注水系にも適用できることはもちろんである。

本実施形態の配管内満水監視装置２０は、低圧注水系１２の上部配管１２ａに取り付けられ超音波センサ６、圧力検出器１０、圧力スイッチ１１、演算部８、比較演算部９とから構成される。

超音波センサ６は配管１２ａを取り巻くように取り付けられ、超音波は上部配管１２ａの下側から気相と液相の界面に向かって入射される。上部配管１２ａ内に入射された超音波は配管内の気相と液相の界面で透過率の違いから反射し、液相側に戻ってくる。戻ってきた超音波パルスをセンサで捉え、上部配管１２ａ内の液位を監視する。

また、上部配管１２ａには圧力検出器１０及び圧力スイッチ１１が取り付けられており、満水状態でないときには圧力が低下し、所定値以下になると圧力スイッチ１１が作動する。

上部配管１２ａ内が満水状態でないとき、超音波センサ６及び／又は圧力スイッチ１１が作動するため、両者の信号を比較演算部９にて処理し、警報器７により中央制御室に警報を発報する。運転員は、この警報を受けて、再度、上部配管１２ａを含む低圧注水系１２内を満水にするための作業を実施する。

なお、比較演算部９は超音波センサ６又は圧力検出器１０のいずれかが満水状態にないことを検出したとき、又は、両者が満水状態にないことを検出したときに警報を発するように設定することができる。

本第１の実施形態によれば、超音波センサと圧力センサを併用することにより、非常用炉心冷却系の配管内が満水状態か否かを確実に検出することができる。
なお、本実施形態では水位計として超音波センサ６を用いているが、超音波センサ６の代わりに図３に示すように電極式レベル計１３を用いてもよい。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る満水監視装置２０を図４により説明する。なお、上記の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本第２の実施形態では、超音波センサ６や電極式レベル計１３の代わりにサイホン管１４を用いて、サイホンの原理によって、満水状態を確認するものである。
サイホン管１４は上部配管１２ａに少なくとも１箇所に取り付けられ、サイホン管１４の取出口にバルブ１７、出口にバルブ１８がそれぞれ設けられる。また、サイホン管１４の途中には圧力検知器１６と圧力スイッチ１５が取り付けられている。

通常、サイホン管１４内は水で満たされており、満水状態監視時にはバルブ１７のみを開とし、サイホン管１４内の圧力を監視する。満水状態でない場合は、圧力が低下し、所定値以下となると圧力スイッチ１５が作動する。

このように、上部配管１２ａ内が満水状態でないとき、サイホン管１４の圧力スイッチ１５及び／又は上部配管１２ａ接続された圧力スイッチ１１が作動するため、両者の信号を比較演算部９にて処理し、中央制御室に警報を発報する。運転員は、この警報を受けて、再度、低圧注水系１２内を満水にするための作業を実施する。

なお、比較演算部９はサイホン管１４又は圧力検出器１０のいずれかが満水状態にないことを検出したとき、又は、両者が満水状態にないことを検出したときに警報を発するように設定することができる。

本第２の実施形態によれば、サイホン管の圧力センサと上部配管の圧力センサを併用することにより、非常用炉心冷却系の配管内が満水状態か否かを確実に検出することができる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る配管内満水監視装置２０を図５により説明する。なお、上記の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態では、上記実施形態の超音波センサ６、電極式レベル計１３及びサイホン管１４の代わりに電磁流量計１９を用いることを特徴としている。
電磁流量計１９は管内が満水状態でないと信号にノイズが多くなり不安定となる特質を有しており、本実施形態ではこの性質を利用して満水状態にあるか否かを判断する。

上部配管１２ａ内が満水状態でないとき、電磁流量計１９の信号不安定情報及び／又は上部配管１２ａ接続された圧力スイッチ１１の信号が比較演算部９に入力され、比較演算部９は両者の信号を比較処理し、中央制御室に警報を発報する。運転員は、この警報を受けて、再度、低圧注水系１２内を満水にするための作業を実施する。

なお、比較演算部９は電磁流量計１９又は圧力検出器１０のいずれかが満水状態にないことを検出したとき、又は、両者が満水状態にないことを検出したときに警報を発するように設定することができる。
本第３の実施形態によれば、電磁流量計と上部配管の圧力センサを併用することにより、非常用炉心冷却系の配管内が満水状態か否かを確実に検出することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組合せ、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…原子炉圧力容器、２…格納容器、３…圧力抑制室、４…低圧炉心スプレイポンプ、５…開閉弁、６…超音波センサ、７…警報器、８…演算部、９…比較演算部、１０…圧力検出器、１１…圧力スイッチ、１２…低圧注水系、１２ａ…上部配管、１２ｂ…垂直配管、１２ｃ…下部配管」、１３…電極式レベル計、１４…サイホン管、１５…圧力スイッチ、１６…圧力検出器、１７、１８…バルブ、１９…電磁流量計、２０…配管内満水監視装置。

Claims

非常用炉心冷却系の上部配管に取り付けられた少なくとも一つの水位計及び圧力検出器と、前記水位計及び圧力検出器から入力された信号を処理することにより前記非常用炉心冷却系が満水状態であるか否かを判断する比較演算部とを有することを特徴とする非常用炉心冷却系の満水監視装置。
前記水位計は超音波センサ又は電極式レベル計であることを特徴とする請求項１記載の非常用炉心冷却系の満水監視装置。
非常用炉心冷却系の上部配管に取り付けられた少なくとも一つのサイホン管及び圧力検出器と、前記サイホン管に取り付けられた圧力検出器と、前記２つの圧力検出器から入力された信号を処理することにより前記非常用炉心冷却系が満水状態であるか否かを判断する比較演算部とを有することを特徴とする非常用炉心冷却系の満水監視装置。
非常用炉心冷却系の上部配管に取り付けられた少なくとも一つの電磁流量計及び圧力検出器と、前記電磁流量計及び圧力検出器から入力された信号を処理することにより前記非常用炉心冷却系が満水状態であるか否かを判断する比較演算部とを有することを特徴とする非常用炉心冷却系の満水監視装置。
前記非常用炉心冷却系が満水状態でないと判断された場合に警報を発することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の非常用炉心冷却系の満水監視装置。