JP2019027748A - Condensate storage facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、復水貯蔵設備に係り、特に原子力発電プラントの復水貯蔵設備の系統構成に関する。 The present invention relates to a condensate storage facility, and more particularly to a system configuration of a condensate storage facility of a nuclear power plant.
原子力プラントで用いられる復水貯蔵タンクまたは復水貯蔵槽(以下CSTと称する)は、プラントで使用する水を一時貯蔵しておくための設備であり、多目的な機能と巨大な容積を持つ復水貯蔵設備である。CSTは、プラントの非常用水の貯蔵機能や、系統・機器への給水、水張り、他系統の水の受け入れといった常用水の貯蔵機能を持つ。 A condensate storage tank or condensate storage tank (hereinafter referred to as CST) used in a nuclear power plant is a facility for temporarily storing water used in the plant, and has a multipurpose function and a huge capacity. It is a storage facility. The CST has a storage function for emergency water in a plant and a storage function for regular water, such as water supply to systems and devices, water filling, and reception of water from other systems.
復水貯蔵設備として、単一のCSTから構成される系統構成と、非常用水を貯蔵する非常用CSTおよび常用水を貯蔵する常用CSTが分離されて設置される系統構成がそれぞれ公知である。 As a condensate storage facility, a system configuration composed of a single CST, a system configuration in which an emergency CST that stores emergency water and a service CST that stores service water are separately installed are known.
単一のCSTでは、CST下部に貯蔵される水が非常用水源として常に一定量確保され、CST上部の水が常用水源として利用される。CST下部に非常用復水供給配管、CST中腹に常用復水供給配管を有する構成となっている(非特許文献1)。 In a single CST, a certain amount of water stored in the lower part of the CST is always secured as an emergency water source, and the water in the upper part of the CST is used as an ordinary water source. An emergency condensate supply pipe is provided at the lower part of the CST, and an ordinary condensate supply pipe is provided in the middle of the CST (Non-Patent Document 1).
非常用CSTと常用CSTが分離されて設置された復水貯蔵設備として、例えば、特許文献1に記載のように、常用CSTと非常用CSTの接続ラインを設け、通常運転中は待機状態にある非常用CSTに貯蔵された水(非常用水)の水質浄化および水位制御のために、非常用CSTの非常用水の一部を常用CSTに回収して浄化し、常用CSTから非常用CSTへ水の補給を行うことが提案されている。常用CSTと非常用CSTの接続ラインを設け、常用CSTから非常用CSTへ水の補給を行うようにしたものとしては、他に特許文献2や特許文献3に記載のものがある。 As a condensate storage facility in which the emergency CST and the normal CST are separated and installed, for example, as described in Patent Document 1, a connection line between the normal CST and the emergency CST is provided and is in a standby state during normal operation. In order to purify the water stored in the emergency CST (emergency water) and control the water level, a part of the emergency water in the emergency CST is collected and purified in the regular CST, and water is transferred from the regular CST to the emergency CST. It has been proposed to supply. Others that provide a connection line between the regular CST and the emergency CST and replenish water from the regular CST to the emergency CST include those described in Patent Document 2 and Patent Document 3.
単一のCSTの系統構成では、非常時において常用水源を非常用水源としても利用ができる深層防護の機能を有していると言える。 It can be said that the system configuration of a single CST has a deep protection function that can be used as an emergency water source in an emergency.
しかし、特許文献1などに記載の非常用CSTと常用CSTが別個に設置された復水貯蔵設備の系統構成では、プラント内の設備の配置性に優れているが、ポンプを用いて常用CSTに貯蔵された水(常用水)を非常用CSTに送水しているため、外部電源喪失などを伴う非常時において、常用水を非常用水として利用する深層防護の機能を喪失する可能性がある。また、ポンプ動力に非常用電源を用いる場合には、非常用電源にかかる負荷が大きくなる。 However, in the system configuration of the condensate storage facility in which the emergency CST and the regular CST described in Patent Document 1 are installed separately, the arrangement of the facilities in the plant is excellent. Since the stored water (ordinary water) is sent to the emergency CST, there is a possibility of losing the function of deep protection that uses the regular water as emergency water in an emergency involving loss of external power. Further, when an emergency power supply is used for pump power, a load applied to the emergency power supply increases.
本発明の目的は、常用CSTと非常用CSTが別個に設置された復水貯蔵設備において、非常時において常用水を非常用水としても利用ができる深層防護の機能を有する復水貯蔵設備を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a condensate storage facility having a deep protection function that can be used as an emergency water in an emergency in a condensate storage facility in which a service CST and an emergency CST are installed separately. There is.
本発明は、常用CSTと非常用CSTが別個に設置された復水貯蔵設備において、常用CSTと非常用CSTが、フェールオープン機能を有する弁(FO弁)を設けた管路によって接続され、FO弁が開の際に静水頭差によって常用CST内の水を非常用CSTに送水するようにしたことを特徴とする。 In the condensate storage facility in which the service CST and the emergency CST are separately installed, the service CST and the emergency CST are connected by a pipe line provided with a valve (FO valve) having a fail-open function. When the valve is opened, the water in the service CST is sent to the emergency CST by the hydrostatic head difference.
本発明によれば、非常用CSTと常用CSTが別個に設置された復水貯蔵設備において、非常時において静水頭差によって常用CST内の水が非常用CSTに移動するようになり、非常時において常用水を非常用水として利用することが可能な深層防護の機能を有する系統構成を実現できる。これにより、原子力発電プラントの安全性をより向上させることができる。 According to the present invention, in the condensate storage facility in which the emergency CST and the service CST are installed separately, the water in the service CST moves to the emergency CST due to a hydrostatic head difference in an emergency. It is possible to realize a system configuration having a defense-in-depth function that can use ordinary water as emergency water. Thereby, the safety | security of a nuclear power plant can be improved more.
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
先ず、本発明に至った経緯を説明する。
非常用CSTと常用CSTを別個に配置している特許文献1〜3では、通常運転時における非常用水の浄化ために、ポンプが設けられた管路によって非常用CSTと常用CSTを接続している。すなわち、特許文献1〜3では非常時に常用水を非常用水として利用する深層防護の機能について考慮されていない。しかし、非常用CSTと常用CSTを別個に設置した復水貯蔵設備においても、単一のCSTの系統構成のように、非常時において常用水源を非常用水源としても利用ができる深層防護の機能を有するようにすることが重要である。
First, the background to the present invention will be described.
In Patent Documents 1 to 3, in which the emergency CST and the service CST are separately arranged, the emergency CST and the service CST are connected by a pipe line provided with a pump in order to purify the emergency water during normal operation. . In other words, Patent Documents 1 to 3 do not consider the function of deep defense that uses ordinary water as emergency water in an emergency. However, even in the condensate storage facility in which the emergency CST and the service CST are installed separately, the function of deep protection that can use the service water source as an emergency water source in an emergency is provided, as in the system configuration of a single CST. It is important to have it.
そして、上述したように、従来の非常用CSTと常用CSTが分離されて設置された復水貯蔵設備では、ポンプを用いて常用CSTの常用水を非常用CSTに送水しているため、外部電源喪失などを伴う非常時において、常用水を非常用水として利用する深層防護の機能を喪失する可能性がある。外部電源喪失を考慮してポンプ動力に非常用電源を用いる構成が考えられる。しかしながら、この場合、非常用電源にかかる負荷が大きくなる。ポンプ動力に非常用電源を用いる構成は、能動的に深層防護の機能を得る構成であると言える。本発明者らは、能動的に深層防護機能を得る構成ではなく、受動的な深層防護の機能を得る構成が有効であるとの着想に基づき、本発明の構成に至ったものである。そして、本発明では、常用CSTと非常用CSTをFO弁が設けられた管路によって接続し、静水頭差によって常用CST内の水を非常用CSTに送水するようにすることにより、ポンプなどの動力を必要とする大規模な機器を用いずに、受動的な深層防護の機能を実現するようにしたものである。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
As described above, in the condensate storage facility in which the conventional emergency CST and the normal CST are separated and installed, the normal CST normal water is sent to the emergency CST using a pump. In the event of an emergency with loss, etc., there is a possibility of losing the function of defense in depth that uses ordinary water as emergency water. Considering the loss of external power supply, a configuration using an emergency power supply for pump power can be considered. However, in this case, the load on the emergency power supply becomes large. It can be said that the configuration using the emergency power supply for the pump power is a configuration that actively obtains the function of defense in depth. The present inventors have arrived at the configuration of the present invention based on the idea that a configuration that obtains a passive depth protection function is effective rather than a configuration that actively obtains a depth protection function. In the present invention, the service CST and the emergency CST are connected by a pipe line provided with an FO valve, and the water in the service CST is sent to the emergency CST by a hydrostatic head difference, so that It is intended to realize a passive defense-in-depth function without using large-scale equipment that requires power.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1に係る復水貯蔵設備を模式的に示す図である。
CSTの主要な機能は以下の通りである。非常用CSTは1の機能を有し、常用CSTは2〜5の機能を有している。通常、常用CSTは非常用CSTの2〜3倍程度の容量を有する。
1.原子炉冷却用の非常用水源
2.プラント停止中の原子炉ウェル水張り水源
3.プラント構成機器への洗浄水、水張り水、補給水などの供給
4.復水給水系への水張り、およびプラント停止中の復水給水受け入れ
5.廃棄物処理系の処理済水受け入れ
本実施例の復水貯蔵設備は、給水、水張り、他系統の水の受け入れなどを目的として用いられる常用CST101と、非常用水の確保を目的として用いられる非常用CST102に分離され、別個に設置されている。
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the condensate storage facility according to the first embodiment of the present invention.
The main functions of CST are as follows. The emergency CST has one function, and the regular CST has two to five functions. Usually, the service CST has a capacity of about 2 to 3 times that of the emergency CST.
1. 1. Emergency water source for reactor cooling 2. Reactor well water-filled water source during plant shutdown 3. Supply of cleaning water, water filling water, makeup water, etc. to plant components 4. Filling the condensate supply system and accepting condensate supply while the plant is stopped Receiving treated water for waste treatment system The condensate storage facility of this embodiment is used for the purpose of securing emergency water and the regular CST101 used for water supply, water filling, receiving water from other systems, etc. It is separated into CST102 and installed separately.
常用CST101には、他系統からの流入水を受け入れる流入水受け入れライン201とプラント構成機器などへの送水を行う常用水供給ライン202が接続されている。常用水供給ライン202はポンプ(図示省略)が設けられている。
The regular CST 101 is connected to an inflow water receiving
非常用CST102には、非常用水供給ライン203が接続されている。非常用水供給ライン203にはポンプ(図示省略)が設けられている。このポンプは外部電源喪失などの場合でも非常用電源で駆動できるように構成されている。
An emergency
本実施例では、常用CST101が非常用CST102よりも高所に配置され、かつ常用CST101下部と非常用CST102上部がFO弁301を設けた管路(常用CST‐非常用CST接続ライン204)で接続されている。常用CST‐非常用CST接続ライン204にはポンプが設けられていない。また、同ライン204には、非常時に常用CST側から非常用CST側へ水が移動するのに障害となる機器が設けられていない。
In this embodiment, the service CST 101 is arranged at a higher position than the
FO弁は、フェールオープン機能を有する弁であり、通常時は閉となっており、プラント電源喪失時、自動で開となる弁を意味する。従って、本実施例では、電源喪失を伴う非常時において、FO弁301が開となることから、静水頭差によって常用CST101内の水が非常用CST102に移動する。したがって、本実施例では、常用水を非常用水源としても利用可能な深層防護の機能を有する。また、本実施例では、常用CST101から非常用CST102への送水にポンプのような電源を必要とする機器を用いていないので、深層防護の機能は受動的なものと言える。すなわち、深層防護の機能を得るためにポンプを用いていない。ポンプを用いた場合、非常用電源を必要とする。非常用電源は原子炉に給水するためのポンプなどを駆動するために用いるものである。常用CST101から非常用CST102への送水のために非常用電源を用いた場合、非常用電源を消費してしまうことになり、原子炉への給水を行うポンプの駆動に影響が出るので、非常用電源を大きなものとする必要がある。本実施例では非常用電源を用いないで深層防護の機能を実現するものである。
The FO valve is a valve having a fail-open function, which means a valve that is normally closed and is automatically opened when the plant power supply is lost. Therefore, in this embodiment, since the
本実施例では、常用CST101下部と非常用CST102上部を接続している。このため、非常用CST102内の非常用水が常用水CST101に流出することがない。これにより、非常用水源喪失のリスクが解消される。なお、この効果を得るために、常用CST‐非常用CST接続ライン204の非常用CST102への接続口を非常用CST102の水位よりも高い位置とし、常用水CST101への接続口の位置を、非常用CST102への接続口よりも高い位置とするのが望ましい。また、非常用CSTは水源喪失のリスクをなくすために例えば炭素鋼により形成された常用CSTよりも強固な部材(例えばステンレス鋼)で構成される。このため、例えば、非常用CSTの下部に配管を漏水が生じないように接続することは容易でない。従って、常用CST‐非常用CST接続ライン204の非常用CST102への接続(送水の供給口)を非常用CST102の上部にすることは漏水リスクの低減にも有効である。
In this embodiment, the lower part of the
また、本実施例では、非常用CST102における水位調節を以下のような構成により実現している。
すなわち、非常用CST内の水位を検出するために、非常用CST102にはレベルスイッチ(リミットスイッチ)402が設けられている。また、FO弁301は、圧縮空気で閉方向に動作するように構成された空気動作(Air Operation)弁でもあり、FO弁301には蓄圧器401が接続されている。レベルスイッチ402で非常用CST102内の非常用水の水位を検出し、所定の上限水位を検知したら、蓄圧器401からの圧縮空気がFO弁301の駆動部に供給されるようになっている。これにより、FO弁301が閉じて、非常用CST102におけるオーバーフローを防止する。本実施例は、水位調節のためのラインと非常時に常用CST101から非常用CST102へ送水して深層防護の機能を実現するためのラインを一つのラインで実現するようにしており、安全性をより向上させながら、コスト低減も可能としたものと言える。
In this embodiment, the water level adjustment in the
That is, in order to detect the water level in the emergency CST, the
本実施例では、常用CST101及び非常用CST102を共にタンクにより構成しても良いが、非常用CST102をプールとして構成するのが望ましい。すなわち、常用CST101をタンク(容器)とし、地面若しくは高所に設置し、非常用CST102を常用CST101よりも低所に位置するように地下若しくは地面にプールとして据え付ける。非常用CST102は、例えば、コンクリートにより枠体が形成され、内部にステンレス鋼の内張り材が施された構成とする。
In this embodiment, both the
図2は、本発明の実施例2に係る復水貯蔵設備を模式的に示す図である。実施例1と共通な部分についての説明は省略する。
実施例2では、常用CST101及び非常用CST102が共にタンクにより構成されている。常用CST101下部と非常用CST102下部が、常用CST‐非常用CST接続ライン204により接続されている。常用CST‐非常用CST接続ライン204の非常用CST102への接続を容易にするため、非常用CST102は炭素鋼で構成されている。また、常用CST101と非常用CST102は略同一レベルに設置されており、例えば、同一建屋内に設置されている。本実施例では、常用CST‐非常用CST接続ライン204に、FO弁301と逆止弁302が設けられている。また、同ライン204には、実施例1と同様に、非常時に常用CST側から非常用CST側へ水が移動するのに障害となる機器が設けられていない。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the condensate storage facility according to the second embodiment of the present invention. A description of parts common to the first embodiment will be omitted.
In the second embodiment, both the
非常用CST102は常用CST101に比べ容積が十分に小さくなることから、同一レベルに設置されていても、電源喪失を伴う非常時において、常用CST101の常用水は水頭差により非常用CST102に流入する。従って、非常時に常用CST‐非常用CST接続ライン204を通じて常用CST101から非常用CST102へ自動で水が流入する。すなわち、本実施例においても常用水を非常用水源としても利用可能な深層防護の機能を有する。また、逆止弁302は、非常用CST102から常用CST101への流れを止めるもので、逆止弁302により、常用CST‐非常用CST接続ライン204を通じて非常用CST102内の非常用水が常用CST101に流出することによる非常用水源喪失のリスクが低減する。
Since the volume of the
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加,削除,置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
101:常用CST
102:非常用CST
201:流入水受け入れライン
202:常用水供給ライン
203:非常用水供給ライン
204:常用CST‐非常用CST接続ライン
301:FO弁
302:逆止弁
401:蓄圧器
402:レベルスイッチ
101: Common use CST
102: Emergency CST
201: Inflow water receiving line 202: Service water supply line 203: Emergency water supply line 204: Service CST-Emergency CST connection line 301: FO valve 302: Check valve 401: Pressure accumulator 402: Level switch
Claims (6)
前記常用CSTと前記非常用CSTが、フェールオープン機能を有する弁(以下、FO弁と称する)を設けた管路によって接続されており、
前記FO弁が開の際に静水頭差によって前記常用CST内の常用水を前記非常用CSTに送水するようにしたことを特徴とする復水貯蔵設備。 In a condensate storage facility in which a regular CST and an emergency CST are separately installed as a condensate storage tank or a condensate storage tank (hereinafter referred to as CST),
The normal CST and the emergency CST are connected by a pipe provided with a valve having a fail-open function (hereinafter referred to as FO valve),
A condensate storage facility characterized in that, when the FO valve is opened, the normal water in the normal CST is sent to the emergency CST by a hydrostatic head difference.
前記常用CSTが前記非常用CSTよりも高所に配置されていることを特徴とする復水貯蔵設備。 In the condensate storage facility according to claim 1,
The condensate storage facility, wherein the regular CST is disposed higher than the emergency CST.
前記FO弁を設けた管路は、前記常用CSTの下部と前記非常用CSTの上部を接続することを特徴とする復水貯蔵設備。 In the condensate storage facility according to claim 2,
The condensate storage facility characterized in that the pipe line provided with the FO valve connects the lower part of the regular CST and the upper part of the emergency CST.
前記FO弁を設けた管路は、前記常用CSTの下部と前記非常用CSTの下部を接続しており、
前記常用CSTと前記非常用CSTは前記FO弁が開の際に静水頭差によって前記常用CST内の常用水を前記非常用CSTに送水できるように配置されていることを特徴とする復水貯蔵設備。 In the condensate storage facility according to claim 1,
The pipe line provided with the FO valve connects the lower part of the normal CST and the lower part of the emergency CST,
The normal CST and the emergency CST are arranged so that when the FO valve is opened, the normal water in the normal CST can be sent to the emergency CST by a hydrostatic head difference. Facility.
前記FO弁を設けた管路は、前記非常用CSTから前記常用CSTへの流れを止める逆止弁を備えていることを特徴とする復水貯蔵設備。 In the condensate storage facility according to claim 4,
The conduit having the FO valve is provided with a check valve for stopping the flow from the emergency CST to the service CST.
前記FO弁は蓄圧装置からの圧縮空気により閉じる方向に駆動される空気動作弁として構成されており、前記非常用CSTに設けた水位を検出するレベルスイッチが上限水位を検出した際に閉じるように構成されていることを特徴とする復水貯蔵設備。 In the condensate storage facility according to any one of claims 1 to 5,
The FO valve is configured as an air operated valve that is driven in a closing direction by compressed air from a pressure accumulator, and is closed when a level switch for detecting a water level provided in the emergency CST detects an upper limit water level. Condensate storage facility characterized in that it is configured.
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