JP3224284B2 - 軽水炉の非常用炉心冷却水注入装置 - Google Patents
軽水炉の非常用炉心冷却水注入装置Info
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軽水炉の非常用炉心冷
却水注入装置に係り、特に、一次冷却水の水位が低下し
た際に、受動的に作動して冷却水を原子炉内に注入して
安全性を確保する技術に関するものである。
却水注入装置に係り、特に、一次冷却水の水位が低下し
た際に、受動的に作動して冷却水を原子炉内に注入して
安全性を確保する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非常用炉心冷却系設備は、一次冷却水喪
失事故が発生した時に、一次冷却水を原子炉圧力容器内
に注入して炉心の冠水状態を保持するものであり、蓄
圧注入系、高圧注入系、低圧注入系、自動減圧系
等がある。
失事故が発生した時に、一次冷却水を原子炉圧力容器内
に注入して炉心の冠水状態を保持するものであり、蓄
圧注入系、高圧注入系、低圧注入系、自動減圧系
等がある。
【０００３】これらの設備では、原子炉圧力容器内の水
位の異常低下を水位計測装置により検出して検出電気信
号を出力させ、電磁弁等の弁を電気または空気圧等の動
力によって開放作動させて、非常用冷却水タンクから冷
却水（またはほう酸水）を原子炉圧力容器内に注入する
ようにしている。したがって、非常時には、信号伝送の
ための装置や動力によって作動する装置と、非常用炉心
冷却系を確実に作動させるために信頼性の高い動力源と
を確保することが必要である。
位の異常低下を水位計測装置により検出して検出電気信
号を出力させ、電磁弁等の弁を電気または空気圧等の動
力によって開放作動させて、非常用冷却水タンクから冷
却水（またはほう酸水）を原子炉圧力容器内に注入する
ようにしている。したがって、非常時には、信号伝送の
ための装置や動力によって作動する装置と、非常用炉心
冷却系を確実に作動させるために信頼性の高い動力源と
を確保することが必要である。
【０００４】近年、原子炉システムの簡素化をねらいと
して、受動的安全システムを大幅に取り入れた新しい思
想に基づく原子炉の開発が要望されている。これらの原
子炉に用いられる受動的安全システムは、外部からのエ
ネルギあるいは信号、操作なしに、それ自体の有するメ
カニズムによって安全機能の達成を確保しようとしてい
る。
して、受動的安全システムを大幅に取り入れた新しい思
想に基づく原子炉の開発が要望されている。これらの原
子炉に用いられる受動的安全システムは、外部からのエ
ネルギあるいは信号、操作なしに、それ自体の有するメ
カニズムによって安全機能の達成を確保しようとしてい
る。
【０００５】受動的安全システムに関連する技術とし
て、特開昭６２−１０８１９２号公報「軽水冷却型原子
炉」が提案されている。その技術の概略を説明すると、
原子炉圧力容器の上方位置に、非常用給水系の給水タン
クを連設しておくとともに、非常用給水系の途中にポン
プの吐出圧力低下時に管路を開放する制御弁を配設し
て、炉心を冠水状態にしている一次冷却水またはほう酸
水の一部をポンプで吸引し続けるようになし、ポンプの
吐出圧力を直接制御弁に伝送して非常用給水系の管路を
閉じておき、原子炉圧力容器の水位低下により気体の吸
引現象が生じてポンプの吐出圧力が低下した場合に、制
御弁が受動的に管路を開放することによって、冷却水や
ほう酸水の供給を自動的に開始して炉心の冠水状態を維
持するようにしたものである。
て、特開昭６２−１０８１９２号公報「軽水冷却型原子
炉」が提案されている。その技術の概略を説明すると、
原子炉圧力容器の上方位置に、非常用給水系の給水タン
クを連設しておくとともに、非常用給水系の途中にポン
プの吐出圧力低下時に管路を開放する制御弁を配設し
て、炉心を冠水状態にしている一次冷却水またはほう酸
水の一部をポンプで吸引し続けるようになし、ポンプの
吐出圧力を直接制御弁に伝送して非常用給水系の管路を
閉じておき、原子炉圧力容器の水位低下により気体の吸
引現象が生じてポンプの吐出圧力が低下した場合に、制
御弁が受動的に管路を開放することによって、冷却水や
ほう酸水の供給を自動的に開始して炉心の冠水状態を維
持するようにしたものである。
【０００６】そして、この技術によれば、原子炉水位の
低下事故あるいはポンプ停止時に、受動的に給水系が作
動して給水がなされることによって、炉心の冠水状態を
保持することができるようになる。
低下事故あるいはポンプ停止時に、受動的に給水系が作
動して給水がなされることによって、炉心の冠水状態を
保持することができるようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ポンプを作動
させるためには、原子炉運転中における電動モータ等の
駆動源の停電事故の発生を防止する必要があり、また、
連続的に回転し続ける部分にあっては、安全性を確保す
るためにそのメンテナンスを考慮しなければならない等
の解決すべき課題が残されている。
させるためには、原子炉運転中における電動モータ等の
駆動源の停電事故の発生を防止する必要があり、また、
連続的に回転し続ける部分にあっては、安全性を確保す
るためにそのメンテナンスを考慮しなければならない等
の解決すべき課題が残されている。
【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、冷却水供給系を遮断している部分を、自然力のみ
によって受動的に開放して給水を行なうことにより、原
子炉の安全性を確保することを目的としている。
ので、冷却水供給系を遮断している部分を、自然力のみ
によって受動的に開放して給水を行なうことにより、原
子炉の安全性を確保することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の複数の手段を提案している。第１の手段は、原子炉格
納容器のプール水中に、原子炉圧力容器が水浸状態に配
される非常用炉心冷却水注入装置であって、原子炉圧力
容器の内部とプール水及び原子炉格納容器の気相部分と
の間に配されこれらを接続する給水用配管及び均圧用配
管と、給水用配管及び均圧用配管に介在状態に配され管
路の開閉をする水圧作動弁とを具備し、該水圧作動弁に
おける弁室の内部に、弁座と原子炉圧力容器の内部圧力
の押圧力によって弁座の閉塞状態を保持し内部圧力の減
少時に弾発力によって弁座を開放させる弁体とが配され
る構成を採用している。第２の手段は、第１の手段にお
ける水圧作動弁に、弁体を弁座の閉塞方向に移動させる
弁閉塞手段が配される構成を付加した軽水炉の非常用炉
心冷却水注入装置としている。第３の手段は、第２の手
段に、弁閉塞手段が、水圧作動弁の弁箱を貫通した弁棒
を囲んだ状態に配されるハウジングと、該ハウジングの
圧力室に配されその内壁と弁棒との間を区画するダイヤ
フラムと、弁棒とダイヤフラムとの間に弁棒と一体に介
在させられる移動板と、圧力室に接続され圧力流体を供
給するポンプとを具備する構成を付加した軽水炉の非常
用炉心冷却水注入装置としている。
の複数の手段を提案している。第１の手段は、原子炉格
納容器のプール水中に、原子炉圧力容器が水浸状態に配
される非常用炉心冷却水注入装置であって、原子炉圧力
容器の内部とプール水及び原子炉格納容器の気相部分と
の間に配されこれらを接続する給水用配管及び均圧用配
管と、給水用配管及び均圧用配管に介在状態に配され管
路の開閉をする水圧作動弁とを具備し、該水圧作動弁に
おける弁室の内部に、弁座と原子炉圧力容器の内部圧力
の押圧力によって弁座の閉塞状態を保持し内部圧力の減
少時に弾発力によって弁座を開放させる弁体とが配され
る構成を採用している。第２の手段は、第１の手段にお
ける水圧作動弁に、弁体を弁座の閉塞方向に移動させる
弁閉塞手段が配される構成を付加した軽水炉の非常用炉
心冷却水注入装置としている。第３の手段は、第２の手
段に、弁閉塞手段が、水圧作動弁の弁箱を貫通した弁棒
を囲んだ状態に配されるハウジングと、該ハウジングの
圧力室に配されその内壁と弁棒との間を区画するダイヤ
フラムと、弁棒とダイヤフラムとの間に弁棒と一体に介
在させられる移動板と、圧力室に接続され圧力流体を供
給するポンプとを具備する構成を付加した軽水炉の非常
用炉心冷却水注入装置としている。
【００１０】
【作用】第１の手段にあって、原子炉が運転状態でかつ
原子炉圧力容器内の水位が通常の状態であると、原子炉
圧力容器の内部圧力によって、弁体が弁座を押圧した状
態を保持し、水圧作動弁による給水用配管及び均圧用配
管の管路の閉塞が継続的に行なわれる。原子炉圧力容器
と原子炉格納容器との間で、原子炉冷却水またはその蒸
気の漏洩が生じた場合には、その漏洩量に対応して原子
炉圧力容器の内部圧力が低下するとともに、プール水の
圧力が高くなり、これらの圧力差が減少する。圧力差の
減少によって、内部圧力に基づく弁体の押圧力よりも弾
発力が大きくなると、水圧作動弁が給水用配管及び均圧
用配管の管路を開放し、原子炉圧力容器の内部とプール
水及び気相部分とが連通状態となり、水頭差によってプ
ール水が原子炉圧力容器内に流下して、炉心の冠水状態
の保持が行なわれる。第２の手段にあっては、第１の手
段による作用に付加して、原子炉の運転開始時等におい
て、弁閉塞手段によって、弁体を弁座の閉塞方向に強制
的に移動させて弁座を閉塞し、原子炉圧力容器の内部圧
力の上昇による弁座の閉塞状態への誘導が行なわれる。
第３の手段にあっては、第２の手段による作用に付加し
て、ポンプの作動によって発生させた圧力流体をハウジ
ングの圧力室に供給し、弁棒を介して弁体を弁座の閉塞
方向に移動させる。
原子炉圧力容器内の水位が通常の状態であると、原子炉
圧力容器の内部圧力によって、弁体が弁座を押圧した状
態を保持し、水圧作動弁による給水用配管及び均圧用配
管の管路の閉塞が継続的に行なわれる。原子炉圧力容器
と原子炉格納容器との間で、原子炉冷却水またはその蒸
気の漏洩が生じた場合には、その漏洩量に対応して原子
炉圧力容器の内部圧力が低下するとともに、プール水の
圧力が高くなり、これらの圧力差が減少する。圧力差の
減少によって、内部圧力に基づく弁体の押圧力よりも弾
発力が大きくなると、水圧作動弁が給水用配管及び均圧
用配管の管路を開放し、原子炉圧力容器の内部とプール
水及び気相部分とが連通状態となり、水頭差によってプ
ール水が原子炉圧力容器内に流下して、炉心の冠水状態
の保持が行なわれる。第２の手段にあっては、第１の手
段による作用に付加して、原子炉の運転開始時等におい
て、弁閉塞手段によって、弁体を弁座の閉塞方向に強制
的に移動させて弁座を閉塞し、原子炉圧力容器の内部圧
力の上昇による弁座の閉塞状態への誘導が行なわれる。
第３の手段にあっては、第２の手段による作用に付加し
て、ポンプの作動によって発生させた圧力流体をハウジ
ングの圧力室に供給し、弁棒を介して弁体を弁座の閉塞
方向に移動させる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係る軽水炉の非常用炉心冷却
水注入装置の一実施例について、図１ないし図３に基づ
いて説明する。各図において、符号１は原子炉圧力容
器、２は炉心、３は一次系配管、４Ａ，４Ｂは隔離弁、
５は原子炉格納容器、６は断熱材、７は水密カバー、１
１は給水用配管、１２は均圧用配管、１３Ａ，１３Ｂは
水圧作動弁、１４は弁閉塞手段、Ｃは気相部分、Ｐはプ
ール水である。
水注入装置の一実施例について、図１ないし図３に基づ
いて説明する。各図において、符号１は原子炉圧力容
器、２は炉心、３は一次系配管、４Ａ，４Ｂは隔離弁、
５は原子炉格納容器、６は断熱材、７は水密カバー、１
１は給水用配管、１２は均圧用配管、１３Ａ，１３Ｂは
水圧作動弁、１４は弁閉塞手段、Ｃは気相部分、Ｐはプ
ール水である。
【００１２】該一実施例における非常用炉心冷却水注入
装置にあっては、原子炉格納容器５のプール水Ｐの中
に、原子炉圧力容器１が水浸状態に配されるものに適用
され、原子炉格納容器５が給水タンクを兼用している。
装置にあっては、原子炉格納容器５のプール水Ｐの中
に、原子炉圧力容器１が水浸状態に配されるものに適用
され、原子炉格納容器５が給水タンクを兼用している。
【００１３】そして、非常用炉心冷却水注入装置は、図
１に示すように、原子炉圧力容器１の内部とプール水Ｐ
及び原子炉格納容器５の気相部分Ｃとの間に配されこれ
らを接続する給水用配管１１及び均圧用配管１２と、給
水用配管１１及び均圧用配管１２に介在状態に配され管
路の開閉をする水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂとを具備して
おり、水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂにおける弁室１３ａの
内部には、弁座１３ｂと、原子炉圧力容器１の内部圧力
の押圧力によって弁座１３ｂの閉塞状態を保持し内部圧
力の減少時に弾発力によって弁座１３ｂを開放させる弁
体１３ｃとが配される構成である。
１に示すように、原子炉圧力容器１の内部とプール水Ｐ
及び原子炉格納容器５の気相部分Ｃとの間に配されこれ
らを接続する給水用配管１１及び均圧用配管１２と、給
水用配管１１及び均圧用配管１２に介在状態に配され管
路の開閉をする水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂとを具備して
おり、水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂにおける弁室１３ａの
内部には、弁座１３ｂと、原子炉圧力容器１の内部圧力
の押圧力によって弁座１３ｂの閉塞状態を保持し内部圧
力の減少時に弾発力によって弁座１３ｂを開放させる弁
体１３ｃとが配される構成である。
【００１４】前記水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂは、例えば
同型のものとされる。そして、水圧作動弁１３Ａ，１３
Ｂには、図２及び図３に示すように、弁箱１３ｄの弁室
１３ａに配される弁座１３ｂ及び弁体１３ｃと、弁体１
３ｃに一体に取り付けられ弁箱１３ｄから外部に突出し
た状態に配される弁棒１３ｅと、該弁棒１３ｅの先端に
一体に取り付けられる移動板１３ｆと、該移動板１３ｆ
と弁箱１３ｄとの間に介在して弁体１３を弁座１３ｂか
ら引き離す方向に弾発力を作用させる弾発部材１３ｇ
と、弁箱１３ｄに対して弁棒１３ｅや移動板１３ｆ等を
覆った状態に取り付けられるハウジング１３ｈと、該ハ
ウジング１３ｈと弁箱１３ｄとの間に介在してシール性
を付与するためのシール用スペーサ１３ｉと、移動板１
３ｆの周縁部とシール用スペーサ１３ｉの内縁部との間
に配されてハウジング１３ｈの内部を区画するダイヤフ
ラム１３ｊと、給水用配管１１が取り付けられて原子炉
圧力容器１の内部と接続される管接続ノズル１３ｋと、
給水用配管１１が取り付けられてプール水Ｐまたは原子
炉格納容器５の気相部分Ｃと接続されるフランジ１３ｍ
と、ダイヤフラム１３ｊによって区画形成される圧力室
１３ｎと、該圧力室１３ｎを弁閉塞手段１４に接続する
ための接続口１３ｐとが設けられる。なお、符号１５は
各部品を一体化するためのボルト，ナット等の締結具で
ある。
同型のものとされる。そして、水圧作動弁１３Ａ，１３
Ｂには、図２及び図３に示すように、弁箱１３ｄの弁室
１３ａに配される弁座１３ｂ及び弁体１３ｃと、弁体１
３ｃに一体に取り付けられ弁箱１３ｄから外部に突出し
た状態に配される弁棒１３ｅと、該弁棒１３ｅの先端に
一体に取り付けられる移動板１３ｆと、該移動板１３ｆ
と弁箱１３ｄとの間に介在して弁体１３を弁座１３ｂか
ら引き離す方向に弾発力を作用させる弾発部材１３ｇ
と、弁箱１３ｄに対して弁棒１３ｅや移動板１３ｆ等を
覆った状態に取り付けられるハウジング１３ｈと、該ハ
ウジング１３ｈと弁箱１３ｄとの間に介在してシール性
を付与するためのシール用スペーサ１３ｉと、移動板１
３ｆの周縁部とシール用スペーサ１３ｉの内縁部との間
に配されてハウジング１３ｈの内部を区画するダイヤフ
ラム１３ｊと、給水用配管１１が取り付けられて原子炉
圧力容器１の内部と接続される管接続ノズル１３ｋと、
給水用配管１１が取り付けられてプール水Ｐまたは原子
炉格納容器５の気相部分Ｃと接続されるフランジ１３ｍ
と、ダイヤフラム１３ｊによって区画形成される圧力室
１３ｎと、該圧力室１３ｎを弁閉塞手段１４に接続する
ための接続口１３ｐとが設けられる。なお、符号１５は
各部品を一体化するためのボルト，ナット等の締結具で
ある。
【００１５】そして、水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂにおけ
る弾発部材１３ｇの弾発力は、図２に示すように、原子
炉が運転されていない自由状態にあっては、弁体１３を
弁座１３ｂから引き離す方向に弾発力を作用させるとと
もに、原子炉圧力容器１の内部圧力と原子炉格納容器５
の内部圧力との差が少なく、例えば５〜１０ｋｇ／ｃｍ
2 程度となった場合に、弾発力によって弁座１３ｂを開
放するように設定される。さらに詳しくは、原子炉圧力
容器１の内部圧力をＰｒ、原子炉格納容器５の内部圧力
をＰｐ、弁座１３ｂが閉塞されているときの弾発力をＦ
ｓ、弁座１３ｂの内径をｄ、弁座１３ｂの断面積をＡと
すると、 Ａ＝（１／４）・π・ｄ2 であり、水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂの開閉条件は、 Ａ・（ＰｒーＰｐ）＞Ｆｓのときは「開」 Ａ・（ＰｒーＰｐ）＜Ｆｓのときは「閉」 となる。
る弾発部材１３ｇの弾発力は、図２に示すように、原子
炉が運転されていない自由状態にあっては、弁体１３を
弁座１３ｂから引き離す方向に弾発力を作用させるとと
もに、原子炉圧力容器１の内部圧力と原子炉格納容器５
の内部圧力との差が少なく、例えば５〜１０ｋｇ／ｃｍ
2 程度となった場合に、弾発力によって弁座１３ｂを開
放するように設定される。さらに詳しくは、原子炉圧力
容器１の内部圧力をＰｒ、原子炉格納容器５の内部圧力
をＰｐ、弁座１３ｂが閉塞されているときの弾発力をＦ
ｓ、弁座１３ｂの内径をｄ、弁座１３ｂの断面積をＡと
すると、 Ａ＝（１／４）・π・ｄ2 であり、水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂの開閉条件は、 Ａ・（ＰｒーＰｐ）＞Ｆｓのときは「開」 Ａ・（ＰｒーＰｐ）＜Ｆｓのときは「閉」 となる。
【００１６】前記弁閉塞手段１４は、水圧作動弁１３
Ａ，１３Ｂの一部をなす弁棒１３ｅ、移動板１３ｆ、弾
発部材１３ｇ、ハウジング１３ｈ、ダイヤフラム１３
ｊ、圧力室１３ｎ等を利用するとともに、図１に示すよ
うに、プール水Ｐの中に配されるポンプ１４ａ及びその
駆動源１４ｂと、吸水を行なうための吸水管１４ｃと、
接続口１３ｐとポンプ１４ａの吐出口との間に接続状態
に配される加圧水供給管１４ｄとを具備している。
Ａ，１３Ｂの一部をなす弁棒１３ｅ、移動板１３ｆ、弾
発部材１３ｇ、ハウジング１３ｈ、ダイヤフラム１３
ｊ、圧力室１３ｎ等を利用するとともに、図１に示すよ
うに、プール水Ｐの中に配されるポンプ１４ａ及びその
駆動源１４ｂと、吸水を行なうための吸水管１４ｃと、
接続口１３ｐとポンプ１４ａの吐出口との間に接続状態
に配される加圧水供給管１４ｄとを具備している。
【００１７】このような非常用炉心冷却水注入装置にあ
っては、水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂが、原子炉の運転開
始前等の自由状態となっていると、弾発部材１３ｇの弾
発力によって弁体１３が弁座１３ｂから引き離されて、
給水用配管１１及び均圧用配管１２の管路が開放され
る。したがって、原子炉の運転前に、弁閉塞手段１４を
作動させて管路の閉塞が実施される。
っては、水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂが、原子炉の運転開
始前等の自由状態となっていると、弾発部材１３ｇの弾
発力によって弁体１３が弁座１３ｂから引き離されて、
給水用配管１１及び均圧用配管１２の管路が開放され
る。したがって、原子炉の運転前に、弁閉塞手段１４を
作動させて管路の閉塞が実施される。
【００１８】弁閉塞手段１４におけるポンプ１４ａを運
転して、吸水管１４ｃによってプール水Ｐを吸引し、発
生させた圧力流体を加圧水供給管１４ｄ、接続口１３ｐ
を介してハウジング１３ｈの内部の圧力室１３ｎに供給
すると、弾発部材１３ｇによる弾発力に抗して、移動板
１３ｆ、弁棒１３ｅを介して弁体１３ｃが弁座１３ｂの
閉塞方向に強制的に移動させられて、水圧作動弁１３
Ａ，１３Ｂの閉塞状態への誘導が行なわれる。
転して、吸水管１４ｃによってプール水Ｐを吸引し、発
生させた圧力流体を加圧水供給管１４ｄ、接続口１３ｐ
を介してハウジング１３ｈの内部の圧力室１３ｎに供給
すると、弾発部材１３ｇによる弾発力に抗して、移動板
１３ｆ、弁棒１３ｅを介して弁体１３ｃが弁座１３ｂの
閉塞方向に強制的に移動させられて、水圧作動弁１３
Ａ，１３Ｂの閉塞状態への誘導が行なわれる。
【００１９】水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂを閉塞状態とし
て、原子炉の運転を開始すると、原子炉圧力容器１の内
部圧力が上昇することにより、弁体１３ｃが弁座１３ｂ
を押圧して閉塞状態の保持がなされ、以後、水圧作動弁
１３Ａ，１３Ｂによる給水用配管１１及び均圧用配管１
２の管路の閉塞が継続的に行なわれる。
て、原子炉の運転を開始すると、原子炉圧力容器１の内
部圧力が上昇することにより、弁体１３ｃが弁座１３ｂ
を押圧して閉塞状態の保持がなされ、以後、水圧作動弁
１３Ａ，１３Ｂによる給水用配管１１及び均圧用配管１
２の管路の閉塞が継続的に行なわれる。
【００２０】原子炉の運転時に、原子炉圧力容器１と原
子炉格納容器５との間に位置している一次系配管３の一
部から、原子炉冷却水またはその蒸気が漏洩する事故が
発生した場合について検討する。
子炉格納容器５との間に位置している一次系配管３の一
部から、原子炉冷却水またはその蒸気が漏洩する事故が
発生した場合について検討する。
【００２１】漏洩箇所Ｘからの漏洩事故の発生ととも
に、直ちに隔離弁４Ａ，４Ｂを遮断して、原子炉格納容
器５を隔離した場合には、漏洩量に対応して、図１に示
すように、原子炉圧力容器１の内部では、液相部分Ａの
当初水位Ｌa1が例えば水位Ｌa2まで低下するとともに圧
力が減少し、一方、原子炉格納容器５の内部では、プー
ル水Ｐの当初水位Ｌp1が例えば水位ＬP2まで上昇すると
ともに、圧力が上昇する。この結果、原子炉圧力容器１
の内部と原子炉格納容器５の内部との圧力差が減少す
る。
に、直ちに隔離弁４Ａ，４Ｂを遮断して、原子炉格納容
器５を隔離した場合には、漏洩量に対応して、図１に示
すように、原子炉圧力容器１の内部では、液相部分Ａの
当初水位Ｌa1が例えば水位Ｌa2まで低下するとともに圧
力が減少し、一方、原子炉格納容器５の内部では、プー
ル水Ｐの当初水位Ｌp1が例えば水位ＬP2まで上昇すると
ともに、圧力が上昇する。この結果、原子炉圧力容器１
の内部と原子炉格納容器５の内部との圧力差が減少す
る。
【００２２】原子炉圧力容器１の内部圧力に基づく弁体
１３ｃの押圧力よりも、弾発部材１３ｇに基づく弁体１
３ｃの弾発力が大きくなるまで圧力差の減少が進行する
と、水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂが給水用配管１１及び均
圧用配管１２の管路を開放するため、原子炉圧力容器１
の内部と、プール水Ｐ及び気相部分Ｃとが連通状態とな
る。
１３ｃの押圧力よりも、弾発部材１３ｇに基づく弁体１
３ｃの弾発力が大きくなるまで圧力差の減少が進行する
と、水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂが給水用配管１１及び均
圧用配管１２の管路を開放するため、原子炉圧力容器１
の内部と、プール水Ｐ及び気相部分Ｃとが連通状態とな
る。
【００２３】原子炉圧力容器１の気相部分Ｂと原子炉格
納容器５の気相部分Ｃとが連通状態となると、図１に矢
印で示すように、蒸気等が気相部分Ｂから気相部分Ｃに
放出されること等によって、これらの間の均圧化が図ら
れ、プール水Ｐと気相部分Ｂとの圧力差（水頭差）によ
って、プール水Ｐが原子炉圧力容器１の内部へ流下し
て、液相部分Ａの水量が増加し、炉心２の冠水状態の保
持が行なわれる。
納容器５の気相部分Ｃとが連通状態となると、図１に矢
印で示すように、蒸気等が気相部分Ｂから気相部分Ｃに
放出されること等によって、これらの間の均圧化が図ら
れ、プール水Ｐと気相部分Ｂとの圧力差（水頭差）によ
って、プール水Ｐが原子炉圧力容器１の内部へ流下し
て、液相部分Ａの水量が増加し、炉心２の冠水状態の保
持が行なわれる。
【００２４】これらの非常時の給水にあっては、電気や
空気圧等の駆動源が使用されず、原子炉圧力容器１と原
子炉格納容器５との内部圧力差の減少による押圧力の低
下、弾発力による弁体１３ｃの下降等、自然力によって
受動的に行なわれ、停電等の影響を受けることがない。
空気圧等の駆動源が使用されず、原子炉圧力容器１と原
子炉格納容器５との内部圧力差の減少による押圧力の低
下、弾発力による弁体１３ｃの下降等、自然力によって
受動的に行なわれ、停電等の影響を受けることがない。
【００２５】〔他の実施態様〕本発明にあっては、実施
例に代えて次の技術を採用することができる。 ａ）給水用配管１１の水圧作動弁１３Ａと、均圧用配管
１２の水圧作動弁１３Ｂとの弾発力や作動圧力に差を付
して、均圧用配管１２の水圧作動弁１３Ｂを先に作動さ
せて、最初に均圧化を図ること。 ｂ）水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂに対して、個々に弁閉塞
手段１４を配すること。 ｃ）一つの給水系の給水用配管１１及び均圧用配管１２
に、複数の水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂを並列的に配する
こと。 ｄ）弁閉塞手段を圧力流体以外の駆動源で作動するもの
とすること。
例に代えて次の技術を採用することができる。 ａ）給水用配管１１の水圧作動弁１３Ａと、均圧用配管
１２の水圧作動弁１３Ｂとの弾発力や作動圧力に差を付
して、均圧用配管１２の水圧作動弁１３Ｂを先に作動さ
せて、最初に均圧化を図ること。 ｂ）水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂに対して、個々に弁閉塞
手段１４を配すること。 ｃ）一つの給水系の給水用配管１１及び均圧用配管１２
に、複数の水圧作動弁１３Ａ，１３Ｂを並列的に配する
こと。 ｄ）弁閉塞手段を圧力流体以外の駆動源で作動するもの
とすること。
【００２６】
【発明の効果】請求項１に係る軽水炉の非常用炉心冷却
水注入装置にあっては、以下の効果を奏する。 （１） 原子炉格納容器のプール水中に原子炉圧力容器
が水浸状態に配されることにより、給水用配管、均圧用
配管及びその管路を開閉をする水圧作動弁の設置が単純
化され、かつ、非常用冷却水の確保が容易となる。 （２） 原子炉圧力容器の内部圧力によって水圧作動弁
を閉塞しておいて、内部圧力の減少時に、弾発力によっ
て給水用配管及び均圧用配管の管路を開放して給水を行
なうものであるから、一次冷却水の水位が低下した際
に、受動的作動により冷却水を原子炉圧力容器内部に注
入して、炉心を冠水状態にして原子炉の安全性を確保す
ることができる。 （３） 非常時の給水にあっては、電気や空気圧等の駆
動源が使用されず、弾発力や水頭差に基づく自然力によ
って受動的に行なわれ、停電等の影響を受けることがな
い。 請求項２に係る軽水炉の非常用炉心冷却水注入装置にあ
っては、水圧作動弁に、弁体を弁座の閉塞方向に移動さ
せる弁閉塞手段が配される構成の採用により、請求項１
の注入装置に以下の効果が付加される。原子炉の運転開
始時等において、弁体を強制的に移動させて弁座を閉塞
し、原子炉圧力容器の内部圧力の上昇による弁座の閉塞
状態への誘導を速やかに行なうことができる。請求項３
に係る軽水炉の非常用炉心冷却水注入装置にあっては、
弁閉塞手段が、水圧作動弁の機能の一部と、圧力室に接
続されて圧力流体を供給するポンプとを具備する構成に
より、請求項２の注入装置に以下の効果が付加される。
ポンプによって発生させた圧力流体を供給して、弁体を
弁座の閉塞方向に移動させ、管路の閉塞を行なって原子
炉の運転開始可能状態にするとともに、原子炉運転開始
後にあっては、ポンプを停止させることにより弁体を移
動可能な状態とし、簡単な切り替え操作で非常時に備え
ることができる。
水注入装置にあっては、以下の効果を奏する。 （１） 原子炉格納容器のプール水中に原子炉圧力容器
が水浸状態に配されることにより、給水用配管、均圧用
配管及びその管路を開閉をする水圧作動弁の設置が単純
化され、かつ、非常用冷却水の確保が容易となる。 （２） 原子炉圧力容器の内部圧力によって水圧作動弁
を閉塞しておいて、内部圧力の減少時に、弾発力によっ
て給水用配管及び均圧用配管の管路を開放して給水を行
なうものであるから、一次冷却水の水位が低下した際
に、受動的作動により冷却水を原子炉圧力容器内部に注
入して、炉心を冠水状態にして原子炉の安全性を確保す
ることができる。 （３） 非常時の給水にあっては、電気や空気圧等の駆
動源が使用されず、弾発力や水頭差に基づく自然力によ
って受動的に行なわれ、停電等の影響を受けることがな
い。 請求項２に係る軽水炉の非常用炉心冷却水注入装置にあ
っては、水圧作動弁に、弁体を弁座の閉塞方向に移動さ
せる弁閉塞手段が配される構成の採用により、請求項１
の注入装置に以下の効果が付加される。原子炉の運転開
始時等において、弁体を強制的に移動させて弁座を閉塞
し、原子炉圧力容器の内部圧力の上昇による弁座の閉塞
状態への誘導を速やかに行なうことができる。請求項３
に係る軽水炉の非常用炉心冷却水注入装置にあっては、
弁閉塞手段が、水圧作動弁の機能の一部と、圧力室に接
続されて圧力流体を供給するポンプとを具備する構成に
より、請求項２の注入装置に以下の効果が付加される。
ポンプによって発生させた圧力流体を供給して、弁体を
弁座の閉塞方向に移動させ、管路の閉塞を行なって原子
炉の運転開始可能状態にするとともに、原子炉運転開始
後にあっては、ポンプを停止させることにより弁体を移
動可能な状態とし、簡単な切り替え操作で非常時に備え
ることができる。
【図１】本発明に係る軽水炉の非常用炉心冷却水注入装
置の一実施例を示す正断面図である。
置の一実施例を示す正断面図である。
【図２】図１に示す水圧作動弁の自然状態における正断
面図である。
面図である。
【図３】図１に示す水圧作動弁の閉塞状態における正断
面図である。
面図である。
１ 原子炉圧力容器 ２ 炉心 ３ 一次系配管 ４Ａ，４Ｂ 隔離弁 ５ 原子炉格納容器 ６ 断熱材 ７ 水密カバー １１ 給水用配管 １２ 均圧用配管 １３Ａ，１３Ｂ 水圧作動弁 １３ａ 弁室 １３ｂ 弁座 １３ｃ 弁体 １３ｄ 弁箱 １３ｅ 弁棒 １３ｆ 移動板 １３ｇ 弾発部材 １３ｈ ハウジング １３ｉ シール用スペーサ １３ｊ ダイヤフラム １３ｋ 管接続ノズル １３ｍ フランジ １３ｎ 圧力室 １３ｐ 接続口 １４ 弁閉塞手段 １４ａ ポンプ １４ｂ 駆動源 １４ｃ 吸水管 １４ｄ 加圧水供給管 １５ 締結具 Ｐ プール水 Ａ 液相部分 Ｂ 気相部分 Ｃ 気相部分 Ｘ 漏洩箇所
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−83088（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−259995（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 15/18 GDL
Claims (3)
- 【請求項１】 原子炉格納容器のプール水中に、原子炉
圧力容器が水浸状態に配される非常用炉心冷却水注入装
置であって、原子炉圧力容器の内部とプール水及び原子
炉格納容器の気相部分との間に配されこれらを接続する
給水用配管及び均圧用配管と、給水用配管及び均圧用配
管に介在状態に配され管路の開閉をする水圧作動弁とを
具備し、該水圧作動弁における弁室の内部に、弁座と原
子炉圧力容器の内部圧力の押圧力によって弁座の閉塞状
態を保持し内部圧力の減少時に弾発力によって弁座を開
放させる弁体とが配されることを特徴とする軽水炉の非
常用炉心冷却水注入装置。 - 【請求項２】 水圧作動弁に、弁体を弁座の閉塞方向に
移動させる弁閉塞手段が配されることを特徴とする請求
項１記載の軽水炉の非常用炉心冷却水注入装置。 - 【請求項３】 弁閉塞手段が、水圧作動弁の弁箱を貫通
した弁棒を囲んだ状態に配されるハウジングと、該ハウ
ジングの圧力室に配されその内壁と弁棒との間を区画す
るダイヤフラムと、弁棒とダイヤフラムとの間に弁棒と
一体に介在させられる移動板と、圧力室に接続され圧力
流体を供給するポンプとを具備することを特徴とする請
求項２記載の軽水炉の非常用炉心冷却水注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28331292A JP3224284B2 (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 軽水炉の非常用炉心冷却水注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28331292A JP3224284B2 (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 軽水炉の非常用炉心冷却水注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06130175A JPH06130175A (ja) | 1994-05-13 |
| JP3224284B2 true JP3224284B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=17663833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28331292A Expired - Fee Related JP3224284B2 (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 軽水炉の非常用炉心冷却水注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3224284B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014190968A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Toshiba Corp | 原子炉注水システム及び原子力設備 |
-
1992
- 1992-10-21 JP JP28331292A patent/JP3224284B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06130175A (ja) | 1994-05-13 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010807 |
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