JP3607096B2 - 原子力発電所の補機冷却装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所に設置されている非常用機器と常・非常用機器及び通常運転に必要な常用機器で発生する熱を、最終的な排熱場所の海や河川、あるいは湖や大気等に放出させるための原子力発電所の補機冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所における補機冷却装置は、淡水ループの補機冷却水系と海水系の補機冷却海水系等で構成されており、原子力発電所に設置されている非常用機器と常・非常用機器及び原子力発電所の通常運転に必要な常用機器で発生する熱を最終的な排熱場所である海等に放出するために設置されている。
【０００３】
従って、この補機冷却装置は、熱交換器及び冷却水供給配管と、熱交換した冷却水を熱交換器へ戻す冷却水戻り配管及び冷却水戻り配管に設けられた冷却水ポンプよりなる閉ループの淡水系の補機冷却水系と、前記熱交換器にそれぞれ、例えば、冷却海水を供給する海水ポンプ及び冷却海水供給配管を接続して、熱交換した冷却海水を海に戻す放水配管からなる海水系の補機冷却海水系で構成される系統が３系統にて構成している。
【０００４】
この補機冷却装置については、図７の系統構成図に示すように、左からＡ，Ｃ，Ｂの３系統はいずれもほぼ同じ構成で、補機冷却水系の冷却水が循環する冷却水供給配管１ａ〜１ｃと、２重化した冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ を直列にした冷却水戻り配管３ａ〜３ｃは、２重化した熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ が接続されている。
【０００５】
前記冷却水供給配管１ａ〜１ｃと冷却水戻り配管３ａ〜３ｃとの間に、冷却対象負荷である非常用機器５ａ〜５ｃと直列に非常用機器出口弁６ａ〜６ｃが接続されており、また、Ａ，Ｃの２系統の冷却水供給配管１ａ，１ｃと冷却水戻り配管３ａ，３ｃの間には、常・非常用機器７ａ，７ｂが接続されている。
【０００６】
さらに、前記冷却水供給配管１ａ〜１ｃと冷却水戻り配管３ａ〜３ｃとの間に、常用機器８ａ〜８ｃを両側に常用機器隔離弁９ａ〜９ｃ，１０ａ〜１０ｃを介して接続している。
また、前記常用機器８ａ〜８ｃの両端は、供給タイライン元弁１１ａ〜１１ｃと戻りタイライン元弁１２ａ〜１２ｃを介して、Ａ〜Ｃの３系統を連絡する冷却水供給タイライン１３及び冷却水戻りタイライン１４に接続されて、全体として淡水系の閉ループを構成している。
【０００７】
なお、排熱場所を例えば海とした、海水系の補機冷却海水系については、前記熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ には、海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ を介挿した冷却海水供給配管１６ａ１ ，１６ａ２ 〜１６ｃ１ ，１６ｃ２ と、放水配管１７ａ１ ，１７ａ２ 〜１７ｃ１ ，１７ｃ２ が接続されている。
【０００８】
このように、３系統で構成された補機冷却装置については、事故時において設計上で非常用機器５ａ〜５ｃの除熱性能として、Ａ〜Ｃの各系統とも５０％の除熱能力を有している。
即ち、３系統のうち２系統にて所要除熱能力を満足する冗長化した設計で、これにより、１系統が何らかの事象により故障した場合でも、残りの２系統の設備で冷却機能を満足させるという、原子力プラントにおける安全設計の基本的な考え方の、単一故障基準に従っているものである。
【０００９】
このように構成された補機冷却装置では、冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ により、冷却水供給配管１ａ〜１ｃ及び冷却水戻り配管２ａ〜２ｃ内を循環する冷却水は、熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ で冷却され、冷却水供給配管１ａ〜１ｃを介して冷却対象負荷である非常用機器５ａ〜５ｃと、常・非常用機器７ａ，７ｂ及び常用機器８ａ〜８ｃに供給される。
【００１０】
これら冷却対象負荷を冷却して昇温した冷却水は、それぞれ、冷却水戻り配管３ａ〜３ｃと冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ を介して、再び熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ に戻される。
熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ では、昇温された冷却水が海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ により、冷却海水供給配管１６ａ１ ，１６ａ２ 〜１６ｃ１ ，１６ｃ２ を介して供給される海水と熱交換され、再び冷却水となると共に昇温された海水は、放水配管１７ａ１ ，１７ａ２ 〜１７ｃ１ ，１７ｃ２ より最終的な排熱場所である海に放出される。
【００１１】
なお、この補機冷却海水設備では、通常運転中は各系統共に海水ポンプ１台（例えば１５ａ１ ，１５ｂ１ ，１５ｃ１ ）と、熱交換器１基（例えば４ａ１ ，４ｂ１ ，４ｃ１ ）が運転される。
また、事故時においては、各系統共に海水ポンプ２台（１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ ）と、熱交換器２基（４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ ）の全台が運転される。
【００１２】
なお、原子力発電所の定期検査時においては、３系統の補機冷却系の内１系統ずつを停止して、冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ 、海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ 、熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ 等の保守点検を実施する。
【００１３】
この時も常用機器８ａ〜８ｃ及び常・非常用機器７ａ，７ｂに対する冷却は、停止することができないために、運転中の２系統の内任意の１系統から冷却水供給タイライン１３と冷却水戻りタイライン１４を運用して、停止している系統の常用機器８ａ〜８ｃ及び常・非常用機器７ａ，７ｂへ冷却水を供給する。
従って、原子力発電所の定期検査中は、運転している２系統については共にポンプ２台、熱交換器２基の全台運転となっている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の補機冷却装置においては、３系統の補機冷却系に非常用機器５ａ〜５ｃと、常・非常用機器７ａ，７ｂ及び常用機器８ａ〜８ｃを、それぞれ配分して系統を構成しており、個々の機器の冷却水量及び除熱負荷要求について、非常用機器５ａ〜５ｃは系統毎に要求容量がほぼ同じである。
【００１５】
しかしながら、常・非常用機器７ａ，７ｂは、要求冷却源が２区分のみであり、また常用機器８ａ〜８ｃについては、個々の負荷容量が異なるために、適切に３等分することは困難であった。
従って、必要容量に対して冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ と海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ 、及び熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ の余裕がアンバランスになったり、Ａ〜Ｃ系統毎に冷却水ポンプや海水ポンプ及び熱交換器の仕様を異ならせたりする必要があった。
【００１６】
このために、定期検査時の冷却水供給タイライン１３と冷却水戻りタイライン１４を介して行うタイライン運転に際しても、Ａ〜Ｃ各系統の機器容量及び負荷容量がまちまちで、全てのバックアップ運転モード毎に容量の確認を行う必要があった。
さらに補機冷却装置は、１系統当たり２台の冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ と、２台の海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ 、及び２基の熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ で構成している。
【００１７】
しかしながら、各系統で全台運転するのは事故時及び原子炉停止時のみであり、通常運転中はそれぞれ１台の冷却水ポンプ（例えば、２ａ１ ，２ｂ１ ，２ｃ１ ）、１台の海水ポンプ（例えば、１５ａ１ ，１５ｂ１ ，１５ｃ１ ）、１基の熱交換器（例えば４ａ１ ，４ｂ１ ，４ｃ１ ）のみが運用されている。
【００１８】
従って、残りの１台の冷却水ポンプ（例えば、２ａ２ ，２ｂ２ ，２ｃ２ ）、１台の海水ポンプ（例えば、１５ａ２ ，１５ｂ２ ，１５ｃ２ ）、１基の熱交換器（例えば４ａ２ ，４ｂ２ ，４ｃ２ ）は待機状態となっている。このために、何れの系統についても通常運転中は系統停止をさせることができなかった。
【００１９】
本発明の目的とするところは、冷却系統を原子力発電所の安全分離区分に従い３系統にすると共に、常・非常用機器及び常用機器を２系統に分割して、通常運転や定期検査及び事故時の運転モードに応じて、２乃至３系統により冷却を行う原子力発電所の補機冷却装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明に係る原子力発電所の補機冷却装置は、原子力発電所の安全分離区分に従った第１，第２，第３の３系統とした系統が、非常用機器と、常・非常用機器と、常用機器と、これらの機器の除熱に供される冷却水を供給する冷却水ポンプと、前記冷却水と外部低熱源と熱交換するために熱交換器とを有する原子力発電所の補機冷却装置において、前記第１の系統の冷却水ポンプの吐出側と前記第１の系統の非常用機器を接続する第１の系統の冷却水供給配管から分岐して前記第２の系統の冷却水ポンプの吐出側と前記第２の系統の非常用機器を接続する第２の冷却水供給配管へ接続される冷却水供給タイラインと、前記第３の系統の冷却水ポンプの吐出側と前記第３の系統の非常用機器を接続する第３の冷却水供給配管から分岐して前記冷却水供給タイラインへ接続される常用供給ラインと、前記第１の系統の冷却水ポンプの吸込側と前記第１の非常用機器を接続する第１の冷却水戻り配管から分岐して前記第２の系統の冷却水ポンプの吸込側と前記第２の非常用機器を接続する第２の冷却水戻り配管へ接続される冷却水戻りタイラインと、前記第３の系統の冷却水ポンプの吸込側と前記第３の系統の非常用機器を接続する第３の冷却水戻り配管から分岐して前記冷却水戻りタイラインへ接続される常用戻りラインと、前記冷却水供給タイラインから分岐して冷却水戻りタイラインに接続される複数の並列配管上に前記常・非常用機器と常用機器とを設けたことを特徴とする。
【００２１】
各種弁の運用により通常運転及び定期検査中には、３系統の内の２系統を運転して各系統の常・非常用機器及び常用機器へ冷却水を供給して冷却を行い、１系統を待機あるいは保守をすることができる。また事故時には、３系統を共に運転して非常用機器及び常・非常用機器へ冷却水を供給する。
【００２２】
請求項２記載の発明に係る原子力発電所の補機冷却装置は、請求項１において、冷却水供給タイラインと冷却水戻りタイラインに並列に接続された複数の常・非常用機器、常用機器のうち、常・非常用機器は前記タイラインの２つの端部に設けられた前記並列配管上にそれぞれ１系統設けられており、前記２つの端部に設けられた並列配管と前記冷却水供給タイラインの接続点と前記常用機器が設けられている並列配管と冷却水供給タイラインの接続点との間および前記２つの端部に設けられた前記並列配管と前記冷却水戻りタイラインの接続点と前記常用機器が設けられている並列配管と冷却水戻りタイラインの接続点との間に前記常・非常用機器を隔離可能に常・非常用機器隔離弁を設けたことを特徴とする。
【００２３】
３つの冷却系統に対して常・非常用機器が２系統に分割されているので、通常運転中は各常・非常用機器と接続した冷却水供給配管に設けたモード弁の運用により、２系統から常・非常用機器に冷却水を供給して冷却を行う。
また、事故時には隔離弁の運用により特定の２系統から冷却水を供給して冷却を行う。
【００２４】
請求項３記載の発明に係る原子力発電所の補機冷却装置は、請求項２において、常用機器を隔離可能に前記常用供給ラインおよび常用戻りラインに常用機器隔離弁を設けたことを特徴とする。
【００２５】
３つの冷却系統に対して常用機器が２系統に分割されているので、各常用機器と接続した冷却水供給配管に設けたモード弁の運用により、２系統から常用機器に冷却水を供給して冷却を行う。
また、事故時には隔離弁の運用により特定の２系統から冷却水を供給して冷却を行う。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上記した従来技術と同じ構成部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
原子力発電所の補機冷却装置は図１の系統構成図に示すように、左からＡ系（第１の系統）、Ｃ系（第３の系統）、Ｂ系（第２の系統）とする３系統からなり、補機冷却水系の淡水による冷却水が循環する冷却水供給配管１ａ〜１ｃと、２重化した冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ を直列にした冷却水戻り配管３ａ〜３ｃが、２重化した熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ に接続されている。
【００２７】
前記冷却水供給配管１ａ〜１ｃと冷却水戻り配管３ａ〜３ｃとの間には、冷却対象負荷である非常用機器５ａ〜５ｃと非常用機器出口弁６ａ〜６ｃが直列に接続されていて、全体としてそれぞれ閉ループを構成している。
また、Ａ系とＢ系の冷却水供給配管１ａ，１ｂと冷却水戻り配管３ａ，３ｂの間には、冷却水供給タイライン１３及び冷却水戻りタイライン１４を接続してＡ系とＢ系を連絡している（請求項１）。
【００２８】
なお、前記冷却水供給タイライン１３においては、Ａ系側にＡ系モード弁１８ａとＡ系隔離弁１９ａが、中央には常用系モード弁２０が、Ｂ系側にはＢ系隔離弁１９ｂとＢ系モード弁１８ｂが介挿されている。
また、冷却水戻りタイライン１４については、Ａ系側にＡ系モード弁２１ａとＡ系隔離弁２２ａが、中央には常用系モード弁２３が、Ｂ系側にＢ系隔離弁２２ｂとＢ系モード弁２１ｂが介挿されている。
【００２９】
さらに、前記冷却水供給タイライン１３及び冷却水戻りタイライン１４との間で、前記Ａ系モード弁１８ａとＡ系隔離弁１９ａの間、Ａ系モード弁２１ａとＡ系隔離弁２２ａとの間に、常・非常用機器７ａが常・非常用ライン２４ａで接続している。
また、Ｂ系隔離弁１９ｂとＢ系モード弁１８ｂの間とＢ系隔離弁２２ｂとＢ系モード弁２１ｂとの間に常・非常用機器７ｂを常・非常用ライン２４ｂにより接続されている（請求項２）。
【００３０】
前記冷却水供給タイライン１３と冷却水戻りタイライン１４の間で、前記常用系モード弁２０と常用系モード弁２３を挟んで、２区分に分割した常用機器８ｄ，８ｅを、それぞれ常用ライン２５ａ，２５ｂにより接続する（請求項３）。
【００３１】
なお、前記常用ライン25ａ，25ｂの冷却水供給タイライン13側には、前記冷却水供給配管１ｃから常用供給ライン26を介して、Ｃ系第１隔離弁27ａ，27ｂが接続され、前記常用ライン25ａ，25ｂの冷却水戻りタイライン14側には、前記冷却水戻り配管３ｃから常用戻りライン28を介して、Ｃ系第２隔離弁29ａ，29ｂを接続している。
【００３２】
さらに、排熱場所を例えば海とした、海水系の補機冷却海水系については、前記熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ には、海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ を介挿した冷却海水供給配管１６ａ１ ，１６ａ２ 〜１６ｃ１ ，１６ｃ２ と、放水配管１７ａ１ ，１７ａ２ 〜１７ｃ１ ，１７ｃ２ が接続して構成されている。
【００３３】
次に、上記構成による作用について説明する。原子力発電所の各運転状態における補機冷却装置の運転モードについて、図２乃至図６の運転モード系統模式図に示し、この時の冷却水の流れを太線で表している。
図２は第１の通常運転状態であり、Ａ系とＢ系により常・非常用機器７ａと常用機器８ｄ、及び常・非常用機器７ｂと常用機器８ｅの冷却を行う運転状態の場合を示す。
従って、Ａ系、Ｂ系とも冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ ，２ｂ１ ，２ｂ２ と、海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ ，１５ｂ１ ，１５ｂ２ 及び熱交換器４ａ１ ，４ａ２ ，４ｂ１ ，４ｂ２ を全台運転するが、Ｃ系の冷却水ポンプ２ｃ１ ，２ｃ２ と海水ポンプ１５ｃ１ ，１５ｃ２ 、及び熱交換器４ｃ１ ，４ｃ１ は全て停止状態にされる。
【００３４】
これには、Ｃ系第１隔離弁２７ａ，２７ｂとＣ系第２隔離弁２９ａ，２９ｂを閉止して、Ｃ系をＡ、Ｂ系から隔離すると共に、非常用機器出口弁６ａ〜６ｃを閉止して、非常用機器５ａ〜５ｃを切り離す。
【００３５】
また、常用系モード弁２０，２３を閉止することにより、Ａ系では常・非常用機器７ａと常用機器８ｄに対し、熱交換器４ａ１ において海水により冷却した冷却水を、冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ により循環させて冷却を行い、Ｂ系では常・非常用機器７ｂと常用機器８ｅに対する冷却を行う。
なお、Ｃ系の冷却水ポンプ２ｃ１ ，２ｃ２ と海水ポンプ１５ｃ１ ，１５ｃ２ 、及び熱交換器４ｃ１ ，４ｃ１ は、全台が停止待機状態となる。
【００３６】
図３は第２の通常運転状態であり、Ｂ系とＣ系により常・非常用機器７ｂと常用機器８ｅ、及び常・非常用機器７ａと常用機器８ｄの冷却を行う運転状態の場合を示す。
従って、Ｂ系、Ｃ系とも冷却水ポンプ２ｂ１ ，２ｂ２ ，２ｃ１ ，２ｃ２ と、海水ポンプ１５ｂ１ ，１５ｂ２ ，１５ｃ１ ，１５ｃ２ 及び熱交換器４ｂ１ ，４ｂ２ ，４ｃ１ ，４ｃ２ を全台運転されるが、Ａ系の冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ と海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 、及び熱交換器４ａ１ ，４ａ１ は全て停止状態にされる。
【００３７】
これには、Ａ系モード弁１８ａ，２１ａを閉止して、Ａ系をＢ，Ｃ系から隔離すると共に、非常用機器出口弁６ａ〜６ｃを閉止して、非常用機器５ａ〜５ｃを切り離す。
【００３８】
また、常用系モード弁２０，２３と、Ｃ系第１隔離弁２７ｂ及びＣ系第２隔離弁２９ｂを閉止し、Ｃ系第１隔離弁２７ａ及びＣ系第２隔離弁２９ａを開けることにより、Ｂ系では常・非常用機器７ｂと常用機器８ｅに対して、冷却水を循環させて冷却を行い、Ｃ系では常・非常用機器７ａと常用機器８ｄに対する冷却を行う。
なお、Ａ系の冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ と海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 、及び熱交換器４ａ１ ，４ａ１ は、全台が停止待機状態となる。
【００３９】
図４は第３の通常運転状態であり、Ａ系とＣ系により、常・非常用機器７ａと常用機器８ｄ、及び常・非常用機器７ｂと常用機器８ｅの冷却を行う運転状態の場合を示す。
従って、Ａ系、Ｃ系とも冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ ，２ｃ１ ，２ｃ２ と、海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ ，１５ｃ１ ，１５ｃ２ 及び熱交換器４ａ１ ，４ａ２ ，４ｃ１ ，４ｃ２ を全台運転とするが、Ｂ系の冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ と海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 、及び熱交換器４ａ１ ，４ａ１ は全て停止状態にされる。
【００４０】
これには、Ａ系モード弁１８ｂ，２１ｂを閉止して、Ｂ系をＡ，Ｃ系から隔離すると共に、非常用機器出口弁６ａ〜６ｃを閉止して、非常用機器５ａ〜５ｃを切り離す。
また、常用系モード弁２０，２３と、Ｃ系第１隔離弁２７ａ及びＣ系第２隔離弁２９ａを閉止し、Ｃ系第１隔離弁２７ｂ及びＣ系第２隔離弁２９ｂを開けることにより、Ａ系では常・非常用機器７ａと常用機器８ｄに対して、冷却水を循環させて冷却を行い、Ｃ系では常・非常用機器７ｂと常用機器８ｅに対する冷却を行う。
【００４１】
なお、Ｂ系の冷却水ポンプ２ｂ１ ，２ｂ２ と海水ポンプ１５ｂ１ ，１５ｂ２ 、及び熱交換器４ｂ１ ，４ｂ１ は、全台が停止待機状態となる。
これにより、上記した第１乃至第３の通常運転状態においては、それぞれ、Ｃ系、Ａ系、Ｂ系が停止待機状態であることから、この停止待機状態の系統における各構成機器に対する保守点検を実施することが可能である。
【００４２】
また、図示しないが、本一実施の形態においては、通常運転状態としてＡ〜Ｃの３系統により、常・非常用機器７ａ，７ｂと常用機器８ｄ，８ｅに対する冷却を行うこともできるが、この際には、停止待機状態の系統は存在しないので、保守点検を行うことはできない。
【００４３】
図５は定期検査時でプラント停止の状態であり、なお、ここでは例としてＡ系とＣ系により、非常用機器５ａ，５ｃと常・非常用機器７ａ、常用機器８ｄ，８ｅを冷却する運転状態の場合を示す。
従って、このプラント停止時の運転状態では、Ａ系とＣ系は共に冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ ，２ｃ１ ，２ｃ２ と、海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ ，１５ｃ１ ，１５ｃ２ 、及び熱交換器４ａ１ ，４ａ２ ，４ｃ１ ，４ｃ２ を全台運転している。
【００４４】
これには、Ａ系隔離弁１９ａ，２２ａとＢ系隔離弁１９ｂ，２２ｂを閉止することにより、Ａ系、Ｂ系、Ｃ系が分離される。
また、Ａ系とＣ系については、非常用機器出口弁６ａ，６ｃとＡ系モード弁１８ａ，２１ａ、常用モード弁２０，２３及びＣ系第１隔離弁２７ａとＣ系第２隔離弁２９ａを開けることにより、Ａ系では非常用機器５ａと常・非常用機器７ａが、Ｃ系では非常用機器５ｃと常用機器７ｄ，７ｅに対する冷却が行われる。
【００４５】
なお、Ｃ系においては、前記非常用機器出口弁６ｃと常用系モード弁２０，２３を開けた場合で、Ｃ系第１隔離弁２７ｂとＣ系第２隔離弁２９ａを開けて、Ｃ系第１隔離弁２７ａとＣ系第２隔離弁２９ａを閉止した場合や、Ｃ系第１隔離弁２７ａ，２７ｂとＣ系第２隔離弁２９ａ，２９ｂの両方を開けた場合でも、上記と同様の機能が得られる。
【００４６】
また、この時にＢ系においては、冷却運転中のＡ系及びＣ系から隔離されて停止状態となるので、各構成機器である非常用機器５ｂと常・非常用機器７ｂ、及び冷却水ポンプ２ｂ１ ，２ｂ２ と海水ポンプ１５ｂ１ ，１５ｂ２ 、さらに熱交換器４ｂ１ ，４ｂ２ や、非常用機器出口弁６ｂ及びＢ系モード弁１８ｂ，２１ｂ等の保守点検を行うことができる。
【００４７】
さらに、上記したＢ系の停止状態のほかにＡ系とＣ系についても、適宜各種弁を運用することにより、他の系統から隔離すると共に停止状態にして、それぞれの系統の各構成機器に対する保守点検を行うことができる。
【００４８】
図６は原子力プラント事故時の運転状態で、Ａ系とＢ系により非常用機器５ａ，５ｂ及び常・非常用機器７ａ，７ｂを、Ｃ系で非常用機器５ｃを冷却する運転状態の場合を示す。
従って、このプラント事故時の運転状態では、Ａ系乃至Ｃ系は共に冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ と、海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ 、及び熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ を全台運転としている。
【００４９】
これには、Ａ系隔離弁１９ａ，２２ａと、Ｂ系隔離弁１８ｂ，２１ｂを閉止することにより、Ａ系、Ｂ系、Ｃ系が分離される。
さらに、Ａ系、Ｂ系については非常用機器出口弁６ａ，６ｂを開けることにより、Ａ系では非常用機器５ａと常・非常用機器７ａの冷却を行い、Ｂ系では非常用機器５ｂと常・非常用機器７ｂの冷却が行われる。
【００５０】
また、Ｃ系については、非常用機器出口弁６ｃを開け、Ｃ系第１隔離弁２７ａ，２９ａとＣ系第２隔離弁２７ｂ，２９ｂを閉止することにより、非常用機器５ｃの冷却を行うと共に常用機器８ｄ，８ｅを隔離する。
【００５１】
上記した各運転状態に示すように、各冷却負荷の非常用機器５ａ〜５ｃと常・非常用機器７ａ，７ｂ及び常用機器８ｄ，８ｅについて、２区分に分割する系統構成になることから、補機冷却装置を構成する各種機器の仕様を決定する上で、３系統の容量を均等に分配することが可能となり、このために、合理的な系統構成をすることができる。
【００５２】
また、本発明における系統構成では、通常運転中において３系統の内の２系統を運転し、１系統を停止状態として隔離することができるために、各種機器を含めた系統の休止及び待機状態を保有することにより信頼性が向上する。
【００５３】
【発明の効果】
以上本発明によれば、通常運転中においては常・非常用負荷を３系統の内任意の２系統で冷却し、常用負荷を２区分に分割して任意の２系統で冷却するので、設計時において補機冷却装置の構成機器について合理的な仕様を定めることができる。
また、３系統の内で１系統を停止状態とすることから、各種機器を含めた系統の休止及び待機状態を保有するので、保守性も優れて信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施の形態の原子力発電所の補機冷却装置の系統構成図。
【図２】本発明に係る一実施の形態で、第１の通常運転モード系統模式図。
【図３】本発明に係る一実施の形態で、第２の通常運転モード系統模式図。
【図４】本発明に係る一実施の形態で、第３の通常運転モード系統模式図。
【図５】本発明に係る一実施の形態で、検査時運転モード系統模式図。
【図６】本発明に係る一実施の形態で、事故時運転モード系統模式図。
【図７】従来の原子力発電所の補機冷却装置の系統構成図。
【符号の説明】
１ａ〜１ｃ…冷却水供給配管、２ａ1 ，２ａ2 〜２ｃ1 ，２ｃ2 …冷却水ポンプ、３ａ〜３ｃ…冷却水戻り配管、４ａ1 ，４ａ2 〜４ｃ1 ，４ｃ2 …熱交換器、５ａ〜５ｃ…非常用機器、６ａ〜６ｃ…非常用機器出口弁、７ａ，７ｂ…常・非常用機器、８ａ〜８ｃ…常用機器、９ａ〜９ｃ，10ａ〜10ｃ…常用機器隔離弁、11ａ〜11ｃ…供給タイライン元弁、12ａ〜12ｃ…戻りタイライン元弁、13…冷却水供給タイライン、14…冷却水戻りタイライン、15ａ1 ，15ａ2 〜15ｃ1 ，15ｃ2…海水ポンプ、16ａ1 ，16ａ2 〜16ｃ1 ，16ｃ2 …冷却海水供給配管、17ａ1 ，17ａ2 〜17ｃ1 ，17ｃ2 …放水配管、18ａ，21ａ…Ａ系モード弁、18ｂ，21ｂ…Ｂ系モード弁、19ａ，22ａ…Ａ系隔離弁、19ｂ，22ｂ…Ｂ系隔離弁、20，23…常用系モード弁、24ａ，24ｂ…常・非常用ライン、25ａ，25ｂ…常用ライン、26…常用供給ライン、27ａ，27ｂ…Ｃ系第１隔離弁、28…常用戻りライン、29ａ，29ｂ…Ｃ系第２隔離弁。
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所に設置されている非常用機器と常・非常用機器及び通常運転に必要な常用機器で発生する熱を、最終的な排熱場所の海や河川、あるいは湖や大気等に放出させるための原子力発電所の補機冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所における補機冷却装置は、淡水ループの補機冷却水系と海水系の補機冷却海水系等で構成されており、原子力発電所に設置されている非常用機器と常・非常用機器及び原子力発電所の通常運転に必要な常用機器で発生する熱を最終的な排熱場所である海等に放出するために設置されている。
【０００３】
従って、この補機冷却装置は、熱交換器及び冷却水供給配管と、熱交換した冷却水を熱交換器へ戻す冷却水戻り配管及び冷却水戻り配管に設けられた冷却水ポンプよりなる閉ループの淡水系の補機冷却水系と、前記熱交換器にそれぞれ、例えば、冷却海水を供給する海水ポンプ及び冷却海水供給配管を接続して、熱交換した冷却海水を海に戻す放水配管からなる海水系の補機冷却海水系で構成される系統が３系統にて構成している。
【０００４】
この補機冷却装置については、図７の系統構成図に示すように、左からＡ，Ｃ，Ｂの３系統はいずれもほぼ同じ構成で、補機冷却水系の冷却水が循環する冷却水供給配管１ａ〜１ｃと、２重化した冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ を直列にした冷却水戻り配管３ａ〜３ｃは、２重化した熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ が接続されている。
【０００５】
前記冷却水供給配管１ａ〜１ｃと冷却水戻り配管３ａ〜３ｃとの間に、冷却対象負荷である非常用機器５ａ〜５ｃと直列に非常用機器出口弁６ａ〜６ｃが接続されており、また、Ａ，Ｃの２系統の冷却水供給配管１ａ，１ｃと冷却水戻り配管３ａ，３ｃの間には、常・非常用機器７ａ，７ｂが接続されている。
【０００６】
さらに、前記冷却水供給配管１ａ〜１ｃと冷却水戻り配管３ａ〜３ｃとの間に、常用機器８ａ〜８ｃを両側に常用機器隔離弁９ａ〜９ｃ，１０ａ〜１０ｃを介して接続している。
また、前記常用機器８ａ〜８ｃの両端は、供給タイライン元弁１１ａ〜１１ｃと戻りタイライン元弁１２ａ〜１２ｃを介して、Ａ〜Ｃの３系統を連絡する冷却水供給タイライン１３及び冷却水戻りタイライン１４に接続されて、全体として淡水系の閉ループを構成している。
【０００７】
なお、排熱場所を例えば海とした、海水系の補機冷却海水系については、前記熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ には、海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ を介挿した冷却海水供給配管１６ａ１ ，１６ａ２ 〜１６ｃ１ ，１６ｃ２ と、放水配管１７ａ１ ，１７ａ２ 〜１７ｃ１ ，１７ｃ２ が接続されている。
【０００８】
このように、３系統で構成された補機冷却装置については、事故時において設計上で非常用機器５ａ〜５ｃの除熱性能として、Ａ〜Ｃの各系統とも５０％の除熱能力を有している。
即ち、３系統のうち２系統にて所要除熱能力を満足する冗長化した設計で、これにより、１系統が何らかの事象により故障した場合でも、残りの２系統の設備で冷却機能を満足させるという、原子力プラントにおける安全設計の基本的な考え方の、単一故障基準に従っているものである。
【０００９】
このように構成された補機冷却装置では、冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ により、冷却水供給配管１ａ〜１ｃ及び冷却水戻り配管２ａ〜２ｃ内を循環する冷却水は、熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ で冷却され、冷却水供給配管１ａ〜１ｃを介して冷却対象負荷である非常用機器５ａ〜５ｃと、常・非常用機器７ａ，７ｂ及び常用機器８ａ〜８ｃに供給される。
【００１０】
これら冷却対象負荷を冷却して昇温した冷却水は、それぞれ、冷却水戻り配管３ａ〜３ｃと冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ を介して、再び熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ に戻される。
熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ では、昇温された冷却水が海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ により、冷却海水供給配管１６ａ１ ，１６ａ２ 〜１６ｃ１ ，１６ｃ２ を介して供給される海水と熱交換され、再び冷却水となると共に昇温された海水は、放水配管１７ａ１ ，１７ａ２ 〜１７ｃ１ ，１７ｃ２ より最終的な排熱場所である海に放出される。
【００１１】
なお、この補機冷却海水設備では、通常運転中は各系統共に海水ポンプ１台（例えば１５ａ１ ，１５ｂ１ ，１５ｃ１ ）と、熱交換器１基（例えば４ａ１ ，４ｂ１ ，４ｃ１ ）が運転される。
また、事故時においては、各系統共に海水ポンプ２台（１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ ）と、熱交換器２基（４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ ）の全台が運転される。
【００１２】
なお、原子力発電所の定期検査時においては、３系統の補機冷却系の内１系統ずつを停止して、冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ 、海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ 、熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ 等の保守点検を実施する。
【００１３】
この時も常用機器８ａ〜８ｃ及び常・非常用機器７ａ，７ｂに対する冷却は、停止することができないために、運転中の２系統の内任意の１系統から冷却水供給タイライン１３と冷却水戻りタイライン１４を運用して、停止している系統の常用機器８ａ〜８ｃ及び常・非常用機器７ａ，７ｂへ冷却水を供給する。
従って、原子力発電所の定期検査中は、運転している２系統については共にポンプ２台、熱交換器２基の全台運転となっている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の補機冷却装置においては、３系統の補機冷却系に非常用機器５ａ〜５ｃと、常・非常用機器７ａ，７ｂ及び常用機器８ａ〜８ｃを、それぞれ配分して系統を構成しており、個々の機器の冷却水量及び除熱負荷要求について、非常用機器５ａ〜５ｃは系統毎に要求容量がほぼ同じである。
【００１５】
しかしながら、常・非常用機器７ａ，７ｂは、要求冷却源が２区分のみであり、また常用機器８ａ〜８ｃについては、個々の負荷容量が異なるために、適切に３等分することは困難であった。
従って、必要容量に対して冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ と海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ 、及び熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ の余裕がアンバランスになったり、Ａ〜Ｃ系統毎に冷却水ポンプや海水ポンプ及び熱交換器の仕様を異ならせたりする必要があった。
【００１６】
このために、定期検査時の冷却水供給タイライン１３と冷却水戻りタイライン１４を介して行うタイライン運転に際しても、Ａ〜Ｃ各系統の機器容量及び負荷容量がまちまちで、全てのバックアップ運転モード毎に容量の確認を行う必要があった。
さらに補機冷却装置は、１系統当たり２台の冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ と、２台の海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ 、及び２基の熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ で構成している。
【００１７】
しかしながら、各系統で全台運転するのは事故時及び原子炉停止時のみであり、通常運転中はそれぞれ１台の冷却水ポンプ（例えば、２ａ１ ，２ｂ１ ，２ｃ１ ）、１台の海水ポンプ（例えば、１５ａ１ ，１５ｂ１ ，１５ｃ１ ）、１基の熱交換器（例えば４ａ１ ，４ｂ１ ，４ｃ１ ）のみが運用されている。
【００１８】
従って、残りの１台の冷却水ポンプ（例えば、２ａ２ ，２ｂ２ ，２ｃ２ ）、１台の海水ポンプ（例えば、１５ａ２ ，１５ｂ２ ，１５ｃ２ ）、１基の熱交換器（例えば４ａ２ ，４ｂ２ ，４ｃ２ ）は待機状態となっている。このために、何れの系統についても通常運転中は系統停止をさせることができなかった。
【００１９】
本発明の目的とするところは、冷却系統を原子力発電所の安全分離区分に従い３系統にすると共に、常・非常用機器及び常用機器を２系統に分割して、通常運転や定期検査及び事故時の運転モードに応じて、２乃至３系統により冷却を行う原子力発電所の補機冷却装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明に係る原子力発電所の補機冷却装置は、原子力発電所の安全分離区分に従った第１，第２，第３の３系統とした系統が、非常用機器と、常・非常用機器と、常用機器と、これらの機器の除熱に供される冷却水を供給する冷却水ポンプと、前記冷却水と外部低熱源と熱交換するために熱交換器とを有する原子力発電所の補機冷却装置において、前記第１の系統の冷却水ポンプの吐出側と前記第１の系統の非常用機器を接続する第１の系統の冷却水供給配管から分岐して前記第２の系統の冷却水ポンプの吐出側と前記第２の系統の非常用機器を接続する第２の冷却水供給配管へ接続される冷却水供給タイラインと、前記第３の系統の冷却水ポンプの吐出側と前記第３の系統の非常用機器を接続する第３の冷却水供給配管から分岐して前記冷却水供給タイラインへ接続される常用供給ラインと、前記第１の系統の冷却水ポンプの吸込側と前記第１の非常用機器を接続する第１の冷却水戻り配管から分岐して前記第２の系統の冷却水ポンプの吸込側と前記第２の非常用機器を接続する第２の冷却水戻り配管へ接続される冷却水戻りタイラインと、前記第３の系統の冷却水ポンプの吸込側と前記第３の系統の非常用機器を接続する第３の冷却水戻り配管から分岐して前記冷却水戻りタイラインへ接続される常用戻りラインと、前記冷却水供給タイラインから分岐して冷却水戻りタイラインに接続される複数の並列配管上に前記常・非常用機器と常用機器とを設けたことを特徴とする。
【００２１】
各種弁の運用により通常運転及び定期検査中には、３系統の内の２系統を運転して各系統の常・非常用機器及び常用機器へ冷却水を供給して冷却を行い、１系統を待機あるいは保守をすることができる。また事故時には、３系統を共に運転して非常用機器及び常・非常用機器へ冷却水を供給する。
【００２２】
請求項２記載の発明に係る原子力発電所の補機冷却装置は、請求項１において、冷却水供給タイラインと冷却水戻りタイラインに並列に接続された複数の常・非常用機器、常用機器のうち、常・非常用機器は前記タイラインの２つの端部に設けられた前記並列配管上にそれぞれ１系統設けられており、前記２つの端部に設けられた並列配管と前記冷却水供給タイラインの接続点と前記常用機器が設けられている並列配管と冷却水供給タイラインの接続点との間および前記２つの端部に設けられた前記並列配管と前記冷却水戻りタイラインの接続点と前記常用機器が設けられている並列配管と冷却水戻りタイラインの接続点との間に前記常・非常用機器を隔離可能に常・非常用機器隔離弁を設けたことを特徴とする。
【００２３】
３つの冷却系統に対して常・非常用機器が２系統に分割されているので、通常運転中は各常・非常用機器と接続した冷却水供給配管に設けたモード弁の運用により、２系統から常・非常用機器に冷却水を供給して冷却を行う。
また、事故時には隔離弁の運用により特定の２系統から冷却水を供給して冷却を行う。
【００２４】
請求項３記載の発明に係る原子力発電所の補機冷却装置は、請求項２において、常用機器を隔離可能に前記常用供給ラインおよび常用戻りラインに常用機器隔離弁を設けたことを特徴とする。
【００２５】
３つの冷却系統に対して常用機器が２系統に分割されているので、各常用機器と接続した冷却水供給配管に設けたモード弁の運用により、２系統から常用機器に冷却水を供給して冷却を行う。
また、事故時には隔離弁の運用により特定の２系統から冷却水を供給して冷却を行う。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上記した従来技術と同じ構成部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
原子力発電所の補機冷却装置は図１の系統構成図に示すように、左からＡ系（第１の系統）、Ｃ系（第３の系統）、Ｂ系（第２の系統）とする３系統からなり、補機冷却水系の淡水による冷却水が循環する冷却水供給配管１ａ〜１ｃと、２重化した冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ を直列にした冷却水戻り配管３ａ〜３ｃが、２重化した熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ に接続されている。
【００２７】
前記冷却水供給配管１ａ〜１ｃと冷却水戻り配管３ａ〜３ｃとの間には、冷却対象負荷である非常用機器５ａ〜５ｃと非常用機器出口弁６ａ〜６ｃが直列に接続されていて、全体としてそれぞれ閉ループを構成している。
また、Ａ系とＢ系の冷却水供給配管１ａ，１ｂと冷却水戻り配管３ａ，３ｂの間には、冷却水供給タイライン１３及び冷却水戻りタイライン１４を接続してＡ系とＢ系を連絡している（請求項１）。
【００２８】
なお、前記冷却水供給タイライン１３においては、Ａ系側にＡ系モード弁１８ａとＡ系隔離弁１９ａが、中央には常用系モード弁２０が、Ｂ系側にはＢ系隔離弁１９ｂとＢ系モード弁１８ｂが介挿されている。
また、冷却水戻りタイライン１４については、Ａ系側にＡ系モード弁２１ａとＡ系隔離弁２２ａが、中央には常用系モード弁２３が、Ｂ系側にＢ系隔離弁２２ｂとＢ系モード弁２１ｂが介挿されている。
【００２９】
さらに、前記冷却水供給タイライン１３及び冷却水戻りタイライン１４との間で、前記Ａ系モード弁１８ａとＡ系隔離弁１９ａの間、Ａ系モード弁２１ａとＡ系隔離弁２２ａとの間に、常・非常用機器７ａが常・非常用ライン２４ａで接続している。
また、Ｂ系隔離弁１９ｂとＢ系モード弁１８ｂの間とＢ系隔離弁２２ｂとＢ系モード弁２１ｂとの間に常・非常用機器７ｂを常・非常用ライン２４ｂにより接続されている（請求項２）。
【００３０】
前記冷却水供給タイライン１３と冷却水戻りタイライン１４の間で、前記常用系モード弁２０と常用系モード弁２３を挟んで、２区分に分割した常用機器８ｄ，８ｅを、それぞれ常用ライン２５ａ，２５ｂにより接続する（請求項３）。
【００３１】
なお、前記常用ライン25ａ，25ｂの冷却水供給タイライン13側には、前記冷却水供給配管１ｃから常用供給ライン26を介して、Ｃ系第１隔離弁27ａ，27ｂが接続され、前記常用ライン25ａ，25ｂの冷却水戻りタイライン14側には、前記冷却水戻り配管３ｃから常用戻りライン28を介して、Ｃ系第２隔離弁29ａ，29ｂを接続している。
【００３２】
さらに、排熱場所を例えば海とした、海水系の補機冷却海水系については、前記熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ には、海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ を介挿した冷却海水供給配管１６ａ１ ，１６ａ２ 〜１６ｃ１ ，１６ｃ２ と、放水配管１７ａ１ ，１７ａ２ 〜１７ｃ１ ，１７ｃ２ が接続して構成されている。
【００３３】
次に、上記構成による作用について説明する。原子力発電所の各運転状態における補機冷却装置の運転モードについて、図２乃至図６の運転モード系統模式図に示し、この時の冷却水の流れを太線で表している。
図２は第１の通常運転状態であり、Ａ系とＢ系により常・非常用機器７ａと常用機器８ｄ、及び常・非常用機器７ｂと常用機器８ｅの冷却を行う運転状態の場合を示す。
従って、Ａ系、Ｂ系とも冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ ，２ｂ１ ，２ｂ２ と、海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ ，１５ｂ１ ，１５ｂ２ 及び熱交換器４ａ１ ，４ａ２ ，４ｂ１ ，４ｂ２ を全台運転するが、Ｃ系の冷却水ポンプ２ｃ１ ，２ｃ２ と海水ポンプ１５ｃ１ ，１５ｃ２ 、及び熱交換器４ｃ１ ，４ｃ１ は全て停止状態にされる。
【００３４】
これには、Ｃ系第１隔離弁２７ａ，２７ｂとＣ系第２隔離弁２９ａ，２９ｂを閉止して、Ｃ系をＡ、Ｂ系から隔離すると共に、非常用機器出口弁６ａ〜６ｃを閉止して、非常用機器５ａ〜５ｃを切り離す。
【００３５】
また、常用系モード弁２０，２３を閉止することにより、Ａ系では常・非常用機器７ａと常用機器８ｄに対し、熱交換器４ａ１ において海水により冷却した冷却水を、冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ により循環させて冷却を行い、Ｂ系では常・非常用機器７ｂと常用機器８ｅに対する冷却を行う。
なお、Ｃ系の冷却水ポンプ２ｃ１ ，２ｃ２ と海水ポンプ１５ｃ１ ，１５ｃ２ 、及び熱交換器４ｃ１ ，４ｃ１ は、全台が停止待機状態となる。
【００３６】
図３は第２の通常運転状態であり、Ｂ系とＣ系により常・非常用機器７ｂと常用機器８ｅ、及び常・非常用機器７ａと常用機器８ｄの冷却を行う運転状態の場合を示す。
従って、Ｂ系、Ｃ系とも冷却水ポンプ２ｂ１ ，２ｂ２ ，２ｃ１ ，２ｃ２ と、海水ポンプ１５ｂ１ ，１５ｂ２ ，１５ｃ１ ，１５ｃ２ 及び熱交換器４ｂ１ ，４ｂ２ ，４ｃ１ ，４ｃ２ を全台運転されるが、Ａ系の冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ と海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 、及び熱交換器４ａ１ ，４ａ１ は全て停止状態にされる。
【００３７】
これには、Ａ系モード弁１８ａ，２１ａを閉止して、Ａ系をＢ，Ｃ系から隔離すると共に、非常用機器出口弁６ａ〜６ｃを閉止して、非常用機器５ａ〜５ｃを切り離す。
【００３８】
また、常用系モード弁２０，２３と、Ｃ系第１隔離弁２７ｂ及びＣ系第２隔離弁２９ｂを閉止し、Ｃ系第１隔離弁２７ａ及びＣ系第２隔離弁２９ａを開けることにより、Ｂ系では常・非常用機器７ｂと常用機器８ｅに対して、冷却水を循環させて冷却を行い、Ｃ系では常・非常用機器７ａと常用機器８ｄに対する冷却を行う。
なお、Ａ系の冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ と海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 、及び熱交換器４ａ１ ，４ａ１ は、全台が停止待機状態となる。
【００３９】
図４は第３の通常運転状態であり、Ａ系とＣ系により、常・非常用機器７ａと常用機器８ｄ、及び常・非常用機器７ｂと常用機器８ｅの冷却を行う運転状態の場合を示す。
従って、Ａ系、Ｃ系とも冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ ，２ｃ１ ，２ｃ２ と、海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ ，１５ｃ１ ，１５ｃ２ 及び熱交換器４ａ１ ，４ａ２ ，４ｃ１ ，４ｃ２ を全台運転とするが、Ｂ系の冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ と海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 、及び熱交換器４ａ１ ，４ａ１ は全て停止状態にされる。
【００４０】
これには、Ａ系モード弁１８ｂ，２１ｂを閉止して、Ｂ系をＡ，Ｃ系から隔離すると共に、非常用機器出口弁６ａ〜６ｃを閉止して、非常用機器５ａ〜５ｃを切り離す。
また、常用系モード弁２０，２３と、Ｃ系第１隔離弁２７ａ及びＣ系第２隔離弁２９ａを閉止し、Ｃ系第１隔離弁２７ｂ及びＣ系第２隔離弁２９ｂを開けることにより、Ａ系では常・非常用機器７ａと常用機器８ｄに対して、冷却水を循環させて冷却を行い、Ｃ系では常・非常用機器７ｂと常用機器８ｅに対する冷却を行う。
【００４１】
なお、Ｂ系の冷却水ポンプ２ｂ１ ，２ｂ２ と海水ポンプ１５ｂ１ ，１５ｂ２ 、及び熱交換器４ｂ１ ，４ｂ１ は、全台が停止待機状態となる。
これにより、上記した第１乃至第３の通常運転状態においては、それぞれ、Ｃ系、Ａ系、Ｂ系が停止待機状態であることから、この停止待機状態の系統における各構成機器に対する保守点検を実施することが可能である。
【００４２】
また、図示しないが、本一実施の形態においては、通常運転状態としてＡ〜Ｃの３系統により、常・非常用機器７ａ，７ｂと常用機器８ｄ，８ｅに対する冷却を行うこともできるが、この際には、停止待機状態の系統は存在しないので、保守点検を行うことはできない。
【００４３】
図５は定期検査時でプラント停止の状態であり、なお、ここでは例としてＡ系とＣ系により、非常用機器５ａ，５ｃと常・非常用機器７ａ、常用機器８ｄ，８ｅを冷却する運転状態の場合を示す。
従って、このプラント停止時の運転状態では、Ａ系とＣ系は共に冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ ，２ｃ１ ，２ｃ２ と、海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ ，１５ｃ１ ，１５ｃ２ 、及び熱交換器４ａ１ ，４ａ２ ，４ｃ１ ，４ｃ２ を全台運転している。
【００４４】
これには、Ａ系隔離弁１９ａ，２２ａとＢ系隔離弁１９ｂ，２２ｂを閉止することにより、Ａ系、Ｂ系、Ｃ系が分離される。
また、Ａ系とＣ系については、非常用機器出口弁６ａ，６ｃとＡ系モード弁１８ａ，２１ａ、常用モード弁２０，２３及びＣ系第１隔離弁２７ａとＣ系第２隔離弁２９ａを開けることにより、Ａ系では非常用機器５ａと常・非常用機器７ａが、Ｃ系では非常用機器５ｃと常用機器７ｄ，７ｅに対する冷却が行われる。
【００４５】
なお、Ｃ系においては、前記非常用機器出口弁６ｃと常用系モード弁２０，２３を開けた場合で、Ｃ系第１隔離弁２７ｂとＣ系第２隔離弁２９ａを開けて、Ｃ系第１隔離弁２７ａとＣ系第２隔離弁２９ａを閉止した場合や、Ｃ系第１隔離弁２７ａ，２７ｂとＣ系第２隔離弁２９ａ，２９ｂの両方を開けた場合でも、上記と同様の機能が得られる。
【００４６】
また、この時にＢ系においては、冷却運転中のＡ系及びＣ系から隔離されて停止状態となるので、各構成機器である非常用機器５ｂと常・非常用機器７ｂ、及び冷却水ポンプ２ｂ１ ，２ｂ２ と海水ポンプ１５ｂ１ ，１５ｂ２ 、さらに熱交換器４ｂ１ ，４ｂ２ や、非常用機器出口弁６ｂ及びＢ系モード弁１８ｂ，２１ｂ等の保守点検を行うことができる。
【００４７】
さらに、上記したＢ系の停止状態のほかにＡ系とＣ系についても、適宜各種弁を運用することにより、他の系統から隔離すると共に停止状態にして、それぞれの系統の各構成機器に対する保守点検を行うことができる。
【００４８】
図６は原子力プラント事故時の運転状態で、Ａ系とＢ系により非常用機器５ａ，５ｂ及び常・非常用機器７ａ，７ｂを、Ｃ系で非常用機器５ｃを冷却する運転状態の場合を示す。
従って、このプラント事故時の運転状態では、Ａ系乃至Ｃ系は共に冷却水ポンプ２ａ１ ，２ａ２ 〜２ｃ１ ，２ｃ２ と、海水ポンプ１５ａ１ ，１５ａ２ 〜１５ｃ１ ，１５ｃ２ 、及び熱交換器４ａ１ ，４ａ２ 〜４ｃ１ ，４ｃ２ を全台運転としている。
【００４９】
これには、Ａ系隔離弁１９ａ，２２ａと、Ｂ系隔離弁１８ｂ，２１ｂを閉止することにより、Ａ系、Ｂ系、Ｃ系が分離される。
さらに、Ａ系、Ｂ系については非常用機器出口弁６ａ，６ｂを開けることにより、Ａ系では非常用機器５ａと常・非常用機器７ａの冷却を行い、Ｂ系では非常用機器５ｂと常・非常用機器７ｂの冷却が行われる。
【００５０】
また、Ｃ系については、非常用機器出口弁６ｃを開け、Ｃ系第１隔離弁２７ａ，２９ａとＣ系第２隔離弁２７ｂ，２９ｂを閉止することにより、非常用機器５ｃの冷却を行うと共に常用機器８ｄ，８ｅを隔離する。
【００５１】
上記した各運転状態に示すように、各冷却負荷の非常用機器５ａ〜５ｃと常・非常用機器７ａ，７ｂ及び常用機器８ｄ，８ｅについて、２区分に分割する系統構成になることから、補機冷却装置を構成する各種機器の仕様を決定する上で、３系統の容量を均等に分配することが可能となり、このために、合理的な系統構成をすることができる。
【００５２】
また、本発明における系統構成では、通常運転中において３系統の内の２系統を運転し、１系統を停止状態として隔離することができるために、各種機器を含めた系統の休止及び待機状態を保有することにより信頼性が向上する。
【００５３】
【発明の効果】
以上本発明によれば、通常運転中においては常・非常用負荷を３系統の内任意の２系統で冷却し、常用負荷を２区分に分割して任意の２系統で冷却するので、設計時において補機冷却装置の構成機器について合理的な仕様を定めることができる。
また、３系統の内で１系統を停止状態とすることから、各種機器を含めた系統の休止及び待機状態を保有するので、保守性も優れて信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施の形態の原子力発電所の補機冷却装置の系統構成図。
【図２】本発明に係る一実施の形態で、第１の通常運転モード系統模式図。
【図３】本発明に係る一実施の形態で、第２の通常運転モード系統模式図。
【図４】本発明に係る一実施の形態で、第３の通常運転モード系統模式図。
【図５】本発明に係る一実施の形態で、検査時運転モード系統模式図。
【図６】本発明に係る一実施の形態で、事故時運転モード系統模式図。
【図７】従来の原子力発電所の補機冷却装置の系統構成図。
【符号の説明】
１ａ〜１ｃ…冷却水供給配管、２ａ1 ，２ａ2 〜２ｃ1 ，２ｃ2 …冷却水ポンプ、３ａ〜３ｃ…冷却水戻り配管、４ａ1 ，４ａ2 〜４ｃ1 ，４ｃ2 …熱交換器、５ａ〜５ｃ…非常用機器、６ａ〜６ｃ…非常用機器出口弁、７ａ，７ｂ…常・非常用機器、８ａ〜８ｃ…常用機器、９ａ〜９ｃ，10ａ〜10ｃ…常用機器隔離弁、11ａ〜11ｃ…供給タイライン元弁、12ａ〜12ｃ…戻りタイライン元弁、13…冷却水供給タイライン、14…冷却水戻りタイライン、15ａ1 ，15ａ2 〜15ｃ1 ，15ｃ2…海水ポンプ、16ａ1 ，16ａ2 〜16ｃ1 ，16ｃ2 …冷却海水供給配管、17ａ1 ，17ａ2 〜17ｃ1 ，17ｃ2 …放水配管、18ａ，21ａ…Ａ系モード弁、18ｂ，21ｂ…Ｂ系モード弁、19ａ，22ａ…Ａ系隔離弁、19ｂ，22ｂ…Ｂ系隔離弁、20，23…常用系モード弁、24ａ，24ｂ…常・非常用ライン、25ａ，25ｂ…常用ライン、26…常用供給ライン、27ａ，27ｂ…Ｃ系第１隔離弁、28…常用戻りライン、29ａ，29ｂ…Ｃ系第２隔離弁。
Claims (3)
- 原子力発電所の安全分離区分に従った第１，第２，第３の３系統とした系統が、非常用機器と、常・非常用機器と、常用機器と、これらの機器の除熱に供される冷却水を供給する冷却水ポンプと、前記冷却水と外部低熱源と熱交換するために熱交換器とを有する原子力発電所の補機冷却装置において、前記第１の系統の冷却水ポンプの吐出側と前記第１の系統の非常用機器を接続する第１の系統の冷却水供給配管から分岐して前記第２の系統の冷却水ポンプの吐出側と前記第２の系統の非常用機器を接続する第２の冷却水供給配管へ接続される冷却水供給タイラインと、前記第３の系統の冷却水ポンプの吐出側と前記第３の系統の非常用機器を接続する第３の冷却水供給配管から分岐して前記冷却水供給タイラインへ接続される常用供給ラインと、前記第１の系統の冷却水ポンプの吸込側と前記第１の非常用機器を接続する第１の冷却水戻り配管から分岐して前記第２の系統の冷却水ポンプの吸込側と前記第２の非常用機器を接続する第２の冷却水戻り配管へ接続される冷却水戻りタイラインと、前記第３の系統の冷却水ポンプの吸込側と前記第３の系統の非常用機器を接続する第３の冷却水戻り配管から分岐して前記冷却水戻りタイラインへ接続される常用戻りラインと、前記冷却水供給タイラインから分岐して冷却水戻りタイラインに接続される複数の並列配管上に前記常・非常用機器と常用機器とを設けたことを特徴とする原子力発電所の補機冷却装置。
- 前記冷却水供給タイラインと冷却水戻りタイラインに並列に接続された複数の常・非常用機器、常用機器のうち、常・非常用機器は前記タイラインの２つの端部に設けられた前記並列配管上にそれぞれ１系統設けられており、前記２つの端部に設けられた並列配管と前記冷却水供給タイラインの接続点と前記常用機器に設けられている並列配管と冷却水供給タイラインの接続点との間および前記２つの端部に設けられた前記並列配管と冷却水戻りタイラインの接続点との間に、前記常・非常用機器を隔離可能に常・非常用機器隔離弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の原子力発電所の補機冷却装置。
- 前記常用機器を隔離可能に前記常用供給ラインおよび常用戻りラインに常用機器隔離弁を設けたことを特徴とする請求項２記載の原子力発電所の補機冷却装置。
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