JP5931630B2 - インジェクタシステム及び加圧水型原子力プラントの蒸気発生器への冷却水供給方法 - Google Patents
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Description
即ち、本発明に係るインジェクタシステムは、加圧水型原子力プラントの蒸気発生器と、供給される冷却水に、供給される駆動用気体を凝縮させることで負圧を生成し、前記冷却水を前記蒸気発生器内に噴出する注水用インジェクタと、前記注水用インジェクタに供給される前記冷却水が貯留された貯水ピットと、前記貯水ピットの前記冷却水を前記注水用インジェクタに導入するとともに開閉可能とされた駆動水ラインと、流体が貯留される流体源を有し、該流体源から流通される流体に基づいて前記注水用インジェクタに前記冷却水を供給することで初期水流を生成する初期水流生成部と、を備えることを特徴とする。
このインジェクタシステムにおいては、前記蒸気発生器の蒸気が該蒸気の圧力によって流通し、開閉可能とされた駆動蒸気ラインをさらに備え、前記駆動用気体は、前記駆動蒸気ラインを介して供給される前記蒸気発生器の蒸気であることが好ましい。
この際、前記加圧水生成部が、前記蒸気発生器の蒸気を該蒸気の圧力により前記加圧水タンク内に供給し、開閉可能とされた加圧用蒸気ライン、をさらに有することが好ましい。
図1に示す注水用インジェクタ20システムは、加圧水型(PWR:Pressurized Water Reactor)原子力発電プラントの蒸気発生器10に冷却水Wを供給するためのシステムである。
このインジェクタシステム100は、蒸気発生器10と、駆動蒸気ライン13と、注水用インジェクタ20と、吐出ライン25と、貯水ピット30と、駆動水ライン31と、冷却水供給ライン33と、オーバーフローライン35と、初期水流生成部40とを備えている。
この駆動蒸気ライン13の中途には、該駆動蒸気ライン13内の蒸気の流路を開閉する駆動蒸気開閉弁14が設けられている。これによって駆動蒸気ライン13は、その内部を蒸気が流通可能又は流通不能となるように開閉可能な構成とされている。
さらに、駆動蒸気ライン13における駆動蒸気開閉弁14の下流側には、駆動蒸気ライン13内を流通する流体の流通方向を蒸気発生器10から注水用インジェクタ20側に向けた方向のみに規制する駆動蒸気逆止弁15が設けられている。
ミキシングノズル21は、軸線Oを中心とした円筒状をなしており、後端側(図2の右側)から前端側(図2の左側)に向かうに従って外周面及び内周面が漸次縮径するテーパ形状をなしている。このミキシングノズル21はその後端が駆動蒸気ライン13に接続された蒸気導入口21aとされており、これによって駆動蒸気ライン13を流通する蒸気がミキシングノズル21の蒸気導入口21aから該ミキシングノズル21内に供給されるようになっている。
液体ノズル22はミキシングノズル21の内側に同軸に配置された円筒形状をなしている。この液体ノズル22の後端は、冷却水Wが供給される液体導入口22aとされている。液体ノズル22にはこの液体導入口22aを介して冷却水Wが内部に供給されるようになっている。
なお、ミキシングノズル21には、液体ノズル22よりも先端側に、外周面及び内周面を貫通するオーバーフロー排水口21bが周方向に間隔をあけて複数(本実施形態では2つ)が形成されている。
この吐出ライン25の中途には、該吐出ライン25内の冷却水Wの流路を開閉する吐出開閉弁26が設けられている。これによって吐出ライン25は、その内部を冷却水Wが流通可能又は流通不能となるように開閉可能な構成とされている。
この駆動水ライン31の中途には、該駆動水ライン31内の冷却水Wの流路を開閉する駆動水開閉弁32が設けられている。これによって駆動水ライン31は、その内部を冷却水Wが流通可能又は流通不能となるように開閉可能な構成とされている。
この誘引用気体ライン42の中途には、該誘引用気体ライン42内の気体の流路を開閉する誘因用気体開閉弁43が設けられている。これによって誘引用気体ライン42は、その内部を気体が流通可能又は流通不能となるように開閉可能な構成とされている。
最初に初期水流生成工程S11を行う。この初期水流生成工程S11では、駆動蒸気ライン13及び駆動水ライン31を閉状態とした状態で、誘引用気体ライン42のみを開状態とする。
なお、この際、駆動蒸気ライン13には駆動蒸気逆止弁15が設けられているため、加圧気体タンク41の圧力による冷却水Wが駆動蒸気ライン13を経由して蒸気発生器10側に流通してしまうことはない。
なお、このように駆動水ライン31を開状態とする前には、誘引気体用ライン42を閉状態とすることが好ましい。これによって、加圧気体タンク41の気体が貯水ピット30側に流入してしまうことを防止できる。
そして、上記誘引用気体ライン42を閉状態とするのと同時に、又は遅れて吐出ライン25を開状態とすることで、駆動水ライン31及び冷却水Wラインを介して注水用インジェクタ20内に供給される駆動水としての冷却水Wのみが、吐出ライン25を介して蒸気発生器10内へと供給される。なお、ディフューザ23も負圧になれば、オーバーフローライン35のオーバーフロー逆止弁36が閉状態となるため、該オーバーフローライン35を介して貯水ピット30への冷却水Wの流通は停止する。
第二実施形態のインジェクタシステム100は、初期水流生成部50の構成、及び、加圧水生成部60をさらに備えている点で第一実施形態と主に相違する。
この蒸気取出ライン11の中途には、該蒸気取出ライン11内の蒸気の流路を開閉する蒸気取出開閉弁12が設けられている。これによって蒸気取出ライン11は、その内部を蒸気が流通可能又は流通不能となるように開閉可能な構成とされている。
また、蒸気取出ライン11における蒸気取出開閉弁12の下流側には、蒸気取出ライン11内を流通する流体の流通方向を蒸気発生器10から導出される方向のみに規制する蒸気取出逆止弁12aが設けられている。この蒸気取出逆止弁12aによって、冷却水Wが蒸気取出ライン11を介して蒸気発生器10側に流通してしまうことを防止している。
加圧水タンク51は、内部に高温の液体を貯留可能な高耐圧性を有するタンクであって、後述する加圧水生成部60によって、貯水ピット30の冷却水Wが加圧状態で貯留される。
この加圧水生成部60は、誘引用蒸気ライン61と、起動用エジェクタ65と、加圧用蒸気ラインと、圧力・水位調整ラインとを備えている。
この誘引用蒸気ライン61の中途には、該誘引用蒸気ライン61内の蒸気の流路を開閉する誘引用蒸気開閉弁62が設けられている。これによって誘引用蒸気ライン61は、その内部を蒸気が流通可能又は流通不能となるように開閉可能な構成とされている。
なお、誘引吐出ライン67の中途には、該誘引吐出ライン67内の冷却水Wの流路を開閉する誘因水開閉弁68が設けられている。これによって加圧用蒸気ラインは、その内部を蒸気が流通可能又は流通不能となるように開閉可能な構成とされている。
この加圧用蒸気ラインの中途には、該加圧用蒸気ライン内の蒸気の流路を開閉する加圧用蒸気開閉弁が設けられている。これによって加圧用蒸気ラインは、その内部を蒸気が流通可能又は流通不能となるように開閉可能な構成とされている。
この圧力・水位調整用ライン73の中途には、該圧力・水位調整用ライン73内の流体の流路を開閉する圧力・水位調整用開閉弁74が設けられている。これによって圧力・水位調整用ライン73は、その内部を流体が流通可能又は流通不能となるように開閉可能な構成とされている。
また、この際、圧力・水位調整用開閉弁74を開閉することで、加圧水タンク51の圧力・水位を調整する。
そして、この負圧によって、圧力水タンクからの冷却水Wが引き込まれるように注水用インジェクタ20内に導入され、即ち、圧力水タンクからの冷却水Wの導入が促進される。
これによって、加圧水タンク51から注水用インジェクタ20への冷却水Wが停止され、上記負圧に基づく駆動水ライン31を介しての冷却水Wのみが注水用インジェクタ20に供給される。
そして、オーバーフローライン35を閉状態とするとともに吐出ライン25を開状態とすることで、駆動水ライン31及び冷却水Wラインを介して注水用インジェクタ20内に供給される駆動水としての冷却水Wのみが、吐出ライン25を介して蒸気発生器10内へと供給される。
さらに、加圧水供給ライン53及び誘引水吐出ライン67が冷却水流通ライン52を介してではなく直接的に加圧水タンク51に接続された構成であってもよい。
11 蒸気取出ライン
12 蒸気取出開閉弁
12a 蒸気取出逆止弁
13 駆動蒸気ライン
14 駆動蒸気開閉弁
15 駆動蒸気逆止弁
20 注水用インジェクタ
21 ミキシングノズル
21a 蒸気導入口
21b オーバーフロー排水口
22 液体ノズル
22a 液体導入口
23 ディフューザ
23a 吐出口
24 スロート部
25 吐出ライン
26 吐出開閉弁
27 吐出逆止弁
30 貯水ピット
31 駆動水ライン
32 駆動水開閉弁
33 冷却水供給ライン
34 冷却水供給逆止弁
35 オーバーフローライン
36 オーバーフロー逆止弁
37 オーバーフロー開閉弁
40 初期水流生成部
41 加圧流体タンク(流体源)
42 誘引用気体ライン
43 誘引用気体開閉弁
45 起動用エジェクタ
46 冷却水誘引ライン
47 誘引水吐出ライン
50 初期水流生成部
51 加圧水タンク(流体源)
52 冷却水流通ライン
53 加圧水供給ライン
54 加圧水開閉弁
60 加圧水生成部
61 誘引用蒸気ライン
62 誘引用蒸気開閉弁
65 起動用エジェクタ
66 冷却水誘引ライン
67 誘引水吐出ライン
68 誘引水開閉弁
70 タンク加圧用蒸気ライン
73 圧力・水位調整用ライン
74 圧力・水位調整用開閉弁
81 第一気液分離部
82 第一気液分離ライン
83 第二気液分離部
84 第二気液分離ライン
85 第一流量計測部
86 第二流量計測部
100 インジェクタシステム
200 インジェクタシステム
S1 タンク水導入工程
S2 タンク加圧工程
S11 初期水流生成工程
S12 駆動水導入工程
S13 定常給水移行工程
W 冷却水
O 軸線
Claims (9)
- 加圧水型原子力プラントの蒸気発生器と、
供給される冷却水に、供給される駆動用気体を凝縮させることで負圧を生成し、前記冷却水を前記蒸気発生器内に噴出する注水用インジェクタと、
前記注水用インジェクタに供給される前記冷却水が貯留された貯水ピットと、
前記貯水ピットの前記冷却水を前記注水用インジェクタに導入するとともに開閉可能とされた駆動水ラインと、
流体が貯留される流体源を有し、該流体源から流通される流体に基づいて前記注水用インジェクタに前記冷却水を供給することで初期水流を生成する初期水流生成部と、を備えることを特徴とするインジェクタシステム。 - 前記蒸気発生器の蒸気が該蒸気の圧力によって流通し、開閉可能とされた駆動蒸気ラインをさらに備え、
前記駆動用気体は、前記駆動蒸気ラインを介して供給される前記蒸気発生器の蒸気であることを特徴とする請求項1に記載のインジェクタシステム。 - 前記流体源は、加圧気体が予め貯留された加圧流体タンクであって、
前記初期水流生成部は、
前記加圧流体タンクの前記加圧気体が該加圧気体の圧力により流通し、開閉可能とされた誘引用気体ラインと、
前記誘引用気体ラインを介して供給される前記加圧気体によって前記貯水ピットから誘引した前記冷却水を前記注水用インジェクタに供給する起動用エジェクタ又は起動用インジェクタと、を有することを特徴とする請求項2に記載のインジェクタシステム。 - 前記駆動蒸気ライン内の液体を前記貯水ピットに導く第一気液分離部と、
前記誘引用気体ライン内の液体を前記貯水ピットに導く第二気液分離部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載のインジェクタシステム。 - 前記駆動蒸気ライン内を流通する前記蒸気の流量を計測する第一流量計測部と、
前記誘引用気体ライン内を流通する前記加圧気体の流量を計測する第二流量計測部と、をさらに備えることを特徴とする請求項3又は4に記載のインジェクタシステム。 - 前記流体源は、前記貯水ピットの前記冷却水が加圧状態で貯留される加圧水タンクであって、
前記初期水流生成部が、前記加圧水タンクに貯留された前記冷却水を該冷却水の圧力により前記注水用インジェクタに供給するとともに開閉可能とされた加圧水供給ラインをさらに有し、
前記加圧水タンクに前記貯水ピットの前記冷却水を導入して該冷却水を加圧する加圧水生成部をさらに備え、
該加圧水生成部は、
前記蒸気発生器の前記蒸気が該蒸気の圧力により流通し、開閉可能とされた誘引用蒸気ラインと、
該誘引用蒸気ラインを介して供給される前記蒸気に基づいて前記貯水ピットから誘引した前記冷却水を前記加圧水タンクに供給する起動用エジェクタ又は起動用インジェクタと、
を有することを特徴とする請求項2に記載のインジェクタシステム。 - 前記加圧水生成部が、
前記蒸気発生器の蒸気を該蒸気の圧力により前記加圧水タンク内に供給し、開閉可能とされた加圧用蒸気ライン、をさらに有することを特徴とする請求項6に記載のインジェクタシステム。 - 請求項3から5のいずれか一項に記載のインジェクタシステムを用いた加圧水型原子力プラントの蒸気発生器への冷却水供給方法であって、
前記駆動蒸気ライン及び前記駆動水ラインを閉状態とするとともに前記誘引用気体ラインを開状態とすることで、前記起動用エジェクタ又は起動用インジェクタにより供給される前記冷却水によって該注水用インジェクタ内に初期水流を生成する初期水流生成工程と、
該初期水流生成工程の後に前記駆動蒸気ライン及び前記駆動水ラインを開状態とすることで、前記注水用インジェクタに前記駆動水ラインを介しての前記冷却水を導入する駆動水導入工程と、
該駆動水導入工程の後に、前記誘引用気体ラインを閉状態とすることで、前記駆動水ラインを介して前記注水用インジェクタに供給される前記冷却水のみを前記蒸気発生器内に供給する定常給水移行工程とを備えることを特徴とする加圧水型原子力プラントの蒸気発生器への冷却水供給方法。 - 請求項7に記載のインジェクタシステムを用いた加圧水型原子力プラントの蒸気発生器への冷却水供給方法であって、
前記加圧水供給ラインを閉状態とするとともに前記誘引用蒸気ラインを開状態として、前記起動用エジェクタ又は起動用インジェクタによって前記加圧水タンクに前記冷却水を供給するタンク水導入工程と、
該タンク水導入工程の後に前記誘引用蒸気ラインを閉状態とするとともに前記加圧用蒸気ラインを開状態として、前記加圧水タンクに前記蒸気を供給するタンク加圧工程と、
該タンク加圧工程の後に前記加圧水供給ラインを開状態とすることで、該加圧水供給ラインを介して供給される前記冷却水によって前記注水用インジェクタ内に初期水流を生成する初期水流生成工程と、
該初期水流生成工程の後に前記駆動蒸気ライン及び前記駆動水ラインを開状態とすることで、前記注水用インジェクタに前記駆動水ラインを介しての前記冷却水を導入する駆動水導入工程と、
該駆動水導入工程の後に、前記加圧水供給ラインを閉状態とすることで、前記駆動水ラインを介して前記注水用インジェクタに供給される前記冷却水のみを前記蒸気発生器内に供給する定常給水移行工程を備えることを特徴とする加圧水型原子力プラントの蒸気発生器への冷却水供給方法。
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