JPH0212097A

JPH0212097A - 再循環ポンプの運転方法

Info

Publication number: JPH0212097A
Application number: JP63160680A
Authority: JP
Inventors: Takao Kageyama; 影山　隆夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1990-01-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的」（産業上の利用分野）本発明は沸騰水型原子炉に用いられている主蒸気隔離弁
が閉じた際の再循環ポンプの運転方法に関する。

（従来の技術）沸騰水型原子力発電プラントでは、原子炉建屋内に原子
炉格納容器が設けられており、この原子炉格納容器内に
は冷却材（水）と複数の燃料果合体及び制御棒等からな
る炉心か収容されている。

冷却水は炉心を上昇する際、炉心の核反応によって芦温
し水と蒸気の二相流状態となる。この二相流は気水分離
器によって水と蒸気に分離され、そのうち蒸気は、蒸気
轄燥器によって乾燥状態となる。この乾燥蒸気は原子炉
圧力容器に接続された主蒸気配管系を介してタービンに
送られタービンを駆動させる。このタービンの駆動によ
って発電機が回転され発電１′る。タービンで仕事をし
た蒸気は復水器内に導入されて復水となり、給水ポンプ
°によって再度原子炉圧力容器内に供給される。

ところで、商業用沸騰水型原子炉（以下ＢＷＲと記す）
の主蒸気配管は通常４本からなり、各々の主蒸気配管に
は２ないし３個の主蒸気隔離弁（以下ＭＳＩＶと記す）
が設置されている。このＭＳＩＶは主蒸気配管からの蒸
気の漏洩が発生した際に、放射能が原子炉格納容器外へ
拡散することを防止することを目的と（）て、例えば原
子炉水位低信号により仝弁が閉鎖される。このとき原子
炉出力が上昇し、炉心内のボイドが潰れることによる正
の反応度印加により、出力か上背（頃向どなる。そのた
め、過度の出力上背を防止する観点から複数のＭＳＩＶ
が閉じたことを確認することにより、原子炉はスクラム
される。

ここでＭＳＩＶが閉じたごとの確認方法の一例としては
弁ストローク位置が９０％に達したことを検出する方法
が採られている。また、誤スクラム信号が発生すること
を防止するため、４本の主蒸気管の内、３本の主蒸気管
の弁が閉じた場合、スクラム信号が発生する［］シシラ
となっている。

このような構成のＭＳＩＶを有するＢＷＲでは、プラン
ト出力運転中に各々のＭＳＩＶの閉鎖試験が行われる。

この閉鎖試験はＭＳＩＶ動作特性上特に問題のないこと
をｆｌｌＬ’ｌするため行なわれるものであり、試験に
は２種類ある。１つはＭＳＩＶの１弁を完全に閉鎖する
試験であり、もう１つはＭＳＩＶの１弁を部分閉鎖する
ものである。曲名の試験は出力を下げてり８０％定格出
力以下）行なわれ、また後者の試験は定格出力運転付近
で行なわれるのが通常である。これはＭＳＩＶを１弁完
全に閉鎖ざぜた１易合、原子炉出力か上背し、中性子束
高スクラム設定１１ａに対する余裕が減少するためでお
る。

（発明が解決しようどする課題）上記構成のＭＳＩＶを有するＢＷＲにおいて仮に定格用
ツノ運転付近でＭＳＩＶの１弁が誤って完全に閉鎖する
と、中性子束高スクラムか発生し、Ｊ：た燃料の熱的叶
仝性の指標となる最小限界出力比（ＭＣＰＲ）が低ドす
る可能性がある。

本発明の目的は定格出力付近でＭＳ　Ｉ　Ｖの１弁閉鎖
試験中に同ＭＳＩＶが試験目的を逸脱して必要以■に閉
じた場合でも、原子炉出力の中性子束高スクラムに対す
る余裕が減少プるのを防ぎ、かつＭＣＰＲの低下を防止
するような円循環ポンプの運転方法を提供することにあ
る。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明はＭＳＩＶの開度（ストローク位置）を検出する
ことによってＭＳＩＶの少なくとも１弁がある設定開度
よりも閉じた場合、原子炉出力が予め定められた値より
も大きい場合に限り、再循環ポンプをトリップまたはラ
ンバックさせることを特徴とする。

（作　用）主蒸気隔離弁閉鎖時の再循環ポンプの運転方法は、ＭＳ
ＩＶの１弁誤閉鎖が発生した場合でも原子炉スクラムが
発生することはなく、またＭＣＰＲの低下も防止され、
更に、ＭＳＩＶの１弁完全閉鎖試験を行なう際の障害と
なることもない。

すなわち、ＢＷＲは再循環ポンプの回転数を変化させる
ことによって出力を調整することができる。

再循環ポンプの回転数を増加させると炉心流量が増加し
、出力も増加する。

ＭＳＩＶの開度がある一定値になった場合、再循環ポン
プの回転数を減少させる。この場合、比較的低出力の状
態ではＭＳＩＶの１弁の誤閉鎖が発生した場合でも原子
炉スクラム設定値に対する余裕が大きいことおよび燃料
の健全性も十分に確保されることを考慮に入れる。ざら
にＭＳＩＶの１弁完全閉鎖試験の障害となることがない
ように、予め定められた出ツノ以下でＭＳＩＶの１弁閉
鎖が発生した場合には再循環ポンプ回転数を減少させな
い。

（実施例）第１図から第６図を参照して本発明の第１の実施例を説
明する。第１図はＢＷＲの概略構成を示す系統図である
。図中符＠１は原子炉格納容器を示し、この原子炉格納
容器１は図示しない原子炉建屋内に設置されている。原
子炉格納容器１内には原子炉圧力容器２が図示しないペ
デスタル上に設置されている。この原子炉圧力容器２内
には、炉心３か収容されているとともに、冷却材４が収
容されている。上記炉心３は複数の燃料集合体および制
御棒３ａから構成されており、また冷却材４は再循環系
８により強制循環されている。このＰｊ循環系８は、炉
心３の外周のダウンカマ部に設置された複数台のジェッ
トポンプ５．原子炉圧力容器１の外部に設置された再循
環ポンプ６及びこれらジェットポンプ５および再循環ポ
ンプ６との間に配設された再循環系配管７とから構成さ
れている。冷却材４は炉心３を上方に向って流通する際
、炉心３の核反応熱により胃温し、水と蒸気の二相流状
態となる。二相流状態となった冷Ｎｌ材４は炉心３の上
方に設けられた図示しない気水分離器により水と蒸気と
に分離され、その内蒸気は気水分離器の上方に設けられ
た蒸気乾燥器に流入して乾燥され乾燥蒸気となり、原子
炉圧力容器２の上部に接続された主蒸気管９を介してタ
ービン１（）に移送される。一方、前記分離された水は
ダウンカマ部を介して炉心３の下方に流入し、再度炉心
３を上方に流通する。主蒸気管９の原子炉格納打器１の
ｎ油部前後には、主蒸気隔離弁（以下ＭＳＩＶという）
１１および１２が夫々介挿されている。

ＭＳＩＶ１２とタービン１０との間には、主蒸気止め弁
１３および主蒸気下限弁１４が順次介挿されている。

そして、タービン１０に移送された蒸気は、そこでター
ビン１０を駆動させ、その結果はタービン１０に連結さ
れた発電機１５が回転する。タービン１０を駆動させた
蒸気は、タービン１０の下方に設置されたｊ（水器１６
内に収容され、そこで凝縮化された復水となる。この復
水は、復水ポンプ１７．給水加熱器１８、タービン駆動
１京子炉給水ポンプ１９およσ電動機駆動機給水ポンプ
給水制御弁２０を介して原子炉圧力容器２内に導入され
、炉心３の下方に給水される。

ＭＳＩＶ１２と主蒸気止め弁１３どの間の主蒸気管９と
復水器１６との間にはタービンバイパス管２１か配設さ
れている。このタービンバイパス管２１にはタービンバ
イパス弁２２が介挿されている。Ｖなわら、負ＡＭ断が
発生した場合には、主蒸気下限弁１４が閉弁し、同時に
タービンバイパス弁２２が開弁１−る。それによって蒸
気タービンバイパス管２１を介して復水器１６に直接導
入される。

また主蒸気管９のＭＳＩ’ｖ’ｌｌの入口側には、主蒸
気逃し安全弁２３が接続されているとともに、この主蒸
気逃し安全弁２３には主蒸気逃し配管２４が接続されて
いる。この主蒸気逃し配管２４の下端は原子炉格納容器
１の底部に設けられた圧；り抑制至２５内の冷却水２５
ａ中に浸漬されている。そして例えばＭ　Ｓ　Ｉ　Ｖ　
１１１３よび１２が閉弁【）て主蒸気圧力か過度に上界
した場合には、主蒸気逃し安全弁２３が開弁し、原子炉
圧力容器２内の主蒸気が主蒸気逃し管２４を介して圧力
抑制室２５内の水中に導入され、それによって１爪子炉
圧力８器２内の圧力上背が抑制される。

次に上記構成をなすＢＷＲに適用されている主蒸気隔離
弁開度検出系３２．制御棒駆動系３３および冷却材再循
環ポンプ速度制御系３４につい゛Ｃ説明する。主蒸気隔
離弁開度検出系３２はＭＳ　Ｉ　Ｖｌｌ、　１２の各々
に接続しており、ＭＳＩＶが閉じ始め、その開度が９０
％以下になったことおよび６０％以下になったことを夫
々別個のリミッ［・スイッチによって検出する。ＭＳ　
Ｉ　Ｖｌｌ、　１２の両方が９０％以下になった場合に
は、主蒸気隔離弁開度検出系３２から制御棒駆動系３３
に信号が伝達され、制御棒駆動系３３からは原子炉スク
ラム信号が発生する。この結果、ＭＳＩＶ仝閉が発生し
たときの炉心内のボイドの潰れによって印加される正の
反応度は、スクラムによる大きな負の反応変化によって
打消される。

また、ＭＳ　Ｉ　Ｖｌｌ、　１２のいずれか一方が６０
％以上になった場合には、主蒸気隔離弁開度検出系３２
かう冷却材再循環ポンプ速度制御系３４に信号が伝達さ
れる。そして、原子炉出力検出系３５の信号が原子炉出
力が８０％定格以ＦＣあることを示したときのみ、冷却
材再循環ポンプ速度制御１系３４がら再循環ボンプラン
バラ９１９号が発生する。この場合、１京子炉３３が受
ける効果についで第２図から第４図を用いて説明する。

第２図はＭＳｉＶ１１必るいは１２か誤閉鎖したときの
事象の流れを示す図で必る。

上述したようにＭＳＩＶが６０％ストローク位置を小し
、そのときの原子炉出力が８０％以上のとぎには再循環
ボンプランバラ９１３号が発生づる。ＭＳＩＶの１弁閉
により原子炉圧力が上背するため炉心内のボイドが潰れ
、原子炉出力は上背する傾向にあり、中性子束高スクラ
ム設定点く定格出力の１２０％）に対する余裕が小さく
なり、ＭＣＰＲは低下（悪化）する。しかしながら、再
循環ボンプランバック信号が発生し、炉心流量が減少す
ると、原子炉出力も減少に向い、従ってＭ　ＣＰ　Ｒ：
ｂ改善される。

第３図に本発明の再循環ポンプ運転方法を採用していな
いプラントで定格出力運転状態でＭＳＩＶの１弁誤閉鎖
が発生したときの中性子束および炉心流量の時間変化を
示す。中性子束は圧力の上背に従い漸増するため、時刻
約３０秒で中性子束高スクラムが発生している。これに
対して第４図に本発明の運転方法を採用したときの中性
束および流ｍ変化を示す。ＭＳＩＶストローク６０％位
置を検出することにより、時刻約１５秒で再循環ボンプ
ランバック信号が発生し、炉心流量が減少を開始するた
め、中性子束高スクラム設定値に対する余裕が確保され
ている。次にＭＳＩＶの１弁誤閉鎖したときのＭＣＰＲ
変化吊を第５図および第６図に示す。第５図が従来プラ
ントの場合であり、第６図が本発明の運転方法を採用し
ているプラントの場合である。本発明を採用しているプ
ラントではＭＣＰＲ減少（＠化）量が少なくなっている
。

また、本発明を採用しているプラントでは、ＭＳＩＶ仝
閉が発生したときにも自循環ポンプがランバックまたは
トリップさせるため、圧力上背によるボイドの潰れが緩
和され、出力上背を抑制する土で有効である。

［発明の効果］本発明によれば主蒸気隔離弁の１弁誤閉鎖が発生した場
合Ｃも中性子高スクラム設定値に対する余裕を確保し、
最小限出力比の過度の減少を防止することができる。

したかつて、原子炉出力が異常に上背する前に出力を減
少さけることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用する沸騰水型原子炉の仝体構成を
示す系統図、第２図は本発明の一実施例に係る主蒸気隔
離弁の一弁誤閉鎖発生時の事象流れ図、第３図は従来の
運転方法を適用した場合の中性子束、炉心流量と時間と
の関係を示す特性図、第１図は本発明の運転方法を適用
した場合の中性子束、炉心流量と時間との関係を示す特
性図、第５図は従来運転方法を適用した場合のＭＣＰＲ
変化皐変化間との関係を示す特性図、第６図は本発明の
運転方法を適用した場合のＭＣＰＲ変化慴変化間との関
係を示す特性図である。３２・・・主蒸気隔離弁開度検出系３３・・・制御棒駆動系３４・・・冷却材再循環ポンプ速度制御系３５・・・原
子炉出力検出系（８７３３’）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ばか
　１名）綺藺役）茅団時　　間　け釣等　４　回

Claims

【特許請求の範囲】

主蒸気隔離弁の開度を検出することによつて前記主蒸気
隔離弁の少なくとも１弁がある設定開度よりも閉じた場
合、原子炉出力が予め定められた値よりも大きい場合に
限り、再循環ポンプをトリップまたはランバックさせる
ことを特徴とする再循環ポンプの運転方法。