JPH0666979A - 原子炉の冷却材再循環系起動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却材再循環系の起動操作を簡略化して、操
作手順のミスややり忘れ等を防止するとともに、運転員
の負担の軽減を図る。 【構成】 プラント１１の状態から冷却材再循環系の起
動タイミングを自動的に判断する起動タイミング告知装
置１２と、冷却材再循環系の起動操作の手順が記憶され
ている操作手順記憶装置１４と、前記起動タイミング告
知装置１２及び操作手順記憶装置１４からの入力信号に
基づいて冷却材再循環系の起動時に関連する各機器に操
作信号を出力する機器制御装置１３と、前記各機器の作
動状態を監視する機器作動状態監視装置１５と、前記機
器作動状態監視装置１５からの出力信号に基づいて監視
結果を表示する監視結果表示装置１６とを備えたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電プラントな
どに設置されている原子炉冷却材再循環系の起動に使用
される起動装置に係り、特に起動操作のバラツキを減少
させるとともに、起動操作項目を減少させることで運転
員の負担を軽減させるようにした原子炉の冷却材再循環
系起動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子炉発電プラントにあっては、冷却材
を炉心へ強制循環させることで、炉心の熱除去と原子炉
出力の増大を図ることが行われている。そして、炉心流
量を変更することにより、原子炉出力を制御することが
できる。ここに、前記冷却材を炉心へ強制的に再循環さ
せる冷却材再循環系は、一般に圧力容器の外側にそれぞ
れ１台の再循環ポンプを有する２つのループで構成され
ている。

【０００３】図５に原子炉冷却材再循環系の計装配管の
概略図を示す。

【０００４】同図において、符番１は原子炉の圧力容器
で、この圧力容器１内には、炉心２及びジェットポンプ
３ａ，３ｂがそれぞれ内蔵されているとともに、冷却材
再循環系を構成する２つのループ４ａ，４ｂが備えられ
ている。なお、同図では２台のジェットポンプ３ａ，３
ｂのみしか図示されていないが、実際には２つのループ
４ａ，４ｂ併せて、例えば合計２０台のジェットポンプ
が設置されている。

【０００５】そして、圧力容器１の外側には、各ループ
４ａ，４ｂ毎に計２台の再循環ポンプ５ａ，５ｂが設置
されているとともに、この各再循環ポンプ５ａ，５ｂの
吐出側には吐出弁６ａ，６ｂが、吸込み側には吸込み弁
７ａ，７ｂがそれぞれ介装されている。

【０００６】ここに、炉心２内を強制循環させられる冷
却材のうち、約１／３はこの各ループ４ａ，４ｂに取り
出され、再循環ポンプ５ａ，５ｂで昇圧された後、ジェ
ットポンプ３ａ，３ｂの駆動流体としてそのノズルに供
給される。残りの約２／３の冷却材は、ジェットポンプ
３ａ，３ｂに吸収されて駆動流体と混合された後、炉心
２内を流れるようになっている。

【０００７】なお、前記吐出弁６ａ，６ｂ及び吸込み弁
７ａ，７ｂは、それぞれ再循環ポンプ５ａ，５ｂの保修
のための止め弁としての働きも果たすものである。

【０００８】原子炉の出力制御は、電力系統の負荷要求
に従い、各ループ４ａ，４ｂを流れる流量を調整するこ
とによって行われる。低負荷運転を含めて通常運転中
は、再循環ポンプ５ａ，５ｂを２台とも運転させてい
る。１ループを閉鎖した場合でも、部分負荷で運転する
ことにより、約６０％の負荷を取ることができる。

【０００９】各再循環ポンプ５ａ，５ｂの速度の調整
は、各再循環ポンプ５ａ，５ｂにそれぞれ設けられてい
る可変流体継手付きの再循環ポンプＭＧセットを介し
て、再循環ポンプ駆動電動機の電源周波数を変化させる
ことによって行われる。

【００１０】そして、例えば一方の再循環ポンプ５ａの
起動は、先ず吐出弁６ａを閉鎖した状態で再循環ポンプ
駆動電動機の電源周波数を最低にして再循環ポンプ５ａ
を起動させる。そして、再循環ポンプ５ａが起動して一
定の吐出圧が確立した時に、吐出弁６ａを自動で開か
せ、しかる後、電源周波数を上昇させて流量を増加させ
ることによって行われる。

【００１１】ここに、各ループ４ａ，４ｂの誤起動に対
する対策として、吐出弁６ａ，６ｂが閉じていなければ
再循環ポンプ５ａ，５ｂを起動できないようにしたイン
ターロックが設けられている。また、例えば一方のルー
プ４ａを切離した後に他方のループ４ｂに再並入させる
場合は、このループ４ａの誤起動を防止するため、他方
のループ４ｂと温度を平衡させた後に再並入させるよう
な運転手順が定められている。

【００１２】次に、冷却材再循環系の各ループ４ａ，４
ｂを起動させるために必要な操作について説明する。

【００１３】先ず、起動前準備として、原子炉補機冷却
系、計装用圧縮空気系、復水系及び原子炉水位などの状
態を確認する。そして、再循環ポンプ駆動電動機、ＭＧ
セットの点検確認を行った後、ＲＰＴ遮断器の投入状態
を確認する。

【００１４】次に、各ループ４ａ，４ｂを順次起動させ
るのであるが、先ず例えば一方のループ４ａの起動に際
しては、この再循環ポンプ５ａの吐出弁６ａを閉鎖し、
吸込み弁７ａ及びシールキャビティドレン弁が開である
ことを確認する。そして、「冷却材再循環系Ａ／Ｂルー
プ温度差大」の警報が発生していないことを確認した
後、ＭＧセット潤滑油ポンプを２台起動させて、他の潤
滑油ポンプは自動または待機状態にしておく。

【００１５】一方、再循環制御系操作パネルで、すくい
管位置制御Ｍ／Ａ操作器の「ロック」ランプが消灯状態
で「手動」の位置にあることを確認する。そして、この
状態で、再循環流量主制御器の速度設定信号を再循環Ｍ
Ｇセットの速度設定値と共にそれぞれ最低速度値（例え
ば、２０％）にする。

【００１６】ここまでの操作が完了したならば、再循環
ＭＧセット駆動モータの操作スイッチを「入」にするこ
とにより、駆動モータ遮断器を投入させ、更に約６秒後
に界磁遮断器を投入させて、再循環ポンプ５ａを起動さ
せる。この時、界磁遮断器投入後、約１０秒で再循環ポ
ンプ５ａの吐出弁６ａが自動開する。

【００１７】そして、この吐出弁６ａが全開したことを
確認したならば、原子炉水位の状態を見ながら上記と同
様な操作で他方のループ４ｂの再循環ポンプ５ｂを起動
させるのである。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例における冷却材再循環系の起動操作は、その手順が
かなり複雑で、運転員の経験によって各操作を行うタイ
ミング等にバラツキが発生して運転管理の面で不都合が
生じてしまうばかりでなく、異常時や事故時の復旧操作
として冷却材再循環系を起動させる場合など、起動のタ
イミングが必ずしも明確でないような場面では、冷却材
再循環系の起動が遅れることもあるといった問題点があ
った。

【００１９】本発明は上記に鑑み、冷却材再循環系の起
動操作を簡略化して、操作手順のミスややり忘れ等を防
止するとともに、運転員の負担の軽減を図ったものを提
供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る原子炉の冷却材再循環系起動装置は、
プラントの状態から冷却材再循環系の起動タイミングを
自動的に判断する起動タイミング告知装置と、冷却材再
循環系の起動操作の手順が記憶されている操作手順記憶
装置と、前記起動タイミング告知装置及び操作手順記憶
装置からの入力信号に基づいて冷却材再循環系の起動時
に関連する各機器に操作信号を出力する機器制御装置
と、前記各機器の作動状態を監視する機器作動状態監視
装置と、前記機器作動状態監視装置からの出力信号に基
づいて監視結果を表示する監視結果表示装置とを備えた
ことを特徴とするものである。

【００２１】

【作用】上記のように構成した本発明によれば、プラン
ト通常起動時や異常時等の復旧作業として冷却材再循環
系を起動させる場合、この起動のタイミングを起動タイ
ミング告知装置で自動的に判断し、操作手順記憶装置に
記憶されている手順に従って機器操作装置から関連機器
に操作信号を出力することによって、関連機器の操作を
自動的に行い、更に機器操作作動監視装置で各関連機器
の作動状態を監視して、この監視結果を監視結果表示装
置に表示することができ、これによって冷却材再循環系
の起動操作を大幅に簡略化することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００２３】図１は原子炉冷却材再循環系（以下、ＰＬ
Ｒと併用する）の起動装置のブロック図であり、同図に
おいて、符番１１は原子力発電プラント等のプラント
で、このプラント１１の情報が起動タイミング告知装置
１２に入力され、これらのプラント情報を基に起動タイ
ミング告知装置１２で冷却材再循環系（ＰＬＲ）の起動
時期がロジック判断される。

【００２４】このロジック判断の一例を図３に示す。こ
の図は、異常や事故が発生した後における冷却材再循環
系（ＰＬＲ）の再起動を判断するロジックを示すもので
ある。即ち、 原子炉水位が１５００mm以上であること、 ＭＳＩＶ(Main Steam Isolation Valve)が全開であ
ること、 ＣＵＷ隔離信号がリセット状態にあること、 ＰＣＶ（圧力容器）内でＬＯＣＡ(Loss Of Coolant
Accident)が発生していないこと、 ＰＬＲ補機系が正常であること、 スクラムが完了していること、 ２次Ｈ／Ｗ(Hot Water) の水位が低いか、またはＰ
／Ｌ(Piping Load)アンバランスの少なくとも一方が生
じていないこと、 の全ての条件が揃った時に、ＰＬＲ再起動タイミングが
出力されるようなされている。

【００２５】そして、このようにして起動タイミング告
知装置１２で冷却材再循環系起動タイミングが判断され
ると、この出力（情報）は機器制御装置１３に入力され
る。一方、冷却材再循環系の起動操作の手順が記憶され
ている操作手順記憶装置１４が備えられ、この操作手順
記憶装置１４は前記機器制御装置１３に接続されてい
る。

【００２６】これにより、機器制御装置１３に冷却材再
循環系起動タイミングの出力が出されると、操作手順記
憶装置１４から冷却材再循環系の起動操作の手順が順次
読み出され、この操作手順記憶装置１４に記憶されてい
る操作手順及び操作機器に従って機器制御装置１３から
プラント１１にある関連機器に対する操作信号が順次出
力される。

【００２７】そして、機器制御装置１３から関連機器に
操作信号が出力されると、この関連機器が操作信号通り
に作動したか否かが機器作動状態監視装置１５で監視さ
れ、この監視結果が監視結果表示装置１６に表示される
ようなされている。

【００２８】次に、図２に示すフローチャートに基づい
て、本実施例における原子炉冷却材再循環系の処理の流
れについて説明する。

【００２９】先ず、冷却材再循環系の起動タイミングが
成立しているか否かを判断し（ステップ２１）、この起
動タイミングが成立したならば、起動前準備が完了して
いるか否かを判断する（ステップ２２）。この起動前準
備として、具体的には原子炉補機冷却系、計装用圧縮空
気系、給復水系及び原子炉水位などの状態を確認する。
もし、起動前準備が未完了と判定したならば、その旨を
監視結果表示装置１６に表示する（ステップ２３）。

【００３０】そして、起動前準備が完了したならば（ス
テップ２２；Ｙｅｓ）、再循環ポンプ電動機及びＭＧセ
ットの点検確認を行う（ステップ２４）。ここでは、各
冷却水および軸受油レベルなどの状態を確認する。この
点検確認で異常が発見されたならば、その旨を監視結果
表示装置１６に表示する（ステップ２５）。

【００３１】循環ポンプ電動機及びＭＧセットの点検確
認でこれらに異常がなければ（ステップ２４；Ｙｅ
ｓ）、ＲＰＴ遮断器の投入（ステップ２６）、再循環ポ
ンプ吐出弁の閉鎖（ステップ２７）、ＭＧセット潤滑油
ポンプの操作（ステップ２８）を順次行う。潤滑油ポン
プの操作では、再循環ポンプ１台につき潤滑油ポンプ２
台を起動させ、１台を自動、残りの１台を待機状態にす
る。

【００３２】次に再循環制御系のリセットを行う（ステ
ップ２９）。ここではすくい管位置制御Ｍ／Ａ操作器の
ロックを解除し、再循環ＭＧセットの速度制御Ｍ／Ａ及
び再循環流量主制御器の速度設定信号を例えば２０％の
最低速度値に設定する。なお、再循環流量主制御器を
「手動」位置に投入し、さらにすくい管位置制御Ｍ／Ａ
操作器を「自動」位置に投入して再循環制御系のリセッ
ト操作を完了させる。

【００３３】再循環制御系リセットが完了したならば、
再循環ポンプの起動を行うため再循環ＭＧセット駆動モ
ータの操作スイッチを「入」位置にする（ステップ３
０）。この駆動モータ遮断器投入により、投入後約６秒
後に界磁遮断器が投入され、この界磁遮断器投入後約１
０秒後に再循環ポンプの吐出弁が自動開するのである
が、この吐出弁が自動開したか否かを判断する（ステッ
プ３１）。この判断で再循環ポンプの吐出弁が自動開し
ていなければ再循環ポンプの吐出弁異常を監視結果表示
装置１６に表示する（ステップ３２）。

【００３４】再循環ポンプの吐出弁が正常に開弁した時
（ステップ３１；Ｙｅｓ）、２台目の再循環ポンプを起
動するか否かを判断し（ステップ３３）、起動する場合
には、先に起動したポンプと別ループの再循環ＭＧセッ
ト駆動モータの操作スイッチを「入」にする（ステップ
３０）。

【００３５】この２台目の再循環ポンプの起動の順番は
先に説明した操作手順記憶装置１４に記憶されており、
これら操作により再循環ポンプが２台起動されたならば
起動完了とする（ステップ３４）。

【００３６】他の処理例として、運転員の確認を得てか
ら冷却材再循環系を起動するフローチャートを図４に示
す。

【００３７】この処理例は、先に図２に示したものとほ
ぼ同じであるが、これに起動タイミング成立表示（ステ
ップ３５）と運転員の確認あり（ステップ３６）という
判断を追加したものである。

【００３８】即ち、再循環系起動タイミングが成立した
場合（ステップ２１）に、図１に示す監視結果表示装置
１６にプラント状態として冷却材再循環系の起動が可能
である旨の「起動タイミング成立表示」を行う（ステッ
プ３５）。そして、これを運転員が確認したならば、
「運転員の確認あり」の確認として、例えば監視結果表
示装置１６により確認の入力を行う（ステップ３６）よ
うにしたものである。この入力の手段としては、ＣＲＴ
とタッチスクリーンなどが考えられる。

【００３９】なお、他の処理手順は、前記図２を用いて
説明したものと同様であるから、省略する。

【００４０】

【発明の効果】本発明は上記のような構成であるので、
プラント起動時、異常時及び事故時の復旧操作として原
子炉の冷却材再循環系を起動する場合、起動タイミング
を自動的に判断し起動操作を自動的に行うことができ、
これによって運転員が起動のタイミングや操作手順を考
慮する必要をなくして、運転員の誤操作を防止するとと
もに、他の操作及び監視を行う時間を増やしてプラント
稼働率向上に繋げることができる。さらに制御盤上に設
置されている各操作スイッチ及びメーターなどを削減す
ることにより、盤の小型化と運転人員の削減を図ること
ができる。

【００４１】また、運転員からの確認を得てから自動的
に冷却材再循環系の起動操作を行うことを考慮するよう
にすることにより、システムのブラックボックス化を避
けることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。

【図２】同じく、処理の流れを示すフローチャート。

【図３】起動タイミングを判断の一例を示すロジック
図。

【図４】他の処理の流れを示すフローチャート。

【図５】原子炉再循環系の計装配置の概略図。

【符号の説明】

１１ プラント １２ 起動タイミング告知装置 １３ 機器制御装置 １４ 操作手順記憶装置 １５ 機器作動状態監視装置 １６ 監視結果表示装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラントの状態から冷却材再循環系の起動
   タイミングを自動的に判断する起動タイミング告知装置
   と、冷却材再循環系の起動操作の手順が記憶されている
   操作手順記憶装置と、前記起動タイミング告知装置及び
   操作手順記憶装置からの入力信号に基づいて冷却材再循
   環系の起動時に関連する各機器に操作信号を出力する機
   器制御装置と、前記各機器の作動状態を監視する機器作
   動状態監視装置と、前記機器作動状態監視装置からの出
   力信号に基づいて監視結果を表示する監視結果表示装置
   とを備えたことを特徴とする原子炉の冷却材再循環系起
   動装置。