JPH08326701A

JPH08326701A - 蓄圧装置

Info

Publication number: JPH08326701A
Application number: JP13694195A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kato; 敏幸加藤
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1996-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は蓄圧容器に蓄圧された圧力を安定供
給できるよう構成された蓄圧装置を提供することを目的
とする。【構成】蓄圧装置１は、Ｎ₂ガスが充填された蓄圧容
器２と、蓄圧容器２からのＮ₂ガス圧により駆動される
アキュムレータ３とを有する。アキュムレータ３の下室
３ｂは、常に蓄圧容器２からのＮ₂ガスにより加圧され
ており、上室３ａの駆動水はピストン４により加圧され
ている。計装ブロック９には、Ｎ₂管路７に接続された
電磁弁よりなる排気弁１１と、Ｎ₂管路７の圧力が蓄圧
容器２の圧力と同じためＮ₂管路７の圧力を検出する圧
力検出器１２と、Ｎ₂管路７のＮ₂ガス温度を検出する
温度検出器１３と、圧力検出器１２及び温度検出器１３
から出力された検出信号に基づいて排気弁１１を開閉制
御する制御回路１６が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蓄圧装置に係り、特に蓄
圧容器に蓄圧された圧力を安定供給できるよう構成され
た蓄圧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電設備においては、制御棒を駆
動するための制御棒駆動装置として水圧駆動方式の装置
が採用されている。この水圧駆動方式の制御棒駆動装置
では、通常の制御棒駆動時には、ポンプから供給された
駆動水の圧力により制御棒をゆっくりと移動させるよう
にしているが、原子炉を緊急停止させる場合には制御棒
を急速に移動させて原子炉内に挿入させるようになって
いる。この緊急停止動作を行う場合、高圧水を吐出する
構成とされた蓄圧装置（原子力発電設備で使用される場
合、水圧制御ユニット：ＨＣＵと呼ばれている）が使用
され、この蓄圧装置から供給された駆動水の圧力が駆動
力となって制御棒を急速に駆動することができる。

【０００３】上記蓄圧装置は、Ｎ₂ガスが充填された蓄
圧容器と、蓄圧容器から供給されたＮ₂ガスの圧力によ
り駆動されるピストンを有するアキュムレータとを有
し、緊急停止時にはＮ₂ガス圧により駆動されたピスト
ンがアキュムレータ内の駆動水を制御棒駆動装置に吐出
する構成となっている。そのため、蓄圧容器は、常に圧
縮された高圧ガス（Ｎ₂ガス）が充填された状態に維持
されている。そして、蓄圧容器に連通された管路には、
蓄圧容器の圧力を検知するため圧力計、圧力スイッチ及
び圧力が上限設定圧力以上になったとき破裂する破裂板
を有する破裂板ユニットが配設されている。

【０００４】蓄圧容器内の圧力が温度によって変化する
ため、温度上昇に伴って圧力が上限設定圧力を越える
と、破裂板ユニットの破裂板が破裂する。そのため、破
裂板ユニットは、圧力上昇により破裂板が破裂して破裂
音を発生させるものであり、この破裂音により圧力が上
限設定圧力を越えたことを作業者に知らせるようになっ
ている。また、破裂板が破裂した場合、蓄圧容器のＮ₂
ガスが大気中に放出されるため、蓄圧容器の圧力は上限
設定圧力以下に減圧されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に構成された従来の蓄圧装置では、温度上昇により蓄圧
容器の圧力が上限設定圧力以上に昇圧した場合、圧力上
昇により破裂板ユニットの破裂板が破裂して蓄圧容器の
圧力を低下させるようになっているため、そのまま放置
していると使用することができず、次回の緊急停止操作
にそなえて破裂板を交換すると共に、蓄圧容器に圧縮さ
れたＮ₂ガスを再充填して蓄圧容器の圧力を所定圧力に
戻す復旧作業を行わなければならない。

【０００６】従って、従来は、復旧作業が面倒であるば
かりか、復旧作業が終了するまで蓄圧装置を使用するこ
とができないといった問題がある。また、蓄圧装置の設
計段階においては、蓄圧装置が設置された場合における
蓄圧装置内部の実際の温度変化が正確には分からないた
め、設計時に設定された破裂板ユニットの破裂板の上限
設定圧力が実際の設置現場に適応しているのかどうかを
確認することができなかった。

【０００７】さらに、蓄圧容器の圧力が低下した場合、
温度低下によるものなのか、あるいは管路の継手等から
ガス漏れが発生しているのか分からず、圧力低下の原因
が判明するのに時間がかかるといった問題がある。ま
た、温度上昇に対応する上限設定圧力を変化させるた
め、温度を無視して上限設定圧力を設定した場合には、
本来は異常ではない圧力（上限設定圧力以下の正常な圧
力）の場合にも破裂板が破裂してしまうといった問題が
ある。

【０００８】そこで、本発明は上記問題を解決した蓄圧
装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、蓄圧容器に蓄
圧された圧力を供給する蓄圧装置において、前記圧力を
外部に逃がすための弁手段と、温度を検出する温度検出
手段と、温度に対応する上限設定圧力及び下限設定圧力
を記憶する記憶手段と、前記温度検出手段により検出さ
れた温度に対応する圧力が前記記憶手段に記憶された上
限設定圧力以上あるいは下限設定圧力以下に変化したか
否かを判定する判定手段と、該判定手段により温度に対
応する圧力が前記上限設定圧力以上であるとき前記弁手
段を開弁させる弁制御手段と、前記判定手段により温度
に対応する圧力が前記下限設定圧力以下であるとき警報
を発する警報手段と、を備えてなることを特徴とするも
のである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、温度検出手段により検出され
た温度に対応する圧力が記憶手段に記憶された上限設定
圧力以上に上昇したと判定されたときには、弁手段を開
弁させて蓄圧容器の圧力を減圧して上限設定圧力以下に
調整することができる。また、温度検出手段により検出
された温度に対応する圧力が記憶手段に記憶された下限
設定圧力以下に低下したと判定されたときには、警報を
発して温度低下による圧力低下が発生していることを報
知することができる。

【００１１】

【実施例】図１に本発明になる蓄圧装置の一実施例を示
す。蓄圧装置１は、原子力発電所の制御棒駆動装置に接
続される水圧制御ユニット（ＨＣＵ）として使用される
装置であり、Ｎ₂ガスが充填された蓄圧容器２と、蓄圧
容器２からのＮ₂ガス圧により駆動されるアキュムレー
タ３とを有する。アキュムレータ３は、内部にピストン
４が摺動可能に設けられ、駆動水が充填された上室３ａ
と、Ｎ₂ガス充填された下室３ｂとに画成されている。

【００１２】アキュムレータ３の上室３ａは、駆動水供
給管路５を介して制御棒駆動装置（図示せず）に接続さ
れており、駆動水供給管路５には緊急停止操作時に開弁
されるスクラム弁６が配設されている。また、アキュム
レータ３の下室３ｂは、Ｎ₂管路７を介して蓄圧容器２
に接続されている。そのため、アキュムレータ３の下室
３ｂは、常に蓄圧容器２からのＮ₂ガスにより加圧され
ており、上室３ａの駆動水はピストン４により加圧され
ている。通常、スクラム弁６は閉弁されているので、ア
キュムレータ３のピストン４は上室３ａと下室３ｂの圧
力が釣り合う位置で停止している。

【００１３】従って、原子炉の緊急停止操作によりスク
ラム弁６が開弁されると、Ｎ₂ガスの圧力によりピスト
ン４が駆動され、上室３ａ内に充填された駆動水が駆動
水供給管路５を通過して制御棒駆動装置に供給される。
その結果、制御棒駆動装置のピストン・シリンダ機構が
駆動されて制御棒が急速に原子炉内に挿入される。

【００１４】また、Ｎ₂管路７は、蓄圧容器２とアキュ
ムレータ３とを連通すると共に、アキュムレータ３より
上流側にも延在している。Ｎ₂管路７の上流側端部は、
Ｎ₂ガスを蓄圧容器２及びアキュムレータ３の下室３ｂ
に充填するためのガス供給口となっており、通常プラグ
８により閉塞されている。

【００１５】そして、Ｎ₂管路７には、計装ブロック９
を蓄圧容器２及びアキュムレータ３から隔離するための
カートリッジ形の開閉弁１０が配設されている。この開
閉弁１０は、通常、開弁されており、例えば計装ブロッ
ク９の各計測機器を点検・修理する際に閉弁されるもの
である。

【００１６】計装ブロック９には、Ｎ₂管路７に接続さ
れた電磁弁よりなる排気弁（弁手段）１１と、Ｎ₂管路
７の圧力が蓄圧容器２の圧力と同じためＮ₂管路７の圧
力を検出する圧力検出器１２と、Ｎ₂管路７のＮ₂ガス
温度を検出する温度検出器（温度検出手段）１３と、現
場で作業員が目視するための圧力計１４と、アキュムレ
ータ３内の駆動水がＮ₂管路７に漏水したことを検出す
るレベルスイッチ１５と、圧力検出器１２及び温度検出
器１３から出力された検出信号に基づいて排気弁１１を
開閉制御する制御回路１６が設けられている。

【００１７】Ｎ₂ガスの圧力が高すぎると上記各計測機
器や弁装置で異常が発生するおそれがあり、またＮ₂ガ
スの圧力が低すぎるとアキュムレータ３から吐出される
駆動水圧が低下してしまうといった問題が生ずる。その
ため、制御回路１６のメモリ（記憶手段）１７には、実
験により得られた温度に応じた上限設定圧力、下限設定
圧力の範囲が適正圧力範囲として記憶されており、制御
回路１６はＮ₂ガスの圧力がそのときの温度に対応した
適正圧力範囲に入っているか否かを監視している。この
適正圧力範囲は、温度変化に応じて蓄圧容器２の圧力が
増圧又は減圧されるため、各温度毎に異なり、温度−圧
力のグラフで示すと図２に示すような平行四辺形で表さ
れる。

【００１８】また、制御回路１６は、Ｎ₂管路７の圧力
がそのときの温度に対応する上限設定圧力を越えたと判
定した場合、上記排気弁１１を開弁してＮ₂管路７の圧
力、換言すると蓄圧容器２の圧力を適正圧力に減圧する
と共に、中央制御室（図示せず）に圧力異常警報を発
し、且つ圧力警報ランプ１８を点滅させる。そして、レ
ベルスイッチ１５は、Ｎ₂管路７で駆動水を検出した場
合、中央制御室（図示せず）に駆動水漏れの警報を発す
ると共に駆動水漏れ警報ランプ１９を点滅させる。

【００１９】ここで、上記構成とされた蓄圧装置１の制
御回路１６が実行する処理につき図３のフローチャート
を参照して説明する。尚、図３の処理は、所定時間間隔
毎に繰り返し実行される。制御回路１６は、ステップＳ
１（以下「ステップ」を省略する）において、圧力検出
器１２により検出されたＮ₂管路７の検出圧力Ｐを読み
込む。続いて、温度検出器１３により検出されたＮ₂管
路７の検出温度Ｔを読み込む（Ｓ２）。

【００２０】次に、検出圧力Ｐと検出温度Ｔの関係から
基準温度Ｔ₀（例えば、２０°Ｃ）に対応する圧力Ｐ₀
を演算して求める（Ｓ３）。即ち、Ｓ１で検出された検
出圧力Ｐが基準温度Ｔ₀に対応する圧力Ｐ₀に換算され
る。Ｓ４では、上記Ｓ３で得られた圧力Ｐ₀が上限設定
圧力Ｐ_Hより高いかどうかをチェックする。そして、基
準温度Ｔ₀に換算した圧力Ｐ₀が上限設定圧力Ｐ_Hより
低い場合には、Ｓ５に進み、下限設定圧力Ｐ_Lより低い
かどうかをチェックする。

【００２１】従って、圧力Ｐ₀が上限設定圧力Ｐ_Hより
低く、下限設定圧力Ｐ_Lより高い場合には、温度変化に
よる圧力変化が許容範囲内になるものと判断して今回の
処理を終了する。しかし、Ｓ４において、基準温度Ｔ₀
に換算した圧力Ｐ₀が上限設定圧力Ｐ_Hより高い場合に
は、Ｓ６に移行して警報を発すると共に圧力警報ランプ
１８を点滅させる。次に、排気弁１１を開弁させてＮ₂
管路７のＮ₂ガスを大気中に放出する（Ｓ７）。これに
より、蓄圧容器２及びアキュムレータ３の下室３ｂの圧
力が減圧される。

【００２２】次のＳ８では、圧力検出器１２により検出
されたＮ₂管路７の検出圧力Ｐを読み込む。続いて、温
度検出器１３により検出されたＮ₂管路７の検出温度Ｔ
を読み込む（Ｓ９）。そして、検出圧力Ｐと検出温度Ｔ
の関係から基準温度Ｔ₀に対応する圧力Ｐ₀を演算して
求める（Ｓ１０）。

【００２３】次のＳ１１では、Ｓ１０で得られた圧力Ｐ
₀が上限設定圧力Ｐ_Hより高いかどうかをチェックす
る。そして、基準温度Ｔ₀に換算した圧力Ｐ₀が上限設
定圧力Ｐ_Hより高い場合には、上記Ｓ８に戻り、再度Ｓ
８〜Ｓ１１の処理を繰り返す。このようにして圧力Ｐ₀
が上限設定圧力Ｐ_Hより低くなると、蓄圧容器２及びア
キュムレータ３の下室３ｂの圧力が適正圧力範囲に減圧
されたものと判断してＳ１２に進み、排気弁１１を閉弁
させる。続いて、警報を停止させると共に圧力警報ラン
プ１８を消灯させる（Ｓ１３）。

【００２４】そして、Ｓ５に戻り、基準温度Ｔ₀に換算
した圧力Ｐ₀が下限設定圧力Ｐ_Lより低いかどうかをチ
ェックする。このＳ５において、圧力Ｐ₀が下限設定圧
力Ｐ _Lより高い場合には、Ｓ１に戻り上記処理を繰り返
す。従って、蓄圧容器２及びアキュムレータ３の下室３
ｂの圧力が温度上昇により上限設定圧力Ｐ_H以上に上昇
しても自動的に排気弁１１が開弁されて蓄圧容器２及び
アキュムレータ３の下室３ｂの圧力が適正圧力範囲とな
るように調整することができる。そのため、破裂板ユニ
ットを有する従来のように、温度上昇により蓄圧容器２
の圧力が上限設定圧力Ｐ_H以上に昇圧した場合、次回の
緊急停止操作にそなえて破裂板を交換するといった面倒
な作業が不要であり、且つ蓄圧容器２に圧縮されたＮ₂
ガスを再充填して蓄圧容器２の圧力を所定圧力に戻すと
いった復旧作業を行う必要がない。

【００２５】また、設計段階においては、蓄圧装置１が
設置される場所の実際の温度変化が正確には分からない
が、温度検出器１３により実際の温度を検出しているた
め、Ｎ₂ガスの圧力が設計時に設定された上限設定圧力
Ｐ_H以下となるように自動的に調整することができる。

【００２６】また、Ｓ５において、圧力Ｐ₀が下限設定
圧力Ｐ_Lより低い場合には、Ｓ１４に移行して警報を発
すると共に温度低下に伴う圧力不足であることを報知す
る。この場合、中央制御室の警報により作業員が蓄圧装
置１の点検を行う。作業員は、上記警報により圧力低下
の現場に向かう。そして、現場に到着した作業員は、Ｎ
₂管路７の端部を閉塞するためのプラグ８を外した後、
Ｎ₂ガスをＮ₂管路７に供給して蓄圧容器２の圧力を下
限設定圧力Ｐ_L以上となるように増圧する。このように
温度低下により圧力が低下した場合、上記警報により圧
力低下の原因が温度低下であることが分かっているた
め、他のガス漏れ箇所を点検する必要がなく、直ちにＮ
₂ガスの供給作業を行うことができ、短時間でメンテナ
ンス作業が終了する。

【００２７】また、本実施例では、圧力検出器１２によ
り検出された検出圧力Ｐ及び温度検出器１３により検出
された検出温度Ｔの関係から基準温度Ｔ₀に対応する圧
力Ｐ ₀を求め、この基準温度Ｔ₀における上限設定圧力
Ｐ_H、下限設定圧力Ｐ_Lと圧力Ｐ₀とを比較するため、
温度が大きく変化するような場所でも温度変化による圧
力変動をより正確に判定することができる。

【００２８】尚、上記実施例では、原子力設備に設けら
れた水圧制御ユニットに適用された蓄圧装置を一例とし
て挙げたが、これに限らず、例えば流体が高圧又は高流
量で給送される管路において、開閉弁の上流側にウォー
タハンマ吸収用のアキュムレータを配設する構成等の他
のシステムにも適用することができるのは言うまでもな
い。

【００２９】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、温度検出
手段により検出された温度に対応する圧力が記憶手段に
記憶された上限設定圧力以上に上昇したと判定されたと
きには、弁手段を開弁させて蓄圧容器の圧力を減圧して
上限設定圧力以下に自動的に調整することができる。そ
のため、破裂板ユニットを有する従来のように、温度上
昇により蓄圧容器の圧力が上限設定圧力以上に昇圧した
場合、次回の緊急停止操作にそなえて破裂板を交換する
といった面倒な作業が不要であり、且つ蓄圧容器に圧縮
されたＮ₂ガスを再充填して蓄圧容器の圧力を所定圧力
に戻すといった復旧作業を行う必要がない。また、設計
段階においては、蓄圧装置が設置される場所の実際の温
度変化が正確には分からないが、温度検出器により実際
の温度を検出しているため、温度変化に拘わらずＮ₂ガ
スの圧力が設計時に設定された上限設定圧力以下となる
ように自動的に調整することができ、従来のように温度
を無視して上限設定圧力が設定された場合に異常ではな
い圧力で破裂板が破裂してしまうといった問題を解消す
ることができる。

【００３０】また、温度検出手段により検出された温度
に対応する圧力が記憶手段に記憶された下限設定圧力以
下に低下したと判定されたときには、警報を発して温度
低下による圧力低下が発生していることを報知すること
ができる。これにより、作業員は圧力低下の原因が温度
低下であることを認識することができ、直ちに蓄圧容器
の圧力を下限設定圧力以上に増圧させる作業を行うこと
ができ、圧力低下の発生後短時間で復旧作業を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる蓄圧装置の一実施例の構成図であ
る。

【図２】温度に対応した適正圧力範囲を示す温度−圧力
のグラフである。

【図３】制御回路が実行する処理を説明するためのフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１蓄圧装置２蓄圧容器３アキュムレータ４ピストン６スクラム弁７Ｎ₂管路９計装ブロック１１排気弁１２圧力検出器１３温度検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄圧容器に蓄圧された圧力を供給する蓄
圧装置において、前記圧力を外部に逃がすための弁手段と、温度を検出する温度検出手段と、温度に対応する上限設定圧力及び下限設定圧力を記憶す
る記憶手段と、前記温度検出手段により検出された温度に対応する圧力
が前記記憶手段に記憶された上限設定圧力以上あるいは
下限設定圧力以下に変化したか否かを判定する判定手段
と、該判定手段により温度に対応する圧力が前記上限設定圧
力以上であるとき前記弁手段を開弁させる弁制御手段
と、前記判定手段により温度に対応する圧力が前記下限設定
圧力以下であるとき警報を発する警報手段と、を備えてなることを特徴とする蓄圧装置。