JPS5984197A - 沸騰水形原子炉 - Google Patents

沸騰水形原子炉

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JPS5984197A
JPS5984197A JP57194384A JP19438482A JPS5984197A JP S5984197 A JPS5984197 A JP S5984197A JP 57194384 A JP57194384 A JP 57194384A JP 19438482 A JP19438482 A JP 19438482A JP S5984197 A JPS5984197 A JP S5984197A
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JP
Japan
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core
circulation
flow rate
reactor
pressure vessel
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Pending
Application number
JP57194384A
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English (en)
Inventor
松本 貴与志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS5984197A publication Critical patent/JPS5984197A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は複数台の循環ポンプの一部が停止あるいは起動
した場合の炉心流量の変動を防止した沸騰水形原子炉に
関する。
〔発明の技術的背景〕
従来の沸騰水形原子炉はジェットポンプによって原子炉
圧力容器内の冷却材を炉心を通して循環させていた。し
かし、このようなものは原子炉圧力容器内の冷却材の一
部をこの原子炉圧力容器外に取シ出し、再循環ポンプで
昇圧して上記ジェットポンプに駆動水として供給するた
め配管破断の可能性が6D、また原子炉圧力容器外に大
形の再循環ポンプおよび配管が配置されるため構造が複
雑となシかつ大形化する不具合があった。
このような不具合を解消するため、第1図に示す如く原
子炉圧力容器内に複数台の循環ポンプを設けた沸騰水形
原子炉が開発された。す々わち、図中1は原子炉圧力容
器であって、この原子炉圧力容器1内にはシュラウド2
が設けられており、とのシュラウド2内に炉心3が収容
−されている。また、この原子炉圧力容器1の下部には
複数の循環ポンダ4・・・が設けられている。
これら循環チン7°4・・・は原子炉圧力容器1内に設
けられた71?ング部5・・・と、原子炉圧力容器1の
底部から営、設されたモータケース内に収容されたモー
タ部6・・・とから構成されておシ、上記ポンプ部5・
・・はこのモータ部6・・・によって駆動される。そし
て、この原子炉圧力容器1内の冷却材(軽水)は給水ス
・ぐ−ジャ7から供給される冷却材とともに原子炉圧力
容器1の内周面とシュラウド2の外周面との間の環状の
通路8を通って下降し、循環ポンプ4・・・によって炉
心3の下方に送られる。そして、この冷却材は下方より
炉心3内に流入し、この炉心3内での核反応による熱に
よって沸騰し、水と蒸気の二相流となシ、この炉心3の
上面から流出する。そして、この水と蒸気の二相流は気
水分離器9によって水とが気とに分離され、分離された
蒸気は蒸気乾燥器IQによって湿分を除去されたのち主
蒸気ノズル11からタービン(図示せず)等に送られる
ように構成されている。また、蒸気と分離された冷却材
は給水スパージャ7から供給される冷却材とともにふた
たび炉・63に送られるように構成されている。そして
、上記循環ポンプ4・・・の回転速度を変えることによ
って炉心3を通過する冷却材の流量すなわち炉心、流I
・を変え、この炉心3内に存在する蒸気の量すなわちボ
イド率を変化させ、炉心3の出力制御をおこなうように
構成されている。
〔背景技術の問題点〕
上記の沸騰水形原子炉では循環ポンダ4・・・の吐出圧
すなわち揚程Hと流量Qとは第2図に示す如き関係があ
る。すなわち、1台の循環ポンプ4・・・の流i: Q
と揚程■との関係は曲線n1の如くなシ、全部の循環ポ
ンプ4・・・を運転した場合の流tQと揚程Hとは曲線
N1に示す如き関係となる。また、炉心3を冷却材が通
過する際の流量Qと圧力損失の関係は曲線Fの如くなる
したがって、全部の循環ポンプ4・・・が運転されてい
る状態ではこの曲線N1と曲線Fとの交点aの状態で安
定し、揚程はHaとなシ、まだ全循環ポンプ4・・・の
吐出流量すなわち炉心流量はQ&となる。ところで、循
環ポンプ4・・・のうちの一部が緊急停止等によシ停止
すると残シの循環チン7°4・・・全体の流量Qと揚程
Hの関係は曲線N lの如く変化する。また、この停止
した循環ポンダ4・・・のポンプ部5・・・を通して冷
却材が逆流する。したがって、この逆流分と炉心3の圧
力損失とを総合し7た循環ポンプ4・・・の下流側の流
fA−Qと揚程I■との関係は曲線F′に示す如く変化
する。したがってこのように循環デンジ4・・・の一部
が停止した場合には曲線N′1 と曲線F′の交点すの
状態となシ、揚程HはHc 、流量QはQbに変化する
。そして、この場合の炉心流量は循環J?デンジ・・・
の揚程がHeであるから曲線下の揚程がHeとなる点C
の状態となシ炉心流量はQcとなる。なお、この場合の
Q b −Q cが冷却材の逆流分である。したがって
循環ボンf4・・・の一部が停止した場合には炉心流量
が変動し、炉心3の出力等が変化してしまう不具合があ
った。壕だ、一部の循環ポンプ4・・・が停止している
状態からこの停止している循環ポンプ4・・・を起動す
ると上述とは逆に炉心流量が増加し、炉心3の出力が上
昇してしまう不具合があった。
〔発明の目的〕
本発明は以上の事情にもとづいてなされたもので、その
目的とするところは複数台の循環ポンプのうちの一部が
停止した場合あるいは停止していた一部の循環ポンプが
起動した場合における炉心流量の減少あるいは増加を防
止し、安定した制御をおこなうことができる沸騰水形原
子炉を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は原子炉圧力容器と、この原子炉圧力容器内に設
けられた炉心と、上記原子炉圧力容器内に設けられ上記
原子炉圧力容器内の冷却材を上記炉心を通して循環させ
る複数の循環ポンプと、これら循環ポンプの回転速度を
検出する回転速度検出器と、この回転速度検出器からの
信号を受は上記複数の循環ポンプのうちの一部の循環ポ
ンプが停止あるいは起動した場合に運転状態にある他の
循環ポンプ回転速度を増大あるいは減少させ上記一部の
循環ポンプの停止による炉心流量の低下あるいは増大を
補償する循環ポンプ運転制御装置とを具備したものであ
る。
したがって−・部の循環ポンプが停止した場合あるいは
停止していた一部の循環ポンプが起動した場合には回転
速度検出器がこれを検出し、運転制御装置がこれに対応
して他の循環Iングの回転速度を変化させて炉心流量の
変動を補償するので炉心流量:が一定となシ、安定した
制御をおこなうことができるものである。
〔発明の実施例〕
以下第3図および第4図を参照して本発明の一実施例を
説明する。図中101は原子炉圧力容器であって、この
原子炉圧力容器101内にはシュラウ+p 702が設
けられている。そして、このシュラウド102内には炉
心103が収容されている。まだ、この原子炉圧力容器
101の下部には初数の循環ボンfzo4・・・が設け
られている。これら循環ポンプ104・・・は原子炉圧
力容器101内に設けられたポンプ部1θ5・・・と、
原子炉圧力容器101の底部から突設されたモーターケ
ース内に収容されたモータ部106・・・とから構成さ
れておシ、上記ポンプ部105・・・はこのモータ部1
06・・・によって駆動される。そして、この原子炉圧
力容器101内の冷却材(軽水)は給水スパージャ10
7から供給される冷却材とともに原子炉圧力容器101
の内周面とシュラウド102の外周面との間の環状の通
路108を通って下降し循環ポンプ104・・・によっ
て炉心103の下方に送られる。
そして、この冷却材は下方よシ炉心103内に流入し、
この炉心103内での核反応による熱によって沸騰し、
水と蒸気の二相流となシこの炉心103の上面から流出
する。そして、この水と蒸気の二相流は気水分離器10
9によって水と蒸気とに分離され、分離された蒸気は蒸
気乾燥器110によって湿分を除去されたのち主蒸気ノ
ズル111からタービン(図示せず)等に送られるよう
に構成されている。また、蒸気と分離された冷却材は給
水スフ4−ジヤ107から供給される冷却材とともにふ
たたび炉心103に送られるように構成されている。そ
して、上記各循環ポンプ104・・・はそれぞれ駆動電
源112・・・によって駆動されるように構成されてい
る。そして、これら循@ポング104・・・の回転速度
を変えることによって炉心流量を変化させ、この炉心1
03内に存在する蒸気の量す力わちH?イド率を変える
ことによって炉心1osの出力制御をおこなうように構
成されている。
そして、各循i ;1?ンプ104・・・にはそれぞれ
回転速度検出器113・・・が設けられておシ、これら
回転速度検出器113・・・によって各循環ボン7″1
04・・・の停止あるいは起動等が検出されるように構
成されている。また、各循環ポンプ104・・・にそれ
ぞれ対応して流量検出装置114・・・が設けられてい
る。これら流量検出装置114・・・は循m d?ンf
104・・・のポンプ部105の上流側および下流側の
圧力を検出する圧力検出器115・・・と、これら圧力
検出器115・・・からの信号を受け、上流側と下流側
の圧力の差から循環ボンf104・・・の吐出流量を算
出する演算器116・・・とから構成されている。そし
て、上記回転速度検出器113・・・および流量検出装
置114・・・からの信号は循環ポンプ運転制御装置1
17に送られるように構成されている。そして、この循
環ポンプ運転制御装置117は回転速度検出器113か
らの信号にもとづいて一部の循環ポンプ104・・・の
停止あるいは停止していた一部の循環ポ°ンゾ104・
・・の再起動を検出し、これに対応して駆動電源112
・・・を制御1〜て運転状態にある他の循環ボンf1θ
4・・・の回転速度を増加あるいは減少し、一部の循環
ポンプ104・・・の停止あるいは再起動による炉心流
量の減少ちるいは増加を補償し、炉心流量を一定に維持
するように構成されている。
そして、この循環ポンダ0運転制御装置117は循環ポ
ンダ104・・・を以下の如く制御する。
第4図は循環ポンプ104・・・の流量Qとその揚程I
(の関係を示す図である。そして、1台の循3,13 
yJ?ンプ104・・・の流量Qと揚程Hとの関係は曲
線n]の如き関係であシ、また全部の循環ポンプ104
・・・が運転されている場合の全体の流雪、Qと揚程■
との関係は曲線N1で示す如き関係である。そして、全
部の循環ポンプ1θ4・・・が運転されている鳴合には
これら循環ポンプ1θ4・・・から吐出された冷却材は
すべて炉心1θ3を通過する。したがって、全部の循環
ボンデ104・・・が運転されている状態では曲線Fと
曲線N1 との交点aで安定した状態となり、仁のとき
の流量はQ a %揚程はJ(aとなる。そI〜で、一
部の循q 7J?ンデio工・・・が緊急停止等によっ
て停止するとこの停止した循環ポンプ−!04・・・の
71?ンノ0部105・・・を通して冷却材の逆流が生
じる。よってこの逆流分を含めた循環ポンプ114・・
・の下流側全体の流量と圧力損失との関係は曲線F′の
如く変化する。そして、この循環ン]?ンノ蓮伝制御装
置117は停止した循環4?ンノ104・・・の台数、
設計時にあらかじめ解析され゛ている炉内における冷却
材の流動特性とにもとづいて上記の曲線F′の特性を求
める。
そして、運転中の他の循環、1?ン7″′104・・・
の回転速度を増大させ、これら他の循環ポンプ104・
・・全体の吐出量を増大させ、その流JFtQと揚程H
との関係を上記曲線F′と揚程Haで交わる曲線N2の
特性となるように変化させる。よって流量Qと揚程Hは
この曲線N′2 と曲線F′の交点dの状態に移行する
。この場合、揚程Hは一部の循環ポンプ104・・・の
停止前と同様にHaであるから、炉心1・03に流入す
る冷却材の流量すなわち炉心流量は一部の循環ポンf1
θ4・・・の停止前と同様のQaとなる。よって循環4
?ンノ104・・・の一部が停止しても炉心流量は一定
に維持され、安定した制御をおこなうことができる。な
お、一部の循環ボンデ104・・・が停止している状態
から起動した場合には上記とは逆に運転状態にある循環
ポンプ104・・・の回転速度を低下させ、炉心流量を
一定に維持する。
〔発明の効果〕
上述の如く本発明は原子炉圧力容器と、この原子炉圧力
容器内に設けられた炉心と、上記原子炉圧力容器内に設
けられ上記原子炉圧力容器内の冷却材を上記炉心を通し
て循環させる複数の循環ポンプと、これら循環ポンプの
回転速度を検出する回転速度検出2ふと、この回転速度
検出器からの信号を受は上記複数の循環ポンプのうちの
一部の循環ポンプが停止あるいは起動した場合に運転状
態にある他の循環ポンプ回転速度を増大あるいは減少さ
せ上記一部の循環ポンプの停止による炉心流量の低下あ
るいは増大を補償する循環前ンゾ運転制御装置とを具備
したものである。したがって一部の循環ポンプが停止し
た場合あるいは停止していた一部の循環ポンプが起動し
た場合には回転速度検出器がこれを検出し、運転制御装
置がこれに対応して他の循環71?ンプの回転速度を変
化させて炉心流量の変111IIを補償するので炉心流
量が一定となシ、安定したft制御を′はとなうことが
できる等その効果は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の概略構成図、第2図は流量と揚程との
関係を示す線図、第3図は本発明の一実施例の概略構成
図、第4図は流量と揚・程との関係を示す線図である。 101・・・原子炉圧力容器、103・・・炉心、10
4・・・循環ポンプ、113・・・回転速度検出器、1
14・・・流量検出装置、117・・・循環・背ンン0
運転制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 原子炉圧力容器と、との原子炉圧力容器内に設けられた
    炉心と、上記原子炉圧力容器内に設けられ上記原子炉圧
    力容器内の冷却材を上記炉心を通して循環させる被数の
    循環ポンプと、これら循環月?ンプの回転速度を検出す
    る回転速度検出器と、この回転速度検出器からの信号を
    受は上記複数の循環ポンダのうちの一部の循環ポンプが
    停止あるいは起動した場合に運転状態にある他の循環ポ
    ンプ回転速度を増大あるいは減少させ上記一部の循環ポ
    ンプの停止による炉心流量、の低下あるいは増大を補償
    する循環ポンプ運転制御装置とを具備したことを特徴と
    する沸騰水形原子炉。
JP57194384A 1982-11-05 1982-11-05 沸騰水形原子炉 Pending JPS5984197A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63112190U (ja) * 1987-01-16 1988-07-19
JPS6491091A (en) * 1987-10-02 1989-04-10 Hitachi Ltd Flow rate measuring apparatus for core coolant

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