JPS60166893A - 制御棒駆動水圧装置におけるスクラム機能監視装置 - Google Patents

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、沸騰水形原子炉の制御棒駆動機構に制御棒の
駆動に必要な駆動水を供給する制御棒駆動水圧装置に係
り、特に、原子炉の炉心への制御棒の緊急挿入に必要な
高圧水の存在を監視するスクラム機能監視装置に関する
。

〔発明の技術的背景〕

一般に、沸騰水形原子炉には、水圧により駆動される制
御棒駆動機構が設けられており、この制御棒駆動ｍ構に
より制御棒が炉心に挿入、引抜きされる。そして、この
制御棒駆動機構には制御棒駆動水圧装置から駆動水、冷
却水が供給されるようになっている。また、この制御棒
駆動水圧装置は、制御棒の緊急炉心挿入（以下スクラム
と称す）に必要な水を制御棒駆動機構に供給し得るよう
に構成されている。

まず、このＪ：うな制御棒駆動水圧装置の従来のものを
第１図により説明する。

第１図において、原子炉圧力容器１の下部には複数の制
御棒駆動機構２が設けられており、各制御棒駆動機構２
へは主管路３を介して制御棒駆動ポンプ４により駆動水
が供給されるようになっている。この制御棒駆動ポンプ
４は１つで複数の制御棒ｔｉ４！１２に駆動水を供給す
るものであり、このため主管路３には他の制御棒駆動機
構２と連通する他の主管路３Ａ、３８．３０・・・が並
列に接続されている。

前記制御駆動ポンプ４の吐出口４Ａ近傍の主管路３には
水圧計５が設けられており、ポンプ４から吐出される駆
動水の水圧を検出するようになっている。また、前記主
管路３には、ゲート弁６、逆止弁７、スクラム人口弁８
およびゲート弁９がこの順に介装されており、逆止弁７
およびスクラム人口弁８間の主管路３には管路１０の一
端が接続されている。一方、シリンダ１２内を可動なピ
ストン１３により第１室１４および第２室１５に区画さ
れているアキュムレータ１１が設けられており、この第
１室１４に前記管路１０が接続されている。また、この
第２室１５には他の管路１６が接続されており、この管
路１６にはゲート弁１７およびプラグ１８が接続され、
第２室１５およびゲート弁１７間の管路１６には、ガス
容器の一例としての窒素ガス容器と連通ずる管路２０が
接続されている。そして、前記窒素ガス容器１９には、
前記プラグ１８を外して窒素ガスが封入されるようにな
っている。この窒素ガス容器１９内に封入される窒素ガ
スのガス圧は、制御棒駆動ポンプ４による駆動水の水圧
より低く、原子炉圧力容器１の内圧より高くなるように
設定されている。

窒素ガス容器１９内のガスは、制御棒をスクラムさせる
だ【プの容器とされている。なお、前記ゲート弁１７お
よびプラグ１８間の管路１６には、窒素ガス容器１９内
のガス圧を検知する気圧計２１と、前記アキュムレータ
１１を介して管路１６に漏洩する駆動水を検出するリミ
ットスイッチ２２とが設けられている。

前記窒素ガス容器１９への窒素ガスの封入は、アキュム
レータ１１の第１室１４に駆動水の圧力が作用していな
い状態で行なわれる。そして、窒素ガスの封入につれて
、アキュムレータ１１のピストン１１には窒素ガス圧が
作用し、ピストン１３は、第１室１４の容積を狭めるよ
うに上方へ移動する。その後、制御棒駆動ポンプ４によ
り主管路および管路１０を介してアキュムレータ１１に
駆動水の圧力が作用すると、この駆動水は窒素ガスより
高圧なので、ピストン１３は、第１室１４の容積を増大
づるように下方へ移動し、シリンダ１２の下端に当接し
て停止する。これにより窒素ガスは圧縮されて圧力が高
くなり、最終的には炉圧より高くなってスクラムに必要
な水（充填水）が貯えられることになる。

（背財技術の問題点） しかしながら、前述した制御棒駆動水圧装置においては
、スクラム機能を満足に果すために重要である。制御棒
駆動ポンプ４により供給されるアキュムレータ１１の充
填水の圧力と、窒素ガス容器１９の圧力は別々に監視さ
れているだけで、原子炉を緊急に停止するというスクラ
ム機能の重要性とスクラム機能の圧力のバランスの複雑
さから考えると、これだ【プでは十分に満足とは言えな
い。

また、現状では、アキュムレータ１１の充填水の圧力は
個々の水圧装置で測定されておらず、制御棒駆動ポンプ
４の吐出口４Ａの近くで計測しているため、ゲート弁６
を締切ったままのときや配管になんらかの問題が起りそ
れぞれの水圧装置に規定の圧力の水が供給されていない
ことを検出しにくい。実際には、このときは窒素ガス容
器１つの圧力が上がらないので、こちらからスクラム機
能に何らかの問題が生じてくることを検出することがで
きるが、この場合、窒素ガスが洩れていることも考えら
れ、どこに問題が生じているかの判断がむずかしく、処
理に時間がかかつてしまう。さらに、アキュムレータ１
１のピストン１３がＦ降してアキュムレータ１１内にス
クラムに必要な水が貯えられていることを直接的に確か
めていないので、制御棒駆動ポンプ４によりアキュムレ
ータ１１に水を充填するときにピストン１３が途中でつ
かえたりした場合、それを検知することができず、アキ
ュムレータ１１のピストン１３の位置がどこかにあるか
を確認できない。

〔発明の目的〕

本発明は、前述した欠点を解演するためになされたもの
又い制御棒駆動水圧装置において、スクラムに必要な水
を貯えるアキュムレータの圧力と、この水を押し出すた
めのピストンの位置と、スクラムに必要な水を押し出づ
ために必要な圧縮されたガスの圧力とを監視し、制御棒
駆動水圧装置のスクラム機能が常にスクラムできる能力
を維持していることを確認し、また、もし何らかの事故
が発生してもすばやくそれに対応し処理できるようにし
、さらに、アキュムレータのピストンの健全性を確認で
きるようにした制御棒駆動水圧装置にお【プるスクラム
機能監視装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、アキュムレータの第１室内に充填されている
駆動水の水圧を検出する水圧計と、ガス容器内のガスの
気圧を検出する気圧計と、ピストンがアキュムレータの
第１室側端に密接していることを検知する検出計と、前
記水圧計、気圧計および検出計からの検出信号が入力さ
れ、制御棒駆動機構がスクラム可能な状態にあるかを判
断する監視回路とを設けたものである。

（発明の実施例〕 以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。なお
、前述した従来のものと同一の構成については、図面中
に同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２図は本発明に係るスクラム機能監視装置の実施例を
示すものであり、制御棒駆動ポンプ４および制御棒駆動
機構２を連通する主管路３から管分岐し、アキュムレー
タ１１に達する管路１０には水圧計２３が設けられてお
り、アキュムレータ１１内の充填の水圧を検出するよう
になっている。

また、前記アキュムレータ１１にはピストン１３がシリ
ンダ１２の第２室１５側の端壁に密接しているかどうか
を検出するリミットスイッチのような検出計２４が設け
られている。そして、これらの水圧計２３および検出側
２４の各出力信号と、窒素ガス容器１９のガス圧を検知
する気圧ム１２１の出力信号とはそれぞれ監視回路２５
に入力されるようになっており、この監視回路２５内に
おいてスクラム可能な状態にあるかどうかを判断するよ
うになっている。また、この監視回路２５による判断の
結果の信号が表示装置２６に入力されて適当に表示され
るようになっている。

前記監視回路２５に入力される各種信号とそのロジック
の例が第３図に示されている。

第３図において、それぞれ実線で示す、水圧計２３によ
る充填の圧力が正常であることを示す信号ａと、気圧計
すと、検出計２４によるピストン１３がシリンダ１２の
第２室１５側端に密接していることを示す信号ＣとがＡ
ＮＤ回路２７を介して監視回路２５と接続されており、
これらの３つの信ｆ３ａ、ｂ、ｃのすべてがＡＮＤ回路
２７に入力されると、監視回路２５からの信号ｄにより
表示装＠２６がスクラム可能である旨を表示するように
なっている。

また、それぞれ鎖線で示す、水圧計２３による充填水の
圧力が高すぎる信号ｅおよび低すぎる信号ｆと、気圧計
２１による窒素ガス容器１９内のガス圧が高ずぎる信号
ｑおよび低すぎる信号りと、破線で示す、検出計２４に
よるピストン１３が第２室１５側端から離間している信
号ｉとがＯＲ回路２８を介して監視回路２５と接続され
ており、これらの５つの信号ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉの少な
くとも１つがＯＲ回路２８に入力されると、監視回路２
５からの信号ｉにより表示装置２６がスクラム不可能で
ある旨を表示するようになっている。

前述した実施例によれば、それぞれの制御棒駆動水圧装
置において制御棒駆動ポンプ４からスクラムに必要な圧
力の充填水がアキュムレータ１１に供給されていなかっ
たり、制御棒駆動ポンプ４からは正常な圧力の水が供給
されているが、途中の配管に障害がありアキュムレータ
１１に十分な圧力の水が供給されていないとき、これを
アキコムレータ１１の入口管路１０に取りつりた水圧計
２３からの信号で発見できる。また、アキュムレータ１
１における充填水に正常な圧力はあるが、アキコムレー
タ１１のピストン１３に障害がありアキュムレータ１１
の下端まで移動してない場合、アキコムレータ１１に取
りつ【プた検出計２４によりこれを検出でき、アキュム
レータ１１内にスクラムに必要な水が貯えられることを
直接的に確かめられる。さらに、窒素ガス容器１つに十
分な圧力のガスが充填されず、アキュムレータ１１に充
填水が供給されてピストン１３が圧縮されても規定の圧
力までにあがらなかった場合、あるいはガスが洩れて圧
力がさがった場合に窒素ガス容器１９の気圧計２１から
の信号により発見できる。さらにまた、はじめはスクラ
ム機能を満足していたが、運転中に事故によりアキュム
レータ１１に水を充填する配管が破断し、充填水の圧力
がさがったり、窒素ガス容器１９が破損し圧力がさがっ
たりしたとき、それぞれの箇所より信号を監視回路２５
に入力しているので、事故発生の箇所が発見し やすく、すばやい処理が可能である。

加えて、定期検査時にアキュムレータ１１の充填水を再
充填するときに、アキュムレータ１１のピストン１３上
部に圧力が加わってからピストン１３がアキュムレータ
１１の下端部に接触するまでの時間を計り、これを正常
なときのものと比べることにより、これより早すぎたり
遅すぎたりした場合、アキュムレータ１１のピストン１
３の摺動部あるいはシール部に何らかの障害が発生した
ことがわかり、ピストン１３の健全性を確認する試験に
も利用できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係るスクラム機能監視装
置は、アキュムレータの第１室内に充填されている駆動
水の水圧を検出する水圧計と、ガス容器内のガスの気圧
を検出する気圧計と、ピストンがアキュムレータの第２
室側端に密接していることを検知する検出計と、前記水
圧計、気圧計および検出削からの検出信号が入力され、
制御駆動機構がスクラム可能な状態にあるかを判断する
監視回路とを設けたので、スクラム機能を総合的に監視
でき、信頼性が向上するし、また、何らかの事故が発生
したときも、その発生箇所がすばやく発見でき、したが
って、迅速な対応および処理も可能になるし、さらには
、アキュムレータのピストンの摺動部およびシール部の
健全性を確認することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な制御棒駆動水圧装置を示す管路図、第
２図は本発明に係るスクラム機能監視装置の実施例を示
す管路図、第３図は第２図の要部の論理回路図である。 １・・・原子炉圧力容器、２・・・制御棒駆動機構、４
・・・制御棒駆動ポンプ、１１・・・アキュムレータ、
１２・・・シリンダ、１３・・・ピストン、１９川窒素
ガス容器、２１・・・気圧計、２４・・・検出計、２５
・・・監視回路。２６・・・表示装置。 δ　１　霞 （ ６２　図 ｂ３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 制御棒駆動機構に主管路から駆動水を供給するための制
   御駆動ポンプと、シリンダ内が可動なピストンにより第
   １室および第２室に区画され、このうちの第１室が前記
   主管路と接続されているアキュムレータと、このアキュ
   ムレータの第２室と（ 接続されているガス容器とを有する制御棒機動水圧装置
   において、前記アキュムレータの第１室内に充填されて
   いる駆動水の水圧を検出する水圧計と、前記ガス容器内
   のガスの気圧を検出する気圧計と、前記ピストンが前記
   アキュムレータの第２室側端に密接していることを検出
   する検出計と、前記水圧計、気圧計および検出計からの
   検出信号が入力され、制御棒駆動機構がスクラム可能な
   状態にあるかを判断する監視回路とを設けたことを特徴
   とする制御棒駆動水圧装置におけるスクラム機能監視装
   置。