JPS60205396A - 制御棒駆動水圧装置 - 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］ 本発明は沸騰水型原子炉の制御棒駆動水圧装置に関する
。

〔発明の技術向背ＩＩ］ 一般に沸騰水型原子炉には水圧により駆動される制御棒
駆動ｔＳＳが設けられており、この制御棒駆動機構によ
って制御棒が炉心に挿入され、または炉心より引抜かれ
る。そして、この制御棒駆動機構には制御棒駆動水圧装
置からの駆動水および冷却水が供給され、また制御棒駆
動機構から排出された排水はこの制御棒駆動水圧装置に
戻される。

上記制御棒駆動水圧装置は第１図に示す如く構成されて
いる。すなわち図中１は密閉構造の原子炉圧力容器の底
部を一部分のみ示すもので、この原子炉圧力容器底部１
には制御棒駆動ｔｉ構ハウジング２ａが設けられ、この
内部に制御棒駆動機構２が組込まれている。なお、制御
棒駆動機構２および制御棒駆動ハウジング２ａは１基の
原子炉に多数設けられているが、その１つのみ図示する
。

上記各制御棒駆動機構ハウジング２ａには、挿入配管３
および引抜き配管４を介して水圧制御ユニット５が接続
されている。そしてこの水圧制御ユニット５から制御棒
駆動機構２へ駆動水が送られ、また各制御棒駆動機構２
より排出された排水は水圧制御ユニット５に戻される。

なお、各水圧制御ユニット５はＩＩＩ　ａｌｌｌｌ動駆
動機構２に１ユニツトずつ設けられ、全水圧制御ユニッ
ト５により制御棒駆動水圧装置が構成されているもので
ある。

上記各水圧制御ユニット５には、１基の原子炉に１台ず
つ設けられた駆動水供給部６から圧力水が分配供給され
る。この駆動水供給部６にはポンプ７が設けられ、この
ポンプ７で、原子炉建屋外に設置された復水貯蔵タンク
７ａより供給された復水を加圧する。そしてポンプ７よ
り吐出された高圧水は流量調整弁８を通り、駆動水ヘッ
ダ９ａおよび駆動水配管９を介して、駆動水として各水
圧制御ユニット５へ供給される。またポンプ７より吐出
された高圧水は圧力調整弁１０を通って所定圧力まで減
圧されたのち、冷却水として冷却水ヘッダ１１ａおよび
冷却水配管１１を介して各水圧制御ユニット５へ供給さ
れる。さらに圧力調整弁１０と並列に安定弁１２．１３
が設けられ、駆動水の一部はこれら安定弁１２．１３を
通り、上記圧力調整弁１０をバイパスして、冷却水とし
て各水圧１ＩＩＩＩＩｌユニツト５へ供給される。そし
て制御棒を駆動する際に、水圧制御ユニット５へ供給さ
れる駆動水の流量が増加するとこれら安定弁１２゜１３
が閉弁され、冷却水として送られる１％Ｅｌを減少して
駆動水の流量増加分を補償し、常に駆動水としての必要
流量を確保するように構成されている。一方、制御！ｌ
ｌ俸を駆動する際に制御棒駆動機構２から排出された排
水は水圧制御ユニット５を通り、排水配管１４および排
水ヘッダ１４ａを介して駆動水供給部６に戻される。そ
してこの戻された排水は冷却水として、冷却水ヘッダ１
１ａを通り図示しない他の水圧制御ユニットへ送られる
。

また、前記水圧制御ユニット５内には４個の方向制御弁
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを備えた方向制御弁機
構１５が設けられており、上記駆動水配管９、冷却水配
管１１および排水配管１４は、いずれもこの方向制御弁
１Ｉ４１１５、ならびに各隔離弁３ａ　、４ａを介して
前記挿入配管３および引抜配管４に接続されている。

上記方向制御弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、Ｉ
ＩＪＩｌｌ棒駆動機構棒金動機構２い場合にはすべて閉
弁される。そして冷却水配管１１を介して送られて来た
冷却水は挿入配管３を通して制御棒駆動機構２の挿入側
に供給される。この冷却水は制御棒駆動機構２内に設け
られたオリフィス（図示せず）を通って制御棒駆動機構
２と制御棒駆動機構ハウジング２ａとの間を上昇し、制
御棒駆動機構２を冷却したのち原子炉圧力容器１内へ流
入する。

また制御棒を挿入する場合には方向制御弁１５５− ｂ、１５ｃを開弁じ、方向制御弁１５ｃおよび挿入配管
３を通して駆動水を制御棒駆動機構２の挿入側へ供給す
る。このとき制御棒駆動機構２の引抜側より排出された
排水は引抜配管４、方向ｔｌｌＪＩｌＩ弁１５ｂおよび
排水配管１４を通って前記駆動水供給部６へ戻される。

また制御棒を引抜く場合には方向制御弁１５ａ。

１５ｄを開弁し、駆動水を方向制御弁１５ｄおよび引抜
配管４を通して制御棒駆動機１２の引抜側へ供給する。

このとき１１１１１１棒駆動機＃１２の挿入側より排出
された排水は挿入配管３、方向制御弁１５ａおよび排出
水配管１４を通って前記駆動水供給部６へ戻される。

さらに、前記水圧制御ユニット５には制御棒をスクラム
挿入するためのアキュムレータ１６が設けられている。

このアキュムレータ１６内には制御棒駆動機構２をスク
ラム動作させるに充分な農のスクラム水が貯溜され、こ
のスクラム水は窒素容器１７内の高圧窒素により常時加
圧されている。

上記アキュムレータ１６はスクラム人口弁１８を６− 介して前記挿入配管３に接続されている。なお、アキュ
ムレータ１６内へのスクラム水の補給は、前記駆動水供
給部６のポンプ７により、スクラム水補給配管１８ｂを
通して行なわれる。

また、引抜き配管４にはスクラム排出ヘッダ１９が、ス
クラム出口弁２０を介して接続されている。スクラム排
出ヘッダ１９はたとえば一対設けられていて、スクラム
時に全制御棒駆動機構２の引抜側より排出される多量の
スクラム排水を貯溜するに充分な容量を有し、その底部
は排水弁１９ａを経て、また上部はオーバフロー弁１９
ｂを経て、それぞれ排水溝１９ｃに接続されているもの
である。そして、各水圧１１１１］ユニツト５の引抜配
管４はスクラム出口弁２０．スクラム排出ライン逆止弁
２０ｂＳｔＪ字形シール２０ｃおよび上記隔離弁２０ａ
を順次、直列に介して上記スクラム排出ヘッダ１９に接
続されており、スクラム時にはこのスクラム出口弁２０
を開弁じて制御棒駆動機構２から排出される多量のスク
ラム排水をスクラム排出ヘッダ１９内に送る構成となっ
ている。

前記スクラム人口弁１８およびスクラム出口弁２０はそ
れぞれのダイヤフラム内の空気圧により閉弁状態に保持
されているもので、上記各ダイヤフラムには電磁弁（ス
クラム弁パイロット弁）２１．２２を介して空気供給装
置２３より開弁維持用の空気が供給される構成となって
いる。また上記電磁弁２１．２２は、スクラム信号発生
時に原子炉を緊急停止させるための原子炉緊急停止指令
系２４からのスクラム弁開弁信号により無励磁となり、
空気供給装置より前記スクラム人口弁１８およびスクラ
ム出口弁２０の各ダイヤフラムへ至る空気供給路を遮断
するとともに、それらのダイヤフラムを大気に解放し、
上記両弁１８，２０を開弁させる。

したがって、スクラム信号発生時には原子炉緊急停止指
令系２４よりすべての水圧ユニット５に対して出力され
るスクラム弁開弁信号により電磁弁２１．２２が無励磁
となり、スクラム人口弁１８およびスクラム出口弁２０
を開弁させる。これによりアキュムレータ１６内に貯溜
された高圧のスクラム水が制御棒駆動機構２の挿入側に
供給されて制御棒を炉心内に１．６〜３．５秒で全挿入
させる。また、このスクラム時には全制御棒駆動機構２
の引抜き側より多量のスクラム排水が排出され、このス
クラム排水は駆動水供給部６に戻らず、スクラム排出ヘ
ッダ１９に貯溜する。すなわちスクラム字には、アキュ
ムレータ１６からスクラム人口弁１８および隔離弁３ａ
を介して制御棒駆動機構２の挿入側に至る、挿入配管３
を含むラインがスクラム水を供給するスクラム水供給配
管Ａとなる。また制御棒駆動機構２の引抜き側から隔離
弁４ａ、スクラム出口弁２０、スクラム排出ライン逆止
弁２０ｂ、Ｕ字形シール２０ｃおよび隔離弁２０ａの弁
類を介してスクラム排出ヘッダ１９へ至る、引抜き配管
４を含むラインがスクラム排水を排出させるスクラム水
排出配管Ｂとなる。

なお、前記電磁弁２１，２２を無励磁とするためのスク
ラム弁開弁信号を発生するのは原子炉緊急停止指令系２
４のみではなく、各水圧制御ユニット５ごとに設けられ
たスクラム試験装置２５に９− よっても各ユニツｌ−５ごとの電磁弁２１．２２に対し
て発生する。

［背景技術の問題点］ ところで、このような構成の制御棒駆動水圧装置では、
たとえばプラント定期点検時において制御棒駆動機構２
の分解点検作業等を行なう場合、制御棒駆動機構２を水
圧制御ユニット５から隔離するために、隔離弁３ａ、４
ａを閉弁する。さらにスクラム出目弁２０とスクラム排
水ヘッダ１９との間の隔離弁２０ａを閉弁する場合もあ
る。そして点検作業終了後、それらの隔離弁３ａ　、　
４ａ　。

２０ａを開弁するが、挿入配管３側の隔離弁３ａは開い
たものの、引抜配管４側の隔離弁４ａまたはスクラム排
水ヘッダ１９側の隔離弁２０ａを開は忘れ、全開のまま
になってしまった場合、この状態で万一、スクラム信号
が発生すると、スクラム人口弁１８およびスクラム出口
弁２０が開弁され、アキュムレータ１６内の水が窒素容
器内１７の高圧窒素ガスにより急激に押出される。この
水は挿入配管３を通じて制御棒駆動機構２に単位面１０
− 積当り８０〜１２０ＫｇＺｃｄｇもの高い圧力を作用さ
せてスクラムさせようとするが、一方、排水側の隔離弁
４ａまたは２０ａが閉弁され、水の出口が遮断されてい
るために、制御棒駆動ｌ１１１２内部には約４００　Ｋ
ｇ　／　ｄ　ｇものきわめて大きな内圧が与えられるこ
とになる。またスクラム信号が発生した際、スクラム人
口弁のみ開き、スクラム出口弁が何らかの理由で開かな
かった場合も同様のことがいえる。このような場合、制
御棒駆動機構２は外方へ向って膨張し、制御棒駆動ｍｓ
ハウジング２ａの内面と衝突してしまい、制御棒駆動ａ
ｉｍの損傷、変形等により、それ以降の制御棒の駆動が
できなくなってしまう慣れがあった。

［発明の目的］ 本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
その目的は、スクラム時に排水側の配管中に介挿された
昇順が開いていない、という万一の事態が生じた場合で
も制御棒駆動機構の損傷、変形等を確実に防止できる制
御棒駆動水圧装置を提供することにある。

［発明の概要］ 以上の目的達成のため、本発明の制御棒駆動水圧装置は
、スクラム時に制御棒駆動機構へ高圧スクラム水を供給
するスクラム水供給配管と、スクラム時に制御棒駆動機
構よりスクラム排水ヘッダへスクラム排水を排出させる
スクラム水排出配管と、このスクラム水排出配管中に介
挿された昇順をバイパスして上記スクラム水排出配管に
接続された緊急時バイパス配管と、この緊急時バイパス
配管中に介挿されて常時は同バイパス配管の流路を遮断
しており、同バイパス配管の上流側が設定圧以上になっ
たとき同バイパス配管の流路を開くバイパス開閉機構と
、前記緊急時バイパス配管の流路が開かれたとき警報信
号を発生する警報装置とを具備したことを特徴とする。

［発明の実施例］ 第２図は本発明の一実施例として示す制御棒駆動水圧装
置の配管系統図で、第１図と同一の部分には同一符号が
付しである。

制−棒金動水圧装置は、前述したように復水貯蔵タンク
７Ｂからの復水を加圧するとともに、駆動水および冷却
水を制御棒駆動機１２へ供給し、また原子炉緊急停止指
令系２４またはスクラム時には試験装［２５よりスクラ
ム弁開弁信号が出力されたときはスクラム水供給配管へ
を通して制御棒駆動機構２へ高圧スクラム水を供給し、
制御棒駆動機構２からのスクラム排水をスクラム排出ヘ
ッダ１９へ排出させるための装置である。

そしてこの制御棒駆動水圧装置には、第１図の従来装置
に加えて、スクラム水排出配管Ｂ中に介挿された昇順（
隔離弁４ａ、スクラム人口弁２０、スクラム排出ライン
逆止弁２０ｂ、ｔＪ待時形−ル２０ｃ、隔離弁２０ａを
バイパスして上記スクラム水排出配管Ｂに接続された緊
急時バイパス配管Ｃが設けられている。この緊急時バイ
パス配管Ｃ中にはバイパス開閉機構としての安全弁２６
が介挿されている。この安全弁２６は、常時は閉弁して
緊急時バイパス配管Ｃの流路を遮断しており、同バイパ
ス配管Ｃの上流側すなわち制御棒駆動機構側の水圧が設
定圧以上になったとき開弁じて同１３− バイパス配管Ｃの流路を開くように作動する。また上記
バイパス配管Ｃには、このバイパス配管Ｃの流路が開か
れたとき配管内の排水の流動を検出して検出信号を出力
する波路スイッチ２７が、安全弁２６の下流側に設けら
れている。さらに、この流量スイッチ２７からの検出信
号を入力して警報信号を発生し警報器や警報装置を作動
させる警報装置２８が設けられている。

次に作用を説明する。

原子炉通常運転時には隔離弁３ａ、４ａ、２０ａはいず
れも開弁じている。また、何らかの必要により、一部の
ｔＩＩＩＩＩｌ捧駆動機構２を水圧制御ユニット５から
隔離する必要が生じた場合、たとえばプラント定期点検
時においてＩＩＪＩＮＩ棒駆動機構２の分解点検作業等
を行なう場合、制御棒駆動機構２を水圧制御ユニット５
から隔離するために、隔離弁３ａ、４ａを閉弁し、必要
に応じてスクラム排水ヘッダ１９側の隔離弁２０ａも閉
弁するが、点検作業終了後、挿入配管３側の隔離弁３ａ
を開き、引抜配管４側の隔離弁４ａまたはスクラム排水
へ１４− ラダ１９側の隔離弁２０ａを開は忘れ、全開のままにな
ってしまった場合、この状態で、スクラム弁開弁信号が
発生するようなことがあると、スクラム人口弁１８およ
びスクラム出口弁２０が開弁され、アキュムレータ１６
内の水が窒素容器内１７の高圧窒素ガスにより急激に押
出される。この水は挿入配管３を通じて制御棒駆動機構
２に高い圧力を作用させてスクラムさせようとするが、
一方、排水側の隔離弁４ａまたは２０ａが閉弁され、水
の出口が遮断されているために、制御棒駆動機構２のピ
ストン上方部の内圧が高くなる。またスクラム信号が発
生した際、スクラム人口弁１８のみ開き、スクラム出目
弁２０が何らかの理由で開かなかった場合も同様のこと
がいえる。このような場合、安全弁２６の上流側の圧力
も高くなるが、その圧力が、安全弁２６の設定圧に達す
ると、安全弁２６が開弁じて緊急時バイパス配管Ｃの流
路が開かれる。このため制御棒駆動１１４Ｎ２からのス
クラム排水は緊急時バイパス配管Ｃを通ってスクラム排
水ヘッダ１９へ排出され、制御棒駆動！１ＩＩ４２内の
圧力上昇は抑制される。したがって、制御棒駆動機構２
の損傷、変形等は確実に防止されることになる。また緊
急時バイパス配置ＩＣの流路が開かれると流量スイッチ
２７がスクラム排水の流動を検出する。そして警報器Ｍ
２Ｂがこの検出信号を入力して警報信号を発生し、警報
器、警報ランプ等を作動させる。したがって、監視貴は
この警報器、警報ランプ等の作動スクラム水排出配管Ｂ
の流路が遮断されていることを直ちに知ることができ、
適切な処置を講じることができる。

以上、一実施例について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではない。たとえば上記実施例ではバイパ
ス開閉機構として安全弁を採用したが、バイパス開閉機
構を、上流側が設定圧以上になったとき破断するラブチ
ャディスクとしてもよい。また１ｍスイッチ２７の代り
に圧力スイッチを使用してもよく、要は、警報器［２８
が、きんきゆう時バイパス配管Ｃの流路が開かれたこと
により警報信号を発生する構成であればよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、スクラム時に排
水側の配管中に介挿された昇順が開いていない、という
万一の事態が生じた場合でもｉ制御棒駆動機構の損傷、
変形等を確実に防止でき、しかも警報装置の作動により
迅速に事態の収拾を図りうる制御棒駆動水圧装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は沸騰水型原子炉の制御棒駆動水圧装置の従来例
を示す配管系統図、第２図は本発明の一実施例を示す制
御棒駆動水圧装置の配管系統図である。 ２・・・制御棒駆動機構、３・・・挿入配管、３ａ、４
ａ、２Ｑａ・・・隔離弁、５・・・水圧１１ＪＩＤユニ
ツト、１８・・・スクラム人口弁、１９・・・スクラム
排水ヘッダ、２０・・・スクラム出口弁、２３・・・空
気供給装置、２４・・・原子炉緊急停止指令系、２５・
・・スクラム試験装置、２６・・・安全弁（バイパス開
閉機構）、２７・・・流量スイッチ、２８・・・警報装
置。 １７−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　スクラム時に制御棒駆動機構へ高圧スクラム水
   を供給するスクラム水供給配管と、スクラム時に制御棒
   駆動機構よりスクラム排水ヘッダへスクラム排水を排出
   させるスクラム水排出配管と、このスクラム水排出配管
   中に介挿された弁類をバイパスして上記スクラム水排出
   配管に接続された緊急時バイパス配管と、この緊急時バ
   イパス配管中に介挿されて常時は同バイパス配管の流路
   を遮断しており、同バイパス配管の上流側が設定圧以上
   になったとき同バイパス配管の流路を開くバイパス開閉
   機構と、前記緊急時バイパス配管の流路が開かれたとき
   警報信号を発生する警報装置とを具備したことを特徴と
   する制御棒駆動水圧装置。
2. （２）　前記バイパス開閉機構を、上流側が設定圧以上
   になったとき開弁する弁としたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の制御棒駆動水圧装置。
3. （３）前記バイパス開閉機構を、上流側が設定圧以上に
   なったとき破断するラブチャディスクとしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の制御棒駆動水圧装置
   。