JPS6038691A - 原子炉補機冷却システム - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は原子炉補機冷却システムに係り、特に、原子力
発電所の原子炉−次側に関連する補機の冷却を行なうの
に好適な原子炉補機冷却システムに関する。

〔発明の背景〕

原子力発電所に設けられている補機は通常２系統から構
成されておシ、これらの補機群を冷却するために、２系
統の補機冷却システムが採用されている。例えば、第１
図に示されるように、Ａ系、Ｂ系の２系統の補機群が、
それぞれ原子炉格納容器内補機類ｌ、１１、常用補機類
２，１２、重要補機類３，１３、非常用補機類４．１４
、及び残留熱除去系熱交換器５，１５から構成されてい
た場合、各基の補機群を並列接続して冷却水循環系を構
成すると共に、２台の原子炉補機冷却ポンプ６．１６の
作動による冷却水を原子炉補機冷却熱交換器７．１７を
介して各基の補機に送給する方式が採られている。なお
、２台の原子炉補機冷却熱交換器７，１７は、熱交換器
冷却用海水ボンダ８．１８の作動による冷却水と、原子
炉補機冷却ポンプ６．１６の作動による冷却水との熱交
換を行ない、熱交換された冷却水を各補機に送給するよ
うに構成されている。

又、各基の補機に冷却水を送給する場合、原子炉の運転
モードによって選択された補機を介して冷却水循環系の
閉ループを形成し、閉ループを形成した冷却水を送給す
るように構成されている。

例えば、通常運転時には、第２図に示されるように、電
動弁５１，５２，５４，５６，６１゜６２．６４．６６
を開くと共に電動弁５３，５５゜５７．６３，６５．６
７を閉じ、１台の原子炉補機冷却ポンプ６．１６の作動
による冷却水を、１台の原子炉補機冷却熱交換器７．１
７を介して各基の原子炉格納容器内補機類１，１１、常
用補機類２，１２、重要補機類３．１３、非常用補機類
４．１４に送給する運転が行なわれる。なお、熱交換器
冷却用海水ポンプ８．１８も１台のみ作動する。

原子炉停止時には、第３図に示されるように、各電動弁
５１〜５７．６１〜６７を開き、２台の原子炉補機冷却
ポンプ６．１６の作動による冷却水を、２台の原子炉補
機冷却熱交換器７．１７を介して各基の補機群に供給す
る運転が行なわれる。

なお、この場合には２台の原子炉補機冷却ポンプ６．１
６が作動するので、熱交換器冷却用海水ポンプ８，１８
も２台運転される。

又、高温待機時には、第４図に示されるように、電動弁
５１．６１のみを閉じ、他の電動弁を開いて常用補機類
２．１２を冷却水循環系の閉ループから除外するように
したほかは原子炉停止時と同じ運転が行なわれる。

又、原子炉事故時には、電動弁５２．６２を閉じ、原子
炉格納容器内補機類８．１８、常用補機類２，１２、重
要補機類３，１３を冷却水循環系の閉ループから除外し
て非常用補機類４，１４、残留熱除去系熱交換器５，１
５に冷却水を送給する運転が行なわれる。

ここで、通常運転時とは原子炉が通常に発電を行なって
いる時であシ、原子炉停止時とは通常運転時よシ原子炉
を冷温停止に到らせるまでの運転状態であって、残留熱
除去設備の運転される状態を意味する。又高温待機時と
は原子炉をゼロ出力付近で運転し、高温の状態で原子炉
の運転状態を保持するときであυ、又原子炉事故時とは
非常用炉心冷却設備が作動して原子炉を安全に停止する
だめの運転状態を示す。

このように原子炉補機群を冷却する場合、冷却すべき補
機類が原子炉の運転モードによって変わυ、しかも、次
の表１．２に示されるように、各補機による発生熱量が
異なるため、原子炉の運転モードによって冷却水循環系
を循環させる冷却水の流量を変化する必要がある。

表　１１− 表　２ ネ だ １ ； このように従来の冷却システムにおいては、原子炉の運
転モードに応じて各電動弁の開閉操作を行なうと共に、
原子炉の運転モードに応じた流量を維持するための各種
ポンプの移動停止を行なわなければならないという不具
合があった。父、冷却水循環系を循環する冷却水の流量
を、全ての補機類へ冷却水を送給する原子炉停止時の運
転モードに適合する流量に設定し、他の運転モードに移
ったとき電動弁や原子炉補機冷却ポンプ６．１６の切換
操作によって冷却水の流量を変更しても、原子炉停止時
以外の運転モードでは、補機類の適正流量に対して２０
％程度冷却水の流量が変動する。そのため、冷却水循環
系の流量を原子炉停止時の運転モードに適合する流量に
設定するためには、被補機類の冷却機能として余裕のあ
るものが必要とされる。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来の課題に鑑みて為されたものであシ
、その目的は、冷却水循環系に含まれる原子炉補機群の
内、少なくとも原子炉の運転モードによって選択された
補機を介して冷却水循環系の閉ループを形成し、閉ルー
プを形成した補機に冷却水を送給して冷却するシステム
において、冷却水循環系の閑ルーズを形成する運転操作
の簡素化を図ることができる原子炉補機冷却システムを
提供することにある。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するために、本発明は、冷却水循環系に
含まれる原子炉補機群のうち、少なくとも原子炉の運転
モードによって選択された補機を介して冷却水循環系の
閉ループを形′成し、閉ループを形成した補機に冷却水
を送給して冷却する原子炉補機冷却システムにおいて、
前記原子炉補機群のうち冷却水の必要流量の最も多い補
機とその他の補機とによって原子炉補機群を２群に分け
、前者の補機を、後者の補機よシも冷却水循環系の下流
側に配置すると共に、原子炉の各運転モードにおける冷
却水循環系の閉ループの一構成要素とし、少なくとも前
者の補機の必要流量を満たす流量の冷却水を、閉ループ
を形成した冷却水循環系を循環させ、冷却水循環系を循
環する冷却水の流量を原子炉の運転モードによって変動
するのを抑制するようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第６図には、本発明の好適な実施例であって、Ａ系、Ｂ
系からなる２系統の原子炉補機冷却システムの構成が示
されている。

本実施例におけるシステムは、第６図に示されるように
、原子炉格納容器内補機類１，１１、常用補機類２，１
２、重要補機類３，１３、非常用補機類４，１４が電動
弁２７，３７、逆止弁２０゜３０を介して並列接続され
ておシ、電動弁２７゜３７の上流側と、逆止弁２０．３
０の下流側とが１１ε動止弁２６．３６を介してバイパ
ス配管２５゜３５によって連結されている。そしてこれ
らの系の冷却水循環系の下流側には、原子炉補機群のう
ち冷却水の必要流量の最も多い補機である残留熱除去系
熱交換器５．１５が配置されている。Ａ系。

Ｂ系の冷却水循環系に含まれる前記各補機には、２台の
原子炉補機冷却ポンプ６．１６の作動による冷却水が２
台の補機冷却熱交換器２１．３１を介して送給される。

なお、原子炉補機冷却熱交換器２１．３１は、熱交換器
冷却海水ポンプ８゜１８の作動による冷却水と熱交換を
行ない、冷却された冷却水を冷却水循環系に送給するよ
うに構成されている。

又、本実施例においては、２台の補機冷却熱交換器２１
．３１を直列又は並列接続して運転するために、一方の
補機冷却熱交換器２１．３１の冷却水排出口と、他方の
補機冷却熱交換器２１゜３１の冷却水吸入口とがタイラ
イン２２．３２によって連結されておシ、各タイライン
２２．３２と電動弁２７．３７との循環路内に電動弁２
４゜３４が挿入されている。又原子炉補機冷却ポンプ６
．１６と電動弁２８．３８とを連結する循環路の管路途
中には、電動弁２３．３３が挿入されている。なお、一
方の補機冷却熱交換器２１．３１の冷却水給入口側には
電動弁２９．３９が配設されている。

以上のように構成された本実施例におけるシステムは、
以下に示す運転操作によって各運転モードに適合する冷
却水が各基の補機に送給される。

即ち、残留熱除去系熱交換器５，１５が運転されない通
常運転時には、第７図に示されるように、電動弁２７，
２８，２９，３７，３８，３９゜５６．６６を開くと共
に、電動止弁２６，３６、電動弁２３，２４，５７，３
３，３４．６７を閉じ、１台の原子炉補機冷却ポンプ６
．１６の作動による冷却水を、２台の原子炉補機冷却熱
交換器２１．３１を介して各基の補機に送給する。

原子炉停止時には、冷却水循環系の運転操作は通常運転
時と同じであるので冷却水循環系の運転操作は変更しな
いが、残留熱除去系熱交換器５゜１５が使用され熱負荷
が発生するので、第８図に示されるように、電動弁５７
．６７が開き、２台の熱交換器冷却海水ボ／プ８，１８
の運転が行なわれる。又、高温待機時には、第９図に示
されるように、原子炉停止時と同じ運転が行なわれ何ら
運転操作による変更は行なわれない。

一方、原子炉事故時には、原子炉格納容器内構機知１．
１１、常用補機類２，１２、重要補機類３．１３を冷却
水循環系の閉ループから除外するため、第１０図に示さ
れるように、電動弁２７゜３７を閉じると共に電動弁２
６．３６を開く操作が行なわれ、非常用補機類４，１４
、残留熱除去系熱交換器５．１５に冷却水が送給される
。

このように本実施例においては、原子炉の運転モードが
変わっても簡単な運転操作によって各運転モードに応じ
た冷却水を各補機類に送給することができる。

このような運転ができるのは、原子炉補機群のうち冷却
水の必要流量の最も多い補機類である残留熱除去系熱交
換器５，１５を他の補機類よシも冷却水循環系の下流側
に配置し、少なくとも残留熱除去系熱交換器５，１５０
必要流量を満たす流量の冷却水を常に冷却水循環系を循
環させ、運転モードによって冷却水循環系を循環する冷
却水の流量が変動するのを抑制するようにしたためであ
る。

即ち、本実施例においては、残留熱除去系熱交換器５，
１５の冷却水の必要流量と他の補機類の必要冷却水量の
合計とがほぼ同じであるところから、各運転モードにお
ける冷却水循環系の流量を常に残留熱除去系熱交換器５
．１５の冷却水の必要流量として循環させることによっ
て運転操作の簡素化がσ１能とされている。

なお、各運転モードによって冷却水循環系における熱負
荷が変化するが、本実施例においては、原子炉補機冷却
用熱交換器２１．３１を直列運転すると共に、熱交換器
冷却海水ポンプ８，１８の運転台数を変えることによシ
熱除去を行なうことができる。

表３，４には、本実施例を採用した場合の各運転モード
における各補機類の発生熱負荷及び必要冷却水量が示さ
れている。

表　３ 表　４ − 表３．４から、各運転モードにおける冷却水量を２１１
０ｍ”／ｈとすることによシ、各運転モードにおける補
機類を確実に冷却することができると共に、簡単な運転
操作によって各補機類を冷却することかできる。そのた
め、本実施例においては、原子炉補機冷却ポンプ６．１
６を１台運転するのみて各運転モードに適合する流量の
冷却水を循環させることができる。

又本実施例においては、電動弁２６．３６の弁の開度を
調整して一部の冷却水がバイパス配管２５．３５を介し
てバイパスするようにすることができるので、冷却水の
温度ｔある温度中で一定に制御することも可能である。

又本実施例においては、残留熱除去系熱交換器５．１５
には他の補機類を冷却した後の冷却水が供給されるため
、最も厳しい高温待機時に各補機類を通った後の冷却水
の温度が３．４Ｃ上昇し、残留熱除去系熱交換器５，１
５によって１７．６１：上昇するが、残留熱除去系熱交
換器５，１５の流量を１０チ程度大きくすることによっ
て冷却水の温度上昇による悪影響を抑制することができ
る。

又、従来のシステムでは、原子炉停止時２台の原子炉補
機冷却ポンプ６．１６の運転によって４２２０　ｍ　’
　／　ｈの流量の冷却水を循環させるように構成されて
いるのに対して、本実施例においては、１台の原子炉補
機冷却ボンダ６．工６の運転によって２１１０ｍ”／ｈ
の冷却水を循環させるだけで補機類を冷却することがで
きるので、冷却システムの主要配管及び弁類を従来のシ
ステムよシも７０チ程度縮小することができる。そのた
め、本実施例においては、残留熱除去系熱交換器５，１
５０容量はｌＯチ程度大きくなるが、システムの主要配
管及び弁類を縮小することができるので、システムの設
備費を従来のシステムよシも約１０％程度下げることが
できた。

このように本実施例によれば、各運転モードにおける冷
却水の流量を常に一定の流量に抑制する運転操作を行な
うようにしたので、各運転モードにおける冷却水循環の
運転操作を簡素化することができる。

第１１図には、本発明の他の実施例が示されている。

本実施例におけるシステムは、原子炉補機冷却ポンプ６
．１６を１台のみで運転するようにしたものであって、
他の構成は前記実施例と同様であるので、各運転モード
における操作の説明は省略する。

〔発明の効果〕

以上説明した工うに、本発明によれば原子炉補機群のう
ち冷却水の必要流量の最も多い補機と、その他の補機の
原子炉補機群を２群に分け、前者の補機を後者の補機よ
りも冷却水循環系の下流側に配置すると共に、原子炉の
各運転モードにおける冷却水循環系の閉ループの一構成
要素とし、少なくとも前者の補機の必要流量を満たす流
量の冷却水を、閉ループを形成した冷却水循環系を循環
させ、冷却水循環系の冷却水流量が運転モードによって
変動するのを抑制したので、冷却システムの運転操作を
簡素化することができ、システムの設備費の低減が図れ
るという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来システムの構成図、第２図は従来システム
の通常運転時における動作説明図、第３図は従来システ
ムの原子炉停止時における動作説明図、第４図は従来シ
ステムの高温待機時の動作説明図、第５図は従来システ
ムの原子炉事故時の動作説明図、第６図は本発明の一実
施例を示すシステム構成図、第７図は本発明に係る通常
運転時の動作説明図、第８図は本発明に係る原子炉停止
時の動作説明図、第９図は本発明に係る高温待機時の動
作説明図、第１０図は本発明に係る原子炉事故時の動作
説明図、第１゜１図は本発明に係る他の実施例を示すシ
ステム構成図である。 １．１１・・・原子炉格納容器内袖機類、２．１２・・
・常用補機類、３，１３・・・重要補機類、４，１４・
・・非常用補機類、５．１５・・・残留熱除去系熱交換
器、６．１６・・・原子炉補機冷却ポンプ、７．１’？
。 ２１．３１・・・原子炉補機冷却熱交換器、８．１８・
・・熱交換器冷却用海水ポンプ。 代理人　弁理士　鵜沼辰之 も３図 憎介図 ］５５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冷却水循環系に含まれる原子炉補機群のうち、少な
   くとも原子炉の運転モードによって選択された補機を介
   して冷却水循環系の閉ループを形成し、閉ループを形成
   した補機に冷却水を送給して冷却する原子炉補機冷却シ
   ステムにおいて、前記原子炉補機群のうち冷却水の必要
   流量の最も多い補機とその他の補機とによつで原子炉補
   機群を２群に分け、前者の補機を、後者の補機よりも冷
   却水循環系の下流側に配置すると共に、原子炉の各運転
   モードにおける冷却水循環系の閉ループの一構成要素と
   し、少なくとも前者の補機の必要流量を満たす流量の冷
   却水を、閉ループを形成した冷却水循環系を循環させる
   ことを特徴とする原子炉補機冷却システム。