JPS6064296A

JPS6064296A - 原子炉制御棒駆動水制御装置

Info

Publication number: JPS6064296A
Application number: JP58172607A
Authority: JP
Inventors: 増子　陽一; 間瀬　矩章
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-09-19
Filing date: 1983-09-19
Publication date: 1985-04-12

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】〔発明のオリ用分野〕本発明は、沸騰水型原子炉の制御枠駆動水制御装置６．
に係り、特にスクラム（割出１棒の緊負挿入）時の制御
棒駆動水制御装置に関するものである。

〔発明の背景〕

原子炉では、通常の出力制御及びスクラムによる運転停
止のため炉心部に複数個の制御棒が配置されており、各
制御棒は、一端を水圧ピストン型の制御棒駆動機構に連
結され、水圧により挿入。

引抜きを制御される。また、制御棒駆動機構に供給する
１駆動水を制仙ｊするため、それらに１対１で対応した
水圧制御ユニットが格納容器外に設置されている。水圧
制御ユニットには、制御棒駆動水圧系で調整された名神
の水圧が笥時供給されており、中央操作室からの信−弓
に応答して、水圧制御ユニットは必要な水圧を制ｊｉｌ
棒駆動機構に供給し、原子炉を制御している。

制御棒駆動水制御装置は、水源に接続されて制御棒ｐｓ
駆動水供給するポンプの吐出側に設けられたマスターコ
ントロールと、これに配管で接続されて駆動水流路の切
換え及び駆動水の制御を行なう水圧制御ユニットと、制
御棒を１躯動する制御棒組！Ｉ１．！Ｉ機構と、これら
を接続する配管類とがら構成されている。また、スクラ
ム時に、原子炉の緊急停止のため制御棒駆動機構へ高圧
水を供給するのに、水圧制御ユニットには、アキュムレ
ータ、窒素ガス容器及びスクラム出入口弁女どからなる
スクラム駆動及び排出水制御装置か設けられている。

これらの構成を第１図に示した従来の制御棒駆動水制御
装置の一例について述べると、し１面左下の１９は、水
源に接続されて制御棒駆動水を供給するポンプである。

その後に続くフィルタ２ｏがら充填水配管３．圧力制御
弁３３．配管３４．駆動水配管４．流量制御弁３５．冷
却水配管５．排出水配管６等の部分は、マスターコント
ロール部を形成している。なお、３１は他の水圧制御ユ
ニットへの連絡配管であり、３６は原子炉浄化系への連
絡配管である。

次に１点釦線で囲んだＩＶｉ、水圧制御ユニットで、前
記マスターコントロール部との間に仕切弁１４を翁Ｌ−
ｒいる。ｌｌａ、ｌｌｂ、１１ＣｔＪ：、逆止弁で逆止
弁１１ａは、充填水配管３からの充填水をアキュムレー
タ配管１７によりアキュムレータ９に向かわせるように
なっている。このアキュムレータ９に近く配置しておる
窒素容器２５は高圧の窒素を封入している。アキュムレ
ータ９は、スクラム時の制御棒駆動エネルギー源として
の水圧を蓄え、スクラム人口弁７を介して制御棒駆動機
構２のピストン下部室２ａとアキュムレーク配管１７．
スクラム駆動水配管１８．及び挿入側配管８により連通
している。マスターコントロールの配管４，５．６には
前記３個の仕切り弁を介して、それぞれ駆動水配管１２
　、　ｔｎ＋入側配管２１゜排出水配管１３が接続され
、制御枠部ｙ）機構２の作動時に中央操作室からの挿入
、引抜き信号に佑じて流路を切り換える４個の方向制御
弁１０を備えている。方向制御弁１０の他端は、引抜側
配管１６．２２を介してｆｌ＊ｌ制御捧制御機駆動機構
２トン上部室２ｂＫ接続されている。

このようｆ、従来例では、制御ユニット１の中に出ロス
クラム弁２３ａ、逆止弁２４ａ、仕切り弁１４ａ及びス
クラム排出配管３９で構成したスクラム排出水制御装置
を設置し、スクラムパイロット弁２８Ｈの開閉によりパ
イロットエア配管２９を介してスクラム人口弁７とスク
ラム出口弁２３ａとを同期して開閉させるとともに、エ
ア配管３０を介してスクラム排出水容器２６の周りのパ
ルプを制御するようになっている。なお、スクラム出目
弁２３ａからスクラム排出容器２６間の１５は。

スクラム排出水配管である。

上記の如く構成した従来の制御棒駆動水制御装置におい
て、原子炉の通常運転時には、スクラム人口弁７に閉止
され、アキュムレータ９にはマスターコントロールから
充填水配管３を通じ、水圧制御ユニット１内の仕切弁１
４及び充填水逆止弁１１ａを介して高圧水が蓄積されて
いる。

これに対し、スクラムによる原子炉緊急停止時には、原
子炉緊急停止系の信号により、スクラムパイロット弁２
８ａを作動させ、スクラム山口弁２３ａ及びスクラム入
口弁７のダイヤフラム室に加圧封入されていた空気を急
速解放することにより、これらスクラム出入口弁を開か
せ、アキュムレータ９内に蓄圧されていた高圧水を配管
１７゜１８、仕切り弁１４．及び配管８を経て制御棒駆
動機構２のピストン下部ｍＺａ内に導入する。制？Ａｌ
棒駆枠部構２はこの導入水により制御棒挿入方向に力を
受け、ピストン上部室２ｂ内の水は引抜１１１１配管２
２．スクラム排出水配管３９．スクラム出口弁２３ａ、
逆止弁２４ａ、仕切弁１４ａ、及びスクラム排出水配管
１５を経て、スクラム排出水容器２６に急速排出され、
制御棒を原子炉内に急速挿入するヌクラムが行なわれる
。

従来の制御枠ＦｔＡＡ動水制御製置では、スクラム出口
弁２３ａ、逆止弁２４ａ、仕切弁１４ａ、及び配貨３９
で構成されたスクラムわ「出水制御装置が、水圧制御ユ
ニット１の中に設置されていた。水圧制御ユニット１は
、前述の如く、制御棒１本に１ユニット設置きれており
、例えば、１１０万ｋＷｅの原子力発電プラントでは、
約１８５ユニツト設置されている。このため、プラント
全体では、スクラム出口弁２３ａと仕切弁１４ａが水圧
制御ユニットの数たけ必要になる上に、これらの連絡配
管があるため水圧制御ユニット１が大変機船な装置とな
る。

このように構成部品数が多く複雑になると、水圧制御ユ
ニットの故障する割合が多くなる上に、プラントの定期
点検作業時間が長くなり、作業者の放射線被曝線量が多
くなる問題があった。また、スクラム出目弁２３ａが故
障すると、スクラム喝にスクラム排出水がスクラム排出
水容器２６に排出されず、スクラム不能の重太呈故を生
ずる欠点があった。加えて、部品数が多く複雑であるこ
とにより設備価格が高くなることも問題であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、各水圧制御ユニットのスクラム排出水
制御装置毎に設けられていたスクラム出口弁と仕切弁お
よびそれらの連絡配管の数を減らし、故障を少なくする
とともに点検作業時間の短縮を図り、スクラム必要時に
確実にスクラム動作がなされる安価な原子炉制御棒駆動
水制ｒ；ｎ＋装置を提供することである。

〔発明の概要〕

本発明は、原子炉の出力が高くなればそれにつれて制御
棒の本数とそのスクラム排出水制御装置の数が増えるた
めに、制御棒駆動水制御装置の故障の発生数と保守時間
および放射線被曝線量が増加することを改善する＋段と
して、全制御棒で共通に、あるいは全制御棒をいくつか
のブロックに分けて各ブロックで共通に使用するスクラ
ム排出水制御装置を設りることにより、全体としてのス
クラム排出水制御装置の（１ａ成部品数を大幅に眞らし
て経済性と保全性とを向上場せ、かつスクラム出口弁等
を多垂化１−ることにより信頼性を高めた原子炉制御枠
駆動水制御装置を提供するものである。

〔発明の実施例〕

以下、第２図〜第４図を参照して、本発明の実施例につ
き説明する。第２図に示しだ本発明の第１実施例におい
て、第１図の従来例と異なるのは、水圧制御ユニット１
の中に設けられていたスクラム出口弁２３ａとそれに続
く仕切弁１４ａおよびスクラム排出水配ｇ１５とを、水
圧制御ユニット１の外に設け、しかも全制御棒に共通し
て使えるようにした点である。

その結果、各制御棒組動機構２のピストン上部室２ｂか
ら方向制御弁１０に至る配管２２は、途中で分岐し、ス
クラム排出水配管３７ａ〜３７ｄと逆止弁２４ａ〜２４
ｄのどれがひとつをｊ７．ｊ＋す、全制御棒駆動機構２
に共通なスクラム排出水ヘッダ３８ａ、スクラム排出水
配管３９ａ、出［」スクラム弁２３ａ、２３ｂ、仕９Ｊ
　弁１４　ａ　、　及ヒ、、　クラム排出水配管１５を
経て、スクラム排出水容器２６に接続されることになる
。前記配管２２がら分岐した後の部分は、制御ユニット
１の外に設置されている。しかも出口スクラム弁２３ａ
は、ひとつに故障が生じてももうひとつが補完するよう
に多重化しである。

上述の如く構成した本発明の第１実施νりにおいて、原
子炉の通常運転時には、スクラム人口弁７に閉止ネれ、
アキュムレータ９には、マスターコントロールより充填
水配管３．仕切弁１４．及び充填水逆止弁１１ａを介し
て高圧水が＠積されている。

スクラム時には、原子炉緊急停止系の信号によりスクン
ムハイロット弁２８ａを作動させ、出口スクラム弁２３
ａ、２３ｂおよびスクラム人口去７のダイヤスラム室に
加圧刺入されでいた突気を急速解放して弁を開かせ、ア
キュムレータ９内に蓄圧ネれていた高圧水を配’１１７
．１８．仕切弁１４、配管８を経て制御棒駆動機′！８
２のピストン下部呈２ａ内に尋人−Ｊ゛る。制御棒ル・
；動桜構２はこの導入水により制御伸伸人方向に負荷さ
れ、ピストン上部室２ｂ内の水ｅ」１、引抜配管２２．
ヌクラム排出水配置３７５〜３７ｄ、逆止弁２４ａ〜２
４ｄ、スクラム排出水ヘッダ３８ａ、スクラム排出水配
管３９ａ、スクラム出口弁２３ａ、２３ｂ。

仕切弁１４ａ、およびスクラム排出水配管１５を経てス
クラム０１出水容器２６に急速排出される。

Ｖｔつて制御棒が原子炉内に急速挿入されスクラムが行
４、われることになる。

本発明の第１実施例において、通常の創Ｊ御棒挿入、引
抜操作は従来例と変わらないが、スクラム換作時ｖｃは
、ヌクラム排出水制御装置を水圧制御ユニットから外し
、全制御棒共通に設置しであるので、−組のスクラム排
出水配ｔ　ａ　９　ａ　＋スフ２ム出口弁２３ａ、２３
ｂ、仕切弁１４ａ、、：ｙ、クラム排出水配管１５で、
スクラム４１ト出水配管３７８〜３７ｄ、逆止弁２４ａ
〜２４ｄ、スクラムｎ［出水ヘッダ３８ａを通ってきた
名ピストン上部？＋１２ｂからの４）１出水をスクラム
新出水容′器２６　ｒ＋ｌｊｌ出させることになる。従
って、スクラム出口弁２３ａ、２３Ｊ仕切弁１４ａの数
は激減し、この実施νＵのように、ひとつが故障しても
もうひとつが１當であれば、ヌク２ム動作が王水になさ
れるように、スクラム出口弁２３ａ、２３ｂをふたつ並
列に設けて多重化したとしても、従来例の約１００分の
１になり、それに伴い配管も減らすこおる出口スクラム
弁２３ａ、２３ｂを全制御棒共通に設置し多重化したこ
とにより、制御棒駆動系の信頼度は、平均故障間隔（Ｍ
ＴＢＦ）で約１０５時間向上し、保全性を保全係数でｉ
ｔ’Ｆ価すると、約１００倍向上する効果がある。−ま
た、スクラム出口弁２３ａや仕切弁１４ａおよび付施配
管が激減することは、ぞれｊこけ設備費か少なく力るこ
とを意味し、経済性の面で太さな効果がある。更に、定
期検査における作条時間及び放射線被曝線量も約１００
分の１に涯少する効果がある。加えて、本発明のこの実
施例では、スクラム排出水ｆｉｉ１．ｉ御装置な制彷ｊ
棒ル゛１肱促ｆ７（２により近い位置に配置できるので
、スクラム排出水の排出抵抗が減り、スクラム時間が知
縮宴れるダリ果かあ・る。

第３図は本ざ１．明の第２集施例を示すもので、第２図
の第１実施例と異なるのに１、全制御棒を数ブロックに
分けて、各ブロック毎に多重化されたスクラム排出水ｆ
ｌｉ１．ｌ　７ｍｌ装置を設けたことでを）る。なお、
４０はスクラム１））出水２次ヘッダを表わす。この実
施例では、スクラム排出水制御装置が各ブロック毎に設
けられるので、スクラム排出水制御起、簡の故障に対す
る危険の分散が１Ｍ、Ｉられ、しかも従来例と比較］゛
ればより少シいスクラム刊出水制御装置で信頼性が茜め
られる。加えて、水圧制動ユニットの設置場所が原子炉
格納名器をはさんで数個所に分散されるので、スクラム
１．・１出水配管の長さが短縮される効果がある。

第４図は本発明の褐３夫施例を示ずもので、第３図の第
２実Ｍ！ｊ　Ｎと異なるのは、スクラムパイロット弁を
２８ａ、２８ｂに多ＪｆＬ化し、七ｈ−ｆ（れ（〕信号
系統を分け／こことでおる。この実施例ではスクラムパ
イロット弁２８ｂを水圧制＆ｌ＋ユニットではなく、ス
クラムラ井出水匍］餌ｊ装置に設け、こｔｌ−に対する
化分電源と配管系統を水圧制御ユニット内のスクラムパ
イロット弁２８ａのそれしとＱよ分離し、更に信頼性を
向上させたものてあＺ）。。

なお、ここでＶｉ詑３図のＥ’！　２火力１４例１にふ
いてスクラムパイロット弁を多重化うる例肴ｊＪ、した
が。

Ｎ！２し〕の第１実施νりに瓜用してもＪ、いとと０１
いうまでもない。

〔発明の効果〕本発明によれは、１，１ｊ両棒駆動水ｍ’Ｊ拉１ｊ装置
すのスクラム排出水ｆｉｉｌ＋御装俗数を減らし、し力
・も多重化Ｔ′きるので、次のような効果がある。址ず
、イｈ頼性が平均故障間隔で約１０５時間向上する。ま
た、保全性が約１００倍向上するとともに、定期点検時
の放射線被曝線量が約１００分の１に減少する。

加えて、スクラム出口弁と関連の部品が大幅に減ること
から、設備費が約２０％節減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御ｉ′ｌＩＩ枠ｂメ動水り御装的の系
統線図、紀２図は本発明の第」実１Ｊ１［１例の系統ね
図、第３図は本発明の第２実施例の系統線図、第４図は
本発明の第３実施例の系統革ｉ図である。１・・・水圧制御ユニット、２・・・制ｆ１１４１枠駆
動機構、３・・・充填水配管、４・・・Ｉｉ’、動水配
管、５・・・冷却水配管、６・・・排出水配管、７・・
・スクラム人口弁、訃・・挿入側配管、９・・・アキュ
ノ・レーク、１０・・・方向制御弁、１１　ａ＋　１１
　’　＋　１１　ｃ　”・逆止弁、１４，１４ａ。１４ｂ・・・仕切弁、１５・・・スクラム初出水配管、
１６・・・引抜仙配′１１１．１７・・・アキュムレー
タＢｕｆｆ、１８・・・スクラムｌｌ１Ｓ、ルυ水配管
、１９・・・制御棒駆動水ポンプ、２２・・・引抜（ｉ
ｌｌ配管、２３１１１〜２３ｄ・・・スクラム出口弁、
２４ａ〜２４［〕・・・逆止弁、２５・・・望素容器、
２６・・・スクラム初出水配管、２７・・・制御棒、２
８ａ、２８ｂ・・・スクラムパイロット弁、２９．３０
・・・パイロットエア配’Ｌ　３７ａ〜３７ｄ・・・ス
クラムｍ出水配％＋３８ａ、３８ｂ・・・スクラム排出
水ヘッダ、３９ａ、３９ｂ・・・スクラム初出水配管、
４０・・・スクラム排出水２次ヘッダ。代理人　弁理士　鵜沼辰之第　７０第　２　目

Claims

【特許請求の範囲】１、制御棒駆動水流路の切換えおよび〃駆動水の佑１］
御を行なう水圧制御ユニットと水圧制御ユニットからの
駆動水をピストンの上部室と下部室とに受け七の水圧に
よりピストンを上下させ制御（拳をμ、へ動する制御（
す１（ｌｌ）（ｐ構とを含み、水圧制御ユニットがスク
ラム時に前記ヒストン下部室Ｖこ高圧水を供給スるだめ
のアキュムレータとスクラム人口弁及びスクラム人口弁
等を同期的に開閉させるためのスクラムパイロット弁を
備えた原子炉制御棒雁く動水ｆｉｒ’ｉ　（４１装置に
おいて、各ピストン上部室〃・らＭｉＪ記谷水圧ｆｌｉ
日月１ユニットの制化）枠以、ｔｔＪＩ水流１ｂ’ｆＳ
切換え部への引抜Ｉｌｌ配管を分岐させスクラム排出水
Ｎｅ管とし、各水圧制御ユニットからのスクラム排出水
配管をまとめて制御するために前記スフラムノくイロッ
ト弁によりスクラム人口弁と同期して開閉されるスクラ
ム出口弁を水圧制御ユニット外に多重化して設け、スク
ラム時に各ピストン上部室からの排出水をそれらに共通
な前記スクラム出口弁を開いて急速排出させることを特
徴とするん・子炉制御棒駆動水制御装置。２、特許請求の範囲第１項りおいて、全制御棒をいくつ
かのブロックに分け、ブロック毎に各水圧制御ユニット
からのスクラム排出水配管を寸とめ、それらを制御する
スクラム山口弁を多重化して設けたことを特徴とする原
子炉制御棒駆動水制御装置。３　特許請求の範囲第１項又は＾３２項において、制御
ユニット内のスクラムパイロット方と並列に別のスクラ
ムパイロット弁を制御ユニット外に設けて多重化したこ
とを特徴とする原子炉制御棒駆動水制御装置。