JPS61181994A - 燃料プ−ル給水系統 - 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、原子力発電所の原子炉燃料プール給水系統に
係り、特に原子炉残留熱除去系と燃料プール冷却系と燃
料プール補給水系とを合理的に系統構成する接続系統に
関するものである。

〔発明の背景〕

従来の原子炉周りの系統構成を第２図により説明する。

原子炉停止時に残留熱を除去するための原子炉残留熱除
去系は、サプレッションチャンバ１．サブレツションチ
仝際隔離弁２．その下流に配置されるポンプ３．熱交換
器４．配管５．熱交換器４から配管５への中間に設けら
れた熱交換器出口ライン６．熱交換器出口仕切弁７など
を含み、図上左右対称に２系統が配置されている。

ま元、燃料プール冷却系は、スキマーサージタンク１４
．燃料プール冷却系ポンプ３３．ろ過説塩器３２．熱交
換器３１などからなり、原子炉建物床３０の上に配置さ
れている。燃料プール１８内の燃料プール水は、その水
面近くに開口したスキマーを通してスキマー湯タンク１
４に流入し。

ポンプ３３によりろ過説塩器３２に供給され、浄化され
る。

さらに、燃料プール補給水系は、復水貯蔵タンク８．ポ
ンプ吸込側弁９．燃料プール補給水ポンプ１０．ポンプ
吐出側弁１１．ポンプ吐出管１９などから構成されてい
る。

本系統の機能は、地震時の溢水またはプールライナ破損
によるプール水の漏洩等により、燃料プールの冷却水保
有量の一部が喪失し、かつ常用の燃料プール水補給水系
が使用できない時に冷却水を燃料プールに補給するもの
である。冷却水を貯蔵する水源である復水貯蔵タンク８
から、燃料プール補給水ポンプ１０で燃料プール１８に
冷却水を補給できるようにする。押込圧力が低下して、
ＮＰＳＨ不足により補給水ポンプ１０が損傷を受けない
ように、補給水ポンプ１０を入口圧力「低」で停止させ
て保護する。また、補給水ポンプ１０は、入口弁９が開
以外は起動不可とする。

本系統は８１以上の地震時または、燃料プール水漏洩が
発生するような不測事態の事象において使用を要求され
るものである。したがって１通常状態では使用すること
が殆どない系統設備であり。

設備の合理化、改善等が必ずしも十分配慮されていなか
った。

一方、従来の残留熱除去系の主な運転モードとして、原
子炉停止時冷却モードがある。このモードは、原子炉再
循環ポンプ吸込配管から炉水をポンプ２８により吸込し
、熱交換器４，２０で冷却した後、原子炉再循環ポンプ
吐出配管（ジェットポンプ経由で炉心へ循環）を経由し
て、再び原子炉に戻すものである。

また、燃料プール冷却補助機能として、燃料プール水を
本系統のポンプ２８から吸引し、熱交換器４，２０で冷
却した後、燃料プール１８へ戻すことも行なわれる。燃
料プール冷却補助ライン３４はそのために設けである。

計画取出し量以上の使用済燃料を、燃料プール１８に貯
蔵する非常の場合に、原子炉残留熱除去系でプール水を
冷却して、規定の温度（例えば約７０℃）以下に維持で
きるように、スキ￥４−ジタンク１４の出口配管１５を
分岐して、原子炉残留熱除去系統に接続し、残留熱除去
系統のポンプ３，２４および熱交換器４，２０を通り、
補助ライン３４から戻るようにしである。

燃料プール補給水系と燃料プール冷却補助系とは、各系
統の作動を簡易イヒすることと、各系統機能の独立性を
確保するために、個々の独立した系統設備とすることが
一般的であった。燃料プール冷却補助系も１通常状態で
は使用することが極めて稀な系統設備であり、設備の合
理化や改善等が必ずしも十分ではなかった。

また、原子炉の停止毎に原子炉停止時冷却モード運転す
るが、その度に燃料プール冷却補助ライン３４にも炉水
が充満し、特にこのライン３４が建物内高位部に設けて
あったために配管付近の放射線量を高くして、パトロー
ルや保守点検作業を行う作業員の被曝の主原因のひとつ
となっていた。

これに対する被曝防止の通常手段として実施される遮蔽
施工は、遮蔽材の追加と遮蔽スペースの占有を必要とし
、ここでも経済的かつ合理的なプラントの構成となって
いなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、合理的構成で、原子炉残留熱除去系の
燃料プール冷却補助系配管等の物量を削減して、有効ス
ペースを確保するとともに、作業員の被曝を低減させた
燃料プール給水系統を提供することである。

〔発明の概要〕

本発明は、原子炉残留熱除去系熱交換器出口ラインから
建物内の高位に設置されている燃料プールへの燃料プー
ル冷却補助ライン３４に代えて、次のような構成を提案
するものである。建物内の低位にある上記熱交換器４と
、同じく建物内低位に設置されている燃料プール補給水
ポンプ１ｏの出口ラインとを接続し、燃料プール補給水
ポンプ吐出管１９に先の補助ライン３４の機能を果させ
、配管、サポート、保温材等を削減し、それとともに補
助ライン３４で問題であった被曝の問題をなくす構成で
ある。勿論、兼用化しても、燃料プール補給水系の機能
と燃料プール冷却補助系の機能の独立性が保たれるよう
に、両系統合流部には隔離弁１３を設置する。それによ
り系統機能確認試験も可能とする。

原子炉停止時冷却モードが作動し、２系列独立に設置さ
れている残留熱除去系熱交換器４，２０の内どちらかの
１系列が稼動中であっても、もう一方の熱交換器を利用
して、燃料プール冷却補助ラインの機能が十分維持され
るように、２つの熱交換器の出口を連絡する配管２１．
弁２２．サポート等からなる連絡ラインを設置し、仕切
弁２２゜２３の開閉操作により、使用する熱交換器を選
択する６ 通常の燃料プール冷却系以外に、燃料プール冷却補助設
備を使用する場合が、仮に発生し、同時に、燃料プール
水が漏洩するような不測事態が発生した場合には、直ち
に、燃料プールに十分な冷却保有水量を供給することを
優先的に考える必要がある。したがって、燃料プール冷
却補助系と補給水系との間に設けである系統隔離弁１３
は、遠隔操作により緊急締切可能な弁とする。また、そ
の弁１３と燃料プール補給水ポンプ１０とは、インター
ロックにより接続し、系統隔離弁１３が閉状態で、燃料
プール補給水ポンプが起動可能となるようにしである。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を第１図により説明する。図中の太線
部分が、本発明により改良された系統構成を示す。

サプレッションチャンバ１を水源とし、サプレッション
チャンバ隔離弁２．ポンプ３．熱交換器４、配Ｉ′ｒ１
５等からなる２系列を有する残留熱除去系において、熱
交換器出口ライン６に設置されている熱交換器出口仕切
弁７の上流側から、復水貯蔵タンク８．ポンプ吸込側弁
９．燃料プール補給水系ポンプ１０．ポンプ吐出管逆止
弁１１．ポンプ吐出管１９等からなり開ループを構成す
る燃料プール補給水系の燃料プール補給水ポンプ吐出管
逆上弁１１の下流側に、配管１２および遠隔操作可能電
動弁１３からなる燃料プール冷却補助ラインを設置する
。

通常の計画取出し量以上の使用済燃料を燃料プール１８
に貯蔵する非常の場合、スキマーサージタンク１４下流
側の仕切弁１５を開き、燃料プール冷却補助用残留熱除
去系タイライン１６の仕切弁１７を開く。それによって
残留熱除去系ポンプ３よりも高位にある燃料プール１８
内の水が、ポンプ３の吸込側配管に充満する。その際、
サプレッションチャンバ隔離弁２は閉じておき、燃料プ
ール内の水が、サプレッションチャンバｌ内に混入しな
いようにすると同時に、サプレッションチャンバ内の水
も隔離し、サプレッションチャンバ内の水が燃料プール
１８に混入しないようにする６次に熱交換器出口仕切弁
７を閉じ弁１３と弁２３を開く。残留熱除去系ポンプ３
を起動すると。

燃料プール内の水は、ポンプ３の吐出側流路から、配管
１２．弁１３を介し、燃料プール補給水ポンプ吐出管１
９を通り、燃料プール１８へ流れ込む。

その際、熱交換器４にて規定の温度（例えば約７０℃）
以下に充分冷却される。燃料プール冷却補助系を作動さ
せる時点においては、プラントが停止中だから、残留熱
除去系をいつでも使用できるよう待機させておく必要は
ない。したがって、残留熱除去系を利用した本系統設備
の使用は、安全上支障のないものといえる。

次に、プラント停止中ではあるが、停止時冷却モードが
作動しており、残留熱除去系ポンプ、熱交換器が厩に使
用されている段階で、燃料プール冷却補助ラインの使用
が発生したと考える。残留熱除去系は１通常２系列の冷
却機能を有するように、ポンプ、熱交換器は各２台を備
えた系統構成となっている。もう一方の熱交換器２０の
出口ラインから、配管２１仕切弁２２からなるタイライ
ンを、配管１２の弁１３より上流側に接続する。

仮に、停止時冷却モードが作動し、燃料プール冷却補助
のために、ポンプ３．熱交換器４の使用が制限される場
合は、前述と同様に、各仕切弁を開閉する。そしてタイ
ライン仕切弁２２を開き。

ポンプ２４を起動し、熱交換器２０で冷却し、タイライ
ン２１．弁２２．弁１３．配管１９を介して燃料プール
１８へ燃料プール内の水を戻す、したがって、停止時冷
却モードが作動していても、燃料プール冷却補助機能は
十分確保される。

次に、地震時に燃料プール保有水が溢水し、または、プ
ールライナー破損によりプールが漏洩し、燃料プールの
冷却水保有量の一部が失われた時には、ポンプ１０が起
動して、復水貯蔵タンク８内の保有水をポンプ吐出管１
９から燃料プール１８に供給し、燃料プール内の必要保
有水量を確保する。

その際、復水貯蔵タンク８内の水が、燃料プール１８に
導かれず、ポンプ１０の吐出配管１９に接続されている
配管１２や２１へ逆流しないように、ポンプ１０が作動
している間は弁１３が閉じるように、ポンプ１０と弁１
３をインターロックしておく。また、燃料プール冷却補
助系の作動中に、緊急に燃料プール補給水系を作動させ
る必要を想定し、弁１３を遠隔操作弁とする。必要に応
じて、即時に閉操作するとともに、燃料補給水ポンプ１
０を起動させ、燃料プール補給水系の機能を確保する。

残留熱除去系ポンプ３，２４は、従来から、遠隔操作が
可能であるから、ポンプ３゜４を速やかに停止させた後
、弁１３を緊急に閉じて、ウォーターハンマーの発生や
弁１３の閉操作が困離になるのを回避する。

以上のように５本実施例においては、燃料プール補給水
系、燃料プール冷却系、原子炉残留熱除去系それぞれの
系統機能の健全性と信頼性は十分確保可能である。

また、停止時冷却モード作動中の炉水が、従来のごとく
、燃料プール冷却補助ライン３４の広範囲にわたり充満
することがなく、シかも建物内の低位に集中して配管、
弁等があるために、建物内高位部で、パトロール、保守
点検２分解等を実施する作業員の被曝の低減、遮蔽物量
の削減に効果がある。

このように、建物内高位部に設置されていた原子炉残留
熱除去系の燃料プール冷却補助ライン３４を削除するこ
とにより、配管、サポート、保温等の物量を大巾に削減
することが可能となり、合理的系統設備となる効果があ
る。加えて、物量の削減により、通路性や保守点検性の
改善など周辺スペースの有効利用によるスペース改善の
効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ｍ子炉残留熱除去系の燃料プール冷却
補助ラインを削除でき、配管、配管サポート、保温、遮
蔽材等を著しく低慎可能となり、合理的な系統構成の経
済的なプラントが得られる。

また、原子炉残留熱除去系の燃料プール冷却補助ライン
を削除することにより、従来のそのライン付近でのパト
ロール、保守点検、検査作業等で作業員が受けていた被
曝低減の効果がある。さらに新たなスペースが確保でき
１通路性の改善、配置条件の緩和等、スペース性の改善
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による燃料プール給水系統を備えた補給
水系２Ｍ子炉残留熱除去系、燃料プール冷却系を示す系
統図、第２図は従来の補給水系。 原子炉残留熱除去系、燃料プール冷却系を示す系統図で
ある。 １・・・サプレッションチャンバ、２・・・サプレッシ
ョンチャンバ隔離弁、３・・・ポンプ、４・・・熱交換
器、５・・・配管、６・・・熱交換器出口ライン、７・
・・熱交換器出口仕切弁、８・・・復水貯蔵タンク、９
・・・ポンプ吸込側弁、１０・・・燃料プール補給水ポ
ンプ、１１・・・ポンプ吐出側逆止弁、１２・・・配管
、１３・・・遠隔操作可能電動弁、１４・・・スキ塔４
−ジタンク。 １５・・・スキ享惨−ジタンク下流側仕切弁、１６・−
・燃料プール冷却補助用残留熱除去系タイライン、１７
・・・仕切弁、１８・・・燃料プール、１９・・・燃料
プール補給水ポンプ吐出管、２ｏ・・・熱交換器、２１
・・・タイライン、２２・・・タイライン仕切弁、２３
・・・仕切弁、２４・・・ポンプ、２５・・・原子炉建
物、２６・・・原子炉格納容器、２７・・・原子炉圧力
容器、２８・・再循環系ポンプ、２９・・・再循環系配
管、３０・・・原子炉建物床、３１・・・燃料プール冷
却系熱交換器。 ３２・・燃料プール冷却系ろ過説塩装置、３３・・・燃
料プール冷却系ポンプ、３４・・・燃料プール冷却補助
ライン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スキマーサージタンクとプール水を冷却する熱交換
   器とを含む燃料プール冷却系と、原子炉停止時に残留熱
   を除去する一方、計画取出し量以上の使用済燃料を燃料
   プールに貯蔵する非常の場合に前記スキマーサージタン
   ク出口から分岐させたプール水を冷却する熱交換器を含
   む複数系列の原子炉残留熱除去系と、復水貯蔵タンクと
   その復水を送り出す燃料プール補給水ポンプとそこから
   燃料プールに復水を導くポンプ吐出管とを含み、燃料プ
   ール内の冷却水の一部が失われしかも他の燃料プール水
   補給水系が使用できないときに燃料プールに冷却水を補
   給する燃料プール補給水系とからなる燃料プール給水系
   統において、一系列の原子炉残留熱除去系の熱交換器出
   口仕切弁下流を、燃料プール補給水ポンプ吐出逆止弁下
   流に接続する配管を遠隔操作弁を介して設け、復水貯蔵
   タンクから燃料プールへの冷却水補給と、残留熱除去系
   から燃料プールへのプール水の戻りとに、前記ポンプ吐
   出管を、遠隔操作弁の開閉により、切換え使用すること
   を特徴とする燃料プール給水系統。 ２、特許請求の範囲第１項において、もうひとつの原子
   炉残留熱除去系の熱交換器出口から仕切弁を介して前記
   遠隔操作弁上流に連絡ラインを設け、どちらか一方が残
   留熱除去運転中にも、各系列の仕切弁の切換により、他
   の系列の残留熱除去系を燃料プールのプール水の冷却に
   用いることを特徴とする燃料プール給水系統。