JPS61266995A

JPS61266995A - 加圧水型原子力プラント

Info

Publication number: JPS61266995A
Application number: JP60109515A
Authority: JP
Inventors: 安野　豊治; 実秋田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-05-22
Filing date: 1985-05-22
Publication date: 1986-11-26

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、加圧水盤原子力プラントに係り、特に、蒸気
発生器伝熱管破損時に二次系の圧力上昇により加圧器ス
プレィが作動する加圧水型原子力プラントに関する。

〔発明の背景〕

第６図に、加圧水型原子力プラントの従来の原子炉一次
系及び二次系設備の系統図を示す。

原子炉１で加熱された一次冷却材は、一次冷却材ボンプ
３により強制的に原子炉一次系ループ内を循環させられ
、蒸気発生器２で二次系に熱を伝達し、タービン４を駆
動する蒸気を発生させる。

この蒸気は、約６５　ｈ／ｃｍ”　Ｈの圧力で、主蒸気
配管に供給され、タービン４を駆動した後、復水器５で
凝縮される。復水器、主給水ポンプ６により蒸気発生器
２の二次系側へ戻される。この種の従来プラントを示す
ものとしては、火力発電技術協会発行「原子炉講座」第
２２頁〜第２７頁がある。

このような加圧水盤原子力プラ７トにおいて。

負荷遮断時に二次系のヒートシンクを喪失する。

すなわち主復水器５が使用不可能となると、蒸気発生器
２により伝達された熱を除去できなくなシ。

二次系の圧力が上昇する。その結果として、蒸気発生器
２の伝熱性能が低下するため、一次冷却材温匿が上昇し
、体積膨張を引き起こすから、原子炉一次系圧力が上昇
する。この場合の圧力変化を第７図に示す。

原子炉一次系圧力が加圧器スプレィ弁８の設定圧力を超
えて上昇する場合、圧力調節計２１により加圧器スプレ
ィ弁８を制御し、加圧器蒸気相部に比例制御スプレィを
行い、蒸気凝縮により減圧する。このスプレィ弁の容量
を上まわる圧力上昇に際しては、加圧器逃がし弁１０が
作動し、加圧器気相部の蒸気を放出して減圧する。さら
に圧力が上昇する場合は、加圧器安全弁１１が作動し、
加圧器蒸気を放出して、加圧器圧力を最高使用圧力の１
．１倍以下に抑える。ここで、加圧器逃がし弁１０．加
圧器安全弁１１からの蒸気は、加圧器逃がしタンク１２
に放出され、凝縮する。

二次系の圧力が上昇する場合は、主蒸気逃がし弁１３が
作動し、蒸気発生器２で発生する蒸気を大気に放出して
二次系圧力の上昇を抑え、原子炉１を高温停止あるいは
低温に導く。さらに圧力上昇が続く場合は、主蒸気安全
弁１４が作動して蒸気を大気放出し、蒸気発生器２の圧
力を最高使用圧力のＬ１倍以下に抑えるととＩ’ｌ：つ
ている。

ことで、原子炉一次系と二次系を隔てている蒸気発生器
２の伝熱管１７が破損する加圧水型原子力プラント特有
の事故の場合、放射性物質を含んだ一次冷却番材が放射
能非管理区域に流出し、原子炉一次系圧力および加圧器
水位が低下する。事故と同時に負荷が遮断され復水器５
が使用不可能の場合を想定すると、放射性物質を含んだ
蒸気が大気に放出される。原子炉一次系圧力が二次系圧
力よシ高い限り放射性流体が二次系へ流出し、放射性物
質の大気放出が続く。このため、一次系と二次系圧力の
差圧を早期になくシ、放射性流体の流出を止めることが
重要となる。そこで、次の対策が講じられていた。

ａ、蒸気発生器ブローダウン配管１８の合流部と主復水
器真空ポンプ排気配管１９に放射線モニタを設置し、放
射能レベルが高くなると警報を出す。

ｂ、「過大温度ΔＴ高原子炉トリップ」信号又は「原子
炉圧力低原子炉トリップ」信号によ〕原子炉１が自動停
止する。

Ｃ０一次冷却材流出が続き、「加圧器水位低」と「原子
炉圧力低」の信号が同時に出ると、非常用炉心冷却設備
が作動し、はう酸水を原子炉１に注入する。

この場合の原子炉一次系と二次系の圧力変化を第８図に
示す。

しかし、これらの対策にも拘らず１次の問題がある。

（１）原子炉一次系圧力が上昇しないため、加圧器スプ
レィ弁８は圧力調節計２１の出力によっては作動しない
。伝熱管からの漏洩と原子炉トリップに基く出力減少に
よりー次系が減圧しても、一次系と二次系の圧力差は依
然として大きく、放射性流体の二次系への流出が早期に
止められない。

（ＩＩ）　　事故後原子炉一次系圧力は減少していくが
、非常用炉心冷却設備が作動してしまい、高圧水が多量
に注入され、一次系圧力の減圧が妨げられる。

ＧｉＤ　　このため、健全蒸気発生器の主蒸気逃がし弁
１３および加圧器逃がし弁ｌＯを手動操作し原子炉一次
系を減圧することになっており、加圧器逃がし弁１０を
作動させることは炉水を系外に放出する結果を招く。ま
た、非常用炉心冷却設備が作動中に手動操作するのは非
常に困難テあシ、手動操作が遅れれば、放射性流体の二
次系への流出が続くことになる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、蒸気発生器伝熱管破損事故時の放射性
物質放出量を低減させるため、早期に原子炉一次系を減
圧するようにした加圧水型原子力プラントを提供するこ
とである。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、原子炉圧力容器、蒸気発生器。

一次冷却材ポンプ、およびこれらを結ぶ配管からなる原
子炉一次系ループのひとつに接続した加圧器に、加圧器
圧力上昇に比例してスプレィ流量を調節する加圧器スプ
レィ弁を備える加圧水型原子力プラントにおいて、蒸気
発生器二次側気相部に圧力計および圧力スイッチを設置
し、二次系の圧力高信号に応じて、加圧器スプレィ設備
を作動させるようにしたことである。すなわち、蒸気発
生器伝熱管破損事故と同時に復水器が使用不可能となっ
た場合のよう表原子炉一次系減圧、二次系圧力上昇とな
る事象時に、通常一次系減圧時には作動しない加圧器ス
プレィを、二次系の圧力上昇に応じて作動させ、一次系
減圧を促進させることを特徴とする。

〔発明の実施例〕

第１図に、加圧水盤原子力発電所における本発明の一実
施例を示す。

従来例において、原子炉一次系の減圧機能を有する加圧
機スプレィ設備は、加圧器圧力上昇時のみそれに比例し
て、加圧器スプレィ弁８を制御しスプレィしていた。本
発明では、この比例制御に加え、蒸気発生器２の二次側
気相部に二次系圧力を測定する圧力計２２および圧力ス
イッチ２３を設置し、この信号によっても加圧器スプレ
ィ弁８を作動させるようになっている。圧力調節計２１
からの出力と圧力スイッチ２３からの出力とは、論理和
をとってスプレィ弁８に入力すればよい。

ここで、蒸気発生器２の伝熱管１７が破損し。

しかも復水器５が使用できない場合には、原子炉一次系
圧力は減少するが、二次系圧力は上昇する。

このため、加圧器スプレィ弁８は加圧器圧力では作動し
ない。そこで、蒸気発生器２に設置した圧力計２２によ
りニ次系の圧力上昇を検知し、圧力スイッチ２３の信号
で加圧器スプレィ弁８を作動させてスプレィし、一次系
減圧を促進する。この状況を第２図に実線で示す。こう
すれば、放射性物質を含んだ一次冷却材の流出量を低減
でき、主蒸気逃がし弁１３．主蒸気安全弁１４からの放
射性物質の大気への放出量を低く押えられる。

次に、第３因に他の実施例を示す。前記実施例において
は、蒸気発生器２に設置された圧力スイッチ２３からの
信号により加圧器スプレィ弁８のみを作動させていたが
、これに加えて充填／高圧注入ボ／プ２０の吐出配管に
設けられたＣＶＣＳスプレイ弁２４全２４力スイッチ２
３からの信号で作動させる例である。これにより、スプ
レィによる一次冷却部材の補給ができるため、加圧器水
位の低下を防ぎ、原子炉一次系の圧力上昇を引き起こす
非常用炉心冷却設備の作動を回避できる。

また、一次冷却材ボンプ３がトリップし、加圧口スプレ
ィ弁８によるスプレィが不可能となった場合でも、加圧
器気相部ヘスプレイできることになる。

第４図に別の実施例を示す。本実施例は、燃料取替用水
タンク２７をスプレィ水供給源とし、補助スプレィポン
プ２６および補助スプレィ弁２５を設置する例である。

なお、スプレィ水供給源はＥＣＣ８用の供給源と共用し
てもよい。補助スプレィポンプ２６と補助スプレィ２５
は非常用電源に接続する。この構成により、蒸気発生器
２の伝熱管１７の破損と同時に外部電源喪失となった場
合でも、圧力スイッチ２３の二次系圧力高信号により加
圧器気相部にスプレィし、蒸気を凝縮させ原子炉一次系
圧力の減圧を促進させることができる。

第３図または第４図実施例の応用例を第５図に示す。上
記実施例に対して、主蒸気配管に放射線モニタ２Ｂを設
置し、放射能高信号により加圧器スプレィ弁８を作動さ
せるようにしたものである。

これにより、復水器５が使用可能時のように二次系圧力
が上昇しない場合においても、放射能の変化によって蒸
気発生器伝熱管１７の破損を検知し、一次系にスプレィ
して減圧できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、蒸気発生器伝熱管破損事故時に復水器
が使用できない場合でも、次の効果が得られる。

（１）原子炉一次系減圧促進原子炉一次系圧力の減少時に、蒸気凝縮による減圧機能
を有する加圧器スプレィ弁を自動作動させ、原子炉一次
系圧力を急激に低減できる。

（２）原子炉一次系保有水量維持一次冷却材流出による加圧器水位低下を防ぐため、原子
炉一次系以外の水源から加圧器スプレィを行い、原子炉
一次系保有水量の減少を防止できる。これにより、非常
用炉心冷却設備の作動を回避し、原子炉一次系の圧力上
昇要因を排除できる。

（３）放射性物質の放出量低減原子炉一次系と二次系との差圧を早期に縮小可能で放射
性物質を含む一次冷却材流出量を低減できる。このため
、二次系の主蒸気逃がし弁および主蒸気安全弁から放出
される放射性物質、の量を減らせつる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加圧水型原子力プラントの一実施
例を示す系統図、第２図は第１図実施例における原子炉
一次系の減圧効果を示す圧力変化図、第３図は本発明の
他の実施例を示す系統図、第４図は本発明の別の実施例
を示す系統図、第５図は本発明の応用例を示す部分系統
図、第６図は従来の加圧水型原子力プラントの系統図、
第７図は第６図プラントにおける過圧トランジェント時
の圧力変化図、第８図は従来の蒸気発生器伝熱管破損事
故時の圧力変化図である。１・・・原子炉、２・・・蒸気発生器、３・・・一次冷
却材ポンプ、４・・・タービン、５・・・復水器、６・
・・主給水ポンプ、７・・・加圧器、８・・・加圧器ス
プレィ弁、９・・・加圧器ヒータ、１０・・・加圧器逃
がし弁、１１・・・加圧器安全弁、１２・・・加圧器逃
がしタンク、１３・・・主蒸気逃がし弁、１４・・・主
蒸気安全弁、１５６１．タービンバイパス弁、１６・・
°蒸気加減弁、１７・・・伝熱管％　１Ｂ・・・ブロー
ダウン配管、１９・・・復水器真空ポンプ排気配管、２
０・・・充填／高圧注入ポンプ、２１・・・圧力調節計
、２２・・・圧力計、２３・・・圧力スイッチ、２４・
・・ＣＶＣ８スプレィ弁、２５・・・補助スプレィ弁、
２６・・・補助スプレイボ／プ、２７・・・燃料取替用
水タンク、２Ｂ・・・放射線モニタ。

Claims

【特許請求の範囲】１、原子炉圧力容器と蒸気発生器と両者間に冷却材を循
環させる一次冷却材ポンプとそれらを結ぶ配管とからな
る原子炉一次系ループのひとつに接続した加圧器に、加
圧器圧力上昇に比例してスプレイ流量を調節する加圧器
スプレイ弁を備えた加圧水型原子力プラントにおいて、
前記蒸気発生器の二次側気相部にその圧力を検出する圧
力計と圧力スイッチとを設け、前記加圧器スプレイ弁に
その出力を印加し、蒸気発生器伝熱管破損時に一次系圧
力が低下しても二次系圧力が所定値以上のときは圧力ス
イッチからの信号により加圧器スプレイ弁を作動させ、
加圧器にスプレイすることを特徴とする加圧水型原子力
プラント。２、特許請求の範囲第１項において、充填／高圧注入ポ
ンプの吐出側のＣＶＣＳスプレイ弁にも圧力スイッチの
出力を印加して、ＣＶＣＳスプレイで一次冷却材を補給
し、加圧器水位低下を押え非常用炉心冷却設備を作動さ
せないことを特徴とする加圧水型原子力プラント。３、特許請求の範囲第２項において、スプレイ水供給源
と補助スプレイポンプと補助スプレイ弁とをＣＶＣＳス
プレイ系と併設し、その補助スプレイ弁にも前記圧力ス
イッチの出力を印加して、一次冷却材を補給することを
特徴とする加圧水型原子力プラント。