JPS62251698A - 原子炉水位低下緩和装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はＳａ水型原子炉（以下ＢＷＲという）において
原子炉の水位低下を緩和する原子炉水位低下緩和装置に
関する。

（従来の技術） 第５図を参照してＢＷＲの構成について説明する。図中
符号１は原子炉圧力容器であり、この原子炉圧力容Ｂ１
内には冷却材２および炉心３が収容されている。上記炉
心３は図示しない複数の燃料集合体および制御棒（図中
１体のみ示す）４等から構成されている。上記冷却材２
は炉心３を上方に向って流通し、その際炉心３の核反応
熱により昇温する。昇温した冷却材２は水と蒸気との二
相流状態となり炉心３の上方に設置された図示しない気
水分離器内に導入されて気水分離される。

分ｍされた蒸気は気水分ｍｉの上方に設置された蒸気乾
燥器内に導入され乾燥されて乾燥蒸気となる。この乾燥
蒸気は原子炉圧力容器１に接続された主蒸気配管５を介
して図示しないタービン系に移送され発電に供される。

一方弁難さ机だ水はダウンカマ部を流下して給水と混合
された状態で再度炉心３の下方に供給される。

上記主蒸気配管５には主蒸気隔離弁（以下ＭＳＩＶとい
う）６が介挿されている。又主蒸気配管５には逃し安全
弁７が分岐接続されており、この逃し安全弁７からサプ
レッションブール８までは逃し配置９が配設されている
。上記サプレッションブール８と原子炉圧力容器１との
管には高圧注水系１０が設置されており、この高圧注水
系１０は高圧注水系配管１０ａおよびこの高圧注水系配
管１０ａに介挿された高圧注水系ポンプ１０１）とから
構成されでいる。前記原子炉圧力容器１内であって炉心
３の外周側には槽数のジエツｉ・ポンプ１２が周方向等
開隔に設置されており、一方原子炉圧力容器１の外周側
には再循環ポンプ１３が設置されている。この再循環ポ
ンプ１３とジェットポンプ１２との間には再循環系配置
！１４が配設されている。このような構成をなす再循環
系により冷却材２を炉心３に強制＠環させる。また図中
符号１５は給水配管であり、この給水配管１５には給水
ポンプ１６が介挿されている。この給水ポンプ１６はタ
ービン１７により駆動され、このタービン１７には前記
主蒸気配管５より分岐された配管１８を介して蒸気が供
給される。また原子炉圧力容器１の底部には中性子毒物
注入系１９が接続されており、この中性子毒物注入系１
９は中性子毒物注入系配管１９ａとこの中性子毒物注入
系配’１１９ａに介挿された中性子毒物注入ボ〉・プ１
９ｂとから構成されている。図中符号２１は中性子ｍ物
貯槽である。

前記制御棒４は制御棒駆ｌｌＪ機構２２によりｔ１１制
御され炉心３内への挿入度が調整される。この制御棒駆
動機構２２はｌ１ｌ装置Ｉ装＠２３により制■される。

この制御２装置装置Ｉ！２３には前記ＭＳＩＶ６の弁位
Ｍ検出器２４より信号８２４が入力される。

このような構成をなすＢＷＲにおいて、運転中に原子炉
の安全性を損なうおそれのある異常な過渡状態や誤動作
が発生した場合に原子炉を緊急停′　止〈以下スクラム
という）させるために原子炉緊急停止系を設置している
。これを第６図を参照して説明すると、原子炉緊急停止
系３１の検出器３２が異常を検出すると作動回路３３が
作動する。

この作動回路３３の作動によりスクラムパイロット弁３
４が作動する。このスクラムパイロット弁３４の作動に
より前記制御棒駆動機構２２に股間されたスクラム弁３
５が作動してその結果制御棒４が炉心３内に緊急挿入さ
れる。これによって原子炉がスクラムする。

次にプラント運転中に誤動作が発生した場合の一例とし
て、前記ＭＳ［Ｖが何等かの原因により誤ｒｆＪＩＡシ
て全開状態になった状態を想定してみる。

この場合の原子炉の主要パラメータである原子炉出力、
原子炉圧力および原子炉水位の時間変化を第７図乃至第
９図に示す、ＭＳＩＶ６が全閉位置から敗％閉鎖すると
弁位置検出スイッチ２４からの信号ｓ２４により制御Ｍ
ｌ装Ｍ２３を介して制御棒駆動１１１１２２が作動して
スクラム動作を行なう。

それによって原子炉出力は第７図に示すように減少する
。一方ＭＳＩＶ６の閉鎖により原子炉圧力は第８因に示
すように上昇するが、逃し安全弁７の作動により該圧力
上昇は抑制される。またＭＳＩＶ６の閉鎖により駆動蒸
気を喪失した給水ポンプ１６の回転数は低下する。この
給水ポンプ１６回転数の低下により給水流量が減少し、
その結果原子炉水位は第９図に示すように徐々に低下し
ていく、その場合には原子炉水位が原子炉水位低設定点
（レベル２）まで低下すると、高圧注水系ポンプ１１が
作動してサプレッションブール８内の水を原子炉圧力容
器１内に供給して、過渡の水位低下を防止している。尚
ここで原子炉水位について説明すると、通常運転にあっ
ては原子炉水位は「通常運転水位」に１１−されている
。また異状な１度状態か発生し原子炉水位が増加あるい
は減少した場合に備えて発Ｍｍタービンを保護するため
に［原子炉水位高設定点（レベル８）」を設定して、こ
のレベル８にてタービンを停止させている。また冷却材
の気化損失による原子炉水位の低下を防止するために原
子炉を緊急停止させる「原子炉水位低設定点（レベル３
）」を設定している。さらに原子炉水位の大幅な低下を
将来した際に原子炉水位が非常炉心冷却系の設定点であ
る「原子炉水位低低設定点くレベル１）」まで低下しな
いように、前述した高圧注水系を起動させるための「原
子炉水位低設定点くレベル２）」を設定しているのであ
る。ここでレベル２は上記レベル３より低い水位である
。

次に詳述した異状事態にあって、制御棒駆動機＃Ｉ２２
が健全に作動せず、制御棒４を炉心３内に挿入できなか
った場合を想定する。この場合の原子炉の主要パラメー
タである原子炉出力、原子炉圧力および原子炉水位の時
間変化を第１０図乃至第１２図に示す。原子炉圧力はＭ
ＳＩＶ６の閉鎖により第１１図に示すように上昇するが
、該上昇は逃し安全弁７の作動により抑制される。原子
炉出力は再循環ポンプ１３が停止して冷却材流量が減少
するので第１０図に示すようにかなり低下するが、制御
棒４の挿入がなされていないために炉心３内では核分裂
反応が継続してなされており。

よって原子炉は出力し続けている。その後中性子毒物注
入系１９の駆動によりほう酸水が原子炉圧力容器１内に
注入されるために、原子炉出力は低下して原子炉は停止
する。このように仮に制御棒４の炉心３への挿入がなさ
れなかった場合であっても、原子炉は停止するが、原子
炉水位については第１２図に示すように大幅に低下して
いる。これは前記高圧注水系１つが最適な条件下で作動
していないことに起因する。このような原子炉水位の低
下は安全上問題は無いものの好ましい現像ではなく、そ
の改善が要求されていた。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来にあっては、異常事態発生時にスクラム
動作が不可能な場合にあって、原子炉を停止させること
はできるものの、原子炉の水位が低下してしまうという
問題があり、本発明はまさにこのような点に基づいてな
されたものでその目的とするところは、原子炉の水位の
低下を緩和することが可能な原子炉水位低下緩和装置を
提供することにある。

Ｃ発明の構成］ （ｒｍｍ点点解決するための手段） すなわら本発明による原子炉水位低下緩和装置は、原子
炉緊急停止信号および原子炉出力が警戒を要する範囲内
にある旨の信号および原子炉水位が原子炉水位低設定点
（レベル３）以下である旨の信号の入力により原子炉に
冷却材を補給してこれを冷却する高圧注水系に起動信号
を出力する高圧注水系起動制御回路を備えたことを特徴
とするものである。但し上記原子炉水位低設定点（レベ
ル３）は通常運転水位より低く且つ従来の高圧注水系起
動設定点としての原子炉水位低設定点くレベル２）より
高い水位である。

（作用） つまり原子炉緊急停止信号、原子炉出力が警戒を要する
範囲内にある旨の信号、および原子炉水位が通常運転水
位より低く且つ従来の高圧注水系起動設定点としての原
子炉水位低設定点くレベル２）より高い原子炉水位低設
定点（レベル３〉を下回った旨の信号の入力により高圧
注水系起動制御回路を回して高圧注水系を起動させるも
のである。

（実施例） 以下第１図乃至第４図を参照して本発明の一実施例を説
明する。第１図は本実施例による原子炉水位低下緩和装
置の構成を示す図であり、図中符号１０１はタイマであ
る。このタイマ１０１にはスクラム信号５１０２が入力
され、ｔ３の時間遅れをもってＡＮＤ回路１０３に信号
Ｓとして入力される。尚上記時間ｔｉは第２図に示すよ
うに正常にスクラム動作が行なわれた場合の原子炉出力
の時間変化より決定されるもので、原子炉出力がＷ戒を
要する範囲下限未満の出力に低下するのに要する時間ｔ
ｉに計器等の誤差ｔ２を加えたものである。第２図は横
軸に時間をとり、縦軸に原子炉出力をとり、原子炉出力
の時間変化を示すとともに上記時間遅れについて説明す
る図である。上記ＡＮＤ回路１０３には出力比較器１０
４より信号下が入力される。出力比較器１０４には原子
炉出力検出信号Ｓ　１０５が入力され、出力比較器１０
４は原子炉出力が警戒を要する範囲を越えた場合に上記
信号Ｔを出力するものである。さらにＡＮＤ回路１０３
には水位比較器１０７より信号Ｖが入力される。水位比
較器１０７には水位検出器信号５１０８が入力され、水
位比較器１０７は原子炉水位が通常運転水位より低い原
子炉水位低設定点（レベル３）以下である場合に上記信
号■をＡＮＤ回路１０３に出力する。ＡＮＤ回路１０３
は上記信＠ＳＳＴおよびＶを入力した場合にのみ高圧注
水系１９に起動信号Ｗを出力する。すなわち従来の場合
には原子炉水位がレベル２（レベル２〈レベル３）以下
になってはじめて＾圧注水系１９が起動するのに対して
、本実施例の場合にはスクラム信号５１０２が出力され
てｔ！１１で、原子炉出力が警戒を要する範囲内である
場合であって、原子炉水位がレベル３以下になった時に
高圧注水系１９を起動させるようにしており（従来より
早い時点で起動させている）、それによって原子炉水位
の低下を緩和せんとするものである。

上記構成によると以下のような効果を秦することができ
る。すなわちスクラム信号５１０２が出力されてｔ３が
経過した状態で原子炉出力が警戒を要する範囲内である
場合に、原子炉水位が低下しても、原子炉水位がレベル
３以下になると高圧注水系１９が起動するので、原子炉
水位が大幅に低下することはない。これを第３図および
第４図を参照して説明する。第３図は原子炉出力の時間
変化を示し、本実ｍ例の場合を実線で示し、従来の場合
を破線で示している。また第４図は原子炉水位の時間変
化を示す図で、第３図同様本実施例の場合を実線で示し
、従来の場合を破線で示している。これより明らかなよ
うに原子炉水位の低下はかなり緩和されている（第４図
中左側部分）。これは原子炉水位がレベル２に至る前の
レベル３で高圧注水系を起動させていることによる。ま
た本実Ｉｌｌの場合にはタイマ１０１を設置してスクラ
ム信号５１０２を所定の時間遅れ（ｔ３）をもってＡＮ
Ｄ回路１０３に入力させているので、スクラム動作が正
常に行なわれているにもかかわらず、高圧注水系１９が
作動してしまうという事態を確実に防止することができ
、高圧注水系１９の不必要な作動、それによる弊害を防
止することが可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明による原子炉水位低下緩和装
置によると、スクラム信号が出力されたにもかかわらず
、該スクラム動作が正常に行なわれず、原子炉出力が警
戒を要する場合にあっても、原子炉水位の低下を緩和す
ることができ、その結果原子炉水位が大幅に低下するこ
とはなく、プラントの安全性および健全性を向上させる
上で極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図は原子炉水位低下緩和装置の構成を示す図、第２図は
タイマの時ｔｉｎれを説明するための図、第３図は原子
炉出力の時間変化を従来との比較で示す特性図、第４図
は原子炉水位の時間変化を従来との比較で示す特性図、
第５図乃至第１２図は従来例の説明に使用した図で、第
５図は沸騰水型原子炉の構成を示す図、第６図は原子炉
緊急停止系の構成を示す図、第７図は主蒸気隔離弁全閉
事象発生時における原子炉出力の時間変化を示す特性図
、第８図は主蒸気隔離弁全閉事象発生時における原子炉
圧力の時間変化を示す特性図、第９図は主蒸気隔離弁全
問事象発生時における原子炉水位の時間変化を示す特性
図、第１０図は主蒸気隔離弁全閉事象発生時であって制
御棒未挿入事象発生時における原子炉出力の時間変化を
示す特性図、第１１図は主蒸気隔離弁全問事象発生時で
あって制御棒未挿入事象発生時における原子炉圧力の時
間変化を示す特性図、第１２図は主蒸気隔離弁全閉事象
発生時であって制御棒未挿入事象発生時における原子炉
水位の時間変化を示す特性図である。 １０１・・・タイマ、８１０２・・・スクラム信号、１
０３・・・アンド回路、１０４・・・出力比較器、３１
０５・・・原子炉出力検出器信号、１０７・・・水位比
較器、５１０８・・・水位検出器信号。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子炉緊急停止信号および原子炉出力が警戒を要
   する範囲内にある旨の信号および原子炉水位が原子炉水
   位低設定点（レベル３）以下である旨の信号の入力によ
   り原子炉に冷却材を補給してこれを冷却する高圧注水系
   に起動信号を出力する高圧注水系起動制御回路を備えた
   ことを特徴とする原子炉水位低下緩和装置。 但し上記原子炉水位低設定点（レベル３）は通常運転水
   位より低く且つ従来の高圧注水系起動設定点としての原
   子炉水位低設定点（レベル２）より高い水位である。
2. （２）上記高圧注水系起動制御回路は、原子炉緊急停止
   信号を原子炉出力が警戒を要する範囲の下限未満に低下
   するのに必要な時間に計器等の誤差時間を加えた所定時
   間遅らせるタイマを備えるものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の原子炉水位低下緩和装置。