JPS62272195A - 原子炉注水装置 - Google Patents

原子炉注水装置

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JPS62272195A
JPS62272195A JP60205237A JP20523785A JPS62272195A JP S62272195 A JPS62272195 A JP S62272195A JP 60205237 A JP60205237 A JP 60205237A JP 20523785 A JP20523785 A JP 20523785A JP S62272195 A JPS62272195 A JP S62272195A
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reactor
water
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pressure
water injection
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隆雄 佐藤
順一 丹治
俊彦 中尾
久保田 龍治
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

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】 発明の詳細な説明 〔発明の利用分野〕 本発明は沸騰水形原子炉(BWR)の注水装置に係り、
特に原子炉に何らかの異常が発生したとき、高圧状態で
注水することのできる原子炉注水装置に関するものであ
る。
〔発明の背景〕
従来のBWRUft!プラントは1例えば火力発技術協
会編「原子炉講座」p18に記載しであるように%11
0万kW級の原子炉は冷却材を注入する手段として次の
ようなものが設けられている。
(a)常用系の手段 Oタービン駆動原子炉給水ポンプ2台(以下T/D−R
FPと呼称する)。
Oモータ駆動原子炉給水ポンプ2台(以下M/D−RF
Pと呼称する)。
(b)非常用系の手段 O高圧炉心スプレィ系1台(以下LPC3と呼称する)
O低圧炉心スプレィ系1台(以下LPC5と呼称する)
O低圧注水系3台(以下LPCIと呼称する)。
OyK子炉隔離時冷却系1台(以下RCICと呼称する
)。
これらのうち、常用系の給水ポンプは原子炉出力レベル
によって使に分けるように設計してあり、原子炉出力が
約20%以下の低出力時にはM/D−RFPを、それ以
上ではT/D−RFPを使用する。M/D−RFPはま
た、T/D−RFPが何らかの原因で停止したときにバ
ックアップ用の給水ポンプとしても使われる。しかし、
原子炉出力が約20%以上では待機しているのみである
また非常系は原子炉またはタービン系に何らかの異常が
発生したとき起動するもので、FIPC3は原子炉圧力
が定格値以上の高い場合でも原子炉に注水できるように
設計されている。 LPC5及びLPCIは。
原子炉再循環系の配管破断時のように、炉圧が低く多量
の注水が必要なときに使用される。この中で特でLPC
Iは熱交換器を持つものもあり、原子炉停止時の残留熱
除去や格納容器内の冷却、その他の機能も有するよう設
計しである。更にRCICは。
原子炉隔離弁が閉鎖し、原子炉が隔離された状態のとき
に炉に注水するためのもので、定格圧力以上の原子炉圧
でも注水できるよう設計している。
以上のように、従来のBWRは、何重もの注水設備が設
けられていて、原子炉が如何なる状態になっても冷却材
を注入可能とし、安全性を確保している。しかし、上述
した通常時の給水系は、主蒸気が流れていない場合には
使用できない、またLPC3やLPCIは原子炉圧がそ
の吐出圧以下になるまでは使用せず、HPC3を使用す
る。
更に、上述した非常用の注水系は、安全性確保を第一に
しているため、原子炉水位の制御装置は設けておらず、
原子炉が満水に近づいたときは必要に応じて手動で注入
量を制御している。
〔発明の目的〕
本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、そ
の目的とするところは、BWRプラントの通常時に使用
される給水系を異常時にも使用できるように改良し、原
子炉への注水と水位制御とを可能とした原子炉注水装置
を提供することにある。
〔発明の概要〕
上述の目的を達成する為1本発明の原子炉給水装置は原
子炉の炉圧が低下したとき該原子炉に注水する手段の吐
出側と、通常時に原子炉へ給水せしめる給水ポンプの吸
入側とを連絡管路によって連結すると共に、上記連絡管
に弁を設けたことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下本発明の具体的実施例について図面を用いて詳細に
説明する。第1図及び第2図は、それぞれ本発明の具体
的な各−実施例を示す系統図であり、これらの図面には
本発明に関連する部分のみを抽出して示しである。また
8a〜8c、及び9a、9b、9a’ 、9b’ t 
11a+ llbは逆止弁であり、10a、10b等は
通常時間。
21.35等は通常時閉の弁を意味する。破線で囲んで
示した構成部分FATが、本発明を適用して追加した管
路構成である。
まず第1図において、格納容器1の内部には原子炉2が
あり、炉心3の熱により内部の冷却材(軽水)を沸騰さ
せる。その蒸気は主蒸気隔離弁15を経てタービン4に
送り、そこでエネルギー変換をした後復水器5で凝縮さ
せ、復水ポンプ6 a 〜6 c 、 T / D −
RF P 7 a及び7b(またはM/D−RFP7a
’ 、7b’ )から給水スパージャ12を介して原子
炉に戻す。なお原子炉出力が約20%以上では、T/D
−RFP7a。
7bのみが使われ、復水ポンプ6a〜6bのうち2台ま
たは1台は待機状態にしである。このため。
停止中に冷却材がヘッダ13または14を介してポンプ
に逆流しないように、逆止弁8a〜8cおよび9a〜9
cti−設けである。
一方、何らかの原因で原子炉の冷却材が喪失したような
場合に動作する非常用冷却系のHPCSポンプ20 、
 LPCSポンプ28 、 LPCIポンプ27a〜2
7cは通常は待機状態にあり、吐出弁21゜35及び3
1a〜31cは全閉しである。このため点線で囲んだ本
発明による追加部分FATは、通常運転にはまったく影
響を与えない。
さて、今、何らかの原因で主蒸気隔離弁15が原子炉運
転中に全閉する異常が発生したと仮定して、第1図に示
した実施例の動作を説明する。この場合原子炉は炉圧が
急増し、炉圧高により緊急停止(スクラム)する、この
とき炉水位は、炉圧増大及びスクラムによる炉出力低下
により、気泡がつぶれて急降下する。一方、給水ポンプ
7a。
7bは、タービン蒸気流がなくなるため復水器ホットウ
ェル水位が低下し、それが一定値まで低下したとき自動
停止するようインターロックが組込まれている。この状
態で原子炉は隔離されるため、安全上特に問題になるこ
とはない、スクラム後も原子炉は崩壊熱を発生するため
、炉圧が上昇し、図示しない逃し安全弁の設定圧に到達
するとそれが動作し、冷却材が原子炉2からサプレッシ
ョンプール23に移動する。このような場合従来は、原
子炉水位が一定値(Lx レベルと呼ぶ)まで低下した
とき、HPC320及び図示しないRCICを自動起動
して復水貯蔵タンク40またはサプレッションプール2
3の水を原子炉に注水し、水位を確保して安全に冷温停
止状態に移行させていた。
一方1本実施例では、 LPCSポンプ28の出口から
逆止弁34及び吐出弁35を介して復水ポンプヘッダ1
3に連絡管39が設けてあり、必要なときにLPCSポ
ンプ28及びM/D−RFP7a’ 。
7b’ を起動し、吐出弁35を自動開することにより
復水貯蔵タンク40またはサプレッションプール23の
水を、 LPCSポンプ28.吐出弁35゜連絡配管3
9.M/D−RFP7a’ 、7b’ 。
給水ヘッダ14.逆止弁11 a、 l l b、及び
給水スパージャ12を介して原子炉に注水するようにし
たものである。そして、M/D−RFP7a’ 、7b
’は、通常時の炉水位制御機能を持たせるため図示しな
い水位制御器を設けてあり。
原子炉水位が回復して安全が確認できたときは、HPC
Sポンプ20及び図示しないPCICポンプの流量を絞
ることにより、 M/D−RF P 7 a’ 、7 
b’によって原子炉水位が自動制御できる。したがって
、事故が回復して原子fを再起動する場合には炉水位が
通常レベルにあり、炉水位の調整に及ばず直ちに再起動
することが出来る。
また、再循環配管のギロチン破断のような仮想事故が発
生した場合は、本発明のLPG328は吐出弁30を関
することにより、従来の装!!(FATを設けていない
もの)とまったく同一の動作をする。その他、 HFO
2やLPCI等も同一の動作をするので、このような仮
想事故(主蒸気隔離弁15の全開)に対しても何ら問題
ないことは明らかである。
また、給水系配管が破断するような仮想事故に関しては
、少なくとも図示しない逃し安全弁により原子炉の減圧
に成功すればLPG328やLPCI27 a〜27c
が使用できるし、その他HPC520及びRCIC(図
示せず)が使用できるので、原子炉の安全性は問題ない
なお、第1図で逆止弁34は吐出弁35がたとえばシー
トリークなどを発生しても、ヘッダ13の水がLPCS
ポンプ28側に流れないように設けたものであり、逆止
弁88〜8cは、水が高圧側から復水ポンプ側に逆流し
ないように設けである。
以上の説明では、主蒸気隔離弁が閉鎖する場合であるの
で、給水ポンプとしてはM/D−RFP7a’ 、7b
’のみ使用できるが、主蒸気隔離弁が開状態で給水に必
要な蒸気があるときは、T/D−RFP7a’ 、7b
’ も使用できる。またM/D−RFP7a’ 、7b
’の電源は、通常電源を使用しているが1通常電源が使
用できない場合に備えて、ディーゼル発電機の出力を切
替供給できるようにしておくこともできる。
更にLPG328の水源としては)IPcs 20と同
様初期状態では清浄度の高い復水貯蔵タンクの水を用い
、それがなくなった場合は自動的にサンプレッションプ
ールと水源を切替えるなど従来と同一である。
次に第2図は、本発明の効果を更に高くするように構成
した他の実施例であり、第1@と図面参照番号の等しい
部材は相等部材である。第2図が第1図と異なる点は、
LPCIポンプ27a〜27cの3台及びLPCSポン
プ28.1台の吐出側全てに逆止弁36 a ” c、
34並びに吐出弁37a〜37c、35を設け、それら
をヘッダ38で結んだ後、連絡管39で復水ポンプヘッ
ダ13に接続していることである。このように配管する
ことにより、M/D−RFP7a’ 、7b’の吸込圧
及び吐出流量に余裕が出るので、原子炉の減圧がLSC
IまたはLPCSの吐出圧以下になる以前より、大量の
注水ができるようになる効果がある。あるいは、それら
4台のポンプの内、少なくとも1台が健全であれば、定
格給水流量の25%程度の注水量が確保される効果を有
する。
次に、以上の効果を出すための各ポンプの所要能力につ
いて第3図を用いて説明する。第3図は各ポンプの流量
−吐出圧曲線を示したものであり。
1′はM/D−RFP7a’ 、7b’ 、2’ はL
PCS28またはLPCI27 a〜27 c、 3’
は復水ポンプ、4′はHPC320の特性である。また
5′は、M/D−RFP7a’ 、7b’の要求吸込圧
である。従来プラントのポンプ特性もほぼこのように設
計してあり、本発明を適用する上で従来の設計を変更す
る必要はない、各ポンプの特性が第3図のように構成し
てあれば、通常運転時M/D−RFP7a’ 、7b’
は流量Qz以下であれば、復水ポンプの吐出圧により、
要求吸込圧が確保できる。これとまったく同様に、 L
PCS2 gまたはLPCIポンプ27a〜27cの吐
出圧は、第3図の流量Qo以下であればM/D−RFP
7a’ 。
7b’ の要求吸込圧を上廻るため、M/D−RFP7
a’ 、7b’による注水量はNPC520以上を確保
できる。炉圧が定格圧力H8以上になり、Hlを越える
とM / D −RF P 7 a ’ 、 7 b 
’ の流量はIIPC920よりも下廻るが、通常逃し
安全弁の吹き出し設定圧PRは、 Hl)PR)HR のように選定するので実質上M/D−RFP7a’ 、
7b’ と低圧注水系(LPCS28またはLPGI2
78〜27c)とを接続した本発明方式は、HFO2よ
りも高流量で注水できると考えてよい、しかし、復水ポ
ンプヘッダ13からの流出量が第3図のQoを上廻ると
1M/D−RFP7a’ 。
7b’の要求吸込圧を下廻ることになるので、それを避
ける必要がある。第4図はこのための制御インターロッ
クを示したもので、M/D−RFPと低圧注水系とを接
続したM/D−RFPによる高圧注水モードが起動許可
されるのは、M/D−RFPの吸込圧が要求値を上廻る
場合のみとしたものである。この起動信号はLPCSま
たはLPCIポンプと給水ポンプの起動信号および吐出
弁35.同37a〜37cの自動開信号として使用する
次に第5図は、このM/D−RFPの高圧注水モードを
使用して、m子炉の水位制御を行う制御系のブロック図
を示している1本第5図において、この制御系が従来の
制御系と異なる点は、破線で囲んで示した切替スイッチ
56及び流量要求信号リミッタ58が追加されているこ
とのみである。
通常時の原子炉水位は、炉水位検出器51.主蒸気流量
検出器52、及び給水流量検出器53の信号を用い、そ
れを主制御器54及び流量制御器55で演算処理し、ラ
ンナウト防止回路57を通して、端子59より要求信号
として出方している。
本発明装置でも演算内容は同一であるが、最大流量をM
/D−RFPの吸込圧が要求値を上廻る値Qoに制限す
るスイッチ56及びリミッタ58を設けている。したが
って1本実施例の制御装置は。
流量を一定値以下に制限しつつ、原子炉水位を安定に制
御できることが明らかである。なお、端子59から出力
する信号は従来と同様流量制御弁に与える。
次に、第6図は、本発明のもう一つの実施例を示す系統
図であり、第1図と図面参照番号の等しい部材は相等部
材を意味する。第6図の実施例が第1図に示した実施例
と異なる点は、LPCS28の吐出ラインと復水ポンプ
吸込ヘッダとを連絡管39、逆止弁34.吐出弁35で
連結し、かつ復水器出口ラインに逆止弁43を設けたこ
とである。
破線で囲んだFAT’は本発明の適用部分である。
この連絡管39は、第2図の実施例のように、LPCS
ポンプ28とLPCIポンプ27a〜27cの吐出ライ
ンとを連結、シ、ヘッダを構成後復水ポンプ吸込側と接
続することもできる。このようにすることによって、吐
出弁35を開し、LPCSポンプ28、復水ポンプ6及
び給水ポンプ7を使用して注水するときは、給水ポンプ
の吐出圧を通常時よりも高くできるという効果を奏し、
またLPC5及びLPCIの吐出側をヘッダ構成として
複数台運転すれば、第1図及び第2図実施例で必要であ
った給水ポンプの流量制限は1通常時とまったく同一の
値で行い得る。
なお、本発明の注水装置を構成する機器の信頼度が安全
系にとって必要なレベルまで高めることを条件として1
次のようにシステムを簡略化することができる。
すなわち、給水ポンプの信頼度が十分であれば。
前記実施例のLPG528またはLPCI27 a〜2
7 cと給水ポンプの組合わせで、HPCS20の役割
を十分に果し得るので、このHPCSは削除可能となる
また、それに伴って、HPC820に対して必要であっ
た定期的な健全性チェック作業も1代替の待機給水系に
ついて実施すればよいので、全体の保守整備作業量を減
らすことができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば原子炉が高圧の状態
で異常が発生した場合の注水能力が大幅に向上し、また
通常水位制御系を使用して異常時にも水位制御が可能と
なるという優れた実用効果を有し、原子炉の安全性を一
層高くすることができる。
さらに本発明による注水能力が安全規準を上用ることを
実証できれば、従来のHPCS及びその附属設備を削除
でき、経済的に大きな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す系統図、第2図は本発
明の他の実施例の系統図、第3図は本発明を実施する上
で必要なポンプの特性を示す図、第4図は本発明に係る
注水装置の起動許可インターロック線図、第5図は本発
明注水装置適用時の原子炉水位制御の一実施例の系統図
である。第6図は前記と異なる実施例の系統図である。 7a’ 、7b’・・・モータ駆動原子炉給水ポンプ、
27a〜27c・・・低圧注水系、28・・・低圧炉心
スプレィ系、34・・・逆止弁、35・・・吐出弁、3
9・・・連絡配管、58・・・流量リミッタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、原子炉の炉圧が低下したとき該原子炉に注水する手
    段の吐出側と、通常時に原子炉へ給水せしめる給水ポン
    プの吸入側とを連絡管路によって連結すると共に、上記
    連絡管に弁を設けたことを特徴とする原子炉注水装置。 2、前記の注水手段は低圧炉心ポンプ、及び炉心スプレ
    イポンプの、少なくとも何れか一方であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載の原子炉注水装置。 3、前記の低圧炉心ポンプ及び炉心スプレイポンプはそ
    れぞれ複数個であり、かつ、その吐出側を、弁を介して
    ヘッダで連結したものであることを特徴とする特許請求
    の範囲第2項に記載の原子炉注水装置。 4、前記の原子炉は、正常作動時においてその水位を制
    御する手段を備えたものであり、かつ、上記の水位制御
    手段は異常時における水位制御機能を兼ねたものである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は同第2項に
    記載の原子炉注水装置。
JP60205237A 1985-09-19 1985-09-19 原子炉注水装置 Expired - Lifetime JPH0715505B2 (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5436494A (en) * 1977-08-29 1979-03-17 Toshiba Corp Water feeding device of reactor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5436494A (en) * 1977-08-29 1979-03-17 Toshiba Corp Water feeding device of reactor

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