JPS62284294A - 補機冷却設備 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は原子力発電プラントに用いられている各種の冷
部設備等からなる補曙冷に１設備に関する。

（従来の技術） 一般に、原子力発電プラントには各種の空調用冷却設茹
等の常用補機と、非常用配管系に１設備等の非常用補機
とが設けられており、これらの補機へ必要量の冷却水を
供給して所定の冷に１機能を発揮させる補機冷却設備が
設けられている。

この従来の補機冷却設備の構成を概略的に示したのが第
５図である。

第５図において符号１１は冷却水ポンプであり、この冷
却水ポンプ１１の吐出側から送給配管系１２へ送給され
た冷却水は、熱交換器１３において冷ｕ１され、その後
常用配管系１４と非常用配管系１５とに分流する。一方
の常用配管系１４へ流入した冷ｆＪＩ水は、流量計１６
および遮断弁１７を経て常用補！１１８へ流入し、所定
の除熱処理を行なった後に逆止弁１９を経て送給配管系
１２に戻り、冷却水ポンプ１１へ還流する。また、他方
の常用配管系１４へ流入した冷却水は、非常用補機２０
へ流入し、所定の除熱処理を［Ｉなった後に送給配管系
１２へ戻り、冷却水ポンプ１１へ還流する。また、冷却
水ポンプ１１の吸入側の送給配管系１２には、送給配管
系１２内の冷Ｕｌ水が減少した時にヘッドタンク２１か
ら補給配管２２を通して冷却水が補給されるように形成
されている。このヘッドタンク２１には水位計２３が取
付けられている。また、常用補機１８を冷Ｔ１１する非
常用配管系１５以外の配管系部分は、原子力発電プラン
トの安全停止のために常に稼働可能状態に保持する必要
があるので、高い耐震グレードをもって製せられている
。

この常用配管系１５で大きな地震等による配管破断が発
生づると、破断口から冷却水が流出し、これを放置する
と補機冷却設備を形成する配管内のすべての冷却水が流
失し、非常用補機２０を冷却する機能も失われるので、
次のような対策を行なっている。

すなわち、常用配管系１５において配管破断が発生する
と、ヘッドタンク２１内の水位が低下１゛る他、常用配
管系１４への冷却水の供給流量が増加する。そこで配゛
管破断発生時には、ヘッドタンク２１の水位計２３およ
び常用配管系１４に設けた流量計１６により、ヘッドタ
ンク水位の異常な低下または常用配管系１４への冷却水
の供給流量の異常な増加を検知し、遮断弁１７を全閉と
して、破断口からの冷却水流出を最小限にとどめ、非常
用補機２０を冷却する′ａ能を維持している。

逆止弁１９を設けたのは、非常用補１ｆｉ２０を冷却し
た冷却水が、常用配管系１４の破断口へ向かって逆流し
、冷却水が流失するのを防ぐためである。

第５図に示すような従来例は持分［５７−５９５１７号
公報に例示されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、現状の補機冷却設備では、流量計１６で計測
れさた流出がある決められた値（設定値）を上まわると
、常用配管系１４に破断が発生したとして遮断弁１７を
自動的に全閉とするように形成されている。

一方、原子力発電プラントの補機の中にｔよ、その運転
状態により使用する冷ね１水えを自動的に変化させてい
るものがある。

たとえば、空調機などでは、夏季には多くの冷ｕ１水を
使用し、寒冷期になると冷却水の使用量が減少するもの
がある。

このような負荷が常用配管系１４の中にあると、常用補
機１８における冷ｕ１水使用けが少ない時を基準に連断
弁１７の動作開始の設定値を決めると、冷却水使゛用遭
が増加した時、常用配管系１４の流量が増加して設定値
を越え、配管破断が発生していないのに遮断弁１７が閉
じて、常用補ｍｉｓへの冷却水供給が停止されるおそれ
がある。

その他、非常用補機２０での冷却水使用量が減少した場
合も、常用配管系１４の流ａは増加するので、同様に遮
断弁１７が誤聞するおもそれがある。

また、常用補１ｆｉ１８の中には、原子力発電プラント
の冷却材再循環ポンプ関係のｌｌ器のように、プラント
の安全停止には必ずしも必要でなくてもプラントの出力
運転に不可欠なものがある。

従って、遮断弁１７が誤聞することによって、このよう
な機器への冷却水が停止することは、プラントの稼働率
低下に結びつくため推力さけなければならない。

一方、こうした設定を行なうことにより、常用補機１８
の冷ｕ１水使用量が少ない時に、小規模の破断が発生し
ても常用配管系１４の流量が設定値まで増加せず、ヘッ
ドタンク２１の水位が異常に低下するまでその破断を検
出することができず、冷却水の流出が継続するおそれが
ある。

このことは、系統の信頼性の面で好ましくないだけでな
く、冷却水の溢水による周辺機器特に電気系統に損傷を
与えるおそれがある。

また、流量計１６が常用配管系１４の流量しか測定して
いないため全体の冷ｕ１水流量を監視するために別の流
量計を設ける必要があり、また、遮断弁１７が閉じた侵
の非常用補機２０へ供給される冷却水ａｍ確認ができな
くなる。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、常用
配管系部分の破断検出の精度を向上させることができ、
設備全体の動作の信頼性を向上させることのできる補機
冷却設備を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の補槻冷却設−は、耐震グレードの低い常用配管
系を通して常用補機へ冷ね１水を供給し、耐震グレード
の高い非常用配管系を通して非常用補機へ冷却水を供給
し、前記常用配管系が破断した時にその常用配管系への
冷却水供給を遮断する遮断弁が設けられている補機冷却
設備において、前記両補機へ供給される冷月１水の全供
給はを測定する流量計を設け、前記両補機から還流する
冷却水の全戻り量を測定する流量計を設け、前記遮断弁
は前記両流置針によって測定された流量に差が生じた時
に全閉とされるように形成されていることを特徴とする
。

（作　用） 本発明においては、従来が常用配管系への冷却水流量の
増加によって常用配管系の破断を検知していたのに代え
て、冷却水ポンプから各補機に供給された冷却水全供給
はと、各補機の除熱を行なって戻ってきた冷却水の全戻
り量とを測定し、両者に差が発生したことにより常用配
管系の破断を検知する。

また、冷却水の全供給量を測定しているため、冷却水ポ
ンプが正常に礪能し、系統全体として十分な冷却水流量
が供給されているか否かをあわせて確認することができ
る。

更に、遮断弁が全閉となった後も、他方の非常用配管系
への冷却水供給量を測定でき、非常用補機の冷ＷＩｌ能
の確認ができるとともに、冷ム１水の戻り量との比較に
より非常用補機の冷却に必要な残りの配管系の破断の有
無をも監視し、その健全性をｖＪ認することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図から第４図について説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示し、従来と同一部分には
同一符号を付しである。

本実施例においては、冷却水の送給配管系１２が常用配
管系１４と非常用配管系１５とに分岐する手前に冷却水
の全供給量を測定する流量計２４を設け、常用補＊ｉａ
から戻る冷却水と非常用補１１２０から戻る冷却水とが
合流した送給配管系１２部分に、冷却水の全戻り量を測
定する流量計２５を設けている。その他の構成は従来と
同様である。

次に、本実施例の作用を説明する。

常用配管系１４で破断が発生してなければ、非常用補機
２０および常用補機１８の流量配分の変動にかかわらず
、流量計２４と流量計２５との指示値は同じになる。

常用配管系１４で破断が発生すれば、破断口からの冷却
水の流出量が少なくても、その流出量が流量計２４と流
量計２５との指示の差となってあられれ、破断の発生が
検出される。この破断が検出されると、遮断弁１７が両
流置針２４．２５ｆｉＳらの指令により全閉とされ、冷
ｕ１水の流出が阻止される。

このように本実施例においては、従来の方法では検出で
きなかった小規模の破断をも検出することができ、しか
も冷却水の流出量をより小さく抑えて遮断弁１７を全閉
とすることができ、非常用補４１ｉ２０の冷却機能をよ
り確実に維持することができる。

従って、ヘッドタンク２１の水位の異常低下、または、
ｉ［ｔ２４と流量計２５との指示値の差の発生により、
遮断弁１７を閉じることで、設備全体の動作の信頼性を
より高めることができる。

遮断弁１７が閉じた後も、流は計２４．２５によって非
常相補１１２０への冷却水量を確認できる。

更に、両流置針２４．２５の指示値を比較することによ
り、非常相補ｌｌＩ２０の冷ｕ１に必要な残りの配管の
破断の有無をも監視することができるとともにその健全
性を確認できる。

また、配管破断がない時も流量計２４または２５の指示
値をみることにより、冷却水の供給流量を監視すること
ができ、冷部水ポンプ１１の性能、冷却機能の確認をす
ることができる。

第２図は本発明の他の実施例を示す。

本実施例においては、常用配管系１４の逆止弁１９の後
流側に流量計２６を設け、非常用配管系１５の非常用補
機２０の後流側にｖＬ伝計２７を設けている。

そして、本実施例においては、各補１ｆｉｌ　８゜２０
の戻り側に設けられた流量計２６と流量計２７の指示値
の和と、流量計２４の指示値に差が発生することにより
、常用配管系１４に破断が発生したとし、ヘッドタンク
２１の水位の低ｒとともに、遮断弁１７を全閉とさせる
。

本実施例では、ＪｆＬ量計置針により系統全体の冷却水
流量を測定することができ、流量計２６により常用補機
１８の冷却水流量を測定することができ、流量計２７に
より非常相補１１２０の冷却水流量を測定することがで
きる。

また、ａｍ講整のしかたによっ刃は、全体の冷却水流量
が所定の値であっても、常用補機１８への冷却水の供給
量が所定の値より多すぎ、非常相補４１２０への冷却水
の供給量が所定の値より不足するといったことが生じる
が、本実施例では、流量計２４．２６．２７の指示値を
ｌｉ１認することにより、これを防ぐことができ、各補
１１８．２０の冷部をより適切に行なうことができる。

また、常用配管系１４で破断が発生して遮断弁１７が閉
じた後も、流量計２４と流量計２７とによって、非常相
補Ｉ！１２０への冷却水流量を１ｉｉｆｌできるととも
に、両者の指示値を比較することにより、非常用配管系
１５の健全性を確認することができる。

また、配管破断がない時も、流量計２４の指示値を読む
ことによって、冷却水ポンプ１１の性能および設備全体
の冷却水供給量を監視することができ、系統の冷部機能
をＶ６認することができる。

第３図は本発明の更に他の実ｔＭ＠を示す。

ポンプとして、その吐出圧力と吸込圧力の差すなわち揚
程と、その時の吐出量の愉が一対一に対応するものを用
いると、吐出圧力と吸込圧力の差を測定することにより
ポンプの吐出流ｍ１なりも冷却水の供給量を知ることが
できる。

そこで、本実施例では、ポンプ吐出圧力轟１２８とポン
プ吸込圧力計２９とを、冷部ポンプ１１の吐出側と吸込
側とにそれぞれ設け、その測定値の差から冷却水供給量
を測定する流量計３０を設け、そして、流量計２５によ
って測定される冷却水の全戻り量との差の発生によって
、常用配管系１４の破断を検知する。

本実施例においては、流量計２５が各補１ｆｉ１８゜２
０の全体に所定量の冷却水が供給されていることの確認
の役割りを果たす。

また、遮断弁１７がｍじた後も、流量計２５によって非
常相補ｌｌＩ２０への冷却水流１を確認することができ
るとともに、常用配管系１４の破断検知と同様の方法で
残りの配管系の健全性を確認することができる。

第４図は本発明の更に他の実施例を示す。

本実施例には、ループＡとループＢとの２系統の補機冷
却設備があり、それぞれ冷却水ポンプ３１Ａ、３１Ｂ、
送給配管系３２Ａ、３２Ｂ、熱交換器３３Ａ、３３Ｂ、
常用配管系３４Ａ、３４Ｂ１非常用配管系３５Ａ、３５
Ｂ、遮断弁３７Ａ。

３７Ｂ１常用補１１３８Ａ、３８Ｂ、逆止弁３９Ａ。

３９Ｂ１非常用補１１１４０Ａ、４０Ｂ、ヘッドタンク
４１Δ、４１Ｂ、補給配管４２Ａ、４２Ｂ、水位計４３
Ａ、４３Ｂを有している。そして、各配管系３４Ａ、３
５Ａおよび３４８．３５Ｂの分岐前および合流後の送給
配管系３２Ａ、３２Ｂにそれぞれ、流量計４４Ａ、４４
Ｂ、４５Ａ、４５８が設けられている。また両ループＡ
、Ｂの各ａｆｔ弁３７Ａ、３７Ｂの後流側と各常用補機
３８へ。

３８Ｂの後流側の間は、それぞれタイライン４６Ａ、４
６Ｂにより連結されている。これらのタイライン４６Ａ
、４６Ｂは例えば、ループＢの冷却水ポンプ３１Ｂが分
解点検等で運転できない時には、ループ８の常用補Ｂ１
３８Ｂ、非常用補機４０Ｂにタイライン４６Ａを通して
ループＡの冷却水ポンプ３１Ａから冷却水を供給する。

また、各逆止弁３９Ａ、３９Ｂにはこれらをバイパスす
るためのバイパスライン４７Ａ、４７Ｂが設けられてい
る。各バイパスライン４７Ａ、４７Ｂにはそれぞれバイ
パス弁４８Ａ、４８Ｂが設りられている。

これらの弁４８Ａ、４８Ｂは常時は開じておぎ、他ルー
プから冷却水の供給を受ける時のみ開いて、非常用補１
ｔＪ４０Ａ、４０Ｂにも冷に１水が流れるようにする。

第４図ではループＡからループＢに冷ｆＪ］水を供給す
るため、ループＢのバイパスライン４７Ｂのバイパス弁
４８Ｂが開となっている。そして、何れかのタイライン
４６Ａ、４６Ｂを用いている時、ループＡ、Ｂの圧力バ
ランスが崩れ、その圧力差にみあう分だけ、ヘッドタン
ク４１Ａ。

４１Ｂに水位差が生じる。一方ヘッドタンク４１Ａ、４
１Ｂの深さには限度があり、圧力差の大きさによっては
、一方のタンクの水があふれ、一方のタンクの水が空に
なる場合がある。これを防ぐため、ヘッドタンク４１Ａ
、４１８間を途中に流量計５０を有するタイライン４９
で結び、水位の高くなったタンクから低くなったタンク
へ水を流すようにする。この水位差が生じた時にはルー
プＡ（７）流量ｔｔ４４Ａと４５Ａ、ルー　−７”　Ｂ
　（７）　＊＊＊　：１４４Ｂと４５Ｂの指示値の間に
は、それぞれｑの差が出て、見かけ上遮断弁３７Ａと常
用補機３８Ａとの間に破断が生じたようにみえる。そこ
で、本実施例では、タイライン４９に流量計５０を設け
、その流量計５０によって差に相当するｑを測定してル
ープＡ側の流ω計４４Ａと４５Ａ、ループＢ側の流ω計
４４Ｂと４５８とのそれぞれの指示値の差に補正を加え
、配管破断が発生しないかぎりタイライン４６Ａ、４６
Ｂの使用時でも遮断弁３７Ａ、３７Ｂが誤関しないよう
にしている。

上記各１施例の効果をまとめると、本発明においては、
各補機への冷却水の全供給量と、各補機の除熱を行なっ
た冷却水の全戻り量を測定し、その差を見ることにより
常用配管系の破断を検知する方法をとっている。従って
、従来の検出方法に比べて小規模の冷却水の流出も検出
することができる。よって、従来よりも破断時の冷に１
水の流出偽が減少し、しかも遮断弁の誤開による原子力
発電プラントの稼働率が低下することがなく、信頼性、
安全性が向上する。また、冷却水の全供給量を測定して
いるため、冷却水ポンプの性能確認、系統の冷却機能の
確認を同じ流量計を用いて行なうことができる。

更に、遮断弁の閉鎖後も非常用補機への冷Ｎ１水の供給
社および冷Ｎ１水の戻り量の比較ができるため、同じ流
量計を用いて非常用補機に対する冷却機能および配管系
の健全性の′ｔｔ１認が可能である。

このように本発明においては、同じ流量計を用いて多く
の機能を発揮することができる。

〔発明の効果〕

このように本発明の補機冷却設備は構成され作用するも
のであるから、常用配管系部分の破断検出の精度を向上
させることができ、１ｉＱＩｉｉ全体の動作の信頼性を
向上させることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図はそれぞれ本発明の補機冷却設備の実
施例を示す系統図、第５図は従来例を示す系統図である
。 １１・・・冷却ポンプ、１２・・・送給配管系、１４・
・・常用配管系、１５・・・非常用配管系、１７・・・
遮断弁、１８・・・常用補機、２ｏ・・・非常用補機、
２４．２５゜２６．２７．３０・・・流量計、３１Ａ、
３１Ｂ・・・冷却水ポンプ、３２Ａ、３２Ｂ・・・送給
配管系、３４Ａ、３４Ｂ・・・常用配管系、３５Ａ、３
５Ｂ・・・非常用配管系、３７Ａ、３７Ｂ・・・遮断弁
、３８Ａ。 ３８Ｂ・・・常用補機、４０Ａ、４０Ｂ・・・非常用補
機、４４Ａ、４４Ｂ、４５Ａ、４５Ｂ・・・流量計。 躬３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、耐震グレードの低い常用配管系を通して常用補機へ
   冷却水を供給し、耐震グレードの高い非常用配管系を通
   して非常用補機へ冷却水を供給し、前記常用配管系が破
   断した時にその常用配管系への冷却水供給を遮断する遮
   断弁が設けられている補機冷却設備において、前記両補
   機へ供給される冷却水の全供給量を測定する流量計を設
   け、前記両補機から還流する冷却水の全戻り量を測定す
   る流量計を設け、前記遮断弁は前記両流量計によって測
   定された流量に差が生じた時に全閉とされるように形成
   されていることを特徴とする補機冷却設備。 ２、冷却水の全供給量を測定する流量計は、常用配管系
   と非常用配管系との分岐前に設けられていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の補機冷却設備。 ３、冷却水の全戻り量を測定する流量計は、常用配管系
   と非常用配管系との合流後の１箇所若しくは合流前のそ
   れぞれの位置に設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の補機冷却設備。