JPS646716B2

JPS646716B2 -

Info

Publication number: JPS646716B2
Application number: JP55177484A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Arai; Satoshi Toshimitsu; Takeo Shimizu
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-12-16
Filing date: 1980-12-16
Publication date: 1989-02-06
Also published as: JPS57100386A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、原子炉を停止させる際に運転される
残留熱除去系に関する。

従来の残留熱除去系は、両端を原子炉内に連通
した配管路にポンプ、熱交換器入口弁、熱交換
器、熱交換器出口弁および開度調節可能な注入弁
をこの順に配設して構成されている。また残留熱
除去系は、一般に原子炉停止時において復水給水
系の主復水器で炉蒸気を凝縮して炉圧を減圧し、
炉水温度が約170℃となつてから停止時冷却モー
ドで、運転されるものであり、原子炉停止後も燃
料交換等の作業を行うために、炉水温度を一定に
保つように運転される。

ところで、炉水は放射能濃度が高く残留熱除去
系の熱交換器で除熱されるため、この熱交換器内
の配管路部分が万一破損した場合にも、炉水が冷
却水側に流れ込んで拡散されることがないように
しなければならない。このため、従来では冷却水
側の圧力を、炉水側の圧力が最高計計圧力に達し
た場合よりも高く常に保持する構成としてある。
したがつて、このように冷却水側の設計圧力が高
いことにより、冷却系統のコストが高くなるとと
もに、運転期間中の殆どの期間、炉水側と冷却水
側の圧力差が大きくなり過ぎた状態にあることに
より熱交換器の信頼性が損われ易い等の不都合が
あつた。

この不都合は熱交換器の冷却水側を低圧力設計
とすることにより解決できるが、この考えを従来
装置に適用した場合には炉水が拡散する可能性を
生じ得ると考えられる。つまり、残留熱除去系の
運転開始時においてポンプの大きい吐出圧力が熱
交換器にかかる場合と、その後熱交換器での除熱
量を炉水温度減温率が一定となるように制御する
ために、開度調節可能な注入弁を絞つて熱交換器
炉水通過量を制限する運転状態の場合に、低圧力
設計した冷却水側の設計圧力よりも炉水側の圧力
が高くなるからである。

本発明は上記の事情のもとに開発されたもの
で、その目的は、炉水拡散のおそれがなく熱交換
器の冷却水側を低圧力設計できるとともに、コス
トダウンが可能でかつ熱交換器の信頼性を向上で
きる原子炉停止時の残留熱除去系を提供しようと
するものである。

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。

図中１は沸騰水形の原子炉で、この下部には中
間部に再循環ポンプ２を設けた炉水再循環の配管
路３の両端を連通させてある。また、４は残留熱
除去系の配管路で、その両端は原子炉１内に連通
させてあるが、本実施例では配管路４の一端を上
記配管路３における再循環ポンプ２の吸込側に接
続し、他端を配管路３における再循環ポンプ２の
吐出側に接続して、配管路３を介して間接的に原
子炉１内に連通させた場合を示している。なお、
第１図中５，６，７は夫々配管路４の端部に設け
た弁、８は原子炉格納容器を示す。そして、配管
路４には、ポンプ９、開度調節可能な熱交換器入
口弁１０（以下入口弁１０と略称する。）、熱交換
器１１、熱交換器出口弁１２（以下出口弁１２と
略称する。）および開度調節可能な注入弁１３を、
この順に弁６，７間において配設してある。熱交
換器１１は炉水の除熱を行うために用いられ、冷
却水配管１１ａを備えており、この配管１１ａを
含む冷却水側は低圧力設計としてある。

この配管路４には、入口弁１０から出口弁１２
に至る管路をバイパスするバイパス管路１４を設
けてあり、このバイパス管路１４には開度調節可
能なバイパス弁１５を設けてある。このバイパス
弁１５および入口弁１０は熱交換器１１の炉水通
過量を制御するために用いられ、グローブ弁等で
ある。

さらに、配管路４には、バイパスされた管路部
分を除く注入弁１３の上流側において系統流量計
１６を設けてあるとともに、出口弁１２の下流側
においてバイパス流量計１７を設けてある。しか
も、本実施例では配管路４における熱交換器１１
の下流側に炉水温度検出器１８を設けてある。な
お、炉水温度検出器１８は本実施例の設置個所に
代えて原子炉１に取付けてもよい。

これら流量計１６，１７および炉水温度検出器
１８は運転制御装置に接続してある。この装置に
より、入口弁１０および出口弁１２を閉じた後、
ポンプ９を起動させポンプ９が定格運転となるよ
うに注入弁１３の開度を調節してから、出口弁１
２を開くとともに入口弁１０およびバイパス弁１
５の開度を調節して、熱交換器１１の炉水通過量
を所定の減温率となるように制御するものであ
る。そして、この運転制御装置は、本実施例の場
合運転指示器１９と、入口弁開閉制御装置２０
と、出口弁開閉制御装置２１と、ポンプ起動装置
２２と、注入弁開度制御装置２３と、熱交換器通
水量制御装置２４とを具備して構成してある。す
なわち、運転指示器１９は残留熱除去系の運転開
始を原子炉停止時に指示するために用いられる。
入口弁開閉制御装置２０は、運転指示器１９と接
続され、この指示器１９からの信号Ａを入力とし
て受けることにより、入口弁１０を閉弁作動させ
る構成としてある。そして出口弁開閉制御装置２
１は、運転指示器１９および系統流量計１６と接
続してあるとともに、系統流量計１６からの信号
Ｂが定格流量であるか否かを判定する定格流量判
定器２１ａを備えている。この出口弁開閉制御装
置２１は、運転指示器１９からの信号Ｃを入力と
して受けることにより、出口弁１２を開閉作動さ
せるとともに、系統流量計１６からの信号Ｂを受
けることにより、ポンプ９が定格運転となつた状
態を上記定格流量判定器２１ａが判定した場合
に、出口弁１２を開弁作動させる構成としてあ
る。ポンプ起動装置２２は、入口弁開閉制御装置
２０および出口弁開閉制御装置２１と接続され、
これらからの信号ＤおよびＥを入力として受ける
ことにより、入口弁１０および出口弁１２が共に
閉弁作動した後にポンプ９を起動させかつ運転を
継続させる構成としてある。さらに、注入弁開度
制御装置２３は、ポンプ起動装置２２、運転指示
器１９および系統流量計１６と接続してあるとと
もに、系統流量計１６からの信号Ｆが定格流量で
あるか否かを判定し、その結果をもとに注水弁１
３の開度を調節させる定格流量設定器２３ａを備
えている。この注入弁開度制御装置２１は、上記
信号Ｆおよびポンプ起動装置２２からのポンプ起
動信号Ｇ、運転指示器１９からの信号Ｈを入力と
して受けることにより、起動されたポンプ９が定
格運転となるように注入弁１３の開度を調節する
ようになつている。また、熱交換器通水量制御装
置２４は、運転指示器１９、バイパス流量計１７
および炉水温度検出器１８と接続してあるととも
に、流量および炉水温度をもとに所定の減温率
（例えば55℃／時間以下）となるような弁開度指
令値を得る減温率演算・調整器２４ａと、この弁
開度指令値にもとづいて入口弁１０およびバイパ
ス弁１５に開閉指令を与える弁開閉指示器２４ｂ
を備えている。そして、この制御装置２４は運転
指示器１９、バイパス流量計１７および炉水温度
検出器１８からの信号Ｉ，ＪおよびＫを入力とし
て受けることにより、ポンプ定格運転後に入口弁
１１およびバイパス弁１５の開度を、炉水温度に
したがつて調節し熱交換器１１の炉水通過量を制
御するようになつている。

次に上記一実施例の作用について説明する。炉
心冷却待機モードにより炉蒸気が復水給水系の主
復水器で凝縮されることにより、原子炉１が低圧
になると、配管路４の洗浄とこれに引続く暖機が
行われ、次に停止時冷却モード運転となる。すな
わち、運転指示器１９が残留熱除去系の運転開始
を指示するものである。そうすると、運転指示器
１９からの信号Ａにより入口弁開閉制御装置２０
が作動して入口弁１０を閉弁作動させるととも
に、運転指示器１９からの信号Ｃにより出口弁開
閉制御装置２１が作動して出口弁１２を開閉作動
させる。また入口弁開閉制御装置２０および出口
弁開閉制御装置２１は上記作動とともに信号Ｄお
よびＥを発するから、これらの信号Ｄ，Ｅにより
上記各弁１０，１２の閉弁作動後に、ポンプ起動
装置２２が作動してポンプ９を起動させる。この
場合、運転指示器１９からの信号Ｉで作動する熱
交換器通水量制御装置２４によりバイパス弁１５
は全開状態にされているから、ポンプ９の起動に
より炉水１は、再循環用配管路３の再循環ポンプ
２の入口側から配管路４に吸込まれ、弁５，６、
ポンプ９、バイパス管路１４、注入弁１３および
弁７をこの順に流通して、再循環用配管路３の再
循環ポンプ２の吐出側から原子炉１内に注入され
る。すなわち、ポンプ９の起動時にはこのポンプ
９の大きな吐出圧力が熱交換器１１に作用するこ
とはない。このようにしてポンプ９が起動される
と、その起動信号Ｇが注入弁開度制御装置２３に
入力されるから、この信号Ｇと運転指示器１９か
らの信号Ｈにより注入弁開度制御装置２３が作動
される。したがつて、この装置２３は系統流量計
１６からの信号Ｆを受けて、この信号Ｆをもとに
ポンプ９が定格運転となるように注入弁１３の開
度を調節する。次に、系統流量計１６からの信号
Ｂを受けている出口弁開閉制御装置２１が、その
定格流量判定器２１ａにより、ポンプ９が定格運
転となつた後に出口弁１２を全開させる。これと
ともに、系統流量計１６又は注入弁開度制御装置
２３からの信号を熱交換器通水量制御装置２４が
受け、この信号と運転指示器１９からの信号Ｉと
により、この装置２４がポンプ９定格運転後に次
の作動を行う。すなわち、熱交換器通水量制御装
置２４は入口弁１０およびバイパス弁１５の開度
を調節して、熱交換器１１の炉水通過量を所定の
減温率となるように制御する。こ制御はバイパス
流量計１７および炉水温度検出器１８からの信号
ＫおよびＪにしたがつてなされるものであり、残
留熱除去系の運転初期には炉水温度が高く熱交換
器１１での除熱効果が大きいので、炉水通過量は
制限され、その後は炉水温度が低下するにつれて
熱交換器１１での除熱効果が減少するので、炉水
通過量は増加される。なお、以上のような入口弁
１０とバイパス弁１５の開度と熱交換器１１の炉
水通過量との関係は第２図に示されるものであ
り、同図中は入口弁１０の開度曲線、はバイ
パス弁１５の開度曲線である。また、第２図から
分かるように入口弁１０が全開した時点からバイ
パス弁１５は閉弁作動を開始する。

すなわち、以上のようにポンプ９起動時にその
高吐出圧力が熱交換器１１に作用せず、かつその
後炉水温度減温率が一定となるように熱交換器１
１の炉水通過量を制御する際の余剰圧力はバイパ
ス管路１４に逃がすことから、この余剰圧力も熱
交換器１１に作用しない。したがつて、熱交換器
１１の冷却水側が低圧力設計であるにも拘らず、
残留熱除去系の全運転期間にわたり、冷却水側の
圧力を熱交換器１１内炉水配管側の圧力よりも高
く保持できる。このため、熱交換器１１内炉水配
管側に万一破損等を生じても、放射能濃度が高い
炉水が拡散されることがない。なお、以上のよう
な圧力関係は第３図に示されるもので、同図中
は冷却水側の圧力、は熱交換器１１内炉水配管
側の圧力、は炉圧、は従来装置による運転初
期における炉水配管側の圧力で比較のために示し
たものである。

そして、このように冷却水側を低圧力設計する
ことができるから、同側のコストを低減させ得る
ことは勿論、運転期間中、冷却水側と熱交換器１
１内炉水配管側との圧力差が小さくなるから、熱
交換器１１の信頼性を向上できる。

なお、本実施例は以上のように構成したが、本
発明の実施に当つてはその要旨に反しない限り、
配管路、ポンプ、熱交換器入口弁、熱交換器、熱
交換器出口弁、注入弁、バイパス管路、バイパス
弁、系統流量計、バイパス流量計、炉水温度検出
器、運転制御装置および同運転制御装置を構成す
る運転指示器、入口弁制御装置、出口弁制御装
置、ポンプ起動装置、注入弁開度制御装置、熱交
換器通水量制御装置等の具体的な構造、形状、配
置および運転制御装置内の信号送受、同装置と流
量計、炉水温度検出器間の信号送受等は、上記一
実施例に制約されるものではなく種々構成して実
施できることは勿論である。

本発明は以上説明したように、配管路の熱交換
器入口弁から熱交換器出口弁に至る管路を、バイ
パス弁を設けたバイパス管路でバイパスし、配管
路に設けた系統流量計、バイパス流量計および配
管路又は原子炉に設けた炉水温度検出器からの信
号等で作動する運転制御装置により、熱交換器入
口弁および熱交換器出口弁を閉じた後、ポンプを
起動させこのポンプが定格運転となるように注入
弁の開度を調節してから、熱交換器出口弁を開く
とともに熱交換器入口弁およびバイパス弁の開度
を調節して、熱交換器炉水通過量を所定の減温率
となるように制御する構成としたものである。し
たがつて、本発明によれば、熱交換器の冷却水側
の設計圧力を低く設計しコストの低減を図り得る
とともに、このような低圧力設計であるにも拘ら
ず全運転期間にわたり熱交換器の冷却水側の圧力
を熱交換器内炉水配管側圧力を高く保持でき、炉
水拡散のおそれがない。しかも、熱交換器の冷却
水側圧力と炉水配管側圧力の差が小さくなるの
で、熱交換器の信頼性も向上できる等の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は構成
図、第２図は熱交換器入口弁およびバイパス弁の
開度と熱交換器の炉水通過量との関係を示す特性
図、第３図は熱交換器の炉水配管側圧力および冷
却水側圧力と残留熱除去系の運転経過との関係を
示す特性図である。１…原子炉、４…配管路、９…ポンプ、１０…
熱交換器入口弁、１１…熱交換器、１１ａ…冷却
水配管、１２…熱交換器出口弁、１３…注入弁、
１４…バイパス管路、１５…バイパス弁、１６…
系統流量計、１７…バイパス流量計、１８…炉水
温度検出器、１９…運転指示器、２０…入口弁開
閉制御装置、２１…出口弁開閉制御装置、２２…
ポンプ起動装置、２３…注入弁開度制御装置、２
４…熱交換器通水量制御装置、Ａ〜Ｋ…信号。

Claims

【特許請求の範囲】１両端を原子炉内に連通した配管路に、ポン
プ、開度調節可能な熱交換器入口弁、熱交換器、
熱交換器出口弁および開度調節可能な注入弁を、
この順に配設するとともに、この配管路に熱交換
器入口弁から熱交換器出口弁に至る管路をバイパ
スするバイパス管路を設け、このバイパス管路に
は開度調節可能なバイパス弁を設け、上記配管路
又は原子炉に設けた炉水温度検出器および配管路
に設けた系統流量計、バイパス流量計を運転制御
装置に接続してなり、この運転制御装置により熱
交換器入口弁および熱交換器出口弁を閉じた後、
ポンプを起動させこのポンプが定格運転となるよ
うに注入弁の開度を調節してから、熱交換器出口
弁を開くとともに熱交換器入口弁およびバイパス
弁の開度を調節して熱交換器炉水通過量を所定の
減温率となるように制御することを特徴とする原
子炉停止時の残留熱除去系。２上記運転制御装置は、原子炉停止時に残留熱
除去系の運転開始を指示する運転指示器と、この
指示器に接続され、これからの信号により熱交換
器入口弁を閉弁作動させる入口弁開閉制御装置
と、運転指示器および系統流量計と接続され、運
転指示器からの信号により熱交換器出口弁を閉弁
作動させるとともに、系統流量計からの信号によ
りポンプが定格運転となつた状態で熱交換器出口
弁を開弁作動させる出口弁開閉制御装置と、これ
ら入口弁開閉制御装置および出口弁開閉制御装置
と接続され、これらからの信号により熱交換器入
口弁および熱交換器出口弁が共に閉弁作動した後
にポンプを起動させるポンプ起動装置と、この起
動装置、運転指示器および系統流量計と接続さ
れ、これらからの信号により起動されたポンプが
定格運転となるように注入弁の開度を調節する注
入弁開度制御装置と、運転指示器、バイパス流量
計および炉水温度検出器と接続され、これらから
の信号によりポンプ定格運転後に熱交換器入口弁
およびバイパス弁の開度を炉水温度にしたがつて
調節し熱交換器の炉水通過量を制御する熱交換器
通水量制御装置とを具備して構成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の原子炉停止時
の残留熱除去系。