JPH02156193A

JPH02156193A - 制御棒駆動水圧装置

Info

Publication number: JPH02156193A
Application number: JP63308829A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Shichida; 七田　亮二
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-12-08
Filing date: 1988-12-08
Publication date: 1990-06-15
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPH0786545B2

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は沸騰水型原子炉に使用される制御棒駆動機構を
駆動させる制御棒駆動水圧装置に関する。

（従来の技術）沸騰水型原子炉には第２図に示すように原子炉圧力容器
の下部鏡板（図示せず）に多数の制御棒駆動機構１が取
付けられている。制御棒駆動機構（以下ＣＲＤという）
１は水圧駆動ピストン方式を採用している。この水圧駆
動ピストン（以下ピストンという）２の下面または上面
に駆動水を供給することにより、ピストン２を昇降させ
て制御棒（図示せず）を４体１組の燃料集合体（図示せ
ず）間に挿入あるいは燃料集合体から引き抜き、これに
よって原子炉の出力制御が行なわれる様しこなっている
。

通常運転時の出力制御は制御棒駆動水ポンプ（以下ＣＲ
Ｄポンプという）３で加圧された駆動水が各種の水圧を
調整するマスターコントロールステーション４を通り駆
動水配管５、駆動水ライザー管６．水圧制御ユニット（
以下ＦＣＵという）７内に設けている方向制御弁８ａ、
挿入配管９を介してＣＲＤｌ内のピストン２の下面に供
給され制御棒（図示せず）が挿入される。この時、ピス
トン２上面の戻り水は引抜配管１０、方向制御弁８ｄ、
排水ライザー管１１．排水配管１２および逆止弁１３を
介して冷却水配管１４内へ排出される。排出された戻り
水は冷却水ライザー管１５を介して正規の冷却水と共に
他のＨＣＯ７へ供給され、ＣＲＤｌの冷却水として使用
される。制御棒（図示せず）を引き抜く時は駆動水がマ
スターコントロールステーション４、駆動水配管５、駆
動水ライザー管６゜ＨＣＯ７内の方向制御弁８Ｃ１引抜
配管１０を介してＣＲＤｌ内のピストン２上面に供給さ
れ制御棒（図示せず）は引き抜かれる。この時、ピスト
ン２下面の戻り水は挿入配管９、方向制御弁８ｂ、排水
ライザー管１１．排水配管１２および逆止弁１３を介し
て冷却水配管１４内へ排出され、上述と同様ＣＲＤ１の
冷却水として使用される。

また、原子炉異常時には原子炉保護系からのスクラム信
号によりＨＣＯ７内のスクラム入口弁１６およびスクラ
ム出口弁１７が全開となり、ＨＣＵ　７のアキュムレー
タ１８に蓄えられた高圧駆動水を挿入配管９を介してＣ
ＲＤｌのピストン２の下面に供給する。一方、ピストン
２の上面の戻り水は弓抜配管１０、スクラム出口弁１７
．スクラム排出配管１９を介してスクラム排出設備２０
へ排出される。

これにより、ＣＲＤｌは確実なスクラ１１動作が行なわ
れ、原子炉の安全性が確保されるように構成しである。

（発明が解決しようとする課題）以上のように、従来の制御棒駆動水圧装置の通常運転時
の出力制御において、ＣＲＤＩのピストン２を挿入また
は引き抜く時にピストン２上面または下面の戻り水が引
抜配管１０または挿入配管９、ＨＣＯ７内の方向制御弁
８ｄまたは８ｂ、排水ライザー管１１、排水配管１２お
よび逆止弁１３を介して冷却水配管１４へ排出される。

また排水配管１２には逆止弁１３が取付られているため
、冷却水配管１４の冷却水が排水配管１２側へ流れ込む
ことはない、また、ＨＣＯ７内の方向制御弁８ｄは高差
圧が作用した場合、作動不良を起すため、排水配管１２
に取付けている逆止弁１３の弁体にオリフィス穴（φｌ
　、　６　ｍ　）を設け、該オリフィス穴から冷却水配
管１４の圧力を前記方向制御弁８ｄの出口側にかかるよ
うにしている。

ところで、排水配管１２および排水ライザー管１１のエ
アベントを行なおうとして、ＨＣＯ２側からエアベント
用の水を供給すると、ＣＲＤｌのピストン２の−Ｆ面ま
たは下面にエアベント用の水が供給され、ピストン２が
昇降することにより制御棒（図示せず）が動いてしまう
ので、ＨＣＯ２側からエアベント用の水を供給すること
は無理である。

したがって、排水配管１２に取付けている逆止弁１３の
弁体に設けているオリフィス穴（φ１　、６　ａｍ　）
を使用して冷却水配管１４の水を排水配管１２および排
出ライザー管１１へ供給しエアベント作業を行なうこと
になるが、逆止弁１３の弁体に設けているオリフィス穴
が微小なためエアベントに必要な流量が確保できない。

よって逆止弁１３の弁体を取外して十分な流路を確保し
た後、排水配管１２のエアベント作業を行なっている。

このため、エアベント作業に長時間資すとともに、逆止
弁１３の弁体を再び取付ける際、排水配管１２内にエア
が混入し、結局十分なエアベントが完了したとはいえな
い。残留エアが原子炉の通常運転時、排水配管１２に取
付けている逆止弁１３の弁体に設けているオリフィス穴
（φ１．６ＩＩｆｉ）から排水配管１２内のエアが冷却
水配管１４内に流れ込み、冷却水ライザー管１５、挿入
配管９を介してＣＲＤ　Ｌのピストン１下面に侵入する
ことになり、ピストン２を駆動させ制御棒（図示せず）
を燃料集合体（図示せず）へ挿入しようとしてもエアの
影響で挿入できないという不具合が発生する恐れがあっ
た。

また、原子炉の通常運転時逆止弁１３の弁体に設けてい
るオリフィス穴（φ１　、６　ｍｍ　）が微小のためオ
リフィス穴（φ１　、６　ｍｍ　）が目詰りした場合、
冷却水配管１４内の圧力を逆止弁１３の弁体に設けてい
るオリフイス穴（φ１　、６　ａｍ　）から排水配管１
２、排水ライザー管１１側に加えることができず、排水
ライザー管１１および排水配管１２側が負圧になる恐れ
がある。

排水ライザー管１１および排水配管１２が負圧になると
Ｉ（ＣＵ　Ｖ内の方向制御弁８ｄに高差圧が作用し、方
向制御弁８ｄは作動不能となる恐れがあり、ひいては制
御棒（図示せず）の挿入または引き抜きができないとい
う不具合が発生する恐れもあった。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、制
御棒の挿入および引き抜きあるいはスクラム性能を損う
要因となるエアが排水ライザー管または排水配管内に残
留しないようベント性の向上を図るとともに、排水配管
に取付けている逆止弁の弁体に設けているオリフィス穴
の目詰りによる水圧制御ユニット内の方向制御弁の作動
不良を防止し、制御棒の挿入および引き抜きあるいはス
クラム性能の健全性を確保し、プラント全体の安全性を
向上させることができる制御棒駆動水圧装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の制御棒駆動水圧装置では、原子炉に制御棒を挿
入または引き抜きさせる制御捧駆機構と、制御棒を緊急
挿入させる高圧駆動水を供給するスクラム人口弁と、制
御棒駆動機構からの排水を通すスクラム出口弁を備え、
また前記制御棒を挿入または引き抜きさせる駆動水流路
を決定する方向制御弁を備えた水圧制御ユニットと、原
子炉の通常運転時出力制御に使用する駆動水を供給する
駆動水配管、駆動水ライザー管、排水配管、排水ライザ
ー管、冷却水配管、冷却水ライザー管とから成る制御棒
駆動水圧装置において、前記排水配管に取付けている逆
止弁をバイパスするバイパス配管と、このバイパス配管
に止弁を設けたことを特徴とする。

（作　用）本発明の制御棒駆動水圧装置において、原子炉の定常運
転中は、ＨＣＵ内の駆動水流路を決定する方向制御弁４
個は全開となっており、制御棒の挿入あるいは引き抜き
といフた動作は行なわない。

この状態では制御棒駆動機構を冷却するため各種の水圧
を調整するマスターコントロールステーションから冷却
配管を通り挿入配管を介して制御棒駆動機構内へ冷却水
が流れている。この冷却水が冷却水配管から排水配管側
へ流れないよう排水配管に逆止弁を設けている。

原子炉の出力制御を行なう時はＨＣＵ内の駆動水流熱を
決定する方向制御弁を全開にし、前記マスターコントロ
ールステーションからの駆動水が駆動水配管より挿入配
管を介して制御棒駆動機構に供給され、制御棒が原子炉
内の燃料集合体に挿入または引き抜かれて出力を制御す
る。この時、制御棒駆動機構内の戻り水はＨＣＵ内の方
向制御弁を通り排水配管と、逆止弁を介して冷却水配管
内へと流入する。

このように逆止弁は冷却水配管からの冷却水が！１１水
配管側へ流入するのをしゃ断し、また制御棒を挿入また
は引き抜く時に排水配管内に流入した戻り水を冷却水配
管側へ流す働きをするとともに冷却水配管側の圧力を排
水配管に取付けた逆止弁の弁体に設けた微小のオリフィ
ス穴（φ１　、６　ｍｍ　）によってＨＣＵ内の駆動水
流路を決定する方向制御弁の出口側に圧力を加えること
によって、方向制御弁の差圧過大による作動不能を防い
でいる。

また、バスパス配管に取付けている止弁は原子炉運転時
においては全閉としており、ｙＸＸ子弾停止時定期検査
等）に排水配管内および排水ライザー管内のエアベント
のために全開で使用される。

一方、原子炉運転中は排水配管に取付けている逆止弁の
弁体に設けたオリフィス穴（φｌ　、　６　ｍｍ　）が
目詰りした時に全開または微開だ使用される。

（実施例）以下、第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図において示される符号３０は原子炉運転時の下部
鏡板（図示せず）に取付けられた制御棒駆動機構（以下
ＣＲＤという）である。ＣＲＤ３０は４体１組の燃料集
合体（図示せず）間に制御棒（図示せず）を出し入れさ
せる水圧駆動ピストン３１を備えており、このピストン
３１により制御捧（図示せず）を駆動させることで原子
炉の出力制御が行なわれるようになっている。一方、Ｃ
ＲＤ３０は挿入配管３２および引抜配管３３を介して水
圧制御ユニット（以下ＨＣＵという）３４に接続されて
いる。ＣＲＤ：１０とＨＣＵ３４とは１対１で対応して
おり、例えば、Ｉ１００ＭＷ級原子カプラントではそれ
ぞれ１８５台設置されている。ＨＣＵ３４とＣＲＤ３０
との対応関係は１対２あるいはそれ以上であってもよい
。

ＨＣＵ３４には制御棒駆動水ポンプ３５により加圧され
た高圧水が各種の水圧を調整するマスターコントローロ
スチージョン３６を通り駆動水配管３７を介して駆動水
ライザー管３８と、冷却水配管３９を介して冷却水ライ
ザー管４０と充填水配管４１を介して充填水ライザー管
４２が接続されている。またＨＣＵ３４からは排水ライ
ザー管４３、排水配管４４、逆止弁４５を介して冷却水
配管３９へ接続されている。

逆止弁４５をバイパスするバイパス配管が設けられ、こ
のバイパス配管４６には止弁４７が設けられている。

ＨＣＵ３４内には方向制御弁４８ａ、　４８ｂ、　４８
ｃ、　４８ｄとアキュムレータ４９、スクラム入口弁５
０及びスクラム出口弁５１が設けられており、前記スク
ラム出口弁５１からはスクラム排出配管５２を介してス
クラム排出設備５３に接続されている。

原子炉の定常運転はＨＣＵ３４内の駆動水流路を決定す
る方向制御弁４８ａ、　４８ｂ、　４８ｃ、　４８ｄ及
びスクラム入口弁５０、スクラム出口弁５１は全開とな
っているため、制御棒（図示せず）はｍｌ！ＩＪＬない
。したがって、各種の水圧を調整するマスターコントロ
ールステーション３６からはＣＲＤ３０を冷却するため
の冷却水が冷却水配管３９、冷却水ライザー管４０、挿
入配管３２を介してＣＲＤ３０内へ供給される。

この時、冷却水が冷却水配管３９から排水配管４４側へ
流れないように排水配管４４に逆止弁４５が取付いてい
る。

原子炉の出力制御を行なう時は多数設置されているＨＣ
Ｕ３４に対し１台づつ順にＨＣＵ３４内の駆動水流路を
決定する方向制御弁４８ａ、　４８ｄ、　　（または４
８ｂ、　４８ｃ）が開かれマスターコントロールステー
ション３６から駆動水配管３７、駆動水ライザー管３８
、ＨＣＵ３４内の方向制御弁４８ａ（または４８ｃ）、
挿入配管３２（または引抜配管３３）を介してＣＨＤ３
０の水圧駆動ピストン３１下面（または上面）に駆動水
が供給され、ピストン３１が上昇（または下降し制御棒
（図示せず）を４体１組の燃料集合体（図示せず）間に
挿入（または引き抜き）することにより原子炉の出力を
制御する。この時、ＣＲＤ３０のピストン３１上面（ま
たは下面）の戻り水は引抜配管３３（または挿入配管３
２）、ＨＣＵ３４内の方向制御弁４８ｄ（または４８ｂ
）　、排水ライザー管４３、排水配管４４及び排水配管
４４に取付けている逆止弁４５を介して冷却水配管３９
内へ流れ込み、冷却水ライザー管４０を介して他のＨＣ
Ｕ３４へと流れ前述のようにＣＲＤ３０内へ冷却水とし
て供給される。

原子炉の異常時にスクラム信号が発せられると、スクラ
ム入口弁５０およびスクラム出口弁５１が瞬時を二全開
となり、マスターコントロールステーション３６から充
填水配管４１．充填水ライザー管４２を介してアキュム
レータ４９に蓄積された高圧駆動水が。

スクラム入口弁５０．挿入配管３２を介してＨＣＵ３０
のピストン３１下面に供給され、ピストン３１が急速に
上昇することにより制御棒（図示せず）が４体１組の燃
料集合体（図示せず）に挿入され原子炉の出力は停止す
る。この時、ＨＣＵ３０のピストン３１上面にある戻り
水は引抜配管３３、スクラム出口弁５１、スクラム排出
配管５２を介してスクラム排出設備５３へ排出される。

ＨＣＵ３４内の駆動水流路を決定する４台の方向制御弁
４８ａ、　４８ｂ、　４８ｃ、　４８ｄの内方向制御弁
４８ｄは高差圧が作用すると作動不良を起こす恐れがあ
るため、逆止弁４５の弁体にオリフィス穴（φｌ　、　
６　ｎｍ　）を設けて、このオリフィス穴によって冷却
水配管３９の圧力を前記方向制御弁４８ｄの出口側に加
え前記方向制御弁４８ｄの作動不良を防いでいる。

また、逆止弁４５をバイパスする配管４６と、このバイ
パス配管４６に取付けている止弁４７はプラント停止中
（定検等）において排水配管４４および排水ライザー管
４５のエアベント作業が必要になった時あるいは定常運
転中において、逆止弁４５の弁体に設けているオリフィ
ス穴（φ１　、６　ｕｎ　）が目詰りし、冷却水配管３
９の圧力がＨＣＵ３４内の方向制御弁４８ｄに作用しな
くなった時に止弁４７を全開または微開して、前述の不
具合を解消させる。

〔発明の効果〕

本発明によれば排水配管および排水ライザー管のエアベ
ント作業がバイパス配管に設けた止弁を全開にし、冷却
水配管からエアベント用の水を供給させることによって
排水配管および排水ライザ管のエア抜きが完全にできる
。

したがって、排水配管および排水ライザー管にエアが残
留しないため制御棒駆動機内のピストンは確実に昇降で
き、これに連なる制御棒の燃料集合体間における挿入あ
るいは引き抜きによって原子炉の出力制御が確立され、
スクラム機能の健全性を図ることができる。このことは
プラント運転の信頼性が向上でき、プラント全体の安全
性の向上にも寄与できる。

また、排水配管に取付けている逆止弁の弁体に設けてい
るオリフィスが目詰りしても、逆止弁をバイパスするバ
イパス配管に取付けている止弁を微開することにより、
冷却水配管の圧力を排水配管側へったえることができ、
ＨＣＵ内の方向制御弁の動作不良を未然に防止できる。

このことはプラン１への稼動率の向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御棒駆動水圧装置の一実施例を
示す概略系統構成図、第２図は従来の制御棒駆動水圧装
置を示す概略系統構成図である。１・・・制御棒駆動機構　　　　　２・・水圧駆動ピス
トン３・・制御棒駆動水ポンプ４・・・マスターコントロールステーション５・・・駆
動水配管　　　　　　　６・・・駆動水ライザー管７・
・・水圧制御ユニット　　　　８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ
・・・方向制御弁９・・・挿入配管　　　　　　　　１
０・男１抜配管１１・・・排水ライザー管　　　　　１
２・・・排水配管１３・・・逆止弁　　　　　　　　　
１４・・・冷却水配管１５・・・冷却水ライザー管　　
　　１６・・・スクラム入口弁１７・・・スクラム出口
弁　　　　　１８・・・アキュムレータ１９・・・スク
ラム排出配管　　　　２０・・・スクラム排出設備３０
・・制御棒駆動機構　　　　　３１・・・水圧駆動ピス
トン３２・・・挿入配管　　　　　　　　３３・・・引
抜配管３４・・・水圧制御ユニット　　　　３５・・・
制御棒駆動水ポンプ３６・・・マスターコントロールス
テーション３７・・駆動水配管　　　　　　　３８・・
・駆動水ライザー管３９・・・冷却水配管　　　　　　
　４０・・冷却水ライザー管４１−充填水配管　　　　
　　　４２・・充填水ライザー管４３・・排水ライザー
管　　　　　４４・・排水配管４５・オリフィス付逆止
弁　　　４６・・バイパス配管４７・・止弁４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ・＝方向制御弁４９　
　アキュムレータ　　　　　５０・・スクラム入口弁５
１・スクラム出口弁　　　　　５２・・・スクラム排出
配管５３・・・スクラム排出設備（８７３３）　　代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（は
が１名）第′ｉ図

Claims

【特許請求の範囲】

水源から導かれた駆動水を供給する制御棒駆動水ポンプ
と、この制御棒駆動水ポンプの吐出側に設けられたマス
ターコントロールステーションと、このマスターコント
ロールステーションから導かれた駆動水配管・冷却水配
管及び充填水配管と、この駆動水配管・冷却水配管及び
充填水配管から制御棒を駆動するための多数の水圧制御
ユニットに接続された駆動水ライザー管・冷却水ライザ
ー管及び充填水ライザー管と、前記制御棒を駆動させる
時に制御棒駆動機構から排水される水を前記冷却水配管
へ流すための排水ライザー管・排水配管からなる制御棒
駆動水圧装置において、前記排水配管に取付けられてい
るオリフィス付逆止弁をバイパスするバイパス配管と、
このバイパス配管に止弁を設けてなることを特徴とする
制御棒駆動水圧装置。