JPH02253194A - 沸騰水型原子炉の冷却水注入系 - Google Patents

沸騰水型原子炉の冷却水注入系

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JPH02253194A
JPH02253194A JP1073925A JP7392589A JPH02253194A JP H02253194 A JPH02253194 A JP H02253194A JP 1073925 A JP1073925 A JP 1073925A JP 7392589 A JP7392589 A JP 7392589A JP H02253194 A JPH02253194 A JP H02253194A
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pressure
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reactor
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Hiroshi Miyano
宮野 廣
Sunao Narabayashi
直 奈良林
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Toshiba Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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)
  • Jet Pumps And Other Pumps (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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内への注水手
段を改良した原子炉システムに関する。
(従来の技術) 沸騰水型原子炉では炉心の冷却に普通の水(軽水を用い
ている。すなわち、第4図に示したようなシステムが採
られている。第4図において、炉心1を内蔵する原子炉
圧力容器2には主蒸気管3が接続されている。炉心1で
発生した熱を水で冷却して蒸気とし、その蒸気は主蒸気
管3を通して図示してないタービンへ供給し発電に供し
ている。
炉心1への冷却水の循環には大形の再循環ポンプ4によ
って再循環系配管7から原子炉圧力容器2内へ供給して
いる。また、原子炉の運転を停止する場合には炉心1の
余剰発熱を除去する熱除去ポンプ5を駆動させ熱交換器
6で冷却させた低温水を原子炉圧力容器2内へ供給する
。この熱除去ポンプ5は非常用タンク10から導出され
た熱除去系配管5aによる給水と再循環系配管7からの
給水とによって原子炉圧力容器2内へ水を供給している
さらに、再循環系配管7の仮想事故破断などに対応して
は原子炉を急緊に停止するとともに迅速にかつ長期間の
冷却が必要である。そのため高圧時に作動させる高圧注
入系配管8aを設けるとともに低圧時に作動させる低圧
注入系配管9aをも設けている。これらの系統配管8a
、9aは非常用タンク10から各ポンプ8,9を介して
原子炉圧力容器2に接続している。これらのポンプ8,
9を作動させて原子炉圧力容器2内の炉心1へ注入して
いる。
(発明が解決しようとする課題) 」二連したように炉心1の冷却には軽水を使用し、発電
後の復水または炉水位の調整の通常運転時の原子炉圧力
容器2内への注入にはモータで駆動するポンプを使用し
ている。また原子炉の通常の停止時には炉心1の残存熱
の除去が必要であり、この場合にもモータ駆動のポンプ
を使用して注水をしている。とくに、仮想する原子炉の
事故において、たとえば配管破断による冷却材喪失事故
時の原子炉圧力容器内への緊急給水時には、従来はモー
タ駆動のポンプを使用したり、電源の不具合を考慮ジー
ゼルエンジンを使用したポンプによっている。
しかしながら、緊急時にしか作動しない機器の場合では
通常時のメンテナンスが負担となり、また常用として使
用する機器の場合も含めて運転の動力が全体の効率を考
慮すると損失になる課題がある。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、構
造上駆動部のない、たとえば原子炉圧力容器から排出さ
れる蒸気を使用して、蒸気の潜熱を利用し熱エネルギを
圧力に変換して冷水を原子炉圧力容器内に注入し、冷却
材喪失事故または原子炉の緊急停止処置の必要な場合に
他の動力源を使用することなく確実に原子炉圧力容器内
に冷却水を注入することができる原子炉システムを提供
することにある。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明は炉心を内蔵した原子炉圧力容器と、この原子炉
圧力容器に接続された主蒸気管と、この主蒸気管に設け
られた蒸気逃し安全弁を有する蒸気逃し管と、この蒸気
逃し管および前記主蒸気管からそれぞれ分岐されたポン
プ作動系蒸気管と、このポンプ作動系蒸気管に接続され
た制御器と、前記原子炉圧力容器内へ注水する熱除去系
配管。
高圧注入系配管および低圧注入系配管と、これらの系統
配管にポンプを介して接続された水タンクとを具備し、
前記ポンプの少なくとも一つは前記制御器を介して作動
されかつ蒸気駆動用蒸気ポンプからなることを特徴とす
る。
また、本発明において、前記蒸気駆動用ポンプは回転駆
動部がなく、耐圧ボディに作動蒸気供給口、給水口、ド
レンロ、高圧水吐出口の各給排出口を有し、かつ前記耐
圧ボディに高速流体をつくるノズル、蒸気と水を混合す
る混合スロートおよび高速となった水流を昇圧ディフュ
ーザを有しているものからなることを特徴とする。
(作 用) 熱除去系配管、高圧注入系配管および低圧注入系配管に
蒸気ポンプを接続する。主蒸気管または蒸気逃し配管系
から分岐してポンプ作動用配管を設け、バルブの開閉、
制御器からの信号によって前記ポンプ作動用配管から蒸
気を送り、各々の系統配管の蒸気ポンプを作動させて、
原子炉圧力容器内へ冷却水を供給し、炉心を冷却させる
蒸気ポンプは熱エネルギを運動エネルギに変換し、昇圧
ディフューザでさらに蒸気の供給圧力より高い圧力まで
昇圧する。この昇圧によって原子炉圧力容器内に高い圧
力で冷却水を供給することができる。
(実施例) 第1−図から第3図を参照しながら本発明に係る原子炉
システムの一実施例を説明する。
第1図において符号]は原子炉圧力容器2内に配置され
た炉心を示している。原子炉圧力容器2には主蒸気管3
が接続されており、この主蒸気管3から分岐して蒸気逃
し弁12を有する蒸気逃し配管12aが接続されている
。また主蒸気管3と蒸気逃し配管12aからそれぞれ分
岐してポンプ作動用蒸気配管13の一端に接続される分
岐配管13a、 13bが設けられている。主蒸気管3
からの分岐配管1.3bにはバルブ14が介在されてい
る。ポンプ作動用蒸気配管13の他端は熱除去系配管5
a、高圧注入系配管8aおよび低圧注入系配管9aにそ
れぞれ設けられた蒸気ポンプ5b、8bおよび9bに制
御器15を介して接続されている。熱除去系配管5a、
高圧注入系配管8aおよび低圧注入系配管9bの一端は
非常用タンク10に、他端は原子炉圧力容器2にそれぞ
れ接続されている。熱除去系配管5aの一端はまた再循
環系配管7の再循環ポンプ4の入口側に接続されている
。再循環系配管7と熱除去系配管5aとの間には熱交換
器6が接続されている。高圧注入系配管8aの途中には
他の非常用水タンク10aが接続され、多量の水を原子
炉圧力容器2内へ注水できるようになっている。
−2で、各系統配管5a、8aおよび9bに組込まれる
蒸気ポンプ5b、 8bおよび9bは第2図に示したと
同様の構造を有する蒸気ポンプ11である。
すなわち、第2図に示した蒸気ポンプ11は供給する水
の圧力に十分耐え得る耐圧ボディ20に作動蒸気供給口
16(17)と、これに対向して給水口17(16)が
設けられている。またドレン口18がボディ20の下側
面に、高圧水吐出口19がボディ20の右端に接続され
ている。さらにボディ20内には作動蒸気供給口16(
17)から流入した蒸気を絞って噴出させるノズル21
と、このノズル21からの蒸気と給水口17(16)か
らの水とを混合する混合スロート22と、高圧水吐出口
19側に設けられた昇圧ディフューザ23とを有してい
る。なお、蒸気供給口16の位置と給水口17の位置を
逆にすることもできる。
しかして、蒸気ポンプ11は混合スロート22で高温の
蒸気と低温の水を混合することで蒸気の熱エネルギを水
の運動エネルギと圧力に変換し、昇圧ディフューザ23
でさらに蒸気の供給圧力より高い圧力まで昇圧する。こ
れによって、原子炉圧内容器2内の熱を利用し原子炉圧
力容器2内の圧力より高い圧力で冷却水を原子炉圧力容
器2内に供給することができる。
第3図は蒸気ポンプ11の作用を説明するためのもので
、第2図と同一部分には同一符号で示し重複する部分の
説明を省略する。
第3図中、■を蒸気入口、■を水供給口、■を吐出口と
し、また、式中、Qを水9gを蒸気2mを流量、hをエ
ンタルピー、Pを圧力、ρを密度とする。すると。
このように蒸気ポンプ11は蒸気の潜熱を利用して熱エ
ネルギを圧力に変換して冷却水を原子炉圧力容器内に注
入できる。したがって、とくに大きな容量を必要としな
いポンプにこの蒸気ポンプを適用することで駆動部のな
い信頼性の高いポンプを提供できる。
上記実施例によれば原子炉の常用、非常用の冷却水供給
系に蒸気ポンプを組込むことによって、冷却材喪失事故
または原子炉の緊急停止処置の必要な場合に他の動力源
を使用しないで、確実に原子炉圧力容器内に注入でき、
また系統配管のポンプその他の機器のメンテナンスを容
易にすることができる。
なお、本発明の実施態様を要約すればつぎのとうりであ
る。■、原子炉圧力容器の蒸気を配管で蒸気ポンプに導
き、低圧の低温水を加圧して原子炉圧力容器の圧力より
高い圧力で原子炉圧力容器内へ注入すること。■蒸気供
給系に開閉弁(バルブ)、流量調整器を設けて蒸気ポン
プの作動を制御すること。■非常時には蒸気逃し管など
制御されない系統配管から蒸気を供給する非常用給水系
をもつこと。@)蒸気ポンプは回転機構などの駆動部が
なく、作動蒸気供給口、給水口、ドレンロ、高圧水吐出
口の各給排出口を有し、供給する水の圧力に十分耐える
耐圧ボディと、高速流体をつくるノズルと、蒸気と水と
を混合する混合スロー1〜、さらに高速となった水流を
昇圧する昇圧ディフューザとからなることである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、炉心から発生する余剰の蒸気を用いて
蒸気ポンプを作動させることで水タンクに溜められた常
圧の水を加圧して、供給された蒸気圧よりも高い圧力と
して原子炉圧力容器内に供給することができ、原子炉停
止時の原子炉圧力容器内の熱を除去することができる。
すなわち、原子炉圧力容器内への冷却材注入を外部から
の動力の供給をせずに、また稼動部のないポンプを用い
ることで原子炉圧力容器内からの発熱による蒸気の供給
と供給する水がある限り、原子炉圧力容器内への冷却水
の供給が可能となり、安定した信頼性の高い原子炉シス
テムを得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る原子炉システムの一実施例を示す
系統図、第2図は第1図の要部における蒸気ポンプを示
す縦断面図、第3図は第2図における蒸気ポンプの原理
を示す縦断面図、第4図は従来の原子炉システムの冷却
水注入系を示す系統図である。 1・・・炉心        2・・・原子炉圧力容器
3・・・主蒸気管      4 再循環ポンプ5 ・
熱除去用ポンプ   5a・熱除去系配管6・・・熱交
換器      7・・再循環系配管8・・・高圧注入
用ポンプ  8a・高圧注入系配管9・・・低圧ポンプ
用ポンプ 9a・・低圧注入系配管10・・非常用水タ
ンク   11・・蒸気ポンプ12・・・逃し弁   
    13・・ポンプ作動用蒸気配管14・バルブ 
      15・・・制御器16・・・作動蒸気供給
口   17・給水口18・・ドレン口      1
9・・高圧水吐出口20・・耐圧ボディ     21
・・ノズル22・・混合スロート    23・・昇圧
ディフューザ(8733)代理人弁理士 猪 股 祥 
晃(ばか1名)第 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)炉心を内蔵した原子炉圧力容器と、この原子炉圧
    力容器に接続された主蒸気管と、この主蒸気管に設けら
    れた蒸気逃し安全弁を有する蒸気逃し管と、この蒸気逃
    し管および前記主蒸気管からそれぞれ分岐されたポンプ
    作動系蒸気管と、このポンプ作動系蒸気管に接続された
    制御器と、前記原子炉圧力容器内へ注水する熱除去系配
    管、高圧注入系配管および低圧注入系配管と、これらの
    系統配管にポンプを介して接続された水タンクとを具備
    し、前記ポンプの少なくとも一つは前記制御器を介して
    作動されかつ蒸気駆動用蒸気ポンプからなることを特徴
    とする原子炉システム。
  2. (2)前記蒸気駆動用ポンプは回転駆動部がなく、耐圧
    ボディに作動蒸気供給口、給水口、ドレン口、高圧水吐
    出口の各給排出口を有し、かつ前記耐圧ボディに高速流
    体をつくるノズル、蒸気と水を混合する混合スロートお
    よび高速となった水流を昇圧ディフューザを有している
    ものからなることを特徴とする請求項1記載の原子炉シ
    ステム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6355493A (ja) * 1986-08-27 1988-03-09 株式会社日立製作所 重水減速圧力管型原子炉

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6355493A (ja) * 1986-08-27 1988-03-09 株式会社日立製作所 重水減速圧力管型原子炉

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