JPH026793A - 補機器冷却装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は補機器冷却装置に係り、特に系統内圧力の低減
に好適な補機器冷却装置に関する。

〔従来の技術〕

従来知られている補機器冷却装置は、特開昭５８−２０
２８９７号公報に記載されているように、系統保有流体
（補機器冷却水）の温度変化に伴う膨張・収縮を吸収す
るためにサージタンクを有し、このサージタンクは、系
統的満水保持及び冷却水循環ポンプ押込み圧力確保のた
め、冷却対象の補機器の中で最も高い位置にある補機器
よりも更に高い位置に設置され、冷却水循環ポンプ入口
部に配管で接続されていた。

重水減速沸騰軽水冷却圧力管型原子炉の補機器冷却装置
を例にとると、減速材である重水を一定温度に保つため
、カランドリアタンク内の重水は重水循環ポンプで重水
冷却器に送られ、重水冷却器内で補機器冷却水循環ポン
プにより循環される補機器冷却水により冷却された後、
再びカランドリアタンクへ戻される。この系統内の重水
は、液面上にカバーガスを封入された重水サージタンク
により常時加圧されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記重水冷却器で万一伝熱管が破損した場合、重水冷却
器内の重水圧力が補機器冷却水圧力よりも低いと、軽水
である補機器冷却水が重水中に混入し重水純度が低下す
る。重水純度が規定値を下まわると原子炉定格出力を維
持することができないので、純度が劣化した重水の排出
、精製、および再装荷が必要になり、この作業の間原子
炉停止を余儀なくされる。

通常運転時においては、重水循環ポンプの吐出圧により
重水冷却器内の重水圧力は補機器冷却水の圧力よりも高
く保たれるが、プラント定期検査時には重水循環ポンプ
を停止する必要があり、この時、重水冷却器内の重水圧
力は重水サージタンク内カバーガス圧力および重水レベ
ルと重水冷却器の高さで決定される。

カランドリアタンクのレベルおよびカランドリア内カバ
ーガス圧力は、カランドリアタンクの構造設計上、上限
があり低く設定されている。プラント定検時の重水冷却
器内の補機器冷却水圧力は、重水冷却器への補機器冷却
水供給配管の流量を制限する重水温度調整弁の開度が、
カランドリアタンク内における重水発熱量の低下に伴い
最小開度となることにより、補機器冷却水の流動圧損が
ほぼゼロとなるので、補機器冷却水を保有するサージタ
ンクと重水冷却器の水頭差に大気圧を加えた値で決定さ
れ、重水圧力よりも約Ｑ、５ｋｇ／ｃＪ大きくなる。

上記従来技術においては、重水循環ポンプ停止時の重水
冷却器における圧力バランスが配慮されておらず、重水
冷却器伝熱管が破損した場合、重水中へ軽水が流入し、
重水純度が低下する恐れがあった。

本発明の課題は、重水循環ポンプ停止時においても重水
冷却器内重水圧力を補機器冷却水圧力よりも高く維持す
るにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、被冷却部を有する補機器と、該補機器に
循環配管を介して接続され、冷却流体を循環させる冷却
流体循環ポンプと、前記循環配管に介装されて前記冷却
流体を冷却する熱交換器と、サージタンク接続配管を介
して前記循環配管に接続され前記冷却流体を保有するサ
ージタンクと、を備えた補機器冷却装置において、前記
サージタンク接続配管に介装された流動抵抗体と、前記
流動抵抗体に前記サージタンクから前記循環配管に向か
う流れを生じさせる手段と、を備えている補機器冷却装
置により達成される。

流動抵抗体にサージタンクから循環配管に向かう流れを
生じさせる手段が、前記流動抵抗体の循環配管側のサー
ジタンク接続配管と前記サージタンクとを接続するサー
ジタンク戻り配管と、該戻り配管に設けられたサージタ
ンク循環ポンプとを備えている補機器冷却装置としても
よい。

また、流動抵抗体にサージタンクから循環配管に向かう
流れを生じさせる手段が、冷却流体循環ポンプの出口側
配管と前記サージタンクとを接続する配管である補機器
冷却装置としてもよいし、補機器の冷却流体出口と冷却
流体循環ポンプを接続する冷却流体戻り配管に、第２の
流動抵抗体が設けられている請求項１に記載の補機器冷
却装置としてもよい。

さらに、上記の課題は、前記補機器の冷却流体出口と前
記冷却流体循環ポンプ入口を接続する冷却流体戻り配管
に、流動抵抗体が設けられていることと、前記サージタ
ンク接続配管が前記流動抵抗体の上流側の前記冷却流体
戻り配管に接続されている補機器冷却装置によっても達
成される。

〔作用〕

サージタンク接続配管に流動抵抗体が設けられ、前記流
動抵抗体にサージタンクから循環配管に向かう流れが生
じさせられるので、流動抵抗体の上流側と下流側の間に
圧力差が生じ、流動抵抗体の下流側の圧力は、流れがな
い場合よりも、低くなる。流動抵抗体下流側は循環配管
と連通しているから、流動抵抗体下流側の圧力が低くな
ると、補機器冷却装置各部の補機器冷却流体圧カが低下
する。

流動抵抗体の循環配管側のサージタンク接続配管とサー
ジタンクとを接続するサージタンク戻り配管と、該配管
に設けられたサージタンク循環ポンプは、サージタンク
、サージタンク接続配管の一部および流動抵抗体と閉回
路を形成し、循環配管側の流体の流れと独立して、流動
抵抗体に、サージタンクから循環配管に向かう方向の流
れを生ずる。

冷却流体循環ポンプの出口側配管とサージタンクとを接
続する配管は、該配管と、冷却流体循環ポンプと、サー
ジタンクと、サージタンク接続配管と、循環配管の一部
からなる連続した管路を形成し、冷却流体循環ポンプか
ら吐出される流体の少なくとも一部がこの管路をサージ
タンクからサージタンク接続配管を経て循環配管へ向か
う方向に流れる。サージタンク接続配管を流体がサージ
タンクから循環配管へ向かう方向に流れるとサージタン
ク接続配管に設けられた流動抵抗体の上流側と下流側の
間で圧力差が生じる。

補機器の冷却流体出口と冷却流体循環ポンプを接続する
冷却流体戻り配管に第２の流動抵抗体が設けられている
と、冷却流体戻り配管中の、補機器の冷却流体出口から
冷却流体循環ポンプへ向かう流れにより、第２の流動抵
抗体の上流側と下流側の間で圧力差が生じ、下流側より
上流側の圧力が高くなる。即ち、サージタンク接続配管
に設けられた流動抵抗体の作用で循環配管の圧力が低下
するが、第２の流動抵抗体の上流側は、サージタンク接
続配管に設けられた流動抵抗体の下流側の圧力よりも高
くなる。

また、補機器の冷却流体出口と冷却流体循環ポンプ入口
とを接続する冷却流体戻り配管に設けられた流動抵抗体
は、該流動抵抗体を通り前記冷却流体循環ポンプに向か
う流れにより、該流動抵抗体の下流側の圧力を上流側の
圧力よりも低くするから、前記流動抵抗体の上流側にサ
ージタンク接続配管が接続されているとき、サージタン
クにより前記冷却流体循環ポンプ入口側に加わる圧力は
、前記流動抵抗体がない場合よりも低くなるが、流動抵
抗体よりも上流側の圧力はサージタンクの水頭圧により
正圧に保持される。

〔実施例〕

以下、本発明の第１の実施例を第１図を参照して説明す
る。第１図に示された補機器冷却装置は被冷却部を有す
る補機器８，９．１９と、該補機器８，９に循環配管の
一部をなす冷却流体戻り配管工５を介して接続された冷
却流体循環ポンプ２と、該冷却流体循環ポンプ２の吐出
側と前記補機器８，９．１９とを接続して循環配管の一
部をなす冷却流体循環ポンプの出口側配管１６と、該出
口側配管工６に介装され、補機器８，９．１９を通過し
て昇温された冷却流体（補機器冷却水）を冷却する熱交
換器３と、サージタンク接続配管４を介して冷却流体戻
り配管に接続されたサージタンク１とを備えている。補
機器のうちのひとつは重水冷却器９であり、重水冷却器
９に流入する冷却流体は重水冷却器９の入口側に設けら
れた温度調整弁１７によって制御される。水桶機器冷却
装置は、さらに、サージタンク１との接続部を上流端と
するサージタンク接続配管４に設けられた流動抵抗体で
ある減圧弁５と、減圧弁５の下流側のサージタンク接続
配管４とサージタンク１とを連通し、サージタンク循環
ポンプ１０を介装するサジタンク戻り配管７を備えてい
る。

サージタンク循環ポンプ１０が運転されると、サージタ
ンク接続配管４に下降流（サージタンク１から流出する
方向の流れ）が生じ、減圧弁５の開度調整量に応した流
動圧力損失が生じるので、補機器冷却装置各部の補機器
冷却水圧力が、サジタンク循環ポンプ運転前よりも低下
する。

サージタンク１は、系統内を満水保持するために、最高
の位置にある冷却対象の補機器８よりもさらに高い位置
に設置されており、冷却流体循環ポンプ２は、押込み圧
力確保のため、低い位置に設けられているので、該ポン
プ２の有効ＮＰＳＨは、前記補機器冷却水圧力の低下が
生じても、要求Ｎ　Ｆ　Ｓ　Ｈに対してなお十分な余裕
を有している。

補機器冷却水圧力が低下するので、重水冷却器９中の重
水の圧力よりも、補機器冷却水圧力を低くすることが可
能となる。また、本実施例によれば、冷却水循環ポンプ
２が停止していても、運転されていても、系統を減圧す
ることが可能である。

第２図により第２の実施例を説明する。第２図に示され
た補機器冷却装置は、冷却流体循環ポンプ２の出口側配
管工６と冷却流体戻り配管工５とからなる循環配管と、
出口配管１６とサージタンク１とを流量調整弁６を介し
て連通ずる配管（サージタンク通水配管）１８と、サー
ジタンク１と冷却流体戻り配管工５とを減圧弁５を介し
て接続するサージタンク接続配管４とを備えている。第
１図に示された第１の実施例と同様の部分は、同一の符
号を付して説明を省略した。

本実施例によれば、冷却流体循環ポンプ２が運転される
と、流量調整弁６および減圧弁５を開として、サージタ
ンク通水配管１８、サージタンク１、サージタンク接続
配管４および減圧弁５をこの順で通る流れが形成される
。この流れにより、減圧弁５の上流側と下流側の間に圧
力差が生じて下流側の圧力が低くなり、定期検査時、重
水冷却器９での補機器冷却水圧力を重水圧力より低く保
つことが可能となる。サージタンク接続配管４を通る流
量は、流量調整弁６の開度により任意に設定可能である
。

重水減速沸騰軽水冷却圧力管型原子炉において、補機器
冷却水圧力の減圧が要求されるのは、原子炉を停止した
プラント定期検査時のみで、その時の重水発熱量はほぼ
ゼロであり、重水冷却器９へ供給される補機器冷却水量
を温度調整弁１７により絞りこんでサージタンク通水配
管１８へ通水することが可能であり、サージタンク接続
配管４の減圧弁５を作動させるために、冷却流体循環ポ
ンプ２の容量を増加させる必要はない。

また、減圧弁５での減圧弁（圧力降下分）だけ、最高位
置にある補機器８出口の冷却流体戻り配管内の圧力が低
下し、該戻り配管の高さと、サージタンク１内の水位高
さが同じの場合、この減圧弁だけ負圧になるが、必要減
圧量０．５Ｋｇ／ｃｎ？の場合、補機器８出口での補機
器冷却水温度４０℃での飽和圧力は０．９Ｋｇ／ａ＃負
圧であり、十分余裕がある。

第３図は、第３の実施例を示し、第２図に示される実施
例の最高位置にある補機器８出口の冷却流体戻り配管１
５に、第２の流動抵抗体として負圧防止弁１１を設けた
ものである。

本実施例によれば、負圧防止弁１１を通る補機器冷却水
の流れによって負圧防止弁１１の上、下流間に圧力損失
を生じて負圧防止弁１１の上流側が下流側よりも圧力が
高くなり、負圧防止弁１１の圧力損失分、最高位置にあ
る補機器８出口の冷却流体戻り配管の圧力を増加でき、
負圧を低減できる。減圧弁５と負圧防止弁１１の圧力損
失を同じとすれば、前記負圧は発生しないが、負圧防止
弁１１の圧力損失分、最高位置補機器８の被冷却部にお
ける補機器冷却水の許容圧力損失が低下するため、最高
位置補機器８の被冷却部における必要圧力損失が許容圧
力損失よりも小さい場合に有効である。なお、負圧防止
弁１１の下流部圧力は、最高位置補機器８出口高さより
、負圧防止弁１１の圧力損失の水頭換算値はと低い位置
に負圧防止弁１］−を設けることにより、正圧に保つこ
とができる。

第４図は、本発明の第４の実施例を示し、冷却流体戻り
配管工５に流動抵抗体として減圧弁５が設けられ、該減
圧弁５の上流側の前記冷却流体戻り配管１５にサージタ
ンク接続配管の下流端が接続されている。減圧弁５の下
流側に、重水冷却器９出口側の補機器冷却水配管が接続
されている。

本実施例によれば、冷却流体循環ポンプ２を運転するこ
とにより、第３図に示されるサージタンク通水配管工８
を設けることなく、また、第１図に示されるサージタン
ク循環ポンプを設けることなく、減圧弁５に冷却流体循
環ポンプ２に向かう方向の流れを与えることが可能であ
り、減圧弁５で必要量の圧力損失を発生させた場合に、
第３図に示される負圧防止弁を設けることなく、最高位
置補機器８の出口部の補機器冷却水圧力が正圧に保持さ
れる。

〔発明の効果〕

本発明の請求項１に記載された補機器冷却装置によれば
、被冷却部を有する補機器と、該補機器に循環配管を介
して接続され、冷却流体を循環させる冷却体循環ポンプ
と、前記配管に介装されて前記冷却流体を冷却する熱交
換器と、サージタンク接続配管を介して前記循環配管に
接続され前記冷却流体を保有するサージタンクと、を備
えた補機器冷却装置に前記サージタンク接続配管に介装
された流動抵抗体と、前記流動抵抗体に前記サージタン
クから前記循環配管に向かう流れを生じさせる手段と、
を備えたので、サージタンクから循環配管に向かう流れ
によって流動抵抗体の上、下流間に圧力差が生じ、サー
ジタンクの水位を変えることなく、前記圧力差の分だけ
、補機器冷却装置各部の冷却流体の圧力を低減すること
が可能となり、被冷却補機器側の流体に冷却流体が混入
するのを防止する効果がある。

また、請求項２に記載の補機器冷却装置によれば、流動
抵抗体にサージタンクから循環配管に向かう流れを生じ
させる手段を、前記流動抵抗体の循環配管側のサージタ
ンク接続配管と前記サージタンクとを接続するサージタ
ンク戻り配管と、該戻り配管に設けられたサージタンク
循環ポンプとした補機器冷却装置として、冷却流体循環
ポンプの運転、停止にかかわりなく、流動抵抗体下流側
の圧力を上流側より低くすることを可能としたので、プ
ラント定期検査中も、前項同様の効果が得ら九だ。

また、請求項３に記載された補機器冷却装置によると、
流動抵抗体にサージタンクから循環配管に向かう流れを
生じさせる手段を、冷却流体循環ポンプの出口側配管と
前記サージタンクとを接続する配管として、冷却流体循
環ポンプから吐出される流体の一部によって、流動抵抗
体の上、下流間に圧力差を生じさせることを可能とした
ので、サージタンク循環ポンプを設けることなく、補機
器冷却装置各部の補機器冷却流体の圧力を低減させて、
冷却流体が被冷却補機器側流体に混入するのを防ぐ効果
が得られた。

また、補機器の冷却流体出口と冷却流体循環ポンプを接
続する冷却流体戻り配管に、第２の流動抵抗体を設けた
請求項４に記載の補機器冷却装置によると、第２の流動
抵抗体の上流側の圧力が、サージタンク接続配管に設け
られた流動抵抗体の下流側の圧力よりも高くなるので、
最高位置にある補機器の冷却流体出口側の圧力を、正圧
に保つことを可能にし、配管内で冷却流体が気化するの
を防ぐ効果がある。

請求項５に記載された補機器冷却装置によれば、被冷却
部を有する補機器と、該補機器に循環配管を介して接続
され、冷却流体を循環させる冷却流体循環ポンプと、前
記配管に介装されて前記冷却流体を冷却する熱交換器と
、サージタンク接続配管を介して前記循環配管に接続さ
れ前記冷却流体を保有するサージタンクと、を備えた補
機器冷却装置において、前記補機器の冷却流体出口と前
記冷却流体循環ポンプ入口を接続する冷却流体戻り配管
に、流動抵抗体を設け、前記サージタンク接続配管を前
記流動抵抗体の上流側の前記冷却流体戻り配管に接続し
たので、流動抵抗体の上流側に接続された補機器の冷却
流体出口側配管内圧力は、前記流動抵抗体の他に新たな
流動抵抗体を設けることなく正圧に保持され、配管内で
冷却媒体が気化することを防止する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す系統図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す系統図、第３図は本発明の
第３の実施例を示す系統図で、第４図は本発明の第４の
実施例を示す系統図である。 １・・サージタンク、２・・冷却流体循環ポンプ、３・
・・熱交換器、４・サージタンク接続配管、５・・流動
抵抗体（減圧弁）、７・・サージタンク戻り配管、８，
９．１９・補機器、１０・サージタンク循環ポンプ、１
１・・第２の流動抵抗体（負圧防止弁）、１５・循環配
管（冷却流体戻り配管）、１６　・循環配管（冷却流体
循環ポンプの出口配管）、１８・・・冷却流体循環ポン
プの出口側配管とサージタンクとを接続する配管（サ ジタンク通水配管）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被冷却部を有する補機器と、該補機器に循環配管を
   介して接続され、冷却流体を循環させる冷却流体循環ポ
   ンプと、前記配管に介装されて前記冷却流体を冷却する
   熱交換器と、サージタンク接続配管を介して前記循環配
   管に接続され前記冷却流体を保有するサージタンクと、
   を備えた補機器冷却装置において、前記サージタンク接
   続配管に介装された流動抵抗体と、前記流動抵抗体に前
   記サージタンクから前記循環配管に向かう流れを生じさ
   せる手段と、を備えていることを特徴とする補機器冷却
   装置。 ２、流動抵抗体にサージタンクから循環配管に向かう流
   れを生じさせる手段が、前記流動抵抗体の循環配管側の
   サージタンク接続配管と前記サージタンクとを接続する
   サージタンク戻り配管と、該戻り配管に設けられたサー
   ジタンク循環ポンプとを備えていることを特徴とする請
   求項１に記載の補機器冷却装置。 ３、流動抵抗体にサージタンクから循環配管に向かう流
   れを生じさせる手段が、冷却流体循環ポンプの出口側配
   管と前記サージタンクとを接続する配管であることを特
   徴とする請求項１に記載の補機器冷却装置。 ４、補機器の冷却流体出口と冷却流体循環ポンプを接続
   する冷却流体戻り配管に、第２の流体抵抗体が設けられ
   ていることを特徴とする請求項１に記載の補機器冷却装
   置。 ５、被冷却部を有する補機器と、該補機器に循環配管を
   介して接続され、冷却流体を循環させる冷却流体循環ポ
   ンプと、前記配管に介装されて前記冷却流体を冷却する
   熱交換器と、サージタンク接続配管を介して前記循環配
   管に接続され前記冷却流体を保有するサージタンクと、
   を備えた補機器冷却装置において、前記補機器の冷却流
   体出口と前記冷却流体循環ポンプ入口を接続する冷却流
   体戻り配管に、流動抵抗体が設けられていることと、前
   記サージタンク接続配管が前記流動抵抗体の上流側の前
   記冷却流体戻り配管に接続されていることとを特徴とす
   る補機器冷却装置。