JPH06186391A - 原子力発電プラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高圧油ポンプおよび制御油供給ライン等に異
常が生じた場合であっても、タービンバイパス弁によっ
て原子炉内の炉圧の制御を行うことができ、安全性の向
上を図ることのできる原子力発電プラントを提供する。 【構成】 油タンク３０には、高圧油ポンプ３１とは別
に、通常運転時は停止状態とされるタービンバイパス弁
駆動用制御油ポンプ１０１が設置されている。このター
ビンバイパス弁駆動用制御油ポンプ１０１の吐出ライン
は、逆止弁１０２を経由して、高圧油ポンプ３１の吐出
ラインに設置された逆止弁３３の２次側に接続されてい
る。また、アキュムレータ３４が設置されたタービンバ
イパス弁１６への制御油供給ラインには、圧力検出器１
０３が設置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子炉で発生した蒸気
を、タービンをバイパスして復水器に導くタービンバイ
パス系を有する原子力発電プラントに係り、特に高圧油
ポンプによって昇圧した高圧制御油によって、蒸気流量
を制御する蒸気弁を駆動する原子力発電プラントに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図３に、従来の原子力発電プラントのタ
ービン系統の概略を示す。通常運転時において、原子炉
１で発生した蒸気は、主蒸気隔離弁２、主蒸気止め弁
３、蒸気加減弁４を経由し、高圧タービン５に流入し、
高圧タービン５を回転させる。この時、圧力検出器６で
検出された主蒸気圧力、速度検出器７で検出されたター
ビン回転数、系統負荷８の各信号を基に、蒸気加減弁４
によって主蒸気圧力および高圧タービン５に流入する蒸
気量が制御される。

【０００３】高圧タービン５から排出された蒸気は、組
合わせ中間弁９、１０を経由して、低圧タービン１１、
１２へ流入し、低圧タービン１１、１２を回転させる。
これにより、タービン軸系に結合された発電機１３が回
転し、発電が行われる。低圧タービン１１、１２から排
出された蒸気は、復水器１４に流入し、凝縮した後、給
水ポンプ１５によって再び原子炉１に供給される。

【０００４】一方、負荷遮断によりタービンに流入する
蒸気を遮断する場合には、蒸気加減弁４が急閉するが、
これによって主蒸気止め弁３入口前の主蒸気圧力が上昇
するのを防止するため、タービンバイパス弁１６が急開
し、主蒸気圧力を一定に保つように制御する。タービン
バイパス弁１６を出た蒸気は、減温減圧器１７を経由し
て復水器１４に流入する。

【０００５】一方、油タンク３０には、制御油が貯蔵さ
れ、高圧油ポンプ３１によって昇圧された後、主蒸気止
め弁３、蒸気加減弁４、組合わせ中間弁９、１０の油圧
シリンダーに供給され、これによって各弁を駆動するよ
う構成されている。アキュムレータ３２は、前述したよ
うに蒸気加減弁４の急閉等、弁が急開閉する際に生じる
制御油供給ラインの過渡的な油圧変動を緩和するために
設置されている。

【０００６】また、制御油供給ラインは、一部分岐さ
れ、逆止弁３３を経由してタービンバイパス弁１６の油
圧シリンダーに供給される。逆止弁３３の２次側には、
アキュムレータ３４が設置されているので、タービンバ
イパス弁１６が急開する際に油圧シリンダーを駆動する
のに必要な過渡的な油量が確保される。

【０００７】上述した各蒸気弁の各油圧シリンダーから
は、ドレン油が発生するが、これらのドレン油はドレン
ラインによって集められ、油冷却器３５を経由して油タ
ンク３０に回収される。この油タンク３０の制御油の油
面レベルは、液面計３６によって監視されている。

【０００８】タービン回転数、タービン負荷および主蒸
気ライン圧力を直接的に制御するのは、蒸気加減弁４を
はじめとする蒸気弁であり、これらの蒸気弁に駆動用の
制御油を供給する高圧油ポンプ３１には高い信頼性が要
求される。このため、一般には、高圧油ポンプ３１を２
重化し、一方の高圧油ポンプ３１の運転中に異常が発生
し、蒸気弁を駆動制御するのに必要な油圧が確保できな
くなりそうな場合には、事前にそれを検出し、停止中の
他方の高圧油ポンプ３１を起動して、必要な油圧を確保
するよう構成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高圧油
ポンプは常時運転されていることから、その駆動用電動
機として、交流電源駆動方式のものが使用されており、
何らかの事故発生により交流電源の供給が一時的に停止
した場合、あるいは、高圧油を供給している制御油供給
ラインの配管や継手類に破損が発生し、制御油圧が急激
に低下した場合、上述した蒸気弁を制御することができ
なくなる可能性がある。

【００１０】特に、タービンバイパス弁の油圧シリンダ
ー駆動用の制御油圧が異常に低下した場合には、タービ
ンバイパス弁は全閉となり、主蒸気ラインの圧力、すな
わち、原子炉内部の炉圧が制御不能となり、異常に上昇
する可能性がある。なお、このように、原子炉内部の炉
圧が異常に上昇してしまった場合は、原子炉内の各機能
を損なわないように、十分な時間をかけて徐々に炉圧を
低減し、炉出力を停止させることが必要となる。

【００１１】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、高圧油ポンプおよび制御油供給ライン等
に異常が生じた場合であっても、タービンバイパス弁に
よって原子炉内の炉圧の制御を行うことができ、安全性
の向上を図ることのできる原子力発電プラントを提供し
ようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の原子
力発電プラントは、原子炉で発生した蒸気をタービンを
バイパスして復水器に導くタービンバイパス系を有し、
高圧油ポンプによって昇圧した制御油によって、蒸気流
量を制御する蒸気弁を駆動する原子力発電プラントにお
いて、前記タービンバイパス系の蒸気流量を制御するタ
ービンバイパス弁を駆動する油圧駆動装置へ前記制御油
を供給する油圧供給ラインに圧力検出器を設置するとと
もに、この圧力検出器による圧力低下信号に基づいて起
動され、前記油圧駆動装置へ制御油を送るタービンバイ
パス弁駆動用制御油ポンプを配設したことを特徴とす
る。

【００１３】

【作用】上記構成の本発明の原子力発電プラントでは、
高圧油ポンプおよび制御油供給ライン等に異常が生じ油
圧供給ラインの圧力が低下した場合、圧力検出器によっ
てこの圧力低下を検知し、圧力低下信号によってタービ
ンバイパス弁駆動用制御油ポンプを起動することによっ
て、タービンバイパス弁の制御油圧を確保し、タービン
バイパス弁によって原子炉内の炉圧の制御を行うことが
できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施例の原子力発電プラン
トの構成を示すもので、図３に示した従来の原子力発電
プラントと同一部分には同一符号が付してある。

【００１５】本実施例の原子力発電プラントでは、油タ
ンク３０には、高圧油ポンプ３１とは別に、通常運転時
は停止状態とされるタービンバイパス弁駆動用制御油ポ
ンプ１０１が設置されている。このタービンバイパス弁
駆動用制御油ポンプ１０１の吐出ラインは、逆止弁１０
２を経由して、高圧油ポンプ３１の吐出ラインに設置さ
れた逆止弁３３の２次側に接続されている。また、アキ
ュムレータ３４が設置されたタービンバイパス弁１６へ
の制御油供給ラインには、圧力検出器１０３が設置され
ている。

【００１６】ここで、一般に給水ポンプ１５は、通常運
転時は、主蒸気ラインの一部を発生源とする補助蒸気系
のエネルギーを利用したタービン駆動方式により駆動さ
れるが、プラントの出力が小さく、補助蒸気系のエネル
ギーが十分に供給されない場合には、交流電源による電
動機駆動方式の給水ポンプ（図示せず）によって原子炉
１へ給水する。本実施例の原子力発電プラントでは、こ
れとは独立して、非常用電源による電動機駆動方式の給
水用の補助ポンプ１０４が、給水ポンプ１５と並列に設
置されている。この補助ポンプ１０４は、原子炉１がス
クラムしない程度の部分負荷給水を行える程度の能力の
比較的小型のポンプとされている。

【００１７】上記構成のこの実施例の原子力発電プラン
トにおいて、プランの通常運転時には、制御油が貯蔵さ
れている油タンク３０から高圧油ポンプ３１によって昇
圧された制御油が、タービンの制御に不可欠な主蒸気止
弁３、蒸気加減弁４、組合わせ中間弁９、１０、タービ
ンバイパス弁１６の油圧シリンダーに供給され、これに
よって各弁を駆動する。

【００１８】なお、前述したように、通常の場合、高圧
油ポンプ３１は２重化されている。ここで、これらの高
圧油ポンプ３１に異常が発生したり、あるいは、高圧油
ポンプ３１の駆動用電動機の交流電源が故障し、電源機
能が喪失した場合等には、高圧油ポンプ３１による制御
用の昇圧機能が失われ、制御油供給ラインの油圧が急激
に低下する。

【００１９】このため、タービンバイパス弁１６を除く
主蒸気止弁３、蒸気加減弁４、組合わせ中間弁９、１０
の油圧シリンダーの駆動能力は失われ、これらの蒸気弁
はトリップ状態となる。タービンバイパス弁１６につい
ては、逆止弁３３の働きにより、制御油圧はある時間の
間は確保される。

【００２０】ここで、圧力検出器１０３によって検出さ
れる圧力が、「タービンバイパス弁１６を駆動するのに
必要な油圧＋所定値」以下になると、この圧力低下検知
信号に基づいて、タービンバイパス弁駆動用制御油ポン
プ１０１が自動的に起動し、タービンバイパス弁１６に
対する制御油の供給を開始する。これによって、タービ
ンバイパス弁１６のみは続けて駆動することができ、原
子炉１内の炉圧を制御することができる。この時、蒸気
はタービンバイパス弁１６、減温減圧器１７を経由して
復水器１４に流入する。

【００２１】なお、タービンバイパス弁駆動用制御油ポ
ンプ１０１は、タービンバイパス弁１６のみの駆動制御
に使用するので、高圧油ポンプ３１に較べて容量は小さ
く、かつ、駆動用電動機の容量も小さいので、その駆動
エネルギーは、非常用電源によって十分賄うことができ
る。

【００２２】また、本実施例の原子力発電プラントで
は、非常用電源による電動機駆動方式の給水用の補助ポ
ンプ１０４が設けられているので、交流電源が故障した
場合でも、復水器１４から原子炉１への給水を行うこと
ができ、これによって、原子炉１内の炉圧を急激に低下
させることなく、原子炉１内の各機能を損なわないよう
に、十分時間をかけて炉出力を停止させることができ
る。

【００２３】なお、この補助ポンプ１０４は、前述した
ように、原子炉１がスクラムしない程度の部分負荷給水
を行える程度の能力のものとされており、駆動電動機の
容量も比較的小さく、非常用電源によって駆動エネルギ
ーを十分賄うことができる。また、タービンバイパス弁
駆動用制御油ポンプ１０１と補助ポンプ１０４は、交流
電源による電動機駆動方式とし、交流電源をディーゼル
発電方式等によるバックアップ電源と接続しておいても
よい。この場合でも、タービンバイパス弁駆動用制御油
ポンプ１０１と補助ポンプ１０４は、各々高圧油ポンプ
３１および給水ポンプ１５に比較して容量が小さいの
で、バックアップ電源に与える負荷の割合は少ない。次
に図２を参照して他の実施例の原子力発電プラントにつ
いて説明する。なお、図２において、図１および図３と
同一部分については同一符号が付してある。

【００２４】油タンク３０の下方には、この油タンク３
０と独立してサブタンク２０１が設置されており、油タ
ンク３０とサブタンク２０１とは連結管２０２によって
接続され、通常時は、サブタンク２０１内は制御油によ
って満油状態となるように構成されている。

【００２５】また、このサブタンク２０１には、通常運
転時は停止状態とされるタービンバイパス弁駆動用制御
油ポンプ１０１が設置されている。このタービンバイパ
ス弁駆動用制御油ポンプ１０１の吐出ラインは、逆止弁
１０２を経由して、高圧油ポンプ３１の吐出ラインに設
置された逆止弁３３の２次側に接続されている。また、
アキュムレータ３４が設置されたタービンバイパス弁１
６への制御油供給ラインには、圧力検出器１０３が設置
されている。

【００２６】さらに、交流電源による電動機駆動方式の
給水ポンプ（図示せず）とは独立して、非常用電源によ
る電動機駆動方式の給水用の補助ポンプ１０４が、給水
ポンプ１５と並列に設置されている。この補助ポンプ１
０４は、原子炉１がスクラムしない程度の部分負荷給水
を行える程度の能力の比較的小型のポンプとされてい
る。

【００２７】上記構成のこの実施例の原子力発電プラン
トにおいて、プラントの通常運転中には、制御油が貯蔵
されている油タンク３０からは、高圧油ポンプ３１によ
って昇圧された制御油が蒸気弁の油圧シリンダーに供給
されている。

【００２８】ここで、高圧油ポンプ３１の吐出側の制御
油ライン内部は、通常高圧状態となっており、制御油供
給配管や継手類から制御油が外部にリークする可能性が
ある。このような制御油のリークが発生すると、油タン
ク３０の油面が図２に示す標準油面Ａより次第に低下
し、高圧油ポンプ３１の吸込み配管レベルＢ近傍に達す
ると、高圧油ポンプ３１はキャビテーションを発生する
とともに、制御油の供給が失われる。これにより、ター
ビンバイパス弁１６を除く蒸気弁の油圧シリンダーの駆
動能力は失われ、蒸気弁は全閉状態となる。

【００２９】ここで、油タンク３０の油面が低下し、液
面計３６によって検出される油面が予め設定されている
油面以下となると、この検出信号によってタービンバイ
パス弁駆動用制御油ポンプ１０１が自動起動される。こ
れによって、タービンバイパス弁１６についてのみ、制
御油を供給することができ、タービンバイパス弁１６を
駆動し、原子炉１内の炉圧を制御することができる。

【００３０】また、前述した実施例と同様に、タービン
バイパス弁１６の制御油供給ラインに設置された圧力検
出器１０３によって検出される圧力が、「タービンバイ
パス弁１６を駆動するのに必要な油圧＋所定値」以下に
なると、タービンバイパス弁駆動用制御油ポンプ１０１
が自動的に起動され、タービンバイパス弁１６に対する
制御油の供給を開始する。これによって、タービンバイ
パス弁１６のみは続けて駆動することができ、原子炉１
内の炉圧を制御することができる。

【００３１】さらに、非常用電源による電動機駆動方式
の給水用の補助ポンプ１０４が設けられているので、交
流電源が故障した場合でも、復水器１４から原子炉１へ
の給水を行うことができ、これによって、原子炉１内の
炉圧を急激に低下させることなく、原子炉１内の各機能
を損なわないように、十分時間をかけて炉出力を停止さ
せることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の原子力発
電プラントによれば、蒸気タービンを制御する蒸気弁へ
制御油圧を供給する油圧発生装置や制御油供給ラインに
異常が発生した場合でも、タービンバイパス系統を制御
して原子炉内の炉圧を制御することができ、従来に較べ
て安全性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の原子力発電プラントの構成
を示す図。

【図２】本発明の他の実施例の原子力発電プラントの構
成を示す図。

【図３】従来の原子力発電プラントの構成を示す図。

【符号の説明】

１ 原子炉 ５ 高圧タービン １１，１２ 低圧タービン １４ 復水器 １５ 給水ポンプ １６ タービンバイパス弁 ３０ 油タンク ３１ 高圧油ポンプ ３６ 液面計 １０１ タービンバイパス弁駆動用制御油ポンプ １０２ 逆止弁 １０３ 圧力検出器 １０４ 補助ポンプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉で発生した蒸気をタービンをバイ
   パスして復水器に導くタービンバイパス系を有し、高圧
   油ポンプによって昇圧した制御油によって、蒸気流量を
   制御する蒸気弁を駆動する原子力発電プラントにおい
   て、 前記タービンバイパス系の蒸気流量を制御するタービン
   バイパス弁を駆動する油圧駆動装置へ前記制御油を供給
   する油圧供給ラインに圧力検出器を設置するとともに、
   この圧力検出器による圧力低下信号に基づいて起動さ
   れ、前記油圧駆動装置へ制御油を送るタービンバイパス
   弁駆動用制御油ポンプを配設したことを特徴とする原子
   力発電プラント。
2. 【請求項２】 請求項１記載の原子力発電プラントにお
   いて、 前記制御油を貯溜する油タンクの下方には、この油タン
   クと連通されたサブタンクが設けられており、前記ター
   ビンバイパス弁駆動用制御油ポンプは、前記油タンクに
   設けられた液面センサーからの油面低下信号により、前
   記サブタンクから前記油圧駆動装置へ制御油を送るよう
   構成されていることを特徴とする原子力発電プラント。
3. 【請求項３】 請求項１記載の原子力発電プラントにお
   いて、 前記復水器から前記原子炉へ給水する給水ポンプと並列
   に、非乗用電源で駆動可能な電動機駆動方式の補助ポン
   プが設けられ、前記タービンバイパス弁駆動用制御油ポ
   ンプ駆動時に、該補助ポンプによって原子炉へ給水可能
   に構成されていることを特徴とする原子力発電プラン
   ト。