JPH0731268B2 - 制御棒駆動水圧系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は原子炉の制御棒を制御する制御棒駆動水圧系に
関する。

（従来の技術） 一般に沸騰水型原子炉では、制御棒を駆動するために制
御棒駆動機構が配設されている。さらに原子炉を緊急停
止させるため制御棒駆動機構を原子炉内に緊急挿入動作
（以下スクラムという）させるための制御棒駆動水圧系
が設けられている。

ここで第２図を参照して制御棒駆動水圧系の従来例を説
明する。

第２図において、原子炉圧力容器内８には炉心９が収容
されており、この炉心９内に制御棒10が挿脱自在に設け
られている。この制御棒10は制御棒駆動機構１によって
駆動され、この制御棒駆動機構１にはスクラム入口弁２
及びスクラム出口弁３が接続されている。このスクラム
入口弁２及びスクラム出口弁３にはスクラムパイロット
弁４が介挿されたスクラム空気配管５が接続されてい
る。前記スクラム入口弁２の上流側にはアキュムレータ
６が配設されており、さらにスクラム出口弁３の下流側
にはスクラム排出容器７が配設されている。このスクラ
ム排出容器７のベント側及びドレン側にはベント弁11及
びドレン弁12が配設されている。このベント弁11及びド
レン弁12は排出容器電磁弁13が介挿された排出容器配管
14に接続されている。前記スクラム空気配管５は沸騰水
型原子力発電設備にあっては多数配設された制御棒駆動
機構１の各々に接続されており、この多数のスクラム空
気配管５はスクラムエアヘッダ15に接続されている。こ
のスクラムエアヘッダ15及び排出容器配管14はそれぞれ
系装用空気が流入する空気供給配管16に接続されいる。
この空気供給配管16には上流側から順に第1,第２の後備
緊急停止弁17,18、三方弁19が介装されている。この第
２の後備緊急停止弁18には並列に逆止弁20が配設され、
三方弁９には並列に逆止弁21、弁22が配設されている。
また、三方弁19の排気配管23には弁24が介装されてお
り、さらにスクラムエアヘッダ15から分岐する排気配管
25には直列に弁26,27が介装されている。

以上の構成において、スクラム時には自動的にスクラム
信号が発生され、この信号によってスクラム入口弁２、
スクラム出口弁３が開動する。よって、アキュムレータ
６内の窒素ガスにより加圧された駆動水が制御棒駆動機
構１のピストン1aの下部を挿し上げる。この挿し上げら
れたピストン1aの上部の水はスクラム出口弁３を介して
スクラム排出容器７に排出される。よって、制御棒10は
急速に炉心９内に挿入される。また、スクラムと同時
に、スクラム排出容器７のベント弁11及びドレン弁12が
閉鎖され、原子炉圧力容器８内の炉水の漏洩が阻止され
る。ここで、スクラム入口弁２、スクラム出口弁３およ
び、ベント弁11、ドレン弁12は、空気圧を駆動力とする
弁であり、計装用空気の圧力が常時加えられている。こ
の加えられた圧力が喪失することによりスクラム入口弁
２、スクラム出口弁３は開放状態となり、ベント弁11お
よびドレン弁12は閉鎖状態となる構造を有している。し
たがって、スクラム信号により、スクラムパイロット弁
４および排出容器電磁弁13が作動し、計装用空気供給系
からの空気圧を遮断する。そして、各々の弁の下流側に
蓄積されている空気を排気することにより、各々の弁に
加えられている空気圧が喪失し、スクラム状態が達成さ
れる。

しかしながら、スクラムが要求されるような事象が発生
したにもかかわらず、故障によりスクラム信号が発生し
ないという事象を考えると、個々の制御棒のスクラムパ
イロット弁４および排出容器電磁弁13が作動せず、全制
御棒10が挿入されないという事態となるおそれがある。
このような状態を回避するため、スクラム信号とは独立
した信号系を別途設置し、この信号（以下ダイバースス
クラム信号と呼ぶ）により作動する三方弁19及び弁24,2
6,27を設置している。この三方弁19の流路を切り換えて
計装用空気供給系からの空気の供給を最上流で遮断し、
弁24,26,27を開動作させてスクラムエアヘッダ15より下
流側に蓄積している空気を排出する。よって、最終的に
スクラム空気配管５以降に蓄積している空気も排出さ
れ、スクラムパイロット弁４が動作しなくてもスクラム
入口弁２、スクラム出口弁３を作動させることができ、
全制御棒10の挿入を実行することができる。前記逆止弁
20,21は、通常のスクラム事象に於いて、数本の制御棒1
0が挿入されないという事態を回避するために設置され
ている後備緊急停止弁17,18の動作をさまたげないため
に設置されている。また、弁22及びバイパス配管28は、
三方弁19の動作試験を発電設備の稼動中に実施しても計
装用空気の圧力が下流側に伝達するのを遮断させないよ
うにするために設置されている。

（発明が解決しようとする課題） 以上説明したような、制御棒駆動水圧系において、弁2
4,26,27は、計装用空気供給配管からの排気ラインに対
して直列に介挿されているため、発電設備の稼動中にそ
れらの内の１個だけの動作試験を実施してもスクラムエ
アヘッダ15内の空気が抜けないようになっており、運転
中の動作試験が実施されている。また、三方弁19に対し
ても、弁22により上述のとおり稼動中に動作試験が実施
されている。これらの試験により、制御棒駆動水圧系の
スクラム機能の信頼性が維持されている。しかしなが
ら、このような機能試験は人間が実施するため、試験中
の人間の過誤により誤ってスクラムが発生してしまう可
能性があり、運転中の動作試験はプラントの運転者にと
っては多大な負担となる。したがって、運転中の機能試
験を実施することなく、上記のスクラム機能の信頼性を
向上させることが要望されていた。

本発明の目的は、発電設備の稼動中に機能試験を実施す
ることなく、スクラム機能の信頼性を高めることのでき
る制御棒駆動水圧系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） 上記目的を達成するために、本発明においては、空気源
に接続されスクラム時に閉とされる後備緊急停止弁が介
挿された空気供給配管と、この空気供給配管から分岐し
水圧制御ユニットのスクラム入口弁およびスクラム出口
弁に接続されスクラム時に開とされるスクラムパイロッ
ト弁が介挿されたスクラム空気配管とを備えた制御棒駆
動水圧系において、前記空気供給配管の後備緊急停止弁
の下流側にスクラム時に閉動作する計装用空気遮断弁を
介してスクラム時に排気側に切り替る三方弁を介挿し、
前記計装用空気遮断弁の上流側と三方弁の下流側を逆止
弁が介挿されたバイパス配管にて接続して成ることを特
徴とする制御棒駆動水圧系を提供する。

（作 用） このように構成された制御棒駆動水圧系においては、計
装用空気の供給遮断を三方弁及び計装用空気遮断弁によ
って実施する。よって、遮断機能が強化されたため信頼
性を向上させることができ、それにともなって発電設備
の稼動中の機能試験を不要にすることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

なお、第１図において、第２図と同一部分には同一符号
を付し、その部分の構成の説明を省略する。第１図にお
いては、上述の計装用空気の遮断機能を強化するため、
計装用空気供給のための空気供給配管30に、常時開状態
の計装用空気遮断弁31を三方弁32により上流側でかつ逆
止弁33が介挿されたバイパス配管34の分岐点より下流側
の場所に介挿する。また、従来例で示した試験用の弁22
およびバイパス配管28を削除している。

以上の構成によればダイバースクラム信号により、計装
用空気遮断弁31が閉鎖されるとともに、三方弁32が排気
側に切替わる。また、弁24,26,27が開状態となり、スク
ラムエアヘッダ15の減圧が実施され、これに接続された
個々の制御棒10のスクラム入口弁２、スクラム出口弁３
及びベント弁11、ドレン弁12の空気圧が喪失し、全制御
棒10の挿入が実施される。

上述した構成の制御棒駆動水圧系において発電設備の稼
動中、機能試験を実施しない場合の信頼性評価を実施し
た結果、従来の信頼性評価結果よりもさらに良い結果が
得られた。これは、従来の信頼性は、三方弁19の故障と
いう１弁の電磁弁の故障により決定されるが、本発明に
おいては、三方弁32および計装用空気遮断弁31の同時故
障という２弁以上の電磁弁の同時故障によって決定され
るためである。具体的には、三方弁32の機能確認試験を
プラント運転中に実施しないと本弁の故障確率は許容し
得ない程度に上昇し、実際に作動要求時に故障が発生す
る可能性がある。しかし、本実施例にあっては、計装用
空気の遮断機能は計装用空気遮断弁３によって補償され
るため機能の喪失が許容し得ない発生確率で生じること
がない。したがって、本発明の構成は、稼動中の機能試
験を実施することなく、信頼性を向上させることができ
る。

尚、本実施例において示されたバイパス配管20a、34及
び逆止弁20,33は、三方弁32、第２の後備緊急停止弁18
の型式として逆方向への流路抵抗の大きいものを使用し
た場合のみ必要となるものである。よって、流路抵抗の
小さい三方弁を使用した場合には削除してもよい。ま
た、制御棒駆動水圧系の型式によっては、スクラム排出
容器７を必要としない場合があるが、その場合において
も本発明の作用効果は同様に得ることができる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明に係る制御棒駆動水圧系によれ
ば部品数を増加させることなくかつ発電設備の稼動中に
おける機能試験を実施させることなくスクラム時におけ
る系統内の計装用空気遮蔽断をより確実に行なうことが
できるので、より系統内の信頼性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る制御棒駆動水圧系の系
統図、第２図は制御棒駆動水圧系の従来例を示す系統図
である。 ２……スクラム入口弁、３……スクラム出口弁 ４……スクラムパイロット弁、５……スクラム空気配管 ７……スクラム排出容器、11……ベント弁 12……ドレン弁、13……排出容器電磁弁 14……排出容器配管、17……第１の後備緊急停止弁 18……第２の後備緊急停止弁、30……空気供給配管 31……計装用空気遮断弁、32……三方弁 33……逆止弁、34……バイパス配管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気源に接続されスクラム時に閉とされる
   後備緊急停止弁が介挿された空気供給配管と、この空気
   供給配管から分岐し水圧制御ユニットのスクラム入口弁
   およびスクラム出口弁に接続されスクラム時に開とされ
   るスクラムパイロット弁が介挿されたスクラム空気配管
   とを備えた制御棒駆動水圧系において、前記空気供給配
   管の後備緊急停止弁の下流側にスクラム時に閉動作する
   計装用空気遮断弁を介してスクラム時に排気側に切り替
   る三方弁を介挿し、前記計装用空気遮断弁の上流側と三
   方弁の下流側を逆止弁が介挿されたバイパス配管にて接
   続して成ることを特徴とする制御棒駆動水圧系。