JPH0786545B2 - 制御棒駆動水圧装置 - 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になっている。

通常運転時の出力制御は制御棒駆動水ポンプ（以下CRD
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HCU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CRD1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、ｋ制御弁8d、排水ライザー管1
1、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HCU7へ供給され、CRD1
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、HCU7内の方向
制御弁8c、引抜配管10を介してCRD1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HCU7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、HCU7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CRD1のピストン２の
下面に供給する。一方、ピストン２の上面の戻り水は引
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、CRD1は確実なスクラム動作が行なわれ、原
子炉の安全性が確保されるように構成してある。

（発明が解決しようとする課題） 異常のように、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、CRD1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、HCU7内の方向制御弁8dまたは8
b、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ご取付けられているため、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、HCU7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の弁体ひオリ
フィス穴（φ1.6mm）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１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、HCU7側からエオベント用の水を
供給すると、CRD1のピストン２の上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、HCU7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（φ1.6mm）を使用して冷却
水配管14の水を排水配管12および排水ライザー管11へ供
給い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費すとともに、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、結局十分の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（φ1.6m
m）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CRD1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（φ1.6mm）が微小のためオリフィス穴
（φ1.6mm）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ィス穴（φ1.6m
m）から排水配管12、排水ライザー管11側に加えること
ができず、排水ライザー管および排水配管12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HCU7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管内に残留
したいようにベ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
目詰りにより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棒駆動機構と、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入口弁と、
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
給うる駆動水配管、駆動水ライザー管、排水配管、排水
ライダー管、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、前記排水配管に取り付け
ているオリフィ付逆止弁をバイパスして前記排水配管お
よび前記排水ライザ管にエアパージ用水を供給するバイ
パス配管と、このバイパス配管に開閉可能な止弁を設け
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
は全閉となっており、制御棒の挿入あるいは引き抜きと
いった動作は行なわない。この状態では制御棒駆動機構
を冷却するあ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肺管を通り投入配管を介して
制御棒駆動機構内え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に排水管に逆
止弁を設けている。

原子炉の出力制御を行なう時はHCU内の駆動水流路を決
定する方向制御弁を全開し、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
燃料集合体な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排水配管
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
（φ1.6mm）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、バイパス配管に取付けている止弁は原子路運転時
においては全閉としており、原子炉停止時（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
（φ1.6mm）が目詰りした時に全開または微開で使用さ
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は原子炉容力器の下部鏡
板（図示せず）に取付けられた制御棒駆動機構（以下CC
RD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
御棒（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、CRD30は挿入配
管32および引付配管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。CRD30とHCU34とは１
対１で対応しており、例えば、1100MW級原子力プラント
ではそれぞれ185台設置されている。HCU34の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ルステー
ション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剤管43、排水配管4
4、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をバイパスするパイパス配管が設けられ、この
バイパス配管46には逆止弁47が設けられている。

HCU34内には方向制御弁48a,48b,48c,48dのアキュムレー
タ49、スクラム入口弁50及びスルラム出口弁51が設けら
れており、前記スクラ出口弁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及びスルラム入口弁50、スク
ラム出口弁51は全閉となっているため、制御棒（図示ぜ
ず）は駆動しない。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
却するなめの冷却対配管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を取付いている。

原子炉の出力制御を行なう時は多数設置されているHCU3
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48b,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CRD30の水圧
駆動ピスト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32）、HCU34内の方向制御
弁48d（または48b）、排水ライザー管43、排水管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HCU3
4へと流れ前述のようにCRD30内へ冷却水とて供給され
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が瞬時に全開とな
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本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51を介してスクラム排出設備53へ送出される。HC
U34内の駆動水流路を決定する４台の方向制御弁48a,48
b,48c,48dの内方向制御弁48dは高差圧が使用すると作動
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（φ1.6mm）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（φ1.6m
m）が目詰りし、冷却水配管39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ー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率され、
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つたえることができ、
HHU内の方向制御弁の動作不良を未然に防止できる。こ
のことはプラント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、10……引抜配管 11……排水ライザー管、12……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……アキュームレータ 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 51……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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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出される水を前記冷
   却水配管へ流すための排水ライザー管及び排水管からな
   る制御棒駆動水装置において、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として前記排水
   配管および前記排水ライザー管にエアパージ用水を供給
   するバイパス配管と、このバイパス配管に開閉可能な止
   弁を設けてなることを特徴とする制御棒駆動水圧装置。