JPH08110392A - 原子炉給水設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】原子炉給水設備において、容量がほぼ等しい給
水ポンプ４台以上を設ける。各給水ポンプは、全て電動
機にて駆動される。その内、常用として可変速で運転す
るポンプを少なくとも１台以上備える。 【効果】各系統のポンプ容量をほぼ等しく設定したこと
により同一仕様のポンプを使用でき、ポンプ設計の標準
化が可能になる。ポンプ台数を４台以上とすることで、
駆動する電動機容量の増大を抑制する。従来のタービン
駆動ポンプに付随したタービンや蒸気配管・弁を削除で
き、給水設備の合理化を図ることができる。これに伴っ
て、給水ポンプを主復水器等と分離して放射線量が低い
領域に配置できるため、配置設計での自由度が向上し、
さらには、運転中機器への接近性が改善され、給水設備
の保守性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子炉プラントの冷却
系設備に係り、原子炉への給水流量を制御する原子炉給
水設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子炉プラント、例えば７００ＭＷｅ級
以上の沸騰水型原子炉においては、原子炉への給水設備
として、図２に示すように、常用として定格流量の５０
％容量の蒸気タービン駆動給水ポンプを２系統、起動停
止時やタービン駆動給水ポンプ１基故障時の予備として
起動する定格流量の２５％容量の電動機駆動給水ポンプ
を２系統組み合わせた構成が一般的である。

【０００３】タービン駆動給水ポンプは、主タービンに
流入する蒸気を抽気してポンプに直結されたタービンを
駆動し、その蒸気流量を制御することによりタービン回
転数を調整して給水流量を制御する。また、電動機駆動
給水ポンプは、定速の電動機で駆動され、ポンプの吐出
側に設けた給水調整弁の開度を調整することにより給水
流量を制御する。このような沸騰水型原子炉の給水設備
は、以下のような制御系を備えている。給水流量，主蒸
気流量及び原子炉水位の３種類の信号を水位制御器に取
り入れて、水位設定値と比較判断し、タービン駆動給水
ポンプの速度制御、あるいは電動機駆動給水ポンプの給
水調整弁の開度制御を行うことで、給水流量を自動的に
調整し、あらかじめ定めた原子炉水位を保つように制御
する。

【０００４】また、特開平6−3491 号公報に記載のよう
に、サイリスタインバータを用いた回転数可変の同期電
動機で駆動する常用の給水ポンプと、回転数固定の誘導
電動機で駆動する予備の給水ポンプで構成する例もあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のタービン駆動給
水ポンプと電動機駆動給水ポンプを組み合わせた原子炉
給水設備においては、タービン駆動方式に関して以下の
ような課題がある。

【０００６】タービン駆動給水ポンプは、駆動用の蒸気
を抽気する主タービンや、タービンから排気された蒸気
を凝縮する主復水器に近接して配置されている。このた
め、給水ポンプが配置される領域の放射線線量が高く、
しゃへい設計上通常運転中は立入り不要の領域に区分さ
れる。したがって、原子炉の運転中、機器へ接近するこ
とはできず、運転中の保守作業は実施できない。また、
主タービン及び主復水器との配置上の制約を受けるた
め、タービン建屋内での配置の自由度が制限される。さ
らに、タービン駆動給水ポンプの制御に必要な潤滑油
系，油圧制御系などは部品点数が多く、保守点検作業量
が増加する。

【０００７】これに加え、上記のタービン駆動給水ポン
プと電動機駆動給水ポンプを組み合わせた原子炉給水設
備においては、常用系統の給水ポンプと待機系統の給水
ポンプの容量が異なっているため、２種類の給水ポンプ
の製造が必要となる。

【０００８】また、前記特開平6−3491 号公報に記載の
例では、電動機で全ての給水ポンプを駆動する方式とな
っているが、常用系統における給水ポンプ１台当りの容
量は定格の給水流量の５０％としている。しかし、例え
ば１３５０ＭＷｅ級の大型炉に適用する場合には、給水
ポンプを駆動する電動機の単機容量が約１１０００ｋＷ
となり現状の製作実績値を上回ってしまう。小型の電動
機をタンデム化することにより、電動機容量を増加させ
ることは可能だが、配置スペースや物量・コストの増加
となり好ましくない。

【０００９】本発明の目的は、給水ポンプの標準化と、
機器の保守性・配置性の向上を可能とする原子炉給水設
備を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、給水ポン
プ及び給水流量調整弁を含む１系統の待機系統、及び給
水ポンプを含む少なくとも３系統の常用系統を原子炉給
水経路に並列に装備した原子炉給水設備であって、前記
各給水ポンプは電動機で駆動される給水ポンプであって
互いにほぼ等しい容量を有する給水ポンプであり、前記
常用系統のうち少なくとも２系統は、前記給水ポンプの
回転数を制御するポンプ回転数可変手段を備えているこ
とを特徴とした原子炉給水設備によって達成される。

【００１１】

【作用】各系統の各給水ポンプの容量をほぼ等しく設定
したことにより、各系統において同一仕様の給水ポンプ
を使用できるようになり、給水ポンプの標準化が可能に
なる。このため、給水ポンプの製造も容易になる。

【００１２】また、従来のタービン駆動給水ポンプと電
動機駆動給水ポンプの組み合わせとは異なり、全ての給
水ポンプを電動機駆動としたことにより、電動機の基数
が増加するが、給水ポンプ駆動用のタービンや蒸気配管
・弁が削除できる。

【００１３】このため、給水ポンプを主タービンや主復
水器と分離して放射線量が低い領域に配置でき、配置の
自由度が向上する。これに加え、しゃへい設計上の要求
が低減するため、運転中機器への接近性が改善され給水
設備の保守性が向上する。電動機やポンプの回転数を調
整する機器の部品数は、タービン駆動方式に比べ少な
く、保守点検作業量も低減する。

【００１４】さらに、給水ポンプを４台以上とすること
により、１系統あたりのポンプ容量を低減しているの
で、大型炉に適用する場合においても、製作実績範囲内
の電動機で対応できるため、製作性も容易であり、タン
デム化のような物量の過度な増大が抑制できる。

【００１５】当初給水流量が少ないので原子炉起動時の
給水に当たっては、給水ポンプの可変速よる給水流量の
調整が流量調整弁によるそれよりも制御応答性が低いの
で、流量調整が待機系統乃至は待機系統を含む複数の系
統の稼働と待機系等の流量調整弁の開度によって成され
る。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例である原子炉給水設備を、
図１，図３及び図４により説明する。

【００１７】対象とする原子炉給水設備は、図１に示す
ように１系統あたりの容量が定格流量の約３３％容量の
給水ポンプ１１〜１４の４系統で構成される。給水ポン
プ１１〜１４は、電動機１５〜１８で駆動される。各電
動機１５〜１８の回転軸は、対応する流体継手１９〜２
１を介して対応する給水ポンプ１１〜１３の回転軸に連
結される。各流体継手は、電動機から給水ポンプへの伝
達トルクを可変調整する。従って、流体継手を用いるこ
とにより給水ポンプの回転数を変えることができる。具
体的には、流体継手１９〜２１のすくい管の位置を変更
することで給水ポンプ１１〜１３の回転数が可変調整可
能に制御される。また、給水ポンプ１４は、増速機２３
を介して電動機１８により一定速度で運転される。給水
ポンプ１４の吐出側に設けた給水調整弁９０の開度を制
御することによって、給水ポンプ１４から吐出された給
水流量を調整する。

【００１８】給水ポンプ１１〜１４の前後には、仕切弁
８１〜８８を設けている。４系統のうち、電動機１８で
駆動される給水ポンプ１４の１系統は、待機系統であっ
て通常運転時には待機状態にある。残りの給水ポンプ１
１〜１３の３系統は、通常運転時に駆動される常用系統
である。

【００１９】図３は、図１に示す実施例の原子炉給水設
備を用いた沸騰水型原子炉プラントの概略系統を示す。
給水系の給水ポンプ１１〜１３によって昇圧された冷却
水は、給水配管５９を通り高圧給水加熱器５８で所定の
給水温度まで加熱された後、原子炉５１に供給される。
冷却水は、炉心で加熱されて蒸気となり、主蒸気配管６
０により高圧タービン５２に供給される。高圧タービン
５２から吐出された蒸気は、湿分分離加熱器５３を経由
して低圧タービン５４に導かれる。低圧タービン５４か
ら吐出された蒸気は、復水器５５で凝縮されて復水とな
り、復水ポンプ５６，低圧給水加熱器５７を経て、給水
系の給水ポンプに戻る構成となっている。

【００２０】また、給水ポンプ１１〜１４の下流側配管
に設けられた流量計７１〜７４，原子炉５１に設けた水
位計７５，主蒸気配管６０に設けられた流量計７６から
の信号をもとに、流体継手１９〜２１のすくい管位置を
制御して給水ポンプ１１〜１３の回転数を調整する、あ
るいは給水ポンプ１４から吐出される給水に対しては給
水調整弁９０の開度を調整することによって、原子炉５
１に供給する給水流量を制御する給水制御系７７を備え
ている。このような給水流量の制御は、原子炉５１内の
水位を制御することになる。

【００２１】本実施例は、原子炉の起動時に給水を開始
する場合には、まず、待機系である給水ポンプ１４を起
動し、給水調整弁９０の開度を徐々に増大させ、原子炉
に供給する給水流量を増加させる。仕切弁８４及び８８
は全開の状態にある。他の仕切弁８１〜８３，８５〜８
７は、全閉となっており、給水ポンプ１１〜１３は停止
している。給水調整弁９０が全開になったとき、給水流
量は３３％となる。その後、常用系の一系統の給水ポン
プ、例えば給水ポンプ１１を起動する。仕切弁８１及び
８５は全開にされる。給水制御系７７によって流体継手
１９のすくい管位置を制御することによって、給水ポン
プ１１の回転数が徐々に増加する。回転数の増加により
給水流量も対応して増加する。給水ポンプ１１からの給
水流量が３３％になったとき、次に、給水ポンプ１２を
起動する。仕切弁８２及び８６は全開である。給水ポン
プ１２は給水ポンプ１１と同様に回転数が徐々に増加さ
れる。給水ポンプ１２による給水流量の増加は、給水制
御系７７によって給水調整弁９０の開度減少をもたら
す。しかし、トータルの給水流量は６６％に保持され
る。給水ポンプ１２から吐出される給水流量が３３％に
達したとき、給水調整弁９０は全閉となり、仕切弁８４
及び８８も全閉となる。このようにして、原子炉の起動
時に待機系等の給水系から常用系統の給水系への切り替
えが終了する。その後は、常用系統の給水系の残りの給
水ポンプ１３が起動され、給水流量は100％となる。仕
切弁８３及び８７は全開である。なお、原子炉停止時
は、この逆の操作で、給水流量が減少される。

【００２２】このように、原子炉起動時の給水流量が少
ないときに、待機系等の給水ポンプ１４を起動し給水調
整弁９０の開度制御により給水流量を増加させる理由
は、給水調整弁９０の開度制御の方が常用系統の給水ポ
ンプの回転数制御よりも給水流量時における制御の応答
性が良く、制御性が良いからである。また、原子炉の通
常運転時（定格運転時）は、回転数制御が可能な給水ポ
ンプ１１〜１３を起動するので、これらの給水ポンプを
回転させる電気エネルギーを有効に利用できる。給水調
整弁９０は全開状態になっても圧力損失が仕切弁８１〜
８８よりも大きいので、給水ポンプ１４の揚程は、給水
調整弁９０の圧力損失の分だけ給水ポンプ１１〜１３の
各揚程よりも高く設定されている。各給水ポンプの定格
給水流量は同じであるので、給水ポンプ１４は、揚程が
高く設定されている分だけ給水ポンプ１１〜１３よりも
電気エネルギーを多く消費することになる。従って、通
常運転時においては、給水ポンプの回転数を制御して給
水制御を行う方がエネルギー効率が高い。本実施例は、
通常運転時に３系統の給水ポンプの回転数を制御するの
で、電気エネルギーを最も効率良く利用できる。

【００２３】本実施例では、各給水ポンプ１１〜１４の
容量を給水設備全体の定格流量の１／３、すなわち約３
３％と等しく設定している。このため、各系統において
同一仕様の給水ポンプを使用できるようになり、給水ポ
ンプ設計の標準化を可能としている。同一仕様の給水ポ
ンプを製造すればよいので、それの製造も容易である。
保守点検時に使用する部品も各給水ポンプで共有化でき
る。３系統の各常用系統は、給水ポンプの回転数を可変
に制御する手段、すなわち流体継手を備えているので、
給水ポンプ起動直後の低流量状態から定格流量まで給水
ポンプ一台当りの給水流量をスムーズに変化させること
ができる。

【００２４】従来のタービン駆動の給水ポンプと電動機
駆動の給水ポンプを備えた原子炉給水設備と本実施例と
の物量を比較すると、給水ポンプの基数は等しいが、本
実施例は、１系統当りの容量を給水設備全体の約３３％
としているので、給水ポンプを駆動する電動機動力の過
度な増大を抑制でき、従来よりも物量が著しく低減す
る。

【００２５】本実施例を１３５０ＭＷｅ級の原子炉プラ
ントに適用した場合には、電動機容量が約８０００ｋＷ
となる。この電動機容量は、単機での製作実績範囲内に
あるので、新たな大型電動機の開発や小型の電動機のタ
ンデム化等が不要であり、電動機の物量の増大が抑制で
きる。また、給水ポンプの総設備容量も従来の１５０％
から１３３％に低減できる。なお、全ての給水ポンプ１
１〜１４を電動機駆動としたことにより、従来の設備に
比べ電動機２基と流体継手３基の物量が増加するが、タ
ービン駆動給水ポンプに付随するタービン２基や蒸気配
管・弁を削除でき、コンパクトになる。

【００２６】この結果、給水ポンプ１１〜１４を、主タ
ービン及び主復水器から分離して放射線量が低い領域に
配置でき、配置設計での自由度が向上する。これととも
に、しゃへい設計上の要求が低減するため、運転中機器
への接近性が改善され、原子炉給水設備の保守性が向上
する。

【００２７】さらに、電動機１５〜１８や流体継手１９
〜２１の機器の部品数は、タービン駆動方式に比べ少な
く、保守点検作業量も低減する。また、通常運転中に稼
動している３系統の給水ポンプ１１〜１３のうち、何ら
かの原因で給水ポンプ１台がトリップした場合には、待
機状態にある給水ポンプ１４の系統が起動する。

【００２８】図４は、図１において、給水ポンプ１２が
トリップした場合を示している。給水ポンプ１２の系統
に設けた流量計（図示せず）からの信号により、給水ポ
ンプ１２がトリップしたことが検出された場合、給水制
御系７７により、その系統の仕切弁８２，８６を全閉と
する。これと同時に、給水制御系７７により待機状態に
ある電動機１８を起動して給水ポンプ１４を駆動し、仕
切弁８４，８８、給水調整弁９０を全開にして、設備全
体の約１／３の流量を確保することができる。電動機１
８を駆動して待機系統の給水ポンプ１４を起動すること
により、従来と同様に、原子炉のスクラムレベル水位に
至るような大幅な水位変動が抑制できるので、給水ポン
プ１台トリップ時においても、原子炉の運転が継続でき
原子炉設備の稼働率が向上する。

【００２９】従来の原子炉給水設備の待機系は、定格流
量の２５％容量の電動機駆動給水ポンプを２系統として
いたが、本実施例では、待機系が１系統であり、待機系
起動時の制御方法が単純化する。

【００３０】このように、本実施例では、約３３％×４
系統の電動機駆動の給水ポンプ（３系統の常用系統の給
水ポンプは流体継手制御による可変速運転方式、１系統
の待機系の給水ポンプは定速運転方式）で原子炉給水設
備を構成したことにより、給水ポンプの標準化が可能と
なるとともに、電動機動力の過度な増大を抑制できる。
また、設備の物量を過度に増大させることなく、従来の
タービン駆動給水ポンプに付随したタービンや蒸気配管
・弁を削除できるため、タービン建屋内における給水ポ
ンプ配置の自由度が増大しかつ給水設備の保守性が向上
するとともに、給水設備の合理化を図ることができる。

【００３１】これに加え、給水ポンプの１系統を予備機
としているので、常用機の給水ポンプ１台トリップ時に
おいても、スクラムレベルに達するような原子炉水位の
大幅な低下を抑制でき、原子炉設備の稼働率向上に寄与
する。

【００３２】本発明の他の一実施例を、図５より説明す
る。

【００３３】対象とする原子炉給水設備は、図１に示す
実施例と同様、１系統あたりの容量が設備全体の定格流
量の約３３％容量の循環給水ポンプ１１〜１４の４系統
で構成される。給水ポンプ１１〜１４は、電動機１５〜
１８で駆動される。本実施例においては、給水ポンプ１
１，１２の流量調整用に流体継手１９，２０を設けてお
り、流体継手１９，２０のすくい管の位置を変更するこ
とで給水ポンプ１１，１２の回転数が制御される。また
給水ポンプ１３，１４は、増速機２４，２５を介して電
動機１７，１８により一定速度で運転される。給水ポン
プ１３，１４の各吐出側に設けた給水調整弁８９，９０
の開度を制御することで給水流量を調整する。給水ポン
プ１１〜１４の前後には、仕切弁８１〜８８を設けてい
る。４系統のうち、電動機１８で駆動される給水ポンプ
１４の系統は、待機系統であり通常運転時には待機状態
になっている。

【００３４】本実施例は、図６に示すように給水流量，
原子炉水位，主蒸気流量の３要素をもとに原子炉水位を
制御する給水制御系を備え、水位制御器の信号から流体
継手のすくい管位置制御回路と給水調整弁制御回路を有
する。この給水制御系は、原子炉の運転モード（起動停
止，通常運転）に応じて、原子炉水位のみの単要素制御
と上記の３要素制御を切り換えることができる。

【００３５】次に、本実施例における運転について説明
する。まず、原子炉起動時には、電動機１８で駆動され
る給水ポンプ１４の系統を使用する。給水ポンプ１４を
定速で運転し、給水調整弁９０の開度を調整することで
徐々に給水流量を増加させる。この際、何らかの原因で
給水ポンプ１４の系統が起動できない場合でも、電動機
１７で駆動される給水ポンプ１３の系統を起動して、給
水調整弁８９の開度を調整することで徐々に給水流量を
増加させることができる。このように、給水調整弁を備
えた系統が２系統あるので、給水ポンプの起動失敗が回
避でき、原子炉の起動時の信頼性が向上する。

【００３６】原子炉出力が、約１０％に達した時点で、
電動機１７で駆動される給水ポンプ１３の系統も運転
し、給水調整弁８９の開度を調整し、さらに給水流量を
増加させる。このような原子炉低出力時には、図６に示
した給水制御系においては、原子炉水位のみによる単要
素制御を行い、給水調整弁８９，９０の開度を制御し、
給水流量を調整する。

【００３７】原子炉出力が上昇し、電動機１５，１６で
駆動される給水ポンプ１１，１２が、流体継手１９，２
０によって安定に可変速運転できる出力（例えば３０〜
４０％）に達した時点で、給水ポンプ１１，１２の系統
を運転するとともに、給水ポンプ１４の系統の停止操作
を開始する。これ以降は、給水ポンプ１３の系統の給水
調整弁８９を全開とし、給水ポンプ１１，１２の回転数
を上昇させることにより定格の給水流量まで増加させ、
約３３％×３系統の通常運転状態に移行させる。

【００３８】通常運転中は、常用として流体継手を用い
て可変速で給水ポンプを運転する２系統と定速で給水ポ
ンプを運転する１系統（流量は給水調整弁８９で制御）
を組み合わせて運転しているので、起動直後の低流量状
態から定格流量まで給水流量をスムーズに変化させるこ
とができる。更に、給水ポンプの駆動方式について多様
化が図れており、給水設備の信頼性が向上する。

【００３９】通常運転中に、原子炉出力の変動が生じ、
原子炉水位が変動した場合には、図６に示す給水制御系
では、原子炉水位，主蒸気流量，給水流量の３要素制御
を行って、水位設定値を満足するように給水流量を制御
する。この際、給水ポンプ１１，１２の系統に備えられ
た流体継手１９，２０のすくい管位置制御を、給水ポン
プ１３の系統の給水調整弁８９の開度制御に優先して実
施する。これにより、給水調整弁８９は通常時は全開と
する運転が可能となり、給水調整弁８９での動力損失を
低減するとともに、弁の振動などによる故障を防止する
ことができる。

【００４０】また、通常運転中に稼動している３系統の
給水ポンプ１１〜１３のうち、何らかの原因で給水ポン
プ１台がトリップした場合には、図１の実施例と同様、
待機状態にある給水ポンプ１４の系統を起動する。待機
系の給水ポンプ１４と給水調整弁９０により、原子炉の
スクラムレベル水位に至るような大幅な水位低下が抑制
できるので、給水ポンプ１台トリップ時の場合でも、原
子炉の運転が継続でき原子炉設備の稼働率が向上する。

【００４１】本実施例は、待機系統以外に、常用系統に
流量調整弁で給水流量を制御する系統を１系統設けてい
るので、原子炉の起動時に待機系統の給水ポンプ１４が
異常により起動しない場合、その常用系統の給水ポンプ
１３を起動して、前述の実施例と同様に、原子炉起動時
の低流量時に制御性の良い流量調整弁８９の開度制御に
より、給水流量を安定に制御することができる。原子炉
の通常運転時に、流量調整弁で制御する１系統の給水系
統を用いているので、その分、前述の実施例よりも電気
エネルギーの利用効率は低くなるが、給水ポンプの回転
数を制御する給水系統が２系統使用されるので、電気エ
ネルギーの利用効率は高い。

【００４２】このように、本実施例では、約３３％×４
系統の電動機駆動の給水ポンプ（２系統の給水ポンプは
流体継手制御による可変速運転方式、他の２系統の給水
ポンプは定速運転方式）で原子炉給水設備を構成したこ
とにより、給水ポンプの標準化が可能となるとともに、
電動機動力の過度な増大を抑制できる。

【００４３】また、従来の設備に比べ電動機２基と流体
継手２基の物量が増加するが、タービン駆動給水ポンプ
に付随するタービン２基や蒸気配管・弁を削除できる。
このため、タービン建屋内における給水ポンプ配置設計
での自由度や給水設備の保守性が向上するとともに、給
水設備の合理化を図ることができる。

【００４４】運転性に関しても、給水調整弁を備えた系
統が２系統あるので、原子炉の起動時における給水ポン
プの起動失敗を回避できる。

【００４５】また、常用系統として流体継手制御により
可変速運転される系統と給水調整弁制御により定速運転
される系統を組み合わせて運転するので、給水ポンプの
駆動方式についても多様化が図れており、給水設備の信
頼性が向上する。

【００４６】これに加え、図１，図４の実施例と同様給
水ポンプの１系統を予備機としているので、常用機の給
水ポンプ１台トリップ時においても、スクラムレベルに
達するような原子炉水位の大幅な低下を抑制でき、原子
炉設備の稼働率向上に寄与する。

【００４７】本発明の他の一実施例を、図７により説明
する。対象とする原子炉給水設備は、図５に示す実施例
と同様、１系統あたりの容量が定格流量の約３３％容量
の循環給水ポンプ１１〜１４の４系統で構成される。本
実施例においては、給水ポンプ１１，１２を駆動する電
動機１５，１６の回転数制御に、電動機１５，１６に接
続したサイリスタ２１，２２を用いた構成としている。
サイリスタ２１，２２は、給水ポンプの回転数を可変に
制御する手段である。これら以外の給水設備の構成は、
図５に示した実施例と同様である。本実施例において
も、図６に示したものと同様の給水制御系を備えてい
る。

【００４８】本実施例の動作は、図５に示した実施例と
同様であるため、説明は省略する。本発明の他の一実施
例を、図８により説明する。対象とする原子炉給水設備
は、１系統当りの容量が定格流量の約２５％容量の給水
ポンプ３１〜３５の５系統で構成される。給水ポンプ３
１〜３３は、流体継手４１〜４３を介して電動機３６〜
３８で駆動される。給水ポンプ３４，３５は、増速機
９，１０を介して電動機３９，４０で駆動される。給水
ポンプ３１〜３５の前後には、仕切弁９１〜１００を、
給水ポンプ３４，３５の吐出側には、給水調整弁１０
１，１０２を設けている。５系統のうち、電動機４０で
駆動される給水ポンプ３５の系統は、通常運転時には待
機状態とする。

【００４９】本実施例も、図６に示したものとほぼ同様
の給水制御系を備えている。

【００５０】本実施例の設備と、タービン駆動給水ポン
プと電動機駆動給水ポンプを組み合わせた従来の原子炉
給水設備を比較すると、給水ポンプの数が４基から５基
に増加するが、給水ポンプの総設備容量は１３３％から
１２５％に低減し、かつ駆動する電動機動力は、従来の
待機系統の電動機駆動給水ポンプの場合とほぼ等しくで
きるので、従来用いていたものとほぼ同じ電動機が使用
できる。なお、本実施例の動作は、図５，図７に示した
実施例とほぼ同様である。

【００５１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、各給水ポンプ
の容量をほぼ等しく設定したことにより、各系統におい
て同一仕様の給水ポンプを使用できるようになり、給水
ポンプの標準化が可能になるとともに、保守点検時に使
用する予備の部品も共有化できる。また、大型炉に適用
する場合においても、製作実績範囲内の電動機で対応で
きるため、電動機物量の過度な増大を抑制できる。

【００５２】さらに、従来のタービン駆動給水ポンプと
電動機駆動給水ポンプの組み合わせとは異なり、全ての
給水ポンプを電動機駆動としたことにより、タービン駆
動給水ポンプ用の蒸気が不要となり蒸気配管が削除でき
る。これに伴って、給水ポンプを主タービン及び主復水
器から分離して放射線量が低い領域に配置でき、配置上
の自由度が向上するとともに、しゃへい設計上の要求が
低減するため、運転中機器への接近性が改善され給水設
備の保守性が向上する。

【００５３】電動機やポンプの回転数を調整する機器の
部品数は、タービン駆動方式に比べ少なく、保守点検作
業量も低減する。

【００５４】また、可変速で運転するポンプを備えた常
用系と、給水流量調整弁を備えた待機系等系統を組み合
わせて運転して、起動直後の低流量状態から定格流量ま
でスムーズに変化させることができる。

【００５５】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
による効果に加えて、通常運転状態の範囲内において
は、可変速運転される給水ポンプの回転数制御を、定速
運転される給水ポンプを有する系統の給水調整弁の開度
制御より優先的に実施することにより、給水調整弁は通
常時は全開とする運転が可能となり、給水調整弁による
圧力損失を低減するとともに、弁の振動などによる故障
を防止することができ、設備の信頼性が向上する。

【００５６】請求項３又は請求項５の発明によれば、請
求項１又は請求項２の発明による効果に加えて、ポンプ
回転数可変手段が、電動機の回転数制御手段、あるいは
電動機から給水ポンプに伝える回転数を制御する手段で
あることにより、原子炉出力上昇時等の運転範囲におい
て、回転数を容易に変速させることができるため、原子
炉給水設備の運転性が安定する。

【００５７】請求項７の発明によれば、請求項１，請求
項２，請求項３及び請求項５のいずれか一項の発明によ
る効果に加えて、待機系統のポンプを定速駆動の簡単な
構成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による原子炉給水設備の構
成図である。

【図２】従来の原子炉給水設備の構成図である。

【図３】図１の原子炉給水設備を適用した沸騰水型原子
炉プラントの概略構成図である。

【図４】図１の構成におけるポンプトリップ事故時での
原子炉給水設備の状態を示す説明図である。

【図５】本発明の第２実施例である原子炉給水設備の構
成図である。

【図６】図５の原子炉給水設備に適用される制御系ブロ
ック線図である。

【図７】本発明の第３実施例である原子炉給水設備の構
成図である。

【図８】本発明の第４実施例である原子炉給水設備の構
成図である。

【符号の説明】

１〜４，１１〜１４，３１〜３５…給水ポンプ、５，６
…蒸気タービン、７，８，１５〜１８，３６〜４０…電
動機、９，１０，２３〜２５，４４、４５…増速機、１
９〜２２、４１〜４３…流体継手、２６，２７…サイリ
スタ、５１…原子炉、５２…高圧タービン、５３…湿分
分離加熱器、５４…低圧タービン、５５…復水器、５６
…復水ポンプ、５７…低圧給水加熱器、５８…高圧給水
加熱器、５９…給水配管、６０…主蒸気配管、６１〜６
８，８１〜８８，９１〜１００…仕切弁、６９，７０，
８９，９０，１０１，１０２…給水調整弁、７１〜７
４，７６…流量計、７５…水位計、７７…給水制御系。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給水ポンプ及び給水流量調整弁を含む１系
   統の待機系統、及び給水ポンプを含む少なくとも３系統
   の常用系統を原子炉給水経路に並列に装備した原子炉給
   水設備であって、前記各給水ポンプは電動機で駆動され
   る給水ポンプであって互いにほぼ等しい容量を有する給
   水ポンプであり、前記常用系統のうち少なくとも２系統
   は、前記給水ポンプの回転数を制御するポンプ回転数可
   変手段を備えていることを特徴とした原子炉給水設備。
2. 【請求項２】通常運転状態の範囲において、前記常用系
   統の前記給水ポンプの回転数の調整を、待機系統の給水
   流量調整弁の開度制御より優先的に実施する給水制御手
   段を有する請求項１の原子炉給水設備。
3. 【請求項３】前記ポンプ回転数可変手段が、前記電動機
   の回転数を制御する手段である請求項１又は請求項２の
   原子炉給水設備。
4. 【請求項４】前記回転数制御手段がサイリスタである請
   求項３の原子炉給水設備。
5. 【請求項５】前記ポンプ回転数可変手段が、前記電動機
   と前記給水ポンプとの間に設けられかつ前記電動機から
   前記給水ポンプに伝える回転数を制御する手段である請
   求項１又は請求項２の原子炉給水設備。
6. 【請求項６】前記回転数制御手段が流体継手である請求
   項５の原子炉給水設備。
7. 【請求項７】前記待機系統の給水ポンプは前記電動機に
   より回転数を一定にして駆動される給水ポンプである請
   求項１，請求項２，請求項３又は請求項５の原子炉給水
   設備。