JPS60205395A - 制御棒駆動水圧装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は沸騰水型原子炉の制御棒駆動水圧装置に関する
。

［発明の技術的背景］ 一般に沸騰水型原子炉には水圧により駆動される制御棒
駆動機構が設けられており、この制御棒駆動機構によっ
て制御棒が炉心に挿入され、または炉心より引抜かれる
。そして、この制御棒駆動機構には制御棒駆動水圧装置
からの駆動水および冷却水が供給され、また制御棒駆動
機構から排出された排水はこの制御棒駆動水圧装置に戻
される。

上記制御棒駆動水圧装置は第１図に示す如く構成されて
いる。すなわち図中１は密閉構造の原子炉圧力容器の底
部を一部分のみ示すもので、この原子炉圧力容器底部１
には制御棒駆動機構ハウジング２ａが設けられて、この
内部に制御棒駆動機構２が組込まれている。なお、制御
棒駆動機構２および制御棒駆動ハウジング２ａは１Ｍの
原子炉に多数設けられているが、その１つのみ図示する
。

上記各制御棒駆動機構ハウジング２ａには、挿入配管３
および引抜き配管４を介して水圧制御ユニット５が接続
されている。そしてこの水圧制御ユニット５から制御棒
駆動機構２へ駆動水が送られ、また各制御棒駆動機構２
より排出された排水は水圧制御ユニット５に戻される。

なお、各水圧制御ユニット５は制−棒駆動機構２ごとに
１ユニツ１へずつ設けられ、全水圧制御ユニット５によ
り制御棒駆動水圧装置が構成されているものである。

上記各水圧制御ユニット５には、１基の原子炉に１台ず
つ設けられた駆動水供給部６から圧力水が分配供給され
る。この駆動水供給部６にはポンプ７が設けられ、この
ポンプ７で、原子炉建屋外に設置された復水貯蔵タンク
７ａより供給された復水を加圧する。そしてポンプ７よ
り吐出された高圧水は流量調整弁８を通り、駆動水ヘッ
ダ９ａおよび駆動水配管９を介して、駆動水として各水
圧制御ユニット５へ供給される。またポンプ７より吐出
された高圧水は圧力調整弁１０を通って所定圧力まで減
圧されたのち、冷却水として冷却水ヘッダ１１ａおよび
冷却水配管１１を介して各水圧制御ユニット５へ供給さ
れる。さらに圧力調整弁１０と並列に安定弁１２．１３
が設けられ、駆動水の一部はこれら安定弁１２．１３を
通り、上記圧力調整弁１０をバイパスして、冷却水とし
て各水圧制−ユニツ１−５へ供給される。そしてｔｌＩ
ＩＩｌｌ棒を駆動する際に、水圧制御ユニット５へ供給
される駆動水の流量が増加するとこれら安定弁１２゜１
３が閉弁され、冷却水として送られる流量を減少して駆
動水の流量増加分を補償し、常に駆動水としての必要流
量を確保するように構成されている。一方、制御棒を駆
動する際に制御棒駆動機構２から排出された排水は水圧
制御ユニット５を通り、排水配管１４および排水ヘッダ
１４ａを介して駆動水供給部６に戻される。そしてこの
戻された排水は冷却水として、冷却水ヘッダ１１８を通
り図示しない他の水圧１１ＪＩＩｌユニツトへ送られる
。

また、前記水圧制御ユニット５内には４個の方向制御弁
１５ａ　、　１５ｂ　、　１５ｃ　、　１５ｄを備えた
方向制御弁機構１５が設けられており、上ｌ！［！駆動
水配管９、冷却水配管１１および排水配管１４は、いず
れもこの方向制御弁機構１５、ならびに各隔離弁３ａ、
４ａを介して前記挿入配管３および引抜配管４に接続さ
れている。

上記方向制御弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、制
御棒駆動機構２を駆動しない場合にはすべて閉弁される
。そして冷却水配管１１を介して送られて来た冷却水は
挿入配管３を通して制御棒駆動機構２の挿入側に供給さ
れる。この冷却水はＩＩＩＩｌｌＩｉＭ動機禰２内に設
けられたオリフィス（図示せず）を通ってＩＩＩＩ［ｌ
棒駆動機構２と制御棒駆動機構ハウジング２ａとの間を
上昇し、制御棒駆動機構２を冷却したのち原子炉圧力容
器１内へ流入する。

またｆｆＩＩｗＪ棒を挿入する場合には方向制御弁１５
ｂ、１５ｃを開弁し、方向ＩＮＨＩ弁１５ｃおよび挿入
配管３を通して駆動水を制御棒駆動機構２の挿入側へ供
給する。このとき制御棒駆動機構２の引抜側より排出さ
れた排水は引抜配管４、方向制御弁１５ｂおよび排水配
置ｉ！１４を通って前記駆動水供給部６へ戻される。

また制御棒を引抜く場合には方向制御弁１５ａ。

１５ｄを開弁し、駆動水を方向制御弁１５ｄおよ５− び引抜配管４を通してＩ！１１１１棒駆動機構２の引抜
側へ供給する。このとき１ｌＪＩＩＩ］棒駆動機構２の
挿入側より排出された排水は挿入配管３、方向制御弁１
５ａおよび排出水配管１４を通って前記駆動水供給部６
へ戻される。

さらに、前記水圧制御ユニット５には制−棒をスクラム
挿入するためのアキュムレータ１６が設けられている。

このアキュムレータ１６内には制御棒駆動機構２をスク
ラム動作させるに充分な量のスクラム水が貯溜され、こ
のスクラム水は窒素容器１７内の高圧窒素により常時加
圧されている。

上記アキュムレータ１６はスクラム入口弁１８を介して
前記挿入配管３に接続されている。

また、引抜き配管４にはスクラム排出ヘッダ１９が、ス
クラム出目弁２０を介して接続されている。スクラム排
出ヘッダ１９はたとえば一対設けられていて、スクラム
時に全１１１１ＪＩＩＩ棒駆動機構２の引抜側より排出
される多量のスクラム排水を貯溜するに充分な客層を有
し、その底部は排水弁１９ａを経て、また上部はオーバ
フロー弁１９ｂを軽６− て、それぞれ排水溝１９０に接続されているものである
。そして、各水圧制御ユニット５の引抜配管４はスクラ
ム出目弁２０および排水側の隔離弁２０ａを介して上記
スクラム排出ヘッダ１９に接続されており、スクラム時
にはこのスクラム山口弁２０を開弁じて制御棒駆動機構
２から排出される多量のスクラム排出水をスクラム排出
ヘッダ１９内に送る構成となっている。

前記スクラム人口弁１８およびスクラム出口弁２０はそ
れぞれのダイヤフラム内の空気圧により閉弁状態に保持
されているもので、上記各ダイヤフラムには電磁弁２１
．２２を介して空気供給装置２３より開弁維持用の空気
が供給される構成となっている。また上記電磁弁２１．
２２は、スクラム信号発生時に原子炉を緊急停止させる
ための原子炉緊急停止指令系２４からのスクラム弁開弁
信号により無励磁となり、空気供給装置より前記スクラ
ム人口弁１８およびスクラム出目弁２０の各ダイヤフラ
ムへ至る空気供給路を遮断するとともに、それらのダイ
ヤフラムを大気に解放し、上記両弁１８，２０を開弁さ
せるものである。

したがって、スクラム信号発生時には原子炉緊急停止指
令系統２３より出力されるスクラム開弁信号により電磁
弁２１．２２無励磁となり、スクラム人口弁１８および
スクラム出口弁２０を開弁させる。これによりアキュム
レータ１６内に貯溜された高圧のスクラム水が制御棒駆
動機構２の挿入側に供給されて制御棒を炉心内に１．６
〜３゜５秒で全挿入させる。また、このスクラム時には
全制御棒駆動機構２の引抜き側より多量のスクラム排水
が排出され、このスクラム排水は駆動水供給部６に戻ら
ず、スクラム排出ヘッダ１９に貯溜する。

（背景技術の問題点〕 ところで、このような構成の制御棒駆動水圧装置では、
たとえばプラント定期点検時において１ｌｌＪ御棒駆動
機構２の分解点検作業等を行なう場合、制御棒駆動ｍ構
２を水圧１１ＪＩｌｌユニツト５から隔離するために、
隔離弁３ａ、４ａを閉弁する。さらにスクラム出目弁２
０とスクラム排水ヘッダ１９との間の隔離弁２０ａを閉
弁する場合もある。そして点検作業終了後、それらの隔
離弁３ａ　、　４ａ　。

２０ａを開弁するが、挿入配管３側の隔離弁３ａは開い
たものの、引抜配管４側の隔離弁４ａまたはスクラム排
水ヘッダ１９側の隔離弁２０ａを開は忘れ、全開のまま
になってしまった場合、この状態で万一、スクラム信号
が発生すると、スクラム人口弁１８およびスクラム出口
弁２０が開弁され、アキュムレータ１６内の水が窒素容
器内１７の高圧窒素ガスにより急激に押出される。この
水は挿入配管３を通じて制御棒駆動機構２に単位面積当
り８０〜１２０ＫｇＺａＩｇもの高い圧力でスクラムさ
せようとするが、一方、排水側の隔離弁４ａまたは２０
ａが閉弁され、水の出口が遮断されているために、制御
棒駆動機構２内部には約４００に９／ａＪｇものきわめ
て大きな内圧が与えられることになる。この場合、制御
棒駆動機構２は外方へ向って膨張し、制御棒駆動機構ハ
ウジング２ａの内面と衝突してしまい、それ以降の制御
棒の駆動ができな゛くなる慣れがあった。

−９＝ ［発明の目的］ 本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
その目的は、スクラム時に排水側の隔離弁が給水側の隔
離弁より先に閉弁した場合でも制御棒駆動機構の損傷、
変形等を確実に防止できる制御棒駆動水圧装置を提供す
ることにある。

［発明の概要］ 以上の目的達成のため、本発明の制御棒駆動水圧装置は
、スクラム時の排水配管となる引扱き配管側の隔離弁お
よびスクラム排水ヘッダ側の隔離弁の各開度を検出する
弁位置検出装置と、原子炉を緊急停止すべき事態の有無
を監視し、挿入配管への高圧スクラム水の流入を制御す
るスクラム入口弁および引抜き配管からのスクラム排水
の流出を制御Ｉするスクラム出目弁を開閉制御する原子
炉緊急停止指令系と、前記弁位置検出装置からの信号を
入力し前記両隔離弁がいずれも全開しているときのみ前
記原子炉緊急停止指令系の、前記スクラム人口弁および
スクラム出目弁に対する開弁信号の出力を許可する判断
装置とを具備したことを１０− 特徴とする。

［発明の実施例］ 第２図は本発明の一実施例として示す制御棒駆動水圧装
置の配管系統図で、第１図と同一の部分には同一符号が
付しである。

制御棒駆動水圧装置は、前述したように復水貯蔵タンク
７ａからの復水を加圧するとともに、駆動水、冷却水お
よび高圧スクラムを制御棒駆動機構２へ供給するための
装置である。そしてこの制御棒駆動水圧装置には弁位置
検出装置２５および判断装置２６が設けられている。

上記弁位置検出装置２５は、スクラム時の排水配管とな
る引抜き配管４側の隔離弁４ａおよびスクラム排水ヘッ
ダ１９側の隔離弁２０ａの各開度を検出するもので、そ
の検出信号が判断装置２６に入力される。

一方上記判断装置１２６では、弁位置検出装置２５から
の検出信号に基づき、前記原子炉緊急停止指令系２４を
次のように制御する。すなわち、弁位置検出装置２５か
らの検出信号により、スクラム時の排水配管となる引抜
き配管４側の隔離弁４ａおよびスクラム排水ヘッダ１９
側の隔離弁２０ａの各開度がいずれも１００％（全開）
であることが確認されたときのみ、判断装置１２６は前
記原子炉緊急停止指令系２４より電磁弁２１．２２を無
励磁とする信号を出力させ、それ以外の場合にはこれら
の電磁弁２１．２２を無励磁とする信号の出力を禁什す
るものである。したがって、弁位置検出装Ｍ２５より隔
離弁４ａ、２０ａの一方でも全開していない旨く例えば
一方の弁４ａの開度が９０％で、他方の弁２０ａの開度
が９０％）の信号が判断装置２６に入力したときは、原
子炉緊急停止指令系２４より、電磁弁２１．２２を無励
磁とする信号が出力されることはない。

次に作用を説明する。

原子炉通常運転時には隔離弁３ａ、４ａ、２０ａはいず
れも開弁じている。また、何らかの必要により、一部の
制御棒駆動機構２を水圧制御ユニット５から隔離する必
要が生じた場合、挿入配管３側の隔離弁３ａをまず閉弁
し、次に引抜き配管４側の隔離弁４ａを閉弁する場合は
、本来、何等の問題も生じない。ところが、引抜き配管
４側の隔離弁４ａｔたはスクラム排水ヘッダ１９側の隔
離弁２０８が挿入配管３側の隔離弁３ａより先に閉弁し
た場合において、隔離弁４ａ、２０ａの少なくとも一方
が全開以外の状態であるうちは、判断装置２６は弁位置
検出装置２５からの信号により、原子炉緊急停止指令系
２４からの、電磁弁２１゜２２を無励磁とする旨の信号
の出力を獄止する。

そしてＦａｌｌｌｌＩ弁４ａ、２０ａのいずれも全開し
た時点で、原子炉緊急停止指令系２４からの上記信号の
出力を許可し、スクラム人口弁１８およびスクラム出口
弁２０を開弁させる。これによって制御棒がスクラムし
、スクラムすることにより制御棒駆動機構２の内圧が高
くなることは防止され、制御棒駆動機構２の損傷、変形
等が防止されることになる。

［発明の効果コ 以上詳述したように、本発明によれば、スクラム水排出
側の隔離弁が全開以外の場合、制御棒は１３− 水の出口が閉塞する前にスクラムすることになり、制御
棒駆動機構にかかる過大な水圧を除去することができ、
制御棒駆動機構の損傷、変形等を確実に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸騰水型原子炉の制御棒駆動水圧装置の従来例
を示す配管系統図、第２図は本発明の一実施例を示す制
御棒駆動水圧装置の配管系統図である。 ２・・・制御棒駆動機構、３・・・挿入配管、３ａ、４
ａ、２Ｑａ・・・隔離弁、５・・・水圧制御ユニット、
１８・・・スクラム人口弁、１９・・・スクラム排水ヘ
ッダ、２０・・・スクラム出口弁、２１．２２・・・電
磁弁、２３・・・空気供給装置、２４・・・原子炉緊急
停止指令系、２５・・・弁位置検出装置、２６・・・判
断装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 １４−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スクラム時の排水配管となる引抜き配管側の隔離弁およ
   びスクラム排水ヘッダ側の隔離弁の各開度を検出する弁
   位置検出装置と、原子炉を緊急停止すべき事態の有無を
   監視し、挿入配管への高圧スクラム水の流入を制御する
   スクラム人口弁および引抜き配管からのスクラム排水の
   流出を制御するスクラム出口弁を開閉制御する原子炉緊
   急停止指令系と、前記弁位置検出装置からの信号を入力
   し前記両隔離弁がいずれも全開しているときのみ前記原
   子炉緊急停止指令系の、前記スクラム人口弁およびスク
   ラム出口弁に対する開弁信号の出力を許可する判断装置
   とを具備したことを特徴とする制御棒駆動水圧装置。