JPS6060596A - 沸騰水型原子炉の主蒸気遮断方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、沸騰水型原子炉の主蒸気管破断時における主
蒸気を遮断する主蒸気遮断方法に関する。

〔発明の背景〕

第１図は、那騰水型原子力発亀プラントの主蒸気、給水
系の概要を示したものである。第１図において原子炉１
０は、格納容器１２に収４１１」されておシ、主蒸気゛
Ｇ１４によシ原子炉１ｏにおいて先生した蒸気を高圧タ
ービン１６に送ることができるようになっている。高圧
タービン１６に入った主蒸気は、湿分分離器１８を介し
て低圧タービン２０に縛かれ、低圧タービン２ｏを駆動
したのち復水器２２に送られ凝縮して復水する。復水器
２２内の復水は、復水ポンプ２４に吸引され、浄化系２
６に送られ浄化されたのぢ、復水器２２の第２ホツトウ
エールに戻される。第２ボツトウエール内の復水は、給
水ポンプ２８により吸引され、給水加熱器３ｏにょシ暖
められたのち、再び原子炉１０に給水として供給される
。

なお、主蒸気管１４には複数の主蒸気隔離弁３２が設け
られ、また、この主蒸気隔離弁３２の上流側には流量制
限器３４が設けである。しかも、流量制限器３４の上流
側には、格納容器１２の下部に設けであるサプレッショ
ンプール３６に［４した配貨３８が接続され、この配管
３８に逃がし安全弁４０が設けである１、この配管３８
は、原子炉圧力の上昇を防止するために設けたものであ
シ、原子炉１０内の圧力が上昇した時に逃がし安全弁４
０を開き、原子炉内の蒸気をサプレッションプール３６
に排出できるようになっている。

上記した従来の主蒸気隔離弁３２は、第２図のようにな
っている。第２図において、弁箱４２には、上流側部４
４と下流側部４６とを区分する弁座４８が設けである。

この弁座４８に当接離間する弁体５０には、弁棒５２が
接続しである。弁棒５２の上端は、ピストンロッド５４
に設けた摺動部５６に固定しである。この摺動部５６は
、エアシリンダ５８によシガイド６０に沿って上下する
。

なお、第２図に示した符号６２は弁の開閉速度を調整す
るオイルシリンダであシ、符号６４は弁閉塞用のバネで
ある。また符号６６は、リミットスイッチ部であって、
上端部に弁が開放されたことを確認するリミットスイッ
チが設けられ、下端部に弁が閉塞したことを確認するリ
ミットスイッチが設けである。

この弁は、全開状態から全開状態までの作動時間が過渡
解析上３秒以上で閉じることになっておシ、芙除には弁
を閉塞する信号が出て力・ら５秒以内で閉じるようにな
っている。そして、弁が１゜係閉塞した時点において、
原子炉スクラムの信号が発せられる。このため、主蒸気
管の破ｍｒ部■］がら流出する蒸気と炉水は、第３図の
如くなっている。

すなわち、このような沸騰水型原子カ光゛亀プラントは
、例えば破断部Ｐにおいて主蒸気管１４が破断したとす
ると、原子炉ｌｏ内が商圧であるところから破断部Ｐか
ら多量の蒸気が流出する。このため主蒸気管１４内の蒸
気流量が大幅に壇太し、この流量の増大を検知して主蒸
気隔離弁３２を閉塞し、主蒸気を遮断するようになって
いる。すなわち、通常は流量計として作用する流量制限
器３４は、主蒸気の最大流量を定格時の２００％までし
か流さないようになっておシ、主蒸気ｇ１４が破断した
ことによυ主蒸気の流量が２００チに達すると、流量制
限器３４がこの流量変化を検知し、図示しない制御装置
が主蒸気隔離弁３２を閉塞する信号を出し、主蒸気を遮
断するようになっている。この主蒸気１・１４の破断か
ら主蒸気隔離弁３２による主蒸気の遮断までの主蒸気お
よび炉水の流出量は、第β図に示す如くなっている。す
なわち、主蒸気管１４の破断後約２秒間は、破断部Ｐか
らの蒸気の流出により原子炉内の圧力が漸次低下し、流
出量が徐々に減少する。しかし、その俊原子炉１０内の
圧力の低下に伴い、炉水が流出するようになり、蒸気と
炉水の流出量が急増する。

そして、破断事故完生後約３．５秒程たつと主蒸気隔離
弁の閉作動による効果が表われ、蒸気と炉水の流出量が
急速に低下する。

このように放射能の簡い炉水が大量に流出するおそれが
あることは好ましくない。そこで、主蒸気管が破断した
場合前の事故時に、−生蒸気隔離弁を高速度で閉じる必
女がら）、第４図に示すような自圧式の弁が開発された
。この自圧式弁は、弁体５０がガイド６８内に収納した
シリンダ７０により駆動するようになっている。このシ
リンダ７０の駆動力は、上流側部４４と連通ずる弁を閉
塞するだめの蒸気通路７２に原子炉１０内の高圧蒸気が
導かれ、電磁弁７４を介してシリンダ７０の上部に主蒸
気を導き、弁を閉じるようにしている。なお第４図に示
した符号７６は直接開度計であって、開用スイッチ７８
と開用スイッチ８０とによシ升の開閉状態を知ることが
できるようになっている。

この自圧式弁の開基時における作動特性を第５図と第６
図に従来をの弁と比較して示した。第５図は、通常の定
格運転時における作１ｉＪｌｌｒｑ性を示したものであ
る。第２図に示した従来屋の弁においては、一点鎖線８
２に示すように弁を閉じる閉は号が発生してからの０．
５秒後に閉作動が開始され、閉信号が発生してから５秒
後に全開状態となる。

これに対し第４図に示した自圧式弁においては、実線８
４に示すように閉信号発生から１．１秒後に作動が翔始
し、２．５秒後に全開となる。このように自圧式弁は従
来型の弁に比較して作動が速く、特に第６図に示したよ
うに主蒸気管破断事故時における作動が、従来型の弁に
比較し極めて迷い。

すなわち、従来型の弁においては主蒸気管破断事故が発
生した場合においても弁を全閉させるまでの作動時間が
定格時とほとんど変わ）がない。これに対し、自圧式弁
は、主蒸気の流量が定格時の２００係となる生蒸気管の
破＃ＩＴ事故時に、事故発生から０．８秒で作動を開始
し、０．１秒後の事故発生から０．９秒で弁が全開状態
となる。そして、従来と同様に弁が全開位置より１０％
閉じた状態において直接開度計７６からの信号によシ原
子炉がスクラムするようになっている。

このように自圧式弁の作動時間が主蒸気ｖ１４の破断事
故時に極めて短いため、破断部Ｐからの蒸気の流出量を
大幅に低減することができる。しかし、弁の閉塞があま
シにも速く行なわれるため、第７図に示すように原子炉
の圧力が上昇する。すなわち、現在使用されている従来
型の弁においては、前記したように主蒸気ｖ１４が破１
υ［すると破断部Ｐから炉水が系外に流出するため、破
線８６に示すように主蒸気隔離弁３２が主蒸気を遮１υ
「しても、炉心圧力を初圧工９低く保つことが出来る。

これに対し、自圧弁式の主蒸気隔離弁を用いた場合には
、実線８８に示すように弁が閉塞されるとともに炉心圧
力が急速に上昇し、現在予想されている原子炉圧力の取
高値（光屯機負荷赳断タービンバイパス系不作動時の過
渡変化）よりも高くなｐ１燃料俸の破損が懸念される等
、原子炉に好ましくない影響を与える。

〔発明の目的〕

本発明は、自圧式弁を主蒸気隔離弁として用いることに
よシ、主蒸気隔離弁の高速閉基に伴う原子炉圧力の異常
上昇を防止することができる主蒸気ａ新方法を提供する
ことを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、主蒸気管の破断時に主蒸気管を流れる主蒸気
の流量を検出し、主蒸気管に設けである主蒸気隔離弁を
閉基するとともに、サプレッションプールと主蒸気管と
を連通している配管に設けた安全弁を強制的に開放し、
原子炉内の蒸気をサプレッションプールに尋き凝縮させ
ることによシ、原子炉内の圧力上昇を防止できるように
構成したものである。

〔発明の実施例〕

本発明に係る沸Ｉｉ＊水型原子炉の主蒸気遮断方法の好
ましい実施例を添付図面に従って詳説する。

第８図は、本発明に係る沸騰水型原子炉の主蒸気遮断方
法の実施例の流れを示したものである。

本来施例の主蒸気遮断方法は、第１図に示した主蒸気管
１４が破断部Ｐにおいて破断し、主蒸気管流量の請人が
検知されると、主蒸気隔離弁閉信号力論１」岬装置瓜か
ら発せられる。自圧弁式の主蒸気隔離弁は、上６己弁閉
信号が発せられると０．８秒のちに弁の閉塞が開始され
る。そして、弁が１０饅閉基した段階において原子炉ス
クラム信号が発せられ、原子炉がスクラムされるととも
に、主蒸気隔離弁が閉作動し始めてから０．１秒後に主
蒸気隔離われると、図示しない制碑装誼は、前記流ｉｔ
胃大信号と弁の閉塞信号とによシ、主蒸気逃がし安全弁
４０を開き、原子炉１０内の蒸気が配晋３８を介してサ
プレッションプール３６内の冷却水１コニ放出される。

サプレッションプール３６の冷却水中に放出された蒸気
は、冷却水によυ冷却さオして凝縮する。そして、サプ
レッションプール３６内の冷却水は、第９図に示すよう
に残留熱除去系口己管９０に設けた残留熱除去系ボン′
プ１００に吸弓１され、熱交換器１０２において冷却さ
れたのち、再ヒサブレツショ／グール３６に戻される。

このようにすることにより、炉心圧力は、第１０図の一
点鎖線１０４に示す如く、自圧式弁を主蒸気隔離弁３２
として用い単に主蒸気を遮ＶＤｒした場合に比較して非
常に小さくなシ、原子炉の安全性を損なうことがない。

また、自圧式弁を主蒸気隔離弁として用いることにより
、第１１図の夕４線１０６に示す如く蒸気の流出量は、
一点鎖線１０８に示した従来型の弁に比較して約１／９
程度に低減でき、被爆線量の低減を図れ、環境の安全件
も向上する。また、逃がし安全弁４０は、主蒸気管１４
の流量増大と主蒸気隔離弁３２の閉塞信号とに基つき開
くようにしであるため、逃がし安全弁４０の誤動作を防
止することができる。

第１２図は、本発明に係る主蒸気遮断方法の他の実施例
を示したものである。第１２図に示した実施例において
は、主蒸気管の流量増大が検知されると主蒸気隔離弁閉
信号と逃がし安全弁開信号とが同時に発せられる。これ
によシ自圧式主蒸気隔離弁は、閉信号が発せられた時か
ら０．５秒後に閉作動を開始し、弁が１０％閑じた時に
原子炉スクラム信号を発し、原子炉がスクラムする。そ
して、閉信号が発せられた時から０．６秒後に主蒸気隔
離弁３２が全閉する。一方、逃がし安全弁４０は、開信
号が発せられてから０．３秒後に開動作を開始し、この
０．１秒後に逃がし安全弁４０が全開する。そして、逃
がし安全弁４０が全開したことを検知すると自動的にタ
イマを作動させ、１０秒後に逃がし安全弁４０を閉鎖す
る信号を発生するようにしである。ただし、この逃がし
安全弁４゜の閉信号は、逃がし安全弁４０の逃がし安全
弁設定圧力よシも原子炉１０の圧力が高い場合には、逃
がし安全弁４０を全開のままとするようになっている。

この実施例によれば、第１３図のＱｉｌｌＯに示すよう
に単に自圧式弁を主蒸気隔離弁３２として用いた場合の
破線１１１に比収し、原子炉圧力を非常に低くすること
ができ、原子炉を安全に保つことができる。また、限界
出力と実際の出力との比の最小値（ΔＭＣＰＲ）は、本
実施例の場合に実線１１２に示すように初期値を下まわ
ることがなく、燃料棒の温度上昇による破損の発生を防
止できる。これに対し、本実施例を使用しない場合には
ΔＭＣＰＨの値が破線１１４に示す如くなり、本実施例
による主蒸気の遮断が非常に安全側の値をとることがわ
かる。

第１４図は、第１２図に示した実施例により主蒸気を遮
断した場合における逃がし安全弁４０の流量変化を示し
たものである。なお第１４図において示した破線は、主
蒸気隔離弁３２が自圧式弁であって、逃がし安全弁４０
を強制的に開放しない場合を示している。この場合には
、第１３図に示した破線１１１の如く原子炉圧力が上昇
し、この圧力上昇により逃がし安全弁４０が開く。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、自圧式弁を主蒸気
隔離弁として使用した場合における、主蒸気隔離弁の閉
塞時に逃がし安全弁を強制的に開放することにより、主
蒸気隔離弁の高速閉塞に伴う原子炉圧力の異富上昇を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸１潜水呈原子炉の主蒸気、給水型系の概女を
示す図、第２図は従来使用されている主蒸気隔離升の断
面図、第３図は主蒸気管破断事故における従来の主蒸気
遮断方法による蒸気と炉水の流出状態を示す図、第４図
は自圧弁の主蒸気隔離弁のｌｊＴ面図、第５図は定格運
転時における主蒸気隔離升の作動状態を示す図、第６図
は主蒸気管破断事故時における主蒸気隔離升の作動状態
を示す区、第７図は主蒸気＄１・破断事故時における従
来の主蒸気遮断方法による従来型の主蒸気隔離弁と目圧
式主蒸気隔離升とを用いた場合の炉心圧力の変化を示す
図、第８図は本発明に比る主蒸気既ＩＴ；［方法の実施
例の流れ図、第９図はツープレッションプールの冷却水
の循環を示す図、第１０図は本発明に係る主蒸気；ＪＳ
断方法と従来の主蒸気遮断方法とによる炉心圧力の変化
を示す図、第１１図は前記実施例と従来の方法との蒸気
および炉水の流出址の相違を示す図、第１２図は本発明
に係る沸１ｉｉ水型原子炉の主蒸気遮断方法の他の実施
例を示す図、第１３図は第１２図に示した実施例による
原子炉の過渡変化の一例を示す図、第１４図は第１２図
に示した実施例における逃がし安全弁流量を示す図であ
る。 １０・・・原子炉、１２・・・格納容器、１４・・・主
蒸気管、１６・・・高圧タービン、３２・・・主照気隔
に１［弁、３４・・・流量制限器、３６・・・サプレッ
ションプール、３８・・・配管、４０・・・逃がし安全
弁。 代理人　弁理士　鵜沼辰之 ＄　３　目 Ｘ／）３ 車紋後ｆｒ用　（利υ 第４図 ％ 第５　目 ＨｓｒＶＦＭ４８ｆ発生筬ｅ＋　ＲＩＩＱ　（５ｅ　Ｃ
）茅２　囲 主蒸気営級町（ｆ’ｌｓＬβジ全生後の時用（Ｓｅｃ）
茅　７　目 δδ ［−一 ０　／　２　Ｊ　’４　Ｓ ８８　図 第１匣 第　１０　目 δ８ 半ｉｔ変時ｆ町　（Ｊす”ジ 茅！１　目 牛杖燥昨闇（計う

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、原子炉において兆生した蒸気をタービンに導く主蒸
   気管と、この主蒸気管に設けた主蒸気Ｖ５離弁と、前記
   原子炉が収納しである格納容器の下部に設けた冷却水が
   貯留しであるサプレッションプールと、前記主蒸気管の
   前記主蒸気隔離弁よシ上流側と前記サブレツ７ヨンプー
   ルとを連通ずる配盲に設けた安全弁とを備えた沸騰水型
   原子炉における前記主蒸気管の破断時の９可記主蒸気隔
   離弁を作動させて主蒸気管を閉塞する沸騰水型原子炉の
   主蒸気遮断方法において、前記主蒸気管の破断時に前記
   主蒸気管を流れる蒸気の流量を検出して前記主蒸気隔離
   弁によシ前記主蒸気管を閉塞するとともに、前記安全弁
   を強制的に開放することを特徴とする沸騰水型原子炉の
   主蒸気遮断方法。