JPS61155895A - 原子炉補機冷却装置 - 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〕 この発明は原子炉補機冷却装置に係り、特に、常用系負
荷および非常用系負荷の冷却系統を一本化した原子炉補
機冷却装置に関する。

〔発明の技術的？ｖ蜆と問題点〕

一般に原子炉発電プラントにおいては、常用される常用
系補機と、非常時にのみ使用される非常用系補機とを有
しており、従来、これらの両負荷の冷却系統は相互に分
離独立していた。すなわち、従来の原子炉補機冷却装置
は、常用系原子炉補機冷却系統および非常用系原子炉補
機冷却系統により構成されており、各冷却系統には、そ
れぞれ熱交換器および熱交換器に冷却水を供給する海水
ポンプが設けられている。そして、常用系原子炉補機冷
却系統に設けられている海水ポンプと、非常用系原子炉
補機冷却系統に設けられている海水ポンプとは各系統上
の要求の相違から下記に示すような相違がある。

常用系原子炉補機冷却系統に用いられる海水ポンプは、
まずプラントの通常運転時に正常に機能するような信頼
性があれば足りる。これは、常用系原子炉補機冷却系統
がプラントの安全系に関係していないため、非常時にお
いてその機能維持を要求されていないからである。また
、この系統の海水ポンプには、長期連続運転に対する高
１腹な耐久性が要求される。これは、常用系原子炉補機
冷却系統がプラント通常運転時に連続運転を原則とする
ためである。

一方、非常用系原子炉補機冷却系統に用いられる海水ポ
ンプには、高度な信頼性を有することが要求される。こ
れは、この系統が工学的安全施設の間接系として非常用
炉心冷却系の正常な作動を補助することを目的としてい
るため、地震などの非常時においてもその機能を喪失し
てはならないからである。また、この系統の海水ポンプ
には耐久性はそれほど要求されない。これは、非常用系
原子炉補機冷却系統がプラントの通常運転時には停止待
機を原則としているた、め、海水ポンプの運転時間は非
常に短かいがらである。

ところで、前述した常用系原子炉補機冷却系統および非
常用系原子炉□補機冷却系統にそれぞれ熱交換器および
海水ポンプを設けるのでは、構成が複雑化し、コストア
ップの原因となっている。そこで、両系統における熱交
換器を一本化すれば、熱交換器、および海水ポンプの重
複が避けられるが、そのためには、工学的安全施設の間
接系機器としての高い信頼性と、常用系負荷冷却に伴な
う長期連続運転に対する耐久性とを兼ね備えた海水ポン
プを得ることが必要である。

〔発明の目的〕

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、常
用原子炉補機および非常用原子炉補機の両者を冷却する
ことのできる原子炉補機冷却装置を提供することを目的
とする。

（発明の概要） 上述した目的を達成するために、この発明に係る原子炉
補機冷却装置は、並列配置された常用系負荷および非常
用系負荷との間に閉管路を形成する熱交換器と、この熱
交換器に冷却水を供給する海水ポンプとを有し、この海
水ポンプは、上下方向に延在する揚水管と、この揚水管
内を延在する主軸と、この主軸を支持する複数の水中軸
受とを備えており、さらに前記水中軸受に潤滑水を供給
する淡水管路と、この淡水管路に前記海水ポンプが汲み
上げた海水の一部を供給する塩水管路とを有することを
特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明を図面に示す実施例を参照して説明する
。

第１図はこの発明の概略を示すものであり、淡水ポンプ
１および熱交換器２が直列に介装された閉管路３には、
常用系負荷４および非常用系負荷５が並列に接続されて
いる。一方、前記熱交換器２に冷却水を供給する管路６
には、海水取水源７内に配設された海水ポンプ８が接続
されている。

この海水ポンプ８は、上下方向に延在し下部が海水内に
没している揚水管９を有しており、この揚水管９内には
主軸１０が同軸的に配設されている。

この主軸１０は上下方向に間隔を隔てて配設された複数
の水中軸受１１．１１・・・により支持されている。こ
の水中軸受１１は、海水中に含まれている砂などの異物
に対して高い耐摩耗性を有しており、海水ポンプ８の長
期連続運転にも安定した特性を持ち続けることができる
。しかしながら、水中軸量１１の摩耗は、海水中に含ま
れている砂などの異物との接触が大部分なので、水中軸
受１１に対する海水の直接の接触を防止するため、水中
軸受１１の周囲は保護管１２により被覆されている。

ところで、前記水中軸受１１と主軸１０の摺動面には、
海水ポンプ８の運転中すなわち主軸１０の回転中には常
に液体による１１滑が必要とされる。

そこで、海水ポンプ８には潤滑水を供給し得るように構
成しなければならない。

第２図はこの発明の具体的な実施例を示すものであり、
以下この実施例について説明する。

第２図は１系統に２台の海水ポンプ８ａ、８ｂを備えた
原子炉補機冷却装置の主に潤滑水供給系統を示すもので
あり、山海水ポンプ８ａ、Ｑｂに淡水を供給するための
淡水管路１３が接続される。

この淡水管路１３には、淡水供給元弁１４、潤滑水タン
ク１５および逆止弁１６が上流側からこの順に介装され
ている。この淡水管路１３の上流側には図示しない淡水
供給源が接続されている。淡水管路１３の下流端は２本
の潤滑水供給管路１７ａ、１７ｂに分岐されており、各
潤滑水供給管路１７ａ、１７ｂは各海水ポンプ８ａ、８
ｂに達し、主軸１０ａ、１０ｂと水中軸受１１ａ。

１１ｂとの摺動面を潤滑するようになっている。

各ｌＨｆ１水供給管路１７ａ、１７ｂには流量スイッチ
１８ａ、１８ｂが介装されている。

前記海水ポンプ８ａ、８ｂが汲み上げた海水は、吐出管
路１９ａ、１９ｂから吐出されるようになっており、こ
れらの吐出管路１９ａ、１９ｂは合流して前記冷却水供
給管路２０を構成している。

この冷却水供給管路２０にはストレーナ２１．が介装さ
れ、この冷却水供給管路２０は、常用系、非常用系負荷
に供給する冷却水を冷却する熱交換器に達している。ま
た、前記冷却水供給管路２０ｈ１らは、前記ｒａＷ４水
ダンク１５に達する海水循環管路２２が分岐しており、
さらにこの海水循環管路２２からは、図示しない他系統
のａｍ水タンクへ海水を導びく連絡管路２３が分岐して
いる。さらにまた、前記ＩＩＦＲ水タンク１５にはオー
バーフロー管路２４が接続されている。

前記吐出管路１９ａ、１９ｂには、前記潤滑水供給管路
１７ａ、１７ｂに海水を導び（海水管路２５ａ、２５ｂ
が接続されており、各海水管路２５ａ、２５ｂには、ス
トレーナ２６ａ、２６ｂ１サイクロンセパレータ２７ａ
、２７ｂおよび逆止弁２８ａ、２８ｂが吐出管路１９８
．１９ｂ側からこの順に介装され、各潤滑水供給管路１
７ａ。

１７ｂに接続されている。

さらに、前記潤滑水タンク１５には、タンク１５内の水
位を検出する水位制御スイッチ２９が接続されており、
タンク１５内の水位が低下したとき、このスイッチ２９
からの信号により淡水供給元弁１４が開かれてタンク１
５内に淡水が導入されるようになっている。

つぎに作用について説明する。

海水ポンプ８ａ、８ｂの停止時には潤滑水タンク１５内
の潤滑水が淡水管路１３および潤滑水供給管路１７ａ、
１７ｂを介して海水ポンプ８ａ。

８ｂに供給され、各海水ポンプ８ａ、　８ｂを潤滑して
いる。したがって、各海水ポンプ８ａ、　８ｂは常時起
動待機体制にある。なお、ＩＩＷ４水タンク１５内の水
位が低下すると、水位ＩＩＪＩＩＩスイッチ２９からの
信号により淡水供給元弁１４が開かれて淡水管路１３を
介して淡水が潤滑水タンク１５内に導入される。

そして、ポンプ起動信号が出ると海水ポンプ８ａ、８ｂ
が起動され、海水が吐出管路１９ａ。

１９ｂから冷却水供給管路２０および海水管路２５ａ、
２５ｂに供給される。このうち、冷却水供給管路２０へ
供給された海水は熱交換器へ供給されるほか、海水循環
管路２２に一部が供給されてｒｌＪ滑水タンク１５に供
給されるとともに、連絡管路２３から他系統に供給され
て他系統の非常時におけるバックアップの役割をするよ
うになっている。一方、海水管路２５ａ、２５ｂに供給
された海水はストレーナ２６ａ、２６ｂおよびサイクロ
ンセパレータ２７ａ、２７ｂにより海水中の異物を除去
された後、ＩＩＪｆｌ水供給管路１７ａ。

１７ｂから海水ポンプ８ａ、　８ｂに供給され、ボンプ
８ａ、８ｂの潤滑を行なう。なお、潤滑水供給管路１７
ａ、１７ｂを通過する潤滑水の流量は流量スイッチ１８
ａ、１８ｂにより監視される。

この海水管路２５ａ、２５ｂに供給された海水の水圧に
より淡水管路１３の逆止弁１６は閉じられ、潤滑水タン
ク１５内の淡水の供給は停止される。

このように本実施例によれば、海水ポンプ８ａ。

８ｂへ常時調清水が供給されるので海水ポンプ８ａ、８
ｂを常時安定的に駆動することができる。

第３図は第２図の変形例を示すものであり、第２図の海
水循環管路２２に海水循環１１１ｇ弁３０を設け、この
制御弁３０を水位制御スイッチ２９からの信号により開
ｖ１１制御するようになっている。

このような構成によれば、淡水管路１３の淡水供給元弁
１４を運転員が手動により開にして海水ポンプ９ａ、８
ｂへ潤滑水を供給することになる。

そして、海水ポンプ８ａ、９ｂの起動後、一定時間が経
過したら再び淡水供給元弁１４を手動により閉にする。

一方、海水ポンプ８ａ、ｓｂの起動後には、海水が海水
循環管路２２から循環水タンク１５に供給されるが、こ
のタンク１５内の水位は水位制御スイッチ２９からの信
号によりＩＩＪ　Ｉｌｌ弁３０をＷ１関して制御される
ごとになる。

第４図は第２図および第３図の変形例を示すものであり
、水位制御スイッチ２９を省略したものであるが、この
スイッチ２９を省略しても、第３図について既に説明し
たように手動により淡水供給元弁１４を開閉できるので
、海水ポンプＱａ。

８ｂへの潤滑水の供給を行なうことができる。

第５図は第２図のざらに他の変形例を示すものであるが
、海水ポンプ８ａ、８ｂからの吐出管路の図示は省略し
、この吐出管路に接続されている海水管路２５ａ、２５
６のみを示している。淡水管路１３の逆止弁１６の下流
側には、海水取水槽、湖、池、川、地下水などの取水１
！３２と接続されたバックアップ管路３１が合流してお
り、このバックアップ管路３１にはポンプ３３および逆
止弁３４が介装されている。なお、一般に、淡水管路１
３の逆止弁１６の上方に示されている各部材は耐震性な
どの設計グレードの低いものであり、逆止弁１６の下方
に示されている残りの各部材は設計グレードの高いもの
である。

このような構成によれば、ポンプ起動信号が発せられる
と、淡水供給弁１４が開となり淡水管路１３、潤滑水供
給管路１７ａ、１７ｂを介して海水ポンプ８ａ、８ｂに
潤滑水の供給を開始する。

その後、流量スイッチ１８ａ、１８ｂにより水中軸受１
１ａ、１１ｂに対しての１ｕｌｌ水供給が完了したと判
断する設定流量を検出すると、海水ポンプ８ａ、８ｂは
起動される。そして、一定時間経過後、元弁１４は閑と
される。

海水ポンプ８ａ、　８ｂの起動後は、海水が汲み上げら
れるが、その揚水された海水の一部は吐出配管（図示せ
ず）より分岐した海水管路２５ａ。

２５ｂからａｒｍ水供給管路１７ａ、１７ｂを介して海
水ポンプ８ａ、８ｂのａｌｌを行なう。

通常時においてはこのような運用方法で問題ないが、非
常時においては淡水管路１３の一部が耐震性等の設計グ
レードの低い部分に依存するため潤滑水の供給を期待す
ることができない。すなわち、非常時においては、初期
軸受潤滑水が確保できないため、海水ポンプ８ａ、８ｂ
が起動できない可能性もある。

そのための対策としてバックアップ管路３１が設けられ
ており、他系統からの淡水供給が得られない非常時にお
いては、このバックアップ管路３１により取水源３２の
！ｌ１ｆｔ水を海水ポンプ８ａ。

８ｂに供給して海水ポンプ８ａ、８ｂの起動を可能にし
ている。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、この発明に係る原子炉補機冷却装
置は、並列配置された常用系負荷および非常用系負荷と
の間に閉管路を形成する熱交換器と、この熱交換器に冷
却水を供給する海水ポンプとを有し、この海水ポンプは
、上下方向に延在する揚水管と、この揚水管内を延在す
る主軸と、この主軸を支持する複数の水中軸受とを備え
ており、さらに前記水中軸受にＩ！ｌＦＲ水を供給する
淡水管路と、この淡水管路に前記海水ポンプが汲み上げ
た海水の一部を供給する塩水管路とを備えたから、通常
駆動時、非常時゛めいずれにおいても海水ポンプに潤滑
水を安定的に供給することができ、原子炉補機の冷却を
常時安定的に行なえるという優れた効果を奏することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の原子炉補機冷却装置の実施例を示す
概略管路図、第２図、第３図、第４図および第５図はそ
れぞれ第１図の原子炉補機冷却装置における海水ポンプ
ａｍ系統の詳細な各実施例を示す管路図である。 ２・・・熱交換器、４・・・常用系負荷、５・・・非常
用系負荷、８（８ａ、８ｂ）−・・海水ポンプ、１０　
（１０ａ、１０ｂ）−主軸、１１（ｌｌａ。 １１ｂ）・・・水中軸受、１３・・・淡水管路、１４・
・・元弁、１５−ａＦＲ水タンク、１７ａ、１７ｂ・潤
滑水供給管路、１９ａ、１９ｂ−・・吐出管路、２０−
・・冷却水供給管路、２５ａ、２５ｂ・・・海水管路、
２９・・・水位制御スイッチ。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、並列配置された常用系負荷および非常用系負荷との
   間に閉管路を形成する熱交換器と、この熱交換器に冷却
   水を供給する海水ポンプとを有し、この海水ポンプは、
   上下方向に延在する揚水管と、この揚水管内を延在する
   主軸と、この主軸を支持する複数の水中軸受とを備えて
   おり、さらに前記水中軸受に潤滑水を供給する淡水管路
   と、この淡水管路に前記海水ポンプが汲み上げた海水の
   一部を供給する塩水管路とを有することを特徴とする原
   子炉補機冷却装置。 ２、前記淡水管路には潤滑水タンクが介装されている特
   許請求の範囲第１項記載の原子炉補機冷却装置。 ３、前記淡水管路には逆止弁が介装され、この逆止弁は
   前記海水管路から海水の水圧により閉じるように形成さ
   れている特許請求の範囲第２項記載の原子炉補機冷却装
   置。 ４、前記淡水管路には潤滑水タンクへ淡水を供給するた
   めの供給元弁が介装されている特許請求の範囲第２項ま
   たは第３項記載の原子炉補機冷却装置。 ５、前記供給元弁は潤滑水タンク内の水位により開閉制
   御される特許請求の範囲第４項記載の原子炉補機冷却装
   置。 ６、前記海水管路からの海水の一部を前記潤滑水タンク
   に導く海水循環管路が設けられている特許請求の範囲第
   ３項ないし第５項のいずれか一項に記載の原子炉補機冷
   却装置。