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技術 非常用炉心冷却系の満水監視装置

出願人 株式会社東芝
発明者 安藤健作白石藤雄
出願日 2010年12月20日 (9年4ヶ月経過) 出願番号 2010-283117
公開日 2012年7月12日 (7年9ヶ月経過) 公開番号 2012-132710
状態 拒絶査定
技術分野 原子炉の監視、試験 原子炉の冷却
主要キーワード 測定圧力値 保安規定 垂直配管 加圧空間 圧力検知器 サイホン管 中央制御室 液相側
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年7月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

非常用炉心冷却系満水状態を確実に検出することが可能な信頼性の高い非常用炉心冷却系の満水監視装置を提供する。

解決手段

非常用炉心冷却系12の上部配管12aに取り付けられた少なくとも一つの水位計6及び圧力検出器10と、前記水位計6及び圧力検出器10から入力された信号を処理することにより前記非常用炉心冷却系12が満水状態であるか否かを判断する比較演算部9と、前記非常用炉心冷却系12が満水状態でないと判断された場合に警報を発する警報装置9とを有する。

概要

背景

原子力プラント、例えば沸騰水型原子炉では、冷却材喪失事故(LOCA)が起きた際に、炉心を冷却するために、非常用炉心冷却系ECCS)が自動的に起動する。この非常用炉心冷却系は冷却材喪失事故信号を受けて、自動的に起動して冷却水原子炉圧力容器注入するもので、原子炉高圧のときに注水する高圧注入系と圧力が下がってから注水する低圧注入系から構成されている。

沸騰水型原子炉の非常用炉心冷却系の系統設計においては、主要配管内の容積が炉心に注入する冷却水の量と等しい量とするという前提があるため、主要配管内は満水状態でなければならない。この機能の確保のために、高圧注水系及び低圧注水系を構成する配管が満水状態であることが保安規定上で求められている。

非常用炉心冷却系の配管を満水にする手段について、低圧注入系を例に説明する。図1は低圧注入系を模式的に示したもので、低圧注入系を構成する配管12は基本的に原子炉圧力容器1に接続される上部配管12a、垂直配管12b、圧力抑制室3に接続され途中に開閉弁5を有する下部配管12cから構成される。これらの配管を満水にするには、開閉弁5を開にした状態でポンプ4により圧力抑制室3内のプール水吸引し各配管にプール水を満たした後、開閉弁を閉にする。これにより、垂直配管12bと下部配管12cは満水状態となり、上部配管12aはその上部に加圧空間が形成されるが、この加圧空間が所定値以下であれば、この低圧注水系は満水状態と判断される。

現在、非常用炉心冷却系が満水状態か否かの判断は、上部配管に接続された複数の圧力検出器によって行われている。圧力検出器は上部配管の加圧空間の圧力を常時監視し、測定圧力値が所定値より下がった場合、満水状態ではないと判断し、警報を発生させ、再度、満水状態にするための作業を実施する。

概要

非常用炉心冷却系の満水状態を確実に検出することが可能な信頼性の高い非常用炉心冷却系の満水監視装置を提供する。非常用炉心冷却系12の上部配管12aに取り付けられた少なくとも一つの水位計6及び圧力検出器10と、前記水位計6及び圧力検出器10から入力された信号を処理することにより前記非常用炉心冷却系12が満水状態であるか否かを判断する比較演算部9と、前記非常用炉心冷却系12が満水状態でないと判断された場合に警報を発する警報装置9とを有する。

目的

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、水位計等を併用することにより非常用炉心冷却系の満水状態を確実に検出することが可能な信頼性の高い非常用炉心冷却系の満水監視装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

非常用炉心冷却系の上部配管に取り付けられた少なくとも一つの水位計及び圧力検出器と、前記水位計及び圧力検出器から入力された信号を処理することにより前記非常用炉心冷却系が満水状態であるか否かを判断する比較演算部とを有することを特徴とする非常用炉心冷却系の満水監視装置

請求項2

前記水位計は超音波センサ又は電極式レベル計であることを特徴とする請求項1記載の非常用炉心冷却系の満水監視装置。

請求項3

非常用炉心冷却系の上部配管に取り付けられた少なくとも一つのサイホン管及び圧力検出器と、前記サイホン管に取り付けられた圧力検出器と、前記2つの圧力検出器から入力された信号を処理することにより前記非常用炉心冷却系が満水状態であるか否かを判断する比較演算部とを有することを特徴とする非常用炉心冷却系の満水監視装置。

請求項4

非常用炉心冷却系の上部配管に取り付けられた少なくとも一つの電磁流量計及び圧力検出器と、前記電磁流量計及び圧力検出器から入力された信号を処理することにより前記非常用炉心冷却系が満水状態であるか否かを判断する比較演算部とを有することを特徴とする非常用炉心冷却系の満水監視装置。

請求項5

前記非常用炉心冷却系が満水状態でないと判断された場合に警報を発することを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の非常用炉心冷却系の満水監視装置。

技術分野

0001

本発明は、原子力プラント非常用炉心冷却系満水状態にあるか否かを監視するための非常用炉心冷却系の満水監視装置に関する。

背景技術

0002

原子力プラント、例えば沸騰水型原子炉では、冷却材喪失事故(LOCA)が起きた際に、炉心を冷却するために、非常用炉心冷却系(ECCS)が自動的に起動する。この非常用炉心冷却系は冷却材喪失事故信号を受けて、自動的に起動して冷却水原子炉圧力容器注入するもので、原子炉高圧のときに注水する高圧注入系と圧力が下がってから注水する低圧注入系から構成されている。

0003

沸騰水型原子炉の非常用炉心冷却系の系統設計においては、主要配管内の容積が炉心に注入する冷却水の量と等しい量とするという前提があるため、主要配管内は満水状態でなければならない。この機能の確保のために、高圧注水系及び低圧注水系を構成する配管が満水状態であることが保安規定上で求められている。

0004

非常用炉心冷却系の配管を満水にする手段について、低圧注入系を例に説明する。図1は低圧注入系を模式的に示したもので、低圧注入系を構成する配管12は基本的に原子炉圧力容器1に接続される上部配管12a、垂直配管12b、圧力抑制室3に接続され途中に開閉弁5を有する下部配管12cから構成される。これらの配管を満水にするには、開閉弁5を開にした状態でポンプ4により圧力抑制室3内のプール水吸引し各配管にプール水を満たした後、開閉弁を閉にする。これにより、垂直配管12bと下部配管12cは満水状態となり、上部配管12aはその上部に加圧空間が形成されるが、この加圧空間が所定値以下であれば、この低圧注水系は満水状態と判断される。

0005

現在、非常用炉心冷却系が満水状態か否かの判断は、上部配管に接続された複数の圧力検出器によって行われている。圧力検出器は上部配管の加圧空間の圧力を常時監視し、測定圧力値が所定値より下がった場合、満水状態ではないと判断し、警報を発生させ、再度、満水状態にするための作業を実施する。

先行技術

0006

特開2003−28699号公報
特開平6−281492号公報

発明が解決しようとする課題

0007

上述したように、従来、圧力検出器によって非常用炉心冷却系が満水状態であるか否かを判断していたが、圧力検出器のみでは、圧力変動や他の要因による誤動作の可能性があり、確実性信頼性に乏しいものであった。

0008

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、水位計等を併用することにより非常用炉心冷却系の満水状態を確実に検出することが可能な信頼性の高い非常用炉心冷却系の満水監視装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

上記課題を解決するために、本発明に係る非常用炉心冷却系の満水監視装置は、非常用炉心冷却系の上部配管に取り付けられた少なくとも一つの水位計及び圧力検出器と、前記水位計及び圧力検出器から入力された信号を処理することにより前記非常用炉心冷却系が満水状態であるか否かを判断する比較演算部とを有することを特徴とする。

発明の効果

0010

本発明によれば、圧力検出器と水位計等を併用することにより、非常用炉心冷却系が満水状態にあるか否かを確実に検出することができる。

図面の簡単な説明

0011

本発明に係る低圧炉心注入系の構成図。
第1の実施形態に係る満水監視装置の構成図。
第1の実施形態の変形例に係る満水監視装置の構成図。
第2の実施形態に係る満水監視装置の構成図。
第3の実施形態に係る満水監視装置の構成図。

実施例

0012

以下、本発明の実施態様について図面を参照しながら説明する。
(第1の実施形態)
第1の実施形態に係る非常用炉心冷却系の満水監視装置20を図2図3により説明する。なお、以下の実施形態では、満水監視装置を非常用炉心冷却系の低圧注水系に適用した例を説明するが、高圧注水系にも適用できることはもちろんである。

0013

本実施形態の配管内満水監視装置20は、低圧注水系12の上部配管12aに取り付けられ超音波センサ6、圧力検出器10、圧力スイッチ11、演算部8、比較演算部9とから構成される。

0014

超音波センサ6は配管12aを取り巻くように取り付けられ、超音波は上部配管12aの下側から気相と液相の界面に向かって入射される。上部配管12a内に入射された超音波は配管内の気相と液相の界面で透過率の違いから反射し、液相側に戻ってくる。戻ってきた超音波パルスセンサで捉え、上部配管12a内の液位を監視する。

0015

また、上部配管12aには圧力検出器10及び圧力スイッチ11が取り付けられており、満水状態でないときには圧力が低下し、所定値以下になると圧力スイッチ11が作動する。

0016

上部配管12a内が満水状態でないとき、超音波センサ6及び/又は圧力スイッチ11が作動するため、両者の信号を比較演算部9にて処理し、警報器7により中央制御室に警報を発報する。運転員は、この警報を受けて、再度、上部配管12aを含む低圧注水系12内を満水にするための作業を実施する。

0017

なお、比較演算部9は超音波センサ6又は圧力検出器10のいずれかが満水状態にないことを検出したとき、又は、両者が満水状態にないことを検出したときに警報を発するように設定することができる。

0018

本第1の実施形態によれば、超音波センサと圧力センサを併用することにより、非常用炉心冷却系の配管内が満水状態か否かを確実に検出することができる。
なお、本実施形態では水位計として超音波センサ6を用いているが、超音波センサ6の代わりに図3に示すように電極式レベル計13を用いてもよい。

0019

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る満水監視装置20を図4により説明する。なお、上記の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

0020

本第2の実施形態では、超音波センサ6や電極式レベル計13の代わりにサイホン管14を用いて、サイホン原理によって、満水状態を確認するものである。
サイホン管14は上部配管12aに少なくとも1箇所に取り付けられ、サイホン管14の取出口にバルブ17、出口にバルブ18がそれぞれ設けられる。また、サイホン管14の途中には圧力検知器16と圧力スイッチ15が取り付けられている。

0021

通常、サイホン管14内は水で満たされており、満水状態監視時にはバルブ17のみを開とし、サイホン管14内の圧力を監視する。満水状態でない場合は、圧力が低下し、所定値以下となると圧力スイッチ15が作動する。

0022

このように、上部配管12a内が満水状態でないとき、サイホン管14の圧力スイッチ15及び/又は上部配管12a接続された圧力スイッチ11が作動するため、両者の信号を比較演算部9にて処理し、中央制御室に警報を発報する。運転員は、この警報を受けて、再度、低圧注水系12内を満水にするための作業を実施する。

0023

なお、比較演算部9はサイホン管14又は圧力検出器10のいずれかが満水状態にないことを検出したとき、又は、両者が満水状態にないことを検出したときに警報を発するように設定することができる。

0024

本第2の実施形態によれば、サイホン管の圧力センサと上部配管の圧力センサを併用することにより、非常用炉心冷却系の配管内が満水状態か否かを確実に検出することができる。

0025

(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係る配管内満水監視装置20を図5により説明する。なお、上記の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

0026

本実施形態では、上記実施形態の超音波センサ6、電極式レベル計13及びサイホン管14の代わりに電磁流量計19を用いることを特徴としている。
電磁流量計19は管内が満水状態でないと信号にノイズが多くなり不安定となる特質を有しており、本実施形態ではこの性質を利用して満水状態にあるか否かを判断する。

0027

上部配管12a内が満水状態でないとき、電磁流量計19の信号不安定情報及び/又は上部配管12a接続された圧力スイッチ11の信号が比較演算部9に入力され、比較演算部9は両者の信号を比較処理し、中央制御室に警報を発報する。運転員は、この警報を受けて、再度、低圧注水系12内を満水にするための作業を実施する。

0028

なお、比較演算部9は電磁流量計19又は圧力検出器10のいずれかが満水状態にないことを検出したとき、又は、両者が満水状態にないことを検出したときに警報を発するように設定することができる。
本第3の実施形態によれば、電磁流量計と上部配管の圧力センサを併用することにより、非常用炉心冷却系の配管内が満水状態か否かを確実に検出することができる。

0029

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え組合せ、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

0030

1…原子炉圧力容器、2…格納容器、3…圧力抑制室、4…低圧炉心スプレイポンプ、5…開閉弁、6…超音波センサ、7…警報器、8…演算部、9…比較演算部、10…圧力検出器、11…圧力スイッチ、12…低圧注水系、12a…上部配管、12b…垂直配管、12c…下部配管」、13…電極式レベル計、14…サイホン管、15…圧力スイッチ、16…圧力検出器、17、18…バルブ、19…電磁流量計、20…配管内満水監視装置。

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