(57)【要約】【課題】高圧水の供給についての多重性と独立性を保持することができ、動作不良を防止できる水圧制御ユニットを提供する。【解決手段】原子炉の制御棒１４を駆動する制御棒駆動機構１３に接続する第１の配管１２Ｂと、第１の配管１２Ｂに設けられた仕切弁７Ｂと、制御棒駆動機構１３に高圧水を供給するためのアキュムレータ８と、アキュムレータ８に接続された第２の配管１２Ｃと、第１の電磁弁１５と、第２の電磁弁１６と、爆破弁１７とを備える。第１の電磁弁１５と第２の電磁弁１６と爆破弁１７は、第１の配管１２Ｂと第２の配管１２Ｃとに接続し、仕切弁７Ｂとアキュムレータ８との間に互いに並列に設けられており、開くと制御棒駆動機構１３に高圧水を供給するように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉の制御棒を駆動する制御棒駆動機構に接続する第１の配管と、
前記第１の配管に設けられた仕切弁と、
前記制御棒駆動機構に高圧水を供給するためのアキュムレータと、
前記アキュムレータに接続された第２の配管と、
第１の電磁弁と、
第２の電磁弁と、
爆破弁と、
を備え、
前記第１の電磁弁と前記第２の電磁弁と前記爆破弁は、前記第１の配管と前記第２の配管とに接続し、前記仕切弁と前記アキュムレータとの間に互いに並列に設けられており、開くと前記制御棒駆動機構に前記高圧水を供給するように構成されている、
ことを特徴とする水圧制御ユニット。
【請求項２】
前記第１の電磁弁は、中央制御室から送信された第１の信号の受信後、予め定めた時間が経過する前に開き、
前記第２の電磁弁は、前記第１の信号の受信後、前記予め定めた時間が経過してから開き、
前記爆破弁は、前記中央制御室から送信された第２の信号を受信すると開き、
前記第１の信号と前記第２の信号は、互いに系統が異なる信号である、
請求項１に記載の水圧制御ユニット。
【請求項３】
前記爆破弁は、中央制御室から送信された第１の信号の受信後、予め定めた時間が経過する前に開き、
前記第１の電磁弁は、前記第１の信号の受信後、前記予め定めた時間が経過してから開き、
前記第２の電磁弁は、前記中央制御室から送信された第２の信号を受信すると開き、
前記第１の信号と前記第２の信号は、互いに系統が異なる信号である、
請求項１に記載の水圧制御ユニット。
【請求項４】
前記第１の電磁弁は、中央制御室から送信された第１の信号の受信後、予め定めた時間が経過する前に開き、
前記爆破弁は、前記第１の信号の受信後、前記予め定めた時間が経過してから開き、
前記第２の電磁弁は、前記中央制御室から送信された第２の信号を受信すると開き、
前記第１の信号と前記第２の信号は、互いに系統が異なる信号である、
請求項１に記載の水圧制御ユニット。
【請求項５】
前記第１の電磁弁と前記第２の電磁弁のうち少なくとも一方は、開閉を制御するソレノイドを２個備える、
請求項１から４のいずれか１項に記載の水圧制御ユニット。
【請求項６】
前記第１の電磁弁と前記第２の電磁弁のうち少なくとも一方は、開閉を制御するソレノイドを１個備える電磁弁が２つ直列に接続されて構成されている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の水圧制御ユニット。
【請求項７】
前記第２の電磁弁の代わりに電動弁を備え、
前記電動弁は、前記第１の信号の受信後、前記予め定めた時間が経過してから開く、
請求項２に記載の水圧制御ユニット。
【請求項８】
前記爆破弁の代わりに電動弁を備え、
前記電動弁は、前記第２の信号を受信すると開く、
請求項２に記載の水圧制御ユニット。
【請求項９】
前記第１の電磁弁の代わりに電動弁を備え、
前記電動弁は、前記第１の信号の受信後、前記予め定めた時間が経過してから開く、
請求項３に記載の水圧制御ユニット。
【請求項１０】
前記第２の電磁弁の代わりに電動弁を備え、
前記電動弁は、前記第２の信号を受信すると開く、
請求項３に記載の水圧制御ユニット。
【請求項１１】
前記爆破弁の代わりに電動弁を備え、
前記電動弁は、前記第１の信号の受信後、前記予め定めた時間が経過してから開く、
請求項４に記載の水圧制御ユニット。
【請求項１２】
前記第２の電磁弁の代わりに電動弁を備え、
前記電動弁は、前記第２の信号を受信すると開く、
請求項４に記載の水圧制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水圧制御ユニットに関し、特に、沸騰水型原子力発電所の構成機器である制御棒駆動機構の水圧制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、制御棒駆動機構は、原子炉の出力制御のための制御棒を駆動する機器であり、水圧制御ユニットは、電気信号を受け、制御棒駆動機構に水圧による駆動力を供給する機器である。
【０００３】
例えば沸騰水型原子炉の出力制御は、冷却材の制御による他に、制御棒駆動機構での制御棒の挿入または引抜きにより行われている。また、原子炉の緊急停止時には、水圧制御ユニットから制御棒駆動機構に高圧水を供給することにより、水圧を駆動源として、制御棒駆動機構の上部に配置された制御棒を燃料集合体間に緊急挿入（以下、「スクラム」という）し、原子炉を停止させる。
【０００４】
水圧制御ユニットは、スクラム動作を行うためのスクラム弁を備える。スクラム弁は、例えば計装空気供給系と呼ばれる空気を供給する系統により空気圧が与えられていると閉じており、この空気圧を与えている空気が排出されて空気圧が失われると開く。原子炉の緊急停止時（原子炉緊急時）には、原子力発電所の中央制御室からのスクラム信号によって直ちにスクラム弁が開き、水圧制御ユニットから制御棒駆動機構に高圧水が供給され、この高圧水によってスクラム動作が行われる。スクラム弁は、スクラムパイロット弁によって開閉が制御される。スクラムパイロット弁は、スクラム信号の受信後、直ちに、計装空気供給系からスクラム弁への空気の供給を遮断するとともに、スクラム弁を閉じている空気を排出することで、スクラム弁を開く。
【０００５】
沸騰水型原子炉での従来の水圧制御ユニットの例は、特許文献１に記載されている。
【０００６】
また、原子炉には、スクラムパイロット弁が正常に作動しなかった場合に備えて、後備緊急停止弁が計装空気供給系に設けられている。後備緊急停止弁は、中央制御室からのスクラム信号の受信後、所定の時間が経過してから開き、スクラム弁に空気圧を与えている空気を排出してスクラム弁を開くことで、水圧制御ユニットから制御棒駆動機構に高圧水を供給する。
【０００７】
さらに、原子炉には、スクラム信号とは別系統の信号である代替制御棒挿入信号によって開く代替制御棒挿入弁が計装空気供給系に設けられている。代替制御棒挿入弁は、原子炉緊急時に中央制御室からの代替制御棒挿入信号によって開き、スクラム弁に空気圧を与えている空気を排出してスクラム弁を開き、水圧制御ユニットから制御棒駆動機構に高圧水を供給する。
【０００８】
水圧制御ユニットは、スクラム弁、後備緊急停止弁、及び代替制御棒挿入弁という複数の種類の弁により制御棒駆動機構に高圧水を供給でき、高圧水の供給についての多重性を備える。また、水圧制御ユニットは、スクラム信号と代替制御棒挿入信号という系統が互いに異なる独立した信号により異なる弁が開いて制御棒駆動機構に高圧水を供給でき、高圧水の供給についての独立性を備える。水圧制御ユニットを使った制御棒駆動機構のスクラム動作は、このようにして信頼性が高められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−６０８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
スクラム弁を備える水圧制御ユニットでは、スクラム弁への空気の供給路にてスクラム弁の上流に、スクラム弁の開閉を制御するスクラムパイロット弁を備える。スクラムパイロット弁は、点検時に混入した異物も含めて空気を取り込むことから、弁体内部に異物が付着して弁体に動作不良（誤作動も含む）を起こす恐れがある。さらに、スクラムパイロット弁は、弁体に動作不良が生じると、スクラムパイロット弁の計装空気供給口（計装空気供給系から供給された空気の入口）での空気の供給停止と計装空気排出口（スクラム弁を閉じている空気の排出口）での排気動作が遅れ、スクラム性能に悪影響を及ぼす恐れがある。
【００１１】
一方、スクラム弁やスクラムパイロット弁を上述したような空気作動方式以外の方式で動作制御すると、従来の水圧制御ユニットが有する多重性と独立性を保持することが困難である。
【００１２】
また、制御棒駆動機構の信頼性を高めるためには、スクラムパイロット弁の動作不良による制御棒駆動機構の駆動、すなわち制御棒駆動機構の誤作動を防止する必要がある。
【００１３】
本発明の目的は、高圧水の供給についての多重性と独立性を保持することができ、動作不良を防止できる水圧制御ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による水圧制御ユニットは、原子炉の制御棒を駆動する制御棒駆動機構に接続する第１の配管と、前記第１の配管に設けられた仕切弁と、前記制御棒駆動機構に高圧水を供給するためのアキュムレータと、前記アキュムレータに接続された第２の配管と、第１の電磁弁と、第２の電磁弁と、爆破弁とを備える。前記第１の電磁弁と前記第２の電磁弁と前記爆破弁は、前記第１の配管と前記第２の配管とに接続し、前記仕切弁と前記アキュムレータとの間に互いに並列に設けられており、開くと前記制御棒駆動機構に前記高圧水を供給するように構成されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、高圧水の供給についての多重性と独立性を保持することができ、動作不良を防止できる水圧制御ユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の水圧制御ユニットの系統図。
【図２】本発明の実施例１による水圧制御ユニットの系統図。
【図３Ａ】本発明の実施例４による水圧制御ユニットの系統図。
【図３Ｂ】本発明の実施例５による水圧制御ユニットの系統図。
【図４】本発明の実施例１による水圧制御ユニットの外観図。
【図５】電磁弁Ａと電磁弁Ｂの概略を示す断面図。
【図６】爆破弁の概略を示す断面図。
【図７】本発明の実施例６による水圧制御ユニットの系統図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
水圧制御ユニットは、原子炉の制御棒を駆動する制御棒駆動機構に配管で接続され、制御棒駆動機構に高圧水を供給することで制御棒駆動機構に駆動力を与える。高圧水とは、加圧された水（加圧水）のことである。
【００１８】
本発明による水圧制御ユニットは、従来の水圧制御ユニットが備える空気作動式の弁の代替として電磁弁と爆破弁を備え、従来の水圧制御ユニットが備えるスクラム弁、スクラムパイロット弁、及び計装空気供給系が不要である。本発明による水圧制御ユニットでは、電磁弁と爆破弁を用いて制御棒駆動機構に高圧水を供給することで、従来の水圧制御ユニットと同様に高圧水の供給についての多重性と独立性を保持することができるとともに、空気作動式の弁に起因する動作不良を防止できる。また、代替制御棒挿入弁と後備緊急停止弁を含めた計装空気供給系が不要であるので、システムの簡素化を図ることができる。
【００１９】
以下、本発明の実施例による水圧制御ユニットを、図面を用いて説明する。なお、以下の実施例において、同一の要素には同一の符号を付け、これらの要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。
【実施例１】
【００２０】
初めに、従来の水圧制御ユニットについて説明する。
【００２１】
図１は、従来の水圧制御ユニット１００の系統図である。従来の水圧制御ユニット１００は、水圧制御ユニット１００の各構成要素を接続する複数の配管１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃと、スクラム弁５と、計装空気供給系２と、スクラムパイロット弁６と、代替制御棒挿入弁４と、後備緊急停止弁３と、複数の仕切弁７、７Ｂと、パージ水電磁弁１１と、アキュムレータ８と、窒素容器９と、計装ブロック１０を備える。水圧制御ユニット１００は、制御棒駆動機構１３に高圧水を供給することで、制御棒１４を燃料集合体間に挿入させる。アキュムレータ８は、制御棒駆動機構１３に高圧水を供給するための装置である。
【００２２】
スクラム弁５は、制御棒駆動機構１３とアキュムレータ８とを接続する配管１２Ｂ、１２Ｃに設けられ、スクラム動作を行うための空気作動式の弁である。計装空気供給系２は、計装空気供給系配管１２Ａによってスクラムパイロット弁６に接続し、スクラムパイロット弁６を介してスクラム弁５に空気を供給し、この空気圧によってスクラム弁５を閉じさせる。スクラムパイロット弁６は、スクラム弁５に接続された計装空気供給系配管１２Ａに設けられ、スクラム弁５への空気の供給路にてスクラム弁５の上流に位置し、スクラム弁５の開閉を制御する。スクラムパイロット弁６は、計装空気供給系２から供給された空気の入口である計装空気供給口と、スクラム弁５を閉じている空気の排出口である計装空気排出口を備える。
【００２３】
計装空気供給系２は、代替制御棒挿入弁４と後備緊急停止弁３を備える。代替制御棒挿入弁４は、スクラムパイロット弁６に計装空気供給系配管１２Ａで接続される。計装空気供給系配管１２Ａには、計装空気供給系仕切弁７Ａが設けられる。後備緊急停止弁３は、代替制御棒挿入弁４に接続されるとともに、代替制御棒挿入弁４を経由してスクラムパイロット弁６に接続される。後備緊急停止弁３は、スクラム弁５への空気の供給路にて代替制御棒挿入弁４の上流に位置する。
【００２４】
複数の仕切弁７、７Ｂは、配管１２、１２Ｂに設けられる。パージ水電磁弁１１は、制御棒駆動機構１３に接続された配管１２に設けられる。アキュムレータ８は、可動式のピストン８Ａを内部に備え、配管１２Ｃによってスクラム弁５に接続され、スクラム弁５に高圧水を供給する。窒素容器９は、アキュムレータ８の一端に設けられる。計装ブロック１０は、アキュムレータ８と窒素容器９との間に設けられる。アキュムレータ８と制御棒駆動機構１３とを接続する配管１２Ｃ、１２Ｂには、アキュムレータ８から制御棒駆動機構１３への高圧水の流れにおいて制御棒駆動機構１３の上流（配管１２Ｂ）に、仕切弁７Ｂが設けられる。
【００２５】
原子炉の通常運転時には、スクラムパイロット弁６は、計装空気供給口が開いており、計装空気排出口が閉じているので、スクラム弁５に空気が供給される。このため、スクラム弁５は閉じており、アキュムレータ８からの高圧水は、スクラム弁５によって制御棒駆動機構１３に流れない。
【００２６】
原子炉の緊急停止時（原子炉緊急時）には、スクラムパイロット弁６は、中央制御室からのスクラム信号の受信後、直ちに計装空気供給口が閉じて計装空気排出口が開き、スクラム弁５に供給されている空気を排出する。この空気の排出によりスクラム弁５が直ちに開くことで、アキュムレータ８からの高圧水は、制御棒駆動機構１３に供給され、制御棒１４が燃料集合体間に挿入される。
【００２７】
このとき、スクラムパイロット弁６が故障等により正常に作動しなかった場合に備えて、後備緊急停止弁３は、中央制御室からのスクラム信号の受信後、所定の時間が経過してから開く。後備緊急停止弁３が開くと、スクラム弁５とスクラムパイロット弁６に供給されている空気（スクラム弁５に空気圧を与えている空気）が排出され、スクラム弁５が開いて、水圧制御ユニット１００から制御棒駆動機構１３に高圧水が供給される。
【００２８】
さらに、代替制御棒挿入弁４は、原子炉緊急時に中央制御室からの代替制御棒挿入信号によって開く。代替制御棒挿入弁４が開くと、スクラム弁５に空気圧を与えている空気が排出され、スクラム弁５が開いて、水圧制御ユニット１００から制御棒駆動機構１３に高圧水が供給される。代替制御棒挿入弁４を作動させる代替制御棒挿入信号は、スクラムパイロット弁６と後備緊急停止弁３を作動させるスクラム信号とは異なる系統で送信される独立した信号である。
【００２９】
以上説明したように、従来の水圧制御ユニット１００は、スクラム弁５、後備緊急停止弁３、及び代替制御棒挿入弁４という互いに異なる３種類の弁により制御棒駆動機構１３に高圧水を供給でき、高圧水の供給についての多重性を備える。また、スクラム信号と代替制御棒挿入信号という系統が互いに異なる独立した信号により異なる弁が開いて制御棒駆動機構１３に高圧水を供給でき、高圧水の供給についての独立性を備える。
【００３０】
以下では、本発明の実施例１による水圧制御ユニットについて説明する。以下の説明では、本実施例による水圧制御ユニットについて、従来の水圧制御ユニット１００と異なる点を主に説明する。
【００３１】
図２は、本実施例による水圧制御ユニット１の系統図である。図４は、本実施例による水圧制御ユニット１の外観図である。図４に示すように、窒素容器９は、フレーム２１に支持される。
【００３２】
本実施例による水圧制御ユニット１は、制御棒駆動機構１３に接続する配管１２Ｂと、配管１２Ｂに設けられた仕切弁７Ｂと、アキュムレータ８に接続された配管１２Ｃを備える。
【００３３】
本実施例による水圧制御ユニット１は、従来の水圧制御ユニット１００と異なり、スクラム弁５、スクラムパイロット弁６、後備緊急停止弁３、及び代替制御棒挿入弁４と計装空気供給系２を備えず、これらの弁の機能に相当する機能を有する弁として、電磁弁Ａ１５、電磁弁Ｂ１６、及び爆破弁１７を備える。電磁弁Ａ１５、電磁弁Ｂ１６、及び爆破弁１７は、アキュムレータ８から制御棒駆動機構１３への高圧水の流れを制御する弁であり、閉じていると制御棒駆動機構１３に高圧水を供給せず、開くと制御棒駆動機構１３に高圧水を供給する。
【００３４】
電磁弁Ａ１５、電磁弁Ｂ１６、及び爆破弁１７は、制御棒駆動機構１３に接続する配管１２Ｂと、アキュムレータ８に接続された配管１２Ｃとに接続し、配管１２Ｂに設けられた仕切弁７Ｂとアキュムレータ８との間に、配管によって互いに並列に設けられている。すなわち、電磁弁Ａ１５、電磁弁Ｂ１６、及び爆破弁１７は、アキュムレータ８と制御棒駆動機構１３との間に、互いに並列に配置される。
【００３５】
アキュムレータ８に接続された配管１２Ｃは、配管１２Ｃが３つに分岐する分岐部１９を備える。仕切弁７Ｂに接続された配管１２Ｂは、この３つの配管が互いに合流する流路箱２０を備える。電磁弁Ａ１５、電磁弁Ｂ１６、及び爆破弁１７のそれぞれには、分岐部１９で分岐した３つの配管の１つが接続され、アキュムレータ８から高圧水が流入する。また、電磁弁Ａ１５、電磁弁Ｂ１６、及び爆破弁１７のそれぞれには、高圧水を排出するための配管が接続される。これらの配管は、流路箱２０で互いに合流する。電磁弁Ａ１５、電磁弁Ｂ１６、及び爆破弁１７のそれぞれから排出した高圧水は、流路箱２０と配管１２Ｂと仕切弁７Ｂを通って制御棒駆動機構１３に流れる。
【００３６】
図５は、電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６の概略を示す断面図である。電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６のそれぞれは、弁の開閉を制御するソレノイドを２個備え、ソレノイド２個作動式の電磁弁である。電磁弁Ａ１５は、２個のソレノイド２４ａ、ピストン２５ａ、及び２個のバネ２２ａ、２３ａを備える。電磁弁Ｂ１６は、２個のソレノイド２４ｂ、ピストン２５ｂ、及び２個のバネ２２ｂ、２３ｂを備える。電磁弁Ｂ１６は、アキュムレータ８から供給された高圧水が電磁弁Ｂ１６に流入する流体供給口２６を備える。流体供給口２６から電磁弁Ｂ１６に流入した高圧水は、電磁弁Ａ１５にも流入する。ピストン２５ａ、ピストン２５ｂは、それぞれ、流体供給口２６からの高圧水が流れるための流路穴２８ａ、流路穴２８ｂを備える。電磁弁Ａ１５、電磁弁Ｂ１６は、それぞれ、流路穴２８ａ、流路穴２８ｂを通った高圧水を電磁弁Ａ１５、電磁弁Ｂ１６から排出させるための流体排出口２７ａ、流体排出口２７ｂを備える。
【００３７】
電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６は、それぞれ、２個のソレノイド２４ａとソレノイド２４ｂが励磁していると、バネ２２ａ、２３ａとバネ２２ｂ、２３ｂの弾性力に抗ってピストン２５ａとピストン２５ｂを吸引する。この状態では、流路穴２８ａと流路穴２８ｂの位置と流体排出口２７ａと流体排出口２７ｂの位置とが互いに異なるので、アキュムレータ８からの高圧水の流路は、閉じている。すなわち、電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６は、閉じており、電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６から高圧水が排出しない。
【００３８】
電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６が、それぞれ２個のソレノイド２４ａとソレノイド２４ｂを励磁状態から無励磁状態に変化させると、ピストン２５ａとピストン２５ｂは、それぞれバネ２２ａ、２３ａとバネ２２ｂ、２３ｂの弾性力により移動する。ピストン２５ａとピストン２５ｂが移動し、流路穴２８ａ、流路穴２８ｂがそれぞれ流体排出口２７ａの位置、流体排出口２７ｂの位置と重なることで、アキュムレータ８からの高圧水は、電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６から排出される。
【００３９】
図６は、爆破弁１７の概略を示す断面図である。爆破弁１７は、爆破部２９、ピストン３０、流体供給口３１、及び流体排出口３２を備える。爆破部２９が爆発する前は、ピストン３０により流体供給口３１から流体排出口３２への流路が閉じており、爆破弁１７が閉じているので、高圧水は、爆破弁１７から排出しない。爆破部２９が爆発してピストン３０が移動すると、流体供給口３１から流体排出口３２への流路が開いて、流体供給口３１から爆破弁１７に供給された高圧水は、流体排出口３２から排出される。すなわち、爆破部２９の爆発により爆破弁１７が開いて、高圧水は、爆破弁１７から排出する。
【００４０】
図２も参照して、原子炉の通常運転時と原子炉緊急時における電磁弁Ａ１５、電磁弁Ｂ１６、及び爆破弁１７の動作を説明する。電磁弁Ａ１５は、従来の水圧制御ユニット１００におけるスクラム弁５とスクラムパイロット弁６の機能を有し、電磁弁Ｂ１６は、従来の水圧制御ユニット１００における後備緊急停止弁３の機能を有し、爆破弁１７は、従来の水圧制御ユニット１００における代替制御棒挿入弁４の機能を有する。
【００４１】
原子炉の通常運転時には、電磁弁Ａ１５、電磁弁Ｂ１６、及び爆破弁１７は、閉じている。このため、アキュムレータ８からの高圧水は、電磁弁Ａ１５、電磁弁Ｂ１６、及び爆破弁１７から流出せず、制御棒駆動機構１３に流れない。
【００４２】
原子炉緊急時には、中央制御室は、電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６にスクラム信号を送信し、爆破弁１７に代替制御棒挿入信号を送信する。原子炉緊急時における電磁弁Ａ１５、電磁弁Ｂ１６、及び爆破弁１７の動作は、以下の通りである。
【００４３】
電磁弁Ａ１５は、中央制御室から送信されたスクラム信号の受信後、直ちにソレノイド２４ａが無励磁状態になって開き、アキュムレータ８からの高圧水を電磁弁Ａ１５から排出させ、制御棒駆動機構１３に高圧水を供給することで、制御棒１４を燃料集合体間に挿入させる。
【００４４】
電磁弁Ｂ１６は、中央制御室から送信されたスクラム信号の受信後、所定の時間が経過してからソレノイド２４ｂが無励磁状態になって開き、アキュムレータ８からの高圧水を電磁弁Ｂ１６から排出させ、制御棒駆動機構１３に高圧水を供給する。電磁弁Ｂ１６は、従来の水圧制御ユニット１００における後備緊急停止弁３と同様の機能を有し、電磁弁Ａ１５が正常に作動しなかったときに制御棒１４を燃料集合体間に挿入させるために、制御棒駆動機構１３に高圧水を供給する。
【００４５】
電磁弁Ｂ１６は、スクラム信号の受信後、所定の時間が経過してから開く。電磁弁Ａ１５は、スクラム信号の受信後、この所定の時間が経過する前に直ちに開く。この所定の時間は、予め定めることができる。
【００４６】
爆破弁１７は、中央制御室から送信された代替制御棒挿入信号を受信すると爆破部２９が爆発して開き、アキュムレータ８からの高圧水を爆破弁１７から排出させ、制御棒駆動機構１３に高圧水を供給する。
【００４７】
代替制御棒挿入信号は、スクラム信号と異なる系統の信号であり、スクラム信号とは独立して中央制御室から送信される。例えば、代替制御棒挿入信号は、原子炉圧力が設定圧力を超えたことが検出された場合にスクラム信号とは別に、中央制御室から爆破弁１７に送信される。
【００４８】
爆破弁１７は、従来の水圧制御ユニット１００における代替制御棒挿入弁４と同様の機能を有し、電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６を開く信号とは系統が異なる独立した信号によって開き、電磁弁Ａ１５や電磁弁Ｂ１６が正常に作動しなかったときに制御棒１４を燃料集合体間に挿入させるために、制御棒駆動機構１３に高圧水を供給する。
【００４９】
本実施例による水圧制御ユニット１は、従来の水圧制御ユニット１００が備えるスクラム弁５、スクラムパイロット弁６、代替制御棒挿入弁４、及び後備緊急停止弁３と同様の機能を備え、従来の水圧制御ユニット１００と同様に制御棒駆動機構１３への高圧水の供給について多重性と独立性を保持することができる。本実施例による水圧制御ユニット１は、空気作動式の弁を使用しないので、空気作動式の弁に起因する動作不良を防止でき、計装空気供給系２が不要であるので、システムの簡素化を図ることができる。
【００５０】
さらに、電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６は、それぞれが２個のソレノイド２４ａとソレノイド２４ｂを備えるので、誤作動によって開いて制御棒駆動機構１３が誤作動を起こすのを防止できる。これは、電磁弁Ａ１５（または電磁弁Ｂ１６）の一方のソレノイド２４ａ（またはソレノイド２４ｂ）が誤作動により励磁状態から無励磁状態に変化しても、他方のソレノイド２４ａ（またはソレノイド２４ｂ）が励磁していれば、電磁弁Ａ１５（または電磁弁Ｂ１６）は作動しないからである。従って、制御棒駆動機構１３が誤作動により駆動するのを防止できる。
【実施例２】
【００５１】
本発明の実施例２による水圧制御ユニット１を説明する。本実施例による水圧制御ユニット１では、爆破弁１７が従来の水圧制御ユニット１００におけるスクラム弁５とスクラムパイロット弁６の機能を有し、電磁弁Ａ１５が従来の水圧制御ユニット１００における後備緊急停止弁３の機能を有し、電磁弁Ｂ１６が従来の水圧制御ユニット１００における代替制御棒挿入弁４の機能を有する。以下では、本実施例による水圧制御ユニット１について、実施例１による水圧制御ユニット１と異なる点を主に説明する。
【００５２】
原子炉緊急時には、中央制御室は、爆破弁１７と電磁弁Ａ１５にスクラム信号を送信し、電磁弁Ｂ１６に代替制御棒挿入信号を送信する。
【００５３】
爆破弁１７は、中央制御室から送信されたスクラム信号の受信後、直ちに爆破部２９が爆発して開き、アキュムレータ８からの高圧水を爆破弁１７から排出させ、制御棒駆動機構１３に高圧水を供給する。
【００５４】
電磁弁Ａ１５は、中央制御室から送信されたスクラム信号の受信後、予め定めた時間が経過してからソレノイド２４ａが無励磁状態になって開き、アキュムレータ８からの高圧水を電磁弁Ａ１５から排出させ、制御棒駆動機構１３に高圧水を供給する。
【００５５】
爆破弁１７は、スクラム信号の受信後、この予め定めた時間が経過する前に直ちに開く。
【００５６】
電磁弁Ｂ１６は、中央制御室から送信された代替制御棒挿入信号を受信するとソレノイド２４ｂが無励磁状態になって開き、アキュムレータ８からの高圧水を電磁弁Ｂ１６から排出させ、制御棒駆動機構１３に高圧水を供給する。代替制御棒挿入信号は、原子炉圧力が設定圧力を超えたことが検出された場合にスクラム信号とは別に、中央制御室から電磁弁Ｂ１６に送信される。
【００５７】
本実施例による水圧制御ユニット１は、実施例１による水圧制御ユニット１と同様に、制御棒駆動機構１３への高圧水の供給について多重性と独立性を保持することができるとともに、空気作動式の弁に起因する動作不良を防止でき、システムの簡素化を図ることができる。
【実施例３】
【００５８】
本発明の実施例３による水圧制御ユニット１を説明する。本実施例による水圧制御ユニット１では、電磁弁Ａ１５が従来の水圧制御ユニット１００におけるスクラム弁５とスクラムパイロット弁６の機能を有し、爆破弁１７が従来の水圧制御ユニット１００における後備緊急停止弁３の機能を有し、電磁弁Ｂ１６が従来の水圧制御ユニット１００における代替制御棒挿入弁４の機能を有する。以下では、本実施例による水圧制御ユニット１について、実施例１による水圧制御ユニット１と異なる点を主に説明する。
【００５９】
原子炉緊急時には、中央制御室は、電磁弁Ａ１５と爆破弁１７にスクラム信号を送信し、電磁弁Ｂ１６に代替制御棒挿入信号を送信する。
【００６０】
電磁弁Ａ１５は、中央制御室から送信されたスクラム信号の受信後、直ちにソレノイド２４ａが無励磁状態になって開き、アキュムレータ８からの高圧水を電磁弁Ａ１５から排出させ、制御棒駆動機構１３に高圧水を供給する。
【００６１】
爆破弁１７は、中央制御室から送信されたスクラム信号の受信後、予め定めた時間が経過してから爆破部２９が爆発して開き、アキュムレータ８からの高圧水を爆破弁１７から流出させ、制御棒駆動機構１３に高圧水を供給する。
【００６２】
電磁弁Ａ１５は、スクラム信号の受信後、この予め定めた時間が経過する前に直ちに開く。
【００６３】
電磁弁Ｂ１６は、中央制御室から送信された代替制御棒挿入信号を受信するとソレノイド２４ｂが無励磁状態になって開き、アキュムレータ８からの高圧水を電磁弁Ｂ１６から排出させ、制御棒駆動機構１３に高圧水を供給する。代替制御棒挿入信号は、原子炉圧力が設定圧力を超えたことが検出された場合にスクラム信号とは別に、中央制御室から電磁弁Ｂ１６に送信される。
【００６４】
本実施例による水圧制御ユニット１は、実施例１と２による水圧制御ユニット１と同様に、制御棒駆動機構１３への高圧水の供給について多重性と独立性を保持することができるとともに、空気作動式の弁に起因する動作不良を防止でき、システムの簡素化を図ることができる。
【実施例４】
【００６５】
本発明の実施例４による水圧制御ユニット１を説明する。本実施例による水圧制御ユニット１では、電磁弁は、１つの電磁弁に１個のソレノイドを備え、ソレノイド１個作動式の電磁弁である。以下では、本実施例による水圧制御ユニット１について、実施例１による水圧制御ユニット１と異なる点を主に説明する。
【００６６】
図３Ａは、本実施例による水圧制御ユニット１の系統図である。本実施例による水圧制御ユニット１では、実施例１における電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６のそれぞれは、直列に接続された２つの電磁弁１８で構成されている。すなわち、本実施例による水圧制御ユニット１は、配管１２Ｂに設けられた仕切弁７Ｂとアキュムレータ８との間に、直列接続された２つの電磁弁１８からなる組を２つと、爆破弁１７とを備える。２組の電磁弁１８と爆破弁１７は、制御棒駆動機構１３に接続する配管１２Ｂと、アキュムレータ８に接続された配管１２Ｃとに接続し、互いに並列に配置される。電磁弁１８は、１個のソレノイドを備え、ソレノイド１個作動式の電磁弁である。
【００６７】
直列接続された２つの電磁弁１８からなる組は、実施例１における電磁弁Ａ１５や電磁弁Ｂ１６と同様に、制御棒駆動機構１３が誤作動を起こすのを防止できる。直列接続された２つの電磁弁１８からなる組における一方の電磁弁１８のソレノイドが誤作動により励磁状態から無励磁状態に変化しても、他方の電磁弁１８のソレノイドが励磁していれば、一方の電磁弁１８が開いても他方の電磁弁１８は開かない。これら２つの電磁弁１８が直列接続されているので、制御棒駆動機構１３が誤作動により駆動するのを防止できる。
【００６８】
本実施例による水圧制御ユニット１は、実施例１から３による水圧制御ユニット１と同様に、制御棒駆動機構１３への高圧水の供給について多重性と独立性を保持することができるとともに、空気作動式の弁に起因する動作不良を防止でき、システムの簡素化を図ることができる。
【実施例５】
【００６９】
本発明の実施例５による水圧制御ユニット１を説明する。以下では、本実施例による水圧制御ユニット１について、実施例１と実施例４による水圧制御ユニット１と異なる点を主に説明する。
【００７０】
図３Ｂは、本実施例による水圧制御ユニット１の系統図である。本実施例による水圧制御ユニット１では、実施例１（図２）における電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６のうち一方が、直列に接続された２つの電磁弁１８で構成されている。図３Ｂには、実施例１における電磁弁Ａ１５が、直列に接続された２つの電磁弁１８で構成されている例を示している。この構成は、実施例４（図３Ａ）において、直列接続された２つの電磁弁１８からなる２つの組のうち、一方の組が電磁弁Ｂ１６で置き換えられている構成と同じである。
【００７１】
本実施例による水圧制御ユニット１は、配管１２Ｂに設けられた仕切弁７Ｂとアキュムレータ８との間に、直列接続された２つの電磁弁１８からなる組を１つと、電磁弁Ｂ１６（または電磁弁Ａ１５）と、爆破弁１７とを備える。１組の電磁弁１８と電磁弁Ｂ１６（または電磁弁Ａ１５）と爆破弁１７は、制御棒駆動機構１３に接続する配管１２Ｂと、アキュムレータ８に接続された配管１２Ｃとに接続し、互いに並列に配置される。電磁弁１８は、１個のソレノイドを備え、ソレノイド１個作動式の電磁弁である。電磁弁Ｂ１６（または電磁弁Ａ１５）は、２個のソレノイドを備え、ソレノイド２個作動式の電磁弁である。
【００７２】
本実施例による水圧制御ユニット１も、実施例１から４による水圧制御ユニット１と同様の効果を得ることができる。
【実施例６】
【００７３】
本発明の実施例６による水圧制御ユニット１を説明する。以下では、本実施例による水圧制御ユニット１について、実施例１から５による水圧制御ユニット１と異なる点を主に説明する。
【００７４】
図７は、本実施例による水圧制御ユニット１の系統図である。本実施例による水圧制御ユニット１では、従来の水圧制御ユニット１００における後備緊急停止弁３の機能を有する弁と代替制御棒挿入弁４の機能を有する弁のうち、少なくとも一方の弁は、電動機で駆動される電動弁４０である。従来の水圧制御ユニット１００におけるスクラム弁５とスクラムパイロット弁６の機能を有する弁は、電磁弁（電磁弁Ａ１５、電磁弁Ｂ１６、または電磁弁１８）または爆破弁１７である。
【００７５】
図７には、一例として、水圧制御ユニット１が、電磁弁Ａ１５と、電動弁４０と、爆破弁１７を備える構成を示している。図７に示した構成例では、電動弁４０は、従来の水圧制御ユニット１００における後備緊急停止弁３の機能を有し、電磁弁Ａ１５と爆破弁１７は、実施例１と同様に、それぞれ従来の水圧制御ユニット１００におけるスクラム弁５とスクラムパイロット弁６の機能と代替制御棒挿入弁４の機能を有する。
【００７６】
従来の水圧制御ユニット１００におけるスクラム弁５とスクラムパイロット弁６の機能を有する弁は、原子炉緊急時にスクラム信号を受信したら直ちに開く必要がある。このため、この弁は、電磁弁または爆破弁１７で構成する。この弁の後に開く弁（スクラム信号を受信した後に予め定めた時間が経過してから開く弁と、代替制御棒挿入信号を受信して開く弁）は、電動弁４０で構成することができ、電磁弁または爆破弁１７で構成することもできる。
【００７７】
以下では、本実施例による水圧制御ユニット１について、実施例１から３による水圧制御ユニット１との構成の違いを説明する。
【００７８】
本実施例による水圧制御ユニット１は、実施例１による水圧制御ユニット１において、電磁弁Ｂ１６の代わりに電動弁４０を備え、この電動弁４０が、スクラム信号の受信後に所定の時間が経過してから開くように構成することができる。または、本実施例による水圧制御ユニット１は、実施例１による水圧制御ユニット１において、爆破弁１７の代わりに電動弁４０を備え、この電動弁４０が、代替制御棒挿入信号を受信すると開くように構成することができる。
【００７９】
また、本実施例による水圧制御ユニット１は、実施例２による水圧制御ユニット１において、電磁弁Ａ１５の代わりに電動弁４０を備え、この電動弁４０が、スクラム信号の受信後に所定の時間が経過してから開くように構成することができる。または、本実施例による水圧制御ユニット１は、実施例２による水圧制御ユニット１において、電磁弁Ｂ１６の代わりに電動弁４０を備え、この電動弁４０が、代替制御棒挿入信号を受信すると開くように構成することができる。
【００８０】
また、本実施例による水圧制御ユニット１は、実施例３による水圧制御ユニット１において、爆破弁１７の代わりに電動弁４０を備え、この電動弁４０が、スクラム信号の受信後に所定の時間が経過してから開くように構成することができる。または、本実施例による水圧制御ユニット１は、実施例３による水圧制御ユニット１において、電磁弁Ｂ１６の代わりに電動弁４０を備え、この電動弁４０が、代替制御棒挿入信号を受信すると開くように構成することができる。
【００８１】
以上説明したように、本実施例による水圧制御ユニット１は、電動弁４０を用いて構成することができる。電動弁４０は、一般に、電磁弁と爆破弁１７よりも開くのに時間がかかる。このため、電動弁４０は、従来の水圧制御ユニット１００におけるスクラム弁５とスクラムパイロット弁６の機能を有する弁には用いず、後備緊急停止弁３の機能を有する弁と代替制御棒挿入弁４の機能を有する弁のうち、少なくとも一方の弁に用いるのが好ましい。
【００８２】
本実施例による水圧制御ユニット１も、実施例１から５による水圧制御ユニット１と同様の効果を得ることができる。
【００８３】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１…水圧制御ユニット、２…計装空気供給系、３…後備緊急停止弁、４…代替制御棒挿入弁、５…スクラム弁、６…スクラムパイロット弁、７…仕切弁、７Ａ…計装空気供給系仕切弁、７Ｂ…仕切弁、８…アキュムレータ、８Ａ…ピストン、９…窒素容器、１０…計装ブロック、１１…パージ水電磁弁、１２…配管、１２Ａ…計装空気供給系配管、１２Ｂ…制御棒駆動機構に接続する配管、１２Ｃ…アキュムレータに接続された配管、１３…制御棒駆動機構、１４…制御棒、１５…電磁弁Ａ、１６…電磁弁Ｂ、１７…爆破弁、１８…電磁弁、１９…分岐部、２０…流路箱、２１…フレーム、２２ａ、２３ａ…バネ、２４ａ、２４ｂ…ソレノイド、２５ａ、２５ｂ…ピストン、２６…流体供給口、２７ａ、２７ｂ…流体排出口、２８ａ、２８ｂ…流路穴、２９…爆破部、３０…ピストン、３１…流体供給口、３２…流体排出口、４０…電動弁、１００…従来の水圧制御ユニット。
【図１】
2020012703.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2020012703.tif 000006
【図４】
2020012703.tif 000007
【図５】
2020012703.tif 000008
【図６】
2020012703.tif 000009
【図７】
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