(57)【要約】【課題】制御棒駆動機構への異物・エア混入や、制御棒駆動機構内部のシール状態変化による制御棒駆動速度の変化や、方向制御弁の異物噛み込みによる駆動水リークやスクラム弁シートリーク等の発生により、制御棒の意図しない挿入・引抜等の動作が起こり得る。【解決手段】中央制御室からの操作信号に応じて水圧式制御棒駆動機構への駆動水の供給および排出を行う水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備であって、駆動水を水圧式制御棒駆動機構へ供給する配管系または駆動水を水圧式制御棒駆動機構から排出する配管系に設けられた止弁と、制御棒位置指示装置から得られる制御棒の位置信号と操作信号とを比較し、位置信号と操作信号が一致しない場合に止弁を閉鎖する信号を発する制御部と、を備える水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備。【選択図】図１
2014190751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央制御室からの操作信号に応じて水圧式制御棒駆動機構への駆動水の供給および排出を行う水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備であって、
前記駆動水を前記水圧式制御棒駆動機構へ供給する配管系または前記駆動水を前記水圧式制御棒駆動機構から排出する配管系に設けられた止弁と、
制御棒位置指示装置から得られる制御棒の位置信号と前記操作信号とを比較し、前記位置信号と前記操作信号が一致しない場合に前記止弁を閉鎖する信号を発する制御部と、を備える水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備。
【請求項２】
制御棒駆動機構に接続された制御棒の挿入ラインおよび制御棒の引抜ラインと、
前記挿入ラインおよび前記引抜ラインに接続されて駆動水を供給する駆動水供給ラインと、
前記挿入ラインおよび前記引抜ラインに接続されて駆動水を排出する駆動水排出ラインと、
前記挿入ライン及び前記引抜ラインと、前記駆動水供給ライン及び前記駆動水排出ラインと、の間に介在し、
前記前記挿入ライン及び前記引抜ラインと、前記駆動水供給ライン及び前記駆動水排出ラインと、の接続を方向制御弁の開閉によって切り替える選択弁装置と、を備え、
る請求項１記載の水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備。
【請求項３】
前記止弁が、前記駆動水供給ライン、前記駆動水排出ラインの少なくとも何れかに設けられた請求項２記載の水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備。
【請求項４】
前記選択弁装置は、前記駆動水供給ラインと前記挿入ラインとを接続する挿入駆動水ライン上に設けられた挿入駆動水方向制御弁と、
前記駆動水供給ラインと前記引抜ラインとを接続する引抜駆動水ライン上に設けられた引抜駆動水方向制御弁と、
前記駆動水排出ラインと前記挿入ラインとを接続する挿入排水ライン上に設けられた挿入排水方向制御弁と、
前記駆動水排出ラインと前記引抜ラインとを接続する引抜排水ライン上に設けられた引抜排水方向制御弁と、を有し、
前記挿入駆動水ライン、前記引抜駆動水ライン、前記挿入排水ライン、前記引抜ラインの少なくとも何れかに前記止弁が設けられた請求項２または請求項３記載の水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力プラントの水圧式制御棒駆動機構を駆動させるための駆動水圧系統設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、沸騰水型原子力発電プラント（以下BWR プラントと略称）においては、水圧駆動式の制御棒駆動機構を制御棒駆動水圧供給設備および水圧制御ユニットからなる制御棒駆動水圧系統設備によって駆動制御をおこなっている。BWR プラントの原子炉の出力は、制御棒駆動機構により、炉心に制御棒を挿入あるいは引抜動作させることによって制御される。制御棒駆動機構の動作は、制御棒駆動水圧供給設備から供給される駆動水圧を駆動源とする通常の挿入・引抜駆動と、水圧制御ユニットのアキュムレータから供給される駆動水圧を駆動源とするスクラム（緊急挿入）駆動の２つがある。通常の挿入・引抜駆動は、主に、水圧制御ユニットに設けられた４つの方向制御弁の開閉動作の組み合わせにより駆動制御される。スクラム駆動は、水圧制御ユニットに設けられたスクラム弁の開動作によって駆動が行われる。
【０００３】
このような駆動設備について、制御棒駆動機構の誤動作を防止するために、例えば水圧制御ユニットが異常に高圧になった場合に弁の操作によって誤動作を防止するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−８８８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、水圧式制御棒駆動機構では、制御棒駆動機構への異物・エア混入や、制御棒駆動機構内部のシール状態変化による制御棒駆動速度の変化や、方向制御弁の異物噛み込みによる駆動水リークやスクラム弁シートリーク等の発生により、制御棒の意図しない挿入・引抜等の動作が起こり得るという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の実施形態による水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備は、中央制御室からの操作信号に応じて水圧式制御棒駆動機構への駆動水の供給および排出を行う水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備であって、前記駆動水を前記水圧式制御棒駆動機構へ供給する配管系または前記駆動水を前記水圧式制御棒駆動機構から排出する配管系に設けられた止弁と、制御棒位置指示装置から得られる制御棒の位置信号と前記操作信号とを比較し、前記位置信号と前記操作信号が一致しない場合に前記止弁を閉鎖する信号を発する制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備を示す概略系統図。
【図２】第１実施形態の第１変形例に係る水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備を示す概略系統図。
【図３】第１実施形態の第２変形例に係る水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備のうち、選択弁装置１０３の概要を示す概略系統図。
【図４】第１実施形態の第３変形例に係る水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備を示す概略系統図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【０００９】
［第１実施形態］
本発明の第１の実施形態について、図１を用いて以下説明する。図１は、本実施形態による水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備の系統図である。
【００１０】
水圧供給設備１００が、水圧制御ユニット１０１（ＨＣＵ）を介して水圧式の制御棒駆動機構１０２に接続されており、水圧制御ユニット１０１内の選択弁装置１０３による接続状態に応じて、水圧供給設備１００によって与えられる水圧により制御棒駆動機構１０２に駆動水が供給され、または駆動水が排出される。なお、水圧供給設備１００は、複数の水圧制御ユニット１０１に接続され、最終的に複数の制御棒駆動機構１０２と接続される。
【００１１】
水圧供給設備１００は、図示しない水源（例えば、水槽、復水タンク等）の水を加圧して送水するポンプ１、流量調整弁２、圧力調整弁３、安全化弁４等を有する。
【００１２】
流量調整弁２の上流側が、図示しない充填水ヘッダを介して水圧制御ユニット１０１のスクラム弁上流側と充填水ライン１１で接続される。また、流量調整弁２の下流側かつ圧力調整弁３の上流側は、図示しない駆動水ヘッダを介して水圧制御ユニット１０１の選択弁装置１０３に駆動水ライン１２で接続される。また、圧力調整弁３の下流側は、図示しない冷却水ヘッダに接続され、また排出水ヘッダを介して水圧制御ユニット１０１の選択弁装置に排水ライン１３で接続される。
【００１３】
水圧制御ユニット１０１は、制御棒駆動機構１０２に対応して複数設置される。この水圧制御ユニット１０１には、アキュムレータ２１および窒素容器２２を備えたアキュムレータ装置を備える。アキュムレータ装置は、スクラム弁を介して制御棒駆動機構１０２の制御棒挿入側に接続される挿入ライン３１および制御棒引抜側に接続される引抜ライン３２と、駆動水供給ライン１２および駆動水排出ライン１３の各々に接続されている。
【００１４】
また、選択弁装置１０３は挿入ライン３１および引抜ライン３２と、駆動水供給ライン１２および駆動水排出ライン１３との接続を、方向制御弁の開閉によって切り替える装置である。
【００１５】
以下、選択弁装置１０３の構成について具体的に説明する。系統として、駆動水供給ライン１２から挿入ライン３１と引抜ライン３２に分岐して接続され、また駆動水排出ライン１３も同様に挿入ライン３１と引抜ライン３２に分岐して接続される。駆動水供給ライン１２および駆動水排水ライン１３と、挿入ライン３１と引抜ライン３２とを接続する系統にはそれぞれ方向制御弁４２ａ〜ｄが設けられている。
【００１６】
挿入ライン３１と駆動水供給ライン１２を接続する系統を挿入駆動水ライン４１ａ、挿入ライン３１と駆動水排出ライン１３を接続する系統を挿入排水ライン４１ｂとして図示する。同様に、引抜ライン３２と駆動水供給ライン１２を接続する系統を引抜駆動水ライン４１ｃ、引抜ライン３２と駆動水排出ライン１３を接続する系統を引抜排水ライン４１ｄとして図示する。
【００１７】
挿入駆動水ライン４１ａには挿入駆動水方向制御弁４２ａが、挿入排水ライン４１ｂには挿入排水方向制御弁４２ｂが、引抜駆動水ライン４１ｃには引抜駆動水方向制御弁４２ｃが、引抜排水ライン４１ｄには引抜排水方向制御弁４２ｄが設けられている。また、挿入駆動水ライン４１ａ、挿入排水方向制御弁４１ｂの各々には流量調整弁４３ａ、４３ｂが設けられている。
【００１８】
以降、説明の便宜のため、４１ａ〜４１ｄをまとめて「方向制御ライン４１ａ〜４１ｄ」、４２ａ〜４２ｄをまとめて「方向制御弁４２ａ〜４２ｄ」として呼称する場合がある。
【００１９】
選択弁装置１０３は、操作信号に応じて、制御棒の挿入動作時は挿入駆動水方向制御弁４２ａ、引抜排水方向制御弁４２ｄが開となり、引抜動作時は挿入排水方向制御弁４２ｂ、引抜駆動水方向制御弁４２ｂが開となり、制御棒駆動機構１０２の駆動水の供給・排出を制御する。また、挿入・引抜駆動時間の設定は、流量調整弁４３A，４３ｂの開度調整により行われる。
【００２０】
制御棒駆動機構１０２の挿入・引抜駆動速度は、制御部駆動機構１０２の内部に設けられた制御棒位置指示装置の位置信号により監視される。また、スクラムの際の挿入駆動水圧は、充填水ラインを通して蓄圧された水圧制御ユニット１０１のアキュムレータ２１内水圧がスクラム弁２３の開により制御棒駆動機構１に供給される。
【００２１】
制御棒位置指示装置は、制御棒駆動機構ハウジング内に固定され、ドライブピストンおよび駆動チューブ内を軸方向に延びる位置指示チューブが挿入して設けられ、この位置指示チューブ内に複数のリードスイッチが整列状態で列状に等ピッチで収納される。一方、ドライブピストンにはマグネットが内蔵されており、ドライブピストンの昇降駆動に対応してリードスイッチにＯＮ作動し、ドライブピストンの現在昇降位置を検出することができる。これにより、制御棒の位置を検出することができる。
【００２２】
さらに、駆動水供給ライン１２には止弁５１（電磁弁）が設けられており、制御部５２からの制御信号を受けて開閉制御される。制御部５２は、制御棒位置指示装置から得られる制御棒駆動位置信号と、中央制御室から得られる制御棒駆動機構操作信号を比較し、意図しない挿入・引抜駆動が検出された場合は、止弁５１に制御信号を発して止弁５１を閉鎖する。これにより、駆動水の供給を遮断し、制御棒の駆動が停止される。
【００２３】
具体的に、意図しない挿入・引抜駆動の検出は、中央制御室からの制御によって制御棒があるべきはずの位置にいるかを、制御棒位置支持装置からの信号によって判断することで行われる。
【００２４】
本実施形態の水圧式制御棒駆動機構の駆動水圧系統設備によれば、制御棒位置指示装置から得られる駆動信号により制御棒の意図しない駆動を検知した場合、制御棒駆動機構への駆動水の供給を止弁により遮断し、制御棒の駆動を停止することが可能となる。これにより、意図しない挿入や引抜により、制御棒が適正位置から大きくずれる事象を防止することができる。
【００２５】
本実施形態の第１変形例について、図２を用いて説明する。本変形例では、駆動水供給ライン１２に設けた止弁５１ａに加え、排水ライン１３にも止弁５１ｂを設けている。
【００２６】
また、第１実施形態の第２変形例について、図３を用いて説明する。図３は、本変形例による選択弁装置１０３の概略を示す図であり、図示を省略している構成は第１実施形態と同様である。本変形例では、方向制御ライン４１ａ〜４１ｄの各々に止弁５１ａ〜５１ｄを設けている。図３では方向制御弁４２ａ〜４２ｄに対して駆動水の上流側になるよう止弁５１ａ〜５１ｄを配置している。方向制御弁４２ａ〜４２ｄよりも駆動水の下流側に設けても構わないが、上流側に設けるほうが、方向制御弁４２ａ〜４２ｄに不要な負荷がかかることがなく好ましい。また、止弁５１ａ〜５１ｄの全てを設ける必要はない。
【００２７】
さらに、第１実施形態の第３変形例について、図４を用いて説明する。図４では、止弁５１ａ、５１ｂを、挿入ライン３１および引抜ライン３２に設けている。
【００２８】
これらの各変形例の構成によれば、第１実施形態と同様の効果に加え、何れかの止弁５１ａ、５１ｂに動作不良等が起こっても機能を発揮することができるため、ロバスト性を向上させることができる。
【００２９】
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、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】
例えば、各変形例の構成を適宜組み合わせてもよく、また止弁５１を駆動水供給ライン１２に設ける際、水圧制御ユニット１０１側ではなく水圧供給設備１００側に設けることも可能である。
【００３１】
さらに、制御部５２は、中央制御室からの制御棒操作信号を制御棒位置指示装置の出力と比較して止弁５１を制御するものとしたが、これに加え、中央制御室から直接止弁５１を閉鎖する指示信号を受けて止弁５１を閉鎖するよう構成することも可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１００  水圧供給設備
１０１  水圧制御ユニット
１０２  制御棒駆動機構
１０３  選択弁装置
１  ポンプ
２  流量調整弁
３  圧力調整弁
４  安全化弁
１１  充填水ライン
１２  駆動水供給ライン
１３  駆動水排水ライン
２１  アキュムレータ
２２  窒素容器
２３  スクラム弁
３１  挿入ライン
３２  引抜ライン
４１ａ  挿入駆動水ライン
４１ｂ  挿入排水ライン
４１ｃ  引抜駆動水ライン
４１ｄ  引抜排水ライン
４２ａ  挿入駆動水方向制御弁
４２ｂ  挿入排水方向制御弁
４２ｃ  引抜駆動水方向制御弁
４２ｄ  引抜排水方向制御弁
４３ａ，４３ｂ  流量調整弁
５１、５１ａ、５１ｂ  止弁
５２  制御部 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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