(57)【要約】【課題】原子炉の運転が停止していても、制御棒駆動水圧装置本体２０の内部の冷却水による腐食の発生を防止することにある。【解決手段】制御棒駆動水圧システム１０は、制御棒駆動水圧装置本体２０とこれに取り外し可能に取り付けられた循環用水供給装置８０とを備える。制御棒駆動水圧システム１０は、制御棒駆動水圧系ポンプ７０の冷却水用減圧制御弁６０を閉にし、制御棒駆動水圧装置本体２０の循環水開閉弁１００を開にする。循環用水供給装置８０は、循環水減圧制御弁１２０によって昇降アクチュエータ５６０が昇降しないが昇降アクチュエータ５６０の内部の冷却水が循環することができる循環水圧までに減圧させた循環用の冷却水を、矢印Ｆ２のように、冷却水ライン４０を介して挿入配管５０に供給する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御棒を昇降させて原子炉の出力制御を行う制御棒駆動水圧システムであって、
前記制御棒を前記原子炉の炉心の内部に昇降させる水圧の昇降アクチュエータと、
一端が前記昇降アクチュエータの挿入配管に水密的に接続している冷却水ラインと、
前記冷却水ラインの他端に水密的に接続している減圧制御弁と、
前記減圧制御弁に水密的に接続している制御棒駆動水圧系ポンプと、
一端が前記冷却水ラインから分岐する循環水ラインと、
前記循環水ラインに設けられた循環水開閉弁と、
前記循環水ラインの他端に設けられた連結部と、を有する制御棒駆動水圧装置本体、及び
前記連結部に水密的に取り外し可能に接続する循環用水供給装置、を備え、
前記循環用水供給装置は、前記制御棒駆動水圧系ポンプとは別の循環用水圧ポンプからの循環水を前記連結部に供給する制御棒駆動水圧システム。
【請求項２】
前記循環用水供給装置は、前記循環水の水圧を減圧する循環水減圧制御弁を有する請求項１に記載の制御棒駆動水圧システム。
【請求項３】
前記循環水減圧制御弁は、前記昇降アクチュエータが昇降しないが前記昇降アクチュエータの内部の水が循環可能な水圧に減圧することができる請求項２に記載の制御棒駆動水圧システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の制御棒駆動水圧装置本体の検査方法であって、
前記制御棒駆動水圧装置本体を検査する場合、
前記減圧制御弁を閉じ、
前記循環用水供給装置を前記連結部に水密的に接続させ、
前記循環水開閉弁を開けて、
前記循環用水圧ポンプからの循環水が前記昇降アクチュエータに供給されるようにする、制御棒駆動水圧装置本体の検査方法。
【請求項５】
制御棒を原子炉の内部に昇降させる水圧の昇降アクチュエータと、
一端が前記昇降アクチュエータの挿入配管に水密的に接続している冷却水ラインと、
前記冷却水ラインの他端に水密的に接続している減圧制御弁と、
前記減圧制御弁に水密的に接続している制御棒駆動水圧系ポンプと、
一端が前記冷却水ラインから分岐する循環水ラインと、
前記循環水ラインに設けられた循環水開閉弁と、
前記循環水ラインの他端に設けられた連結部と、を有する制御棒駆動水圧装置本体に接続される、前記連結部に水密的に取り外し可能に接続する循環用水供給装置であって、
前記制御棒駆動水圧系ポンプとは別の循環用水圧ポンプからの循環水を前記連結部に供給する循環用水供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御棒を昇降させて原子炉の出力制御を行う制御棒駆動水圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所は、火力発電と同様に蒸気の力でタービンを回して発電する方式である。発電に利用する蒸気は、原子炉でウラン燃料の中のウラン２３５を核分裂させて、その際に発生する膨大な熱エネルギーを利用して作る。そして、核分裂が必要以上に起こらないように、余分な中性子を吸収する制御棒、及び、核分裂で発生した熱を取り出す冷却材を使用して、核分裂の速さや熱エネルギーの発生を制御している（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
そのような制御棒は、水圧の昇降アクチュエータによって原子炉の内部に昇降させられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図５に示すように、例えば、昇降アクチュエータ５６０は、制御棒５５０を昇降させるピストン部５７０と、ピストン部５７０が摺動可能なシリンダー部５８０とを有する。そして、通常運転状態では、ピストン部５７０を昇降させる駆動用水は、制御棒駆動水圧系ポンプ７０から昇降水用減圧制御弁１１００、冷却水ライン４０及び昇降制御用冷却水ライン４２を介し、昇降制御用電磁弁１０００を開閉することにより、挿入配管５０を介して、矢印Ｆのように、シリンダー部５８０とピストン部５７０との間に供給される。
【０００５】
また、制御棒５５０の昇降時以外では、ピストン部５７０を昇降させる駆動用水は、冷却水として、冷却水ライン４０、つまり、冷却水用減圧制御弁６０及び逆止弁１１１０を介して，矢印Ｆのように、シリンダー部５８０とピストン部５７０との間に供給される。
【０００６】
シリンダー部５８０とピストン部５７０との間には、シリンダー部５８０とピストン部５７０とが相対的に移動可能にするためのカーボンシールなどの接触部５９０が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−５３４９２号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｎｅｒｇｉａ．ｃｏ．ｊｐ／ａｔｏｍ／ａｔｏｍ１．ｈｔｍｌ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そのような原子力発電所では、原子力発電所を有する電気事業者は、原子力発電所の運転を停止させて、電気事業法などの規定に基づいた法定定期点検を、定期的に、実施しなければならない。
【００１０】
法定定期点検の作業においては、原子力発電所の運転が、通常、数ヶ月程度の間、停止しているので、制御棒駆動水圧系ポンプも停止している。したがって、制御棒駆動水圧系ポンプ７０が停止している期間、制御棒駆動水圧装置本体２０の内部は、水圧の昇降アクチュエータ３０のシリンダー部５８０とカーボンシールなどの接触部５９０との間のような隙間部Ａに冷却水が滞留する冷却水停滞状態になる。
【００１１】
この冷却水停滞状態が長時間（数ヶ月程度の間）継続されると、隙間部Ａに滞留した保有水の酸素濃度のアンバランスによって、腐食電池が隙間部Ａに形成され、隙間部Ａは陽極部となる。その結果、隙間部Ａの周辺には激しい腐食が発生する可能性が考えられる。
【００１２】
本発明は、原子炉の運転が停止していても、制御棒駆動水圧装置本体の内部の保有水による腐食の発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る制御棒駆動水圧システムは、制御棒を昇降させて原子炉の出力制御を行う。制御棒駆動水圧システムは、制御棒駆動水圧装置本体、及び、循環用水供給装置を備える。制御棒駆動水圧装置本体は、前記制御棒を前記原子炉の炉心の内部に昇降させる水圧の昇降アクチュエータと、一端が前記昇降アクチュエータの挿入配管に水密的に接続している冷却水ラインと、前記冷却水ラインの他端に水密的に接続している減圧制御弁と、前記減圧制御弁に水密的に接続している制御棒駆動水圧系ポンプと、一端が前記冷却水ラインから分岐する循環水ラインと、前記循環水ラインに設けられた循環水開閉弁と、前記循環水ラインの他端に設けられた連結部と、を有する。前記循環用水供給装置は、前記連結部に水密的に取り外し可能に接続する。前記循環用水供給装置は、前記制御棒駆動水圧系ポンプとは別の循環用水圧ポンプからの冷却水を前記連結部に供給する。
【００１４】
前記循環用水供給装置は、前記冷却水の水圧を減圧する循環水減圧制御弁を有してもよい。
【００１５】
前記循環水減圧制御弁は、前記昇降アクチュエータが昇降しないが前記昇降アクチュエータの内部の水が循環可能な水圧に減圧することができるようにしてもよい。
【００１６】
本発明に係る制御棒駆動水圧装置本体の検査方法は、上述に記載の制御棒駆動水圧装置本体の検査方法である。制御棒駆動水圧装置本体の検査方法は、前記制御棒駆動水圧装置本体を検査する場合、前記減圧制御弁を閉じ、前記循環用水供給装置を前記連結部に水密的に接続させ、前記循環水開閉弁を開けて、前記循環用水圧ポンプからの冷却水を前記昇降アクチュエータに供給されるようにする。
【００１７】
本発明に係る循環用水供給装置は、上述の制御棒駆動水圧装置本体に接続される、前記連結部に水密的に取り外し可能に接続する循環用水供給装置である。循環用水供給装置は、前記制御駆動水圧系ポンプとは別の循環用水圧ポンプからの冷却水を前記連結部に供給する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、制御棒駆動水圧システムは、制御駆動水圧系ポンプとは別の循環用水圧ポンプからの冷却水を連結部に供給する循環用水供給装置を着脱可能に備えるので、原子炉の運転が停止していても、制御棒駆動水圧装置本体の内部の保有水を循環させることができ、制御棒駆動水圧装置本体の内部の腐食の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る制御棒駆動水圧システム及び循環用水供給装置を備えた原子力発電所の概念略図である。
【図２】図１に示す制御棒駆動水圧システム及び循環用水供給装置の一部を部分断面図にした概念略図である。
【図３】図２に示す制御棒駆動水圧システムの、原子力発電所の運転状態の水の流れを示す概念略図である。
【図４】図２に示す制御棒駆動水圧システムの、原子力発電所の停止状態の水の流れを示す概念略図である。
【図５】従来の制御棒駆動水圧システムを示す概念略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１及び図２に示すように、制御棒駆動水圧システム１０は、原子炉５１０と共に、原子発電所５００を構成している。
【００２２】
原子炉５１０は、原子炉格納容器５２０と、その内部に配置された原子炉圧力容器５３０と、原子炉圧力容器５３０の内部に形成される炉心５４０に昇降により差し込まれる制御棒５５０とを備える。
【００２３】
制御棒駆動水圧システム１０は、制御棒駆動水圧装置本体２０と循環用水供給装置８０とを備える。
【００２４】
制御棒駆動水圧装置本体２０は、制御棒５５０を原子炉５１０の炉心５４０の内部に昇降させる水圧の昇降アクチュエータ３０と昇降アクチュエータ３０に駆動水である冷却水を供給する制御棒駆動水圧系ポンプ７０と制御棒駆動水圧系ポンプ７０から供給される冷却水の水圧を減圧する昇降水用減圧制御弁１１００とを備える。
【００２５】
昇降アクチュエータ３０の挿入配管５０と制御棒駆動水圧系ポンプ７０の昇降水用減圧制御弁１１００との間は、冷却水用減圧制御弁６０及び逆止弁１１１０を通る冷却水ライン４０によって水密的に接続されている。つまり、冷却水ライン４０の一端は昇降アクチュエータ３０の挿入配管５０に水密的に接続し、他端は、制御棒駆動水圧系ポンプ７０の昇降水用減圧制御弁１１００に水密的に接続している。また、昇降アクチュエータ３０の挿入配管５０と制御棒駆動水圧系ポンプ７０の昇降水用減圧制御弁１１００との間は、冷却水用減圧制御弁６０及び逆止弁１１１０は通らないが、昇降制御用電磁弁１０００を通る昇降制御用冷却水ライン４２によって水密的に接続されている。
【００２６】
昇降水用減圧制御弁１１００は、制御棒駆動水圧系ポンプ７０から送られてきた冷却水の水圧（例えば、約１０ＭＰａの水圧）を昇降アクチュエータ３０が作動する所定の水圧（例えば、約１．５ＭＰａの水圧）に減圧させるものである。
【００２７】
冷却水用減圧制御弁６０は、昇降水用減圧制御弁１１００から送られてきた冷却水の水圧（例えば、約１．５ＭＰａの水圧）を、昇降アクチュエータ３０が作動しない所定の水圧（例えば、約０．２ＭＰａ未満の水圧）に減圧させるものである。
【００２８】
冷却水ライン４０の途中からは、循環水ライン９０の一端が水密的に分岐している。循環水ライン９０には、循環水開閉弁１００が設けられ、循環水ライン９０の他端には、循環用水供給装置８０の出力ライン１５０の端部に水密的に連結できる連結部１１０が設けられている。
【００２９】
循環用水供給装置８０には、制御棒駆動水圧系ポンプ７０とは別のポンプから供給される原子炉発電所内の冷却水が弁１４０を介して供給される。
【００３０】
循環用水供給装置８０は、弁１４０を介して供給される冷却水の水圧を減圧する循環水減圧制御弁１２０を有する。循環水減圧制御弁１２０は、弁１４０を介して供給される冷却水の水圧を、昇降アクチュエータ５６０が昇降しないが昇降アクチュエータ５６０の内部の冷却水が循環することができる循環水圧（例えば、約０．２ＭＰａ未満）に減圧することができる。つまり、循環水減圧制御弁１２０を通過した冷却水の圧力は、冷却水用減圧制御弁６０を通過した冷却水の圧力と同じになる。さらに、循環用水供給装置８０は、循環水減圧制御弁１２０と弁１４０との間に、フィルター１３０を備えている。
【００３１】
（通常運転状態）
図３に示すように、通常運転状態では、制御棒駆動水圧システム１０は、制御棒駆動水圧装置本体２０に図２で示した循環用水供給装置８０を取り付けない状態とされる。このとき、循環水開閉弁１００は、確実に閉じられた状態にされる。
【００３２】
制御棒駆動水圧システム１０は、原子発電所５００の炉心５４０の状態に応じて、制御棒５５０を昇降させるべく、制御棒駆動水圧系ポンプ７０及び昇降制御用電磁弁１０００を制御する。このとき、循環水開閉弁１００は閉じられており、また、冷却水ライン４０には逆止弁１１１０が設けられているので、制御棒駆動水圧系ポンプ７０から供給される冷却水は矢印Ｆ１に示すように、昇降制御用電磁弁１０００を介して挿入配管５０に供給される。
【００３３】
また、制御棒駆動水圧系ポンプ７０は、例えば、約１０ＭＰａの冷却水を昇降水用減圧制御弁１１００に供給するが、昇降水用減圧制御弁１１００は、供給された冷却水の水圧を昇降アクチュエータ３０が作動する所定の水圧である約１．５ＭＰａに減圧させて、冷却水ライン４０及び昇降制御用冷却水ライン４２に送る。昇降制御用電磁弁１０００が開いている状態では、昇降アクチュエータ３０の挿入配管５０には、昇降制御用冷却水ライン４２からの冷却水が供給され、昇降アクチュエータ３０が作動する所定の水圧が供給される。昇降制御用電磁弁１０００が閉じている状態では、昇降アクチュエータ３０の挿入配管５０には、冷却水用減圧制御弁６０を介した冷却水ライン４０からの冷却水が供給され、昇降アクチュエータ３０が作動しない所定の水圧が供給される。
【００３４】
（原子炉の検査方法）
原子力発電所を有する電気事業者が電気事業法などの規定に基づいた法定定期点検を実施するときは、以下のようにして行う。
【００３５】
まず、電気事業者は、制御棒駆動水圧系ポンプ７０を停止させる。これにより、制御棒駆動水圧装置本体２０の内部は、水圧の昇降アクチュエータ３０のシリンダー部５８０とカーボンシールなどの接触部５９０との間のような隙間部Ａに冷却水が滞留する冷却水停滞状態になる。
【００３６】
次に、電気事業者は、制御棒駆動水圧系ポンプ７０の昇降水用減圧制御弁１１００を確実に閉じた状態にする。これにより、冷却水ライン４０にある冷却水は昇降水用減圧制御弁１１００を介して制御棒駆動水圧系ポンプ７０には供給されない。
【００３７】
次に、図４に示すように、電気事業者は、制御棒駆動水圧装置本体２０に循環用水供給装置８０を取り付ける。このとき、電気事業者は、循環用水供給装置８０の出力ライン１５０の端部を連結部１１０に水密的に連結する。これにより、出力ライン１５０から供給された冷却水は、連結部１１０を介して循環水開閉弁１００に供給可能になる。
【００３８】
次に、電気事業者は、循環用水供給装置８０を、制御棒駆動水圧系ポンプ７０とは別のポンプに接続している弁１４０に水密的に取り付ける。これにより、循環用水供給装置８０は、制御棒駆動水圧系ポンプ７０とは別のポンプから供給される原子炉発電所内の冷却水を、弁１４０を介して循環用の冷却水として供給を受けることができる。
【００３９】
次に、電気事業者は、循環水減圧制御弁１２０の開度を昇降アクチュエータ５６０が昇降しないが昇降アクチュエータ５６０の内部の冷却水が循環することができる循環水圧（例えば、約０．２ＭＰａ未満）になるように、調整する。これにより、出力ライン１５０から供給された冷却水が昇降アクチュエータ５６０に供給されても、昇降アクチュエータ５６０は制御棒５５０を昇降させない。
【００４０】
次に、電気事業者は、循環用水供給装置８０からの循環用の冷却水が冷却水ライン４０に流れるように、循環水開閉弁１００を開にする。このとき、冷却水用減圧制御弁６０は閉じられているので、循環用水供給装置８０からの冷却水は矢印Ｆ２に示すように、挿入配管５０に供給される。
【００４１】
すなわち、循環用水供給装置８０は、循環水減圧制御弁１２０によって循環水圧までに減圧させた循環用の冷却水を、矢印Ｆ２のように、冷却水ライン４０を介して挿入配管５０に供給する。循環用の冷却水の水圧は、循環水減圧制御弁１２０によって、減圧されているので、循環用の冷却水は、昇降アクチュエータ５６０をほとんど昇降させないで、昇降アクチュエータ５６０の内部を矢印Ｆのように循環する。
【００４２】
これにより、原子炉の運転が、長期間、停止していても、制御棒駆動水圧装置本体の内部の冷却水は循環しているので、制御棒駆動水圧装置本体の内部の腐食の発生はほとんどない。
【００４３】
また、冷却水は制御棒駆動水圧装置本体の内部を循環しているので、制御棒駆動水圧装置本体の内部には、不要な空気の混入及びその空気の停滞はほとんどない。
【００４４】
また、制御棒駆動水圧装置本体の内部を循環している冷却水は、フィルター１３０を通っているので、不純物が制御棒駆動水圧装置本体の内部に混入することがほとんどない。
【００４５】
そして、電気事業者は、そのような制御棒駆動水圧装置本体の状態で、原子力発電所の法定定期検査を実施する。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施例に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４７】
Ａ  隙間部
１０  制御棒駆動水圧システム
２０  制御棒駆動水圧装置本体
３０  昇降アクチュエータ
４０  冷却水ライン
４２  昇降制御用冷却水ライン
５０  挿入配管
６０  冷却水用減圧制御弁
７０  制御棒駆動水圧系ポンプ
８０  循環用水供給装置
９０  循環水ライン
１００  停止中冷却水通水弁
１１０  連結部
１２０  循環水減圧制御弁
１３０  フィルター
１４０  弁
１５０  出力ライン
５００  原子発電所
５１０  原子炉
５２０  原子炉格納容器
５３０  原子炉圧力容器
５４０  炉心
５５０  制御棒
５６０  昇降アクチュエータ
５７０  ピストン部
５８０  シリンダー部
５９０  接触部
１０００  昇降制御用電磁弁
１１００  昇降水用減圧制御弁
１１１０  逆止弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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