(57)【要約】【課題】原子炉熱出力増加改造時の給水流量増加に対してポンプ容量の見直し範囲を最小化できる原子炉給水系統設備を提供することである。【解決手段】原子炉へ給水するタービン駆動の２台の主給水ポンプ１１ａ、１１ｂと、原子炉の熱出力増加分に対応した給水流量の増加量を原子炉へ給水する電動機駆動の１台の主給水ポンプ１１ｃと、原子炉の熱出力増加分に対応した給水流量の増加量に見合う流量だけ容量増加させた１台の予備給水ポンプ１２ｂとを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉へ給水するタービン駆動の２台の主給水ポンプと、原子炉の熱出力増加分に対応した給水流量の増加量を原子炉へ給水する電動機駆動の１台の主給水ポンプと、前記原子炉の熱出力増加分に対応した給水流量の増加量に見合う流量だけ容量増加させた１台の予備給水ポンプとを備えたことを特徴とする原子炉給水系統設備。
【請求項２】
前記原子炉が認可済熱出力を越える熱出力で運転を行う場合には、前記電動機駆動の１台の主給水ポンプを常時運転することを特徴とする請求項１に記載の原子炉給水系統設備。
【請求項３】
前記電動機駆動の１台の主給水ポンプは、吐出流量一定で運転することを特徴とする請求項２に記載の原子炉給水系統設備。
【請求項４】
タービン駆動の２台の主給水ポンプのうち１台が停止した場合に、１台の予備給水ポンプを運転し、原子炉から要求される最低給水流量を維持することを特徴とする請求項１または２に記載の原子炉給水系統設備。
【請求項５】
原子炉へ給水するタービン駆動の２台の主給水ポンプと、原子炉へ給水する電動機駆動の２台の予備給水ポンプとを備え、２台の主給水ポンプのうち１台の主給水ポンプは、原子炉の熱出力増加分に対応した給水流量の増加量に見合う流量だけ容量増加させ、原子炉水位維持のための給水流量制御として、全流量制御範囲において２台の主給水ポンプの給水流量比をポンプ容量に比例させ非対称とし、ポンプ容量の見直し範囲を最小化したことを特徴とする原子炉給水系統設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所の原子炉に水を供給する原子炉給水系統設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子力発電所の原子炉に水を供給する原子炉給水系統設備は、タービン駆動の給水ポンプと電動機駆動の給水ポンプとを有し、原子力発電所の起動時には電動機駆動の給水ポンプで給水を行い、通常運転状態となるとタービン駆動の給水ポンプで給水を行うようにしている。
【０００３】
図４は、従来の原子力発電所の原子炉給水系統設備の一例を示す構成図である。図４では２台のタービン駆動の主給水ポンプ１１ａ、１１ｂ及び２台の電動機駆動の予備給水ポンプ１２ａ、１２ｂを備えたものを示している。主給水ポンプ１１ａ、１１ｂはそれぞれタービン１３ａ、１３ｂで駆動され、予備給水ポンプ１２ａ、１２ｂはそれぞれ電動機１４ａ、１４ｂで駆動される。
【０００４】
また、流量計１５ａ、１５ｂは主給水ポンプ１１ａ、１１ｂの給水流量を検出し、それぞれ制御装置１６ａ、１６ｂに入力し、制御装置１６ａ、１６ｂは、主給水ポンプ１１ａ、１１ｂの給水流量が原子炉の熱出力に必要な給水流量となるようにタービン１３ａ、１３ｂを制御する。
【０００５】
主給水ポンプ１１ａ、１１ｂは、原子炉に供給する全給水量に対し５０％となっており、２台の主給水ポンプ１１ａ、１１ｂを駆動することによって１００％の給水流量を供給する。一方、予備給水ポンプ１２ａ、１２ｂは１台の主給水ポンプ１１に故障が発生した際に、全給水量の供給を維持できるよう２台の予備給水ポンプ１２ａ、１２ｂの合計で全給水量の５０％の容量を有し、かつ、原子炉起動時の給水流量が小さい場合に対応しやすいようにしている。このように、主給水ポンプ１１は５０％×２台であり、予備給水ポンプ１２は２５％×２台となっている。
【０００６】
既存の原子力発電所の電気出力を増加させるためには、原子炉熱出力を増加させる改良を施すことになる。この場合、原子炉給水系統設備は原子炉の熱出力に対応して必要となる原子炉給水量を供給するものであるので、原子炉給水系統設備からの給水量も原子炉熱出力の増加と連動して増加させる必要がある。
【０００７】
ここで、原子炉給水系統の原子炉給水ポンプを電動機駆動の原子炉給水ポンプとし、常用給水ポンプの常用給水調節弁の異常検出がされたとき常用給水ポンプを停止して予備給水ポンプへ切り替え、原子炉の給水喪失を防止するようにした給水制御装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−２２９５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
原子炉給水系統設備からの給水量を原子炉熱出力の増加と連動して増加させる場合、従来と同様のポンプ容量比率を維持すると、２台の主給水ポンプ１１ａ、１１ｂ及び２台の予備給水ポンプ１２ａ、１２ｂの合計４台のポンプの容量の見直しが発生し改造範囲が大きくなる。
【０００９】
また、原子炉給水系統設備の改造範囲を小さくするために、１台の主給水ポンプ１１のみを容量増加することが考えられる。１台の主給水ポンプ１１のみを容量増加した場合、原子力発電所の起動時等の低電気出力時における予備給水ポンプ１２から主給水ポンプ１１への切り替え手順が２台の主給水ポンプ１１ａ、１１ｂのどちらを先に起動するかによって給水流量が相違することになり、運転手順が複雑化する。また、容量増加した主給水ポンプ１１の故障発生直後等に原子炉から要求される最低給水量６８％が満足できなくなることも発生し得る。
【００１０】
本発明の目的は、原子炉熱出力増加改造時の給水流量増加に対してポンプ容量の見直し範囲を最小化できる原子炉給水系統設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の原子炉給水系統設備は、原子炉へ給水するタービン駆動の２台の主給水ポンプと、原子炉の熱出力増加分に対応した給水流量の増加量を原子炉へ給水する電動機駆動の１台の主給水ポンプと、前記原子炉の熱出力増加分に対応した給水流量の増加量に見合う流量だけ容量増加させた１台の予備給水ポンプとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、原子炉の熱出力増加改造時の給水流量増加に対して、ポンプ容量の見直し範囲を最小化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる原子炉給水系統設備の一例を示す構成図である。この第１の実施の形態は、図４に示した従来例に対し、既存の電動機駆動の予備給水ポンプ１２ａを３台目の主給水ポンプ１１ｃとして使用するとともに、もう１台の電動機駆動の予備給水ポンプ１２ｂの容量を増加させ、予備給水ポンプとしたものである。１台の予備給水ポンプ１２ｂの容量増加は、原子炉の認可済熱出力を越える熱出力の増加分に対応した給水流量の増加量に見合う流量だけ容量増加させている。図４と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００１４】
図１において、既設の予備給水ポンプ１２ａを主給水ポンプ１１ｃとして使用し、かつ、もう１台の予備給水ポンプ１２ｂは、容量を見直した容量増加の予備給水ポンプ１２ｂとしている。図１では、原子炉の熱出力を１２０％に増加し、給水流量も１２０％の増加とする場合を示している。１台の予備給水ポンプ１２ｂの定格容量を２５％（増加前の全給水流量比：以下同じ）から４５％に見直すことで、３台の主給水ポンプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃのいずれの故障の場合も、予備給水ポンプ１２ｂにて全給水量（１２０％）の供給を維持でき、原子力発電所の電気出力を維持しながら、ポンプ容量の見直し範囲を最小化する。
【００１５】
また、原子炉の熱出力を１２０％に増加する場合には、従来において予備給水ポンプ１２ａとしていたポンプを主給水ポンプ１１ｃとして常時運転し、吐出流量一定運転とする。これにより、原子力発電所の起動時等の電気出力低時の予備給水ポンプ１２ｂから主給水ポンプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃへの切り替え運用は、残り２台の主給水ポンプ１１ａ、１１ｂのいずれを先に起動しても同手順であり、従来と同じ運転手順を維持できる。
【００１６】
さらに、主給水ポンプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃのいずれかが故障で停止した際においても、従来において予備給水ポンプ１２ａとしていた主給水ポンプ１１ｃを吐出流量一定運転とするので、原子炉から要求される最低給水流量（定格時の６８％）を維持しながら、ポンプ容量の見直し範囲を最小化できる。
【００１７】
以上の説明では、原子炉の熱出力を１２０％に増加し給水流量も１２０％の増加とする場合を示したが、図２に示すように、原子炉の熱出力を１１０％に増加し給水流量も１１０％の増加とすることも可能である。この場合は、１台の予備給水ポンプ１２ｂの定格容量を２５％（増加前の全給水流量比：以下同じ）から３５％に見直すことで、３台の主給水ポンプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃのいずれの故障の場合も、予備給水ポンプ１２ｂにて全給水量（１１０％）の供給を維持でき、原子力発電所の電気出力を維持しながら、ポンプ容量の見直し範囲を最小化する。
【００１８】
第１の実施の形態によれば、従来の予備給水ポンプ１２ａを主給水ポンプ１１ｃとして使用し、かつ、もう１台の予備給水ポンプ１２ｂは容量を見直した予備給水ポンプとし、３台の主給水ポンプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃのいずれの故障の場合も、予備給水ポンプ１２ｂにて全給水量の供給を維持できる。従って、原子力発電所の電気出力を維持しながら、ポンプ容量の見直し範囲を最小化できる。
【００１９】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係わる原子炉給水系統設備の一例を示す構成図である。この第２の実施の形態は、図４に示した従来例に対し、２台の主給水ポンプ１１ａ、１１ｂのうち１台の主給水ポンプ１１ａは、原子炉の熱出力増加分に対応した給水流量の増加量に見合う流量だけ容量増加させたものである。そして、原子炉水位維持のための給水流量制御として、全流量制御範囲において２台の主給水ポンプ１１ａ、１１ｂの給水流量比をポンプ容量に比例させ非対称としポンプ容量の見直し範囲を最小化する。図４と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００２０】
図３においては、主給水ポンプ１１ａのみを容量増加し、かつ、主給水ポンプ１１ａ、１１ｂの運転流量制御範囲の全域において流量比も主給水ポンプ１１ａ、１１ｂの容量比となる制御とする。これにより、ポンプ容量の見直し範囲を主給水ポンプ１１ａのみと最小化できる。
【００２１】
また、原子炉の熱出力の見直し前の定格給水量容量を超えた流量範囲においてのみ流量比が主給水ポンプ１１ａ、１１ｂのポンプ容量比となる制御とすることも可能である。この場合、原子力発電所の起動時等の低出力時の予備給水ポンプ１２ａ、１２ｂから主給水ポンプ１１ａ、１１ｂへの切り替え運用において、２台の主給水ポンプ１１ａ、１１ｂいずれを先に起動しても同手順であり、従来と同じ運転手順を維持しながら、ポンプ容量の見直し範囲を最小化できる。
【００２２】
第２の実施の形態によれば、２台の主給水ポンプ１１ａ、１１ｂのうち１台の主給水ポンプ１１ａについて、原子炉の熱出力増加分に対応した給水流量の増加量に見合う流量だけ容量増加させても、従来と同じ運転手順を維持しながら、ポンプ容量の見直し範囲を最小化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる原子炉給水系統設備の一例を示す構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる原子炉給水系統設備の他の一例を示す構成図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係わる原子炉給水系統設備の一例を示す構成図
【図４】従来の原子力発電所の原子炉給水系統設備の一例を示す構成図。
【符号の説明】
【００２４】
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…主給水ポンプ、１２ａ、１２ｂ…予備給水ポンプ、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ…タービン、１４ａ、１４ｂ…電動機、１５ａ、１５ｂ…流量計、１６ａ、１６ｂ…制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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