(57)【要約】【課題】ＬＯＣＡ発生後における原子炉内の冷却材液位の回復をより早くできる非常用炉心冷却設備を提供する。【解決手段】炉心注水システム４４は電動隔離弁１７ａ、爆破弁８を設けた注水配管４で冷却水プール１２と原子炉２を連絡する。圧力抑制プール水供給システム４５は電動隔離弁１７ｂ、爆破弁９を設けた注水配管５で圧力抑制プール１３と原子炉２を連絡する。ＬＯＣＡが発生すると、爆破弁８，９が順次開き、冷却水プール１２、圧力抑制プール１３から重力落下により冷却水が原子炉２に順次注入される。冷却水プール１２に設置された水位計２１の計測値が設定値未満になったとき、制御器２３が電動隔離弁１７ａを全閉にする。圧力抑制プール１３に設置された水位計２２の計測値が設定値未満になったとき、制御器２４が電動隔離弁１７ｂを全閉にする。【選択図】図１
2008020234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉格納容器内に配置された原子炉に供給される冷却材が充填される冷却材プールと、前記冷却材プールに接続され、前記冷却材を重力の作用により前記冷却材プールから前記原子炉に供給する第１冷却材管路と、前記第１冷却材管路に設けられ、冷却材喪失事故時に開く第１爆破弁と、前記第１冷却材管路に設けられた第１隔離弁と、前記冷却材プールに設置され、前記冷却材の液位を計測する第１液位計測装置と、前記第１液位計測装置で計測された液位が第１設定液位未満のとき、前記第１隔離弁を全閉状態にする第１制御手段を備えたことを特徴とする原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項２】
前記原子炉から、冷却材喪失事故発生後に前記原子炉格納容器内に放出される蒸気を凝縮する圧力抑制プールと、前記圧力抑制プールに接続され、前記圧力抑制プール内の冷却材を重力の作用により前記原子炉に供給する第２冷却材管路と、前記第２冷却材管路に設けられ、前記冷却材喪失事故時に開く第２爆破弁と、前記第２冷却材管路に設けられた第２隔離弁と、前記圧力抑制プールに設置され、前記冷却材の液位を計測する第２液位計測装置と、前記第２液位計測装置で計測された液位が第２設定液位未満のとき、前記第２隔離弁を全閉状態にする第２制御手段とを備えた請求項１に記載の原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項３】
冷却材を昇圧するポンプ及び前記冷却材を冷却する冷却装置を有する冷却材供給装置と、前記冷却装置で冷却された前記冷却材を前記原子炉に導く第２冷却材管路と、前記第２冷却材管路に設けられた開閉弁と、前記第１隔離弁が全閉状態であるとき、前記開閉弁を開状態にする第２制御手段とを更に備えた請求項１に記載の原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項４】
前記圧力抑制プールに接続され、前記圧力抑制プール内の前記冷却材を導く第３冷却材管路と、前記第３冷却材管路で導かれる前記冷却材を昇圧するポンプ及び前記冷却材を冷却する冷却装置を有する冷却材供給装置と、前記冷却装置で冷却された前記冷却材を前記原子炉に導く第４冷却材管路と、前記第３冷却材管路及び前記第４冷却材管路のうちの少なくとも１つの冷却材管路に設けられた開閉弁と、前記第１隔離弁及び前記第２隔離弁が全閉状態であるとき、前記開閉弁を開状態にする第３制御手段とを更に備えた請求項２に記載の原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項５】
原子炉格納容器内に配置された原子炉から、冷却材喪失事故発生後に前記原子炉格納容器内に放出される蒸気を凝縮する圧力抑制プールと、前記圧力抑制プールに接続され、前記圧力抑制プール内の冷却材を重力の作用により前記原子炉に供給する第１冷却材管路と、前記第１冷却材管路に設けられ、前記冷却材喪失事故時に開く爆破弁と、前記第１冷却材管路に設けられた隔離弁と、前記圧力抑制プールに設置された、前記冷却材の液位を計測する液位計測装置と、前記液位計測装置で計測された液位が設定液位未満のとき、前記隔離弁を全閉状態にする第１制御手段とを備えたことを特徴とする原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項６】
前記圧力抑制プールに接続され、前記圧力抑制プール内の前記冷却材を導く第２冷却材管路と、前記第２冷却材管路で導かれる前記冷却材を昇圧するポンプ及び前記冷却材を冷却する冷却装置を有する冷却材供給装置と、前記冷却装置で冷却された前記冷却材を前記原子炉に導く第３冷却材管路と、前記第２冷却材管路及び前記第３冷却材管路のうちの少なくとも１つの冷却材管路に設けられた開閉弁と、前記隔離弁が全閉状態であるとき、前記開閉弁を開状態にする第２制御手段とを備えた請求項５に記載の原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項７】
原子炉格納容器内に配置された原子炉に供給される冷却材が充填される冷却材プールと、前記冷却材プールに接続され、前記冷却材を重力の作用により前記原子炉に供給する第１冷却材管路と、前記第１冷却材管路に設けられ、冷却材喪失事故時に開く第１爆破弁と、前記第１冷却材管路に設けられた第１隔離弁と、前記冷却材プールに設置され、前記冷却材の液位を計測する第１液位計測装置と、前記第１液位計測装置で計測された液位を入力し、この計測された液位が第１設定液位未満の第１液位であるときに第１情報を生成し、前記計測された液位が前記第１設定液位以上の第２液位であるときに第２情報を生成する第１液位監視装置と、前記第１情報及び前記第２情報を表示する表示手段と、前記第１隔離弁の第１開操作信号及び第１閉操作信号をそれぞれ出力する手動の第１弁操作選択装置と、入力する前記第１開操作信号に基づいて前記第１隔離弁を開状態にし、入力する前記第１閉操作信号に基づいて前記第１隔離弁を全閉状態にする第１制御手段とを備えたことを特徴とする原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項８】
前記第１液位監視装置で前記第１情報が生成されたとき、前記第１制御手段への前記第１開操作信号の入力を阻止し、前記第１液位監視装置で前記第２情報が生成されたとき、前記第１制御手段への前記第１閉操作信号の入力を阻止する第１操作信号阻止手段を備えた請求項７に記載の原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項９】
前記原子炉から、冷却材喪失事故発生後に前記原子炉格納容器内に放出される蒸気を凝縮する圧力抑制プールと、前記圧力抑制プールに接続され、前記圧力抑制プール内の冷却材を重力の作用により前記原子炉に供給する第２冷却材管路と、前記第２冷却材管路に設けられ、前記冷却材喪失事故時に開く第２爆破弁と、前記第２冷却材管路に設けられた第２隔離弁と、前記圧力抑制プールに設置され、前記冷却材の液位を計測する第２液位計測装置と、前記第２液位計測装置で計測された液位を入力し、この計測された液位が第２設定液位未満の第３液位であるときに第３情報を生成し、前記計測された液位が前記第２設定液位以上の第４液位であるときに第４情報を生成する第２液位監視装置と、前記第３情報及び前記第４情報を表示する表示手段と、前記第２隔離弁の第２開操作信号及び第２閉操作信号をそれぞれ出力する手動の第２弁操作選択装置と、入力する前記第２開操作信号に基づいて前記第２隔離弁を開状態にし、入力する前記第２閉操作信号に基づいて前記第２隔離弁を全閉状態にする第２制御手段とを備えた請求項７に記載の原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項１０】
前記第２液位監視装置で前記第３情報が生成されたとき、前記第２制御手段への前記第２開操作信号の入力を阻止し、前記第２液位監視装置で前記第４情報が生成されたとき、前記第２制御手段への前記第２閉操作信号の入力を阻止する第２操作信号阻止手段を備えた請求項９に記載の原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項１１】
冷却材を昇圧するポンプ及び前記冷却材を冷却する冷却装置を有する冷却材供給装置と、前記冷却装置で冷却された前記冷却材を前記原子炉に導く第２冷却材管路と、前記第２冷却材管路に設けられた開閉弁と、前記第１隔離弁の開度情報に基づいて前記第１隔離弁が全閉状態にあることを示す第３情報を生成し、前記開度情報に基づいて前記第１隔離弁が非全閉状態であることを示す第４情報を生成する弁開度監視装置と、前記第３情報及び前記第４情報を表示する表示手段と、前記開閉弁の第２開操作信号及び第２閉操作信号をそれぞれ出力する手動の第２弁操作選択装置と、前記第２開操作信号に基づいて前記開閉弁を開状態にし、前記第２閉操作信号に基づいて前記開閉弁を全閉状態にする第２制御手段とを備えた請求項７または請求項８に記載の原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項１２】
前記第２液位監視装置で前記第３情報が生成されたとき、前記第２制御手段への前記第２閉操作信号の入力を阻止し、前記第２液位監視装置で前記第４情報が生成されたとき、前記第２制御手段への前記第２開操作信号の入力を阻止する第２操作信号阻止手段を備えた請求項１１に記載の原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項１３】
前記圧力抑制プールに接続され、前記圧力抑制プール内の前記冷却材を導く第３冷却材管路と、前記第３冷却材管路で導かれる前記冷却材を昇圧するポンプ及び前記冷却材を冷却する冷却装置を有する冷却材供給装置と、前記冷却装置で冷却された前記冷却材を前記原子炉に導く第４冷却材管路と、前記第３冷却材管路及び前記第４冷却材管路のうちの少なくとも１つの冷却材管路に設けられた開閉弁と、前記第１隔離弁及び前記第２隔離弁の各開度情報に基づいて前記第１隔離弁及び前記第２隔離弁が全閉状態にあることを示す第５情報を生成し、前記各開度情報に基づいて前記第１隔離弁及び前記第２隔離弁のいずれかが非全閉状態であることを示す第６情報を生成する弁開度監視装置と、前記第５情報及び前記第６情報を表示する表示手段と、前記開閉弁の第３開操作信号及び第３閉操作信号をそれぞれ出力する手動の第２弁操作選択装置と、前記第３開操作信号に基づいて前記開閉弁を開状態にし、前記第３閉操作信号に基づいて前記開閉弁を全閉状態にする第３制御手段とを更に備えた請求項９に記載の原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項１４】
前記弁開度監視装置で前記第５情報が生成されたとき、前記第３制御手段への前記第３閉操作信号の入力を阻止し、前記第２液位監視装置で前記第６情報が生成されたとき、前記第２制御手段への前記第３開操作信号の入力を阻止する第２操作信号阻止手段を備えた請求項１１に記載の原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項１５】
原子炉格納容器内に配置された原子炉から、冷却材喪失事故発生後に前記原子炉格納容器内に放出される蒸気を凝縮する圧力抑制プールと、前記圧力抑制プールに接続され、前記圧力抑制プール内の冷却材を重力の作用により前記原子炉に供給する第１冷却材管路と、前記第１冷却材管路に設けられ、前記冷却材喪失事故時に開く爆破弁と、前記第１冷却材管路に設けられた隔離弁と、前記圧力抑制プールに設置された、前記冷却材の液位を計測する液位計測装置と、前記液位計測装置で計測された液位を入力し、この計測された液位が設定液位未満の第１液位であるときに第１情報を生成し、前記計測された液位が前記設定液位以上の第２液位であるときに第２情報を生成する液位監視装置と、前記第１情報及び前記第２情報を表示する表示手段と、前記隔離弁の第１開操作信号及び第１閉操作信号をそれぞれ出力する手動の第１弁操作選択装置と、入力する前記第１開操作信号に基づいて前記隔離弁を開状態にし、入力する前記第１閉操作信号に基づいて前記隔離弁を全閉状態にする第１制御手段とを備えたことを特徴とする原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項１６】
前記液位監視装置で前記第１情報が生成されたとき、前記第１制御手段への前記第１開操作信号の入力を阻止し、前記液位監視装置で前記第２情報が生成されたとき、前記第１制御手段への前記第１閉操作信号の入力を阻止する第１操作信号阻止手段を備えた請求項１５に記載の原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項１７】
前記圧力抑制プールに接続され、前記圧力抑制プール内の前記冷却材を導く第２冷却材管路と、前記第２冷却材管路で導かれる前記冷却材を昇圧するポンプ及び前記冷却材を冷却する冷却装置を有する冷却材供給装置と、前記冷却装置で冷却された前記冷却材を前記原子炉に導く第３冷却材管路と、前記第２冷却材管路及び前記第３冷却材管路のうちの少なくとも１つの冷却材管路に設けられた開閉弁と、前記隔離弁の開度情報に基づいて前記隔離弁が全閉状態にあることを示す第３情報を生成し、前記開度情報に基づいて前記隔離弁が非全閉状態であることを示す第４情報を生成する弁開度監視装置と、前記第３情報及び前記第４情報を表示する表示手段と、前記開閉弁の第２開操作信号及び第２閉操作信号をそれぞれ出力する手動の第２弁操作選択装置と、前記第２開操作信号に基づいて前記開閉弁を開状態にし、前記第２閉操作信号に基づいて前記開閉弁を全閉状態にする第２制御手段とを更に備えた請求項１５に記載の原子炉の非常用炉心冷却設備。
【請求項１８】
前記弁開度監視装置で前記第３情報が生成されたとき、前記第２制御手段への前記第２閉操作信号の入力を阻止し、前記第２液位監視装置で前記第４情報が生成されたとき、前記第２制御手段への前記第２開操作信号の入力を阻止する第２操作信号阻止手段を備えた請求項１７に記載の原子炉の非常用炉心冷却設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非常用炉心冷却設備に係り、自然循環冷却式受動安全沸騰水型原子炉（The Economic Simplified Boiling Water Reactor：以下、ＥＳＢＷＲという）に適用するのに好適な非常用炉心冷却設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＳＢＷＲは、圧力抑制プール、及び非常用炉心冷却設備として重力落下式炉心注水設備（Gravity-Driven Cooling System：以下、ＧＤＣＳと称する）を有している（特許文献１）。圧力抑制プール及びＧＤＣＳは原子炉格納容器内に設置される。ＧＤＣＳは爆破弁を設けた配管によって原子炉に連絡される。
【０００３】
冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ）後に炉心に注水して再び溢水させる短期サブシステム（ＧＤＣＳ−ＳＴ）、及びＧＤＣＳ−ＳＴの排出後において長期の冷却水の供給を行う長期サブシステム（ＧＤＣＳ−ＬＴ）を有する非常用炉心冷却設備が、特許文献２に記載されている。ＧＤＣＳ−ＳＴ及びＧＤＣＳ−ＬＴの各プールは、それぞれ、逆止弁、スクイブ弁（爆破弁）及び手動隔離保守弁を介して原子炉に接続されている。この非常用炉心冷却設備は原子炉格納容器内に設けられている。また、原子炉格納容器内に設けられた圧力抑制プール内の冷却水をポンプによって残留熱除去用の熱交換器を介してＧＤＣＳ−ＬＴの各プールに導くことも説明している。
【０００４】
重力落下プールを備えた非常用炉心冷却設備が、特許文献３に記述されている。この非常用炉心冷却設備は、重力落下プールに逆止弁及び爆破弁を接続している。爆破弁は、特許文献３の図１に示すように弁を介して原子炉に接続されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３３３５７号公報
【特許文献２】特開平７−２５３４９２号公報
【特許文献３】特開平４−２０４１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２記載の非常用炉心冷却設備は、ＬＯＣＡ後における炉心冷却を短期的なＧＤＣＳ−ＳＴ及び長期的なＧＤＣＳ−ＬＴで行うことを記載している。このようなＧＤＣＳ−ＳＴ及びＧＤＣＳ−ＬＴの機能を、ＥＳＢＷＲに持たせることが検討されている。
【０００７】
ＥＳＢＷＲにおいては、短期的なＧＤＣＳ−ＳＴの機能を発揮するＧＤＣＳとして炉心注水システム、及び圧力抑制プール水供給システム（中期冷却システム）のそれぞれの設置、及び長期的なＧＤＣＳ−ＬＴの機能を発揮する原子炉残留熱除去システムの設置が考えられている。原子炉残留熱除去システムは、圧力抑制プールからの冷却水を、燃料・補助プール冷却系（以後、ＦＡＰＣＳという）の残留熱除去用熱交換器を用いて冷却し、原子炉内に供給する。ＧＤＣＳでは、冷却水プールが逆止弁、爆破弁及び隔離弁を経て原子炉に連絡される。中期冷却システムである圧力抑制プール水供給システムは、圧力抑制プールが逆止弁、爆破弁及び隔離弁を経て原子炉に連絡される。
【０００８】
ＥＳＢＷＲでは、ＬＯＣＡ発生時において、ＧＤＣＳによる炉心への注水から約７２時間後に、上記原子炉残留熱除去システムを用いた原子炉の残留熱除去運転切換えられる。その際、ＧＤＣＳ及び中期冷却システムの注入ラインの隔離が不十分となり、原子炉内の冷却水が圧力抑制プール及びＧＤＣＳの冷却水プールに逆流する可能性があるという新たな課題が生じることを、発明者らは新たに見出した。この課題の発生によって、原子炉内への注水量の確保が困難となり、長期的な冷却において原子炉の残留熱除去が困難になる可能性が考えられる。
【０００９】
その新たな課題は、炉心注水システム及び圧力抑制プール水供給システムの冷却水供給用の配管に、原子炉からの冷却水の逆流を防止するためにそれぞれ設けられた逆止弁に起因して発生することを、発明者らが見出したのである。すなわち、発明者らは、ＥＳＢＷＲで検討されている上記の非常用炉心冷却設備に設けられた逆止弁のディスクが、ＬＯＣＡ時においてＦＡＰＣＳを起動した後、ＧＤＣＳの各配管が隔離された状態で原子炉の圧力が十分低下したときに完全に閉まらない可能性があることを見出した。この現象により、冷却水を重力の作用で原子炉に供給する冷却水プールへの原子炉からの冷却水の逆流を完全に防止することはできず、原子炉の炉水位の回復が遅くなる。したがって、ＬＯＣＡ後において原子炉内の冷却水量が不足し、炉心の冷却が十分行われなくなる可能性がある。
【００１０】
本発明は、発明者らが見出した上記の新たな課題を改善するために成されたものである。
【００１１】
本発明の目的は、冷却材喪失事故発生後における原子炉内の冷却材液位の回復をより早くすることができる原子炉の非常用炉心冷却設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、冷却材を重力の作用により冷却材プールから原子炉に供給する冷却材管路と、冷却材管路に設けられた隔離弁と、冷却材プールにおける冷却材の液位を計測する液位計測装置と、液位計測装置で計測された液位が設定液位未満になったとき、開状態にある隔離弁を全閉状態にする制御手段とを備えたことにある。
【００１３】
冷却材喪失事故発生後に冷却材プールから重力の作用により冷却材管路を通して原子炉内に冷却材が供給される。冷却材プールの液位が低下するが、液位計測装置で計測された液位が設定液位未満になったとき、開状態にある隔離弁を制御手段によって全閉状態にできる。したがって、原子炉内の冷却材が冷却材プールに逆流することを完全に防止することができ、冷却材喪失事故発生後における原子炉内の冷却材液位の回復をより早くすることができる。
【００１４】
上記した目的は、原子炉から、冷却材喪失事故発生後に前記原子炉格納容器内に放出される蒸気を凝縮する圧力抑制プールに接続され、圧力抑制プール内の冷却材を重力の作用により原子炉に供給する冷却材管路と、冷却材管路に設けられた隔離弁と、圧力抑制プールにおける冷却材の液位を計測する液位計測装置と、液位計測装置で計測された液位が設定液位未満のとき、開状態にある隔離弁を全閉状態にする制御手段とを備えることによっても、達成できる。圧力抑制プールは、冷却材プールの一種である。
【００１５】
冷却材喪失事故発生後に圧力抑制プールから重力の作用により冷却材管路を通して原子炉内に冷却材が供給される。圧力抑制プールの液位が低下するが、液位計測装置で計測された液位が設定液位未満になったとき、開状態にある隔離弁を制御手段によって全閉状態にできる。したがって、原子炉内の冷却材が圧力抑制プールに逆流することを完全に防止することができ、冷却材喪失事故発生後における原子炉内の冷却材液位の回復をより早くすることができる。
【００１６】
上記した目的は、冷却材プール内の冷却材を重力の作用により原子炉に供給する冷却材管路と、冷却材管路に設けられた隔離弁と、冷却材プールにおける冷却材の液位を計測する液位計測装置と、液位計測装置で計測された液位を入力し、この計測された液位が設定液位未満の第１液位であるときに第１情報を生成し、計測された液位が設定液位以上の第２液位であるときに第２情報を生成する液位監視装置と、第１情報及び第２情報を表示する表示手段と、隔離弁の開操作信号及び閉操作信号をそれぞれ出力する手動の弁操作選択装置と、入力する第１開操作信号に基づいて隔離弁を開状態にし、入力する第１閉操作信号に基づいて隔離弁を全閉状態にする制御手段とを備えることによっても達成できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、冷却材喪失事故発生後において、重力の作用による冷却材の原子炉への供給によっても、原子炉内の冷却材液位の上昇をより早めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の好適な一実施例である、ＥＳＢＷＲに適用した非常用炉心冷却設備を、図１〜図５を用いて以下に説明する。ＥＳＢＷＲは、原子炉２、冷却水プール１２及び圧力抑制プール１３を原子炉格納容器1内に設置している。圧力抑制プール１３は、ＬＯＣＡ時に原子炉２から原子炉格納容器１内のドライウェル（図示せず）に放出された高温高圧の蒸気を凝縮し、原子炉格納容器１内の圧力を低下させるために設けられている。炉心３が原子炉２内に配置される。原子炉２には、給水系配管４１及び主蒸気配管４２が接続されている。隔離弁２０Ａ，２０Ｂが原子炉格納容器１の内外で給水配管４１に設置される。隔離弁４３Ａ，４３Ｂが原子炉格納容器１の内外で主蒸気配管４２に設置される。
【００２０】
二種類のＧＤＣＳ、すなわち、炉心注水システム４４及び圧力抑制プール水供給システム（中期注水システム）４５が、ＥＳＢＷＲに設けられる。炉心注水システム４４は、冷却水プール１２、注水配管４、逆止弁１０、爆破弁８及び電動隔離弁１７ａを有する。注水配管４は、冷却水プール１２と原子炉２を接続する。逆止弁１０、爆破弁８及び電動隔離弁１７ａが、この順序で上流側より注水配管４に設置される。圧力抑制プール水供給システム４５は、注水配管５、逆止弁１１、爆破弁９及び電動隔離弁１７ｂを有する。注水配管５は、圧力抑制プール１３と原子炉２を接続する。逆止弁１１、爆破弁９及び電動隔離弁１７ｂが、この順序で上流側より注水配管５に設置される。冷却水プール１２及び圧力抑制プール１３は炉心３よりも上方に配置され、それぞれのプール内の冷却水が重力の作用により原子炉２に供給できるようになっている。
【００２１】
逆止弁１０，１１の具体的な構成を、図２を用いて説明する。逆止弁１０，１１は、ケーシング２６内に、弁ディスク２７を配置している。弁ディスク２７は回転軸２８により回転可能にケーシング２６に設置されている。
【００２２】
ＦＡＰＣＳ４６は、両端部が使用済燃料集合体を貯蔵する燃料プール（図示せず）に接続される配管４７を有し、ポンプ１５及び残留熱除去用の熱交換器（冷却装置）１６を配管４７に設置している。一対のＦＡＰＣＳ用隔離弁（図示せず）が、ポンプ１５の上流側及び熱交換器１６の下流側において配管４７にそれぞれ設置される。
【００２３】
長期的な炉心の冷却を行う残留熱除去装置（冷却材供給装置）４８は、配管１４，４７，５０、ポンプ１５、冷却用の熱交換器１６、電動弁１８ａ，１８ｂ及び逆止弁１９を含んでいる。残留熱除去装置４８の配管１４、ポンプ１５及び熱交換器１６は、ＦＡＰＣＳ４６の構成を兼用している。電動弁１８ａが設けられる配管１４の冷却水取入口５１は圧力抑制プール１３内に配置される。配管１４は、ポンプ１５と上流側のＦＡＰＣＳ用隔離弁（図示せず）との間で配管４７に接続される。給水配管４１に接続される配管５０は、熱交換器１６と下流側のＦＡＰＣＳ用隔離弁（図示せず）との間で配管４７に接続される。電動弁１８ｂ及び逆止弁１９が配管５０に設置される。
【００２４】
本実施例の非常用炉心冷却設備は、ＧＤＣＳである、上記した炉心注水システム４４及び圧力抑制プール水供給システム４５、及び長期的な炉心冷却を行う残留熱除去装置４８を有している。
【００２５】
冷却水プール１２及び圧力抑制プール１３の補給水系について説明する。冷却水プール１２の補給水系は、補給水配管４０、隔離弁３５及び逆止弁３６を有する。補給水配管４０は、電動弁１８ｂよりも上流で配管５０に接続され、隔離弁３５及び逆止弁３６を設置している。圧力抑制プール１３の補給水系は、補給水配管５２、隔離弁３７及び逆止弁３８を有する。補給水配管５２は、隔離弁３５よりも上流で補給水配管４０に接続され、隔離弁３７及び逆止弁３８を設置している。復水貯蔵タンク３０に接続される補給水配管３９が、補給水配管４０に接続される。補給水ポンプ２９、補給水元弁３１及び逆止弁３２が補給水配管３９に設置される。補給水元弁３３及び逆止弁３４が設置された外部補給水配管５３も、補給水配管４０に接続される。
【００２６】
本実施例の非常用炉心冷却設備は、制御器２３，２４，２５を含む制御系を有する。水位計２１が冷却水プール１２に設置され、水位計２２が圧力抑制プール１３に設置される。制御器２３は、水位計２１で計測した冷却水プール１２の水位計測値に基づいて電動隔離弁１７ａの開閉を制御する。制御器２４は、水位計２２で計測した圧力抑制プール１３の水位計測値に基づいて電動隔離弁１７ｂの開閉を制御する。制御器２５は、電動隔離弁１７ａ，１７ｂの開閉状態に基づいて、電動弁１８ａ，１８ｂの開閉を制御する。
【００２７】
ＥＳＢＷＲの運転時では、炉心注水システム４４及び圧力抑制プール水供給システム４５において、電動隔離弁１７ａ、１７ｂは開状態、爆破弁８、９及び逆止弁１０、１１は閉状態となっている。このため、冷却水プール１２及び圧力抑制プール１３内の冷却水が、原子炉２内に供給されない。
【００２８】
ＥＳＢＷＲにおいてＬＯＣＡが発生した場合、炉心３内に全ての制御棒(図示せず)が挿入され、ＥＳＢＷＲが緊急停止（スクラム）される。ＬＯＣＡ発生時においては、破断箇所から原子炉格納容器１内に放出される蒸気により原子炉格納容器１内の圧力（格納容器内圧という）が上昇し、原子炉２内の水位（炉水位という）が低下する。制御器５４は、入力した炉水位計測値が第１炉水位設定値よりも低くなったとき、爆破弁開信号を爆破弁８に出力する。爆破弁８は、爆破弁開信号に基づいて爆破され、開状態になる。冷却水プール１２は、開状態の爆破弁８を介して原子炉２に連通される。電動隔離弁１７ａは、後述するように、制御器２３の作用により開状態になっている。冷却水プール１２内の冷却水は、冷却水プール１２内の冷却水の水位と炉水位との水頭差に起因する重力落下によって、注水配管４を通って炉心３内に注水される。炉心３内への注水により、冷却水プール１２の水位が低下する。制御器２３は、水位計２１の計測値を入力して電動隔離弁１７ａの開制御または閉制御を行う。
【００２９】
この電動隔離弁１７ａの開閉制御を、図３を用いて具体的に説明する。制御器２３は、オア回路６２，６４、開閉信号生成部６８及びワイプアウト６６，６７を有する。制御器２３は、入力した水位計２１の計測値（第１水位計測値）と水位設定値（第１水位設定値）とを比較し、その計測値が第１水位設定値以上である場合に、冷却水プール水位高信号６１（以下、水位高信号６１という）を生成する。制御器２３は水位高信号６１に基づいて電動隔離弁１７ａを開状態にする。ＥＳＢＷＲの運転時は、冷却水プール１２の水位が第１水位設定値以上あるので、制御器２３は電動隔離弁１７ａを開状態にする。制御器２３は、ＬＯＣＡが発生しても第１水位計測値が第１水位設定値以上であるとき、水位高信号６１を生成する。水位高信号６１は、オア回路６２を経て開閉信号生成部６８に入力される。開閉信号生成部６８は水位高信号６１に基づいて開指令６９を生成する。制御器２３は開指令６９により電動隔離弁１７ａを制御しこの弁を開く。
【００３０】
ＬＯＣＡ発生後の冷却水プール１２の水位低下により第１水位計測値が第１水位設定値未満になったとき、制御器２３は冷却水プール水位低信号６３（以下、水位低信号６３という）を生成する。水位低信号６３はオア回路６４を経て開閉信号生成部６８に入力される。開閉信号生成部６８は水位低信号６３に基づいて閉指令７０を生成する。制御器２３は閉指令７０により電動隔離弁１７ａを制御しこの弁を閉じる。電動隔離弁１７ａが閉じられたとき、冷却水プール１２から炉心３内への冷却水の供給は停止される。
【００３１】
電動隔離弁１７ａの開閉は、図３に示すように、電動隔離弁スイッチ（弁操作選択装置）６５を用いて手動により行うこともできる。すなわち、電動隔離弁スイッチ６５を手動により「開」に操作すると、電動隔離弁スイッチ６５から出力された開信号が開閉信号生成部６８に入力される。開閉信号生成部６８はその開信号に基づいて開指令６９を生成する。電動隔離弁スイッチ６５を手動により「閉」に操作すると、電動隔離弁スイッチ６５から出力された閉信号が開閉信号生成部６８に入力される。開閉信号生成部６８はその閉信号に基づいて閉指令７０を生成する。ただし、水位低信号６３が生成されている間では、電動隔離弁スイッチ６５を誤って「開」に操作したとしても、電動隔離弁スイッチ６５から出力された開信号の、開閉信号生成部６８への入力が、水位低信号６３を入力するワイプアウト６７によって阻止される。このため、開閉信号生成部６８は開指令６９を生成しない。また、水位高信号６１が発生している間では、電動隔離弁スイッチ６５を誤って「閉」に操作したとしても、電動隔離弁スイッチ６５から出力された閉信号の、開閉信号生成部６８への入力が、水位高信号６１を入力するワイプアウト６６によって阻止される。このため、開閉信号生成部６８は閉指令７０を生成しない。電動隔離弁１７ａの開制御または閉制御は、電動隔離弁スイッチ６５を用いた手動操作によっても行えるが、水位計２１の計測値に基づいた制御が優先される。
【００３２】
本実施例におけるワイプアウト６６，６７は操作信号阻止装置を構成する。この操作信号阻止装置は、制御器２３で水位低信号６３が生成されたとき、電動隔離弁スイッチ６５から開閉信号生成部６８への開信号の入力を阻止し、制御器２３で水位高信号６１が生成されたとき、電動隔離弁スイッチ６５から開閉信号生成部６８への閉信号の入力を阻止する。
【００３３】
炉水位の計測値を入力する制御器５４は、冷却水プール１２からの冷却水の注入により炉水位が第２炉水位設定値まで回復したと判定したとき、爆破弁開信号を爆破弁９に出力する。爆破弁９は、爆破弁開信号に基づいて爆破され、開状態になる。圧力抑制プール１３は、開状態の爆破弁９を介して原子炉２に連通される。圧力抑制プール１３内の冷却水は、重力落下によって、注水配管５を通って原子炉３内に供給される。注水配管５による炉心３内への注水によって、圧力抑制プール１３の水位が低下する。制御器２４は、水位計２２の計測値を入力して電動隔離弁１７ｂの開制御または閉制御を行う。制御器５４は、炉水位の回復ではなく、爆破弁８への爆破弁開信号の出力から所定時間を経過したとき、爆破弁９への爆破弁開信号を出力することも可能である。
【００３４】
制御器２４は、水位計２２の計測値を入力して電動隔離弁１７ｂの開制御または閉制御を行う。この電動隔離弁１７ｂの開閉制御を、図４を用いて具体的に説明する。制御器２４は、オア回路７２，７４、開閉信号生成部７５及びワイプアウト７９，８０を有する。制御器２４は、入力した水位計２２の計測値（第２水位計測値）と水位設定値（第２水位設定値）とを比較し、その計測値がその設定値以上である場合に、圧力抑制プール水位高信号７１（以下、水位高信号７１という）を生成する。制御器２４は水位高信号７１に基づいて電動隔離弁１７ｂを開状態にする。ＥＳＢＷＲの運転時は、圧力抑制プール１３の水位が第２水位設定値以上あるので、制御器２４は電動隔離弁１７ｂを開状態にする。制御器２４は、ＬＯＣＡが発生しても第２水位計測値が第２水位設定値以上であるとき、水位高信号７１を生成する。水位高信号７１は、オア回路７２を経て開閉信号生成部７５に入力される。開閉信号生成部７５は水位高信号７１に基づいて開指令７６を生成する。制御器２４は開指令７６により電動隔離弁１７ｂを制御しこの弁を開く。
【００３５】
ＬＯＣＡ発生後の圧力抑制プール１３の水位低下により第２水位計測値が第２水位設定値未満になったとき、制御器２４は圧力抑制プール水位低信号７３（以下、水位低信号７３という）を生成する。水位低信号７３はオア回路７４を経て開閉信号生成部７５に入力される。開閉信号生成部７５は水位低信号７３に基づいて閉指令７７を生成する。制御器２４は閉指令７７により電動隔離弁１７ｂを制御しこの弁を閉じる。電動隔離弁１７ｂが閉じられたとき、圧力抑制プール１３から炉心３内への冷却水の注水は停止される。
【００３６】
電動隔離弁１７ｂの開閉も、図４に示すように、電動隔離弁スイッチ（弁操作選択装置）７８を用いて手動により行うこともできる。すなわち、電動隔離弁スイッチ７８を手動により「開」に操作した場合には、電動隔離弁スイッチ７８から出力された開信号が開閉信号生成部７５に入力される。開閉信号生成部７５はその開信号に基づいて開指令７６を生成する。電動隔離弁スイッチ７８を手動により「閉」に操作すると、電動隔離弁スイッチ７８から出力された閉信号が開閉信号生成部７５に入力される。開閉信号生成部７５はその閉信号に基づいて閉指令７７を生成する。ただし、水位低信号７３が生成されている間では、電動隔離弁スイッチ７８を誤って「開」に操作したとしても、電動隔離弁スイッチ７８から出力された開信号の、開閉信号生成部７５への入力が、水位低信号７３を入力するワイプアウト７９によって阻止される。このため、開閉信号生成部７５において開指令７６が生成されない。また、水位高信号７１が生成されている間では、電動隔離弁スイッチ７８を誤って「閉」に操作したとしても、電動隔離弁スイッチ７８から出力された閉信号の、開閉信号生成部７５への入力が、水位高信号７１を入力するワイプアウト８０によって阻止される。このため、開閉信号生成部７５において閉指令７７が生成されない。電動隔離弁１７ｂの開または閉制御は、電動隔離弁スイッチ７８を用いた手動操作によっても行えるが、水位計２２の計測値に基づいた制御が優先される。
【００３７】
本実施例におけるワイプアウト７９，８０は操作信号阻止装置を構成する。この操作信号阻止装置は、制御器２４で水位低信号７３が生成されたとき、電動隔離弁スイッチ７８から開閉信号生成部７５への開信号の入力を阻止し、制御器２４で水位高信号７１が生成されたとき、電動隔離弁スイッチ７８から開閉信号生成部７５への閉信号の入力を阻止する。
【００３８】
制御器２５は、電動隔離弁１７ａ，１７ｂのそれぞれの開度に基づいて電動弁１８ａ，１８ｂの開制御または閉制御を行う。この制御器２５の機能を、図５を用いて説明する。制御器２５は、アンド回路８３、オア回路９２、開閉信号生成部８４，８７、ワイプアウト９４，９５，９７，９８を有する。制御器２５は、電動隔離弁１７ａ，１７ｂのそれぞれの開度信号（開度情報）を入力する。各開度信号は電動隔離弁１７ａ，１７ｂのそれぞれから出力される。制御器２５は、それぞれの開度信号を基に、電動隔離弁１７ａ，１７ｂの開閉状態を判定する。制御器２５は、その判定の結果、電動隔離弁１７ａが全閉のときには全閉信号８１を、電動隔離弁１７ｂが全閉のときには全閉信号８２を、電動隔離弁１７ａが全閉でないときには非全閉信号９０を、電動隔離弁１７ｂが全閉でないときには非全閉信号９１をそれぞれ生成する。
【００３９】
ＥＳＢＷＲの運転時は、電動隔離弁１７ａ，１７ｂはそれぞれ開状態にあるため、制御器２５は、非全閉信号９０，９１を生成する。ＬＯＣＡが発生しても電動隔離弁１７ａが開状態にあるとき、具体的には第１水位計測値が第１水位設定値以上であるときには、非全閉信号９０が生成される。また、ＬＯＣＡが発生しても電動隔離弁１７ｂが開状態にあるとき、具体的には第２水位計測値が第２水位設定値以上であるときには、非全閉信号９１が生成される。生成された、いずれかの非全閉信号は、オア回路９２を経て開閉信号生成部８４，８７に入力される。それぞれの開閉信号生成部は入力した非全閉信号に基づいて閉指令８６，８９をそれぞれ生成する。制御器２５は、閉指令８６により電動弁１８ａを閉じた状態に保持し、閉指令８９により電動弁１８ｂを閉じた状態に保持する。冷却水プール１２及び圧力抑制プール１３のいずれかから炉心３に冷却水が供給されているとき、開閉信号生成部８４，８６は閉指令８６，８９をそれぞれ生成する。
【００４０】
制御器２５は、電動隔離弁１７ａの開度情報に基づいて電動隔離弁１７ａが全閉状態にあると判定したときに全閉信号８１を出力し、電動隔離弁１７ｂの開度情報に基づいて電動隔離弁１７ｂが全閉状態にあると判定したときに全閉信号８２を生成する。全閉信号８１，８２が共に生成されるのは、冷却水プール１２及び圧力抑制プール１３から炉心３への冷却水の供給が停止されたとき、すなわち、電動隔離弁１７ａ，１７ｂが共に閉状態にあると判定されたときである。アンド回路８３は、全閉信号８１，８２の両方が生成されたとき、「１」を出力する。アンド回路８３の出力が「１」であるとき、開閉信号生成部８４は開指令８５を、開閉信号生成部８７は開指令８８をそれぞれ生成する。制御器２５、すなわち、開閉信号生成部８４は開指令８５に基づいて電動弁１８ａを制御しこの弁を開く。制御器２５、すなわち、開閉信号生成部８７は開指令８８に基づいて電動弁１８ｂを制御しこの弁を開く。また、制御器２５はその開信号に基づいて前述の一対のＦＡＰＣＳ用隔離弁を閉じる。ポンプ１５が駆動されるので、圧力抑制プール１３内の冷却水は、冷却水取入口５１から配管１４，４７を経て熱交換器１６に導かれる。熱交換器１６で冷却されたその冷却水は、配管５０及び給水配管４１を経て原子炉２に供給され、炉心３（具体的には、炉心３に装荷されている燃料集合体）を冷却する。このように、温度が低下した冷却水が、残留熱除去装置４８から原子炉２に供給されるので、ＬＯＣＡ発生後の長期にわたって炉心３を冷却することができる。これにより、炉心３の残留熱が除去される。
【００４１】
電動弁１８ａ，１８ｂの開閉は、図５に示すように、第１電動弁スイッチ（弁操作選択装置）９３及び第２電動弁スイッチ（弁操作選択装置）９６を用いて手動により行うこともできる。すなわち、第１電動弁スイッチ９３を手動により「閉」に操作すると、第１電動弁スイッチ９３からの閉信号が開閉信号生成部８４に入力される。開閉信号生成部８４はその閉信号に基づいて閉指令８６を生成する。第２電動弁スイッチ９６を手動により「閉」に操作すると、第２電動弁スイッチ９６からの閉信号が開閉信号生成部８７に入力される。開閉信号生成部８７はその閉信号に基づいて閉指令８９を生成する。また、第１電動弁スイッチ９３を手動により「開」に操作すると、第１電動弁スイッチ９３からの開信号が開閉信号生成部８４に入力される。開閉信号生成部８４はその開信号に基づいて開指令８５を生成する。第２電動弁スイッチ９６を手動により「開」に操作すると、第２電動弁スイッチ９６からの開信号が開閉信号生成部８７に入力される。開閉信号生成部８７はその開信号に基づいて開指令８８を生成する。
【００４２】
ただし、非全閉信号９０，９１のいずれかが生成されている間では、電動隔離弁スイッチ９３，９６を誤って「開」に操作したとしても、電動隔離弁スイッチ９３，９６から出力された各開信号の、該当する開閉信号生成部８４，８７への入力が、その非全閉信号を入力するワイプアウト９４，９７によって阻止される。このため、開閉信号生成部８４，８７のそれぞれは開指令８５，８８を生成しない。また、アンド回路８３から「１」が出力されている間では、電動隔離弁スイッチ９３，９６を誤って「閉」に操作したとしても、電動隔離弁スイッチ９３，９６から出力された閉信号の、該当する開閉信号生成部８４，８７への入力が、アンド回路８３からの「１」を入力するワイプアウト９５，９８によって阻止される。このため、開閉信号生成部８４，８７のそれぞれは閉指令８６，８９を生成しない。
【００４３】
前述した電動弁スイッチ６５，７８、第１電動弁スイッチ９３及び第２電動弁スイッチ９６は、操作盤（図示せず）に設置され、オペレータが操作する。また、前述した水位高信号６１，７１、水位低信号６３，７３、全閉信号８１，８２及び非全閉信号９０，９１は、操作盤に設けられた表示装置に表示され、オペレータが知ることができる。
【００４４】
ＬＯＣＡ発生後の長期にわたって、圧力抑制プール１３内の冷却水が不足した場合には、補給水元弁３１、隔離弁３７を開き、補給水ポンプ２９を駆動することにより、復水貯蔵タンク３０内の冷却水を、補給水配管３９，４０，５２を介して圧力抑制プール１３内に供給することができる。隔離弁３５は全閉状態にある。冷却水プール１２内への補給水の供給は、隔離弁３７を閉じて補給水元弁３１、隔離弁３５を開き、補給水ポンプ２９を駆動することにより補給水配管３９，４０を介して行われる。復水貯蔵タンク３０からではなく、補給水元弁３３を開くことによって外部水源から冷却水プール１２及び圧力抑制プール１３に補給水を供給することができる。
【００４５】
本実施例は、ＬＯＣＡが発生したとき、爆破弁８，９が所定の時間間隔で開くので、ＬＯＣＡ発生後の初期において、まず冷却水プール１２から、次に圧力抑制プール１３から、所定量の冷却水が原子炉２内に順次供給される。これらの冷却水の供給によって、ＬＯＣＡ発生後においても、炉心３の冷却を十分に行うことができる。本実施例は、後述するように、制御器２３，２４の作用により、原子炉２内の冷却水が冷却水プール１２及び圧力抑制プール１３に逆流することを防止できる。したがって、本実施例は、ＬＯＣＡ発生後の初期において、炉心３の冷却不足を回避することができる。
【００４６】
本実施例の非常用炉心冷却設備は、水位計２１で計測した、冷却水プール１２の水位が第１水位設定値よりも小さくなったとき、制御器２３が電動隔離弁１７ａを全閉状態にする。このため、圧力抑制プール１３から原子炉２への冷却水の供給によって原子炉２内の水位が上昇しても、原子炉２内の冷却水が注水配管４を経て冷却水プール１２に逆流することを防止できる。したがって、原子炉２内の水位の回復が妨げられず、炉心３内の燃料集合体で発生する熱を効率よく除去することができる。また、本実施例は、水位計２２で計測した、圧力抑制プール１３の水位が第２水位設定値よりも小さくなったとき、制御器２４が電動隔離弁１７ｂを全閉状態にする。このため、残留熱除去装置４８が冷却された冷たい冷却水を原子炉２に供給する際において、原子炉２内の冷却水が、注水配管５を経て圧力抑制プール１３に逆流することを防止できる。したがって、その冷たい冷却水で炉心３内の燃料集合体で発生する熱を効率よく除去することができる。電動隔離弁１７ａも全閉状態にあるので、残留熱除去装置４８から供給された冷却水も、冷却水プール１２に逆流することはない。
【００４７】
本実施例は、上記したように、制御器２３により電動隔離弁１７ａを閉じ、制御器２４により電動隔離弁１７ｂを閉じている。このため、冷却水プール１２及び圧力抑制プール１３内の各水位がそれぞれの該当する水位設定値よりも小さい場合における原子炉２内の冷却水の圧力バウンダリを、電動隔離弁１７ａ、１７ｂにより形成できる。
【００４８】
本実施例は、電動隔離弁１７ａ，１７ｂが共に全閉状態になったとき、制御器２５が残留熱除去装置４８に設けられた電動弁１８ａ，１８ｂを開くので、圧力抑制プール１３の冷却水を、熱交換器１６で冷却した状態で長期にわたって原子炉２内に供給することができる。このため、ＬＯＣＡ発生後において、原子炉２内の残留熱を長期にわたって除去することができ、ＥＳＢＷＲの安全性が向上する。残留熱除去装置４８の使用中に圧力抑制プール１３内の冷却水が不足した場合には、前述したように、復水貯蔵タンク３０から圧力抑制プール１３に補給水を供給すればよい。これにより、残留熱除去装置４８による炉心３の冷却を、より長期にわたって継続させることができる。
【００４９】
本実施例は、残留熱除去装置４８のポンプ１５及び熱交換器１６として、ＦＡＰＣＳ４６のポンプ１５及び熱交換器１６を用いているので、ＥＳＢＷＲプラント、すなわち原子炉プラントの構成を単純化することができる。
【００５０】
本実施例は、電動隔離弁スイッチ６５，７８、第１電動弁スイッチ９３及び第２電動弁スイッチ９６を用いた手動操作で前述したように電動隔離弁１７ａ，１７ｂ及び電動弁１８ａ，１８ｂのそれぞれの開閉制御を行うことができる。このような手動操作を行う際に、電動隔離弁スイッチ６５，７８、第１電動弁スイッチ９３及び第２電動弁スイッチ９６のうちの少なくとも１つで、オペレータによる「開」操作（または「閉」操作）が間違って（または誤って）行われた場合には、後述の実施例２と同様に、該当するスイッチから出力された誤信号による該当する弁の誤操作を防止することができる。本実施例の非常用炉心冷却設備の信頼性が著しく向上し、原子炉の安全性が格段に向上する。
【実施例２】
【００５１】
ＥＳＢＷＲに適用した本発明の他の実施例である非常用炉心冷却設備を、図６〜図９を用いて以下に説明する。本実施例の非常用炉心冷却設備は、実施例１の非常用炉心冷却設備の制御器２３，２４，２５を制御器１０２，１０４，１０６、水位監視装置１０１，１０３及び弁開度監視装置１０５に替えた構成を有する。本実施例における制御器１０２，１０４，１０６、水位監視装置１０１，１０３及び弁開度監視装置１０５以外の構成は、実施例１と同じである。
【００５２】
制御器１０２は図７に示すように開閉信号生成部６８及びワイプアウト６６，６７を有する。制御器１０４は図８に示すように開閉信号生成部７５及びワイプアウト７９，８０を有する。制御器１０６は図９に示すように開閉信号生成部８４，８７及びワイプアウト９４，９５，９７，９８を有する。本実施例においても、前述した電動弁スイッチ６５，７８、第１電動弁スイッチ９３及び第２電動弁スイッチ９６は、操作盤（図示せず）に設置され、オペレータが操作できる。また、前述した水位高信号６１，７１、水位低信号６３，７３、全閉信号８１，８２及び非全閉信号９０，９１も、操作盤に設けられた表示装置に表示され、オペレータが知ることができる。
【００５３】
水位監視装置１０１は、水位計２１からの第１水位計測値に基づいて冷却水プール１２の水位を監視し、その第１水位計測値に基づいて、実施例１の制御器２３と同様に、水位高信号６１または水位低信号６３を生成する（図７参照）。水位監視装置１０１は、ＥＳＢＷＲの通常運転時、及びＬＯＣＡ発生後で第１水位計測値が第１水位設定値以上になっているときに、水位高信号６１を生成している。
【００５４】
電動隔離弁スイッチ６５は、ＥＳＢＷＲの起動前に、オペレータによって「開」に操作されて開信号を出力する。この開信号は開閉信号生成部６８に伝えられ、開閉信号生成部６８はその開信号に基づいて開指令６９を生成する。制御器１０２、具体的には開閉信号生成部６８が開指令６９に基づいて電動隔離弁１７ａを制御して電動隔離弁１７ａを開く。ＥＳＢＷＲの運転時においては、電動隔離弁スイッチ６５は「開」操作の状態になっているため、電動隔離弁１７ａは開状態になっている。もし、オペレータが電動隔離弁スイッチ６５を「開」に操作すべきところを間違って「閉」に操作した場合、または「開」操作した後にオペレータが誤って電動隔離弁スイッチ６５を「閉」に操作した場合には、水位高信号６１を入力するワイプアウト６６によって、電動隔離弁スイッチ６５から開閉信号生成部６８への閉信号の入力が阻止される。このとき、操作盤に設けられたインターロック装置（図示せず）は、電動隔離弁スイッチ６５から出力された閉信号が水位監視装置１０１で生成された水位高信号６１に対応しないので、電動隔離弁スイッチ６５の操作の間違いを示す警報を発する。その後、オペレータは電動隔離弁スイッチ６５を「開」に操作する。電動隔離弁スイッチ６５が「開」操作されて開信号が出力された場合には、水位低信号６３を入力していないワイプアウト６７は、その開信号を、阻止せずに開閉信号生成部６８に入力させる。
【００５５】
ＬＯＣＡ発生後における制御器５４の作用は実施例１と同じである。水位監視装置１０１は、ＬＯＣＡ発生後において第１水位計測値が第１水位設定値よりも小さくなったとき、水位低信号６３を生成する。水位低信号６３が生成された場合には、上記表示装置への表示と共に、オペレータに注意を喚起するために警報が発せられる。オペレータは電動隔離弁スイッチ６５を手動で「閉」にする。この操作により、電動隔離弁スイッチ６５から閉信号が出力される。この閉信号は水位高信号６１を入力していないワイプアウト６６で阻止されず開閉信号生成部６８に伝えられる。開閉信号生成部６８がその閉信号に基づいて閉指令７０を生成する。制御器１０２、具体的には開閉信号生成部６８が閉指令７０に基づいて電動隔離弁１７ａを制御して電動隔離弁１７ａを全閉にする。このため、冷却水プール１２から原子炉２への冷却水の供給が停止される。逆に、原子炉２から冷却水プール１２への冷却水の逆流も防止できる。
【００５６】
もし、オペレータが電動隔離弁スイッチ６５を「閉」に操作すべきところを間違って「開」に操作した場合には、水位低信号６３を入力するワイプアウト６７によって、電動隔離弁スイッチ６５から開閉信号生成部６８への開信号の入力が阻止される。このとき、上記のインターロック装置は、電動隔離弁スイッチ６５から出力された開信号が水位監視装置１０１で生成された水位低信号６３に対応しないので、電動隔離弁スイッチ６５の操作の間違いを示す警報が発する。このため、オペレータは電動隔離弁スイッチ６５を「閉」に操作する。水位高信号６１を入力していないワイプアウト６６は、その閉信号を阻止せず開閉信号生成部６８に入力させる。
【００５７】
本実施例におけるワイプアウト６６，６７は操作信号阻止装置を構成する。この操作信号阻止装置は、水位監視装置１０１で水位低信号６３が生成されたとき、電動隔離弁スイッチ６５から開閉信号生成部６８への開信号の入力を阻止し、水位監視装置１０１で水位高信号６１が生成されたとき、電動隔離弁スイッチ６５から開閉信号生成部６８への閉信号の入力を阻止する。
【００５８】
水位監視装置１０３は、水位計２２からの第２水位計測値に基づいて圧力抑制プール１３の水位を監視し、その第２水位計測値に基づいて、実施例１の制御器２４と同様に、水位高信号７１または水位低信号７３を生成する（図８参照）。水位監視装置１０３は、ＥＳＢＷＲの通常運転時、及びＬＯＣＡ発生後で第２水位計測値が第２水位設定値以上になっているときに、水位高信号７１を生成している。
【００５９】
電動隔離弁スイッチ７８も、ＥＳＢＷＲの起動前に、オペレータによって「開」に操作されて開信号を出力する。開閉信号生成部７５はその開信号に基づいて開指令７６を生成する。制御器１０４、具体的には開閉信号生成部７５が開指令７６に基づいて電動隔離弁１７ｂを制御して電動隔離弁１７ｂを開く。ＥＳＢＷＲの運転時においては、電動隔離弁スイッチ７８は「開」操作の状態になっているため、電動隔離弁１７ｂは常に開いている。もし、オペレータが電動隔離弁スイッチ７８を「開」に操作すべきところを間違って「閉」に操作した場合、または「開」操作した後にオペレータが誤って電動隔離弁スイッチ７８を「閉」に操作した場合には、水位高信号７１を入力するワイプアウト８０によって、電動隔離弁スイッチ７８から開閉信号生成部７５への閉信号の入力が阻止される。インターロック装置は、電動隔離弁スイッチ７８から出力された閉信号が水位監視装置１０３で生成された水位高信号７１に対応しないので、電動隔離弁スイッチ７８の操作の間違いを示す警報を発する。オペレータは電動隔離弁スイッチ７８を「開」に操作する。電動隔離弁スイッチ７８が「開」操作されて開信号が出力された場合には、水位低信号７３を入力していないワイプアウト７９は、その開信号を阻止せず開閉信号生成部７５に入力させる。
【００６０】
水位監視装置１０３は、ＬＯＣＡ発生後において第２水位計測値が第２水位設定値よりも小さくなったとき、水位低信号７３を生成する。水位低信号７３が生成された場合には、上記表示装置への表示と共に、オペレータに注意を喚起するために警報が発せられる。オペレータは電動隔離弁スイッチ７８を手動で「閉」にする。この操作により、電動隔離弁スイッチ７８から閉信号が出力され、この閉信号は水位高信号７１を入力していないワイプアウト８０によって阻止されず開閉信号生成部７５に入力される。開閉信号生成部７５はその閉信号に基づいて閉指令７７を生成する。制御器１０４、具体的には開閉信号生成部７５が閉指令７７に基づいて電動隔離弁１７ｂを制御して電動隔離弁１７ｂを全閉にする。圧力抑制プール１３から原子炉２への冷却水の供給が停止される。逆に、原子炉２から圧力抑制プール１３への冷却水の逆流も防止できる。
【００６１】
もし、オペレータが電動隔離弁スイッチ７８を「閉」に操作すべきところを間違って「開」に操作した場合には、水位低信号７３を入力するワイプアウト７９によって、電動隔離弁スイッチ７８から開閉信号生成部７５への開信号の入力が阻止される。このとき、上記のインターロック装置は、電動隔離弁スイッチ７８から出力された開信号が水位監視装置１０３で生成された水位低信号７３に対応しないので、電動隔離弁スイッチ７８の操作の間違いを示す警報が発する。オペレータは電動隔離弁スイッチ７８を「閉」に操作する。
【００６２】
本実施例におけるワイプアウト７９，８０は操作信号阻止装置を構成する。この操作信号阻止装置は、水位監視装置１０３で水位低信号７３が生成されたとき、電動隔離弁スイッチ７８から開閉信号生成部７５への開信号の入力を阻止し、水位監視装置１０３で水位高信号７１が生成されたとき、電動隔離弁スイッチ７８から開閉信号生成部７５への閉信号の入力を阻止する。
【００６３】
弁開度監視装置１０５は、電動隔離弁１７ａ，１７ｂのそれぞれの開度情報に基づいて各電動隔離弁の開度を監視し、その開度情報に基づいて、実施例１の制御器２５と同様に、全閉信号８１，８２または非全閉信号９０，９１を生成する（図９参照）。弁開度監視装置１０５は、ＥＳＢＷＲの運転時には非全閉信号９０，９１を、ＬＯＣＡ発生後においても、第１水位計測値が第１水位設定値以上になっているときに非全閉信号９０を、第２水位計測値が第２水位設定値以上になっているときに非全閉信号９１をそれぞれ生成している。
【００６４】
第１電動弁スイッチ９３は、ＥＳＢＷＲの起動前にオペレータによって「閉」に操作されて閉信号を出力する。この閉信号は、アンド回路８３から「０」が出力されているためワイプアウト９０によって阻止されず開閉信号生成部８４に入力される。開閉信号生成部８４はその閉信号に基づいて閉指令８６を生成する。また、第２電動弁スイッチ９６も、ＥＳＢＷＲの起動前にオペレータによって「閉」に操作されて閉信号を出力する。この閉信号は、アンド回路８３から「０」を入力しているワイプアウト９８によって阻止されず開閉信号生成部８７に入力される。開閉信号生成部８７はその閉信号に基づいて閉指令８９を生成する。制御器１０６、具体的には開閉信号生成部８４が閉指令８６に基づいて電動弁１８ａを制御して電動弁１８ａを閉じる。また、制御器１０６、具体的には開閉信号生成部８７が閉指令８８に基づいて電動弁１８ｂを制御して電動弁１８ｂを閉じる。ＥＳＢＷＲの運転時においては、第１及び第２電動弁スイッチ９３，９６は「閉」操作の状態になっているため、電動弁１８ａ，１８ｂは共に閉じている。
【００６５】
もし、オペレータが第１電動弁スイッチ９３を「閉」に操作すべきところを間違って「開」に操作した場合、または「閉」操作した後にオペレータが誤って第１電動弁スイッチ９３を「開」に操作した場合には、非全閉信号９０（または非全閉信号９１）を入力しているワイプアウト９４によって、第１電動弁スイッチ９３から開閉信号生成部８４への開信号の入力が阻止される。インターロック装置（図示せず）は、第１電動弁スイッチ９３から出力された開信号が弁開度監視装置１０５で生成された非全閉信号９０（または非全閉信号９１）に対応しないので、第１電動弁スイッチ９３の操作の間違いを示す警報を発する。オペレータは第１電動弁スイッチ９３を「閉」に操作する。
【００６６】
もし、オペレータが、上記した第１電動弁スイッチ９３と同様に、第２電動弁スイッチ９６を間違って（または誤って）「開」に操作した場合には、非全閉信号９０（または非全閉信号９１）を入力しているワイプアウト９７によって、第２電動弁スイッチ９６から開閉信号生成部８７への開信号の入力が阻止される。インターロック装置（図示せず）は、同様に、第２電動弁スイッチ９６の操作の間違いを示す警報を発する。オペレータは第２電動弁スイッチ９６を「閉」に操作する。
【００６７】
弁開度監視装置１０５は、ＬＯＣＡ発生後において、第１水位計測値が第１水位設定値よりも小さくなって電動隔離弁１７ａが全閉状態になったときに全閉信号８１を、第２水位計測値が第２水位設定値よりも小さくなって電動隔離弁１７ｂが全閉状態になったときに全閉信号８２をそれぞれ生成する。全閉信号８１，８２の両方が生成されるとき、アンド回路８３は「１」を出力する。
【００６８】
全閉信号８１，８２の両方が生成されたとき、上記表示装置への表示と共に、オペレータに注意を喚起するためにインターロック装置が警報を発する。その後、オペレータは第１電動弁スイッチ９３及び第２電動弁スイッチ９６のそれぞれを手動で「開」に操作する。開操作された第１電動弁スイッチ９３から開信号が出力される。この開信号は非全閉信号９０（または非全閉信号９１）を入力していないワイプアウト９４で阻止されず開閉信号生成部８４に入力される。開閉信号生成部８４がその開信号に基づいて開指令８５を生成する。制御器１０６、具体的には開閉信号生成部８４が開指令８５に基づいて電動弁１８ａを制御して電動弁１８ａを開く。
【００６９】
また、開操作された第２電動弁スイッチ９６から開信号が出力される。この開信号は非全閉信号９０（または非全閉信号９１）を入力していないワイプアウト９７で阻止されず開閉信号生成部８７に入力される。開閉信号生成部８７がその開信号に基づいて開指令８８を生成する。制御器１０６、具体的には開閉信号生成部８７が開指令８８に基づいて電動弁１８ｂを制御して電動隔離弁１８ｂを開く。
【００７０】
もし、オペレータが第１電動弁スイッチ９３を「開」に操作すべきところを間違って「閉」に操作した場合、または「開」操作した後にオペレータが誤って第１電動弁スイッチ９３を「閉」に操作した場合には、アンド回路８３から「１」を入力しているワイプアウト９５によって、第１電動弁スイッチ９３から開閉信号生成部８４への閉信号の入力が阻止される。インターロック装置（図示せず）は、第１電動弁スイッチ９３から出力された閉信号がアンド回路８３から出力された「１」に対応しないので、第１電動弁スイッチ９３の操作の間違いを示す警報を発する。オペレータは第１電動弁スイッチ９３を「開」に操作する。
【００７１】
また、もし、オペレータが、上記した第１電動弁スイッチ９３と同様に、第２電動弁スイッチ９６を間違って（または誤って）「閉」に操作した場合には、アンド回路８３から「１」を入力しているワイプアウト９８によって、第２電動弁スイッチ９６から開閉信号生成部８７への閉信号の入力が阻止される。インターロック装置（図示せず）は、同様に、第２電動弁スイッチ９６の操作の間違いを示す警報を発する。オペレータは第２電動弁スイッチ９６を「開」に操作する。
【００７２】
本実施例におけるワイプアウト９４，９５は操作信号阻止装置を構成する。この操作信号阻止装置は、弁開度監視装置１０５で非全閉信号９０（または非全閉信号９１）が生成されたとき、電動隔離弁スイッチ９３から開閉信号生成部８４への開信号の入力を阻止し、弁開度監視装置１０５で全閉信号８１及び全閉信号８２が共に生成されたとき（アンド回路８３から「１」が出力されるとき）、電動隔離弁スイッチ９３から開閉信号生成部８４への閉信号の入力を阻止する。また、本実施例におけるワイプアウト９７，９８は操作信号阻止装置を構成する。この操作信号阻止装置は、弁開度監視装置１０５で非全閉信号９０（または非全閉信号９１）が生成されたとき、電動隔離弁スイッチ９６から開閉信号生成部８７への開信号の入力を阻止し、弁開度監視装置１０５で全閉信号８１及び全閉信号８２が共に生成されたとき（アンド回路８３から「１」が出力されるとき）、電動隔離弁スイッチ９６から開閉信号生成部８７への閉信号の入力を阻止する。
【００７３】
本実施例は、ＬＯＣＡ発生後に、第１水位計測値が第１水位設定値未満になったとき、電動隔離弁スイッチ６５からの閉信号を入力する制御器１０２が電動隔離弁１７ａを全閉状態にする。第２水位計測値が第２水位設定値未満になったとき、電動隔離弁スイッチ７８からの閉信号を入力する制御器１０４が電動隔離弁１７ｂを全閉状態にする。このため、本実施例は、実施例１において電動隔離弁１７ａ，１７ｂを閉じることによって生じる効果を得ることができる。
【００７４】
本実施例は、電動隔離弁１７ａ，１７ｂが共に全閉状態になったとき、第１電動弁スイッチ９３及び第２電動弁スイッチ９６のそれぞれから開信号を入力する制御器１０６が、電動弁１８ａ，１８ｂの両方を開く制御を行う。このような本実施例は、実施例１において電動弁１８ａ，１８ｂを共に開くことによって生じる効果を得ることができる。
【００７５】
本実施例は、前述したように、電動隔離弁スイッチ６５，７８、第１電動弁スイッチ９３及び第２電動弁スイッチ９６のうちの少なくとも１つで、オペレータによる「開」操作（または「閉」操作）が間違って（または誤って）行われた場合には、該当するスイッチから出力された開信号（または閉信号）の該当する制御器への入力が、該当するワイプアウトによって阻止される。これにより、電動隔離弁１７ａ，１７ｂ及び電動弁１８ａ，１８ｂのうち少なくとも１つの弁が誤操作されることを防止することができる。本実施例の非常用炉心冷却設備の信頼性が著しく向上し、原子炉の安全性が格段に向上する。
【００７６】
以上において説明した各実施例の非常用炉心冷却設備は、冷却水プール１２及び圧力抑制プール１３を有している。冷却水プールとして、冷却水プール１２及び圧力抑制プール１３のいずれか一方を用いた場合でも、冷却材喪失事故発生後における原子炉２内の水位の回復をより早くさせることができる。これらの実施例を以下に具体的説明する。
【実施例３】
【００７７】
実施例１の非常用炉心冷却設備から炉心注水システム４４及び制御器２３を除去した非常用炉心冷却設備の実施例を、以下に説明する。本実施例の非常用炉心冷却設備は、ＧＤＣＳとしての圧力抑制プール水供給システム４５、及び制御器２４，２５を備える。圧力抑制プール水供給システム４５は、ＬＯＣＡ発生時に爆破弁９が爆破され、圧力抑制プール１３内の冷却水が重力落下により注入配管５を経て原子炉２内に供給される。圧力抑制プール１３内の冷却水の水位は、水位計２２で計測される。制御器２４は、水位計２２で計測した水位が水位設定値未満になったとき電動隔離弁１７ｂを全閉状態にする。このため、原子炉２内の冷却水が圧力抑制プール１３に逆流することを完全に防止できる。制御器２４は、実施例１で述べた図４に示す制御を実施する。本実施例も、電動弁スイッチ７８を備えている。
【００７８】
本実施例における制御器２５は、図５に示す制御ロジックのうち、全閉信号８１及び非全閉信号９０を生成しなく、アンド回路８３及びオア回路９２を有していない。この制御器２５は、上記したように電動隔離弁１７ｂが全閉状態になったとき、全閉信号８２を生成する。この全閉信号８２は開閉信号生成部８４，８７に入力される。開閉信号生成部８４は、全閉信号８２に基づいて開指令８５生成し、開指令８５に基づいて電動弁１８ａを制御してこの弁を開状態にする。開閉信号生成部８７は、全閉信号８２に基づいて開指令８８生成し、開指令８８に基づいて電動弁１８ｂを制御してこの弁を開状態にする。圧力抑制プール１３内の冷却水が、配管１４，４７，５０及び給水配管４１を介して原子炉２に供給される。全閉信号８２はワイプアウト９５，９８に入力される。
【００７９】
電動隔離弁１７ｂが開いているときには、制御器２５は、非全閉信号９１が開閉信号生成部８４，８７に入力される。開閉信号生成部８４は、非全閉信号９１に基づいて閉指令８６生成し、閉指令８６に基づいて電動弁１８ａを制御してこの弁を全閉状態にする。開閉信号生成部８７は、非全閉信号９１に基づいて閉指令８９生成し、閉指令８９に基づいて電動弁１８ｂを制御してこの弁を全閉状態にする。非全閉信号９１はワイプアウト９４，９７に入力される。
【００８０】
この実施例の非常用炉心冷却設備は、実施例１において生じる効果のうち、炉心注水システム４４で生じる効果以外の効果を得ることができる。
【実施例４】
【００８１】
次に、実施例１の非常用炉心冷却設備から圧力抑制プール水供給システム４５及び制御器２４を除去した非常用炉心冷却設備の実施例を、以下に説明する。本実施例の非常用炉心冷却設備は、ＧＤＣＳとしての炉心注水システム４４、及び制御器２３，２５を備える。炉心注水システム４４は、ＬＯＣＡ発生時に爆破弁８が爆破され、冷却水プール１２内の冷却水が重力落下により注入配管４を経て原子炉２内に供給される。冷却水プール１２内の冷却水の水位は、水位計２１で計測される。制御器２３は、水位計２１で計測した水位が水位設定値未満になったとき電動隔離弁１７ａを全閉状態にする。このため、原子炉２内の冷却水が冷却水プール１２に逆流することを完全に防止できる。制御器２３は、実施例１で述べた図３に示す制御を実施する。本実施例も、電動弁スイッチ６５を備えている。
【００８２】
本実施例における制御器２５は、図５に示す制御ロジックのうち、全閉信号８２及び非全閉信号９１を生成しなく、アンド回路８３及びオア回路９２を有していない。この制御器２５は、上記したように電動隔離弁１７ａが全閉状態になったとき、全閉信号８１を生成する。開閉信号生成部８４は、全閉信号８１に基づいて生成した開指令８５を用いて電動弁１８ａを制御してこの弁を開状態にする。開閉信号生成部８７は、全閉信号８１に基づいて生成した開指令８８を用いて電動弁１８ｂを制御してこの弁を開状態にする。圧力抑制プール１３内の冷却水が、配管１４，４７，５０及び給水配管４１を介して原子炉２に供給される。全閉信号８１はワイプアウト９５，９８に入力される。
【００８３】
電動隔離弁１７ａが開いているときには、制御器２５において、非全閉信号９０が開閉信号生成部８４，８７に入力される。開閉信号生成部８４は、非全閉信号９０に基づいて生成した閉指令を用いて電動弁１８ａを制御してこの弁を全閉状態にする。開閉信号生成部８７は、非全閉信号９０に基づいて生成した閉指令８９を用いて電動弁１８ｂを制御してこの弁を全閉状態にする。非全閉信号９０はワイプアウト９４，９７に入力される。
【００８４】
この実施例の非常用炉心冷却設備は、実施例１において生じる効果のうち、圧力抑制プール水供給システム４５で生じる効果以外の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の好適な一実施例である非常用炉心冷却設備の構成図である。
【図２】図１に示す炉心注水システム及び圧力抑制プール水供給システムに用いられる逆止弁の構成を示し、（ａ）はその逆止弁の縦断面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１に示す電動隔離弁１７ａの開閉制御を行う制御器２３における制御ロジックの説明図である。
【図４】図１に示す電動隔離弁１７ｂの開閉制御を行う制御器２４における制御ロジックの説明図である。
【図５】図１に示す電動弁１８ａ，１８ｂの開閉制御を行う制御器２５における制御ロジックの説明図である。
【図６】本発明の他の実施例である非常用炉心冷却設備の構成図である。
【図７】図６に示す水位監視装置１０１及び制御器１０２の詳細構成図である。
【図８】図６に示す水位監視装置１０３及び制御器１０４の詳細構成図である。
【図９】図６に示す弁開度監視装置１０５及び制御器１０６の詳細構成図である。
【符号の説明】
【００８６】
１…原子炉格納容器、２…原子炉、３…炉心、４，５…注水配管、８，９…爆破弁、１０，１１…逆止弁、１２…冷却水プール、１３…圧力抑制プール、１４，５０…配管、１５…ポンプ、１６…熱交換器、１７ａ，１７ｂ…電動隔離弁、１８ａ，１８ｂ…電動弁、２１，２２…水位計、２３，２４，２５，５４，１０２，１０４，１０５…制御器、３９，４０，５２…補給水配管、４４…炉心注水システム、４５…圧力抑制プール水供給システム、４６…燃料・補助プール冷却系、４８…残留熱除去装置、６５，７８…電動隔離弁スイッチ（弁操作選択装置）、６６，６７，７９，８０，９４，９５，９７，９８…ワイプアウト、６８，７５，８４，８７…開閉信号生成部、９３…第１電動弁スイッチ（弁操作選択装置）、９６…第２電動弁スイッチ（弁操作選択装置）、１０１，１０３…水位監視装置、１０５…弁開度監視装置。
【図１】
2008020234.tif 000003
【図２】
2008020234.tif 000004
【図３】
2008020234.tif 000005
【図４】
2008020234.tif 000006
【図５】
2008020234.tif 000007
【図６】
2008020234.tif 000008
【図７】
2008020234.tif 000009
【図８】
2008020234.tif 000010
【図９】
2008020234.tif 000011