(57)【要約】【課題】原子力プラントの制御棒駆動水圧系の水質維持と、その系統のフィルタ設備の物量を減らすことを可能とする。【解決手段】原子力発電プラントの復水脱塩装置３からの復水を貯蔵する復水貯蔵タンク６と、前記復水貯蔵タンク６に接続された制御棒駆動水ポンプ吸込み配管７と、前記制御棒駆動水ポンプ吸込み配管７を通じて前記復水貯蔵タンク６より取水した水を昇圧させる制御棒駆動水ポンプ９と、前記制御棒駆動水ポンプ９にて昇圧した前記水を制御棒駆動機構１９と配管で接続されている水圧制御ユニット１３へ供給する制御棒駆動水ポンプ吐出配管１０と、前記制御棒駆動水ポンプ吸込み配管７と前記制御棒駆動水ポンプ吐出配管１０との内の一方の配管に限定して設けられた前記水を浄化するポンプ入口フィルタあるいはポンプ出口フィルタ１１とを備えた原子力発電プラントの制御棒駆動水圧系。【選択図】  図１
2004191154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電プラントの復水を貯蔵する復水貯蔵手段と、
前記復水貯蔵手段に接続されて前記復水貯蔵手段内の復水を導く第１配管と、
前記第１配管内を導かれる復水を昇圧させる制御棒駆動水ポンプと、
前記原子力発電プラントの制御棒駆動装置に連絡される水圧制御ユニットと、
前記制御棒駆動水ポンプから吐出された前記復水を前記水圧制御ユニットへ供給する第２配管と、
前記第１配管及び前記第２配管の一方に設けられた、前記復水を浄化する浄化手段とを備えた原子力発電プラントの制御棒駆動水圧系。
【請求項２】
請求項１において、前記第１配管及び第２配管の一方に並列に設けられた複数の前記浄化手段と、
前記浄化手段から吐出される前記復水に含まれる固形物の濃度を検出する固形物濃度検出器と、
前記固形物濃度検出器の出力信号が設定レベルになったとき、その信号に基づいて通水中の前記浄化手段から待機中の前記浄化手段へと前記復水の通水先を切替える弁とを備えた原子力発電プラントの制御棒駆動水圧系。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記浄化手段よりも上流側で前記第１配管及び前記第２配管の一方にストレーナを備えた原子力発電プラントの制御棒駆動水圧系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電プラントで使用される制御棒駆動水圧系に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水型原子炉を備えた原子力発電所においては、原子炉の出力を制御するために制御棒を駆動する制御棒駆動装置を備えている。その制御駆動装置は駆動水圧としての水圧を必要としたり、パージ水を必要とすることから、制御棒駆動装置に高圧水を供給する制御棒駆動水圧系という系統が接続されている。
【０００３】
その制御棒駆動水圧系は、原子力発電プラントの復水を貯蔵する復水貯蔵タンク（復水貯蔵手段）に接続されたポンプ吸込み配管（吸込み配管）と、その吸込み配管を通じて復水貯蔵手段より取水した復水を昇圧させる駆動水ポンプ（制御棒駆動水ポンプ）と、その制御棒駆動水ポンプにて昇圧した復水をパージ水配管や充填水配管等の制御棒駆動水ポンプの吐出側に接続された配管、即ちポンプ吐出配管、に通水して制御棒駆動機構や制御棒駆動機構へ配管で接続された水圧制御ユニットへ水圧を供給する配管経路と、吸込み配管とポンプ吐出配管の両方に設けられた通水されてきた復水を浄化する複数のフィルタが浄化手段として装備されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−６０８９０号公報（全頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
制御棒駆動水圧系の上流水源となる復水脱塩装置からの復水は、非常に微細な鉄クラッドしか含まれていない。原子力発電プラントにおける制御棒駆動水圧系はこのように清浄な水を供給される系統であるにも係わらず、従来技術では制御棒駆動水ポンプの復水の入口側と出口側（吐出側）の配管にそれぞれ復水の浄化手段としてのフィルタが設置され二重フィルタの構成となっており、不合理な構成となっていた。
【０００６】
本発明は、水質を維持しながら、コンパクト化できる制御棒駆動水圧系を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段の一例として、原子力発電プラントの復水脱塩装置で脱塩処理された復水を制御棒駆動水圧系に通水する水として用い、その制御棒駆動水圧系内の制御棒駆動水ポンプの復水の入口側と出口側（吐出側）の配管の一方の配管に限定して復水の浄化手段を装備させた構成をもって浄化手段の二重化を回避した原子力発電プラントの制御棒駆動水圧系が提案できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は第１実施例による制御棒駆動水圧系に関する例を示している。
【０００９】
図１で、原子炉圧力容器５にて発生した蒸気はタービン（図には記載されていない）を回した後に復水器１へ戻され凝縮して復水となる。復水器１で凝縮した復水は復水移送ポンプ２を介して復水脱塩装置３で処理された後、復水系配管４を通って原子炉圧力容器５に供給される。
【００１０】
ここで、復水貯蔵手段である復水貯蔵タンク６が建屋内に設置される場合は復水貯蔵槽と称されるが、以下の説明は屋外設置の復水貯蔵タンクの場合を示す。
【００１１】
制御棒駆動水圧系への水は、復水脱塩装置３より下流側の位置で復水系配管４より分岐した制御棒駆動水供給配管２０を、復水脱塩装置３で脱塩処理された一部の復水が通水して復水貯蔵タンク６への戻り水となるその一部を復水貯蔵タンク６に接続された第１配管としての制御棒駆動水ポンプ吸込み配管７（以下、単にポンプ吸込み配管７という。）を通じて制御棒駆動水ポンプ９で取水して、通常並列に２台設置され１台のみ通水している制御棒駆動水ポンプ９へ供給される。制御棒駆動水ポンプ９にて昇圧された水は、第２配管として採用した制御棒駆動水ポンプ吐出配管１０（以下、単にポンプ吐出配管１０という。）を通り、そのポンプ吐出配管１０に通常並列に２台設置され１台のみ通水しているポンプ出口フィルタ１１を経て、系統流量調節弁１２を通りパージ水ヘッダ配管２１を介してプラントに複数台設置されている水圧制御ユニット１３へ流入する。このポンプ出口フィルタ１１は制御棒駆動水圧系の系統内を流れる復水の浄化手段として用いられる。各水圧制御ユニット１３には各々２台ずつ制御棒駆動機構１９が接続されており、各水圧制御ユニット１３に流入した水はパージ水として２台の制御棒駆動機構１９に分配されて供給される。これにより、原子炉５からの不溶解物や鉄クラッドが制御棒駆動機構１９内部へ沈降することを防いでいる。
【００１２】
また、制御棒駆動水ポンプ９からは、ポンプ出口フィルタ１１と系統流量調節弁１２を接続する配管より分岐して充てん水ヘッダ配管２２を介してプラントに複数台設置されている水圧制御ユニット１３へ高圧水を供給しており、水圧制御ユニット内のアキュムレータ（図には記載されていない）を常時高圧に維持している。また、制御棒駆動水ポンプ９の吐出水の一部は、ポンプ出口フィルタ１１の下流側の配管から分岐して原子炉冷却材再循環ポンプ１４のパージ水及び原子炉冷却材浄化系ポンプ１５のパージ水として供給されている。
【００１３】
また、制御棒駆動水ポンプ９のポンプ吐出配管１０にはポンプミニマムフロー配管１６が接続され、通常運転中は制御棒駆動水ポンプ９の吐出水の一部を分岐して制御棒駆動水圧系駆動水の温度調整を行う制御棒駆動水加熱器１７を経て制御棒駆動水ポンプ９の上流に戻す循環運転を行っている。なお、制御棒駆動水加熱器１７を運転しない場合には制御棒駆動水加熱器１７をバイパスするバイパス弁１８が設置されており、ポンプミニマムフロー水を復水貯蔵タンク６へ戻す運転を行う。
【００１４】
一方、プラント定期検査中には復水脱塩装置３からの戻り水が停止するため、制御棒駆動水圧系の水源は復水貯蔵タンクあるいは復水貯蔵タンク６となり、通常運転時と同じようにポンプ吸込み配管７へ取水して、制御棒駆動水ポンプ９へ供給される。これにより、制御棒駆動水ポンプ９より下流側の運転は、通常運転中と同様に行うことができる。
【００１５】
本実施例では制御棒駆動水ポンプ９の吸込み水は、復水貯蔵タンク６への戻り水の一部がフィルタを介さずに直接制御棒駆動水ポンプ９へ供給される一方で、制御棒駆動水ポンプ９の下流には、復水脱塩装置３や復水貯蔵タンク６から流出する復水に不溶解物や鉄クラッドが混入していて、万一、それらが制御棒駆動水圧系に流入しようとしても、それらを除去するポンプ出口フィルタ１１を備えていることが特徴である。これにより上流からの不溶解物や鉄クラッドの除去が可能であるとともに、制御棒駆動水圧系の水質浄化及び維持も達成され、系統下流に設置される制御棒駆動機構１９等の機器の動作に悪影響を与えずに、経済的な系統構成を達成することができる。
【００１６】
さらに、ポンプ出口フィルタ１１の下流側の制御棒駆動水ポンプ吐出配管に水質状態を監視する為のサンプリング配管２３を接続し、そのサンプリング配管
２３に固形物濃度検出器２４を接続して設けることにより制御棒駆動水圧系の水質監視を強化し、フィルタの一重化による水質悪化の兆候を早期に検知する。制御棒駆動水ポンプ吐出配管内を通水してきた復水の一部がサンプリング配管２３に分流して、分流した復水が固形物濃度検出器２４によって復水中の不溶解物や鉄クラッド濃度が計測される。
【００１７】
その計測の結果、復水中の不溶解物や鉄クラッド濃度が予め設定した濃度以上に増加し水質悪化が認められれば、固形物濃度検出器２４の出力信号が予め決めた設定レベルに達し、その設定レベルの信号として固形物濃度高の信号を固形物濃度検出器２４が発し、運転員に異常を知らせるとともに、待機側のポンプ出口フィルタ１１へ通じる入口弁３０を開き、今まで復水を通水していたもう一方のポンプ出口フィルタ１１へ通じる入口弁３０を閉じることによって使用するポンプ出口フィルタを切替える。このような切替えによって制御棒駆動水圧系の復水の水質レベルが保証され、その復水の供給を受ける機器、例えば制御棒駆動機構１９等の動作信頼性を確保することができる。各ポンプ出口フィルタ１１の上流側のポンプ吐出配管１０には各ポンプ出口フィルタ１１毎に入口弁３０が装備され、その入口弁３０を固形物濃度検出器２４からの固形物濃度高の信号を認識した後に作業員が入口弁３０を上述のように開閉しても良い。
【００１８】
その開閉を自動的に行うには、そのポンプ出口フィルタを切替える手段としては、固形物濃度検出器２４と、固形物濃度検出器２４にその検出信号を受け入れるように接続された入口弁３０の開閉駆動装置３１とを備え、その開閉駆動装置３１には、固形物濃度検出器２４からの固形物濃度高の信号を受けた際に弁が今まで開かれていた場合には閉じ、今まで弁が閉じられていた場合には開くという開閉制御装置を装備させて達成できる。
【００１９】
図２は、本発明の第２実施例による原子力プラントの制御棒駆動水圧系に関する例を示している。
【００２０】
その図２において、基本的な構成及び動作は図１で示した第１実施例と同様であるが、本実施例では制御棒駆動水ポンプ９への吸込み水は、ポンプ吸込み配管７から、通常並列に２台設置され１台のみ通水しているポンプ入口フィルタ８を経て制御棒駆動水ポンプ９へ供給される一方で、制御棒駆動水ポンプ９と系統流量調節弁１２間、あるいは系統流量調節弁１２と水圧制御ユニット１３間を接続するポンプ吐出配管側の配管には復水の浄化手段としてのフィルタを設置していない点が第１実施例とは相違している。
【００２１】
このポンプ入口フィルタ８は、ポンプ吸込み配管７に設けられて、制御棒駆動水圧系の系統内を流れる復水の浄化手段として用いられる。
【００２２】
本実施例によれば、前述第１実施例と同様に、復水脱塩装置３や復水貯蔵タンク６から流出する復水に不溶解物や鉄クラッドが混入していて、万一、それらが制御棒駆動水圧系に流入しようとしても、それらをポンプ入口フィルタ８で除去するが、ポンプ入口フィルタ８を制御棒駆動水ポンプ９の上流に設置することにより、第１実施例では不溶解物や鉄クラッドから保護されていなかった制御棒駆動水ポンプ９をも保護するように考慮されたものである。
【００２３】
この第２実施例においても、第１実施例と同様に、不溶解物や鉄クラッドの除去が可能であるとともに、制御棒駆動水圧系の水質浄化及び維持も達成され、系統下流に設置される制御棒駆動機構１９等の機器の動作に悪影響を与えずに、合理的な系統構成を達成することができる。
【００２４】
さらに、第１実施例に比べて経済的な効果も大きい。すなわち、制御棒駆動水ポンプ９の吸込み側と吐出側では、設計圧力が大きく異なり、ポンプ吸込み側のポンプ吸込み配管７内の水圧が約１ＭＰａであるのに対してポンプ吐出側であるポンプ吐出配管１０内の水圧約１９ＭＰａとなる違いがある。このため、制御棒駆動水ポンプ９の吐出側に設置されるポンプ出口フィルタ１１はこの約１９ＭＰａに耐えるように非常に頑丈で大型の重い機器となってしまう。一方、制御棒駆動水ポンプ９の吸込み側に設置されるポンプ入口フィルタ８は約１ＭＰａの設計圧力でよいため、ポンプ出口フィルタ１１に比べて軽量な機器でよい。従って、第１実施例に比べて第２実施例は復水の浄化手段であるフィルタの軽量化が図られ、経済性からも有効な系統設備と言えるものである。
【００２５】
さらに、第２実施例実施でも、第１実施例と同様に、制御棒駆動水ポンプ９の下流側に水質状態を監視する為のサンプリング配管２３及び固形物濃度検出器２４を設けることにより使用中と待機中のポンプ入口フィルタ８の切替え使用を水質悪化に応じてタイミングよく行える。これにより、第１実施例と同様に、制御棒駆動水圧系内の水質レベルを保証して、制御棒駆動機構１９等の動作信頼性を確保することができる効果が得られる。
【００２６】
この第２実施例の場合には、各ポンプ入口フィルタ８の上流側のポンプ吸込み配管７には各ポンプ入口フィルタ８毎に入口弁３０が装備され、その入口弁３０を固形物濃度検出器２４からの固形物濃度高の信号を認識した後に作業員が入口弁３０を上述のように開閉しても良い。
【００２７】
その開閉を自動的に行うには、そのポンプ入口フィルタ８を切替える手段としては、固形物濃度検出器２４と、固形物濃度検出器２４にその検出信号を受け入れるように接続された入口弁３０の開閉駆動装置３１とを備え、その開閉駆動装置３１には、固形物濃度検出器２４からの固形物濃度高の信号を受けた際に弁が今まで開かれていた場合には閉じ、今まで弁が閉じられていた場合には開くという開閉制御装置を装備させて達成できる。
【００２８】
図３に示す第３実施例は、既述の第１実施例に一部追加構成を施したものである。その追加構成は、第１実施例における各入口弁３１と各ポンプ出口フィルタ１１との間のポンプ吐出配管１０にＹ型ストレーナ２５を設けた構成である。その追加構成によって、制御棒駆動水ポンプ９から吐出された復水が入口弁３１からＹ型ストレーナ２５を通じてポンプ出口フィルタ１１へ通じる。
【００２９】
図４に示す第４実施例は、既述の第２実施例に一部追加構成を施したものである。その追加構成は、第２実施例における各入口弁３１と各ポンプ入口フィルタ８との間の制御棒駆動水ポンプ吸込み配管７にＹ型ストレーナ２５を設けた構成である。その追加構成によって、復水は入口弁３１からＹ型ストレーナ２５を通じてポンプ入口フィルタ８へ通じて制御棒駆動水ポンプ９に吸引される。
【００３０】
このように、第３及び第４の各実施例では制御棒駆動水ポンプ９の入口側、あるいは出口側に設置されるポンプ入口フィルタ８あるいはポンプ出口フィルタ１１の上流にＹ型ストレーナ２５を設置してある。そのＹ型ストレーナ２５は制御棒駆動水ポンプ吸込み配管７あるいはポンプ吐出配管１０の配管途中にフランジあるいは溶接により取り付けられるとともにＹ型ストレーナ２５内部のろ過金網を取り出す取り出し口が設けられているもので、内部のろ過金網の脱着及び取扱いが簡単に行える構造を有するものである。
【００３１】
一方で、ポンプ入口フィルタ８やポンプ出口フィルタ１１は、フランジ締結による大型容器となる場合があり、内部ろ過金網の脱着作業は、フランジボルトの締結，フィルタ容器の蓋の開け閉め等、煩雑で労力を要するものとなる。第３と第４の実施例では、このようなポンプ入口フィルタ８やポンプ出口フィルタ１１の保守作業の軽減を図るように考慮されたものである。
【００３２】
第３と第４の実施例では、Ｙ型ストレーナ２５はポンプ入口フィルタ８やポンプ出口フィルタ１１のろ過精度よりやや粗いものを選定する。このＹ型ストレーナ２５をポンプ入口フィルタ８やポンプ出口フィルタ１１の上流に設置し、制御棒駆動水圧系に流入する不溶解物や鉄クラッドをＹ型ストレーナ２５とポンプ入口フィルタ８あるいはポンプ出口フィルタ１１の２段階で捕捉する。
【００３３】
その捕捉が進むにつれてフィルタ差圧の上昇等によりろ過金網の洗浄が必要になれば、まず、比較的労力の少ない第１段目のＹ型ストレーナ２５のろ過金網の洗浄を行い、ろ過性能の回復を図るようにして、できるだけポンプ入口フィルタ８あるいはポンプ出口フィルタ１１のろ過金網の脱着や洗浄作業を行わずに済むようにする。これにより、労力を要するフィルタの保守作業を軽減する効果がある。勿論、Ｙ型ストレーナ以外の簡易的なろ過機器であれば、同様の効果が得られるのは明らかである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、原子力プラントにおける脱塩処理後の復水の水質の良さを利用して制御棒駆動水圧系の系統内の設置機器の削減による制御棒駆動水圧系のコンパクト化と、制御棒駆動水圧系の水質を良質に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による制御棒駆動水圧系の系統構成図である。
【図２】本発明の第２実施例による制御棒駆動水圧系の系統構成図である。
【図３】本発明の第３実施例による制御棒駆動水圧系の系統構成図である。
【図４】本発明の第４実施例による制御棒駆動水圧系の系統構成図である。
【符号の説明】
１…復水器、３…復水脱塩装置、６…復水貯蔵タンク、７…制御棒駆動水ポンプ吸込み配管、８…ポンプ入口フィルタ、９…制御棒駆動水ポンプ、１０…制御棒駆動水ポンプ吐出配管、１１…ポンプ出口フィルタ、１３…水圧制御ユニット、１９…制御棒駆動機構、２０…制御棒駆動水供給配管、２１…パージ水ヘッダ配管、２３…サンプリング配管、２４…固形物濃度検出器、２５…Ｙ型ストレーナ。
【図１】
2004191154.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004191154.tif 000005
【図４】
2004191154.tif 000006