原子力プラント及びその補給水設備
【課題】適正なプラント運用が可能な原子力プラント及びその補給水設備を提供する。
【解決手段】貯水槽２１の水を補給水管路２２ａ〜２２ｄに圧送する補給水ポンプ２３と、補給水管路２２ｄに設けられ、補給水ポンプ２３によって圧送される水の逆流を防止する逆止弁２５と、逆止弁２５の下流側に補給水管路２２ｄから分岐して設けられ、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂと接続された封水供給管路２６ａ，２６ｂと、封水供給管路２６ａ，２６ｂに設けられ、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂから補給水管路２２ｄへ水が流通することを防止する逆止弁２７ａ，２７ｂと、逆止弁２５の下流側に設けられ、補給水管路内２２ｄの圧力を設定値内に保持する逃がし弁２８を備える。
【解決手段】貯水槽２１の水を補給水管路２２ａ〜２２ｄに圧送する補給水ポンプ２３と、補給水管路２２ｄに設けられ、補給水ポンプ２３によって圧送される水の逆流を防止する逆止弁２５と、逆止弁２５の下流側に補給水管路２２ｄから分岐して設けられ、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂと接続された封水供給管路２６ａ，２６ｂと、封水供給管路２６ａ，２６ｂに設けられ、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂから補給水管路２２ｄへ水が流通することを防止する逆止弁２７ａ，２７ｂと、逆止弁２５の下流側に設けられ、補給水管路内２２ｄの圧力を設定値内に保持する逃がし弁２８を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原子力プラント及びその中の設備に水を供給する補給水設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントにはプラント内の設備に水を供給する補給水設備が設けられている。補給水設備は、貯水槽を水源とし、補給水、洗浄水、及び封水等として利用される水をプラント内の各設備に補給水ポンプによって供給している。
【０００３】
補給水設備が水を供給する設備の１つには非常用炉心冷却設備がある。非常用炉心冷却設備は、原子炉付近に設けられたサプレッションプール（圧力抑制プール）を水源とし、原子炉冷却材が炉心から喪失した場合（非常時）に冷却ポンプで冷却材（水）を炉心に供給する設備である。一般的に非常用炉心冷却設備はプラント内に複数設けられており、補給水設備から各非常用炉心冷却設備に封水を供給する管路（封水供給管路）には各設備内を満水保持するための逆止弁がそれぞれ設けられている。
【０００４】
ところで、プラント建設時の試験や定期検査等の際には、補給水ポンプを停止させる場合がある。このため補給水ポンプの下流の供給先から水が逆流して管路内が真空状態になり、ポンプを再起動させる際にウォーターハンマー現象が発生することがある。このウォーターハンマー現象の発生抑制を図った技術には、給水ポンプの下流側かつ各非常用炉心冷却設備の封水供給管路に設けた逆止弁の上流側に更に逆止弁を設けた補給水設備がある（特許文献１等参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−９８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
原子力プラントでは、非常時に備え各非常用炉心冷却設備が正常に作動するか確認するために、サプレッションプールから冷却ポンプで水を汲み上げて再びサプレッションプールに戻す定期検査（サーベランステスト）を実施している。このとき、冷却ポンプの運転圧力は補給水ポンプの運転圧力よりも高いため、各非常用炉心冷却設備の封水供給管路に設けた逆止弁から水が漏洩して補給水設備の方に向かって逆流する場合がある。
【０００７】
上記の技術が適用されたプラントを含め、封水供給管路の上流側に逆止弁が設けられているプラントで上記のような非常用炉心冷却設備の封水の逆流が生じると、逆止弁の作用によって漏洩水が逃げ場を失い、補給水設備の管路が加圧されることがある。この場合には、加圧された補給水設備の管路から漏洩水が他の非常用炉心冷却設備に侵入し、その非常用炉心冷却設備内に設けられた圧力逃がし弁によって圧力異常は解消されるが、非常用炉心冷却設備の異常と認識され警報が発せられてしまう。
【０００８】
したがって、上記のように封水の逆流が生じると、非常用炉心冷却設備が正常に稼働していても現実に異常が無いことを確認する作業が必要となり、プラント運用の面で改善の余地がある。また、万が一、その確認作業中に非常事態が発生した場合には、正常に稼働しているにもかかわらず炉心を冷却できないという課題も生じてしまう。
【０００９】
本発明の目的は適正なプラント運用が可能な原子力プラント及びその補給水設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明は、上記目的を達成するために、貯水槽の水を補給水管路に圧送する補給水ポンプと、前記補給水管路に設けられ、前記補給水ポンプによって圧送される水の逆流を防止する第１の逆止弁と、この第１の逆止弁の下流側に前記補給水管路から分岐して設けられ、非常時に原子炉の炉心に水を供給する非常用炉心冷却設備と接続された封水供給管路と、この封水供給管路に設けられ、前記非常用炉心冷却設備から前記補給水管路へ水が流通することを防止する第２の逆止弁と、前記第１の逆止弁の下流側に設けられ、前記補給水管路内の圧力を設定値内に保持する圧力制御手段とを備えるものとする。
【００１１】
（２）上記（１）における前記圧力制御手段は、好ましくは、圧力逃がし弁であるものとする。
【００１２】
（３）上記（１）における前記圧力制御手段は、好ましくは、オリフィス部が設けられ、前記第１の逆止弁を迂回するように前記補給水管路に両端が接続されたバイパス管路であるものとする。
【００１３】
（４）上記（１）における前記圧力制御手段は、好ましくは、流量制御弁が設けられ、前記第１の逆止弁を迂回するように前記補給水管路に両端が接続されたバイパス管路であるものとする。
【００１４】
（５）上記（４）は、好ましくは、前記非常用炉心冷却設備の定期検査の開始時に前記流量制御弁を所定開度まで開き、前記定期検査の終了時に前記流量制御弁を閉じる制御装置を備えるものとする。
【００１５】
（６）上記（１）における前記圧力制御手段は、好ましくは、前記封水供給管路上の前記第２の逆止弁の上流側に設けられた開閉弁、及びこの開閉弁と前記第２の逆止弁の間に設けられたアキュムレータであるものとする。
【００１６】
（７）上記（６）は、好ましくは、前記アキュムレータに取り付けられ、内部の気体領域の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段から入力される検出値に応じて、前記検出値が設定値より小さくなったら前記開閉弁を開き、前記検出値が設定値に達したら前記開閉弁を閉じる制御装置とを備えることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【００１７】
（８）本発明は、上記目的を達成するために、原子炉と、非常時に前記原子炉の炉心に水を供給する非常用炉心冷却設備と、貯水槽の水を補給水管路に圧送する補給水ポンプと、前記補給水管路に設けられ、前記補給水ポンプによって圧送される水の逆流を防止する第１の逆止弁と、この第１の逆止弁の下流側に前記補給水管路から分岐して設けられ、前記非常用炉心冷却設備と接続される封水供給管路と、この封水供給管路に設けられ、前記非常用炉心冷却設備から前記補給水管路へ水が流通することを防止する第２の逆止弁と、前記第１の逆止弁の下流側に設けられ、前記補給水管路内の圧力を設定値内に保持する圧力制御手段とを備えるものとする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、適正なプラント運用ができるので、原子力プラントの信頼性及び安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は本発明の第１の実施の形態である原子力プラントの概略系統図である。
【００２１】
この図に示す原子力プラントは、原子炉格納容器１と、プラント内の設備に水を供給する補給水供給設備２と、原子炉冷却材が原子炉１０（後述）の炉心から喪失する非常時に炉心に冷却材を供給する非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂを主に備えている。
【００２２】
原子炉格納容器１内には、原子炉（原子炉圧力容器）１０と、原子炉１０の下方に設けられたサプレッションプール（圧力抑制プール）１１が備えられている。
【００２３】
原子炉１０で発生した蒸気は発電機を駆動するタービン（図示せず）を回転させるための作動流体、又は作動流体を発生させるための熱源として利用されている。また、サプレッションプール１１内には原子炉冷却材として水が貯められている。
【００２４】
補給水供給設備２は、この設備２の水源である貯水槽（復水貯蔵水槽）２１と、貯水槽２１と接続された補給水管路２２ａと、補給水管路２２ａに設けられ、貯水槽１内の水を圧送する補給水ポンプ２３と、補給水管路２２ａに設けられ、補給水管路２２ａ内の水が貯水槽２１へ逆流することを防止する逆止弁２４と、補給水管路２２ａと接続され、補給水管路２２ａと水が必要な設備を接続する補給水管路２２ｂ，２２ｃと、補給水管路２２ａと接続され、補給水管路２２ａと非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂを接続する補給水管路２２ｄと、補給水管路２２ｄに設けられ、補給水管路２２ｄ内の水が補給水管路２２ａの方へ逆流することを防止する逆止弁２５と、補給水管路２２ｄに設けられ、補給水管路２２ｄと非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂを接続する封水供給管路２６ａ，２６ｂと、封水供給管路２６ａ，２６ｂに設けられ、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂから補給水管路２２ｄへ水が流通することを防止する逆止弁２７ａ，２７ｂと、補給水管路２２ｄに設けられ、補給水管路２２ｄ内の圧力を設定値内に保持する逃がし弁（圧力逃がし弁）２８を備えている。
【００２５】
補給水管路２２ａには、補給水ポンプ２３が吐出する水の流通方向（下流側）に沿って、補給水ポンプ２３、逆止弁２４、補給水管路２２ｂが接続された接続部２９ａ、補給水管路２２ｃ，２２ｄが接続された接続部２９ｂが順番に設けられている。
【００２６】
補給水ポンプ２３は、貯水槽１内の水を吸い込み、補給水管路２２ａ〜２２ｄを介して非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂをはじめとして、水の供給先である設備に補給水、洗浄水、封水などを供給している。
【００２７】
逆止弁２４は補給水ポンプ２３が停止した場合に補給水管路２２ａ内の水が貯水槽２１へ逆流することを防止している。
【００２８】
補給水管路２２ｂ，２２ｃは、プラント内のタービン建物、廃棄物処理建物に接続されており、これらの建物内に設置された設備（例えば、復水器等）に水を供給している。
【００２９】
補給水管路２２ｄには、補給水ポンプ２３が吐出する水の流通方向（下流側）に向かって、逆止弁２５、封水供給管路２６ａが接続された接続部２９ｃ、封水供給管路２６ｂが接続された接続部２９ｄが順番に設けられている。接続部２９ｄの更に下流側には、原子炉格納容器１が設置されている原子炉建物（図示せず）内の他の設備（例えば、原子炉建物の最上階に設けられたプール（図示せず）等）が接続されている。
【００３０】
逆止弁２５は、接続部２９ｂの下流側かつ接続部２９ｃの上流側に設置されているとともに、貯水槽１の水位より低い箇所に設置されている。ところで、補給水ポンプ２３の下流側において貯水槽１の水位よりも高いところに設置された補給水の供給先があると、原子力プラントの建設時の試験や定期検査時等で補給水ポンプ２３を停止させた場合等に、貯水槽１の水位との相対的な高低差が原因となって補給水供給先の設備から水落ちが発生することがある。逆止弁２５は、このような水落ち（逆流）が発生することを防止しており、補給水ポンプ２３を再起動した際に下流側でウォーターハンマー現象が発生することを抑制して管路を損傷から保護している。
【００３１】
逃がし弁２８は補給水管路２２ｄ上に逆止弁２５の下流側に位置するように設けられている。この逃がし弁２８は、補給水管路２２ｄ内の圧力が上昇して予め設定しておいた設定値に達したときに自動的に弁体が開き、圧力が設定値から降下すると再び弁体が閉じるようになっている。これにより逃がし弁２８は補給水管路２２ｄ内の圧力を設定値内に保持している。この弁体が開く設定値は非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂ内の逃がし弁３８ａ，３８ｂ（後述）が開く設定値より低く設定してある。
【００３２】
封水供給管路２６ａは下流側において非常用炉心冷却設備３Ａと接続されており、封水供給管路２６ｂは下流側において非常用炉心冷却設備３Ｂと接続されている。補給水設備２は、この封水供給管路２６ａ，２６ｂを介して非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂに水を供給しており、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂ内の管路を常に満水保持している。
【００３３】
逆止弁２７ａは封水供給管路２６ａに設けられており、逆止弁２７ｂは封水供給管路２６ｂに設けられている。逆止弁２７ａ，２７ｂは、補給水管路２２ｄから非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂの方向へ水を流通するように設けられているが、これと反対に非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂから補給水管路２２ｄの方向へは水が流通しないように設けられている。
【００３４】
非常用炉心冷却設備３Ａは、サプレッションプール１１と接続された冷却管路３１ａと、冷却管路３１ａに設けられ、サプレッションプール１１内の水を圧送する冷却ポンプ３２ａと、接続部３３ａにおいて冷却管路３１ａと接続され、接続部３３ａの反対側において原子炉１０と接続された冷却管路３４ａと、冷却管路３４ａに設けられたバルブ３５ａと、接続部３３ａにおいて冷却管路３１ａと接続され、接続部３３ａの反対側においてサプレッションプール１１と接続された冷却管路３６ａと、冷却管路３６ａに設けられたバルブ３７ａと、冷却管路３１ａと冷却管路３６ａをバイパスするように設けられ、設備３Ａ内の管路３１ａ，３４ａ，３６ａ内の圧力を設定値内に保持する逃がし弁（圧力逃がし弁）３８ａを備えている。
【００３５】
冷却ポンプ３２ａの運転圧力は、補給水供給設備２が封水供給管路２６ａを介して供給する封水の圧力よりも高く設定されている。これにより冷却ポンプ３２ａの稼働時には、補給水供給設備２から封水供給管路２６ａを介して非常用炉心冷却設備３Ａ側に水が流通しないように構成されている。
【００３６】
逃がし弁３８ａは、前述した補給水設備２の逃がし弁２８と同様の構成を備えており、冷却管路３１ａ内の圧力を設定値内に保持している。逃がし弁３８ａの弁体が開く設定値は、逃がし弁２８が開く設定値より高く設定してある。冷却管路３１ａ内の圧力が設定値に達すると逃がし弁３８ａは冷却管路３６ａのバルブ３７ａの下流側に水を逃がして圧力を所定値内に保持する。
【００３７】
非常用炉心冷却設備３Ａは、原子炉１０で原子炉冷却系の配管破断が起きる等して原子炉冷却材が炉心から喪失した場合（非常時）に、バルブ３５ａを開いてバルブ３７ａを閉じた状態で、サプレッションプール１１の水を冷却ポンプ３２ａによって直ちに炉心に供給して冷却する設備である。通常運転時の非常用炉心冷却設備３Ａはバルブ３５ａ，３７ａを共に閉じてその機能を停止しているが、上記のような非常時に備えて設備３Ａが正常に稼働するかどうかを確認するための検査（サーベランステスト）を定期的に行う必要がある。
【００３８】
サーベランステストの際には、バルブ３５ａを開けてバルブ３７ａを閉じた状態で、サプレッションプール１１を水源として冷却ポンプ３２ａによって昇圧した水を冷却管路３１ａ，３６ａを介して水を再びサプレッションプール１１に送り、冷却ポンプ３１ａ等の稼働状況を確認する。
【００３９】
非常用炉心冷却設備３Ｂは、上記の非常用炉心冷却設備３Ａと同じ構成を備えているので説明は省略し、各構成に付した符号「ａ」を「ｂ」に代えて以下の説明で適宜用いることにする。
【００４０】
上記のように構成される原子力プラントにおいて、非常用炉心冷却設備３Ｂにおいてサーベランステストを行うと、冷却ポンプ３２ｂの運転圧力が封水供給管路２６ｂ内の封水の圧力より高いため、何らかの原因によって逆止弁２７ｂを介して補給水管路２２ｄ側に水が漏洩してしまう場合がある。
【００４１】
このように逆止弁２７ｂに漏洩が生じると、逆止弁２５の作用により非常用炉心冷却設備３Ｂからの漏洩水は逃げ場を失い、補給水管路２２ｄを加圧する。補給水管路２２ｄ内の圧力が上昇し、逃がし弁２８の設定値に達すると、逃がし弁２８の弁体が開放されて補給水管路２２ｄ内の圧力を低下させる。逃がし弁２８によって水を逃がすことによって補給水管路２２ｄ内の圧力が設定値より小さくなると、逃がし弁２８は再び弁体を閉じて補給水管路２２ｄ内の圧力を設定値内に保持する。
【００４２】
このとき、逃がし弁２８の設定値は、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂ内の逃がし弁３８ａ，３８ｂの設定値より低く設定してあるので、これらの弁３８ａ，３８ｂが開かれて圧力異常が解消されることは無い。このように、本実施の形態によれば、逆止弁２７ｂに漏洩が生じることにより補給水管路２２ｄ内で圧力異常が生じても、他の設備に影響を与えることなく解消することができる。
【００４３】
ここで本実施の形態の効果の理解を容易にするために、本実施の形態の比較例を図面を用いて説明する。
【００４４】
図２は本発明の第１の実施の形態の比較例である原子力プラントの概略系統図である。先の図と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する（後の図も同様に扱う）。
【００４５】
この図に示す原子力プラントは上記の実施の形態の補給水供給設備２と異なる補給水供給設備１０２を備えている。この補給水供給設備１０２は上記の補給水供給設備２と逃がし弁２８が設けられていない補給水管路１２２ｄを有する点で異なっている。
【００４６】
このように構成される比較例の原子力プラントにおいて、非常用炉心冷却設備３Ｂにおけるサーベランステストによって逆止弁２７ｂの漏洩が生じると、上記の実施の形態同様に、補給水管路１２２ｄは漏洩水によって加圧される。しかし、この場合、漏洩水による加圧は補給水管路１２２ｄから封水供給管路２６ａを介して非常用炉心冷却設備３Ａに伝播し、非常用炉心冷却設備３Ａ内の圧力も上昇させる。
【００４７】
その結果、非常用炉心冷却設備３Ａ内の圧力が逃がし弁３８ａの設定値に達すると、逃がし弁３８ａの弁体が開放されて非常用炉心冷却設備３Ａ及び補給水管路２２ｄ内の圧力を低下させる。逃がし弁３８ａによって水を逃がすことによって非常用炉心冷却設備３Ａ及び補給水管路２２ｄ内の圧力が設定値より小さくなると、逃がし弁３８ａは再び弁体を閉じて圧力を設定値内に保持する。
【００４８】
このような比較例においても、サーベランステストに付随した漏洩水による圧力異常は逃がし弁３８ａによって解消されるが、それと同時に非常用炉心冷却設備３Ａで圧力異常が発生した旨の警報が発せられてしまう。したがって、上記のような漏洩水の逆流が生じると、非常用炉心冷却設備３Ａが例え正常に稼働していたとしても、異常が無いことを確認する作業が必要となり、プラント運用の面で改善の余地があった。また、万が一、その確認作業中に非常事態が発生した場合には、非常用炉心冷却設備３Ａが正常に稼働しているにもかかわらず炉心を冷却できないという点も改善すべき課題であった。
【００４９】
これに対して本実施の形態は、逆止弁２５の下流側に位置するように補給水管路２２ｄ上に設けられ、補給水管路２２ｄ内の圧力を設定値内に保持する圧力制御手段である逃がし弁２８を備えている。この逃がし弁２８により、非常用炉心冷却設備３Ｂのサーベランステスト時に逆止弁２７ｂを介して水が漏洩して補給水管路２２ｄ内が加圧されても、補給水管路２２ｄ内の圧力を逃がし弁２８の設定値内に保持することができる。
【００５０】
すなわち、本実施の形態によれば、補給水管路２２ｄ内の圧力が上昇しても、比較例のように他の設備（非常用炉心冷却設備３Ａ）に設けられた圧力制御手段（逃がし弁３８ａ）によって圧力異常を解消することなく適正にプラントを運用することができる。したがって、本実施の形態によれば、適正なプラント運用ができるので、原子力プラントの信頼性及び安全性を向上させることができる。
【００５１】
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態が上記の第１の実施の形態と異なる点は、補給水管路２２ｄの圧力制御手段としてオリフィスが設けられたバイパス管路を備えている点である。
【００５２】
図３は本発明の第２の実施の形態である原子力プラントの概略系統図である。
【００５３】
この図に示す原子力プラントは、上記の第１の実施の形態の補給水供給設備２と異なる補給水供給設備２０２を備えており、他の部分は第１の実施の形態と同じである。
【００５４】
補給水供給設備２０２は、逆止弁２５を迂回するように補給水管路２２ｄに両端が接続されたバイパス管路５０を備えている。バイパス管路５０には管路径を縮小したオリフィス部５１が設けられている。バイパス管路５０の上流側の端部は接続部２９ｂの下流側かつ逆止弁２５の上流側に接続されており、これと反対の下流側の端部は逆止弁２５の下流側かつ接続部２９ｃの上流側に接続されている。他の部分は補給水供給設備２と同じである。
【００５５】
オリフィス部５１の径は、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂでサーベランステストを行う際に逆止弁２７ａ，２７ｂを介して漏洩する水の量を考慮し、少なくとも、サーベランステスト後に補給水ポンプ２３を再起動させる際に下流側でウォーターハンマー現象が発生しないように設定する。また、オリフィス部５１の径は、逆止弁２７ａ，２７ｂを介して単位時間当たりに漏洩する水量と同程度の量の水が上流側（接続部２９ｂ側）に逃げるように設定することが好ましい。
【００５６】
このようなバイパス管路５０を設けた補給水供給設備２０２によれば、逆止弁２７ｂからの漏洩水が発生しても逆止弁２５の上流側（接続部２９ｂ側）に逃がすことができるので、補給水管路２２ｄの加圧を他の設備に伝播させることなく解消することができる。したがって、本実施の形態によっても、上記の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
次に本発明の第３の実施の形態について説明する。
本実施の形態が上記の第２の実施の形態と異なる点は、補給水管路２２ｄの圧力制御手段として流量制御弁が設けられたバイパス管路を備えている点である。
【００５８】
図４は本発明の第３の実施の形態である原子力プラントの概略系統図である。
【００５９】
この図に示す原子力プラントは、上記の第２の実施の形態の補給水供給設備２０２と異なる補給水供給設備３０２と、補給水供給設備３０２の制御を行う制御装置３０４を備えており、他の部分は第１の実施の形態と同じである。
【００６０】
補給水供給設備３０２は、逆止弁２５を迂回するように補給水管路２２ｄに両端が接続されたバイパス管路６０を備えている。バイパス管路６０の上流側の端部は接続部２９ｂの下流側かつ逆止弁２５の上流側に接続されており、これと反対の下流側の端部は逆止弁２５の下流側かつ接続部２９ｃの上流側に接続されている。他の部分は補給水供給設備２と同じである。
【００６１】
バイパス管路６０には管路６０内の水の流量を制御する流量制御弁６１が設けられている。流量制御弁６１は、制御装置３０４と接続されており、制御装置３０４からの出力信号によって所定の開度で適宜開閉される。本実施の形態では流量制御弁６１として空気作動弁を用いている。
【００６２】
流量制御弁６１を開くタイミング、及びそのときの開度の制御は制御装置３０４が行っている。この流量制御弁６１の１つの制御の方法としては、非常用炉心冷却設備３Ｂのサーベランステスト（定期検査）の開始時に流量制御弁６１を所定開度まで開き、サーベランステストの終了時に流量制御弁６１を閉じるものがある。この場合のバルブの開度の設定は、上記の第２の実施の形態におけるオリフィス部５１の径を設定する際と同様に、逆止弁２７ｂを介して漏洩する水の量やウォーターハンマー現象を考慮して行うと良い。また、サーベランステストの開始及び終了はバルブ３７ｂの開閉の状態から判断すると良い。即ち、バルブ３７ｂが開かれた状態であればサーベランステストの開始と判断することができ、逆の場合は終了（又は通常運転時）したと判断することができる。なお、サーベランステスト用の運転モードが制御装置３０４に予め設定されている場合には、そのモードを選択している間は流量制御弁６１が開かれるように設定してもよい。
【００６３】
このように構成した原子力プラントにおいても、逆止弁２７ｂからの漏洩水が発生しても逆止弁２５の上流側に逃がすことができるので、補給水管路２２ｄの加圧を他の設備に伝播させることなく解消することができる。したがって、本実施の形態によっても、上記の第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
なお、この他の制御方法としては、補給水管路２２ｄに圧力センサー（図示せず）を取り付けてその圧力検出値が制御装置３０４に入力されるように構成し、圧力センサーから入力される圧力検出値に応じて流量制御弁６１の開度及び開閉のタイミングを決定する方法を利用しても良い。このように制御すれば、補給水管路２２ｄ内の圧力上昇を検知することができるので、逆止弁を介して水の漏洩があったことを客観的に判別することができ、またその漏洩量に応じた最適な制御を行うことができる。
【００６５】
次に本発明の第４の実施の形態について説明する。
本実施の形態が上記の第１の実施の形態と異なる点は、補給水管路２２ｄの圧力制御手段として開閉弁及びアキュムレータが設けられた封水供給管路を備えている点である。
【００６６】
図５は本発明の第４の実施の形態である原子力プラントの概略系統図である。
【００６７】
この図に示す原子力プラントは、上記の第１の実施の形態の補給水供給設備２と異なる補給水供給設備４０２と、補給水供給設備４０２の制御を行う制御装置４０４を備えており、他の部分は第１の実施の形態と同じである。
【００６８】
補給水供給設備４０２は、逆止弁２７ａ，２７ｂの上流側に位置するように封水供給管路２６ａ，２６ｂ上に設けられた開閉弁７０ａ，７０ｂと、開閉弁７０ａ，７０ｂと逆止弁２７ａ，２７ｂの間に設けられたアキュムレータ７１ａ，７１ｂを備えており、他の部分は補給水供給設備２と同じである。
【００６９】
アキュムレータ７１ａ，７１ｂは内部に気体領域を有している。封水供給管路２６ａ，２６ｂ内を流通する水は、管路２６ａ，２６ｂ内の圧力に応じてアキュムレータ７１ａ，７１ｂの内部に導かれ、この気体領域を圧縮する。
【００７０】
アキュムレータ７１ａ，７１ｂにはこの気体領域の圧力値を検出する圧力センサ７２ａ，７２ｂが取り付けられている。圧力センサ７２ａ，７２ｂは、制御装置４０４と接続されており、アキュムレータ７１ａ，７１ｂ内の気体領域の圧力を検出して制御装置４０４に出力している。
【００７１】
開閉弁７０ａ，７０ｂは、制御装置４０４と接続されており、アキュムレータ７１ａ，７１ｂ内の気体領域の圧力値に応じて出力される制御装置４０４からの出力信号によって開閉される。本実施の形態では開閉弁７０ａ，７０ｂとして電気によって駆動される電動弁を用いている。
【００７２】
制御装置４０４は、圧力センサ７２ａ（７２ｂ）から入力される検出値が設定値より小さくなったら弁体を開く信号を開閉弁７０ａ（７０ｂ）に出力し、検出値が設定値に達したら弁体を閉じる信号を出力する。この弁体を開閉するために用いる設定値は、非常用炉心冷却設備３Ａ（３Ｂ）内の管路に封水が満水保持される状態でアキュムレータ７１ａ（７１ｂ）内の気体領域に作用する圧力と、サーベランステスト時に発生する漏洩水による加圧に基づいて設定する。このように設定すると、非常用炉心冷却設備３Ａ（３Ｂ）内の封水が減少しても、その都度適切に補給水供給設備４０２から封水が供給されるように制御されるので、非常用炉心冷却設備３Ａ（３Ｂ）の管路を常に満水保持することができる。
【００７３】
このように構成される原子力プラントにおいて、アキュムレータ７１ａ，７１ｂの気体領域の圧力が設定値以上に保持されている場合には、通常運転時かサーベランステスト時かに関わらず開閉弁７０ａ，７０ｂは閉じられ、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂと補給水供給設備４０２とは隔離されている。このとき、非常用炉心冷却設備３Ｂにおいてサーベランステストを行った場合に逆止弁２７ｂに漏洩が生じて開閉弁７０ｂ側に水が侵入しても、漏洩水はアキュムレータ７１ｂ内の気体領域を圧縮しながらアキュムレータ７１ｂ内に導かれるので圧力上昇は緩和される。
【００７４】
このように本実施の形態よれば、漏洩水が発生しても、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂと補給水供給設備２０４とは開閉弁７０ａ，７０ｂによって隔離されているので他の設備に圧力を伝播させることがなく、適正にプラントを運用することができる。したがって、本実施の形態によっても、上記の各実施の形態同様、適正なプラント運用ができるので、原子力プラントの信頼性及び安全性を向上させることができる。
【００７５】
また、本実施の形態の原子力プラントにおける制御装置４０４は、アキュムレータ７１ｂ（７１ａ）の気体領域の圧力値が設定値より小さくなったら、非常用炉心冷却設備３Ｂ（３Ａ）の管路内の封水が不足していると判断し、開閉弁７０ｂ（７０ａ）を開いて再び満水保持することができる。このように、本実施の形態によれば、非常用炉心冷却設備３Ｂ（３Ａ）内の封水が不足しても自動的に補給することができるので、各設備を隔離してもウォーターハンマー現象の発生をより効果的に抑制することができる。
【００７６】
なお、上記の各実施の形態の説明では、説明を簡略して非常用炉心冷却設備３Ｂにおいてサーベランステストを実施する場合のみを説明したが、非常用炉心冷却設備３Ａでサーベランステストを実施した場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。また、上記の各実施の形態の説明では、簡略のために非常用炉心冷却設備が２つの場合を例に挙げたが、３つ以上の場合にも本発明は同様に適用することができる。
【００７７】
また、上記の説明において、補給水管路２２ｄ内で発生する圧力上昇はウォーターハンマー現象の発生抑制機能を有する逆止弁２５によるものであるが、この他にも、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂ内の上流側に他の用途の逆止弁（例えば図１中の逆止弁２４）が設けられている場合や、逆止弁以外の流通抑制手段が設けられている場合にも本発明は適用することができる。これは非常用炉心冷却設備の上流側に漏洩水の逃げ場を失わせる手段が設けられていれば、補給水管路内の圧力上昇が発生し得るからである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態である原子力プラントの概略系統図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の比較例である原子力プラントの概略系統図。
【図３】本発明の第２の実施の形態である原子力プラントの概略系統図。
【図４】本発明の第３の実施の形態である原子力プラントの概略系統図。
【図５】本発明の第４の実施の形態である原子力プラントの概略系統図。
【符号の説明】
【００７９】
２ 補給水供給設備
３ 非常用炉心冷却設備
１０ 原子炉
２１ 貯水槽
２２ 補給水管路
２３ 補給水ポンプ
２５ 逆止弁
２６ 封水供給管路
２７ 逆止弁
２８ 逃がし弁
５０ バイパス管路
５１ オリフィス部
６０ バイパス管路
６１ 流量制御弁
７０ 開閉弁
７１ アキュムレータ
７２ 圧力センサ
２０２ 補給水供給設備
３０２ 補給水供給設備
３０４ 制御装置
４０２ 補給水供給設備
４０４ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は原子力プラント及びその中の設備に水を供給する補給水設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントにはプラント内の設備に水を供給する補給水設備が設けられている。補給水設備は、貯水槽を水源とし、補給水、洗浄水、及び封水等として利用される水をプラント内の各設備に補給水ポンプによって供給している。
【０００３】
補給水設備が水を供給する設備の１つには非常用炉心冷却設備がある。非常用炉心冷却設備は、原子炉付近に設けられたサプレッションプール（圧力抑制プール）を水源とし、原子炉冷却材が炉心から喪失した場合（非常時）に冷却ポンプで冷却材（水）を炉心に供給する設備である。一般的に非常用炉心冷却設備はプラント内に複数設けられており、補給水設備から各非常用炉心冷却設備に封水を供給する管路（封水供給管路）には各設備内を満水保持するための逆止弁がそれぞれ設けられている。
【０００４】
ところで、プラント建設時の試験や定期検査等の際には、補給水ポンプを停止させる場合がある。このため補給水ポンプの下流の供給先から水が逆流して管路内が真空状態になり、ポンプを再起動させる際にウォーターハンマー現象が発生することがある。このウォーターハンマー現象の発生抑制を図った技術には、給水ポンプの下流側かつ各非常用炉心冷却設備の封水供給管路に設けた逆止弁の上流側に更に逆止弁を設けた補給水設備がある（特許文献１等参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−９８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
原子力プラントでは、非常時に備え各非常用炉心冷却設備が正常に作動するか確認するために、サプレッションプールから冷却ポンプで水を汲み上げて再びサプレッションプールに戻す定期検査（サーベランステスト）を実施している。このとき、冷却ポンプの運転圧力は補給水ポンプの運転圧力よりも高いため、各非常用炉心冷却設備の封水供給管路に設けた逆止弁から水が漏洩して補給水設備の方に向かって逆流する場合がある。
【０００７】
上記の技術が適用されたプラントを含め、封水供給管路の上流側に逆止弁が設けられているプラントで上記のような非常用炉心冷却設備の封水の逆流が生じると、逆止弁の作用によって漏洩水が逃げ場を失い、補給水設備の管路が加圧されることがある。この場合には、加圧された補給水設備の管路から漏洩水が他の非常用炉心冷却設備に侵入し、その非常用炉心冷却設備内に設けられた圧力逃がし弁によって圧力異常は解消されるが、非常用炉心冷却設備の異常と認識され警報が発せられてしまう。
【０００８】
したがって、上記のように封水の逆流が生じると、非常用炉心冷却設備が正常に稼働していても現実に異常が無いことを確認する作業が必要となり、プラント運用の面で改善の余地がある。また、万が一、その確認作業中に非常事態が発生した場合には、正常に稼働しているにもかかわらず炉心を冷却できないという課題も生じてしまう。
【０００９】
本発明の目的は適正なプラント運用が可能な原子力プラント及びその補給水設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明は、上記目的を達成するために、貯水槽の水を補給水管路に圧送する補給水ポンプと、前記補給水管路に設けられ、前記補給水ポンプによって圧送される水の逆流を防止する第１の逆止弁と、この第１の逆止弁の下流側に前記補給水管路から分岐して設けられ、非常時に原子炉の炉心に水を供給する非常用炉心冷却設備と接続された封水供給管路と、この封水供給管路に設けられ、前記非常用炉心冷却設備から前記補給水管路へ水が流通することを防止する第２の逆止弁と、前記第１の逆止弁の下流側に設けられ、前記補給水管路内の圧力を設定値内に保持する圧力制御手段とを備えるものとする。
【００１１】
（２）上記（１）における前記圧力制御手段は、好ましくは、圧力逃がし弁であるものとする。
【００１２】
（３）上記（１）における前記圧力制御手段は、好ましくは、オリフィス部が設けられ、前記第１の逆止弁を迂回するように前記補給水管路に両端が接続されたバイパス管路であるものとする。
【００１３】
（４）上記（１）における前記圧力制御手段は、好ましくは、流量制御弁が設けられ、前記第１の逆止弁を迂回するように前記補給水管路に両端が接続されたバイパス管路であるものとする。
【００１４】
（５）上記（４）は、好ましくは、前記非常用炉心冷却設備の定期検査の開始時に前記流量制御弁を所定開度まで開き、前記定期検査の終了時に前記流量制御弁を閉じる制御装置を備えるものとする。
【００１５】
（６）上記（１）における前記圧力制御手段は、好ましくは、前記封水供給管路上の前記第２の逆止弁の上流側に設けられた開閉弁、及びこの開閉弁と前記第２の逆止弁の間に設けられたアキュムレータであるものとする。
【００１６】
（７）上記（６）は、好ましくは、前記アキュムレータに取り付けられ、内部の気体領域の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段から入力される検出値に応じて、前記検出値が設定値より小さくなったら前記開閉弁を開き、前記検出値が設定値に達したら前記開閉弁を閉じる制御装置とを備えることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【００１７】
（８）本発明は、上記目的を達成するために、原子炉と、非常時に前記原子炉の炉心に水を供給する非常用炉心冷却設備と、貯水槽の水を補給水管路に圧送する補給水ポンプと、前記補給水管路に設けられ、前記補給水ポンプによって圧送される水の逆流を防止する第１の逆止弁と、この第１の逆止弁の下流側に前記補給水管路から分岐して設けられ、前記非常用炉心冷却設備と接続される封水供給管路と、この封水供給管路に設けられ、前記非常用炉心冷却設備から前記補給水管路へ水が流通することを防止する第２の逆止弁と、前記第１の逆止弁の下流側に設けられ、前記補給水管路内の圧力を設定値内に保持する圧力制御手段とを備えるものとする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、適正なプラント運用ができるので、原子力プラントの信頼性及び安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は本発明の第１の実施の形態である原子力プラントの概略系統図である。
【００２１】
この図に示す原子力プラントは、原子炉格納容器１と、プラント内の設備に水を供給する補給水供給設備２と、原子炉冷却材が原子炉１０（後述）の炉心から喪失する非常時に炉心に冷却材を供給する非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂを主に備えている。
【００２２】
原子炉格納容器１内には、原子炉（原子炉圧力容器）１０と、原子炉１０の下方に設けられたサプレッションプール（圧力抑制プール）１１が備えられている。
【００２３】
原子炉１０で発生した蒸気は発電機を駆動するタービン（図示せず）を回転させるための作動流体、又は作動流体を発生させるための熱源として利用されている。また、サプレッションプール１１内には原子炉冷却材として水が貯められている。
【００２４】
補給水供給設備２は、この設備２の水源である貯水槽（復水貯蔵水槽）２１と、貯水槽２１と接続された補給水管路２２ａと、補給水管路２２ａに設けられ、貯水槽１内の水を圧送する補給水ポンプ２３と、補給水管路２２ａに設けられ、補給水管路２２ａ内の水が貯水槽２１へ逆流することを防止する逆止弁２４と、補給水管路２２ａと接続され、補給水管路２２ａと水が必要な設備を接続する補給水管路２２ｂ，２２ｃと、補給水管路２２ａと接続され、補給水管路２２ａと非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂを接続する補給水管路２２ｄと、補給水管路２２ｄに設けられ、補給水管路２２ｄ内の水が補給水管路２２ａの方へ逆流することを防止する逆止弁２５と、補給水管路２２ｄに設けられ、補給水管路２２ｄと非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂを接続する封水供給管路２６ａ，２６ｂと、封水供給管路２６ａ，２６ｂに設けられ、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂから補給水管路２２ｄへ水が流通することを防止する逆止弁２７ａ，２７ｂと、補給水管路２２ｄに設けられ、補給水管路２２ｄ内の圧力を設定値内に保持する逃がし弁（圧力逃がし弁）２８を備えている。
【００２５】
補給水管路２２ａには、補給水ポンプ２３が吐出する水の流通方向（下流側）に沿って、補給水ポンプ２３、逆止弁２４、補給水管路２２ｂが接続された接続部２９ａ、補給水管路２２ｃ，２２ｄが接続された接続部２９ｂが順番に設けられている。
【００２６】
補給水ポンプ２３は、貯水槽１内の水を吸い込み、補給水管路２２ａ〜２２ｄを介して非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂをはじめとして、水の供給先である設備に補給水、洗浄水、封水などを供給している。
【００２７】
逆止弁２４は補給水ポンプ２３が停止した場合に補給水管路２２ａ内の水が貯水槽２１へ逆流することを防止している。
【００２８】
補給水管路２２ｂ，２２ｃは、プラント内のタービン建物、廃棄物処理建物に接続されており、これらの建物内に設置された設備（例えば、復水器等）に水を供給している。
【００２９】
補給水管路２２ｄには、補給水ポンプ２３が吐出する水の流通方向（下流側）に向かって、逆止弁２５、封水供給管路２６ａが接続された接続部２９ｃ、封水供給管路２６ｂが接続された接続部２９ｄが順番に設けられている。接続部２９ｄの更に下流側には、原子炉格納容器１が設置されている原子炉建物（図示せず）内の他の設備（例えば、原子炉建物の最上階に設けられたプール（図示せず）等）が接続されている。
【００３０】
逆止弁２５は、接続部２９ｂの下流側かつ接続部２９ｃの上流側に設置されているとともに、貯水槽１の水位より低い箇所に設置されている。ところで、補給水ポンプ２３の下流側において貯水槽１の水位よりも高いところに設置された補給水の供給先があると、原子力プラントの建設時の試験や定期検査時等で補給水ポンプ２３を停止させた場合等に、貯水槽１の水位との相対的な高低差が原因となって補給水供給先の設備から水落ちが発生することがある。逆止弁２５は、このような水落ち（逆流）が発生することを防止しており、補給水ポンプ２３を再起動した際に下流側でウォーターハンマー現象が発生することを抑制して管路を損傷から保護している。
【００３１】
逃がし弁２８は補給水管路２２ｄ上に逆止弁２５の下流側に位置するように設けられている。この逃がし弁２８は、補給水管路２２ｄ内の圧力が上昇して予め設定しておいた設定値に達したときに自動的に弁体が開き、圧力が設定値から降下すると再び弁体が閉じるようになっている。これにより逃がし弁２８は補給水管路２２ｄ内の圧力を設定値内に保持している。この弁体が開く設定値は非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂ内の逃がし弁３８ａ，３８ｂ（後述）が開く設定値より低く設定してある。
【００３２】
封水供給管路２６ａは下流側において非常用炉心冷却設備３Ａと接続されており、封水供給管路２６ｂは下流側において非常用炉心冷却設備３Ｂと接続されている。補給水設備２は、この封水供給管路２６ａ，２６ｂを介して非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂに水を供給しており、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂ内の管路を常に満水保持している。
【００３３】
逆止弁２７ａは封水供給管路２６ａに設けられており、逆止弁２７ｂは封水供給管路２６ｂに設けられている。逆止弁２７ａ，２７ｂは、補給水管路２２ｄから非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂの方向へ水を流通するように設けられているが、これと反対に非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂから補給水管路２２ｄの方向へは水が流通しないように設けられている。
【００３４】
非常用炉心冷却設備３Ａは、サプレッションプール１１と接続された冷却管路３１ａと、冷却管路３１ａに設けられ、サプレッションプール１１内の水を圧送する冷却ポンプ３２ａと、接続部３３ａにおいて冷却管路３１ａと接続され、接続部３３ａの反対側において原子炉１０と接続された冷却管路３４ａと、冷却管路３４ａに設けられたバルブ３５ａと、接続部３３ａにおいて冷却管路３１ａと接続され、接続部３３ａの反対側においてサプレッションプール１１と接続された冷却管路３６ａと、冷却管路３６ａに設けられたバルブ３７ａと、冷却管路３１ａと冷却管路３６ａをバイパスするように設けられ、設備３Ａ内の管路３１ａ，３４ａ，３６ａ内の圧力を設定値内に保持する逃がし弁（圧力逃がし弁）３８ａを備えている。
【００３５】
冷却ポンプ３２ａの運転圧力は、補給水供給設備２が封水供給管路２６ａを介して供給する封水の圧力よりも高く設定されている。これにより冷却ポンプ３２ａの稼働時には、補給水供給設備２から封水供給管路２６ａを介して非常用炉心冷却設備３Ａ側に水が流通しないように構成されている。
【００３６】
逃がし弁３８ａは、前述した補給水設備２の逃がし弁２８と同様の構成を備えており、冷却管路３１ａ内の圧力を設定値内に保持している。逃がし弁３８ａの弁体が開く設定値は、逃がし弁２８が開く設定値より高く設定してある。冷却管路３１ａ内の圧力が設定値に達すると逃がし弁３８ａは冷却管路３６ａのバルブ３７ａの下流側に水を逃がして圧力を所定値内に保持する。
【００３７】
非常用炉心冷却設備３Ａは、原子炉１０で原子炉冷却系の配管破断が起きる等して原子炉冷却材が炉心から喪失した場合（非常時）に、バルブ３５ａを開いてバルブ３７ａを閉じた状態で、サプレッションプール１１の水を冷却ポンプ３２ａによって直ちに炉心に供給して冷却する設備である。通常運転時の非常用炉心冷却設備３Ａはバルブ３５ａ，３７ａを共に閉じてその機能を停止しているが、上記のような非常時に備えて設備３Ａが正常に稼働するかどうかを確認するための検査（サーベランステスト）を定期的に行う必要がある。
【００３８】
サーベランステストの際には、バルブ３５ａを開けてバルブ３７ａを閉じた状態で、サプレッションプール１１を水源として冷却ポンプ３２ａによって昇圧した水を冷却管路３１ａ，３６ａを介して水を再びサプレッションプール１１に送り、冷却ポンプ３１ａ等の稼働状況を確認する。
【００３９】
非常用炉心冷却設備３Ｂは、上記の非常用炉心冷却設備３Ａと同じ構成を備えているので説明は省略し、各構成に付した符号「ａ」を「ｂ」に代えて以下の説明で適宜用いることにする。
【００４０】
上記のように構成される原子力プラントにおいて、非常用炉心冷却設備３Ｂにおいてサーベランステストを行うと、冷却ポンプ３２ｂの運転圧力が封水供給管路２６ｂ内の封水の圧力より高いため、何らかの原因によって逆止弁２７ｂを介して補給水管路２２ｄ側に水が漏洩してしまう場合がある。
【００４１】
このように逆止弁２７ｂに漏洩が生じると、逆止弁２５の作用により非常用炉心冷却設備３Ｂからの漏洩水は逃げ場を失い、補給水管路２２ｄを加圧する。補給水管路２２ｄ内の圧力が上昇し、逃がし弁２８の設定値に達すると、逃がし弁２８の弁体が開放されて補給水管路２２ｄ内の圧力を低下させる。逃がし弁２８によって水を逃がすことによって補給水管路２２ｄ内の圧力が設定値より小さくなると、逃がし弁２８は再び弁体を閉じて補給水管路２２ｄ内の圧力を設定値内に保持する。
【００４２】
このとき、逃がし弁２８の設定値は、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂ内の逃がし弁３８ａ，３８ｂの設定値より低く設定してあるので、これらの弁３８ａ，３８ｂが開かれて圧力異常が解消されることは無い。このように、本実施の形態によれば、逆止弁２７ｂに漏洩が生じることにより補給水管路２２ｄ内で圧力異常が生じても、他の設備に影響を与えることなく解消することができる。
【００４３】
ここで本実施の形態の効果の理解を容易にするために、本実施の形態の比較例を図面を用いて説明する。
【００４４】
図２は本発明の第１の実施の形態の比較例である原子力プラントの概略系統図である。先の図と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する（後の図も同様に扱う）。
【００４５】
この図に示す原子力プラントは上記の実施の形態の補給水供給設備２と異なる補給水供給設備１０２を備えている。この補給水供給設備１０２は上記の補給水供給設備２と逃がし弁２８が設けられていない補給水管路１２２ｄを有する点で異なっている。
【００４６】
このように構成される比較例の原子力プラントにおいて、非常用炉心冷却設備３Ｂにおけるサーベランステストによって逆止弁２７ｂの漏洩が生じると、上記の実施の形態同様に、補給水管路１２２ｄは漏洩水によって加圧される。しかし、この場合、漏洩水による加圧は補給水管路１２２ｄから封水供給管路２６ａを介して非常用炉心冷却設備３Ａに伝播し、非常用炉心冷却設備３Ａ内の圧力も上昇させる。
【００４７】
その結果、非常用炉心冷却設備３Ａ内の圧力が逃がし弁３８ａの設定値に達すると、逃がし弁３８ａの弁体が開放されて非常用炉心冷却設備３Ａ及び補給水管路２２ｄ内の圧力を低下させる。逃がし弁３８ａによって水を逃がすことによって非常用炉心冷却設備３Ａ及び補給水管路２２ｄ内の圧力が設定値より小さくなると、逃がし弁３８ａは再び弁体を閉じて圧力を設定値内に保持する。
【００４８】
このような比較例においても、サーベランステストに付随した漏洩水による圧力異常は逃がし弁３８ａによって解消されるが、それと同時に非常用炉心冷却設備３Ａで圧力異常が発生した旨の警報が発せられてしまう。したがって、上記のような漏洩水の逆流が生じると、非常用炉心冷却設備３Ａが例え正常に稼働していたとしても、異常が無いことを確認する作業が必要となり、プラント運用の面で改善の余地があった。また、万が一、その確認作業中に非常事態が発生した場合には、非常用炉心冷却設備３Ａが正常に稼働しているにもかかわらず炉心を冷却できないという点も改善すべき課題であった。
【００４９】
これに対して本実施の形態は、逆止弁２５の下流側に位置するように補給水管路２２ｄ上に設けられ、補給水管路２２ｄ内の圧力を設定値内に保持する圧力制御手段である逃がし弁２８を備えている。この逃がし弁２８により、非常用炉心冷却設備３Ｂのサーベランステスト時に逆止弁２７ｂを介して水が漏洩して補給水管路２２ｄ内が加圧されても、補給水管路２２ｄ内の圧力を逃がし弁２８の設定値内に保持することができる。
【００５０】
すなわち、本実施の形態によれば、補給水管路２２ｄ内の圧力が上昇しても、比較例のように他の設備（非常用炉心冷却設備３Ａ）に設けられた圧力制御手段（逃がし弁３８ａ）によって圧力異常を解消することなく適正にプラントを運用することができる。したがって、本実施の形態によれば、適正なプラント運用ができるので、原子力プラントの信頼性及び安全性を向上させることができる。
【００５１】
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態が上記の第１の実施の形態と異なる点は、補給水管路２２ｄの圧力制御手段としてオリフィスが設けられたバイパス管路を備えている点である。
【００５２】
図３は本発明の第２の実施の形態である原子力プラントの概略系統図である。
【００５３】
この図に示す原子力プラントは、上記の第１の実施の形態の補給水供給設備２と異なる補給水供給設備２０２を備えており、他の部分は第１の実施の形態と同じである。
【００５４】
補給水供給設備２０２は、逆止弁２５を迂回するように補給水管路２２ｄに両端が接続されたバイパス管路５０を備えている。バイパス管路５０には管路径を縮小したオリフィス部５１が設けられている。バイパス管路５０の上流側の端部は接続部２９ｂの下流側かつ逆止弁２５の上流側に接続されており、これと反対の下流側の端部は逆止弁２５の下流側かつ接続部２９ｃの上流側に接続されている。他の部分は補給水供給設備２と同じである。
【００５５】
オリフィス部５１の径は、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂでサーベランステストを行う際に逆止弁２７ａ，２７ｂを介して漏洩する水の量を考慮し、少なくとも、サーベランステスト後に補給水ポンプ２３を再起動させる際に下流側でウォーターハンマー現象が発生しないように設定する。また、オリフィス部５１の径は、逆止弁２７ａ，２７ｂを介して単位時間当たりに漏洩する水量と同程度の量の水が上流側（接続部２９ｂ側）に逃げるように設定することが好ましい。
【００５６】
このようなバイパス管路５０を設けた補給水供給設備２０２によれば、逆止弁２７ｂからの漏洩水が発生しても逆止弁２５の上流側（接続部２９ｂ側）に逃がすことができるので、補給水管路２２ｄの加圧を他の設備に伝播させることなく解消することができる。したがって、本実施の形態によっても、上記の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
次に本発明の第３の実施の形態について説明する。
本実施の形態が上記の第２の実施の形態と異なる点は、補給水管路２２ｄの圧力制御手段として流量制御弁が設けられたバイパス管路を備えている点である。
【００５８】
図４は本発明の第３の実施の形態である原子力プラントの概略系統図である。
【００５９】
この図に示す原子力プラントは、上記の第２の実施の形態の補給水供給設備２０２と異なる補給水供給設備３０２と、補給水供給設備３０２の制御を行う制御装置３０４を備えており、他の部分は第１の実施の形態と同じである。
【００６０】
補給水供給設備３０２は、逆止弁２５を迂回するように補給水管路２２ｄに両端が接続されたバイパス管路６０を備えている。バイパス管路６０の上流側の端部は接続部２９ｂの下流側かつ逆止弁２５の上流側に接続されており、これと反対の下流側の端部は逆止弁２５の下流側かつ接続部２９ｃの上流側に接続されている。他の部分は補給水供給設備２と同じである。
【００６１】
バイパス管路６０には管路６０内の水の流量を制御する流量制御弁６１が設けられている。流量制御弁６１は、制御装置３０４と接続されており、制御装置３０４からの出力信号によって所定の開度で適宜開閉される。本実施の形態では流量制御弁６１として空気作動弁を用いている。
【００６２】
流量制御弁６１を開くタイミング、及びそのときの開度の制御は制御装置３０４が行っている。この流量制御弁６１の１つの制御の方法としては、非常用炉心冷却設備３Ｂのサーベランステスト（定期検査）の開始時に流量制御弁６１を所定開度まで開き、サーベランステストの終了時に流量制御弁６１を閉じるものがある。この場合のバルブの開度の設定は、上記の第２の実施の形態におけるオリフィス部５１の径を設定する際と同様に、逆止弁２７ｂを介して漏洩する水の量やウォーターハンマー現象を考慮して行うと良い。また、サーベランステストの開始及び終了はバルブ３７ｂの開閉の状態から判断すると良い。即ち、バルブ３７ｂが開かれた状態であればサーベランステストの開始と判断することができ、逆の場合は終了（又は通常運転時）したと判断することができる。なお、サーベランステスト用の運転モードが制御装置３０４に予め設定されている場合には、そのモードを選択している間は流量制御弁６１が開かれるように設定してもよい。
【００６３】
このように構成した原子力プラントにおいても、逆止弁２７ｂからの漏洩水が発生しても逆止弁２５の上流側に逃がすことができるので、補給水管路２２ｄの加圧を他の設備に伝播させることなく解消することができる。したがって、本実施の形態によっても、上記の第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
なお、この他の制御方法としては、補給水管路２２ｄに圧力センサー（図示せず）を取り付けてその圧力検出値が制御装置３０４に入力されるように構成し、圧力センサーから入力される圧力検出値に応じて流量制御弁６１の開度及び開閉のタイミングを決定する方法を利用しても良い。このように制御すれば、補給水管路２２ｄ内の圧力上昇を検知することができるので、逆止弁を介して水の漏洩があったことを客観的に判別することができ、またその漏洩量に応じた最適な制御を行うことができる。
【００６５】
次に本発明の第４の実施の形態について説明する。
本実施の形態が上記の第１の実施の形態と異なる点は、補給水管路２２ｄの圧力制御手段として開閉弁及びアキュムレータが設けられた封水供給管路を備えている点である。
【００６６】
図５は本発明の第４の実施の形態である原子力プラントの概略系統図である。
【００６７】
この図に示す原子力プラントは、上記の第１の実施の形態の補給水供給設備２と異なる補給水供給設備４０２と、補給水供給設備４０２の制御を行う制御装置４０４を備えており、他の部分は第１の実施の形態と同じである。
【００６８】
補給水供給設備４０２は、逆止弁２７ａ，２７ｂの上流側に位置するように封水供給管路２６ａ，２６ｂ上に設けられた開閉弁７０ａ，７０ｂと、開閉弁７０ａ，７０ｂと逆止弁２７ａ，２７ｂの間に設けられたアキュムレータ７１ａ，７１ｂを備えており、他の部分は補給水供給設備２と同じである。
【００６９】
アキュムレータ７１ａ，７１ｂは内部に気体領域を有している。封水供給管路２６ａ，２６ｂ内を流通する水は、管路２６ａ，２６ｂ内の圧力に応じてアキュムレータ７１ａ，７１ｂの内部に導かれ、この気体領域を圧縮する。
【００７０】
アキュムレータ７１ａ，７１ｂにはこの気体領域の圧力値を検出する圧力センサ７２ａ，７２ｂが取り付けられている。圧力センサ７２ａ，７２ｂは、制御装置４０４と接続されており、アキュムレータ７１ａ，７１ｂ内の気体領域の圧力を検出して制御装置４０４に出力している。
【００７１】
開閉弁７０ａ，７０ｂは、制御装置４０４と接続されており、アキュムレータ７１ａ，７１ｂ内の気体領域の圧力値に応じて出力される制御装置４０４からの出力信号によって開閉される。本実施の形態では開閉弁７０ａ，７０ｂとして電気によって駆動される電動弁を用いている。
【００７２】
制御装置４０４は、圧力センサ７２ａ（７２ｂ）から入力される検出値が設定値より小さくなったら弁体を開く信号を開閉弁７０ａ（７０ｂ）に出力し、検出値が設定値に達したら弁体を閉じる信号を出力する。この弁体を開閉するために用いる設定値は、非常用炉心冷却設備３Ａ（３Ｂ）内の管路に封水が満水保持される状態でアキュムレータ７１ａ（７１ｂ）内の気体領域に作用する圧力と、サーベランステスト時に発生する漏洩水による加圧に基づいて設定する。このように設定すると、非常用炉心冷却設備３Ａ（３Ｂ）内の封水が減少しても、その都度適切に補給水供給設備４０２から封水が供給されるように制御されるので、非常用炉心冷却設備３Ａ（３Ｂ）の管路を常に満水保持することができる。
【００７３】
このように構成される原子力プラントにおいて、アキュムレータ７１ａ，７１ｂの気体領域の圧力が設定値以上に保持されている場合には、通常運転時かサーベランステスト時かに関わらず開閉弁７０ａ，７０ｂは閉じられ、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂと補給水供給設備４０２とは隔離されている。このとき、非常用炉心冷却設備３Ｂにおいてサーベランステストを行った場合に逆止弁２７ｂに漏洩が生じて開閉弁７０ｂ側に水が侵入しても、漏洩水はアキュムレータ７１ｂ内の気体領域を圧縮しながらアキュムレータ７１ｂ内に導かれるので圧力上昇は緩和される。
【００７４】
このように本実施の形態よれば、漏洩水が発生しても、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂと補給水供給設備２０４とは開閉弁７０ａ，７０ｂによって隔離されているので他の設備に圧力を伝播させることがなく、適正にプラントを運用することができる。したがって、本実施の形態によっても、上記の各実施の形態同様、適正なプラント運用ができるので、原子力プラントの信頼性及び安全性を向上させることができる。
【００７５】
また、本実施の形態の原子力プラントにおける制御装置４０４は、アキュムレータ７１ｂ（７１ａ）の気体領域の圧力値が設定値より小さくなったら、非常用炉心冷却設備３Ｂ（３Ａ）の管路内の封水が不足していると判断し、開閉弁７０ｂ（７０ａ）を開いて再び満水保持することができる。このように、本実施の形態によれば、非常用炉心冷却設備３Ｂ（３Ａ）内の封水が不足しても自動的に補給することができるので、各設備を隔離してもウォーターハンマー現象の発生をより効果的に抑制することができる。
【００７６】
なお、上記の各実施の形態の説明では、説明を簡略して非常用炉心冷却設備３Ｂにおいてサーベランステストを実施する場合のみを説明したが、非常用炉心冷却設備３Ａでサーベランステストを実施した場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。また、上記の各実施の形態の説明では、簡略のために非常用炉心冷却設備が２つの場合を例に挙げたが、３つ以上の場合にも本発明は同様に適用することができる。
【００７７】
また、上記の説明において、補給水管路２２ｄ内で発生する圧力上昇はウォーターハンマー現象の発生抑制機能を有する逆止弁２５によるものであるが、この他にも、非常用炉心冷却設備３Ａ，３Ｂ内の上流側に他の用途の逆止弁（例えば図１中の逆止弁２４）が設けられている場合や、逆止弁以外の流通抑制手段が設けられている場合にも本発明は適用することができる。これは非常用炉心冷却設備の上流側に漏洩水の逃げ場を失わせる手段が設けられていれば、補給水管路内の圧力上昇が発生し得るからである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態である原子力プラントの概略系統図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の比較例である原子力プラントの概略系統図。
【図３】本発明の第２の実施の形態である原子力プラントの概略系統図。
【図４】本発明の第３の実施の形態である原子力プラントの概略系統図。
【図５】本発明の第４の実施の形態である原子力プラントの概略系統図。
【符号の説明】
【００７９】
２ 補給水供給設備
３ 非常用炉心冷却設備
１０ 原子炉
２１ 貯水槽
２２ 補給水管路
２３ 補給水ポンプ
２５ 逆止弁
２６ 封水供給管路
２７ 逆止弁
２８ 逃がし弁
５０ バイパス管路
５１ オリフィス部
６０ バイパス管路
６１ 流量制御弁
７０ 開閉弁
７１ アキュムレータ
７２ 圧力センサ
２０２ 補給水供給設備
３０２ 補給水供給設備
３０４ 制御装置
４０２ 補給水供給設備
４０４ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水槽の水を補給水管路に圧送する補給水ポンプと、
前記補給水管路に設けられ、前記補給水ポンプによって圧送される水の逆流を防止する第１の逆止弁と、
この第１の逆止弁の下流側に前記補給水管路から分岐して設けられ、非常時に原子炉の炉心に水を供給する非常用炉心冷却設備と接続された封水供給管路と、
この封水供給管路に設けられ、前記非常用炉心冷却設備から前記補給水管路へ水が流通することを防止する第２の逆止弁と、
前記第１の逆止弁の下流側に設けられ、前記補給水管路内の圧力を設定値内に保持する圧力制御手段とを備えることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【請求項２】
請求項１記載の原子力プラントの補給水設備において、
前記圧力制御手段は圧力逃がし弁であることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【請求項３】
請求項１記載の原子力プラントの補給水設備において、
前記圧力制御手段は、オリフィス部が設けられ、前記第１の逆止弁を迂回するように前記補給水管路に両端が接続されたバイパス管路であることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【請求項４】
請求項１記載の原子力プラントの補給水設備において、
前記圧力制御手段は、流量制御弁が設けられ、前記第１の逆止弁を迂回するように前記補給水管路に両端が接続されたバイパス管路であることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【請求項５】
請求項４記載の原子力プラントの補給水設備において、
前記非常用炉心冷却設備の定期検査の開始時に前記流量制御弁を所定開度まで開き、前記定期検査の終了時に前記流量制御弁を閉じる制御装置を備えることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【請求項６】
請求項１記載の原子力プラントの補給水設備において、
前記圧力制御手段は、前記封水供給管路上の前記第２の逆止弁の上流側に設けられた開閉弁、及びこの開閉弁と前記第２の逆止弁の間に設けられたアキュムレータであることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【請求項７】
請求項６記載の原子力プラントの補給水設備において、
前記アキュムレータに取り付けられ、内部の気体領域の圧力を検出する圧力検出手段と、
この圧力検出手段から入力される検出値に応じて、前記検出値が設定値より小さくなったら前記開閉弁を開き、前記検出値が設定値に達したら前記開閉弁を閉じる制御装置とを備えることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【請求項８】
原子炉と、
非常時に前記原子炉の炉心に水を供給する非常用炉心冷却設備と、
貯水槽の水を補給水管路に圧送する補給水ポンプと、
前記補給水管路に設けられ、前記補給水ポンプによって圧送される水の逆流を防止する第１の逆止弁と、
この第１の逆止弁の下流側に前記補給水管路から分岐して設けられ、前記非常用炉心冷却設備と接続される封水供給管路と、
この封水供給管路に設けられ、前記非常用炉心冷却設備から前記補給水管路へ水が流通することを防止する第２の逆止弁と、
前記第１の逆止弁の下流側に設けられ、前記補給水管路内の圧力を設定値内に保持する圧力制御手段とを備えることを特徴とする原子力プラント。
【請求項１】
貯水槽の水を補給水管路に圧送する補給水ポンプと、
前記補給水管路に設けられ、前記補給水ポンプによって圧送される水の逆流を防止する第１の逆止弁と、
この第１の逆止弁の下流側に前記補給水管路から分岐して設けられ、非常時に原子炉の炉心に水を供給する非常用炉心冷却設備と接続された封水供給管路と、
この封水供給管路に設けられ、前記非常用炉心冷却設備から前記補給水管路へ水が流通することを防止する第２の逆止弁と、
前記第１の逆止弁の下流側に設けられ、前記補給水管路内の圧力を設定値内に保持する圧力制御手段とを備えることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【請求項２】
請求項１記載の原子力プラントの補給水設備において、
前記圧力制御手段は圧力逃がし弁であることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【請求項３】
請求項１記載の原子力プラントの補給水設備において、
前記圧力制御手段は、オリフィス部が設けられ、前記第１の逆止弁を迂回するように前記補給水管路に両端が接続されたバイパス管路であることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【請求項４】
請求項１記載の原子力プラントの補給水設備において、
前記圧力制御手段は、流量制御弁が設けられ、前記第１の逆止弁を迂回するように前記補給水管路に両端が接続されたバイパス管路であることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【請求項５】
請求項４記載の原子力プラントの補給水設備において、
前記非常用炉心冷却設備の定期検査の開始時に前記流量制御弁を所定開度まで開き、前記定期検査の終了時に前記流量制御弁を閉じる制御装置を備えることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【請求項６】
請求項１記載の原子力プラントの補給水設備において、
前記圧力制御手段は、前記封水供給管路上の前記第２の逆止弁の上流側に設けられた開閉弁、及びこの開閉弁と前記第２の逆止弁の間に設けられたアキュムレータであることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【請求項７】
請求項６記載の原子力プラントの補給水設備において、
前記アキュムレータに取り付けられ、内部の気体領域の圧力を検出する圧力検出手段と、
この圧力検出手段から入力される検出値に応じて、前記検出値が設定値より小さくなったら前記開閉弁を開き、前記検出値が設定値に達したら前記開閉弁を閉じる制御装置とを備えることを特徴とする原子力プラントの補給水設備。
【請求項８】
原子炉と、
非常時に前記原子炉の炉心に水を供給する非常用炉心冷却設備と、
貯水槽の水を補給水管路に圧送する補給水ポンプと、
前記補給水管路に設けられ、前記補給水ポンプによって圧送される水の逆流を防止する第１の逆止弁と、
この第１の逆止弁の下流側に前記補給水管路から分岐して設けられ、前記非常用炉心冷却設備と接続される封水供給管路と、
この封水供給管路に設けられ、前記非常用炉心冷却設備から前記補給水管路へ水が流通することを防止する第２の逆止弁と、
前記第１の逆止弁の下流側に設けられ、前記補給水管路内の圧力を設定値内に保持する圧力制御手段とを備えることを特徴とする原子力プラント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１６４４５０（Ｐ２００８−１６４４５０Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５４６１６（Ｐ２００６−３５４６１６）
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
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