原子炉冷却装置
【課題】非常時に原子炉における蒸気の発生量が低下しても、原子炉の冷却機能が失われることがなく、またタービンにおけるエネルギーロスを最小限に抑えることが可能な原子炉冷却装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る原子炉冷却装置１０は、原子炉２から導入される蒸気によって駆動される複数の蓄電用タービン２２２と、これら蓄電用タービン２２２の駆動によって蓄電される蓄電部２１と、蓄電部２１の電力によって駆動されることで原子炉２に冷却水を供給する冷却系ポンプ２６と、蓄電用タービン２２２に導入される蒸気の流量Ｒを検出する流量検出部１６と、流量検出部１６の検出値に基づいて、複数の蓄電用タービン２２２の駆動台数を制御する制御部１９と、を備えるものである。
【解決手段】本発明に係る原子炉冷却装置１０は、原子炉２から導入される蒸気によって駆動される複数の蓄電用タービン２２２と、これら蓄電用タービン２２２の駆動によって蓄電される蓄電部２１と、蓄電部２１の電力によって駆動されることで原子炉２に冷却水を供給する冷却系ポンプ２６と、蓄電用タービン２２２に導入される蒸気の流量Ｒを検出する流量検出部１６と、流量検出部１６の検出値に基づいて、複数の蓄電用タービン２２２の駆動台数を制御する制御部１９と、を備えるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンでポンプを駆動することによって原子炉に冷却水を供給する原子炉冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電を目的として広く用いられる沸騰水型原子炉は、核分裂反応によって生じた熱エネルギーで軽水を沸騰させ、高温且つ高圧の蒸気として取り出す原子炉である。この沸騰水型原子炉では、原子炉を冷やす冷却系統の配管が破損等して冷却水が喪失した場合でも原子炉が溶解することのないよう、原子炉の冷却を維持する必要がある。そこで、この沸騰水型原子炉には、原子炉隔離時冷却系（ＲＣＩＣ：Ｒｅａｃｔｏｒ Ｃｏｒｅ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる原子炉冷却装置が設けられる。
【０００３】
この原子炉隔離時冷却系では、原子炉で取り出された蒸気がタービンに導入される。そして、タービンによって得られた動力でポンプが駆動されることにより、原子炉に対して冷却水が供給される（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２６７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の原子炉冷却装置としての原子炉隔離時冷却系では、前述のように冷却水を供給するポンプを駆動するのはタービンであって、このタービンは原子炉で発生した蒸気によって駆動される。従って、非常時に原子炉における蒸気の発生量が一定値以下になると、タービンが停止することによってポンプも停止し、これにより原子炉の冷却機能が失われるという問題が生じる。
【０００６】
また、従来の原子炉冷却装置としての原子炉隔離時冷却系では、非常時に原子炉における蒸気の発生量が減少すると、タービンが熱効率の悪い領域で動作することによってエネルギーロスが大きくなるという問題がある。特に、原子炉隔離時冷却系のタービンとして大型の発電用タービンを流用している場合、タービンの熱効率が特に悪くなるため、上記エネルギーロスの問題が顕著となる。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、非常時に原子炉における蒸気の発生量が低下しても、原子炉の冷却機能が失われることがなく、またタービンにおけるエネルギーロスを最小限に抑えることが可能な原子炉冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、本発明に係る原子炉冷却装置は、原子炉から導入される蒸気によって駆動される複数の蓄電用タービンと、これら蓄電用タービンの駆動によって蓄電される蓄電部と、前記蓄電部の電力によって駆動されることで、前記原子炉に冷却水を供給する冷却系ポンプと、前記蓄電用タービンに導入される蒸気の状態量を検出する検出部と、前記検出部の検出値に基づいて、複数の前記蓄電用タービンの駆動台数を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、通常運転時に原子炉で一定量の蒸気が発生している間に、蓄電用タービンの駆動に使用されなかった余剰の電力が蓄電部に蓄電される。そして、異常発生時に原子炉で発生する蒸気量が減少して一定量以下になると、蓄電部に蓄電された電力によって冷却系ポンプが駆動される。これにより、異常発生時においても、冷却系ポンプによって原子炉に冷却水が供給されるため、原子炉の冷却機能を維持することができる。また、蒸気の状態量に応じて制御部が蓄電用タービンの駆動台数を適切に制御するため、蓄電用タービンにおけるエネルギーのロスを最小限に抑えることができる。
【００１０】
また、本発明に係る原子炉冷却装置は、前記制御部は、最大の熱効率で前記蓄電用タービンそれぞれを駆動し、且つ、残余の蒸気を廃棄するように、前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、駆動する全ての蓄電用タービンが最大の熱効率で駆動される。従って、蓄電用タービンにおけるエネルギーロスを最小限に抑えることができる。
【００１２】
また、本発明に係る原子炉冷却装置は、前記制御部は、最大の熱効率で前記蓄電用タービンをそれぞれ駆動し、且つ、残余の蒸気で１台の前記蓄電用タービンを駆動するように、前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、蓄電用タービンが最大の熱効率で駆動されるため、蓄電用タービンにおけるエネルギーのロスを最小限に抑えることができる。また、残余の蒸気で１台の蓄電用タービンを駆動するので、蒸気に無駄が生じることもない。
【００１４】
また、本発明に係る原子炉冷却装置は、前記制御部は、前記蓄電部への蓄電が最も早く完了するように、前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、蓄電部への蓄電中に異常が発生した場合、蓄電部にはその時点における最大の電力が蓄電されている。従って、異常が発生してから最も長い時間に亘り、冷却系ポンプを駆動して原子炉に冷却水を供給することができる。
【００１６】
また、本発明に係る原子炉冷却装置は、前記蓄電用タービンそれぞれに対する蒸気の導入量を調節する流量調整弁が設けられ、前記制御部は、前記流量調整弁の動作を制御することにより前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、流量調整弁を広く開いて蒸気を多量に導入することで蓄電用タービンを駆動させる一方、流量調整弁を狭く絞って蒸気の導入量を減少させることで蓄電用タービンを停止させることができる。これにより、流量調整弁の開度を制御するのみにより、蓄電用タービンの駆動台数を容易に制御することができる。
【００１８】
また、本発明に係る原子炉冷却装置は、前記蓄電用タービンそれぞれに対する蒸気の導入又は導入停止を切り替える開閉弁が設けられ、前記制御部は、前記開閉弁の動作を制御することにより前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする。
【００１９】
このような構成によれば、開閉弁を開放して蒸気を導入することで蓄電用タービンを駆動させる一方、開閉弁を閉止して蒸気の導入を停止することで蓄電用タービンを停止させることができる。これにより、開閉弁の開閉を制御するのみにより、蓄電用タービンの駆動台数を容易に制御することができる。
【００２０】
また、本発明に係る原子炉冷却装置は、蒸気の前記状態量が、蒸気の流量であることを特徴とする。
【００２１】
このような構成によれば、蒸気の状態量を容易且つ正確に計測することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る原子炉冷却装置によれば、非常時に原子炉における蒸気の発生量が低下しても、原子炉の冷却機能が失われることがなく、またタービンにおけるエネルギーロスを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る原子炉冷却装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るデータベースに記憶された蓄電用タービンの特性カーブの一例を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係る制御部における処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の実施形態に係る原子炉冷却装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る原子炉冷却装置１０を備えた原子力発電プラント１の全体構成を示す模式図である。
【００２５】
原子力発電プラント１は、図１に示すように、沸騰水型原子炉２（以下、単に「原子炉２」と呼ぶ）と、主蒸気管３を介して原子炉２に接続されたメインタービン４と、原子炉２を冷却する原子炉冷却装置１０とを備えるものである。
【００２６】
（原子炉）
原子炉２は、図１に示すように、原子炉圧力容器５と、一対の圧力抑制室６と、これらを格納する原子炉格納容器７とを有している。
【００２７】
原子炉圧力容器５は、燃料の核反応により蒸気を発生させる役割を果たすものである。この原子炉圧力容器５は、図１に詳細は示さないが、高い圧力に耐え得る鋼鉄製の容器であって、その内部には、燃料、制御棒、ジェットポンプ、気水分離器、蒸気乾燥器等が収容されている。そして、図１に示すように、この原子炉圧力容器５には、前記主蒸気管３の一端部が接続されている。
【００２８】
圧力抑制室６は、異常発生時に原子炉格納容器７の内部の圧力が上昇するのを抑制する役割を果たすものである。すなわち、これら圧力抑制室６には、図１に詳細は示さないが、その内部に常時水が貯蔵されている。そして、主蒸気管３が破損等した場合、主蒸気管３から漏れ出した水蒸気が圧力抑制室６に冷却されることによって凝縮する。これにより、原子炉格納容器７の内部に水蒸気が充満することによって内部の圧力が上昇することが防止されている。
【００２９】
原子炉格納容器７は、原子炉圧力容器５や各種配管等が破損した場合に放出される放射性物質を閉じ込める役割を果たすものである。この原子炉格納容器７は、図１に示すように、常時その底部に水Ｗが貯留した状態となっている。
【００３０】
（メインタービン）
メインタービン４は、主蒸気管３を介して原子炉２から導入される蒸気によって駆動される。そして、このメインタービン４が不図示の発電機を駆動することにより、電力が得られるようになっている。
【００３１】
（原子炉冷却装置）
原子炉冷却装置１０は、原子炉２から全ての電力が失われたような非常時に、炉心の崩壊熱による蒸気を利用して原子炉２を冷却する役割を果たすものである。この原子炉冷却装置１０は、図１に示すように、蒸気が流通する分岐蒸気管１１と、この分岐蒸気管１１に沿って設けられた分岐蒸気管ユニット１２と、冷却水が流通する冷却水供給管１３と、この冷却水供給管１３ユニットに沿って設けられた冷却水供給管ユニット１４とを有している。
【００３２】
分岐蒸気管１１は、図１に示すように、主蒸気管３から分岐して延び、その下流側端部は原子炉格納容器７の内部に導入されている。また、分岐蒸気管１１は、その中間部において更に３つに分岐することにより、第一分岐蒸気管１１Ａ、第二分岐蒸気管１１Ｂ、及び第三分岐蒸気管１１Ｃを有している。一方、冷却水供給管１３は、その上流側端部が復水貯蔵槽１５に接続されるとともに、下流側端部は原子炉圧力容器５の内部に導入されている。
【００３３】
分岐蒸気管ユニット１２は、図１に示すように、分岐蒸気管１１を流通する蒸気の流量（状態量）を計測する流量検出部１６と、その下流側に設けられて蒸気の流量を制御する複数の蒸気制御弁１７と、更にその下流側に設けられたポンプ駆動手段１８と、流量検出部１６の検出結果に応じてポンプ駆動手段１８の動作を制御する制御部１９とを有している。
【００３４】
ポンプ駆動手段１８は、図１に示すように、分岐蒸気管１１に対して並列に接続された３個の発電部２０と、発電部２０それぞれが接続された１個の蓄電部２１とを備えている。発電部２０は、第一分岐蒸気管１１Ａに配置された第一発電部２２と、第二分岐蒸気管１１Ｂに配置された第二発電部２３と、第三分岐蒸気管１１Ｃに配置された第三発電部２４とを備えている。
【００３５】
第一発電部２２は、図１に示すように、第一分岐蒸気管１１Ａの開度を調整する流量調整弁２２１と、蒸気が導入されることで駆動する蓄電用タービン２２２と、蓄電用タービン２２２によって駆動される発電機２２３とを有している。また、第二発電部２３及び第三発電部２４も同様に、流量調整弁２２１と、蓄電用タービン２２２と、発電機２２３とをそれぞれ有している。そして、図１に示す制御部１９が、第一発電部２２、第二発電部２３、及び第三発電部２４の流量調整弁２２１の動作をそれぞれ制御している。尚、図に詳細は示さないが、本実施形態の流量調整弁２２１に代えて、分岐蒸気管１１を開放し又は閉止する開閉弁を用いることも可能である。
【００３６】
このように構成されるポンプ駆動手段１８によれば、第一発電部２２、第二発電部２３、及び第三発電部２４によって発電された電力が、蓄電部２１にそれぞれ蓄電される。そして、この蓄電部２１の電力が供給されることにより、後述する冷却水供給管ユニット１４を構成する冷却系ポンプ２６が駆動するようになっている。
【００３７】
冷却水供給管ユニット１４は、図１に示すように、前記復水貯蔵槽１５と、冷却水の流量を制御する冷却水制御弁２５と、その下流側に設けられた冷却系ポンプ２６とを有している。ここで、復水貯蔵槽１５には、メインタービン４を駆動させた後の蒸気を冷却して水に戻した復水が、原子炉２の冷却水として貯蔵されている。また、冷却系ポンプ２６は、前記ポンプ駆動手段１８を構成する蓄電部２１によって駆動される。これにより、この冷却系ポンプ２６が、冷却水供給管１３を介して復水貯蔵槽１５から冷却水を汲み上げ、原子炉圧力容器５の内部へ冷却水を注入する。
【００３８】
（制御部）
制御部１９は、複数の蓄電用タービン２２２の駆動台数を制御する役割を果たすものである。この制御部１９は、図１に示すように、流量検出部１６に対して電気的に接続されている。また、制御部１９は、第一発電部２２から第三発電部２４を構成する流量調整弁２２１に対しても、それぞれ電気的に接続されている。これにより、制御部１９は、流量検出部１６から入力された検出結果に基づいて、第一発電部２２から第三発電部２４の流量調整弁２２１に対してその動作を制御する電気信号をそれぞれ出力する。すなわち、制御部１９は、駆動しようとする蓄電用タービン２２２については、流量調整弁２２１の開度を上げて蒸気の導入量を増加させる。一方、制御部１９は、駆動を停止させようとする蓄電用タービン２２２については、流量調整弁２２１の開度を下げて蒸気の導入量を減少させる。これにより、制御部１９は、分岐蒸気管１１における蒸気の流量に応じて、蓄電用タービン２２２の駆動台数を任意に制御することが可能となっている。
【００３９】
次に、本発明の実施形態に係る原子炉冷却装置１０の機能構成について説明する。図２は、制御部１９の機能構成を示す機能ブロック図である。制御部１９は、流量検出部１６から検出結果を受け付ける入力受付部１９１と、受け付けた検出結果をデータベース１９２に予め記憶した閾値と比較してその大小を判断する判断部１９３と、判断結果に応じて第一発電部２２から第三発電部２４の流量調整弁２２１に対して動作を制御する信号をそれぞれ出力する出力部１９４とを有している。
【００４０】
ここで、データベース１９２には、蓄電用タービン２２２の熱効率の特性が予め記憶されている。図３は、データベース１９２に記憶された蓄電用タービン２２２の特性カーブの一例を示すグラフであって、横軸が蓄電用タービン２２２に導入される蒸気の流量を、縦軸が蓄電用タービン２２２の熱効率をそれぞれ示している。この図によれば、蓄電用タービン２２２は、蒸気の流量が閾値Ｘの時に熱効率が最大となる、すなわちエネルギーロスが最小となる。そして、蓄電用タービン２２２は、蒸気の流量が閾値Ｘより小さくなるに連れて熱効率が徐々に低下する。同様に、蓄電用タービン２２２は、蒸気の流量が閾値Ｘより大きくなるに連れて熱効率が徐々に低下する。
【００４１】
次に、本発明の実施形態に係る原子炉冷却装置１０の処理の流れについて説明する。図４は、制御部１９における処理の流れを示すフローチャートである。まず制御部１９は、流量検出部１６を制御することにより、分岐蒸気管１１における蒸気の流量Ｒを取得する（Ｓ１）。そして制御部１９は、取得した蒸気の流量Ｒと、データベース１９２に予め記憶した閾値Ｘ（図３に示す）との大小関係を比較する（Ｓ２）。
【００４２】
その結果、流量Ｒが閾値Ｘの２倍より小さい場合（Ｒ＜２Ｘ）、制御部１９は、３台の蓄電用タービン２２２のうち１台だけを駆動する（Ｓ３）。すなわち制御部１９は、１台の蓄電用タービン２２２に対応する流量調整弁２２１の開度を上げることにより、この蓄電用タービン２２２に対して閾値Ｘの流量で蒸気を導入する。一方、制御部１９は、残りの２台の蓄電用タービン２２２に対応する流量調整弁２２１の開度をそれぞれ下げることにより、これら蓄電用タービン２２２に対する蒸気の導入をそれぞれ停止する。これにより、１台の蓄電用タービン２２２が最大の熱効率で駆動し、残りの２台の蓄電用タービン２２２が停止する。
【００４３】
また、Ｓ２における比較の結果、蒸気の流量Ｒが閾値Ｘの２倍以上であって３倍より小さい場合（２Ｘ≦Ｒ＜３Ｘ）、制御部１９は、３台の蓄電用タービン２２２のうち２台だけを駆動する（Ｓ４）。すなわち制御部１９は、２台の蓄電用タービン２２２に対応する流量調整弁２２１の開度を上げることにより、これら蓄電用タービン２２２に対して閾値Ｘの流量で蒸気をそれぞれ導入する。一方、制御部１９は、残りの１台の蓄電用タービン２２２に対応する流量調整弁２２１の開度を下げることにより、この蓄電用タービン２２２に対する蒸気の導入を停止する。これにより、２台の蓄電用タービン２２２が最大の熱効率でそれぞれ駆動し、残りの１台の蓄電用タービン２２２が停止する。
【００４４】
また、Ｓ２における比較の結果、蒸気の流量Ｒが閾値Ｘの３倍より大きい場合（Ｒ＞３Ｘ）、制御部１９は、３台の蓄電用タービン２２２を全て駆動する（Ｓ５）。すなわち制御部１９は、３台全ての蓄電用タービン２２２に対応する流量調整弁２２１の開度をそれぞれ上げることにより、これら蓄電用タービン２２２に対して閾値Ｘの流量で蒸気をそれぞれ導入する。これにより、３台全ての蓄電用タービン２２２が最大の熱効率でそれぞれ駆動する。
【００４５】
最後に、制御部１９は、蓄電用タービン２２２に導入した蒸気以外の残余の蒸気を廃棄する（Ｓ６）。以上により、制御部１９による処理が終了する。尚、本実施形態のように残余の蒸気を廃棄することに代えて、残余の蒸気を用いて他の蓄電用タービン２２２を駆動してもよい。この場合、残余の蒸気で駆動する蓄電用タービン２２２では熱効率が最大とならないためエネルギーロスが生じるが、残余の蒸気を廃棄することなく利用するので蒸気に無駄が生じないという利点がある。
【００４６】
このような制御部１９による処理によれば、駆動する全ての蓄電用タービン２２２が最大の熱効率で駆動される。従って、蓄電用タービン２２２におけるエネルギーロスを最小限に抑えることができる。また、蓄電部２１に電力を供給する発電部２０が冗長化されているため、何れかの発電部２０で故障等が発生した場合には当該発電部２０だけを停止させ、他の発電部２０を用いて蓄電部２１に対する蓄電を継続することができる。これにより、原子炉冷却装置１０の信頼性を向上させることができる。尚、前述のように流量調整弁２２１に代えて開閉弁を用いる場合には、開閉弁を開放した時に閾値Ｘの流量で蓄電用タービン２２２に蒸気が導入されるようにすればよい。
【００４７】
尚、本実施形態では、蓄電用タービン２２２がそれぞれ最大の熱効率で駆動するように、蓄電用タービン２２２の駆動台数を決定した。しかし、これに代えて、例えば蓄電部２１への蓄電が最も早く完了するように蓄電用タービン２２２の駆動台数を決定してもよい。すなわち、第一発電部２２、第二発電部２３、及び第三発電部２４による単位時間当たりの発電量の合計が最大となるように、蓄電用タービン２２２の駆動台数を決定してもよい。このようにすれば、蓄電部２１への蓄電中に異常が発生した場合、蓄電部２１にはその時点における最大の電力が蓄電されている。従って、異常が発生してから最も長い時間に亘り、冷却系ポンプ２６を駆動して原子炉２に冷却水を供給することができる。
【００４８】
また、蓄電用タービン２２２の駆動台数を決定する他の手段としては、原子炉２で発生する蒸気を全ての蓄電用タービン２２２に対して均等に導入するように駆動代数を決定してもよい。このようにすれば、制御部１９による流量調整弁２２１の制御を簡略化することができるという利点がある。
【００４９】
（変形例）
尚、以上説明した本実施形態では、蓄電用タービン２２２を駆動するための作動流体として、非常時に原子炉２で発生する水蒸気を用いたが、これに代えて、水より沸点の低い低沸点媒体を作動流体として用いることも可能である。この低沸点媒体としては、例えば沸点が３６℃程度であるペンタンを用いることができる。これによれば、作動流体として水蒸気を用いる場合と比較して低温でも蒸気量が減少しにくいため、より低い温度まで蓄電用タービン２２２を駆動することができる。具体的には、作動流体が水蒸気の場合よりも６０℃程度低い温度領域まで、原子炉冷却装置１０の運転が可能となる。
【００５０】
また、本実施形態では、ポンプ駆動手段１８を３個の発電部２０で構成したが、発電部２０の数はこれに限られず任意に変更が可能である。また、本実施形態では３個の発電部２０に対して共通の蓄電部２１を１個だけ設けたが、蓄電部２１の数はこれに限られず、発電部２０ごとに蓄電部２１を別々に設けてもよい。また、本実施形態では蒸気の流量に応じて蓄電用タービン２２２の駆動台数を決定した。しかし、本発明に係る蒸気の状態量としては、蒸気の流量に限定されず、蒸気の圧力等を採用してもよい。
【００５１】
尚、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、或いは動作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 原子力発電プラント
２ 原子炉
３ 主蒸気管
４ メインタービン
５ 原子炉圧力容器
６ 圧力抑制室
７ 原子炉格納容器
１０ 原子炉冷却装置
１１ 分岐蒸気管
１１Ａ 第一分岐蒸気管
１１Ｂ 第二分岐蒸気管
１１Ｃ 第三分岐蒸気管
１２ 分岐蒸気管ユニット
１３ 冷却水供給管
１４ 冷却水供給管ユニット
１５ 復水貯蔵槽
１６ 流量検出部
１７ 蒸気制御弁
１８ ポンプ駆動手段
１９ 制御部
１９１ 入力受付部
１９２ データベース
１９３ 判断部
１９４ 出力部
２０ 発電部
２１ 蓄電部
２２ 第一発電部
２２１ 流量調整弁
２２２ 蓄電用タービン
２２３ 発電機
２３ 第二発電部
２４ 第三発電部
２５ 冷却水制御弁
２６ 冷却系ポンプ
Ｒ 流量
Ｗ 水
Ｘ 閾値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンでポンプを駆動することによって原子炉に冷却水を供給する原子炉冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電を目的として広く用いられる沸騰水型原子炉は、核分裂反応によって生じた熱エネルギーで軽水を沸騰させ、高温且つ高圧の蒸気として取り出す原子炉である。この沸騰水型原子炉では、原子炉を冷やす冷却系統の配管が破損等して冷却水が喪失した場合でも原子炉が溶解することのないよう、原子炉の冷却を維持する必要がある。そこで、この沸騰水型原子炉には、原子炉隔離時冷却系（ＲＣＩＣ：Ｒｅａｃｔｏｒ Ｃｏｒｅ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる原子炉冷却装置が設けられる。
【０００３】
この原子炉隔離時冷却系では、原子炉で取り出された蒸気がタービンに導入される。そして、タービンによって得られた動力でポンプが駆動されることにより、原子炉に対して冷却水が供給される（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２６７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の原子炉冷却装置としての原子炉隔離時冷却系では、前述のように冷却水を供給するポンプを駆動するのはタービンであって、このタービンは原子炉で発生した蒸気によって駆動される。従って、非常時に原子炉における蒸気の発生量が一定値以下になると、タービンが停止することによってポンプも停止し、これにより原子炉の冷却機能が失われるという問題が生じる。
【０００６】
また、従来の原子炉冷却装置としての原子炉隔離時冷却系では、非常時に原子炉における蒸気の発生量が減少すると、タービンが熱効率の悪い領域で動作することによってエネルギーロスが大きくなるという問題がある。特に、原子炉隔離時冷却系のタービンとして大型の発電用タービンを流用している場合、タービンの熱効率が特に悪くなるため、上記エネルギーロスの問題が顕著となる。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、非常時に原子炉における蒸気の発生量が低下しても、原子炉の冷却機能が失われることがなく、またタービンにおけるエネルギーロスを最小限に抑えることが可能な原子炉冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、本発明に係る原子炉冷却装置は、原子炉から導入される蒸気によって駆動される複数の蓄電用タービンと、これら蓄電用タービンの駆動によって蓄電される蓄電部と、前記蓄電部の電力によって駆動されることで、前記原子炉に冷却水を供給する冷却系ポンプと、前記蓄電用タービンに導入される蒸気の状態量を検出する検出部と、前記検出部の検出値に基づいて、複数の前記蓄電用タービンの駆動台数を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、通常運転時に原子炉で一定量の蒸気が発生している間に、蓄電用タービンの駆動に使用されなかった余剰の電力が蓄電部に蓄電される。そして、異常発生時に原子炉で発生する蒸気量が減少して一定量以下になると、蓄電部に蓄電された電力によって冷却系ポンプが駆動される。これにより、異常発生時においても、冷却系ポンプによって原子炉に冷却水が供給されるため、原子炉の冷却機能を維持することができる。また、蒸気の状態量に応じて制御部が蓄電用タービンの駆動台数を適切に制御するため、蓄電用タービンにおけるエネルギーのロスを最小限に抑えることができる。
【００１０】
また、本発明に係る原子炉冷却装置は、前記制御部は、最大の熱効率で前記蓄電用タービンそれぞれを駆動し、且つ、残余の蒸気を廃棄するように、前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、駆動する全ての蓄電用タービンが最大の熱効率で駆動される。従って、蓄電用タービンにおけるエネルギーロスを最小限に抑えることができる。
【００１２】
また、本発明に係る原子炉冷却装置は、前記制御部は、最大の熱効率で前記蓄電用タービンをそれぞれ駆動し、且つ、残余の蒸気で１台の前記蓄電用タービンを駆動するように、前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、蓄電用タービンが最大の熱効率で駆動されるため、蓄電用タービンにおけるエネルギーのロスを最小限に抑えることができる。また、残余の蒸気で１台の蓄電用タービンを駆動するので、蒸気に無駄が生じることもない。
【００１４】
また、本発明に係る原子炉冷却装置は、前記制御部は、前記蓄電部への蓄電が最も早く完了するように、前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、蓄電部への蓄電中に異常が発生した場合、蓄電部にはその時点における最大の電力が蓄電されている。従って、異常が発生してから最も長い時間に亘り、冷却系ポンプを駆動して原子炉に冷却水を供給することができる。
【００１６】
また、本発明に係る原子炉冷却装置は、前記蓄電用タービンそれぞれに対する蒸気の導入量を調節する流量調整弁が設けられ、前記制御部は、前記流量調整弁の動作を制御することにより前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、流量調整弁を広く開いて蒸気を多量に導入することで蓄電用タービンを駆動させる一方、流量調整弁を狭く絞って蒸気の導入量を減少させることで蓄電用タービンを停止させることができる。これにより、流量調整弁の開度を制御するのみにより、蓄電用タービンの駆動台数を容易に制御することができる。
【００１８】
また、本発明に係る原子炉冷却装置は、前記蓄電用タービンそれぞれに対する蒸気の導入又は導入停止を切り替える開閉弁が設けられ、前記制御部は、前記開閉弁の動作を制御することにより前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする。
【００１９】
このような構成によれば、開閉弁を開放して蒸気を導入することで蓄電用タービンを駆動させる一方、開閉弁を閉止して蒸気の導入を停止することで蓄電用タービンを停止させることができる。これにより、開閉弁の開閉を制御するのみにより、蓄電用タービンの駆動台数を容易に制御することができる。
【００２０】
また、本発明に係る原子炉冷却装置は、蒸気の前記状態量が、蒸気の流量であることを特徴とする。
【００２１】
このような構成によれば、蒸気の状態量を容易且つ正確に計測することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る原子炉冷却装置によれば、非常時に原子炉における蒸気の発生量が低下しても、原子炉の冷却機能が失われることがなく、またタービンにおけるエネルギーロスを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る原子炉冷却装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るデータベースに記憶された蓄電用タービンの特性カーブの一例を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係る制御部における処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の実施形態に係る原子炉冷却装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る原子炉冷却装置１０を備えた原子力発電プラント１の全体構成を示す模式図である。
【００２５】
原子力発電プラント１は、図１に示すように、沸騰水型原子炉２（以下、単に「原子炉２」と呼ぶ）と、主蒸気管３を介して原子炉２に接続されたメインタービン４と、原子炉２を冷却する原子炉冷却装置１０とを備えるものである。
【００２６】
（原子炉）
原子炉２は、図１に示すように、原子炉圧力容器５と、一対の圧力抑制室６と、これらを格納する原子炉格納容器７とを有している。
【００２７】
原子炉圧力容器５は、燃料の核反応により蒸気を発生させる役割を果たすものである。この原子炉圧力容器５は、図１に詳細は示さないが、高い圧力に耐え得る鋼鉄製の容器であって、その内部には、燃料、制御棒、ジェットポンプ、気水分離器、蒸気乾燥器等が収容されている。そして、図１に示すように、この原子炉圧力容器５には、前記主蒸気管３の一端部が接続されている。
【００２８】
圧力抑制室６は、異常発生時に原子炉格納容器７の内部の圧力が上昇するのを抑制する役割を果たすものである。すなわち、これら圧力抑制室６には、図１に詳細は示さないが、その内部に常時水が貯蔵されている。そして、主蒸気管３が破損等した場合、主蒸気管３から漏れ出した水蒸気が圧力抑制室６に冷却されることによって凝縮する。これにより、原子炉格納容器７の内部に水蒸気が充満することによって内部の圧力が上昇することが防止されている。
【００２９】
原子炉格納容器７は、原子炉圧力容器５や各種配管等が破損した場合に放出される放射性物質を閉じ込める役割を果たすものである。この原子炉格納容器７は、図１に示すように、常時その底部に水Ｗが貯留した状態となっている。
【００３０】
（メインタービン）
メインタービン４は、主蒸気管３を介して原子炉２から導入される蒸気によって駆動される。そして、このメインタービン４が不図示の発電機を駆動することにより、電力が得られるようになっている。
【００３１】
（原子炉冷却装置）
原子炉冷却装置１０は、原子炉２から全ての電力が失われたような非常時に、炉心の崩壊熱による蒸気を利用して原子炉２を冷却する役割を果たすものである。この原子炉冷却装置１０は、図１に示すように、蒸気が流通する分岐蒸気管１１と、この分岐蒸気管１１に沿って設けられた分岐蒸気管ユニット１２と、冷却水が流通する冷却水供給管１３と、この冷却水供給管１３ユニットに沿って設けられた冷却水供給管ユニット１４とを有している。
【００３２】
分岐蒸気管１１は、図１に示すように、主蒸気管３から分岐して延び、その下流側端部は原子炉格納容器７の内部に導入されている。また、分岐蒸気管１１は、その中間部において更に３つに分岐することにより、第一分岐蒸気管１１Ａ、第二分岐蒸気管１１Ｂ、及び第三分岐蒸気管１１Ｃを有している。一方、冷却水供給管１３は、その上流側端部が復水貯蔵槽１５に接続されるとともに、下流側端部は原子炉圧力容器５の内部に導入されている。
【００３３】
分岐蒸気管ユニット１２は、図１に示すように、分岐蒸気管１１を流通する蒸気の流量（状態量）を計測する流量検出部１６と、その下流側に設けられて蒸気の流量を制御する複数の蒸気制御弁１７と、更にその下流側に設けられたポンプ駆動手段１８と、流量検出部１６の検出結果に応じてポンプ駆動手段１８の動作を制御する制御部１９とを有している。
【００３４】
ポンプ駆動手段１８は、図１に示すように、分岐蒸気管１１に対して並列に接続された３個の発電部２０と、発電部２０それぞれが接続された１個の蓄電部２１とを備えている。発電部２０は、第一分岐蒸気管１１Ａに配置された第一発電部２２と、第二分岐蒸気管１１Ｂに配置された第二発電部２３と、第三分岐蒸気管１１Ｃに配置された第三発電部２４とを備えている。
【００３５】
第一発電部２２は、図１に示すように、第一分岐蒸気管１１Ａの開度を調整する流量調整弁２２１と、蒸気が導入されることで駆動する蓄電用タービン２２２と、蓄電用タービン２２２によって駆動される発電機２２３とを有している。また、第二発電部２３及び第三発電部２４も同様に、流量調整弁２２１と、蓄電用タービン２２２と、発電機２２３とをそれぞれ有している。そして、図１に示す制御部１９が、第一発電部２２、第二発電部２３、及び第三発電部２４の流量調整弁２２１の動作をそれぞれ制御している。尚、図に詳細は示さないが、本実施形態の流量調整弁２２１に代えて、分岐蒸気管１１を開放し又は閉止する開閉弁を用いることも可能である。
【００３６】
このように構成されるポンプ駆動手段１８によれば、第一発電部２２、第二発電部２３、及び第三発電部２４によって発電された電力が、蓄電部２１にそれぞれ蓄電される。そして、この蓄電部２１の電力が供給されることにより、後述する冷却水供給管ユニット１４を構成する冷却系ポンプ２６が駆動するようになっている。
【００３７】
冷却水供給管ユニット１４は、図１に示すように、前記復水貯蔵槽１５と、冷却水の流量を制御する冷却水制御弁２５と、その下流側に設けられた冷却系ポンプ２６とを有している。ここで、復水貯蔵槽１５には、メインタービン４を駆動させた後の蒸気を冷却して水に戻した復水が、原子炉２の冷却水として貯蔵されている。また、冷却系ポンプ２６は、前記ポンプ駆動手段１８を構成する蓄電部２１によって駆動される。これにより、この冷却系ポンプ２６が、冷却水供給管１３を介して復水貯蔵槽１５から冷却水を汲み上げ、原子炉圧力容器５の内部へ冷却水を注入する。
【００３８】
（制御部）
制御部１９は、複数の蓄電用タービン２２２の駆動台数を制御する役割を果たすものである。この制御部１９は、図１に示すように、流量検出部１６に対して電気的に接続されている。また、制御部１９は、第一発電部２２から第三発電部２４を構成する流量調整弁２２１に対しても、それぞれ電気的に接続されている。これにより、制御部１９は、流量検出部１６から入力された検出結果に基づいて、第一発電部２２から第三発電部２４の流量調整弁２２１に対してその動作を制御する電気信号をそれぞれ出力する。すなわち、制御部１９は、駆動しようとする蓄電用タービン２２２については、流量調整弁２２１の開度を上げて蒸気の導入量を増加させる。一方、制御部１９は、駆動を停止させようとする蓄電用タービン２２２については、流量調整弁２２１の開度を下げて蒸気の導入量を減少させる。これにより、制御部１９は、分岐蒸気管１１における蒸気の流量に応じて、蓄電用タービン２２２の駆動台数を任意に制御することが可能となっている。
【００３９】
次に、本発明の実施形態に係る原子炉冷却装置１０の機能構成について説明する。図２は、制御部１９の機能構成を示す機能ブロック図である。制御部１９は、流量検出部１６から検出結果を受け付ける入力受付部１９１と、受け付けた検出結果をデータベース１９２に予め記憶した閾値と比較してその大小を判断する判断部１９３と、判断結果に応じて第一発電部２２から第三発電部２４の流量調整弁２２１に対して動作を制御する信号をそれぞれ出力する出力部１９４とを有している。
【００４０】
ここで、データベース１９２には、蓄電用タービン２２２の熱効率の特性が予め記憶されている。図３は、データベース１９２に記憶された蓄電用タービン２２２の特性カーブの一例を示すグラフであって、横軸が蓄電用タービン２２２に導入される蒸気の流量を、縦軸が蓄電用タービン２２２の熱効率をそれぞれ示している。この図によれば、蓄電用タービン２２２は、蒸気の流量が閾値Ｘの時に熱効率が最大となる、すなわちエネルギーロスが最小となる。そして、蓄電用タービン２２２は、蒸気の流量が閾値Ｘより小さくなるに連れて熱効率が徐々に低下する。同様に、蓄電用タービン２２２は、蒸気の流量が閾値Ｘより大きくなるに連れて熱効率が徐々に低下する。
【００４１】
次に、本発明の実施形態に係る原子炉冷却装置１０の処理の流れについて説明する。図４は、制御部１９における処理の流れを示すフローチャートである。まず制御部１９は、流量検出部１６を制御することにより、分岐蒸気管１１における蒸気の流量Ｒを取得する（Ｓ１）。そして制御部１９は、取得した蒸気の流量Ｒと、データベース１９２に予め記憶した閾値Ｘ（図３に示す）との大小関係を比較する（Ｓ２）。
【００４２】
その結果、流量Ｒが閾値Ｘの２倍より小さい場合（Ｒ＜２Ｘ）、制御部１９は、３台の蓄電用タービン２２２のうち１台だけを駆動する（Ｓ３）。すなわち制御部１９は、１台の蓄電用タービン２２２に対応する流量調整弁２２１の開度を上げることにより、この蓄電用タービン２２２に対して閾値Ｘの流量で蒸気を導入する。一方、制御部１９は、残りの２台の蓄電用タービン２２２に対応する流量調整弁２２１の開度をそれぞれ下げることにより、これら蓄電用タービン２２２に対する蒸気の導入をそれぞれ停止する。これにより、１台の蓄電用タービン２２２が最大の熱効率で駆動し、残りの２台の蓄電用タービン２２２が停止する。
【００４３】
また、Ｓ２における比較の結果、蒸気の流量Ｒが閾値Ｘの２倍以上であって３倍より小さい場合（２Ｘ≦Ｒ＜３Ｘ）、制御部１９は、３台の蓄電用タービン２２２のうち２台だけを駆動する（Ｓ４）。すなわち制御部１９は、２台の蓄電用タービン２２２に対応する流量調整弁２２１の開度を上げることにより、これら蓄電用タービン２２２に対して閾値Ｘの流量で蒸気をそれぞれ導入する。一方、制御部１９は、残りの１台の蓄電用タービン２２２に対応する流量調整弁２２１の開度を下げることにより、この蓄電用タービン２２２に対する蒸気の導入を停止する。これにより、２台の蓄電用タービン２２２が最大の熱効率でそれぞれ駆動し、残りの１台の蓄電用タービン２２２が停止する。
【００４４】
また、Ｓ２における比較の結果、蒸気の流量Ｒが閾値Ｘの３倍より大きい場合（Ｒ＞３Ｘ）、制御部１９は、３台の蓄電用タービン２２２を全て駆動する（Ｓ５）。すなわち制御部１９は、３台全ての蓄電用タービン２２２に対応する流量調整弁２２１の開度をそれぞれ上げることにより、これら蓄電用タービン２２２に対して閾値Ｘの流量で蒸気をそれぞれ導入する。これにより、３台全ての蓄電用タービン２２２が最大の熱効率でそれぞれ駆動する。
【００４５】
最後に、制御部１９は、蓄電用タービン２２２に導入した蒸気以外の残余の蒸気を廃棄する（Ｓ６）。以上により、制御部１９による処理が終了する。尚、本実施形態のように残余の蒸気を廃棄することに代えて、残余の蒸気を用いて他の蓄電用タービン２２２を駆動してもよい。この場合、残余の蒸気で駆動する蓄電用タービン２２２では熱効率が最大とならないためエネルギーロスが生じるが、残余の蒸気を廃棄することなく利用するので蒸気に無駄が生じないという利点がある。
【００４６】
このような制御部１９による処理によれば、駆動する全ての蓄電用タービン２２２が最大の熱効率で駆動される。従って、蓄電用タービン２２２におけるエネルギーロスを最小限に抑えることができる。また、蓄電部２１に電力を供給する発電部２０が冗長化されているため、何れかの発電部２０で故障等が発生した場合には当該発電部２０だけを停止させ、他の発電部２０を用いて蓄電部２１に対する蓄電を継続することができる。これにより、原子炉冷却装置１０の信頼性を向上させることができる。尚、前述のように流量調整弁２２１に代えて開閉弁を用いる場合には、開閉弁を開放した時に閾値Ｘの流量で蓄電用タービン２２２に蒸気が導入されるようにすればよい。
【００４７】
尚、本実施形態では、蓄電用タービン２２２がそれぞれ最大の熱効率で駆動するように、蓄電用タービン２２２の駆動台数を決定した。しかし、これに代えて、例えば蓄電部２１への蓄電が最も早く完了するように蓄電用タービン２２２の駆動台数を決定してもよい。すなわち、第一発電部２２、第二発電部２３、及び第三発電部２４による単位時間当たりの発電量の合計が最大となるように、蓄電用タービン２２２の駆動台数を決定してもよい。このようにすれば、蓄電部２１への蓄電中に異常が発生した場合、蓄電部２１にはその時点における最大の電力が蓄電されている。従って、異常が発生してから最も長い時間に亘り、冷却系ポンプ２６を駆動して原子炉２に冷却水を供給することができる。
【００４８】
また、蓄電用タービン２２２の駆動台数を決定する他の手段としては、原子炉２で発生する蒸気を全ての蓄電用タービン２２２に対して均等に導入するように駆動代数を決定してもよい。このようにすれば、制御部１９による流量調整弁２２１の制御を簡略化することができるという利点がある。
【００４９】
（変形例）
尚、以上説明した本実施形態では、蓄電用タービン２２２を駆動するための作動流体として、非常時に原子炉２で発生する水蒸気を用いたが、これに代えて、水より沸点の低い低沸点媒体を作動流体として用いることも可能である。この低沸点媒体としては、例えば沸点が３６℃程度であるペンタンを用いることができる。これによれば、作動流体として水蒸気を用いる場合と比較して低温でも蒸気量が減少しにくいため、より低い温度まで蓄電用タービン２２２を駆動することができる。具体的には、作動流体が水蒸気の場合よりも６０℃程度低い温度領域まで、原子炉冷却装置１０の運転が可能となる。
【００５０】
また、本実施形態では、ポンプ駆動手段１８を３個の発電部２０で構成したが、発電部２０の数はこれに限られず任意に変更が可能である。また、本実施形態では３個の発電部２０に対して共通の蓄電部２１を１個だけ設けたが、蓄電部２１の数はこれに限られず、発電部２０ごとに蓄電部２１を別々に設けてもよい。また、本実施形態では蒸気の流量に応じて蓄電用タービン２２２の駆動台数を決定した。しかし、本発明に係る蒸気の状態量としては、蒸気の流量に限定されず、蒸気の圧力等を採用してもよい。
【００５１】
尚、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、或いは動作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 原子力発電プラント
２ 原子炉
３ 主蒸気管
４ メインタービン
５ 原子炉圧力容器
６ 圧力抑制室
７ 原子炉格納容器
１０ 原子炉冷却装置
１１ 分岐蒸気管
１１Ａ 第一分岐蒸気管
１１Ｂ 第二分岐蒸気管
１１Ｃ 第三分岐蒸気管
１２ 分岐蒸気管ユニット
１３ 冷却水供給管
１４ 冷却水供給管ユニット
１５ 復水貯蔵槽
１６ 流量検出部
１７ 蒸気制御弁
１８ ポンプ駆動手段
１９ 制御部
１９１ 入力受付部
１９２ データベース
１９３ 判断部
１９４ 出力部
２０ 発電部
２１ 蓄電部
２２ 第一発電部
２２１ 流量調整弁
２２２ 蓄電用タービン
２２３ 発電機
２３ 第二発電部
２４ 第三発電部
２５ 冷却水制御弁
２６ 冷却系ポンプ
Ｒ 流量
Ｗ 水
Ｘ 閾値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉から導入される蒸気によって駆動される複数の蓄電用タービンと、
これら蓄電用タービンの駆動によって蓄電される蓄電部と、
前記蓄電部の電力によって駆動されることで、前記原子炉に冷却水を供給する冷却系ポンプと、
前記蓄電用タービンに導入される蒸気の状態量を検出する検出部と、
前記検出部の検出値に基づいて、複数の前記蓄電用タービンの駆動台数を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする原子炉冷却装置。
【請求項２】
前記制御部は、最大の熱効率で前記蓄電用タービンそれぞれを駆動し、且つ、残余の蒸気を廃棄するように、前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする請求項１に記載の原子炉冷却装置。
【請求項３】
前記制御部は、最大の熱効率で前記蓄電用タービンをそれぞれ駆動し、且つ、残余の蒸気で１台の前記蓄電用タービンを駆動するように、前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする請求項１に記載の原子炉冷却装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記蓄電部への蓄電が最も早く完了するように、前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする請求項１に記載の原子炉冷却装置。
【請求項５】
前記蓄電用タービンそれぞれに対する蒸気の導入量を調節する流量調整弁が設けられ、前記制御部は、前記流量調整弁の動作を制御することにより前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の原子炉冷却装置。
【請求項６】
前記蓄電用タービンそれぞれに対する蒸気の導入又は導入停止を切り替える開閉弁が設けられ、前記制御部は、前記開閉弁の動作を制御することにより前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の原子炉冷却装置。
【請求項７】
蒸気の前記状態量が、蒸気の流量であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の原子炉冷却装置。
【請求項１】
原子炉から導入される蒸気によって駆動される複数の蓄電用タービンと、
これら蓄電用タービンの駆動によって蓄電される蓄電部と、
前記蓄電部の電力によって駆動されることで、前記原子炉に冷却水を供給する冷却系ポンプと、
前記蓄電用タービンに導入される蒸気の状態量を検出する検出部と、
前記検出部の検出値に基づいて、複数の前記蓄電用タービンの駆動台数を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする原子炉冷却装置。
【請求項２】
前記制御部は、最大の熱効率で前記蓄電用タービンそれぞれを駆動し、且つ、残余の蒸気を廃棄するように、前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする請求項１に記載の原子炉冷却装置。
【請求項３】
前記制御部は、最大の熱効率で前記蓄電用タービンをそれぞれ駆動し、且つ、残余の蒸気で１台の前記蓄電用タービンを駆動するように、前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする請求項１に記載の原子炉冷却装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記蓄電部への蓄電が最も早く完了するように、前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする請求項１に記載の原子炉冷却装置。
【請求項５】
前記蓄電用タービンそれぞれに対する蒸気の導入量を調節する流量調整弁が設けられ、前記制御部は、前記流量調整弁の動作を制御することにより前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の原子炉冷却装置。
【請求項６】
前記蓄電用タービンそれぞれに対する蒸気の導入又は導入停止を切り替える開閉弁が設けられ、前記制御部は、前記開閉弁の動作を制御することにより前記蓄電用タービンの駆動台数を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の原子炉冷却装置。
【請求項７】
蒸気の前記状態量が、蒸気の流量であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の原子炉冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１１３７７２（Ｐ２０１３−１１３７７２Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６１８９１（Ｐ２０１１−２６１８９１）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
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