JPH0499995A - Recirculation pump driving device for fast reactor coolant - Google Patents
Recirculation pump driving device for fast reactor coolantInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は高速増殖炉（以下、高速炉と記す）用冷却材循
環ポンプの駆動装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a drive device for a coolant circulation pump for a fast breeder reactor (hereinafter referred to as a fast reactor).
（従来の技術）
タンク型およびループ型高速炉においては主として燃料
集合体、遮蔽集合体およびこれら集合体を支持し、炉心
特性を監視及び制御する他の部材から構成される炉心を
収納する炉容器が使用されている。(Prior Art) In tank-type and loop-type fast reactors, a reactor vessel housing a reactor core mainly consists of fuel assemblies, shielding assemblies, and other members that support these assemblies and monitor and control core characteristics. is used.
ループ型１次冷却材ポンプは炉容器からの冷却材（ナト
リウム）を熱交換器を介して循環させる。A loop-type primary coolant pump circulates coolant (sodium) from the furnace vessel through a heat exchanger.
冷却材は一例として、炉心上方に流れ、熱エネルギーを
吸収し、炉容器から１次冷却材ポンプによって排出され
、熱交換器を経て流れる。熱交換器で交換された熱エネ
ルギーは、２次冷却材ポンプによって循環され、最終的
な発電の目的のための熱エネルギーは放出される。Coolant, by way of example, flows above the reactor core, absorbs thermal energy, is pumped out of the reactor vessel by a primary coolant pump, and flows through a heat exchanger. The thermal energy exchanged in the heat exchanger is circulated by a secondary coolant pump and the thermal energy for the ultimate power generation purpose is released.
熱交換された１次冷却材は１次冷却材ポンプによって炉
容器へ送り返される。The heat-exchanged primary coolant is sent back to the furnace vessel by the primary coolant pump.
液体金属冷却材を使用する高速炉の場合、炉容器の入口
と出口との温度差は、軽水冷却型原子炉に比べて比較的
大きく、１２２〜１４８℃程度であり、出口温度は約３
５５℃程度になる。 この大きな温度差と高温のため、
他の条件の中でも原子炉の運転停止に基づく熱的過渡状
態を受容しなければならない。よって、原子炉の諸系統
及び各要素に厳格な制限が課せられることになる。In the case of fast reactors that use liquid metal coolant, the temperature difference between the inlet and outlet of the reactor vessel is relatively large compared to light water-cooled reactors, about 122 to 148 °C, and the outlet temperature is about 3
The temperature will be around 55℃. Due to this large temperature difference and high temperature,
Among other conditions, thermal transients due to reactor shutdown must be accepted. Therefore, strict restrictions will be placed on the various systems and elements of a nuclear reactor.
正常な運転中又は１次冷却材ポンプ用主駆動モータへの
給電停止などのような異常時に原子炉の運転を停止させ
るにはたとえば中性子吸収材を含んだ制御棒を炉心内に
挿入し、電気的に駆動されている１次冷却材ポンプ用主
駆動モータへの給電を停止する。１次冷却材ポンプは低
速まで惰走し、この場合、１次冷却材ポンプと組合され
たポニーモータが、オーバーランニングクラッチを介し
て１次冷却材ポンプに係合し、低定速で運転を継続する
。To stop reactor operation during normal operation or in the event of an abnormality, such as when power is cut off to the main drive motor for the primary coolant pump, for example, a control rod containing a neutron absorber is inserted into the reactor core, and the The power supply to the main drive motor for the primary coolant pump, which is currently being driven, is stopped. The primary coolant pump coasts to a low speed where the pony motor associated with the primary coolant pump engages the primary coolant pump via an overrunning clutch to operate at a low constant speed. continue.
ポニーモータは原子炉の運転中は停止しているが、主駆
動モータの給電停止や電源喪失時に自動起動し、低定速
回転で待機している。そして１次冷却材ポンプの回転降
下時に規定回転数で係合し、以後ポニーモータにより１
次冷却材ポンプは運転継続される。The pony motor is stopped while the reactor is operating, but when the main drive motor stops supplying power or loses power, it automatically starts up and stands by at a low constant speed. Then, when the rotation of the primary coolant pump decreases, it is engaged at the specified rotation speed, and thereafter the pony motor
The secondary coolant pump continues to operate.
この運転によって冷却材は強制循環され、炉心各要素か
らの崩壊熱を適切に除去することが出来る。ポニーモー
タは１次冷却材主駆動モータにも給電されて、またプラ
ントの交流電源によって駆動され、この他にジーゼル発
電機による予備電源も備えている。主電源と予備電源が
使用出来なくなった場合は冷却材の自然循環冷却によっ
て崩壊熱が除かれる。Through this operation, the coolant is forced to circulate, and decay heat from each core element can be appropriately removed. The pony motor is also powered by the primary coolant main drive motor and is driven by the plant's AC power supply, with additional backup power provided by a diesel generator. If the main power source and standby power source are unavailable, the decay heat is removed by natural circulation cooling of the coolant.
通常、１次冷却材ポンプは原子炉炉心の運転停止により
生じた炉心出力−冷却材流量比の急激な減少に基づく熱
的な過渡状態を緩和するようにトリップされる。冷却材
流量の惰走減少率は、トリップ前の１次冷却材ポンプ系
の回転慣性力による運動エネルギーの関数である。Typically, the primary coolant pump is tripped to alleviate thermal transients due to a sudden decrease in the core power to coolant flow ratio caused by a nuclear reactor core shutdown. The coasting reduction rate of coolant flow rate is a function of the kinetic energy due to rotational inertia of the primary coolant pump system before tripping.
１次冷却材ポンプ系の回転慣性が大きいと、惰走時間は
比較的長くなる。この比較的長い惰走期間においては、
原子炉プラントへの交流電力の供給停止と交流予備電源
系統の同時故障というありそうもない事態が発生するが
、この場合でも、燃料集合体、ブランケット集合体等か
らの適切な崩壊熱の除去は確保されなければならない。If the rotational inertia of the primary coolant pump system is large, the coasting time will be relatively long. During this relatively long coasting period,
In the unlikely event that the supply of AC power to a nuclear reactor plant is cut off and the AC backup power system fails simultaneously, it is necessary to properly remove decay heat from fuel assemblies, blanket assemblies, etc. must be secured.
すなわち、１次冷却材ポンプが停止する時点は、炉容器
内の冷却材の自然循環がただ一つの循環力となった場合
で、除去されるべき炉心内の崩壊熱の量によって決定さ
れる。That is, the point at which the primary coolant pump stops is determined by the amount of decay heat in the core that must be removed, when the natural circulation of coolant in the reactor vessel becomes the only circulating force.
惰走時間が長いと自然循環により除去されるべき崩壊熱
が減少する。従って、特に１次冷却材ポンプ用主駆動モ
ータおよびポニーモータに電力が供給されないことが想
定される場合、惰走期間を長引かせるように１次冷却材
ポンプ系全体の回転慣性を大きな値に定めることが有利
であると考えられる。Longer coasting times reduce the amount of decay heat that must be removed by natural circulation. Therefore, especially when it is assumed that no power is supplied to the main drive motor and pony motor for the primary coolant pump, the rotational inertia of the entire primary coolant pump system is set to a large value to prolong the coasting period. This is considered to be advantageous.
別の観点からは、大きな１次冷却材ポンプ系の慣性と原
子炉の運転停止に続く長い惰走とによって炉容器内のい
ろいろな部材について、最初は急激で、苛酷な過渡温度
状態が生じる。そこで、当然のことながら出力−流量比
はすみ゛やかに減少する。From another perspective, the inertia of the large primary coolant pump system and the long coast-down following reactor shutdown create initially rapid and severe transient temperature conditions for various components within the reactor vessel. Therefore, as a matter of course, the output-flow rate ratio decreases quickly.
温度勾配は炉心上方の炉容器内の冷却材の混合により緩
和されるが、炉容器の下流側すなわち２次冷却材ポンプ
系統の諸部材にも作用する。Temperature gradients are mitigated by the mixing of coolant in the reactor vessel above the core, but also act on components downstream of the reactor vessel, ie, in the secondary coolant pump system.
従って、１次冷却材ポンプの回転慣性を小さい値に定め
てポンプの初期惰走減速を早くし、苛酷な過渡温度状態
が生じない、妥当な出力−流量比を保つのが有利なよう
に考えられる。Therefore, it may be advantageous to set the rotational inertia of the primary coolant pump to a small value to speed up the pump's initial coasting deceleration and maintain a reasonable power-flow ratio without severe temperature transients. It will be done.
これら相反する条件の結果として１次冷却材ポンプ系の
回転慣性の選定は、熱の初期過渡現象を最小にすること
と、適切な熱の除去後に初めて、１次冷却材ポンプによ
る強制循環流から自然循環流にスムーズに切替えられる
ようにする事である。As a result of these conflicting conditions, the selection of the rotational inertia of the primary coolant pump system is critical to minimizing initial thermal transients and only after adequate heat removal from forced circulation flow by the primary coolant pump. The goal is to enable a smooth switch to natural circulation flow.
このため、１次冷却材ポンプの設計により比較的小さな
回転慣性値に選定される。For this reason, a relatively small value of rotational inertia is selected in the design of the primary coolant pump.
これによりプラントの正常な運転停止による最初の過渡
的な熱を最小にし、ポニーモータへの給電の完全停止時
の自然循環による崩壊熱除去要件を余裕を持って満足す
るようにしている。This minimizes the initial transient heat caused by a normal plant shutdown and comfortably satisfies the requirements for decay heat removal by natural circulation during complete shutdown of the power supply to the pony motor.
従って、正常な交流電力並びに予備交流電力がポニーモ
ータへ供給されなくなるというありそうもない事態にお
いては、何らかの形態で、１次冷部材ポンプの回転軸系
と連結し自然循環による崩壊熱除去要件を満足するまで
、運転を継続する補助駆動装置を備えたポンプ駆動装置
が必要となる。Therefore, in the unlikely event that normal AC power and standby AC power are no longer supplied to the pony motor, some form of connection to the rotating shaft system of the primary cooling member pump may be used to meet the requirements for decay heat removal through natural circulation. A pump drive with an auxiliary drive is required to continue operation until satisfied.
第２図は液体金属冷却型高速炉の配管系統図で、図中、
符号１は炉容器で、この炉容器１内しこフランジ１ａが
設けられ下部格子１ｂが取付いている、下部格子ｌｂ上
には核***反応を行う燃料集合体の他で構成された炉心
２が配設されている。炉容器１の上部には、燃料集合体
の交換を行う固定プラグ１ｃと回転プラグ１ｄが取付け
られ炉心上部機構１ｅを支持している。Figure 2 is a piping system diagram of a liquid metal cooled fast reactor.
Reference numeral 1 denotes a reactor vessel, inside which a flange 1a is provided and a lower grate 1b is attached.A reactor core 2 composed of fuel assemblies for carrying out nuclear fission reactions and other components is disposed on the lower grate 1b. It is set up. A fixed plug 1c and a rotating plug 1d for exchanging fuel assemblies are attached to the upper part of the reactor vessel 1 to support a core upper mechanism 1e.
高速炉においては、通常冷却材として液体ナトリウムが
使用される。冷却材は１次冷却材ポンプ７により入口管
３から炉容器１の下部に入り、炉心２で加熱されて温度
が高められ出口管４から流量調節弁５を経て熱交換器６
へ送られ、そこで２次冷却材ポンプ系により熱エネルギ
ーは順次下流側に送られ、最終的な発電のために放出さ
れる。In fast reactors, liquid sodium is usually used as a coolant. The coolant enters the lower part of the reactor vessel 1 from the inlet pipe 3 by the primary coolant pump 7, is heated in the reactor core 2, its temperature is increased, and then passes from the outlet pipe 4 through the flow control valve 5 to the heat exchanger 6.
where a secondary coolant pump system sequentially transports the thermal energy downstream and releases it for final power generation.
熱交換器６で熱エネルギーを放出した冷却材１ｆは、再
び１次冷却材ポンプ７を経て炉容器１内へ送られる。こ
の様に、冷却材は熱エネルギーの蓄積と放出を順次繰返
しながら一つの閉ループを構成している。図示していな
いが、１次冷却材ポンプ系統の下流側に配設されている
２次冷却材ポンプ系統も、上記１次冷却材ポンプ系統と
同様に熱エネルギーの蓄積と放出を順次繰返しながら、
つの閉ループを構成し、更に下流側のタービンへ熱エネ
ルギーを供給している。The coolant 1f which has released thermal energy in the heat exchanger 6 is sent into the furnace vessel 1 via the primary coolant pump 7 again. In this way, the coolant forms a closed loop by sequentially repeating the accumulation and release of thermal energy. Although not shown, the secondary coolant pump system disposed downstream of the primary coolant pump system also accumulates and releases thermal energy sequentially in the same manner as the primary coolant pump system.
It forms two closed loops and supplies thermal energy to the downstream turbine.
符号８は１次冷却材ポンプ７の主駆動モータで、正常な
原子炉運転中に交流電力が供給されて安定した運転がな
されている。Reference numeral 8 denotes the main drive motor of the primary coolant pump 7, which is supplied with alternating current power during normal nuclear reactor operation to ensure stable operation.
しかしながら、原子炉の運転を自主的に停止させるため
、中性子吸収ロッドのような制御で、炉出力を低下させ
る場合、あるいは主駆動モータ８の交流電力の給電が停
電等の外部的要因で停止せざるを得なくなった場合等、
何れの場合においても、電源を喪失した場合は炉心２の
残留崩壊熱を適切に除去すること、且つまた、冷却材１
ｆの苛酷な過渡温度状態が生じない、すなわち、冷却材
１ｆの還流する系統に接続されている機器並びに部材等
の熱的衝撃を緩和させるために、ポンプ駆動装置９が設
けられている。However, in order to autonomously stop the reactor operation, there are cases where the reactor output is reduced using controls such as neutron absorption rods, or when the AC power supply to the main drive motor 8 is stopped due to external factors such as a power outage. If you are forced to do so,
In either case, if power is lost, the residual decay heat of the core 2 must be properly removed, and the coolant 1 must be properly removed.
The pump drive device 9 is provided in order to prevent a severe transient temperature state of f from occurring, that is, to alleviate thermal shock on equipment, members, etc. connected to the system in which the coolant 1f flows back.
このポンプ駆動装置９は正常運転中の１次冷却材ポンプ
８流量の約１０％程度流量になる回転数で運転が引続か
れ、冷却材１ｆの熱エネルギーの蓄積と放出を繰返し、
自然循環流れになる条件まで運転する必要がある。This pump drive device 9 continues to operate at a rotation speed that provides a flow rate of about 10% of the flow rate of the primary coolant pump 8 during normal operation, and repeatedly accumulates and releases thermal energy of the coolant 1f.
It is necessary to operate to conditions that allow natural circulation flow.
この様な場合、１次冷却材ポンプ７の駆動は主駆動モー
タ８の回転軸と直列に係合されるポンプ駆動装置９で行
い、上記の流量を確保する手段が採用されている。In such a case, the primary coolant pump 7 is driven by a pump drive device 9 that is engaged in series with the rotating shaft of the main drive motor 8, and means for ensuring the above-mentioned flow rate is employed.
従来公知のポンプ駆動装置としてはたとえば特公昭６３
−１８０３７号公報に、ポニーモータ駆動装置としては
たとえば特開昭５８−３９２３８号公報に開示されてい
る。As a conventionally known pump drive device, for example, the Japanese Patent Publication No. 63
A pony motor drive device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-39238, for example.
（発明が解決しようとする課題）
従来のポンプ駆動装置では、交流電力で駆動されるポニ
ーモータが予備電源も含め喪失するといったありそうも
ない事態における状況下で、原子炉の運転停止を行う場
合、崩壊熱除去がスムーズに行われず、炉容器内並びに
１次、２次冷却材ポンプ系の諸部材に与える苛酷な過渡
温度状態が継続する潜在的な課題を有している。(Problems to be Solved by the Invention) With conventional pump drive devices, when shutting down a nuclear reactor in an unlikely situation where the pony motor driven by AC power loses its backup power source, However, there is a potential problem that decay heat removal is not performed smoothly, and severe transient temperature conditions continue to be applied to various components in the reactor vessel and the primary and secondary coolant pump systems.
又、ポンプ駆動装置を高速炉の正常運転中にも、使用し
ないにも拘わらず、連続運転継続するシステムは、省エ
ネルギー上、又注意深い保守を必要とする機器構成上か
らも、有効とは考え難い課題がある。Furthermore, a system in which the pump drive device continues to operate continuously even when the fast reactor is not in use during normal operation is unlikely to be effective in terms of energy conservation and equipment configuration that requires careful maintenance. There are challenges.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
どの様な不適合の状況下にあっても、何らかの形態で１
次冷却材ポンプの回転軸系と連結し、自然循環による崩
壊熱除去要件を満足するまでの運転継続と、原子炉の運
転停止を最適な状態すなわち苛酷な過渡温度状態が生じ
ないようにすること、および１次冷却材ポンプの停止中
における保守を考慮し、原子炉内及び１次、２次冷部材
ポンプ系統全体の諸部材の損傷並びに破損を未然に防止
し、信頼性を高めることができる高速炉用冷却材循環ポ
ンプの駆動装置を提供することにある。The present invention was made to solve the above problems, and
Regardless of the situation of nonconformity,
Connected to the rotating shaft system of the secondary coolant pump to ensure continued operation until the requirements for decay heat removal through natural circulation are satisfied and to shut down the reactor under optimal conditions, i.e., to prevent severe transient temperature conditions from occurring. , and maintenance while the primary coolant pump is stopped, it is possible to prevent damage and breakage of various parts in the reactor and the entire primary and secondary cooling pump system, and improve reliability. An object of the present invention is to provide a drive device for a coolant circulation pump for a fast reactor.
（課題を解決するための手段）
本発明は高速炉の冷却材循環ポンプを駆動する主駆動モ
ータと、この主駆動モータの回転軸に第１のオーバーラ
ンニングクラッチを介して接続された減速歯車装置と、
この減速歯車装置に接続された第１のポニーモータと、
この第１のポニーモータに第２のオーバーランニングク
ラッチを介して接続された第２のポニーモータと、この
第２のポニーモータに電磁クラッチを介して接続された
フライホイールと、前記減速歯車装置に第３のオーバー
ランニングクラッチを介して接続されたターニング装置
とからなることを特徴とする。(Means for Solving the Problems) The present invention includes a main drive motor that drives a coolant circulation pump of a fast reactor, and a reduction gear device that is connected to the rotating shaft of the main drive motor via a first overrunning clutch. and,
a first pony motor connected to the reduction gearing;
a second pony motor connected to the first pony motor via a second overrunning clutch; a flywheel connected to the second pony motor via an electromagnetic clutch; and a turning device connected via a third overrunning clutch.
（作用）
補助駆動装置は、第２のオーバーランニングクラッチを
介して連結し得る、直流電力を駆動源とする第２のポニ
ーモータであり、第２のオーバーランニングクラッチは
、交流電力を駆動源とする第１のポニーモータの回転数
より高い領域で脱出来るように選定されている。(Function) The auxiliary drive device is a second pony motor that uses DC power as a drive source and can be connected via a second overrunning clutch, and the second overrunning clutch uses AC power as a drive source. The rotation speed of the first pony motor is selected so that it can escape in a region higher than the rotation speed of the first pony motor.
第１のポニーモータは、前記各冷却材ポンプ用主駆動モ
ータへの給電停止を条件に起動させ、各冷却材ポンプが
第１のポニーモータの回転数にまで低下した場合、連結
させる。The first pony motor is activated on the condition that the power supply to the main drive motor for each coolant pump is stopped, and is connected when the rotation speed of each coolant pump has decreased to the number of rotations of the first pony motor.
一方、第２のポニーモータは第１のポニーモータへの給
電停止を条件に速やかに起動させ第１のポニーモータに
替り、各冷却材ポンプの運転を継続させる。また、第２
のポニーモータの上位には、主駆動モータの回転軸に取
付けられているフライホイールとは別に電磁クラッチを
介してフライホイールが配設されている。更にポニーモ
ータの伝達トルクを増大させるために設けである減速機
には、各冷却ポンプ系の保守のためターニング装置が配
設され、全ての構成機器が前記各冷却材ポンプに連結さ
せる。On the other hand, the second pony motor is immediately activated on the condition that the power supply to the first pony motor is stopped, and the second pony motor takes over from the first pony motor, and each coolant pump continues to operate. Also, the second
A flywheel is disposed above the pony motor via an electromagnetic clutch, separate from the flywheel attached to the rotating shaft of the main drive motor. Further, the speed reducer, which is provided to increase the transmission torque of the pony motor, is provided with a turning device for maintenance of each cooling pump system, and all components are connected to each of the cooling pumps.
各冷却材ポンプの設計に当り惰走を長くすることおよび
早くするという２つの相反する要件の妥協の必要が少な
くなる。炉心出力が非常に速やかに減少する運転停止直
後の初期惰走減速度は早く、急激な出力低下による過渡
的な熱現象は緩和する。There is less need to compromise between the two conflicting requirements of long and fast coasting in the design of each coolant pump. The initial coasting deceleration immediately after shutdown, in which the core power decreases very quickly, is fast, and the transient thermal phenomenon caused by the sudden decrease in power is alleviated.
その後にある選定された流量、すなわち約１０％流量と
なる様な回転速度で第１のポニーモータにづ継がれ、各
冷却材ポンプの回転速度を維持する。The first pony motor is then engaged at a selected flow rate, approximately 10% flow rate, to maintain the rotational speed of each coolant pump.
また、第１のポニーモータへの給電に支障が生じても更
に第２のポニーモータが起動し、前記各冷却材ポンプの
回転速度の維持継続は可能ならしめると共に、更にフラ
イホイールを付加することにより、第２のポニーモータ
への給電に支障が生じても前記フライホイールの慣性力
によって、惰性を長引かせ、自然循環にスムーズにかつ
徐々に移行させることが出来る。Further, even if there is a problem in the power supply to the first pony motor, the second pony motor is activated, and the rotation speed of each of the coolant pumps can be maintained continuously, and a flywheel is further added. Therefore, even if there is a problem in the power supply to the second pony motor, the inertia of the flywheel can prolong the inertia and allow a smooth and gradual transition to natural circulation.
第１と第２のポニーモータは常時は停止されており、定
期的なサーベランステストを行うのみで良く、この場合
各ポニーモータを同時運転しても第２のオーバーランニ
ングクラッチ脱の状態にあり、支障はない。減速歯車に
設けられたターニング装置は、原子炉の運転停止時の保
守上、特に各冷却材ポンプの液体金属による蒸気等に対
する固着等を防止するため、各冷却材ポンプを低速で回
転させる。The first and second pony motors are normally stopped and only require periodic surveillance tests; in this case, even if each pony motor is operated simultaneously, the second overrunning clutch is in a disengaged state. There is no problem. The turning device provided on the reduction gear rotates each coolant pump at a low speed for maintenance purposes when the nuclear reactor is shut down, especially to prevent each coolant pump from sticking to steam caused by liquid metal.
（実施例）
第１図を参照しながら本発明に係る高速炉用冷却材循環
ポンプの駆動装置の一実施例を説明する。(Embodiment) An embodiment of a drive device for a coolant circulation pump for a fast reactor according to the present invention will be described with reference to FIG.
第１図中性号１ｃは固定プラグを示しており、この固定
プラグ１ｃは第２図に例示したものと同様である。The neutral number 1c in FIG. 1 indicates a fixed plug, and this fixed plug 1c is similar to the one illustrated in FIG.
固定プラグ１ｃ上には主駆動モータ８が載置固定されて
おり、この主駆動モータ８の回転軸１８の下部は固定プ
ラグＩＣを貫通して一次冷却材ポンプ７に接続されてい
る。一方、主駆動モータ８の回転軸１８の上部には主フ
ライホイール２３が挿着され、さらにその上方には第１
のオーバーランニングクラッチ１４が接続されている。A main drive motor 8 is mounted and fixed on the fixed plug 1c, and the lower part of the rotating shaft 18 of this main drive motor 8 passes through the fixed plug IC and is connected to the primary coolant pump 7. On the other hand, a main flywheel 23 is inserted into the upper part of the rotating shaft 18 of the main drive motor 8, and a first
An overrunning clutch 14 is connected.
第１のオーバーランニングクラッチ１４の上方には減速
歯車装置１３、第１のポニーモータ１２、第２のオーバ
ーランニングクラッチ１７、第２のポニーモータ１６、
電磁クラッチ２１およびフライホイール２２が順次接続
されている。主駆動モータ８および第１のポニーモータ
１２には交流電源１１が接続されて回転駆動される。ま
た、第１のポニーモータ１２には予備交流電源１５が接
続されている。第２のポニーモータ１６には直流電源２
０が接続されて回転駆動する。減速歯車装置１３には第
３のオーバーランニングクラッチ２５が設けられ、この
第３のオーバーランニングクラッチ２４にはターニング
装置２４が接続される。Above the first overrunning clutch 14, a reduction gear device 13, a first pony motor 12, a second overrunning clutch 17, a second pony motor 16,
Electromagnetic clutch 21 and flywheel 22 are connected in sequence. The main drive motor 8 and the first pony motor 12 are connected to an AC power source 11 and driven to rotate. Further, a backup AC power source 15 is connected to the first pony motor 12 . The second pony motor 16 has a DC power supply 2
0 is connected to drive the rotation. The reduction gear device 13 is provided with a third overrunning clutch 25 , and a turning device 24 is connected to the third overrunning clutch 24 .
以上のようにしてポンプ駆動装置１９が構成されている
。The pump drive device 19 is configured as described above.
しかして、第１図において、高速炉プラントの交流電源
１１により主駆動モータ８で運転されていた１次冷却材
ポンプ７は、給電停止を行うことで、惰走を開始し、こ
の間に減少する流量を強制的に流通させる。Therefore, in FIG. 1, the primary coolant pump 7, which was being operated by the main drive motor 8 by the AC power supply 11 of the fast reactor plant, starts coasting by cutting off the power supply, and during this period the power decreases. Force flow.
主駆動モータ８への給電停止の条件で起動させた第１の
ポニーモータ２はある選択された流量、即ち、全流量の
約１０％の回転数で待機している。The first pony motor 2, which is activated under the condition that the power supply to the main drive motor 8 is stopped, is on standby at a selected flow rate, that is, at a rotation speed of about 10% of the total flow rate.
第１のポニーモータ１２から１次冷却材ポンプの連結手
段は減速歯車装置１３から第１のオーバーランニングク
ラッチ１４を介して主駆動モータ８の回転軸を経て連結
される。The connection means from the first pony motor 12 to the primary coolant pump is connected from the reduction gearing 13 via the first overrunning clutch 14 and the rotating shaft of the main drive motor 8 .
第１のポニーモータ１１はプラントの交流電源１１から
も動力を受けると共に、プラントの交流電源１１が喪失
した時にはジーゼル発電機等の予備交流電源１５も備え
ている。The first pony motor 11 also receives power from the plant's AC power source 11, and is also provided with a backup AC power source 15 such as a diesel generator in case the plant's AC power source 11 is lost.
全流量の約１０％の回転数で待機していた第１のポニー
モータ１２は、１次冷却材ポンプが惰走を開始してから
回転降下を始め全流量の約１０％の回転数に到達した時
に、第１のオーバーランニングクラッチ１４と連結（自
動的に噛合）され、移行節１のポニーモータ１２に引継
がれ運転が行われる。この運転は、崩壊熱除去要件が満
足するまで継続し、それ以降自然循環による運転になる
まで行う。The first pony motor 12, which was waiting at a rotation speed of about 10% of the total flow rate, starts rotating down after the primary coolant pump starts coasting and reaches a rotation speed of about 10% of the total flow rate. At this time, the first overrunning clutch 14 is connected (automatically engaged), and operation is then taken over by the pony motor 12 of the transition node 1. This operation continues until decay heat removal requirements are satisfied, and thereafter until natural circulation operation occurs.
ポンプ駆動装置には第１のポニーモータ１２の他に第２
のポニーモータ１６が第２のオーバーランニングクラッ
チ１７を介して第１のポニーモータ１２と直列に連結さ
れている。第２のポニーモータ１６は直流電源２０によ
り駆動するもので、交流電源１１及び予備交流電源１５
が喪失した時に第１のポニーモータ１２に変り運転を行
うものである。In addition to the first pony motor 12, the pump drive device includes a second pony motor 12.
A pony motor 16 is connected in series with the first pony motor 12 via a second overrunning clutch 17. The second pony motor 16 is driven by a DC power supply 20, which includes an AC power supply 11 and a backup AC power supply 15.
When the pony motor 12 is lost, the first pony motor 12 operates instead.
第２のポニーモータ１６の他端軸には電磁クララチ２１
を介してフライホイール２２が設けられ冷却材ポンプの
回転軸系の慣性を増大させ、惰性特性を変化させる。The other end shaft of the second pony motor 16 is provided with an electromagnetic claraci 21.
A flywheel 22 is provided through the coolant pump to increase the inertia of the rotating shaft system of the coolant pump and change the inertia characteristics.
１次冷却材ポンプ７用主駆動モータ８及び第１のポニー
モータ１２両者への電力が全く喪失した場合の原子炉停
止過渡状態においては、全流量の約１０％回転数まで惰
走し、約１０％附近で、前記第２のポニーモータ１６に
運転が引継がれる。In a transient reactor shutdown state when power is completely lost to both the main drive motor 8 for the primary coolant pump 7 and the first pony motor 12, the rotation speed is coasted to approximately 10% of the total flow rate, and the At around 10%, the second pony motor 16 takes over the operation.
この場合、前記フライホイール２２は電磁クラッチ２１
で任意の着脱が可能となり、崩壊熱除去要件を完全に満
足又は満足させるまでの惰走速度を改善させる要素を有
するものである。In this case, the flywheel 22 is connected to the electromagnetic clutch 21.
It has an element that allows arbitrary attachment and detachment and improves the coasting speed until the decay heat removal requirements are completely satisfied or satisfied.
１次冷却材ポンプ回転軸系全体の回転慣性力は、前記惰
走時間を長引かせると自然循環による崩壊熱除去量が少
なくて済むことから望ましいが、方で苛酷な過渡温度状
態が生じる。したがって、その設計上の妥協点から必要
とする慣性力を得るため、主駆動モータ８軸主フライホ
イール２３が取付けられており、前記フライホイール２
２はその補助として、全べてのポニーモータ１２．１６
の電力源１１、１５．２０が喪失した時、惰性減速度低
減率向上に作用する。The rotational inertia of the entire primary coolant pump rotating shaft system is desirable because if the coasting time is prolonged, the amount of decay heat removed by natural circulation is reduced, but severe transient temperature conditions occur. Therefore, in order to obtain the necessary inertia force from a compromise in its design, a main drive motor 8-axis main flywheel 23 is installed, and the flywheel 2
2 has all pony motors 12.16 as its auxiliary
When the power source 11, 15.20 is lost, it acts to improve the inertia deceleration reduction rate.
次に第２のポニーモータ１６と第１のポニーモータ１２
の相互関係については次の通りである。すなわち、第２
のポニーモータ１６は、第１のポニーモータ１２の運転
継続が電源喪失等で出来なくなった場合を想定した直流
電源（電池）によるバックアップ用であるが、第１のポ
ニーモータ１２が運転中にも運転可能な様に各ポニーモ
ータ間はオーバーランニングクラッチ１４で連結されて
おり、第１のポニーモータの回転速度が僅かに低下した
場合に噛合する構造になっている。従って、第１のポニ
ーモータ１２の回転数が低下した場合、自動的に１次冷
却材ポンプの運転は第２のポニーモータ１６に置換され
、運転を継続する。Next, the second pony motor 16 and the first pony motor 12
The mutual relationships between the two are as follows. That is, the second
The pony motor 16 is used for backup with a DC power source (battery) in case the first pony motor 12 cannot continue operating due to power loss, etc. For operation, each pony motor is connected by an overrunning clutch 14, which is structured to engage when the rotational speed of the first pony motor slightly decreases. Therefore, when the rotational speed of the first pony motor 12 decreases, the operation of the primary coolant pump is automatically replaced by the second pony motor 16, and the operation continues.
減速歯車装置１３に設けられ第３のオーバーランニング
クラッチ２５を介して取付であるターニング装置２４は
、原子炉停止時に１次冷却材ポンプ７のターニング運転
に行うもので、原子炉内の冷却材であるナトリウム蒸気
が冷却材ポンプの各回転摺動部固着防止をするため低速
（１〜５ ｒｐｍ）で１次冷却材ポンプ７軸系全体を回
転させる。The turning device 24, which is installed in the reduction gear device 13 and is attached via the third overrunning clutch 25, is used to turn the primary coolant pump 7 when the reactor is shut down, and is used to turn the primary coolant pump 7 when the reactor is shut down. A certain sodium vapor rotates the entire seven-shaft system of the primary coolant pump at a low speed (1 to 5 rpm) to prevent sticking of each rotating sliding part of the coolant pump.
第３のオーバーランニングクラッチ２５は第１及び第２
のポニーモータ１２．１６の運転時に連結が解除される
構造になっている。The third overrunning clutch 25 is connected to the first and second overrunning clutches.
The structure is such that the connection is released when the pony motors 12 and 16 are in operation.
従ってプラント全体の交流電源が喪失し、供給されなく
なるというありそうもない事態においても、第２のポニ
ーモータ１６並びにフライホイール２２の作用により崩
壊熱除去を適切に行うことが出来ると共に過渡温度状態
における各部材への熱的影響緩和に対し有効で、原子炉
内の構成機器並びに炉外各系統機器の損傷、破損等未然
に防止出来る信頼性の高い、補助駆動装置を備えたポン
プ駆動装置が得られる。Therefore, even in the unlikely event that the AC power for the entire plant is lost and is no longer supplied, decay heat can be appropriately removed by the action of the second pony motor 16 and the flywheel 22, and even in a transient temperature state. A pump drive system equipped with a highly reliable auxiliary drive system that is effective in mitigating thermal effects on each component and prevents damage to component equipment inside the reactor and various system equipment outside the reactor is now available. It will be done.
なお、本実施例のほかに主駆動モータ８と減速歯車装置
１３間、第１と第２のポニーモータ１２．１６間及び減
速歯車装置１３とターニング装置２４間に配設したオー
バーランニングクラッチ１４は各軸に回転検知信号を設
けることにより電磁クラッチ等でも同様な効果を有する
。In addition to this embodiment, an overrunning clutch 14 is provided between the main drive motor 8 and the reduction gear device 13, between the first and second pony motors 12, 16, and between the reduction gear device 13 and the turning device 24. A similar effect can be achieved with an electromagnetic clutch or the like by providing a rotation detection signal on each shaft.
また、減速歯車１３と第１のポニーモータ１２を１体化
構造としても同様な効果が得られるし、第１及び第２の
ポニーモータ１２．１６を交直両用のモータを配設する
ことでも同様の効果が得られる。Further, the same effect can be obtained by integrating the reduction gear 13 and the first pony motor 12, and the same effect can be obtained by arranging the first and second pony motors 12, 16 as dual-purpose motors. The effect of this can be obtained.
さらに、本発明は１次冷却材ポンプ系統に限ることなく
、下流側の２次冷却材ポンプ系統を含め、崩壊熱除去を
必要とする系統に適用できるものである。Furthermore, the present invention is not limited to the primary coolant pump system, but can be applied to systems that require decay heat removal, including downstream secondary coolant pump systems.
本発明によれば複数のポニーモータおよび冷却材ポンプ
の回転慣性を可変にすることにより原子炉の緊急運転停
止または、プラント全体の交流電源故障等における崩壊
熱除去および過渡温度状態を適切に緩和するこができる
。よって、原子炉内の炉心を含む構成部材を安全状態に
して、自然循環による運転までスムーズに移行出来る信
頼性。According to the present invention, by making the rotational inertia of a plurality of pony motors and coolant pumps variable, decay heat removal and transient temperature conditions can be appropriately alleviated in the event of an emergency shutdown of a nuclear reactor or a plant-wide AC power failure. I can row. Therefore, the reliability is such that it is possible to bring the components inside the reactor, including the reactor core, into a safe state and smoothly transition to operation using natural circulation.
安全性の高い補助駆動装置を備えたポンプ駆動装置を提
供することが出来る。A pump drive device equipped with a highly safe auxiliary drive device can be provided.
第１図は本発明に係る高速炉用冷却材循環ポンプの駆動
装置の一実施例を示す構成図、第２図はループ型高速炉
を概略的に示す配管系統図である。
１・・・炉容器 ＩＣ・・・固定プラグ２・・
・炉心 ６・・・熱交換器７・・・１次冷却
材ポンプ ８・・・主駆動モータ１１・・交流電源
１２・・・第１のポニーモータ１３・・・減速歯車装
置
１４・・・第１のオーバーランニングクラッチ１５・・
・予備交流電源 １６・・・第２のポニーモータ１７・
・・第２のオーバーランニングクラッチ１８・・・回転
軸 １９・・・ポンプ駆動装置２０・・・直流
電源 ２１・・・電磁クラッチ２２・・フライホ
イール ２３・・主フライホイール２４・・・ターニン
グ装置FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a drive device for a coolant circulation pump for a fast reactor according to the present invention, and FIG. 2 is a piping system diagram schematically showing a loop type fast reactor. 1...Furnace vessel IC...Fixing plug 2...
- Core 6... Heat exchanger 7... Primary coolant pump 8... Main drive motor 11... AC power supply
12...First pony motor 13...Reduction gear device 14...First overrunning clutch 15...
・Backup AC power supply 16...Second pony motor 17・
... Second overrunning clutch 18 ... Rotating shaft 19 ... Pump drive device 20 ... DC power supply 21 ... Electromagnetic clutch 22 ... Flywheel 23 ... Main flywheel 24 ... Turning device
Claims (1)
、この主駆動モータの回転軸に第１のオーバーランニン
グクラッチを介して接続された減速歯車装置と、この減
速歯車装置に接続された第１のポニーモータと、この第
１のポニーモータに第２のオーバーランニングクラッチ
を介して接続された第２のポニーモータと、この第２の
ポニーモータに電磁クラッチを介して接続されたフライ
ホィールと、前記減速歯車装置に第２のオーバーランニ
ングクラッチを介して接続されたターニング装置とから
なることを特徴とする高速炉用冷却材循環ポンプの駆動
装置。A main drive motor that drives a coolant circulation pump of the fast reactor, a reduction gear device connected to the rotating shaft of this main drive motor via a first overrunning clutch, and a first reduction gear device connected to this reduction gear device. a pony motor, a second pony motor connected to the first pony motor via a second overrunning clutch, and a flywheel connected to the second pony motor via an electromagnetic clutch; A drive device for a coolant circulation pump for a fast reactor, comprising a turning device connected to the reduction gear device via a second overrunning clutch.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2216968A JPH0830757B2 (en) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | Driving device for coolant circulation pump for fast reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2216968A JPH0830757B2 (en) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | Driving device for coolant circulation pump for fast reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499995A true JPH0499995A (en) | 1992-03-31 |
| JPH0830757B2 JPH0830757B2 (en) | 1996-03-27 |
Family
ID=16696744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2216968A Expired - Lifetime JPH0830757B2 (en) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | Driving device for coolant circulation pump for fast reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830757B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2019477A1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-01-28 | GE Energy Products France SNC | Flywheel with gradual starting |
| WO2015091222A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Societe Technique Pour L'energie Atomique Technicatome | Primary pump of a nuclear reactor |
| WO2022039793A1 (en) * | 2020-08-17 | 2022-02-24 | Terrapower, Llc | Inertial energy coastdown for electromagnetic pump |
-
1990
- 1990-08-20 JP JP2216968A patent/JPH0830757B2/en not_active Expired - Lifetime
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| FR2919442A1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-01-30 | Ge Energy Products France Snc | INERTIA WHEEL WITH PROGRESSIVE LAUNCH. |
| WO2009016128A1 (en) | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Ge Energy Products France Snc | Inertia wheel with progressive run up |
| US8400032B2 (en) | 2007-07-27 | 2013-03-19 | General Electric Company | Inertia wheel with progressive run up |
| WO2015091222A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Societe Technique Pour L'energie Atomique Technicatome | Primary pump of a nuclear reactor |
| FR3015590A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-26 | Technicatome | PRIMARY PUMP OF A NUCLEAR REACTOR |
| WO2022039793A1 (en) * | 2020-08-17 | 2022-02-24 | Terrapower, Llc | Inertial energy coastdown for electromagnetic pump |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0830757B2 (en) | 1996-03-27 |
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