JPH02290597A - 原子炉給水ポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は沸騰水型原子炉のスクラム時における原子炉給
水ポンプの制御装置に関する。

（従来の技術） 沸騰水型原子炉においては、第３図の給水系の構成説明
図に示すように、原子炉１における発生蒸気量を確保す
る給水を供給するために複数のタービン駆動給水ボンプ
２ａ，　２ｂと同じく複数のモータ駆動給水ポンプ３ａ
．　３ｂを設置し、一般に通常運転中はタービン駆動給
水ポンプ２ａ，　２ｂを運転し、タービン駆動給水ポン
プ２ａ，　２ｂのトリップ（停止）あるいは原子炉１の
始動時等で蒸気発生がない時または発生量が少ない時に
は、前記モータ駆動給水ポンプ３ａ．　３ｂを後備とし
て切替えている。しかしながら原子炉１はその健全性を
維持するために炉の運転状態によっては、緊急に全制御
棒を高速で挿入して原子炉１の運転を停止させるスクラ
ム機能を保有している。この原子炉スクラムが行われた
時に炉内においては出力が減少するため、炉水中のボイ
ドが急速に減少して炉水位が低下する。

このため図示しない水位制御器からは一時的に給水増の
指令が発せれる。しかるにスクラム状態では炉出力が急
速に低下するので、発生蒸気量が大きく減少して炉内イ
ンベントリの確保に関しては、それ程多くの給水量は必
要としない。しかしながら前記水位制御器の作動により
スクラム直後に給水が増加して、結果的には必要インベ
ントリ以上の給水が炉内に注入されることになる。これ
を回避するため従来はスクラム時における給水に対する
運転手順を定めておき、運転員によりスクラム後にター
ビン駆動給水ポンプを手動にてトリップさせているが、
原子炉スクラム時において運転員は、これ以外にも数多
くの操作や確認作業があり、これ等のために給水ポンプ
の運転手順に遅れが生じたりすると過剰給水になるとい
う可能性があった。・また従来はタービン駆動給水ポン
プ２ａ，　２ｂがトリップすると、休止していたモータ
駆動給水ポンブ３ａ，　３ｂが自動起動する構成となっ
ているため、タービン駆動給水ポンプ２ａ．　２ｂのト
リップ以降の必要給水量は少量であるにもかかわらず、
前記全モータ駆動給水ポンプ３ａ．　３ｂが運転され、
これにより過剰給水が一層顕著となる可能性があった。

また炉内はこの後も、炉心の残留熱により再度ボイドが
発生したり、給水系とは別個に設置されている制御棒駆
動系からの駆動水注入により炉水位は増加傾向を呈し、
炉水位が高々水位に到達すれば保護装置が作動して自動
的に全給水ポンプをトリップしてしまうことがある。こ
の場合には例え原子炉スクラム後でも少量の給水が必要
であるため、その所要給水量の確保のために改めて運転
員が手動によりモータ駆動給水ポンプ２ａ，　２ｂの一
部を起動運転しなければならなかった。

（発明が解決しようとする課題） 原子炉のスクラム後にタービン駆動給水ポンプのトリッ
プ操作を手動としているため、スクラム時における運転
員の負担は増加し、かつこのトリップ操作が最適タイミ
ングで行われるとは限らない、殊に操作タイミングが遅
れた場合には、スクラム後の炉内インベントリ確保のた
めに必要な給水量以上の給水が炉内に注入され、この結
果、水位増から炉水位高々保護装置が作動して給水ポン
ブの全数停止に至り、さらに運転員には手動によるモー
タ駆動給水ポンプの起動操作が要求され、作業負担がさ
らに増大するという問題があった。

またタービン駆動給水ポンプのトリップ時に自動起動す
るモータ駆動給水ポンプについては、これ等の停止も通
常、運転員が状況を判断して適宜、手動で操作するため
さらに複雑な作業が増加する問題があった。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、その
目的とするところは、スクラム前における原子炉出力か
ら、スクラム後の炉内インベントリ確保に必要な給水量
を自動的に確保して、原子炉運転の安全性、信頼性を向
上すると共に運転員の負担を軽減する原子炉給水ポンプ
制御装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 原子炉のスクラム時にスクラム前における炉出力検出手
段と、スクラム後に原子炉水位の維持に必要な給水量を
演算する給水量演算手段と、スクラム後の給水量を計測
する給水量計測手段と、この出力と前記給水量演算手段
の出力を比較して、給水量計測手段の出力が前記給水量
演算手段の出力である所要給水量を超えた時に、タービ
ン駆動給水ポンプをトリップさせる信号と一部のモータ
駆動給水ポンプの自動起動の阻止信号を発する給水ポン
プ制御手段を具備する。

（作　用） 原子炉が何らかの原因でスクラムした時に、このスクラ
ム直前の給水流量を基にしたスクラム前の炉出力からス
クラム後にインベントリ確保のために必要かつ十分な給
水量と、同時にスクラム後にインベントリに注入された
給水量を時々刻々積算し、これに各タービン駆動給水ポ
ンプの流量を基に、その流量でポンプがトリップした場
合のコーストダウン流量を予測する。さらに前記スクラ
ム後にインベントリに注入された給水量と、コーストダ
ウン流量との和が、インベントリ確保のために必要かつ
十分な給水量を上回った時点で全タービン駆動給水ポン
プに対して自動トリップ信号を出力し、モータ駆動給水
ポンプについては、その一部例えば１台のみ自動起動し
て、他はこの場合に限り運転を阻止して過剰給水を防止
する。

（実施例） 本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

なお本一実施例における原子炉の給水ポンプについては
、常用タービン駆動給水ポンプ及び後備モータ駆動給水
ポンプ共、各２台設置した場合について説明する。第１
図はブロック回路構成図で、原子炉１の給水流量と主蒸
気流量を入力し、さらにスクラム信号からスクラム前の
炉出力を検出する炉出力検出部ｌＯと、この出力を記憶
する給水流量メモリ１１からなる炉出力検出手段と、前
記給水流量メモリ１１の出力からスクラム後の原子炉水
位の維持に必要な給水量を算出する給水量演算手段であ
るスクラム後必要給水量算出部１２と、前記炉出力検出
部ｌＯからの出力よりスクラム後の給水量を計測する積
分器ｌ３と２台のタービン駆動給水ポンプ（ＴＤＲＦＰ
）２ａ．２ｂのトリップ後のコーストダウン流量予測部
１４　（１４ａ　，　１４ｂ　”）とからなる給水量計
ｉ’ｌｌｌ手段と、前記コーストダウン流量予測部１４
の出力と前記積分器１３の出力を加算した給水量計測手
段の出力信号Ｓ１４と、前記スクラム後必要給水量算出
部ｌ２の出力信号Ｓ１２を比較器で比較し、この比較器
において前記給水量計測手段の出力信号Ｓ１４が、前記
スクラム後必要給水量算出部１２からの出力信号ＳＬ２
を超えた時に、全タービン駆動給水ポンブ２ａ，　２ｂ
をトリップさせる信号と２台中１台のモータ駆動給水ポ
ンプ（ＭＤＲＦＰ）３ｂの自動起動の阻止信号Ｓ１５を
発する比較部ｌ５と、この阻止信号Ｓｌ５による当該給
水ポンプの停止信号から他の１台のモータ駆動給水ポン
プ（ＭＤＲＦＰ）３ａに自動起動信号を発する第１の論
理回路１Ｂからなる給水ポンプ制御手段で構成されてい
る。

次に上記構成による作用について述べる。スクラムが発
生すると炉出力検出部１０からの信号で、給水流量メモ
１月１はスクラム発生直前の給水流量をメモリする。さ
らにこの給水流量メモリ１ｌの出力を基にスクラム後必
要給水量算出部１２において、スクラム後に必要とする
給水量を求める。なおスクラム後必要給水量算出部１２
には、事前解析により前記スクラム後に必要とする給水
量をスクラム時炉出力（給水流量相当）の関数として設
定しておくことも可能である。また給水流量と主蒸気流
量からのスクラム後の炉出力は、給水量計測手段である
積分器ｌ３に入力されて、スクラム後インベントリに注
入された給水量を算出して出力する。

これと別に２台のタービン駆動給水ポンプ２ａ，　２ｂ
のトリップ後のコーストダウン流量をコーストダウン流
量予測部ｌ４にて予測する。なお各コーストダウン流量
予測部１４ａ　．　１４ｂには事前解析により各タービ
ン駆動給水ポンプの流量と、トリップ後に停止する迄の
コーストダウンにより給水される給水量の関係を予め設
定しておく。この出力信号は前記積分器ｌ３からの給水
量信号と加算して信号Ｓ１４として出力され、前記スク
ラム後必要給水量算出部ｌ２の出力信号Ｓｌ２と比較部
１５において比較され、信号Ｓｌ２＜信号Ｓ１４となっ
た時点で給水量が過剰となると判断して信号Ｓｌ５を出
力する。この信号Ｓｌ５は全部のタービン駆動給水ポン
ブ２ａ．２ｂのトリップ信号Ｓ１５ａ，　　Ｓ１５ｂと
２台のモータ駆動給水ポンプの内１台の３ｂへの自動起
動阻止信号Ｓ　１５ｃとして、給水ポンプ制御手段であ
る第１の論理回路１Ｂに入力される。これにより２台の
タービン駆動給水ポンブ２ａｓ　２ｂがトリップする。

この２台のタービン駆動給水ポンプがトリップしたこと
により、第１の論理回路１Ｂから、１台のモータ駆動給
水ポンブ３ａの自動起動信号Ｓ　ｌｅａが出力されて、
モータ駆動給水ポンプ３ａが自動起動し、この後、出力
の低下した原子炉１への給水はこの１台のモータ駆動給
水ポンプ３ａにより行われる。

なお本発明は、原子炉１のスクラム発生時のみに作動す
るように、炉出力検出部ｌＯと比較部ｌ５において、ス
クラム信号が入力されていない場合に、信号Ｓ１２は１
００％、信号Ｓｌ４はθ％となるようにスクラム信号と
連動する切替手段が設けられている。

これにより、スクラム後の原子炉１内のインベントリ確
保に必要な給水量が１台のモータ駆動給水ポンブ３ａに
より適確に確保されて運転されるので、運転員がスクラ
ム発生時で多忙な時期にタービン駆動給水ポンプ２ａ，
　２ｂのトリップやモータ駆動給水ポンプ３ａ起動のタ
イミング及び給水量制御等複雑で熟練を要する作業が不
要となる。

第２図は本発明の他の実施例を示すブロック回路構成図
で、給水ポンプ制御手段がスクラム信号により所定の遅
れ手段Ｔを介して２台中１台のタービン駆動給水ポンブ
２ｂのトリップ信号Ｓ　１７ａと、２台のモータ駆動給
水ポンプ３ａ，　３ｂへの自動起動阻止信号Ｓ１７ｂ，
　　Ｓ１７ｃを発すると共に、前記タービン駆動給水ポ
ンブ２ｂのトリップと前記１台のモータ駆動給水ボンプ
３ａへの自動起動阻止信号Ｓ１７ｂの消滅から、前記モ
ータ駆動給水ポンプ３ａへの自動起動信号Ｓｌ７ｄを出
力する第２の論理回路ｌ７と、比較部ｌ５からの信号で
ある１台のタービン駆動給水ポンプ２ａへのトリップ信
号Ｓ１５ａと１台のモータ駆動給水ボンプ３ｂへの自動
起動阻止信号Ｓ１５ｃの消滅を入力して、前記タービン
駆動給水ボンプ２ａのトリップにより、１台のモータ駆
動給水ボンプ３ａの自動起動信号８１８ａを出力する第
３の論理回路１Ｂとから構成されたもので、上記一実施
例と異なり、スクラム発生時に所定の遅れをもって、先
ず２台中１台のタービン駆動給水ポンプ２ｂのトリップ
と２台のモータ駆動給水ポンプ３ａ，３ｂの自動起動の
阻止を行なって、スクラム発生初期は１台のタービン駆
動給水ポンプ２ａによる給水を行こなわせる。しかる後
に上記一実施例と同様に信号Ｓ１２と信号Ｓｌ５との比
較から比較部１５より出力された信号Ｓ１５により、タ
ービン駆動給水ポンブ２ａをトリップさせ、代わりに１
台のモータ駆動給水ポンブ３ａを自動起動させて過剰給
水とならぬように給水運転を実施する。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、原子炉のスクラム
時においてスクラム後の必要インベントリの給水量を確
保しつつ、複数のタービン駆動及びモータ駆動給水ポン
プを自動的に運転制御を行なうので、原子炉の安全性と
運転の信頼性が向上すると共に、運転員に対し、殊にス
クラム時における作業負担が軽減されて、他の作業に注
力できる大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック回路構成図、第２
図は本発明の他の実施例のブロック回路構成図、第３図
は原子炉給水系の構成説明図である。 ２ａ，　２ｂ・・・タービン駆動給水ポンプ、（ＴＤＲ
ＦＰ） ３ａ，　３ｂ・・・モータ駆動給水ポンプ、（ＭＤＲＦ
Ｐ） ｌＯ・・・炉出力検出部、 １１・・・給水流量メモリ、 ｌ２・・・スクラム後必要給水量算出部、ｌ３・・・積
分器、 １４・・・コーストダウン流量予測部、ｌ５・・・比較
部、　　　ｌ６・・・第１の論理回路、ｌ７・・・第２
の論理回路、 ｌ８・・・第３の論理回路。 代理人　弁理士　大　胡　典　夫 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のタービン駆動給水ポンプ及び複数のモータ駆動給
   水ポンプにより炉内給水を行う沸騰水型原子炉の給水ポ
   ンプ制御装置において、原子炉スクラム前の炉出力検出
   手段と、この出力からスクラム後の原子炉水位の維持に
   必要な給水量を算出する給水量演算手段と、スクラム後
   の給水量を計測する給水量計測手段と、この出力と前記
   給水量演算手段の出力を比較して給水量計測手段の出力
   が、前記給水量演算手段の出力を超えた時にタービン駆
   動給水ポンプをトリップさせる信号とモータ駆動給水ポ
   ンプの自動起動の阻止信号を発する給水ポンプ制御手段
   からなることを特徴とする原子炉給水ポンプ制御装置。