JPH0344599A - 原子炉冷却材再楯環流量制御装置 - 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） 本発明は原子力発電プラントにおける原子炉冷却材再循
環ポンプモータの駆動電源に静止形可゛変電圧周波数電
源装置を採用し、速度設定を行う原子炉冷却材再循環流
量制御装置に関する。

（従来の技術） 原子力発電プラントにおいては、その出力調整要素の１
つとして原子炉炉心における冷却材の再循環流量制御を
行っている。このための原子炉冷却材再循環ポンプモー
タ（以下ＰＬＲポンプモータと呼ぶ）の駆動電源には、
近年静止形可変電圧周波数電源装置（インバータ）が応
答性、保守性が良好であることから採用されつつある。

このような電源装置では当該原子力発電プラントの電源
系統の異常により瞬時停電（以下瞬停と略称する）が発
生した場合に、前記静止形可変電圧周波数電源装置は半
導体装置であるため応答速度が迅速であり、従って出力
電圧や周波数が一時的に低下して原子力発電プラントの
出力に変動を与え易い。

第２図は従来の原子炉冷却材再循環流量制御装置のブロ
ック構成図を示し、再循環流量制御装置１におけるオペ
レータコンソール２により運転員が再循環ポンプの速度
を設定する。この速度設定信号Ｓ２と速度制御に必要な
プラント情報信号Ｓ３を入力し、速度制御器４は適切な
速度要求値を演算して速度要求信号Ｓ４を静止形可変周
波数電源装置５に出力する。この速度要求信号Ｓ４は安
定運転のための上下限リミッタ６、変化率制限器７を経
て周波数制限器８に入力され、要求速度に合致した適切
な周波数が設定される。この出力である周波数設定信号
Ｓ８はパルスアンプ９でパルス信号Ｓ９に変換されてイ
ンバータ回路ｌＯに入力される。このインバータ回路ｌ
Ｏでは前記パルス信号Ｓ９により要求された周波数の出
力電流１１（交流〉を出力し、この出力電流ｌｌは出力
変圧器１２１；より昇圧されてＰＬＲポンプモータ１３
を駆動して原子炉の運転を行う。

ここで何等かの理由で電源系統に瞬停が発生すると、瞬
停信号ＳＬ４により常閉接点ｂ１５が開いて、常開接点
ａｌ１３が閉じる。前記常閉接点ｂ１５により再循環流
量制御装置１からの速度要求信号Ｓ４を停止されるが、
これと同時に常開接点ａ１６より出力電流ｔｉを計器用
変圧器１７で減圧し、電圧／周波数変換器１８により変
換された実速度信号Ｓ１９が前記速度要求信号Ｓ４に変
って上下限リミッタ６に入力されて閉ループ回路を構成
し、ＰＬＲポンプモータ１３は減速されていく。

この状態で瞬停が復旧すると瞬停信号Ｓ１４が解除され
るため、常閉接点ｂ１５が閉じて常開接点ａｔｅが開く
。これにより再循環流量制御装置１からの速度要求信号
Ｓ４が再び上下限リミッタ６に入力されるが、この時は
瞬停中のＰＬＲポンプモータ１３の速度低下により、速
度要求信号Ｓ４＞実速度信号Ｓ１９の状態であるため、
静止形可変周波数電源装置５内の・変化率制限器７で設
定された一定変化率の割合でＰＬＲポンプモータ１３の
速度が瞬停以前に設定された速度まで自動的に上昇させ
られる。

（発明が解決しようとする課題） 従来の再循環流量制御装置によっても瞬停が回復した場
合には、−旦低下したＰＬＲポンプモータの速度は設定
速度まで自動的に上昇されるが、この上昇変化率制限は
静止形可変周波数電源装置が具備する変化率制限器の特
性に従って一定率で行われる。しかしながら原子力発電
プラントにおける瞬停の影響は、ＰＬＲポンプモータの
速度低下だけでなく各プロセスでの主要ポンプ類の速度
低下が生じ種々の過渡的な変化が想定される。特に原子
炉においては、急速な冷却材の再循環流量増加による出
力上昇運転は炉心に与える影響から好ましくない。この
ため従来は静止形可変周波数電源装置における変化率制
限器の上昇変化率特性を十分に小さくしたり、あるいは
運転員の手動操作により実施していた。しかし上昇変化
率を小さくすると原子力発電プラントの正常回復が遅れ
て電力系統に悪影響を与えることになり、手動操作は運
転員が多くの経験を要求され、かつ瞬停の発生時期が不
定のことから運転員の負担が増すという問題があった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところはＰＬＲポンプモータの駆動電源である静止形可
変周波数電源装置にＰＬＲポンプモータの速度制御信号
を発する再循環流量制御装置に、瞬停発生時点のＰＬＲ
ポンプモータ速度のメモリ手段と、原子力発電プラント
の特性に適した速度変化率設定手段を設けて、瞬停復旧
時にＰＬＲポンプモータの速度を自動的に安全で効率良
く設定速度まで上昇させる原子炉冷却材再循環流量制御
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） 原子炉の冷却材再循環ポンプモータの駆動電源である静
止形可変電圧周波数電源装置と、この静止形可変電圧周
波数電源装置に速度制御の要求信号を出力する再循環流
量制御装置が速度設定信号とプラント情報信号及び瞬時
停電発生時点における再循環ポンプモータの実速度信号
を入力して速度要求信号を出力する速度制御手段と、瞬
時停電発生時点の再循環ポンプモータの実速度信号を読
込み瞬時停電復旧時にこれを前記速度制御手段に出力す
るメモリ手段と、前記プラント情報信号と電源系統正常
時には前記速度制御手段からの速度要求信号を、及び瞬
時停電中には再循環ポンプモータの実速度信号を、さら
に瞬時停電復旧時には前記速度制御手段からの速度要求
信号及び前記メモリ手段からの瞬時停電発生時点の再循
環ポンプモータの実速度信号を入力してその偏差を得て
、電源系統の正常時には速度設定信号と、また瞬時停電
中には再循環ポンプモータの実速度信号と、さらに瞬時
停電復旧時には瞬時停電復旧時点の再循環ポンプモータ
の実速度信号と瞬時停電発生時点の再循環ポンプモータ
の実速度信号の偏差と、プラント情報信号から当該原子
力発電プラントに適した速度変化率を演算して出力する
速度変化率設定手段を具備する。

（作　用） 再循環ポンプモータの駆動電源である静止形可変電圧周
波数電源装置に対して、電源系統が正常の時にはオペレ
ータコンソールにて設定した速度設定信号による信号と
、瞬時停電中には電圧／周波数変換器からの再循環ポン
プモータの実速度信号による信号と、さらに瞬時停電復
旧時には瞬時停電復旧時点の再循環ポンプモータの実速
度信号とメモリからの瞬時停電発生時点の再循環ポンプ
モータの実速度信号を夫々プラント情報信号と共に速度
変化率設定手段に入力して、当該原子力発電プラントに
最適な速度変化率を演算、出力して再循環ポンプモータ
の速度を自動的で速やかに所定値まで上昇させる。

（実施例） 本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

なお上記した従来技術と同じ構成部分には同一符号を付
して詳細な説明を省略する。

第１図はブロック構成図で、再循環流量制御装置２０は
運転員により再循環ポンプの速度を設定するオペレータ
コンソール２と、これからの速度設定信号Ｓ２と速度制
御に必要な発電プラント情報信号Ｓ３を入力して適切な
速度要求値を演算して速度要求信号Ｓ４を出力する速度
制御手段である速度制御器４、及び瞬停発生時点のＰＬ
Ｒポンプモータ１３の実速度信号Ｓ１９を読込むメモリ
手段であるメモリ２１と、前記発電プラント情報信号Ｓ
３、速度要求信号Ｓ４あるいは実速度信号Ｓ１９を入力
して、原子力発電プラントの特性に適した速度変化率に
よる要求信号５２２を静止形可変周波数電源装置５に出
力する速度変化率設定手段である速度変化率設定器２２
とが設けられていて、さらに瞬停信号Ｓ１４により閉じ
る常開接点ａ２３と開く常閉接点ｂ２４及び開閉する切
替接点ｃ２５から構成されている。なお電圧／周波数変
換器１Ｂからの実速度信号Ｓ１９は、常開接点ａ２３を
介してメモリ２１に入力され、切替接点ｃ２５の常開接
点を介して速度変化率設定器２２に接続される。またメ
モリ２１と速度制御器４は常閉接点ｂ２４を介して接続
され、メモリ２１からの瞬停発生時点の実速度信号Ｓ２
１が速度制御器４に入力される。さらに速度制御器４と
速度変化率設定器２２とは切替接点ｃ２５の常閉接点を
介して接続されている。なお再循環流量制御装置２０か
らの要求信号Ｓ２２を入力する静止形可変周波数電源装
置５は、上記した従来の静止形可変周波数電源装置５と
同様に安定運転のための上下限リミッタ６、変化率制限
器７、要求速度に合致した適切な周波数を設定する周波
数制限器８、この出力の周波数設定信号Ｓ８をパルス信
号Ｓ９に変換するパルスアンプ９、このパルス信号Ｓ９
により要求された周波数の出力電流１１（交流）を出力
するインバータ回路ＩＯ及び、この出力電流１１を減圧
する計器用変圧器１７と、ＰＬＲポンプモータ１３の実
速度信号Ｓ１９を出力する電圧／周波数変換器１８とか
ら構成されている。また静止形可変周波数電源装置５に
は出力電流１１を昇圧する出力変圧器１２を介してＰＬ
Ｒポンプモータ１３が接続されている。

次に上ｆｃ！構成による作用について説明する。通常時
は、再循環流量制御装置２０におけるオペレータコンソ
ール２により運転員が再循環ポンプの速度を設定し、こ
の速度設定信号Ｓ２と速度制御に必要な発電プラント情
報信号Ｓ３を入力して速度制御器４は、適切な速度要求
値を演算して速度要求信号Ｓ４を切替接点ｃ２５の常閉
接点と速度変化率設定器２２を介して原子力発電プラン
トに最適の速度変化率による要求信号Ｓ２２を静止形可
変周波数電源装置５に出力する。この要求信号Ｓ２２は
上下限リミッタ６、変化率制限器７を経て周波数制限器
８に入力され、要求速度に合致した適切な周波数が設定
される。この周波数設定信号Ｓ８はパルスアンプ９にて
パルス信号Ｓ９に変換されてインバータ回路１０に入力
される。このインバータ回路１０では前記パルス信号Ｓ
９により要求された周波数の出力電流１１　（交流）を
出力し、この出力電流１１は出力変圧器１２により昇圧
されてＰＬＲポンプモータ１３を要求速度で駆動する。

またこのＰＬＲポンプモータ１３の実速度は計器用変圧
器１７と電圧／周波数変換器１８から実速度信号５１９
として常開接点ａ２３と切替接点Ｃ２５の常開接点に出
力されている。これにより原子炉は所定の出力で自動制
御運転される。

ここで電源系統に何等かの理由で瞬停が発生すると、イ
ンバータ回路１０に供給される電源が消滅してＰＬＲポ
ンプモータ１３への出力電流１１が途絶える。このとき
瞬停信号５１４により常開接点ａ２３が閉じ、常閉接点
ｂ２４は開く、また切替接点ｃ２５は常開接点側に切替
わる。前記常開接点ａ２３が閉じることにより、瞬停発
生時点のＰＬＲポンプモータ１３の速度である実速度信
号Ｓ１９がメモリ２１に読込まれると共に、切替接点ｃ
２５の常開接点を介して瞬停発生以降のＰＬＲポンプモ
ータ１３の速度である実速度信号Ｓ１９が、速度制御器
４からの速度要求信号Ｓ４に代わり、速度変化率設定器
２２に入力され、要求信号Ｓ２２として静止形可変周波
数電源装置５に出力されて閉ループ回路を構成してＰＬ
Ｒポンプモータ１３は減速されていく。

次にこの状態で瞬停が復旧した場合には、瞬停信号Ｓ１
４が解除されるため、常開接点ａ２３が開き、常閉接点
ｂ２４は閉じる。さらに切替接点ｃ２５は常閉接点側に
切替わる。これによりメモリ２１からの瞬停発生時点の
実速度信号Ｓ２１が速度制御器４を介して速度要求信号
Ｓ４として速度変化率設定器２２に入力され、それまで
入力されていた瞬停中の実速度の瞬停復旧時点の実速度
信号ＳＬ９との比較演算、及び速度変化率の設定に必要
なプラント情報信号Ｓ３から、例えば原子炉の炉心に対
する所定の出力上昇率を維持し、かっ瞬停発生時点の実
速度及び速度設定信号Ｓ２による速度までに早期に到達
するような最適な速度変化率を選定し、これに沿った要
求信号Ｓ２２を速度変化率設定器２２は、静止形可変周
波数電源装置５に出力してＰＬＲポンプモータ１３の速
度をプラント各部に悪影響を与えず、自動的に安全で速
やかに所定速度まで上昇させる。

［発明の効果］ 以上本発明によれば、原子炉冷却材再循環流量制御装置
が運転員による操作を要せず、その電源系統の瞬停発生
時点と復旧時における静止形可変周波数電源装置の出力
電圧及び周波数低下と、これに伴う原子炉冷却材再循環
ポンプの速度の低下状態等を把握し、原子炉を始め発電
プラント各部の瞬停後の状況を加味した効果的な速度変
化率を自動的に算定して、原子炉冷却材再循環ポンプ速
度の早期正常化復帰が安全かつ効率良〈実施できるので
、原子力発電プラントの安全で効率的な自動運転制御が
容易となり、運転員の負担も軽減する効果がある。

【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構成図、第２図は
従来の原子炉冷却材再循環流量制御装置゛のブロック構
成図である。 ２・・・オペレータコンソール、 ４・・・速度設定器、 ５・・・静止形可変周波数電源装置、 ６・・・上下限リミッタ、　　　　７・・・変化率制限
器、８・・・周波数制御器、　　　　　９・・・１＜）
レスアンプ、１０・・・インバータ回路、　　　１２・
・・出力変圧器、１３・・・ＰＬＲポンプモータ、 １８・・・電圧／周波数変換器、 ２０・・・再循環流量制御装置、 ２２・・・速度変化率設定器、 ２４・・・常閉接点、 ２１・・・メモリ、 ２３・・・常開接点、 ２５・・・切替接点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉炉心の冷却材を循環する再循環ポンプモータの駆
   動電源を静止形可変電圧周波数電源装置とすると共に、
   この静止形可変電圧周波数電源装置に速度制御の要求信
   号を発する再循環流量制御装置が速度設定信号とプラン
   ト情報信号及び電源系統の瞬時停電発生時点における再
   循環ポンプモータの実速度信号を入力して速度要求信号
   を出力する速度制御手段と、瞬時停電発生時点の再循環
   ポンプモータの実速度信号を読込み瞬時停電復旧時にこ
   れを前記速度制御手段に出力するメモリ手段と、前記プ
   ラント情報信号と電源系統正常時には前記速度制御手段
   からの速度要求信号を、及び瞬時停電中には再循環ポン
   プモータの実速度信号を、さらに瞬時停電復旧時には前
   記速度制御手段からの速度要求信号及び前記メモリ手段
   からの瞬時停電発生時点の再循環ポンプモータの実速度
   信号を入力してその偏差を得て、電源系統の正常時には
   速度設定信号と、また瞬時停電中には再循環ポンプモー
   タの実速度信号と、さらに瞬時停電復旧時には瞬時停電
   復旧時点の再循環ポンプモータの実速度信号と瞬時停電
   発生時点の再循環ポンプモータの実速度信号の偏差と、
   プラント情報信号から当該原子力発電プラントに適した
   速度変化率を演算して出力する速度変化率設定手段より
   なることを特徴とする原子炉冷却材再循環流量制御装置
   。