JPH0352593B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加圧水型原子炉の停止時の間１次回
路の圧力を制御する方法に、より詳細には、加圧
水型原子炉の加圧器のフラツデイングないし散水
時の間の制御方法に関する。

加圧水型原子炉の１次冷却回路は、１個以上の
ループを有し、各々のループにおいては水が１次
ポンプの作用の下に炉心と蒸気発生器との間に循
環され、蒸気発生器においては核分裂反応により
生じた熱が水に吸収され、蒸気発生器においては
この水から熱を受けた２次流体が蒸発し、ターボ
電気機械に蒸気が供給される。

原子炉が稼動している時、１次水は炉心部にお
いて320℃のオーダーの温度にあり、これを液体
の状態に保つには、１次回路の圧力は約158.1
Kg／cm²（155バール）に保たれている。この圧力
は、加熱又は冷水のスプレーを行なう加圧器の作
用により制御される。この圧力が低下する傾向を
示す時は、加熱器の水の一部を加熱管系により蒸
発させて、加圧器の上部ドームを占有する蒸気の
クツシヨンの容積及び圧力（この圧力は加圧器の
底部に開口している膨張管により１次回路全体に
伝達される）を増大させる。その反対に、加圧器
の上部にある蒸気相に冷水をスプレーすることに
より、蒸気の一部を凝縮させて、１次回路の圧力
を減少させる。

第１図において、太い１点鎖線でもつてきわめ
て概略的に表わした１次回路１は、炉心２、１次
ポンプ３及び蒸気発生器４を備えている。加圧器
５の膨張配管は、炉心２と蒸気発生器４との間の
熱水配管に連結されている。

化学及び容積制御回路（RCV回路）は、良く
知られているように、１次回路１の分路上に配設
されている。RCV回路は２つの連続した膨張段
をもつた排出配管８を備えている。第１の膨張段
即ち高圧段は、膨張オリフイス装置９によつて、
また第２の膨張段即ち低圧段は調節弁１０によつ
てそれぞれ形成される。各々の膨張段の前方には
図示しない冷却装置が設けられている。排出配管
８の排出流量は、使用される膨張オリフイス装置
９のオリフイス数の関数である。

排出配管８中の圧力は、調節弁１０により制御
され、調節弁１０は、その直ぐ上流側の個所１１
において生成され調節装置１２に作用する圧力信
号の制御の下におかれている。RCV回路は、図
示しないレベル調節器を通常有する容積制御リザ
ーバー１３を、調節弁１０に続いて備えている。
RCV回路は、ポンプ１５を有する供給配管１４
により閉ループ状に形成され、ポンプ１５は排出
された流体又は個所１６から補充された付加水
を、供給調節弁１７を介して１次回路１に再流入
させる。供給流量は個所１９のところで測定され
た水のレベル及び供給調節弁１７の下流側の個所
２０において測定された流量信号に従うように調
節器１８を介し制御される。

加圧器５の蒸気相上に冷水をスプレーするスプ
レー回路２２は、供給配管１４への分路を形成
し、スプレー制御弁２３に至つている。

原子炉を停止させようとする時は、制御棒の降
下により核反応を確実に終了させた後、１次回路
１を比較的低い温度及び圧力に徐々にもち来たす
ことが必要になる。

30.6Kg／cm²（30バール）の圧力及び約180゜の温
度とし得る第１相においては、全ループを一様に
冷却させるために少くとも１つの１次ポンプを作
動状態に保ちながら主凝縮器又は大気への蒸気の
排出に着手する。それと同時に、ポンプを作動さ
せるに必要な最小の値を保ちながら圧力値を減少
させるために加圧器内においてスプレーに着手す
る。この第１相の間に加圧器５中の１次水は飽和
平衝において気−液２相状態になつている。

それに続く第２相では、１次ポンプを作動状態
に保ちながら、１つの閉回路により構成される原
子炉の停止時冷却回路（RRA回路）を働かせる
と共に、各第１次ループについて取出し及び圧入
を行うが、この圧入の一部はRCV回路の個所２
５（第１図）において行われる。しかし70゜の温
度達成が望まれるこの第２相の間に、１次ポンプ
の最低作動圧力である少くとも23.46Kg／cm²（23
バール）の圧力を維持せねばならない。この条件
は加圧器５の膨張配管に対する非常に大きな熱歪
みを防止しようとするならば、単相の環境によつ
てのみ実現され得る。従つて、この第２相につい
ては、加圧器５の頂部にある蒸気の気泡を消失さ
せることが必要になる。

最初の２相状態では、１次圧力を制御するのは
加圧器であるが、それに続く第２相では、１次圧
力は、排出配管８の調節弁１０により調節され、
その場合供給調節弁１７は、加圧器５の液レベル
が一定且つ最大であるため、或る一定の目標流量
値をもつている。排出配管８の流量は、或る大き
な圧力降下のために予定された高圧膨張オリフイ
ス装置９のオリフイスによつては供給されず、こ
の流量は、RRA回路の個所２５への圧入によつ
て得られる。

しかし気泡の消失は、２相状態と単相状態との
中間で、或る中間相を通過し、この時には気泡は
加圧器の上部の下方部分を占めているにすぎず、
この中間相の間は液位の変化ないし推移を追跡で
きない。その理由は、一連のスプレーノズルに近
い加圧器ドームの上部に測定要素を配設すること
が困難なためである。この中間相においては、低
圧の排出弁１０による通常の制御には、基準圧と
して直接に１次圧力が用いられず、静的にも動的
にもこの１次圧力を表わさない或る回路の圧力が
用いられる、という不つごうが存在する。このよ
うな回路の圧力は、加圧器の上部の蒸気気泡を消
失させる最終相において１次回路の圧力を信頼で
きるように制御するには不充分である。

急激な圧力変動に対しては気泡は熱を吸収しな
い断熱系を構成する。気泡は圧力の作用下で再吸
収すなわち消失させることが困難となる。という
のは、この消失は温度の再平衝化を経なければな
らず、この温度の再平衝化は長期間を要するから
である。また注入流量及び排出流量の検査による
気泡の推移の間接的な観察は、温度変化の効果に
基づいて、１次回路の容積変化により、誤りを含
んだものになる。こうした気泡の推移についての
不正確さのため、１次流体が予想外の過圧の下に
おかれ、停止時冷却回路の開弁などをひき起こす
ことがある。

本発明によれば、ほぼ一定の圧力の下において
の１次ポンプの作動並びに気泡の推移の監視によ
り、有効にしかも的確に、加圧器の蒸気の気泡の
加圧器の上部の下方部分を消失させることができ
る。

本発明によれば、液位検出が働らかなくなる加
圧器の上部に液位が到達した時、供給配管に一定
の流量を保ち、１次回路の圧力の直接測定値に基
づいて速動型の調節装置により排出流量を制御
し、次に加圧器に対する連続的なスプレーに取り
かかり、加圧器内にての凝縮による圧力低下によ
り直接惹起される排出流量の減少を検出し、これ
を新たなスプレーが排出流量に対しもはや効力を
示さなくなるまで行い、その場合に冷却が排出調
節弁による圧力制御でもつて続けられるようにす
るものである。

本発明の好ましい実施態様による制御方法は、
１次回路の圧力の直接測定値に基づいた排出調節
弁の調節装置よりも応答速度の遅い調節速度を使
用し、排出流量の変動の測定値に基づいてスプレ
ー制御弁の流量を制御することにより自動化され
る。

第２図に示した本発明の好ましい実施例につい
て以下に詳述する。

個所１９において得た加圧器５の水位を表わす
信号は、切替装置３０を介して、供給調節弁１７
の調節装置１８に供給される。同様に排出調節弁
１０の調節装置１２は、圧力計１１に切替装置３
１を介し接続され、切替装置３１は比較器３３の
出力信号を他方の接点に受ける。比較器３３は、
原子炉の１次回路１に直接取付けた圧力計３４の
信号を受け、目標圧力値を表わす信号は導線３５
を経て比較器３３に供給される。

特にスプレー量制御弁２３は、切替装置３７を
介し比較器３８の出力信号を受ける調節装置３６
により制御される。比較器３８は排出配管８の調
節弁１０の下流側に配設された流量計４０の信号
と、供給配管の調節弁１７の下流側に配設された
流量計４１の信号とを受ける。増加−減少回路４
２（majorateur−minorateur）は流量計４１と
比較器３８との間に介在されている。

３つの切替装置３０，３１，３７を第２図の位
置と逆の左方にセツトすると、全体の装置は、第
１図に示した状態と同一の状態になる。この状態
において、１次回路１の冷却の第１相が行われ、
即ち１次回路１の連続的なスプレーと、高圧膨張
オリフイス装置９のオリフイスの下流側圧力の関
数としての排出流量の制御と、加圧器５の内部の
水位の関数としての供給流量制御とが行われる。

水位が加圧器５の上部に到達してそれ以上の水
位の変化を正確に追跡できなくなると、切替装置
３０，３１，３７を第２図の位置にセツトし、互
に結合された異なる反応速度をもつ２つの制御経
路を動作させることにより、気泡の自動消失を行
わせる。

供給量は、個所１９においての測定から調節装
置１８が切離された調節弁１７によつて、一定の
値に保たれる。

個所３４において測定された実際の１次圧力
と、導線３５に供給される目標圧力との、比較器
３３においての比較結果は、応答速度の早い調節
装置１２によつて、調節弁１０の開放を制御し、
或る排出流量を生ずる。この排出流量は流量計４
０において測定され、個所４１において測定した
排出流量から増加−減少回路４２により減少を行
つて得た目標流量と、比較器３８において比較さ
れる。この比較の結果としての信号は、制御弁２
３の開放を制御して加圧器５のスプレーを行わせ
る応答速度が比較的おそい調節装置３６に供給さ
れる。このスプレーは蒸気の凝縮と１次圧力の減
少とをひき起こす。１次圧力の低下は、圧力計３
４−比較器３３−調節装置１２の経路により、調
節弁１０の開度の減少として直ちに現出され、ス
プレーは排出流量が減少して目標値となるまで保
持される。この作動は、増加−減少回路４２によ
る減少の作用が排出流量に対してもはや効力をも
たなくなるまで反復される。この時には気泡は確
実に消失している。この時点では実際には等価の
容量の水による置換を必要とする蒸気の凝縮は生
ぜず、恰も全供給量が加圧器５のスプレーの方に
分路されることなく１次回路１の配管中に直接導
入されるかのような動作が行われる。その場合の
スプレーのただ１つの効果は、加圧器５を冷却し
て加圧器５の温度と１次回路１の温度とを均一化
することである。

気泡が消失した後は排出調節弁１０による圧力
調節をもつて冷却が続けられる。

蒸気の気泡の完全なフラツデイングの前に制御
モードを切替える機能及び段階的或いは連続的な
気泡消失終了へのスプレーの制御機能をマイクロ
プロセツサーに組込むことによつて更に自動化を
完全にすることもできる。

また加圧器５の内部の蒸発加熱管を制御するた
めに調節装置３６と同様の調節装置を使用するな
らば、上述した制御経路を、単相状態から２相状
態への移行のためにも使用し得る。個所４１の供
給流量測定信号について増加−減少回路４２にお
いて増加させた目標信号を比較器３８のため形成
してもよく、その場合には、増加−減少回路４２
において信号を減少させた上記実施例の場合とは
逆の作動が行われる。

本発明は上述した実施例のみに限定されず、細
部の構造又は均等物置換のみについて相違するに
すぎない他の全ての変形も本発明の範囲に包含さ
れる。即ち手動により制御方法を実施することも
でき、その場合は制御弁２３を直接操作して次々
にスプレーを行わせ、スプレーにより蒸気が凝縮
し、従つて１次回路の圧力が低下し、排出流量の
即時的な変化が生じたかどうかを、流量計４０に
よる簡単な測定により検出することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御回路の概略的な配列図、第
２図は本発明による制御方法に使用される制御回
路を示す第１図に対応する配列図である。 符合の説明、１…１次回路、５…加圧器、１０
…排出調節弁、１２…調節装置、１３…容積制御
リザーバー、１４…供給配管、１５…１次ポン
プ、１７…供給調節弁、３４…個所。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加圧水型原子炉停止時にその１次回路の圧力
   を制御する方法であつて、１次回路の分流回路で
   あり、１次回路の排出弁を持つた容積制御回路
   と、容積制御タンクと、供給調節弁を通して上記
   １次回路へ再注入するためのポンプとを有する容
   積制御回路を備え、該第１次回路が、蒸気相に散
   水するための回路を備えた蒸気−液体加圧器に連
   結され、該蒸気相が容積制御回路の供給配管を通
   して供給されかつ弁によつて制御されるところの
   装置を使用するための方法であり、 二次蒸気の排出による１次回路の冷却時に、加
   圧器に収容された蒸気に冷たい水を連続的に散水
   し、１次回路の排出量を排出弁の上流及び上流膨
   張段の下流で直接に取つた圧力測定値の関数とし
   て制御し、かつ該排出量を加圧器内の液位の関数
   として制御し、液位が加圧器の上方部分に届き、
   液位検出が不可能となつたとき、 (a) 供給配管に一定の流量を維持し、 (b) 上記１次回路の圧力の直接測定に基づいて迅
   速型の調節装置により排出流量を制御し、 (c) 参照値に対して排出量を減少させるために、
   上記加圧器において最初の連続散水をなし、 (d) 散水後に、加圧器における凝縮によつて生じ
   る圧力低下によつて直ちに発生する排出量の減
   少を検出し、 (e) 散水が排出量に影響を与えなくなるまで連続
   散水と上記検出を続け、 (f) 上記排出弁によつて、圧力調節装置を介して
   加圧器を連続的に冷却する ことを特徴とする加圧型原子炉の１次回路圧力の
   制御方法。 ２ 上記１次回路の圧力の直接測定に基づいた排
   出弁の調節装置よりもおそい応答速度の調節装置
   を使用し、排出流量の変動の測定に基づき散水制
   御弁の流量を自動制御する特許請求の範囲第１項
   記載の加圧型原子炉の１次回路圧力の制御方法。