JPH0422479B2 - - Google Patents
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- JPH0422479B2 JPH0422479B2 JP59218569A JP21856984A JPH0422479B2 JP H0422479 B2 JPH0422479 B2 JP H0422479B2 JP 59218569 A JP59218569 A JP 59218569A JP 21856984 A JP21856984 A JP 21856984A JP H0422479 B2 JPH0422479 B2 JP H0422479B2
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- signal
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- reactor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
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- Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は原子炉の給水ポンプを制御し、原子炉
の水位を一定に保つ原子炉給水制御装置に関す
る。
の水位を一定に保つ原子炉給水制御装置に関す
る。
[発明の技術的背景]
一般に沸騰水形原子炉においては、原子炉を安
定に運転するために必要な原子炉基準水位が定め
られており、原子炉のいかなる運転状態において
も、この原子炉基準水位に対する原子炉水位の偏
差は許容された範囲内になければならない。万
一、原子炉水位がこの許容範囲を逸脱した場合
は、原子炉出力を低下あるいは原子炉を停止しな
ければならず、原子炉水位を基準値に保つことは
沸騰水形原子炉においては極めて重要なことであ
る。一方、原子炉水位は、原子炉出力により、原
子炉からタービンへ流出する蒸気流量が変わるこ
とにより常に変動し易く、原子炉水位を基準値に
保つためには、原子炉へ送り込まれる給水流量を
制御しなければならない。この目的のために設け
られたのが原子炉給水制御装置であり、通常、原
子炉給水ポンプの回転速度あるいは、原子炉給水
ポンプの出口に設けられた流量調整弁の開度を変
えることにより、原子炉へ送り込まれる給水流量
を制御する。
定に運転するために必要な原子炉基準水位が定め
られており、原子炉のいかなる運転状態において
も、この原子炉基準水位に対する原子炉水位の偏
差は許容された範囲内になければならない。万
一、原子炉水位がこの許容範囲を逸脱した場合
は、原子炉出力を低下あるいは原子炉を停止しな
ければならず、原子炉水位を基準値に保つことは
沸騰水形原子炉においては極めて重要なことであ
る。一方、原子炉水位は、原子炉出力により、原
子炉からタービンへ流出する蒸気流量が変わるこ
とにより常に変動し易く、原子炉水位を基準値に
保つためには、原子炉へ送り込まれる給水流量を
制御しなければならない。この目的のために設け
られたのが原子炉給水制御装置であり、通常、原
子炉給水ポンプの回転速度あるいは、原子炉給水
ポンプの出口に設けられた流量調整弁の開度を変
えることにより、原子炉へ送り込まれる給水流量
を制御する。
第3図はその一例を示したもので、1は原子
炉、2は原子炉内に水を送り込むための給水ポン
プ、3は給水ポンプ2の出口に設けられ給水流量
を調整するための流量調整弁、4は水位基準信号
を与える水位設定器、5は原子炉水位を検出する
水位検出器、6は水位設定器4からの水位基準信
号L1及び水位検出器5からの水位信号L2を入力
し、水位偏差L3を演算する第1の演算器、7は
水位変差信号L3を入力し、流量指令信号L4を演
算する水位制御器、8は給水ポンプの流量を検出
する流量検出器、9は流量検出器8からのポンプ
流量信号L5を入/切する、ポンプ流量低で開と
なる接点、10は水位制御器7からの流量指令信
号L4及び接点9を通したポンプ流量信号L5′を入
力し、流量偏差信号L6を演算する第2の演算器、
11は流量偏差信号L6を入力し流量調整弁3に
対して開度指令信号L7を演算する流量制御器、
12は開度指令信号L7を入/切するポンプ流量
低まで閉となる接点であり、接点12を通した開
度指令信号L7′は第2の演算器10へフイードバ
ツクされる。
炉、2は原子炉内に水を送り込むための給水ポン
プ、3は給水ポンプ2の出口に設けられ給水流量
を調整するための流量調整弁、4は水位基準信号
を与える水位設定器、5は原子炉水位を検出する
水位検出器、6は水位設定器4からの水位基準信
号L1及び水位検出器5からの水位信号L2を入力
し、水位偏差L3を演算する第1の演算器、7は
水位変差信号L3を入力し、流量指令信号L4を演
算する水位制御器、8は給水ポンプの流量を検出
する流量検出器、9は流量検出器8からのポンプ
流量信号L5を入/切する、ポンプ流量低で開と
なる接点、10は水位制御器7からの流量指令信
号L4及び接点9を通したポンプ流量信号L5′を入
力し、流量偏差信号L6を演算する第2の演算器、
11は流量偏差信号L6を入力し流量調整弁3に
対して開度指令信号L7を演算する流量制御器、
12は開度指令信号L7を入/切するポンプ流量
低まで閉となる接点であり、接点12を通した開
度指令信号L7′は第2の演算器10へフイードバ
ツクされる。
第4図は上記の構成の動作を示すブロツク線図
であり、G1Sは水位制御器7を表わす伝達関数、
G2Sは流量制御器11を表わす伝達関数、G3Sは
流量調整弁3を表す伝達関数、G4Sは原子炉1を
表わす伝達関数である。この時、基準ポンプ流量
が低でない(すなわち接点9が閉、接点12が
開)ならば水位基準信号L1Sから流量制御偏差信
号L6Sまでの伝達特性は次式で表わされる。
であり、G1Sは水位制御器7を表わす伝達関数、
G2Sは流量制御器11を表わす伝達関数、G3Sは
流量調整弁3を表す伝達関数、G4Sは原子炉1を
表わす伝達関数である。この時、基準ポンプ流量
が低でない(すなわち接点9が閉、接点12が
開)ならば水位基準信号L1Sから流量制御偏差信
号L6Sまでの伝達特性は次式で表わされる。
L6(S)=G1(S)/1+G2G3(S)+G1G2G3G4(S)L1(
S) ……(1) 通常、水位制御器7は比例ゲイン、流量調整弁
3は0形(すなわちlim S→OG3(S)=有限)、原子炉1は積分特性で表
現され、流量制御器11は積分要素を含んでいる
ので G1(S)=K lim S→OG2(S)=∞ lim S→OG2(S)=有限 G4(S)=1/+RS(TR:原子炉の時定数) …(2) となり、L1(S)のステツプ状の変化に対して
は、ラプラス変換の最終値定理を用いることによ
り、L6の定常値は L6=0 ……(3) となる。従つて流量指令信号L4とポンプ流量信
号L5は一致し、給水ポンプ1の流量は水位制御
器7により制御されることになる。しかしなが
ら、給水ポンプ2が停止時は、流量調整弁3の開
度によらず常に流量信号L5=0であり、流量指
令信号L4とは一致せず L6≠0 ……(4) となる。すなわち流量制御器11は積分器を含ん
でいるため上記(4)式により流量制御器11は飽和
することになり、流量調整弁3の開度は常に全開
状態となつている。
S) ……(1) 通常、水位制御器7は比例ゲイン、流量調整弁
3は0形(すなわちlim S→OG3(S)=有限)、原子炉1は積分特性で表
現され、流量制御器11は積分要素を含んでいる
ので G1(S)=K lim S→OG2(S)=∞ lim S→OG2(S)=有限 G4(S)=1/+RS(TR:原子炉の時定数) …(2) となり、L1(S)のステツプ状の変化に対して
は、ラプラス変換の最終値定理を用いることによ
り、L6の定常値は L6=0 ……(3) となる。従つて流量指令信号L4とポンプ流量信
号L5は一致し、給水ポンプ1の流量は水位制御
器7により制御されることになる。しかしなが
ら、給水ポンプ2が停止時は、流量調整弁3の開
度によらず常に流量信号L5=0であり、流量指
令信号L4とは一致せず L6≠0 ……(4) となる。すなわち流量制御器11は積分器を含ん
でいるため上記(4)式により流量制御器11は飽和
することになり、流量調整弁3の開度は常に全開
状態となつている。
一方、一般の原子力カプラントでは複数台の給
水ポンプが設置されており、通常の給水制御はこ
の内の何台か(例えば4台中2台)を用いて行な
われる。残りの給水ポンプはバツクアツプ用であ
り通常停止しているが、常用系給水ポンプ故障時
等、原子炉水位が許容された範囲を逸脱し急激に
低下する可能性が有る場合は、自動的に起動さ
れ、給水を行なう様設計されている。しかしなが
ら前述した様にポンプ停止時に流量制御器11が
飽和していた場合、自動起動された給水ポンプの
流量は100%あるいはそれに近い値で流量制御器
11の飽和が解消されるまでの一定時間、無制御
状態で流れることになり、逆に過給水となり、原
子炉水位が急激に上昇し、許容された範囲を逸脱
してしまう。
水ポンプが設置されており、通常の給水制御はこ
の内の何台か(例えば4台中2台)を用いて行な
われる。残りの給水ポンプはバツクアツプ用であ
り通常停止しているが、常用系給水ポンプ故障時
等、原子炉水位が許容された範囲を逸脱し急激に
低下する可能性が有る場合は、自動的に起動さ
れ、給水を行なう様設計されている。しかしなが
ら前述した様にポンプ停止時に流量制御器11が
飽和していた場合、自動起動された給水ポンプの
流量は100%あるいはそれに近い値で流量制御器
11の飽和が解消されるまでの一定時間、無制御
状態で流れることになり、逆に過給水となり、原
子炉水位が急激に上昇し、許容された範囲を逸脱
してしまう。
このため、給水ポンプ2が停止時であつても、
流量制御器11を飽和させないために設けられて
いるのが、接点9及び12である。ポンプ流量低
の場合は接点9が開、接点12が閉となつている
ため、流量指令信号L4から開度指令信号L7まで
の伝達特性は L7(S)=G2(S)/1+G2(S)L3(S) ……(4) となる。従つてラプラス変換の最終値定理及び(2)
式から定常時には L7=L4 ……(5) となり、給水ポンプ停止時であつても流量制御器
11は飽和することはなく、また開度指令信号
L7は流量指令信号L4と同一の値に維持されるこ
とになる。
流量制御器11を飽和させないために設けられて
いるのが、接点9及び12である。ポンプ流量低
の場合は接点9が開、接点12が閉となつている
ため、流量指令信号L4から開度指令信号L7まで
の伝達特性は L7(S)=G2(S)/1+G2(S)L3(S) ……(4) となる。従つてラプラス変換の最終値定理及び(2)
式から定常時には L7=L4 ……(5) となり、給水ポンプ停止時であつても流量制御器
11は飽和することはなく、また開度指令信号
L7は流量指令信号L4と同一の値に維持されるこ
とになる。
[背景技術の問題点]
しかしながら、これはあくまでも定常時の特性
であり、接点9及び接点12の切替時には開度指
令信号L7とポンプ流量信号L5が一致していない
限りバンプが生じる。これは接点9及び接点12
により開度指令信号L7とポンプ流量信号L5を切
替えているためであり、両者に偏差があつた場合
はその偏差分が流量制御器11を通して出力さ
れ、開度指令信号L7にバンプが発生する。
であり、接点9及び接点12の切替時には開度指
令信号L7とポンプ流量信号L5が一致していない
限りバンプが生じる。これは接点9及び接点12
により開度指令信号L7とポンプ流量信号L5を切
替えているためであり、両者に偏差があつた場合
はその偏差分が流量制御器11を通して出力さ
れ、開度指令信号L7にバンプが発生する。
一方、開度指令信号L7とポンプ流量信号L5は、
流量調整弁3の開度/流量間の特性が非線形性を
持つために、通常一致しない。このため、従来構
成では接点9及び接点12の切替時、必ずバンプ
が発生し、原子炉への給水流量が変動するため、
結果的に原子炉水位が変動し、原子炉基準水位と
の偏差が許容された範囲を逸脱するおそれがあつ
た。さらにフイードバツク信号であるポンプ流量
信号L5を直接入/切しているために、接点の故
障はそのまま流量制御系の信頼度を低下させるこ
ととなり、信頼度上も好ましくなかつた。
流量調整弁3の開度/流量間の特性が非線形性を
持つために、通常一致しない。このため、従来構
成では接点9及び接点12の切替時、必ずバンプ
が発生し、原子炉への給水流量が変動するため、
結果的に原子炉水位が変動し、原子炉基準水位と
の偏差が許容された範囲を逸脱するおそれがあつ
た。さらにフイードバツク信号であるポンプ流量
信号L5を直接入/切しているために、接点の故
障はそのまま流量制御系の信頼度を低下させるこ
ととなり、信頼度上も好ましくなかつた。
[発明の目的]
本発明は、ポンプ流量低のおけるポンプ流量信
号と開度指令信号の切替時に発生する原子炉水の
変動を取り除き、安定な原子炉制御装置を提供す
ることを目的とする。
号と開度指令信号の切替時に発生する原子炉水の
変動を取り除き、安定な原子炉制御装置を提供す
ることを目的とする。
[発明の概要]
このため本発明は、流量制御器の積分要素に
は、ポンプ流量低のとき指令流量と流量制御器出
力との偏差を入力し、ポンプ流量低でないとき指
令流量と実流量との偏差を入力するようにしたこ
とを特徴としている。
は、ポンプ流量低のとき指令流量と流量制御器出
力との偏差を入力し、ポンプ流量低でないとき指
令流量と実流量との偏差を入力するようにしたこ
とを特徴としている。
[発明の実施例]
以下、本発明を第1図及び第2図に示す一実施
例に基づいて説明する。第1図は本発明の一実施
例を示す原子炉給水制御装置の構成図である。図
中、第3図と同一符号または同一又は相当部を示
し、第3図と異なる点は、接点9を削除し、流量
検出器8からのポンプ流量信号L5を直接第2の
演算機10に入力した点およびポンプ流量低で閉
となる新たな接点13及び演算器14を設け、接
点13を通したポンプ流量信号L5′、接点12を
通した開度指令信号L7′及び流量偏差信号L6を第
3の演算器14に入力し、第3の演算器14の出
力を流量制御器11の積分器15に入力した点で
ある。
例に基づいて説明する。第1図は本発明の一実施
例を示す原子炉給水制御装置の構成図である。図
中、第3図と同一符号または同一又は相当部を示
し、第3図と異なる点は、接点9を削除し、流量
検出器8からのポンプ流量信号L5を直接第2の
演算機10に入力した点およびポンプ流量低で閉
となる新たな接点13及び演算器14を設け、接
点13を通したポンプ流量信号L5′、接点12を
通した開度指令信号L7′及び流量偏差信号L6を第
3の演算器14に入力し、第3の演算器14の出
力を流量制御器11の積分器15に入力した点で
ある。
第2図は上記構成の動作を示すブロツク線図で
ある。図中、第4図と同一符号は同一又は相当部
分を示し、流量制御器11の伝達関数G2(S)を G2(S)=G2′(S)+1/TS ……(6) と積分器及びそれ以外に分割してある。接点12
及び接点13はポンプ流量が低でない場合は開と
なつているため、ポンプ流量が低でない場合の動
作は第4図とまつたく同様である。
ある。図中、第4図と同一符号は同一又は相当部
分を示し、流量制御器11の伝達関数G2(S)を G2(S)=G2′(S)+1/TS ……(6) と積分器及びそれ以外に分割してある。接点12
及び接点13はポンプ流量が低でない場合は開と
なつているため、ポンプ流量が低でない場合の動
作は第4図とまつたく同様である。
一方、ポンプ流量が低の場合は、流量指令信号
L4から開度指令信号L7までの伝達特性は L7(S)={G′(S)・TS+1}L4(S)
−G′(S)・TS・L5(S)/1+TS……(7) となる。従つてラプラス変換の最終値定理及び(2)
式から定常的には L7=L4 ……(8) となり、(5)式と同様となる。従つてポンプ流量低
時の定常的な動作も従来構成と同様となる。
L4から開度指令信号L7までの伝達特性は L7(S)={G′(S)・TS+1}L4(S)
−G′(S)・TS・L5(S)/1+TS……(7) となる。従つてラプラス変換の最終値定理及び(2)
式から定常的には L7=L4 ……(8) となり、(5)式と同様となる。従つてポンプ流量低
時の定常的な動作も従来構成と同様となる。
しかしながら、この実施例においては、接点1
3および12に入/切されるポンプ流量信号
L5′及び開度指令信号L7′は、流量制御器11の積
分器15のみにしか入力されていない。このた
め、接点12および13切替時にポンプ流量信号
L5及び開度指令信号L7間に偏差があつても、開
度指令信号にL7にはバンプが発生せず、積分器
の積分時定数Tにより決まる速度ゆるやかに開度
指令信号L7が変化する。
3および12に入/切されるポンプ流量信号
L5′及び開度指令信号L7′は、流量制御器11の積
分器15のみにしか入力されていない。このた
め、接点12および13切替時にポンプ流量信号
L5及び開度指令信号L7間に偏差があつても、開
度指令信号にL7にはバンプが発生せず、積分器
の積分時定数Tにより決まる速度ゆるやかに開度
指令信号L7が変化する。
[発明の効果]
以上のように本発明によれば、流量制御器の積
分要素には、ポンプ流量低のとき指令流量と流量
制御器出力との偏差を入力し、ポンプ流量低でな
いとき指令流量と実流量との偏差を入力するよう
にしたので、ポンプ流量低からでない状態に切替
わる際、バンプが発生せず、原子炉給水流量の変
動が無く、原子炉水位は安定に制御される。ま
た、常時はフイードバツク信号回路に接点を持た
ない構成となつているため、信頼性の高い流量制
御が可能となる。
分要素には、ポンプ流量低のとき指令流量と流量
制御器出力との偏差を入力し、ポンプ流量低でな
いとき指令流量と実流量との偏差を入力するよう
にしたので、ポンプ流量低からでない状態に切替
わる際、バンプが発生せず、原子炉給水流量の変
動が無く、原子炉水位は安定に制御される。ま
た、常時はフイードバツク信号回路に接点を持た
ない構成となつているため、信頼性の高い流量制
御が可能となる。
第1図は本発明の一実施例に係る原子炉給水制
御装置の構成図、第2図は第1図の制御ブロツク
ダイヤグラム図、第3図は従来の原子炉給水制御
装置の構成図、第4図は第3図の制御ブロツクダ
イヤグラム図である。 1……原子炉、2……給水ポンプ、3……流量
調整弁、4……水位設定器、5……水位検出器、
6……第1の演算器、7……水位制御器、8……
流量検出器、10……第2の演算器、11……流
量制御器、12……ポンプ流量低で閉となる接
点、13……ポンプ流量低で閉となる接点、14
……第3の演算器、15……流量制御器11の積
分器。
御装置の構成図、第2図は第1図の制御ブロツク
ダイヤグラム図、第3図は従来の原子炉給水制御
装置の構成図、第4図は第3図の制御ブロツクダ
イヤグラム図である。 1……原子炉、2……給水ポンプ、3……流量
調整弁、4……水位設定器、5……水位検出器、
6……第1の演算器、7……水位制御器、8……
流量検出器、10……第2の演算器、11……流
量制御器、12……ポンプ流量低で閉となる接
点、13……ポンプ流量低で閉となる接点、14
……第3の演算器、15……流量制御器11の積
分器。
Claims (1)
- 1 原子炉の基準水位信号と実水位信号との偏差
水位信号に応じて原子炉給水ポンプに対する指令
流量信号を演算する水位制御器と、前記指令流量
信号と原子炉給水ポンプの実流量信号との偏差流
量信号に応じて原子炉給水ポンプの流量を制御す
る積分要素を含む流量制御器とから成る原子炉給
水制御装置において、前記流量制御器の積分要素
を除く演算要素には前記偏差流量信号を入力する
一方、前記積分要素には、前記原子炉給水ポンプ
流量が低でないとき前記偏差流量信号を、また、
低のとき前記指令量流信号と前記流量制御器出力
信号の偏差信号を入力することを特徴とする原子
炉給水制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59218569A JPS6197597A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 原子炉給水制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59218569A JPS6197597A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 原子炉給水制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197597A JPS6197597A (ja) | 1986-05-16 |
| JPH0422479B2 true JPH0422479B2 (ja) | 1992-04-17 |
Family
ID=16721996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59218569A Granted JPS6197597A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 原子炉給水制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197597A (ja) |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP59218569A patent/JPS6197597A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6197597A (ja) | 1986-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |