JPH051434B2 - - Google Patents

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JPH051434B2
JPH051434B2 JP56183757A JP18375781A JPH051434B2 JP H051434 B2 JPH051434 B2 JP H051434B2 JP 56183757 A JP56183757 A JP 56183757A JP 18375781 A JP18375781 A JP 18375781A JP H051434 B2 JPH051434 B2 JP H051434B2
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JP
Japan
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recirculation
flow rate
recirculation flow
output
reactor
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JP56183757A
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English (en)
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JPS5886490A (ja
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Toshikatsu Konda
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Flow Control (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の分野 本発明は複数個の再循環ループを有する沸騰水
型原子炉の再循環流量を制御する流量制御装置に
関する。
(b) 従来技術 沸騰水型原子炉の出力制御は、原子炉内の中性
子束を制御棒で吸収して制御する場合と、原子炉
内の減速材である炉水の流量を変化させる場合す
なわち再循環流量を制御する場合とがある。前者
は原子炉出力の出力分布特性が所定の分布となる
ようにその分布形状を設定するものであり、後者
はそのようにして設定された原子炉の出力分布特
性の分布形状を保ちつつ、出力の大きさを増減さ
せるものである。
この炉水を再循環させて原子炉の出力を制御す
るものとして、再循環流量制御装置がある。再循
環流量制御装置は原子炉から炉水を吸込んでそれ
を加圧し、再び原子炉へ強制循環させるように制
御するもので、通常、再循環ポンプを駆動する再
循環ポンプモータを制御することによりその制御
は行なわれる。すなわち、再循環ポンプモータに
電力を供給する発電機(MGセツト発電機)の周
波数を制御し、これによつて再循環ポンプモータ
の速度を制御する。一般に沸騰水型原子炉では再
循環ループをA,B2系統を有しているので、2
系統のそれぞれの再循環ポンプを同時に制御する
ことになる。
この再循環流量制御装置は、原子炉が起動され
たのち、しばらくしてから起動される。すなわ
ち、原子炉の起動時においては自然循環で徐々に
出力を増加させ、原子炉出力が所定の値、たとえ
ば25%程度なつた時点で再循環ポンプをまず、一
台だけ起動する。そして、最小速度たとえば20%
程度に設定し、それが安定したら、もう一台の再
循環ポンプを起動し、これも最小速度たとえば20
%に設定するようにしている。この後、2台の再
循環ポンプの速度を再循環流量制御装置で制御
し、原子炉出力を増減するとともに、必要に応じ
て制御棒を操作し、原子炉の出力形状を変化させ
て、所定の原子炉出力が得られるように運転して
いる。
沸騰水形原子炉の再循環流量の起動時の制御
は、手動で行なわれている。複数個設けられた再
循環流量系のそれぞれの手動/自動切換器を手動
に切り替え、それぞれの再循環流量系に設けられ
た設定器を操作して、この設定器の出力で制御し
ている。
ところが、最近は原子炉発電所においても、負
荷に追従してその出力の増減を行なう必要がでて
きている。すなわち、原子力発電所はベースロー
ド運転として、その負荷の増減はほとんど行なわ
ないというのが通例であつたが、徐々に原子力発
電所の発電設備容量が増加してきているので、ベ
ースロード専用というわけにもいかなくなつてき
ている。一方、原子力発電所の運転を、より安全
に信頼性の高いものとするための改善を行なうこ
とも同時に求められており、原子炉の出力制御の
改良が望まれていた。
すなわち、起動時等に手動で制御する場合、設
定器が再循環流量系のそれぞれに設けられている
ので、これらの流量が一致するように運転員が操
作しなければならず、熟練を必要としていた。
(c) 発明の目的 したがつて、本発明の目的は、原子炉の出力を
増加、減少させる再循環流量を手動で制御する場
合に、複数個ある再循環ポンプを協調して制御
し、原子炉の安全性および信頼性を保ちつつ運転
効率を高めた流量制御装置を得るにある。
(d) 発明の構成 以下、図面に示す一実施例を参照して本発明を
説明する。第1図は本発明の流量制御装置Cを原
子炉の再循環流量制御系A,Bに適用したシステ
ム構成図である。図示した再循環流量制御系A,
Bは、可変周波数型電動機−発電機装置(以下
MGセツトという。)を用いたものである。
第1図において、原子炉1の炉心50での核反
応により発生した熱による蒸気は、主蒸気管51
を通つてタービンに送られるが、炉心50を流れ
る減速材流量(炉心流量)は、二つの再循環流量
制御系A,Bの二台の再循環ポンプ3A,3Bに
より加圧され、ジエツトポンプ2を介して駆動さ
れる。再循環ポンプ3A,3Bはそれぞれ再循環
ポンプモータ4A,4Bに連結されており、この
再循環ポンプモータ4A,4BはMGセツト発電
機5A,5Bに電気的に結合されている。そし
て、MGセツト発電機5A,5Bは流体継手6
A,6Bを介してMGセツト電動機7A,7Bに
連結されている。このMGセツト電動機7A,7
Bには励磁機8A,8Bが連結され、MGセツト
発電機5A,5Bへ界磁を供給する。一方、MG
セツト発電機5A,5Bには回転速度検出器9
A,9Bが取付けられ、回転速度検出器9A,9
Bの信号は手動/自動切換器14A,14Bに送
られる。
次に、手動/自動切換器14A,14Bには、
流量制御装置C内の主制御器16からの回転速度
要求信号あるいは分配器23からの出力信号が入
力される。主制御器16からの回転速度要求信号
を用いるときは自動のときであり、分配器23か
らの出力信号を用いるときは手動のときである。
まず、自動の場合は、回転速度検出器9A,9B
から得られた回転速度と主制御器16からの要求
信号とを比較し、その差を制限器13A,13B
に与える。一方、手動の場合は、変換器24A,
24Bを介して回転速度検出器9A,9Bから回
転速度を得、設定器20での設定信号との偏差を
加算器21で得る。そして、加算器21の出力信
号を制御器22を介して分配器23に入力し、再
循環流量制御系A,Bが2系統に分かれているの
で、ここで分配された信号が手動/自動切換器1
4A,14Bを介して制限器13A,13Bに入
力されるようになつている。
制限器13A,13Bの出力信号はそれぞれ制
御器12A,12Bおよび補償器11A,11B
を介して、各々すくい管制御器10A,10Bに
入力され、すくい管制御器10A,10Bの出力
信号をすくい管駆動装置16A,16Bに入力す
るようになつている。
いま、MGセツト電動機7A,7Bが起動され
たとする。そして、一定の回転数(例えば
1000rpm)で運転されているとする。このMGセ
ツト電動機7A,7Bの軸が流体継手6A,6B
の入力軸として作用するわけであるが、流体継手
6A,6Bの出力軸はMGセツト発電機5A,5
Bの軸となつており、流体継手6A,6Bによ
り、MGセツト電動機7A,7Bのもつトルク
TMA,TMBがMGセツト発電機5A,5Bの駆動
トルクTGA,TGBとして伝達される。このトルク
TGA,TGBは次式で示される。
TGA=fA(SGA)・TMA ……(1) TGA=fB(SGB)・TMB ……(2) ここで関数fA,fBは各々流体継手6A,6Bの
トルク伝達効果であり、変数SGA,SGBはMGセツ
ト発電機5A,5Bの速度である。
このようにして、MGセツト発電機が回転し、
電力を発生すると、その電力は各々再循環ポンプ
モータ4A,4Bに送電され、再循環ポンプモー
タ4A,4Bを回転させる。ここで、MGセツト
電動機7A,7Bが一定回転数で回つている場
合、MGセツト発電機5A,5Bは上述の(1)式お
よび(2)式でトルク伝達されるから、回転数はトル
ク伝達効率fA,fBにより変化するので、MGセツ
ト発電機5A,5Bで発生する電力の周波数も変
化する。その結果、MGセツト発電機5A,5B
と電気的に結合されている再循環ポンプモータ4
A,4Bの回転速度が可変となるわけである。
さらに、再循環ポンプ3A,3Bは再循環ポン
プモータ4A,4Bに機械的に連結されているか
ら、回転速度の変化によつて再循環ポンプより吐
出される水の流量が変化し、これにて再循環流量
の制御が行なわれる。すなわち、MG発電機5
A,5Bの回転速度検出器9A,9Bは、MGセ
ツト発電機5A,5Bの回転速度を検出し、その
信号を手動/自動切換器14A,14Bへ送出す
るとともに、変換器24A,24Bにも送出して
いるので、これにより再循環流量は目標値に合致
するよう制御される。
この場合、再循環ポンプ3A,3Bの回転速度
が一定値以上(例えば45%速度)となるまでは、
再循環流量制御系A,B二つのループでの非対称
運転を避けるため、手動/自動切換器14A,1
4Bを手動の位置とする。
第2図は再循環ポンプ3A,3Bの回転速度と
その運転範囲を示した運転範囲の特性図である。
再循環ポンプ3A,3Bはいずれも最低運転速度
があり、機器の建全性の維持のためこれを保持し
なければならない。第2図の中で線分ab,acが
それぞれ再循環ポンプ3A,3Bの運転速度範囲
である。一方、第2図の中の斜線部ア,イは再循
環ポンプ3A,3Bの各々の運転速度が互いに大
きく異なつている範囲、すなわち非対象となつて
いる領域であり、この領域での運転は行なわれな
い。
したがつて、通常は線分ab上を保持して二台
の再循環ポンプが等しい回転数であることが望ま
しい。そこで、本発明では分配器23にて要求信
号をポンプ回転速度が均等になるように分配す
る。
手動操作時においては、設定器20を操作して
設定値Dを変化させる。変換器24A,24Bに
入力された二台の再循環ポンプ3A,3Bの回転
速度は設定器20の設定値Dと加算器21にて以
下のような演算処理がなされる。
△=D−(SGA+SGB) ……(3) そして、この偏差信号△を制御器22に入力
し、それを分配器23にて、A,B二台の再循環
ポンプが等速度となるよう回転速度の要求信号を
演算する。この演算は、例えばSGAがSGBより大き
くなつてしまつているとき、それぞれのポンプが
等速度で運転するように偏差信号を分配する演算
である。例えば、△S=SGA−SGBとすると、分配
器は1/2△SだけポンプBを増加させ1/2△
SだけポンプAを減少させる演算を行なう。この
演算結果を手動/自動切換器14A,14Bに送
出するようになつている。以下、手動/自動切換
器14A,14Bの出力は制限器13A,13B
へ入力されて、最大、最小、変化率の制限がかけ
られ、制御器12A,12Bへ出力される。制御
器12A,12Bで所定の制御演算ののち、その
出力は補償器11A,11Bに入力され、流体継
手の非線形補償等の演算が施こされる。そして、
その出力をすくい管制御器10A,10Bに入力
し、すくい管制御器10A,10Bで、すくい管
駆動装置16A,16Bを駆動制御し、すくい管
を操作することによつて流体継手6A,6Bの入
力軸と出力軸のすべり(トルク伝達効率fA,fB
を調節する。このようにして、二台の再循環ポン
プ3A,3Bを常に等しい速度で運転を行ない得
るようになる。
次に、再循環ポンプの回転速度が一定値(例え
ば45%)を超えた場合には、主制御器16の出力
により自動で制御すべく主制御器の出力を常に2
台の再循環ポンプの速度に追従せしめておき、手
動/自動切換器14A,14Bをいずれも自動側
に切換える。これにより以降の操作を主制御器1
6の設定を変えることにより行ない得るようにな
る。
上述の一実施例では、再循環流量制御系に可変
周波数型電動機一発電機装置を用いた例につき説
明したが、再循環流量を再循環ポンプの出口弁の
開度を調節することによる場合や、インターナル
ポンプと呼ばれる原子炉内に軸流ポンプを適用し
た場合であつても適用可能であることはいうまで
もない。
(e) 発明の効果 以上述べたように、本発明によれば手動操作時
に再循環流量系のポンプの回転速度が均等になる
ように配分して二つの再循環流量制御系にバラン
スをもつて出力の上昇および下降をすることがで
きる。すなわち、二つの再循環流量制御系の非対
称運転をさけることができるので、出力の上昇下
降を迅速に対応できるとともに安全かつ信頼性の
高い流量制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の流量制御装置を原子炉の再循
環制御系に適用したシステム構成図、第2図は再
循環ポンプの運転範囲を示す特性図である。 1……原子炉、2……ジエツトポンプ、3……
再循環ポンプ、4……MGセツト電動機、5……
MGセツト発電機、6……流体継手、7……再循
環ポンプモータ、8……励磁機、9……回転速度
検出器、20……設定器、21,22……制御
器、23……分配器、24……変換器、16……
主制御器、C……流量制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 沸騰水形原子炉の出力制御を再循環ポンプで
    の再循環流量制御により行なう再循環流量制御系
    を複数個設け、これら各々の再循環流量制御系に
    制御指令を与える流量制御装置において、前記再
    循環流量の基準値を手動で設定する設定器と、前
    記複数の再循環ポンプの再循環流量和と前記基準
    値との偏差を得る加算器と、この偏差信号を前記
    複数の再循環ポンプが等速度となる再循環流量指
    令として前記複数個の再循環流量制御系に分配す
    る分配器とを具備したことを特徴とする流量制御
    装置。
JP56183757A 1981-11-18 1981-11-18 流量制御装置 Granted JPS5886490A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56183757A JPS5886490A (ja) 1981-11-18 1981-11-18 流量制御装置

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JP56183757A JPS5886490A (ja) 1981-11-18 1981-11-18 流量制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5886490A JPS5886490A (ja) 1983-05-24
JPH051434B2 true JPH051434B2 (ja) 1993-01-08

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ID=16141440

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JP56183757A Granted JPS5886490A (ja) 1981-11-18 1981-11-18 流量制御装置

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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6139636B2 (ja) * 1974-07-15 1986-09-04 Hitachi Ltd
JPS5477896A (en) * 1977-12-01 1979-06-21 Toshiba Corp Output controller of nuclear reactor

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Publication number Publication date
JPS5886490A (ja) 1983-05-24

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