JPH052277B2 - - Google Patents

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などに利用される沸騰水型
原子力プラントの原子炉再循環流量制御装置に関
する。

（従来の技術） 第３図は、沸騰水型原子力発電プラントにおけ
る従来の原子炉再循環流量制御系統のブロツク図
を示す。沸騰水型原子炉１が発生する蒸気は主蒸
気管２３を通り加減弁４を介してタービン２に流
入し、タービン２を駆動する。タービン２は発電
機３を駆動する。加減弁４の上流側の主蒸気管２
３に、沸騰水型原子炉１が発生する蒸気の圧力を
検出する圧力検出器２４が設置されている。圧力
比較器２７は圧力検出器２４の出力である蒸気圧
力信号２５と予め設定されたタービン入口圧力設
定値２６とを比較し、その偏差である圧力偏差２
８を出力する。この圧力偏差２８に基づいて、圧
力制御器１２は、沸騰水型原子炉の出力を表わす
原子炉出力信号１３および圧力偏差２８が零とな
るように加減弁４の弁開度を指示する弁開度指示
信号１６を出力する。負荷比較器１４は、原子炉
出力信号１３とタービンの負荷を表わすタービン
負荷信号１１とを比較し、その偏差である負荷偏
差１５を出力する。この負荷偏差１５と、沸騰水
型原子炉１の出力を調整する冷却材の再循環流量
を吐出する再循環ポンプ５の速度を検出する速度
検出器３０の出力３５とに基づいて、従来の原子
炉再循環流量制御装置４０は、再循環ポンプ５の
速度を制御して負荷偏差１５が零となるようにす
る。

この従来の原子炉再循環流量制御装置４０は、
負荷偏差１５と所定の出力変更幅とを比較し、負
荷偏差１５の大きさが前記所定の出力変更幅より
も大きいときに前記所定の出力変更幅を出力し、
小さいときに負荷偏差１５を出力する負荷偏差制
限器３１と、この負荷偏差制限器３１の出力に基
づいて、負荷偏差１５が零となるような再循環ポ
ンプ５の速度変化量を出力する再循環流量主制御
器２１と、この再循環流量主制御器２１の出力で
ある速度変化量と再循環ポンプ５の所定の速度変
化幅を比較し、前記速度変化量の大きさが前記所
定の速度変化幅の大きさよりも大きいときは前記
所定の速度変化幅を出力し、小さいときは前記速
度変化量を出力する再循環ポンプ速度変化制限器
３２と、この再循環ポンプ速度変化制限器３２の
出力および速度検出器３０の出力である再循環ポ
ンプ５の現在速度３５に基づいて、再循環ポンプ
の速度を制御する速度制御器２２とを備えてい
る。

したがつて、従来の原子炉再循環流量制御装置
４０は、定格運転点付近での出力変更、特に出力
上昇を行つても中性子束高によるスクラムを防止
するため負荷偏差制限器３１や再循環ポンプ速度
変化制限器３２の所定の値を低くおさえ、再循環
流量を急激に、あるいは大幅に変化させることを
防いでいる。一方、部分出力運転時などは、これ
らの制限を更に緩和し、高速応答が可能であるに
もかかわらず、定格付近での運転を前提とした制
限値のため応答性が抑制されている。

（発明が解決しようする問題点） 本発明は、沸騰水型原子炉の運転点および負荷
偏差とにより前記負荷偏差制限器や前記再循環ポ
ンプ速度制限器の制限値を可変とし、中性子束高
となる事象を防止しつつ可能な限り速い、あるい
は大幅な沸騰水型原子炉の出力変更を実現する原
子炉再循環流量制御装置を提供することを目的と
する。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、沸騰水型原子炉と、この沸騰水型原
子炉が発生する蒸気によつて駆動されるタービン
と、前記沸騰水型原子炉に接続され、前記タービ
ンを駆動する蒸気を通す主蒸気管と、この主蒸気
管に設置され、前記タービンを駆動する蒸気の量
を調整する加減弁と、この加減弁の上流側の前記
主蒸気管に設置され、前記沸騰水型原子炉が発生
する蒸気の圧力を検出する圧力検出器と、この圧
力検出器によつて検出された前記沸騰水型原子炉
が発生する蒸気の圧力および予め設定されたター
ビン入口圧力設定値に基づいて、これらの偏差で
ある圧力偏差を出力する圧力比較器と、この圧力
比較器の出力である圧力偏差に基づいて、前記沸
騰水型原子炉の出力を表わす原子炉出力信号、お
よび前記圧力偏差が零となるように前記加減弁の
弁開度を指示する弁開度指示信号を出力する圧力
制御器と、この圧力制御器によつて出力される前
記原子炉出力信号および前記タービンの負荷を表
わすタービン負荷信号に基づいて、これらの偏差
である負荷偏差を出力する負荷比較器と、前記沸
騰水型原子炉の出力を調整する冷却材の再循環流
量を吐出する再循環ポンプと、この再循環ポンプ
の速度を検出する速度検出器とを備えている原子
力プラントにおいて、前記沸騰水型原子炉の炉心
の中性子束に基づく前記沸騰水型原子炉の出力を
表わすAPRM信号および前記沸騰水型原子炉の
冷却材の炉心流量を表わす炉心流量信号に基づい
て、前記沸騰水型原子炉の運転点を求め、この運
転点および前記負荷比較器の出力である負荷偏差
に基づいて、前記沸騰水型原子炉として中性子束
高の事象を起すことなく許容できる出力の許容出
力変更幅および前記再循環ポンプの許容速度変更
幅を出力する演算器と、この演算器の出力である
許容出力変更幅と前記負荷比較器の出力である負
荷偏差を比較し、この負荷偏差の大きさが前記許
容出力変更幅よりも大きいときは前記許容出力変
更幅を出力し、小さいときは前記負荷偏差を出力
する負荷偏差制限器と、この負荷偏差制限器の出
力に基づいて、前記負荷偏差が零となるような前
記再循環ポンプの速度変化量を出力する再循環流
量主制御器と、この再循環流量主制御器の出力で
ある速度変化量と前記演算器の出力である許容速
度変更幅を比較し、前記速度変化量の大きさが前
記許容速度変更幅の大きさよりも大きいときは前
記許容速度変更幅を出力し、小さいときは前記速
度変化量を出力する再循環ポンプ速度変化制限器
と、この再循環ポンプ速度変化制限器の出力およ
び前記速度検出器の出力である前記再循環ポンプ
の現在速度に基づいて、前記再循環ポンプの速度
を制御する速度制御器とを具備したことを特徴と
するものである。

（作用） 本発明による原子炉再循環流量制御装置は、
APRM信号と炉心流量信号に基づいて沸騰水型
原子炉（以降原子炉と称す）の現在の運転点を求
め、この運転と負荷偏差信号に基づいて、その時
の原子炉が中性子速高の事象を起すことがなく許
容可能な原子炉の出力変更幅および再循環ポンプ
の速度変更幅を出力する演算器を備えることによ
り、できるだけ高速な出力変化を行うことが可能
となる。

（実施例） 第１図は本発明による原子炉再循環流量制御装
置の一実施例を示すブロツク図である。本発明に
よる原子炉再循環流量制御装置以外の制御系は従
来の技術の項で説明した第３図と同じであるため
省略してある。

第２図はAPRM信号と炉心流量に基づく原子
炉の運転領域を示したグラフである。

第１図に示された本発明の一実施例である原子
炉再循環流量制御装置５０は、APRM信号５１
および炉心流量信号５２に基づいて、第２図に示
す原子炉の運転領域から運転点を求め、かつ、こ
の運転点と負荷比較器１４から出力される負荷偏
差１５（原子炉出力信号１３と負荷要求信号１１
との偏差）に基づいて原子炉として中性子束高の
事象を起すことなく許容可能な原子炉出力の許容
出力変更幅５４および再循環ポンプ５の許容速度
変更幅５６を出力する演算器５３と、この演算器
５３の出力である許容出力変更幅５４と負荷比較
器１４の出力である負荷偏差１５とを比較し、負
荷偏差１５の大ききさが許容出力変更幅５４より
も大きいときは許容出力変更幅５４を出力し、小
さいときは負荷偏差１５を出力する負荷偏差制限
器５５と、この負荷偏差制限器５５の出力に基づ
いて負荷偏差１５が零となるような再循環ポンプ
５の速度変化量を出力する再循環流量主制御器２
１と、この再循環流量主制御器２１の出力である
速度変化量と演算器５３の出力である許容速度変
更幅５６とを比較し、前記速度変化量の大きさが
許容速度変更幅５６の大きさよりも大きいときは
許容速度変更幅５６を出力し、小さいときは前記
速度変化量を出力する再循環ポンプ速度変化制限
器５７と、この再循環ポンプ速度変化制限器５７
の出力および速度検出器３０の出力３５に基づい
て再循環ポンプ５の速度を制御する速度制御器２
２とを備えている。

演算器５３は、その時の原子炉運転点である運
転領域の位置および負荷偏差１５とから原子力プ
ラントが出力変化しても中性子束高に至らない原
子炉の許容出力変更幅５４と再循環ポンプ５の許
容速度変更幅５６とを演算出力する。即ち、出力
の低い場合は急速な出力上昇を行つても中性子束
高に余裕があるので、これらの許容幅５４，５６
を大きくし、出力応答性を高める。一方、出力の
高い場合は、あまりに急速な出力上昇、あるいは
大幅な出力上昇は中性子束高を招き、原子炉の安
全な運転を阻害するので、これらの許容幅５４，
５６を小さくし、安定な原子炉への運転が確保さ
れる範囲で出力の変化を許容する。また、出力の
高い場合は、負荷偏差信号１５が大きければ再循
環ポンプ５の許容速度変更幅５６をさらに小さく
し、逆に負荷偏差１５が小さければ再循環ポンプ
の許容速度変更幅５６を少し大き目に許容するな
どし、原子炉運転点および負荷偏差１５に基づい
て原子力プラントの運転状態に応じた許容幅５
４，５６を演算器５３は得ることができる。

なお、演算器５３の演算式等の設定は予めシミ
ユレーシヨンして求めておくこととするが、オン
ラインで原子力プラントの状態を高速シミユレー
シヨンして許容幅５４，５６を求めることもでき
る。

したがつて本実施例によれば、原子力プラント
の運転制限値に至ることなく、原子力プラントの
状態に応じた最も速い応答性でもつて出力変更を
行うことが可能となり、電力系統の要求にあつた
原子力プラントの運転を自動的に行うことができ
る。

〔発明の効果〕

本発明による原子炉再循環流量制御装置は、原
子炉の運転点と負荷偏差（要求負荷と原子炉出力
との差）とにより中性子束高の事象を防止しつ
つ、可能な限り速い、あるいは、大幅な原子炉の
出力変更を実現させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による原子炉再循環流量制御
装置の一実施例を示すブロツク図、第２図は、
APRM信号と炉心流量信号とに基づく原子炉の
運転領域を示したグラフ、第３図は、原子力発電
プラントにおける従来の原子炉再循環流量制御系
統のブロツク図である。 ２１…再循環流量主制御器、２２…速度制御
器、３１，５５…負荷偏差制御器、３２，５７…
再循環ポンプ速度変化制限器、４０…従来の原子
炉再循環流量制御装置、５０…本発明による原子
炉再循環流量制御装置、５１…APRM信号、５
２…炉心流量信号、５３…演算器、５４…許容出
力変更幅、５６…許容速度変更幅。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 沸騰水型原子炉と、この沸騰水型原子炉が発
   生する蒸気によつて駆動されるタービンと、前記
   沸騰水型原子炉に接続され、前記タービンを駆動
   する蒸気を通す主蒸気管と、この主蒸気管に設置
   され、前記タービンを駆動する蒸気の量を調整す
   る加減弁と、この加減弁の上流側の前記主蒸気管
   に設置され、前記沸騰水型原子炉が発生する蒸気
   の圧力を検出する圧力検出器と、この圧力検出器
   によつて検出された前記沸騰水型原子炉が発生す
   る蒸気の圧力および予め設定されたタービン入口
   圧力設定値に基づいて、これらの偏差である圧力
   偏差を出力する圧力比較器と、この圧力比較器の
   出力である圧力偏差に基づいて、前記沸騰水型原
   子炉の出力を表す原子炉出力信号、および前記圧
   力偏差が零となるように前記加減弁の弁開度を指
   示する弁開度指示信号を出力する圧力制御器と、
   この圧力制御器によつて出力される前記原子炉出
   力信号および前記タービンの負荷を表わすタービ
   ン負荷信号に基づいて、これらの偏差である負荷
   偏差を出力する負荷比較器と、前記沸騰水型原子
   炉の出力を調整する冷却材の再循環流量を吐出す
   る再循環ポンプと、この再循環ポンプの速度を検
   出する速度検出器とを備えている原子力プラント
   において、前記沸騰水型原子炉の炉心の中性子束
   に基づく前記沸騰水型原子炉の出力を表わす
   APRM信号および前記沸騰水型原子炉の冷却材
   の炉心流量を表わす炉心流量信号に基づいて、前
   記沸騰水型原子炉の運転点を求め、この運転点お
   よび前記負荷比較器の出力である負荷偏差に基づ
   いて、前記沸騰水型原子炉として中性子束高の事
   象を起すことなく許容できる出力の許容出力変更
   幅および前記再循環ポンプの許容速度変更幅を出
   力する演算器と、この演算器の出力である許容出
   力変更幅と前記負荷比較器の出力である負荷偏差
   を比較し、この負荷偏差の大きさが前記許容出力
   変更幅よりも大きいときは前記許容出力変更幅を
   出力し、小さいときは前記負荷偏差を出力する負
   荷偏差制限器と、この負荷偏差制限器の出力に基
   づいて、前記負荷偏差が零となるような前記再循
   環ポンプの速度変化量を出力する再循環流量主制
   御器と、この再循環流量主制御器の出力である速
   度変化量と前記演算器の出力である許容速度変更
   幅を比較し、前記速度変化量の大きさが前記許容
   速度変更幅の大きさよりも大きいときは前記許容
   速度変更幅を出力し、小さいときは前記速度変化
   量を出力する再循環ポンプ速度変化制限器と、こ
   の再循環ポンプ速度変化制限器の出力および前記
   速度検出器の出力である前記再循環ポンプの現在
   速度に基づいて、前記再循環ポンプの速度を制御
   する速度制御器とを具備したことを特徴とする原
   子炉再循環流量制御装置。