JPH06289174A - 原子炉出力制御方法とその装置 - Google Patents

原子炉出力制御方法とその装置

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JPH06289174A
JPH06289174A JP5074004A JP7400493A JPH06289174A JP H06289174 A JPH06289174 A JP H06289174A JP 5074004 A JP5074004 A JP 5074004A JP 7400493 A JP7400493 A JP 7400493A JP H06289174 A JPH06289174 A JP H06289174A
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JP
Japan
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reactor
water supply
command
pump
supply capacity
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Pending
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JP5074004A
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English (en)
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Kazuyuki Udagawa
一 幸 宇田川
Hiroshi Miura
浦 浩 三
Hiroshi Ono
野 寛 小
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • 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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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全給水喪失時に蒸気流量の減少を早期に行
い、非常時炉心冷却系を起動することなく原子炉水位を
回復する。 【構成】 原子炉出力を負荷設定信号で判定し、負荷設
定が80%以上の運転状態において2台の給水ポンプの
トリップ信号が発生したときに、再循環流量制御装置へ
再循環流量ランバック指令を発生する。モータ駆動給水
ポンプが起動しなかった場合は給水喪失状態と判断し、
原子炉緊急停止装置20により原子炉スクラム指定を出
す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、給復水系の故障に起因
して給水能力が喪失する時に、原子炉を停止し原子炉水
位の下降を抑制する、原子力プラントの原子炉出力制御
方法とその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】原子炉プラントの給水系統は図6に示す
ように構成され、原子炉1で発生した蒸気は、主蒸気管
2を通りタービン3にエネルギーを伝達した後、復水器
4で凝縮して水に戻る。復水器の水は、給復水ポンプ5
A,5B,6A,6Bにより原子炉1へ戻される。給水
ポンプの構成は、発電プラントによって異なるが、ここ
では、2台のタービン駆動給水ポンプ5A(TDRFP
−A)、5B(TDRFP−B)、2台のモータ駆動給
水ポンプ6A(MDRFP−A)、6B(MDRFP−
B)、から構成されたプラントを例に説明する。
【0003】定格出力での運転状態では、2台のタービ
ン駆動給水ポンプ5A,5Bにより原子炉1への給水を
行っている。残された2台のモータ駆動給水ポンプ6
A,6Bは運転中のポンプがトリップしたときのバック
アップとして用意されている。原子炉の出力変更は、再
循環ポンプ7の回転速度を再循環流量制御装置8により
操作し、原子炉炉心流量を増減させ、炉心反応度を制御
する事により行う。また、緊急に原子炉を停止させる場
合には、制御棒駆動系10により制御棒9を挿入し、炉
心の中性子を吸収することにより行う。
【0004】一般に、原子力プラントには、何等かの異
常が生じたときに原子炉を安全に停止させるため、制御
棒9を高速に挿入すべく制御棒駆動装置へ指令を与える
原子炉緊急停止装置が備えられている。原子炉緊急停止
装置では、原子炉水位にかんするロジックとして、原子
炉水位が所定の設定値(L3)を下回ったという信号
で、原子炉緊急停止(原子炉スクラム)指令を出すとい
うロジックが設けられている。
【0005】タービン駆動給水ポンプ5A,5Bが2台
ともトリップするなどの全給水喪失が生じた時、原子炉
から出ていく蒸気流量との質量ミスマッチにより、原子
炉水位は急速に低下する。やがて、原子炉水位が設定値
L3に達し、原子炉緊急停止装置の動作により原子炉ス
クラム指令が出される。この原子炉スクラムにより、原
子炉から出ていく蒸気流量が減少するので、給水流量と
の質量ミスマッチが緩和される。しかし、給水流量との
質量ミスマッチは完全には解消しないため、原子炉水位
は傾きが緩やかになりながらも低下し続け、前記設定値
L3よりも下方に設けられた第2の設定値L2に達す
る。この時には、非常時炉心冷却系が起動し、原子炉に
注水を開始することにより原子炉水位が回復する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、全給水喪
失が生じたとき、非常時炉心冷却系が起動して、原子炉
水位の回復が初めて可能になる。しかしながら原子炉の
安全性を高めるために、非常時炉心冷却系はできるだけ
作動頻度を少なくし、予備機として残しておきたいとい
う要求がある。
【0007】原子炉水位の低下を抑制するために、例え
ば原子炉緊急停止装置の設定値L3をより上方に設定す
る方法があるが、それでは一時的に水位が低下したとき
に、原子炉スクラムが生じやすくなる。このような不必
要な原子炉スクラムの発生は、プラントの運転稼働率を
下げることになるので好ましくない。
【0008】本発明の目的は、上記の点を考慮してなさ
れたものであり、全給水喪失時に蒸気流量の減少を早期
に行うことができ、非常時炉心冷却系を起動することな
く原子炉水位を回復し、非常時炉心冷却系はさらに予想
できない異常事態が生じたときの待機系として残してお
くことにより、原子炉の安全性をいっそう高めることの
できる原子炉出力制御方法とその装置を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、制御棒を挿入することにより原子炉を停止
させる制御棒駆動装置を備えた沸騰水型原子炉の出力制
御装置において、給水ポンプの運転状態信号と原子炉出
力信号から給水能力が喪失したと判定する判定手段と、
この判定結果により前記制御棒駆動装置に原子炉スクラ
ム指令を出して原子炉を停止させるスクラム指令発信手
段と、を設け原子炉水位の低下を抑制することを特徴と
している。
【0010】
【作用】本発明によれば、給水ポンプの運転状態信号と
原子炉出力信号から給水能力が喪失したと判定し、前記
制御棒駆動装置に原子炉スクラム指令を出して原子炉を
停止させ、原子炉水位の低下を抑制する。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図1は本発明の原子炉出力制御装置の構
成を示す系統図である。
【0012】原子炉出力を負荷設定信号で判定し、負荷
設定が80%以上の運転状態において、TDRFP−A
およびTDRFP−Bの2台の給水ポンプ5A,5Bの
トリップ信号が発生したときに、再循環流量制御装置へ
再循環流量ランバック指令を発生する。これは、バック
アップのためにMDRFP6A,6Bが2台とも起動し
たときでも給水能力が50%にしかならないので、再循
環ポンプのランバック開始時期をできるだけ早め、原子
炉水位の低下を抑制しようという目的である。
【0013】再循環流量ランバックだけでは、40%ま
でしか原子炉出力が下げられないので、MDRFP6
A,6Bが起動しなかった場合は、給水喪失状態だと判
定し、原子炉緊急停止装置20により制御棒駆動装置へ
原子炉スクラム指令を出す。ただしMDRFPが起動す
る可能性を考慮し、時間遅れ21を設け、この遅れ時間
内にMDRFPが起動すれば、給水喪失状態だと判定し
ない。
【0014】この時間遅れに設定すべき遅れ時間は、M
DRFPが起動して給水を開始し、原子炉水位の下降を
抑制しL2に間に合う最長時間であり、あらかじめ解析
コードにより求めておくか、過去のMDRFP起動時の
実績から評価しておくかしてリセット付きメモリ22に
設定する。
【0015】本実施例を使用するときの、給水ポンプ2
台トリップ時のプラント変数の過渡応答を図2に示し
た。時刻t0 で、TDRFP5A,5Bが2台ともトリ
ップすると、本発明による原子炉出力制御装置により、
再循環ポンプランバック指令が出て炉心流量が減少し、
主蒸気流量が減少する。MDRFP6A,6Bのバック
アップがなかったので、設定した遅れ時間の分だけ遅れ
て時刻t1 に原子炉スクラム指令が出される。時刻t2
にMDRFP−A6Aが起動でき、原子炉水位はL2に
達せずに回復する。
【0016】図3に本発明の第2の実施例を示す。第1
の実施例と異なるのは、時間遅れ21とリセット付きメ
モリ22の替わりに、原子炉水位が所定の設定値L4よ
り小さくなった時のロジックが加わったことである。こ
こで設定値L4は、通常水位よりも下方でかつ前記設定
値L3よりも上方に設定する。この設定値L4より下方
に水位があると、原子炉スクラムしても間に合わず、前
記設定値L2に達してしまう可能性のある水位設定値で
ある。
【0017】本実施例によれば実炉水位を監視している
ので、第1の実施例と比較して、遅れ時間を設定する際
の解析コード等の誤差の影響を小さくできるという効果
がある。
【0018】図4に本発明の第3の実施例を示す。本実
施例においては、給水能力演算器23が設けられ、この
給水能力演算器23により、各給水ポンプのトリップ、
起動信号等の運転状態を表す信号(給水ポンプ運転状態
信号)から、現時点での給水能力AFW0、およびバッ
クアップポンプが正常に起動した後の給水能力AFW1
を計算する。図5にはこの給水能力演算器23のロジッ
クが示されている。ここで、Pランバックは再循環ポン
プランバック後整定する原子炉出力の値を示している。
【0019】給水ポンプがトリップすると、現時点での
給水能力AFW0が負荷設定より小さくなる。また、A
FW1が負荷設定よりも小さければ、バックアップポン
プが起動しても給水能力が足りないので、ただちに再循
環ポンプランバック指令を出し炉出力を下げる。一方、
原子炉水位がL4を下まわったとき、AFW1が負荷設
定よりも小さければ、バックアップポンプが起動するの
を待つのをやめ、ただちに再循環ポンプランバック指令
を出し原子炉出力を下げる。さらに、AFW1が再循環
ポンプランバック後の炉出力Pランバックよりも小さけ
れば、再循環ポンプランバックをしても給水能力が足り
ないので、給水喪失と判定し原子炉スクラム指令を出
す。
【0020】この実施例では前記した実施例と比較し
て、より広範囲のプラント運転状態における給水喪失時
に対応できるので、どの原子炉出力での運転において
も、不必要な原子炉スクラムを避けつつ、早期に給水喪
失を判定することができる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、給水ポンプトリップ時
に、早期の原子炉スクラムにより原子炉水位の低下を抑
制でき、非常時炉心冷却系を使わずに予備機のままにし
ておいて原子炉の安全性を高めることができる。また、
バックアップ給水ポンプの起動により給水喪失が防げる
とき、もしくは再循環ポンプランバックにより水位の低
下が抑制できるときには、不必要な原子炉スクラムを避
けることができ、プラントの運転稼働率を向上すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す系統図。
【図2】本発明を用いた場合における給水ポンプ2台ト
リップ時の原子炉水位制御の効果を示すグラフ。
【図3】本発明の第2の実施例を示す系統図。
【図4】本発明の第3の実施例を示す系統図。
【図5】第3の実施例における給水能力演算器のロジッ
クを示す図。
【図6】原子炉プラントの給水系を示す概略図。
【符号の説明】 1 原子炉 2 主蒸気管 3 タービン 4 復水器 5A,5B タービン駆動給水ポンプ 6A,6B モータ駆動給水ポンプ 7 再循環ポンプ 8 再循環流量制御装置 9 制御棒 10 制御棒駆動装置 20 原子炉緊急停止装置 21 時間遅れ 22 メモリ回路 23 給水能力演算器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】給水ポンプの運転状態信号から、現在の給
    水能力推定値およびバックアップ給水ポンプが起動した
    場合の給水能力予測値とを演算する給水能力演算器を備
    え、前記給水能力推定値が原子炉出力より小さく、前記
    給水能力予測値も原子炉出力より小さいとき再循環ポン
    プランバック指令を出し、前記給水能力予測値が再循環
    ポンプランバック後の原子炉出力より小さいときには給
    水喪失と判定し、前記給水能力予測値が再循環ポンプラ
    ンバック後の原子炉出力より大きいときにはバックアッ
    プ給水ポンプの起動を待って、原子炉スクラム指令を出
    す原子炉出力の制御方法。
  2. 【請求項2】制御棒を挿入することにより原子炉を停止
    させる制御棒駆動装置を備えた沸騰水型原子炉の出力制
    御装置において、給水ポンプの運転状態信号と原子炉出
    力信号から給水能力が喪失したと判定する判定手段と、
    この判定結果により前記制御棒駆動装置に原子炉スクラ
    ム指令を出して原子炉を停止させるスクラム指令発信手
    段とを有する、原子炉水位の低下を抑制する原子炉出力
    制御装置。
  3. 【請求項3】判定手段は、すべての給水ポンプからのト
    リップ信号と原子炉出力信号から給水能力が喪失したと
    判定し、前記スクラム指令発信手段は、再循環流量制御
    装置へ再循環ポンプランバック指令を与え、前記制御棒
    駆動装置に原子炉スクラム指令を出すことを特徴とする
    請求項2の原子炉出力制御装置。
  4. 【請求項4】判定手段は、すべての常用給水ポンプから
    のトリップ信号と原子炉出力信号から給水能力が喪失し
    たと判定し、前記スクラム指令発信手段は、再循環流量
    制御装置へ再循環ポンプランバック指令を与え、バック
    アップ給水ポンプが起動しない時に、前記制御棒駆動装
    置に原子炉スクラム指令を出す請求項3の原子炉出力制
    御装置。
JP5074004A 1993-03-31 1993-03-31 原子炉出力制御方法とその装置 Pending JPH06289174A (ja)

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JP (1) JPH06289174A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104295475A (zh) * 2013-07-18 2015-01-21 国家电网公司 一种脱硫浆液循环泵rb的方法及系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104295475A (zh) * 2013-07-18 2015-01-21 国家电网公司 一种脱硫浆液循环泵rb的方法及系统

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