JPH11258390A - 異常時協調制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】給水ポンプの異常時に安定に運転を継続する。 【解決手段】任意の給水ポンプの異常による原子炉水位
変動を、他の健全な給水ポンプの流量調整により補償
し、制御棒位置の調整あるいは炉心流量の調整により抑
制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子力発
電プラントにおける原子炉給水流量を制御する原子炉給
水制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、沸騰水型原子力発電プラントで
は、原子炉水位の調整を、給水ポンプにより原子炉圧力
容器に戻す冷却水の量を調整することによって行ってい
る。また、原子炉出力の調整を、制御棒駆動装置により
炉心内の制御棒の位置を調整することによって、あるい
は再循環ポンプモータの電源周波数を調整して再循環ポ
ンプ回転数を変化させ炉心冷却材の強制循環流量を調整
することによって行っている。

【０００３】このうち原子炉水位の調整では、原子炉圧
力容器に原子炉水位検出器を設置し、また原子炉圧力容
器から蒸気タービンに蒸気を導く主蒸気管に主蒸気流量
検出器を設置し、更に復水器から原子炉圧力容器に冷却
水を導く給水配管に給水流量検出器を設置して、前記原
子炉水位検出器で検出した原子炉水位信号，前記主蒸気
流量検出器で検出した主蒸気流量信号及び前記給水流量
検出器で検出した給水流量信号を原子炉給水制御装置に
取り込み、この原子炉給水制御装置からの給水ポンプ流
量要求信号により、タービン駆動給水ポンプのタービン
回転数あるいは電動駆動給水ポンプの吐出側に設置した
給水流量調節弁の開度を調整して、原子炉水位が適切な
値になるように制御している。

【０００４】また、原子炉出力の調整では、原子炉圧力
制御装置からの全蒸気流量信号と制御棒駆動装置からの
制御棒位置信号を自動出力調整装置に取り込んで、この
自動出力調整装置からの制御棒引抜／挿入指令により制
御棒駆動装置が制御棒位置を調整して、原子炉出力が目
標値になるように制御している。

【０００５】更に、原子炉出力の調整では、原子炉圧力
容器に炉心流量検出器を設置し、この炉心流量検出器で
検出した炉心流量と自動出力調整装置からの負荷要求偏
差信号を再循環流量制御装置に取り込み、この再循環流
量制御装置からの制御信号により再循環ポンプモータの
電源周波数を可変周波数電源装置により変化させ、再循
環ポンプモータの回転数を調整して、原子炉出力が目標
値になるように制御している。

【０００６】図４はこの従来の原子力発電プラントの構
成図である。原子炉圧力容器１内の炉心２で発生させた
蒸気を、主蒸気管３によって蒸気タービン５に導くよう
にしている。主蒸気管３には主蒸気管の主蒸気流量を検
出する主蒸気流量検出器４を設置しており、主蒸気流量
検出器４の主蒸気流量信号１５を原子炉給水制御装置４
００に取り込んでいる。

【０００７】また、復水器６内の冷却水を原子炉圧力容
器１に戻すために、給水配管１２にはタービン駆動給水
ポンプ８，電動駆動給水ポンプ９及び給水流量検出器１
１を設けており、給水流量検出器１１の給水流量信号１
６を原子炉給水制御装置400に取り込んでいる。更にそ
れぞれの給水ポンプにはその吸込流量を検出する吸込流
量検出器７を設けており、吸込流量検出器７の吸込流量
信号１７を原子炉給水制御装置４００に取り込んでい
る。

【０００８】原子炉圧力容器１には原子炉水位検出器１
３を設置しており、原子炉水位検出器１３の原子炉水位
信号１８を原子炉給水制御装置４００に取り込んでい
る。原子炉給水制御装置４００に取り込んだ原子炉水位
信号１８は、水位設定装置401の水位設定信号４０２と
比較器４０３にて比較され、水位偏差信号４０４として
水位制御装置４０５に入力される。水位制御装置４０５
は水位偏差信号４０４が制御動作により零になるように
比例積分微分演算（以下ＰＩＤ演算ということがあ
る）、上下限制限を行い、水位制御信号４０６として加
算器４０７へ出力する。

【０００９】また原子炉給水制御装置４００に取り込ん
だ主蒸気流量信号１５と給水流量信号１６は比較器４０
８にて比較され、流量偏差信号４０９となる。流量偏差
信号４０９はミスマッチゲイン４１０を乗算され、補正
水位信号４１１として加算器４０７出力へされる。

【００１０】加算器４０７は水位制御信号４０６と補正
水位信号４１１を加算し、補正水位制御信号４１２とし
て流量制御装置４１３に出力する。流量制御装置４１３
は補正水位制御信号４１２をＰＩＤ演算，上下限制限を
行い、給水流量要求信号414としてタービン駆動給水ポ
ンプ８用の上下限制限器４２０及び電動駆動給水ポンプ
９用の上下限制限器４２１へ出力する。上下限制限器４
２０及び上下限制限器４２１は給水流量要求信号４１４
の上下限制限を行い、この結果を比較器４１５へ出力す
る。

【００１１】比較器４１５は上下限制限された給水流量
要求信号４１４と給水ポンプ毎に設けた吸込流量検出器
７の吸込流量信号１７を比較し、タービン駆動給水ポン
プ８に対する給水ポンプ流量偏差信号４１６を流量調整
装置４１８へ出力する。あるいは電動駆動給水ポンプ９
の給水ポンプ流量偏差信号４１７を流量調整装置４１９
へ出力する。

【００１２】タービン駆動給水ポンプ８の流量調整装置
４１８は給水ポンプ流量偏差信号４１６が制御動作によ
り零になるように演算したタービン回転数要求信号４２
２をタービン駆動給水ポンプ８へ出力し、タービン駆動
給水ポンプ８はタービン回転数要求信号４２２と一致す
るように自己のタービン回転数を制御する。また電動駆
動給水ポンプ９の流量調整装置４１９は給水ポンプ流量
偏差信号４１７が制御動作により零になるように演算し
た流量調節弁開度要求信号４２３を電動駆動給水ポンプ
９の吐出側に設けた流量調節弁１０に出力し、流量調節
弁１０は流量調節弁開度要求信号４２３と一致するよう
に自己の流量調節弁開度を制御する。原子炉圧力容器１
には原子炉圧力検出器１４を設置しており、原子炉圧力
検出器１４の原子炉圧力信号１９を原子炉圧力制御装置
１００に取り込んでいる。原子炉圧力制御装置１００に
取り込んだ原子炉圧力信号１９は、圧力設定装置101の
圧力設定信号１０２と比較器１０３にて比較され、圧力
偏差信号１０４として圧力調整装置１０５に入力され
る。圧力調整装置１０５は圧力偏差信号１０４に基づき
全蒸気流量信号１０６を演算し、これを自動出力調整装
置２００の比較器２０３及び比較器２１３に出力する。

【００１３】自動出力調整装置２００の比較器２０３
は、原子炉出力設定装置２０１の原子炉出力設定信号２
０２と全蒸気流量信号１０６の差分である原子炉出力偏
差信号２０４を演算し、これを制御棒制御装置２０５に
出力する。制御棒制御装置205は原子炉出力偏差信号２
０４及び制御棒駆動装置２０の制御棒位置信号２２を入
力し、制御棒駆動装置２０へ制御棒操作（挿入／引抜）
指令２０６を出力する。制御棒駆動装置２０は制御棒操
作（挿入／引抜）指令２０６に基づき制御棒２１の位置
を調整している。

【００１４】また、自動出力調整装置２００の比較器２
０９には、蒸気タービン５に連結した発電機２３の発電
機出力信号２４及び発電機出力設定装置２０７の発電機
出力設定信号２０８を入力しており、比較器２０９はこ
の差分である発電機出力偏差信号２１０を演算し、発電
機出力制御装置２１１に出力する。発電機出力制御装置
２１１は発電機出力偏差信号２１０が制御動作により零
になるように比例積分制御を行うとともに、発電機出力
設定信号２０８を入力して積分制御し、これらを加え合
わせた原子炉出力設定信号２１２を演算して、これを比
較器２１３に出力する。比較器２１３は原子炉出力設定
信号２１２と全蒸気流量信号１０６の差分である負荷要
求偏差信号２１４を演算して、これを原子炉再循環流量
制御装置３００の出力制御装置３０１に出力する。

【００１５】原子炉再循環流量制御装置３００の出力制
御装置３０１は、負荷要求偏差信号２１４が零となるよ
うに比例積分微分演算（以下ＰＩＤ演算ということがあ
る）、変化率制限及び上下限制限を行い、これを炉心流
量要求信号３０２として比較器３０３に出力する。比較
器３０３は、炉心流量要求信号３０２と炉心流量検出器
２５の炉心流量信号２６との差分である炉心流量偏差信
号３０４を演算し、これを流量制御装置３０５に出力す
る。流量制御装置３０５は、炉心流量偏差信号３０４が
制御動作により零になるようにＰＩＤ演算，変化率制限
及び上下限制限を行い、速度設定信号３０６を可変周波
数電源装置２７に出力する。可変周波数電源装置２７
は、再循環ポンプモーター２８の電源周波数が速度設定
信号３０６に一致するように制御し、これに伴い再循環
ポンプ２９の速度を制御する。

【００１６】この従来の原子力発電プラントにおいて、
例えば、２台のタービン駆動給水ポンプが運転中でかつ
２台の電動駆動給水ポンプが待機中である場合に、１台
のタービン駆動給水ポンプ８の流量が減少する故障が発
生した場合には、原子炉給水流量が減少し、原子炉水位
が低下する。このため原子炉水位信号１８が減少し、水
位制御信号４０６が増加する。

【００１７】一方給水流量信号１６が減少し、補正水位
信号４１１が増加する。これに伴い補正水位制御信号４
１２が増加して、流量制御装置４１３のＰＩＤ演算によ
り給水流量要求信号４１４が増加し、給水ポンプ流量偏
差信号４１６も増加する。流量調整装置４１８は、給水
ポンプ流量偏差信号４１６が制御動作により零になるよ
うにタービン駆動給水ポンプ８の流量を増加させるよう
に制御する。

【００１８】故障した給水ポンプの流量変化が比較的小
さい減少の場合には、原子炉水位が低下して原子炉水位
低スクラムに至る前に、健全側の給水ポンプ流量増加に
より補償され、原子炉給水流量の減少が回復するため、
原子炉水位低下は抑制されその後一定になるように制御
されるので、原子炉運転は継続される。

【００１９】以上は故障した給水ポンプの流量変化が比
較的小さい減少の場合の例であるが、給水ポンプの流量
変化が比較的小さい増加の故障の場合でも、健全側の給
水ポンプの流量減少により補償され、原子炉給水流量の
増加が回復するため、原子炉水位上昇は抑制されその後
一定になるように制御されるので、原子炉運転は継続さ
れる。

【００２０】また、例えば、２台のタービン駆動給水ポ
ンプが運転中でかつ２台の電動駆動給水ポンプが待機中
である場合に、１台のタービン駆動給水ポンプ８に流量
変化が大きい故障が発生した場合には、タービン駆動給
水ポンプ８にはタービン回転数要求信号４２２と自己の
タービン回転数の偏差が大きい場合に自己トリップさせ
る機能を有しているため当該故障ポンプは自動トリップ
し、これに伴い待機中の２台の電動駆動給水ポンプが自
動起動する。この場合、当該故障ポンプのトリップ直後
には、原子炉給水流量が減少し、原子炉水位が低下する
が、待機中の２台の電動駆動給水ポンプの自動起動によ
り、原子炉給水流量の減少は回復し、原子炉水位低下は
抑制されその後一定になるように制御されるので、原子
炉運転は継続される。

【００２１】このような給水ポンプ故障時に、当該故障
ポンプを自動トリップし待機中の給水ポンプを自動起動
する従来技術としては、例えば特開平6−229507 号があ
る。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】従来の原子炉給水制御
システムにおいて、例えば、２台のタービン駆動給水ポ
ンプが運転中でかつ２台の電動駆動給水ポンプが待機中
である場合に、１台のタービン駆動給水ポンプ８に比較
的流量変化が大きい故障が発生しかつ当該故障ポンプが
トリップしない場合、原子炉給水流量が減少し、原子炉
水位が低下する。これに伴い原子炉水位信号１８が減少
し、水位制御信号４０６が増加する。一方給水流量信号
１６が減少し、補正水位信号４１１が増加する。

【００２３】このため補正水位制御信号４１２が増加し
て、流量制御装置４１３のＰＩＤ演算により給水流量要
求信号４１４が増加し、給水ポンプ流量偏差信号４１６
も増加する。流量調整装置４１８は、給水ポンプ流量偏
差信号４１６が制御動作により零になるようにタービン
駆動給水ポンプ８の流量を増加させるように制御する。

【００２４】このプラントの応答において、原子炉給水
流量が原子炉水位の変化に現れるまでにはプラント自体
の持つ積分的遅れ要素が存在する。また、水位制御装置
405及び流量制御装置４１３は制御要素に積分要素を含
むため、制御の遅れ要素が存在する。更に、給水流量と
主蒸気流量の偏差（以下ミスマッチ流量ということがあ
る）の積分値が原子炉水位低下に影響するが、故障した
給水ポンプの流量減少が大きいと、故障した給水ポンプ
を含む全給水ポンプの流量が制御により増加して一定で
ある主蒸気流量に到達するまでのミスマッチ流量が大き
くなり、従って水位低下幅も大きくなるという関係があ
る。

【００２５】このため、故障した給水ポンプの流量変化
が比較的大きい減少の場合には、これらの遅れ要素のた
めに故障側給水ポンプの流量減少に対して健全側給水ポ
ンプの流量増加が遅れ、更にミスマッチ流量が大きくな
るので、原子炉水位は更に低下して運転継続ができない
可能性がある。

【００２６】以上は故障した給水ポンプの流量変化が比
較的大きくかつ当該故障ポンプがトリップしない場合の
例であるが、給水ポンプの流量変化が比較的大きい増加
の故障でかつ当該故障ポンプがトリップしない場合で
も、健全側の給水ポンプの流量減少による補償が遅れる
可能性がある。

【００２７】本発明の目的は、上記課題に鑑み、任意の
給水ポンプに異常が生じ、当該故障ポンプがトリップし
ないような場合にも安定に運転継続できる異常時協調制
御システムを提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、任意の給水
ポンプの吸込流量１７と給水ポンプ流量要求信号414に
偏差が生じた場合に、プラント及び制御の遅れ要素が存
在する給水ポンプ流量要求信号４１４の変化を待たず
に、この流量偏差分を他の健全な全ての給水ポンプの流
量で速やかに補償するように、個々の給水ポンプに対す
る流量要求信号４１４を調整することによって達成され
る。

【００２９】また、上記目的は、任意の給水ポンプの吸
込流量１７と給水ポンプ流量要求信号４１４に偏差が生
じた場合に、主蒸気流量を給水能力にあわせ変化させて
ミスマッチ流量を小さくし原子炉水位変化を抑制するよ
うに、制御棒２１の位置を調整することによって達成さ
れる。

【００３０】また、上記目的は、任意の給水ポンプの吸
込流量１７と給水ポンプ流量要求信号４１４に偏差が生
じた場合に、主蒸気流量を給水能力にあわせ変化させて
ミスマッチ流量を小さくし原子炉水位変化を抑制するよ
うに、再循環ポンプ２９の回転数を変化させ炉心流量を
調整することによって達成される。

【００３１】即ち、任意の給水ポンプの吸込流量１７と
給水ポンプ流量要求信号４１４に偏差が生じた場合に、
この流量偏差分を他の健全な全ての給水ポンプの流量で
速やかに補償し、原子炉給水流量あるいは原子炉水位の
変化を抑制するので、安定な運転継続が可能である。

【００３２】また、任意の給水ポンプの吸込流量１７と
給水ポンプ流量要求信号４１４に偏差が生じた場合に、
この流量偏差に応じて制御棒２１の位置を調整して主蒸
気流量を給水流量に近づけるように制御し、ミスマッチ
流量を小さくして原子炉水位変化を抑制するので、安定
な運転継続が可能である。

【００３３】また、任意の給水ポンプの吸込流量１７と
給水ポンプ流量要求信号４１４に偏差が生じた場合に、
この流量偏差に応じて再循環ポンプ２９の回転数を変化
させ炉心流量を調整して主蒸気流量を給水流量に近づけ
るように制御し、ミスマッチ流量を小さくして原子炉水
位変化を抑制するので、安定な運転継続が可能である。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成図で
ある。

【００３５】給水ポンプ１，給水ポンプ２，給水ポンプ
３及び給水ポンプ４に対して、それぞれ給水ポンプ１流
量補償制御装置５００，給水ポンプ２流量補償制御装
置，給水ポンプ３流量補償制御装置及び給水ポンプ４流
量補償制御装置を設けている。ただし、ポンプ１流量補
償制御装置５００と同様の機能を有する給水ポンプ２流
量補償制御装置，給水ポンプ３流量補償制御装置及び給
水ポンプ４流量補償制御装置は図１に表記していない。
以下では給水ポンプ１流量補償制御装置５００で代表さ
せて説明する。

【００３６】図２は本発明の一実施例を示す給水ポンプ
１流量補償制御装置５００内の構成図である。

【００３７】比較器５３１は、給水ポンプ流量要求信号
４１４と給水ポンプ１の吸込流量信号１７を比較し、こ
の差分を給水ポンプ１流量偏差信号５３２として、警報
判定装置５４８，切替判定装置５４３及びＰＩＤ演算器
５３３に出力する。

【００３８】警報判定装置５４７は、給水ポンプ１流量
偏差信号５３２の絶対値が警報設定装置５４６からの警
報設定信号５４７を越えた場合に、警報指令５５１を判
定器５４９に出力する。判定器５４９は給水ポンプ１運
転中検出信号５５０が真の場合にのみ警報指令５５１を
給水ポンプ１警報装置５５２に出力する。

【００３９】切替判定装置５４３は、給水ポンプ１流量
偏差信号５３２の絶対値が切替設定装置５４１からの切
替設定信号５４２を越えた場合に、切替指令５４５を判
定器５４４に出力する。判定器５４４は給水ポンプ１運
転中検出信号５５０が真の場合にのみ切替指令５４５を
給水ポンプ１警報装置５５２及び切替装置５３９に出力
する。

【００４０】ＰＩＤ演算器５３３は給水ポンプ１流量偏
差信号５３２が制御動作により零になるようにＰＩＤ演
算し、更に原子炉定格給水流量に対する給水ポンプ１定
格流量の比を乗じて、この結果を給水ポンプ１流量補償
要求５３４として上下限制限器５３５へ出力する。上下
限制限器５３５は給水ポンプ１流量補償要求５３４の上
下限を制限し、これを給水ポンプ１流量補償信号５３６
として切替装置５３９に出力する。

【００４１】切替装置５３９は通常、給水ポンプ１流量
補償制御信号５０１として零信号発生器５３７からの零
信号５３８を選択しているが、切替判定装置５４３から
切替指令５４５が出力された場合には、給水ポンプ１流
量補償信号５３６に切り替わる。切替装置５３９は、こ
の給水ポンプ１流量補償制御信号５０１を、図１の給水
流量補償加算器５２９及び当該給水ポンプ１以外への流
量補償信号として、給水ポンプ２流量補償要求加算器５
０６，給水ポンプ３流量補償要求加算器５０７，給水ポ
ンプ４流量補償要求加算器５０８に出力する。

【００４２】以上の図２の給水ポンプ１流量補償制御装
置５００の構成は、図１に表記していない給水ポンプ２
流量補償制御装置，給水ポンプ３流量補償制御装置及び
給水ポンプ４流量補償制御装置についても同様であり、
それぞれの流量補償制御信号は給水ポンプ２流量補償制
御信号５０２，給水ポンプ３流量補償制御信号５０３，
給水ポンプ４流量補償制御信号５０４である。

【００４３】図１の給水ポンプ２の流量補償要求加算器
５０６は、当該給水ポンプ２以外の流量補償信号である
給水ポンプ１流量補償信号５０１，給水ポンプ３流量補
償信号５０３及び給水ポンプ４流量補償信号５０４を加
算し、この結果を給水ポンプ２流量補償要求信号５１０
として、ゲイン演算器５１４に出力する。

【００４４】ゲイン演算器５１４は給水ポンプ２流量補
償要求信号５１０に、給水ポンプ２定格流量に対する原
子炉定格給水流量の比を乗じて、この結果を給水ポンプ
２流量補償指令信号５１８として給水ポンプ２流量補償
加算器５２２へ出力する。

【００４５】給水ポンプ２流量補償加算器５２２は給水
ポンプ流量要求信号４１４と給水ポンプ２流量補償指令
信号５１８を加算し、この結果を給水ポンプ２流量補正
信号５２６として上下限制限器４２０に出力する。上下
限制限器４２０は給水ポンプ２流量補正信号５２６の上
下限制限を行い、この結果を比較器４１５へ出力する。

【００４６】比較器４１５は上下限制限された給水ポン
プ２流量補正信号５２６と給水ポンプ毎に設けた吸込流
量検出器７の吸込流量信号１７を比較し、タービン駆動
給水ポンプ８に対する給水ポンプ２流量偏差信号４１６
を給水ポンプ２流量調整装置４１８へ出力する。給水ポ
ンプ２流量調整装置４１８は給水ポンプ流量偏差信号４
１６が制御動作により零になるように演算したタービン
回転数要求信号４２２をタービン駆動給水ポンプ８へ出
力し、タービン駆動給水ポンプ８はタービン回転数要求
信号４２２と一致するように自己のタービン回転数を制
御する。

【００４７】以上は給水ポンプ１流量補償信号５０１が
給水ポンプ２についての流量補正に係わる構成について
のみ記したが、これは他の給水ポンプの流量補正につい
ても同様である。

【００４８】一方、給水流量補償加算器５２９は給水ポ
ンプ１流量補償制御装置５００からの給水ポンプ１流量
補償信号５０１，給水ポンプ２流量補償制御装置５２６
からの給水ポンプ２流量補償信号５０２，給水ポンプ３
流量補償制御装置からの給水ポンプ３流量補償信号５０
３及び給水ポンプ４流量補償制御装置からの給水ポンプ
４流量補償信号５０４を取り込み、これらを加算し、こ
の結果を給水流量補償要求信号５３０として、自動出力
調整装置２００内の制御棒補償制御装置６００及び原子
炉再循環流量制御装置３００内の炉心流量補償制御装置
７００へ出力する。

【００４９】自動出力調整装置２００内の制御棒補償制
御装置６００は給水流量補償要求信号５３０をＰＩＤ演
算し、この演算結果を原子炉出力補償要求６０１として
上下限制限器６０２へ出力する。上下限制限器６０２は
原子炉出力補償要求６０１の上下限を制限し、これを原
子炉出力補償信号６０３として、原子炉出力偏差補償比
較器６０４に出力する。原子炉出力偏差補償比較器６０
４は、原子炉出力補償信号６０３と加算器２０３からの
原子炉出力偏差信号２０４を比較し、この差分を原子炉
出力偏差補償信号６０５として制御棒位置制御装置２０
５に出力する。原子炉再循環流量制御装置３００内の炉
心流量補償制御装置７００は給水流量補償要求信号５３
０をＰＩＤ演算し、この演算結果を炉心流量補償要求７
０１として上下限制限器７０２へ出力する。上下限制限
器７０２は炉心流量補償要求７０１の上下限を制限し、
これを炉心流量補償信号７０３として、炉心流量補償比
較器７０４に出力する。炉心流量補償比較器７０４は、
炉心流量要求信号302,炉心流量補償信号７０３及び炉心
流量検出器２５の炉心流量信号２６との差分である炉心
流量偏差信号７０５を演算し、これを流量制御装置３０
５に出力する。この本発明の一実施例において、運転中
の任意の給水ポンプに異常が生じた場合、例えば２台の
タービン駆動給水ポンプが運転中でかつ２台の電動駆動
給水ポンプが待機中である場合に、タービン駆動給水ポ
ンプ１の流量が減少する異常が生じた場合、給水ポンプ
１吸込流量信号１７が減少し、これに伴い図２の給水ポ
ンプ１流量偏差信号５３２が増加し、ＰＩＤ演算により
給水ポンプ１流量補償信号５３６が増加する。

【００５０】切替装置５３９は通常給水ポンプ１流量補
償信号５０１として零信号５３８を選択しているが、給
水ポンプ１流量偏差信号５３２の絶対値が切替設定信号
542を越えると、切替指令５４５により給水ポンプ１流
量補償信号５３６側に切り替わる。これによって、給水
ポンプ１流量補償制御信号５０１が増加し、図１の給水
ポンプ２流量補償要求信号５１０，給水ポンプ２流量補
償指令信号５１８及び給水流量補償要求信号５３０が増
加する。

【００５１】一方、給水ポンプ１の流量減少により、給
水流量信号１６及び原子炉水位信号１８が減少し、補正
水位信号４１１，水位制御信号４０６が増加し、これに
伴い補正水位制御信号４１２，給水流量要求信号４１４
が増加するが、プラントの持つ遅れ要素のため、信号の
増加速度は給水ポンプ２流量補償指令信号５１８の方が
大きい。

【００５２】従って、給水ポンプ２流量補正信号５２６
が速やかに増加し、給水ポンプ２の流量が増加して、給
水ポンプ１の流量減少を補償する。なお、この場合、給
水ポンプ３及び給水ポンプ４はいずれも待機中でありこ
れらの給水ポンプ流量へは影響しない。

【００５３】また、自動出力調整装置２００内の制御棒
補償制御装置６００は給水流量補償要求信号５３０をＰ
ＩＤ演算し、この出力信号である原子炉出力補償要求６
０１は増加する。これに伴い、原子炉出力偏差補償信号
６０５が減少し、制御棒制御装置２０５は制御棒操作
（挿入）を判定し、制御棒駆動装置２０へ制御棒操作
（挿入）指令２０６を出力する。制御棒駆動装置２０は
制御棒操作指令２０６に基づき制御棒２１を挿入し、給
水ポンプ流量要求信号４１４に対する給水ポンプ１流量
信号４０２の減少に伴って生じる原子炉水位低下を抑制
する。

【００５４】また、原子炉再循環流量制御装置３００内
の炉心流量補償制御装置７００は給水流量補償要求信号
５３０をＰＩＤ演算し、この出力信号である炉心流量補
償要求７０１は増加する。これに伴い、炉心流量偏差信
号７０５が減少し、速度設定信号３０６も減少する。こ
のため再循環ポンプモータ２８の電源周波数が減少し、
再循環ポンプ２９の速度が減少して、炉心流量が減少す
る。これにより炉心流量信号２６が減少して、炉心流量
偏差信号７０５は零に整定する。この炉心流量減少によ
って、給水ポンプ流量要求信号４１４に対する給水ポン
プ１流量信号４０２の減少に伴って生じる原子炉水位低
下を抑制する。

【００５５】この場合のプラント応答は図３の実線のよ
うになり、破線で示す従来の技術による応答のように原
子炉水位が低下することはない。

【００５６】以上のように、本発明の一実施例におい
て、給水ポンプ流量要求信号４１４に対してある給水ポ
ンプの流量が減少する異常が発生した場合、他の運転中
の健全な給水ポンプの流量増加で故障した給水ポンプの
流量減少を補償し、また故障した給水ポンプの流量減少
により生じる原子炉水位の低下を制御棒挿入及び原子炉
再循環ポンプ速度低下により抑制するので、安定な運転
継続が可能である。

【００５７】なお、以上は給水ポンプ流量要求信号４１
４に対してある給水ポンプの流量が減少する異常が発生
した場合の実施例であるが、給水ポンプ流量要求信号４
１４に対してある給水ポンプの流量が増加する異常が発
生した場合には、健全な給水ポンプによる蒸気流量補
償，制御棒位置調整による原子炉出力補償及び再循環ポ
ンプ速度調整による原子炉出力補償の応答はそれぞれ上
記と逆の応答となり、この場合にも、他の運転中の健全
な給水ポンプの流量減少で故障した給水ポンプの流量増
加を補償し、また故障した給水ポンプの流量増加により
生じる原子炉水位の上昇を制御棒引抜き及び原子炉再循
環ポンプ速度増加により抑制するので、安定な運転継続
が可能である。

【００５８】また、本発明の一実施例では、給水ポンプ
１に流量偏差が生じた場合に、他の健全な給水ポンプに
よる蒸気流量補償，制御棒位置調整による原子炉出力補
償及び再循環ポンプ速度調整による原子炉出力補償を組
み合わせているが、これらのうち、何れか一つであって
も、あるいはいくつかの組み合わせであっても良い。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、任意の
給水ポンプの異常による原子炉水位変動を他の健全な給
水ポンプの流量調整により補償し、制御棒位置の調整あ
るいは炉心流量の調整により抑制するようにしたので、
安定な運転継続が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である原子炉給水制御システ
ムの構成図である。

【図２】図１のうち給水ポンプ流量補償制御装置の例を
示す構成図である。

【図３】本発明の原子炉水位を説明するための特性図で
ある。

【図４】従来の技術を示す原子炉給水制御システムの構
成図である。

【符号の説明】

４…主蒸気流量検出器、７…吸込流量検出器、８…ター
ビン駆動給水ポンプ、９…電動駆動給水ポンプ、１１…
給水流量検出器、１３…原子炉水位検出器、２０…制御
棒駆動装置、２１…制御棒、２７…可変周波数電源装
置、２８…原子炉再循環ポンプモータ、２９…原子炉再
循環ポンプ、１００…原子炉圧力制御装置、２００…自
動出力調整装置、３００…原子炉再循環流量制御装置、
４００…原子炉給水制御装置、５００…給水ポンプ１流
量補償制御装置、６００…制御棒補償制御装置、７００
…炉心流量補償制御装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】沸騰水型原子力発電プラントの複数の原子
   炉給水ポンプの流量を制御する原子炉給水制御装置にお
   いて、原子炉給水制御装置からの給水ポンプ流量要求信
   号と当該給水ポンプの流量との流量偏差を演算し、前記
   流量偏差を補償する流量補償信号を演算する流量補償装
   置と、他の健全な全ての給水ポンプに対する前記給水ポ
   ンプ流量要求信号に前記流量補償信号を加算する給水ポ
   ンプ流量補償加算器を具備したことを特徴とする異常時
   協調制御システム。
2. 【請求項２】沸騰水型原子力発電プラントの原子炉圧力
   あるいは主蒸気圧力を制御する原子炉圧力制御装置から
   の全蒸気流量信号に基づき原子炉出力偏差信号を演算
   し、制御棒の挿入または引抜き操作を制御する自動出力
   調整装置において、原子炉給水制御装置からの給水ポン
   プ流量要求信号と当該給水ポンプの流量との流量偏差を
   演算し、前記流量偏差を補償する流量補償信号を演算す
   る流量補償装置と、前記流量補償信号に基づき原子炉出
   力補償要求信号を演算する制御棒補償制御装置と、前記
   原子炉出力偏差信号から前記原子炉出力補償要求信号を
   減算する原子炉出力偏差補償比較器を具備したことを特
   徴とする異常時協調制御システム。
3. 【請求項３】沸騰水型原子力発電プラントの原子炉圧力
   制御装置あるいは自動出力調整装置からの負荷要求偏差
   信号に基づき炉心流量要求信号を演算し、炉心流量を制
   御する原子炉再循環流量制御装置において、原子炉給水
   制御装置からの給水ポンプ流量要求信号と当該給水ポン
   プの流量との流量偏差を演算し、前記流量偏差を補償す
   る流量補償信号を演算する流量補償装置と、前記流量補
   償信号に基づき炉心流量補償要求を演算する炉心流量補
   償制御装置と、前記炉心流量要求信号から前記炉心流量
   補償要求を減算する炉心流量補償比較器を具備したこと
   を特徴とする異常時協調制御システム。