JPS582635B2 - 原子力発電プラントの弁開閉テスト装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子力発電プラントのタービン発電機の主蒸
気市め弁および蒸気加減弁の開閉試験を行なうときに原
子炉出力を変動させることなく開閉試験を可能にする弁
開閉テスト装置に関するものである。

従来、原子力発電プラントのタービン発電機には主蒸気
止め弁および蒸気加減弁が取付けられ、これら両弁はタ
ービン発電機内に機器の破損に結びつくような故障が発
生した場合あるいは電力送電系統の事故による急激なタ
ービン発電機負荷しゃ断が発生した場合に急速に閉止し
て機械を安全に保護する機能を有している。

したがって、このように機器に何らかの異常が生じたと
き、確実に主蒸気止め弁および蒸気加減弁が閉止するか
否か確認するために、原子力発電プラントの通常運転時
定期的に上記両弁の開閉試験を行なう必要がある。

ところが、通常運転時すなわち原子炉から送られる蒸気
がそれぞれ４個の主蒸気止め弁および蒸気加減弁を介し
てタービン発電機に供給されている時に、これら弁の一
つの開閉試険を行なうと、弁の閉止により蒸気の流れが
一部しゃ断され、弁全体の圧力上昇が生じ、原子炉内の
圧力が上昇することになる。

沸騰水型原子炉は炉内王力が上昇すると過渡的な炉出力
の上昇が生じる特性を持っているので弁の閉止により原
子炉の出力を上昇させることになる。

また、閉止した弁を開放すると、しゃ断されていた蒸気
が流出し、逆に圧力降下を起し原子炉の出力減少をもた
らす。

このように定期的な弁の開閉試験のたびに、原子炉出力
の変動が生じるのはプラントの運転管理上好ましくない
。

本発明はかかる点に鑑み、主蒸気止め弁および蒸気加減
弁の開閉試験を原子炉出力の変動を生じることなく行な
えるようにした弁開閉テスト装置を提供することを目的
とする。

以下図而を参照して本発明の実施例について説明する。

第１図において、原子炉１には蒸気管２が接続され、こ
の蒸気管２にそれぞれ４つの主蒸気市め弁３および蒸気
加減弁４が取付けられ、蒸気管２はタービン５に終端し
、タービン５は発電機６を回転せしめる。

また、蒸気管２の中間からは復水器７に接続されるバイ
パス管８が分岐し、このバイパス管８にはバイパス弁９
が取付けられ、復水器７と原子炉１間には戻し管１０が
設けられ、この戻し管１０は仕事を終了したタービン５
からの蒸気とバイパス弁８を通った蒸気が復水器７によ
り冷却され水になったものを再び原子炉１へ戻すための
もので、その中間には給水ポンブ１１を備えている。

炉心１ａには出力検出器１２が設けられ、この出力検出
器からの出力信号Ｓ１は弁開閉テスト装置の制御部１３
に入力され、制御部１３からはバイパス弁９の駆動部９
ａに対してバイパス弁指令信号Ｓ２および蒸気加減弁４
の駆動部４ａに対して開閉テスト信号Ｓ３が発せられる
。

なお、同様に主蒸気止め弁３にも図示しない駆動部が設
けられ、主蒸気止め弁３のテストを行なうときには開閉
テスト信号が制御部１３からその駆動部に発せられる。

弁開閉テスト装置の制御部１３は第２図に示すようにテ
ストスイッチ２０を有し、このテストスイッチ２０のＯ
ＮＯＦＦ信号が信号発生器２１に入力され、信号発生器
２１からは出力として開閉テスト信号Ｓ３がリレー２２
および選択スイッチ２３を介して４つの蒸気加減弁の１
駆動部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに選択的に与えられる。

一方リレー２２には原子炉出力信号Ｓ１を受けて論理演
算を行なう保護回路２４が接続され、この保護回路２４
は原子炉出力の異常を検知した場合にロック信号Ｓ４を
リレー２２に与え、リレー２２の出力信号すなわち開閉
テスト信号Ｓ３をそのままの値にホールドするとともに
警報器２５を動作させる。

また開閉デスト信号Ｓ３は符号反転器２６および補償回
路２７を介してバイパス弁指令信号Ｓ２としてバイパス
弁９の駆動部９ａへ伝達される。

保護回路２４は第３図に示すように原子炉出力信号Ｓ１
か入力されその高周波成長を除去する平滑回路３０を有
し、この平滑回路３０によって出力信号２が発せられ、
この出力信号２は３つの第３、第４、第５設定器３１，
３２．３３に入力されるとともに微分回路３４により変
化率信号βとされる。

この変化率信号βは２つの第１、第２設定器３５．３６
に入力され、第１設定器３５は第ＩＡＮＤ回路３７に、
第２設定器３６は第２ＡＮＤ回路３８に、第３設定器３
１は第ＩＡＮＤ回路３７に、第４設定器３２は第２ＡＮ
Ｄ回路３８にそれぞれ出力信号を与え、第２ＡＮＤ回路
３８からの出力信号と第５設定器３３からの出力信号は
ＯＲ回路３９に与えられ、ＯＲ回路３９からはロック信
号Ｓ４が発せられる。

なお、第ＩＡＮＤ回路３７からは警報器２５へ出力信号
が発せられる。

次に作用について説明する。

プラントの通常運転状態においては、４つの蒸気加減弁
４は開放され、弁開閉テストはこれら弁をまず閉止し、
次にもとの開度まで開くようにして行なわれる。

テストスイッチ２０をＯＮすると（第４図ａ）、同図ｂ
に示すように信号発生器２１から開閉テスト信号Ｓ３が
発せられ、この開閉テスト信号Ｓ３はリレー２２を介し
て符号反転器２６に送られるとともに選択スイッチ２３
に送られる。

選択スイッチ２３は予め開閉テストをする弁を１つ選択
し、第２図においてはＡ位置にセットされている。

したがって、第４図Ｃに示すように駆動部４ａに接続さ
れている蒸気加減弁４は開閉デスト信号Ｓ３に従い徐々
に閉止する。

一方、この開閉テスト信号Ｓ３は符号反転器２６により
極性が反転され補償回路２７を介してバイパス弁指令化
号Ｓ２としてバイパス弁９の駆動部９ａに伝達される。

これによって初め閉止しているバイパス弁９は開閉テス
ト信号Ｓ３の極性が反転されるためにその駆動部９ａが
バイパス弁９を開くように作動する（第４図Ｄ）。

なお、補償回路２７は、蒸気加減弁４とバイパス弁９の
流量特性が同一になるように開閉テスト信号Ｓ３に補正
を加え、バイパス弁指令信号Ｓ２とするためのものであ
る。

即ち、蒸気加減弁４の閉止により遮断される蒸気量と同
じ蒸気量を同−速度でバイパス弁９を介して復水器７に
流すことにより、原子炉１内の圧力変動が防止される。

この結果、第４図Ｅに示すように原子炉の出力変動はほ
とんどなく、従来方式による出力変動（第４図Ｆ）を解
消しうる。

次にテストスイッチ２０をＯＦＦすると、第４図Ｂに示
すように蒸気加減弁４をもとの開度まで開放する信号が
信号発生器２１より出力され、蒸気加減弁４は徐々に開
放されるとともにバイパス弁９は第４図Ｄに示すように
徐々に閉止する。

この際原子炉出力の変動はなく蒸気加減弁９はもとの位
置に戻る。

以上により蒸気加減弁４の開閉テストが終了する。

次に保護回路２４の作用について説明する。

弁の開閉テスト時、バイパス弁９が予想通り動作しない
時、何らかの異常が発生した場合に弁開閉テストを継続
するのは危険であるので、これを防止するために保護回
路２４は設けられる。

第３図と第５図において、原子炉出力信号Ｓ１に含まれ
る高周波ノイズ成分は平滑回路３０により除かれて信号
αとされ、この信号αは第３、第４、第５設定器３１，
３２．３３により予め設定されている設定値γ３，γ４
，γ５と比較される。

たとえば信号α≧γ３の場合第３設定器３１は第ＩＡＮ
Ｄ回路３７に出力信号を発する。

また、信号αは微分回路３４により変化率信号βになり
、この信号βと第１、第２設定器３５，３６の予め定め
られた設定値γ１，γ２と比較され、たとえば信号β≧
γ１の場合、第１設定器３５は第ＩＡＮＤ回路３７に信
号を出力する。

第５図は、原子炉出力９７％の定常運転中の弁テスト中
に何らかの異常が生じた場合の−例を示すグラフであり
、設定値γ３，γ４は９７％より低く、設定値γ５は１
０１％に設定されている。

今、信号α（９７％）〉γ４〉γ３なので、第３設定器
３１および第４設定器３２からは、第ＩＡＮＤ回路３７
および第２ＡＮＤ回路３８へそれぞれ出力信号が発せら
れるがαくγ５なので第５設定器３３からは信号は発せ
られない。

この状態において、異常が発生し、信号αが変動して増
加し始め、変化率信号β（原子炉の出力変化曲線ｇ（第
５図）の傾きに相当する）が第１設定器の設定値γより
大きくなったさき、第１設定器３５から出力信号が第Ｉ
ＡＮＤ回路３７にうえられる。

このときには第３設定器３１からの出力信号も第ＩＡＮ
Ｄ回路３７に与えられているので、第ＩＡＮＤ回路３７
が作動し警報器２５が動作し、運転員に対して注意を喚
起する。

すなわち、出力変化曲線ｇの傾きβが設定値γ１に等し
くなる点が保護回路動作点Ｐとなり、そのときの出力信
号αの大きさが保護回路動作時の原子炉出力に相当する
。

さらに、変化率信号βが大きくなり設定値γより大きく
なったときには第２設定器３６から出力信号が第２ＡＮ
Ｄ回路３８に与えられる。

このときには第４設定器３２からの出力信号が第２ＡＮ
Ｄ回路３８に与えられているので第２ＡＮＤ回路３８が
作動し、ロック信号Ｓ４がＯＲ回路３９を介してリレー
２２に与えられる。

ロック信号へかリレー２２に入ると、開閉テスト信号Ｓ
３が選択スイッチ２３に与えられるのが阻止され、これ
によりテスト中の蒸気加減弁４とバイパス弁９はそのま
まの位置にホールドされ、原子炉出力の大幅なる変動が
未然に防止される。

何らかの理由で、ロック信号Ｓ４が発せられない場合に
は、第５図中において破線で示すように原子炉出力が増
加し続ける。

この場合の対策として第５設定器３３が設けられている
。

すなわぢ、信号αとその設定値γ５とを比較しα≧γ５
となったとき第５設定器３３はＯＲ回路３９を介してロ
ック信号Ｓ４を発し、弁テストを中止させる。

本発明は以上のように構成したので、原子炉出力の変動
を生じることなく主蒸気止め弁あるいは蒸気加減弁の弁
開閉テストを実施できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、沸騰水型原子炉の全体構成図、第２図は本発
明の弁開閉テスト装置の構成図、第３図は保護回路の構
成図、第４図は弁テスト時の変数の過渡応答説明図およ
び第５図は弁テスト時の異常現象発生における原子炉の
出力変化を示すグラフである。 １・・・・・・原子炉、３・・・・・・主蒸気止め弁、
４・・・・・・蒸気加減弁、９・・・・・・バイパス弁
、１３・・・・・・制御部、２０・・・・・・テストス
イッチ、２３・・・・・・選択スイッチ、２４・・・・
・・保護回路、２７・・・・・・補償回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子炉とタービン間を連絡する蒸気管に取付けられ
   た主蒸気止め弁および蒸気加減弁の開閉テストを行なう
   ための弁開閉テスト装置において、上記両弁をバイパス
   して蒸気管と復水器とを直結するためのバイパス管に取
   付けられ、上記両弁の開閉テスト時に弁の開閉動作に連
   動して開閉するバイパス弁と、原子炉出力変動に応じて
   上記両弁およびバイパス弁を制御する制御部とからなる
   原子力発電プラントの弁開閉テスト装置。 ２ 上記制御部は、弁開閉テストの起動、停止指令を与
   えるテストスイッチと、このテストスイッチのＯＮ Ｏ
   ＦＦにより開閉テスト信号を発する信号発生器と、原子
   炉出力を監視しながら異常が生じた場合にそれを検出し
   てロック信号を発する保護回路さ、このロック信号と上
   記信号発生器からの開閉テスト信号が入力され、ロック
   信号が入力された場合に開閉テスト信号がホールドされ
   るリレーと、このリレーに接続され開閉テストする弁の
   選択を行なうための選択スイッチと、この選択スイッチ
   と並列にリレーに接続され上記開閉テスト信号の極性を
   逆転させ、バイパス弁をテスト中の弁の動きとは逆に動
   作させるための符号反転器と、バイパス弁の流量特性を
   テスト中の弁の開閉に応じて補償する補償回路からなる
   特許請求の範囲第１項記載の原子力発電プラントの弁開
   閉テスト装置。