JPS60233702A - 再循環流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、原子力発電所などに於て用いられる二重構成
の再循環流量制御装置に係Ｄ、％に簡単な装置を付加す
ることによっていずれの制御装置が異常であるかを判別
可能とした再循環流量制御装置に関する。

〔発明の背景〕

第１図は沸騰水型原子力発電所の再−循環流量制両系を
示したもので、Ｍ−Ｇセット（モータと発電機のセット
）から電力を供給されるポンプモータ２によって再循環
流量調整用のポンプ１が駆動される。前記Ｍ−Ｇセット
は、一定回転数で回転する駆動モータ５と、その回転数
を可変とすることによシ可変周波数電圧を上記ポンプモ
ータへ供給する可変周波数発電機３と、モータ、５の回
転数を所要の回転数にして発電機３へ伝達する流体継手
４とから成っている。流体継手４による回転数の変換は
その伝達トルク量を変えることにより制御され、その制
御は流体継手４内の油量を操作する操作器６に指令信号
を与えることにより行われ、そしてその指令信号を与え
るのが再循環流量制御装置７である。本装置７は、手動
自動切替器８が手動側８ａに接続されている場合、外部
で手動設定された増信号Ｕ又は減信号りが記憶器９を介
して速度指令値Ｖｐとして入力され、速度検出器１２に
て検出された実速度信号■との偏差が比較器７０でとら
れ、振幅制限器７１、比例積分器７２、及び流体継手４
の非線形補償器７３を経て、操作器６に出力される。こ
れは一種の比例積分型フィードバック制御系である。一
方、切替器Ｂが自動側８ｂに接続されている時には、図
示しないタービン制御系からの目標発電機出力Ｐｏと実
発電機出力Ｐとの偏差信号が振幅制限器７４、比例積分
器７５を経て速度指令値ＶＰとしてとシ込まれる。更に
上記のようにして制御された発電機３の回転数に対応し
た発電機界磁電流工を供給する自動電圧調整器１４（Ａ
ＶＲ）は、実回転数■と発電機電圧Ｅをとり込み、これ
らが一定となる（回転数■は制御装置７で指定される値
）ようにサイリスタ回路１５にゲートパルスを印加して
界磁電流■を調整する。以上の様な制御動作を行うため
の再循環流量制御装置７は、通常電気回路で構成され、
アナログ式のものとディジタル式のものとがある。

第２図は一方が現用系、他方が待機系として用いられる
二重化再循環流量制御装置７Ａ、７Ｂを用いた時の構成
を示しておシ、再循環流量制御装置７Ａ、７Ｂはそれぞ
れ第１図に示した再循環流量制御装置７と同じ構成を有
している。これらの出力は切替回路２１によっていずれ
かが選択され、操作器６に印加されている。その他、イ
ンターロック用として出力される信号２３を有する場合
もある。この二重化構成によると、再循環流量制御装置
７Ａ、７Ｂの一方が故障した場合には他方が、これをバ
ックアップし、その間に故障系はプラントの運転中に点
検修理が行えるから、システムの信頼性が大幅に向上す
ることになる。しかしながら、切替回路２１の切替方法
は、再循環流量制御装置７Ａ、７Ｂの各々が自己診断機
能を有していて、現用系が自らを異常と判定した時のみ
待機系へ切替えるというものであるから、１００％異常
の検出は不可能であった。また両系の出力信号の偏差が
犬°きくなった場合にはどちらかが異常であることは判
るが、どちらが正常でどちらが異常かを区別できないの
で、切替回路２１を作動させることはできない。

上記問題を解決する一つの手段は、再循環流量制御装置
を三重化構成とし、それらの各出力の多数決をとる。そ
うすると１つの系のみ故障した時にはその故障した制御
装置を区別できるからこれを制御系から切離して点検修
理するというシステム構成を採用することである。しか
しこの方法は、再循環流量制御装置を１個余分に必要と
するので、コスト高及び据付面積が大となるという欠点
があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、簡単な回路を付加することによシ、二
重化した再循環流量制御装置の異常系を確実に判別して
現用系から切離せるようにした再循環流量制御装置を提
供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、二重化された再循環流量制御装置の各出力指
令信号の差が予め定められた値をこえた時オンを出力す
る第１の判定回路と、２つの出力指令信号及び実際の発
電機速度の検出値の各々の時間変化率が零を含む所要範
囲内にあるかそれより大きいかそれよシ小さいかを判定
して対応出力を発生する第２、第３及び第４の判定回路
と、上記第１の判定回路出力がオンであシかつ上記第２
、第３の判定回路出力のうち、当該２つの出力及び舘４
の判定回路出力の３者の多数決論理をとった結果と一致
しないものがあった時にその一致しない判定回路出力に
対応する再循環流量制御装置を故障と判断する第５の判
定回路とを備えたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第３図及び第４図の実施例によって詳細
に説明する。比較器３５０の特性を第６図（イ）、比較
器３５Ｄの特性を第６図（ロ）、比較器３７Ｄの特性を
第６図（ハ）、比較器３８Ｍの特性を第６図（ニ）に示
す。第３図の循環流量制御装置７Ｃ，７Ｄ、は、第２図
の同装置７Ａ、７Ｂの位置にそれぞれ設置され、第１図
の装置７と同じ制御機能をもち、手動又は自動によシ設
定される発電機回転数の設定信号Ｖｐが生成されるまで
の部分は省略されているが、これは従来の第１図と同じ
である。そしてこれと実回転数信号■との偏差制限器７
１Ｃ，７１Ｄ、比例積分器？２Ｃ，７２Ｄ、非線形補償
器７３Ｃ，７３Ｄを介して第２図のスイッチ２１へ出力
指令３３Ｃ，３３Ｄとして出力される。本発明ではこの
他に出力３３Ｃ，３３Ｄの差を減算器３６にてめ、その
差Δが０を含む範囲δ１くΔくδ鵞をこえた時に比較器
３７は論理出力Ｄ＝１を出力する。また出力３３Ｃ，３
３Ｄの時間変化率を算出する変化率演算器３４Ｃ９３４
Ｄ１それらの出力がεｌ　（＜Ｏ）以下なら論理値２Ｎ
もしくはＩＮを１とし、ｇ鵞　（〉０）以上なら論理値
２ＰもしくはＩＰを１とし、上記以外ではすべてＯとす
る比較器３５Ｃ，３５Ｄ、これらの論理値２Ｎ、ＩＮ、
２Ｐ、ＩＰを比較器３７出力のＤが１の時のみ外へ出力
するスイッチ３８Ｃ，３８Ｄが設置されている。

本発明では更に、上記の付加回路の他に第４図に示す監
視回路Ｍを設け、この回路へ上記の各論理値を入力して
異常系制御装置を以下のようにして判別する。まず、実
回転数Ｖをとシ込んでこれの時間変化率を変化率演算器
３４Ｍで算出し、その出力が、ｕ＋（＜０）よシ小なら
論理値３Ｎを１、μｓ（＞０）よシ大なら論理値３Ｐを
１、他の場合は０を比較器３５Ｍより出力し、これも前
記同様に信号Ｄ＝１の時のみスイッチ３８Ｍを介して実
際に出力される。以上のようにして得られた論理値ＩＮ
、２Ｎ、３Ｎは、それぞれ制御装置７Ｄの出力３３Ｄ１
制御装置７Ｃの出力３３Ｃ１実回転数Ｖがある設定値以
上の減速度を示しているときかりそのときのみ１となシ
、論理値ＩＰ、２Ｐ。

３Ｐは同様に上記３つの値がある設定値以上の加速度を
示しているとき、かつそのときのみ１となシ、他の場合
は０となる。しかも出力３３Ｄ又は３３Ｃのいずれかに
よって、流体継手を介して発電機速度が実際に制御され
て実回転数■を生じているのであるから、すべての制御
系が正常であれば、論理値ＩＮ、２Ｎ、３Ｎはすべて等
しく、かつ論理値ＩＰ、２Ｐ、３Ｐもすべて等しくなけ
ればならない。そこで本実施例では、多数決論理演算器
４１によって論理値ＩＮ、２Ｎ、３Ｎの多数決論理（３
人力のうち０．１の多い方）をめてその結果をそれらの
とる筈の値とし、これと論理値２Ｎ、ＩＮとの一致を不
一致演算器（排他的論理和回路）４３．４４でしらべて
不一致の時１を出力する。同様に論理値ＩＰ、２Ｐ、３
Ｐについても多数決論理演算器４２で多数決をとったの
ち、その結果と論理値２Ｐ、ＩＰとの一致が不一致演算
器４５．４６でそれぞれチェックされる。従ってオアゲ
ート４７出力が１となるのは論理値２Ｎ又は２Ｐの少く
とも一方がそれのとる筈の値としてめられた多数決論理
演算の結果と一致していない時であυ、これは論理値２
Ｎ、２Ｐを出力している制御装置７０（第３図）の異常
を示すものである。同様にオアゲート４８出力が１とな
った時は制御装置７Ｄの異常を示す。なおアンドグー）
４９．５０はオアゲー）４７．４８出、カを第３図比較
器３７の出力りが１のときのみとシ出すゲートである。

以上の動作をまとめると表１のようになシ、例えば（Ｉ
Ｐ、２Ｐ、３Ｐ）−（１，０゜０）の時は多数決の結果
３Ｐ＝０とＩＰが異っているからＩＰを出力している制
御装置７Ｄを異常とみなす。なお第１表は、（ＩＰ、２
Ｐ、３Ｐ）又は（ＩＮ、２Ｎ、３Ｎ）の値の組がその結
果に対応づけて表中に示されておシ、これ以外の場合は
どちらの系が異常かは決定できない。しかしそのような
場合というのは、同時に２系が異常等の場合であって確
率的に極めて小さく、本発明によシ殆どの場合の異常検
出と待機系への切替えを確実に行うことができる。

第５図は本発明の別の実施例を示すもので、前記実施例
においては各制御装置７Ｃ，７Ｄの出力信号３３Ｃ，３
３Ｄにつき変化率演算を行った結果と、実回転数■を取
シ込み変化率演算を行った結果との多数決論理によシ、
異常な制御装置を検出したが、本実施例では第３図に相
当する部分を第５図、つまシ実回転数につき、各制御装
置の変化率演算を実施するように変更したもので、第４
図の部分は同一である。この実施例は、制御装置をディ
ジタル産とした場合、各種演算の正当性は制御のための
演算自体でチェックしなくても、プログラムが正当であ
ることが確認されていれば適当な他の演算によってもチ
ェックできるから、上記２つの制御装置を監視回路Ｍの
動作を同一の演算（実回転数Ｖのチェック）でしらぺる
ようＫしたものである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によると、再循
環流量制御装置の二重化構成において、従来は自己検出
率が例えば９０％であったシステムを、簡易な監視回路
Ｍを設置することによって９９％程度まで改善すること
が可能となる。更にコスト的にも従来の二重系に対して
１０％足らず上昇するのみで、その効果は極めて大きい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子力発電プラントの再循環流量制御系を示す
図、第２図は再循環流量制御装置を二重構成とした時の
構成図、第３図及び第４図は本発明の一実施例を示す図
、第５図は本発明の他の実施例を示す図、第６図は比較
器の特性図である。 ｌ・・・ポンプ、３・・・発電機、４・・・流体継手、
５・・・モータ、６・・・操作器、７Ｃ，７Ｄ・・・制
御装置、３４Ｃ，３４Ｄ、３４Ｍ・・・変化率演算器、
３５Ｃ。 ３５Ｄ、３５Ｍ・・・比較器、３６・・・減算器、３７
・・・比較器、４１．４２・・・多数決論理演算器、４
３〜４６・・・不一致演算器、４７．４８・・・オアゲ
ート、４９．５０・・・アンドゲート。 代理人　弁理士　秋本正実 第２図 ７Ａ （イノ （ｌ＼） ｊ１！７乙団 Ｑす

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、再循環ポンプの回転数を調整する調整手段に速度指
   令信号を与えるための制御装置を二重構成としかつ一方
   の制御装置を現用系とし他方を待機系とするように切換
   える切換え手段を設けた再循環流量制御装置に於て、各
   制御装置から出力される速度指令信号の偏差が予め定め
   られた０を含む第１の範囲外にある時かつその時のみ論
   理値１を出力する第１の判定手段と、各制御装置に於て
   対応速度指令信号もしくは該信号を生成するために取込
   まれた再循環ポンプ回転数に対応する検出回転速度の時
   間変化率が予め定められた０を含む第２の範囲内にある
   か当該範囲をこえた値であるか或は下まわる値であるか
   を判定するための制御装置対応に設けられた第２及び第
   ３の判定手段と、上記検出回転速度を別にとシ込んでそ
   の時間変化率が予め定められた０を含む第３の範囲内に
   あるか当該範囲をこえた値であるか或は下まわる値であ
   るかを判定するための第４の判定手段と、上記第２、第
   ３及び第４の判定手段が対応範囲以下、内、あるいは以
   上と判定した結果が２以上一致した時にその一致した結
   果を出力する多数決論理演算手段と、該多数決論理演算
   手段の出力と上記第２又は第３の判定手段の判定結果が
   相異シかつ上記第１の判定手段出力が１の時その相異る
   判定結果を出力した制御装置を異常と判定し上記第１の
   ゛判定手段出力が００時は各制御装置は常に正常と判定
   する第５の判定手段とを有したことを特徴とする再循環
   流量制御装置。