JPS6061696A - 沸騰水形原子力発電所の系統負荷追従装置 - 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〕 本発明は沸騰水形原子力発電所の系統負荷追従装置％特
に系統負荷の急減時に、これに対応するようにプラント
出力を降下させる系統負荷追従装置に関するものである
。

〔発明の背景〕

従来の沸騰水形原子力発電所では第１図に示すように、
原子炉圧力容器２内に収納された原子炉炉心１で発生し
た気液混合水を；気水分離器３により蒸気と飽和水とに
分離し、その蒸気をタービン加減弁１４を有する主蒸気
ライン１３を経て主タービン１６に導入して稼動させ、
この主タービン１６の稼動により主発電機１８を駆動し
て電気的エネルギーを発生させる。この主発電機１８で
発生した電力は導線１９およびしゃ断器２０を経て所要
部署へ送られる。

一方、前記気水分離器３で分離された飽和水は、原子炉
圧力容器２の側壁を降下しながら、給水配管２６を経て
供給される給水と混合し、さらに再循環ポンプ７および
再循環ポンプ出口弁６を有する再循環ループ５より吐出
された再循環水と一緒にジェットポンプ４に流入して混
合され再びル、子炉々心１に至る。

上記原子炉々心１の出力制御は、制御棒駆動装置１２に
より駆動される制御棒１１および炉心１の流１を変更す
るだめの再循環ポンプ７により行われている。この再循
環ポンプ７はしゃ断器８を介して駆動電源（ＭＧ上セツ
ト９に接続されている。そのＭＧ上セツトには再循環流
量制御装置１０が連結されている。

なお主タービン１６に結合された後水器１７は、バイパ
ス弁１５を有するバイパスライン２５により主蒸気ライ
ン１３に連通され、また後水器１７には給水配管２６が
接続されている。さらに主タービン１６および主発電機
１８の出力側にそれぞれ接続されたタービン第１段後圧
力検出器２１および電流検出器２２は、パワーロードア
ンバラン　゛スリシー２３に接続されている。

上述した従来技術において、電力系統に急激に負荷減少
が発生すると、タービン第１段後圧力検出器２１による
タービン入力相当信号と、発電機電流検出器２２による
発電機出力相当信号との間に偏差を生ずる。

上記負荷急減時のプラント出力制御ブロックを図示する
と第２図のようになる。すなわち、負荷急減３１により
上記偏差が急速に増大すると、パワーロードアンバラン
スリレー２３の作動３２により、タービン加減弁１４が
急速間３３となると共に、バイパス弁１５が急速間３４
となる。

この場合、両弁１４．１５の動作のタイミングの関係で
、原子炉圧力容器２の圧力が一時的に変動して、原子炉
々心１の中性子束が一時的に上昇する恐れがある。この
上昇を抑制するために、制御棒１１のうちの任意数を予
め選択しておき、これらの制御枠をタービン加減弁１４
の急閉信号により炉心１内に急挿入３５すると共に、Ｐ
＋循環ポンプしゃ断器８により再循環ポンプ７をトリッ
プ３６させ、炉心流量を減少させて中性子束の上昇を抑
制して低出力運転３７を行う。

その結果、第３図に示すように、たとえ系統負荷の急派
幅が限定されていても、これ以下にプラント出力が降下
して２０〜３０チ出力に整定する。

この差の分は、３０分位の間に電力系統内の他の発電所
の出力を上昇させることにより対処し、その後に運転員
の操作により原子炉出力を所定値まで」二昇させる。

さらに第３図について詳述するに、同図（ａ）に示すよ
うに中性子束が−たん僅かに上昇するのは、前記のよう
にタービン加減弁１４の急閉によるタービン蒸気流量の
館、減（同図Ｃ参照）およびバイパス蒸気流量の急増（
同図ｄ参照）の際のタイミングの多少のずれにより、原
子炉圧力が一時的に上昇して炉心に反応度が加わるだめ
でおる。

ところが、選択制御棒１１の急挿入および再循環ポンプ
７のトリップによる炉心流量の減少（同図ｅ参照）のた
め、炉心１７）反応度が減少するから中性子束は急速に
降下する。その−たん変動した反応度も、炉心の気泡が
整定するに伴って、中性子束が多少上昇してはソ整定状
態に入る。その後、給水温度降下に伴う炉心内気泡の僅
かな減少による影響で、僅かながら上昇しり＼整定する
。

なお炉心流量は同図ｅに示すように、コーストダウンし
て自然循環状態におちついて維持される。

第５図Ｃに示すように−たん急減したターモノ蒸気ＭＬ
量は、タービン速度が過渡的に上昇した後に、系統負荷
の減速作用により元速度に降下する。

この際、タービン速度を保つためにタービン加減弁１４
が開き始め、同図すに示す原子炉蒸気流量をすべて同図
Ｃに示すようにタービン側へ送る。

このため、−たん急開したバイパス弁１５は閉じられ、
同図ｄに示すようにバイパス流量は零となる。ところが
、同図ｆに示すよりに系統負荷吸−求Ｆ１．電気出力よ
り大きい状態が継続さｎる。

〔発明の目的〕

本発明は上記にかんがみ系統負荷急減時に、この急減後
の系統負荷に相当するプラント出力を発生させることが
できる系統負荷追従装置を提供することを目的とするも
のである。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために、原子炉出力により
駆動される主タービンに直結する主発電機の電力系統に
おける負荷急減時に、主蒸気ラインに設けたタービン加
減弁を目うじると同一に、その主蒸気ラインに接続する
バイパスラインに設けたバイパス弁を開き、その後にバ
イパス弁が全閉状態になるまで、制御手段を操作して前
記原子炉出力を低下させるように構成した仁とを特徴と
するものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例な図面について説明する。

第４図は本実施例を適用した沸騰水形原子力発電−所の
系統図を示すもので、同図の符号のうち第１図の符号と
同一のものは、同一まだは該当する部分を示すものとす
る。

第４図において、２７はタービン加減弁１４に接続ぢれ
た加減弁急閉検出器、２８は再循環ポンプ７の速度に対
応するｂ」変周波数ＮＧ上セツトに接続された速度検出
器、３０は前記検出器２７゜２８およびバイパス弁位置
検出器２４からの各信号を入力し、再循環ポンプ出口弁
６、再循環流部゛制御装置１０および制御棒駆動装置１
２へ各指令信号を出力する系統負荷追従装置である。

上記再循環ポンプ出口弁６への出力信号は、負荷急減時
のタービン加減弁１４の急閉およびバイパス弁１５の急
開による原子炉１の一時的な圧力変動による中性子束の
上昇を抑制するために、再循環ポンプ出口弁６を急速に
部分閉釧させる。また再循猿流倉゛制御装置１０への出
力信号は％原子炉出力を降下させるために、再ＯＩｊ壌
流量制御装置１０に４Ｍ循珍流九降下を指令する。さら
に制御棒駆動装＠１２への出力信号は、前記再循環流量
降下のみでは原子炉出力をバイパス弁１５が閉じるまで
下げきれない場合、制御棒駆動装置１２に制御枠１１を
順次に挿入するように指令する。その他の構成は第１図
の従来例と同一であるから説明を省略する。

Ｒ′Ｊ５図は上記のように構成された本実施例による負
荷急減時のプラント出力制御のブロック図で、同図の一
点釦線枠３０が本実施例の基本部を示す。

すなわち、同図のブロック３１〜３４Ｕ第２図の従来９
りと同様であるが、本実施例（系統負荷急減時＠３０）
では、加減弁１４の急閉３３、バイパス弁１５の全閉３
８および再循環ポンプ７の速度（１’ｔ４０セツト９の
速度）の下限値４１による各信号を入力し、再循環ポン
プ出口弁６の部分閉３９、−ＰＩ）循環ポンプ７のシン
バック（降下）４０および選択制御ｅｌｌの順次挿入４
２をそれぞれ指示する各信号を出力することにより、部
分出力運転４３を行うことができる。

第６図は、本実施νりの系統負荷が定格負荷から５０％
負荷に急減した場合のプラントプロセス量の変化を示し
たものである。

系統負荷が例えば１００チから５０％に急減すると、従
来例（第３図）では選択制御棒１１の急挿入および再循
環ポンプ７のトリップにより、中性子束を第３図ａに示
すように２０〜３０％出力に整定することができる。

これに対し本実施例によれば、初期に再循環ポンプ出口
弁６を部分的に急速に絞り込むから限定量たけ急減する
。このため第６図ａに示すように、中性子束の過渡的な
上昇は小さくおさえられる。

これに対応して再循環流量制御装置１０により、炉心流
量が減少するので、これに伴って炉心１の反応度も減少
し、中性子束がさらに徐々に降下するから、原子炉蒸気
流量も同図すに示すように降下する。また炉心流量は同
図ｅに示すように、再循環ポンプ７のシンバック（降下
）下限である２０％速度に対する炉心流量に整定される
。

これに対応する中性子束（同図ａ）および原子炉蒸気流
ｂ（同図ｂ）ははｘ６０％出力でおるので、６Ｏ−５０
＝１０％出力分たけバイパス蒸気流ｆ、　（同図ｄ）が
残ることになる。しかるにバイパス弁１５は全閉となっ
ていないので、第５図のブロック図にしたがって、選択
制御棒１１を炉心４象限対称位置に４本ずつ順次に約３
０秒ごとに挿入する。この挿入により中性子束（第６図
ａ）は、例えば２分位で６０チ程度から５０％程度に降
下する。これに相応して身子炉蒸気流量（第６図ｂ）も
降下し、バイパス弁１５は全閉する。このため逆捩制御
棒１１を挿入する必狭がないので、挿入停止信号により
選択制御棒の挿入は停止される。この状態は、電気出力
が系統負荷とはソ同等になった状態である。

本実施例の効果をさらに向上させるために、系統負荷を
ごく短時間に急減させ、直ちに復旧させた場合のプラン
トプロセス匁の変化を図示すると第７図のようになる。

すなわち、同図ｆに示すように何らかの原因で系統負荷
が大幅に急減して。

パワーロードアンバランスリレー２３が作動するような
状態となり、その後ごく短時間に系統負荷が復旧したよ
うな場合である。第７図ｆに示す電気出力は、第３図に
示す従来例の霜、気出力はど悶１：下せず、再循環ポン
プ出口弁６の部分閉による出力降下分たけ出力が降下し
た状態で整定する。その後、手動により貴抛猿ポンプ出
口弁６を徐々に元の全開位置とすることにより、プラン
ト出力を復旧させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、電力系統の負荷急
減時に、これにはｙ相応したプラント出力降下を自動的
に達成できるので、系統運用の柔軟性を増加させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の沸騰水形原子力発電所の原子炉、主ター
ビンおよび主発電機の主要系統および制御系統を示す図
、第２図は従来例の負荷急減時のプラント出力制御ブロ
ック図、第３図は従来例の定格負荷から５０％負荷に系
統負荷が急減した場合におけるプラントプロセス量の変
化を示す図、第４図は本発明の系統負荷追従装置の一火
施例を適用した沸騰水形原子力発電所の原子炉、主ター
ビンおよび主発１４．機の主要系統および制御系統を示
す図、第５図は本実施例の負荷急減時のプラント出力制
御ブロック図、第６図および第、７図は本実施例の系統
負荷が定格負荷から５０チ負荷に急減した場合のプラン
トプロセス量の変化を示す図である。 １・・・炉心、６・・・再循環ポンプ出口弁、７・・・
再循環ポンプ、１０・・・再循環流量制御装置、１１・
・・制御棒、１２・・・制御棒駆動装置、１３・・・主
蒸気ライン、１４・・・タービン加減弁、１５・・・・
（イノくス弁、１６・・・主タービン、１８・・・主発
電機、２３・・・）：　ワ−Ｏ−トアンバランス＋）Ｉ
／−，２４・・・ノくイノくス弁位！検出器、３０・・
・系統負荷追従装置。 代理人　弁理士　秋本正実 第３０ （α） ｕ　Ｉ　２　３　’＋５ 第４０ 第５呂 第６国

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ、原子炉出力により＃、　即＋される主タービンに直
   結する主発電機の電力系統における負荷急減時に、主蒸
   気２インに設けたタービン加減弁を閉じると同時に、ぞ
   の主蒸偲ラインに接続するバイパスラインに設けたバイ
   パス弁を開き、その後にバイパス弁が全開状態になるま
   で、制御手段を操作して前記原子炉出力を化工させるよ
   うに構成したことを慣徴とする沸騰水形原子力発電所の
   系統負荷追従装置。 ２８負荷急減時にパワーロードアンバランスリレの作動
   により、タービン加減弁を急閉すると同時に、バイパス
   弁を急開した除の炉心中性子束の過渡的な上昇を、原子
   炉再循環ループに設けた再循環ポンプ山口弁を急速に部
   分閉することにより抑制するようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の沸騰水形原子力発電所の
   系統負荷追従装置。 ３、所要の系統負荷ま〜下させる手段として、バイパス
   弁位置検出器からのバイパス弁位置信号を用いて、バイ
   パス弁が全閉するまで杓循狽流量制御装置を介して杓循
   環ポンプのＰ）循環流量を減少させ、さらに必要に応じ
   て制御棒駆動装置を介して選択制御棒を順次に挿入し、
   プラント出力を系統負荷に合致させ、整定状態では通常
   運転中と同様にバイパス弁を閉状態に保持するようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の沸騰水
   形原子力発電所の系統負荷追従装置。