JPS61134700A - 原子炉負荷追従制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、沸騰水型原子力発電所の負荷要求に応じて自
動追従制御を行なう原子炉負荷追従制御装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

原子炉負荷追従制御装置は発電機負荷、蒸気タービン速
度、主蒸気圧力、主蒸気加減弁およびタービンバイパス
弁の開度制御により原子炉出力をＩＩ　’Ｈするように
している。従来装置によれば負荷要求信号、負荷制御信
号、全蒸気流量要求信号の３信号のうちの最小信号によ
り主蒸気加減弁を操作し、負荷要求信号と全蒸気流量信
号の誤差信号を負荷追従信号として原子炉出力制御装置
に出力し原子炉出力を制御する構成がとられている。こ
の制御装置においては負荷追従運転中は負荷制御信号が
他の２信号より大きな値に設定されているため、負荷要
求信号と全蒸気流量要求信号により加減弁の開度制御と
原子炉出力制御を自動的に行ない得る。

第４図は従来の原子炉負荷追従制御装置の概略構成を示
すもので、原子炉圧力容器１より送出された主蒸気は、
主蒸気加減弁２を経て蒸気タービン３を駆動し、この蒸
気タービン３は発電機４を駆動する。一方、蒸気タービ
ン３を駆動した後の主蒸気は復水器５で凝縮液化され、
給水ポンプ６により原子炉圧力容器１に戻される。また
符号７は、原子炉圧力容器１より送出された主蒸気を、
主蒸気加減弁２および蒸気タービン３をバイパスして復
水器５へ送るタービンバイパス弁である。

また原子炉圧力容器１内の冷却材は再循環系８により強
制循環されている。

原子炉出力制御装置１１は速度設定信号ａとタービン速
度信号すとの偏差である速度偏差信号に速度設定率の逆
数を乗じ、修正速度偏差信号Ｃを出力する。ここで速度
設定率とは加減弁流量（以下ＣＶ流量という）を１００
％から０％まで変化させるのに必要な速度偏差を定格速
度の百分率で示したものである。

原子炉圧力制御装置１２は主蒸気加減弁＠ｄと圧力設定
信号ｅとの偏差である圧力偏差信号を入力し、この圧力
偏差信号に進み遅れ補償を行なった後に、圧力設定率の
逆数を乗じ全蒸気流量要求信号ｆを出力する。ここで圧
力設定率とはＣＶ流量を０％から１００％まで増加させ
るのに必要な圧力偏差を定格圧力の百分率で表わしたも
のである。

低値優先回路１３は修正速度偏差信号Ｃに負荷設定信号
Ｑを加算して得られる原子炉出力要求信号りと加減弁開
度要求信号でと負荷制限信号ｉと最大全蒸気流量制限信
号ｊとｃｖｔａ制限信号にとを入力し、各入力信号のう
ち最小値の信号を選び、ＣＶ流量設定信号λをサーボ弁
１４へ出力す　　　　する。そこで、サーボ弁１４はこ
のＣＶ流量設定信号２に基づいて前記蒸気加減弁２の開
度を調整し、ＣＶ流量を制御する。

低値優先回路１５は加減弁開度要求信号ｆとＣ■流量設
定信号２との偏差信号と、最大全蒸気流量制限信号Ｊと
Ｃｖ流量設定信号２との偏差信号を比較し、小さい方の
偏差信号を選んでバイパス弁流量（以下ＢＰＶ流量とい
う）設定信号ｍをサーボ弁１６へ出力する。そこで、サ
ーボ弁１６はこの８ＰＶ流量流量設定用に基づいて前記
タービンバイパス弁７の開度を調整し、ＢＰＶ流量を制
御する。

原子炉出力要求信号りから流量バイアス信号ｎを差引い
て得られる信号と加減弁開度要求信号ｆとを比較して得
られる偏差信号は、負荷追従信号ｐとして、スイッチ１
７を介して原子炉再循環流量制御装置１８に入力する。

そこで、原子炉再循環流量制御装置１８はこの負荷追従
信号ｐに基いて前記再循環系８を制御し、原子炉出力を
制御する。

ここで流量バイアス信号ｎは、定常運転状態において原
子炉出力要求信号りよりバイアス分だけ加減弁開度要求
信号ｆを小さくするように作用し、定常運転状態では原
子炉圧力制御装置１２によりＣ■流量を制御する機能を
もつ。

前記スイッチ１７は、原子炉再循環流量制御装置１８を
手動操作する場合には開路し、負荷追従信号ｐを原子炉
再循環流量制御装置１８より切離す。また負荷追従運転
を行なう場合にはスイッチ１７を閉じて負荷制限信号ｉ
、最大全蒸気流量制限信号ｊおよびＣ■流量制限信号ｋ
を、原子炉出力要求信号りおよび加減弁開度要求信号で
より大きな値に設定して、通常は原子炉出力要求信号り
と加減弁開度要求信号ｆによりＣｖ流ｌを制御し原子炉
出力を制御するようにしている。

次に、以上のように構成された原子炉負荷追従制御装置
の動作を説明する。

たとえば電力系統負荷が増加すると、電力系統的負荷合
計と発電所出力とのバランスがくずれて系統周波数が低
下し、これはタービン速度信号すの低下となって現われ
、修正速度偏差信号Ｃは正側に増加する。この結果、原
子炉出力要求信号りおよび負荷追従信号ｐが増え、スイ
ッチ１７が閉じているので、原子′炉再循環流量制御装
置１８が動作し原子炉出力を増加させる。こうして加減
弁開度要求信号ｆが増え、主蒸気加減弁２の開度を増し
、タービン出力を増加させる。このとき原子炉出力要求
信号りが低値優先回路１３の作用によって直接ＣＶ流！
ｌ設定信号２とはならず、いったん原子炉再循環流量制
御装置１８を動作させて原子炉出力を増し、即ち主蒸気
圧力信号ｄを増やし、原子炉圧力制御装置１２を介して
加減弁開度要求信号ｆを増やし、この信号ｆが低値優先
回路１３を通ってＣｖＲＩ設定信＠℃となり、主蒸気加
減弁２の開度を増して蒸気タービン３の出力を増加させ
る。

〔背景技術の問題点〕

以上の構成では、電力系統からの負荷増加要求に対して
は原子炉再循環流量制御装置１８に含まれる応答遅れ、
原子炉出力応答遅れおよび原子炉圧力制御装Ｍ１２内に
含まれる応答遅れ等のため、応答性は必ずしも速いもの
とはいえない。

一方、我が国において原子カプラントは発電原価が低置
であること等により現状では最大可能出力での一定運転
をしている。しかし将来原子カプラントの設置がすすみ
、原子力の電力系統電源構成比率が増加した場合には深
夜余剰負荷対策、昼間の需給調整、系統周波数維持等、
現在の火力プラント同様の運転の必要性が生じてくるこ
とは明らかであり、こうした展望に備えて原子カプラン
トの負荷追従性の改善が要望されている。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたちので、そ
の目的は、原子カプラントの負荷要求に応じて迅速かつ
円滑に負荷追従を行ない得る原子炉負荷追従制御装置を
提供することにある。

〔発明の概要〕

以上の目的達成のため、本発明の原子炉負荷追従制御装
置は、原子炉出力要求値を演算器に入力して周波数分割
し、その高周波成分を前記加減弁　　　　］開度要求値
に加え、低周波成分と加減弁開度要求値との偏差信号を
再循環流量制御装置に入力することを特徴としている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。なお、第１図および第２図においで第４図
と同一の部分は同一符号で示しである。

第１図は原子炉負荷追従制御装置の概略構成を示すもの
で、第４図に示す装置との相違点は、修正速度偏差信号
Ｃの成分を演算器２１に入力してここで周波数分割し、
０．５Ｈｚ以上の高周波成分子では直接加減弁２の開度
を制御するようにし、０．５Ｈｚ未満の低周波成分Ｓの
み負荷設定信号Ｑと加算して低値優先回路１３に入力す
るようにした点である。

この演算器２１は、第２図に示すように高周波成分をカ
ットする一次遅れフィルタ２２と、プラント保護上およ
び運転上制限される制限値より大きい負荷要求が行なわ
れたとき、その負荷要求を制限する制限器２３とを具備
した構成のものである。

第３図は演算器２１の入出力信号を示す。

即ち、電力系統の負荷要求を検出した修正速度偏差信号
Ｃ（第３図上段）には種々の周波数成分が含まれている
。この修正速度偏差信号Ｃは演算器２１に入力され高周
波成分子（第３図下段）と低周波成分Ｓ（第３図中段）
とに周波数分割される。そして修正速度偏差信号高周波
成分子は、低周波優先回路１３の出力信号と加算され、
Ｃ■流量設定信号２としてサーボ弁１４に入力される。

また、修正速度偏差信号低周波成分Ｓは負荷設定信号Ｑ
と加算され、加算して得られた原子炉出力要求信号りか
ら流山バイアス信号ｎを差引いて得られる信号と、加減
弁開度要求信号ｆとを比較して得られる偏差信号が負荷
追従信号ｐとして、スイッチ１７を介して原子炉再循環
流量制御装置１８に入力される。

したがって、負荷要求のうち変化■の小さい高周波成分
子につ訃てはＣＶ流量を直接制御することで敏速な応答
が可能となり、変化量の大きい低周波成分については原
子炉出力を制御することによって従来装置と同様の円滑
な応答が可能となるものである。

゛なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない
。たとえば第２図中の一次遅れフィルタ２２の代りに、
特定の周波数成分をカットするノツチフィルタを使用す
ることも可能である。ノツチフィルタを用いると、演算
器２１を介して必要な周波数成分のみ取出すことができ
、不必要な微少変動をカットすることができ、また複数
の沸騰水型原子力発電所＜ＢＷＲ発電所）において特性
の異なるノツチフィルタを用いることにより、周波数成
分を分担して負荷追従運転を行なうことも可能となる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明は、原子炉圧力制御装置と
原子炉出力制御装置とを有し、これらの制御装置出力の
うちいずれか一方の出力により、原子炉圧力容器と蒸気
タービンとの間に介在する主蒸気加減弁の開度を制御す
るとともに、原子炉出力要求値と加減弁開度要求値との
偏差信号を原子炉再循環流量制御装置に入力して負荷追
従制−を行なう原子炉負荷追従！１１ｉｔ装置において
、前記原子炉出力要求値を演算器に入力して周波数分割
し、その高周波成分を前記加減弁開度要求値に加え、低
周波成分と加減弁開度要求値との偏差信号を再循環流量
制御装置に入力することを特徴とするものである。した
がって、演算器で周波数分割された原子炉出力要求値の
高周波成分では直接主蒸気加減弁の開度を制御すること
により原子カプラントの負荷要求に応じて迅速な負荷追
従が行なえる。また、原子炉出力要求値の低周波成分は
加減弁開度要求信号と加算され、その偏差信号が負荷追
従信号として原子炉再循環流量制御装置に入力されるの
で、負荷要求のうち変化量の大きい低周波成分について
は従来装置と同様の円滑な応答が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示す　　　　
１もので、第１図は原子炉負荷追従−ｍ＋装置の概略構
成を示すブロック図、第２図は同装置の一部である演算
器の概略構成を示すブロック図、第３図は上記演算器の
入出力信号の変化を示すグラフ図、第４図は従来の原子
炉負荷追従制御装置を示す７０ツク図である。 １・・・原子炉圧力容器、２・・・主蒸気加減弁、３・
・・蒸気タービン、１１・・・原子炉出力制御装置、１
２・・・原子炉圧力制御装置、１８・・・原子炉再循環
流量制御装置、２１・・・演算器、２２・・・−次遅れ
フィルタ、２３・・・制限器、ｆ・・・加減弁開度要求
信号、ｈ・・・原子炉出力要求信号、ｒ・・・原子炉出
力要求信号の高周波成分、Ｓ・・・原子炉出力要求信号
の低周波成分。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子炉圧力制御装置と原子炉出力制御装置とを有
   し、これらの制御装置出力のうちいずれか一方の出力に
   より、原子炉圧力容器と蒸気タービンとの間に介在する
   主蒸気加減弁の開度を制御するとともに、原子炉出力要
   求値と加減弁開度要求値との偏差信号を原子炉再循環流
   量制御装置に入力して負荷追従制御を行なう原子炉負荷
   追従制御装置において、前記原子炉出力要求値を演算器
   に入力して周波数分割し、その高周波成分を前記加減弁
   開度要求値に加え、低周波成分と加減弁開度要求値との
   偏差信号を再循環流量制御装置に入力することを特徴と
   する原子炉負荷追従制御装置。
2. （２）前記演算器は、高周波成分をカットする一次遅れ
   フィルタと、プラント保護上および運転上制限される制
   限値より大きい負荷要求を制限する制限器とを具備した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の原子炉負
   荷追従制御装置。