JPS6176994A - 沸騰水型原子力発電所の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】 〔発明の技術分野〕 本発明は沸騰水型原子力発電所において、炉心流量信号
および炉熱出力信号に基づい°て再循環流量を制御し、
原子炉の運転可能範囲を拡大すると共に、再循環ポンプ
およびジェットポンプにおけるキャビテーションを防止
できるようにした再循環流量制御装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

沸騰型原子炉では、炉水の一部を圧力容器外に取出し、
再循環ポンプにより昇圧して再びジェットポンプの駆動
水として圧力容器内に戻すようにしている。

このジェットポンプの駆動水はジェットポンプのノズル
部から噴出する際、そのスロート部から周囲の炉水を吸
い込み、結果的に駆動水の３倍程度の炉水をジェットポ
ンプ出口から炉心下部ブレナムへ送り込むよう構成され
ている。

原子炉内の炉水は圧力容器上部ブレナムの飽和水がター
ビン系から戻る原子炉給水によりサブクールされたもの
であるが、そのサブクール量はあまり多くないため、ジ
ェットポンプはキャビテーションを発生しやすい状態で
運転されている。

ジェットポンプの有効吸込水頭は吸込口付近における炉
水の圧力と飽和蒸気圧力によって決まり、また飽和蒸気
圧力は炉水のエンタルピによって決まる。

原子炉は圧カ一定の制御を行なっているので、炉水のエ
ンタルピは炉心から気水分離器を通して流出する冷却材
と原子炉の給水流量とからサブクール量を計算すること
によって求めることができる。従って、この計算結果に
基づいて、ジェットポンプの有効吸込水頭を監視するこ
とができる。

ジェットポンプのキャビテーションは第２図に示すキャ
ビテーションライン１以下の原子炉熱出力域２で発生す
る。

従来はこの領域２での運転を防止するため、原子炉蒸気
温度と炉水温度を測定し、これらの温度差が所定値以下
になると、再循環ポンプを最低速度までランバックする
ようインターロックライン　　′３を設けて制御してい
た。

なお、第２図中、曲線４と５は最大ポンプ速度ラインお
よび最小ポンプ速度ラインを示し、また、曲線６ａ、６
ｂは流量制御曲線を例示している。

（背景技術の問題点） しかしながら上述した従来の制御方法では、インターロ
ックラインが高いため原子炉の運転範囲が必要以上に挟
まり、また、インターロックラインを低目に設定してお
くと、原子炉蒸気温度の通常時のゆらぎにより、再循環
ポンプに不測のランバックが発生するおそれがあった。

〔発明の目的〕

本発明は背景技術における上述の如き欠点を除去すべく
なされたもので、再循環ポンプのランバックインターロ
ックを実際のジェットポンプキャビテーションラインに
できるだけ近いものとして原子炉の運転範囲を従来より
も拡げると共に、インターロックに用いる信号として積
電のよいものを選択使用することにより、測定誤差や、
通常運転時にゆらぎによる不測のランバックを防止した
沸騰水型原子力発電所の再循環流量制御装置を提供する
ことを目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明の沸騰水型原子力発電所の再循環流量制御装置は
、上述の目的を達成するため、主制御器からの制御指令
をＭ／Ａステーションを介して入力し、再循環流量制御
器に向けて制御信号を出力する制限器と、炉心流量信号
と炉熱出力信号を入力し、前記制限器に向けてランバッ
ク指令とホールド指令を出力し、前記制限器の出力を制
御する判定器とから成る再循環ポンプランバックインタ
ーロック回路を備えたことを特徴とするものである。

本発明においては、第３図に示すように、ジェットポン
プキヤごテーシ］ンライン１のやや上方に計測誤差等を
考慮したランバックライン７が設けられ、このランバッ
クラインのやや上方には所定のマージンを持たせたホー
ルドライン８が設定されており、これらの設定値は予め
判定器に記憶されている。

ここで、ランバックライン７は原子炉の運転点が、この
ラインより低い領域に入ると再循環ポンプ流量を最低流
量まで自動的にランバックさせるラインであり、またホ
ールドライン８は原子炉の運転点がこのラインとランバ
ックライン７との間の領域に入ると再循環ループの流量
を上昇方向のみ阻止するラインである。

前述の判定器は炉心流量信号と炉熱出力信号とに基づい
て原子炉の運転点を判定し、それがホールドライン８と
ランバックライン７の間の領域にあるとぎは制限器に向
けてホールド指令を出力する。また原子炉の運転点が更
に低下し、ランバックライン７以下の領域に入った場合
には判定器は制限器に向けてランバック指令を出力する
。

υ１限器は通常運転時には、主制御器からの制御信号に
基づいて再循環流量制御器を制御しているが、判定器か
らホールド指令が入力すると再循環ループの流量がそれ
以上上昇しないようインターロックし、また、判定器か
らランバック指令が人力すると再循環ポンプまたはその
流量制御弁を最低流ｍまで絞り込み、ランバックさせる
。

〔発明の実施例〕

次に、第１図を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図において、主制御器１０からの制御信号１０Ａは
Ｍ／Δステーション２０を介して、速度指令信号２ＯＡ
として再循環ポンプランバックインターロック回路３０
に入力される。

このインターロック回路３０は判定器３１と制限器３２
とを備えており、この制限器３２の出力３２Ａは偏差器
４０を通して速度制御器５０に導かれる。速度制御器５
０の出力５０Ａはすくい管操作器６０にインプットされ
てこれを制御し、再循環ポンプ駆動電動機の可変周波数
電源の回転数を制御する。その結果はフィードバック信
号６０Ａとして偏差器４０に導かれ、信号１４Ａと制限
器出力３２Ａの偏差値が速度制御器５０に入力されるよ
う構成されている。

上述の判定器３１は炉心流量信号３０Ａと炉熱出力信号
３０Ｂを入力し、原子炉の運転点を演算し、それがホー
ルド領域（第３図のホールド曲線８とランバック曲線７
の間の領域）にあるときはホールド指令３１Ａを出力し
、また運転点が更に低下してランバック領域（第３図の
曲線７以下）に至ったときはランバック指令３１Ｂを出
力する。

なお、炉心流量信号３０Ａとしては、再循環ポンプの速
度信号、再循環ポンプの駆８電′＃Ｊ機の電源周波数信
号あるいは再循環ループ駆動流量信号等を用いてもよい
。また、炉熱出力信号３０Ｂとしては、炉心部における
中性子密度、主蒸気流量あるいは原子炉給水流量等を用
いてもよい。

制限器３２はホールド若令３１Ａおよびランバック指令
３１Ｂが入力されていない場合にはＭ／△ステーション
２０からの速度指令信号２ＯＡをそのまま出力信号３２
Ａとして出力するが、ホールド指令３１Ａが入力すると
、その時点にｄ５ける速度指令信号２ＯＡにホールドさ
れ、信号２０Ａに対する上限設定器として橢能する。ま
た、判定器３１からランバック指令３１Ｂが出力された
場合には速度指令信号２０△の大小に拘らず、出力信号
３２Ａとして最低速度指令を出力し、速度制御器５０に
より、すくい管操作器６０を操作して再循環ポンプ駆動
電８礪の電源周波数を低下さぜ、再循環ポンプを最低速
度までランバックさせる。

なお、上記実施例では再循環流は制御器として速度制御
器５０を使用し、すくい管操作器６０によって再循環ポ
ンプ駆動電動機の電源周波数を制御する例につき述べた
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、
再循環ポンプを一定速度で運転し、その吐出流量を流量
ｉｌｉＩＩｗＪ弁で制御する方式のシステムでは、この
流量制御弁の開度を制御して再循環流量をホールド指令
信号３１Ａやランバック指令信号３１Ｂに応じた流量に
コントロールするようにしてもよい。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明の再循環流量制御装置においては、
炉心流は信号と炉熱出力信号を判定器にインプットして
原子炉の運転点を演算し、それが判定器に予め記憶させ
たホールド領域あるいはランバック領域に属するか否か
を判別し、必要なインターロックを行なうようにしたか
ら、第３図と第２図を比較すれば明らかなように、ラン
バックライン７を従来のインターロックライン３よりも
実際のキャビテーションライン１に近く設定でき、それ
だけ原子炉の運転範囲を拡大することができる。

また、従来の原子炉蒸気温度信号によるランバック制御
では蒸気圧力の変動による影響が大きく、必要以上にラ
ンバックするおそれがあったが、本発明では測定精度の
畠い炉熱出力（中性子宮度、主蒸気流量または原子炉給
水流量等の炉熱出力相当信号を含む）と炉心流量（再循
環ポンプ速度、再循環ポンプ駆Ｕ電動機の電源周波数ま
たは再循環ループ駆動流量等の炉心流量相当信号を含む
）を用いているので信頼性が高く、また、ランバックラ
イン７の内側にホールドライン８を設けて制限器に向け
てホールド指令が出力されるようにしたから、再循環ポ
ンプ等のランバックの発生前に制御指令の上限設定が行
なわれ、ランバックによる出力ロスを未然に防ぎ、プラ
ントの稼動率の低下を防止することができ、またキャビ
テーションによる異常振動の発生や独言を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例を示すブロック図、第２図
は従来の再循環ポンプランバックインターロックを説明
するためのグラフ、第３図は本発明装置の作動を説明す
るためのグラフである。 １・・・キャごチージョンライン、２・・・キセごチー
ジョン発生領域、３・・・インターロックライン、４・
・・最大ポンプ速度ライン、５・・・最小ポンプ速度ラ
イン、６ａ、６ｂ・・・流口制御曲線、７・・・ランバ
ック曲線、８・・・ホールド曲線、ＩＯＡ・・・制御信
号、２ＯＡ・・・速度指令信号、３０・・・再循環ポン
プランバックインターロック回路、３０Ａ・・・炉心流
量信号、３０Ｂ・・・炉熱出力信号、３１Ａ・・・ホー
ルド指令信号、３１Ｂ・・・ランバック指令信号。 出願人代理人　　猪　　股　　　　清 第１図 第２図 ｔＦ　ｓ・：Ｌ量 第３図 ｆ・し　乳量

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主制御器からの制御指令をＭ／Ａステーションを通
   して入力し、再循環流量制御器に向けて制御信号を出力
   する制限器と；炉心流量信号と炉熱出力信号を入力して
   原子炉の運転点が予め記憶したホールド領域またはラン
   バック領域に属するか否かを判定し、前記制限器に向け
   てホールド指令またはランバック指令を出力して前記制
   限器の出力を制御する判定器と；から成る再循環ポンプ
   ランバックインターロック回路を備えたことを特徴とす
   る沸騰水型原子力発電所の再循環流量制御装置。 ２、炉心流量信号が、再循環ポンプ速度信号、再循環ポ
   ンプ駆動電動機の電源周波数信号、再循環ループ駆動流
   量信号のいずれかであることを特徴する特許請求の範囲
   第１項に記載の再循環流量制御装置。 ３、炉熱出力信号が中性子密度信号、主蒸気流量信号、
   原子炉給水流量信号のいずれかである特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載の再循環流量制御装置。 ４、制限器が、それにホールド指令およびランバック指
   令が入力されないときは主制御器からの制御指令をその
   まま出力し、ホールド指令が入力されたときはその時点
   における制御指令を上限設定値としてホールドし、ラン
   バック指令が出力されたときは最低速度指令を出力する
   よう構成されている特許請求の範囲第１項ないし第３項
   のいずれか１項に記載の再循環流量制御装置。