JPS623920B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、過渡現象時の原子炉の水位制御に係
わり、特に、発電機負荷遮断時、適当な遅れ時間
を伴なつて、圧力調整器設定点、の一時的な変更
を行なうことにより前記原子炉水位を安定に制御
することにより水位高スクラムを回避させるため
の原子炉圧力制御装置に関するものである。

次に従来制御装置による場合の発電機負荷遮断
時の過渡変化を説明する。

全主蒸気逃し装置としてタービンバイパス弁あ
るいは逃がし安全統等を有するプラント（以下、
全容量バイパスプラントと呼ぶ）に於ては、部分
容量バイパスプラントと比較すると、たとえ全負
荷遮断が主じた場合でも、全主蒸気をバイパスで
処理できることから、原子炉をスクラムさせる必
要がないことを大きな特徴としている。

ところで外部電力系統に雷害等により、発電機
の負荷遮断が生じると、タービン発電機加速保護
装置が動作して、タービン加減弁を急閉する。全
主蒸気逃し装置を設けたプラントでは加減弁閉止
と同時に前記装置が動作し、全主蒸気を処理する
と共に再循環系ランバツク又は、再循環ポンプト
リツプを行い、炉心流量を低下させ、併せて選択
制御棒を挿入することにより、原子炉出力を約30
−50％定格まで低下させる。この過渡現象過程で
の原子炉水位の挙動は、負荷遮断直後のタービン
加減弁閉止による圧力上昇のため一時的に低下す
るが、選択制御棒挿入や、炉心流量を低下させる
ことにより、原子炉出力が低下するため、原子炉
圧力も低下し水位は上昇するが、ピーク値を迎え
た後、低下し、全主蒸気逃し装置の制御によつて
原子炉圧力が整定されるに伴い、原子炉水位も整
定するため原子炉はスクラムすることなく所内単
独運転に移行できるようにしている。ところが前
記の負荷遮断時の水位変化に於て、従来制御装置
による原子炉圧力制御では、原子炉出力の低下に
伴う原子炉圧力の低下開始が早く、その結果、炉
水位の上昇が大幅なものになり、場合によつては
高水位タービントリツプレベルにまで到つて原子
炉をスクラムさせてしまう可能性がある。

本来前記の全容量バイパスプラントでは、たと
え全負荷の遮断が生じてもスクラムを回避できる
ことを大きな特徴としていたのが、上記の理由で
原子炉がスクラムしてしまうことになると外部電
力系統が復帰した後もプラントを再起動併入する
のに多大の時間と労力を要するため、全容量バイ
パスを設けたメリツトが全くなくなつてしまうこ
ととなる。

本発明の目的は上記の従来制御装置の欠点をな
くし、発電機負荷遮断時の原子炉水位のピークを
抑制し安定に制御する原子炉圧力制御装置を提供
することにより、全主蒸気逃し装置をもつプラン
トの不要なスクラムを回避させることにある。本
発明の装置によれば、負荷遮断発生を知らせる信
号を検知して作動する圧力設定点変更回路によつ
て、負荷遮断時の原子炉圧力を制御することで原
子炉水位を安定に制御する。

本発明は全主蒸気逃し装置としてタービンバイ
パス弁又は逃し安全弁のいずれを用いる場合でも
通用できる。ここではタービンバイパス弁を有す
るプラントを例にとり説明する。

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。第１図はBWRプラントに本発明の圧力制御
装置を適用した場合のブロツク図である。第１図
中で全体を破線２１でかこんだものが本発明の特
徴をなす圧力設定点変更回路である。第１図に於
て原子炉１は主蒸気を発生させ、この主蒸気の流
れは主蒸気管２を通つてタービン加減弁４を経
て、主タービン５へ送られた後復水となる。また
タービン加減弁４で処理しきれない主蒸気はター
ビンバイパス配管８を通りタービンバイパス弁３
を経て直接復水器（図示しない）へ送られ、復水
となる。この復水は給水ポンプ６を介して給水配
管７を通つて再び原子炉１へ給水される。また、
主蒸気を加減弁４、バイパス弁３で処理しきれな
い場合は逃し安全弁１７を通つて、図示していな
いがサブレツシヨンチヤンベーへ送られる。原子
炉圧力は主蒸気管２の途中に設けられた加減弁４
の上流側（原子炉側）に取り付けた圧力センサ９
によつて測定され、原子炉圧力信号１８として圧
力調整器１０に入力される。この圧力調整器１０
は、前記圧力信号１８と圧力設定信号１１の２つ
の信号を入力とし、タービン加減弁開度要求信号
１５及びタービンバイパス弁、開度要求信号１６
を出力として加減弁１５とバイパス弁１６の開度
を制御することにより原子炉圧力を制御してい
る。一方、関数発生器１３から出た信号は圧力設
定調整器１４を通り信号加算器２０に入力され
る。この加算器２０は前記関数発主器１３よりの
信号と原子炉再常運転時の圧力設定点を出力とす
る圧力設定器１２からの信号を加え合わせて前
記、圧力調整器１０への圧力設定点信号１１を出
力する。前記関数発生器１３は負荷しや断によつ
て動作するパワーロードアンバランスリレー（図
示せず）の信号２２を受けて動作を開始し所定の
関数を出力する。

また前記圧力設定点調整器１４は開数発生器１
３より出される信号を制御するもので、ゲイン調
整、リミツター機能をもつものである。なおこの
調整器１４に前記信号２２を入力して関数発生器
１３の誤動作を防止するようにもできる。

次に本発明の作用を説明する。

高出力運転時に発電機負荷遮断が生ずると主蒸
気加減弁１４の急閉により、原子炉圧力が上昇
し、中性子束も上昇する。しかし、再循環ポンプ
トリツプ及び選択制御棒の挿入の効果により、原
子炉出力が低下するため原子炉圧力は低下し原子
炉水位は上昇を始める。この結果もし原子炉の水
位が、上がりすぎると、タービントリツプや、原
子炉の停止という事態が生じる可能性がある。そ
のため本発明では第１図に示すように予め予測さ
れる設定点の変更プログラムを組んでおくための
プログラム用関数発生器１３と原子炉圧力設定点
調整器１４から構成される。負荷遮断時原子炉圧
力設定点変更回路２１を設け、タービン蒸気流量
と発電機負荷のミスマツチが生じたとき動作する
パワーロードアンバランスリレーと連動させ、ロ
ードアンバランスリレー動作時に動作する信号２
２により関数発生器１３と始動させ、この回路か
らの信号を圧力設定器１２の出力信号と加算して
原子炉圧力を制御する。このプログラムの一例を
第２図に示す。このプログラムによれば、負荷遮
断によるロードアンバランスリレー動作後、予測
される適当な時間の後に圧力設定点をランプ状に
上昇させて水位の上昇を低く抑え、その後、再び
ランプ状に下降させて元の設定点に戻した後は従
来の圧力設定点信号にもどる。ここで圧力設定点
をランプ状に上昇させるのは、ステツプ状に設定
点を上昇させると、今まで開いていたバイパス弁
３が急閉するため圧力上昇によつてボイドが潰
れ、中性子束も急に上昇して、この中性子束ピー
クによつて、高中性子束スクラムの可能性も考え
られるため、これを防ぐためにランプ状としたも
のである。この結果、原子炉水位のビークは低く
抑えられ、高水位スクラムレベルに対する余裕を
増すことになる。第３図に本発明を実施した場合
の発電機負荷遮断時の水位挙動を示す。点線が従
来制御方法による場合の水位変化である。第３図
中L₁は高水位タービントリツプレベルを示す。
また第４図に発電機負荷遮断時の原子炉圧力変化
の様子を示す。点線が従来制御方法による場合の
圧力変化であり、実線が本発明を実施した場合の
圧力変化の一例である。この第３，４図より負荷
遮断発生後の原子炉圧力は、本発明を実施すると
従来より低下を開始するのが遅く、この効果で炉
水位の上昇も従来よりかなり低く、抑えられ、高
水位によるタービントリツプスクラムという事態
は完全に避けられることがわかる。斯して、本発
明の原子炉圧力制御装置は、発電機負荷遮断時の
水位を安定に制御し、特に、原子炉全主蒸気逃し
装置（全容量バイパス等）をもつプラントに対し
ては、発電機負荷遮断が生じても原子炉をスクラ
ムさせることなく、所内単独運転に移行させるこ
とができる。

従つて外部電力系統が復帰した場合、所内単独
運転より直ちに出力上昇して併入できるため、系
統全体の信頼性を増し、その効果は多大である。
又、本発明の装置を用いない場合には、圧力設定
点の変更を手動で行なう場合も考えられるが、操
作員の操作ミスによる不要なスクラムも防止でき
るため、本発明による装置のもつ効果は非常に大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原子炉圧力制御装置をBWR
プラント１に適用した場合の一実施例を示すブロ
ツク図及び本発明の実施例を示す。第２図は本発
明による圧力設定点調整装置中の圧力調整プログ
ラムの１例を示す折り線図、第３図、第４図は、
発電機負荷遮断時の原子炉水位、原子炉ドーム圧
力、の過渡変化を示す図であり、実線が本発明を
実施した場合の過渡変化で、破線は従来制御装置
による場合の過渡変化を示す。 １……原子炉、２……主蒸気配管、３……ター
ビン加減弁、４……タービンバイパス弁、５……
主タービン、６……給水ポンプ、７……給水配
管、８……バイパス配管、９……圧力センナー、
１０……圧力調整器、１１……圧力設定信号、１
２……圧力設定器、１３……圧力設定点調整用関
数発生器、１４……圧力設定点調整器、１５……
タービン加減弁開度要求信号、１６……タービン
バイパス弁開度要求信号、１７……逃し安全弁、
１８……タービン入口圧力信号、２０……信号加
算器、２１……圧力設定点変更回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 全主蒸気逃がし装置を有する原子力発電プラ
   ントに於て、原子炉圧力を検出する測定器と、原
   子炉圧力設定点を出力する圧力設定器と、前記測
   定圧力信号及び前記圧力設定信号とを入力とし
   て、タービン加減弁開度要求信号及びタービンバ
   イパス弁開度要求信号を出力する圧力調整器とか
   らなる原子炉圧力制御系に加えて、発電機負荷遮
   断を検知して原子炉圧力設定点を一時的に変更す
   る圧力設定変更回路を設けたことを特徴とする原
   子炉圧力制御装置。 ２ 圧力設定点変更回路は予めきめられた関数を
   発生させる関数発生器と、圧力設定点調整器と、
   加算器とからなり、圧力設定器と圧力設定点調整
   器との信号を加算して出力することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の原子炉圧力制御装
   置。