JPS6319599A - 炉心流量測定装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は原子力発電プラントにＪ５ける炉心流量測定装
置に関する。

（従来の技術） 冷却水を再循環させる原子力発電プラントは、第２図に
示すように、原子炉圧力容器１内の炉心２と容器壁との
間にＡ系のジェットポンプ３およびＢ系のジェットポン
プ４を備えると共に、これらのジェットポンプにそれぞ
れジェット流を発生させながら、冷却材を再循環させる
べく、再循環ポンプ５を有するＡ系外部再循環回路と再
循環ポンプ６を有するＢ系外部再循環回路とを備えてい
る。

この場合、ジェットポンプは例えば２０個というように
多数細膜けられるが、これらはＡ系とＢ系とに分けられ
るのでこれらを代表してジェットポンプ３．４で示して
いる。

かかる構成により、外部再循環回路を流れる冷却材流ｍ
を少なくし、高価な機器を罪滅して建設費の低下を図っ
ている。

一方、プラントの運転においては、炉心にどの程度の冷
却材が流れているかを知る必要がある。

そのためにジェットポンプ３に計装配管７．８を施して
これに流量測定器１１を接続する一方、ジェットポンプ
４にも計装配管９，１０を施してこれに流ｍ測定器１２
を接続している。

ここで、流量測定器１１．１２はジェットポンプの入側
および出側間に発生する差圧に基いて冷却材流量を測定
するので、通常はこれらの測定値を川口することによっ
て炉心への冷却材流量を正確に知ることができる。

しかしながら、この種の原子力発電プラントにおいては
、再循環ポンプ５および６の両方が共に運転された場合
に限らず、このうちの一方のみが運転された場合、また
は、両方が停止された場合にも炉心流量を正確に把握す
る必要がある。しかし、再循環ポンプ５および６の一方
のみが運転された場合には停止した再循環ポンプに対応
するジェットポンプに冷却材が逆流することもあるため
、流ｍ測定器１１．１２の流量信号を単純に加算するだ
けでは不十分である。

周知の如く、ジェットポンプ３，４に冷却材が逆流して
ら流ｍ測定器１１．１２に加わる圧力の゛　　　　　　
そこで、再循環ポンプ５．６の運転状態に応じ状態は正
流時と変わらないため、その測定値から正流、逆流の判
別ができないという状況にある。

て流ｍ測定器１１．１２の測定値を加偉したり、一方か
ら他方を減算したりする加減演算回路を備えている。

第３図はこの加減演算回路を備えた従来の炉心流ｍｌ１
ｌＩＩ定装置の構成を示すブロック図である。同図にお
いて、加減演算回路υは、Ａ系再循環ポンプ５およびＢ
系再循環ポンプ６の種々の運転条゛　　　　件に応じて
それぞれ有意信号としての論理「１」′　　　　の信号
を出力する運転信号回路２１〜２４と、これらの運転信
号回路２１〜２４の出ノ〕に対応してジェットポンプ５
，６に冷却材が正流したか逆流したかを判定し、正流時
に＋１、逆流時に−１となる信号Ｚ１．Ｚ２を発生する
方向決定回路２５〜２７と、これらの方向決定回路の出
力に応じて流ｍ測定器１１．１２の出力を加減算する流
ｍＷＡｎ回路２８とを備えている。

また、加減演算回路Ｊには流量演痺回路２８の出力に応
じて炉心流ωを表示する流量指示計１３が接続されてい
る。

この第３図において、プラントの通常運転時には再循環
ポンプ５．６の両方が共に運転されており、このとき運
転信号回路２１が「１」の信号を発生するので、方向決
定回路２５はＡ系ジェットポンプおよびＢ系ジェットポ
ンプの両方が正流していることを示す信号Ｚ１＝＋１、
Ｚ２＝＋１を出力する。流量演界回路２８はこれらの信
号に基いて流ｍ測定器１１．１２の出力信号を加算して
炉心流量に対応した信号ｈ　　＋ｈＢを出力し、流伝支
持計１３がこの炉心流量を表示する。また、試運転時ま
たは保守運転時に再循環ポンプ５，６の両方が停止して
いる場合には、自然＠環流が発生し、ジェットポンプ３
，４の両方が正流となる。

このとぎ、運転信号回路２２が「１」の信号を発生する
ことから方向決定回路２５はｚｌ−＋ｉ。

Ｚ２＝＋１の信号を出力する。これに応じて流量演算回
路２８は流量測定器１１．１２の出力信号を加算して炉
心流量信号ｈＡ＋ｈ８を出力する。

次に、保守運転時等でＡ系の再循環ポンプ５を運転した
ままでＢ系の再循環ポンプ６を停止させたとすれば、ジ
ェットポンプ３を正流した冷却材の一部がジェットポン
プ４を逆流する。このとき、運転信号回路２３が「１」
の信号を発生し、方向決定回路２６はＺｌ　＝＋１　、
Ｚ２＝−１（７）（ｉＭｅ発生するので、流量演算回路
２８は流テ測定器１１の出力ｈＡカ１ｆｆｉ？１ｌＩＩ
定器１２　（７）ｌｔｌ　ｈ　８ヲ減算して炉心流量信
号ｈＡ−ｈ８を出力する。

これと反対に、Ｂ系の再循環ポンプ６を運転したままで
、Ａ系の再循環ポンプ５を停止させたとすれば、ジェッ
トポンプ４を正流した冷却材の一部がジェットポンプ３
を逆流する。従ってこのとぎ、運転信号回路２４が「１
」の信号を発生し、方向決定回路２７はＺ１＝−１、Ｚ
２−＋１の信号を発生するので、流ω演算回路２８は流
ｍ測定器１２の出力ｈ８から流量測定器１１の出力ｈＡ
を減算して炉心流量信号ｈＢ−ｈＡを出力する。

かくして、再循環ポンプ５．６の運転、停止信号に基い
て炉心２の冷却材流量すなわち炉心流量を測定すること
ができる。

（発明が解決しようとする問題点） トコろで、上述した原子力発電プラントの再循環ポンプ
５．６は常時定格出力運転されるとは限らず、場合によ
って低出力運転される。一方、炉心の熱により冷却材が
炉心を通って原子炉圧力容器の上方に流れ、さらに、ジ
ェットポンプ３，４を通って原子炉圧力容器の下方に流
れる、いわゆる、自然環流量相当に強いものである。し
かして、一方のｌＩＩＭ！ポンプ５を低出力運転し、他
方の再循環ポンプ６を停止させた場合、冷却材がジェッ
トポンプ４を逆流しないで正流する場合もある。

しかしながら、従来の炉心流量測定装置は、がかる運転
状況でも、すべてジェットポンプ４に冷却材が逆流して
いるものとして流分演算していたがために、炉心を流れ
る冷却材流量とは異る流量指示をしてしまうという問題
点があった。

本発明は上記の問題点を解決するたりになされたもので
、炉心に流れる冷却材流量を正確に測定することのでき
る炉心流量測定装置の提供を目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、炉心と容器壁との間に設けられたジェットポ
ンプの冷却材流量を再循環ポンプごとに測定する流量測
定器と、この流量測定器により測定される前記ジェット
ポンプの流量が零になったことを示す信号と前記再循環
ポンプの運転、停止信号とに基いて前記ジェットポンプ
の逆流を判別する逆流判別回路と、この逆流判別回路が
逆流していないと判別したとき前記流ｍ測定器の出力を
加算し、逆流していると判別したとき正流に対応する前
記流ｍ測定器の出力から逆流に対応する前記流ｍ測定器
の出力を減算する加減演算回路とを具備したことを特徴
としている。

（作　用） この発明においては、流量測定器により測定されるジェ
ットポンプ毎に、それぞれ流ｍが零になったことをしめ
ず信号と再循環ポンプの運転、停止信号とに基いてジェ
ットポンプの逆流を容易に判別し得る逆流判別回路を備
えているため、ジェットポンプを正流した冷却材流量か
ら実際に逆流した冷却材流量を減するという演算が可能
になり、これによって炉心に流れる冷却材流量を正確に
測定することができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
り、図中第３図と同一の符号を付したものはそれぞれ同
一の要素を示している。そして、加減演算回路２０ａが
３個の切換回路２９ａ。

２９ｂ、２９ｃを備えた点、Ｂ系のジェットポンプ４の
逆流を判別する逆流判別回路むすおよびＡ系のジェット
ポンプ３の逆流を判別する逆流判別回路３Ｃ）Ａを付加
した点が第３図と異っている。

ここで、切換回路２９ａは、逆流判別回路３０Ａまたは
３０Ｂが論理「○」の信号を出力しているとき、運転信
号回路２１の出力信号を方向決定回路２５に加え、逆流
判別回路３０Ａまたは電車」が有意信号としての論理「
１」の信号を出力したとき運転信号回路２１の出力信号
を方向決定回路２７または２６に加えるものである。ま
た、切換回路２９ｂは、逆流判別回路、３ＱＪが論理「
０」の信号を出力しているとき、運転信号回路２３の出
力信号を方向決定回路２５に加え、逆流判別回路３０Ｂ
が論理「１」の信号を出力したとき、方向決定回路２６
に加えるものである。さらにまた、切換回路２９Ｃは、
逆流判別回路３０Ａが論理「０」の信号を出力している
とき運転信号回路２４の出力信号を方向決定回路２５に
加え、逆流判別回路３１Ａが論理「１」の信号を出力し
たとき、方向決定回路２７に加えるものである。

一方、逆流判別回路電車」は、日系再循環ポンプ６の運
転中信号を発生する信号発生器３１と、日系ジェットポ
ンプ流量が零になったとき信号を発生ずる信号発生器３
２と、Ａ系再循環ホンブ５の運転中信号を発生する信号
発生器３３と、信号発生器３１の出力を反転させるＮＯ
Ｔ回路３４と、信号発生器３１の出力と信号発生器３２
の出力との論理積をとるＡＮＤ回路３５と、ＮＯＴ回路
３４の出力、信号発生器３２の出力および信号発生器３
３の出力の論理積をとるＡＮＤ回路３６と、このＡＮＤ
回路３６が信号を出力してから、ＡＮＤ回路３５が信号
を出力するまで信号を出力し続ける自己保持回路３７と
で構成されている。

なお、逆流判別回路支ＯＡは、上記逆流判別回路３１１
Ｊ３に対してＡ系と日系とが逆になっているだけのため
、その詳細な構成説明を省略する。

上記のように構成された本実施例の動作を以下に説明す
る。

先ず、再循環ポンプ５．６が２台とも運転されたとき、
Ａ系ジェットポンプ４の双方とも流分は“零”にはなら
ないため、逆流判別回路電車」。

電車」の出力はいずれも「０」である。したがって、運
転信号回路２１の出力が方向決定回路２５に加えられる
。そこで、流量演算回路２８は流量測定器１１の出力信
号ｈＡと流量測定器１２の出力信号ｈ８とを加算して炉
心流ｍ信号ｈＡ＋ｈＢを流ｍ指示計１３に加える。

続いて、日系再循環ポンプ６が停止すると、逆流判別回
路成立３のＮＯＴ回路３４の出力が「１」になるものの
、日系ジェットポンプ４の流量が“零′″になるまで逆
流判別回路成立」の出力は「０」である。したがって、
運転信号回路２３の出力が方向決定回路２５に加えられ
る。しかして、流量演算回路２８は依然として流量測定
器１１の出力信号ｈ　と流量測定器１２の出力信＠ｈ　
とを加算して炉心流量信号ｆｉ＋ｈ’、を流ｍ指示計１
３に加え続ける。

さらに、これに続いて日系ジェットポンプ４の流分が°
零”になると、ＡＮＤ回路３６の出力が「１」になり、
逆流判別回路成立」は「１」を出力し続ける。このとき
、運転信号回路２３の出力は切換回路２９ｂにより方向
決定回路２６に加える。この結果、流量演算回路２８は
、流分測定器１１の出力信号ｈＡから流量測定器１２の
出力信号ｈ８を減算して炉心流ｍ信号ｈ＾−ｈＢを流ｍ
指示計１３に加える。

次に、日系再循環ポンプ６を再起動させた場合を考える
。この場合は再起動後のある時点で日系ジェットポンプ
４の流量が°゛零″なるので、この時点でＡＮＤ回路３
５の出力が「１」になって逆流判別回路亀旦」の出力は
「０」になるが、これまでの間、条件信号回路２１の出
力が切換回路２９ａによって方向決定回路２６に加えら
れるので流量演算回路２８は依然として炉心流ａ信号ｈ
　　−ｈＢを流ｍ指示計１３に加え続ける。そして、日
系ジェットポンプ４の流量が“零″になって逆流判別回
路成立」の出力がｒＯＪになると、運転信号回路２１の
出力が切換回路２９ａを介して方向決定回路２５に加え
られる。この結果、流　　゛ｆｆｉ演算回路２６は再び
流量測定器１１の出力信号ｈ　と流量測定器１２の出力
信号り、とを加算して炉心流量信号ｈＡ＋ｈ８を流量指
示計１３に加えることになる。

以上、再循環ポンプ６を停止する場合の動作について説
明したが、再循環ポンプ５を停止する場合については、
逆流判別回路Ｕυの出力によって切換回路２９ａ、２９
Ｃが動作せしめられ、上述したと全く同様な動作が行な
われるのでその説明を省略する。

かくして、本実施例によれば、一方の再循環ポンプを低
出力運転し、他方の再循環ポンプを停止させた場合でも
、炉心流量を正確に測定することができる。

なお、上記実施例では再循環ポンプの運転、停止信号に
基いて流Ｇ測定器の出力を加減算する回路に、切換回路
を設け、さらに、逆流判別回路により切換回路を動作さ
せるものについて説明したが、ジェットポンプ毎に設番
プた逆流判別回路の信号を適当な論理回路を介して方向
決定回路２５〜２７に加えるようにすれば、運転信号回
路２１〜２４を除去し得、これによって加減演算回路の
構成を簡易にすることができる。

なお、ジェットポンプの正流、逆流を判別する回路とし
ては、再循環ポンプの出力が所定値を超えたか否かを検
出するようにしてもよい。しかし、この場合には自然環
流の強さと逆流の起こる再循環ポンプの出力との関係を
明確にしておかなければならず、しかもこれを実機でＭ
ｌ　認する必要がある。

この点、本発明によるものはジェットポンプの流量が零
になったことを示す信号と再循環ポンプの運転停止信号
とに基いて逆流判別しているので逆流判別回路の構成が
極めて簡易になっている。

なおまた、上記実施例では、運転信号回路２１〜２４、
方向判別回路２５〜２７、流δ演算回路２８および切換
回路２９ａ〜２９Ｃでなる加減演算回路について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、この加
減演算回路の機能をマイクロコンピュータで実現するこ
ともできる。

また、上記実施例では、外部再循環回路を有する原子カ
プラントに適用した炉心流過測定装置について説明した
が、本発明は原子炉容器内に再循環ポンプを設置する、
いわゆる、インターナルポンプを採用した原子カプラン
トにも適用することができる。

〔発明の効果〕

以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、
ジェットポンプの流量が零になったことを示す信号と再
循環ポンプの運転、停止信号とに基いて逆流を判別し、
その判別結果によって炉心流量を演算しているので、原
子カプラントの出力と再循環ポンプの出力とが相互に変
化することがあっても、炉心流量を正確に測定すること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は本発明の適用対象である原子力発電プラントの冷
却部材再循環系統図、第３図は従来の炉心流ｆｆ１ｌｌ
ｌｌｌ定装置の構成を示ずブロック図である。 １・・・原子炉圧力容器、２・・・炉心、３．４・・・
ジェットポンプ、５．６・・・再循環ポンプ、１１．１
２・・・流量測定器、１３・・・流量指示計、ζｑ」・
・・加減演算回路、屯旦り、電車」・・・逆流判別回路
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉圧力容器内の炉心と容器壁との間に設けられ
   た多数のジェットポンプと、所定数の前記ジェットポン
   プににジェット流を生じさせながら冷却材を再循環させ
   る複数の再循環ポンプとを備えた原子力発電プラントに
   おいて、前記ジェットポンプの冷却材流量を前記再循環
   ポンプごとに測定する流量測定器と、この流量測定器に
   より測定される前記ジェットポンプの流目が零になった
   ことを示す信号と前記再循環ポンプの運転、停止信号と
   に基いて前記ジェットポンプの逆流を判別する逆流判別
   回路と、この逆流判別回路が逆流していないと判別した
   とき前記流量測定器の出力を加算し、逆流していると判
   別したとき正流に対応する前記流量測定器の出力から逆
   流に対応する前記流量測定器の出力を減口する加減演算
   回路とを具備したことを特徴とする炉心流量測定装置。 ２、前記流量測定器は前記ジェットポンプに発生する差
   圧に基いて冷却材流量を測定することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の炉心流量測定装置。 ３、前記再循環ポンプを２台設けたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の炉心流量測定装
   置。 ４、前記逆流判別回路は、一方の前記再循環ポンプの運
   転中信号を反転するＮＯＴ回路と、一方の前記再循環ポ
   ンプの運転中信号および一方の前記再循環ポンプに対応
   する前記ジェットポンプの流量零信号の論理積をとる第
   １のＡＮＤ回路と、前記ＮＯＴ回路の出力、前記流量零
   信号および他方の前記再循環ポンプの運転中信号の論理
   積をとる第２のＡＮＤ回路と、前記第１のＡＮＤ回路が
   有意信号を出力するまで、前記第２のＡＮＤ回路の有意
   信号を出力し続ける自己保持回路とを備えたことを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の炉心流量測定装置。