DE2941544A1

DE2941544A1 - Verfahren zum aufrechterhalten des fluidstandes in einem mit fluid gefuellten behaelter

Info

Publication number: DE2941544A1
Application number: DE19792941544
Authority: DE
Inventors: Lamont Hallner Youngborg
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1978-10-23
Filing date: 1979-10-13
Publication date: 1980-04-24
Also published as: SE444482B; BE879560A; IT1123900B; FR2440026A1; US4302288A; ES484055A1; DE2941544C2; IT7926587A0; NL7907784A; CH650599A5; JPH0236961B2; JPS5582311A; SE7908662L

Description

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Verfahren zum Auf rechterheil ten des Fluidstandes in einem mit Fluid gefüllten Behälter

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hegeln des Fluidstandes in einem Behälter. Einer der zahlreichen Verwendungszwecke eines solchen Verfiihrens ist das Aufrechterhalten des Wasserstandes in einem Kernreaktor.

In bekannten kommerziellen Siedewasser]eistungsreaktoren, wie beispielsweise in dem in dem Kernkraftwerk Dresden nahe Chicago, Illinois, benutzten, ist ein Brennmaterialkern innerhalb eines Druckbehälters in ein Fluid, wie beispielsweise Leichtwasser, eingetaucht, das sowohl als Arbeitsfluid als auch als Neutronenmoderator dient.

Das Wasser wird durch den Kern geleitet, wodurch ein Teil desselben in Dampf umgewandelt wird. Der Dampf wird dem

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Druckbehälter entnommen und einer Antriebsmaschine, wie beispielsweise einer Turbine, zugeleitet. Der Turbinenabdampf wird kondensiert und zusammen mit etwa erforderlichem Frischwasser als Speisewasser in den Druckbehälter zurückgeleitet. Der Keaktorleistungswert wird durch ein System von Steuerstäben geregelt, die ein Neutronenabsorptionsmaterial enthalten und wahl weise in den Kern einführbar sind. Weitere Information über Kernreaktoren findet sich beispielsweise in "Nuclear Power Engineering" von N.M. El.-Wakil, McGraw-Hill Book Company, Inc., 1962.

Kernreaktoren sind mit einem Schutzsystem versehen, das verschiedene Aspekte des Reaktorbetriebes einschließlich des Wasserstandes überwacht. Wenn in dem Wa^serstandsregelsystem ein Fehler auftritt und das System nicht in der Lage ist, einen vorbestimmten Wasserstand in dem Behälter aufrechtzuerhalten, gelangt der Wasserstand über die Grenzen hinaus und wird entweder zu hoch oder zu niedrig und das Schutzsystem schaltet den Reaktor ab, d.h. es bewirkt ein schnelles Einführen der Steuerstäbe, wodurch der Reaktor automatisch abgeschaltet wird. Solche Reaktorabschaltungen ■Lnd aus verschiedenen Gründen unerwünscht. Selbst wenn uer Fehler leicht korrigiert werden kann, ist das Wiederanfahren des Reaktors ein relativ langwieriger Prozeß. Unterdessen können Kunden einen Verlust an Energie erleiden oder die Energie muß von anderen, gewöhnlich teuereren Quel 1 en geliefert werden.

Gemäß der Erfindung wird wenigstens ein redundanter oder überzähliger Kanal zur Regelung des Speisewasserdurchflusses zu dem Behälter vorgesehen. Mehrere Wasserstandsfühler sind an dem Behälter an den Stellen der oberen und unteren Grenze des normalen Betriebswasserstundes angeordnet. Wenn eine Mehrzahl der oberen oder unteren Grenzfühler eine Auswanderung des Wasserstandes über einen Grenzwert hinaus

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anzeigen, wird die SpeisewasserdurchClußregeluno automatisch von dem anfänglichen Regelkanal auf einen überzähligen Regelkanal umgeschaltet, wodurch der Ausfall eines Teils in dem anfänglichen Kanal nicht zu einer Reaktorabschaltung führt. Es sind außerdem Einrichtungen vorgesehen zum sofortigen Umschalten der Regelung auf den überzähligen Kanal auf eine schnelle Änderung in dem Wasserstandsregclsignal des anfänglichen Kanals hin.

Ein weiterer Aspekt des Speisewasserdurchflußregelsystems ist das Erkennen der Damp'abfluß- und Speisewasserzuflußmengen oder -leistuncjen. Im normalen Betrieb wird der Speisewasserdurchfluß gemäß dem Behä!terwasserstand und der Differenz zwischen dem Wasseräquivalent des Dampfdurchflusses und dem Spoisewasscrdurchf1uß geregelt. In einem solchen System äußert sich der Ausfall eines Teils üblicherweise durch eine schnelle Änderung in dem Differenzsignal. Gemäß der Erfindung bewirkt daher eine schnelle Änderung in dem Differenzsignal, daß die Dampfund Speisewasserdurchflußanordnung der Wasserstandsregelung abgeschaltet und die Regelung daraufhin allein durch die Wasserstandsiühleranordnung erfolgt, ohne; daß eine Reaktorabschaltung hervorgerufen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema eines Kernreaktor- und Wasser

stands rege !systems ;

Fig. 2 ein Schema eines bekannten Wasserstands

rege !systems ;

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Fig. 3 , ein Schema eines Wasserstandsregelsystems nach der Erfindung; und

Fig. 4 eine Wasserstandskurve, die die Ar

beitsweise des Systems von Fig. 3 veranschaulicht.

Die Erfindung wird hier bei Verwendung in einem wassergekühlten und wassermoderierten Kernreaktor der Siedewasserbauart beschrieben, von dem ein Beispiel in Form eines vereinfachten Schemas in Fig 1 gezeigt ist. Ein solches Reaktorsystem weist einen Druckbehälter 10 auf, der einen Brennstoffkern 11 enthält, welcher in ein als Kühlmittel und Moderator dienendes Fluid, wie Leichtwasser, eingetaucht ist, wobei der normale Wasserstand an der Stelle 12 angegeben ist.

Ein Mantel 13 umgibt den Kern 11 und eine Kühlmittelumwälzpumpe 14 setzt eine untere Kammer 16 unter Druck, aus welcher Kühlmittel nach oben durch den Kern 11 gedrückt wird. Ein Teil des Kühlwassers wird in Dampf umgewandelt, der durch Wasserabscheider 17 und Trockner 18 und von diesen aus durch eine Dampfleitung 19 hindurch zu einer Gebrauchsvorrichtung, wie einer Turbine 21, geht. In einem Kondensator 22 gebildetes Kondensat wird zusammen mit etwa erforderlichem Frischwasser durch eine Pumpe 23 über ein Steuerventil 24 und eine Speisewasserleitung 26 zu dem Behälter 10 zurückgeleitet.

Mehrere Steuerstäbe 27, die Neutronenabsorptionsmaterial enthalten, dienen dazu, den Leistungserzeugungswert zu regeln und den Reaktor, wenn erforderlich, abzuschalten. Die Steuerstäbe 27 sind unter der Steuerung eines Steuerstabregelsystems 28 wahlweise zwischen die Brennelemente einführbar .

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Für einen richtigen Reaktorbetrieb ist es erforderlich, den Wasserstand in dem Behälter 10 innerhalb vorbestimmter oberer und unterer Grenzen zu halten. Eine allgemeine Lösung einer solchen Wasserstandsregelung wird nun erläutert. Ein erster Aspekt einer solchen Regelung ist ein Vergleich zwischen dem DampfabfIuß aus dem Behälter und dem Speisewasserzufluß.

Ein Signal, das zu der Dampfdurchf]ußmenge oder -leistung proportional ist, wird von einem Dampfdurchf]ußfühler geliefert, der ein bekannter Differenzdruckmelder 29 sein kann, welcher den Differenzdruck an zwei Abstand voneinander aufweisenden Druckabgriffen in ei,ier Venturi-Anordnung 31 abfühlt, die in der Dampfleitung 19 angeordnet ist. (Eine für dieGe Zwecke geeignete Venturi-Anordnung ist in der US-PS 3 859 853 beschrieben.)

Ebenso wird ein Signal, das zu der Speisewasserdurchflußmenge oder -leistunq proportional ist, von einem Fühler 32 geliefert, bei dem es sich um einen Differenzdruckmelder handeln kann, der mit einer Venturi-Anordnung 33 in der Speisewasserleitung 26 verbunden ist. (Eine zur Verwendung in der Spei.sewasserlei tung geeignete Venturi-Anordnung ist in der US-PS 3 889 5 37 beschrieben.)

Die Signale aus den Durchflußfühlern 29 und 32 werden an ein Speisewasserregel system 34 angelegt, in welchem eines von dem anderen subtrahiert wird. Eine Differenz null zeigt an, daß der Abfluß und der Zufluß gleich sind und daß der Wasserstand konstant bleiben wird. Wenn die Differenz ungleich null ist, wird ein Signal entsprechenden Vorzeichens, das zu der Größe der Differenz proportional ist, an eine Ventilsteuereinheit 36 angelegt, die das Ventil 24 so einstellt, daß der Dampfabfluß und der Speisewasserzufluß

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ausgeglichen sind. Diese Anordnung sorgt für eine schnelle Korrektur und hält den Behälterwasserstand innerhalb der Grenzen einer relativ schmalen toten Zone. Sie fühlt jedoch die Position des Wasserstandes in dem Behälter nicht ab und regelt sie auch nicht.

Ein zweiter Aspekt der Wasserstandsregelung ist daher das Vorsehen eines oberen Wasserstandsdruckabgriffes 37 und eines unteren Wasserstandsdruckabgriffes 38, die Signale liefern, aus denen die Position des Wasserstandes in dem Behälter ermttelt werden kann. Die Druckabgriffe 37 und 38 stehen mit dem Inneren des Behälters 10 in Verbindung und sind mit einem bekannten Differenzdruckmelder 39 verbunden, der die Differenz des Druckes an den Abgriffen 37 und 38 in ein Ausgangssignal umwandelt, das die Position des Wasserstandes 12 angibt. Dieses Signal wird an das Speisewasserregelsystem 34 angelegt und in diesem zum Modifizieren des an die Ventilsteuereinheit 36 angelegten Steuersignals benutzt, wodurch das Ventil 24 so gesteuert wird, daß die Position des Wasserstandes 12 innerhalb vorgeschriebener oberer und unterer Grenzen des normalen Betriebes gehalten wird. (Obgleich es der Übersichtlichkeit der Zeichnung halber nicht dargestellt ist, sei angemerkt, daß in dem üblichen System zwei oder mehr Sätze von Pumpen 2 3, Ventilen 24 und Steuereinheiten 36 in Parallelschaltung benutzt werden.)

Wenn aus irgendeinem Grund, beispielsweise wegen des Ausfalls eines Teils, das Speisewasserregelsystem 34 nicht in der Lage ist, den Wasserstand innerhmlb normaler Grenzen zu halten, kann der Wasserstand übermäßig niedrig oder hoch werden. Ein Wasserstandsdetektor 40 ist vorgesehen, um einen übermäßig niedrigen, außerhalb der Grenzen liegenden Wasserstand zu erkennen und ein Signal OL.

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zu erzeugen. Ebenso ist ein Wasserstandsdetektor 41 vorgesehen, um einen übermäßig hohen Wasserstand zu erkennen und ein Signal OL. zu erzeugen. Diese Signale werden an ein Reaktorschutzsystem 42 angelegt, das auf einen Grenzüberschroitungszustand anspricht und das Steuerstabregelsystem 28 veranlaßt, die Steuerstäbe einzufahren und den Peakt^r

Als weiterer Hintergrund für eine Erläuterung der Erfindung wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die ein bekanntes Wasserstandsregel system zeigt.

Wie in Fig. 1 werden Signale, die zu der Dampfdurchflußmenge oder -leistung und zu der Speisewasserdurchflußmenge oder -leistung proportional sind, von Differenzdruckmeldern 20 und 32 geliefert. Diese Signale werden an getrennte Eingänge) einer ersten algebraischen Summierschaltung 43 angelegt, die ein Ausgangssignal, das zu der Differenz zwischen ihnen proportional ist, über eine Leitung 44 abgibt, die mit einem Eingang einer zweiten Summierschaltung 46 verbunden ist.

Signale, die den Wasserstand in dem Behälter 10 angeben, werden auf Leitungen 47 , 47, von Differenzdruckmeldern

el D

39 bzw. 39, geliefert, die mit geeignet positionierten a D

Differenzdruckfühlern verbunden sind. Ein Schalter 48 wählt entweder das Signal auf der Leitung 47 oder auf der Leitung 47, nach Wahl des Reaktoroperators aus und das ausgewählte Signal wird normalerweise über eine Leitung an einen zweiten Eingang der Summierschaltung 46 angelegt.

Das Ausgangssignal der Summierschaltung 46 wird über eine Leitung 51, einen Schalter 52 und eine Leitung 45 an eine Wasserstandsregelschaltung 53 angelegt. Die Regelschaltung

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53 vergleicht das Signal aus der Summierschaltung mit Wasserstandssollwerten und legt ein Wasserstandskorrektursignal über eine Leitung 54 an die Steuereinheit 36 des Ventils 24 in der Speisewasserleitung 26 an, wodurch das Ventil 24 in der oben in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen W■■ ■ 1 ;e gesteuert wird.

Der Schalter 52 gestattet dem Operator, die Leitung 49 direkt mit der Wasserstandsregelschaltung 53 zu verbinden, so daß die Summierschaltung 46 außerhalb des Kreises liegt.

Eine Hauptsteuerstation 56, die in der Operatorposition angeordnet und mit der Wasserstandsregelschaltung 53 verbunden ist, liefert dem Operator geeignete Anzeigen und gestattet die Einstellung der Wasserstandssollwerte durch den Operator und eine manuelle Steuerung der Ventilsteuereinheit 36.

Das in Fig. 2 gezeigte bekannte System gestattet somit eine manuelle Auswahl des einen oder anderen der beiden Wasserstandsanzeigesignale auf den Leitungen 47 und 47. und

el 13

der Schalter 52 gestattet, die Dampf- und Speisewasserdurchflußvergleichsanordnung aus dem Kreis abzuschalten. Es ist jedoch keine Einrichtung vorgesehen, die im Falle von Störungen automatisch tätig wird.

Ein Wasserstandsregelsystem nach der Erfindung, das die Wahrscheinlichkeit einer Reaktorabschaltung wegen eines Ausfalls eines Teils des Systems verringert, ist in Fig. gezeigt. Merkmale, die dieses System von den vorherigen Systemen unterscheiden, sind das Vorhandensein wenigstens eines überzähligen Wasserstandsregelkanals, die automatische Umschaltung der Regelung von einem Kanal auf den anderen und das automatische Abschalten des Signals von der Dampf- und Speisewasserdurchflußvergleichsschaltung.

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Zu Erläuterungszwecken wird der Kanal A als der normale Steuerkanal und der Kanal B als der überzählige Kanal angesehen. Der Kanal A enthält folgende miteinander verbundene Elemente: Druckabgriffe oder Druckfühler 37 und 38 ,

a a

einen Differenzdruckmelder 39 , eine Hochwasserstands-

auslöseschaltung 57 , eine Niedrigwasserstandsauslöse-

schaltung 58 / eine Summierschaltung 46 , einen Umschalta a

kreis 52 und eine Wasserstandsregelschaltung 53 . Der a a

Kanal B enthält gleiche miteinander verbundene Elemente mit gleichen Bezugszahlen, die aber mit dem Index b versehen sind.

Der Differenzdruckmelder 39 liefert ein Ausgangssignal,

das den Wasserstand in dem Behälter 10 angibt. Dieses Signal wird an einen Eingang der Summierschaltung 46 über

el

die Leitung 47 angelegt. Der andere Eingang der Summierei

schaltung 46 ist mit der Leitung 44 verbunden, über die a

das Ausgangssignal der Summierschaltung 4 3 übertragen wird, das, wie oben beschrieben, zu der Differenz zwischen dem Dampfabfluß und dem Speisewasserzufluß proportional ist, wodurch das den Wasserstand anzeigende Signal durch das Durchflußdifferenzsignal modifiziert wird. Das Ausgangssignal der Summierschaltung 46 wird normalerweise über die Leitung 51 , den Schalter 52 und die Leitung 45 an die Wasserstandsregelschaltung 53 angelegt. Die Regel-

ei

schaltung 53 gibt das Wasserstandsregelsignal an eine Leia

tung 67 ab, die normalerweise über einen Schalter 68 mit a

der Ventilsteuereinheit 36 verbunden ist. Die Arbeitsweise des Kanals B ist gleich, wobei aber das Ausgangssignal der Summierschaltung 46, normalerweise an die Wasserstandsregelschaltung 53, angelegt wird.

Ein Merkmal der Erfindung ist das Vorsehen einer Änderungsgeschwindigkeitsschaltung 59, die das Durchflußmengendifferenzsignal auf der Leitung 44 überwacht und die Schalter

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52 und 52, auf eine vorbestimmte Anderungsgeschwindigkeit oder zeitliche Änderung in dem Differenzsignal hin betätigt. Es hat sich gezeigt, daß Ausfälle von Teilen gewöhnlich sprunghafte Vollausfälle sind. Ein solcher Ausfall ergibt daher in der Dampf-Speisewasser-Durchflußvergleichsschaltung (z.B. den Elementen 29, 32, 43) wahrscheinlich eine hohe Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangssignals der Summierschaltung 43 au: der Leitung Diese Änderungsgeschwindigkeit wird durch die Schaltung 59 erkannt, die daraufhin ein Ausgangssignal über eine Leitung 61 abgibt, das die Schalter 52 und 52, betätigt,

a 0

damit diese die Leitungen 47 und 47, direkt mit den

Leitungen 45 bzw. 45, verbinden, so daß die Summier- ^ a b

schaltungen 46 und 46. umgangen werden. (Eine Signalverbindung 62 von der Hauptsteuerstation 56 dient zum manuellen Zurückstellen der Schalter 52 und 52, .)

a b

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Umschaltung der Wasserstandsregelung von dem Kanal. A auf den Kanal U beim Erkennen, daß der Wasserstand sich über die obere oder über die untere Betriebsgrenze hinausbewegt hat, oder beim Erkennen einer schnellen Änderung in dem Wasserstandsregelsignal aus der Regelschaltung 53 .

Zum Erkennen des Ereignisses, daß der Wasserstand nach außerhalb der vorbestimmten Grenzen gedriftet ist, werden die Wasserstandssignale aus drei getrennten Differenzdruckmeldern 39 , 39, und 39 überwacht. Der Differenza b c

druckmelder 39 kann mit geeigneten Druckfühlern 37 und

38 verbunden oder mit dem Druckmelder 39. zu den Druckc b

fühlern 37, und 38, parallel geschaltet sein.

Zum Überwachen der Wasserstandssignale auf den Leitungen

47 , 47, und 47 aus den Druckmeldern 39 , 39, bzw. 39 sind abc abc

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Paare von Hoch- und Niedrigwasserstandseuslöseschaltun-

gen 57 und 5C mit der Leitung 47 , 57, und 58, mit der a a a ό ο

Leitung 47, und 57 und 58^ mit der Leitung 47 verbunden. (Die Wasserstandsauslöseschaltungen können bekannte Schwellenwertschaltungen, wie Schmitt-Triggerschaltungen/ sein, die ein Ausgangssignal nur dann erzeugen, wenn das Eingangssignal einen vorbestimmten Wert überschreitet oder unter einen vorbestimmten Wert abfällt.)

Die Hochwasserstandsauslösesignale H , H, und H werden an eine 2-aus-3-Logikschaltung 63 angelegt. Ebenso werden die Niedrigwasserstandsauslösesignale L , L und L an eine gleiche Logikschaltunq 64 angelegt. Die Ausgangssignale der Logikschaltung werden an eine ODER-Schaltung 65 angelegt. Auf das Vorhandensein von jeweils zwei der Hochwasserstandsauslösesignale oder jeweils zwei der Niedrigwasserstandsaus.1 ösesiqnale hin erzeugt daher die ODER-Schaltung 65 ein Ausgangskanalumschaltsignal auf einer Leitung 66, die mit dem Umschalter 68 verbunden ist.

In seiner normalen Stellung verbindet der Umschalter 68 die Wasserstandsregelschaltung 53 über die Leitung 67

a a

mit der Ventilsteuereinheit 36 zum Steuern des Speisewasserdurchflußsteuerventils 24 durch den Kanal A.

Ein Kanalumschaltsignal aus der ODER-Schaltung 65 auf der Leitung 66 betätigt den Umschalter 68, der die Wasserstandsregelschaltung 53. über die Leitung 67, mit der Ventilsteuereinheit 36 verbindet, wodurch die Wasserstandsregelung auf den Kanal B übertragen wird. (Eine Verbindung 69 zwischen dem Schalter 68 und der Hauptsteuerstation dient zum Zurückstellen des Schalters 68. Es ist klar, daß nicht gezeigte Verbindungen in der Operatorstation optische Anzeigen von verschiedenen Aspekten des Schaltungsbe-

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triebes/ wie beispielsweise der Zustände der Schalter 52 ,

52, und 68, liefern.)

Wenn ein Fehler in dem Kanal A eine hohe Änderungsgeschwindigkeit in dem Wasserstandsregelsignal auf der Leitung 67 verursacht, die eine große Änderung in dem Wasa

serdurchfluß zu dem Behälter über das Ventil 24 ergibt, kann die Kapazität der Speisewasserquelle (z.B. des Kondensators 22 in Fig. 1) zum Speichern oder Liefern des Speisewassers überschritten werden, bevor die Änderung in dem Wasserstand ausreicht, um die Niedrigwasserstands- oder Hochwasserstandsauslösesignale zu erzeugen, die zum übertragen der Regelung auf den Kanal B erforderlich sind.

Zum Verhindern einer solchen Möglichkeit ist ein weiteres Merkmal der Erfindung das Vorsehen einer Änderungsgeschwindigkeitsdetektorschaltung 70, die so angeschlossen ist, daß sie das Wasserstandsregelsignal an der Ventilsteuereinheit 36 überwacht. Auf eine hohe Änderungsgeschwindigkeit dieses Regelsignals hin erzeugt die Änderungsgeschwindigkeitsschaltung ein Ausgangssignal auf einer Leitung 75, die mit einem Eingang der ODER-Schaltung 65 verbunden ist. Auf dieses Signal hin liefert die ODER-Schaltung 65 ein Ausgangssignal auf der Leitung 66, das den Schalter 68 betätigt, wodurch die Wasserstandsregelung sofort auf den Kanal B umgeschaltet wird.

In dem hier dargestellten System wird die Speisewasserdurchflußmenge durch das Ventil 24 verändert. Es können andere SpeisewasserdurchfIußmengenänderungsvorrichtungen benutzt werden. Beispielsweise kann der Speisewasserdurchfluß durch Verwendung eines Antriebs mit veränderlicher Drehzahl für die Pumpe 2 3 verändert werden. In diesem Fall wird das Ventil 24 weggelassen und das Durchflußregelsignal wird an einen Drehzahlregler des drehzahlveränderli-

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chen Antriebs (nicht gezeigt) der Pumpe 23 angelegt.

Wenn die Regelung wegen einer schnellen Änderung in dem Wasserstandsregelsignal des Kanals Λ auf den Kanal B übertragen wird, kommt es wegen der sofortigen Umschaltung zu keiner nennenswerten Änderung in dem Behälterwasserstand; bei langsamen Änderungen des Behälterwasserstandes erfolgt die Umschaltung der Regelung von einem auf den anderen Kanal erst dann, wenn die vorbestimmten oberen oder unteren Betriebsgrenzen überschritten werden.

Ein Beispiel für die Arbeitsweise des Wasserstandsregelsystems von Fig. 3 bei einem sich langsam ändernden Wasserstand ist in Fig. 4 gezeigt. Der Anfangsteil 71 der Kurve zeigt den normalen Wasserstandsregelbetrieb bei Regelung durch den Kanal A. An der Stelle 72 ist angenommen, daß ein Fehler in dem Kanal A auftritt, der zu einem relativ langsamen Ansteigen des Wasserstandes führt. An der Stelle 73 überquert der Wasserstand die normale obere Grenze H.

Dieses Ereignis wird durch die Hochwasserstandsauslöseschaltungen 57 - 57 erkannt, die daraufhin wenigstens zwei der Signale H , H, und H erzeugen. Auf diese Signa-

a ο c

Ie hin erzeugt die Logikschaltung 63 ein Ausgangssignal über die ODER-Schaltung 65, das den Schalter 68 betätigt und somit die Wasserstandsregelung automatisch auf den Kanal B umschaltet. Nach der Übernahme der Regelung senkt der Kanal B den Wasserstand auf seine normale Höhe, was an der Stelle 74 angegeben ist. Die übertragung der Wasserstandsregelung von dem Kanal A auf den Kanal B könnte eine große Änderung im Speisewasserdurchfluß verursachen, wenn der Wasserstandssollwert der Wasserstandsregelschaltung

53. sich beträchtlich von dem Istbehälterwasserstand unterb

scheidet, wenn die Umschaltung erfolgt. Zum Verhindern ei-

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ner solchen großen Änderung im Speisewasserdurchfluß ist der durch die Regelschaltung 53. gebildete Wasserstandssollwert vorzugsweise beweglich statt fest, so daß er dem Istbehälterwasserstand zwischen der oberen und der unteren Betriebsgrenze folgt, oder es werden andere Maßnahmen getroffen, um die Änderungsgeschwindigkeit des Wasserstandsregelsignals zu begrenzen.

Wenn keine automatische Regelkanalumschaltung nach der Erfindung vorgesehen ist (beispielsweise bei einem bekannten System, wie es in Fig. 2 gezeigt ist), kann der Wasserstand ständig ansteigen, wie es die gestrichelte Kurve 76 zeigt, bis er den oberen Grenzüberschreitungswasserstand OL. erreicht, und der Reaktor müßte unnötigerweise abgeschaltet werden.

Untersuchungen des Betriebes und der Reaktorabschaltgeschichte einer großen Kernreaktoranlage zeigen, daß die Anwendung der Erfindung in einer solchen Anlage die jährlichen Reaktorabschaltungen um etwa 6% verringert, was mit einer jährlichen Einsparung an Kosten aufgrund der NichtVerfügbarkeit des Reaktors von mehreren hunderttausend Dollar pro Jahr verbunden ist.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche : Verfahren zum Halten des Fluidstandes zwischen einer oberen und einer unteren vorbestimmten Prenze in einem mit Fluid gefüllten Behälter eines Systems, der eine Abflußeinrichtung mit einer Abflußleitung zum Abführen von Fluid aus dem Behälter und eine Fluidzuflußeinrichtung mit einer Zuflußleitung und einer darin enthaltenen Zuflußmengenregeleinrichtung zum Einleiten von Fluid in den Behälter hat, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

1) Bereitstellen eines ersten und eines zweiten Fluidstandsregelkanals, von denen jeder Einrichtungen zum Abfühlen des Fluidstandes in dem Behälter und zum Bilden eines Fluidstandsregelsignals, das die Position des Fluidstandes in dem Behälter angibt, enthält;

2) Anlegen des Fluidstandsregelsignals des ersten Regelkanals normalerweise an die Zui Lußmengenregeleinrichtung, wodurch die Fluidzuflußmenge verändert wird, um den Fluidstand zwischen der oberen und der unteren Grenze zu halten;

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3) Bereitstellen von mehreren Fluidstandsüberwachungseinrichtungen, die jeweils normalerweise getrennte Anzeigesignale in dem Fall erzeugen, daß der Fluidstand die obere oder untere Grenze erreicht; und

4) Anlegen der Anzeigesignale an eine Mehrheitsabfühllogikeinrichtung, die auf die Anzeigesignale aus einer Mehrheit der Flui dstancLsilberwachungseinrichtungen anspricht und das Regelsignal des ersten Regelkanals von der Zuflußmengenregeleinrichtung abschaltet und das Regelsignal des zweiten Kanals daran anlegt, wodurch die Regelung des Fluidstandes in dem Behälter beim Ausfall des ersten Kanals automatisch auf den zweiten Kanal übertragen wird, um den Fluidstand zwischen der oberen und der unteren Grenze zu halten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:

Bereitstellen einer Einrichtung zum Erzeugen eines Differenzsignals, das die Differenz zwischen den Fluidabfluß- und lxuidzuflußmengen anzeigt, und Modifizieren der Regelsignale jedes Kanals auf das Differenzsignal hin, um dadurch eine schnelle Regelung des Fluidstandes in dem Behälter vorzunehmen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:

überwachen der Änderungsgeschwindigkeit des Differenzsignals und automatisches Abschalten des Differenzsignals von den Regelkanälen auf eine vorbestimmte Änderungsgeschwindigkeit des Differenzsignals hin.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Fluidstandsregelsignals des ersten Regelkanals überwacht wird

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und daß die Regelung des Fluidstandes in dem Behälter beim Erkennen einer Änderungsgeschwindigkeit des Fluidstandsregelsignals des ersten Kanals, die größer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, automatisch auf den zweiten Kanal umgeschaltet wird.

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