JP2543900B2 - 給水制御装置 - Google Patents

給水制御装置

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JP2543900B2
JP2543900B2 JP62192624A JP19262487A JP2543900B2 JP 2543900 B2 JP2543900 B2 JP 2543900B2 JP 62192624 A JP62192624 A JP 62192624A JP 19262487 A JP19262487 A JP 19262487A JP 2543900 B2 JP2543900 B2 JP 2543900B2
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俊治 国吉
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

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  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)

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、原子力発電所内に配置される原子炉の水位
を一定に制御するための給水制御装置に関する。
(従来の技術) 第3図に、この種の給水制御装置の従来例を示す。
給水制御装置100は水位制御器1と、原子炉給水用の
流量調整弁である給水調整弁(以下、FCVという)の開
度を制御するFCV制御器2と、CUW弁原子炉冷却材浄化系
(以下、CUW系という)に設置された原子炉排水用の流
量調整弁であるCUWブローダウン流量調整弁(以下、CUW
弁という)の開度を制御するCUW弁制御器3から構成さ
れる。
水位制御器1においては、操作員により予め決められ
た値に設定されている水位設定器10の出力信号S1と、原
子炉水位センサ200の出力信号S2が演算器11に入力さ
れ、その偏差がリミッタ付PI演算部12に入力される。リ
ミッタ付PI演算部12は、その入力信号にPI演算を施し、
予め設定された上限リミッタ値L1および下限リミッタ値
L2を越えない範囲で、水位制御器出力信号S3を出力す
る。
ECV制御器2においては、水位制御器出力信号S3を下
限リミッタ13に入力し、正の水位制御器出力信号S3のみ
をFCV制御部14へ出力する。FCV制御部14は下限リミッタ
13の出力信号を入力し、FCV開度指令信号S4をFCVに出力
する。
CUW弁制御器3においては、水位制御器出力信号S3
上限リミッタ15に入力し、負の水位制御器出力信号S3
みをCUW弁制御部16に出力する。CUW弁制御部16は上限リ
ミッタ15の出力信号を入力し、−Kのゲインを乗じてCU
W弁開度指令信号としてGUW弁に入力する。
即ち、水位設定器10より原子炉水位センサ200からの
信号が小さい場合は、水位制御器出力信号S3は正の値と
なり、FCV制御器2が動作し、FCV開度指令S4を増加させ
てゆき、原子炉へ給水を行ない原子炉水位センサ200か
らの信号S2を上げるように働く。また逆に、水位設定器
10より原子炉水位センサ200からの信号が大きい場合
は、水位制御器出力信号S3は負の値となり、CUW弁制御
器3が動作し、CUW弁開度指令S5を増加させてゆき、原
子炉から水を抜くことにより原子炉水位センサ200から
の信号S2を下げるように働く。
ところが、水位制御器1内のリミッタ付PI演算部12の
上/下限リミッタ値L1およびL2は給水調整弁FCVの定格
流量を100%としたとき、通常はL1=+100%,L2=−100
%に設定される。また、FCV制御部14のゲインは1であ
るが、CUW弁制御部16のゲイン−Kは、CUW弁の定格電流
が定格給水流量の5%程度であることを考慮し、絶対値
が等しい正,負の水位制御器出力信号S3に対してCUW弁
定格流量範囲内で同一の流量が得られるように、20倍程
度の値に設定される。これにより、各調整弁の持つ流量
容量を水位制御器1側で意識しなくて済むようになる。
なお、CUW弁制御部16のゲインは上記のように給水調整
弁FCVの定格流量とCUW弁の定格流量から計算により求ま
るが、この値は、実際には水位制御の応答試験により変
更される場合もある。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記従来装置においては、制御系の安
定化のためリミッタ付PI演算部12の積分時定数は大きな
値に設定されている。一方、CUW弁の定格流量容量は小
さいのにCUW弁制御部16のゲインは大きく設定されてい
る。このため、CUW弁は水位制御器1の出力信号S3が多
少負側に振れると全開に達する。一方、水位制御器出力
信号S3は、その後も負側に増加を続ける場合が生じ、そ
の水位制御器出力信号S3が正方向に向ってもCUW弁が閉
まり始めるまでに大きな時間遅れが生じる。
第4図は、このときの様子を示したもので、一定値を
示す水位設定器10の出力信号S1に対して、FCV弁により
原子炉水位センサ200の出力信号S2が増加し、両者は時
点t1で一致する。しかし、このときリミッタ付PI演算部
12の大きな積分時定数により、水位制御器出力信号S3は
すぐに0とはならず、従ってFCVもすぐには全閉しな
い。これにより、原子炉水位センサ出力信号S2は増加を
続ける一方、水位制御出力信号S3は減少を続け、正から
負に変る時点t2で、FCV開度指令S4は0となると共に、C
UW弁開度指令S5が立り上り、CUW弁が開く。この結果、
原子炉は給水から排水に変り、原子炉水位センサ出力信
号S2は減少して時点t3で再び給水制御装置出力信号S1
一致する。しかし、このときには水位制御器出力信号S3
が大きく負側に振れて最後はリミッタ付PI演算部12の下
限リミッタL2に到達する場合もある。また、このときCU
W弁は信号S3が下限リミッタL2に到達するずっと以前に
全開状態にある。
このため、原子炉水位センサ出力信号S2が水位設定器
10の出力信号S1を下回ることにより、水位制御器出力信
号S3が正方向に向うとき、時点t4までCUW弁は全開状態
にあり、CUW弁が閉まり始めるまで大きな時間遅れTが
生じ、水位の回復動作が遅れる問題があった。
なお、このような問題はCUW弁が閉まるときのみに生
じる問題に限らず、FCVが閉まるときも同様で、もし、F
CV制御部14のゲインが1より大きく、リミッタ付PI演算
部12の上限リミッタL1に対し、それよりも小さい水位制
御器出力信号S3でFCVが全開する場合は、上述同様水位
の回復動作が遅れる問題が生じる。
そこで本発明は、これらの問題を解決し、水位制御器
出力信号に対する原子炉給水用と排水用の各流量調整弁
の追従性を改善し、水位の回復動作を早めた安定性の高
い給水制御装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明は、水位制御器出力信号の上下限値を、その水
位制御器出力信号に応じて原子炉への給水用と排水用の
各流量調整弁をそれぞれ制御する各制御器に最大指令信
号を出力させるときの水位制御出力信号に一致させるよ
うにしたものである。
(作用) 水位制御器出力の上下限値は、各制御器の最大指令信
号に一致するため、水位制御器出力が上下限値内に減少
したとき、各流量調整弁はそれぞれむだ時間なく直ちに
閉まり始める。これにより水位の回復動作が早まり安定
性が良くなる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示す給水制御装置の構
成図で、図中、第3図と同一符号は同一または相当部分
を示す。第1図の構成で第3図と異なる点は、CUW弁制
御部16内の制御ゲイン−Kを入力信号とし、水位制御器
1内リミッタ付PI演算部12の下限リミッタL2の値を出力
する水位制御器出力下限リミッタ設定部17を追加してい
る点である。この水位制御器出力下限リミッタ設定部17
はCUW弁制御部16の制御ゲインを−Kとすれば、下記演
算式(1)により下限リミッタL2を決定し、水位制御器
1内リミッタ付PI演算部12に下限リミッタL2を出力する
ものである。
上記構成で、各部信号S1〜S5は第2図に示すように変
化する。即ち、第4図の説明同様にして、一定値を示す
水位設定器10の出力信号S1に対して、FCV開により原子
炉水位センサ200の出力信号S2が増加し、両者は時点t1
で一致する。しかし、このときリミッタ付PI演算部12の
大きな積分時定数により、水位制御器出力信号S3はすぐ
には0とはならず、従ってFCV弁もすぐには全閉しな
い。これにより、原子炉水位センサ出力信号S2は増加を
続ける一方、水位制御器出力信号S3は減少を続け、正か
ら負に変る時点t2で、FCV開度指令S4は0となると共
に、CUW弁開度指令S5が立ち上り、CUW弁が開く。この結
果、原子炉は給水から排水に変り、原子炉水位センサ出
力信号S2は減少して時点t3で再び給水制御装置出力信号
S1に一致する。
この時点t2〜t3の間、第3図の従来構成においては、
水位制御器出力信号S3が大きく負側に振れてCUW弁が全
開となってもなお負側に増加し続けていた。しかし、本
実施例においては、水位制御器出力信号S3は負側に振れ
てもCUW弁が全開となる時点t2′で負側への増加も停止
する。
この結果、原子炉水位センサ出力信号S2が水位設定器
10の出力信号S1を下回り、水位制御器出力信号S3が正方
向に向うと、即座にCUW弁が閉まり始める。また、このC
UW弁が全閉となったのちは、FCVが開くことになるた
め、原子炉水位センサ出力信号S2は、時点t3以降に見ら
れるように、第4図の従来例に比べてアンダーシュート
量が小さくなり、水位が早めに回復するようになる。
このように、本実施例では、(リミッタ付PI演算部下
限リミットL2)=(CUW弁開度指令が全開となるときの
水位制御器出力信号)を満足するように下限リミットL2
を決定しているので、水位制御器出力信号が下限リミッ
トL2で飽和した状態でも、水位設定器出力が原子炉水位
センサからの信号よりも大きくなった時点で即座にCUW
弁が閉まり始め、CUWが全閉となった後、FCVによる給水
が速やかに行なわれるようになる。
なお、上記実施例では、FCV制御器1台およびCUW弁制
御器1台で説明を行なったが、同様な機能を持つ制御器
が複数存在しても同様の作用効果が得られる。
また、上記実施例におけるCUW弁制御器はゲインのみ
から構成されているが、進み遅れ等の補償器が入ってい
てもそのゲインを使用すれば効果は同じである。
更に、CUW弁制御器のゲインにより水位制御器出力の
下限リミッタ値を決定しているが、アクチュエータ
(弁)側からの実開度信号あるいは全開位置検出リミッ
トスイッチにより全開位置を検出し、その信号により、
水位制御器出力信号にリミットをかけても同様の作用効
果が得られる。
また、以上の実施例では、CUW弁制御器に対する水位
制御器出力信号の下限を設定する場合について説明した
が、ゲインが1より大きいときのFCV制御器に対する水
位制御器出力信号の上限も同様にFCV全開となるときの
水位制御器出力信号に設定することにより、水位制御器
出力信号が上限リミットL1で飽和した状態でも、原子炉
水位センサからの信号が水位設定器出力よりも大きくな
ると即座にFCVが閉まり、水位変動が抑制されるように
なる。
[発明の効果] 以上に説明したように本発明によれば、水位制御器出
力信号の上下限値を、原子炉への給水用と排水用の各流
量調整弁が全開となるときの水位制御器出力信号とした
ので、水位制御器出力信号が上下限で飽和しても、水位
制御器出力信号が上下限値内に減少すると直ちに各流量
調整弁は閉まり始め水位の回復動作が迅速に行なわれ、
水位制御の安定性が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を示す給水制御装置のブロッ
ク構成図、第2図は第1図の各部信号のタイムチャー
ト、第3図は従来の給水制御装置のブロック構成図、第
4図は第3図の各部信号のタイムチャートである。 1……水位制御器、3……CPW弁制御器、12……リミッ
タ付PI演算部、16……CUW弁制御部、17……水位制御器
出力下限リミッタ設定部。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水位設定値と、原子炉水位値との偏差をリ
    ミッタ付PI演算部で制御演算して出力する水位制御器
    と、この水位制御器の正側出力信号に応動して原子炉給
    水用の流量調整弁の開度を制御する給水用制御器と、前
    記水位制御器の負側出力信号に応動して原子炉排水用の
    流量調整弁の開度を制御する排水用制御器とを備え、原
    子炉水位を一定に制御する給水制御装置において、 前記リミッタ付PI演算部の負側出力信号の下限値を、前
    記排水用制御器の制御ゲインに基づき前記排水用調整弁
    を全開にする最大指令信号を出力するときの前記水位制
    御器の出力信号値に設定する下限値設定手段と、 前記リミッタ付PI演算部の正側出力信号の上限値を、前
    記給水用制御器の制御ゲインに基づき前記給水用調整弁
    を全開にする最大指令信号を出力するときの前記水位制
    御器の出力信号値に設定する上限設定手段を設けたこと
    を特徴とする給水制御装置。
  2. 【請求項2】水位設定値と原子炉水位値との偏差をリミ
    ッタ付PI演算部で制御演算して出力する水位制御器と、
    この水位制御器の正側出力信号に応動して原子炉給水用
    の流量調整弁の開度を制御する給水用制御器と、前記水
    位制御器の負側出力信号に応動して原子炉排水用の流量
    調整弁の開度を制御する排水用制御器とを備え、原子炉
    水位を一定に制御する給水制御装置において、 前記リミッタ付PI演算部の負側出力信号の下限値を、前
    記排水用制御器の制御ゲインに基づき前記排水用調整弁
    を全開にする最大指令信号を出力するときの前記水位制
    御器の出力信号値に設定する下限値設定手段を設けたこ
    とを特徴とする給水制御装置。
  3. 【請求項3】水位設定値と原子炉水位値との偏差をリミ
    ッタ付PI演算部で制御演算して出力する水位制御器と、
    この水位制御器の正側出力信号に応動して原子炉給水用
    の流量調整弁の開度を制御する給水用制御器と、前記水
    位制御器の負側出力信号に応動して原子炉排水用の流量
    調整弁の開度を制御する排水用制御器とを備え、原子炉
    水位を一定に制御する給水制御装置において、 前記リミッタ付PI演算部の正側出力信号の上限値を、前
    記給水用制御器の制御ゲインに基づき前記給水用調整弁
    を全開にする最大指令信号を出力するときの前記水位制
    御器の出力信号値に設定する上限設定手段を設けたこと
    を特徴とする給水制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61272508A (ja) * 1985-05-27 1986-12-02 株式会社東芝 原子炉給水制御装置

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