JP2616718B2 - 原子炉制御装置 - Google Patents

原子炉制御装置

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JP2616718B2
JP2616718B2 JP6285929A JP28592994A JP2616718B2 JP 2616718 B2 JP2616718 B2 JP 2616718B2 JP 6285929 A JP6285929 A JP 6285929A JP 28592994 A JP28592994 A JP 28592994A JP 2616718 B2 JP2616718 B2 JP 2616718B2
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は加圧水型原子炉の出力低
減操作時に発生する惧れがある炉心近傍での1次冷却材
の減圧沸騰を防止する原子炉制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高温,高圧の1次冷却材を原子炉圧力容
器の外部に導いて2次冷却材に熱を伝え、これから蒸気
を発生させる加圧水型原子炉に於いては、制御棒の挿入
等の出力低減操作を行うと、炉心温度が低下すると共
に、1次冷却材の圧力が低下する。この時、1次冷却材
の圧力低下の割合が大きく、温度低下の割合が小さい
と、1次冷却材の炉心近傍の温度がその時の圧力下での
沸点を越えてしまい、炉心近傍で1次冷却材の減圧沸騰
が発生してしまう場合がある。減圧沸騰が発生すると、
気泡の影響により炉心の反応が激しくなり、出力低減操
作を行っているにもかかわらず、出力が上昇してしま
う。
【0003】このような事態を防ぐため、従来は、出力
低減操作時、操作員が炉心温度を検出する炉心温度計の
検出結果を参照しながら、経験を頼りに制御棒の挿入,
挿入停止を繰り返し行うことにより、炉心近傍の1次冷
却材の減圧沸騰を防止するようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
は、操作員の経験を頼りに、出力低減操作時の減圧沸騰
を防ぐようにしていたため、操作員のミスにより減圧沸
騰が発生してしまう場合があるという問題点があると共
に、操作員に負担がかかるという問題があった。
【0005】そこで、本発明の目的は、操作員に負担を
かけることなく、出力低減操作時の減圧沸騰を防止する
ことができる原子炉制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、加圧水型原子炉の炉心近傍の1次冷却材の温
度を検出する冷却材温度計と、前記1次冷却材の圧力を
検出する冷却材圧力計と、運転装置による前記加圧水型
原子炉の出力低減操作時、前記冷却材温度計の検出結果
と前記冷却材圧力計の検出結果と前記1次冷却材の沸騰
曲線とに基づいて前記炉心近傍で前記1次冷却材が減圧
沸騰する惧れがあるか否かを判断し、減圧沸騰する惧れ
があると判断される期間、前記運転装置による出力低減
操作を停止させる沸騰曲線計算機とを備えたものであ
る。
【0007】また、本発明は上記目的を達成するため、
前記1次冷却材の圧力を制御する加圧器を備え、前記沸
騰曲線計算機は、前記炉心近傍で減圧沸騰が発生する惧
れがあると判断される期間、前記加圧器により前記1次
冷却材の現在の圧力を維持する。
【0008】
【作用】運転装置によって加圧水型原子炉の出力低減操
作が行われると、炉心の温度が低下する。これに伴っ
て、炉心近傍の1次冷却材の温度が低下すると共に、1
次冷却材の圧力が低下する。
【0009】1次冷却材の圧力,炉心近傍の1次冷却材
の温度は、それぞれ冷却材圧力計,冷却材温度計によっ
て検出されている。沸騰曲線計算機は、冷却材温度計の
検出結果と冷却材圧力計の検出結果と沸騰曲線とに基づ
いて炉心近傍の1次冷却材が減圧沸騰する惧れがあると
判断される期間、運転装置による出力低減操作を停止さ
せる。これにより、自然に、炉心近傍の1次冷却材の温
度が低下するか、或いは1次冷却材の圧力が回復し、冷
却材圧力計,冷却材温度計の検出結果によって定まる点
と沸騰曲線との間の距離が予め定められた値より大きく
なり、減圧沸騰が発生する惧れはなくなる。
【0010】また、別の構成では、沸騰曲線計算機は、
炉心近傍の1次冷却材が減圧沸騰する惧れがあると判断
される期間、運転装置による出力低減操作を停止させる
と共に、加圧器により1次冷却材を加圧し、1次冷却材
の現在の圧力を維持させる。これにより、自然に炉心近
傍の1次冷却材の温度が低下し、冷却材温度計,冷却材
圧力計の検出結果によって定まる点と沸騰曲線との間の
距離が予め定められた値より大きくなり、減圧沸騰が発
生する惧れはなくなる。
【0011】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。
【0012】図1は本発明の一実施例の構成図であり、
原子炉圧力容器1と、炉心2と、1次冷却材を循環させ
る冷却材循環路3a,3bと、1次冷却材の熱を2次冷
却材に伝える熱交換器4と、炉心2の近傍の1次冷却材
の温度を検出する冷却材温度計5と、1次冷却材の圧力
を検出する冷却材圧力計6と、加圧水型原子炉の出力低
減操作時に炉心2の近傍の1次冷却材が減圧沸騰する惧
れがあるか否かを判定する沸騰曲線計算機7と、沸騰曲
線計算機7で1次冷却材が減圧沸騰する惧れがあると判
定されている期間、警報信号を出力する信号出力器8
と、加圧水型原子炉の運転を制御する運転装置9とから
構成されている。
【0013】原子炉圧力容器1内の炉心2で加熱された
1次冷却材は、冷却材循環路3aを介して熱交換器4に
導かれ、ここで2次冷却材に熱を伝えた後、冷却材循環
路3bを介して原子炉圧力容器1に戻される。
【0014】冷却材温度計5では、原子炉圧力容器1と
熱交換器4との間を循環する1次冷却材の炉心2の近傍
の温度を検出し、検出結果を沸騰曲線計算機7に加えて
いる。また、冷却材圧力計6では、1次冷却材の圧力を
検出し、検出結果を沸騰曲線計算機7に加えている。
【0015】今、加圧水型原子炉が通常運転されている
時に、操作員が出力低減指示を運転装置9に入力したと
する。尚、この出力低減指示には、制御棒の挿入量を示
す情報が含まれている。
【0016】運転装置9は、出力低減指示が入力される
と、制御棒の挿入等の出力低減操作を開始すると共に、
沸騰曲線計算機7に出力低減操作を開始したことを通知
する。
【0017】運転装置9による出力低減操作が開始され
ると、炉心2の温度が低下し、これに伴って炉心2の近
傍の1次冷却材の温度が低下すると共に、1次冷却材の
圧力が低下する。この時、1次冷却材の圧力の低下が温
度の下降を追い越し、沸騰曲線を横切ると、炉心2の近
傍で1次冷却材の減圧沸騰が発生してしまう。
【0018】そこで、本実施例では、沸騰曲線計算機7
に以下の処理を行わせることにより、減圧沸騰の発生を
防止するようにしている。
【0019】沸騰曲線計算機7は、1次冷却材の各圧力
に於ける沸点を示す図2のような沸騰曲線21を内部に
記憶しており、運転装置9から出力低減操作の開始が通
知されると、冷却材温度計5の検出結果と、冷却材圧力
計6の検出結果と、沸騰曲線21とに基づいて炉心2の
近傍の1次冷却材が減圧沸騰する惧れがあるか否かを判
断する。ここで、1次冷却材が減圧沸騰する惧れがある
か否かは、例えば、冷却材温度計5の検出結果と冷却材
圧力計6の検出結果によって定まる点と、沸騰曲線21
との間の距離が予め定められた値L以下になったか否か
に基づいて判断する。
【0020】即ち、加圧水型原子炉が通常運転を行って
いる時は、1次冷却材の温度,圧力は図2の点22に示
すように、沸騰曲線21から離れた位置にあるが、出力
低減操作が行われ、1次冷却材の圧力の低下が温度の下
降を追い越すと、点23に示すように、沸騰曲線21と
の間の距離が予め定められた値L以下になるので、この
ような状態になった時、沸騰曲線計算機7は炉心2の近
傍で減圧沸騰が発生する惧れがあると判断する。
【0021】沸騰曲線計算機7は、減圧沸騰が発生する
惧れがあると判断すると、信号出力器8に対して警報信
号の出力を指示する。これにより、信号出力器8は、運
転装置9に対して警報信号を出力する。
【0022】警報信号が信号出力器8から出力される
と、運転装置9は、制御棒の挿入等の出力低減操作を一
時停止する。
【0023】出力低減操作が停止すると、自然に炉心温
度が低下し、1次冷却材の温度が1次冷却材の圧力に見
合うまで低下するか、或いは1次冷却材の圧力が炉心温
度に見合うまで回復する。即ち、冷却材温度計5の検出
結果と冷却材圧力計6の検出結果とによって定まる点
と、沸騰曲線21との間の距離が予め定められた値Lよ
りも大きくなる。
【0024】沸騰曲線計算機7は、冷却材温度計5の検
出結果と冷却材圧力計6の検出結果によって定まる点
と、沸騰曲線21との間の距離が予め定められた値Lよ
り大きくなると、信号出力器8に対して警報信号の解除
を指示する。これにより、信号出力器8は、警報信号の
出力を停止する。
【0025】信号出力器8から警報信号が出力されなく
なると、運転装置9は、制御棒の挿入等の出力低減操作
を再開する。
【0026】出力低減操作の再開後、再び、沸騰曲線計
算機7によって減圧沸騰が発生する惧れがあると判断さ
れると、前述したと同様の処理が行われる。以上の処理
が、操作員によって指定された挿入量だけ制御棒が挿入
されるまで、繰り返し行われる。運転装置9は、指定さ
れた挿入量だけ制御棒を挿入すると、出力低減操作を停
止すると共に、沸騰曲線計算機7に出力低減操作が完了
したことを通知する。これにより、沸騰曲線計算機7
は、その処理を終了する。
【0027】図3は本発明の他の実施例の構成図であ
り、図1に示した実施例と異なる点は、沸騰曲線計算機
7に代えて沸騰曲線計算機7’を設けた点、信号出力器
8に代えて信号出力器8’を設けた点及び1次冷却材の
圧力を制御する加圧器10を設けた点である。
【0028】運転装置9は操作員から出力低減指示が入
力されると、出力低減操作を開始すると共に、沸騰曲線
計算機7’に出力低減操作の開始を通知する。
【0029】この通知を受けると、沸騰曲線計算機7’
は、沸騰曲線計算機7と同様にして炉心2の近傍の1次
冷却材が減圧沸騰する惧れがあるか否かを判断する。そ
して、減圧沸騰する惧れがあると判断すると、信号出力
器8’に対して警報信号の出力を指示する。信号出力器
8’は、警報信号の出力指示を受けると、運転装置9に
対して警報信号を出力し、これにより、運転装置9は出
力低減操作を一時停止する。
【0030】また、沸騰曲線計算機7’は、減圧沸騰す
る惧れがあると判断した時点に於ける冷却材圧力計6の
検出結果を保持し、以後、保持した検出結果と冷却材圧
力計6の検出結果との差分を求め、その差分を信号出力
器8’に通知する。信号出力器8’は、沸騰曲線計算機
7’から差分が通知されると、加圧器10に対してその
差分を補償させるための制御信号を出力し、これにより
加圧器10は、1次冷却材の圧力を沸騰曲線計算機7’
によって減圧沸騰が発生する惧れがあると判断された時
点の圧力に維持する。
【0031】上記した処理が行われると、自然に炉心温
度が低下し、1次冷却材の温度が1次冷却材の圧力に見
合うまで低下する。即ち、冷却材温度計5の検出結果と
冷却材圧力計6の検出結果とによって定まる点と、沸騰
曲線21との間の距離が予め定められた値よりも大きく
なる。
【0032】沸騰曲線計算機7’は、冷却材温度計5の
検出結果と冷却材圧力計6の検出結果によって定まる点
と、沸騰曲線21との間の距離が予め定められた値より
大きくなると、信号出力器8’に対して警報信号の解除
を指示すると共に、加圧器10の動作を停止を指示す
る。これにより、信号出力器8は、運転装置9,加圧器
10に対する警報信号,制御信号の出力を停止する。
【0033】これにより、運転装置9は、制御棒の挿入
等の出力低減操作を再開し、加圧器10は1次冷却材に
対する圧力制御を停止する。
【0034】出力低減操作の再開後、再び、沸騰曲線計
算機7’によって減圧沸騰が発生する惧れがあると判断
されると、前述したと同様の処理が行われる。以上の処
理が、操作員によって指定された挿入量だけ制御棒が挿
入されるまで、繰り返し行われる。運転装置9は、指定
された挿入量だけ制御棒を挿入すると、出力低減操作を
停止すると共に、沸騰曲線計算機7’に出力低減操作が
完了したことを通知する。これにより、沸騰曲線計算機
7’は、その処理を終了する。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、加圧水型
原子炉の出力低減操作時、炉心近傍の1次冷却材の温度
を検出する冷却材温度計の検出結果と、1次冷却材の圧
力を検出する冷却材圧力計の検出結果と、1次冷却材の
沸騰曲線とに基づいて、1次冷却材が減圧沸騰する惧れ
があると判断される期間、運転装置による出力低減操作
を停止させる、或いは更に加圧器により1次冷却材を加
圧させる沸騰曲線計算機を備えているので、操作員に負
担をかけることなく、出力低減操作時の炉心近傍の1次
冷却材の減圧沸騰を防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成図である。
【図2】沸騰曲線計算機7の動作を説明するための図で
ある。
【図3】本発明の他の実施例の構成図である。
【符号の説明】
1…原子炉圧力容器 2…炉心 3a,3b…冷却材循環路 4…熱交換器 5…冷却材温度計 6…冷却材圧力計 7,7’…沸騰曲線計算機 8,8’…信号出力器 9…運転装置 10…加圧器

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加圧水型原子炉の炉心近傍の1次冷却材
    の温度を検出する冷却材温度計と、 前記1次冷却材の圧力を検出する冷却材圧力計と、 運転装置による前記加圧水型原子炉の出力低減操作時、
    前記冷却材温度計の検出結果と前記冷却材圧力計の検出
    結果と前記1次冷却材の沸騰曲線とに基づいて前記炉心
    近傍で前記1次冷却材が減圧沸騰する惧れがあるか否か
    を判断し、減圧沸騰する惧れがあると判断される期間、
    前記運転装置による出力低減操作を停止させる沸騰曲線
    計算機とを備えたことを特徴とする原子炉制御装置。
  2. 【請求項2】 前記1次冷却材の圧力を制御する加圧器
    を備え、 前記沸騰曲線計算機は、前記炉心近傍で減圧沸騰が発生
    する惧れがあると判断される期間、前記加圧器により前
    記1次冷却材の現在の圧力を維持することを特徴とする
    請求項1記載の原子炉制御装置。
  3. 【請求項3】 前記沸騰曲線計算機は、前記冷却材温度
    計の検出結果と前記冷却材圧力計の検出結果とによって
    定まる点と前記沸騰曲線との間の距離が予め定められた
    値以下の場合、前記炉心近傍で減圧沸騰が発生する惧れ
    があると判断することを特徴とする請求項2記載の原子
    炉制御装置。
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KR101664318B1 (ko) * 2015-01-05 2016-10-10 한국수력원자력 주식회사 중수로 원자력 발전소의 냉각재계통 운전제한조건 감시방법 및 장치

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