JP3114448B2 - 蒸気発生プラントの給水制御装置 - Google Patents
蒸気発生プラントの給水制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蒸気発生プラントの給
水制御装置に係り、特に、沸騰水型原子力プラントに適
用するのに好適な蒸気発生プラントの給水制御装置に関
する。
水制御装置に係り、特に、沸騰水型原子力プラントに適
用するのに好適な蒸気発生プラントの給水制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の沸騰水型原子力プラントの給水制
御装置は、特開平3−295500 号公報の図１，図２及び図
４に示されている。
御装置は、特開平3−295500 号公報の図１，図２及び図
４に示されている。
【０００３】原子炉スクラムを検出し、時間遅れの後に
主水位制御器出力信号，給水流量信号、あるいは給水ポ
ンプタービン回転数のいずれか１信号の低条件が成立し
た場合に、タービン駆動給水ポンプをトリップさせると
ともに水位制御系を三要素から単要素制御に切替えてい
る。
主水位制御器出力信号，給水流量信号、あるいは給水ポ
ンプタービン回転数のいずれか１信号の低条件が成立し
た場合に、タービン駆動給水ポンプをトリップさせると
ともに水位制御系を三要素から単要素制御に切替えてい
る。
【０００４】タービン駆動給水ポンプのトリップと給水
制御の三単切替えは、従来スクラム後に運転員が手動で
行っていた操作を自動的に行うことにより、運転員の負
担を軽減するとともに、短時間で行う操作での誤操作防
止を目的としている。
制御の三単切替えは、従来スクラム後に運転員が手動で
行っていた操作を自動的に行うことにより、運転員の負
担を軽減するとともに、短時間で行う操作での誤操作防
止を目的としている。
【０００５】次に、前述の公報での動作を手動スクラム
時の挙動を例にとり簡単に説明する。
時の挙動を例にとり簡単に説明する。
【０００６】原子炉スクラムが発生すると、原子炉出力
の低下に合わせて全主蒸気流量が低下する。また、スク
ラムにより原子炉水位は低下するが、所定の値に達する
と、水位設定は自動的に所定の値に低下する。
の低下に合わせて全主蒸気流量が低下する。また、スク
ラムにより原子炉水位は低下するが、所定の値に達する
と、水位設定は自動的に所定の値に低下する。
【０００７】この時、給水流量は主蒸気流量よりも多い
過給水状態になっているため、原子炉水位の低下傾向は
短時間のうちに上昇傾向となり水位設定を上回る。主水
位制御器は、主蒸気流量，給水流量，原子炉水位の３信
号と水位設定値から比例積分演算を行うが、この挙動の
場合、短時間のうちに主水位制御器出力は所定の値に低
下し、インターロック条件が成立するため、タービン駆
動給水ポンプはトリップし制御モードは三要素から単要
素に切替えられる。
過給水状態になっているため、原子炉水位の低下傾向は
短時間のうちに上昇傾向となり水位設定を上回る。主水
位制御器は、主蒸気流量，給水流量，原子炉水位の３信
号と水位設定値から比例積分演算を行うが、この挙動の
場合、短時間のうちに主水位制御器出力は所定の値に低
下し、インターロック条件が成立するため、タービン駆
動給水ポンプはトリップし制御モードは三要素から単要
素に切替えられる。
【０００８】これにより、給水流量はスクラム後短時間
のうちに低下し、原子炉水位の上昇は抑制され、水位高
Ｌ8 に至らない。
のうちに低下し、原子炉水位の上昇は抑制され、水位高
Ｌ8 に至らない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
を以下に示す。
を以下に示す。
【００１０】前述の従来例は手動スクラム事象を例にと
って説明しているが、負荷遮断の場合以下の問題により
Ｌ8 に至る可能性が高くなる。
って説明しているが、負荷遮断の場合以下の問題により
Ｌ8 に至る可能性が高くなる。
【００１１】図６を用いて詳しく説明する。
【００１２】すなわち、負荷遮断時には主蒸気が減弁の
急閉により原子炉がスクラムするとともに、再循環ポン
プが２台トリップする。図６に破線で示す様に、原子炉
水位はスクラムによる出力の低下に伴い一旦低下する
が、再循環ポンプトリップによるボイドの発生に伴い上
昇する。
急閉により原子炉がスクラムするとともに、再循環ポン
プが２台トリップする。図６に破線で示す様に、原子炉
水位はスクラムによる出力の低下に伴い一旦低下する
が、再循環ポンプトリップによるボイドの発生に伴い上
昇する。
【００１３】その結果、手動スクラム時に比べ初期の原
子炉水位低下が小さいため、原子炉水位が水位レベルＨ
1 まで達せず水位設定変更が動作しないことも有り得
る。その場合、主水位制御器出力は図６の破線に示す様
に低下が遅れ、それに伴い給水流量の低下が遅れ、原子
炉水位は上昇し、給水ポンプがトリップしてもＬ8 に至
る可能性が高い。
子炉水位低下が小さいため、原子炉水位が水位レベルＨ
1 まで達せず水位設定変更が動作しないことも有り得
る。その場合、主水位制御器出力は図６の破線に示す様
に低下が遅れ、それに伴い給水流量の低下が遅れ、原子
炉水位は上昇し、給水ポンプがトリップしてもＬ8 に至
る可能性が高い。
【００１４】本発明の目的は、負荷遮断の様に水位設定
変更が働らかないスクラム事象において、主水位制御器
出力及び給水流量を速く低下させ、かつ給水ポンプを適
切なタイミングでトリップさせることにより確実にＬ8
を回避できる制御装置を提供することにある。
変更が働らかないスクラム事象において、主水位制御器
出力及び給水流量を速く低下させ、かつ給水ポンプを適
切なタイミングでトリップさせることにより確実にＬ8
を回避できる制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、蒸
気発生器がスクラムしたことを示すスクラム信号と三要
素制御が行われていることを示す三要素信号とが出力さ
れている場合に、蒸気発生器の主蒸気流量信号と給水流
量信号のミスマッチ信号に乗じる定数をミスマッチ流量
依存の可変の関数で与える。
気発生器がスクラムしたことを示すスクラム信号と三要
素制御が行われていることを示す三要素信号とが出力さ
れている場合に、蒸気発生器の主蒸気流量信号と給水流
量信号のミスマッチ信号に乗じる定数をミスマッチ流量
依存の可変の関数で与える。
【００１６】請求項２の発明では、スクラム信号が成立
し、さらに給水流量要求信号と水位偏差信号が所定の設
定値に至った時に、タービン駆動給水ポンプに対してト
リップ信号を出力する。
し、さらに給水流量要求信号と水位偏差信号が所定の設
定値に至った時に、タービン駆動給水ポンプに対してト
リップ信号を出力する。
【００１７】請求項３の発明では、タービン駆動給水ポ
ンプに対するトリップ信号の出力から所定時間後に三要
素制御から単要素制御への切り替えを行う。
ンプに対するトリップ信号の出力から所定時間後に三要
素制御から単要素制御への切り替えを行う。
【００１８】
【作用】本発明はこのように構成されるので、同じ過渡
事象でも、可変ミスマッチゲインを付加した場合と付加
しない場合では、炉水位の長期的な上昇に極めて大きな
影響がある。
事象でも、可変ミスマッチゲインを付加した場合と付加
しない場合では、炉水位の長期的な上昇に極めて大きな
影響がある。
【００１９】
【実施例】沸騰水型原子力発電プラントに適用した本発
明の好適な一実施例である蒸気発生プラントの給水制御
装置を図１及び図２に基づいて以下に説明する。沸騰水
型原子力プラントの原子炉の圧力容器は蒸気発生器であ
る。
明の好適な一実施例である蒸気発生プラントの給水制御
装置を図１及び図２に基づいて以下に説明する。沸騰水
型原子力プラントの原子炉の圧力容器は蒸気発生器であ
る。
【００２０】沸騰水型原子力プラントの通常運転時にお
いて、原子炉圧力容器(蒸気発生器)１内の炉心２で加熱
された冷却水（給水）は、蒸気となる。この蒸気は、原
子炉圧力容器１から吐出され、主蒸気管４を通ってター
ビン（図示せず）に送られる。タービンから排気される
蒸気は、復水器（図示せず）にて凝縮されて水になる。
復水器から吐出された凝縮水、すなわち原子炉の冷却水
となる給水は、給水配管３で復水脱塩器（図示せず）、
復水ポンプ（図示せず）、及び低圧給水加熱器（図示せ
ず）に供給される。さらに、給水は、給水配管の分岐管
３Ａ及び３Ｂに設けられた２台のＴＤ−ＲＦＰ４Ａ及び
４Ｂで加圧され、高圧給水加熱器で加熱され、原子炉圧
力容器１内に供給される。図示されていないが、低圧お
よび高圧給水加熱器には、主蒸気配管４の抽気蒸気が給
水の加熱源として供給される。この抽気蒸気は、各々給
水加熱器内で凝縮され、ドレンとして復水器に導かれ
る。
いて、原子炉圧力容器(蒸気発生器)１内の炉心２で加熱
された冷却水（給水）は、蒸気となる。この蒸気は、原
子炉圧力容器１から吐出され、主蒸気管４を通ってター
ビン（図示せず）に送られる。タービンから排気される
蒸気は、復水器（図示せず）にて凝縮されて水になる。
復水器から吐出された凝縮水、すなわち原子炉の冷却水
となる給水は、給水配管３で復水脱塩器（図示せず）、
復水ポンプ（図示せず）、及び低圧給水加熱器（図示せ
ず）に供給される。さらに、給水は、給水配管の分岐管
３Ａ及び３Ｂに設けられた２台のＴＤ−ＲＦＰ４Ａ及び
４Ｂで加圧され、高圧給水加熱器で加熱され、原子炉圧
力容器１内に供給される。図示されていないが、低圧お
よび高圧給水加熱器には、主蒸気配管４の抽気蒸気が給
水の加熱源として供給される。この抽気蒸気は、各々給
水加熱器内で凝縮され、ドレンとして復水器に導かれ
る。
【００２１】ＴＤ−ＲＦＰ４Ａ及び４Ｂは、タービン
（図示せず）から抽気管６Ａ及び６Ｂで抽気された蒸気
をタービン５Ａ及び５Ｂにそれぞれ供給することにより
駆動される。これらの抽気蒸気は、図示されていないが
低圧給水加熱器に排気される。
（図示せず）から抽気管６Ａ及び６Ｂで抽気された蒸気
をタービン５Ａ及び５Ｂにそれぞれ供給することにより
駆動される。これらの抽気蒸気は、図示されていないが
低圧給水加熱器に排気される。
【００２２】ＴＤ−ＲＦＰ４Ａ及び４Ｂの回転数制御
は、タービン５Ａ及び５Ｂに供給する抽気蒸気の流量を
抽気管６Ａ及び６Ｂに設けられた蒸気加減弁７Ａ及び７
Ｂの開閉により調節して行われる。給水配管３の分岐管
３Ｃ及び３Ｄに設けられるＭＤ−ＲＦＰ９Ａ及び９Ｂ
は、原子炉の通常運転時にはＴＤ−ＲＦＰ４Ａ及び４Ｂ
のバックアップ用として待機状態にある。ＭＤ−ＲＦＰ
９Ａは、原子炉の起動時および停止時に駆動される。Ｍ
Ｄ−ＲＦＰ９Ｂは、ＭＤ−ＲＦＰ９Ａのバックアップと
しても用いられる。ＭＤ−ＲＦＰ９Ａ及び９Ｂにて供給
される給水の流量制御は、分岐管３Ｃ及び３Ｄに設けら
れた給水調節弁(流量調整弁)１１Ａ及び11Ｂで行われ
る。タービン蒸気加減弁７Ａ及び７Ｂ及び給水調整弁１
１Ａ及び１１Ｂによる給水流量の制御は、原子炉圧力容
器１内の水位を計る水位計１２，給水配管３に設けられ
た給水流量計１３及び主蒸気配管４に設けられた主蒸気
流量計１４の計測値を入力している給水制御器１５にて
行われる。給水制御器１５は、計測信号から給水流量要
素信号を演算する主水位制御器，ＭＤ−ＲＦＰ制御装
置，関数発生器及びタービン速度コントローラで構成さ
れる。給水ポンプトリップ回路１６のロジックの詳細を
図２に示す。
は、タービン５Ａ及び５Ｂに供給する抽気蒸気の流量を
抽気管６Ａ及び６Ｂに設けられた蒸気加減弁７Ａ及び７
Ｂの開閉により調節して行われる。給水配管３の分岐管
３Ｃ及び３Ｄに設けられるＭＤ−ＲＦＰ９Ａ及び９Ｂ
は、原子炉の通常運転時にはＴＤ−ＲＦＰ４Ａ及び４Ｂ
のバックアップ用として待機状態にある。ＭＤ−ＲＦＰ
９Ａは、原子炉の起動時および停止時に駆動される。Ｍ
Ｄ−ＲＦＰ９Ｂは、ＭＤ−ＲＦＰ９Ａのバックアップと
しても用いられる。ＭＤ−ＲＦＰ９Ａ及び９Ｂにて供給
される給水の流量制御は、分岐管３Ｃ及び３Ｄに設けら
れた給水調節弁(流量調整弁)１１Ａ及び11Ｂで行われ
る。タービン蒸気加減弁７Ａ及び７Ｂ及び給水調整弁１
１Ａ及び１１Ｂによる給水流量の制御は、原子炉圧力容
器１内の水位を計る水位計１２，給水配管３に設けられ
た給水流量計１３及び主蒸気配管４に設けられた主蒸気
流量計１４の計測値を入力している給水制御器１５にて
行われる。給水制御器１５は、計測信号から給水流量要
素信号を演算する主水位制御器，ＭＤ−ＲＦＰ制御装
置，関数発生器及びタービン速度コントローラで構成さ
れる。給水ポンプトリップ回路１６のロジックの詳細を
図２に示す。
【００２３】本実施例の給水制御装置は、水位計１２，
給水制御器１５，給水ポンプトリップ回路１６を有して
いる。
給水制御器１５，給水ポンプトリップ回路１６を有して
いる。
【００２４】沸騰水型原子力プラントの起動時に、原子
炉圧力容器１内の炉心２に挿入されていた制御棒３６が
引抜かれ、原子炉圧力容器１内の昇温，昇圧操作が行わ
れる。原子炉圧力容器１内への給水の供給は、給水配管
３で行われる。原子炉出力の上昇に伴って、ＭＤ−ＲＦ
Ｐ２台運転、ＴＤ−ＲＦＰ１台運転及びTD−RFP２ 台運
転へと給水ポンプの運転が移行する。原子炉の通常運転
時には、ＴＤ−ＲＦＰ４Ａ及び４Ｂが運転されいる。Ｍ
Ｄ−ＲＦＰ及びＴＤ−ＲＦＰにおける給水流量の制御
は、給水制御器１５で行われる。すなわち、給水制御器
１５は、水位計１２，給水流量計１３及び主蒸気流量計
１４でそれぞれ検出された原子炉水位，給水流量及び蒸
気流量の三つの信号を入力し、主水位制御器にてこれら
の三つの信号のＰ，Ｉ演算により作成されるＴＤ−ＲＦ
Ｐ４Ａ及び４Ｂのタービン回転数要求信号Ｓ1及びＳ2を
出力する。
炉圧力容器１内の炉心２に挿入されていた制御棒３６が
引抜かれ、原子炉圧力容器１内の昇温，昇圧操作が行わ
れる。原子炉圧力容器１内への給水の供給は、給水配管
３で行われる。原子炉出力の上昇に伴って、ＭＤ−ＲＦ
Ｐ２台運転、ＴＤ−ＲＦＰ１台運転及びTD−RFP２ 台運
転へと給水ポンプの運転が移行する。原子炉の通常運転
時には、ＴＤ−ＲＦＰ４Ａ及び４Ｂが運転されいる。Ｍ
Ｄ−ＲＦＰ及びＴＤ−ＲＦＰにおける給水流量の制御
は、給水制御器１５で行われる。すなわち、給水制御器
１５は、水位計１２，給水流量計１３及び主蒸気流量計
１４でそれぞれ検出された原子炉水位，給水流量及び蒸
気流量の三つの信号を入力し、主水位制御器にてこれら
の三つの信号のＰ，Ｉ演算により作成されるＴＤ−ＲＦ
Ｐ４Ａ及び４Ｂのタービン回転数要求信号Ｓ1及びＳ2を
出力する。
【００２５】蒸気加減弁７Ａ及び７Ｂは、それらのター
ビン回転数要求信号Ｓ1及びＳ2を入力することによって
要素信号Ｓ1及びＳ2に応じて弁開度が調節される。この
ため、ＴＤ−ＲＦＰ４Ａ及び４Ｂから吐出される給水流
量が調節される。給水制御器１５は、ＭＤ−ＲＦＰ９Ａ
または９Ｂが駆動されている場合に、入力した原子炉水
位，給水流量及び蒸気流量のＰＩ演算で得られる給水調
節弁１１Ａ及び１１Ｂの弁開度要求信号Ｓ3及びＳ4を出
力する。給水調整弁１１Ａ及び１１Ｂは、入力した弁開
度要求信号Ｓ3及びＳ4に応じて弁開度を調節する。この
ため、ＭＤ−ＲＦＰ９Ａ及び９Ｂから吐出された給水流
量の調節がなされる。このように給水流量の制御が給水
制御器１５により行われることによって、原子炉水位が
一定に制御される。
ビン回転数要求信号Ｓ1及びＳ2を入力することによって
要素信号Ｓ1及びＳ2に応じて弁開度が調節される。この
ため、ＴＤ−ＲＦＰ４Ａ及び４Ｂから吐出される給水流
量が調節される。給水制御器１５は、ＭＤ−ＲＦＰ９Ａ
または９Ｂが駆動されている場合に、入力した原子炉水
位，給水流量及び蒸気流量のＰＩ演算で得られる給水調
節弁１１Ａ及び１１Ｂの弁開度要求信号Ｓ3及びＳ4を出
力する。給水調整弁１１Ａ及び１１Ｂは、入力した弁開
度要求信号Ｓ3及びＳ4に応じて弁開度を調節する。この
ため、ＭＤ−ＲＦＰ９Ａ及び９Ｂから吐出された給水流
量の調節がなされる。このように給水流量の制御が給水
制御器１５により行われることによって、原子炉水位が
一定に制御される。
【００２６】本実施例は、原子炉がスクラムした場合に
検出される原子炉スクラム信号Ｓ5と、給水制御器１５
内で演算される主水位制御器出力信号Ｓ18，水位計１２
で検出された水位偏差信号Ｓ16を給水ポンプトリップ回
路１６に取込み、また、給水流量信号と主蒸気流量信号
のミスマッチゲインを原子炉スクラム後に可変とするこ
とにより、原子炉スクラム後の水位制御性の向上を計
り、適切なタイミングで給水ポンプトリップ信号を出力
する。
検出される原子炉スクラム信号Ｓ5と、給水制御器１５
内で演算される主水位制御器出力信号Ｓ18，水位計１２
で検出された水位偏差信号Ｓ16を給水ポンプトリップ回
路１６に取込み、また、給水流量信号と主蒸気流量信号
のミスマッチゲインを原子炉スクラム後に可変とするこ
とにより、原子炉スクラム後の水位制御性の向上を計
り、適切なタイミングで給水ポンプトリップ信号を出力
する。
【００２７】トリップ判定回路１６の機能を図２に基づ
いて以下に説明する。
いて以下に説明する。
【００２８】給水制御器１５から入力した主水位制御器
出力信号Ｓ18は、主水位制御器判定回路で所定の値と比
較され、所定の値（例えば、５０％）を下回り、かつタ
イマ（限時動作瞬時復帰時限タイマ：略してＴＰＵ）で
設定した所定の時間を継続し、また、原子炉水位と、設
定水位の差（以下、水位偏差）が、所定の値を下回り、
かつタイマ（ＴＰＵ）にて設定した所定の時間を継続し
た場合、原子炉スクラム信号Ｓ5 とのＡＮＤで、ＴＤ−
ＲＦＰトリップ信号Ｓ7，Ｓ8を出力する。また、タイマ
（瞬時動作限時復帰時限タイマ：略してＴＤＯ）とタイ
マ（ＴＰＵ）にて設定した所定の時間を継続した場合に
同様の信号を給水制御器１５へ出力し、給水制御系の制
御モードを、主蒸気流量，給水流量，原子炉水位の３信
号を用いて演算する三要素制御から、水位信号だけを取
り込んで演算する単要素制御への切替えをする。また、
長期的な原子炉水位の上昇を抑制するため、原子炉スク
ラムと同時に、トリップ回路１６から出力される信号Ｓ
17によって、スイッチ３０を切替えることによって、主
蒸気流量と給水流量のミスマッチゲインを可変ミスマッ
チゲインに切替える。図３のＧＯは、一定のゲインを記
憶している。図３における三要素信号Ｓ15は、スイッチ
３１が三要素側に切替ったことを検出して出力される。
出力信号Ｓ18は、主水位制御器判定回路で所定の値と比
較され、所定の値（例えば、５０％）を下回り、かつタ
イマ（限時動作瞬時復帰時限タイマ：略してＴＰＵ）で
設定した所定の時間を継続し、また、原子炉水位と、設
定水位の差（以下、水位偏差）が、所定の値を下回り、
かつタイマ（ＴＰＵ）にて設定した所定の時間を継続し
た場合、原子炉スクラム信号Ｓ5 とのＡＮＤで、ＴＤ−
ＲＦＰトリップ信号Ｓ7，Ｓ8を出力する。また、タイマ
（瞬時動作限時復帰時限タイマ：略してＴＤＯ）とタイ
マ（ＴＰＵ）にて設定した所定の時間を継続した場合に
同様の信号を給水制御器１５へ出力し、給水制御系の制
御モードを、主蒸気流量，給水流量，原子炉水位の３信
号を用いて演算する三要素制御から、水位信号だけを取
り込んで演算する単要素制御への切替えをする。また、
長期的な原子炉水位の上昇を抑制するため、原子炉スク
ラムと同時に、トリップ回路１６から出力される信号Ｓ
17によって、スイッチ３０を切替えることによって、主
蒸気流量と給水流量のミスマッチゲインを可変ミスマッ
チゲインに切替える。図３のＧＯは、一定のゲインを記
憶している。図３における三要素信号Ｓ15は、スイッチ
３１が三要素側に切替ったことを検出して出力される。
【００２９】以上に示した本実施例の作用を、沸騰水型
原子力プラントの定格出力運転時で発電機負荷遮断が起
こった場合を例にとり、図２を用いて説明する。
原子力プラントの定格出力運転時で発電機負荷遮断が起
こった場合を例にとり、図２を用いて説明する。
【００３０】発電機負荷遮断が起こると、ＰＬＵＲＹ
（パワーロードアンバランスリレー）が動作し、発電機
のタービンがトリップする。同時にＭＳＵ（主蒸気止め
弁）及びＣＶ（加減弁）が急閉、ＢＰＶが急開し、原子
炉スクラムが起こる。原子炉がスクラムすると制御棒が
急速全挿入され、同時に可変ミスマッチゲインが動作す
る。また、原子炉の冷却水を循環させている再循環ポン
プは、ＲＰＴ（再循環ポンプトリップ）し、原子炉出力
を低下させる。制御棒挿入及びＭＳＵ急閉による炉圧の
上昇により、炉心内のボイドが急減する為、原子炉水位
は急速に低下するが、炉圧が逃し弁の設定値に達する
と、逃し弁が吹き、急激な炉内の減圧により、炉心内の
ボイドが急増し原子炉水位は上昇する。ここで、原子炉
水位が設定水位に戻ると、原子炉水位偏差信号Ｓ16及び
主制御器出力信号Ｓ18は、それぞれの設定値と比較され
る。これらの信号が比較によって条件を満したと判定さ
れた場合ＡＮＤ回路５０に「１」を出力する。このと
き、原子炉スクラム信号がトリップ回路１６に入力され
ると、ＡＮＤ回路５０の原子炉のスクラムの各条件が成
立し、ＴＤ−ＲＦＰトリップ信号Ｓ7，Ｓ8がアンド回路
５０から出力され、さらに、ＴＤ−ＲＦＰ１台目がトリ
ップした事によって、ＭＤ−ＲＦＰ２台が起動し、ＴＤ
−ＲＦＰ２台目をトリップする。原子炉水位は、ＴＤ−
ＲＦＰ１台目，２台目トリップと、圧力制御による炉圧
の上昇によって、急激に低下する。図６に示す様に、従
来の技術では、給水制御器では、原子炉水位が大幅に低
下した場合、給水流量を増加させ水位の低下を防ぐ様に
制御するが、一旦回復した水位はその後上昇を続け、通
常水位を越えた後、大きくオーバーシュートしタービン
トリップ設定値（図示せず）に肉薄する。上記を防止す
るため、可変ミスマッチゲインを設け、早めに給水流量
を絞ることによって、水位のオーバーシュートを抑えて
いる。また、可変ミスマッチゲインを付加する事によ
り、炉圧の加圧時（圧力制御による加圧）にＬ3 に原子
炉水位が到達し、Ｌ3 水位設定変更が動作することも期
待できる。
（パワーロードアンバランスリレー）が動作し、発電機
のタービンがトリップする。同時にＭＳＵ（主蒸気止め
弁）及びＣＶ（加減弁）が急閉、ＢＰＶが急開し、原子
炉スクラムが起こる。原子炉がスクラムすると制御棒が
急速全挿入され、同時に可変ミスマッチゲインが動作す
る。また、原子炉の冷却水を循環させている再循環ポン
プは、ＲＰＴ（再循環ポンプトリップ）し、原子炉出力
を低下させる。制御棒挿入及びＭＳＵ急閉による炉圧の
上昇により、炉心内のボイドが急減する為、原子炉水位
は急速に低下するが、炉圧が逃し弁の設定値に達する
と、逃し弁が吹き、急激な炉内の減圧により、炉心内の
ボイドが急増し原子炉水位は上昇する。ここで、原子炉
水位が設定水位に戻ると、原子炉水位偏差信号Ｓ16及び
主制御器出力信号Ｓ18は、それぞれの設定値と比較され
る。これらの信号が比較によって条件を満したと判定さ
れた場合ＡＮＤ回路５０に「１」を出力する。このと
き、原子炉スクラム信号がトリップ回路１６に入力され
ると、ＡＮＤ回路５０の原子炉のスクラムの各条件が成
立し、ＴＤ−ＲＦＰトリップ信号Ｓ7，Ｓ8がアンド回路
５０から出力され、さらに、ＴＤ−ＲＦＰ１台目がトリ
ップした事によって、ＭＤ−ＲＦＰ２台が起動し、ＴＤ
−ＲＦＰ２台目をトリップする。原子炉水位は、ＴＤ−
ＲＦＰ１台目，２台目トリップと、圧力制御による炉圧
の上昇によって、急激に低下する。図６に示す様に、従
来の技術では、給水制御器では、原子炉水位が大幅に低
下した場合、給水流量を増加させ水位の低下を防ぐ様に
制御するが、一旦回復した水位はその後上昇を続け、通
常水位を越えた後、大きくオーバーシュートしタービン
トリップ設定値（図示せず）に肉薄する。上記を防止す
るため、可変ミスマッチゲインを設け、早めに給水流量
を絞ることによって、水位のオーバーシュートを抑えて
いる。また、可変ミスマッチゲインを付加する事によ
り、炉圧の加圧時（圧力制御による加圧）にＬ3 に原子
炉水位が到達し、Ｌ3 水位設定変更が動作することも期
待できる。
【００３１】本実施例の特徴は、蒸気発生プラントの中
で、原子力プラント、特に給水ポンプの揚程の高いイン
ライン方式を採用している原子力発電プラントに有効で
あり、可変ミスマッチゲインを付加する事により、炉水
位レベルを安定に制御することができる。また、原子炉
水位を監視し、ＴＤ−ＲＦＰのトリップ条件に付加する
ことにより、誤信号によるＴＤ−ＲＦＰトリップ信号を
発生する事が極めて少なくなり、信頼性が確保できる。
で、原子力プラント、特に給水ポンプの揚程の高いイン
ライン方式を採用している原子力発電プラントに有効で
あり、可変ミスマッチゲインを付加する事により、炉水
位レベルを安定に制御することができる。また、原子炉
水位を監視し、ＴＤ−ＲＦＰのトリップ条件に付加する
ことにより、誤信号によるＴＤ−ＲＦＰトリップ信号を
発生する事が極めて少なくなり、信頼性が確保できる。
【００３２】
【発明の効果】同じ過渡事象でも、可変ミスマッチゲイ
ンを付加した場合と付加しない場合では、炉水位の長期
的な上昇に極めて大きな影響がある。
ンを付加した場合と付加しない場合では、炉水位の長期
的な上昇に極めて大きな影響がある。
【００３３】可変ミスマッチゲインを付加した場合に
は、長期な水位の上昇によって、タービントリップ設定
値（図示せず）に対して余裕を持って回避できるが、可
変ミスマッチゲインを付加しない場合には、タービント
リップ設定値に対して肉薄する程、原子炉水位が上昇す
る。
は、長期な水位の上昇によって、タービントリップ設定
値（図示せず）に対して余裕を持って回避できるが、可
変ミスマッチゲインを付加しない場合には、タービント
リップ設定値に対して肉薄する程、原子炉水位が上昇す
る。
【図１】本発明一実施例を含む原子力発電プラントの系
統図。
統図。
【図２】図１のＴ／Ｄ ＲＦＰトリップ回路の詳細構成
図。
図。
【図３】図１の給水制御器の詳細構成図。
【図４】従来の技術によるプラント挙動説明図。
【図５】本発明によるプラント挙動説明図。
【図６】従来例の特性を示す説明図。
１…原子炉圧力容器、２…給水配管、４Ａ，４Ｂ…ター
ビン駆動給水ポンプ、５Ａ，５Ｂ…タービン、６Ａ，６
Ｂ…抽気管、７Ａ，７Ｂ…蒸気加減弁、８Ａ，８Ｂ…蒸
気止め弁、９Ａ，９Ｂ…モータ駆動給水ポンプ、１１
Ａ，１１Ｂ…給水調節弁、１２…水位計、１３…給水流
量計、１４…主蒸気流量計、１５…給水制御器、１６…
給水ポンプトリップ回路。
ビン駆動給水ポンプ、５Ａ，５Ｂ…タービン、６Ａ，６
Ｂ…抽気管、７Ａ，７Ｂ…蒸気加減弁、８Ａ，８Ｂ…蒸
気止め弁、９Ａ，９Ｂ…モータ駆動給水ポンプ、１１
Ａ，１１Ｂ…給水調節弁、１２…水位計、１３…給水流
量計、１４…主蒸気流量計、１５…給水制御器、１６…
給水ポンプトリップ回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−180500（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−302199（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−207806（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−52991（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−11897（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−147197（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21D 3/04 F22D 5/30 F22D 5/32 G21D 3/08
Claims (3)
- 【請求項１】蒸気発生器の実水位と設定水位から水位偏
差を演算し、この水位偏差信号に前記蒸気発生器の主蒸
気流量信号と給水流量信号のミスマッチ信号を加算する
ことにより得られた給水流量要求信号を出力する主水位
制御器と、前記給水流量要求信号に基づいて前記蒸気発
生器に給水を供給するタービン駆動給水ポンプと、前記
タービン駆動給水ポンプのバックアップ用でかつこれよ
り小容量の電動駆動給水ポンプを有する蒸気発生器の給
水制御装置において、 前記蒸気発生器がスクラムしたことを示すスクラム信号
と三要素制御が行われていることを示す三要素信号とが
出力されている場合に、前記蒸気発生器の主蒸気流量信
号と給水流量信号のミスマッチ信号に乗じる定数をミス
マッチ流量依存の可変の関数で与えることを特徴とする
蒸気発生プラントの給水制御装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記スクラム信号が成
立し、さらに前記給水流量要求信号と前記水位偏差信号
が所定の設定値に至った時に、前記タービン駆動給水ポ
ンプに対してトリップ信号を出力する制御手段を備えた
ことを特徴とする蒸気発生プラントの給水制御装置。 - 【請求項３】請求項２において、前記タービン駆動給水
ポンプに対するトリップ信号の出力から所定時間後に三
要素制御から単要素制御への切り替えを行うことを特徴
とする蒸気発生プラントの給水制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05215476A JP3114448B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 蒸気発生プラントの給水制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05215476A JP3114448B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 蒸気発生プラントの給水制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0763889A JPH0763889A (ja) | 1995-03-10 |
| JP3114448B2 true JP3114448B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=16673012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05215476A Expired - Fee Related JP3114448B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 蒸気発生プラントの給水制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3114448B2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP05215476A patent/JP3114448B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0763889A (ja) | 1995-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |