JP4101639B2 - 原子炉の炉心流量制御方法および同制御装置 - Google Patents
原子炉の炉心流量制御方法および同制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4101639B2 JP4101639B2 JP2002372982A JP2002372982A JP4101639B2 JP 4101639 B2 JP4101639 B2 JP 4101639B2 JP 2002372982 A JP2002372982 A JP 2002372982A JP 2002372982 A JP2002372982 A JP 2002372982A JP 4101639 B2 JP4101639 B2 JP 4101639B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pump
- speed
- flow rate
- core flow
- reactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターナルポンプを備えた改良型沸騰水型原子炉の炉心流量制御方法および同制御装置に係り、特にインターナルポンプの運転方法およびインターナルポンプの運転制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の従来技術について、図12〜図15を参照して説明する。図12(A),(B)は、改良型沸騰水型原子炉の炉心およびインターナルポンプの構成を示す縦断面図および横断面図である。
【0003】
図12に示すように、改良型沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器1には炉心2が設けられており、この炉心を通過する冷却材の流量は原子炉圧力容器の底部に複数台設けられたインターナルポンプ(RIP)3の速度を変化させることにより制御される。なお、図12ではインターナルポンプが10台の場合を例示している。各インターナルポンプ3にはそれぞれ駆動用モータ4が設けられており、これらの駆動用モータ4は、モータケーシング5に内包されている。
【0004】
図13は、改良型沸騰水型原子炉の一般的なインターナルポンプ制御装置を示す構成図である。図13に示すように、各インターナルポンプ3には、それぞれ可変周波数電源装置(ASD)6が設けられており、インターナルポンプ速度は可変周波数電源装置6を介して原子炉再循環流量制御装置(RFC)7により制御され、炉心流量を調整する。原子炉再循環流量制御装置7は、炉心流量要求を出力する出力制御部7A、ポンプ速度要求を出力する流量制御部7B、複数ポンプのポンプ速度を同時制御する機能を持つギャング速度制御部7Cおよび可変周波数電源6へ速度設定信号を出力する各速度制御部7Dとから構成される。なお、ギャング速度制御部7Cはポンプ速度の個別制御への切り替えが可能であるが、インターナルポンプ3の速度制御は全台一律で行うのが一般的である(例えば特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−288192号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のインターナルポンプ3の運転方法では下記の様に種々の問題がある。すなわち、沸騰水型原子炉では、プラント起動時に原子炉出力を定格出力へ上昇させるために原子炉のキセノンを必要量蓄積しなければならない。このため、プラント起動時には原子炉のキセノンを効率よく蓄積するよう、炉心流量および炉心出力を変化させながら起動させていく。キセノンを効率よく蓄積するには、炉心流量を広範囲で制御する必要があるが、炉心流量制御範囲に制限があると、キセノンを蓄積する効率が低下するため、結果的にプラント起動時間が長くなる。
【0007】
一方、炉心流量はインターナルポンプ3の速度により制御されるが、インターナルポンプ3には、運転速度の範囲内でモータケーシング5の共振領域があり、この共振領域でインターナルポンプを連続運転することは好ましくない。
【0008】
図14は、このモータケーシング共振領域を示すグラフであり、この図14に示すように、インターナルポンプ速度が約45〜50%の領域にモータケーシングの共振領域があることが判明している。このため、インターナルポンプ速度を全台で制御している現状では、インターナルポンプ3の連続運転を行うことが好ましくない速度領域が存在し、連続運転可能な炉心流量制御範囲が限定される。
【0009】
図15は、横軸にインターナルポンプ速度、縦軸に炉心流量を示したグラフであり、図14に対応するモータケーシング共振領域、すなわちインターナルポンプ連続運転不可領域が存在し、この不可領域は連続運転可能炉心流量制御範囲の途中に存在することがわかる。したがって、この連続運転不可領域の存在により連続運転可能な炉心流量制御範囲が限定される全インターナルポンプ速度を一律とする現状の自動制御方法では、キセノンの蓄積効率が悪くプラント起動に多くの時間が必要とされる。
【0010】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、インターナルポンプが振動の大きくなる速度で連続運転を行うことなく、必要とされる炉心流量に対応してインターナルポンプを連続的に運転制御することができ、かつモータケーシングの共振領域を速やかに通過することが可能となり、連続運転可能な炉心流量の範囲が拡大できるとともに、プラント起動条件を成立させるための時間が短縮できる原子炉の炉心流量制御方法および同制御装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
発明者においては、上述したモータケーシングの共振領域による速度領域でのインターナルポンプの連続運転は好ましくない点を克服する観点から種々検討した結果、あらかじめ速度制御装置のインターナルポンプの連続運転を制限するインターナルポンプ連続運転不可領域を設定しておくことに想到した。この点について、図1および図2を参照して説明する。
【0012】
図1は、インターナルポンプの連続運転可能速度領域を示す説明図であり、図2は、インターナルポンプ吐出流量−ポンプ部揚程特性を示すグラフである。
【0013】
図1において、インターナルポンプの連続運転を全ポンプ一律にポンプ速度45%から50%の範囲で制限し、インターナルポンプを2つのグループに分け、それぞれのグループ毎にポンプ速度を制御することを想定する。
【0014】
ここで、例えば全てのインターナルポンプが50%速度で運転した場合の炉心流量Q50%が必要とされる場合、一方のグループのポンプ速度を降速させてQ50%の40%を供給し、他方のグループのポンプ速度を昇速させてQ50%の60%を供給する。このようなインターナルポンプの運転を行うことにより、全てのポンプが50%速度で運転した場合の炉心流量を得ることができる。以下、本発明の説明において、このようなインターナルポンプ速度を全台同一回転数に一律制御しない運転方法を総称して、「アンバランス運転」と定義する。
【0015】
次に、インターナルポンプのアンバランス運転に関する基本的な概念について説明する。まず、インターナルポンプの水力特性について説明する。図2はインターナルポンプのポンプ吐出流量Qとポンプポンプ部揚程Hの関係を示した流量−揚程特性曲線(以下、「Q−Hカーブ」という。)を示したものであり、ここでは、ポンプ速度N1,N2,N3の3つの異なる速度のQ−Hカーブを示している。ポンプ速度の大きさはN1>N2>N3であり、Q−Hカーブはポンプ速度Nに依存し、ポンプ速度が大きくなるとQ−Hカーブも大きくなる。
【0016】
ポンプが任意の速度で運転されている場合、その時のポンプの吐出流量とポンプ部揚程(以下、「運転点」という。)は、インターナルポンプが組み込まれている系統の抵抗(以下、「システム抵抗」という。)と任意の速度でのQ−Hカーブの交点となる。
【0017】
以上を踏まえ、インターナルポンプのアンバランス運転方法について図2を用いて説明する。全ポンプが速度N2で一律制御されているとすると、各インターナルポンプの吐出流量は全てのポンプ速度N2とインターナルポンプが一律に運転されている場合のシステム抵抗曲線との交点であるQ2となり、全ポンプにより供給される総流量Qtotalは、ポンプ数が10台として、10×Q2となる。ここで、Qtotalを一定とするためにはポンプ吐出圧力相当のポンプ部揚程を一定とすればよい。インターナルポンプ全10台がポンプ速度N2で一律に運転されている場合の総流量Qtotalでのポンプ部揚程はH1であり、ポンプ全10台を例えば5台ずつで構成されるグループA,Bに分け、異なるポンプ速度N1,N3で運転し総流量Qtotalを一定に保つには、ポンプ部揚程H1でのポンプ吐出流量が(1)式を満足する量ポンプ速度N1,N3を選定すればよい。
【0018】
【数1】
【0019】
上記の考え方により選定されたポンプ速度N1,N3でインターナルポンプを運転することにより、グループA,Bのポンプ速度を異なる速度で運転しても総流量Qtotalを一定とすることができる。実際には図1の説明で述べたように制御可能速度が制限されるので、ポンプ速度制限範囲内でポンプ速度N1,N3を選定する。
【0020】
本発明は、以上の知見に基づいてなされたものであり、請求項1に係る発明では、請求項1に係る発明では、可変速運転可能な複数台のインターナルポンプを駆動して、原子炉運転要求に基づく炉心流量の制御を行う原子炉の炉心流量制御方法において、前記インターナルポンプのポンプ速度がモータケーシングの共振領域に該当する連続回転不可範囲に達する時点でポンプ毎に、または任意台数のポンプで構成されるグループ毎に、炉心全体流量を維持する状態で前記共振領域を退避する速度差をもって駆動することにより、ポンプ振動が小さい速度領域で全インターナルポンプを連続運転させて原子炉の炉心流量を制御することを特徴とする原子炉の炉心流量制御方法を提供する。
【0021】
このような運転方法によれば、インターナルポンプはモータケーシング共振領域での連続運転を行うことなく、必要とされる炉心流量を連続的に供給することが可能となる。
【0022】
請求項2に係る発明では、可変速運転可能な複数台のインターナルポンプを駆動して、原子炉運転要求に基づく炉心流量の制御を行う原子炉の炉心流量制御方法において、前記インターナルポンプのポンプ速度がモータケーシングの共振領域に該当する連続回転不可範囲に達する時点でポンプ毎に、または任意台数のポンプで構成されるグループ毎に、炉心全体流量を維持する状態で前記共振領域を退避する速度差をもって駆動することにより、ポンプ振動が小さい速度領域で全インターナルポンプを連続運転させて原子炉の炉心流量を制御する原子炉の炉心流量制御方法であって、前記インターナルポンプを任意台数で構成される複数のグループに分け、それぞれのグループ毎にポンプ速度を昇降速させることにより、前記共振領域における振動の増加を抑え炉心流量を制御することを特徴とする原子炉の炉心流量制御方法を提供する。
【0023】
請求項3に係る発明では、可変速運転可能な複数台のインターナルポンプを駆動して、原子炉運転要求に基づく炉心流量の制御を行う原子炉の炉心流量制御方法において、前記インターナルポンプのポンプ速度がモータケーシングの共振領域に該当する連続回転不可範囲に達する時点でポンプ毎に、または任意台数のポンプで構成されるグループ毎に、炉心全体流量を維持する状態で前記共振領域を退避する速度差をもって駆動することにより、ポンプ振動が小さい速度領域で全インターナルポンプを連続運転させて原子炉の炉心流量を制御する原子炉の炉心流量制御方法であって、前記共振領域にて振動の大きい任意のポンプの運転速度を振動が小さくなる速度領域で固定し、残りのポンプ速度を昇降速させることにより炉心流量を制御することを特徴とする原子炉の炉心流量制御方法を提供する。
【0024】
請求項4に係る発明では、前記ポンプの振動が小さいポンプ速度領域で炉心流量を制御することを特徴とする請求項2または請求項3記載の原子炉の炉心流量制御方法。
【0025】
請求項5に係る発明では、前記炉心流量の偏りが、許容値を超えた場合に炉心流量の偏りを無くするようにポンプ速度を自動的に制御することを特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載の原子炉の炉心流量制御方法を提供する。
【0026】
請求項6に係る発明では、請求項1から5までのいずれかに記載の炉心流量制御方法を実施するための炉心流量制御装置であって、前記インターナルポンプの連続運転可能速度範囲を一律または任意のポンプに対し設定し、ポンプ連続運転可能速度範囲外での連続運転を自動的に回避する手段を備えたことを特徴とする原子炉の炉心流量制御装置を提供する。
【0027】
なお、本発明の望ましい態様を掲げると、以下の通りである。
【0028】
インターナルポンプの連続運転可能な速度範囲を全台一律に設定し、ポンプの速度が設定域から外れた場合に、上記いずれかの方法により、ポンプの速度を連続運転可能速度まで昇降速させ、ポンプの振動が小さいポンプ速度領域で炉心流量を制御する。
【0029】
任意のインターナルポンプに対して連続運転可能な速度範囲を設定し、任意のポンプの速度が設定域から外れた場合に、上記いずれかの方法により、任意のポンプの速度を連続運転可能速度へ昇降速させ、ポンプの振動が小さいポンプ速度領域で炉心流量を制御する。
【0030】
インターナルポンプの許容振動値を一律に設定し、任意のポンプの振動値が許容値を超えた場合に、上記いずれかの方法により、任意のポンプの振動値が許容値以下となるポンプ速度へ昇降速させ、ポンプの振動が小さいポンプ速度領域で炉心流量を制御する。
【0031】
任意のインターナルポンプに対して許容振動値を設定し、任意のポンプの速度が設定域から外れた場合に、上記いずれかの方法により、任意のポンプの速度を連続運転可能速度へ昇降速させ、ポンプの振動が小さいポンプ速度領域で炉心流量を制御する。
【0032】
ポンプ毎または任意の台数で構成されるグループ毎にポンプ速度制御を行うインターナルポンプの運転方法において、必要とされる炉心流量から自動的にポンプ毎又はグループ毎にポンプ速度を制御する。
【0033】
ポンプの連続運転可能速度範囲を一律または任意のポンプに対し設定しておくことにより、ポンプ連続運転可能速度範囲外での連続運転を自動的に回避する手段を備えるようにする。
【0034】
ポンプ振動許容値およびポンプ振動測定値をインプットとして加えることにより、ポンプ許容振動値を超えるポンプ速度でのポンプ連続運転を自動的に回避する手段を備えるようにする。
【0035】
本発明によれば、インターナルポンプは振動の大きくなる速度での連続運転を行うことなく、必要とされる炉心流量を連続的に供給可能となる。さらに、モータケーシングの共振領域を速やかに通過することが可能となる。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図1〜図11を参照して説明する。なお、炉心およびインターナルポンプ等の構成については、図12を参照する。
【0037】
第1実施形態(図3〜図5)
図3は、本発明の第1実施形態による炉心流量制御方法における、インターナルポンプの運転方法を示すタイムチャートである。図4は、炉心流量制御装置としてのインターナルポンプ速度制御装置を示す構成図であり、図5は同装置を使用してインターナルポンプの速度制御を行うための速度制御切替機能を示すフローチャートである。
【0038】
なお、本実施形態では、インターナルポンプ3の連続運転を全ポンプ一律にポンプ速度45%から50%の範囲で制限し、全10台のインターナルポンプ3を5台ずつ2つのグループA,Bに分け、それぞれのグループごとにポンプ速度を制御する場合について説明する。ただし、インターナルポンプ3のグループの数を増やした場合や、グループを構成するポンプ台数を変更した場合においても同様に、アンバランス運転時のポンプ毎、グループ毎のポンプ速度を選定することが可能である。
【0039】
まず、図3により、アンバランス運転を用いて炉心流量を一定の変化率にて増加させるインターナルポンプ3の運転方法について説明する。
【0040】
ここでは、インターナルポンプ連続運転不可領域を全ポンプ一律に設定しておく。まず、グループA,Bを図3(A),(B)に示すように、同じ速度で昇速させていく。ここで、ポンプ速度が、図3(C)に示したインターナルポンプ連続運転不可領域に達した場合(図3(A),(B)の点x1,y1)、インターナルポンプ連続運転不可領域外で炉心流量を維持できるグループA,Bの速度を選定し、グループAのインターナルポンプ3を降速させる一方、グループBのインターナルポンプ3を昇速させ、インターナルポンプ連続運転不可領域を回避する。その後、要求される炉心流量を満たすように、グループA,Bの速度をそれぞれ上昇させる。その後、インターナルポンプ一律運転でのポンプ速度がインターナルポンプ連続運転不可領域を脱した時点(図3(A),(B)の点x2,y2)において、インターナルポンプ速度制御を一律運転に変更する。このように、インターナルポンプ3を運転することにより、図1(A),(B),(C)に示すように、モータケーシング共振領域でのインターナルポンプ連続運転を回避した上で、全範囲に亘る炉心流量を供給することが可能となる。
【0041】
また、本実施形態のインターナルポンプ運用方法を用いた場合には、グループA,Bをそれぞれ急激に昇速および降速しても、炉心流量の変化率を一定に保持したまま、インターナルポンプ連続運転不可領域を通過することが可能となる。
【0042】
なお、本実施形態では、炉心流量を上昇させる場合について例示したが、炉心流量を一定にする場合、また減少させる場合についても、同様に適用することが可能である。
【0043】
また、本実施形態では、インターナルポンプ連続運転不可領域を一律に設定したが、インターナルポンプ連続運転不可領域は任意のポンプについて設定してもよい。
【0044】
次に、図4および図5により、上記方法を実施するためのインターナルポンプ制御装置の構成およびその操作手順について説明する。図4に示すように、本実施形態のインターナルポンプ制御装置では、各インターナルポンプ3に、それぞれ可変周波数電源装置(ASD)6が設けられており、インターナルポンプ速度は可変周波数電源装置6を介して原子炉再循環流量制御装置(RFC)7により制御され、炉心流量を調整する。原子炉再循環流量制御装置7は、炉心流量要求を出力する出力制御部7A、ポンプ速度要求を出力する流量制御部7B、複数ポンプのポンプ速度を同時制御する機能を持つギャング速度制御部7C、可変周波数電源6へ速度設定信号を出力する各速度制御部7D、インターナルポンプ一律運転とアンバランス運転を切り替える速度制御切替部7E、この速度制御切替部7Eから出力されるインプットからインターナルポンプのアンバランス運転方法を演算し各速度制御部7Dへ速度要求を出力するアンバランス運転制御部7E、および可変周波数電源6へ速度設定信号を出力する各速度制御部7とから構成される。
【0045】
図5は、図4に示した制御装置を使用してインターナルポンプを運転する場合における、速度制御切替部7Eの機能に基づく手順を示すフローチャートである。
【0046】
この図5に示すように、運転が開始すると、出力制御部7Aまたは流量制御部7Bから速度要求(N)が出力され(ステップS101)、速度制御切替部7Eにおいてインターナルポンプ連続運転可能領域であるかの判断が行われる(ステップS102)。このステップS102においては、あらかじめインターナルポンプ連続運転不可領域が設定されており、この設定に基づいて流量制御部7B又は出力制御部7Aから入力される速度要求(N)がインターナルポンプ連続運転可能領域であるか否か判断される。連続運転可能速度であった場合には(YES)、ステップS103でギャング速度制御部7Cへ速度要求(N)が出力され、インターナルポンプ速度の一律運転を継続される。
【0047】
また、ステップS102において、ステップS101からの速度要求が連続運転可能速度でない場合には(NO)、ステップS104でアンバランス運転制御部7Fへ速度要求(N)およびインターナルポンプ連続運転不可領域が出力され、アンバランス運転へ切り替えられる。アンバランス運転制御部7Fでは、この速度制御切替部7Eからのインプット条件からインターナルポンプのアンバランス運転方法が演算され、各速度制御部7Dへ速度要求が出力される。
【0048】
なお、図4では速度制御切替部7Eとアンバランス運転制御部7Fをギャング運転制御部7Cとは別に設けているが、ギャング運転制御部7Cに速度制御切替機能とアンバランス運転制御機能を持たせてもよい。
【0049】
以上の機能により、モータケーシング共振領域でのポンプ連続運転を回避した上での連続運転可能な炉心流量範囲の拡大、およびモータケーシング振動の大きくなる速度領域を速やかに通過するためのインターナルポンプの運転が可能となる。また、図4に示した構成のインターナルポンプ制御装置を適用して、インターナルポンプの速度制御を自動的に行うことが可能となり、運転員の負荷が低減される。
【0050】
第2実施形態(図6〜図8)
図6は、本発明の第2実施形態におけるインターナルポンプ3の運転方法およびその効果を示す図である。図7は、インターナルポンプ3の速度制御装置を示す構成図であり、図8は同装置を使用してインターナルポンプ3の速度制御を行うための速度制御切替機能を示すフローチャートである。
【0051】
図6に示すように、本実施形態では、炉心流量をポンプ最低速度から一様に増加させる方法を例示している。ここでは、あらかじめ各インターナルポンプ3について、一律にモータケーシング5の振動の許容値を定めておく。そして、ポンプ速度を全てのインターナルポンプ3について一律に上昇中に、任意のポンプaのモータケーシング振動が許容値を超えた場合に、図6(A)にx3,x4として示すように、ポンプaの速度をモータケーシング振動が低減する速度まで退避(上昇)させた上で、ポンプaの速度を固定する。
【0052】
この際、残りのインターナルポンプ(1台のポンプbと、他の8台のポンプ)3の速度は、全炉心流量が変化しないよう、図6(B),(C)にそれぞれy3,z1として示すように、一旦降速させる。その後、ポンプaの速度が固定された時点で、ポンプbと、他の8台のポンプとは速度上昇を再開する。
【0053】
さらに、その後、図6(B)にy4として示すように、速度上昇再開後のポンプbのモータケーシング振動が、許容値を超えた場合にも、ポンプaと同様の手順にて、モータケーシング振動が低減する速度まで退避(上昇)させた上で、ポンプbの速度を固定する。この時、図6(C)にz2として示すように、ポンプa,b以外の8台のポンプは、ポンプbの退避に対応して瞬時に降速した後、昇速する。
【0054】
そして、8台のポンプの速度がポンプa,bの速度に到達した後は、全てのポンプ速度を一律に制御する。
【0055】
以上の如く、ポンプa,bとその他のポンプを図6(A),(B),(C)に示す速度にて制御運転することにより、図6(D)に示すように、モータケーシング振動が許容値を超えたポンプをモータケーシング振動が小さくなる領域まで退避した上で、全範囲にわたる炉心流量を供給することが可能となる。
【0056】
なお、上記の例では、炉心流量を上昇させた場合を例示しているが、炉心流量を一定にする場合、また減少させる場合にも本実施形態の運用方法は適用可能である。
【0057】
また、上記の例ではモータケーシング振動の許容値を一律に設定しているが、インターナルポンプ連続運転不可領域については、任意のポンプについて設定することもできる。
【0058】
次に、図7および図8により、上記方法を実施するためのインターナルポンプ制御装置の構成およびその操作手順について説明する。
【0059】
図7に示すように、本実施形態のインターナルポンプ制御装置では、第1実施形態と同様の構成に加え、各インターナルポンプ3のモータケーシング振動を検出する各インターナルポンプモータケーシング振動計8を備えている。そして、この各インターナルポンプモータケーシング振動計8で測定されたモータケーシング振動を、速度制御切替部7Eに入力として加えるようにしている。
【0060】
図8は、図7に示した制御装置を使用してインターナルポンプを運転する場合における、速度制御切替部7Eの機能に基づく手順を示すフローチャートである。
【0061】
この図8に示すように、運転が開始すると、出力制御部7Aまたは流量制御部7Bから速度要求(N)とともにモータケーシング振動測定値が出力され(ステップS201)、速度制御切替部7Eにおいてモータケーシング振動は許容値以内かどうかの判断が行われる(ステップS202)。このステップS202においては、あらかじめモータケーシング振動許容値が設定されており、この設定に基づいて、ステップS202で各インターナルポンプ3についてのモータケーシング振動測定値が許容値以内か否かが判断される。許容値以内(YES)であった場合には、ステップS203でギャング速度制御部7CにステップS201の速度要求(N)が出力され、インターナルポンプ速度の一律運転が継続される。
【0062】
また、ステップS202において、モータケーシング振動測定値が許容値を超えるインターナルポンプがある(NO)と判断された場合には、ステップS204において、アンバランス運転制御部7Fにモータケーシング振動が許容値を超えたインターナルポンプの指示と、ステップS201で入力された速度要求(N)とが出力され、アンバランス運転に切り替えられる。
【0063】
アンバランス運転制御部7Fでは、速度制御切替部7Eから入力されたインプット条件に基づいてモータケーシング振動値が大きいインターナルポンプ速度を振動値が小さくなる速度まで単独で昇降速させるアンバランス運転方法の演算が行われ、各速度制御部7Dに速度要求が出力される。また、退避させたインターナルポンプ以外のインターナルポンプの速度が退避速度となった場合には、アンバランス運転制御部7Fから速度制御切替部7Eに一律運転への切替が要求される。
【0064】
以上の第2実施形態によると、モータケーシング振動が許容値を超えたポンプをモータケーシング振動が小さくなる領域まで退避した上で、全範囲にわたる炉心流量を供給することが可能となる。また、インターナルポンプ制御装置を適用して、インターナルポンプの速度制御を自動的に行うことが可能となり、運転員の負荷が低減される。
【0065】
第3実施形態(図9,図10(図7))
図9は、本発明の第3実施形態におけるインターナルポンプ3の運転方法およびその効果を示す図である。インターナルポンプ3の速度制御装置については、前記第2実施形態で示した図7と略同様の構成を適用する。図10は同装置を使用して第3実施形態によるインターナルポンプ3の速度制御を行うための速度制御切替機能を示すフローチャートである。
【0066】
本実施形態は、第1実施形態および第2実施形態の両機能を備えたものとして実施する場合についてのものであり、図9に示すように、炉心流量をインターナルポンプ最低速度から一様に増加させる方法を例示したものである。
【0067】
ここでは、インターナルポンプ3は全10台を5台ずつの2つのグループA,Bに分け、それぞれのグループごとにポンプ速度を制御する。また、インターナルポンプ連続運転不可領域を一律に設定するとともに、各ポンプ一律にモータケーシング振動の許容値についても設定しておく。
【0068】
図9(A),(B),(C)に示すように、ポンプ速度が一律に上昇して、その上昇中にインターナルポンプ連続運転不可領域に達する前に、図9(A)にx5として示すように、グループAを構成する任意のポンプaのモータケーシング振動が許容値を超えた場合、ポンプaをグループAから除外し、第2実施形態で説明したように、ポンプaのポンプ速度をモータケーシング振動が低減する速度まで退避させて固定する。この際、グループAの残りのインターナルポンプ3およびグループBのインターナルポンプ3についても、図9(B),(C)にy5,y6,z3,z4として示す時点において、第2実施形態と同様に全炉心流量を確保するために各ポンプ速度を制御する。
【0069】
そして、速度上昇再開後、グループA,Bのポンプ速度がインターナルポンプ連続運転不可領域に達したら、第1実施形態と同様に、グループA,Bのポンプをそれぞれ昇降速させる。
【0070】
そして、インターナルポンプ連続運転不可領域を回避し、インターナルポンプ連続運転不可領域を脱したらグループA,Bのポンプ速度を一律運転に変更する。ポンプa以外のポンプの速度がポンプaの速度に到達した後は、ポンプ速度を全台一律にて制御する。
【0071】
このように、図9(A),(B),(C)に示すポンプ速度にて運転することにより、図9(D)に示すように、モータケーシング振動が許容値を超えたポンプをモータケーシング振動が小さくなる領域まで退避させ、かつインターナルポンプ連続運転不可速度を回避した上で、全範囲にわたる炉心流量を供給することが可能となる。
【0072】
本実施形態では、炉心流量を一様に上昇させる場合を例示しているが、炉心流量を一定にする場合、または減少させる場合にも同様の方法が適用可能である。
【0073】
また、本実施形態においては、第2実施の形態で示した図7と同様の構成を有するインターナルポンプ制御装置を設けることにより、インターナルポンプ3の速度制御を自動的に行うことが可能となる。アンバランス運転制御部7Fは、第1および第2実施形態で説明した機能を備えておけばよい。ただし、速度制御切替部7Eについては、第1および第2実施形態の両機能を備える必要がある。
【0074】
図10は速度制御切替部7Eの機能を説明するためのフローチャートある。
【0075】
本実施形態においては、第1実施形態および第2実施形態を複合した手順(ステップS301〜S306)となる。この場合、ステップS302においては、モータケーシング振動の許容値があらかじめ設定され、またステップS304にはインターナルポンプ連続運転不可領域をあらかじめ設定しておく。
【0076】
これにより、ステップS301で各インターナルポンプ3から入力されたモータケーシング振動測定値がステップS302で許容値以内か否か判断され、許容値以内であった場合にはステップS303にステップS301の速度要求(N)が出力される。
【0077】
また、ステップS302でモータケーシング振動測定値が許容値を超えるインターナルポンプがあると判断された場合には、ステップS306でアンバランス運転制御部7Fに、モータケーシング振動が許容値を超えたインターナルポンプの指示と、ステップS1で入力された速度要求(N)とが出力され、アンバランス運転に切り替えられる。
【0078】
さらに、ステップS303では、ステップS301の速度要求(N)がインターナルポンプ連続運転可能領域であるか否かの判断が行われ、連続運転可能速度であった場合には、ステップS304でギャング速度制御部7Cに速度要求(N)が出力され、インターナルポンプ速度の一律運転が継続される。また、ステップS303でステップS301からの速度要求が連続運転可能速度でない場合には、ステップS305でアンバランス運転制御部7Fに速度要求(N)およびインターナルポンプ連続運転不可領域が出力され、アンバランス運転に切り替えられる。
【0079】
本実施形態においては、第1、第2実施形態の両機能が得られ、かつインターナルポンプ制御装置を設けることにより、第1実施形態のインターナルポンプ運転方法が自動的に制御できるため、運転員の負荷が低減される。
【0080】
第4実施形態(図11)
図11は、本発明の第4実施形態による炉心流量制御装置を示す構成図である。
【0081】
炉心流量の偏りが大きくなると、その運転状態で必要とされる炉心流量が得られない場所が発生するため、制御上好ましくない、そこで、本実施形態では、アンバランス運転により炉心流量の偏りが発生した場合に炉心流量の偏りを無くすようにアンバランス運転を制御するインターナルポンプ速度制御装置構成として実施するものである。
【0082】
本実施形態の装置は、図11に示すように、原子炉再循環流量制御装置7に炉心流量の偏りを監視する炉心流量監視部7Gを設け、炉心流量の偏りが許容値を超えた場合には炉心流量監視部7Gはアンバランス運転制御部7Fへ炉心流量の偏りの抑制を要求するようになっている。
【0083】
炉心流量監視部7Gは、原子炉圧力容器1に4箇所設置されたポンプ部差圧計9の各測定値の相互関係から炉心流量の偏りを算出・監視する。そして、炉心流量の偏りがあらかじめ設定しておいた許容値を超えた場合に、アンバランス運転制御部7Fに炉心流量の偏りを出力する。
【0084】
アンバランス制御部7Fは、炉心流量監視部7Gから出力された炉心流量の偏りから、炉心流量の偏りを抑制するアンバランス運転方法を演算し、各速度制御部7Dに速度要求を出力する。これにより、アンバランス運転による炉心流量の偏りが許容値を超えた場合に自動的に制御されることとなる。
【0085】
なお、炉心流量の偏りは、炉心2内に4箇所設置された炉心支持板差圧計10でも監視可能であるので、炉心流量監視部7Gへは炉心支持板差圧計10の測定値を入力して実施することもできる。
【0086】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、インターナルポンプが振動の大きくなる速度で連続運転を行うことがなく、必要とされる炉心流量に対応してインターナルポンプを連続的に運転制御することができ、またモータケーシングの共振領域を速やかに通過することが可能となり、連続運転可能な炉心流量の範囲が拡大されるとともに、プラント起動条件を成立させるための時間が短縮される等の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の概念を説明するグラフ。
【図2】本発明に基づくインターナルポンプ吐出流量−ポンプ部揚程特性曲線を示すグラフ。
【図3】本発明の第1実施形態によるインターナルポンプ運転方法およびその効果を示すタイムチャート。
【図4】本発明の第1実施形態によるインターナルポンプ速度制御装置の構成を示す機能ブロック図。
【図5】本発明の第1実施形態による速度制御切替機能を示すフローチャート。
【図6】本発明の第2実施形態によるインターナルポンプ運転方法およびその効果を示すタイムチャート。
【図7】本発明の第2実施形態によるインターナルポンプ速度制御装置の構成を示す機能ブロック図。
【図8】本発明の第2実施形態による速度制御切替機能を示すフローチャート。
【図9】本発明の第3実施形態によるインターナルポンプ運転方法およびその効果を示すタイムチャート。
【図10】本発明の第3実施形態による速度制御切替機能を示すフローチャート。
【図11】本発明の第4実施形態によるインターナルポンプ速度制御装置の構成を示す機能ブロック図。
【図12】(A),(B)は、改良型沸騰水型原子炉の断面図および平面図。
【図13】従来のインターナルポンプ速度制御装置の構成を示す図。
【図14】インターナルポンプ速度とモータケーシング振動の特性を示す図。
【図15】従来のインターナルポンプ運転方法での炉心流量制御範囲を示す図。
【符号の説明】
1 原子炉圧力容器
2 炉心
3 インターナルポンプ
4 駆動用モータ
5 モータケーシング
6 可変周波数電源装置
7 原子炉再循環流量制御装置
7A 力制御部
7B 流量制御部
7C ギャング速度制御部
7D 速度制御部
7E アンバランス運転制御部
7E 炉心流量偏り監視部
8 モータケーシング振動計
9 ポンプ部差圧計
10 炉心支持板差圧計
Claims (6)
- 可変速運転可能な複数台のインターナルポンプを駆動して、原子炉運転要求に基づく炉心流量の制御を行う原子炉の炉心流量制御方法において、前記インターナルポンプのポンプ速度がモータケーシングの共振領域に該当する連続回転不可範囲に達する時点でポンプ毎に、または任意台数のポンプで構成されるグループ毎に、炉心全体流量を維持する状態で前記共振領域を退避する速度差をもって駆動することにより、ポンプ振動が小さい速度領域で全インターナルポンプを連続運転させて原子炉の炉心流量を制御することを特徴とする原子炉の炉心流量制御方法。
- 可変速運転可能な複数台のインターナルポンプを駆動して、原子炉運転要求に基づく炉心流量の制御を行う原子炉の炉心流量制御方法において、前記インターナルポンプのポンプ速度がモータケーシングの共振領域に該当する連続回転不可範囲に達する時点でポンプ毎に、または任意台数のポンプで構成されるグループ毎に、炉心全体流量を維持する状態で前記共振領域を退避する速度差をもって駆動することにより、ポンプ振動が小さい速度領域で全インターナルポンプを連続運転させて原子炉の炉心流量を制御する原子炉の炉心流量制御方法であって、前記インターナルポンプを任意台数で構成される複数のグループに分け、それぞれのグループ毎にポンプ速度を昇降速させることにより、前記共振領域における振動の増加を抑え炉心流量を制御することを特徴とする原子炉の炉心流量制御方法。
- 可変速運転可能な複数台のインターナルポンプを駆動して、原子炉運転要求に基づく炉心流量の制御を行う原子炉の炉心流量制御方法において、前記インターナルポンプのポンプ速度がモータケーシングの共振領域に該当する連続回転不可範囲に達する時点でポンプ毎に、または任意台数のポンプで構成されるグループ毎に、炉心全体流量を維持する状態で前記共振領域を退避する速度差をもって駆動することにより、ポンプ振動が小さい速度領域で全インターナルポンプを連続運転させて原子炉の炉心流量を制御する原子炉の炉心流量制御方法であって、前記共振領域にて振動の大きい任意のポンプの運転速度を振動が小さくなる速度領域で固定し、残りのポンプ速度を昇降速させることにより炉心流量を制御することを特徴とする原子炉の炉心流量制御方法。
- 前記ポンプの振動が小さいポンプ速度領域で炉心流量を制御することを特徴とする請求項2または請求項3記載の原子炉の炉心流量制御方法。
- 前記炉心流量の偏りが、許容値を超えた場合に炉心流量の偏りを無くするようにポンプ速度を自動的に制御することを特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載の原子炉の炉心流量制御方法。
- 請求項1から5までのいずれかに記載の炉心流量制御方法を実施するための炉心流量制御装置であって、前記インターナルポンプの連続運転可能速度範囲を一律または任意のポンプに対し設定し、ポンプ連続運転可能速度範囲外での連続運転を自動的に回避する手段を備えたことを特徴とする原子炉の炉心流量制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002372982A JP4101639B2 (ja) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | 原子炉の炉心流量制御方法および同制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002372982A JP4101639B2 (ja) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | 原子炉の炉心流量制御方法および同制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004205296A JP2004205296A (ja) | 2004-07-22 |
JP4101639B2 true JP4101639B2 (ja) | 2008-06-18 |
Family
ID=32811430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002372982A Expired - Fee Related JP4101639B2 (ja) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | 原子炉の炉心流量制御方法および同制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4101639B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007192671A (ja) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Toshiba Corp | 沸騰水型原子炉のインターナルポンプ運転方法 |
JP5618416B2 (ja) * | 2011-03-18 | 2014-11-05 | 中国電力株式会社 | 原子炉冷却材再循環ポンプモータケーシングの共振抑制装置および共振抑制方法 |
-
2002
- 2002-12-24 JP JP2002372982A patent/JP4101639B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004205296A (ja) | 2004-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5585488B2 (ja) | ハイブリッド建設機械の動力源装置 | |
EP1914875A1 (en) | Control method and motorstarter device | |
JP2008199848A (ja) | 同期発電機の励磁制御装置 | |
JP4101639B2 (ja) | 原子炉の炉心流量制御方法および同制御装置 | |
JP2010216288A (ja) | 並列ポンプの解列制御方法と並列ポンプの解列制御システム | |
WO2012111280A1 (ja) | 動力源装置及びこれを備えたハイブリッド建設機械 | |
JP2007525613A (ja) | 排気システム | |
JP2010208709A (ja) | 昇降機制御装置 | |
JP2008128616A (ja) | 給湯装置 | |
JP2009204255A (ja) | 蒸気発生器の給水装置 | |
JP2007238300A (ja) | エレベータ | |
JP5721563B2 (ja) | 誘導電動機の制御装置及び誘導電動機の制御方法 | |
JP2001037236A (ja) | 電力変換装置の電圧制御装置 | |
JP2011195279A (ja) | エレベータの制御装置 | |
JP2019047680A (ja) | 真空ポンプ及びモータ制御装置 | |
JP4689794B2 (ja) | 給水装置及び給水装置制御方法 | |
JP4678799B2 (ja) | 給水装置及び給水装置制御方法 | |
JP4598776B2 (ja) | 誘導モータ制御システム | |
KR100848561B1 (ko) | 인버터의 과전압 억제를 위한 유도 전동기 감속 제어 장치및 방법 | |
JP4066128B2 (ja) | ポンプ装置 | |
WO2019008758A1 (ja) | 流体移送システム、流体移送システムの制御方法 | |
JP2001099087A (ja) | ポンプ流量制御装置 | |
JP2002005034A (ja) | 油圧動力源の制御ユニット | |
JP4678798B2 (ja) | 給水装置及び給水装置制御方法 | |
JP2004211624A (ja) | 発電用エンジン運転制御方法、発電用エンジン運転制御装置、及び発電用エンジン運転制御プログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080122 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080219 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080311 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080319 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110328 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4101639 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120328 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130328 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130328 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140328 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |