JPH01109300A - 原子炉給水制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の給水ポンプを備えた沸騰水形原子力発
電プラントの給水ポンプの運転制限方法に係り、プラン
トの運転状態に最も適した運転となるよう各ポンプの運
転制限値をプラントの運転状態で変更し、プラントの稼
動率向上及びポンプの機器保護を確実に行なうようにし
た原子炉給水制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の沸騰水形原子力発電プラントでは、給水ボンプラ
ンアウト運転に係るポンプの運転制限値を、一つの固定
したプラント状態だけで考えた設定値としているため、
プラント状態が変わると制限値は好ましい運転点からず
れた運転点となっていた。ここでタービン駆動の給水ポ
ンプを例にとり、上述の理由を第３図を用いて説明する
。一般に、タービン駆動給水ポンプは、タービンの回転
数によりポンプ側からの制限流量が異なるため、タービ
ンの回転数でポンプの運転制限値を設定している。第３
図に示すシステムロスカーブ■上のＡ点を運転制限点と
すると制限値であるタービン速度は、Ｎａ’　　となり
、給水流量はｗｌと・なる。

これは下流側のポンプが二台運転しているプラーント運
転状態におけるもので、下流側のポンプが一台の場合に
は、下流側ポンプによる押込圧力（吐高圧力）が低下す
るため、タービン駆動給水ポンプの入口圧力が低下しシ
ステムロスカーブ（給水ポンプ出口圧カー給水ポンプ入
口圧力）は、下流側ポンプ二台運転時より上側のシステ
ムロスカーブ■に移行する。このため、ポンプ運転制限
点はＡ点からＢ点に移行し、給水流量もＷｌからＷ２に
低下する。このように制限値を一定の値とした場合、プ
ラントの運転状態によってポンプ運転点は異なることに
なる。

ここでポンプの運転制限値の考え方について説明する。

給水ポンプの運転制限値は、原子炉側からの要求と給水
ポンプ機器側からの要求の二つの要求を満足する値を設
定する。原子炉側からは、原子炉水位が低下する事象時
の対応等を考え出来るだけ多くの給水を要求し、ポンプ
側からは、各タービン回転数に対応した定格流量の１３
０％に押える要求である。そこで現在では、設定値をあ
るプラントの一つの運転状態を仮定し、原子炉側とポン
プ側が妥協する運転点を協議して設定している。このた
め、プラントの運転状態によっては、原子炉側及びポン
プ側に対して好ましい運転状態とならない状態が生じて
いた。

本事象を改善する明確な公知例は現在のところ考えられ
ていないが、関連すると思われるものに特開昭５６−１
４３９９８号公報がある０本公知例は、第４図に示すよ
うに、給水制御表！ｉ！８内に設けた最大給水流量制限
回路１４により、給水系及び復水系の状態にあわせた給
水流量になるよう給水要求信号を制限すると共に、原子
炉出力追従回路１５も設け、原子炉出力がこの制限値以
上の場合には、原子炉出力を減少させるように復水流量
を制御するものである。

（発明が解決しようとする問題点〕 上記従来例では、給水系及び復水系の状態だけで給水流
量の制限値を決めており、しかも給水流量要求信号で制
限する方法をとっている。ここで給水ポンプの運転点は
原子炉の圧力にも影響を受け、圧力が高いと給水は流れ
にくくなり、圧力が低いと流れやすくなる。また、ター
ビン駆動給水ポンプの場合には、この駆動源である蒸気
条件によっても異なり、蒸気圧力が高い（タービン出力
が高い）状態ではタービン回転数が高くなり、給水も流
れやすくなる。一方、蒸気圧力が低い（タービン出力が
低い）状態では、この逆となる。このように、給水ポン
プの運転点は、原子炉の圧力及びタービンの出力にも影
響を受けるため、これを考慮せずに制限値を設定するの
は好ましいとは言えない。また、給水流量要求信号で制
限することは、各給水ポンプに流れる給水を一括して制
限することとなり、各々のポンプで制限値を変えられな
いため、ポンプ機器保護の観点から以下の問題が発生す
る。

すなわち、第５図に給水ポンプのシステムがタービン駆
動の給水ポンプ２が二台と電動機駆動の給水ポンプ３の
二台から構成される場合を示す。

ここでタービン駆動給水ポンプはタービンの回転数を調
整し、給水流量を調節するが、電動機駆動給水ポンプは
給水ポンプの下流側にある給水調節弁４の開度を調整し
給水流量を調節する。このため、タービンと制御弁の特
性の違いなどから、同一容量のポンプとしても、給水流
量要求信号に対しポンプに流れる給水が、タービン駆動
の給水ポンプと電動機駆動の給水ポンプで異なる。これ
によりタービン駆動給水ポンプの運転制限値に合うよう
制限値を設定しても、電動機駆動給水ポンプに対しては
、ポンプの運転制限値を越える給水を流す可能性があっ
た。

このように従来例では、ポンプの最適な運転点で運転を
制限できず、ポンプの機器保護などに問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、各給水ポンプごとに運転制限値を設けず
一括した給水流量要求信号で給水を制限していたこと及
び運転制限の設定値を給水系及び復水系の状態だけで変
化させていたことに問題があるため、まず一つに各ポン
プごとに制限器を設け、次に各ポンプに設けた制限器の
設定値を、給水系復水系のポンプ運転状態及びその時の
原子炉圧力、タービン出力で変更し、ポンプ機器側の要
求値と原子炉側からの要求値が満足できるような運転点
でポンプの運転を制限することで解決する。

〔作用〕

給水ポンプの運転制限器を各ポンプ毎に持たせ。

プラントの状態によりこの設定値を変更するため、各ポ
ンプごとに最適な運転点゛で運転を制限することになり
、原子炉側からの給水流量要求値、及び。

ポンプ機器側からの給水流量要求値を満足できるように
なる。これにより三台の給水ポンプ運転時に一台の給水
ポンプがトリップし、予備機が起動できない状態でも、
−台の給水ポンプでポンプの運転制限値まで給水を確保
し、ポンプの機器保護を確実に行ない、原子炉側からの
要求に見合った給水を確保するため、原子炉水位が異常
に低下し水位低でスクラムすることもない。

〔実施例〕

１　　以下本発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第１図は本発明に基づく原子炉給水制御装置を適用した
原子炉給復水システムの一例を示す１本図では５０％定
格給水流量のタービン駆動給水ポンプ２の三台と、２５
％定格給水流量の電動機駆動給水ポンプ３の三台及びそ
の上流側に５０％定格給水流量の復水ポンプ５の王台か
ら給復水システムを構成している。通常、原子炉給水制
御装置８は、原子炉水位を一走に制御するため、従来と
同様原子炉水位信号２６．主蒸気流量信号２８゜給水流
量信号２９の三要素制御により、タービン駆動給水ポン
プ２の駆動用タービンの回転数、及び、電動機ｒ！Ａ動
給水給水ポンプ下流側に設けた給水調節弁４の弁開度を
調整し給水流量を調節している。ここで給水ポンプがラ
ンアウト運転となる給水ポンプトリップ予備機不起動時
の一例を説明する。タービン駆動給水ポンプ２が三台運
転しており、電動機駆動給水ポンプ３が三台とも停止し
ている状態で、運転中のタービン駆動給水ポンプ２が一
台トリップし、予備機である電動機駆動給水ポンプ３が
起動しなかった場合には、給水流量が減少し原子炉水位
は低下する。このため、原子炉給水制御袋Ｅ！８は給水
流量要求信号３２を増加させ、給水流量を増加させるこ
とで原子炉水位の低下を抑制しようとする。しかし、給
水ポンプ機器保護の観点から給水ポンプが過流量になら
ないよう各ポンプに設けられたポンプ運転制限回路１３
によって、その時のプラント運転状態に適した値にター
ビン駆動給水ポンプ２の給水要求信号３３が制限され、
過流量の給水を流さないようにする６次に、プラントの
運転状態に適した制限値とする運転制限回路について、
タービン駆動給水ポンプの運転制限回路を例に第２図で
説明する。

運転制限回路は二つのアナログメモリ１７．１８により
、復水ポンプの運転状態による設定値を二つに分けて設
定しこの設定値を原子炉圧力及びタービン出力で補正す
る。原子炉圧力及びタービン出力の補正は、いづれも関
数発生器１９．２０を介して行ない、アナログメモリの
設定値決定時の原子炉圧力、タービン出力を補正する形
で、アナログメモリ１７．１８からの制限値信号３４゜
３５に、関数発生器１９．２０からの補正信号３６．３
７を乗じて行なう。一方、復水ポンプ状態信号として王
台ある復水ポンプの起動信号３１を運転制限回路１３に
取り込み、信号処理回路２１で復水ポンプの運転台数を
判別する（−台以下か三台以上）、この判別した信号を
信号切換器２３に入力し、復水ポンプが一台以下運転中
は、アナログメモリ（１）からの信号３４を出力し、三
台以上運転中の場合はアナログメモリ（２）からの信号
３５を出力する。そしてこの信号がタービン駆動給水ポ
ンプの運転制限器２５の上限値にセットされ、タービン
駆動給水ポンプの給水要求信号３３を制限する。なお、
給水ポンプの運転制限は給水ポンプがランアウト事象と
なる給水ポンプトリップ時のみ行なうよう信号切換器２
４を設け、給水ポンプトリップ時以外は運転制限器２５
をバイパスするようにする。

ここで、ポンプの運転制限値を固定した場合と復水ポン
プの運転状態等で変更した場合の違いをタービン駆動給
水ポンプの場合を例にとり、第６図を用いて説明する。

まず、運転制限値を固定した場合、復水ポンプ三台運転
で原子炉側からの要求流量値ｗ１以上とポンプ保護上の
制限ライン以内を考えポンプがＡ点で運転されるようタ
ービン回転数をＮ４で制限する値に制限値を設定する。

しかし、復水ポンプ−台運転状態でランアウト事象が発
生した場合には、給水ポンプがＡ点でなくＢ点で運転さ
れることになり、原子炉側からの要求値Ｗ！以上を満足
出来なくなる。一方、復水ポンプ−台運転をベースにし
て０点で運転するようタービン回転数をＮ５で制限する
と、復水ポンプ王台運転時にＤ点となりポンプ保護上の
制限ラインが満足出来なくなる。これに対し復水ポンプ
の運転台数で制限値を変更する場合には、−台運転時に
タービン回転数をＮ６で制限し、王台運転時にＮ４で制
限することが可能となる。これにより下流側のポンプの
運転状態に関係なく、原子炉側及びポンプ保護側の要求
値が満足できるシステムとなる０以上、タービン駆動給
水ポンプの運転制限回路について説明したが、電動機駆
動給水ポンプの運転制限回路も、はぼ、同一の構成（タ
ービン出力による補正はない）となり、アナログメモリ
及び関数発生器に設定する値が異なるだけとなる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、原子炉側からの要求、及び、ポンプ機
器側からの要求をいずれも満足し、プラントの稼動率向
上とプラント機器安全性確保が確実になる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の原子炉給復水システムの系
統図、第２図は本発明の原子炉給水制御装置内の運転制
限回路の機能ロジック図、第３図はタービン駆動給水ポ
ンプの運転特性図、第４図は、従来の原子炉給復水シス
テム図、第５図は、原子炉給水システム図、第６図は、
タービン駆動給水ポンプのランアウト運転点の一例を示
す運転特性図である。 １・・・原子炉、２・・・タービン駆動給水ポンプ、３
・・・電動機駆動給水ポンプ、４・・・給水調節弁、５
・・・復水ポンプ、６・・・タービン、７・・・復水器
、８・・・原子炉給水制御装置、９・・・圧力検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉内の水位を一定に制御するように前記原子炉
   への給水を調節する原子炉給水システムにおいて、 複数の給水ポンプの運転制限値を、各ポンプごとにプラ
   ントの運転状態に最も適した値となるよう、下流側のポ
   ンプ運転状態で制限値を変更し、前記原子炉の圧力及び
   タービン出力の変化による制限値の補正を関数発生器を
   用いて行なう運転制限回路を設けたことを特徴とする原
   子炉給水制御装置。