JPH01314998A - Apparatus and method for controlling output of nuclear reactor - Google Patents

Apparatus and method for controlling output of nuclear reactor

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JPH01314998A
JPH01314998A JP63146855A JP14685588A JPH01314998A JP H01314998 A JPH01314998 A JP H01314998A JP 63146855 A JP63146855 A JP 63146855A JP 14685588 A JP14685588 A JP 14685588A JP H01314998 A JPH01314998 A JP H01314998A
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flow rate
signal
core flow
output
control
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JP63146855A
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Tadashi Watanabe
端 渡辺
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Toshiba Corp
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

PURPOSE:To enable accurate output control for a nuclear power plant automatically by performing an inspection and compensation of a deviation between a target setting output signal and an output signal of a generator while being compared with a preset value to control. CONSTITUTION:An output set value Pr set with an output setter 22 and a power signal Pg detected 11 from a generator 10 driven with a steam turbine 9 using a steam generated in a nuclear reactor are inputted into a core flow rate controller 21. Then, a deviation between the value and the signal is detected and a speed control signal so provided to make the deviation down to zero is outputted to a pump power source device 6 to change a flow rate of a core. The flow rate of the core is detected 7 and a core flow rate signal Fc is inputted into the device 21 to be compared with preset upper and lower limit values of the core flow rate and a rated value to output a signal corresponding the results to a control rod drive controller 23. The device 23 outputs an insertion/ withdrawal command for a control rod 3 to a control rod driving mechanism 4 and the device 21.

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、原子力発電プラントの原子炉出力制御、特に
制御棒操作と炉心流量を設定された出力変更パターン等
に従って自動的に調整する原子炉出力制御装置とその制
御方法に関するものである。
Detailed Description of the Invention "Objective of the Invention" (Industrial Application Field) The present invention provides reactor power control in a nuclear power plant, in particular control rod operation and core flow rate that are automatically controlled according to a set power change pattern, etc. This article relates to a nuclear reactor power control device and its control method.

(従来の技術) 原子炉内で冷却材を沸騰させて蒸気を得る沸臆水型原子
炉においては、従来より制御棒の炉心内への挿入、引抜
きと、炉心における冷却材の流量を調整することにより
、原子炉の出力を調節している。即ち制御棒駆動機構を
操作して制御棒を炉心内に挿入すると原子炉の出力が低
下し1、制御棒を引抜くと出力は上昇する。また冷却材
ポンプの回転数を変化させて、炉心流量を増加させると
出力が上昇し、流量を減少させると出力は低下する。
(Prior art) In a boiling water reactor in which steam is obtained by boiling coolant in the reactor, conventional methods involve inserting and withdrawing control rods into the reactor core and adjusting the flow rate of coolant in the core. This adjusts the reactor's output. That is, when the control rod drive mechanism is operated and the control rod is inserted into the reactor core, the output of the reactor decreases 1, and when the control rod is withdrawn, the output increases. Furthermore, by changing the rotational speed of the coolant pump and increasing the core flow rate, the output increases, and by decreasing the flow rate, the output decreases.

これにより発生する蒸気量を制御して、発電機の出力電
力を調整していた。
By controlling the amount of steam generated, the output power of the generator was adjusted.

(発明が解決しようとする課題〉 従来出力の調整に際し、制御棒と炉心流量は個別に制御
しており、かつ一般に運転員の手動操作によって調節さ
れていたため、出力変更等の時に制御棒と炉心流量のい
ずれを調節するかは運転員の判断に任されていた。しか
しながら一般に制御棒による原子炉の出力調節は制御棒
操作量に対する出力変化が大きいが応答は遅く、また冷
却材の炉心流量制御については応答は速いが起動、停止
時のような大幅な出力変化は得難い、このため制御棒操
作と、流量制御とを協調して特に所定の出力変化パター
ンの設定信号に従って制御するためには、制御棒駆動機
構の運転、停止操作を頻繁に繰返す必要があり、運転員
には豊富な経験と多大の労力を要求されるだけでなく、
定められた出力変更パターン等に精度よく一致させるこ
とは極めて困難であった。
(Problem to be solved by the invention) Conventionally, when adjusting the output, the control rods and the reactor core flow rate were controlled individually and were generally adjusted manually by operators. The decision on which flow rate to adjust was left to the operator's discretion.However, in general, reactor output adjustment using control rods has a large output change with respect to the control rod operation amount, but the response is slow, and the control rods have a slow response. Although the response is fast, it is difficult to obtain a large output change such as when starting and stopping.For this reason, in order to coordinate control rod operation and flow rate control, especially according to a set signal of a predetermined output change pattern, it is necessary to It is necessary to repeatedly start and stop the control rod drive mechanism, which not only requires a wealth of experience and a great deal of effort from the operator, but also
It has been extremely difficult to accurately match a predetermined output change pattern.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、定められた出力設定信号に追従して炉
心流量を調整すると共に、その所定の調整範囲内におい
て制御棒と炉心流量を協調して自動的に制御し、しかも
精度よく発電機出力を調節できる原子炉出力制御装置と
その制御方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to adjust the core flow rate in accordance with a predetermined output setting signal, and to adjust the flow rate between the control rods and the core within the predetermined adjustment range. An object of the present invention is to provide a nuclear reactor power control device and a control method thereof, which can coordinately and automatically control the power generators and precisely adjust the generator output.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 制御棒を挿抜する制御棒駆動機構と炉心に冷却水を循環
させる冷却水ポンプの速度を制御するポンプ駆動装置を
備えた原子炉と前記原子炉から発生する蒸気によって駆
動される蒸気タービン及び発電機からなる原子力発電プ
ラントにおいて、目標出力を設定した出力設定装置と、
この出力設定装置の設定出力信号と前記発電機の出力信
号との偏差を検出してこれを補償するように前記炉心の
冷却水流量の制御信号を出力すると共に予め炉心流量の
定格値と上限値及び下限値を設定して炉心流量信号との
比較信号を出力する炉心流量制御装置と、前記比較信号
を入力して炉心流量が前記設定値より大の時には制御棒
の引抜きを、小の時には制御棒の挿入指令信号を出力す
る制御棒制御装置を備える。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A nuclear reactor including a control rod drive mechanism for inserting and extracting control rods and a pump drive device for controlling the speed of a cooling water pump for circulating cooling water in the reactor core, and the aforementioned nuclear reactor. In a nuclear power plant consisting of a steam turbine and a generator driven by steam generated from a reactor, an output setting device that sets a target output;
A deviation between the set output signal of the output setting device and the output signal of the generator is detected and a control signal for the cooling water flow rate of the core is outputted to compensate for the deviation, and the rated value and upper limit value of the core flow rate are preset. and a core flow rate control device that sets a lower limit value and outputs a comparison signal with the core flow rate signal, and inputs the comparison signal to control withdrawal of control rods when the core flow rate is larger than the set value, and control when the core flow rate is smaller than the set value. It is equipped with a control rod control device that outputs a rod insertion command signal.

(作用) 出力設定値と発電機出力信号との偏差を検出し、この偏
差が零となるような速度制御信号を冷却水ポンプの駆動
装置に出力し、炉心流量を変化させて炉出力及び発電機
出力を設定値に合致するように制御すると共に、炉心流
量が予め設定した所定流量の範囲外となった場合には制
御棒の挿入、引抜操作を実施し、これによる出力の変動
も炉心流量の所定流量範囲内において自動的に制御する
(Function) Detects the deviation between the output setting value and the generator output signal, outputs a speed control signal that makes this deviation zero to the cooling water pump drive device, changes the core flow rate, and adjusts the reactor output and power generation. In addition to controlling the machine power to match the set value, if the core flow rate falls outside the preset flow rate range, control rods are inserted or withdrawn, and the resulting fluctuations in output are also controlled by the core flow rate. automatically within a predetermined flow rate range.

(実施例) 本発明の一実施例について図面を参照して説明する。第
1図は構成図で、原子炉1内には炉心2が設置されてお
り、この炉心2内に炉出力を調節するための制御棒3が
設けられている。この制御棒3を挿入、引抜きする制御
棒駆動機構4は高圧水または電動機を動力源とし原子炉
1の外部に設置してある。また原子炉1には、内蔵ある
いは外部に設置して原子炉1と配管で連結された冷却材
ポンプ5がいずれも複数台設置されていて、ポンプ電源
装置6により駆動され回転速度を調節して炉心流量を変
化させる。なおこの炉心流量は炉心流量検出器7により
検出される。原子炉1の上部には主蒸気通路である主蒸
気配管8が蒸気タービン9との間に連通されていて、こ
の蒸気タービン9には発電機10が直結されている。前
記原子炉1で発生した蒸気は蒸気タービン9を廻し、発
電機10を駆動する。この発電機10の発電出力は、電
力検出器11によって検出されて電力信号Pgとして炉
心流量制御装置21に伝達される。また出力設定装置2
2は、予め制御目標である発電機10の出力変化パター
ン等、設定値を設定してあり、その出力設定値Prを前
記炉心流量制御装置21に出力する。炉心流量制御装置
21では、前記電力信号Pgと出力設定値Prの偏差を
零とするような流量制御信号である速度制御信号を、前
記ポンプ電源装置6に出力する。また炉心流量制御装置
21には前記炉心流量検出器7よりの炉心流量信号Fc
も入力される。炉心流量制御装置21には予め許容され
る炉心流量の下限値F[と上限値Fu及び定格値FOが
設定されていて、炉心流量信号Fcと比較して炉心流量
が下限値PLであることを示す信号31と、上限値Fu
であることを示す信号32、炉心流量が定格値以下であ
ることを示す信号33及び定格値以上であることを示す
信号34を制御棒駆動制御装置23に出力する。この制
御棒駆動制御装置23は、制御棒3に対する挿入、引抜
指令信号を前記制御棒駆動機構4と炉心流量制御装置2
1に出力する。
(Example) An example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram, in which a reactor core 2 is installed in a nuclear reactor 1, and a control rod 3 for adjusting reactor power is provided in this core 2. A control rod drive mechanism 4 for inserting and withdrawing the control rods 3 is installed outside the reactor 1 and is powered by high pressure water or an electric motor. In addition, the reactor 1 is equipped with a plurality of coolant pumps 5, which are installed internally or externally and connected to the reactor 1 through piping, and are driven by a pump power supply device 6 to adjust the rotation speed. Change core flow rate. Note that this core flow rate is detected by a core flow rate detector 7. A main steam pipe 8 serving as a main steam passage is connected to a steam turbine 9 in the upper part of the nuclear reactor 1, and a generator 10 is directly connected to the steam turbine 9. Steam generated in the nuclear reactor 1 rotates a steam turbine 9 and drives a generator 10. The power generation output of the generator 10 is detected by a power detector 11 and transmitted to the core flow rate control device 21 as a power signal Pg. Also, the output setting device 2
2 has set values such as the output change pattern of the generator 10 which is a control target set in advance, and outputs the output set value Pr to the core flow rate control device 21. The core flow rate control device 21 outputs to the pump power supply device 6 a speed control signal that is a flow rate control signal that makes the deviation between the power signal Pg and the output setting value Pr zero. The core flow rate control device 21 also has a core flow rate signal Fc from the core flow rate detector 7.
is also input. The core flow rate control device 21 has a lower limit value F [, an upper limit value Fu, and a rated value FO of allowable core flow rate set in advance, and compares it with the core flow rate signal Fc to determine that the core flow rate is at the lower limit value PL. The signal 31 indicating the upper limit value Fu
A signal 32 indicating that the core flow rate is below the rated value, a signal 33 indicating that the core flow rate is below the rated value, and a signal 34 indicating that the core flow rate is above the rated value are output to the control rod drive control device 23. This control rod drive control device 23 sends insertion and withdrawal command signals for the control rods 3 to the control rod drive mechanism 4 and the core flow rate control device 2.
Output to 1.

なお前記一実施例の構成において、炉心流量検出器7は
、冷却材ポンプ5と炉心流量との間の特性が明確な場合
には、冷却材ポンプ5の図示しない速度検出器、または
ポンプ電源装置6のやはり図示しない出力周波数検出器
等、等測的信号発生器で代替しても同様の効果が得られ
る 次に上記構成による作用について説明する。なお原子力
発電プラントに出力上昇をさせる場合と、出力降下をさ
せる場合とではその制御方法に一部相違がある。また出
力上昇か、下降かは前記出力設定装置22に設定される
設定値である出力変化パターン等によって決まる。
In the configuration of the embodiment, the core flow rate detector 7 may be a speed detector (not shown) of the coolant pump 5 or a pump power supply device if the characteristics between the coolant pump 5 and the core flow rate are clear. Similar effects can be obtained by replacing the output frequency detector 6 with an isometric signal generator (also not shown).Next, the operation of the above configuration will be explained. Note that there are some differences in the control methods used when increasing the output of a nuclear power plant and when decreasing the output. Further, whether the output increases or decreases is determined by the output change pattern, which is a setting value set in the output setting device 22.

まず出力上昇時について説明する。第2図は出力上昇時
のフローチャートで、 ステップA・・・炉心流量制御装置21は電力検出器1
1からの発電機出力である電力信号Pgと出力設定装置
22からの出力設定値Prを入力して、その偏差が零と
なるような速度制御信号をポンプ電源装置6に出力する
。ポンプ電源装置6は、この速度制御信号に応じて冷却
材ポンプ5の速度を変化して炉心流量を変化させる。炉
心流量の変化により原子炉の出力が変化し発生蒸気量が
変わる。
First, the time when the output increases will be explained. Figure 2 is a flowchart when the output increases. Step A...The core flow rate control device 21 is the power detector 1.
The power signal Pg, which is the generator output from the generator 1, and the output setting value Pr from the output setting device 22 are input, and a speed control signal such that the deviation thereof becomes zero is output to the pump power supply device 6. The pump power supply device 6 changes the speed of the coolant pump 5 in response to this speed control signal to change the core flow rate. Changes in core flow rate change reactor output and the amount of steam generated changes.

この発生蒸気量の変化は、蒸気タービン9の駆動力を変
化させて発電機10の発電出力を変化させる。この発電
出力は電力検出器11の電力信号Pg’hなって、再び
前記炉心流量制御装置21にフィードバックされ、最終
的にはPg=Prとなるように制御される。この過程に
おいて、炉心2を流れる冷却材の流量(炉心流量)は、
炉心流量検出器7によって検出され、炉心流量信号Fc
として炉心流量制御装置21に出力される。
This change in the amount of generated steam changes the driving force of the steam turbine 9 and changes the power generation output of the generator 10. This power generation output becomes the power signal Pg'h of the power detector 11, which is fed back to the core flow rate control device 21, and is finally controlled so that Pg=Pr. In this process, the flow rate of the coolant flowing through the reactor core 2 (core flow rate) is
Detected by the core flow rate detector 7, the core flow rate signal Fc
It is output to the core flow rate control device 21 as a.

ステップB・・・上記ステップAの過程において、炉心
流量制御装置21は入力した炉心流量信号Fcと許容さ
れる炉心流量下限値FLとを比較し、Fc≦FLの場合
には炉心流量がFc=FLとなるように冷却材ポンプ5
の速度を制御すると共に、制御棒駆動制御装置23に対
し、炉心流量が下限値F[であることを示す信号31を
出力する。これは発電機10の発電出力である電力信号
Pgが出力設定値Prよりも大きい場合である。制御棒
駆動制御装置23は、前記の信号31が入力されている
間、制御棒3を炉心2に挿入するように制御棒駆動機構
4に挿入指令信号を出力する。この制御棒3の挿入によ
り、原子炉1の出力即ち発電機10の発電出力は低下し
、制御棒3の動きに追従して炉心流量が制御される。制
御棒3の挿入による出力低下分を補償するように炉心流
量制御装置21は炉心流量を増加させて、Fc>FLと
なった時点で前記信号31をリセットし、制御棒駆動制
御装置23は制御棒駆動機1114に対する制御棒3の
挿入指令信号を止め、制御棒3を停止する。
Step B...In the process of step A above, the core flow rate control device 21 compares the input core flow rate signal Fc with the allowable core flow rate lower limit value FL, and if Fc≦FL, the core flow rate is Fc= Coolant pump 5 so that it is FL
At the same time, it outputs a signal 31 to the control rod drive control device 23 indicating that the core flow rate is the lower limit value F[. This is a case where the power signal Pg, which is the power generation output of the generator 10, is larger than the output setting value Pr. The control rod drive control device 23 outputs an insertion command signal to the control rod drive mechanism 4 to insert the control rod 3 into the reactor core 2 while the signal 31 is input. By inserting the control rods 3, the output of the reactor 1, that is, the power generation output of the generator 10, decreases, and the core flow rate is controlled in accordance with the movement of the control rods 3. The core flow rate control device 21 increases the core flow rate to compensate for the decrease in output due to the insertion of the control rods 3, and resets the signal 31 when Fc>FL, and the control rod drive control device 23 performs control. The control rod 3 insertion command signal to the rod drive machine 1114 is stopped, and the control rod 3 is stopped.

以上のようにして炉心流量(Fc)が許容される下限値
FL以上で、発電機10の発電出力(Pg)=出力設定
値Prとなるように制御される。なお図示しないが前記
信号31をリセットする条件のFc>FLに、ハンチン
グ防止のためデッドバンド(不怒帯)εを設けて、Fc
>FL+εとすることは容易に可能である。
As described above, the core flow rate (Fc) is controlled so that the power generation output (Pg) of the generator 10 is equal to the output setting value Pr when the core flow rate (Fc) is equal to or higher than the allowable lower limit value FL. Although not shown, a dead band ε is provided for the condition Fc>FL for resetting the signal 31 to prevent hunting, and Fc
>FL+ε is easily possible.

ステップC・・・また前記ステップAの過程において、
炉心流量制御装置21は入力した炉心流量信号Fcと許
容される炉心流量の上限値Fuを比較し、Fc≧Fuの
場合には炉心流量がFc=Fuとなるように冷却材ポン
プ5の速度を制御すると共に、制御棒駆動制御装置23
に対し、炉心流量が上限値であることを示す信号32を
出力する。
Step C...Also, in the process of step A,
The core flow rate control device 21 compares the input core flow rate signal Fc with the allowable upper limit value Fu of the core flow rate, and if Fc≧Fu, the speed of the coolant pump 5 is adjusted so that the core flow rate becomes Fc=Fu. In addition to controlling the control rod drive control device 23
In contrast, a signal 32 indicating that the core flow rate is at the upper limit value is output.

これは発電機10の発電出力である電力信号Pgが出力
設定値Prよりも小さい場合である。制御棒駆動制御装
置23は、前記の信号32が入力されている間、制御棒
3を引抜くように制御棒駆動機構4に引抜指令信号を出
力する。これにより発電機10の発電出力は上昇し、電
力信号Pgが出力設定値Prと等しくなった後、制御棒
3の引抜きによる出力上昇分を補償するよう炉心流量制
御装置21は炉心流量を減少させて、Fc<Fuとなっ
た時点で前記信号32をリセットし、制御棒駆動制御装
置23は制御棒駆動機構4に対する制御棒3の引抜指令
信号を停止する。以上のようにして、炉心流量(Fc)
が許容される上限値Fu以下で、発電機10の発電出力
(Pg)=出力設定値Prとなるように制御される。な
お前記ステップBと同様に信号32をリセットする条件
Fc<Fuにはデッドバンドεを設けて、Fc<FL−
εとすることは容易である。
This is a case where the power signal Pg, which is the power generation output of the generator 10, is smaller than the output setting value Pr. The control rod drive control device 23 outputs a withdrawal command signal to the control rod drive mechanism 4 to withdraw the control rod 3 while the signal 32 is being input. As a result, the power generation output of the generator 10 increases, and after the power signal Pg becomes equal to the output setting value Pr, the core flow rate control device 21 decreases the core flow rate to compensate for the increase in output due to the withdrawal of the control rods 3. Then, when Fc<Fu, the signal 32 is reset, and the control rod drive control device 23 stops sending a command signal to the control rod drive mechanism 4 to withdraw the control rod 3. As described above, the core flow rate (Fc)
is controlled so that the power generation output (Pg) of the generator 10 is equal to the output setting value Pr when the power generation output (Pg) is less than or equal to the allowable upper limit value Fu. Note that, similarly to step B, a dead band ε is provided for the condition Fc<Fu for resetting the signal 32, so that Fc<FL−
It is easy to set ε.

ステップD・・・さらに上記ステップAの過程において
、炉心流量(Fc)が許容される下限値FLと上限値F
uとの間にある場合に、炉心流量制御装置21は上記ス
テップAの過程で説明したように、まず発電機10の電
力信号Pgと出力設定装置22の出力設定値Prとの偏
差が零となるようにポンプ電源装置6に速度制御信号を
出力する。
Step D...Furthermore, in the process of Step A above, the core flow rate (Fc) is set to a lower limit value FL and an upper limit value F.
u, the core flow rate control device 21 first determines that the deviation between the power signal Pg of the generator 10 and the output setting value Pr of the output setting device 22 is zero, as explained in the process of step A above. A speed control signal is output to the pump power supply device 6 so that

この時の炉心流量は、炉心流量検出器7によって検出さ
れ、炉心流量信号Fcとして炉心流量制御装置21に入
力される。この炉心流量制御装置21ではこの時の炉心
流量信号Fcと炉心流量の定格値FOとを比較して、F
c>Fo+ΔFの場合には、炉心流量が定格値Foより
も大きいことを示す信号34を制御棒駆動制御装置23
に出力する。ここでΔFとは、制御にヒステリシスを持
たせて、調整制御にハンチングを発生させないためのデ
ッドバンドεである。制御棒駆動制御装置23は、前記
炉心流量が定格値よりも大きいとする信号34が入力さ
れている間、制御棒3を引抜くように、制御棒駆動機構
4と炉心流量制御装置21に引抜指令信号を出力する。
The core flow rate at this time is detected by the core flow rate detector 7 and inputted to the core flow rate control device 21 as a core flow rate signal Fc. This core flow rate control device 21 compares the core flow rate signal Fc at this time with the rated value FO of the core flow rate, and
c>Fo+ΔF, a signal 34 indicating that the core flow rate is larger than the rated value Fo is sent to the control rod drive controller 23.
Output to. Here, ΔF is a dead band ε for giving hysteresis to the control and preventing hunting from occurring in the adjustment control. The control rod drive control device 23 causes the control rod drive mechanism 4 and the core flow rate control device 21 to withdraw the control rods 3 while the signal 34 indicating that the core flow rate is larger than the rated value is input. Outputs a command signal.

この制御棒3の引抜きにより発電機10の発電出力(P
g)は増加し、これを補償するように炉心流量制御装置
21は上記ステップAで述べたように炉心流量を減少さ
せるように制御し、制御棒3の引抜指令信号入力継続中
に炉心流量信号FcがFc=Foとなった時点で前記信
号34をリセットして、制御棒駆動制御装置23は制御
棒駆動機構4に対し引抜指令信号を停止する。以上のよ
うにして炉心流量(Fc)が定格値Foに対して、Fc
>Fo+ΔFとなった場合にはFc≦Foとなるように
制御棒3を引抜く動作をする。なお炉心流量の定格値F
o及びデッドバンドΔFは、定数であっても、また出力
設定装置22からの出力設定値Prの関数として可変の
ものであってもよい。
By pulling out the control rod 3, the power output of the generator 10 (P
g) increases, and to compensate for this, the core flow rate control device 21 controls the core flow rate to decrease as described in step A above, and while the control rod 3 withdrawal command signal continues to be input, the core flow rate control device 21 decreases the core flow rate signal. When Fc becomes Fc=Fo, the signal 34 is reset, and the control rod drive control device 23 stops sending the withdrawal command signal to the control rod drive mechanism 4. As described above, the core flow rate (Fc) is adjusted to the rated value Fo.
>Fo+ΔF, the control rod 3 is pulled out so that Fc≦Fo. In addition, the rated value F of the core flow rate
o and the dead band ΔF may be constants or may be variable as a function of the output setting value Pr from the output setting device 22.

次に出力降下時について第3図の出力降下時のフローチ
ャートにより説明する。なおステップA“の過程につい
ては、上記した第2図における出力上昇時のステップA
と同様であり、またステップB°は上記ステップC1さ
らにステップC。
Next, the time when the output drops will be explained with reference to the flowchart when the output drops shown in FIG. Regarding the process of step A", step A when the output increases in the above-mentioned figure 2.
, and step B° is the step C1 and step C described above.

は上記ステップBと同様であるので説明を省略する。し
かしステップD゛については、炉心流量が許容される下
限値F[と上限値Fuとの間にある場合には、上記した
ステップDとは相違しているので、以下ステップD°に
ついて説明する。
Since step B is the same as step B above, the explanation will be omitted. However, step D'' is different from step D described above when the core flow rate is between the allowable lower limit value F[ and upper limit value Fu, so step D° will be described below.

ステップD−・・先ず上記ステップAの過程で述べたよ
うに、炉心流量制御装置21は発電機10からの発電出
力である電力信号pgと、出力設定装置22からの出力
設定値Prの偏差が零となるよう、冷却材ポンプ5を駆
動するポンプ電源装置6に速度制御信号を出力する。こ
の時の炉心流量は炉心流量検出器7によって検出され、
この出力である炉心流量信号Fcは炉心流量制御装置2
1に入力される。炉心流量制御装置21では入力した炉
心流量信号Fcと炉心流量の定格値F○とを比較して、
Fc<Fo−ΔFの場合には炉心流量が定格値Foより
も小さいことを示す記号33を制御棒駆動制御装置23
に出力する。ここでΔFは前記出力上昇時と同じく制御
にヒステリシスをもたせるためのデッドバンドである。
Step D - First, as described in the process of step A above, the core flow rate control device 21 detects the difference between the power signal pg, which is the generated output from the generator 10, and the output setting value Pr from the output setting device 22. A speed control signal is output to the pump power supply device 6 that drives the coolant pump 5 so that the speed becomes zero. The core flow rate at this time is detected by the core flow rate detector 7,
The core flow rate signal Fc which is this output is the core flow rate control device 2.
1 is input. The core flow rate control device 21 compares the input core flow rate signal Fc with the rated value F○ of the core flow rate.
When Fc<Fo−ΔF, a symbol 33 indicating that the core flow rate is smaller than the rated value Fo is displayed in the control rod drive controller 23.
Output to. Here, ΔF is a dead band for providing hysteresis in the control, as in the case of increasing the output.

制御棒駆動制御装置23はこの時、上記炉心流量信号F
cが定格値FOよりも小さいことの信号33が入力され
ている間、制御棒3を炉心2に挿入する挿入指令信号を
制御棒駆動機1114及び炉心流量制御装置21に出力
する。この制御棒3の炉心2挿入により、原子炉出力(
Pg)は減少し、これを補償するように炉心流量制御装
置21は上記ステップAにて述べたように、炉心流量を
増加させるように制御し、挿入指令信号入力継続中にF
c≧Foとなった時点で、信号33をリセットして制御
棒駆動制御装置23は、制御棒駆動機構4に対する制御
棒3の挿入指令信号を停止する。
At this time, the control rod drive controller 23 receives the core flow rate signal F.
While the signal 33 indicating that c is smaller than the rated value FO is input, an insertion command signal for inserting the control rod 3 into the reactor core 2 is output to the control rod drive machine 1114 and the core flow rate control device 21. By inserting the control rods 3 into the reactor core 2, the reactor output (
Pg) decreases, and to compensate for this, the core flow rate control device 21 controls the core flow rate to increase as described in step A above, and while the insertion command signal continues to be input, F
When c≧Fo, the control rod drive control device 23 resets the signal 33 and stops issuing the control rod 3 insertion command signal to the control rod drive mechanism 4.

以上のようにして、炉心流量(Fc)が炉心流量の定格
値FOに対してFc<Fo−ΔFとなりた場合には、F
c≧Foとなるように制御棒3を挿入操作する。
As described above, when the core flow rate (Fc) becomes Fc<Fo−ΔF with respect to the rated value FO of the core flow rate, F
The control rod 3 is inserted so that c≧Fo.

なお炉心流量の定格値Fo及びデッドバンドΔFは、定
数であっても、また出力設定装置22からの出力設定値
Prの関数として可変のものであってもよいことは、上
記したステップDの出力上昇の場合と同様である。
Note that the rated value Fo and dead band ΔF of the core flow rate may be constants or may be variable as a function of the output setting value Pr from the output setting device 22. The same is true for rising.

[発明の効果] 以上本発明によれば、炉心流量を原子炉の運転上、許容
する上限値と下限値の間に制御しながら予め設定した発
電機の出力変更パターン等設定値に対して精度よく一致
させるように制御すると共に、作動時間が遅くその操作
量に対して出力変化の大きい制御棒による出力制御を応
答の速い冷却材の炉心流量制御により微細に補償を行な
う等、制御棒操作と炉心流量制御の特徴をを活用し、し
かもこれを同時に協調させて運転員の操作を煩わせるこ
となく、自動的に原子力発電プラントの出力制御を精度
よ〈実施できるので、その運転効率と信頼性向上に効果
がある。
[Effects of the Invention] According to the present invention, while controlling the core flow rate between the upper limit and the lower limit allowed for the operation of the reactor, accuracy is maintained with respect to set values such as a preset generator output change pattern. In addition to controlling the control rods so that they match well, the output control by the control rods, which have slow operating times and large output changes relative to the amount of operation, is finely compensated for by fast-response coolant core flow control. Utilizing the characteristics of core flow control and coordinating these functions at the same time, it is possible to automatically control the output of a nuclear power plant with high accuracy without bothering operators, improving its operational efficiency and reliability. Effective for improvement.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の構成図、第2図は出力上昇時のフロー
チャート、第3図は出力下降時のフローチャートである
。 1・・・:原子炉  2・・・炉心 3・・・制御棒  4・・・制御棒駆動機構5・・・再
循環ポンプ 6・・・ポンプ電源装置 7・・・炉心流量検出器 9・・・窯気タービン  10・・・発電機11・・・
電力検出器 21・・・炉心流量制御装置 22・・・出力設定装置 23・・・制御棒駆動制御装置。
FIG. 1 is a block diagram of the present invention, FIG. 2 is a flowchart when the output increases, and FIG. 3 is a flowchart when the output decreases. 1...: Nuclear reactor 2... Core 3... Control rod 4... Control rod drive mechanism 5... Recirculation pump 6... Pump power supply device 7... Core flow rate detector 9. ...Kiln air turbine 10...Generator 11...
Power detector 21...Core flow rate control device 22...Output setting device 23...Control rod drive control device.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)原子炉炉心内の制御棒を挿抜する制御棒駆動機構
と炉心に冷却水を循環させる冷却水ポンプの速度を制御
するポンプ駆動装置を備えた原子炉と前記原子炉から発
生する蒸気によって駆動される蒸気タービンと前記蒸気
タービンにより駆動する発電機からなる原子力発電プラ
ントにおいて、目標出力を設定した出力設定装置と、こ
の出力設定装置の設定出力信号と前記発電機の出力信号
との偏差を検出してこれを補償するように前記炉心の冷
却水流量の制御信号を出力すると共に予め炉心流量の定
格値と上限値及び下限値を設定して炉心流量信号との比
較信号を出力する炉心流量制御装置と、前記炉心流量制
御装置からの比較信号を入力して炉心流量が前記設定値
より大の時には制御棒の引抜きを、小の時には制御棒の
挿入指令信号を出力する制御棒制御装置を具備したこと
を特徴とする原子炉出力制御装置。
(1) A nuclear reactor equipped with a control rod drive mechanism that inserts and removes control rods in the reactor core and a pump drive device that controls the speed of a cooling water pump that circulates cooling water in the reactor core, and steam generated from the reactor. In a nuclear power plant consisting of a driven steam turbine and a generator driven by the steam turbine, an output setting device that sets a target output, and a deviation between a set output signal of this output setting device and an output signal of the generator A core flow rate that outputs a control signal for the cooling water flow rate of the core to detect and compensate for this, and also sets the rated value, upper limit value, and lower limit value of the core flow rate in advance and outputs a comparison signal with the core flow rate signal. and a control rod control device which inputs a comparison signal from the core flow rate control device and outputs a control rod withdrawal command signal when the core flow rate is larger than the set value, and a control rod insertion command signal when the core flow rate is smaller than the set value. A nuclear reactor power control device characterized by comprising:
(2)目標出力を設定した出力設定装置よりの出力設定
信号と発電機からの電力信号を炉心流量制御装置に入力
して、その両信号の偏差が零となるような炉心流量制御
信号をポンプ電源装置に出力すると共に、前記ポンプ電
源装置は入力した炉心流量制御信号により冷却水ポンプ
の速度を調節し、炉心流量を変化させて出力設定信号と
発電機の電力信号とが一致するように炉出力を制御する
。 さらに炉心流量制御装置において炉心流量信号を入力し
て、予め設定してある炉心流量の下限値、上限値及び定
格値の流量設定値と比較し、出力上昇時において、炉心
流量が下限値以下、上限値以上及び下限値と上限値の中
間では定格値以上において夫々の比較信号を制御棒制御
装置に出力して制御棒制御装置において前記下限値以下
の比較信号が入力されている間は制御棒挿入指令信号を
、上限値以上あるいは定格値以上の比較信号の時には制
御棒引抜指令信号を制御棒駆動機構に出力して制御棒を
操作する。また前記制御棒挿入指令信号は炉心流量が下
限値を超過した時に止め、制御棒引抜指令信号は炉心流
量が上限値より減少した時及び定格値と同様あるいは減
少した時に止めて制御棒の操作を停止する。なお出力下
降時においては、炉心流量が下限値と上限値との中間時
において、定格値以下の場合に比較信号が炉心流量制御
装置より制御棒制御装置に出力され、制御棒制御装置か
ら制御棒挿入指令信号が制御棒駆動機構に出力される。 また制御棒操作停止後に出力設定信号と発電機の電力信
号の不一致が残留している時には、その出力設定信号と
電力信号の偏差が零となるような炉心流量制御信号を炉
心流量制御装置がポンプ電源装置に出力し、炉心流量を
調整して制御棒操作と協調制御することを特徴とした原
子炉出力制御方法。
(2) Input the output setting signal from the output setting device that has set the target output and the power signal from the generator into the core flow control device, and pump the core flow control signal such that the deviation between the two signals is zero. In addition to outputting the output to the power supply device, the pump power supply device adjusts the speed of the cooling water pump according to the input core flow rate control signal, and changes the core flow rate so that the output setting signal and the power signal of the generator match. Control output. Furthermore, the core flow rate signal is input to the core flow rate control device and compared with the preset flow rate settings of the lower limit value, upper limit value, and rated value of the core flow rate. Above the upper limit value and between the lower limit value and the upper limit value, the respective comparison signals are output to the control rod control device at the rated value or above, and while the comparison signal below the lower limit value is input to the control rod control device, the control rod is When the insertion command signal is greater than the upper limit value or the comparison signal is greater than the rated value, a control rod withdrawal command signal is output to the control rod drive mechanism to operate the control rod. In addition, the control rod insertion command signal is stopped when the core flow rate exceeds the lower limit value, and the control rod withdrawal command signal is stopped when the core flow rate decreases below the upper limit value, is equal to the rated value, or decreases, and the control rod operation is stopped. Stop. Note that during power reduction, when the core flow rate is between the lower limit value and the upper limit value, if the core flow rate is below the rated value, a comparison signal is output from the core flow rate control device to the control rod control device, and the control rod control device outputs a comparison signal to the control rod control device. An insertion command signal is output to the control rod drive mechanism. In addition, if a mismatch between the output setting signal and the generator power signal remains after the control rod operation is stopped, the core flow control device sends the core flow control signal to the pump so that the deviation between the output setting signal and the power signal becomes zero. A nuclear reactor power control method characterized by outputting power to a power supply device, adjusting core flow rate, and performing cooperative control with control rod operation.
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