JPH021280B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高速増殖炉発電プラント、特に、１
次系および２次系の冷却材ループを有する高速増
殖炉発電プラントに関するものである。

液体金属を冷却材として用い、原子炉と中間熱
交換器との間に１次系冷却材ループを有し、中間
熱交換器と蒸気発生器との間に２次系冷却材ルー
プを有する高速増殖炉発電プラントでは、プラン
ト出力（電気出力）は主蒸気条件の変動により影
響されるので、これを回避するため、主蒸気条件
を一定圧力、一定温度となるよう制御を行なつて
いる。

したがつて、蒸気発生器の出口における蒸気温
度は、プラント出力によらず一定となり、２次系
冷却材ループ、１次系冷却材ループを介して連動
する原子炉出口の液体金属（例えばナトリウム）
の温度は第１図に示すようにプラント出力によら
ずほぼ一定となる。この図の横軸、縦軸には、そ
れぞれ、プラント出力（電気出力）、温度がとつ
てあり、１が原子炉出口ナトリウム温度、２が蒸
気発生器出口蒸気温度を示している。

このような、プラント出力に対して原子炉出口
ナトリウム温度を一定にする制御を行なうには、
１次系、２次系それぞれの冷却材流量を、原子炉
熱出力にほぼ比例して制御する必要がある。これ
に対して、原子炉熱出力とプラント出力とは、ほ
ぼ比例するので、１次系、２次系冷却材流量を、
第２図に示すようにプラント出力にほぼ比例して
制御することになる。この図の横軸、縦軸には、
それぞれ、プラント出力（定格値に対する値）、
流量（定格値に対する値）がとつてあり、３，４
がそれぞれ１次系冷却材流量、２次系冷却材流量
を示している。

第３図は、このような、液体金属を冷却材と
し、１次系、２次系の冷却材ループを有し、プラ
ント出力にほぼ比例して流量制御を行なう従来の
高速増殖炉発電プラントの冷却材流量制御システ
ムの系統図である。この図で、１１は原子炉、１
２は中間熱交換器、１３は１次系冷却材ループ、
１４は１次系主循環ポンプ、１５は１次系ポンプ
駆動交流電動機、１６は１次系流量計、１７は１
次系流量信号、１８は１次系流量プログラム信
号、１９は１次系流量制御器、１１０は１次系周
波数指令信号、１１１は１次系可変周波数電源、
１１２は１次系可変周波数電力を示しており、２
１は過熱器、２２は蒸発器、２３は２次系冷却材
ループ、２４は２次系主循環ポンプ、２５は２次
系ポンプ駆動交流電動機、２６は２次系流量計、
２７は２次系流量信号、２８は２次系流量プログ
ラム信号、２９は２次系流量制御器、２１０は２
次系周波数指令信号、２１１は２次系可変周波数
電源、２１２は２次系可変周波数電力を示してい
る。

原子炉１１と中間熱交換器１２とを循環する１
次系冷却材ループ１３内の冷却材の流量は、１次
系流量計１６によつて計測され、１次系流量信号
１７に変換され１次系流量プログラム信号１８と
ともに１次系流量制御器１９に入力される。１次
系流量制御器１９は、プラント出力と第２図の直
線３に示すような関係をもつ１次系流量プログラ
ム信号１８と１次系流量信号１７とによつて、１
次系冷却材流量の制御要求に一致した１次系周波
指令信号１１０を１次系可変周波数電源１１１に
入力する。１次系可変周波数電源１１１は、１次
系周波数指令信号１１０を受けて、１次系可変周
波数電力１１２を発生させ、１次系ポンプ駆動交
流電動機１５に供給する。１次系ポンプ駆動交流
電動機１５は、１次系主循環ポンプ１４に連結さ
れ、１次系可変周波数電力１１２により、１次系
冷却材流量制御特性に一致した１次系冷却材流量
を得る。

中間熱交換器１２と過熱器２１および蒸発器２
２とを循環する２次系冷却材ループ２３の冷却材
の流量も１次系冷却材ループの冷却材の流量制御
と全く同一の方法で行われる。

このように、従来の高速増殖炉発電プラントで
は１次系および２次系の冷却材流量の制御のた
め、１次系および２次系冷却材ループにそれぞれ
１台ずつ、合計２台の可変周波数電源装置を設置
しているので、運転保守面からも、経済面からも
改善の余地があり、２台設置されてはいても、ど
ちらか一方の可変周波数電源装置に異常が発生し
た場合には、高速増殖炉発電プラントの熱輸送体
系としては成立しなくなるため、２台設置の必然
性に乏しかつた。

本発明は、このような問題点を除去し、運転保
守性の面からも、経済性の面からも、信頼性の面
からも改善された冷却材流量の制御を行うことも
できる高速増殖炉発電プラントの提供を可能とす
るもので、原子炉と中間熱交換器との間、およ
び、中間熱交換器と蒸気発生器との間に、それぞ
れ設けられた冷却材循環ポンプを有する１次系冷
却材ループ、および、２次系冷却材ループと、冷
却材循環ポンプを駆動する交流電動機を１次系お
よび２次系冷却材ループの冷却材流量がそれぞれ
の流量制御特性に従つて変るように制御する手段
とを有する高速増殖炉発電プラントにおいて、冷
却材流量制御手段が、１次系および２次系冷却材
ループの冷却材循環ポンプを駆動する交流電動機
を１次系および２次系のうち何れか一つの系の冷
却材ループの流量制御特性に従つて動作させる高
周波電源装置と、１次系流量制御特性と２次系流
量制御特性との差を求め、その値に基づき、１次
系および２次系のうち他の系の冷却材ループの冷
却材循環ポンプを駆動する交流電動機を制御して
前記他の系の冷却材ループの流量制御特性に一致
させる制御装置とよりなることを特徴とするもの
である。

本発明は、プラント出力に対する、１次系流量
制御特性と２次系流量制御特性とが、１次系では
低いプラント出力においても、流量を多く確保す
ることは原子炉にとつて安全側となる点と、２次
系では低いプラント出力においても、蒸気発生器
出入口温度差が大きくなる点等の理由により、前
述の如く、完全には一致しないが相似しているた
め、一個の可変周波数電源装置で、１次冷却材ル
ープおよび２次冷却材ループのポンプ駆動交流電
動機の電源を兼ねられる点に着目してなされたも
ので、高速増殖炉発電プラントの総合的な熱輸送
体系の運転保守性、経済性、信頼性を高めること
ができる。

以下、実施例について説明する。

第４図は、一実施例の高速増殖炉発電プラント
の冷却材流量制御システムの系統図である。この
図で第３図と同一部分には同一符号が付してあ
り、３１は１次系および２次系冷却材ループに共
用の可変周波数電源装置、３２は可変周波数電
力、３３は補正演算器、３４は流量補正信号、３
５は交流電動機付属制御装置、３６は交流電動機
補正制御信号を示している。

この実施例においては、可変周波数電源装置３
１は１次系ポンプ駆動交流電動機１５と２次系ポ
ンプ駆動交流電動機２５との共用電源となり、そ
の周波数制御は１次系流量制御特性に一致させ
る。この制御は従来の場合と全く同様で、１次系
冷却材ループの流量は１次系流量制御特性に一致
する。一方、２次系冷却材ループにおいては、そ
れぞれ１次系流量計１６、２次系流量２６によつ
て求められた１次系流量信号１７、２次系流量号
２７および２次系流量プログラム信号２８を補正
演算器３３に入力し、１次系流量制御特性と２次
系流量制御特性との差を補正し、２次系流量制御
特性に一致するような流量補正信号３４を出力さ
せる。交流電動機付属制御装置３５は、流量補正
信号３４を受けて、交流電動機補正制御信号３６
を２次系ポンプ駆動交流電動機２４に与える。こ
れによつて、可変周波数電源装置３１の周波数特
性は１次系流量制御特性であるが、交流電動機付
属制御装置３５により補正されるため、２次系冷
却材ループ２３の冷却材流量は２次系流量制御特
性に一致する。第５図は第４図の具体例を示すも
ので、第４図と同一部分には同一符号が付してあ
る。この具体例では可変周波数電源に電動機４１
と流体継手４２と交流電動機４３とから構成され
る流体継手可変周波数電源装置４４を用い、流量
制御器として流体継手すくい管駆動装置４５を用
い、２次系ポンプ駆動交流電動機２５に付属する
制御装置として交流電動機２次抵抗制御装置４６
を用いている。

このように、この実施例の大容量可変周波数電
源装置には、既に軽水冷却原子炉発電プラント用
として実用化されている流体継手可変周波数電源
装置を用いることができる。また、２次系ポンプ
駆動交流電動機に付属する２次抵抗制御装置の回
転数制御範囲も70〜100％の範囲において可能で
あるため、高速増殖炉発電プラントに適用可能で
ある。

このように、実施例の高速増殖炉発電プラント
においは、従来１次系および２次系のそれぞれの
冷却材ループに設置されていた可変周波数電源装
置を共用するようにしたため、可変周波数電源の
メンテナンスを軽減でき運転保守性が向上する。
また、可変周波数電源の共用化に伴い、流量制御
系のトータルコストを低減でき、経済性が向上す
る。可変周波数電源の配置スペースに余裕が生ま
れる。総合的な熱輸送体系として、信頼性が向上
し、効率的な運用がはかれる等の効果が得られ
る。

なお、実施例においては、可変周波数電源装置
の周波数制御において、１次系の流量制御特性に
一致させた場合について説明したが、２次系の流
量制御特性に一致させ、１次流量制御を、１次系
流量制御特性と２次系流量制御特性との差を補正
演算器により演算し、この流量補正信号で、１次
系ポンプ駆動交流電動機に付属させた制御装置を
作動させ、１次系流量制御特性に一致させるよう
にしてもよく、この場合も前述の場合と同様に作
用し、同等の効果を得ることができる。

以上の如く、本発明の高速増殖炉発電プラント
は、運転保守の面からも、経済性の面からも、信
頼性の面からも改善された冷却材流量の制御を行
うことができ、産業上の効果の大なるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、高速増殖炉発電プラントにおけるプ
ラント出力（電気出力）と原子炉出口ナトリウム
温度および蒸気発生器出口蒸気温度との関係を示
す線図、第２図は、同じくプラント出力と１次系
冷却材流量および２次系冷却材流量との関係を示
す線図、第３図は、従来の高速増殖炉発電プラン
トの冷却材流量制御システムの系統図、第４図
は、本発明の高速増殖炉発電プラントの一実施例
の冷却材流量制御システムの系統図、第５図は同
じく要部の具体例を示す系統図である。 １１……原子炉、１２……中間熱交換器、１３
……１次系冷却材ループ、１４……１次系主循環
ポンプ、１５……１次系ポンプ駆動交流電動機、
１６……１次系流量計、１９……流量制御器、２
２……蒸発器、２３……２次系冷却材ループ、２
４……２次系主循環ポンプ、２５……２次系ポン
プ駆動交流電動機、２６……２次系流量計、３１
……可変周波数電源、３３……補正演算器、３５
……交流電動機付属制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉と中間熱交換器との間、および、前記
   中間熱交換器と蒸気発生器との間に、それぞれ設
   けられ冷却材循環ポンプを有する１次系冷却材ル
   ープ、および、２次系冷却材ループと、前記冷却
   材循環ポンプを駆動する交流電動機を、前記１次
   系および前記２次系冷却材ループの冷却材流量が
   それぞれの流量制御特性に従つて変るように制御
   する手段とを有する高速増殖炉発電プラントにお
   いて、前記冷却材流量制御手段が、前記１次系お
   よび２次系冷却材ループの冷却材循環ポンプを駆
   動する交流電動機を、前記１次系および２次系の
   うち何れか一つの系の冷却材ループの流量制御特
   性に従つて動作させる高周波電源装置と、前記１
   次系流量制御特性と２次系流量制御特性との差を
   求め、その値に基づき、前記１次系および２次系
   のうち他の系の冷却材ループの冷却材循環ポンプ
   を駆動する交流電動機を制御して前記他の系の冷
   却材ループの流量制御特性に一致させる制御装置
   とよりなることを特徴とする高速増殖炉発電プラ
   ント。