JPH02240600A - 加圧器気相消滅制御装置 - 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、加圧木型原子力発電プラントにおける加圧器
内の気相を消滅させるための制御装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 加圧水型原子力発電プラントにおいては、運転中、炉心
での冷却材の沸騰を抑えるために、−次冷却系に加圧器
が接続され、炉心内を飽和圧力を超える加圧状態にして
いる。この加圧器は、−ｍに、定期検査等のために原子
力発電プラントを停止させる際に、内部の気相を消滅さ
せるようになっている。

従来、加圧器気相消滅のための制御は運転員の手動に頼
っていた。即ち、第２図に示した加圧器水位制御系を参
照して手動制御について説明すると、先ず、加圧器１０
内の水位を徐々に上昇させるために、充填ライン１４に
設けられた流量制御弁１５の操作により、充填ライン１
４から一次冷却系１１への流入量を一次冷却系１１から
抽出ライン１６への流出量よりも多くする。

その結果、−次冷却系１１の増加した水量は加圧器ＩＯ
内に流入し、加圧３１０の水位が上昇する。この水位上
昇に伴い、加圧器の気相部１８の蒸気は圧縮され圧力が
上昇するため、加圧器スプレィ弁１２を開いて冷水をス
プレィして気相部１８の蒸気を凝縮させ圧力を低下させ
る６圧力が低下し過ぎれば、加圧器ヒータ１３をオンに
して、加圧器１０内の水を沸騰させて、圧力を上げる。

加圧器１０の水位は水位計１７で検出できる。しかし、
この水位計１７の較正は、−ｍ的に、加圧器気相消滅時
点での加圧器内の温度よりも低い時点で行われているた
め、水位計１７は必ずしも正しい指示するとは限らない
、そのため、運転員は、この水位計１７の指示値を目安
として利用し、この指示値から加圧器１０が満水に近い
ことを知り、その時点で加圧器スプレィ弁１２を若干開
き、加圧器圧力計１９に圧力の低下が表示されれば、未
だ加圧器内に気相が残っていると判断して、再び充填ラ
イン１４の流量を抽出ラインの流量よりも多くする。上
述のような操作を繰り遅し、加圧器スプレィ弁１２を開
いても圧力の低下がなくなれば、気相は消滅したものと
判断する。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、従来は、較正誤差のために正確な加圧器
水位を示さない水位計を用いて、加圧器の気相消滅のた
めの制御を運転口の手動操作に頼っていたので、その操
作に比軸的長時間を要するだけでなく、運転員の熟練と
非常にｖＳ雑な手間とが要求され、改善が望まれていた
。

従って、本発明の目的は、較正誤差のために正確な加圧
器水位を示さない水位計に依存することなく、新規な概
念を導入して自動的に加圧器の気相を消滅させることに
ある。

［課題を解決するための手段及び作用］上記の目的を達
成するために、本発明によると、加圧器気相消滅制御装
置は、加圧器へのスプレィ量を設定するスプレィＩ設定
装置と、該スプレィ量設定装置に接続されると共に、前
記加圧器の圧力を検出する加圧器圧力計に接続されて、
前記スプレィ量設定装置及び加圧器圧力計からスプレィ
量信号及び加圧器圧力信号をそれぞれ受け、該スプレィ
量信号及び加圧器圧力信号に基づいて前記加圧器の気相
部の蒸気体積の推定値を出すと共に、同推定値から面記
気相部の軸方向長さを算出する長さ算出装置とを備えて
いる。

加圧器へのスプレィ１ロ１と、同スプレィ量ｍをスプレ
ィした時の加圧器気相部の圧力低下量ΔＰとの関係は、
加圧器気相部の蒸気体積を■とすれば、次の式で表すこ
とができる。

ΔＰ　／　ｍ−に＋／　（１＋　Ｋ２Ｖ　）ここで、Ｋ
３、Ｋ２は定数である。上の式を■について解けば、 Ｋ２　　ΔＰ となる、このように、スプレィ量ｍと圧力低下量ΔＰと
から加圧器気相部の蒸気体ｍｖを計算することができる
。また、加圧器の断面積をＡとすれば、気相部の軸方向
長さしは、 Ｌ＝− として計算することができる。

ｔな、加圧器気相消滅υ制御装置は、長さ算出装置に接
続されて気相部長さ信号を受け、同気相部長さ信号に応
じて水位上昇率を設定する水位上４率設定装置を備えて
おり、同水位上昇率設定装置は、気相部の軸方向長さし
に合わせて、加圧器水位の上昇率γを設定する。

更に、加圧器気相消滅制御装置は、該水位上昇率設定装
置に接続されて水位上昇率信号を受けると共に、抽出ラ
インの抽出流量計に接続されて抽出流量信号を受け、同
水位上昇率信号及び抽出流量信号に応じて、充填ライン
の充填流量制御弁に充填流量を設定する充填流量設定装
置とを備えている。

充填ラインの充填流１ｔＧｃ、、抽出ラインの抽出流量
計測値ＧＬｏ、加圧器内の水増加量Ａγはバランスして
いると考えることができるので、（：ｅＨ＝　にＬＤ　
＋　Ａγ の関係が成り立つ、従って、この関係に基づいて充填流
量を設定し、充填ラインの充填流量制御弁の開度を制御
すれば、加圧器気相部の軸方向長さしはゼロになり、気
相は消滅する。

し実施例〕 次に、本発明の好適な実施例について添付図面を参照し
て詳細に説明するが、図中、同一符号は同−又は対応部
分を示すものとする。

先ず、本発明による加圧器気相消滅装置の原理について
、第２図の加圧器水位制御系を参照して説明する。

加圧器１０へのスプレィ量ｍと、同スプレィ量ｍをスプ
レィした時の加圧器気相部１８の圧力低下量ΔＰとの関
係は、加圧器気相部１８の蒸気体績をＶとすれば、次の
式で表すことができる。

ΔＰ　／　ｍ　＝にｌ、／（１＋に２Ｖ）　　　−−１
１）ここで、Ｋ１、Ｋ２は定数である。（１）を■につ
いて解けば、 となる、このように、スプレィｌＩｎと圧力低下量ΔＰ
とから加圧器気相部１８の蒸気体１ｖを計算することが
できる。また、加圧器１０の断面績を八とすれば、気相
部１８の軸方向長さしは、■ Ｌ−−・・・（３） として計算することができる。

また、この気相部１８の軸方向長さしに合わせて、例え
ば第３図に示すような関数で加圧器水位の」１昇率γを
設定しておく。

一方、充填ライン１４の充填流１ｃｃ、、抽出ライン１
６の抽出流量計測値ＧＬ０、加圧器１０内の水増加ＩＡ
γはバランスしていると考えることができるので、 Ｇｃｔ＋＝　ＧＬＯ＋　Ａγ　　　　　　　　・・・（
４）の関係が成り立つ、従って、（４）式の関係に基づ
いて充填流量を設定し、充填ライン１４の流量制御弁１
５の開度を制御すれば、第３図から了解されるように、
加圧器気相部１８の軸方向長さしはゼロになり、気相を
消滅させることができる。

第１図にブロック図で示された本発明の加圧器気相消滅
制御装置１は、上述の原理に基づいて動作するように構
成されている。

第１図及び第２図を参照して、本発明の好適な実施例に
よる加圧器気相消滅制御装置１について説明すると、同
制御装置１は、加圧器ｌＯへのスプレィ量を設定するス
プレィ量設定装置４と、加圧器１０の気相部１８の軸方
向長さをＬｒｔ出する長さ算出装置５とを含んでいる。

長さ算出装置５には、上述のスプレィ量設定装置４と、
加圧器ｌＯの圧力を検出する加圧器圧力計１９とが接続
されており、それ等からスプレィ量信号４ａ及び加圧器
圧力信号１９ａをそれぞれ受け、該スプレィ量信号４ａ
及び加圧器圧力信号１９ａに基づいて加圧器１０内の気
相部１８の蒸気体積■の推定値を出すと共に、同推定値
から気相部１８の軸方向長さしを算出する。

また、本発明の加圧器気相消滅制御装置１は、長さ算出
装置５に接続されて気相部長さ信号５ａを受け、同気相
部長さ信号５ａに応じて水位上昇率を設定する水位上昇
率設定装置６と、該水位上昇率設定装置６に接続されて
水位上野率信号６ａを受け、同水位上昇率信号６ａに応
じて充填流量を設定する充填流量設定装置７とを備えて
いる。

従来から用いられていた加圧器水位計１７は、スプレィ
量設定装置４に接続されているが、口頭に述べたように
、その較正時点の温度が加圧器気相消滅時点での温度と
異なるため正確さ３欠くので、本発明ではその計測値を
直接使用することはしない。本発明の々を適な実施例で
は、加圧器１０が満水になる十分前に、加圧器水位計１
７の出力信号＋７ａにより、スプレィ量設定装￥１４を
単にオンとして、上記（１）式のスプレィ、ＢｉＥｌｎ
を設定している。スプレィ旦信号４ａは、加圧器スプレ
ィ弁１２に送られて開弁１２を開弁させ、加圧器気相部
１８にスプレィ量ｍが供給されると共に、気相部長さ算
出装置５にも送られる。

長さ算出装置５は、上述のように圧力計１９にも接続さ
れており、加圧器圧力信号１９ａを受けている。長さ算
出装置５は、上記の（１）式又は（２）式のスプレィＪ
ｉＬｍ及び圧力低下量ΔＰに対応するスプレイ量信号４
ａ及び圧力信号１９ａに基づいて上記（２）式を解いて
、加圧器気相部１８の蒸気体積Ｖを推定し、次いでこの
推定値に基づき上記（３）式から加圧器気相部１８の高
さ、即ち軸方向の長さしを算出する。

水位上昇率設定装置６は、長さ算出装置５から長さしを
表す気相部長さ信号５ａを受けると、例えば第３図に示
されたような一次関数に基づいて加圧器ＩＯ内の水位上
４率γを設定し、設定された水位上昇率信号６ａを充填
流量設定装置７に出力する。

この水位上昇率信号６ａは、加圧器１０内の水増加盟Ａ
γを表す。

充填流量設定袋Ｗ７は、水位上昇率設定装置６の他に、
抽出ライン１６にある抽出流量計２と、充填ライン１４
にある流量制御弁１５とに接続されていて、加圧器１０
内の水増加盟Ａγを表す水位上昇率信号６ａと、抽出ラ
イン１６の抽出流量計測値ＣＬＤを表す抽出流量信号２
ａとから、上記式（４）に基づいて充填流量ＧＣＨを表
す充填流量設定信号７ａを出力し、充填流量制御弁１５
に送る。制御弁１５はこの信号７ａにより開度を制御さ
れ、その結果、加圧器気相部１８の軸方向長さしは第３
図に示した関数に従って減少し、最終的には加圧器１０
内の気相が実質的に消滅する。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、加圧器へのスプレィＩ
と圧力低下量とから加圧器の気相部の軸方向長さを推定
し、その推定値に基づいて充填流星を制御しているので
、正確さに欠ける水位計を用いることなく、従来手動で
行われていた加圧器の気相消滅を自動的に行うことがで
きる。

しかも、好適な実施例においては、第３図に示すように
気相消滅時に水位上昇率γがゼロとなるような関数を有
する水位上昇率設定装置６を採用しているため、気相消
滅時には充填流ｉ　Ｇ　ＣＩ＋が抽出流量ＧＬＤに一致
するので、気相消滅時点での加圧器の過圧を防止するこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による加圧器気相消滅制御装置の実施
例のブロック図、第２図は、原子力発電プラントの代表
的な加圧器水位制御系を示す概要図、第３図は、第１図
に示した加圧器気相消滅制御装置の水位上昇率設定装置
において水位上昇率の設定に使用される関数を示すグラ
フである。 １・・・加圧器気相消滅制御装置 ２・・・抽出流量計　　　　　２ａ・・・抽出流量信号
４・・スプレィ量設定装置　　４ａ・・・スプレィ量信
号５・・・気相部長さ算出装置５ａ・・・気相部長さ信
号６・・水位上昇率設定装置　６ａ・・・水位上昇率信
号７・・充填流量設定装置　　７ａ・・・充填流量信号
１０・・・加圧器　　　　　　　１４・・・充填ライン
１５・・・充填流量制御弁　　　１６・・・抽出ライン
１７・・・加圧器水位計　　　　１８・・・加圧器気相
部１９・・・加圧器圧力計 １９ａ・・・加圧器圧力信号 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加圧器へのスプレイ量を設定するスプレイ量設定装置と
   、該スプレイ量設定装置に接続されると共に、前記加圧
   器の圧力を検出する加圧器圧力計に接続されて、前記ス
   プレイ量設定装置及び加圧器圧力計からスプレイ量信号
   及び加圧器圧力信号をそれぞれ受け、該スプレイ量信号
   及び加圧器圧力信号に基づいて前記加圧器の気相部の蒸
   気体積の推定値を出すと共に、同推定値から前記気相部
   の軸方向長さを算出する長さ算出装置と、該長さ算出装
   置に接続されて気相部長さ信号を受け、同気相部長さ信
   号に応じて水位上昇率を設定する水位上昇率設定装置と
   、該水位上昇率設定装置に接続されて水位上昇率信号を
   受けると共に、抽出ラインの抽出流量計に接続されて抽
   出流量信号を受け、同水位上昇率信号及び抽出流量信号
   に応じて、充填ラインの充填流量制御弁に充填流量を設
   定する充填流量設定装置とを備える加圧器気相消滅制御
   装置。