JPH03154898A - 原子炉冷却材循環ポンプ用電源装置 - 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】 〔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における原子炉冷却材循環
ポンプモータの電源として用いる静止型可変電圧可変周
波数電源装置（以下静止型電源装置と略称する）に係わ
り、特に電力系統側の系統事故（主に送電線に対する落
雷）等による瞬時停電・及び電圧降下が所内高圧母線に
発生しても。

これが静止型電源装置を停止に至らせて原子炉の運転制
御に不具合を与えることのない原子炉冷却材循環ポンプ
用電源装置に関する。

炉冷却材の循環ポンプ用電源（以下循環ポンプ用電源と
略称する）は、運転中は所内高圧母線に接続されており
当然電力系統における電圧変動の影響を受ける。一方系
統事故（送電線等の落雷による故障等）が発生すると、
事故点の検出及び事故回線の切離しには最速でも０．０
７秒程度は必要であり、この際に循環ポンプ用電源の入
力電圧の低下は避けられないのが現状である。

（発明が解決しようとする課題） 静止型電源装置を循環ポンプ用電源として使用した場合
には、その高い変換効率と良好なレスポンス、さらに保
守性に優れて信頼性が高い利点を有しているが、極めて
短時間の入力電圧の低下によってもその出力電圧は低下
するため、負荷である循環ポンプモータにおいてはスト
ール、滑りの増大による過電流等が発生し−、しばしば
電源装置保護の観点より静止型電源装置を停止させる必
要があった。

さらに原子炉冷却材の循環ポンプとしてインターナルポ
ンプを採用した場合には、その構造的な制約により慣性
モーメントが小さいため、上記のような短時間の電源喪
失に際しても回転速度の低下から原子炉内流量が急速に
減少するの゛で、特に定格出力近傍で運転中の場合には
燃料の冷却性能が低下する等炉心の運転管理上好ましく
なかった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは主発電機に副光電機を連結して、これより循環
ポンプ駆動用の電力を供給し、切替手段付きの静止型電
源装置と共に、電力系統の落雷等による系統変動の影響
を受けない原子炉冷却材循環ポンプ用電源装置を提供す
ることにある。

〔発明の構成〕

た副光電機と、前記共通高圧母線に接続さ九た起動・停
止用順変換手段及びこの起動・停止用順変換手段と循環
ポンプモータ間に接続した第１のサイリスタスイッチ及
び逆変換手段と、前記副光電機と第１のサイリスタスイ
ッチ及び逆変換手段の接続点の間に接続した第２のサイ
リスタスイッチ及び運転用順変換手段よりなる静止型電
源装置を具備する。

（作　用） 原子炉内冷却材の循環ポンプ用の静止型電源装置の電源
を、原子炉の起動及び停止に至る低出力時で循環ポンプ
電源ψ停止による炉心に対する影響が少ない際には、切
替用の第１及び第２のサイリスタスイッチとしゃ断器を
切替えて、電力系統あるいはこれに接続された主発電機
また起動用電源より所内高圧母線あるいは共通高圧母線
から供給する。しかし定格出力運転時には慣性モーメン
トの極めて大きな主発電機と結合した副発、電機の出力
に切替えて供給する。これにより循環ポンプに特に慣性
モーメントの小さいインターナルポンプを採用しても、
前記電力系統において突然発生する送電線落雷事故等に
よる電圧低下に起因する静止型電源装置の停止が発生せ
ず、従って循環ポンプの回転速度の低下による炉心流量
の急速低下が生じないので、炉心における運転管理上の
不具合は生じない。

（実施例） 本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

図面の単線系統図に示すように１図示しない電力系統と
接続された主変圧器１と、これに接続した主発電機２及
びこの主発電機２の出力側と変圧器及びしゃ断器を介し
て接続された高圧母線３、さらにこの高圧母線３としゃ
断器４により接続され、かつ起動用変圧器５より電力の
供給を受ける起動用高圧母線６を設ける。この起動用高
圧母線６にしゃ断器７を介し□て静止型電源装置を構成
する起動・停止用順変換手段８を接続し、さらに切替用
の゛第１のサイリスタスイッチ９と逆変換手段ｌＯ及び
負荷゛の・循環ポンプであるインターナルポンプモ＝り
１１を接続する。また前記第１のサイリスタスイッチ９
と逆変換手段ｌＯとの接続点に接続した、切替用の第２
のサイリスタスイッチ１２を介した運転用順変換手段１
３及びしゃ断器１４からなる静止型電源装置と、このし
ゃ断器１４を接続した前記主発電機２に直結して設けた
副光電機１５にて構成する。

次に上記構成による作用について説明する６図示しない
原子炉の起動時においては原子炉出力が小さく従って副
光電機１５の出力が十分得られない。

この場合には電力を前記起動用変圧器５と起動用高圧母
線６より、しゃ断器７を介して静止型電源装置を構成す
る起動・停止用順変換手段８に供給し、直流に変換した
後に第１のサイリスタスイッチ９を経由して逆変換手段
１０により所定の電圧、周波数に変換してインターナル
ポンプモータ１１を駆動する。なおこのような原子炉が
低出力の状態においては、万一送電線に落雷事故等が発
生して電力系統の瞬時停電や電圧低下により静止型電源
装置が一時的に停止しても、炉心流量が少ないためその
炉心に対する影響は小さく炉心の管理上に大きな支障は
与えない。

原子炉出力が上昇して図示しない蒸気タービンが定格回
転数に達した通常運転時には、蒸気タービンに前記主発
電機２と共に連結された副光電機１５からの電力供給が
可能となるので、インターナルポンプモータ１１の電源
を起動用高圧母線６より副光電機１５に切替える。この
切替操作は副光電機１５の出力電圧が設定値まで上昇し
たことを図示しない電圧検出器等で確認した上で、第２
のサイリスタスイッチ１２の閉、第１のサイリスタスイ
ッチ９を開と、続いてしゃ断器１４の投入及びしゃ断器
７のしゃ断を夫々連携をもって自動的に切替えが実施さ
れる。これにより起動用高圧母線６からの電力はしゃ断
され１代りに副光電機１５の出力電力がしゃ断器１４を
介して運転用順変換手段１３に供給される。運転用順変
換手段１３で直流に変換された電力は第２のサイリスタ
スイッチ１２を経由して逆変換手段１０にて所定の電圧
９周波数に変換されてインターナルポンプモータ１１を
駆動し、炉心流量の制御を行なう。

この結果例え送電線に落雷事故等が発生して電力系統に
おいて瞬時停電等の一時的な電圧低下が発生しても、イ
ンターナルポンプモータ１１の電源である前記副光電機
１５は、極めて大きい慣性モーメントを有する蒸気ター
ビン及び主発電機２と共に一体となって回転しているた
め、その回転速度は容易に変動せず、従って出力電圧の
低下が生じないので運転用順変換手段１３と逆変換手段
ｌＯの静止型電源装置が停止することはない、これによ
りインターナルポンプモータ１１の回転速度低下による
炉心流量の急速低下現象は生ぜず、原子炉出力に変動を
与えることはなく安定した運転により炉心の状態も正常
なので運転管理上も何等支障はない、またインターナル
ポンプモータ１１のストール。

滑りの増大による過電流等の発生もないので電源装置の
保護停止を考慮する必要もない。

また原子炉の立ち下げ（停止）過程においては、原子炉
の出力低下に伴い蒸気タービン及び主発電機２の切離し
等が行われるが、これに伴い回転の低下から副光電機１
５よりの電力供給が不能になる以前に前記電圧検出器等
の信号により第１のサイリスタスイッチ９を開き、第２
のサイリスタスイッチ１２を閉じて、逆変換手段１０へ
の電力供給を副光電機１５から起動用高圧母線６あるい
はしゃ断器４を介した高圧母線３に自動的に切替える。

これにより起動時と同様に起動用変圧器５あるいは主変
圧器１を介ひて電力系統より安定した電力が得られる。

しかもこの際には多少の電圧低下が発生して静止型電源
装置が一時的に停止し、インターナルポンプモータ１１
の回転が低下しても、原子炉出力が小さく炉心流量が少
くない状態のためその影響は炉心の運転管理上に支障を
きたすことがない。

なお上記一実施例におりては、静止型電源装置の負荷で
ある原子炉冷却材の循環ポンプをポンプとモータを一体
化して原子炉内に収容したインターナルポンプモータを
１台とし、その静止型電源装置も１組の場合について説
明したが、循環ポンプについては冷却材を一旦原子炉の
外部に引出して再び炉内に環流させる再循環ポンプとし
ても、また静止型電源装置及び循環ポンプの台数を必要
に応じて夫々複数としても同様な効果が得られることは
勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明によれば、原子炉出力及び炉心状態に影響を与
える炉心流量を制御する循環ポンプモータの駆動電力が
電力系統等外部の状況に影響されず、極めて安定した状
態で得られるため、原子炉出力は勿論、炉心状態の管理
に支障を与えることなく、また静止型電源装置の保護も
不要で、原子炉の信頼性が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の単線系統図である。 ２・・・主発電機、　　　　　３・・・高圧母線。 ４．７．１４・・・しゃ断器、　５・・・起動用変圧器
。 ６・・・起動用高圧母線。 ８・・・起動・停止用順変換装置。 ９・・・第１のサイリスタスイッチ。 １０・・・逆変換装置、 １１・・・インターナルポンプモータ。 １２・・・第２のサイリスタスイッチ。 １３・・・運転用順変換装置、　　１５・・・開発電機
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主発電機及び電力系統より電力供給を受ける所内高圧母
   線及び起動用電源から電力の供給を受ける共通高圧母線
   と、前記主発電機に連結されて原子炉冷却材の循環ポン
   プモータに電力を供給する副発電機と、前記共通高圧母
   線に接続される起動・停止用順変換手段と、前記起動・
   停止用順変換手段と循環ポンプモータとの間に接続した
   切替用の第１のサイリスタスイッチ及び逆変換手段と、
   前記第１のサイリスタスイッチ及び逆変換手段の接続点
   と前記副発電機との間に接続された切替用の第２のサイ
   リスタスイッチ及び運転用順変換手段からなる静止型電
   源装置からなることを特徴とする原子炉冷却材循環ポン
   プ用電源装置。