JPH0346721B2

JPH0346721B2 -

Info

Publication number: JPH0346721B2
Application number: JP62229581A
Authority: JP
Inventors: Taku Oomori; Junichi Tanji; Hajime Nagai
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-09-16
Filing date: 1987-09-16
Publication date: 1991-07-17
Also published as: JPS63271005A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ポンプ群を有するプラントに係り、
特に沸騰水型原子炉プラントに適用するのに好適
なポンプ群を有するプラントに関するものであ
る。

本発明は、給水を与えられて蒸気を発生させる
火力プラントのボイラ、加圧水型原子炉プラント
の蒸気発生器、及び沸騰水型原子炉プラントの原
子炉（詳細には原子炉圧力容器）等の機器に流体
（例えば給水）を供給する場合に適用可能である
が以下の説明においては、沸騰水型原子炉プラン
トにおける原子炉に給水を供給する場合を例にと
り説明する。よつて以下の説明で原子炉とあるの
をボイラ、蒸気発生器と置替えてもよい。

沸騰水型原子力発電所の給水系統の一例を第１
図に示す。原子炉１で発生した蒸気は原子炉隔離
弁２を通り主塞止弁３及びタービン加減弁４を経
て主タービン５へ供給される。主タービン５の回
転軸は発電機７に直結され、蒸気エネルギーは電
気エネルギーに変換される。バイパス弁８は、発
電機トリツプ時などにタービンで処理しきれない
蒸気を復水器６へバイパスさせる機能を有する。
復水器６は、主タービン５から排出された蒸気を
海水などの冷却水９で冷却して液体（水）にす
る。復水器６はタービン効率を高めるために真空
度が高められている。

復水はまず腹水ポンプ１４_a，１４_b，１４_cを
経て復水脱塩器１５に入り、金属不純物が除去さ
れるが、この部分での圧力損失が大きいため、復
水昇圧ポンプ１６_a，１６_b，１６_cによつて更に
圧力を高める方式が採用されることが多い。復水
昇圧ポンプ１６からの送水は、低圧加熱器（図示
せず）で加熱されタービン駆動給水ポンプ１７_a，
１７_b及びモータ駆動給水ポンプ１８_a，１８_bへ
と送られて原子炉１の圧力より高い吐出圧力とな
り、高圧給水加熱器１３でさらに加熱されて原子
炉１へと供給される。

原子炉１の給水制御は、原子炉水位が一定とな
るように制御される。原子炉水位信号１９は水位
設定との偏差信号２０として給水制御器２３へ入
力されるが、通常制御性を向上させるために主蒸
気流量信号２１、給水流量信号２２を給水制御器
へ入力し三要素制御を行なう。給水制御器２３の
出力はタービン駆動給水ポンプ１７の場合には給
水タービン１０_a，１０_bの回転数制御信号とな
り、モータ駆動給水ポンプ１８の場合には給水調
節弁１２_a，１２_bの制御信号となる。

このような従来例において復水ポンプ、復水昇
圧ポンプは例えば各３台ずつの並列ポンプ群とな
つており、１台当り50％の容量をもち、通常２台
が常用で１台は待機状態となつている。また、給
水ポンプは通常１台当り約50％の容量をもつター
ビン駆動給水ポンプ２台が常用で、１台約25％の
容量をもつモータ駆動給水ポンプ２台は待機状態
となつている。

さて、各ポンプ群が２台ずつ運転中に、復水ポ
ンプや復水昇圧ポンプ等の上流側ポンプの１台に
トラブルが発生して該当するポンプがトリツプし
た時にその群の予備ポンプは自動的に起動される
が、下流側の給水ポンプは２台運転中であるた
め、上流側ポンプのトリツプによつてポンプ群間
の送水能力にアンバランスが発生し、結果として
下流側給水ポンプ吸込圧力が低下する。しかして
ポンプ吸込圧力の低下はポンプの有効吸込水頭を
低下せしめ、必要正味吸込水頭に等しくなればキ
ヤビテーシヨンが発生し、ポンプの通常運転が不
可能になるため、有効正味吸込水頭の低下を未然
に検出してポンプを停止させる保護インターロツ
クが設けられている。上記のようなポンプ吸込圧
力低下によるポンプトリツプを避けるために、従
来下記の方式が採られている。

すなわち、上流側ポンプトリツプに対してそれ
に対応する台数の下流側ポンプを強制的に停止せ
しめ、上流側の予備機が自動起動された後に、下
流側予備ポンプを自動起動せしめるという方式で
ある。それぞれのポンプ群が各々２台ずつ運転中
における上流側ポンプのトリツプに対するシーケ
ンスをフローチヤートで表わしたのが第２図であ
る。すなわち、復水ポンプ１台トリツプ（ブロツ
クａ）時は選択された復水昇圧ポンプおよびター
ビン駆動給水ポンプを１台自動停止（ブロツク
ｂ，ｃ）させる。一方、復水ポンプ予備機が自動
起動（ブロツクｄ）した後は、選択された復水昇
圧ポンプ、モータ駆動給水ポンプ（２台）を上流
側より順次適宜の時間遅れをもつて自動起動（ブ
ロツクｅ，ｆ）せしめる。次に復水昇圧ポンプト
リツプ（ブロツクｇ）に対してはタービン駆動給
水ポンプを自動停止（ブロツクｃ）し、復水昇圧
ポンプ予備機自動起動（ブロツクｈ）後にモータ
駆動給水ポンプを自動起動（ブロツクｆ）する。
尚、タービン駆動給水ポンプトリツプに対しては
モータ駆動給水ポンプ（２台）を自動起動せしめ
るのみでよい。このようにポンプ運転台数をバラ
ンスさせることにより、各ポンプ送水量のバラン
スを図つてポンプを保護している。

しかしながら、このような制御方式によれば上
流側ポンプがトリツプした場合、下流側の予備の
モータ駆動ポンプを自動起動せしめるのである
が、ポンプの正味吸込水頭の維持と、ポンプ駆動
用モータ電源の容量の限界から複数以上のポンプ
の同時起動は避けなければならず、第２図に示す
ように、ポンプの自動起動に際しては上流側ポン
プを優先させ、かつ、下流側ポンプの自動起動に
際しては時間遅れを設定している。その為、上流
側でのトリツプほど予備ポンプがすべて起動完了
するまでの時間が長くなり給水流量が減少したま
まとなるので原子炉水位低下が著しくなるという
問題がある。

この点について各ポンプ群が２台ずつ運転中に
復水ポンプ１台がトリツプした場合について動特
性解析モデルによつて解析したところ第３図のよ
うになつた。すなわち、時点t_Aで復水ポンプがト
リツプしたと仮定し復水昇圧ポンプ、タービン駆
動給水ポンプを各１台ずつ同時に強制的にトリツ
プさせる。次いで時点t_Bで復水ポンプ、復水昇圧
ポンプの予備機を同時に起動させる。ポンプのモ
ータは誘導電動機が使用され、しや断機投入によ
り、多大の起動電流が流れるため電源電圧が低下
するが、複数台のポンプモータを同時に起動させ
ると電源電圧がさらに降下し、モータの起動不能
や、他の負荷にも悪影響を及ぼすことになるので
モータ駆動給水ポンプ２台については復水ポン
プ、復水昇圧ポンプが完全に起動完了した時点t_C
において起動させる。以上のように制御したと
き、最後に起動される予備機であるモータ駆動給
水ポンプの流量W_MDが増大する時点t_Dまで給水流
量W_Fは定格流量W_F0より減少したままであるの
で原子炉水位L_Rは低下し続け、モータ駆動給水
ポンプ流量W_MDが流れてから徐々に回復する。
尚、W_TD1は強制停止された給水ポンプ流量、
W_TD2は運転中の給水ポンプ流量であり、W_Fは
W_MD，W_TD1，W_TD2の和である。

以上述べたように従来のポンプトリツプに対す
る予備ポンプ起動方法は上流側にあるポンプのト
リツプほど給水流量の低下時間が長くなる。これ
は、原子炉等の蒸気発生手段内における水位の低
下を招くおそれがある。

本発明の目的は、上流側に位置するポンプがト
リツプしても、下流側に位置するポンプにキヤビ
テーシヨンが発生しなくしかも対象物への流体の
供給量をほとんど低下させないポンプ群を有する
プラントを提供することにある。

本発明の特徴は流体が供給される機器と、並列
に配置されて流体の供給時に少なくとも一台が待
機状態にある複数の第１ポンプと、運転中の第１
ポンプから吐出された流体を昇圧して前記機器に
供給する第２ポンプと、第１ポンプ毎に設けられ
てしかも運転中の前記第１ポンプに対してトリツ
プすべき条件となる状態量を検出する複数の第１
検出手段と、第１ポンプ毎に設けられて第１ポン
プの運転状態を検出する第２検出手段と、第２検
出手段の出力が運転中を示している第１ポンプに
対応する前記第１検出手段にて検出された前記状
態量が、前記運転中の第１ポンプをトリツプすべ
き第１設定値に至る前の段階で第１設定値よりも
正常運転の状態量側に設定された第２の設定値に
達した時に、第２検出器の出力が停止中を示して
いる前記待機状態にある第１ポンプを起動させ、
その後、前記状態量が前記第１設定値に達した時
に、前記運転中の第１ポンプをトリツプさせる制
御手段とを備えたことにある。

本発明は、ポンプトリツプもしくは流量低減等
の非常時のポンプ操作原因の多くが、アナログ的
な値を有するプラント状態量であつて、これが予
定の状態量よりもプラントにとつてより厳しい側
の状態になつたことをもつてポンプトリツプや流
量低減が行なわれるということに基づいてされた
ものである。

第４図はこの非常時ポンプ操作原因を示したも
のであり、これにはポンプ単独のトリツプ原因と
プラントとして給水流量低減させる原因とがあ
る。前者にはモータ過電流（過負荷、短絡）、ポ
ンプ吸込（吐出）圧力低下、軸受油圧低下、下流
側ポンプ流量（または配管流量）低下などがあ
り、後者には、系統負荷しや断、復水器水位低、
所内変圧器の切替（容量の少ない変圧器に切替わ
るときなど）、原子炉水位高（給水制御の範囲外）
などがある。

これらの原因の中には系統負荷しや断、所内変
圧器切換等のように、アナログ的レベルとして表
わすことのできないものもあるが、これ以外の多
くのものはアナログ的に表わすことのできるもの
である。従つて後者の場合、予定のレベルより非
安全側に達したという条件で非常時ポンプ操作が
行なわれる。

一方、トリツプ原因についてみると、全てアナ
ログ的レベルで表わすことのできるものであり、
モータ短絡による過電流を除いた他の原因につい
てみると、異常発生時に通常の運転レベルから、
トリツプレベルに達するまでに数秒〜十数秒を要
する。

本発明は、この点に注目して成されたものであ
る。本発明の実施例を以下に説明する。

以下、本発明の具体的一実施例であるポンプ群
を有するプラントである沸騰水型原子炉プラント
とその動作について第５図及び第６図を参照して
詳細に説明する。本実施例も第１図の構成を有
し、第５図は本実施例における第１図の復水昇圧
ポンプ１６_a，１６_b及び１６_cの部分の詳細構成
を示している。特にポンプトリツプ原因としてポ
ンプ吐出圧力低下の場合について述べる。

まず本実施例におけるポンプ群を有するプラン
トは、第５図のように例えば３台の復水昇圧ポン
プ１６_a〜１６_cが並列に設置され、それらの入口
側は給水配管の共通ヘツダに、また出口側は夫々
逆止弁Ｒを介して給水配管の他の共通ヘツダに接
続される。これらのポンプ１６_a〜１６_cは、対応
するモータM_a〜M_cにより駆動される。モータ
M_a〜M_cは、対応して設けられたしや断器CB_a〜
CB_cを介して母線Ｂに接続されている。

この３台の復水昇圧ポンプ１６_a〜１６_cのうち
１台は、常に待機状態にある。運転中の復水昇圧
ポンプに異常が発生した場合にこれを停止して予
備機である待機中の復水昇圧ポンプを起動せしめ
る。このような制御は、ポンプ切離し条件検出装
置Ｔ、予備機起動条件検出装置Ｓ及び総括制御装
置Ｕによつて行われる。ここで、予備機起動条件
検出装置Ｓとポンプ切離し条件検出装置Ｔは、第
４図のトリツプ原因（但し、モータ短絡による過
電流を除く）毎に１組ずつ設置され、総括制御装
置Ｕは検出装置Ｓ及びＴの全ての出力を入力す
る。第５図の場合、検出装置Ｓ及びＴは、各復水
昇圧ポンプ毎に設けられたポンプ吐出圧力検出器
DP_a〜DP_cの出力を入力としている例を示してい
る。ポンプ吐出圧力検出器DP_a〜DP_cは、運転中
の復水昇圧ポンプをトリツプすべき条件である状
態量を検出する検出器である。尚、以下の文中及
び図中において、大文字に添字として付けた
“ａ”、“ｂ”、“ｃ”の記号は、それぞれ復水昇圧
ポンプ１６_a，１６_b，１６_cに対応して設けられ
る装置、機器もしくは素子であることを意味して
いる。

以下これらの装置の動作について述べるが、そ
の前にポンプ吐出圧力とポンプ起動停止の関係に
ついて第６図ａを用いて述べる。尚、以下におい
ては復水昇圧ポンプ１６_cを予備機とし、復水昇
圧ポンプ１６_aに吐出圧力低下が発生したものと
して述べる。

まず時点t₀以前においては、復水昇圧ポンプ１
６_a及び１６_bが共に正常に機能しており、その吐
出圧力P_a，P_bは予定圧力Poになつている。一方、
復水昇圧ポンプ１６_cは停止しているのでその出
口側圧力P_cは入口側圧力Piに等しくなつている。
このような状態で復水昇圧ポンプ１６_aに異常が
発生してその吐出圧力P_aが低下したときはポン
プを停止しその保護を図る。一方、予備機を起動
して、給水を支障なく行なわせしめる。

本実施例は、ポンプトリツプに先出ち、予備機
を起動しようとするもので、正常時圧力Poとト
リツプ圧力P₂との間に、先行起動圧力P₁を設け、
このレベルまで低下したことをもつて予備機を立
上げ、レベルP₂まで低下したことをもつて異常
機を停止する。

換言すれば、前記トリツプ圧力P₂を第１設定
値とし、正常時圧力P₀とトリツプ圧力P₂との間
に設定された前記先行起動圧力P₁を第２設定値
とするとき、ポンプの運転状態量である吐出圧力
において、この吐出圧力が、トリツプすべき第１
設定値に至る前の段階で第１設定値よりも正常圧
力P₀（すなわち正常運転の状態量）側に設定され
た前記第２設定値に達した時には、先ず待機状態
にある予備機の起動を先行し、その後に前記吐出
圧力が前記第１設定値に達した時に異常機を停止
させるように制御を行うものである。

装置Ｓ及びＴは、吐出圧力Ｐが前記条件に達し
たことを検出するものである。まず装置Ｓにおい
ては、各吐出圧力P_a，P_b，P_cを夫々圧力レベル
P₁と比較器CPにおいて比較し、入力圧力が圧力
P₁以下となつた時に論理出力“１”を与える。
尚、CP等に付した添字“Ｓ”は装置Ｓ側の比較
器等を表わし、後述する“CP_T”はＴ側の比較器
等を意味する。装置Ｓの各部の出力は、第６図ｂ
に示す。復水昇圧ポンプ１６ａの吐出圧力がPa
のように低下すると、時点t₁において比較器CP_sa
の出力が“１”となる。尚Pbは一定であるので
比較器CP_sbの出力は“０”であり、比較器CP_sc
の出力は、（本実施例の装置により復水昇圧ポン
プ１６_cが起動される結果として）P_c＞P₁となつ
て時点t₄において始めて“０”となる。A_sa，A_sb
及びA_scはアンド回路であり、比較器CP_sa〜CP_sc
の各出力としや断器CB_a〜CB_cの開閉に応じた信
号４９_a〜４９_cが共に“１”となる時、“１”を
出力する。ここで信号４９_a〜４９_c，４９とは
夫々自己のしや断器（例えば復水昇圧ポンプ１６
_ａであればしや断器CB_a）が閉している時“１”、
開しているとき“０”を出力するものであつて、
しや断器投入後の一定時間T₁の間は“０”を出
力するような限時特性を有する。信号４９_a〜４
９_cは、図示されているがしや断器CB_a〜CB_c毎に
設けられたしや断器開閉検出器にて検出される。
一定時間T₁とはしや断器投入後、吐出圧力がP₁
以上まで立上るに要する十分な時間を設定したも
のである。尚、予備機である復水昇圧ポンプ１６
_ｃのしや断器CB_cの投入は時点t₂において、また異
常機である復水昇圧ポンプ１６_aのしや断器CB_a
の開放は時点t₇において成されたものとする。以
上のことからアンド回路A_saの出力を見るとP_a＜
P₁となつた時点t₁より、しや断器CB_aが開放され
た時点t₇までの間で“１”となる。アンド回路
A_sbの出力は比較器CP_sbの出力が“０”である為
“０”である。そして、アンド回路A_scの出力は、
予備機１６_cである復水昇圧ポンプのしや断器
CB_cが投入された時点t₂からT₁時間後の時点t₅ま
での間、信号４９_cが“０”となつているために
“０”のままである。要するに、装置Ｓの出力は、
異常を起したポンプの吐出圧力が先行起動レベル
R₁を下回つたとき始めて出される。

総括制御装置Ｕは、装置Ｓの出力に応じて予備
機を起動させる。つまり、オア回路OR₁を介して
得られた装置Ｓの出力は、オア回路OR₂に与えら
れる。オア回路OR₂の他方の入力端には、他のポ
ンプトリツプ原因ごとに設けられたポンプ切離し
条件検出装置Ｔの出力S_xが与えられる。従つて複
数の装置Ｓの１つにポンプ切離し条件が成立すれ
ば、それを示す信号がオア回路OR₂を介してアン
ド回路A_va〜A_vcの１つの入力端に与えられる。
アンド回路A_va〜A_vcの他方の入力端には、対応
する予備機判別条件X_a〜X_cが各ポンプごとに与
えられており、待機状態にあるポンプに対応した
条件Ｘのみが“１”となつている。尚、この条件
としては、例えばしや断器CBの開閉条件を用い
ることができ、開放している場合“１”を出力す
ればよい。しや断器CBの開閉信号（前述のしや
断器開閉検出器にて検出）を用いる場合は、前述
の信号４９の極性を反転して用いればよく、第６
図ｄに示すように、時点t₁から時点t₅までの間、
アンド回路A_UCに出力“１”が得られる。しや断
器開閉検出器は、復水昇圧ポンプの運転状態を検
出する検出器でもある。すなわち、しや断器開閉
検出が「しや断器閉」を検出した場合には該当す
る復水昇圧ポンプは運転中であり、その検出器が
「しや断器開」を検出した場合には該当する復水
昇圧ポンプは停止中（待機中）である。アンド回
路A_UCの出力はしや断器CB_cの投入コイルに与え
られ、復水昇圧ポンプ１６_cが起動される。同図
ｅに示すように、しや断器CB_cの投入は時点t₁で
指令され、時点t₂で完了する。

以上のようにして、P_a＜P₁となると直ちに予
備機が先行起動し、その後、更にP_aが低下し、
P_a＜P₂となると、第６図ｃのように、比較器CP_T
の出力が変化する。つまり、比較器CP_Taの出力
はP_a＜P₂となる時点でその出力が“１”に変化
し、比較器CP_Tcの出力は予備機先行起動の結果、
時点t₃でP_c＞P₂となり、“０”に変化する。

次に比較器CP_Tの各出力は夫々のしや断器CB_a
〜CB_cの開閉状態との一致をとられる。つまり、
しや断器が投入されているにも関わらずＰ＜P₂
であるということを検出する。この条件は復水昇
圧ポンプ１６_aにおいて時点t₆以後に発生する。
復水昇圧ポンプ１６_a，１６_bにおいてはこの条件
が成立しない。装置Ｔの出力は各ポンプごとに出
され、装置Ｕに与えられる。

装置Ｔの各出力は個別に装置Ｕのオア回路OR_a
〜OR_cに加えられる。オア回路OR_a〜OR_cの他の
一方には、吐出圧力低下以外のポンプトリツプ原
因ごとに設けられた装置Ｔの出力T_xが、各ポン
プごとに与えられる。従つて、T_xに出力がなけ
れば、アンド回路A_Ta，A_Tb，A_Tcの出力により、
各しや断器の引抜しコイルが励磁される。この場
合は、アンド回路A_Taの出力によりしや断器CB_a
の引抜きが行なわれる。

以上述べたように、本実施例においてはまず、
予備機を先行起動し、その後に異常機のトリツプ
を行なう。これにより、実際のポンプトリツプま
でに、予備機の流量が確保できるので、トリツプ
前後における給水の大巾な減少ひいては炉水位の
低下を防止することができる。すなわち、ポンプ
トリツプを行なう際に通常の運転レベルとトリツ
プレベルとの間に予備機先行起動レベルを新たに
設定し、このレベルに達したことをもつて予備機
の起動を行なう。そして、その後に異常機のトリ
ツプを行なう。つまり、例えばトリツプレベルに
達したことをもつてトリツプするか、もしくは予
備機起動後、所定時間の経過を待つて行なう。こ
の方法によれば、異常機のトリツプ以前に、下流
側にあるポンプの運転を継続させながら予備機に
よる流量確保が可能であるので給水流量の低下し
いては原子炉水位の低下を生じさせない。又、下
流側の運転中のポンプのトリツプ及び、下流側予
備ポンプの起動といつたような複雑な操作手順を
必要としない。

以上本発明の具体的な実施例について述べた
が、解析モデルによる解析例を示すと第７図のよ
うになる。これは２系列運転で流量W_aとW_bとが
流れている時に時点t₁でP_a＜P₁となり復水昇圧ポ
ンプの予備機を先行起動させ、該予備機のポンプ
流量W_cが充分に流れてから、時点t₆において運
転中であつた復水昇圧ポンプ（流量W_aに相当す
る）を１台トリツプさせた場合である。この場
合、一時期において、復水昇圧ポンプは３台並列
運転となるために、給水流量は若干増加するが、
復水昇圧ポンプがトリツプすると直ちに回復す
る。また、図示していないが、復水昇圧ポンプ吸
込圧力は３台並列運転時に若干低下する。しか
し、これとて問題となることはない。この例で
は、３台並列運転となるように、ポンプトリツプ
のタイミングを延ばしたが、予備ポンプの流量が
流れはじめた瞬間にトリツプポンプをトリツプさ
せれば、給水流量のオーバーシユートはさらに小
さくなり、系統に及ぼす影響はほとんど無くする
ことができる。

本実施例をさらに有効にすることとして、ポン
プ起動時間を早めることがあり、その結果トリツ
プまでの時間遅れを早めることができる。ポンプ
起動時間を早める具体的方法としては、(イ)モータ
駆動トルクの増大、(ロ)ポンプおよびモータ軸慣性
の低下などがあり、これらと相まつて本発明はさ
らに有効性を発揮できる。この例は復水昇圧ポン
プを例にとつたが、復水ポンプの場合も有効であ
ることを確認している。

本発明の他の実施例として、他のポンプトリツ
プ原因として軸受油圧低下の場合を以下に述べ
る。本実施例は、第１図に示す沸騰水型原子炉プ
ラントに適用したものである。本実施例の対象と
なるポンプ群は第５図に示したものと同様であ
り、本実施例は第５図に示すしや断器CB_a〜
CB_c、予備機起動条件検出装置Ｓ、ポンプ切離し
条件検出装置Ｔ及び総括制御装置Ｕを有してい
る。しかし、本実施例では、トリツプ原因として
軸受油圧低を想定するので、第８図に示すよう
に、復水昇圧ポンプ１６_a〜１６_cの各回転軸を支
持する軸受に供給される潤滑油の圧力（軸受油
圧）を検出する軸受油圧検出器DP_pa，DP_pb及び
DP_pcが設けられ、軸受油圧検出器DP_pa，DP_pb及
びDP_pcの出力OP_a，OP_b及びOP_cをポンプ切離し
条件検出装置Ｔ及び予備機起動条件検出装置Ｓに
入力している点のみが第５図に示す構成と違つて
いる部分である。出力OP_aは比較器CPsa及び
CP_Taに、出力OP_bは比較器CP_sb及びCP_Tbに、及
び出力OP_cは比較器CP_sc及びCP_Tbにそれぞれ入力
される。

以下、前述の実施例と同様に本実施例における
制御装置の動作について述べるが、動作内容の説
明が第５図の例と重複するものは省略する。尚、
以下においては復水昇圧ポンプ１６_cを予備機と
し、復水昇圧ポンプ１６_aに軸受油圧力低下が発
生したものとして述べる。

第９図ａにポンプ起動停止時の軸受油圧力変化
を示す。まず、時点t₀以前においては、復水昇圧
ポンプ１６_a，１６_bが共に正常に機能しており、
それらの軸受油圧力OP_a，OP_bは予定圧力OP_pと
なつている。一方、復水昇圧ポンプ１６_cは停止
して待機状態にあるのでその軸受油圧力OP_cは停
止時圧力OP_sに等しくなつている。

異常機である復水昇圧ポンプ１６_aの軸受油圧
力の圧力レベルが低下していき、しかるべき設定
値に達すると補助油ポンプが起動する（時点t_a）。
その後一時的には油圧力が回復するが、異常が進
行して予備機起動の設定圧力レベルOP₁まで低下
する。なお、設定圧力レベルOP₂は、異常になつ
た復水昇圧ポンプをトリツプさせるレベルであ
る。設定圧力レベルOP₁は、設定圧力レベルOP₂
よりも高いレベルに設定されている。以下、第９
図ｂ〜ｅにより、制御装置の動作を述べる。時点
t₁で出力OPaが設定圧力レベルOP₁に達するので
比較器CP_saの出力が“１”となり、しかも復水
昇圧ポンプ１６_aは運転中であるので信号４９_aが
“１”であるので、アンド回路Asaの出力及びオ
ア回路OR₁の出力が“１”に変化する。この時、
予備機である復水昇圧ポンプ１６_cは待機中で条
件Xcは“１”であり、アンド回路A_UCの出力が
“１”になる。このため、しや断器CB_Cが投入さ
れて復水昇圧ポンプ１６_cが起動する。

次に、異常機である復水昇圧ポンプ１６_aの軸
受油圧力OP_aが設定圧力レベルOP₁よりも下つて
トリツプ設定圧力レベルOP₂まで低下すると、比
較器CP_Taの出力が“１”となり、しや断器CB_aが
開放されて、異常機である復水昇圧ポンプ１６_a
がトリツプする。

以上、本発明の実施例における他のポンプトリ
ツプ原因として、軸受油圧低下の例について、制
御装置の動作を説明したが前述の実施例における
第７図に対応した解析モデルによる解析例を示す
と第１０図のようになる。これは、２系列運転中
に復水昇圧ポンプ１台に軸受油圧力低下の異常が
発生して、予備機を先行起動させた例である。こ
の場合の、各ポンプ流量の応答は、前出のポンプ
吐出圧力低下の異常発生時の応答結果とほぼ同様
であるが、参考のために、原子炉水位と給水流量
の応答を、従来のポンプ群制御装置によるもの
と、本実施例発明によるものとを比較して示して
いる。第１０図に示されるように、本実施によれ
ば、給水流量の一時な減少がないので、従来のポ
ンプトリツプ時に避けることが出来なかつた原子
炉水位の低下を防ぐことが可能であり、前述の実
施例と同様な効果が得られる。

以上の実施例では２系列運転時（復水ポンプ、
復水昇圧ポンプ、タービン駆動給水ポンプが各々
２台運転）の例について述べたが、１系列運転時
および、上流側２台、下流側１台等の不規則運転
時にも２系列運転時と同じシーケンスで有効であ
る。また、本実施例はタービン駆動給水ポンプを
有する原子力用給水ポンプ群について述べたが、
火力プラントや、他の類似のポンプ群の構成であ
る場合も含まれることは勿論である。

尚、復水ポンプの場合、CB投入より流量確保
までの時間は１〜２秒、復水昇圧ポンプの場合２
〜３秒、モータ駆動給水ポンプの場合５秒程度で
ある。従つて先行起動レベルの設定に際しては、
この程度以上の時間の確保できるところに設定せ
ねばならない。

このような本発明によれば、トリツプすべき状
態にある運転中の第１ポンプをトリツプさせる前
に下流側にある第２ポンプの運転を継続させなが
ら待機状態にある予備の第１ポンプによる供給流
量の確保が可能となるので、第１ポンプの運転時
にその下流側にある運転中の第２ポンプのトリツ
プ及び第２ポンプの起動といつた複雑な運転操作
が不要となつてしかも上記下流側にある運転中の
第２ポンプにキヤビテーシヨンを発生させること
なくこの第２ポンプの運転を継続させることがで
き、トリツプすべき状態にある第１ポンプがトリ
ツプした時においても第２ポンプから対象物に供
給される流量がほとんど低下しない。しかも、前
述の複雑な運転操作が不要となるので、ポンプ群
の制御を著しく単純化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸騰水型原子炉プラントの全体構成
図、第２図は従来の給水ポンプ群のポンプトリツ
プ、予備機起動シーケンスを示した図、第３図は
従来シーケンスによる復水ポンプトリツプ時の過
渡現象を表わした特性図、第４図はポンプトリツ
プもしくは給水流量を減少すべき原因を示した
図、第５図は沸騰水型原子炉プラントに適用した
本発明の一実施例であるポンプ群を有するプラン
トの制御装置付近の構成図、第６図は第５図の構
成における動作説明図、第７図は第５図の実施例
における給水流量の変化を示した特性図、第８図
は本発明の他の実施例で第５図のポンプ群付近に
対応する構成図、第９図は第８図の構成における
動作説明図、第１０図は第８図の実施例における
給水流量の変化を示した特性図である。１６_a〜１６_c……復水昇圧ポンプ、１７……タ
ービン駆動給水ポンプ、１８……モータ駆動給水
ポンプ、M_a〜M_c……モータ、Ｒ……逆止弁、
DP_a〜DP_c……圧力検出器、CB_a〜CB_c……しや
断器、Ｓ……予備機起動条件検出装置、Ｔ……ポ
ンプ切離し条件検出装置、Ｕ……総括制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１流体が供給される機器と、並列に配置されて
前記流体の供給時に少なくとも１台が待機状態に
ある複数の第１ポンプと、運転中の前記第１ポン
プから吐出した流体を昇圧して前記機器に供給す
る第２ポンプと、前記第１ポンプ毎に設けられて
しかも運転中の前記第１ポンプに対するトリツプ
すべき条件となる状態量を検出する複数の第１検
出手段と、前記第１ポンプ毎に設けられて前記第
１ポンプの運転状態を検出する第２検出手段と、
前記第２検出手段の出力が運転中を示している前
記第１ポンプに対応する前記第１検出手段にて検
出された前記状態量が、前記運転中の第１ポンプ
をトリツプすべき第１設定値に至る前の段階で第
１設定値よりも正常運転の状態量側に設定された
第２設定値に達した時に、前記第２検出器の出力
が停止中を示している前記待機状態にある第１ポ
ンプを起動させ、その後、前記状態量が前記第１
設定値に達した時に、前記運転中の第１ポンプを
トリツプさせる制御手段とを備えたことを特徴と
するポンプ群を有するプラント。