JPH0371677B2 - - Google Patents
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- JPH0371677B2 JPH0371677B2 JP57210828A JP21082882A JPH0371677B2 JP H0371677 B2 JPH0371677 B2 JP H0371677B2 JP 57210828 A JP57210828 A JP 57210828A JP 21082882 A JP21082882 A JP 21082882A JP H0371677 B2 JPH0371677 B2 JP H0371677B2
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- reactor water
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 99
- 230000004044 response Effects 0.000 description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 description 1
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
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- Flow Control (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は沸騰水形原子力発電プラントの原子炉
水位制御装置に関する。
水位制御装置に関する。
［発明の技術的背景］
一般に沸騰水形原子力発電プラントには、原子
炉圧力容器内に冷却水を供給する原子炉給水ポン
プの給水流量を制御し、原子炉水位を設定値に保
つ原子炉水位制御装置が配設されている。
炉圧力容器内に冷却水を供給する原子炉給水ポン
プの給水流量を制御し、原子炉水位を設定値に保
つ原子炉水位制御装置が配設されている。
第１図は従来のこのような原子炉水位制御装置
を示すもので、この原子炉水位制御装置ではいわ
ゆる３要素制御が採用されており、原子炉水位設
定信号ｌ setと原子炉水位信号ｌとの差信号で
ある水位偏差信号Δlと、主蒸気流量信号Wsと給
水流量信号Wfとの差信号にミスマツチゲイン
Kmを乗算したミスマツチ流量信号ΔWとの和が
加算器１を介してPI制御器２に入力され、この
PI制御器２で比例および積分演算された後、流
量要求信号Ｓ１として給水ポンプ制御系３に出力
され、例えばタービン駆動の２台の原子炉給水ポ
ンプ４ａ，４ｂとモータ駆動の２台の原子炉給水
ポンプ５ａ，５ｂが制御される。
を示すもので、この原子炉水位制御装置ではいわ
ゆる３要素制御が採用されており、原子炉水位設
定信号ｌ setと原子炉水位信号ｌとの差信号で
ある水位偏差信号Δlと、主蒸気流量信号Wsと給
水流量信号Wfとの差信号にミスマツチゲイン
Kmを乗算したミスマツチ流量信号ΔWとの和が
加算器１を介してPI制御器２に入力され、この
PI制御器２で比例および積分演算された後、流
量要求信号Ｓ１として給水ポンプ制御系３に出力
され、例えばタービン駆動の２台の原子炉給水ポ
ンプ４ａ，４ｂとモータ駆動の２台の原子炉給水
ポンプ５ａ，５ｂが制御される。
そしてこのように構成された原子炉水位制御装
置では、平衡状態においては水位偏差信号Δlお
よびミスマツチ流量信号ΔWが０となるため、PI
制御器２の積分器の初期値がそのまま給水ポンプ
制御系３の流量要求信号Ｓ１として出力される。
置では、平衡状態においては水位偏差信号Δlお
よびミスマツチ流量信号ΔWが０となるため、PI
制御器２の積分器の初期値がそのまま給水ポンプ
制御系３の流量要求信号Ｓ１として出力される。
なお各原子炉給水ポンプ４ａ，４ｂ，５ａ，５
ｂにポンプ流量制御装置が配設されている場合に
は、この流量要求信号Ｓ１は実際のポンプ流量と
比較され、その差信号であるポンプ流量偏差信号
がポンプ流量制御装置に入力され、その出力によ
り各給水ポンプが制御される。そしてポンプ流量
制御装置が配設されていない場合には、流量要求
信号Ｓ１により各給水ポンプが直接制御される。
ｂにポンプ流量制御装置が配設されている場合に
は、この流量要求信号Ｓ１は実際のポンプ流量と
比較され、その差信号であるポンプ流量偏差信号
がポンプ流量制御装置に入力され、その出力によ
り各給水ポンプが制御される。そしてポンプ流量
制御装置が配設されていない場合には、流量要求
信号Ｓ１により各給水ポンプが直接制御される。
なお、従来の３要素給水制御装置においては、
通常はポンプ流量制御装置は配設されていない。
通常はポンプ流量制御装置は配設されていない。
［背景技術の問題点］
しかしながら、以上のように構成された原子炉
水位制御装置では、主蒸気流量が先行するような
大幅外乱が入つた時にはPI制御器２の積分器の
初期値が流量要求信号Ｓ１となつているため、主
蒸気流量の先行性に対する給水流量の追従性が悪
く、そのため給水流量と主蒸気流量との差である
ミスマツチ流量が積分され、原子炉水位の変動が
大きくなるという問題がある。
水位制御装置では、主蒸気流量が先行するような
大幅外乱が入つた時にはPI制御器２の積分器の
初期値が流量要求信号Ｓ１となつているため、主
蒸気流量の先行性に対する給水流量の追従性が悪
く、そのため給水流量と主蒸気流量との差である
ミスマツチ流量が積分され、原子炉水位の変動が
大きくなるという問題がある。
すなわち、例えば原子炉圧力容器に配設される
２台の再循環ポンプが共にトリツプした場合に
は、まず原子炉圧力の低下に伴うボイドの増加に
より、原子炉水位は約20cm上昇するが、主蒸気流
量の減少に対する給水流量の減少が遅れるため、
原子炉水位はさらに上昇して約50〜60秒後には40
〜50cm上昇する。
２台の再循環ポンプが共にトリツプした場合に
は、まず原子炉圧力の低下に伴うボイドの増加に
より、原子炉水位は約20cm上昇するが、主蒸気流
量の減少に対する給水流量の減少が遅れるため、
原子炉水位はさらに上昇して約50〜60秒後には40
〜50cm上昇する。
一般に、タービントリツプにより原子炉スクラ
ムが生ずるレベル８は、原子炉基準水位より約50
cm上に設けられており、このような場合には原子
炉水位の上昇が激しく原子炉スクラムを引き起こ
すおそれがある。
ムが生ずるレベル８は、原子炉基準水位より約50
cm上に設けられており、このような場合には原子
炉水位の上昇が激しく原子炉スクラムを引き起こ
すおそれがある。
また、一般に水位設定点変更のようなステツプ
応答試験においては、原子炉水位制御装置に配設
されるPI制御器２の比例ゲインを大きくした方
が即応性に富んだ反応が得られるが、このように
構成された原子炉水位制御装置では、比例ゲイン
を大きくすることは困難である。
応答試験においては、原子炉水位制御装置に配設
されるPI制御器２の比例ゲインを大きくした方
が即応性に富んだ反応が得られるが、このように
構成された原子炉水位制御装置では、比例ゲイン
を大きくすることは困難である。
［発明の目的］
本発明はかかる従来の事情に対処してなされた
もので、従来PI制御器の入口側にフイードバツ
クされていた主蒸気流量と給水流量をPI制御器
の出口側にフイードバツクさせることにより、よ
り安定領域を拡大し、これによりPI制御器の比
例ゲインを従来より大きくし、即応性に富んだ原
子炉水位制御装置を提供しようとするものであ
る。
もので、従来PI制御器の入口側にフイードバツ
クされていた主蒸気流量と給水流量をPI制御器
の出口側にフイードバツクさせることにより、よ
り安定領域を拡大し、これによりPI制御器の比
例ゲインを従来より大きくし、即応性に富んだ原
子炉水位制御装置を提供しようとするものであ
る。
［発明の概要］
すなわち本発明は、原子炉水位設定信号と原子
炉水位信号との差信号に対して比例処理および初
期値を０とした積分処理を行い、水位要求信号を
出力するPI制御器と、フイードバツクされた主
蒸気流量信号にゲインKsを与える手段と、フイ
ードバツクされた給水流量信号にKs−Kf＝１の
関係を有するゲインKfを与える手段と、ゲイン
Ksの与えられた前記主蒸気流量信号とゲインKf
の与えられた前記給水流量信号と前記PI制御器
から出力される前記水位要求信号を合成し、流量
要求信号として給水ポンプ制御系に出力する加算
器と、を具備する原子炉水位制御装置である。
炉水位信号との差信号に対して比例処理および初
期値を０とした積分処理を行い、水位要求信号を
出力するPI制御器と、フイードバツクされた主
蒸気流量信号にゲインKsを与える手段と、フイ
ードバツクされた給水流量信号にKs−Kf＝１の
関係を有するゲインKfを与える手段と、ゲイン
Ksの与えられた前記主蒸気流量信号とゲインKf
の与えられた前記給水流量信号と前記PI制御器
から出力される前記水位要求信号を合成し、流量
要求信号として給水ポンプ制御系に出力する加算
器と、を具備する原子炉水位制御装置である。
［発明の実施例］
以下本発明の詳細を図面に示す一実施例につい
て説明する。
て説明する。
第２図に示す原子炉水位制御装置は加算器６、
PI制御器７および加算器８とから主体部分が構
成されている。
PI制御器７および加算器８とから主体部分が構
成されている。
加算器６は原子炉水位設定信号ｌ setと原子
炉水位信号ｌとを入力し、この差信号である水位
偏差信号ΔlをPI制御器７に出力する。
炉水位信号ｌとを入力し、この差信号である水位
偏差信号ΔlをPI制御器７に出力する。
PI制御器７は水位偏差信号Δlを入力し、この
水位偏差信号Δlに比例動作および積分動作を加
え、これを原子炉水位要求信号Ｓ２として加算器
８に出力する。なおこの時PI制御器７の積分器
の初期値は０に設定されている。
水位偏差信号Δlに比例動作および積分動作を加
え、これを原子炉水位要求信号Ｓ２として加算器
８に出力する。なおこの時PI制御器７の積分器
の初期値は０に設定されている。
加算器８は原子炉水位要求信号Ｓ２、主蒸気流
量信号Wsに主蒸気流量フイードバツクゲインKs
をかけた信号および給水流量信号Wfに給水流量
フイードバツクゲインKfをかけた信号とを入力
しこれらを加算し、この信号を流量要求信号Ｓ３
として給水ポンプ制御系９に出力する。
量信号Wsに主蒸気流量フイードバツクゲインKs
をかけた信号および給水流量信号Wfに給水流量
フイードバツクゲインKfをかけた信号とを入力
しこれらを加算し、この信号を流量要求信号Ｓ３
として給水ポンプ制御系９に出力する。
ここで主蒸気流量フイードバツクゲインKsと
給水流量フイードバツクゲインKfとの値は Ks−Kf＝１ ……(1) となるように設定されている。
給水流量フイードバツクゲインKfとの値は Ks−Kf＝１ ……(1) となるように設定されている。
従つて、給水流量フイードバツクゲインKfに
比較し主蒸気流量フイードバツクゲインKsの方
が常に１だけ大きくなり、平衡状態において加算
器８の出力信号すなわち流量要求信号Ｓ３は主蒸
気流量信号Wsと等しくされている。
比較し主蒸気流量フイードバツクゲインKsの方
が常に１だけ大きくなり、平衡状態において加算
器８の出力信号すなわち流量要求信号Ｓ３は主蒸
気流量信号Wsと等しくされている。
加算器８から出力された流量要求信号Ｓ３は、
ポンプ流量制御装置が配設されている場合には、
各原子炉給水ポンプ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１
０ｄにそれぞれ配設されるポンプ流量制御装置１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに出力され、この
ポンプ流量制御装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１
１ｄにより原子炉給水ポンプ１０ａ，１０ｂ，１
０ｃ，１０ｄがそれぞれ制御され、原子炉圧力容
器内への冷却材の供給量が制御される。
ポンプ流量制御装置が配設されている場合には、
各原子炉給水ポンプ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１
０ｄにそれぞれ配設されるポンプ流量制御装置１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに出力され、この
ポンプ流量制御装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１
１ｄにより原子炉給水ポンプ１０ａ，１０ｂ，１
０ｃ，１０ｄがそれぞれ制御され、原子炉圧力容
器内への冷却材の供給量が制御される。
第３図は以上のように構成された原子炉水位制
御装置と従来の原子炉水位制御装置において、水
位設定点変更を行なつた場合の原子炉水位の応答
を比較して示すもので、横軸には時間が縦軸には
原子炉水位がとられている。図において曲線ａは
第１図に示す従来の原子炉水位制御装置による応
答波形を、曲線ｂおよびｃは第２図に示す原子炉
水位制御装置による応答波形を示すもので、曲線
ｂはポンプ流量制御装置１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄが配設されていない場合を、曲線ｃは
ポンプ流量制御装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１
１ｄが配設されている場合をそれぞれ示してい
る。
御装置と従来の原子炉水位制御装置において、水
位設定点変更を行なつた場合の原子炉水位の応答
を比較して示すもので、横軸には時間が縦軸には
原子炉水位がとられている。図において曲線ａは
第１図に示す従来の原子炉水位制御装置による応
答波形を、曲線ｂおよびｃは第２図に示す原子炉
水位制御装置による応答波形を示すもので、曲線
ｂはポンプ流量制御装置１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄが配設されていない場合を、曲線ｃは
ポンプ流量制御装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１
１ｄが配設されている場合をそれぞれ示してい
る。
図から明らかなように第２図に示す原子炉水位
制御装置では、従来の原子炉水位制御装置に比較
し安定性および即応性が大幅に向上している。
制御装置では、従来の原子炉水位制御装置に比較
し安定性および即応性が大幅に向上している。
第４図は第２図に示す原子炉水位制御装置と第
１図に示す従来の原子炉水位制御装置における再
循環ポンプ２台トリツプ時における原子炉水位の
応答を比較して示しており、横軸には時間が縦軸
には原子炉水位がとられている。図において曲線
ｄは第１図に示す従来の原子炉水位制御装置によ
る応答波形を、曲線ｅおよびｆは第２図に示す原
子炉水位制御装置による応答波形を示しており、
曲線ｅはポンプ流量制御装置１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ，１１ｄが配設されていない場合を、曲線ｆ
はポンプ流量制御装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，
１１ｄが配設されている場合をそれぞれ示してい
る。
１図に示す従来の原子炉水位制御装置における再
循環ポンプ２台トリツプ時における原子炉水位の
応答を比較して示しており、横軸には時間が縦軸
には原子炉水位がとられている。図において曲線
ｄは第１図に示す従来の原子炉水位制御装置によ
る応答波形を、曲線ｅおよびｆは第２図に示す原
子炉水位制御装置による応答波形を示しており、
曲線ｅはポンプ流量制御装置１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ，１１ｄが配設されていない場合を、曲線ｆ
はポンプ流量制御装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，
１１ｄが配設されている場合をそれぞれ示してい
る。
この図から明らかなように第２図に示す原子炉
水位制御装置によれば、原子炉水位の上昇は原子
炉圧力低下によるスエリング効果により約20cm一
時的に上昇するのみで、それ以降は制御性能の改
善により原子炉水位の上昇は抑制され、速やかに
初期水位に復帰する。従つてレベル８またはレベ
ル３による原子炉スクラムに至る可能性を大幅に
減少することができる。
水位制御装置によれば、原子炉水位の上昇は原子
炉圧力低下によるスエリング効果により約20cm一
時的に上昇するのみで、それ以降は制御性能の改
善により原子炉水位の上昇は抑制され、速やかに
初期水位に復帰する。従つてレベル８またはレベ
ル３による原子炉スクラムに至る可能性を大幅に
減少することができる。
なお第３図における曲線ｂ，ｃおよび第４図に
おける曲線ｅ，ｆは、前述した(1)式においてKs
＝２、Ks＝１とした時の原子炉水位の応答波形
を示している。
おける曲線ｅ，ｆは、前述した(1)式においてKs
＝２、Ks＝１とした時の原子炉水位の応答波形
を示している。
［発明の効果］
以上述べたように本発明の原子炉水位制御装置
によれば、各原子炉給水ポンプにポンプ流量制御
装置が配設されているいないに係わらず、以下に
示すような効果を得ることができる。
によれば、各原子炉給水ポンプにポンプ流量制御
装置が配設されているいないに係わらず、以下に
示すような効果を得ることができる。
(1)主蒸気流量と給水流量のフイードバツクを
PI制御器の出力側の加算器に入力させることに
より、システム全体の安定性を増加させることが
でき、これによりPI制御器の比例ゲインを従来
よりも大きくすることができ、即応性に優れた応
答の得られる原子炉水位制御装置を提供すること
ができる。(2)フイードバツクゲインを式(1)のよう
に選定することにより、PI制御器の初期値は０
となり、従来のように初期値が各原子炉給水ポン
プの流量要求信号である必要性はなくなり、これ
により再循環ポンプが２台トリツプしたような大
幅外乱が入力されても原子炉水位の変化幅を極め
て小さく抑えることができる。
PI制御器の出力側の加算器に入力させることに
より、システム全体の安定性を増加させることが
でき、これによりPI制御器の比例ゲインを従来
よりも大きくすることができ、即応性に優れた応
答の得られる原子炉水位制御装置を提供すること
ができる。(2)フイードバツクゲインを式(1)のよう
に選定することにより、PI制御器の初期値は０
となり、従来のように初期値が各原子炉給水ポン
プの流量要求信号である必要性はなくなり、これ
により再循環ポンプが２台トリツプしたような大
幅外乱が入力されても原子炉水位の変化幅を極め
て小さく抑えることができる。
また、PI制御器の初期値を０としたため、PI
制御器が故障した場合でもPI制御器出力の補償
を行なう必要性がなくなり、修理を容易に行なう
ことができる。
制御器が故障した場合でもPI制御器出力の補償
を行なう必要性がなくなり、修理を容易に行なう
ことができる。
第１図は従来の原子炉水位制御装置を示すブロ
ツク図、第２図は本発明の一実施例の原子炉水位
制御装置を示すブロツク図、第３図は水位設定点
変更を行なつた場合の原子炉水位の応答を示すグ
ラフ、第４図は再循環ポンプ２台トリツプ時にお
ける原子炉水位の応答を示すグラフである。 ７……PI制御器、６，８……加算器、９……
給水ポンプ制御系、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１
０ｄ……原子炉給水ポンプ、１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ，１１ｄ……ポンプ流量制御装置。
ツク図、第２図は本発明の一実施例の原子炉水位
制御装置を示すブロツク図、第３図は水位設定点
変更を行なつた場合の原子炉水位の応答を示すグ
ラフ、第４図は再循環ポンプ２台トリツプ時にお
ける原子炉水位の応答を示すグラフである。 ７……PI制御器、６，８……加算器、９……
給水ポンプ制御系、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１
０ｄ……原子炉給水ポンプ、１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ，１１ｄ……ポンプ流量制御装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 原子炉水位設定信号と原子炉水位信号との差
信号に対して比例処理および初期値を０とした積
分処理を行い、水位要求信号を出力するPI制御
器と、 フイードバツクされた主蒸気流量信号にゲイン
Ksを与える手段と、 フイードバツクされた給水流量信号にKs−Kf
＝１の関係を有するゲインKfを与える手段と、 ゲインKsの与えられた前記主蒸気流量信号と
ゲインKfの与えられた前記給水流量信号と前記
PI制御器から出力される前記水位要求信号を合
成し、流量要求信号として給水ポンプ制御系に出
力する加算器と、 を具備する原子炉水位制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57210828A JPS59100897A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 原子炉水位制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57210828A JPS59100897A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 原子炉水位制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59100897A JPS59100897A (ja) | 1984-06-11 |
| JPH0371677B2 true JPH0371677B2 (ja) | 1991-11-14 |
Family
ID=16595785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57210828A Granted JPS59100897A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 原子炉水位制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59100897A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5833002A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-26 | 株式会社日立製作所 | 蒸気発生器の給水制御装置 |
-
1982
- 1982-12-01 JP JP57210828A patent/JPS59100897A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5833002A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-26 | 株式会社日立製作所 | 蒸気発生器の給水制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59100897A (ja) | 1984-06-11 |
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