JPH06194494A - 原子炉給水制御装置 - Google Patents

原子炉給水制御装置

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JPH06194494A
JPH06194494A JP4346131A JP34613192A JPH06194494A JP H06194494 A JPH06194494 A JP H06194494A JP 4346131 A JP4346131 A JP 4346131A JP 34613192 A JP34613192 A JP 34613192A JP H06194494 A JPH06194494 A JP H06194494A
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Japan
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water supply
pump
reactor
signal
pumps
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JP4346131A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Nishiyama
博之 西山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】給水ポンプにおけるトリップを伴わない給水流
量低下事象に対しても、常用給水ポンプ相互の運転状態
のアンバランス検出から原子炉スクラムを回避する判定
手段を備えた原子炉給水制御装置を提供する。 【構成】原子力プラントの常用および後備給水ポンプを
備えた給水系を制御する原子炉給水制御装置において、
原子炉の定常出力運転中信号8と全常用給水ポンプ1,
2が自動水位制御モード運転信号1c,2cおよび原子
炉水位低条件信号5の成立を検出すると共に、前記常用
給水ポンプ相互の運転状態が規定値以上のアンバランス
信号10a,10bを検出して、前記常用給水ポンプ1,2
の小流量側をトリップさせる判定手段を設けたことを特
徴とする。なお、アンバランス信号10a,10bを検出し
て後備給水ポンプ3,4を自動起動させる判定手段を設
ける。またアンバランス信号10a,10bで、再循環ポン
プをランバック運転させる判定手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水型原子力発電プ
ラントにおける原子炉給水制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的な沸騰水型原子力発電プラントの
給水系の主要構成は、図6の系統要部構成図に示すよう
に給水ポンプとして、50%原子炉定格流量の常用給水ポ
ンプA、1と常用給水ポンプB、2が2台、および25%
原子炉定格流量の後備給水ポンプA、3と後備給水ポン
プB、4の2台の計4台が並列に接続されていて、復水
器からの給水を原子炉へ圧送している。
【0003】この給水系においては、一般に原子炉50%
出力以上〜定格出力の範囲では、常用給水ポンプA、1
と常用給水ポンプB、2の2台の運転により給水を行
い、後備給水ポンプA、3と後備給水ポンプB、4の2
台は待機させていて、前記常用給水給水ポンプA、1お
よび常用給水ポンプB、2の内で1台がトリップした
り、故障により流量を失った場合においても、この後備
給水ポンプA、3と後備給水ポンプB、4を起動するこ
とにより 100%原子炉定格の給水が可能となるように運
用している。
【0004】なお、後備給水ポンプA、3と後備給水ポ
ンプB、4は、夫々手動により起動することは勿論可能
であるが、常用給水ポンプA、1と常用給水ポンプB、
2が突然にトリップした場合には、手動操作に頼らなく
ても後備給水ポンプA、3および後備給水ポンプB、4
を起動して、給水流量低下による原子炉水位低に起因す
る原子炉スクラムを防止する図7の判定手段論理図に示
すような自動起動判定手段を備えた原子炉給水制御装置
が採用されている。
【0005】すなわち、常用給水ポンプA、1の運転中
信号1aと常用給水ポンプA、1のトリップ信号1bの
入力、あるいは常用給水ポンプB、2の運転中信号2a
と常用給水ポンプB、2のトリップ信号2bの入力によ
り、後備給水ポンプA、3および後備給水ポンプB、4
の自動起動指令信号6を出力する。
【0006】また後備給水ポンプA、3の運転中信号3
aと後備給水ポンプB、4の運転中信号4aがないこ
と、および前記常用給水ポンプA、1のトリップ信号1
b、または常用給水ポンプB、2のトリップ信号2b
と、原子炉水位低条件信号5の入力により図示しない再
循環ポンプのランバック指令信号7が出力される構成と
している。これにより、常用給水ポンプA、1あるいは
常用給水ポンプB、2のトリップに際しては、後備給水
ポンプA、3と後備給水ポンプB、4を起動して原子炉
定格給水流量を維持する。
【0007】また万一、後備給水ポンプ2台の起動に失
敗した場合には、自動的に再循環ポンプの速度を降速
(再循環ポンプランバック)させて、炉出力を運転中の
1台の常用給水ポンプでまかなえる流量以下に低下させ
ることにより、原子炉スクラムを回避するようなインタ
ーロックが施されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】常用給水ポンプA、1
または常用給水ポンプB、2がトリップした場合に、後
備給水ポンプA、3と後備給水ポンプB、4の自動起動
や、再循環ポンプのランバックにより原子炉水位低に起
因する原子炉スクラムを回避させる制御を行う判定手段
を保有していても、前記各給水ポンプがトリップした場
合には、必ず当該給水ポンプによる給水の流量は失われ
るため、何らかの自動インターロックが必要である。
【0009】しかしながら、故障の種類によっては各給
水ポンプの流量が喪失、あるいは減少する際に必ず給水
ポンプがトリップするとは限らず、従って、トリップ信
号をトリガとするインターロックが必ず作動するとは限
らない。すなわち、従来の技術では各給水ポンプのトリ
ップを伴う給水流量低下事象に対しては原子炉スクラム
を回避するような判定手段が設けられているが、給水ポ
ンプのトリップを伴わない給水流量低下事象に対して
は、原子炉スクラムを回避するインターロック的な手段
は講じられていなかった。
【0010】本発明の目的とするところは、給水ポンプ
におけるトリップを伴わない給水流量低下事象に対して
も、常用給水ポンプ相互の運転状態のアンバランス検出
から原子炉スクラムを回避する判定手段を備えた原子炉
給水制御装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】原子力プラントの常用お
よび後備給水ポンプを備えた給水系を制御する原子炉給
水制御装置において、例えば原子炉の主蒸気流量の規定
値以上信号である定常出力運転中信号と全常用給水ポン
プが自動水位制御モード運転中信号および原子炉水位低
条件信号の成立を検出すると共に、前記常用給水ポンプ
相互の運転状態が規定値以上のアンバランスを検出して
前記常用給水ポンプの小流量側をトリップさせる判定手
段を設けたことを特徴とする。
【0012】なお、前記常用給水ポンプ相互の運転状態
が規定値以上のアンバランスを検出する判定手段で前記
後備給水ポンプを自動起動させる。また前記常用給水ポ
ンプ相互の運転状態が規定値以上のアンバランスを検出
する判定手段で再循環ポンプをランバック運転させる。
【0013】
【作用】本発明によれば、常用給水ポンプ2台を並列し
て自動運転モードで給水している定常運転時には、例え
ば原子炉の主蒸気流量の規定値以上信号である定常出力
運転中信号と常用給水ポンプの自動運転中が判定手段に
入力される。ここで一方の常用給水ポンプに異常が発生
して流量が低下すると、他方の常用給水ポンプはこの給
水流量低下を補償するため水位制御装置からの指令に従
い流量が増加して、常用給水ポンプ相互の流量にアンバ
ランスが生ずる。判定手段は、このアンバランスが規定
値以上となると当該常用給水ポンプに対するアンバラン
ス信号を出力する。
【0014】また、これ以上に異常が生じて常用給水ポ
ンプの流量が減少すると給水流量は主蒸気流量を下回る
ことになり、原子炉水位が低水位警報点に至り、原子炉
水位低条件信号が入力される。これにより流量低側の常
用給水ポンプをトリップする常用給水ポンプトリップ信
号が出力されるために、流量低側の常用給水ポンプはト
リップする。
【0015】この結果、既設の後備給水ポンプ自動起動
インターロックが動作して、後備給水ポンプの運転によ
りトリップした常用給水ポンプの給水流量を補償するこ
とにより必要給水流量が維持されて、原子炉水位低によ
る原子炉スクラムが回避される。
【0016】なお、どちらか一方の常用給水ポンプに異
常が生じ、流量が増加した場合にも、流量低側給水ポン
プ(この場合正常側)をトリップさせるが、前述の場合
と同様に後備給水ポンプが自動起動し、この後備給水ポ
ンプが水位制御能力を有するので、水位低原子炉スクラ
ム、水位高タービントリップの双方が回避される。
【0017】
【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して説
明する。なお、上記した従来技術と同じ構成部分につい
ては同一符号を付して詳細な説明を省略する。図1の判
定手段論理図は第1の発明の一実施例を示す。
【0018】常用給水ポンプA、1と常用給水ポンプ
B、2の2台を、共に自動制御モードに投入する出力以
上でプラントが運転していることを示し、主蒸気流量あ
るいは中性子束信号等に基づくプラント熱出力により検
出される定常出力運転中信号8と、常用給水ポンプA、
1の自動モード運転信号1cおよび常用給水ポンプB、
2の自動モード運転信号2cの入力で出力される全常用
給水ポンプ自動モード運転中信号9との両方が成立した
信号を入力する。
【0019】また原子炉水位低条件信号5を入力すると
共に、前記運転中の2台の常用給水ポンプである常用給
水ポンプA、1の流量信号1dと常用給水ポンプB、2
の流量信号2dとの差から、常用給水ポンプA流量<常
用給水ポンプB流量時の流量アンバランス信号10a、ま
たは常用給水ポンプB流量<常用給水ポンプA流量時の
流量アンバランス信号10bを出力する。
【0020】さらに、以上の定常出力運転中信号8と、
全常用給水ポンプ自動モード運転中信号9と、原子炉水
位低条件信号5、および流量アンバランス信号10a、ま
たは流量アンバランス信号10bとが成立した時に、常用
給水ポンプA、1と常用給水ポンプB、2が運転中であ
りながら支障により給水流量低下事象が発生したことを
判定して該当する常用給水ポンプA、1をトリップさせ
る常用給水ポンプA、1トリップ信号1b、または常用
給水ポンプB、2をトリップさせる常用給水ポンプB、
2トリップ信号2bを出力する判定手段を構成してい
る。
【0021】次に上記構成による作用について説明す
る。常用給水ポンプA、1と常用給水ポンプB、2の両
者の運転状態が正常であれば、2台の常用給水ポンプの
流量にアンバランスはなく、給水流量も適量で原子炉水
位は正常に維持されている。従って、常用給水ポンプA
流量<常用給水ポンプB流量時の流量アンバランス信号
10a、および常用給水ポンプB流量<常用給水ポンプA
流量時の流量アンバランス信号10bは共に発生しない。
【0022】このため、前記定常出力運転中信号8と全
常用給水ポンプ自動モード運転中信号9は出力されてい
るが、原子炉水位低条件信号5と、流量信号1dと流量
信号2dとの差による流量アンバランス信号10a、10b
は出力されない。従って、これら信号の同時成立がない
ことから、常用給水ポンプA、1トリップ信号1b、お
よび常用給水ポンプB、2トリップ信号2bの出力がな
く、常用給水ポンプA、1と常用給水ポンプB、2の給
水による原子炉の正常運転が継続される。
【0023】ここで、常用給水ポンプA、1側に支障が
生じて、トリップはしないものの給水流量が低下する事
象が発生したことを想定すると、前記定常出力運転中信
号8および全常用給水ポンプ自動モード運転中信号9の
他に、常用給水ポンプA、1側の流量低下に伴ない常用
給水ポンプB、2の流量が増加するため常用給水ポンプ
A、1の流量信号1dと常用給水ポンプB、2の流量信
号2dとの差から、常用給水ポンプA流量<常用給水ポ
ンプB流量を示す流量アンバランス信号10aが出力され
る。
【0024】さらに、常用給水ポンプB、2の流量増加
分では常用給水ポンプA、1側の流量低下分を補償する
ことが困難になると原子炉への給水流量が減少し、原子
炉水位が低下して原子炉水位低条件信号5が発せられ
る。これにより、前記定常出力運転中信号8、全常用給
水ポンプ自動モード運転中信号9と原子炉水位低条件信
号5、および流量アンバランス信号10aが成立して、常
用給水ポンプA、1をトリップさせるトリップ信号1b
が出力される。
【0025】また同様に常用給水ポンプB、2側におい
て支障が発生すると、判定手段は夫々運転中の常用給水
ポンプA、1に対する常用給水ポンプB、2における流
量低下を判断して、常用給水ポンプB、2をトリップさ
せるトリップ信号2bを出力する。
【0026】さらに、原子力プラントにおいては以上の
本発明の判定手段の作動から、常用給水ポンプA、1ト
リップ信号1bにより常用給水ポンプA、1がトリップ
すると、前述のように原子炉給水制御装置における既設
の判定手段により後備給水ポンプA、3、または後備給
水ポンプB、4、あるいは2台の後備給水ポンプ3,4
が自動起動して、原子炉への給水流量は元の流量に回復
することから、原子炉水位低に起因する原子炉スクラム
は回避される。
【0027】また万一、後備給水ポンプ3,4の自動起
動に失敗しても、前記した既設の再循環ポンプランバッ
クインターロックにより炉出力を常用給水ポンプ1台で
まかなえる出力まで減少させて、原子炉水位低スクラム
は回避される。なお、常用給水ポンプB、2トリップ信
号2bによる常用給水ポンプB、2がトリップした場合
も上記と同様の作用が行われて、原子炉は安全性と安定
性が高く運転される。
【0028】図2は第2の発明の一実施例を示す判定手
段論理図で、上記図1に示した第1の発明とほぼ同様の
判定手段構成で、常用給水ポンプA、1トリップ信号1
b、または常用給水ポンプB、2トリップ信号2bを出
力して、常用給水ポンプA、1または常用給水ポンプ
B、2をトリップさせる代わりに、夫々運転中の常用給
水ポンプA、1に対する常用給水ポンプB、2あるい
は、常用給水ポンプB、2に対する常用給水ポンプA、
1における流量低下を判断して後備給水ポンプ起動信号
11a,11bにより、後備給水ポンプA、3と後備給水ポ
ンプB、4の2台に対して自動起動指令信号6を出力す
る。
【0029】この構成によれば、自動起動指令信号6に
より2台の後備給水ポンプA、3と後備給水ポンプB、
4を自動起動させた後は、流量低側の常用給水ポンプの
流量が更に低下しても、原子炉への給水は流量高側の健
全な常用給水ポンプと、2台の後備給水ポンプ3,4と
により定格流量が維持されるため、原子炉は正常運転が
行われ、原子炉水位低による原子炉スクラムが回避でき
る。
【0030】図3は第3の発明の一実施例を示す判定手
段論理図である。この判定手段構成は上記図1の第1の
発明とほぼ同様であるが、常用給水ポンプA、1トリッ
プ信号1bおよび常用給水ポンプB、2トリップ信号2
bにより常用給水ポンプA、1と常用給水ポンプB、2
をトリップする代わりに、夫々運転中の常用給水ポンプ
A、1に対する常用給水ポンプB、2あるいは、常用給
水ポンプB、2に対する常用給水ポンプA、1における
流量低下を判断して再循環ポンプランバック信号12a,
12bを発し、再循環ポンプランバック指令信号7を出力
して再循環ポンプにランバックを行わせるようにしてい
る。
【0031】この構成によれば、常用給水ポンプ1台の
支障により原子炉スクラムは行われないが原子炉への給
水流量が低下した場合に、この給水流量低下を検知して
再循環ポンプをランバックさせることにより原子炉出力
は低下する。しかしながら、この原子炉出力低下は、健
全な常用給水ポンプ1台でまかなえる出力以下とするこ
とにより炉水位低下が防止されて、原子炉水位低による
原子炉スクラムが回避できる。なお、本発明によれば、
後備給水ポンプの容量が常用給水ポンプ1台分に満たな
い場合でも再循環ポンプランバック制御との対応により
原子炉の安定した運転が可能となる。
【0032】図4は第4の発明の一実施例を示す判定手
段論理図で、上記図1に示した第1の発明と同様に常用
給水ポンプの支障に起因するアンバランスを判定して、
常用給水ポンプA、1のトリップ信号1b、または常用
給水ポンプB、2のトリップ信号2bを出力して、夫々
常用給水ポンプA、1または常用給水ポンプB、2をト
リップさせるものであるが、2台の常用給水ポンプにお
けるアンバランス判定を夫々の流量信号でなく、常用給
水ポンプA、1の速度信号1e、または常用給水ポンプ
B、2の速度信号2eにより行うものである。
【0033】すなわち、常用給水ポンプA、1の速度信
号1eと常用給水ポンプB、2の速度信号2eとの差か
ら、常用給水ポンプA速度<常用給水ポンプB速度時の
速度アンバランス信号13a、または常用給水ポンプB速
度<常用給水ポンプA速度時の速度アンバランス信号13
bにより夫々常用給水ポンプA、1のトリップ信号1
b、または常用給水ポンプB、2のトリップ信号2bを
出力して、夫々速度低側の常用給水ポンプをトリップさ
せる構成としている。なお、この第4の発明は、常用給
水ポンプの速度制御により給水ポンプ流量を制御する方
式を採用しているプラントに簡便に適用可能である。
【0034】図5は第5の発明の一実施例を示す判定手
段論理図で、上記図1に示した第1の発明と同様に常用
給水ポンプA、1のトリップ信号1b、または常用給水
ポンプB、2のトリップ信号2bを出力して、夫々常用
給水ポンプA、1または常用給水ポンプB、2をトリッ
プさせるものである。
【0035】しかし、2台の常用給水ポンプにおけるア
ンバランス判定を夫々の流量信号1d,2dに代わり、
2台の常用給水ポンプの系統に介挿して流量制御を行う
夫々の常用給水ポンプ用の図示しない流量調整弁の開度
信号1f,2fにより行うもので、常用給水ポンプ用流
量調整弁開度の開度アンバランス信号14a,14bから、
開度低側の常用給水ポンプをトリップさせる構成として
いる。
【0036】従って、常用給水ポンプA用流量調整弁開
度<常用給水ポンプB用流量調整弁開度時は開度アンバ
ランス信号14aが、また常用給水ポンプB用流量調整弁
開度<常用給水ポンプA流量調整弁開度時には開度アン
バランス信号14bが出力されて、夫々常用給水ポンプ
A、1または常用給水ポンプB、2をトリップさせる。
この第5の発明においては、流量調整弁開度により給水
ポンプ流量を制御する方式を採用しているプラントに対
して容易に適用可能である。
【0037】なお、上記図4,図5に示した第4の発
明、および第5の発明について、判定手段の出力として
常用給水ポンプをトリップする構成として説明したが、
図2,図3の第2の発明、および第3の発明に示すよう
に、後備給水ポンプの自動起動、あるいは再循環ポンプ
のランバックを組合わせることも可能で、いずれも夫々
の発明と同様な作用と効果がある。
【0038】なお、他に実施態様項として次のものがあ
る。 (1) 「原子炉の定常出力運転中信号が、主蒸気流量の規
定値以上信号であることをを特徴とする請求項1乃至請
求項6記載の原子炉給水制御装置」。 (2) 「原子炉の定常出力運転中信号が、中性子束の規定
値以上信号であることをを特徴とする請求項1乃至請求
項6記載の原子炉給水制御装置」。
【0039】
【発明の効果】以上本発明によれば、原子炉給水系で複
数の常用給水ポンプおよび後備給水ポンプを並列接続に
て自動モード運転している場合に、常用給水ポンプの1
台側に支障が生じてトリップを伴うことなく流量を減じ
た際にも、当該常用給水ポンプ側の支障を判定してトリ
ップさせ、後備給水ポンプによる原子力プラントの定格
運転を継続可能とする。
【0040】また後備給水ポンプの自動起動、あるいは
再循環ポンプの自動ランバックによる炉出力低減をして
運転を継続することから、原子力プラント運転の安全性
と信頼性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の発明の一実施例を示す判定
手段論理図。
【図2】本発明に係る第2の発明の一実施例を示す判定
手段論理図。
【図3】本発明に係る第3の発明の一実施例を示す判定
手段論理図。
【図4】本発明に係る第4の発明の一実施例を示す判定
手段論理図。
【図5】本発明に係る第5の発明の一実施例を示す判定
手段論理図。
【図6】沸騰水型原子力プラントの給水系統要部構成
図。
【図7】従来の原子炉給水制御装置における判定手段論
理図。
【符号の説明】
1…常用給水ポンプA、1a…常用給水ポンプA運転中
信号、1b…常用給水ポンプAトリップ信号、1c…常
用給水ポンプA自動運転信号、1d…常用給水ポンプA
流量信号、1e…常用給水ポンプA速度信号、1f…常
用給水ポンプA用調整弁開度信号、2…常用給水ポンプ
B、2a…常用給水ポンプB運転中信号、2b…常用給
水ポンプBトリップ信号、2c…常用給水ポンプB自動
運転信号、2d…常用給水ポンプB流量信号、2e…常
用給水ポンプB速度信号、2f…常用給水ポンプB用調
整弁開度信号、3…後備給水ポンプA、3a…後備給水
ポンプA運転中信号、4…後備給水ポンプB、4a…後
備給水ポンプB運転中信号、5…原子炉水位低条件信
号、6…後備給水ポンプA,B自動起動指令信号、7…
再循環ポンプランバック指令信号、8…定常出力運転中
信号、9…全常用ポンプ自動モード運転中信号、10a…
常用給水ポンプA流量<常用給水ポンプB流量時の流量
アンバランス信号、10b…常用給水ポンプB流量<常用
給水ポンプA流量時の流量アンバランス信号、11a,11
b…後備給水ポンプ起動信号、12a,12b…再循環ポン
プランバック信号、13a…常用給水ポンプA速度<常用
給水ポンプB速度時の速度アンバランス信号、13b…常
用給水ポンプB速度<常用給水ポンプA速度時の速度ア
ンバランス信号、14a…常用給水ポンプA用流量調整弁
開度<常用給水ポンプB用流量調整弁開度時の開度アン
バランス信号、14b…常用給水ポンプB用流量調整弁開
度<常用給水ポンプA用流量調整弁開度時の開度アンバ
ランス信号。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原子力プラントの常用および後備給水ポ
    ンプを制御する原子炉給水制御装置において、原子炉の
    定常出力運転中信号と全常用給水ポンプが自動制御モー
    ド運転中信号および原子炉水位低条件信号の成立を検出
    すると共に、前記常用給水ポンプ相互の運転状態が規定
    値以上のアンバランスを検出して前記常用給水ポンプの
    小流量側をトリップさせる判定手段を設けたことを特徴
    とする原子炉給水制御装置。
  2. 【請求項2】 原子力プラントの常用および後備給水ポ
    ンプを制御する原子炉給水制御装置において、原子炉の
    定常出力運転中信号と全常用給水ポンプが自動制御モー
    ド運転中信号および原子炉水位低条件信号の成立を検出
    すると共に、前記常用給水ポンプ相互の運転状態が規定
    値以上のアンバランスを検出して前記後備給水ポンプを
    自動起動させることを特徴とする原子炉給水制御装置。
  3. 【請求項3】 原子力プラントの常用および後備給水ポ
    ンプを制御する原子炉給水制御装置において、原子炉の
    定常出力運転中信号と全常用給水ポンプが自動制御モー
    ド運転中信号および原子炉水位低条件信号の成立を検出
    すると共に、前記常用給水ポンプ相互の運転状態が規定
    値以上のアンバランスを検出して再循環ポンプをランバ
    ック運転させることを特徴とする原子炉給水制御装置。
  4. 【請求項4】 前記常用給水ポンプ相互の運転状態が規
    定値以上のアンバランス検出を、常用給水ポンプの流量
    信号によることを特徴とする請求項1乃至請求項3記載
    の原子炉給水制御装置。
  5. 【請求項5】 前記常用給水ポンプ相互の運転状態が規
    定値以上のアンバランス検出を、常用給水ポンプの回転
    速度信号によることを特徴とする請求項1乃至請求項3
    記載の原子炉給水制御装置。
  6. 【請求項6】 前記常用給水ポンプ相互の運転状態が規
    定値以上のアンバランス検出を、常用給水ポンプ用流量
    調整弁開度信号によることを特徴とする請求項1乃至請
    求項3記載の原子炉給水制御装置。
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