JPH0631774B2 - Recirculation flow controller - Google Patents

Recirculation flow controller

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JPH0631774B2
JPH0631774B2 JP60013939A JP1393985A JPH0631774B2 JP H0631774 B2 JPH0631774 B2 JP H0631774B2 JP 60013939 A JP60013939 A JP 60013939A JP 1393985 A JP1393985 A JP 1393985A JP H0631774 B2 JPH0631774 B2 JP H0631774B2
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JP
Japan
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recirculation
increase
signal
flow rate
neutron flux
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幸治 大賀
洋一 小瀬
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は沸騰水型原子力プラント(以下BWRという)
の再循環流量制御系に係わり、特に再循環流量制御系あ
るいは再循環系構成機器の異常による再循環流量の急増
及び原子炉出力の急上昇に対する保護機能を有する再循
環流量制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Use of the Invention] The present invention relates to a boiling water nuclear plant (hereinafter referred to as BWR).
The present invention relates to a recirculation flow rate control system, and more particularly to a recirculation flow rate control device having a protection function against a sudden increase in the recirculation flow rate and a sudden increase in the reactor output due to an abnormality in the recirculation flow rate control system or the components of the recirculation system.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

従来のBWR再循環流量制御装置では、制御系への誤入
力,制御系の誤動作,MGセツトすくい管操作器など再
循環系構成機器の故障などにより、再循環流量が急増あ
るいは急減することがあり得る。特に、再循環流量が急
増した場合には、中性子束が上昇し、場合によつては、
中性子高スクラムに至る恐れがある。中性子束の異常な
上昇は、燃料の健全性に悪影響を及ぼす可能性が有り、
また、中性子束高スクラムが発生すると、プラントの稼
動率が低下する問題がある。そこで、再循環流量の急増
を防止するために、以下のような装置が考案されてい
る。
In the conventional BWR recirculation flow rate control device, the recirculation flow rate may suddenly increase or decrease due to erroneous input to the control system, erroneous operation of the control system, failure of the recirculation system constituent devices such as the MG set rake pipe operator, etc. obtain. In particular, when the recirculation flow rate increases sharply, the neutron flux increases, and in some cases,
May lead to high neutron scrum. An abnormal rise in neutron flux can adversely affect fuel integrity,
Moreover, when a neutron flux high scrum occurs, there is a problem that the operating rate of the plant decreases. Therefore, in order to prevent a rapid increase in the recirculation flow rate, the following device has been devised.

例えば、特開昭54−62490号に示された装置では、M
Gセツト発電機の速度制御器の前段に中性子束信号に応
じて制限値を変えるリミツタを設けている。この装置で
は、運転員の誤操作などにより、制御器への入力信号が
異常に増加したような場合には、制御器に入る速度要求
信号を制限し、再循環流量の異常な急増を防止すること
ができる。しかし、この技術では、制御系の誤動作、あ
るいは、再循環系構成機器の故障による再循環流量の急
増には対応できない。
For example, in the apparatus shown in Japanese Patent Laid-Open No. 54-62490, M
A limiter for changing the limit value according to the neutron flux signal is provided before the speed controller of the G set generator. In this device, if the input signal to the controller increases abnormally due to an operator's mistaken operation, etc., limit the speed request signal entering the controller to prevent an abnormal sudden increase in the recirculation flow rate. You can However, this technique cannot cope with a malfunction of the control system or a rapid increase in the recirculation flow rate due to a failure of the components of the recirculation system.

また、特開昭53−90591号に示された装置では、2つ
の再循環ループの制御系の出力信号を比較し、その差が
大のときに再循環流量を固定する。この装置は、2ルー
プの制御系への入力信号が等しくなる自動運転時の制御
系誤動作に対しては有効である。しかし、この装置で
は、2ループの制御系への入力が別々に設定される手動
運転時の制御系誤動作、あるいは、再循環系構成機器の
故障による再循環流量の急増に対する対策は採られてい
ない。
Further, in the device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 53-90591, the output signals of the control systems of two recirculation loops are compared, and when the difference is large, the recirculation flow rate is fixed. This device is effective for control system malfunction during automatic operation in which the input signals to the two-loop control system are equal. However, this device does not take measures against a control system malfunction during manual operation in which the inputs to the two-loop control system are set separately, or a sudden increase in the recirculation flow rate due to a failure of the components of the recirculation system. .

一方、再循環ポンプ・モータへの供給電源及びMGセツ
ト発電機の回転数をとり込み、再循環ポンプ・モータ速
度増加率(加速度)を求め、それが所定の設定範囲外に
なつた時に異常と判定し、再循環ポンプ・トリツプ等の
フエール・セーフ動作を発生させるものがある。
On the other hand, the power supply to the recirculation pump / motor and the rotation speed of the MG set generator are taken in to obtain the recirculation pump / motor speed increase rate (acceleration). There are those that make a judgment and generate a fail-safe operation such as a recirculation pump or trip.

ところが、一般に、再循環流量の増加率(再循環ポンプ
・モータの加速度)と、原子炉出力(中性子束)の増加
率の関係は、原子炉の出力状態(制御棒の状態)によつ
て異なる。また、一般に、原子炉の運転は、再循環流量
増加率によつてではなく、出力の増加率によつて制限さ
れる。つまり、異常か否かの判断は、本来、出力(中性
子束)の増加率によつてなされるべきものである。その
ため、この技術では、異常か否かの判断を精度よく実施
できない問題があつた。さらに、原子炉の出力レベルに
よつて、出力増加率の制限値が大幅に変わることがある
が、この技術では、この点が認識されていない。
However, in general, the relationship between the increase rate of the recirculation flow rate (acceleration of the recirculation pump / motor) and the increase rate of the reactor output (neutron flux) differs depending on the output state of the reactor (control rod state). . Also, reactor operation is generally limited by the rate of power increase, not by the rate of recirculation flow rate increase. That is, the determination as to whether or not it is abnormal should be made based on the rate of increase in output (neutron flux). Therefore, this technique has a problem that it is not possible to accurately determine whether or not there is an abnormality. Further, the limit value of the power increase rate may change significantly depending on the power level of the nuclear reactor, but this point has not been recognized by this technique.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は、上記従来技術の欠点をなくし、再循環
流量制御系への誤入力,制御系の誤動作,再循環構成機
器の故障による再循環流量の異常な増加を精度良く早期
に発見し、保護動作を発生させることにより、出力増加
率の制限値が出力レベルで変わる場合にも異常外乱の拡
大を防止すると共に、原子炉スクラムの回避によりプラ
ントの稼動率を向上させる再循環流量制御装置を提供す
ることである。
The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art and to detect an abnormal increase in the recirculation flow rate due to an erroneous input to the recirculation flow rate control system, an erroneous operation of the control system, and a failure of the recirculation component equipment with high accuracy and early. , A recirculation flow rate control device that prevents the expansion of abnormal disturbance even when the limit value of the output increase rate changes with the output level by generating the protection operation and improves the operating rate of the plant by avoiding the reactor scrum Is to provide.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

上記目的を達成するために、沸騰水型原子炉の炉心内の
中性子束に関する測定値と前記炉心に水を循環させる再
循環ポンプの回転数に関する測定値とを用いて再循環ポ
ンプ流量の増加率の異常を検知する手段を備えた再循環
流量制御装置において、前記中性子束に関する測定値の
レベル変化に応じて前記中性子束増加率異常を判定する
ための制限値を求める関数発生器を前記異常検知手段に
設けている。また、それでも一定時間経過後に発電機回
転数が増加するときは、ポンプ・トリツプ信号を出力
し、中性子束の異常な増加をくいとめることになつてい
る。
In order to achieve the above object, the rate of increase of the recirculation pump flow rate using the measurement value of the neutron flux in the core of the boiling water reactor and the measurement value of the rotation speed of the recirculation pump that circulates water in the core. In the recirculation flow rate control device having means for detecting anomalies, a function generator that obtains a limit value for determining the neutron flux increase rate anomaly according to the level change of the measurement value related to the neutron flux is anomaly detection. It is provided in the means. Moreover, when the generator rotation speed still increases after a certain period of time, a pump trip signal is output to prevent an abnormal increase in neutron flux.

〔発明の実施例〕Example of Invention

以下、本発明を実施例によつて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

第1図は、第1実施例装置の構成を、従来の再循環系及
び再循環流量制御系と共に示すブロツク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment device together with a conventional recirculation system and a recirculation flow rate control system.

図において、1は原子炉,2は炉心部,3はジエツトポ
ンプ,4は再循環ポンプである。再循環ポンプ4は、ポ
ンプ・モータ5によつて駆動されており、このモータ5
の電源は、発電機6である。発電機6は、流体継手7を
介して駆動モータ8と接続されており、その発電機6の
周波数は、すくい管操作器9により流体継手7のすべり
を調整して変えられる。一方、再循環流量制御系では、
主制御器あるいは手動による発電機速度要求信号10
が、リミツタ11を介して、比例積分動作を行なう速度
制御器12に入力され、この出力信号がランバツク発生
器13及び関数発生器14を介して、すくい管操作器9
に送られる。また、発電機6の回転数測定器15の出力
信号がフイードバツク信号として、加算器1601に入力さ
れる。
In the figure, 1 is a nuclear reactor, 2 is a core, 3 is a jet pump, and 4 is a recirculation pump. The recirculation pump 4 is driven by a pump motor 5, which
The power source is the generator 6. The generator 6 is connected to the drive motor 8 via the fluid coupling 7, and the frequency of the generator 6 can be changed by adjusting the slip of the fluid coupling 7 by the rake pipe operating device 9. On the other hand, in the recirculation flow control system,
Main controller or manual generator speed request signal 10
Is input to a speed controller 12 that performs a proportional-plus-integral operation via a limiter 11, and this output signal is sent to a scoop tube manipulator 9 via a random back generator 13 and a function generator 14.
Sent to. Further, the output signal of the rotation speed measuring device 15 of the generator 6 is input to the adder 1601 as a feedback signal.

本実施例装置17は、炉心部に設けられた中性子束測定
器18及び発電機の回転数測定器15からの信号を入力
信号として用いている。中性子束の測定信号φ(t)は、
低域通過フイルタ1901で高周波雑音成分を除去した後、
微分器2001に導かれる。微分器2001の出力信号(t)
は、比較器2101において、あらかじめ原子炉出力の増加
率の制限値をもとに設定された値と比較される。こ
の比較器2101の出力信号は、 (t)>……(1) の場合に‘1’、その他の場合に‘0’となる。この信
号がANDゲート2201に導かれる。
The device 17 of the present embodiment uses signals from the neutron flux measuring device 18 and the generator rotational speed measuring device 15 provided in the core as input signals. The neutron flux measurement signal φ (t) is
After removing the high frequency noise component with the low pass filter 1901,
Guided to the differentiator 2001. Output signal of differentiator 2001 (t)
Is compared with a value 0 set in advance in the comparator 2101 based on the limit value of the increase rate of the reactor output. The output signal of the comparator 2101 is "1" when (t)> 0 ... (1), and "0" otherwise. This signal is led to the AND gate 2201.

一方、発電機の回転数信号ω(t)は、低域通過フイルタ1
902で高周波雑音成分を除去した後、微分器2002を通
り、回転数増加率(t)に変換された後、比較器2102に
導かれる。比較器2102は、 (t)>ε……(2) の場合に‘1’を、その他の場合には‘0’を出力す
る。ここで、εは零に近い正数であり、ω(t)が増加
中か否かの判定のためにあらかじめ設定された値であ
る。
On the other hand, the generator speed signal ω (t) is the low-pass filter 1
After removing the high frequency noise component at 902, it passes through the differentiator 2002, is converted into the rotation speed increase rate (t), and then is guided to the comparator 2102. The comparator 2102 outputs '1' if (t)> ε 0 ... (2), and outputs '0' otherwise. Here, ε 0 is a positive number close to zero, and is a value set in advance for determining whether or not ω (t) is increasing.

比較器2101の信号もANDゲート2201に導かれる。ここ
で、ANDゲート2201の入力信号が共に‘1’になつた
場合には、ランバツク指令信号がランバツク発生器13
に送られる。
The signal of the comparator 2101 is also guided to the AND gate 2201. Here, when the input signals of the AND gate 2201 both become "1", the runback command signal is sent to the runback generator 13
Sent to.

一方、ランバツク指令信号‘1’は、時間遅れ回路2301
を介して、ANDゲート2202に導かれる。ANDゲート
2202は、比較器2102からの信号も入力信号としており、
これら両信号が共に‘1’となつた場合に、再循環ポン
プ・トリツプ信号をしや断器24に送る。これにより、
駆動モータ8の電源25が切り離され、再循環ポンプ・
トリツプが発生する。ここで、時間遅れ回路2301での時
間遅れΔtは、あらかじめ原子炉動特性解析プログラム
による解析などにより、設定されたものである。
On the other hand, the runback command signal '1' is the time delay circuit 2301.
Through the AND gate 2202. AND gate
2202 also receives the signal from the comparator 2102 as an input signal,
When both of these signals become "1", the recirculation pump trip signal is sent to the circuit breaker 24. This allows
The power supply 25 of the drive motor 8 is disconnected and the recirculation pump
Trip occurs. Here, the time delay Δt in the time delay circuit 2301 is set in advance by analysis by a reactor dynamic characteristic analysis program or the like.

第2図は、本実施例装置の動作を示す流れ図である。本
装置では、中性子束増加率(t)が連続的に設定値
と比較される。ここで、は、燃料の健全性保持に必
要な中性子束(出力)増加率の制限値を基に設定した値
である。φ(t)がこの値を越えると、中性子束増加率が
異常であると判定される。一方、発電機回転数の増加率
(t)が連続的に設定値ε(零に近い正数)と比較さ
れており、発電機回転数が増加中か否かが判定されてい
る。この装置では、中性子束増加率(t)が異常高,か
つ発電機回転数ω(t)が増加中の場合に、つまり、 (t)>,かつ(t)>ε……(3) の場合に、再循環ポンプ・ランバツク信号が発生する。
このランバツク信号により、速度制御器後段に設置され
たランバツク発生器が、制御器からの信号の上限を、強
制的に低く制限する(最低ポンプ速度に対応)ため、す
くい管操作器への信号は、急減し、ポンプ速度は低下し
ていく。しかし、これは、制御器への誤入力、あるいは
制御器の誤動作による異常の場合であり、すくい管操作
器など再循環系構成機器の故障による異常の場合には、
ランバツク後も、ポンプ速度が増加し続けることがあ
る。
FIG. 2 is a flow chart showing the operation of the apparatus of this embodiment. In this device, the neutron flux increase rate (t) is continuously set to 0.
Compared to. Here, 0 is a value set based on the limit value of the neutron flux (output) increase rate necessary for maintaining the integrity of the fuel. When φ (t) exceeds this value, it is determined that the neutron flux increase rate is abnormal. On the other hand, the rate of increase in generator speed
(t) is continuously compared with the set value ε 0 (a positive number near zero), and it is determined whether or not the generator speed is increasing. In this device, when the neutron flux increase rate (t) is abnormally high and the generator rotational speed ω (t) is increasing, that is, (t)> 0 , and (t)> ε 0 ...... (3 In the case of), a recirculation pump / ramback signal is generated.
With this runback signal, the runback generator installed after the speed controller forcibly limits the upper limit of the signal from the controller to a low level (corresponding to the minimum pump speed), so the signal to the rake pipe operator is , The pump speed decreases rapidly. However, this is a case of an error due to an erroneous input to the controller or a malfunction of the controller, and in the case of an error due to a failure of the recirculation system components such as the rake pipe operator,
The pump speed may continue to increase after the runback.

このような状況に対処するため、本装置は、ランバツク
信号発生から時間Δt経過した後、再度、発電機回転数
増加率(t)について、 (t+Δt)>ε……(4) か否かを判定し、発電機回転数ω(t)が増加中か否かを
判断する。そして、ランバツク発生にもかかわらず、ω
(t)が増加し続けている場合には、再循環ポンプ・トリ
ツプ信号を発生する。これにより、再循環系構成機器の
故障でポンプ速度が異常上昇した場合についても、MG
セツト駆動モータの電源を強制的に切り離すことによ
り、再循環ポンプ速度を減少させ中性子束の異常な増加
を、くいとめることができる。
In order to cope with such a situation, the present apparatus again determines whether the generator rotation speed increase rate (t) is (t + Δt)> ε 0 (4) after the time Δt has elapsed from the generation of the random signal. It is determined whether or not the generator rotation speed ω (t) is increasing. And, in spite of the occurrence of the backlash, ω
If (t) continues to increase, generate a recirculation pump trip signal. As a result, even if the pump speed abnormally rises due to a failure of the recirculation system components, the MG
By forcing the set drive motor power off, the recirculation pump speed can be reduced and an abnormal increase in neutron flux can be discouraged.

第3図及び第4図は、本実施例装置の効果を示す線図で
あり、それぞれ、再循環系構成機器の故障発生時の中性
子束及びポンプ回転数の時間変化を示している。第3図
は従来の制御系についてのものであり、第4図は本実施
例装置を用いた場合のものである。
FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams showing the effects of the device of this embodiment, and respectively show the changes over time in the neutron flux and pump rotational speed when a failure occurs in the recirculation system constituent equipment. FIG. 3 shows the conventional control system, and FIG. 4 shows the case where the apparatus of this embodiment is used.

第3図のように、従来の制御系を用いた場合には、機器
の故障により、再循環ポンプ回転数が増加すると、炉心
部のボイド率が低下し、正の反応度が印加されるため
に、中性子束が急増する。このため、図に示すように中
性子束高スクラムが発生することがある。
As shown in FIG. 3, when the conventional control system is used, if the recirculation pump rotation speed increases due to equipment failure, the void ratio in the core decreases and a positive reactivity is applied. Then, the neutron flux increases rapidly. As a result, neutron flux high scrum may occur as shown in the figure.

一方、第4図に示すように、本実施例装置では、前に説
明した如く、中性子束増加率が異常高になると、まず、
ランバツク信号が発生する。制御系への誤入力あるいは
制御器の誤動作による異常の場合には、このランバツク
によつて、ポンプ回転数及び中性子束の異常な増加はく
いとめられる。しかし、異常の原因が、機器の故障にあ
るときは、ランバツク発生後も、ポンプ回転数は増加し
続ける。そのため、本装置は、ランバツク信号発生から
時間Δt経過後、ポンプ・トリツプ信号を出す。これに
より、ポンプ回転数及び中性子束の増加は図の如く抑え
られる。このように、本装置によれば、再循環流量の異
常急増時に、中性子束の変動を抑え、また、発生する中
性子高スクラムを回避することが可能である。
On the other hand, as shown in FIG. 4, in the apparatus of this embodiment, when the neutron flux increase rate becomes abnormally high, as described above, first,
A random signal is generated. In the case of an abnormality due to an erroneous input to the control system or an erroneous operation of the controller, an abnormal increase in pump speed and neutron flux can be stopped by this randomization. However, if the cause of the abnormality is a device failure, the pump speed continues to increase even after the occurrence of the backlash. Therefore, the present apparatus outputs the pump trip signal after the time Δt has elapsed from the generation of the random signal. As a result, increases in pump speed and neutron flux are suppressed as shown in the figure. As described above, according to the present device, it is possible to suppress the fluctuation of the neutron flux and to avoid the neutron-high scrum that occurs when the recirculation flow rate is abnormally rapidly increased.

第5図は、第2実施例装置の構成を示す回路図である。
図において、26は中性子束信号φ(t),27は発電機
回転数信号ω(t),1903,1904は低減通過フイルタ,290
1,2902は演算器,2103,2104は比較器,2203,2204は
ANDゲート,2302は時間遅れ回路,2801は関数発生器
であり、関数発生器2801,信号の変化率を計算する演算
器2901,2902を除けば、第1実施例装置と同様の構成と
なつている。
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the second embodiment device.
In the figure, 26 is a neutron flux signal φ (t), 27 is a generator rotation speed signal ω (t), 1903 and 1904 are reduced passage filters, 290
1, 2902 is an arithmetic unit, 2103, 2104 are comparators, 2203, 2204 are AND gates, 2302 is a time delay circuit, 2801 is a function generator, function generator 2801, an arithmetic unit 2901 for calculating the change rate of the signal. , 2902, the configuration is the same as that of the first embodiment device.

現在、原子炉の運転について、燃料破損防止上推奨され
ている方法では、燃料の燃焼履歴によつては、出力増加
率の制限値を出力(線出力密度)の値によつて変える必
要がある。一例を示すと、出力が約50%以上の場合に
は、出力増加率の制御値が約1%/hr,以下の場合に
は約30%/hrというように変わる。
Currently, regarding the operation of a nuclear reactor, in the method recommended for preventing fuel damage, it is necessary to change the limit value of the output increase rate according to the value of the output (linear power density) depending on the fuel combustion history. . As an example, when the output is about 50% or more, the control value of the output increase rate changes to about 1% / hr, and when it is less than about 30% / hr.

本実施例装置では、この出力増加率の制限値の出力レベ
ルによる変化に対応するため、関数発生器2801を用い
て、比較器2103での出力増加率異常判定のための設定値
を中性子束φ(t)(出力)のレベルにより変化させ
ている。この関数発生器2801により、出力増加率の制限
値を出力レベルに応じて変える必要がある場合にも、本
装置は、再循環流量あるいは出力の異常な増加を精度良
く検出し、ランバツク及びトリツプなどの保護動作を早
期に発生させることが可能となる。これにより、出力増
加率の制限値が出力レベルで変わる場合にも、外乱の拡
大防止あるいはスクラムの回避などが実現できる。
In the apparatus of the present embodiment, in order to deal with the change in the output level of the limit value of the output increase rate, using the function generator 2801, the set value for the output increase rate abnormality determination in the comparator 2103.
1 is changed according to the level of neutron flux φ (t) (output). With this function generator 2801, even when it is necessary to change the limit value of the output increase rate according to the output level, this device accurately detects an abnormal increase in the recirculation flow rate or output, and It is possible to early generate the protection operation of. As a result, even when the limit value of the output increase rate changes depending on the output level, it is possible to prevent the expansion of disturbance or avoid scrum.

なお、本実施例の比較器2104では、比較信号の設定値ε
として、発電機回転数の増加率高を判定するためにあ
らかじめ解析等により決定された値を用いている。
In the comparator 2104 of this embodiment, the comparison signal set value ε
As the value 1 , a value determined in advance by analysis or the like is used to determine the high rate of increase in the generator rotation speed.

第6図は、本実施例装置で使用されている演算器2901,
2902の構成を示す回路図である。図のように入力信号φ
(t)30が、AD変換器31により、サンプリング周期
Δtでとり込まれ、シフト・レジスタ32に導かれ
る。シフト・レジスタに記憶されたデータの内、最初の
(n+1)個(φ(t),…,φ(t−n))及び最後の
(n+1)個(φt−N+n),…,φ(t−N))
が、それぞれ加算器3301,3302で加算され、その結果
が、乗算器3401,3402で、それぞれ1/(n+1)倍さ
れる。これら乗算器3401,3402の出力は、それぞれ、時
間(N−n)Δtだけ異なる時刻における信号φの時
間平均値となつている。これらの出力信号が加算器3303
によつて差し引かれ、乗算器3403で1/{(N−n)Δ
}倍されて、出力される。この出力は、時間(N−
n)Δtにおける信号φの平均的な変化率に対応して
いる。つまり、この演算器は、微分器と同様の働きをす
るものである。
FIG. 6 shows an arithmetic unit 2901 used in the apparatus of this embodiment.
2 is a circuit diagram showing a configuration of 2902. FIG. Input signal φ as shown
The (t) 30 is taken in by the AD converter 31 at the sampling period Δt S and is guided to the shift register 32. Of the data stored in the shift register, the first (n + 1) (φ (t), ..., φ (t−n)) and the last (n + 1) (φt−N + n), ..., φ (t -N))
Are added in adders 3301 and 3302, respectively, and the results are multiplied by 1 / (n + 1) in multipliers 3401 and 3402, respectively. The outputs of these multipliers 3401 and 3402 are the time average values of the signal φ at the times when the time (N−n) Δt S differs. These output signals are the adder 3303.
And subtracted by 1 / {(N−n) Δ in the multiplier 3403.
It is multiplied by t S } and output. This output is the time (N-
n) Corresponds to the average rate of change of signal φ in Δt S. That is, this arithmetic unit functions like a differentiator.

第7図は、第3実施例装置の構成を示す回路図である。
図のように、本装置には、中性子束信号φ(t)26と発
電機回転数信号ω(t)27がとり込まれる。中性子束信
号φ(t)は、直接あるいは関数発生器2802を介して、演
算器35に導かれる。また、演算器35には、回転数信
号ω(t)も入力される。ここで、関数発生器2802は、出
力レベルによつて、出力増加率の制限値が異なる場合に
対処するものであり、中性子束信号φ(t)の値から、中
性子束増加率の制限値を求める。また、演算器35
は、中性子束増加率の制限値に対応する発電機回転
数増加率の制限値を計算するものである。
FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the third embodiment device.
As shown in the figure, the neutron flux signal φ (t) 26 and the generator rotation speed signal ω (t) 27 are taken in the present apparatus. The neutron flux signal φ (t) is guided to the calculator 35 directly or via the function generator 2802. The rotation speed signal ω (t) is also input to the calculator 35. Here, the function generator 2802 deals with the case where the limit value of the output increase rate differs depending on the output level, and the limit value 2 of the neutron flux increase rate is calculated from the value of the neutron flux signal φ (t). Ask for. In addition, the calculator 35
Is to compute the limit value 2 of the generator rotational speed increase rate corresponding to the limit value 2 of the neutron flux increase.

この制限値と回転数信号ω(t)を低域通過フイルム1
905,微分器2003で処理した信号(t)とが、比較器2105
で比較され、 (t)>……(5) の場合には、すくい管ロツク信号‘1’が発生する。
This limit value 2 and rotation speed signal ω (t)
905, the signal (t) processed by the differentiator 2003 is compared with the comparator 2105
In the case of (t)> 2 (5), the rake signal "1" is generated.

また、この‘1’信号が、時間遅れ回路2303を介して、
ANDゲート2205に導かれる。このANDゲート2205に
は、比較器2106からの信号も入力されている。比較器21
06では、回転数増加率(t)が、零に近い正の設定値
(比較器の精度などを考慮してあらかじめ設定)ε
比較され、 (t)>ε……(6) の場合には‘1’が、それ以外の場合には‘0’が出力
される。ANDゲート2205は、これらの入力値がいずれ
も‘1’となつた場合に、ポンプトリツプ信号を発生す
る。
Also, this '1' signal is passed through the time delay circuit 2303,
It is led to the AND gate 2205. The signal from the comparator 2106 is also input to the AND gate 2205. Comparator 21
In 06, the rotation speed increase rate (t) is compared with a positive set value close to zero (preset in consideration of the accuracy of the comparator) ε 2, and (t)> ε 2 (6) In the case, "1" is output, and in other cases, "0" is output. The AND gate 2205 generates a pump trip signal when all of these input values are "1".

第8図は、上記演算器35での処理内容を示す線図であ
り、一般に流量制御曲線(出力と再循環流量の関係を与
える)と呼ばれるものから、再循環流量と発電機回転数
ωとの関係を用いて求めたものである。図中の曲線は、
異なる制御棒パターンに対応している。
FIG. 8 is a diagram showing the contents of processing in the computing unit 35. From what is generally called a flow rate control curve (which gives the relationship between the output and the recirculation flow rate), the recirculation flow rate and the generator rotational speed ω are shown. It is obtained by using the relationship of. The curves in the figure are
Supports different control rod patterns.

演算器35では、まず、中性子束信号φ(t)と発電機回
転数信号ω(t)を用いて、現在の運転点を図のように定
める。次に、関数発生器2802の出力である中性子束増加
率(単位時間当りの増加量)の制限値を用いて、図
のように、対応する発電機回転数の増加率の制限値
を求めて出力する。
The computing unit 35 first determines the current operating point as shown in the figure using the neutron flux signal φ (t) and the generator rotational speed signal ω (t). Next, using the limit value 2 of the neutron flux increasing rate which is the output of the function generator 2802 (amount of increase per unit time), as shown in the figure, the increase rate of the corresponding generator speed limit 2
And output.

第9図は、本装置の動作を示す流れ図である。図のよう
に、本装置では、中性子束信号φ(t)を用いて、出力レ
ベルに応じた中性子束増加率の制限値が求められ
る。次に、前述した方法により、中性子束信号φ(t),
発電機回転数信号ω(t),及びを用いて、回転数増
加率の制限値が求められる。そして、(t)と
が比較され、回転数が制限値を越えた場合には、すくい
管ロツク信号をすくい管操作器に送る。これにより、す
くい管位置が固定され、回転数の増加がくいとめられ
る。しかし、再循環系構成機器の故障等による流量異常
増加時には、ロツク信号を発生しても、回転数が増加し
続けることがある。このような状況に対応するために、
本実施例装置では、すくい管ロツク信号発生より時間Δ
経過した後に、回転数増加率信号(t+Δt)を
εと比較し、回転数がロツク信号にもかかわらず増加
している場合には、再循環ポンプ・トリツプ信号を発生
する。これにより、MGセツト駆動モータの電源がしや
断され、ポンプ速度は低下し、中性子束の増加を阻止す
ることができる。なお、再循環ポンプ・トリツプは、発
電機界磁回路のしやだん器を切ることも発生できる。そ
のため、本装置のトリツプ信号を、界磁しやだん器に導
いても同様の動作が実現できる。
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of this device. As shown in the figure, in the present device, the neutron flux signal φ (t) is used to obtain the limiting value 2 of the neutron flux increase rate according to the output level. Next, the neutron flux signal φ (t),
Using the generator speed signal ω (t) and 2 , the limit value 2 of the speed increase rate is obtained. And (t) and 2
Are compared, and if the rotation speed exceeds the limit value, a rake signal is sent to the rake operation device. As a result, the position of the rake tube is fixed and the increase in the number of rotations is stopped. However, when the flow rate is abnormally increased due to a failure of the components of the recirculation system, the rotation speed may continue to increase even if the lock signal is generated. To handle this situation,
In the device of this embodiment, the time Δ
After t 2 has elapsed, the rotational speed increase rate signal (t + Δt) is compared with ε 2, and if the rotational speed is increasing despite the lock signal, a recirculation pump trip signal is generated. As a result, the power of the MG set drive motor is turned off and off, the pump speed is reduced, and an increase in neutron flux can be prevented. It should be noted that the recirculation pump trip can also be used to turn off the generator field circuit or the damper. Therefore, the same operation can be realized even if the trip signal of the present device is guided to the field magnet or the dumper.

第10図は、本実施例装置の効果を示す線図であり、速
度制御器の誤動作による再循環流量急増という異常発生
時の中性子束及びポンプ回転数の変化を示している。
FIG. 10 is a diagram showing the effect of the device of the present embodiment, and shows changes in the neutron flux and the pump rotation speed when an abnormality such as a rapid increase in recirculation flow rate due to a malfunction of the speed controller occurs.

本実施例装置では、発電機回転数の増加率が制御値を越
えた時点で、すくい管ロツク信号が出されるため、ポン
プ回転数及び中性子束の増加が図のように抑えられる。
一方、従来の制御系の場合には、中性子束が急増し、図
のように中性子束高スクラムが発生することがある。こ
のように、本装置を使用することにより、中性子束の異
常な変動を小さく抑え、また、発生する恐れのある中性
子束高スクラムを回避することが可能である。
In the device of the present embodiment, since the rake signal of the rake pipe is issued when the increasing rate of the generator rotational speed exceeds the control value, the pump rotational speed and the neutron flux are suppressed from increasing as shown in the figure.
On the other hand, in the case of the conventional control system, the neutron flux rapidly increases, and a neutron flux high scrum may occur as shown in the figure. As described above, by using the present device, it is possible to suppress the abnormal fluctuation of the neutron flux to a small level and to avoid the neutron flux high scrum which may occur.

なお、前述のごとく、本装置は、ロツク信号発生後に、
回転数が増加し続ける場合には、ポンプトリツプを発生
させるため、再循環系構成機器の故障等による流量異常
増加時にも、上記と同様の効果を得ることができる。
As described above, this device, after the lock signal is generated,
When the number of revolutions continues to increase, a pump trip is generated, so that the same effect as above can be obtained even when the flow rate is abnormally increased due to a failure of the recirculation system constituent device.

第11図は、第1,第2,第3実施例装置を、インバー
タを用いた再循環系を持つプラントに適用した例を示す
ブロツク図である。図において、1は原子炉、2は炉心
部、36は再循環ポンプ、37はポンプ・モータ、40
は再循環制御系である。このプラントでは、MGセツト
を持つプラントと異なり、ポンプ・モータの回転数は、
インバータ38によりポンプ・モータへの電源周波数を
変えることにより調整される。インバータ駆動回路39
はインバータ38の中にあるサイリスタを制御するもの
である。
FIG. 11 is a block diagram showing an example in which the devices of the first, second, and third embodiments are applied to a plant having a recirculation system using an inverter. In the figure, 1 is a reactor, 2 is a core part, 36 is a recirculation pump, 37 is a pump / motor, 40
Is a recirculation control system. In this plant, unlike the plant with MG set, the rotation speed of the pump / motor is
It is adjusted by changing the power supply frequency to the pump / motor by the inverter 38. Inverter drive circuit 39
Controls the thyristor in the inverter 38.

このプラントに対しては、発電機回転数信号の代わり
に、インバータの電源周波数測定器41を用い、トリツ
プ信号をインバータへの供給電源42のしや断器43
へ,ランバツク信号を制御系40のランバツク発生器
へ,また、周波数ロツク信号(すくい管ロツク信号に対
応)をインバータ駆動回路39の周波数ロツク回路へ、
それぞれ出力すると、第1,第2,第3実施例装置44
を適用することができる。また、これら実施例はインタ
ーナルポンプを用いたプラントにも同様にして適用でき
る。
For this plant, the power supply frequency measuring device 41 of the inverter is used in place of the generator speed signal, and the trip signal is supplied to the inverter 42 or the breaker 43.
To the run-back generator of the control system 40, and the frequency lock signal (corresponding to the scoop tube lock signal) to the frequency lock circuit of the inverter drive circuit 39.
When output respectively, the first, second and third embodiment devices 44
Can be applied. Further, these examples can be similarly applied to a plant using an internal pump.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したごとく、本発明によれば、BWRプラント
において、再循環流量制御系への誤入力,制御系の誤動
作,あるいは再循環系構成機器の故障等により再循環流
量が異常に増加し、出力増加率の制限値が出力レベルで
変わる場合の中性子束の変動を抑え、また、中性子束高
スクラムを回避することができる。したがつて、本発明
の再循環流量制御装置を使用すると、安全性が向上する
とともに、スクラムによる稼動率低下の防止効果が大き
い。
As described above, according to the present invention, in a BWR plant, the recirculation flow rate is abnormally increased due to an erroneous input to the recirculation flow rate control system, a malfunction of the control system, a failure of components of the recirculation system, and the like. It is possible to suppress the fluctuation of the neutron flux when the limit value of the rate of increase changes with the output level, and to avoid the neutron flux high scrum. Therefore, when the recirculation flow rate control device of the present invention is used, safety is improved and the effect of preventing a decrease in operating rate due to scrum is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1実施例の構成を示すブロツク図、
第2図はその動作を示す流れ図、第3図,第4図はその
効果を示す線図、第5図は第2実施例の構成を示す回路
図、第6図はそれで使用されている演算器での処理を示
す回路図、第7図は第3実施例の構成を示す回路図、第
8図はそれで使用されている演算器での処理内容を示す
線図、第9図は第3実施例の動作を示す流れ図、第10
図はその効果を示す線図、第11図は第1〜第3実施例
をインバータを用いたプラントに適用した例を示すブロ
ツク図である。 1…原子炉、2…炉心部、3…ジエツトポンプ、4…再
循環ポンプ、5…ポンプ・モータ、6…発電機、7…流
体継手、8…駆動モータ、9…すくい管操作器、10…
発電機速度要求信号、11…リミツタ、12…速度制御
器、13…ランバツク発生器、14…関数発生器、15
…回転数測定器、1601…加算器、17…第1実施例検知
装置、18…中性子束測定器、1901,1902,1903,1904
…低域通過フイルタ、2001,2002,2003…微分器、210
1,2102,2103,2104,2105,2106…比較器、2201,220
2,2203,2204,2205…ANDゲート、2301,2302,230
3…時間遅れ回路、24…しや断器、25…電源、26
…中性子束信号、27…発電機回転数信号、2801,2802
…関数発生器、2901,2902…演算器、30…信号、31
…AD変換器、32…シフト・レジスタ、3301,3302,
3303…加算器、3401,3402,3403…乗算器、35…演算
器、36…再循環ポンプ、37…ポンプ・モータ、38
…インバータ、39…インバータ駆動回路、40…再循
環流量制御系、41…電源周波数測定器、42…電源、
43…しや断器、44…第1〜第3実施例装置。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a flow chart showing its operation, FIGS. 3 and 4 are diagrams showing its effect, FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the second embodiment, and FIG. 6 is an operation used in it. FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the third embodiment, FIG. 7 is a circuit diagram showing the processing contents in the arithmetic unit used therein, and FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing the effect, and FIG. 11 is a block diagram showing an example in which the first to third embodiments are applied to a plant using an inverter. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reactor, 2 ... Core part, 3 ... Jet pump, 4 ... Recirculation pump, 5 ... Pump / motor, 6 ... Generator, 7 ... Fluid coupling, 8 ... Drive motor, 9 ... Scoop pipe operating device, 10 ...
Generator speed request signal, 11 ... Limiter, 12 ... Speed controller, 13 ... Ranbak generator, 14 ... Function generator, 15
... Rotation speed measuring device, 1601 ... Adder, 17 ... First embodiment detection device, 18 ... Neutron flux measuring device, 1901, 1902, 1903, 1904
… Low-pass filter, 2001, 2002, 2003… Differentiator, 210
1, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106 ... Comparator, 2201, 220
2, 2203, 2204, 2205 ... AND gate, 2301, 2302, 230
3 ... Time delay circuit, 24 ... Shatter breaker, 25 ... Power supply, 26
… Neutron flux signal, 27… Generator speed signal, 2801, 2802
... Function generator, 2901, 2902 ... Operation unit, 30 ... Signal, 31
... AD converter, 32 ... shift register, 3301, 3302,
3303 ... adder, 3401, 3402, 3403 ... multiplier, 35 ... arithmetic unit, 36 ... recirculation pump, 37 ... pump / motor, 38
... Inverter, 39 ... Inverter drive circuit, 40 ... Recirculation flow control system, 41 ... Power supply frequency measuring device, 42 ... Power supply,
43 ... Shiya breaker, 44 ... 1st-3rd Example apparatus.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】沸騰水型原子炉の炉心内の中性子束に関す
る測定値と前記炉心に水を循環させる再循環ポンプの回
転数に関する測定値とを用いて再循環ポンプ流量の増加
率の異常を検知する手段を備えた再循環流量制御装置に
おいて、前記中性子束に関する測定値のレベル変化に応
じて前記中性子束増加率異常を判定するための制限値を
求める関数発生器を前記異常検知手段に設けたことを特
徴とする再循環流量制御装置。
1. An abnormality in the rate of increase of the recirculation pump flow rate is determined by using a measurement value related to the neutron flux in the core of a boiling water reactor and a measurement value related to the rotational speed of a recirculation pump for circulating water in the core. In the recirculation flow rate control device having a means for detecting, the abnormality detecting means is provided with a function generator for obtaining a limit value for determining the neutron flux increase rate abnormality according to the level change of the measurement value related to the neutron flux. A recirculation flow rate control device characterized in that
【請求項2】前記再循環ポンプ流量の増加率の異常を検
知する手段が、該再循環ポンプ流量の増加率の異常検知
時に前記再循環ポンプの回転数を固定または減少させる
保護動作を指令し、一定時間経過後も前記再循環ポンプ
の回転数が増加し続ける時にポンプ駆動源を切り離すト
リツプ動作を指令する回路を有することを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の再循環流量制御装置。
2. The means for detecting an abnormality in the rate of increase in the recirculation pump flow rate, when detecting an abnormality in the rate of increase in the recirculation pump flow rate, issues a protection operation for fixing or decreasing the rotational speed of the recirculation pump. The recirculation flow rate control according to claim 1, further comprising a circuit for instructing a trip operation for disconnecting the pump drive source when the rotation speed of the recirculation pump continues to increase even after a lapse of a certain time. apparatus.
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