JPH0634070B2 - 原子炉炉心冷却系監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はタービン駆動によるポンプにより異常発生時に
冷却材を原子炉に供給する原子炉炉心冷却系を監視する
原子炉炉心冷却系監視装置の改良に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 原子炉炉心冷却系は、原子炉冷却材喪失事故時等に原子
炉に冷却材を注入することを目的としており、その際短
時間の内に所定流量の冷却材を確保することが要求され
る。そこで従来タービン起動時には起動制御部よりラン
プ状に増加するタービン速度要求信号を出力し、初期の
タービン昇速を円滑なものとする。

タービン起動完了後は、所定流量を維持するために流量
制御部による一定流量制御が行なわれる。このような起
動制御と流量制御との間の切換は、低値優先回路により
起動制御部および流量制御部からの信号の内、より低い
タービン速度要求信号を選択することによりなされる。
すなわち起動制御部は、待機時（タービン停止時）には
出力は０％であり、起動信号を入力すると０％から１０
０％までランプ状に増加する信号を出力する。これに対
して流量制御部は、待機時はポンプ流量は０であり所定
流量に対してポンプ流量が足りない為、最大（１００
％）の信号を出力している。したがって起動時には低値
優先回路により０％出力である起動制御部からの信号が
優先され、その結果タービンは起動制御部からのランプ
状速度要求信号にしたがって昇速していく。タービンが
昇速して所定の流量が確保された後は、流量制御部の信
号が必要タービン速度まで低下して、起動制御部から出
力されるランプ状に増加する信号より小さくなるため
に、低値優先回路により流量制御部からの信号が選択さ
れて流量制御に移行する。

このように起動制御部および流量制御部は、原子炉炉心
冷却系にとり、重要な機能を果しており、万一故障・誤
動作が発生した場合には、冷却系の正常な動作を提供す
ることは不可能となる。これを具体的に説明する。

まず断線等により起動制御部の出力が下限以下（０％以
下の出力）となった場合について説明する。この場合に
は起動信号が入力されても、起動制御部の出力は増加せ
ず、タービン要求信号は低いままとなり、原子炉炉心冷
却系は所定の流量を確保することができなくなる。

次に起動制御部の出力が接地不良等に起因して上限異常
（１００％以上の出力）となった場合であるが、この場
合には、流量制御部の出力が１００％、起動制御部の出
力が１００％以上となり、起動信号が出力されると同時
に１００％速度要求信号が出力され、その結果タービン
は急速に昇速され、オーバースピードトリップとなり、
原子炉炉心冷却系の起動は不可能となる。このような問
題があるもかかわらず、従来は、原子炉炉心冷却系の試
験運転を行ない、上述した各不具合の早期発見をなさん
とするのみで、根本的な解決をなすことはできないのが
実状であった。

［発明の目的］ 本発明は以上の点に基づいてなされたものでその目的と
するとこは、タービン速度要求信号の出力状態を常に監
視して、異常が発生した場合には警報を出力して、故障
・誤動作発生を早期にしらしめることが可能な原子炉炉
心冷却系の監視装置を提供することにある。

［発明の概要］ すなわち本発明による原子炉炉心冷却系の監視装置は、
タービンにより駆動され冷却材を原子炉に注入する可変
速度ポンプと、この可変速度ポンプの吐出流量を所定流
量に制御する流量制御部と、起動時にランプ状のタービ
ン速度要求信号を出力してタービンを昇速する起動制御
部と、流量制御部および起動制御部からの信号の内低信
号を選択する低値優先回路と、この低値優先回路からの
タービン速度要求信号を入力しタービン速度要求信号に
応じたタービン回転数となるように蒸気配管に介挿され
た蒸気加減弁を制御する調速部と、流量制御部および低
値優先回路の出力状態を電圧比較により監視し異常が発
生した場合に警報を出力し非待機状態であることをしら
しめる非待機状態検出機構とを具備したことを特徴とす
るものである。

つまり非待機状態検出機構により、冷却系が待機状態に
ある時タービン速度要求信号の出力状態を常に監視し、
所定範囲を外れるものである場合には警報を出力し、故
障あるいは誤動作が発生したことをしらしめるものであ
る。

［発明の実施例］ 以下図を参照して本発明の一実施例を説明する。

図は原子炉炉心冷却系の一部およびこの冷却系に適用さ
れる本実施例の監視装置の構成を示す図であり、図中符
号１は可変速度ポンプを示す。この可変速度ポンプ１は
タービン２に連結され、このタービン２により駆動され
る。すなわちタービン２には蒸気配管３を介して蒸気が
供給され、この蒸気の供給によりタービン２が駆動す
る。それによって可変速度ポンプ１が駆動して、冷却材
配管４を介して冷却材を原子炉圧力容器５内の炉心６に
供給する。蒸気配管３にはタービン２側より蒸気加減弁
７および蒸気止め弁８が介挿されている。以上が原子炉
炉心冷却系の概略構成である。

次に上記冷却系を監視する監視装置について説明する。
監視装置は流量制御部１１、起動制御部１２、これら流
量制御部１１および起動制御部１２からの信号を選択す
る低値優先回路１３、前記蒸気加減弁７の開度を制御す
る調速部１４、およびタービン速度要求信号の出力状態
を監視して、異常が発生した場合に警報を出力する非待
機状態検出機構１５を主体にして構成されている。以下
詳細に説明する。

まずタービン２の速度は蒸気加減弁７を用いて供給蒸気
流量を加減することによりなされる。この蒸気加減弁７
は前述したように調速部１４によりその開度を制御され
る。すなわちこの調速部１４にはタービン速度検出器２
１よりタービン速度信号Ｓ 21が入力され、同時に低値
優先回路１３よりタービン速度要求信号Ｓ 13が入力さ
れる。調速部１４はこれら両信号の差が０となるように
蒸気加減弁７に制御信号Ｓ 14を出力してその開度を調
節する。よってつタービン２の速度は低値優先回路１３
からのタービン速度要求信号Ｓ 13に沿った速度に制御
される。

低値優先回路１３は流量制御部１１および起動制御部１
２の選択をなすもので、夫々から出力される信号Ｓ 11
およびＳ 12を選択的に入力する。以下のこの選択につ
いて説明する。すなわち起動制御部１２は、待機時には
信号出力が０％であり、起動時には０〜１００％のラン
プ状に増加するタービン速度要求信号Ｓ 12を出力す
る。起動時には、上述したようにタービン２はこのラン
プ状のタービン速度要求信号Ｓ 12（低値優先回路１３
を介してＳ 13となる）に沿って昇速する。ランプ状速
度要求信号Ｓ 12の開始は、蒸気止め弁８の開弁を検出
するリミットスイッチ２２から信号 22aによりなされ
る。尚蒸気止め弁８は、原子炉炉心冷却系の起動信号に
より開弁される。以上が起動制御部１２の機能である。

次に流量制御部１１について説明する。流量制御部１１
は、タービン２が起動動作を終了した後、ポンプ１の流
量を一定に保持するために機能するものである。流量制
御部１１は、流量制御器３１と流量設定器３２とからな
る。一方前記冷却材配管４には流量検出器４１が設置さ
れており、流量制御器３１には、流量設定器３２からの
設定信号Ｓ 32と、流量検出器４１からの検出信号Ｓ 41
との差信号が入力される。そして流量制御器３１は差信
号が０となるように流量要求信号Ｓ 11を出力する。こ
の流量要求信号Ｓ 11（低値優先回路１３を介して信号S
13 となる）により一定流量に制御される。

このように起動制御部１２からはランプ状速度要求信号
Ｓ 12が、流量制御部１１からは流量要求信号Ｓ 11が夫
々出力され、後は低値優先回路１３により適宜選択され
てタービン速度要求信号Ｓ 13として調速部１４に出力
されるのである。これによってタービン２は円滑な起動
およびその後の安定した運転を行ない得ることになる。
尚低値優先回路１３の機能については従来例の説明で述
べた通りである。

次に非待機状態検出機構１５の構成について説明する。
この非待機状態検出機構１５は冷却系が待機状態にある
ときに、その異常発生を検出して早期修復を可能とし、
それによっていざ起動する時には所定の機能を確実に提
供せんとするものである。図中符号５１は電圧比較器で
あるコンパレータであり、非待機状態検出機構１５は、
このコンパレータ５１と、このコンパレータ５１からの
信号を基にして警報を出力する警報回路５２とから構成
されている。コンパレータ５１は前記流量制御部１１か
らの流量要求信号Ｓ 11および低値優先回路１３からの
タービン速度要求信号Ｓ 13を夫々入力して、それら各
信号が各信号に対して予め設定された上限および下限か
らなる範囲内におさまっているか否かを監視する。そし
て信号がこの範囲から外れるような場合には上記警報回
路５２に異常発生信号Ｓ 51を力する。これに対して上
記警報回路５２は以下のような機能をなす。この警報回
路５２にはコンパレータ５１からの信号以外にリミット
スイッチ２２から蒸気止め弁８が閉弁している旨の信号
Ｓ 22b が入力される。警報回路５２は、これら両信号
を入力することにより、待機中であってかつ流量制御部
１１あるいは低値優先回路１３の出力が異常であると判
断して警報を出力する。この警報の出力により作業員は
冷却系に何等かの異常が発生して非待機状態となったこ
とを認識する。それによって回路の点検・修理等の作業
を開始し、修復につとめる。

以上本実施例によると以下のような効果を奏することが
できる。すなわちリミットスイッチ２２からの信号Ｓ 2
2b によりまず冷却系が待機状態にあることを確認し、
その時コンパレータ５１により流量制御部１１および低
値優先回路１３からの出力信号を監視して、所定の範囲
内の出力であるか否かを監視する。例えば待機時には、
流量制御部１１からは１００％出力の流量要求信号が出
力されていなければならず、これに対して起動制御部１
１からの出力は０％であるから、低値優先回路１３から
は０％出力のタービン速度要求信号Ｓ 13が出力されて
いなければならない。その時例えば断線或いは接地不良
等により出力状態が変化した場合には、コンパレータ５
１から異常発生信号が出力されるのである。これによっ
て正常な状態での待機状態であるか否かを認識すること
ができ、仮に異常が発生していた場合には、警報が出力
され作業員にしらしめることができる。したがって作業
員は早期に故障等の修復を施して正常な状態に復帰させ
ることができ、いざ冷却系が起動するといったときに
は、確実に正常な機能を提供することができる。

［発明の効果］ 以上本発明による原子炉炉心冷却系の監視装置による
と、従来のように試験運転を行なうことなく原子炉炉心
冷却系が待機状態にある時に故障等の発生を確実に検出
することができ、それによって早期に修復して、正常な
状態で待機させることができるので、原子炉に何等かの
事故が発生して冷却系を起動させようとする時、正常な
機能を確実に提供することができ、冷却系の動作不良に
よる二次災害等を防止して安全性の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例による監視装置を示す図である。 １……可変速度ポンプ、２……タービン、３……蒸気配
管、４……冷却材配管、５……原子炉圧力容器、６……
炉心、１１……流量制御部、１２……起動制御部、１３
……低値優先回路、１４……調速部、１５……非待機状
態検出機構。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タービンにより駆動され冷却材を原子炉に
   注入する可変速度ポンプと、この可変速度ポンプの吐出
   流量を所定量に制御する流量制御部と、起動時にランプ
   状のタービン速度要求信号を出力してタービンを昇速す
   る起動時制御部と、上記流量制御部および上記起動時制
   御部からの信号の内低信号を選択する低値優先回路と、
   この低値優先回路からのタービン速度要求信号を入力し
   タービン速度要求信号に応じたタービン回転数となるよ
   うに蒸気配管に介挿された蒸気加減弁を制御する調速部
   と、上記流量制御部および上記低値優先回路の出力状態
   を電圧比較により監視し異常が発生した場合に警報を出
   力し非待機状態であることをしらしめる非待機状態検出
   機構とを具備したことを特徴とする原子炉炉心冷却系監
   視装置。
2. 【請求項２】上記非待機状態検出機構は、上記流量制御
   部および上記低値優先回路からの出力信号を入力してこ
   れを監視し異常が発生した場合に異常発生信号を出力す
   るコンパレータと、このコンパレータからの上記異常発
   生信号および上記蒸気配管に介挿された蒸気止め弁が閉
   弁されている脂の信号により警報を出力する警報回路と
   から構成されている特許請求の範囲第１項記載の原子炉
   炉心冷却系監視装置。