JPH08129098A

JPH08129098A - 原子力発電プラントの運転制御装置

Info

Publication number: JPH08129098A
Application number: JP6289046A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Nakahara; 中原　　貢; Katsuyuki Suzuki; 勝幸鈴木; Yoshikazu Ishii; 良和石井; Yoshiaki Ichikawa; 芳明市川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 1996-05-21
Anticipated expiration: 2017-06-17
Also published as: JP3292612B2

Abstract

(57)【要約】【目的】原子力発電プラントの通常運転時だけでな
く、主蒸気系の異常時にも原子炉熱出力やタービン発電
機出力の制限値を超えることがない原子力発電プラント
の運転制御装置を提供する。【構成】原子炉熱出力信号と原子炉熱出力設定値との
偏差を入力して原子炉熱出力を制御する原子力発電プラ
ントの運転制御装置において、発電機出力信号と発電機
出力の設定値との偏差に基づいて原子炉熱出力信号を補
正する手段を設け、発電機出力が制限値以内であれば、
原子炉熱出力信号をフィードバック信号として使用し、
発電機出力が制限値を超えるようであれば、発電機出力
信号と発電機出力の設定値との偏差に応じて原子炉熱出
力信号を補正し、この補正した原子炉熱出力信号をフィ
ードバック信号として使用する。【効果】原子炉から熱エネルギーを有効に採りだすこ
とが可能となると共に、原子炉やタービン発電機の保護
を図ることができ、運転性能が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エネルギー源である蒸
気を発生する原子炉部と、発生した蒸気の熱エネルギー
を電気エネルギーに変換するタービン発電機部を併せも
つ原子力発電プラントの運転制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントの原子炉熱出力を定
格値にて運転する方法は、特開昭６１−２１８９９６号
公報に述べられている。この方法では、原子炉熱出力信
号と原子炉熱出力設定値の偏差を再循環流量制御系の入
力信号とし、この入力信号によって炉心流量を変化させ
ることにより、原子炉熱出力を制御する。また、海水温
度や復水器真空度等の関数であるタービン熱変換効率に
基づき、タービン発電機の出力信号を原子炉熱出力相当
信号に変換し、この原子炉熱出力相当信号と原子炉熱出
力設定値との偏差により原子炉熱出力を制御する。この
従来技術によれば、復水器の冷却源である海水温度の低
下や復水器の真空度が上昇した際に、原子炉熱出力は定
格値であっても、タービン発電機の出力は定格値を超え
て運転することが可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ター
ビン熱変換効率の変化によるタービン発電機の出力変化
に依存することなく、原子炉運転の制限値である原子炉
熱出力の定格値にて原子炉を運転することができる方法
を提供するものであるが、以下の問題点がある。すなわ
ち、原子炉熱出力信号と熱出力設定値との偏差により原
子炉熱出力を制御した場合は、タービン発電機の出力が
直接的に制御された状態とならないことから、復水器の
冷却源である海水温度や復水器の真空度等が変化してタ
ービン熱変換効率が変動した際に、タービン発電機の出
力も変動するが、この時、タービン発電機の出力は、運
転上の制限値範囲内の出力となる保証が何もない。特
に、タービン発電機の出力が定格値を超えて運転されて
いる状態においては、発電機の負荷遮断等が発生した過
渡時には、タービンが過速し、危険速度となる可能性も
大きくなる。また、タービン発電機の出力信号を原子炉
熱出力相当信号に変換した信号と原子炉熱出力設定値の
偏差とにより原子炉熱出力を制御した場合は、タービン
発電機出力から間接的に原子炉熱出力は制御されること
になる。この時、負荷遮断等により系統の周波数が上昇
し、系統に接続されたタービン発電機の速度がある程度
以上に上昇すると、タービン入り口に設置されたタービ
ン蒸気加減弁の開度は減少し、タービン発電機の回転数
の上昇を抑制する。同時に、タービンバイパス弁の開度
は増加し、原子炉圧力の上昇を防止する。ここで、ター
ビンへ流入する蒸気量の減少はタービン発電機の出力の
減少となるが、タービン発電機の出力減少は原子炉熱出
力の増加要求信号として、再循環流量制御系の入力信号
となる。従って、原子炉熱出力が定格値にて運転されて
いる場合には、タービン発電機出力が減少すると、原子
炉がその制限値である定格値を超えて運転される可能性
がある。同様に、主蒸気系に何らかの異常が発生した場
合、例えば、主蒸気配管に設置された逃がし安全弁から
主蒸気が漏洩したり、給水加熱器への抽気蒸気量が増加
したりした場合は、タービン発電機出力が減少するた
め、原子炉熱出力の増加要求信号が発生されることにな
る。すなわち、原子炉熱出力とタービン発電機出力との
通常運転時の関係が崩れた場合、原子炉熱出力が原子炉
運転の制限値である定格値を超えて運転されることを防
止する対策が必要となる。

【０００４】本発明の目的は、上述した事情に鑑み、原
子力発電プラントの通常運転時だけでなく、主蒸気系の
異常時にも原子炉熱出力やタービン発電機出力の制限値
を超えることなく運転制御するに好適な原子力発電プラ
ントの運転制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、原子炉熱出
力信号と原子炉熱出力設定値との偏差を入力して原子炉
熱出力を制御する原子力発電プラントの運転制御装置に
おいて、タービン発電機出力が制限値以内であれば、原
子炉熱出力信号をフィードバック信号として使用し、タ
ービン発電機出力が制限値を超えるようであれば、ター
ビン発電機出力信号とタービン発電機出力の設定値との
偏差に応じて原子炉熱出力信号を補正し、この補正した
原子炉熱出力信号をフィードバック信号として使用する
構成とすることによって、達成される。

【０００６】

【作用】タービン発電機の出力が予め定めたタービン発
電機の出力制限値以内であれば、原子炉熱出力信号を原
子炉熱出力の設定値に対するフィードバック信号とする
ことにより、原子炉熱出力の設定値一定制御とすること
ができる。一方、タービン発電機の出力が制限値を超え
るようであれば、フィードバック信号である原子炉熱出
力信号をタービン発電機出力信号とタービン発電機出力
の設定値との偏差信号により補正する。この時、原子炉
熱出力信号は、タービン発電機出力が制限値を超えるこ
とがないように補正され、原子炉熱出力設定値に対する
フィードバック信号として、原子炉熱出力を制限した状
態で制御する。また、タービン発電機出力が減少するよ
うな主蒸気系の異常が発生した場合は、タービン発電機
の出力は制限値以内であるため、原子炉熱出力は原子炉
熱出力設定値一定制御のままとなる。この結果、原子炉
から熱エネルギーを有効に採りだすことが可能となると
ともに、原子炉やタービン発電機の保護を図ることがで
き、原子力発電プラントの運転性能を向上させることが
可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は、本発明の一実施例を示す原子力発電
プラントの運転制御装置である。図１において、原子炉
１にて発生した蒸気は、主蒸気配管２を通りタービン３
に導かれる。タービン３では、蒸気の熱エネルギーがタ
ービン３の回転エネルギーに変換され、さらにタービン
３に接続された発電機４により電気エネルギーに変換さ
れる。タービン３を回転させた蒸気は、海水を冷却源と
する復水器５にて凝縮され、復水となる。復水は、復水
ポンプ６にて昇圧され、その後給水ポンプ７にて原子炉
１に給水される。

【０００８】本実施例の原子力発電プラントの運転制御
装置では、原子炉圧力の制御はタービン制御系、原子炉
熱出力の制御は再循環流量制御系を使用する。タービン
制御系は、タービン入り口に設置されたタービン蒸気加
減弁８により、タービン３に流入する蒸気量を制御す
る。すなわち、タービン入り口圧力（Ｐ）Ｓ１と圧力設
定値Ｓ２との偏差信号Ｓ３に圧力調定率（ｋｐ）９を乗
じて全蒸気流量信号Ｓ４を求め、この全蒸気流量信号Ｓ
４を低値選択回路１０に入力する。一方、タービン速度
Ｓ５と速度設定値Ｓ６との偏差信号Ｓ７に速度調定率
（ｋｎ）１１を乗じて速度偏差信号Ｓ８を求め、この速
度偏差信号Ｓ８には、原子炉熱出力の設定信号Ｓ９と１
０パーセントのバイアス信号Ｓ１０を加算し、低値選択
回路１０に速度誤差信号Ｓ１１として入力する。原子炉
１の定格運転中においては、バイアス信号Ｓ１０相当だ
け全蒸気流量信号Ｓ４が低値となるため、低値選択回路
１０は、全蒸気流量信号Ｓ４を選択し、タービン加減弁
開度要求信号Ｓ１２を出力する。すなわち、タービン入
り口圧力（Ｐ）Ｓ１が一定となるようにタービン加減弁
８の開度が制御される、いわゆる原子炉圧力優先制御と
なる。このような状態において、原子炉圧力が上昇した
場合、タービン制御系はタービン蒸気加減弁８の開度を
増加させることで、原子炉圧力を一定に制御する。ま
た、負荷遮断等により系統の周波数が上昇した場合は、
系統に接続された発電機４やタービン３の速度も上昇す
るが、この時、タービン速度Ｓ５が速度調定率１１を乗
じた値で１０パーセント相当以上に上昇すると、低値選
択回路１０は、速度誤差信号Ｓ１１を選択し、タービン
蒸気加減弁８の開度を減少させてタービン速度Ｓ５の上
昇を防止する、いわゆるタービン速度優先制御となる。
この時、全蒸気流量信号Ｓ４とタービン蒸気加減弁開度
要求信号Ｓ１２との偏差Ｓ１２１によりタービンバイパ
ス弁１２の開度を制御し、タービン３への流入を制限さ
れた蒸気をタービンバイパス弁１２を介して復水器５に
逃がす。これにより、原子炉圧力の上昇を防止する。以
上述べたように、タービン制御系では、タービン蒸気加
減弁８を制御することにより、タービン入り口圧力
（Ｐ）Ｓ１を制御することで原子炉圧力を一定に制御す
る機能、言い換えれば原子炉熱出力を一定に制御する機
能と、発電機４の負荷が減少した場合にタービン速度Ｓ
５の上昇を防止する機能の二つの機能を有し、低値選択
回路９によりその機能が切り替えられる。

【０００９】再循環流量制御系による原子炉の熱出力制
御は、以下の構成と方法による。すなわち、その制御系
の構成は、タービン発電機出力Ｓ１３とタービン発電機
の出力設定値Ｓ１４の偏差信号を入力すると共に、海水
温度や復水器真空度信号Ｓ１６の関数としてタービン熱
変換効率を考慮した換算回路１５と、換算回路１５で換
算演算した結果を補正演算する補正回路１６とを有する
タービン発電機出力変換部１３と、炉心流量を変化させ
て原子炉熱出力を制御する再循環流量制御系１７と、原
子炉平均出力モニター（ＡＰＲＭ）出力Ｓ１５１を時定
数約６秒の一次遅れ処理し、熱出力モニター（ＴＰＭ）
出力相当の信号Ｓ１５を出力する一次遅れ処理部１４か
らなる。ここで、換算回路１５によるタービン発電機出
力の偏差信号の換算係数は、例えば、図２のように設定
する。すなわち、海水温度が低く復水器真空度がタービ
ンの設計条件より良い（復水器の絶対圧力が低い）場合
は、タービン熱変換効率は高くなるため、換算係数は
１．０より小さくする。また、海水温度が高く復水器真
空度がタービンの設計条件より悪い（復水器の絶対圧力
が高い）場合は、タービン熱変換効率は低くなるため、
換算係数は１．０より大きくする。また、補正回路１６
の出力Ｓ１９は、図３のように設定する。すなわち、換
算回路１５の出力信号（換算後のタービン発電機偏差信
号）が負の値のとき、補正回路１６の出力Ｓ１９をゼロ
とし、それが正の値のとき、補正回路１６の出力Ｓ１９
を比例的に増加させる。なお、原子炉熱出力信号Ｓ１５
としては、原子炉平均出力モニター（ＡＰＲＭ）出力Ｓ
１５１を一次遅れ処理部１４で時定数約６秒の一次遅れ
処理した熱出力モニター（ＴＰＭ）出力相当の信号を使
用する代わりに、プロセス計算機の原子炉の熱平衡計算
により算出された、原子炉熱出力値を使用することも可
能であり、また、原子炉ドーム圧力を使用することもで
きる。また、タービン発電機の出力信号Ｓ１３として発
電機電流を使用することもできる。

【００１０】次に、原子炉の熱出力制御は、以下のよう
に実行される。すなわち、タービン発電機出力Ｓ１３を
タービン発電機出力変換部１３に入力し、タービン発電
機出力Ｓ１３と予め定めたタービン発電機の出力制限値
を上限とするタービン発電機の出力設定値Ｓ１４の偏差
を演算し、この偏差信号について、海水温度や復水器真
空度信号Ｓ１６の関数である換算回路１５にて図２によ
り換算演算し、その結果を補正回路１６にて図３により
補正演算する。補正回路１６の出力信号Ｓ１９は、原子
炉の熱出力制御のフィードバック信号である原子炉熱出
力信号Ｓ１５に対し加算され、その加算信号Ｓ１７と原
子炉熱出力の設定値Ｓ９との偏差信号Ｓ１８に基づき、
再循環流量制御系１７により炉心流量を変化させて原子
炉熱出力を制御する。ところで、通常運転時における原
子炉熱出力の一定運転中において、タービン発電機の出
力信号Ｓ１３が予め定めたタービン発電機の出力設定値
Ｓ１４より小さい場合、原子炉熱出力は、以下のように
制御される。すなわち、タービン発電機出力Ｓ１３とタ
ービン発電機の出力設定値Ｓ１４の偏差信号は負の値で
あり、この負の偏差信号は、復水器真空度信号Ｓ１６の
関数である換算回路１５に入力され、図２により換算演
算される。その換算演算の結果は補正回路１６の入力と
なり、補正回路１６では換算結果が負の値であるため、
補正回路１６の出力は図３に示すようにゼロとなる。従
って、原子炉の熱出力制御のフィードバック信号である
原子炉熱出力信号Ｓ１５と原子炉熱出力の設定値Ｓ９と
の偏差信号Ｓ１８に基づき、再循環流量制御系１７によ
り原子炉熱出力は一定制御される。ここで、タービン発
電機出力は、原子炉熱出力および海水温度や復水器真空
度に応じて変化する。すなわち、原子炉熱出力が一時的
に増加した場合、タービン入り口圧力Ｓ１は上昇する
が、圧力上昇を抑えるためにタービン蒸気加減弁８の開
度は増加し、タービン発電機出力Ｓ１３も増加する。し
かし、タービン発電機出力Ｓ１３の増加がタービン発電
機の出力設定値Ｓ１４に達しない場合には、前述したと
同様に、補正回路１６の出力はゼロであり、原子炉熱出
力は、原子炉熱出力信号Ｓ１５と原子炉熱出力の設定信
号Ｓ９との偏差信号Ｓ１８に基づき、再循環流量制御系
１７により炉心流量が減少され、原子炉熱出力は原子炉
熱出力の設定値Ｓ９まで低下させられる。また、海水温
度が低下し、復水器真空度が上昇した場合、タービン発
電機出力Ｓ１３は増加する。しかし、タービン発電機出
力Ｓ１３の増加がタービン発電機の出力設定値Ｓ１４に
達しない場合には、前述したと同様に、補正回路１６の
出力はゼロであり、原子炉熱出力は、原子炉熱出力信号
Ｓ１５と原子炉熱出力の設定信号Ｓ９との偏差信号Ｓ１
８に基づき、再循環流量制御系１７により原子炉熱出力
は一定制御される。一方、原子炉熱出力が一時的に増加
し、もしくは、海水温度や復水器真空度が一時的に変化
し、タービン発電機出力が制限値を超えた場合、以下の
ように制御される。すなわち、タービン発電機の出力信
号Ｓ１３が設定値Ｓ１４より大きくなり、タービン発電
機出力Ｓ１３と設定値Ｓ１４の偏差信号は正の値とな
る。この正の偏差信号が海水温度や復水器真空度信号Ｓ
１６の関数である換算回路１５に入力され、図２の換算
係数が乗じられ、その後に補正回路１６の入力となる。
補正回路１６では、図３により補正演算処理し、換算結
果が正の値であるため、その出力信号Ｓ１９は正の出力
値となる。そして、この正の出力値の出力信号Ｓ１９は
原子炉熱出力信号Ｓ１５に加算される。従って、原子炉
熱出力制御のフィードバック信号としての加算信号Ｓ１
７が原子炉熱出力の設定値Ｓ９より大きくなるため、再
循環流量制御系１７は原子炉熱出力を低下させ、タービ
ン発電機出力を制限値以内とする原子炉熱出力に制御す
る。以上、図１に示すような構成とすることにより、通
常運転時において、タービン発電機の出力信号Ｓ１３が
制限値以内であれば、補正回路１５の出力Ｓ１９はゼロ
となることから、原子炉熱出力信号Ｓ１５と熱出力設定
値Ｓ９との偏差信号Ｓ１８が再循環流量制御系１７の入
力信号となる。この入力信号によって再循環ポンプ１８
の回転数は変化し、炉心流量が変化することにより、原
子炉熱出力は制御される。従って、原子炉熱出力の設定
値Ｓ９を定格値とした場合、原子炉熱出力信号Ｓ１５を
フィードバック信号とする原子炉熱出力の定格値一定運
転が実現されることになる。この時、タービン発電機の
出力Ｓ１３は、復水器の冷却源である海水温度や復水器
の真空度に依存して、すなわち、海水温度が低い場合や
復水器真空度が上昇し、タービンの熱変換効率η_Tが設
計熱変換効率η_dより良い場合は、原子炉熱出力Ｓ１５
が定格値であっても、タービン発電機出力Ｓ１３は定格
値を超えて運転することが可能となる。なお、タービン
発電機の出力Ｓ１３は、復水器の冷却源である海水温度
や復水器の真空度に依存して、すなわち、海水温度が高
い場合や復水器真空度が下降し、タービンの熱変換効率
η_Tが設計熱変換効率η_dより悪い場合は、原子炉熱出力
Ｓ１５が定格値であっても、タービン発電機出力Ｓ１３
は定格値以下となる。また、タービン発電機の出力信号
Ｓ１３が制限値を超えるようであれば、タービン発電機
出力信号Ｓ１３とタービン発電機出力の設定値Ｓ１４の
偏差信号に基づき、タービン発電機の出力制限値を超え
ることが無いように、原子炉熱出力信号Ｓ１５は、ター
ビン発電機出力変換部１３の出力信号Ｓ１９（正の出力
値）により補正され、原子炉熱出力の設定値Ｓ９に対す
るフィードバック信号として使用され、原子炉熱出力が
定格値以下の状態で制御されることになる。

【００１１】本実施例の原子力発電プラントの運転制御
装置について、原子炉熱出力の制御およびタービン発電
機出力の制御の具体的な関係を図４に示す。条件として
は、原子炉熱出力を定格値にて運転中に海水温度や復水
器真空度等が変化し、設計熱変換効率η_dよりタービン
熱変換効率η_Tが良くなった場合を考える。ただ、図４
には、設計熱変換効率η_dよりタービン熱変換効率η_Tが
悪い場合、つまり小さい場合（η_d＞η_T）についても示
す。この場合、原子炉熱出力が定格値であっても、ター
ビン発電機の出力は、原子炉熱出力制限値や原子炉及び
タービンの定格値以下となる（イの領域）。そこで、設
計熱変換効率η_dよりタービン熱変換効率η_Tが良くなっ
た場合をみると、つまり設計熱変換効率η_dよりタービ
ン熱変換効率η_Tが大きくなった場合（η_d＜η_T）、原
子炉熱出力は定格値であっても、タービン発電機出力は
定格値を超えて運転される。すなわち、タービン発電機
の出力が定格値を超えても、原子炉熱出力は、原子炉熱
出力定格値運転の制限値以内であるため、定格値一定運
転となる（ロの領域）。次に、設計熱変換効率η_dより
タービン熱変換効率η_Tがさらに良くなり、タービン発
電機の出力がタービン発電機出力制限値を超えるような
場合は、原子炉熱出力信号Ｓ１５はタービン発電機出力
変換部１３の出力信号Ｓ１９により補正される。その結
果、タービン発電機出力がタービン発電機出力制限値を
超えることが無いように、原子炉熱出力は、補正された
原子炉熱出力信号Ｓ１５によって定格値以下の状態に制
御されることになる（ハの領域）。以上示したように、
本実施例では、原子炉熱出力を定格値運転とした場合に
おいて、タービン発電機出力が定格値を超えても、ター
ビン発電機の出力を制限値以内とする運転が可能とな
り、また、タービン発電機の出力がタービン発電機出力
制限値を超えるような場合は、原子炉熱出力を定格値以
下の状態で制御することになる。これらのことから、本
実施例によれば、原子炉から熱エネルギーを有効に採り
だすことが可能となると共に、原子炉やタービン発電機
の保護を図ることができ、原子力発電プラントの運転性
能を向上させることが可能となる。

【００１２】一方、負荷遮断等により系統の周波数があ
る程度以上に上昇した場合は、タービン蒸気加減弁８の
開度を減少させることにより、タービン発電機４の過速
を抑制し、タービン３の損傷を防止する。この時の原子
炉１から発生された蒸気の余剰分は、タービンバイパス
弁１２から復水器５へ放出する。その結果、タービン３
へ流入する蒸気が減少するため、タービン発電機出力Ｓ
１３も減少する。この時、原子炉熱出力の設定値Ｓ９を
定格値とした場合、タービン発電機出力Ｓ１３は制限値
以内となるため、タービン発電機出力変換部１３の出力
Ｓ１９はゼロとなり、原子炉熱出力信号Ｓ１５をフィー
ドバック信号とする原子炉熱出力の定格値一定運転が実
現される。同様に、主蒸気系に何らかの異常が発生した
場合、例えば、主蒸気配管２に設置された逃がし安全弁
１９から主蒸気が漏洩したり、図１には図示していない
給水加熱器への抽気蒸気量が増加したりした場合は、タ
ービン発電機の出力Ｓ１３は減少するが、これによりタ
ービン発電機出力は制限値以内となるため、タービン発
電機出力変換部１３の出力Ｓ１９はゼロとなり、原子炉
熱出力信号Ｓ１５をフィードバック信号とする原子炉熱
出力の定格値一定運転が実現される。このように、本実
施例では、原子炉熱出力とタービン発電機出力との通常
運転時の関係が崩れた場合においても、また、主蒸気系
に何らかの異常が発生した場合にも、原子炉熱出力が原
子炉運転の制限値である定格値を超えて運転されること
は防止できる。この結果、これらの場合でも、本実施例
によれば、原子炉から熱エネルギーを有効に採りだすこ
とが可能となると共に、原子炉やタービン発電機の保護
を図ることができ、原子力発電プラントの運転性能を向
上させることが可能となる。

【００１３】図５に、本発明の原子力発電プラントの運
転制御装置について、その他の実施例を示す。図１と異
なるのは、タービン発電機出力変換部１３のタービン発
電機出力の設定値について、原子炉熱出力の設定値Ｓ９
に関連づけて設定可能とした点である。すなわち、ター
ビン発電機出力の設定値Ｓ１４１は、原子炉熱出力の設
定値Ｓ９が海水温度や復水器真空度Ｓ１６を関数とした
換算回路１５１に入力され、換算回路１５１にて図６に
示した換算係数により換算される。この換算されたター
ビン発電機の出力設定値Ｓ１４１とタービン発電機出力
Ｓ１３の偏差信号は、タービン発電機出力変換部１３の
補正回路１５の入力となる。ここで、換算回路１５１に
よる原子炉熱出力の設定値Ｓ９の換算係数は、例えば、
図６のように設定する。すなわち、海水温度が低く復水
器真空度がタービンの設計条件より良い（復水器の絶対
圧力が低い）場合は、タービン熱変換効率は高くなるた
め、換算係数は１．０より大きくする。また、海水温度
が高く復水器真空度がタービンの設計条件より悪い（復
水器の絶対圧力が高い）場合は、タービン熱変換効率は
低くなるため、換算係数は１．０より小さくする。い
ま、図６から海水温度や復水器真空度Ｓ１６がタービン
設計条件であるとき、その換算係数は１．０であり、例
えば、原子炉熱出力の設定値Ｓ９を１００（パーセン
ト）とした時、タービン発電機の出力設定値Ｓ１４１は
１００（パーセント）となる。そこで、タービン発電機
出力Ｓ１３が１００（パーセント）であるとすると、こ
の換算されたタービン発電機の出力設定値Ｓ１４１とタ
ービン発電機出力Ｓ１３の偏差信号はゼロになる。とこ
ろで、海水温度が低く復水器真空度がタービンの設計条
件より良くなって、その時の海水温度や復水器真空度Ｓ
１６の換算係数が図６から１．０３となったとすると、
換算されたタービン発電機の出力設定値Ｓ１４１は１０
３（パーセント）となる。一方、タービン発電機出力Ｓ
１３は上昇し、例えば１０３（パーセント）になったと
すると、この換算されたタービン発電機の出力設定値Ｓ
１４１とタービン発電機出力Ｓ１３の偏差信号はゼロに
なる。なお、海水温度が低く復水器真空度がタービンの
設計条件より悪くなった場合も同様である。なお、海水
温度や復水器真空度に対する換算係数は、原子力発電プ
ラントの運転条件により任意に定められることは云うま
でもない。このような構成とすることにより、本実施例
では、原子炉熱出力の設定値Ｓ９に関連づけて、タービ
ン発電機の出力設定値Ｓ１４１を設定することができ
る。なお、換算回路１５１の出力には、タービン発電機
の出力設定値Ｓ１４１の上限値が予め定められている。

【００１４】本発明の原子力発電プラントの運転制御装
置について、その他の実施例を図７に示す。図１と異な
るのは、原子力発電プラントの運転制御装置による制御
がどのような状態であるかを表示する表示手段１８を設
置した点にある。すなわち、タービン発電機出力変換部
１３の出力Ｓ１９がゼロの場合は、原子炉熱出力を一定
とする制御状態であり、タービン発電機出力変換部１３
の出力Ｓ１９がゼロ以外の正値の場合は、タービン発電
機出力を運転制限値以内とする制御状態である。本実施
例では、表示手段１８にタービン発電機出力Ｓ１３、原
子炉熱出力Ｓ１５およびタービン発電機出力変換部１３
の出力Ｓ１９を入力し、タービン発電機出力Ｓ１３と原
子炉熱出力Ｓ１５の各出力値を表示すると同時に、ター
ビン発電機出力変換部１３の出力Ｓ１９がゼロもしくは
ゼロ以外の正値であるかを表示し、現在の制御状態を識
別する。また、本実施例において、警報や音声等を発生
する手段１９を設け、タービン発電機出力変換部１３の
出力Ｓ１９を検知して、現在の制御状態が変化した時、
または、タービン発電機出力Ｓ１３と原子炉熱出力Ｓ１
５のいずれかの出力値が急激に変化したことを検知し
て、現在の制御状態が変化することが予見された時に、
これらの変化やその予見を手段１９により告知する。こ
のように、本実施例では、現在の制御状態を識別表示
し、また、現在の制御状態の変化やその予見を告知する
ので、原子力発電プラントの制御状態が容易にモニター
できる。

【００１５】本発明の原子力発電プラントの運転制御装
置について、その他の実施例を図８に示す。図１と異な
るのは、原子炉の熱出力の制御方法を制御棒の炉心内へ
の挿入量や引抜量とする点である。すなわち、原子炉熱
出力信号Ｓ１５とタービン発電機出力変換部１３からの
補正回路１５の出力信号Ｓ１９と加算される。この加算
信号Ｓ１７と発電機熱出力の設定値Ｓ９との偏差信号Ｓ
１８は、制御棒駆動制御系２２の入力となる。制御棒駆
動制御系２２は、偏差信号Ｓ１８に基づいて原子炉１へ
の制御棒２３の挿入量や引抜量を制御し、原子炉の反応
度を変え、原子炉熱出力を制御する。本実施例において
も、図１の実施例と同様の効果を発揮する。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、原
子力発電プラントの通常運転時には、タービン発電機出
力の運転制限値以内では原子炉熱出力の制限値を超える
ことないので、原子炉熱出力の一定運転が容易に実現で
きる。また、タービン発電機出力が運転制限値を超える
場合は、原子炉熱出力を制限することにより、タービン
発電機出力の運転制限値を超えることがないようにする
ことができる。また、主蒸気系の異常時にも、タービン
発電機出力は運転制限値以内となるために、原子炉熱出
力は原子炉の運転制限値を超えることなく、原子炉熱出
力の一定運転が実現できる。この結果、本発明によれ
ば、原子炉から熱エネルギーを有効に採りだすことが可
能となるとともに、原子炉やタービン発電機の保護を図
ることができ、原子力発電プラントの運転性能を向上さ
せることが可能となる。また、本発明によれば、現在の
制御状態を識別表示し、また、現在の制御状態の変化や
その予見を告知するので、原子力発電プラントの制御状
態が容易にモニターすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】本発明の一実施例で使用する換算回路の換算係
数を示す図である。

【図３】本発明の一実施例で使用する補正回路の出力を
示す図である。

【図４】本発明の具体的な制御動作を説明する図であ
る。

【図５】本発明のその他の実施例の主要部を示す構成図
である。

【図６】本発明のその他の実施例で使用する設定値の換
算係数を示す図である。

【図７】本発明のその他の実施例の主要部を示す構成図
である。

【図８】本発明のその他の実施例を示す原子炉熱出力の
制御構成図である。

【符号の説明】

１原子炉３タービン４発電機５復水器８タービン蒸気加減弁１０低値選択回路１３タービン発電機出力変換部１５，１５１換算回路１６補正回路１７再循環流量制御系２０表示手段２１告知手段２２制御棒駆動制御系２３制御棒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者市川芳明茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所エネルギー研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉熱出力信号と原子炉熱出力設定値
との偏差を入力して原子炉熱出力を制御する原子力発電
プラントの運転制御装置において、前記原子炉熱出力信
号をタービン発電機出力信号とタービン発電機出力の設
定値との偏差に基づいて補正することを特徴とする原子
力発電プラントの運転制御装置。
【請求項２】原子炉熱出力信号と原子炉熱出力設定値
との偏差を入力して原子炉熱出力を制御する原子力発電
プラントの運転制御装置において、タービン発電機出力
信号とタービン発電機出力の設定値との偏差に基づいて
原子炉熱出力信号を補正する手段を設け、タービン発電
機出力が制限値以内であれば、原子炉熱出力信号をフィ
ードバック信号として使用し、タービン発電機出力が制
限値を超えるようであれば、タービン発電機出力信号と
タービン発電機出力の設定値との偏差に応じて原子炉熱
出力信号を補正し、この補正した原子炉熱出力信号をフ
ィードバック信号として使用することを特徴とする原子
力発電プラントの運転制御装置。
【請求項３】請求項２において、タービン発電機出力
信号とタービン発電機出力の設定値との偏差に基づいて
原子炉熱出力信号を補正する手段は、復水器真空度また
は海水温度に応じて前記偏差値を換算演算することを特
徴とする原子力発電プラントの運転制御装置。
【請求項４】請求項２において、タービン発電機出力
信号とタービン発電機出力の設定値との偏差に基づいて
原子炉熱出力信号を補正する手段は、前記タービン発電
機出力の設定値を復水器真空度または海水温度に応じて
設定し、前記偏差を前記復水器真空度または海水温度に
応じて設定した設定値と前記タービン発電機出力信号と
から求めることを特徴とする原子力発電プラントの運転
制御装置。
【請求項５】請求項２、請求項３または請求項４にお
いて、タービン発電機出力信号とタービン発電機出力の
設定値との偏差に基づいて原子炉熱出力信号を補正する
手段は、前記タービン発電機出力信号が前記設定値より
小さく、偏差が負のときゼロ出力とし、前記タービン発
電機出力信号が前記設定値より大きく、偏差が正のとき
所定の比例出力値を出力することを特徴とする原子力発
電プラントの運転制御装置。
【請求項６】原子炉熱出力信号と原子炉熱出力設定値
との偏差を入力して原子炉熱出力を制御する原子力発電
プラントの運転制御装置において、タービン発電機出力
信号からタービン発電機出力の設定値を減算する第一の
減算手段と、該第一の減算手段の出力の負値のときゼロ
出力、正値のときのみ比例出力する補正手段と、該補正
手段の出力と原子炉熱出力信号とを加算する加算手段
と、原子炉熱出力設定値から該加算手段の出力を減算す
る第二の減算手段と、該第二の減算手段の出力に応じて
原子炉の熱出力を制御する原子炉再循環制御系または制
御棒駆動制御系を具備することを特徴とする原子力発電
プラントの運転制御装置。
【請求項７】請求項６において、第一の減算手段と補
正手段との間に復水器真空度または海水温度に応じて前
記第一の減算手段の出力値を換算演算する換算手段を設
けることを特徴とする原子力発電プラントの運転制御装
置。
【請求項８】原子炉熱出力信号と原子炉熱出力設定値
との偏差を入力して原子炉熱出力を制御する原子力発電
プラントの運転制御装置において、原子炉熱出力設定値
を復水器真空度または海水温度に応じてタービン発電機
出力の設定値に換算演算する換算手段と、タービン発電
機出力信号から前記発電機出力の設定値を減算する第一
の減算手段と、該第一の減算手段の出力の負値のときゼ
ロ出力、正値のときのみ比例出力する補正手段と、該補
正手段の出力と原子炉熱出力信号とを加算する加算手段
と、原子炉熱出力設定値から該加算手段の出力を減算す
る第二の減算手段と、該第二の減算手段の出力に応じて
原子炉の熱出力を制御する原子炉再循環制御系または制
御棒駆動制御系を具備することを特徴とする原子力発電
プラントの運転制御装置。
【請求項９】請求項１から請求項８のいずれかにおい
て、タービン発電機出力信号とタービン発電機出力の設
定値との偏差に基づいて原子炉熱出力信号を補正する信
号を用いて、原子炉熱出力を一定とする制御状態か、ま
たは、タービン発電機出力を運転制限値以内とする制御
状態かを表示する手段を設けることを特徴とする原子力
発電プラントの運転制御装置。
【請求項１０】請求項９において、現在の制御状態が
変化した時、または、現在の制御状態が変化することが
予見された時に、これらの変化やその予見を告知する手
段を設けることを特徴とする原子力発電プラントの運転
制御装置。