JPH1184078A - 異常時協調制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】蒸気加減弁の異常時に安定に運転を継続する。 【解決手段】任意の蒸気加減弁の異常による圧力変動を
他の健全な全ての蒸気加減弁あるいはタービンバイパス
弁の開度調整により抑制し、圧力変動に伴う原子炉出力
変化を制御棒位置の調整あるいは炉心流量の調整により
抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子力発
電プラントにおける原子炉圧力あるいは主蒸気圧力を制
御する原子炉圧力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、沸騰水型原子力発電プラントで
は、原子炉出力の調整を制御棒駆動装置により炉心内の
制御棒の位置を調整することによって、あるいは再循環
ポンプモータの電源周波数を調整して再循環ポンプ回転
数を変化させ炉心冷却材の強制循環流量を調整すること
によって行っている。また、炉心部で発生させた蒸気を
蒸気タービンに導いて仕事をさせ、蒸気タービンに連結
した発電機で発電させている。

【０００３】この原子力発電プラントにおいて、原子炉
圧力容器に原子炉圧力検出器を設置し、あるいは原子炉
圧力容器から蒸気タービンに導く主蒸気管に主蒸気圧力
検出器を設置し、この圧力検出器で検出した原子炉圧力
あるいは主蒸気圧力を原子炉圧力制御装置に取り込み、
この原子炉圧力制御装置からの蒸気加減弁流量信号によ
り、主蒸気管に取りつけられている蒸気加減弁の開度を
調整し、またこの原子炉圧力制御装置からのタービンバ
イパス弁流量信号により主蒸気ヘッダに連結する配管に
取りつけたタービンバイパス弁の開度を調整して、原子
炉圧力あるいは主蒸気圧力が適切な値になるように制御
している。

【０００４】また、原子炉圧力制御装置からの全蒸気流
量信号と制御棒駆動装置からの制御棒位置信号を自動出
力調整装置に取り込んで、この自動出力調整装置からの
制御棒引抜／挿入指令により制御棒駆動装置が制御棒位
置を調整して、原子炉出力が目標値になるように制御し
ている。

【０００５】また、原子炉圧力容器に炉心流量検出器を
設置し、この流量検出器で検出した原子炉炉心流量を原
子炉炉心流量制御系に取り込み、この原子炉炉心流量制
御系からの制御信号により再循環ポンプモータの電源周
波数を可変周波数電源装置により変化させ、再循環ポン
プモータの回転数を調整して、原子炉出力が目標値にな
るように制御している。

【０００６】図４はこの従来の原子力発電プラントの構
成図である。原子炉圧力容器１内の炉心２で発生させた
蒸気を、４本の主蒸気管３によって蒸気タービン５に導
くようにしている。主蒸気管３には４本の主蒸気管の主
蒸気圧力を均圧化する主蒸気ヘッダ４を取りつけてい
る。各主蒸気管３には、それぞれ主蒸気流量を調整する
蒸気加減弁６を設けている。また、主蒸気ヘッダ４には
余剰蒸気を復水器７へ導くバイパス配管８を連結させ、
バイパス配管８には余剰蒸気流量を調整する蒸気タービ
ンバイパス弁９を設けている。

【０００７】原子炉圧力容器１には原子炉圧力検出器１
０を設置しており、原子炉圧力検出器１０の原子炉圧力
信号１１を原子炉圧力制御装置１００に取り込んでい
る。

【０００８】原子炉圧力制御装置１００に取り込んだ原
子炉圧力信号１１は、圧力設定装置１０１の圧力設定信
号１０２と比較器１０３にて比較され、圧力偏差信号１
０４が圧力調整装置１０５に入力される。圧力調整装置
１０５は圧力偏差信号１０４に基づき蒸気加減弁６の流
量要求信号である全蒸気流量信号１０６を演算し、これ
を低値優先回路１０７，比較器１０８，自動出力調整装
置２００の比較器203及び比較器２１３に出力する。

【０００９】蒸気タービン５にはタービン回転速度検出
器１２を設置しており、タービン回転速度検出器１２で
検出したタービン回転速度信号１３を原子炉圧力制御装
置１００の比較器１０９に出力する。この比較器１０９
には速度負荷設定装置110の速度負荷設定信号１１１も
入力しており、比較器１０９はタービン回転速度信号１
３と速度負荷設定信号１１１との差分である速度負荷信
号１１２を演算し、これを速度負荷制御装置１１３に出
力する。

【００１０】速度負荷制御装置１１３は速度負荷信号１
１２に対して負荷制御信号１１４を演算し、これを低値
優先回路１０７に出力する。

【００１１】低値優先回路１０７は全蒸気流量信号１０
６と速度負荷信号１１２を比較し、低い方の信号を選択
し、これを加減弁流量信号１１５として、比較器１０８
に出力する一方、各蒸気加減弁位置制御装置１４へ出力
する。

【００１２】比較器１０８は加減弁流量信号１１５と全
蒸気流量信号１０６との差分であるタービンバイパス弁
流量信号１１６を演算し、これを各タービンバイパス弁
位置制御装置１７へ出力する。

【００１３】各蒸気加減弁６にはそれぞれ蒸気加減弁位
置検出装置１５を設置しており、蒸気加減弁位置制御装
置１５は各蒸気加減弁６の位置を検出し、これを蒸気加
減弁位置信号１６として、各蒸気加減弁位置制御装置１
４へ出力する。

【００１４】各蒸気加減弁位置制御装置１４は加減弁流
量信号１１５に相当する蒸気加減弁位置指令を演算し、
これと蒸気加減弁位置信号１６の偏差が無くなるように
蒸気加減弁６の位置を制御している。

【００１５】また、タービンバイパス弁９にはそれぞれ
タービンバイパス弁位置検出装置１８を設置しており、
タービンバイパス弁位置制御装置１８は各タービンバイ
パス弁９の位置を検出し、これをタービンバイパス弁位
置信号１９として、各タービンバイパス弁位置制御装置
１７へ出力する。

【００１６】各タービンバイパス弁位置制御装置１７は
タービンバイパス弁流量信号１１６に相当するタービン
バイパス弁位置指令を演算し、これとタービンバイパス
弁位置信号１９の偏差が無くなるようにタービンバイパ
ス弁９の位置を制御している。

【００１７】自動出力調整装置２００の比較器２０３
は、原子炉出力設定装置２０１の原子炉出力設定信号２
０２と全蒸気流量信号１０６の差分である原子炉出力偏
差信号２０４を演算し、これを制御棒制御装置２０５に
出力する。制御棒制御装置205は原子炉出力偏差信号２
０４及び制御棒駆動装置２０の制御棒位置信号２２を入
力し、制御棒駆動装置２０へ制御棒操作（挿入／引抜）
指令２０６を出力する。制御棒駆動装置２０は制御棒操
作（挿入／引抜）指令２０６に基づき制御棒２１の位置
を調整している。

【００１８】また、自動出力調整装置２００の比較器２
０９には、蒸気タービン５に連結して発電機２３の発電
機出力信号２４及び発電機出力設定装置２０７の発電機
出力設定信号２０８を入力しており、比較器２０９はこ
の差分である発電機出力偏差信号２１０を演算し、発電
機出力制御装置２１１に出力する。発電機出力制御装置
２１１は発電機出力偏差信号２１０が無くなるように比
例積分制御を行うとともに、発電機出力設定信号２０８
を入力して積分制御し、これらを加え合わせた原子炉出
力設定信号２１２を演算して、これを比較器２１３に出
力する。比較器２１３は原子炉出力設定信号２１２と全
蒸気流量信号１０６の差分である負荷要求偏差信号２１
４を演算して、これを原子炉再循環流量制御装置３００
の出力制御装置３０１に出力する。

【００１９】出力制御装置３０１は、負荷要求偏差信号
２１４が零となるように比例積分微分演算（以下ＰＩＤ
演算ということがある）、変化率制限及び上下限制限を
行い、これを炉心流量要求信号３０２として比較器３０
３に出力する。比較器３０３は、炉心流量要求信号３０
２と炉心流量検出器２５の炉心流量信号２６との差分で
ある炉心流量偏差信号３０４を演算し、これを流量制御
装置３０５に出力する。

【００２０】流量制御装置３０５は、炉心流量偏差信号
３０４が零になるようにＰＩＤ演算，変化率制限及び上
下限制限を行い、速度設定信号３０６を可変周波数電源
装置２７に出力する。可変周波数電源装置２７は、再循
環ポンプモーター２８の電源周波数が速度設定信号３０
６に一致するように制御し、これに伴い再循環ポンプ２
９の速度を制御する。

【００２１】この従来の原子力発電プラントにおいて、
例えば、原子炉圧力が減少した場合には、原子炉圧力信
号１１が減少し、これに伴い全蒸気流量信号１０６も減
少する。また加減弁６の蒸気流量減少に伴い、発電機出
力が低下し、発電機出力信号２４も減少する。

【００２２】全蒸気流量信号１０６の減少に伴い、加減
弁流量信号１１５が減少し、蒸気加減弁が加減弁流量信
号１１５に相当する開度まで閉じて、原子炉圧力は適切
な値になるように制御される。

【００２３】また、全蒸気流量信号１０６の減少により
原子炉出力偏差信号２０４が増加し、これに対応して制
御棒制御装置２０５の制御棒操作指令２０６により制御
棒２１が引き抜かれて、原子炉出力は一定に制御され
る。

【００２４】さらに、発電機出力信号２４の減少に伴い
原子炉出力設定信号２１２が増加するとともに、全蒸気
流量信号１０６も減少しているため負荷要求偏差信号２
１４が増加する。これに伴い炉心流量要求信号３０２が
増加し、速度設定信号３０６が増加して、再循環ポンプ
モーターの電源周波数が増加する。このため炉心流量が
増加し、原子炉出力が増加して、発電機出力が一定にな
るように制御される。なお、上記従来技術では、圧力制
御対象を原子炉圧力としているが、これを主蒸気圧力と
した場合でも同様の挙動となる。

【００２５】このような従来技術に関連するものとし
て、例えば特開平5−72378号がある。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】従来の原子炉圧力制御
システムにおいて、複数の蒸気加減弁６（蒸気加減弁位
置制御装置，蒸気加減弁位置検出装置を含む）のうち、
任意の蒸気加減弁６（蒸気加減弁位置制御装置，蒸気加
減弁位置検出装置を含む）に異常が生じた場合には、原
子炉圧力あるいは主蒸気圧力が変動する。この原子炉圧
力あるいは主蒸気圧力の変動を原子炉圧力検出器１０に
より検出し、原子炉圧力制御装置１００はこの圧力変動
を補償するように加減弁流量信号１１５及びタービンバ
イパス弁流量信号１１６を調整し、蒸気加減弁６あるい
はタービンバイパス弁９の位置を変化させる。

【００２７】また、自動出力調整装置２００はこの圧力
変動によって生じる原子炉出力変化を補償するように制
御棒２１の位置を調整する。また、原子炉再循環流量制
御装置３００はこの圧力変動によって生じる原子炉出力
変化を補償するように再循環ポンプ２９の回転数を調整
する。

【００２８】しかし、原子炉圧力あるいは主蒸気圧力の
変動が生じてはじめて制御動作が働くこと及び原子炉圧
力あるいは主蒸気圧力の変動が生じてから蒸気加減弁６
またはタービンバイパス弁９の開度が調整されるまで、
制御棒２１の位置が調整されるまで及び再循環ポンプ２
９の回転数が調整されるまでには遅れ要素が存在し、こ
の遅れの間に原子炉圧力あるいは主蒸気圧力の変動が進
展してしまう可能性がある。

【００２９】すなわち、任意の蒸気加減弁６の流量が加
減弁流量信号１１５に対して増加する異常の場合には主
蒸気圧力の低下により主蒸気隔離弁閉スクラムに至る可
能性があり、蒸気加減弁６の流量が蒸気加減弁流量信号
１１５に対して減少する異常の場合には中性子束高スク
ラムあるいは原子炉圧力高スクラムに至る可能性があ
る。

【００３０】本発明の目的は、上記課題に鑑み、任意の
蒸気加減弁（蒸気加減弁位置制御装置，蒸気加減弁位置
検出装置を含む）に異常が生じた場合にも原子炉スクラ
ムに至らず安定に運転継続できる異常時協調制御システ
ムを提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、任意の蒸気
加減弁６の流量と加減弁流量信号１１５に偏差が生じた
場合に、この流量偏差分を他の健全な全ての蒸気加減弁
６の流量で補償するように、個々の加減弁流量信号１１
５を調整することによって達成される。

【００３２】また、上記目的は、任意の蒸気加減弁６の
流量と加減弁流量信号１１５に偏差が生じた場合に、こ
の流量偏差分をタービンバイパス弁９の流量で補償する
ように、タービンバイパス弁流量信号１１６を調整する
ことによって達成される。

【００３３】また、上記目的は、任意の蒸気加減弁６の
流量と加減弁流量信号１１５に偏差が生じた場合に、こ
の流量偏差によって生じる出力変動を補償するように、
制御棒２１の位置を調整することによって達成される。

【００３４】また、上記目的は、任意の蒸気加減弁６の
流量と加減弁流量信号１１５に偏差が生じた場合に、こ
の流量偏差によって生じる出力変動を補償するように、
再循環ポンプ２９の回転数を変化させ炉心流量を調整す
ることによって達成される。即ち、任意の蒸気加減弁６
の流量と加減弁流量信号１１５に偏差が生じた場合に、
この流量偏差分を他の健全な全ての蒸気加減弁６の流量
で補償し、原子炉圧力あるいは主蒸気圧力の変動を抑制
するので、安定な運転継続が可能である。

【００３５】また、任意の蒸気加減弁６の流量と加減弁
流量信号１１５に偏差が生じた場合に、この流量偏差分
をタービンバイパス弁９の流量で補償し、原子炉圧力あ
るいは主蒸気圧力の変動を抑制するので、安定な運転継
続が可能である。

【００３６】また、任意の蒸気加減弁６の流量と加減弁
流量信号１１５に偏差が生じた場合に、この流量偏差に
応じて制御棒２１の位置を調整し原子炉出力変動を抑制
するので、安定な運転継続が可能である。

【００３７】また、任意の蒸気加減弁６の流量と加減弁
流量信号１１５に偏差が生じた場合に、この流量偏差応
じて再循環ポンプ２９の回転数を変化させ炉心流量を調
整し原子炉出力変動を抑制するので、安定な運転継続が
可能である。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。

【００３９】図１は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。

【００４０】蒸気加減弁＃１，蒸気加減弁＃２，蒸気加
減弁＃３及び蒸気加減弁＃４に対して、それぞれ蒸気加
減弁＃１流量補償制御装置４００，蒸気加減弁＃２流量
補償制御装置，蒸気加減弁＃３流量補償制御装置及び蒸
気加減弁＃４流量補償制御装置を設けている。ただし、
蒸気加減弁＃２流量補償制御装置，蒸気加減弁＃３流量
補償制御装置及び蒸気加減弁＃４流量補償制御装置は図
１に表記していない。蒸気加減弁＃１流量補償制御装置
４００は、原子炉圧力制御装置１００からの加減弁流量
信号１１５と対応する蒸気加減弁である蒸気加減弁＃１
位置検出装置１５からの蒸気加減弁位置信号１６を取り
込み、蒸気加減弁＃１流量補償信号４１２を演算する。

【００４１】図２は本発明の一実施例を示す蒸気加減弁
＃１流量補償制御装置４００内の構成図である。

【００４２】加減弁位置−流量関数発生装置４０１は蒸
気加減弁位置信号１６を蒸気加減弁＃１流量信号４０２
に変換し、比較器４０３に出力する。比較器４０３は、
加減弁流量信号１１５と蒸気加減弁＃１流量信号４０２
を比較し、この差分を蒸気加減弁＃１流量偏差信号４０
４として、警報判定装置４２８，切替判定装置４３３及
び比例演算器４０５に出力する。

【００４３】警報判定装置４２８は、加減弁＃１流量偏
差信号４０４の絶対値が警報設定装置４２６からの警報
設定信号４２７を越えた場合に、警報指令４２９を加減
弁＃１警報装置４３０に出力する。

【００４４】切替判定装置４３３は、加減弁＃１流量偏
差信号４０４の絶対値が切替設定装置４３１からの切替
設定信号４３２を越えた場合に、切替指令４３４を加減
弁＃１警報装置４３０及び切替機４１１に出力する。

【００４５】比例演算器４０５は蒸気加減弁＃１流量偏
差信号４０４がなくなるように蒸気加減弁＃１流量補償
要求４０６を演算し、これを上下限制限器４０７へ出力
する。上下限制限器４０７は蒸気加減弁＃１流量補償要
求４０６の上下限を制限し、これを蒸気加減弁＃１流量
補償信号４０８として切替機４１１に出力する。

【００４６】切替機４１１は通常、蒸気加減弁＃１流量
補償制御信号４１２として零信号発生器４０９からの零
信号４１０を選択しているが、切替判定装置４３３から
切替指令４３４が出力された場合には、蒸気加減弁＃１
流量補償信号４０８に切り替わる。切替機４１１は、こ
の蒸気加減弁＃１流量補償制御信号４１２を、図１の全
蒸気加減弁流量補償加算器４２４に出力し、また対応す
る蒸気加減弁＃１以外である蒸気加減弁＃２の流量補償
加算器４１７、蒸気加減弁＃３の流量補償加算器４１８
及び蒸気加減弁＃４の流量補償加算器４１９へ出力す
る。

【００４７】以上の図２の蒸気加減弁＃１流量補償制御
装置４００の構成は、図１に表記していない蒸気加減弁
＃２流量補償制御装置，蒸気加減弁＃３流量補償制御装
置及び蒸気加減弁＃４流量補償制御装置についても同様
である。

【００４８】図１の蒸気加減弁＃２の流量補償加算器４
１７は、原子炉圧力制御装置１００からの加減弁流量信
号１１５と、対応する蒸気加減弁＃２以外である蒸気加
減弁＃１流量補償制御装置４００からの蒸気加減弁＃１
流量補償信号４１２、蒸気加減弁＃３流量補償制御装置
からの蒸気加減弁＃３流量補償信号４１４及び蒸気加減
弁＃４流量補償制御装置からの蒸気加減弁＃４流量補償
信号４１５を取り込み、これらを加算し、これを蒸気加
減弁＃２流量信号４２１として蒸気加減弁＃２位置制御
装置へ出力する。この蒸気加減弁＃２の流量補償加算器
４１７の構成は、蒸気加減弁＃１の流量補償加算器４１
６、蒸気加減弁＃３の流量補償加算器４１８及び蒸気加
減弁＃４の流量補償加算器４１９についても同様であ
る。

【００４９】また、全蒸気加減弁流量補償加算器４２４
は、蒸気加減弁＃１流量補償制御装置４００からの蒸気
加減弁＃１流量補償信号４１２、蒸気加減弁＃２流量補
償制御装置からの蒸気加減弁＃２流量補償信号４１３、
蒸気加減弁＃３流量補償制御装置からの蒸気加減弁＃３
流量補償信号４１４及び蒸気加減弁＃４流量補償制御装
置からの蒸気加減弁＃４流量補償信号４１５を取り込
み、これらを加算し、これを全蒸気加減弁流量補償信号
４２５として、タービンバイパス弁補償制御装置５０
０，自動出力調整装置２００内の制御棒補償制御装置６
００及び原子炉再循環流量制御装置３００内の炉心流量
補償制御装置７００へ出力する。

【００５０】タービンバイパス弁補償制御装置５００は
全蒸気加減弁流量補償信号４２５をＰＩＤ演算し、この
演算結果をタービンバイパス弁流量補償要求５０１とし
て上下限制限器５０２へ出力する。上下限制限器５０２
はタービンバイパス弁流量補償要求５０１の上下限を制
限し、これをタービンバイパス弁流量補償信号５０３と
して、タービンバイパス弁＃１流量補償加算器５０４及
びタービンバイパス弁＃２流量補償加算器５０５に出力
する。タービンバイパス弁＃１流量補償加算器５０４及
びタービンバイパス弁＃２流量補償加算器５０５は、そ
れぞれタービンバイパス弁流量信号１１６とタービンバ
イパス弁流量補償信号５０３を加算し、それぞれのター
ビンバイパス弁位置制御装置１７に出力する。

【００５１】自動出力調整装置２００内の制御棒補償制
御装置６００は全蒸気加減弁流量補償信号４２５をＰＩ
Ｄ演算し、この演算結果を原子炉出力補償要求６０１と
して上下限制限器６０２へ出力する。上下限制限器６０
２は原子炉出力補償要求601の上下限を制限し、これを
原子炉出力補償信号６０３として、原子炉出力偏差補償
比較器６０４に出力する。原子炉出力偏差補償比較器６
０４は、原子炉出力補償信号６０３と加算器２０３から
の原子炉出力偏差信号２０４を比較し、この差分を原子
炉出力偏差補償信号６０５として制御棒位置制御装置２
０５に出力する。

【００５２】原子炉再循環流量制御装置３００内の炉心
流量補償制御装置７００は全蒸気加減弁流量補償信号４
２５をＰＩＤ演算し、この演算結果を炉心流量補償要求
701として上下限制限器７０２へ出力する。上下限制限
器７０２は炉心流量補償要求７０１の上下限を制限し、
これを炉心流量補償信号７０３として、炉心流量補償比
較器７０４に出力する。炉心流量補償比較器７０４は、
炉心流量要求信号302,炉心流量補償信号７０３及び炉心
流量検出器２５の炉心流量信号２６との差分である炉心
流量偏差信号７０５を演算し、これを流量制御装置３０
５に出力する。この本発明の一実施例において、複数の
蒸気加減弁６（蒸気加減弁位置制御装置，蒸気加減弁位
置検出装置を含む）のうち、任意の蒸気加減弁６（蒸気
加減弁位置制御装置，蒸気加減弁位置検出装置を含む）
に異常が生じた場合、例えば蒸気加減弁＃１に異常が生
じた場合には、蒸気加減弁＃１流量信号４０２と加減弁
流量信号１１５に偏差が生じる。

【００５３】加減弁流量信号１１５に対して蒸気加減弁
＃１流量信号４０２が増加する異常が生じた場合には、
蒸気加減弁＃１流量偏差信号４０４が減少し、蒸気加減
弁＃１流量補償信号４０８も減少する。切替機４１１は
通常、蒸気加減弁＃１流量補償制御信号４１２として零
信号４１０を選択しているが、蒸気加減弁＃１流量偏差
信号４０４の絶対値が切替設定信号４３２を越えると、
切替指令４３４により蒸気加減弁＃１流量補償信号４０
８側に切り替わる。

【００５４】これによって、蒸気加減弁＃１流量補償制
御信号４１２が減少し、蒸気加減弁＃２流量信号４２
１，蒸気加減弁＃３流量信号４２２及び蒸気加減弁＃４
流量信号４２３が減少する。蒸気加減弁＃２位置制御装
置，蒸気加減弁＃３位置制御装置及び蒸気加減弁＃４位
置制御装置は、それぞれ蒸気加減弁＃２流量信号４２
１，蒸気加減弁＃３流量信号４２２及び蒸気加減弁＃４
流量信号４２３に応じて蒸気加減弁位置を制御するの
で、加減弁流量信号１１５に対する蒸気加減弁＃１流量
信号４０２の増加分を蒸気加減弁＃２，蒸気加減弁＃
３，蒸気加減弁＃４の流量減少で補償する。これによっ
て原子炉圧力低下は抑制される。

【００５５】また、蒸気加減弁＃１流量補償制御信号４
１２の減少により、全蒸気加減弁流量補償信号４２５が
減少する。

【００５６】タービンバイパス弁補償制御装置５００は
全蒸気加減弁流量補償信号４２５をＰＩＤ演算し、この
出力信号であるタービンバイパス弁流量補償要求５０１
は減少するが、上下限制限器５０２の下限値により零値
に制限されるため、タービンバイパス弁＃１流量補償加
算器５０４及びタービンバイパス弁＃２流量補償加算器
５０５はタービンバイパス弁流量信号１１６と同値とな
る。この場合タービンバイパス弁流量信号１１６は零値
であるため、タービンバイパス弁は開くことはない。

【００５７】また、自動出力調整装置２００内の制御棒
補償制御装置６００は全蒸気加減弁流量補償信号４２５
をＰＩＤ演算し、この出力信号である原子炉出力補償要
求６０１は減少する。これに伴い、原子炉出力偏差補償
信号６０５が増加し、制御棒制御装置２０５は制御棒操
作（引抜）を判定し、制御棒駆動装置２０へ制御棒操作
（引抜）指令２０６を出力する。制御棒駆動装置２０は
制御棒操作指令206に基づき制御棒２１を引抜き、加減
弁流量信号１１５に対する蒸気加減弁＃１流量信号４０
２の増加に伴って生じる原子炉出力低下を補償する。

【００５８】また、原子炉再循環流量制御装置３００内
の炉心流量補償制御装置７００は全蒸気加減弁流量補償
信号４２５をＰＩＤ演算し、この出力信号である炉心流
量補償要求７０１は減少する。これに伴い、炉心流量偏
差信号３０４が増加し、速度設定信号３０６も増加す
る。このため再循環ポンプモーター２８の電源周波数が
増加し、再循環ポンプ２９の速度が増加して、炉心流量
が増加する。これにより炉心流量信号２６が増加して、
炉心流量偏差信号３０４は零に整定する。この炉心流量
増加によって、加減弁流量信号１１５に対する蒸気加減
弁＃１流量信号４０２の増加に伴って生じる原子炉出力
低下を補償する。

【００５９】以上のように、本発明の一実施例におい
て、加減弁流量信号１１５に対して蒸気加減弁＃１流量
信号４０２が増加する異常の場合においても、他の全て
の健全な蒸気加減弁で蒸気加減弁＃１の流量増加を補償
し、またこの蒸気加減弁＃１の流量増加により生じる原
子炉出力低下を制御棒引抜き及び原子炉再循環ポンプ速
度上昇により補償するので、主蒸気圧力の低下により主
蒸気隔離弁閉スクラムに至ることなく、安定な運転継続
が可能である。

【００６０】一方、加減弁流量信号１１５に対して蒸気
加減弁＃１流量信号４０２が減少する異常が生じた場合
には、蒸気加減弁＃１流量偏差信号４０４が増加し、蒸
気加減弁＃１流量補償信号４０８も増加する。切替機４
１１は通常、蒸気加減弁＃１流量補償制御信号４１２と
して零信号４１０を選択しているが、蒸気加減弁＃１流
量偏差信号４０４の絶対値が切替設定信号４３２を越え
ると、切替指令４３４により蒸気加減弁＃１流量補償信
号４０８側に切り替わる。

【００６１】これによって、蒸気加減弁＃１流量補償制
御信号４１２が増加し、蒸気加減弁＃２流量信号４２
１、蒸気加減弁＃３流量信号４２２及び蒸気加減弁＃４
流量信号４２３が増加する。蒸気加減弁＃２位置制御装
置，蒸気加減弁＃３位置制御装置及び蒸気加減弁＃４位
置制御装置は、それぞれ蒸気加減弁＃２流量信号４２
１，蒸気加減弁＃３流量信号４２２及び蒸気加減弁＃４
流量信号４２３に応じて蒸気加減弁位置を制御するの
で、加減弁流量信号１１５に対する蒸気加減弁＃１流量
信号４０２の減少分を蒸気加減弁＃２，蒸気加減弁＃
３，蒸気加減弁＃４の流量増加で補償する。これによっ
て原子炉圧力上昇は抑制される。

【００６２】また、蒸気加減弁＃１流量補償制御信号４
１２の増加により、全蒸気加減弁流量補償信号４２５が
増加する。

【００６３】タービンバイパス弁補償制御装置５００は
全蒸気加減弁流量補償信号４２５をＰＩＤ演算し、この
出力信号であるタービンバイパス弁流量補償要求５０１
が増加するため、タービンバイパス弁＃１流量補償加算
器５０４及びタービンバイパス弁＃２流量補償加算器５
０５が増加し、タービンバイパス弁はタービンバイパス
弁＃１及びタービンバイパス弁＃２が開動作する。

【００６４】また、自動出力調整装置２００内の制御棒
補償制御装置６００は全蒸気加減弁流量補償信号４２５
をＰＩＤ演算し、この出力信号である原子炉出力補償要
求６０１は増加する。これに伴い、原子炉出力偏差補償
信号６０５が減少し、制御棒制御装置２０５は制御棒操
作（挿入）を判定し、制御棒駆動装置２０へ制御棒操作
(挿入)指令２０６を出力する。制御棒駆動装置２０は制
御棒操作指令２０６に基づき制御棒２１を挿入し、加減
弁流量信号１１５に対する蒸気加減弁＃１流量信号４０
２の減少に伴って生じる原子炉出力上昇を補償する。

【００６５】また、原子炉再循環流量制御装置３００内
の炉心流量補償制御装置７００は全蒸気加減弁流量補償
信号４２５をＰＩＤ演算し、この出力信号である炉心流
量補償要求７０１は増加する。これに伴い、炉心流量偏
差信号３０４が減少し、速度設定信号３０６も減少す
る。このため再循環ポンプモーター２８の電源周波数が
減少し、再循環ポンプ２９の速度が減少して、炉心流量
が減少する。これにより炉心流量信号２６が減少して、
炉心流量偏差信号３０４は零に整定する。この炉心流量
減少によって、加減弁流量信号１１５に対する蒸気加減
弁＃１流量信号４０２の減少に伴って生じる原子炉出力
上昇を補償する。

【００６６】以上のように、本発明の一実施例におい
て、加減弁流量信号１１５に対して蒸気加減弁＃１流量
信号４０２が減少する異常の場合においても、他の全て
の健全な蒸気加減弁で蒸気加減弁＃１の流量減少を補償
し、またこの蒸気加減弁＃１の流量減少により生じる原
子炉出力上昇を制御棒挿入及び原子炉再循環ポンプ速度
低下により補償する。この場合のプラント応答は図３の
実線のようになり、破線で示す従来の技術による応答の
ように原子炉圧力高スクラムあるいは中性子束高スクラ
ムに至ることなく、安定な運転継続が可能である。

【００６７】なお、本発明の一実施例では、圧力制御対
象を原子炉圧力としているが、主蒸気圧力とした場合で
も同様の挙動となる。

【００６８】また、本発明の一実施例では、蒸気加減弁
＃１に流量偏差が生じた場合に、他の健全な加減弁によ
る蒸気流量補償，タービンバイパス弁による蒸気流量補
償，制御棒位置調整による原子炉出力補償及び再循環ポ
ンプ速度調整による原子炉出力補償を組み合わせている
が、これらのうち、何れか一つであっても、あるいはい
くつかの組み合わせであっても良い。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、任意の
蒸気加減弁（蒸気加減弁位置制御装置，蒸気加減弁位置
検出装置を含む）の異常による圧力変動を他の健全な蒸
気加減弁あるいはタービンバイパス弁の開度調整により
抑制し、圧力変動に伴う原子炉出力変化を制御棒位置の
調整あるいは炉心流量の調整により抑制するようにした
ので、安定な運転継続が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である原子力発電プラントを
示す構成図である。

【図２】図１に使用した蒸気加減弁流量補償制御装置の
例を示す構成図である。

【図３】図１及び図２を説明するための特性図である。

【図４】従来技術の原子発電プラントを示す構成図であ
る。

【符号の説明】

６…蒸気加減弁、９…蒸気タービンバイパス弁、１４…
蒸気加減弁位置制御装置、１５…蒸気加減弁位置検出装
置、１７…タービンバイパス弁位置制御装置、１８…タ
ービンバイパス弁位置検出装置、２０…制御棒駆動装
置、２１…制御棒２７…可変周波数電源装置、２８…原
子炉再循環ポンプモータ、２９…原子炉再循環ポンプ、
１００…原子炉圧力制御装置、２００…自動出力調整装
置、３００…原子炉再循環流量制御装置、４００…蒸気
加減弁＃１流量補償制御装置、500…タービンバイパス
弁補償制御装置、６００…制御棒補償制御装置、７００
…炉心流量補償制御装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】沸騰水型原子力発電プラントの原子炉圧力
   あるいは主蒸気圧力を検出し複数の蒸気加減弁の流量を
   制御する原子炉圧力制御装置において、原子炉圧力制御
   装置からの加減弁流量信号と任意の蒸気加減弁の流量と
   の流量偏差を演算し前記流量偏差を補償するための流量
   補償制御信号を演算する流量補償制御装置と、他の健全
   な全ての蒸気加減弁に対する前記加減弁流量信号に前記
   流量補償制御信号を加算する蒸気加減弁流量補償加算器
   とを具備したことを特徴とする異常時協調制御システ
   ム。
2. 【請求項２】沸騰水型原子力発電プラントの原子炉圧力
   あるいは主蒸気圧力を検出し複数の蒸気加減弁の流量を
   制御する原子炉圧力制御装置において、原子炉圧力制御
   装置からの加減弁流量信号と任意の蒸気加減弁の流量と
   の流量偏差を演算し前記流量偏差を補償するための流量
   補償制御信号を演算する流量補償制御装置と、前記流量
   補償制御信号を原子炉圧力制御装置からのタービンバイ
   パス弁流量信号に加算するタービンバイパス弁流量補償
   加算器とを具備したことを特徴とする異常時協調制御シ
   ステム。
3. 【請求項３】沸騰水型原子力発電プラントの原子炉圧力
   あるいは主蒸気圧力を検出し複数の蒸気加減弁の流量を
   制御する原子炉圧力制御装置と原子炉圧力制御装置から
   の全蒸気流量信号に基づき原子炉出力偏差信号を演算し
   制御棒の挿入または引抜き操作を制御する自動出力調整
   装置において、原子炉圧力制御装置からの加減弁流量信
   号と任意の蒸気加減弁の流量との流量偏差を演算し前記
   流量偏差を補償するための流量補償制御信号を演算する
   流量補償制御装置と、前記流量補償制御信号に基づき原
   子炉出力補償要求を演算する制御棒補償制御装置と、前
   記原子炉出力偏差信号から減算するための原子炉出力偏
   差補償比較器とを具備したことを特徴とする異常時協調
   制御システム。
4. 【請求項４】沸騰水型原子力発電プラントの原子炉圧力
   あるいは主蒸気圧力を検出し複数の蒸気加減弁の流量を
   制御する原子炉圧力制御装置と自動出力調整装置あるい
   は原子炉圧力制御装置からの負荷要求偏差信号に基づき
   炉心流量要求信号を演算し炉心流量を制御する原子炉再
   循環流量制御装置において、原子炉圧力制御装置からの
   加減弁流量信号と任意の蒸気加減弁の流量との流量偏差
   を演算し前記流量偏差を補償するための流量補償制御信
   号を演算する流量補償制御装置と、前記負荷要求偏差信
   号に基づき炉心流量補償要求を演算する炉心流量補償制
   御装置と、前記炉心流量要求信号から炉心流量補償要求
   を減算するための炉心流量補償比較器とを具備したこと
   を特徴とする異常時協調制御システム。