JPS5838759B2 - 原子力発電プラントの蒸気圧力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は沸騰水型原子力発電所における蒸気圧力制御装
置に係り、特に常用圧力調整器から後備圧力調整器への
引継ぎに際して有用な圧力設定バイアスの自動調整手段
に関するものである。

一般に沸騰水型原子力発電所においては、主タービン入
口圧力を一定に保つための圧力制御系が常用圧力調整器
と後備圧力調整器とをそれぞれ備えた二系統の圧力制御
系統からなっている例が多い。

これら各系統はそれぞれ独立の圧力検出器を有しており
、その検出圧力を各調整器の設定圧力と比較し、その偏
差出力で主タービン加破弁の開度制御を行なうもの・と
なっている。

なおこの場合、最終的な加減弁開度指令は、いずれか一
方の系統にて行なう必要があるため、通常は両系統の設
定圧力をバイアス設定器によって僅かにずらし、両調整
器出力に偏差をつけるようにし、かつその偏差出力を高
値優先回路によって選択して出力するようにしている。

かくして二系統の圧力検出器出力が全く同一であるとき
は、タービン加減弁の開度制御を常時行なう常用圧力調
整器の設定圧力を、後備圧力調整器の設定圧力に比して
低く設定している。

この状態にて常用圧力調整器に異常が発生したとすると
、常用圧力調整器の出力は急減少するので、後備圧力調
整器の出力の方が高値となり、高値優先回路を通して出
力される。

したがって以後は後備圧力調整器の出力によってタービ
ン加減弁の制御が引続き行なわれることになる。

この場合、加減弁開度制御信号は二系統の圧力設定差に
対応する分だけ急変することになるので、それに伴って
力０減弁の開度が急変する。

そのため、瞬間的に圧力が上昇し中性子束レベルの上昇
をきたす。

この過渡的変化に基づく中性子束レベルの上昇分が過大
になると、原子炉はスクラムすることになる。

したがって上記両調整器の圧力設定差は十分小さく定め
ることが望ましい。

従来は上記圧力設定差を０．２〜０．３５ ｋｇ／ｉ程
度の値を定めている。

ところで、前記各系統ごとに設けられている圧力検出器
は一般に１０〜７５ｋｇ／ｃｉ、程度の範囲の圧力測定
をなすものとなっている。

したがって前記圧力設定差を０．２〜０．３５ｋｇ／−
程度に定めるということは、測定範囲の僅か０．３〜０
．５％程度の微小な値についての設定を行なうというこ
とになる。

換言すれば二系統の圧力検出器の出力は、１０〜７５ｋ
ｇ／ｃｉの広範囲に亘り常に０．２〜０、３５ ｋｇ／
ｃｒｉｔなる幅に対し十分小さな許容誤差にて一致しな
ければならないことになる。

しかしこれはは現実問題として非常に困難である。

しかるに上記０条件を満たさない限り、側圧力調整器間
の不用な引継ぎ動作が頻発したり、実際に常用圧力調整
器の故障で後備圧力調整器への引継ぎが起った場合に原
子炉のスクラムが発生するおそれがある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり
、上述のように１０〜７５ｋｇ／−程度の広範囲に亘っ
て測定を行なう場合において、一対の圧力検出器の出力
に多少の誤差があっても、常に二系統の圧力調整器出力
が所定範囲内に収まるように圧力設定バイアスが自動調
整され常用圧力調整器から後備圧力調整器への引継時に
おける過渡応答を所定０大きさ以下に抑制することを目
的とする。

以下本発明の詳細を図面に示す実施例によって明らかに
する。

第１図は沸騰水型原子力発電所における一般的な蒸気圧
力制御系の主な系統につき概略的に示した図である。

図において１は原子炉であり、この原子炉１により加熱
された蒸気は主蒸気管２を介してタービン３へ供給され
、タービン３を回転させて発電機４を回す。

タービン３を通った蒸気は復水器５を経由したのち弁６
を介して再び主蒸気管２側へ戻される。

タービン３の入口に近い主蒸気管２にはタービン加減弁
７が設けである。

この加減弁７は次に述べるタービン入口圧力制御系によ
ってその開度を制御される。

すなわち力ロ減弁７の入口側の主蒸気管２には、一対の
圧力検出器８，９が取付けである。

この圧力検出器８，９はいずれも１０〜７５ｋｇ／ｃｒ
Ｉｌ程度の圧力測定をなし得るものであり、その検出圧
力信号を圧力制御回路１０の・一対の圧力調整器１１．
１２にそれぞれ供給するものとなっている。

上記各圧力調整器１１．１２は後述するようにそれぞれ
所定の圧力設定がなされ、検出圧力信号との偏差信号を
取出し、これを高値優先回路１３へ供給する。

高値優先回路１３は大きい方の偏差信号を選択してサー
ボ機構１４へ供給する。

なお後述するように高値優先回路１３へ入力する各圧力
調整器１１．１２からの出力の一部は、上記各圧力調整
器１１．１２の入力端側ヘフィードバックされ、設定圧
力バイアスを可変制御するものとなっている。

かくしてタービン加減弁７は、力ロ減弁駆動用のサーボ
機構１４によって開度制御されタービン入口圧力を一定
に保つものである。

第２図は第１図の圧力制御回路１０の部分を詳細に示し
た図であり、Ａ、Ｂ、Ｃは第１図いＡ。

Ｂ、Ｃ各部と対応させである。

第２図中、２１および２２はそれぞれ前記各圧力調整器
１１．１２の出力部であり、各系統の線路２３．２４に
各々介挿されている。

上記各出力部２１．２２はそれぞれ進み・遅れ回路を有
しており、位相調整等をなし得るも”のとなっている。

線路２２，２３の各出力部入力端側には各圧力調整器１
１．１２の偏差検出部２５．２６がそれぞれ設けられて
いる。

偏差検出部２５は前記検出器８０検出圧力信号Ｓ１と、
圧力設定器２７０出力活号Ｓ２と、バイアス設定器２８
い出力信号Ｓ３との加減算をなし偏差信号を送出するも
のである。

また偏差検出部２６は前記検出器９０検出圧力信号Ｓ４
と、上記出力信号Ｓ２およびＳ３とのカロ減算を行ない
その偏差俗骨を送出するものである。

なお信号Ｓ１゜Ｓ３．Ｓ４は加算要素として、また信号
Ｓ２は減算要素としてカロえられる。

圧力設定器２７は予め外部から目標とする圧力値を設定
され、その・設定圧力値に相当する信号を送出する。

またバイアス設定器２８は後述するバイアス自動調整回
路によって可変制御され、所定のバイアス出力信号を送
出する。

バイアス自動調整回路は次のように構成されている。

すなわち、前記圧力調整器における出力部２Ｌ２２から
送出される偏差信号Ｓ５およびＳＳ６をカロ減演算器２
９で加減算しその差出力を取出す。

そしてこい差出力を遅延回路３０で若干遅延させたのち
判定器３１の入力端に与える。

判定器３１の基準入力端３１ａには、高値優先回路１３
に入力する偏差信号の差、すなわち肉圧力調整器１１．
１２の設定圧力の差、の許容範囲を規定する規定値たと
えば０．１５〜０．２ ｋｇ／ｃｒｉｔに相当する上下
限値を与えておく。

かくして遅延回路３０の出力信号が上記許容範囲を逸脱
しているか否かを判定し、逸脱している場合にはモータ
制御回路３２に信号を与える。

モータ制御回路３２は上記信号を与えられたとき作動し
、モータ３３を所定方向へ所定量回転させる。

かくしてバイアス設定器２８の設定状態を変更し、前記
設定圧力の差を所定範囲内に収めるものである。

なお、モータ制御回路３２とモータ３３とを結ぶ線路に
は開閉器３４が介挿されており、別の判定器３５の出力
によって開閉制御されるものとなっている。

上記判定器３５は前記加減演算器２９の出力を基準入力
端３５ａに与えられる限界設定レベルと比較し、このレ
ベルを越えたときに出力を送出し前記開閉器３４を開放
させバイアス設定器２８の設定バイアス値を現状のま５
保持させるものである。

本装置は上記の如く構成されたものであるから、圧力検
出器８，９で検出された圧力は、検出圧力信号８１．８
４となって偏差検出部２５．２６へそれぞれ入力し、圧
力設定器２７の出力信号Ｓ２、バイアス設定器２８の出
力信号Ｓ３との加減算が行なわれ偏差信号となって圧力
調整器出力部２１２２へ送られる。

そして上記各出力部２１．２２における進み・遅れ回路
で位相等の調整がなされたのち、上記偏差信号は高値優
先回路１３に導びかれ、ハイレベルな力の系統の信号が
選択されてサーボ機構１４へ供給される。

これによりタービン力ロ減弁７の開度調整がなされター
ビン入口圧力は一定に保たれる。

一方、圧力調整器出力部２１．２２からの偏差信号Ｓ５
．Ｓ６は加減演算器２９にて加減算されその差出力が取
出される。

この差出力は一力において遅延回路３０を介して判定器
３１に入力し、ここで許容範囲内のものか否かを判定さ
れる。

許容範囲内のものであるときは現状維持であるが、許容
範囲外のものである場合には出力がモータ制御回路３２
に与えられるので、モータ制御回路３２が作動しモータ
３３を回転制御する。

その結果、バイアス設定器２８が可変制御され設定バイ
アス値を変更するので、前記偏差出力信号Ｓ５と８６と
の差は許容範囲内のものとなる。

上記偏差出力信号Ｓ５と８６との差が異常に大きく加減
演算器２９の出力レベルが限界レベルを越えた場合には
、判定器３５から出力が直ちに送出され、開閉器３４を
開く。

したがって、バイアス設定器２８の設定バイアスは現状
のま＼保持され、原因究明および、故障回復等、しかる
べき措置が講じられるのを待機する。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、本発明の要旨を変更しなし）範囲で種々変形実施でき
るのは勿論である。

以上説明したように本発明によれば、バイアス自動調整
回路によってバイアス状態が自動的に変更制御されるの
で、二系統の圧力調整器の出力差を常に一定の許容範囲
内に規制することができる。

したがって従来の圧力制御回路で問題となっていた圧力
検出器のドリフト等による検出誤差や、１０〜７５ｋｇ
／ｃｒｉＬという広範囲な圧力測定範囲に亘り同一特性
を維持しなければならないといった困難性が解決される
ことになるばかりでなく、常用圧力調整器から後備圧力
調整器への引継時における過渡応答を所定０大きさ以下
に抑制し得るのでプラント稼動率に太いに寄与する原子
力発電プラントの蒸気圧力制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略的構成を示すブロック
図、第２図は同実施例の圧力制御回路の構成を示すブロ
ック図である。 １・・・・・・原子炉、２・・・・・・主蒸気管、７・
・・・・・タービン力ロ減弁、８，９・・・・・・圧力
検出器、１０・・・・・・圧力制御回路、２１，２２・
・・・・・圧力調整器出力部、２５．２６・・・・・・
偏差検出部、３０・・・・・・遅延回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タービンへ供給される蒸気圧力を検出する一対の圧
   力検出器と、この一対の圧力検出器で検出された各検出
   圧力信号を圧力設定器による設定値と比較しその偏差信
   号をそれぞれ取出す出力調整器と、これらの圧力調整器
   で取出された各偏差信号のうち大きな方を選択的に送出
   する高値優先回路と、この高値優先回路の出力に応じて
   開度制御され前記タービンの入口圧力を一定に保つ加減
   弁と、前記一対の圧力調整器から送出される二つの偏差
   信号の差を取出す演算器と、この演算器にて取出された
   差出力が規定範囲内のものか否かを判定する判定器と、
   この判定器が規定範囲外のものであるとの判定をしたと
   き前記圧力設定器による設定値のバイアス値を前記差出
   力が前記規定範囲内に収まる方向へ可変制御するバイア
   ス設定手段とを具備したことを特徴とする原子力発電プ
   ラントの蒸気圧力制御装置。 ２ バイアス設定手段は、判定器の出力に応動するモー
   タ制御回路により回転力向および回転量を制御されるモ
   ータによってバイアス設定器を可変制御するものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の原子力発
   電プラントの蒸気圧力制御装置。