JPS59100896A - 原子炉用インタ−ナルポンプ出力制御装置 - Google Patents
原子炉用インタ−ナルポンプ出力制御装置Info
- Publication number
- JPS59100896A JPS59100896A JP57209369A JP20936982A JPS59100896A JP S59100896 A JPS59100896 A JP S59100896A JP 57209369 A JP57209369 A JP 57209369A JP 20936982 A JP20936982 A JP 20936982A JP S59100896 A JPS59100896 A JP S59100896A
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に内蔵し
である気水分−Ｗ器の運転を、運転制限点以上に保持す
るのに好適なインターナルボ／プ出力制御装置に関する
。
である気水分−Ｗ器の運転を、運転制限点以上に保持す
るのに好適なインターナルボ／プ出力制御装置に関する
。
沸騰水型原子炉においては原子炉圧力容器内の冷却材を
強制循環させて炉心に送シ、炉心において生じた飽和蒸
気（気水混合物）を気水分離器を介して気水分離し、蒸
気によジタービンを回すようにしている。そして、原子
炉圧力容器内の冷却材の循環には、原子炉圧力容器内に
内蔵したインターナルポンプを用いて行なう方法が一部
とられている。即ち、’Ｊ１図に示す、ように、原子炉
圧力容器１０の中央部には、シュラウド１２に囲まれた
炉心１４が配置しである。そして、シュ２ウド１２の頂
部にはスタンドパイプ１６を介して複数の気水分能器１
８が設置しである。また、シュラウド１２の周囲のアニ
ユラス部２０には、複数のインターナルポンプ２２が設
置してラシ、駆動装置２４の駆動力によシ、アニユラス
部２０の冷却水を炉心下部プレナム２６に導くようにし
である。
強制循環させて炉心に送シ、炉心において生じた飽和蒸
気（気水混合物）を気水分離器を介して気水分離し、蒸
気によジタービンを回すようにしている。そして、原子
炉圧力容器内の冷却材の循環には、原子炉圧力容器内に
内蔵したインターナルポンプを用いて行なう方法が一部
とられている。即ち、’Ｊ１図に示す、ように、原子炉
圧力容器１０の中央部には、シュラウド１２に囲まれた
炉心１４が配置しである。そして、シュ２ウド１２の頂
部にはスタンドパイプ１６を介して複数の気水分能器１
８が設置しである。また、シュラウド１２の周囲のアニ
ユラス部２０には、複数のインターナルポンプ２２が設
置してラシ、駆動装置２４の駆動力によシ、アニユラス
部２０の冷却水を炉心下部プレナム２６に導くようにし
である。
炉心下部プレナム２６に入った冷却水は、炉心１４にお
いて加熱され、気水混合物となって炉心上部プレナム２
８に集められた後、気水分離器１８に送られる。
いて加熱され、気水混合物となって炉心上部プレナム２
８に集められた後、気水分離器１８に送られる。
気水分離器１８は、第２図に示すように複数の通路３０
が形成しである多重円筒型を成すチューブ３２の下端に
入口ベーン３４が設けである。そして、蒸気出口３６は
、冷却水面３８の上方に位置し、通路３０の下端は分離
水出口４０となっている。
が形成しである多重円筒型を成すチューブ３２の下端に
入口ベーン３４が設けである。そして、蒸気出口３６は
、冷却水面３８の上方に位置し、通路３０の下端は分離
水出口４０となっている。
前記したように気水分離器１８に導かれた気水混合物は
、入口ベーン３４によシ回転力を与えられ、旋回流とな
ってチューブ３２内を自由渦運動をしつつ上方に移動す
る。このため、気水混合物中の水分が、チューブ３２の
周縁部に移動し、通路３０を通って分離水出口４０から
アニユラス部２０内に戻される。そして、水分を除かれ
た蒸気は、蒸気出口３６から図示しない蒸気乾燥−器を
経た後、タービンに送られる。
、入口ベーン３４によシ回転力を与えられ、旋回流とな
ってチューブ３２内を自由渦運動をしつつ上方に移動す
る。このため、気水混合物中の水分が、チューブ３２の
周縁部に移動し、通路３０を通って分離水出口４０から
アニユラス部２０内に戻される。そして、水分を除かれ
た蒸気は、蒸気出口３６から図示しない蒸気乾燥−器を
経た後、タービンに送られる。
上記のような縦形軸流遠心式気水分離器は、気水温合物
に遠心運動を与えて気水分離を行なうため、気水分離器
の分離性能、即ち、出口クォリティ（蒸気出口３６にお
ける気水混合物の重量に対する蒸気の重量の割合、即ち
蒸気出口３６における蒸気の乾き度）が、気水分離器に
流入する気水混合物の流量および気水分離器の入口クォ
リティ（気水分離器に流入する蒸気の乾き度）に依存す
る。そして、気水分離器の出口クォリティは、原子炉圧
力容器出口における蒸気温シ度の値を一定値以下に制限
する必要があるところから、一定値以上に保持する必要
がある。
に遠心運動を与えて気水分離を行なうため、気水分離器
の分離性能、即ち、出口クォリティ（蒸気出口３６にお
ける気水混合物の重量に対する蒸気の重量の割合、即ち
蒸気出口３６における蒸気の乾き度）が、気水分離器に
流入する気水混合物の流量および気水分離器の入口クォ
リティ（気水分離器に流入する蒸気の乾き度）に依存す
る。そして、気水分離器の出口クォリティは、原子炉圧
力容器出口における蒸気温シ度の値を一定値以下に制限
する必要があるところから、一定値以上に保持する必要
がある。
第３図は、気水分離器の一般的性能を示すもので、個々
の気水分、誦器の設計によって異っておシ、実験によっ
て求める必要がある。第３図に示すように、気水分離器
流量が定格流１（１００％）から漸次減少するのに伴い
、出口クォリティが減少し、分離性能が劣化する。その
だめ、第４図に示すように気水分離器流量の減少に伴い
限界入口クォリティ（気水分離器出口クォリティを一定
値以上に保つために、必要な入口クォリティ）の値を大
きくする必要がある。一方、炉心出口クォリティ、則ち
気水分離器入口クォリティは、原子炉の運転状態、特に
原子炉炉心流量、原子炉熱出力に依存する。第５図は、
炉心流量の変化に対する炉心熱出力と炉心出口クォリテ
ィとの関係を示す図である。即ち、炉心流量が大きくな
る程炉心出ロクオリティが減少し、炉心熱出力が低下す
る程炉心出ロクオリティが低下する。
の気水分、誦器の設計によって異っておシ、実験によっ
て求める必要がある。第３図に示すように、気水分離器
流量が定格流１（１００％）から漸次減少するのに伴い
、出口クォリティが減少し、分離性能が劣化する。その
だめ、第４図に示すように気水分離器流量の減少に伴い
限界入口クォリティ（気水分離器出口クォリティを一定
値以上に保つために、必要な入口クォリティ）の値を大
きくする必要がある。一方、炉心出口クォリティ、則ち
気水分離器入口クォリティは、原子炉の運転状態、特に
原子炉炉心流量、原子炉熱出力に依存する。第５図は、
炉心流量の変化に対する炉心熱出力と炉心出口クォリテ
ィとの関係を示す図である。即ち、炉心流量が大きくな
る程炉心出ロクオリティが減少し、炉心熱出力が低下す
る程炉心出ロクオリティが低下する。
上記に示したことから炉心流量が大きく、かつ、低出力
の運転時に気水分離器の性能限界（一定値以上の乾き度
が得られない点）を越えることになシ、原子炉圧力容器
の出口蒸気の湿シ度が運転制限直を上回わシ、炉心流量
を減少させるか、原子炉熱出力を上昇させる必要がある
。
の運転時に気水分離器の性能限界（一定値以上の乾き度
が得られない点）を越えることになシ、原子炉圧力容器
の出口蒸気の湿シ度が運転制限直を上回わシ、炉心流量
を減少させるか、原子炉熱出力を上昇させる必要がある
。
一般に沸騰水型原子炉における原子炉熱出力の制御は、
第６図に示すように原子炉炉心流量を変化させることに
よって行なっている１、即ち、通常の原子炉運転におけ
る原子炉炉心ａ、量と原子炉熱出力との関係は、直線す
に示すような変化をする。
第６図に示すように原子炉炉心流量を変化させることに
よって行なっている１、即ち、通常の原子炉運転におけ
る原子炉炉心ａ、量と原子炉熱出力との関係は、直線す
に示すような変化をする。
しかし、原子炉の起動時等の出力上昇時においては、炉
心流量に対し炉心熱出力が直線すよシも小さい場合があ
る。このため、例えば炉心流量に対し炉心熱出力が直Ｈ
ａに示しだ値以下である場合には、第５図に示したよう
に炉心出口クォリティ、即ち気水分離器入口クォリティ
が著しく低下し、気水分離器の性能限界を越えた運転と
なる。従って、第６図の斜線領域Ａにおいては、気水分
離器の性能限界を越えておシ、このような状態における
原子炉の運転を避ける必要がある。なお、第６図におい
て示しだ曲線ｄはインターナルポンプの回転数を一定に
した場合の原子炉熱出力変化を示したものである。
心流量に対し炉心熱出力が直線すよシも小さい場合があ
る。このため、例えば炉心流量に対し炉心熱出力が直Ｈ
ａに示しだ値以下である場合には、第５図に示したよう
に炉心出口クォリティ、即ち気水分離器入口クォリティ
が著しく低下し、気水分離器の性能限界を越えた運転と
なる。従って、第６図の斜線領域Ａにおいては、気水分
離器の性能限界を越えておシ、このような状態における
原子炉の運転を避ける必要がある。なお、第６図におい
て示しだ曲線ｄはインターナルポンプの回転数を一定に
した場合の原子炉熱出力変化を示したものである。
他方、冷却水の強制循環にジェットポンプを用いている
沸騰水型原子炉においては、ジェットポンプ部における
キャビテーション防止のための運転制限が、気水分離器
の運転制限範囲を上回っておシ、ジェットポンプのキャ
ビテーションを防止した運転を行なえば、気水分離器の
性能限界を特に考慮する必要がない。
沸騰水型原子炉においては、ジェットポンプ部における
キャビテーション防止のための運転制限が、気水分離器
の運転制限範囲を上回っておシ、ジェットポンプのキャ
ビテーションを防止した運転を行なえば、気水分離器の
性能限界を特に考慮する必要がない。
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、気水分離器の性能限界を越えることがない炉
心出口クォリティを得ることができる原子炉用インター
ナルポンプ出力制御装置を提供することを目的とする。
たもので、気水分離器の性能限界を越えることがない炉
心出口クォリティを得ることができる原子炉用インター
ナルポンプ出力制御装置を提供することを目的とする。
本発明は、炉心流量を検出し、検出した炉心流量におけ
る気水分離器の限界クォリティを得るのに必要な原子炉
出力を算出し、笑際の原子炉出力がこの算出した原子炉
出力より小さい時に、インターナルポンプの回転数を減
少させて炉心流量を少なくするようにし、炉心出口クォ
リティが気水分離器の運転性能限界を越えることがない
ように構成したものである。
る気水分離器の限界クォリティを得るのに必要な原子炉
出力を算出し、笑際の原子炉出力がこの算出した原子炉
出力より小さい時に、インターナルポンプの回転数を減
少させて炉心流量を少なくするようにし、炉心出口クォ
リティが気水分離器の運転性能限界を越えることがない
ように構成したものである。
本発明に係る原子炉用インターナルポンプ出力制御装置
の好ましい実施例を添付図面に従って詳説する。
の好ましい実施例を添付図面に従って詳説する。
前記したように第６図に示した斜線領域Ａにおいては、
炉心出口クォリティが低い気水分離器の性能限界を越え
た気水混合物が気水分離器に入るため、気水分離器の運
転を制限する必要がある。
炉心出口クォリティが低い気水分離器の性能限界を越え
た気水混合物が気水分離器に入るため、気水分離器の運
転を制限する必要がある。
そこで、第６図に示したように、気水分離器の運転を制
限する制限線である直線ａの上方に限界線Ｃを設定し、
炉心流量と原子炉熱出力との関係が限界線Ｃの一点に達
したときに、インターナルポンプの回転数を減少させ、
炉心流量と原子炉熱出力との関係が曲線ｄに乗るように
インターナルポンプの出力を制御するものである。
限する制限線である直線ａの上方に限界線Ｃを設定し、
炉心流量と原子炉熱出力との関係が限界線Ｃの一点に達
したときに、インターナルポンプの回転数を減少させ、
炉心流量と原子炉熱出力との関係が曲線ｄに乗るように
インターナルポンプの出力を制御するものである。
上記のｌ１ＩＪ御を行なう制御装置は、第７図にブロッ
ク線図金もって示しである。
ク線図金もって示しである。
第７図において符号４２は、原子炉炉心流量測定装置で
あシ、インターナルポンプの出力等によシ原子炉炉心流
量を測定する。そして、原子炉炉心流量測定装置４２が
演出した炉心流量信号Ｗは、演算と４４に送られる。演
算器４４は、炉心流量信号Ｗを入力されると、気水分離
器の性能限界を越えない気水分離器限界入口クォリティ
、即ち限界炉心出口クォリティを求め、この限界炉心出
口クォリティを得るに必要な原子炉熱出力を算出する。
あシ、インターナルポンプの出力等によシ原子炉炉心流
量を測定する。そして、原子炉炉心流量測定装置４２が
演出した炉心流量信号Ｗは、演算と４４に送られる。演
算器４４は、炉心流量信号Ｗを入力されると、気水分離
器の性能限界を越えない気水分離器限界入口クォリティ
、即ち限界炉心出口クォリティを求め、この限界炉心出
口クォリティを得るに必要な原子炉熱出力を算出する。
即ち、演算器４４は、７ｊｇ６図に示した炉心流量に対
応する限界線Ｃ上の原子炉熱出力を算出する。この限界
線Ｃは、炉心流量の１次式として表わせば充分である。
応する限界線Ｃ上の原子炉熱出力を算出する。この限界
線Ｃは、炉心流量の１次式として表わせば充分である。
即ち、原子炉熱出力をＰとすれば、
Ｐ ＝ ｆ （Ｗ） ＝ ａ Ｗ十す
として表わすことができる。ここにａおよびｂは定数で
ある。
ある。
演算器４４において算出した原子炉熱出力は、比較器４
６に送られる。比較器４６は、原子炉熱出力測定装置４
８が検出した原子炉熱出力信号Ｑと演算器４４が算出し
た原子炉熱出力ｆ（Ｗ）とを比較する。なお、原子炉熱
出力信号としては、炉内中性子計測値、主蒸気流量計測
値または給水流量計測値等を用いることができる。
６に送られる。比較器４６は、原子炉熱出力測定装置４
８が検出した原子炉熱出力信号Ｑと演算器４４が算出し
た原子炉熱出力ｆ（Ｗ）とを比較する。なお、原子炉熱
出力信号としては、炉内中性子計測値、主蒸気流量計測
値または給水流量計測値等を用いることができる。
比較器４６におけるＱとｆ （Ｗ）との比較の結果、Ｑ
＞ｆ （Ｗ）であれば、原子炉熱出力は限界線Ｃ以上の
位置にあり、インターナルポンプの回転数を下げる必要
がない。従って、ポンプ速度制御装置５０にはインター
ナルポンプ減速せずの信号が比較器４６から入力され、
ポンプ速度制御装置５０は、インターナルポンプ駆動装
置２４に制御信号を送らない。
＞ｆ （Ｗ）であれば、原子炉熱出力は限界線Ｃ以上の
位置にあり、インターナルポンプの回転数を下げる必要
がない。従って、ポンプ速度制御装置５０にはインター
ナルポンプ減速せずの信号が比較器４６から入力され、
ポンプ速度制御装置５０は、インターナルポンプ駆動装
置２４に制御信号を送らない。
しかし、Ｑ＜ｆ （Ｗ）の場合には、ポンプ速度制御装
置５０に比較器４６からインターナルポンプ減速の信号
が入シ、ポンプ速度制御装置５ｏは、ポンプ駆動装置２
４に減速指令を与え、インターナルポンプの回転数を減
少させる。このため、炉心流量が減少し、第６図に示し
た限界線Ｃ以下の状態にあったものが、曲線ｄ上の一点
に移行し、限界炉心出口クォリティ以上の炉心出口クォ
リティを得ることができる。従って、気水分離器は、性
能限界を越えることがない気水混合物の供給を受け、気
水分離器の運転制限を逸脱することを自動的に回避でき
る。この結果、原子炉圧力容器出口の蒸気温シ度は、常
に一定値以下に保つことができ、主タービンの損傷をな
くすことができる。
置５０に比較器４６からインターナルポンプ減速の信号
が入シ、ポンプ速度制御装置５ｏは、ポンプ駆動装置２
４に減速指令を与え、インターナルポンプの回転数を減
少させる。このため、炉心流量が減少し、第６図に示し
た限界線Ｃ以下の状態にあったものが、曲線ｄ上の一点
に移行し、限界炉心出口クォリティ以上の炉心出口クォ
リティを得ることができる。従って、気水分離器は、性
能限界を越えることがない気水混合物の供給を受け、気
水分離器の運転制限を逸脱することを自動的に回避でき
る。この結果、原子炉圧力容器出口の蒸気温シ度は、常
に一定値以下に保つことができ、主タービンの損傷をな
くすことができる。
以上説明したように本発明によれば、気水分離器の性能
限界を越えることがない炉心出口クォリティを得ること
ができる。
限界を越えることがない炉心出口クォリティを得ること
ができる。
第１図はインターナルポンプを内蔵した沸騰水型原子炉
の説明図、第２図は縦型軸流遠心式気水分離器の断面図
、第３図は気水分離器流量と出口クォリティとの関係を
示す図、第４図は気水分離器流量と限界入口クォリティ
との関係を示す図、第５図は炉心流量の変化に対する原
子炉熱出力と炉心出口クォリティとの関係を示す図、第
６図は炉心流量と原子炉熱出力との関係を示す図、第７
図は本発明に係る原子炉用インターナルポンプ出力制御
装置のブロック図である。 １０・・・原子炉圧力容器、１４・・・炉心、１８・・
・気水分離器、２２・・・インターナルポンプ、２４・
・・駆動装置、４２・・・原子炉炉心流量測定装置、４
４・・・演算器、４６・・・比較器、４８・・・原子炉
出力測定装置、５０・・−ポンプ速度制御装置。 茶１図 第２０ 茅３２ 六７に介龜椹減量 （２） 茅４．２ 第５ 目 がル・流量 必工刀 芋乙 口 第７０
の説明図、第２図は縦型軸流遠心式気水分離器の断面図
、第３図は気水分離器流量と出口クォリティとの関係を
示す図、第４図は気水分離器流量と限界入口クォリティ
との関係を示す図、第５図は炉心流量の変化に対する原
子炉熱出力と炉心出口クォリティとの関係を示す図、第
６図は炉心流量と原子炉熱出力との関係を示す図、第７
図は本発明に係る原子炉用インターナルポンプ出力制御
装置のブロック図である。 １０・・・原子炉圧力容器、１４・・・炉心、１８・・
・気水分離器、２２・・・インターナルポンプ、２４・
・・駆動装置、４２・・・原子炉炉心流量測定装置、４
４・・・演算器、４６・・・比較器、４８・・・原子炉
出力測定装置、５０・・−ポンプ速度制御装置。 茶１図 第２０ 茅３２ 六７に介龜椹減量 （２） 茅４．２ 第５ 目 がル・流量 必工刀 芋乙 口 第７０
Claims (1)
- １、原子炉圧力容器内に内蔵した冷却材を循環させるイ
ンターナルポンプの出力を制御する原子炉用インターナ
ルポンプ出力制御装置において、炉心流量を検出する流
量検出器と、この流量検出器の検出した炉心流量におけ
る炉心において生じだ気水混合物を気水分離する気水分
離器の限界クォリティが得られる原子炉出力を算出する
演算器と、原子炉の出力を検出する出力検出器と、この
出力検出器の検出した出力が前記演算器の算出した出力
よシ小さいときに前記、インターナルポンプの回転数を
減少させる制御装置とを設けたことを特徴とする原子炉
ｄ４インターナルポンプ出力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57209369A JPS59100896A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 原子炉用インタ−ナルポンプ出力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57209369A JPS59100896A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 原子炉用インタ−ナルポンプ出力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59100896A true JPS59100896A (ja) | 1984-06-11 |
Family
ID=16571788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57209369A Pending JPS59100896A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 原子炉用インタ−ナルポンプ出力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59100896A (ja) |
-
1982
- 1982-12-01 JP JP57209369A patent/JPS59100896A/ja active Pending
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