JPS59217197A - 再循環流量制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はインターナルポンプを有する沸騰水型原子力発
電所の原子炉出力制御装置に係シ、特にインターナルポ
ンプ駆動電動機の電源にて瞬時停電が発生した場合の原
子炉出力制御に関する。

〔発明の背景〕

第１図によシ従来技術を説明する。

第１図は、沸祷水型原子力発′に所の概略図である。

第１図において原子炉１内のインターナルポンプ５を駆
動する電動機６はサイリスク電源装置７によシ箪源を供
給されている。また、サイリスタ電源装置７の周波数を
変えることによジインターナルポンプ５の回転数制御を
行なっておシ、サイリスタ電源装置７の周波数は上位の
制御系である再循環流量制御装置ｉ１１のポンプ回転数
要求信号８に従う。

再循環流量制御装置１１においてポンプ回転数要求信号
８はＭ／Ａ操作器１４が手動モードにある場合は、運転
員の手動操作により設定される。

また、Ｍ／Ａ操作器１４が自動モードにある場合は、中
性子束制御器１３の出力信号がポンプ回転数要求信号８
となシ直接サイリスタ電源装置７を制御する。

ここで、中性子束制御器１３０入力信号は主制御器１２
の原子炉出力要求信号１５と原子炉１の炉心２内に設置
された中性子束検出器９にて検出されたＡＰＲＭ信号１
０との偏差となっておシ、中性子束制御器１３は、原子
炉出力急降下後１５とＡＰＲＭ信号１０とが一致するよ
うインターナルポンプ５の回転数を制御する。

なお、中性子束制御器１３の出力は分岐し各Ｍ／Ａ操作
器１４及びサイリスタ制御装置７を介して複数のインタ
ーナルポンプ駆動電動機６？ｉ−制御している。〜 また、サイリスク電源装置７は発電所内の常用系母線１
７に継っておシボ／ノ駆動電動槓６の脇動箪力は常用系
母線１７よシ供給される。

上記のようなインターナルポンプｆｔｔ＋ｊ御システム
において、常用系母線１７にて箪源簀失が生じるとポン
プ駆動電動機６０′＃Ｉｔ源が失われインターナルポン
プ５はトリップすることになる。

また、常用系母線にて瞬時停電が生じた場合は、一時的
にポンプ電動ｉｔ動機６の電源喪失となる。

ここで、一般にインターナルポンプ５及びポンプ駆動電
動機６を合わせた慣性時定数は、従来の外部ループ再循
蟻ポング及び再循環ＭＧセットに比べ非常に小さく制御
性に優れているが、反面上記瞬時停電のように一時的に
電力が失われるような事象においてもインターナルポン
プ５の回転数が急激に変化するという欠点がある。

従って、瞬時停電の発生によジインターナルポンプ５０
回転数は急減に減少する。また、その後の電源復帰時に
おいてもボップ回転数は再循環流量制御装置のポンプ回
転数要求信号に従い急激に上昇する。

このため、炉心２内の冷却材炉心流量が変動しこれによ
り中性子束も波動することになシ、炉心流量増加時に中
性子束高によるスフシムの発生する恐れがあった。

本問題について従来は、サイリスク電源装置７側にてポ
ンプ速度の上昇率を制限するよう変化率の上限リミット
機能を設けていたが、この場合は瞬時停電発生後のポン
プ速度上昇時に中性子束が定格値に対しオーバーシュー
トすることのないよう変化率の上限値を非常に小さくす
る必要があり、このため、瞬時停電の発生によシ中性子
束が一旦急減少した後、再び定格値に戻るまで長い軸間
を要するという問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、インターナルポンプ及びサイリスタ電
源装置によシ炉心流量の制御を行なう沸騰水型原子力発
′ａ所において、瞬時停電の発生による原子炉出力急降
下後の再出力上昇において、中性子束信号によるフィー
ドバック制御を行なうことによシ速やかな再出力上昇を
行なうと共に出力上昇時の中性子束オーバシュートを生
じさせない再循環流量制御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、インターナルポンプ及びサイリスク電源装置
によ少炉心流量の制御を行なう沸秘水振原子力発電所に
おいて、瞬時停電発生後の出力再上昇時に中性子束のフ
ィードバック信号を用いることによシ中性子゛東のオー
バーシュート量を抑えることができる点に着目し、上記
瞬時停電発生時の原子炉出力変化に応じて中性子束制御
器への原子炉出力要求信号を操作することにょ多原子炉
出力上昇時においても中性子束制御器を使用し、中性子
束のオーバシュートを防止しつつ速やかに原子炉出力の
上昇を行なえるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第１図によシ瞬時停電発生時の原子力発電所挙動につい
て説明する。

第１図において、再循環流量制御装置１１は各ポンプ毎
に設置されたＭ／Ａ操作器１４、各ポンプに対してポン
プ速度要求信号を与える中性子束制御器１３及びタービ
ン制御系１６よシの負荷要求偏差信号により原子炉出力
要求信号１５を演算する主制御器１２によシ構成される
。

ここで、主１δ１ｊ御器１２、中性子束制御器１３及び
Ｍ／Ａ操作器１４はそれぞれ自動／手動の切換えスイッ
チを有しており上位制御器による自動運転あるいは手動
による運転が可能である。

ここで、主制御器設定値ての制御器が自動側にある場合
は系統側の運転状態に応じて自動的にインターナルポン
プ速度が制御され、自動負荷追従運転を行なう。また、
主制御器が手動モードの場合は手動による主制御器設定
値の変更に対し、中性子束が一致するようポンプ速度が
制御される。

一方、中性子束制御器あるいはＭ／Ａ操作器を手動モー
ドとした場合は、各ポンプ毎あるいは全ポンプ一括にて
手動による回転数制御が可能である。

サイリスタ電源装置７は上記再循環流に制御装置１１の
ポンプ回転数要求信号に従いポンプ駆動電動機６が回転
するような周波数を持った信号を出力している。

ここで、瞬時停電が発生するとサイリスタ電源装置７の
出力電圧が低下するためインターナルポンプ６の回転数
が急激に降下する。その後、′電源電圧が復帰すると速
やかに回転数が上昇し再循環流量制御装置からのポンプ
回転数要求信号８に相当する回転数に復帰する。

上記事象における過渡変化を第２図実線に示す。

第２図に示す如くポンプの慣性時定数が小さいため電圧
復帰時のポンプ回転数上昇が急激なものとなシ、中性子
束の急上昇が生じてしまう。このため、中性子束高によ
るスクラムの生じる可能性が高い。

この対策として従来は電源電圧復帰時にサイリスタ電源
装置７の出力信号復帰が緩やかなるよう変化率を制限し
ていた。

上記方法によれば一旦降下したポンプ回転数を緩やかに
上昇させるため中性子束の上昇も急激とはならず十分緩
やかに初期の出力まで復帰するが、反面、原子炉出力の
初期値までの復帰が遅いため発ｉｔ機出力の欠損量も大
きく送電系統側への影響が大きいことになる。この場合
のポンプ回転数及び中性子束の変化を第２図点線に示す
。

第３図によシ本発明の詳細な説明する。

瞬時停電の発生によシ再循環流置割御装置ｌｌ側にて以
下の動作を行なう。

まず、瞬時停電の発生によシ主制御器１２が自動モード
にある場合はこれを手動モードに切換える。これは瞬時
停電発生時は電力系統においても大きな変動が生じてい
ると考えられるため、送電系統側の周波数変動によシ再
循猿流量制御装置Ｕのポンプ回転数要求信号８の変動が
生じないようにするためである。

上記運転モードの越谷えにより原子炉出力要求信号１５
は主制御器の手動設定器１８の出力信号に切替わるが手
動設定器１８の出力は自動モード時、主制御器の出力信
号１５に常時追従しているため、瞬時停電発生時の原子
炉出力要求信号値は手動設定器１８に保持されることに
なる。

一方、瞬時停電の発生により瞬停制御部２１の出力側に
設置されたスイッチ２２が投入され、中性子制御器１３
への原子炉出力要求信号１５は上記手動設定器１８の出
力信号、すなわち瞬時侍嶌元生直後の主制御器１２の加
力信号よシ瞬停制御部２１からの信号を減じた値となる
。

以下再循環流量制御装置１１の動作について示す。

（１）瞬時停電発生直後 瞬時停電が発生すると各サイリスク電源装置７側にても
独自にこれを検出し、インターナルポンプ５の１駆動電
動機６０回転数に合わせサイリスタ電源装置７の出力周
波数を変更する。これは、周波数を一定としたままであ
ると駆動電動機回転数の低下に伴いスリップが増大し電
圧復帰時に過電流となるため、この過電流からサイリス
タ電源装置７を保護することを目的として行なう。

このとき、サイリスク電源装置７は再循環流量制御装置
１１よシ切シ離されておシ、この状態は電源電圧が復帰
し電圧が再び安定となる一定期間継続する。

このためこの期間中は再循環流量制御装置１１のポンプ
回転数要求信号８はサイリスタ電源装置７にて設定した
周波数信号２３に追従させる。

なお、中性子束制御器１３が１個に対し複数・′　のサ
イリスタ電源装置７が接続されている場合は、各サイリ
スタ電源装置７からの周波数信号２３の平均値を瞬停制
御部２１にて演算し、その平均値２４に対し中性子束制
御器１３の出力を追従させることになる。

一方、前記手動設定器１８の出力信号より引かれる信号
は手動設定器１８の保持している値から中性子束信号１
０を引いた値に設定される。

これによシ、中性子束制御器１３に入力される原子炉出
力要求信号１５と中性子束信号ｌＯの偏差は常時零とな
っている。

以上の動作によシ瞬時停電の発生によシサイリスタ電源
装置７が再循環流量制御装置１１よシ切シ離された状態
にあっても中性子束制御器１３の出力信号がポンプ５０
回転数を上げようと急速に上昇してしまうことはない。

（２）原子炉出力再上昇時 上記の如く、瞬時停電の発生によりサイリスタ電源装［
７は再循環流量制御装置１１よシ切シ離されるが、電源
の電圧復帰後一定時間の後、再度制御を再循環流量制御
装置側１１に復帰させる。

これによシ各サイリスタ電源装置７の出力周波数は中性
子束制御器１３の出力信号によ量制御されるが、中性子
束制御器１３の出力は瞬時停電発生によシ降速した各イ
ンターナルポンプ回転数の平均値２４に設定されている
ため、各サイリスタ電源装置の制御が再循環流量制御装
置側１１に切替わっても、各ポンプ回転数が大きく変動
することはなく、若干の回転数変動の後、全てのインタ
ーナルポンプ５は再循環流量制御装置１１の中性子束制
御器１３出力信号に従い一定値に整定する。

その後、前記瞬停制御部２１よシ中性子束制御器１３の
入力偏差を零とするよう出力されている信号２５をあら
かじめ定められたパターンに従い零に変更する。これに
よシ中性子束制御器１３への原子炉出力要求信号１５は
所定のパターンに従い手動設定器１８に保持された瞬時
停電発生直後の原子炉出力要求信号まで復帰する。

このとき、中性子束制御器１３は目標となる原子炉出力
要求信号１５に中性子束のフィードバック信号１０が一
致するようポンプ回転数要求信号８を出力するため出力
上昇時に中性子束の急上昇が生じ燃料の熱的評価上問題
となることはない。

以上に示しだ制御方式を行なうことによシ瞬時停電発生
にて一旦降下した原子炉出力を再上昇する場合に中性子
束のフィードバック信月１０を使用することが可能とな
る。従って、初期出力の復帰を比較的速い変化率にて行
なっても中性子束がオーバシュートすることはなく、燃
料への影響を小さくできると共に送電系統側に対しても
送・「ａ々力の欠損量を少くすることができる。

なお、上記制御方式の説明は複数のインターナルポンプ
全てのＭ／Ａ操作器１４が自動モードにあり中性子束制
御器１３にてポンプ回転α制’１ｎｌを行なっている場
合について述べたが、本方式は一部のポンプが手動モー
ドにある場合についても使用できる。

すなわち、Ｍ／Ａ操作器１４が手動モードにあるポンプ
については従来と同じく一旦降下したポンプ回転数の再
上昇に際して上昇率を比較的厳しく制限する。この変化
率制限はサイリスタ電源装置側あるいは再循環流量制御
装置側のどちらかで行なう。

一方、自動モードにあるインターナルポンプついては前
記と同様、瞬停制御部２１にて平均値２４を算出しその
値を中性子束制御器１３の出力信号とする。その後、原
子炉出力要求信号１５の変化に従い自動モードにあるイ
ンターナルポンプ５の回転数は中性子束の急変を防止し
つつ上昇することになる。従って、前記のインターナル
ポンプ化てが自動モードにある場合に比べ比較的ゆっく
シと回転数上昇を行なうポンプ（Ｍ／Ａ操作器１４が手
動モードにあるポンプ）があるため、原子炉出力の上昇
はやや遅れるものの従来に比べ十分早く初期の出力に復
帰できる。

以上の制ｆＩＩＩＪを行なった場合のポンプ回転数及び
中性子束の変化を第４図に示す。

第４図に示す如く瞬時停電後に原子炉出力を上昇さぜる
に当シ中性子束の変動を抑制しつつ出力を上げるため比
較的早く初期の出力に回復することが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば瞬時停電発生によシ原子炉出力が一旦降
下した後、再び原子炉出力全上昇する場合に、中性子束
のフィードバック信号を用いるため、中性子束の変動を
抑制しつつ速やかに原子炉出力の上昇を行なうことがで
き、プシント運転性を向上する上で効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸騰水型原子力発′１４１，所の概略図、第２
図は瞬時停電発生時のプシントの応答を示す図、第３図
は本発明の一実施ｐＨを説明する図、第４図は本発明を
適用した場合のト時停電発生時のプクント応答を示す図
である。 １８、１９．２０・・・手動設定器、２１・・・瞬停制
御部、２２・・・スイッチ、２３・・・周取数１ａ月、
２４・・・第２凶 Ｂ＋明

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉の出力制御を原子炉内に設置された複数のイ
   ンターナルポンプ及びポンプ駆動−動機の周波数制御を
   行なう複数のサイリスク電源装置により構成される再循
   環系にて行なう沸騰水型原子力発電所において、サイリ
   スタ電源装置のつながる電源母線に瞬時停電が発生しイ
   ンターナルポンプ回転数が一旦降下した場合に、中性子
   束のフィードバック信号を用いることにょシ初期の出力
   まで自動的にインターナルポンプの再速度上昇を行なう
   ことを特徴とする再循環流量制御装置。 ２、特許請求の範囲側１項において、瞬時停電直後のサ
   イリスタ電源装置から再循環流量制御装置が切離される
   一定期間の間は、再循環流量制御装置の中性子束制御器
   出力信号をサイリスタ電源装置のポンプ躯勤％動機周波
   数制御信号に追従させると共に、中性子束制御器の入力
   信号である原子炉出力要求信号と中性子束フィードバッ
   ク信号の偏差が零となるよう原子炉出力要求信号を中性
   子束フィードバック信号に追従させ、その後、サイリス
   ク電源装置の制御が再循環流し制御装証側に復帰すると
   上記中性子束制御器出力信号と原子炉出力信号の追従を
   解除しあらかじめ定められたパターンにて原子炉出力要
   求信号を瞬時停電発生直後の原子炉出力要求信号値まで
   復帰させることを特徴とする再循環流量制御装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、瞬時停電発生後、
   中性子束制０１器の上位にある主制伺ｊ器の運転モード
   が自動モードにある場合はこれを強制的に手動モードに
   することによシ原子炉出力俊求信号を自性子束フィード
   バック伯号に追従させ、また、その後の追従解除の後は
   主制御器を手動モードとした状態で原子炉出力要求信号
   の自動的上昇を行なうことを特徴とする再循環流量制御
   装置。