JPS60151600A - 原子炉水位制御方法 - 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、原子炉の水位を制御するための方法に係シ、
特に原子炉の起動、停止時での水位を自動的に制（財）
するだめの原子炉水位制御方法に関するものである。

〔発明の背景〕

これまでの起動、停止時での原子炉水位の制御において
は、その制御は専ら運転員による手動操作か、または一
部手動操作によっているのが実状である。原子炉の水位
が上昇する場合には炉浄化装ｆｔ　（Ｄ　）ｏ−ダウン
流量調整弁を手動にて開くことによって炉水を復水器に
戻す一方、原子炉水位が下降する場合は給水制御装置の
原子炉給水調整弁を手動によって開くことによって原子
炉へ給水するといった具合に、原子炉水位を制御してい
たものである。ところで、現在建設中のプラントにおい
ては手動による原子炉水位制御を自動化することによっ
て運転員の負担軽減が図られているが、この自動化も全
面的なものとはなっていなく特に原子炉の起動、停止過
程での原子炉低圧領域においては手動による原子炉水位
制御が行なわれるようになっている。原子炉低圧領域に
おいては原子炉水位上昇時でのブローダウン流量がオリ
フィスにより絞られるため、ブローダウン流量！＋！Ｉ
整弁が全開されても原子炉水位上昇分に合ったブローダ
ウン流量を流し得すオリフィスバイパス弁を手動にて開
かなければならないというものである。また、これまで
の原子炉水位制御にお込ては原子炉水位の制御が主目的
とされ、炉浄化装置の隔離が発生した場合にもその発生
を考慮することなくそれまでと同様な原子炉水位制御が
行なわれていたことから、場合によってはブローダウン
流量調整弁が開いてしまう可能性があり、ブローダウン
ライン保有冷却材流出を防止し得ないという不具合があ
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、起動、停止時での原子炉水位を自動的
、連続的に制御し得る原子炉水位制御方法を供するにあ
る。

〔発明の概要〕

この目的のため本発明は、原子炉給水調整弁が全閉状態
にある場合に原子炉水位が上昇する際に、原子炉水位設
定値と原子炉水位との偏差にもとづき発生されるブロー
ダウン流量要求とブローダウン最大流量設定値との比較
結果如何によって、オリフィ、Ｘ／（イパス弁全閉とし
てブローダウン流ｔ／に調整弁をブローダウン流量要求
によって制御するか、またはブローダウン流量調整弁全
開としてオリフィスバイパス弁をブローダウン流量要求
によって制御するようにしたものである。更に、本発明
の好ましい態様においては、炉浄化装置隔離などの異常
が発生した場合には、この旨を検出したうえ原子炉水位
制御信号よりもブローダウン流量調整弁全閉信号が優先
されるようになっている。

ブローダウン流量調整弁およびオリフィスバイパス弁を
上記の如くに制御する場合は、炉圧低領域から高領域に
亘って自動的、且つ連続的に原子炉水位が制御され得る
ものである。また、異常発生時にブローダウン流量調整
弁を優先させる場合は、原子炉の起動、停止過程におけ
る系統異常に対しても十分対処可能となるものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第１図から第４図により説明する。

先ず第１図に示す原子炉昇圧過程と第２図によシ沸騰水
型原子力発電プラントについて説明する。

これによるとグランドシール系起動、真空ポンプ起動、
　ＭＳ　（主蒸気）ドレン弁開、ＭＳＩＶ（主蒸気隔離
弁）開の過程を順次経てモードＳＷ起動、制御棒引抜開
始が行なわれるものとなっている。モードＳＷＫは「停
止」、「起動」、「運転」、「燃料取替」の４位置があ
り、位置に応じて制御棒の引抜本数が制約されるように
なっている。この後は８ＲＭ（中性子源領域モニタ）引
抜、グランドシール系切替、起動用８ＪＡＥ（’ｌｌ油
抽出系起動、主５ＪＡＥ起動、ＭＤ−ＲＦＰ（給水ポン
プ）起動、モード８Ｗ運転、ＩＢＭ（中間領域モニタ）
引抜が順次行なわれるようになっているものである。

制御棒の引抜が行なわれると原子炉出力が上昇し原子炉
圧力は緩やかに上昇するが、原子炉出力が定格値に達し
た後は圧力制御装置によりタービンバイパス弁１が開か
れ蒸気は主復水器２に導かれるとと吃に、原子炉出力は
一定に制御されるようになっている。

ここで、上記のような運転状態において原子炉本位に影
響を及ぼす原子炉３への冷却水の流入量とそれからの流
出量とについて説明すれば、以下のようである。

即ち、先ず原子炉３に流入する冷却水としては給水ポン
プ４、給水調整弁５を介する主復水器２からのものと、
制御棒駆動水圧系６からのものとがある。このう・ち前
者の場合における流入量は給水調整弁５によって制御さ
れ可変であるが、後者の場合におけるそれは常に一定で
あり特に原子炉水位に対して影響を与えるものとしては
制御されていないのが実状である。次に原子炉３より流
出する冷却水としてはタービンバイパス弁１を介し主復
水器２に主蒸気として流れ込むものと、ブローダウン流
量調整弁７、オリフィス８（場合によってはオリフィス
バイパス弁９も同時に併用）を介し主復水器２に流れ込
むものとがある。このうち前者の場合における主蒸気流
量は原子炉圧力制御によるタービンバイパス弁１開度で
定まるものである。したがって、起動、停止時での原子
炉の水位制御は、流入量については給水調整弁５によっ
て、また、流出流についてはブローダウン流量調整弁７
およびオリフィスバイパス弁９によって制御されること
になる。原子炉の水位が上昇する場合、本発明によれば
給水調整弁５を全閉としてブローダウン流量調整弁７に
よって、ブローダウン流量調整弁７を全開としても間に
合わない場合は更にオリフィスバイパス弁９を制御する
ことによって主復水器２へ炉水をダンプするものであり
、これとは逆に原子炉の水位が下降する場合には給水調
整弁５を開くことによって原子炉へ給水を行なうように
したものである。な２、第２図において符号１０．１１
はそれぞれ非再生熱交換器、再生熱交換器を示す。また
、ここで因みに炉浄化装置隔離について説明すれば、こ
れは破線表示枠内部分が原子炉３と隔離されることであ
り、具体的には弁１２が閉鎖されるようになっている。

第３図は本発明に係る原子炉水位制御回路のブロック構
成を示したものである。これによると給水制御装置１５
は給水調整弁が全閉であって、且つ原子炉水位上昇時に
限りブローダウン流量要求信号を出力するものとなって
いる。この要求信号はより具体的には原子炉水位設定値
と原子炉水位との偏差信号を、給水調整弁の開度Ｏチ相
当に設定した下限リミッタに出力しその入出力偏差信号
として給水制御装置１５より得られるものとなっている
。給水制御装置１５からのブローダウン流量要求信号は
Ｍ／Ａ　（手動／自動）操作器１６を介し次に上限リミ
ッタ１７に入力され、上限リミッタ１７では非再生熱交
換器の胴側（冷却側）温度制限値により決定される最大
流量を上限として、その上限以上の流量要求信号の出力
に！止しつつブローダウン流量要求信号を出力するよう
になっている。上限リミッタ１７からのブローダウン流
量要求信号は更に弁選択回路１８に人力されるが、この
弁選択回路１８は以下のように機能するものとなってい
る。

即ち、弁選択回路１８ではブローダウン流量調整弁が全
開でない場合にはブローダウン流量調整弁に対してはブ
ローダウン流量要求信号を、オリフィスバイパス弁に対
しては０チ開度要求信号を出力するものとなっている（
第１の状態）。また、ブローダウン流量調整弁が全開状
態にある場合にブローダウン最大流量設定値よりもブロ
ーダウン流量要求信号が大きく、シかもオリフィスバイ
パス弁全閉である場合は、ブローダウン流量調整弁、オ
リフィスバイパス弁にはそ糺ぞれ１００９６開度要求信
号、ブローダウン流量要求信号を出力するようになって
いる（第２の状態）。更に第２の状態にあるときにオリ
フィスバイパス弁が全閉となって、しかもブローダウン
最大流量設定値以下にブローダウン流量要求信号がなっ
た場合には第１の状態に再び戻るように制御するように
なっている。

弁選択回路１８は原則的に以上のように機能し、その具
体的構成は後述するところであるが、ここでブローダウ
ン最大流量設定値Ｗ１について説明すれば以下のようで
ある。

先ずオリフィスバイパス弁全閉時でのブローダウン流量
Ｗは以下のようにめられるものとなっている。

但し、Ｋ工はオリフィスの圧損係数（一定）を、また、
Ｋ２はブローダウン流量調整弁の圧損係数（可変）を、
更にΔＰは圧力検出器（１３，１４）によって検出され
るブローダウンの入口圧力Ｐ１と出口圧力Ｐ２との差圧
を示す。

したがって、ブローダウン流量調望弁全開時での圧損係
数（一定）をに２’としそのときの入口圧力Ｐ１′およ
び出口圧力Ｐ２′よりブローダウン最大流量設定値Ｗ１
け以下のようにめられるもっである。

ところで、本発明の好ましい態様においては炉浄化装置
隔離などの異常発生が考慮されていることから、弁選択
回路１８からオリフィスバイパス弁９への要求信号は開
度演算器２０を介して直接的に与えられるが、ブローダ
ウン流量調整弁７への要求信号は低値選択回路１９、開
度演算器２１を介し与えられるものとなっている。低値
選択回路１９には図示の如く異常発生判定回路２２から
の要求信号が入力されており、異常発生判定回路２２は
異常検出時には０％開度要求信号を、異常検出時以外は
１００％開度要求信号を出力するものとなっている。し
たがって、異常が発生した場合にはブローダウン流量調
整弁７はｏチ開度要求信号によって全閉状態におかれる
ものである。ここで異常発生判定回路２２での異常発生
判定原理について説明すれば、ブローダウンラインの異
常は入口圧力Ｐ１、出口圧力Ｐ２にもとづき判定される
ようになっている。入口圧力Ｐｉが設定圧力Ｐ　ａ　＊
　ｔ　ｌよりも小か、または出口圧力Ｐ２が設定圧力Ｐ
ａ　＊　ｔ　２よりも大である場合に異常発生として判
定するものである。この場合設定値Ｐ　ｓ　＊　１１は
大気圧近傍に設定されるが、これは炉浄化装置隔離が発
生した場合にはブローダウンラインが主復水器２の圧力
に近づき低下するためである。また、設定値Ｐ　＃　＠
　ｔ　２は主復水器２側のブローダウンライン最高使用
圧力を越えないようその近傍に設定されるようになって
いる。

最後に第４図により弁選択回路の具体的構成について説
明する。

これによるとブローダウン流量調整弁が全開でない場合
にはアンドゲート２７を介しインバータ２８の出力をし
てブローダウン流量調整弁、オリフィスバイパス弁には
それぞれブローダウン流量要求信号、０チ開度要求信号
が出力されるようになって−る。さて、このような状態
で原子炉の水位上昇によりブローダウン流を調整弁が全
開となり、しかもブローダウン流量要求信号（Ｗｓ＋）
がブローダウン最大流量設定値Ｗｌより、も大になった
とすれば、この旨はアンドゲート２３によって検出され
るが、これによりオアゲート２６などよりなるフリップ
フロップはセット状態におかれそのセット出力をしてブ
ローダウン流量調整弁、オリフィスバイパス弁にはそれ
ぞれ１００チ開度要求信号、ブローダウン流量要求信号
が出力されることになるものである。更にこのような状
態で原子炉の水位が降下しオリフィスバイパス弁全閉と
なり、しかもブローダウン流量要求信号（Ｗｉ）がブロ
ーダウン最大流量設定値Ｗｌ以下になったとすれば、こ
の旨はインバータ２４およびアンドゲート２５によって
検出され、この検出出力をしてそれまでセット状態にお
かれていたフリップフロップがリセットされることにな
るわけである。

フリップフロップがリセットされればそのセット出力は
ブローダウン流量調整弁が全開でない場合と同様にアン
ドゲート２７に作用することから、再びブローダウン流
量調整弁、オリフィスバイパス弁にはブローダウン流量
要求信号、Ｏｃｓ開度要求信号がそれぞれ与えられるよ
うになるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ブローダウン最大流量設
定値とブローダウン流量要求との比較結果如何によって
、オリフィスバイパス弁全閉としてブローダウン流量調
整弁をブローダウン流量要求によって制御するか、また
はブローダウン流量調整弁全開としてオリフィスバイパ
ス弁をブローダウン流量要求によって制御するようにし
たものである。したがって、本発明による場合は、起動
。

停止時での原子炉水位が自動的、且つ連続的に低圧領域
から高圧領域に亘って制御され得るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、原子炉昇圧過程における主要バラメ−タと主
操作の概要を示す図、第２図は、沸騰水型原子力発電プ
ラントの概要を示す図、第３図は、本発明に係る原子炉
水位制御回路のブロック構成を示す図、第４図は、その
構成における弁選択回路の具体的構成を示す図である。 ２・・・主復水器、３・・・原子炉、５・・・給水調整
弁、７・・・ブローダウン流量調整弁、８・・・オリフ
ィス、９・・・オリフィスバイパス弁、１５・・・給水
制御装置、１８・・・弁選択回路、１９・・・低値選択
回路、２２・・・異常発生判定回路。 −代理人　弁理士　秋本正実

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、復水器より給水調整弁を介し原子炉に給水が行なわ
   れ、該原子炉からの炉水はブローダウン流量調整弁、オ
   リフィスと該オリフィスに並列的に設けられたオリフィ
   スバイパス弁とを介し上記復水器に戻すべくなされた沸
   騰水型原子力発電所における原子炉水位制御方法にして
   、給水調整弁全閉時に原子炉水位が上昇する際、原子炉
   水位設定値と原子炉水位との偏差にもとづき発生される
   ブローダウン流量要求がブローダウン最大流量設定値以
   下である場合は、オリフィスバイパス弁全閉としてブロ
   ーダウン流量Ｍｕ弁をブローダウン流量要求によって制
   御し、ブローダウン最大流量設定値よりも犬である場合
   にはブローダウン流量調整弁全開としてオリフィスバイ
   パス弁をブローダウン流量要求によって制御することを
   特徴とする原子炉水位制御方法。 ２、ブローダウン入口としてのブローダウン流量調整弁
   上流側の圧力、ブローダウン出口としてのオリフィス下
   流側の圧力の何れかより異常が検出された場合には、ブ
   ローダウン流量要求とは無関係にブローダウン流量調整
   弁は強制的に全閉状態におかれる特許請求の範囲第１項
   記載の原子炉水位制御方法。