JPS60174404A - 原子炉給水制御装置 - 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、タービン駆動給水ポンプを有する沸騰水型原
子力発電所の給水制御装置に係り、特に、原子炉水位が
」１昇する過渡事象が発生した場合の原子炉水位制御方
式に関する。

〔発明の背景〕

第１図により従来技術を説明する。

第１図は、沸騰水型原子力発電所の概略図である。

第１図において、原子炉水位を一定に保つために設置さ
れている給水制御装置は、原子炉水位、給水流量及び主
蒸気流量をフィードバック制御する三要索制御方式が特
徴となっている。

この様な原子炉において再循環ＭＧ上セツトリップ等が
発生し炉心流量が急減すると、ボイドの発生により原子
炉水位が過渡的に上昇しく原子炉水位−次ピーク）その
後−担減少を始めるが、主蒸気流量の減少に比べて給水
流量の減少が給水制御系の積分ゲインの関係上遅くなる
ため給水流量と主蒸気流量のミスマツチが生じこれによ
り原子炉水位が再上昇する（原子炉水位２次ピーク）。

給水制御系では原子炉水位の上昇・を抑制するために、
給水流量を減少させる信号をタービン駆動給水ポンプに
対し発するが、同ポンプはタービン回転数の低下による
振動を防止するために最低タービン回転数（約２００　
Ｏｒｐｍ　）が設定されており、これによりタービン駆
動給水ポンプでは、最低給水流量が決定される。

上記最低給水流量は、タービン駆動給水ポンプ２台運転
で約４０％となる。

したがって、例えば７５％流量・制御曲線上の運転点に
て上記事象が発生すると主蒸気流量は約２５％まで低下
するためタービン駆動給水ポンプの最低給水流量４０％
を下回る結果となり、原子炉水位の２次ピークは減少す
ることなく徐々に増大し最終的には原子炉水位高タービ
ントリップに至るという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、再循環ポンプトリップ等の炉心流量が
急減する過渡事象が発生した場合に、給水制御系の給水
流量要求指令信号と原子炉水位の変化状態により、最適
な給水ポンプの運転状態を判断し、給水ポンプトリップ
指令や予備機起動指令を出し最適な給水流量とすること
により原子炉水位の上昇を抑制し原子炉水位高タービン
トリップの発生を防止することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、再循環ポンプトリップ等の炉心流量が急減す
る事象が発生し、原子炉水位の上昇を抑制するために給
水制御系の給水流量要求信号が最低信号となり一定時間
継続してもなお原子炉水位が上昇している場合に、まず
、タービン駆動給水ポンプを１台トリップさせ（予備機
は起動阻止）、次に一定時間継続してもなおさＣ）に原
子炉水位が上昇傾向にある場合にもう１台のタービン駆
動給水ポンプを１ヘリツブさせ予備機を起動させること
により原子炉水位の上昇を防止し原子炉水位の」１昇を
防止し、水位高タービン１−リップによるスクラムを防
止する様にしたものである。

〔発明の実施例〕

以下実施例を第１図及び第２図により説明する。

給水ポンプは軸が直結されたタービンにて駆動されるタ
ービン駆動給水ポンプ（以下ゴー　ＲＦ　Ｐ、給水ポン
プ駆動用のタービンをＰＰＰ−Ｔと略す）と電動駆動給
水ポンプ（以下Ｍ−ＲＦＰと略す）の２種類が有り、大
型原子力発電所（８０万ｋＷ級以上）では、通常Ｔ−Ｒ
ＦＰ２台運転にと給水を原子炉に注入しおり、何らかの
事故により１゛−ＲＦＰがトリップした場合やプラン１
〜起動時にはＭ−ＲＦ　Ｐ　２台運転を行い給水流量を
確保している。

給水流量の制御は、第２図に示す様に原子炉水位を一定
に保つために原子炉水位、主蒸気流量、給水流量の３信
号を１〕■制御することにより給水流量要求信号とし各
給水ポンプへ出力する。

Ｔ−ＲＦ　Ｐでは、上記流量要求信号にて、蒸気加減弁
の開度を調整しＴ＜　Ｆ　Ｐ　−Ｔ回転数を変えポンプ
回転数を変化させることにより給水流量を調整し、Ｍ　
−ＲＦＰでは、ポンプ回転数は一定にし上記流量要求信
号にて、給水調整弁の開度を調整することにより給水流
量の調整を行っている。

ＲＦ　Ｐ　−Ｔには、機器の健全性確保の面から許容回
転数範囲５０００ｒｐＩｎ〜２０００ｒｐｍが定められ
ている。第３図にＲＦＰ　７Ｆ回転数と給水流量の関係
を示す。

図よりＴ−ＲＦＰ２台運転を実施している場合には上記
回転数許容範囲により給水流量調整範囲は約４０％〜約
１１０％程度に制限されることとなる。またＴ−ＲＦＰ
１台運転では、給水流量調整範囲は約２０％〜約６０％
に制限されることになる。この制限は流量要求信号にリ
ミッタ−を設けることにより行う。

これに対してＭ　−ＲＦ　Ｐでは電動駆動ポンプの回転
数は一定にしておき、流量調整弁の開度を調整すること
により流量の調整を行うために給水流量調整範囲は０％
〜最大給水流量となる。

上記の給水流量調整範囲を有するＴ−ＲＦＰにて通常運
転を行っている場合、給水流量下限値に関して以下に示
す問題が生じる。

すなわぢ、原子炉水位が上昇する過渡変化が発生し給水
制御系にて給水を絞る様信号が出ても′ｒ−ＲＦＰ２台
運転では４０％以下に流量を低下させることができない
ため、原子炉水位の上昇を抑制することができず最悪の
場合には原子炉水位高タービントリップによりスクラム
に紋る可能性があった。従来のプラントでは、上記の事
象に対して運転員の判断によりＴ　−ＲＦ　Ｐのトリッ
プ等を行うしかなく運転員の負担が多くまた、複雑でか
つ短時間の操作のため誤操作あるいは不必要な操作の誘
因どもなることが予想さＪした。

具体的な過渡事象を例にあげて以下に説明する。

過渡事象としては、７５％出力（７５％流量制御曲線上
）時の再循環ポンプトリツプ（ＭＧロット２台トリップ
）を扱う。

第４図に示す様にＭＧ上セツト〜リップによる炉心流量
の急減により原子炉水位は一担上昇する（１次ピーク）
。その後給水流量と主蒸気流量のミスマツチにより再度
原子炉水位は上昇する（二次ピーク）。原子炉水位の２
次ピークは給水制御系の積分ゲインの関係上初期上昇は
ある程度やむを得ないが、その後は給水流量が約４０％
（主蒸気流量は約３０％まで低下）以下にならないため
ミスマツチ状態が続き、約２００秒にてＬａ　（タービ
ン１−リップ）設定値を上回りスクラムに至ることとな
る。

次に、第５図に本発明による給水流量制御装置を示す。

給水流量制御系からの給水流量要求信号が信号制限器の
下限値以下となり、ＲＰＦ−Ｔの蒸気加減弁の開度要求
信号が０％（タービン回転数で２０００ｒｐｍに相当）
となり一定時間（１０秒程度）後も原子炉水位の上昇が
止まらない場合にはＴ−ＲＦＰを１台トリップする指令
信号を出し強制的にＴ−ＲＦ−Ｐトリップを行い給水流
量を約４０％から約２０％へ低下させる。

この場合Ｍ−ＲＦＰの起動は阻止するものとする。

上記操作の後さらに運転中のＲＦＰ−Ｔの蒸気加減弁開
度要求信号がＯ％小出力なり一定時間が経過しても原子
炉水位の上昇が続いている場合には、運転中のＴ−ＲＦ
Ｐをトリップさせ、給水流量の減少を図るものとする。

尚この場合Ｍ−ＲＦＰは２台起動させちるものとする。

これにより第６図に示す様に原子炉水位の上昇は抑制さ
れ原子炉水位高タービン１−リップ発生を回避すること
が可能となる。（第６図はＴ−Ｒ’Ｆ　Ｐ　１台トリッ
プにて水位の上昇が抑制される例を示す。） 〔発明の効果〕 本発明によれば、再循環ＭＧ上セツトリップ等の炉心流
量が急減し原子炉水位が上昇する事象が発生した場合に
も＆ｒ水ポンプ運転台数を最適にすることにより、原子
炉水位の上昇を抑制し、））ｊｃ子炉水位品タービン１
〜リップを防止する上で効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、沸Ｉ！！ξ水型原子力発電ブランＩ・の概略
構成図、第２図は、給水制御系概略図、第３図は、Ｔ　
−ＲＦ　Ｐのタービン回転数と給水流量の関係図、第４
図は、ＭＧセツＩ−１〜リップ時の過渡変化概略図、第
５図は、本発明の−・実施例の制御方式概略図、第６図
は、本発明の効果を示す線図である。 ｌ・・・原子炉水位信号、２・・・主蒸気流量信号、３
・・・給水流量信号、８・・・給水調整弁、１１・・・
原子炉、１７・・水位設定値。 第　３　凹 衿・ｋ系走量（％） Ｄ　４０　３０　／２０　１乙０　１０Ｃ）晴間（物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、タービン駆動給水ポンプ及びそのバックアップ装置
   として電動駆動給水ポンプを有する沸騰水型原子力発電
   プラン１へ用給水制御装置において、給水ポンプ用ター
   ビン回転数と原子炉水位の状態によりタービン駆動給水
   ポンプのトリップ要求信号と電動駆動給水ポンプの起動
   阻止あるいは、起動要求信号を発生することを特徴とす
   る原子炉給水制御装置。