JPS60225100A - 原子炉圧力制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、発電用沸騰水型原子炉の原子炉Ｉ−Ｅ力制御
系において、電力系統のしよう乱発生時に、バイパス弁
の閉鎖速度を制御する事により、原子炉圧力容器内の圧
力変動および前記圧力変動による中性子束の大幅な変動
を抑える原子炉圧力制御装置に関する。

（発明の技術的背景〕 一般に沸騰水型原子炉（以下ＢＷＲと称す）を用いた発
電設備では、第７図に示す様に原子炉圧力容器１で発生
した蒸気を、途中に蒸気加減弁４を有する主蒸気流路３
によってタービン２へ送り、タービン２を回転させて発
Ｎ機５を駆動し、発電させる。タービン２の回転に供さ
れた蒸気は復水器６において復水せしめられ、給水流路
７を通して原子炉圧力容器１へ還流させられる。また蒸
気加減弁４の上流側から蒸気の一部は、バイパス弁９を
有するバイパス流路８を通って復水器６ヘバイパスさせ
られる。

この蒸気加減弁４およびバイパス弁９を開閉制御して原
子炉圧力容器１内等の圧力を適正に保持するために圧力
ｉ制御器１０が設けられている。この圧力１ｌｉ１１１
１Ｉｌ器１０は、例えば、原子炉圧力やタービン入口圧
ｈ　１１　、タービン２の速度や負荷等に対応してこの
蒸気加減弁４を制御し、５ｊ子炉圧力やタービン２の速
ｒ！１等を制御器る。

また、送電系統の事故および系統負荷の変動により系統
じよう乱が発生した場合は、圧力制御器１０に電力系統
周波数変動信号１２が入力され蒸気加減弁４を絞り、タ
ービン２等を保護し、余剰の蒸気は蒸気加減弁４の上流
から分岐したバイパス流路８の途中に設置ノられたバイ
パス弁６を開く事により、このバイパス流路８を介して
復水器６に逃す。

更に説明すると、この様に構成された原子力発′ｗｉ段
員において、前述の送電系統のしよう乱が発生した場合
、そのＵよう乱の大きさ、つまり電力系統用周波数変動
信号１２によって示される。周波数の変動の大きさが、
第８図に示寸汗力１１１１１１器１０内に設けられたバ
イアス設定器１３のに９定値と比較され、設定値内であ
れば、圧力制御器１０はこのしよう乱に対しての圧力制
御動作は実施しない。しかし、比較の結果設定値を越え
る場合、圧力制御器１０は、圧力制御回路１４から蒸気
加減弁制御信号１０Ａを蒸気加減弁制御器１５に発し、
この蒸気加減弁制御Ｉｌ各１５から蒸気加減弁４へ蒸気
加減弁信号１５Ａを送って蒸気加減弁４を絞る。タービ
ン２の速度を低下させ、発電機５の出力を低下させる。

そして、その結果原子炉圧力が上昇するのを防ぐ為に圧
力制御器１０は、第７図のバイパス弁制御器１６に対し
バイパス弁９を開放する為のバイパス弁ＩＩＩＩＩｌ信
号１０Ａを発（る。

このバイパス弁制御器１６はバイパス弁９ヘバイパス弁
信号１６Ａを発し、バイパス弁９を開放させる。これに
より余剰となった蒸気はバイパス流路８を通って復水器
６に逃がされ原子炉圧力の上昇は抑制される。

次に、送電系統において発生したしょう乱が治まり始め
ると、圧力−制御器１ｏは蒸気加減弁４に対しては上記
と逆に開指令を出し、一方バイパス弁９に対しては開指
令を出す。そして、じよう乱の大きさが前記圧力制御器
１０内のバイアス設定器１３の設定値以下になったとこ
ろで、圧力制御器１０は通常のタービン入口圧力１１を
一定に保つ為の圧力１．ＩＩ御動作に移る。

ここで蒸気加減弁４どバイパス弁９）の関係について更
に詳しく述べる。

通常、蒸気加減弁４どバイパス弁９は片方が聞く場合は
他りは閉じるという様に相反する動作をする様に作られ
ている。しかし、バイパス弁９は、微少な圧力変動に対
しては動作しない様にする為に、第９図に示す様に、バ
イパス弁制御器１６内に、圧力変動が設定値を越えた場
合はじめてバイパス弁９を動作させるバイアス設定器１
７が設けられている。

（背景技術の問題点〕 蒸気加減弁４とバイパス弁９は、前述の様な電力系統か
らのしよう乱が発生した場合、じよう乱の立上がり時点
では蒸気加減弁４の絞り込みにより上昇した原子炉圧力
を時下させる為にバイパス弁６が動作するので問題はな
い。

一方、じよう乱が治まる立下がりの時点においては、じ
よう乱つまり周波数の変動が徐々に少さくなり、圧力変
動としてはバイパス制御器１６内のバイアス設定器１７
の設定値を下まわる様になる時点から、更に周波数の変
動が小さくなって圧力制御器１０内のバイアス設定器１
３の設定値以下になるまでの闇、圧力ｆｕｌｌ器１０は
蒸気加減弁４に対しては絞れとの指令を出し、史にバイ
パス弁９に対しても同じく絞れとの指令を出す事になり
、バイパス弁９の閉鎖動作に不感帯が生じてしまう。

その結果この間は原子炉の圧力は上昇しこれに伴い原子
炉内のボイドが減少するため正の反応度が加えられる事
になり中性子束も一時的に１昇する事となり原子炉の安
定な運転の観点からは好ましいものではない。

〔発明の目的〕

本発明はこれらの点に鑑みでなされたものであり、電力
系統のしよう乱に対し原子炉圧力容器内の圧力変動や中
性子束の変動を抑制し安定した制御が可能な原子炉圧力
制御装置を提供覆ることを目的どする。

（発明の概要） 本発明の原子炉圧力制御装置はバイパス弁制御器を前記
電力系統周波数変動から周波数偏差をめて周波数偏差検
出信号を発する周波数偏差検出器と、この周波数偏差検
出信号と前記バイパス弁を開とさせる前記バイパス弁制
御信号とを受【プた時に周波数変動の大きさに応じて前
記バイパス弁の閉鎖速度を制御するバイパス弁閉鎖１１
１１１回路と、前記バイパス弁を開とさせる前記バイパ
ス弁制御信号を受けた時に前記バイパス弁を開放させる
バイパス弁開成１１１　ｉ１１回路とにより形成したこ
とを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を第１図から第６図について説明づ
る。

本実施例では、バイパス弁制御器１９を従来のものと変
更し、他の圧力制御器１０および蒸気加減弁制御器１５
は従来と同様に形成している。

第１図によりこのバイパス弁制御ｉｆ器１９を説明する
。バイパス弁制御器１９は、従来バイパス弁９の開閉を
１つのバイパス弁制御回路１８により制御していたもの
を、バイパス弁開放制御回路２１とバイパス弁閉鎖制御
回路２２とにより形成したバイパス弁制御回路２０によ
り制御する。イして、バイパス弁閉鎖制御回路２２へは
従来のバイアス設定器出力信号１７Ａに加えて、電力系
統周波数変動信号１２から周波数偏差検出器２３を通し
て得られた周波数偏差検出信号２３Ａを入力し、周波数
変動の大きさに比例してバイパス弁９の閉鎖速度を制御
するように形成している。

次に、本実施例による電力系統しよう乱時における圧力
制御状態を説明する。

先ず、バイパス弁９を開放する場合について説明する。

電力系統のしよう乱により、電力系統周波数変動信号１
２として、例えば第２図に示す様なａ。

ｂ、ｃが周波数偏差検出器２３に人力された場合、バイ
アス設定器出力信号１７Ａを受けたバイパス弁開放制御
回路２１が作動してバイパス弁９を開放させるバイパス
弁信号２ＯＡをバイパス弁９に向けて発するのひ、バイ
パス弁９の開放速度は第３図にＡ。で示す通り従来と同
様となる。

次に、バイパス弁９を開鎖する場合について説明する。

電力系統のしよう乱の立下がり時において、バイアス設
定器１７の設定値よりも周波数変動値が低くなってバイ
アス設定型出ノ］１７ＡがＯとなっても、本実施例にお
いては、周波数偏差検出器２３からの周波数偏差検出信
号２３Ａが常にバイパス弁ＶｊＩｆｌｉｉｉｌＪｔｌｌ
ｌＯ路２２へ送出すｔＬＴイル＋７）ｒ、その周波数変
動値に応じたバイパス弁９の弁開度を保持しつつその弁
閉鎖を行なうバイパス弁信号２ＯＡがバイパス弁９へ発
せられる。すなわち、バイパス弁９の閉鎖速度を、前記
電力系統周波数変動信号１２の大きさａ、ｂ、ｃｔ、：
対応して第３図示すＡａ　、Ａｂ　、Ａｃの様に変化さ
せることができる。これによりバイパス弁制御器１つ内
のバイアス設定器１７によるバイパス弁９の不感帯での
原子炉圧力上昇を抑制し、中性子束の大幅な変動を伴う
事なく安定した原子炉圧力制御を行う事ができる。

このように本発明に係る原子炉圧力ー制御装置によれば
、実際の電力系統周波数変動信号として第４図に示す様
なしよう乱に対し、従来の制御方式では、第５図および
第６図に実線で示す中性子束及び原子炉圧力の変化とな
っていたのが、同図に破線に示す様に中性子束の変動及
び原子炉圧力の上昇を小さくかつ短時間に抑制すること
ができ、より安定した原子炉圧力制御を行う事ができる
。

よって、従来ＢＷＲが、電力系統の負荷変動に追従する
負荷追従運転を実施する様になった場合、更に安定な負
荷変動に即応した電力世相を（１うことができる。

〔発明の効果〕

このように本発明の原子炉圧力制御装買は構成され作用
する〔のであるから、電力系統のしよう乱時においても
原子炉圧力を常に適正に保持づることができ、炉内の中
性子束の変動を小さく抑えることができ、惨めで安定し
たＩＱ　ｒ−炉圧力ｔｄ１ｍを行なうことかできる等の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は本発明の原子炉圧力ｉ１１制御装置
の一実施例を示し、第１図ｔよ本発明の一実施例のバイ
パス弁制御器の構成図、第２図および第３図は電力系統
周波数の変動及びその時のバイパス弁の動作を示した特
性図、第４図、第５図および第６図はそれぞれ本発明を
実施した場合の電力系統周波数の変動、中性子束の変化
、原子炉圧力の変化を示す特性図、第７図は従来の原子
炉圧）〕υ制御装置の全体図、第８図は従来の圧力制御
器の構成図、第９図は従来のバイパス弁制御器の構成図
である。 ４・・・蒸気加減弁、９・・・バイパス弁、１０・・・
圧力制御器、１０Ａ・・・蒸気加減弁制御信号、１０Ｂ
・・・バイパス弁制御信号、１５・・・蒸気加減弁υ１
ａ器、１９・・・バイパス弁制御器、２１・・・バイパ
ス弁開放制御回路、２２・・・バイパス弁閉鎖１１０１
１回路、２３・・・周波数偏差検出器、２３Ａ・・・周
波数幅大検出信号。 出　願　人　代理人　緒　股　γ／ｊ 第　１　図 第３副 奈　６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧力制御器により発電用の沸騰水型原子炉の原子炉圧力
   や電力系統周波数変動に応じてバイパス弁制御信号およ
   び蒸気加減弁制御信号を発し、バイパス弁制御器および
   蒸気加減弁制御器を介してバイパス弁および蒸気加減弁
   を開閉制御して前記原子炉圧力を適正に保持する原子炉
   圧力制御装置において、前記バイパス弁制御器は、前記
   電力系統周波数変動から周波数偏差をめて周波数偏差検
   出信号を発する周波数偏差検出器と、この周波数偏差検
   出信号と前記バイパス弁制御信号とを受番プた時に周波
   数変動の大きさに応じて前記バイパス弁の閉鎖速度を１
   ＩＩＩ御するバイパス弁閉鎖制御回路と、前記バイパス
   弁を開とさせる前記バイパス弁制御信号を受けた時に前
   記バイパス弁を開放させるバイパス弁開放制御回路とを
   有することを特徴どする原子炉圧力制御装置。