JPS60263896A

JPS60263896A - 原子力発電プラント

Info

Publication number: JPS60263896A
Application number: JP59119814A
Authority: JP
Inventors: 古志　裕司
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-06-13
Filing date: 1984-06-13
Publication date: 1985-12-27

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〕本発明は沸騰水型の原子力発電プラントに係り、特に、
電力系統網の周波数上昇によるタービンバイ７バス系の
吸収能／Ｊを超える部分負荷遮断に対して不測の原子炉
停止を回避するように改良した原子力発電ブラン］・に
関り−る。

〔発明の技術向背ｑＪ３よびその間可点〕近江、電力系
統網の拡大、発電ユニットの入官Ｅｄ化に伴い、揚水発
電所の夜間運転量が増大づる・方、電源立地の困難性、
送電ルートの確保ｍ等の技術的社会的要因から、大音量
、かつ長距離送電が必要どなり、電力系統網の安定運用
問題がクローズアップされている。

特に、多数の揚水発電所が揚水運転を行なう夜間時に、
ミノｊ系統網に短絡、地１等の系統故障が発生すると、
電力供給側の発電プラン１〜（′ＩＪその発電機出力減
少のために発電機が加速され、一方の揚水発電所では電
力の供給量の減少によって拐水磯が減速される。このた
めに、揚水発電所ｒ　ｔｉｔ同期運転限界を超える相差
角が開き、いわゆる脱調現象に至る恐れがあった。

そして、多数の揚水発電所が仮に脱調すると、電力系統
網における電力の需要ｍが減少して電力供給過剰になり
、この系統網の周波数は所要時間継続して上昇したまま
になる。この系統網の周波数の上昇量は揚水発電所の脱
調量にほぼ比例する。

ところで、従来の沸騰水型原子力発電プラントでは、電
力系紐間側の周波数上昇量がタービン制ｗｖｉ置内の予
め設定された負荷設定バイアス相当分以上になったとき
に、タービン加減弁を閉弁すると共に、タービンバイパ
ス弁を開弁じてタービンの回転速度を減速していた。

しかし、この際にタービンバイパス系へバイパスされる
主蒸気がタービンバイパス系の設備合量を超えると、原
子炉運転が停止に至る場合がある。

づ゛なわち、上述した事情等により電力系統網に周波数
上昇が発生すると、タービン加速弁が急閉すると共に、
タービンバイパス弁が全１７ｆｌ　シ、主蒸気は蒸気タ
ービンを迂回して復水機へ導入される。

このために、蒸気タービンへ流入する蒸気流の（，１減
少し、この減少分がタービンバイパス系のバイパス弁容
量を」−廻ると、この減少分とバイパス流量との間にミ
スマツチが生じ、主蒸気流儀が減少する。この間、原子
炉出力はほぼ一定であるので原子炉からの発生蒸気は一
定であり、原子炉の発生蒸気ど主蒸気流量、すなわち、
原子炉から出力される流出蒸気量との間にミスマツチが
生じ、原子炉圧力が昇圧°す“る。原子炉圧力が上昇す
ると、沸騰水型原子炉に特有の正の出力反応度特性によ
り原子炉内の中性子束が増加し、この中性子束が増加づ
れば、これに比例して原子炉圧力がさらに４圧し、さら
に、両者はこの状態を繰り返して行き、原子炉圧力また
は中性子束はそれぞれ安全上設定された限界値を超え、
原子炉圧力高信号、または中性子束高信号のいずれかの
信号により自動的に急停止していた。

ここで、電力系統網の周波数上昇量をＰ％（定格周波数
に対Ｊる％値）とし、タービン加減弁の絞り込み蛍、す
なわち部分負荷遮断量をＰ％（プラント定格負荷に対す
る％値）とすれば、これらの間にはタービン速度制御系
の速度調定率Δ％に対してＰ＝１００Ｘ− の関係が成立りる。

また、沸騰水型原子力発電プラン１−のタービン加減弁
は、一般に圧力優先制御を行なっており、タービン加減
弁とタービンバイパス弁どの弁動作を制御するタービン
制御装置へ入力されるタービン速度信号（電力系統網の
周波数）には、いわゆるバイアスを与えて、タービン入
口圧力検出信号を優先させている。すなわち、電力系統
網の周波数であるタービン速度信号には一般に定格負荷
の約１０％相当分の負荷設定バイアス量が向えられ、こ
のタービン速度信号とタービン入口圧力検出信号とを入
力せしめる低値優先回路にてタービン入力圧ツノ検出信
号を優先させるようになっている。

そして、上記負荷設定バイアス量がプラン１一定格負荷
の約１０％相当分であるので、部分負荷遮断量が定格負
荷の約１０％以内ではタービン加減弁は応動ゼず、例え
ば、Ｐ％の部分負荷遮断に対してはタービン加減弁操作
部への実効絞り要求は（Ｐ−１０）％定格負荷となる。

ここで、タービンバイパス弁の容量をＢ％定格蒸気流ｍ
とすると、＜　８−１−１０　）％定格負荷相当までの
部分負荷遮断に対しては、タービン加減弁の絞り込みに
Ｊ、る蒸気流量の減少が生じても、この減少分はタービ
ンバイパス系ににり吸収されるので、原子炉側へは原子
炉圧力高や中性子束高の影響を勾えることはない。しか
し、（Ｂ＋１０）％定格負荷相当以上の大幅な部分負荷
遮断に対しては、タービン加減弁の絞り込み量をタービ
ンバイパス弁でバイパスしきれなくなるために、上述し
たように原子炉圧力高１ｂ中性子束高の信号により原子
炉の運転をΩ速に停止さＵ゛るようになる。

そこで、このような原子炉の急速停止を防止するために
、従来の原子力発電プラントでは電力系統網側の周波数
上昇により部分負荷＊断の発生を検出し、この部分負荷
遮断がタービンバイパス弁の吸収能力を超える場合には
、原子炉内へ選択制御棒を挿入すると共に、再循環ポン
プをトリップさせて原子炉出力を減少とし原子炉を停止
させない方法が提案されて−いた（特開昭５４−３６４
８０）。

しかしながら、このような従来の原子力発電プランドの
原子炉出力制御では、燃料棒からの熱出力おにび炉心発
生蒸気量が数秒以上の時定数により緩慢にしか減少さけ
ることができず、原子炉出力制御に時間がかかり、この
間に原子炉が急速停止に至る恐れがあるという問題があ
った。

〔発明の目的〕

本発明は上述した事情に鑑みなされたもので、電力系統
網側の急激な周波数上昇による部分負荷遮断に対してこ
の部分負荷遮断ｍがタービンυ制御系のタービンバイパ
ス弁容量を超えたときに、原子炉の２速停止を未然に、
かつ確実に防止し、定格運転に近い状態で原子炉運転を
続行することが　゛でき、プラント稼動率の向上を図る
ことができる原子力発電プラン１〜を提供することを目
的とする。

〔発明の概要〕

上述の目的を達成するために本発明は、バイパス系のタ
ービンバイパス弁容量を超える部分負荷遮断が発生した
ときは、原子力発電プラントの原子炉出力制御による炉
出力抑制を小幅に止どめると共に、原子カプラントに近
隣立地の所要の発電プランｌ−をその電力系統網から分
離することにより、この電力系統網にａシＣプる電カイ
共給量を相対的に減少させ、電力の需給バランスを回復
ざ「ることを主な特徴としている。

〔発明の実施例〕

Ｊメ下、本発明に係る原子力発電プラントの実施例につ
いて図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る原子力発電プラントの一実施例の
全体構成を示す系統図であり、原子炉系に電力系統αが
電気的に接続されている状態を示している。原子炉系は
沸騰水型の原子炉３０をイボし、この原子炉３０の核燃
料が装荷される炉心３１には複数本の制御棒３２が挿入
され、または引抜かれるようになっている。制御棒３２
は制御棒駆動機構３３により駆動され、原子炉３ｏ内の
発生蒸気用、すなわち原子炉出力を制御するようになっ
ている。また、原子炉３０は原子炉３ｏ内の炉水を強制
循原づ−る再循環系３４を複数系統、例えば２系統右し
、これらの再循環ポンプ３４ａ。

３４’ｂの循環流量を適宜υ１婦ターることにより、原
子炉３０の発生蒸気隼、す゛なわち原子炉出力を制御す
るようになっている。原子炉３０は主蒸気管３５を介し
て蒸気タービン３６に接続され、原子炉３ｏ内にて発生
しＩこ主蒸気が蒸気タービン３６に）９人され、ここで
仕事をするようになっている。

主薫気管３５の途中はタービンバイパス管３７を介して
復水器３８に接続され、主蒸気の一部が蒸気タービン３
６を迂回して直接復水器３８にＪＪ）気されるようにな
っている。主蒸気管３５のタービンバイパス管３７との
接続箇所の下流側にはタービン加減弁３つが介装され、
このタービン加減弁３９を自動操作するタービン加減弁
操作部４０の開度制御により、蒸気タービン３６へ流入
される流入蒸気流量を制御するようになっている。

一方、タービンバイパス管３７の途中にはタービンバイ
パス弁４１が介装され、このタービンバイパス弁４１を
自動操作するタービンバイパス弁操作部４２の開度制御
により、主蒸気の一部を復水器３８へバイパスさせるバ
イパス流量を′）ノ宜制御するようになっている。復水
器３８は給水ポンプ４３を介装させた給水＠４４を介し
て原子炉３０に接続され、復水器３８にて凝縮された復
水を原子炉３０に給水するようになっている。

上記蒸気タービン３６は発電機４５に連結され、蒸気タ
ービン３６の回転駆動により発電するようになっている
。この発電機４５は変圧器４５ａおよび発電機主遮断器
４６を介して電力系統αの第１送電ｔｆＡ４７に電気的
に接続されている。第１送電線４７（Ｊ連係１！４７ａ
を介して第２送電線４８、に結線され、第２送電ＦＡ４
８は発電機１遮ｌ１７ｉ器４９および変圧器５０を介し
て所要の電源制限用電源５１に接続されている。電源制
限用電源５１は、火力、水力、原子力等所要の発電プラ
ントであり、この原子炉３０を含む原子力発電プラント
の近隣に立地して予め電源制限用の電源に指定されたも
のである。

電源制限用電源５１の発電機主遮断器４９は発電機主遮
断器操作部５２により、投入または開放されるようにな
ってａ５す、第１送電線４７の途中は制動抵抗器遮断器
５３を介して制動抵抗器５４が接続され、制動抵抗遮断
器５３は制動抵抗器遮断器操作部５５により、投入また
は開放が行なわれるＪ：うに４１つている。この制動抵
抗器遮断器操作部５５　Ｊ５　、Ｊ：び発電機主遮断器
操作部５２は共に、出力制御′１４置５６に信号線を介
して電気的に接続され、出力制ｉｌｌ装買５６から出力
される各制御信号５６△、５６Ｃに応動するようになっ
ている。

出力制御装置５６は２つの再循環流山制御装置５７Δ、
５７Ｂに電気的にそれぞれ接続され、出力制御装置５６
により出ツノされる各制御信号５６Ｂに応動して、各再
循環流♀制御装置５７ａ、５７ｂを介して再循環ポンプ
３４ａ、３４ｂをそれぞれ制御し、再循環流量を適宜制
御づるようになっている１゜蒸気タービン３６にはこのタービン３６の回転速度を検
出器るタービン速度検出器５８が付設され、このタービ
ン速度検出淵５８は化８線を介して上記出力側μＩＩ装
置５６とタービン制御装置５つとにそれぞれ接続され、
タービン制御装置５９は主蒸気管３５におりるバイパス
管３７との接続部ど、タービン加減弁３９との間に介装
されたタービン入口圧力検出２３６ｏに信号線を介して
接続されている。タービン制御装置５９は、その出ツノ
側が、タービン加減弁操作部４ｏとタービンバイパス弁
操作部４．２とに信号線によりそれぞれ接続され、第２
図に承り−Ｊ：うに構成されている。

タービン制御２ＩＩ装Ｆ７５９は送電系統網の周波数で
あるタービン速度検出信号５８△とタービン人［１圧力
イ５号６０Ａとをそれぞれ入力とＪる一方、タービン加
減弁操作部４ｏとタービンバイ入ス弁操作部４２とに各
制御信号６６Ａ、６８Ａをそゎぞれ出力するものであり
、速度調整器６１や圧力調整器６２等を有寸る。速度調
整器６１　Ｇ１タービン速度検出器５８から出ツノされ
るタービン速度検出信号５８Ａを入ツノせしめて、速度
設定器６３がら出力される速度設定値と比較し、両者間
の偏差である偏差信号を出ツノする比較器６１ａと、こ
の偏差信号を増幅して速度誤差信号６１Ａを出力する増
幅器６１ｂとを有する。速度誤差信号６１Ａは基ｔｔ’
　ｎｌ′ｊ回路６３に入力され、この基準値回路６３に
は負荷設定器６４がら出力される口筒設定信号６４Δど
、負荷設定バイアス発生器６５がら出力されるバイアス
信Ｑ６５Ａとが印加されている。

基ｉｆ　Ｉ＋ｊ’）回路６３の出力側からはタービン負
荷要求信号６３Ａが低値優先回路６６へ出力される。

一方、タービン入ロ圧力信ｆ″１６０Ａが入力される圧
ツノ調整器６２は、圧力設定器６７ｉ／＋１１ら出力さ
れる圧ツノ設定値と比較し、両省間の＆Ｉ差である偏差
伝号を出力する比較器６２ａと、この偏差信号を増幅し
て圧力調整信号６２Ａを出力する増幅器６２ｂとを有づ
る。圧力調整信号６２Ａは上記低値１グ先回路６６にタ
ービン負荷要求信ＤＧ３Ａと共に入力されると共に、バ
イパス弁制御回路６８の比較器６８ａへ入力されるよう
になっている。

低値優先回路６６ではタービン負荷要求信号６３Ａがバ
イアスされているので、通常は圧力調整信号６２Δが優
先され、タービン加減弁流（６）信号５９Ａどしてター
ビン加減弁操作部４０と、バイパ′ス弁制御回路６８の
比較器６８ａとへそれぞれ入力されるようになっており
、この比較器６８ａにて、ターどン加減弁流用信＠５９
Ａと圧力調整信号６２△とが比較され、増幅器６８ｂに
て両信号５９Ａ、６２Ａの偏着を増幅してから、タービ
ン制？Ｉｌ装置５９の出力の１つとしてバイパス昇流Ｑ
信号５９Ｂをタービンバイパス弁操作部４２へ出力する
ように構成されている。すなわち、タービン制御装置５
９は電力系統網の周波数（タービン速度）、またはター
ビン入口圧力に応じてタービン加減弁３９とタービンバ
イパス弁４１の開度を適宜制御してその流入量を適宜制
御するための制御信号を出力１′る。

一方、出力制御装置５６は第１図に示すようにその入力
側がタービン速度検出器５８と、原子炉系の発電機主遮
断器４５と、揚水発電所６９等の給電状態の監視等を行
なう中央給電所７０の給電指令系統ど、タービン入口圧
力検出器６０ど、再循環ポンプ３４ａの回転速度から炉
水の炉心流量を検出する図示しない炉心流ω検出器とに
、各信号線等を介してそれぞれ接続されている。また、
出力制御装置５６の出力側は２系統の再循環流量制御装
置５７Ａ、５７Ｂと、原子炉系の制動抵抗器投入開放操
作部５５と、電源制御用電源５１系の発電機主遮断器操
作部５２とに各信？ｉ線を介してそれぞれ接続されてい
る。

出力制御装置５６の論理演ｐ部を第３図に示す。

比較器７１はタービン速度検出器５８より出力されたタ
ービン速度信号５８’Ａと、速度設定器７２より出力さ
れた速度設定信号とを比較し、これ□ら両信号の偏差信
号を再循環流Ｍ制御回路７３へ□入力させるらのであり
、再循環流量制御回路７３は上記偏差信号に対応した再
循環流量制御装置５６Ｂを各再循環流最操作装Ｍ５７Ａ
、５７Ｂへそ　゛れぞれ出力して各再循環ポンプ３４ａ
、３４ｂの回転速度を制御するようになっている。

また、タービン速度信号５８Ａは周波数検出器７７′Ｉ
を介して第１アンドゲート７５と、ｆｌｉｌＪ　！１１
Ｉ抵抗器制御回路７Ｇを介して第２アンドグー１−７７
とへそれぞれ入力されるようになっている。周波数検出
器７４はタービン３６の回転速度の上界値が予め設定さ
れた設定量を所定時間継続して超えたことを検出づるし
のであり、タービン速度の上界（１０がプラン１へ定格
〇荷相当でタービンバイパス弁容量と負荷設定バイアス
分の和以上に相当する部分負荷遮断がｄうったどきに動
作して論理信号［１１を出ツノづる。

炉心流量信号７８Δを入力させる炉心流用検Ｌ［１器７
８と、炉出力信号−７９Ａを入力させる炉出ツノ検出器
７９とは、原子炉プラント出力゛が無負荷、または低出
力レベルの状態ではなく、所定の出力レベルにあること
をそれぞれ検出するものであり、各々の状態量が所定の
設定値以上に検出したときに動作して論理信号「１」を
それぞれ出力し、この出力信号を第１、第２、両アンド
グー＋−７５。

７７へそれぞれ印加する。第１ノノンドゲート７５には
、さらに原子炉系の発電機コー遮断器４５が閉じている
ときに論理信号「１」となる閉信号４５Δと、中央給電
指令室７ｏの給電指令系統Ｊ、り出力される脱調検出信
Ｈ７０Ａとが印加され、これら各入力信号が全て「１」
、すなわちＯＮになった場合に、第１アンドゲート７５
が論理信号「１」を出力し、この出ツノ信号５６Ａが電
源制限用電源５６系の発電機主遮断器操作部５２へ出力
されるようになっている。

制動抵抗器制御回路７６はタービン速度信号５８Ａを受
けて、制動抵抗器５４に投入、開放制御を行なわせるた
めの論理信号を第２アンドゲート７７を介して制動抵抗
器投入開放繰作部５５へ出力するものであり、タービン
速度の上智値△「が予め設定されたプラントの安全運転
を脅かす部分負荷′！Ｍｌｌ？ｉ相当聞に１以上（△ｆ
≧に１）になった場合に、論理信号「１」を出力し、が
っこの出力を保持し、その後タービン速度の上界値△ｆ
が該当プラント発電Ｉ幾の電ツノ系統上の安定度維持の
観点から設定された部分負荷″ａ断相当聞に２以下（Δ
ｆ≦に２）になったどきに、論理信号「０」を出力し、
この出力信号が第２アンドゲート７７に加えられるＪ：
うになっている。りなわら、制動抵抗器制御回路７６は
第４図に示ずようにタービン速度上背値△ｆかに１とに
２どの間にあるどきは論理信号［１］を第２アンドグー
１〜７７へ出力Ｊ−るようになっている。

第２アンドゲート７７には、さらに炉心流量検出器７８
と炉出力検出器７９からの各出力信号、原子炉発電プラ
ン１−の発電機主遮断器４５の閉信号４５Δ、揚水発電
所６９からの脱調検出信号７０Ａも入力され、これら各
入力信号が全て「１」となったときに、第２アンドゲー
ト７７が「１」を出力し、この出力信号５６　Ｃが制動
抵抗器投入・開放操作部５５へパノノされるようになっ
ている。

次に上述の実施例の作用について述べる。

以下、原子炉発電プラントが夜間の通常運転中に電力系
統事故が発生して、揚水発電所が脱調し、電力系Ｕｔｆ
１４の周波数が上昇した場合について述べる。

この電力系統網の周波数上昇Δ「はタービン速度検出器
５８により検出され、このタービン速度検出信号５８Ａ
はタービン制御装置５９に入力される。ここで周波数上
昇△ｆが負荷設定バイアス発生器６５で設定された負荷
設定バイアス分相当以上に検出された場合は、このター
ビン制御装置５９よりタービン加減弁操作部４０にター
ビン加減弁流量信号５つ△が、また、タービンバイパス
弁操作部４２にバイパス弁流量信号５９Ｂがそれぞれ入
力され、これら各操作部４０．’４２によりタービン加
減弁３９を絞り込むと同時に、タービンバイパス弁４１
を全開させる。

したがって、蒸気タービン３６への流入蒸気流量は減少
し、この減少分はタービンバイパス管３７ヘバイパスさ
れる。しかし、この蒸気タービン３６への流入蒸気流量
の減少分がタービンバイパス弁４１のバイパス容かを超
えるので、このバイパス流量と流入蒸気伊どの間にミス
マツチが生じ、上述したように原子炉圧力がｆｆｆｆ？
ｌ−る。づ−なわち、プラン１一定枯負荊険をンでター
ビンバイパス弁容早どＣ’Ｊ　ｉｉ＋　’Ｊｒ９定バイ
定バイアス用ｊス十の１ｊＩＩ分Ｃ”１狗遮［坊が発生
した場合は、原子炉３０より流出りる↓蒸気流量のｉ成
牛４−／Ｉじ、−））、原子炉出ツノが＋日、；Ｃ一定
であるために原子炉の熱収支のハンンスが１ｆｉｉ　＋
１、原子炉圧力が上昇りる。

一方、出力制御装置５３６ではその第１ノ′ンドグート
７５０人力のうノー）、光電機１辿断器４５の閉信号／
１５△ど、炉心流量検出器７８と、炉出力検出器７９ど
は］１（に原子力発電ブラン］・が通常連中１入態にあ
るのて゛、ＯＮ　！Ｊなりら「１」とイｒ）でいる。ｌ
；ｌ：た、ターどン速麿信８５８Ａを受（）Ｃ周波数検
出器７／ｌが「１」を出力しでおり、さらに周波数上昇
の直接原因″ｃ８５る揚水発電所６９の脱調信舅７０Δ
が中火給電指令室７０の給電指令系統から入力されるこ
とにより、第１アンドグー；・７５が「１」を出力し、
制御信号５６△としで°電源制限用電源５１系の発電機
主遮断器操作部５２に出ノ〕される。このために発電機
主遮断器操作部５２は発電機主遮断器４９を開放径イ′
１し、この電源制限用電源５１を電力系統網より分離す
゛る。これにより、電力系統網にお【プる電力供給が減
少し、電力の供給過剰状態が解消されて、系統周波数の
上昇が抑制される。したがって、沸騰水型原子力発電プ
ラントの、実質的負荷遮断量を減少させることができる
。

また、第２アンドゲート７７の入力は第１アンドグー１
〜７５の場合と同様、発電機主遮断器４５の開閉信８４
５Ａと、炉心流量検出器７８おＪ：び炉出力検出器７９
からの各出力信号７８Ａ、７９Ａと、揚水発電所６９の
脱調信号７０Ａとがずでに「１」を出力しており、さら
に、タービン速度信号５８Ａを受けて制動抵抗器制御回
路７６が「１」を出力するために、これらを入力する第
２アンドゲート７７が「１」を出力し、制御信号５６Ｃ
として制動抵抗器投入開放操作部５５に出力され、この
操作部５５が常開状態の制動抵抗器遮断器５３を閉成さ
せる。したがって、制動抵抗器５４がこの閉じた制動抵
抗器遮断器５３を介して送電線４６に電気的に接続され
。こ１により、揚水発電所６９における脱調直後から電
源制限用型に！５１系の発電機主遮断器４９の開放によ
り系統周波数が抑制されるまでの初期的な発電機４３の
加速現象は、この加速中の発電機４３から出力される電
力を制動抵抗器５４にて電力消費させて吸収するので、
極めて迅速に抑制される。その結果、原子力発電プラン
トの実質的負荷遮断量を減少させることができる。すな
わら、電源制限用電源５１の電力系統からの分離と、制
動抵抗器５４の発電機４３出ノｊ側への挿入とにより、
原子炉出力ど主蒸気流量とのミスマツチが殆ど解消され
、原子炉３０内の昇圧が抑制される。

な（１′３、タービン速度の上界値へｆが、この原子ツ
ノ発電プラントの発電機の電力系統上の安定度紺］−′
ｉの見地から設定された部分負荷遮断相当ｆｆ１Ｋ２（
第４図参照）以下に低下したときに制動抵抗器制御回路
７６が論理信号「０」を出力すや。このために、第２ア
ンドゲート７７も「０」を出力し、制動抵抗器投入間数
操作部５５は復帰操作を行ない、制動抵抗器５４は送電
線４６より遮断される。

一方、出力制御装置５６の比較器７１は、タービン速度
信号５８Δを入力させて速度設定器７２の設定値と比較
し、両者の偏差信号を再循環流量制御回路７３を介して
制御信号５６Ｂとして、各再循環流最操作装置５７ａ、
５７ｂへそれぞれ出力する。これら再循環流ｆｆ１ｔ１
作装置５７ａ、５７ｂは制御信号５６Ｂを受けて再循環
ポンプ３４ａ。

３４ｂによる再循環流量を徐々に減少させる。このため
に、原子炉３０出力は低減し、原子炉３０内圧力の昇圧
を抑制し、同時に原子炉３０内圧力の昇圧に伴う中性子
束の上昇を抑制する。したがって、原子炉３０内の圧力
高と申牲子束会の過度変化がいずれも原子炉急速停止の
／こめの動作点以下に抑制され、原子炉３０運転を停山
さゼずに、続行させることができる。

第５図は部分負荷遮断が発生しｌＣＳ合の原子炉圧力お
よび中性子束の過度現象についでの模擬解析結果を、従
来例と比較して示すグラフであり、横軸には部分負荷遮
断発生後の時間を、また、縦軸には原子炉内圧力おＪ：
び中性子束の各状態量の変化を−ぞれそれ示しＣいる。

図中破線（Ｊ従来の沸騰水型原子カブラ〕／　ｌ・にお
いて部分０荷遮断が発生した場合の中性子束Ａと原子炉
圧／Ｊ　Ｂ　′８の変化を上、下段にそれぞれ示し、上
段で示される中性子束へは部分負荷遮断の発生から約２
秒（グに中性子束高動作点Ｃ（１２０％定格）にｔｉｔ
ば）ヱすることを示している。この時点Ｃ原子炉の運転
は中性子束高信号で急速停止する。また、下段に示ｔｊ
　Ｄ１子炉斥力Ｂも約４秒後に原子炉圧力高動作点りに
達するので、原子炉圧力高信号で原子炉の運転は急速停
止［？Ｉる。

一方、第５図中実線は本実施例に係る沸騰水型の原子力
発電プラン］・において、部５７　Ｖ＋　Ｇｊ連旨が発
生した場合の中ｆ［子束にと原子炉圧ＪＪ［等の変化を
上、下段にそれぞれ示し、両者［、Ｆ、Ｊｔに各動作点
Ｃ１）以下に大幅に抑制され、各動作点Ｃ６Ｄに対し大
幅な裕度を持っている。しＩＣが−）て、原子炉運転が
急速停止しない。

また、第５図は本実施例におけるタービン然気流ｆｆｉ
、　Ｇを上段に、タービンバイパス弁蓋気流量（１を下
段に、従来例と比較してそれぞれ示しており、タービン
蒸気流ｍＧの絞り込み量が従来例のタービン蒸気流量Ｉ
に比して大幅に緩和されているので、原子炉出力とター
ビン３６へ流入される主蒸気流量どのミスマツチがほぼ
解演される。このために、タービンバイパス弁４１ヘバ
イパスされるタービンバイパス弁蒸気流ωｌ」が従来例
のタービンバイパス弁蒸気流ｆｆ１Ｊに比して著しく減
少する。

なお、第５図中、Ｋは本実施例における原子炉熱出力を
、Ｌは同じく炉心流量をそれぞれ示す。

第６図および第７図は本発明に係る原子力発電ブランＩ
・の他の実施例を示し、第６図は全体構成を示すための
系統図であり、図中２点鎖線により囲まれ１＝部分βと
第７図の１部分が第１図および第３図で示す実施例と主
に相違している。そこで、第１図および第３図と同一部
分には同一符号を付してその説明を省略する。

第１図で示す実施例では、タービンバイパス弁４１容吊
を超える部分負荷遮断が発生したときは、電源制限用電
源５１系の発電機主遮断器４９を１−リップさせて、こ
の電源制限用電源５１を電力系統αより分離するように
構成した。しかし、本実施例では電源制限用電源５１を
電力系統αより分＋Ｖｔせずに、高速タービンバルブ制
御により、この電源５１からの電気出力を急速、かつ大
幅に減少させＪ：うどするものである。

すなわち、電源制限用電源５１Ｚを変圧器５０Ｚ　ｉ１
５よび発電機主遮断器４９Ｚを介して、第２送電線４８
に接続している。また、電源制限用電源５１Ｚは、高速
タービンバルブにより回転速成が制御されるタービン９
０Ｚに発電機を駆動可能に接続してなり、このタービン
９０’Ｚの高速タービンバルブは、タービン９０Ｚの軸
トルクを急速に絞り込み、上記発電機の出力を急減させ
るものであり、高速タービンバルブ操作部９１により自
動操作されるようになっている。高速タービンバルブ操
作部９１Ｚは、出力制御装置５６に信号線を介して電気
的に接続され、出ツノ制御装置５６より出力される制御
信号５６Ａにより動作するようになっている。ルリ御信
号５６Ａは上述実施例と同様の条件が成立したときに出
力される。

したがって、本実施例の原子力発電プラントにおいて、
タービンバイパス弁４１容量を超える部分負荷遮断が発
生したときは、□第７図で示（゛ように構成され７ｊ出
力制御装丙５６の第１アンドゲート７５より制御信号５
６Ａが高速タービンバルブ操作部９１Ｚに出力される。

これにより、高速タービンバルブ操作部９１Ｚは、高速
タービンバルブを操作してタービン９０２の軸トルクを
急速に絞り込み、発電機の出力を急減さける。

したがって、本実施例によれば電源制限用電源５１Ｚの
出力を電力系統αに併入した状態で絞り込むことができ
るので、系統事故等が復旧した後は、電源制限用電源５
１Ｚを電）〕系統αに迅速に復帰させることができる。

なお、上述の各実施例では、原子炉３０の再循環流量を
減少させて原子炉出力の低減を図っているが、選択制御
棒３２を炉心３１に挿入づることにより、炉出力を低減
さゼるように構成してもよい。

また、電源制限用電源５１，５１２は必ずしも１つであ
る必要はなく、この原子力発電プラン１〜と共に電力系
統網を構成する発電プラントの複数を制限対象どして−
ｂよい。

（発明の効果）以上説明したように本発明に係る原子力発電プラントは
、原子炉にて発生した主蒸気により駆動されるタービン
ど、このタービンにより駆動されて発電し電力系統網に
電力を供給づ“る発電様と、−ｈ記主蒸気を上記タービ
ンは迂回させて復水器へ導入させるタービンバイパス系
を有する原子力発電プランｌ−において、電力系統網の
周波数上昇を検出する周波数検出器と、上記電力系統網
に組み込まれた所要の発電プラントをその電力系統網Ｊ
：り分離する系統弁１１１を装置と、上記発電機が上記
電力系統網の周波数上昇に伴い加速するのを抑制する発
電機加速抑制装置と、上記原子炉の炉出力を制御する炉
出力制御装置とを有し、上記電ツノ系統網の周波数上昇
による部分負荷遮断に対してその部分負荷ｍｆｇｉｆｆ
ｉが上記タービンバイパス系のタービンバイパス弁容量
を超えたときは、上記系統分離装置を動作せしめて、上
記所要の発電プラントをその電力系統網より分離ざ氾る
一方、上記発電機加速゛抑制装置により上記発電機の加
速を抑制せしめると共に、上記炉出、力抑制装置により
上記原子炉の炉出力を減少せしめて、原子炉の運転を続
行させるようにした。したがって、本発明によれば従来
ならば原子炉を急速停止させるような急激な部分負荷遮
断が発生した場合に８５いても、これにより惹ぎ起され
る原子炉の過度変化を原子炉の安全運転継続可能の範囲
内に納めることがでさ、原子炉の急速停止を確実に防止
することができる。

、また、従来例のＪ：うに炉出力を大幅に絞り込む必要
がないので、はぼ定格運転に近い状態で原子炉の運転を
継続することができ、プラン１〜稼動率の向上を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明に係る原子力発電プラント
の実施例をぞれぞれ示し、第１図は−実施例の全体構成
を示ず系統図、第２図はタービン制御装置のブロック線
図、第３図は出力制御装置のブロック線図、第４図は制
動抵抗器制御回路の機能を説明づるためのタービン速度
特性線図、第５図は部分負荷遮断が発生した場合の原子
炉圧力および中性子束の過度現象についての模擬解析結
果を従来例と比較して示づ一グラフ、第６図は他の実施
例の全体構成を示す系統図、第７図は第６図で示す出力
制御装置のブロック線図である。３０・・・沸騰水型、の原子炉、３１・・・炉心、３２
・・・制御棒、３４・・・再循環系、３５・・・主蒸気
管、３６・・・タービン、３７・・・タービンバイパス
弁、３８・・・復水器、３９・・・タービン加減弁、４
０・・・タービン加減弁操作部、４１・・・タービンバ
イパス弁、４２・・・タービンバイパス弁操作部、４３
・・・給水ポンプ、４４・・・復水管、４５・・・発電
機、４５ａ・・・変圧器、４６・・・発電機主遮断器、
４７・・・第１送電線、５１・・・電源制限用電源、５
４・・・制動抵抗器、５Ｇ・・・出力制御装置、５６Ａ
、５６Ｂ、５６Ｃ・・・制御ン制御装置、６０・・・タ
ービン入口圧ツノ検出器、６１・・・速度調整器、６２
・・・圧ツノ調整器、６３・・・基準値回路、６８・・
・バイパス弁制御回路。出願人代理人　波多野　久第３図ぺら第４図Ｂ１ｎ］（４少）

Claims

【特許請求の範囲】１、原子炉にて発生した主蒸気により駆動されるタービ
ンと、このタービンにより駆動されて発電し電力系統網
に電力を供給する発？８機と、上記主蒸気を上記タービ
ンは迂回させて復水器へ導入するタービンバイパス系と
を有する原子ツノ発電プラン１〜において、上記電力系
統網の周波数上背を検出器る周波数検出器と、上記電力
系統網に組み込まれた所要の発電プラントをその電力系
統網より分離する系統分離装置と、上記発電機が上記電
力系統網の周波数上昇に伴い加速するのを一時的に抑制
する発電機加速抑制装置と、上記原子炉の炉出力を制御
する炉出力制御装置とを有し、上記電力系統網の周波数
上昇による部分負荷遮断に対してその部分負荷遮断量が
上記タービンバイパス系のタービンバイパス弁容量を超
えたときは、上記系統弁Ｎ１装置を動作せしめて上記所
要の発電プラントをその電力系統網より分離さじる一方
、上記発電機加速抑制装置により上記発電機の加速を抑
制せしめると共に、上記炉出力制御装置により上記原子
炉の炉出力を減少せしめで、この原子炉の運転を続行さ
けるようにしたことを特徴とする原子力５Ｒ，電プラン
ト。２、系統分離装置が発電機から出力される電力−を遮断
する発７ｑ　１主遮断器である４”ｊＦｒ請求の範囲第
１項に記載の原子力発電プラン１へ。３、発電機加速抑制装置が発電機の回転を制動ぎせる制
動抵抗器の投入制ｔｌｌ装置である特許請求の範囲第１
項に記載の原子力発電プラント。４、原子炉出力制御装置が、原子炉内の炉水の再循環流
量を制御づる原子炉再循■買流ｍ１ＩＩＩＩ６１′ｌ装
首と、原子炉内に制御棒を挿入、引抜きを行なうＭｉｌ
＋御棒駆動装置とであり、またはいヂれか一方である特
許請求の範囲第１゛項に記載の原子力発電プラン１〜。