JPS61169800A - 原子炉出力降下装置 - 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〕 本発明は原子炉出力制御装置に係シ、出力係数の小さい
原子力プラントにおいても負荷遮断等の電力系統事故発
生時に、急激に原子炉出力を降下・整定させるのに好適
な原子炉出力降下装置に関する。

〔発明の背景〕

負荷遮断等の電力系統事故時の原子炉出力降下方法とし
て、例えば第４図に示すような沸騰水型原子力プラント
において、負荷遮断が発生するとタービン蒸気加減弁２
が急速閉鎖し、その急速閉鎖信号により再循環ポンプ１
８のトリップと選択制御棒ｌＯの全挿入により急激に原
子炉出力を降下し、その後のターピノ抽気蒸気８の減少
による給水温度の低下から緩やかに上昇してくる原子炉
出力を微小駆動型の制御棒駆動装置を用いて、所内単独
運転が可能な所定の範囲内に整定させるものが知られて
いる。

この方法では、選択制御棒１０の挿入により原子炉に投
入される負の反応度は一定値であるため、挿入する制御
棒の本数は、出力係数が小さく、シかも制御棒が全引き
抜き状態であるような場合でも原子炉出力の下がシ過ぎ
ることのないのを考慮する必要がある。また、出力係数
が小さく、制御棒が１〜３本しか挿入できない場合には
炉心径方向出力の不均衡を生ずる可能性がある。原子炉
の炉心状態の変化にともない制御棒パターンが変化する
ため、全ての選択制御棒が部分挿入状態の時と全引き抜
き状態のときでは大きく反応度価値が変化するため、ど
のような制御棒パターンにおいても全ての選択制御棒が
全引き抜き状態または全本部分挿入状態となることのな
いように考慮する必要がある。

選択制御棒１０は、以上のように、炉心径方向出力不均
衡を生じないこと、およびプラント運転中の制御棒パタ
ーン変更を十分考慮したうえで決定しなければならない
。

また、負荷遮断発生時に再循環ポンプ１８をトリップさ
せるため、ボイド反応度係数が負の原子力プラントに対
しては有効に適用できるが、０または正であるような原
子力プラントでは、逆に原子炉出力を上昇させてしまう
ことになるため適用できないという不都合がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、負荷遮断等の電力系統事故発生時にお
いて、出力係数の小さな原子力プラントにおいても所内
単独運転へ移行するために、速やかに原子炉出力を設定
出力まで降下・整定することのできる原子炉出力降下装
置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、比較的大きな反応度価値をもつ出力平
担化あるいは安全停止用制御棒と、反応度価値の小さい
出力調整用制御棒の２種類の制御棒をもつ原子力プラン
トにおいて、負荷遮断等の電力系統事故発生時に所内単
独運転へ移行する際の原子炉出力降下を、２種類の制御
棒を同時に操作して、大きな反応度価値をもつ出力平担
化あるいは安全停止用制御棒の自動挿入および目標出力
近傍での自動停止により、原子炉出力を設定した所内単
独運転移行後の出力付近まで降下させ、その設定出力と
の偏差を反応度価値の小さい出力調整用制御棒で補正し
、設定出力に維持することにある。

第５図に示すように、従来までの方法は、負荷遮断発生
後の選択制御棒挿入と再循環ポンプ）　ＩＪツブの負反
応度投入により、原子炉出力が一担低下したあとタービ
ン抽気蒸気の減少により、給水温度が低下し徐々に出力
が上昇しはじめる。そして、原子炉出力が所内単独運転
の可能な出力範囲の上限付近まで上昇すると、微小駆動
型制御棒が挿入されて原子炉出力が低下する。この微小
駆動型制御棒の駆動により、原子炉出力が設定範囲内に
整定するように制御されている。

これに対し、本発明の方法によると、反応度価値の小さ
い出力調整用制御棒により微小な反応度投入を容易に行
えるため、出力係数の小さい原子力プラントにおいても
、設定出力からずれることのないように原子炉出力を制
御することが可能であり、原子炉出力は常に設定出力に
保持される。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第１図に示す原子力プラントに適用した
一実施例で説明する。

第１図において、原子炉１で発生した蒸気は、飽和水と
二相混合状態で蒸気ドラム１５へ送られ、ここで蒸気と
飽和水とに分離される。飽和水は復水器から送られてく
る給水と混合して、再循環ポンプ１８を経て炉心冷却の
ため再び原子炉ｌへ戻される。蒸気ドラム１５で分離さ
れた蒸気は、主蒸気管１６を通シ、タービン蒸気加減弁
２を経てタービン４に送られる。タービン４の駆動に使
われた蒸気は復水器５で凝縮されて水になり、給水加熱
器７を経て蒸気ドラム１５へ戻される。

電力系統事故発生により、発電機６の負荷が喪失すると
、タービン４の過速度を防止するためタービン蒸気加減
弁２が急速閉鎖し、タービンバイパス弁３を急速開放し
て、バイパス管１７を通して蒸気を復水器５へ逃がし、
原子炉ｌは所内単独運転へ移行する。

第２図に本発明の構成を示す。発電機６の負荷喪失によ
り、タービン蒸気加減弁２が急速閉鎖すると、加減弁急
速閉鎖信号１９により、大きな反応度価値をもつ出力平
担化あるいは安全停止用制御棒１０と反応度価値の小さ
い出力調整用制御棒９の両方を同時に駆動開始して、原
子炉出力を所内単独運転移行後の設定出力すまで降下さ
せる。

加減弁急速閉鎖信号１９は自己保持回路を経て、切換ス
イッチ２０に入シ、原子炉出力設定値を所内単独運転時
原子炉出力設定器２１側に切換える。

自己保持回路により加減弁急速閉鎖信号１９が喪失して
も、手動リセット器３１によりリセットされるまでは、
切換スイッチ２０は所内単独運転時原子炉出力設定値を
維持続ける。

偏差比較器３０では、中性子計測装置１４からの検出原
子炉出力ａと切換スイッチからの信号Ｃを比較して、そ
の偏差を演算器２４に出力する。

演算器２４では、速度制御演算を行い、加減速率信号３
３を出力調整用制御棒制御装置１１に出力し、出力調整
用制御棒９を自動駆動し、原子炉出力を目標出力に維持
する。また、負荷遮断発生時には出力調整用制御棒９の
制御モードが手動となっている場合もあり得るため、加
減弁急速閉鎖信号１９で自動／手動切換器２３にて自動
モードに切換える。

比較器２５では、設定出力すと中性子計測による検出原
子炉出力ａとを比較して、ａがｂより小さい場合にのみ
信号を出力する。この信号が出ているとき、つまり、原
子炉が設定出力すよりも低い出力状態で運転していると
きに、負荷遮断が発生すると、出力調整用制御棒９の自
動制御により原子炉出力を設定出力すまで上昇させてし
まうことになる。その場合には、出力調整用制御棒駆動
不許可信号２９により、加減弁急速閉鎖信号１９　　　
　　’を遮断して出力調整用制御棒９の駆動を禁止する
。

また、比較器２５からの信号に否定器を介して、検出原
子炉出力ａが設定出力すよりも大きい場合にのみ、挿入
選択器２６により選択器の出力平担化あるいは安全停止
用制御棒１０の挿入信号３４を出力する。原子炉への負
反応度投入により検出原子炉出力ａが設定出力すよシも
小さくなると、比較器２５からの信号が喪失するため、
挿入信号３４が喪失し、出力平担化あるいは安全停止用
制御棒１０は停止する。

負荷遮断発生時において、その時の原子炉運転状態から
設定出力すまで降下させるのに出力調整用制御棒ａのも
つ反応度だけで十分な場合には、出力平担化あるいは安
全停止用制御棒１０を挿入せずに原子炉出力を設定出力
すまで降下させることができる。したがって挿入判断器
２７では、出力調整用制御棒９のみで原子炉出力を設定
出力すまで降下させることのできない、出力の高い運転
状態の時のみ信号を出力し、その場合に負荷遮断が生じ
た時は、挿入許可信号２８により接点３２をＯＮにし、
出力平担化あるいは安全停止用制御棒１０を挿入する。

また、挿入許可信号２８には自己保持回路を持たせて、
加減弁急速閉鎖信号１９が喪失しても、手動リセット器
８１（によりリセットされるまで挿入許可信号２８を出
し続ける。

以上の方法によれば、第３図に示すように、負荷遮断発
生と同時に、反応度価値の大きい出力平担化あるいは安
全停止用制御棒１０と反応度価値の小さい出力調整用制
御棒９を同時に挿入するため、原子炉出力が急激に降下
する。やがて原子炉出力が設定出力すまで降下すると、
出力平担化あるいは安全停止用制御棒ｌＯが自動停止す
るため、原子炉出力降下が停止する。しかし原子炉出力
が設定出力すまで降下した時点から、中性子計測装置１
４からの信号を受けて、実際に出力平担化あるいは安全
停止用制御棒ｌＯが停止するまでには時間遅れがある。

そのため原子炉出力は設定出力よりも多少降下するが、
出力調整用制御棒９が設定出力すに保持しようと機能す
るため、原子炉出力は設定出力すに維持される。また、
所内単独運転移行後には、タービン流入蒸気量が所内負
荷相等の約ｌθ％程度に減少するため、タービン抽出蒸
気を用いている給水加熱器７の機能喪失で原子炉出力が
変化しても、上記機能により設定出力すは維持されるつ 従来までの方法では、選択制御棒は瞬時に全挿入される
ため、その投入反応度は制御棒の選択ケースにより一定
値となるので、制御棒の選択は反応度価値計算を行った
うえで決定する必要がある。

特に、出力係数の小さい原子力プラントでは、原子炉出
力を目標値近傍に降下・維持することが難しい。本方法
においては、原子炉出力が設定出力すまで降下したら出
力平担化あるいは安全停止用制御棒ｌＯの挿入を停止さ
せてしまうため、炉心への反応度投入は制御棒反応度価
値計算を行わずに必要量だけを投入することが可能であ
り、原子炉出力を設定出力から大きくずれることなく、
常に同じ割合で安定して降下させることができる。

したがって、挿入する出力平担化あるいは安全停止用制
御棒ｌＯの選択は炉心径方向出力不均衡を生じないこと
を考慮して決定すればよい。

また、出力設定値を変更することで、降下後の原子炉出
力も容易に変更することが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、負荷遮断等の電力系統事故発生時に、
出力係数の小さい原子力プラントにおいても原子炉出力
を速やかに降下・整定して所内単独運転に移行できるの
で、原子炉の継続運転を可能とする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明一実施例を適用した原子力プラントの
概略系統図、第２図は、本発明の実施例の出力降下装置
の系統図。第３図は、本発明による負荷遮断時の原子炉
出力変化を示す線図、第４図は、従来の方法を適用した
場合の沸騰水型原子力プラントの概略系統図。 第５図は、従来の方法による負荷遮断時の原子炉出力変
化を示す線図である。 １・・・原子炉、２・・・タービン蒸気加減弁、３・・
・タービンバイパス弁、４・・・タービン、５・・・復
水器、６・・・発電機、７・・・給水加熱器、８・・・
タービン抽出蒸気、１３・・・中性子検出器、１４・・
・中性子計測装置、１５・・・蒸気ドラム、１６・・・
主蒸気管、１７・・・バイパス管、１８・・・再循環ポ
ンプ、１９・・・加減弁急速閉鎖信号、２２・・・原子
炉出力要求器、２４・・・演算器、２５・・・比較器、
３０・・・偏差比較器、３１・・・手動リセット器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、原子炉、冷却材再循環系およびタービン制御系から
   なる原子力プラントの原子炉出力制御装置において、タ
   ービン蒸気加減弁急速閉鎖信号により原子炉出力設定値
   を切り換えて、中性子検出器からの信号により検出した
   原子炉出力と設定値との偏差が０になるように出力調整
   用制御棒を駆動する制御器と、同じ加減弁急速閉鎖信号
   により指定した出力平担化あるいは安全停止用制御棒を
   自動で挿入開始し、前記中性子検出器からの出力信号が
   設定値よりも小さくなつた時点で自動停止させる制御器
   を設けたことを特徴とする原子炉出力降下装置。