JPS6145995A - Boiling water type reactor - Google Patents

Boiling water type reactor

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Publication number
JPS6145995A
JPS6145995A JP59167520A JP16752084A JPS6145995A JP S6145995 A JPS6145995 A JP S6145995A JP 59167520 A JP59167520 A JP 59167520A JP 16752084 A JP16752084 A JP 16752084A JP S6145995 A JPS6145995 A JP S6145995A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
recirculation
flow rate
reactor
signal
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP59167520A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
山本 文昭
康裕 磯部
博 春日
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Engineering Corp, Toshiba Corp filed Critical Toshiba Engineering Corp
Priority to JP59167520A priority Critical patent/JPS6145995A/en
Publication of JPS6145995A publication Critical patent/JPS6145995A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、炉心冷却材流量を変化させて出力制御を行な
う再循環系を備えた沸騰水型原子炉に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a boiling water nuclear reactor equipped with a recirculation system that controls output by varying the flow rate of core coolant.

[発明の技術的背景] 第4図を参照して従来例を説明する。第4図は従来の沸
騰水型原子炉の再循環系の制御m機構の概略構成を示す
図である。図中符号1は、原子炉圧力容器を示し、この
原子炉圧力容器1内には冷却材2および炉心3が収容さ
れている。この炉心3は、図示しない複数の燃料集合体
および制御棒等から構成されている。上記冷却材2は炉
心3を上方に流通し、その際炉心3の核反応熱により昇
温する。昇温した冷却材2は水と蒸気の二層流状態とな
り、炉心3の上方に設置された気水分離器4にて水と蒸
気に分離され、分離された蒸気は気水分離器4の上方に
設置された蒸気乾燥器5にて乾燥され乾燥蒸気となり、
原子炉圧力容器1に接続された主蒸気管6−+を介して
蒸気タービン7に移送される。一方分離された水は、炉
心3を収容するシュラウド8と原子炉圧力容器1との間
のダウンカマ部9を介して炉心3の下方に流下し、再度
炉心3を上方に流通する。以下同様のサイクルをくりか
えす。
[Technical Background of the Invention] A conventional example will be explained with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a control mechanism for a recirculation system of a conventional boiling water reactor. Reference numeral 1 in the figure indicates a reactor pressure vessel, in which a coolant 2 and a reactor core 3 are accommodated. This core 3 is composed of a plurality of fuel assemblies, control rods, etc. (not shown). The coolant 2 flows upward through the reactor core 3, and its temperature increases due to the heat of nuclear reaction in the reactor core 3. The heated coolant 2 enters a two-layer flow state of water and steam, and is separated into water and steam by the steam separator 4 installed above the core 3, and the separated steam flows through the steam separator 4. It is dried in a steam dryer 5 installed above to become dry steam,
It is transferred to the steam turbine 7 via the main steam pipe 6-+ connected to the reactor pressure vessel 1. On the other hand, the separated water flows downward through the reactor core 3 via the downcomer section 9 between the shroud 8 that accommodates the reactor core 3 and the reactor pressure vessel 1, and flows upward through the reactor core 3 again. The same cycle is repeated thereafter.

蒸気タービン7に移送された蒸気はそこで仕事をし、蒸
気タービン7の下方に設置された復水器10で凝縮され
、復水ポンプ11、図示しない脱塩器、給水加熱器12
、および給水ポンプ13を介挿した給水管14を介して
前記原子炉圧力容器1内に戻される。なお上記主蒸気管
6には主蒸気加減弁25が介挿されており、また上記復
水器10と主蒸気管6との間にはバイパス蒸気管26が
配設され、このバイパス蒸気管26にはタービンバイパ
ス弁27が介挿されている。
The steam transferred to the steam turbine 7 performs work there, is condensed in a condenser 10 installed below the steam turbine 7, and is condensed by a condensate pump 11, a demineralizer (not shown), and a feed water heater 12.
, and is returned into the reactor pressure vessel 1 through a water supply pipe 14 in which a water supply pump 13 is inserted. A main steam control valve 25 is inserted in the main steam pipe 6, and a bypass steam pipe 26 is provided between the condenser 10 and the main steam pipe 6. A turbine bypass valve 27 is inserted therein.

このような構成をなす沸騰水型原子炉において、その出
力制御は次の2通りの方法によって行なわれる。まず第
1の方法としては、中性子吸収材、すなわち前述した制
御棒の炉心3への挿入度を変化させることにより出力を
制御する方法であり、第2の方法としては、炉心3の冷
却材流量を変化させることにより出力制御を行なう方法
である。
In a boiling water reactor having such a configuration, its output is controlled by the following two methods. The first method is to control the output by changing the degree of insertion of the neutron absorber, that is, the aforementioned control rod, into the core 3. This method performs output control by changing the .

冷却材流量以外にも、制御棒あるいは他の吸収材を操作
することなく中性子の収支バランスに影響を与える因子
としては、炉心内冷却材圧力および冷却材炉心入口温度
がある。以下これらについて簡単に述べる。
In addition to coolant flow rate, other factors that affect the neutron balance without manipulating control rods or other absorbers include in-core coolant pressure and coolant core inlet temperature. These will be briefly described below.

まず炉心内冷却材圧力について述べる。炉心内冷却材圧
力が変化すると、炉心3内の蒸気体積率(以下ボイド率
と称す)に変化を与え、その結果原子炉の出力変化に微
妙な影響を与える。例えば、炉心内冷却材圧力が上昇す
るとボイド率が減少し、その結果炉心出力が上昇すると
もに圧力が上昇する。このように炉心内冷却材圧力の上
昇は正のフィードバック効果を有しているので、通常炉
心内冷却材圧力による出力制御は行なわれない。
First, let's talk about the coolant pressure in the core. When the coolant pressure in the core changes, the steam volume fraction (hereinafter referred to as void fraction) in the core 3 changes, and as a result, it has a subtle effect on changes in the output of the reactor. For example, as the coolant pressure in the core increases, the void fraction decreases, resulting in an increase in core power and pressure. As described above, since the increase in the core coolant pressure has a positive feedback effect, output control based on the core coolant pressure is not normally performed.

また冷却材炉心入口温度すなわち流体のサブクール度を
変化させて出力制御を行なう方法は、いわゆる二重サイ
クル方式の沸騰水型原子炉で採用されたものであり、現
状ではあまり一般的な方法ではない。
In addition, the method of controlling output by changing the coolant core inlet temperature, that is, the subcooling degree of the fluid, was adopted in so-called dual-cycle boiling water reactors, and is not a very common method at present. .

以上のように3つの因子の内炉心向冷却材圧力および冷
却材炉心入口温度については、炉心出力を制御する方法
としては適当であるとはいえず、冷却材流量を変化させ
る方法が一般的であるといえる。以下冷却材流量変化に
よる炉心出力制御について説明する。炉心内冷却材流量
の変化は、通常再循環系により再循環流量を変化させる
ことにより行なう。すなわち図に示すように、前記ダウ
ンカマ部9には複数台のジェットポンプ21が設置ささ
れており、一方原子炉圧力容器1の外側には、再循環ポ
ンプ22が設置されている。これらジェットポンプ21
および再循環ポンプ22との間には再循環系配管23が
配設されている。かかる構成の再循環系により再I−環
流量を変化させて出力制御を行なう。そこで再循環流量
を変化させることによる出力制御の原理について説明す
る。
As mentioned above, the three factors, the inner core coolant pressure and the coolant core inlet temperature, cannot be said to be appropriate as a method for controlling the core output, and the general method is to change the coolant flow rate. It can be said that there is. Core power control based on changes in coolant flow rate will be explained below. The flow rate of coolant in the core is usually changed by changing the recirculation flow rate using a recirculation system. That is, as shown in the figure, a plurality of jet pumps 21 are installed in the downcomer section 9, while a recirculation pump 22 is installed outside the reactor pressure vessel 1. These jet pumps 21
A recirculation system piping 23 is disposed between the recirculation pump 22 and the recirculation pump 22 . With the recirculation system having such a configuration, the output is controlled by changing the recirculation amount. Therefore, the principle of output control by changing the recirculation flow rate will be explained.

すなわち定常状態においては原子炉出力(中性子側密度
)と炉内ボイド量との間には平衡状態が保たれており、
炉内ボイドの生成量と流出量とは等しくなっている。こ
のような定常状態において、再循環流量を増加させると
、流速の増大によって炉内ボイドの収支バランスが一時
的に崩壊し、ボイド流出量が増大して炉内のボイド量が
減少する。
In other words, in steady state, an equilibrium state is maintained between the reactor power (neutron side density) and the amount of voids in the reactor.
The amount of voids generated in the furnace and the amount of outflow are equal. In such a steady state, when the recirculation flow rate is increased, the income and expenditure balance of the voids in the furnace is temporarily disrupted due to the increase in flow rate, the amount of voids flowing out increases, and the amount of voids in the furnace decreases.

この炉内ボイド量の減少は、中性子減速効果の増加とな
り、その結果BWRの炉心固有の負のボイド反応度係数
によって原子炉に一時的に正の反応度を付加し、その為
、原子炉の中性子側密度すなわち熱出力が増大する。こ
の熱出力の増大によって炉内のボイド発生量は再度増加
し、その際炉心入口流量も増大しているので、その結果
炉心出力増大が図られる。また炉心出力を減少させる場
合には、上述し、たと逆の理屈によりなされる。
This decrease in the amount of voids in the reactor increases the neutron moderation effect, and as a result, the negative void reactivity coefficient inherent in the BWR core temporarily adds positive reactivity to the reactor, and therefore the reactor The neutron side density, ie the heat output, increases. Due to this increase in thermal output, the amount of voids generated within the reactor increases again, and at this time, the flow rate at the core inlet also increases, and as a result, the core output is increased. In addition, when reducing the core power, it is done based on the opposite logic to that described above.

また再循環流量を変化させるには以下のような方法によ
り行なう。すなわち再循環ポンプ22に連結された誘導
伝動機24の周波数を変化させて、ポンプ回転数を変化
させることにより、再循環流量を調整する。以下詳細に
説明する。
Further, the recirculation flow rate can be changed by the following method. That is, the recirculation flow rate is adjusted by changing the frequency of the induction transmission 24 connected to the recirculation pump 22 and changing the pump rotation speed. This will be explained in detail below.

図中符号31は圧力制御系を示し、この圧力制御系31
には前記蒸気タービン7に連結された可変周波数発電t
1128から回転数信号(Sl)が入力される。そして
例えば原子炉圧力変化の要求信号が手動(図中82で示
す)、あるいは上記圧力制御系31からの負荷変差信号
(S3)として主制御器32に出力される。主制御器3
2は、入力した信号を適当なPID動作で処理し、速度
要求信号(S4)として、速度制御器33に出力する。
Reference numeral 31 in the figure indicates a pressure control system, and this pressure control system 31
is a variable frequency power generation unit connected to the steam turbine 7.
A rotation speed signal (Sl) is input from 1128. For example, a request signal for reactor pressure change is output to the main controller 32 manually (indicated by 82 in the figure) or as a load change signal (S3) from the pressure control system 31. Main controller 3
2 processes the input signal with an appropriate PID operation and outputs it to the speed controller 33 as a speed request signal (S4).

速度制御器33は、可変周波数発電機28の回転速度が
入力した速度要求信号(S4)に合うように、制御信号
(S5)をすくい管位置調節器34に出力し、流体読手
35内の油面調節器としてのすくい管(図示せず)の位
置を調節する。なおこの流体読手35により電動機36
からの動力が交流発電機37側に伝達されている。かか
る動作によって流体読手35内の油の量が調節され、流
体読手35内の結合力が変化する。その結果上記発電機
37の周波数が変化し、上記誘導電動1I24を介して
、再循環ポンプ22の速度が変化する。
The speed controller 33 outputs a control signal (S5) to the scoop pipe position adjuster 34 so that the rotational speed of the variable frequency generator 28 matches the input speed request signal (S4), and adjusts the speed inside the fluid reader 35. Adjust the position of the scoop pipe (not shown) as an oil level regulator. Note that this fluid reader 35 causes the electric motor 36 to
The power from the AC generator 37 is transmitted to the AC generator 37 side. Such action adjusts the amount of oil within the fluid reader 35 and changes the bonding force within the fluid reader 35. As a result, the frequency of the generator 37 changes and, via the induction motor 1I24, the speed of the recirculation pump 22 changes.

再循環ポンプ22の速度が変化すれば、再循環流量が変
化し、発生蒸気量が変化する。その結果タービン蒸気量
とのバランスが崩壊し、圧力変化が発生する。この圧力
変化により上記圧力制御系31を介して主蒸気加減弁2
5の開度が調節され、タービン蒸気量が原子炉発生蒸気
量に一致するまで変化する。このようにしてタービン出
力が変化し、当初与えられた負荷指令に追従する。
If the speed of the recirculation pump 22 changes, the recirculation flow rate changes and the amount of steam generated changes. As a result, the balance with the turbine steam amount is disrupted and a pressure change occurs. Due to this pressure change, the main steam control valve 2
5 is adjusted, and the amount of turbine steam changes until it matches the amount of steam generated by the reactor. In this way, the turbine output changes and follows the initially given load command.

[背景技術の問題点コ 上記構成によると、再循環流量制御によるプラントの負
荷追従性は、上述したように多くの機器を介して行なわ
れる為に応答性が悪く、ある程度の時間遅れが発生する
。また流体読手36用の大形の冷却器が必要となるとと
もに、交流発電va37、流体読手35、および駆動電
動機36より構成される可変周波数発電装置く以下M−
Gセットと称す)が大形化し、かつ構成が複雑化してコ
スト的にも問題があった。
[Problems with the background art] According to the above configuration, the plant's load followability through recirculation flow rate control is performed through many devices as described above, resulting in poor responsiveness and a certain amount of time delay. . In addition, a large cooler for the fluid reader 36 is required, and the variable frequency power generator consisting of the AC generator VA 37, the fluid reader 35, and the drive motor 36 is
(referred to as "G set") has become larger in size and has a more complicated configuration, resulting in problems in terms of cost.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は以上の点に基づいてなされたものでその目的と
するところは、負荷応答性を向上させ、構成の簡略化お
よび装置の小形化を図り、コストの低減を図ることが可
能な再循環系を備えた沸騰水型原子炉を提供することに
ある。
The present invention has been made based on the above points, and its purpose is to improve load response, simplify the configuration, downsize the device, and reduce costs. An object of the present invention is to provide a boiling water nuclear reactor equipped with a system.

〔発明の概要〕 すなわち本発明による沸騰水型原子炉は、原子炉圧力容
器とシュラウドとの間に配置された複数のジェットポン
プと、上記原子炉圧力容器の外部に配置され上記ジェッ
トポンプと再循環系配管を介して接続された再循環ポン
プとからなる再循環系を備え、この再循環系により炉心
冷却材流量を変化させることにより出力制御を行なう沸
騰水型原子炉において、上記再循環ポンプの羽根を可変
ピッチとするとともに、制御機構により原子炉出力要求
信号が出力された時上記再循環ポシプの羽根ピッチ角を
変化させることにより炉心冷却材流量を変化させ出力制
御を行なうことを特徴とするものである。
[Summary of the Invention] That is, a boiling water nuclear reactor according to the present invention includes a plurality of jet pumps arranged between a reactor pressure vessel and a shroud, and a plurality of jet pumps arranged outside the reactor pressure vessel and connected to the jet pumps. In a boiling water reactor equipped with a recirculation system consisting of a recirculation pump connected via circulation system piping, the recirculation pump performs output control by changing the flow rate of core coolant using the recirculation system. The blades of the recirculating pump have a variable pitch, and when a reactor output request signal is output by the control mechanism, the pitch angle of the blades of the recirculation pump is changed to change the core coolant flow rate and perform output control. It is something to do.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下第1図乃至第3図を参照して本発明の一実施例を説
明する。第1図は沸騰水型原子炉の概略構成を示す図で
あり、図中符号101は原子炉圧力容器を示す。この原
子炉圧力容器101内には、冷却材102および炉心1
03が収容されている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a boiling water nuclear reactor, and reference numeral 101 in the figure indicates a reactor pressure vessel. Inside this reactor pressure vessel 101, there is a coolant 102 and a reactor core 1.
03 is accommodated.

上記炉心103は図示しない複数の燃料集合体および制
御棒等から構成されており、シュラウド104内に設置
されている。上記冷却材102は原子炉圧力容器101
に接続された給水管105を介して原子炉圧力容器10
1内に供給され、炉心1’03を上方に流通する。その
際炉心103の核反応熱により昇温し、水と蒸気の二層
流状前となる。二層流状前となまた冷却材102は炉心
1゜3の上方に設置された気水分離器113にて水と蒸
気とに分離され、分離された蒸気は、さらに上方に設置
された蒸気乾燥器114内にて乾燥され乾燥蒸気となら
、原子炉圧力容器101に接続された主蒸気管106を
介して蒸気タービン107に供給される。一方分離され
た水は原子炉圧力容器101とシュラウド104との間
に形成されたダウンカマ部108を介して、炉心103
下方に流下し、再度炉心103を上方に流通する。そし
てかかるザイクルをくりかえす。蒸気タービン107に
供給された蒸気は、そこで仕事をなし、蒸気タービン1
07の下方に設置された復水器108内にて復水となり
、復水ポンプ110で加圧され、給水加熱器111にて
予圧され、さらに給水ポンプ112で加圧された後、前
記給水管105を介して原子炉圧力容器101内に戻さ
れる。上記主蒸気管106には主蒸気加減弁121が介
挿されている。また主蒸気管105と復水器107との
間には、バイパス蒸気管122が配設されており、この
バイパス蒸気管122にはタービンバイパス弁123が
介挿されている。また蒸気タービン107には、可変周
波数発電機124が連結されている。
The reactor core 103 is composed of a plurality of fuel assemblies, control rods, etc. (not shown), and is installed within a shroud 104. The coolant 102 is the reactor pressure vessel 101
Reactor pressure vessel 10 via water supply pipe 105 connected to
1 and flows upward through the core 1'03. At this time, the temperature rises due to the heat of nuclear reaction in the core 103, resulting in a two-layer flow of water and steam. The two-layer flow coolant 102 is separated into water and steam in a steam separator 113 installed above the core 1°3, and the separated steam is transferred to the steam separated further above. Dry steam is dried in the dryer 114 and is supplied to the steam turbine 107 via the main steam pipe 106 connected to the reactor pressure vessel 101. On the other hand, the separated water is transferred to the reactor core 103 via a downcomer section 108 formed between the reactor pressure vessel 101 and the shroud 104.
It flows downward and flows upward through the core 103 again. Then, the cycle is repeated. The steam supplied to the steam turbine 107 performs work there, and the steam turbine 1
The water becomes condensed in the condenser 108 installed below 07, is pressurized by the condensate pump 110, is pre-pressurized by the feed water heater 111, is further pressurized by the feed water pump 112, and then 105 and is returned into the reactor pressure vessel 101. A main steam control valve 121 is inserted into the main steam pipe 106 . Further, a bypass steam pipe 122 is disposed between the main steam pipe 105 and the condenser 107, and a turbine bypass valve 123 is inserted into the bypass steam pipe 122. Further, a variable frequency generator 124 is connected to the steam turbine 107.

上記構成をなす沸騰水型原子炉には、再循環系が設置さ
れている。以下この再循環系の構成について説明する。
A boiling water reactor with the above configuration is equipped with a recirculation system. The configuration of this recirculation system will be explained below.

すなわち前記ダウンカマ部104内には複数台のジェッ
トポンプ131が設置されており、一方原子炉圧力容器
101の外側には、再循環ポンプ132が配置されてい
る。そしてこれらジェットポンプ131および再循環ポ
ンプ132は再循環系配管133を介して接続されてい
る。上記再循環ポンプ132には、誘暮型発動機134
が連結されている。上記再循環ポンプ132の羽根は可
変ピッチ型であり、制紳装置141により該ピッチ角を
適宜変更することにより、再循環流量を変化させ、炉心
出力の制御を行なう。
That is, a plurality of jet pumps 131 are installed inside the downcomer section 104, while a recirculation pump 132 is installed outside the reactor pressure vessel 101. These jet pump 131 and recirculation pump 132 are connected via recirculation system piping 133. The recirculation pump 132 includes an induction type engine 134.
are connected. The blades of the recirculation pump 132 are of a variable pitch type, and by appropriately changing the pitch angle by the control device 141, the recirculation flow rate is changed and the core output is controlled.

次に上記制御装置141の構成について説明する。まず
上記可変周波数発電機124から圧力制御系142に回
転数信号S11が出力され、圧力制御系142はこの回
転数信号811を基に主制御器143に、負荷偏差信号
812を出力する。
Next, the configuration of the control device 141 will be explained. First, a rotation speed signal S11 is output from the variable frequency generator 124 to the pressure control system 142, and the pressure control system 142 outputs a load deviation signal 812 to the main controller 143 based on this rotation speed signal 811.

なお上記圧力制御系142は、前記主蒸気加減弁121
およびタービンバイパス弁123にも制御信号(S13
)および<814)を出力する。また上記主制御器14
3には、圧力制御系142からの負荷偏差信号(S12
)以外にも手動信号S15が入力可能な構成となってい
る。主制御器143は、上記負荷偏差信号312を基に
再循環流量制御器144に再循環流量制御信号816を
出力する。なおこの再循環流量制御器144は前記再循
環ポンプ132夫々に対応して設置されている。また前
記再循環系配管133には、再循環流量計装置45が設
置されており、この再循環流量計装置45から再循環流
量信号S17が上記再循環流量制御器144に入力され
る。再循環流量制御器144この再循環流量信号S17
および前記再循環流量制御信号816を基にして、再循
環流量偏差制御信号318をプロペラピッチ角制御器1
46に出力する。このプロペラピッチ角制御器S”19
を出力し、可変ピッチ制御器146は、このピッチ角指
示信号S 1’−’9 章基に再循、環ボ、ンプ132
の羽根のピッチ角を変更させる。これによって再循環流
量を適宜変更して炉心出力のIIIIIlを行なう構成
である。
Note that the pressure control system 142 includes the main steam control valve 121
and a control signal (S13
) and <814). In addition, the main controller 14
3 includes a load deviation signal (S12) from the pressure control system 142.
), a manual signal S15 can also be input. The main controller 143 outputs a recirculation flow rate control signal 816 to the recirculation flow rate controller 144 based on the load deviation signal 312. Note that this recirculation flow rate controller 144 is installed corresponding to each of the recirculation pumps 132. Further, a recirculation flow meter device 45 is installed in the recirculation system piping 133, and a recirculation flow rate signal S17 is input from the recirculation flow meter device 45 to the recirculation flow rate controller 144. Recirculation flow controller 144 This recirculation flow signal S17
and the recirculation flow rate deviation control signal 318 based on the recirculation flow rate control signal 816.
46. This propeller pitch angle controller S”19
The variable pitch controller 146 outputs this pitch angle instruction signal S1'-'9 based on the pitch
change the pitch angle of the blades. In this way, the recirculation flow rate is appropriately changed to increase the core output.

以上の構成を基にその作用を説明する。まず圧力制御系
142からの負荷偏差信号S12あるいは、手動信号S
15が主制御器143に入力されると、主制御器143
は、その入力信号に応じて、最適な冷却材再循環流量を
演算し、各再循環ループに対応して設置された再循環流
量制御器144に対して、再循環流山制御信号S16を
出力する。
The operation will be explained based on the above configuration. First, the load deviation signal S12 from the pressure control system 142 or the manual signal S
15 is input to the main controller 143, the main controller 143
calculates the optimum coolant recirculation flow rate according to the input signal, and outputs a recirculation flow rate control signal S16 to the recirculation flow rate controller 144 installed corresponding to each recirculation loop. .

なおこの再循環流量制御信号S16は、負荷偏差信号S
12の関数として預め設定しておくことも可能である。
Note that this recirculation flow rate control signal S16 is the load deviation signal S
It is also possible to set it as a function of 12.

また再循環流量制御器144には冷却材再循環計装置4
5から再循環流量信号S17が入力される。再循環流量
制御器144は、これら再循環流量制御信号S16およ
び再循環流量信号S17とを比較する。そして、例えば
(S16−817)がマイナスの時には、負荷要求に対
して原子炉は過出力であると判断し、冷却材再循環流量
を減少させるべく、再循環流量偏差制御信号318をプ
ロペラピッチ角制御器146に出力する。プロペラピッ
チ制御器146は、上記再循環流量偏差制御信号818
を預め設定されたプログラムに基づいてプロペラじツチ
角指示信号819に変換して、可変ピッチ制御器147
に出力する。
The recirculation flow rate controller 144 also includes a coolant recirculation meter device 4.
A recirculation flow rate signal S17 is input from 5. Recirculation flow controller 144 compares these recirculation flow control signal S16 and recirculation flow signal S17. For example, when (S16-817) is negative, it is determined that the reactor is overpowered with respect to the load request, and in order to reduce the coolant recirculation flow rate, the recirculation flow rate deviation control signal 318 is set to the propeller pitch angle. Output to controller 146. The propeller pitch controller 146 receives the recirculation flow deviation control signal 818.
is converted into a propeller pitch angle instruction signal 819 based on a set program, and the variable pitch controller 147
Output to.

なお上記プロペラピッチ角指示信号819は、再循環流
量偏差制御信号S18の関数として設定することも可能
である。そして上記可変ピッチ制■器147は、プロペ
ラピッチ角指示信号319に基づいて、再循環ポンプ1
32の羽根のピッチ角を変更させる。これによって冷却
材再循環流量は減少する。この冷却材再循環流量の減少
に伴ない、炉心103の入口の冷却材流量も減少し、そ
の結果炉心103内のボイド率が増加して、炉心出力は
低下する。かかる動作をくりかえすことにより原子炉出
力は所定の値まで低下し、負荷との偏差は解消される。
Note that the propeller pitch angle instruction signal 819 can also be set as a function of the recirculation flow rate deviation control signal S18. The variable pitch controller 147 then controls the recirculation pump 1 based on the propeller pitch angle instruction signal 319.
The pitch angle of the 32 blades is changed. This reduces the coolant recirculation flow rate. As the coolant recirculation flow rate decreases, the coolant flow rate at the inlet of the reactor core 103 also decreases, and as a result, the void ratio within the reactor core 103 increases and the core power decreases. By repeating this operation, the reactor output is reduced to a predetermined value, and the deviation from the load is eliminated.

次に(816−817)がプラスの場合について説明す
る。この場合には原子炉は負荷要求に対してアンダーパ
ワであると判断される。そして再循環流量制御器144
は、冷却材再循環流量を増加させるべく再循環流量偏差
制御信号818をプロペラピッチ角制御器146に出力
する。プロペラピッチ角制御器146は入力した再循環
流量偏差制御信号S18を預め設定されたプログラムに
基づいて処理し、プロペラピッチ角指示信号S19に変
換して、可変ピッチ制御器147に出力する。可変ピッ
チ制御器147は入力したプロペラピッチ角指示信号S
19に基づいて、再循環ポンプ132の羽根のピッチ角
を変更させる。かかる操作により冷却材再循環流量は増
加する。この冷却材再循環流量の増加により、炉心10
3の入口の冷却材流量も増加し、その結果炉心103内
のボイド率が減少して、原子炉の出力は増加する。
Next, the case where (816-817) is positive will be explained. In this case, the reactor is determined to be underpowered relative to the load request. and recirculation flow controller 144
outputs a recirculation flow deviation control signal 818 to propeller pitch angle controller 146 to increase the coolant recirculation flow rate. The propeller pitch angle controller 146 receives the input recirculation flow rate deviation control signal S18, processes it based on a set program, converts it into a propeller pitch angle instruction signal S19, and outputs it to the variable pitch controller 147. The variable pitch controller 147 receives the input propeller pitch angle instruction signal S.
19, the pitch angle of the blades of the recirculation pump 132 is changed. Such operation increases the coolant recirculation flow rate. This increase in coolant recirculation flow rate allows the core 10
The coolant flow rate at the inlet of reactor 103 also increases, resulting in a decrease in void fraction within the reactor core 103 and an increase in reactor power.

このような操作をくりかえすことにより原子炉出力は所
定の負荷まで増加して、負荷との偏差は解消される。
By repeating such operations, the reactor output increases to a predetermined load, and the deviation from the load is eliminated.

次に(816−817)が零の場合について説明する。Next, a case where (816-817) is zero will be explained.

このように再循環流量制御信号S16および再循環流量
信号817どの間に偏差がない場合には、上記再循環流
量制御器144はなんの制御信号も出力せず、よって原
子炉はそのままの運転状態を継続する。
In this way, if there is no deviation between the recirculation flow rate control signal S16 and the recirculation flow rate signal 817, the recirculation flow rate controller 144 does not output any control signal, and the reactor remains in the operating state. Continue.

以上本実施例によると、従来のように再循環ポンプの回
転数を変化させて冷却材再循環流量を変化させるのと異
なり、再循環ポンプ132の羽根を可変ピッチ型として
、ピッチ角を変化させることにより制御するようにして
いるので、制御信号に対す応答がはやく、炉心103の
冷却材流量の高速制御が可能となった。また従来のM−
Gセットの場合に比べて構成が簡略化され、かつ小形化
されその結果コストの低減を図ることが可能となった。
As described above, according to this embodiment, unlike the conventional method in which the rotational speed of the recirculation pump is changed to change the coolant recirculation flow rate, the blades of the recirculation pump 132 are of a variable pitch type and the pitch angle is changed. As a result, the response to the control signal is quick, and the coolant flow rate of the core 103 can be controlled at high speed. Also, conventional M-
Compared to the case of the G set, the configuration is simpler and smaller, and as a result, it is possible to reduce costs.

特に従来流体読手を使用した場合に必要とされた大型の
冷却機が不要となり、可変ピ長チ制御器147用の小形
の冷却機(図示せず゛)のみでよく、装置の小形化はも
ちろん、プラント熱効率改善の上でも極めて効果的なこ
とである。そこでこれを第2図および第3図の線図を参
照して説明してみる。第2図は従来の場合を、第3図は
本実施例の場合を夫々示すもので、横軸に時間をとり、
縦軸に定格時に対する割合(%)を取り、定格の95%
出力、185%炉心流量で、定常運転中に、10%炉心
流山幅相当のステップ外乱が主制御器143に負荷偏差
信号812として入力した場合の主要パラメータ(原子
炉主蒸気流量および炉心入口流量)の時間変化を示した
図である。なお図中線図Aは原子炉主蒸気流量であり、
線図Bは炉心入口流量である。第2図にて、炉心入口流
量は、過度開始後約2″秒間は、殆ど変化せず、その後
の変化も応答は遅く、最終的に目標値に到達するまでに
約12秒を要している。その為、原子炉主蒸気流量が制
定されるまでに、約25秒の時間を要している。これに
対して本実施例の場合に憔第3図にも示すように、過度
開始後約2秒で最終的な・ 目標値に到達し、原子炉主
蒸気流量も約10秒という時間で制定している。なお第
3図中破線で示す部分は従来の場合を示す線図である。
In particular, there is no longer a need for a large cooler that was required when using a conventional fluid reader, and only a small cooler (not shown) is required for the variable pitch controller 147. Of course, this is extremely effective in improving plant thermal efficiency. This will be explained with reference to the diagrams in FIGS. 2 and 3. Figure 2 shows the conventional case, and Figure 3 shows the case of this embodiment, with time plotted on the horizontal axis.
The vertical axis shows the percentage (%) of the rated time, which is 95% of the rated value.
Main parameters (reactor main steam flow rate and core inlet flow rate) when a step disturbance equivalent to 10% core flow mountain width is input to the main controller 143 as a load deviation signal 812 during steady operation with output and core flow rate of 185% FIG. 2 is a diagram showing changes over time. Line A in the figure is the reactor main steam flow rate,
Diagram B is the core inlet flow rate. In Figure 2, the core inlet flow rate hardly changes for about 2 seconds after the transient starts, and the response to subsequent changes is slow, and it takes about 12 seconds to finally reach the target value. Therefore, it takes approximately 25 seconds to establish the reactor main steam flow rate.In contrast, in the case of this embodiment, as shown in Figure 3, The final target value was reached in about 2 seconds, and the reactor main steam flow rate was established in about 10 seconds.The broken line in Figure 3 is a diagram showing the conventional case. be.

このように本実施例の場合には従来に比べて応答が極め
て早く、炉心流量を高速で制御することが可能となる。
As described above, in the case of this embodiment, the response is extremely fast compared to the conventional one, and it becomes possible to control the core flow rate at high speed.

(発明の効果〕 以上詳述したように本発明による沸騰水型原子炉は、原
子炉圧力容器とシュラウドとの間に配置された複数のジ
ェットポンプと、上記原子炉圧力容器の外部に配置され
上記ジェットポンプと再循環系配管を介して接続された
再循環ポンプとからなる再循環系を備え、この再循環系
により炉心冷却材流量を変化させることにより出力制御
を行なう沸騰水型原子炉において、上記再循環ポンプの
羽根を可変ピッチとするとともに、制mm構により原子
炉出力要求信号が出力された時上記再循環ポンプの羽根
ピッチ角を変化させることにより炉心冷却材流量を変化
させ出力制御を行なうことを特徴とするのである。
(Effects of the Invention) As detailed above, the boiling water reactor according to the present invention includes a plurality of jet pumps arranged between a reactor pressure vessel and a shroud, and a plurality of jet pumps arranged outside the reactor pressure vessel. In a boiling water reactor equipped with a recirculation system consisting of the above-mentioned jet pump and a recirculation pump connected via recirculation system piping, the recirculation system controls output by changing the flow rate of core coolant. , the blades of the recirculation pump have a variable pitch, and when a reactor output request signal is output by the mm control mechanism, the blade pitch angle of the recirculation pump is changed to change the core coolant flow rate and output control. It is characterized by the following.

したがって原子炉の負荷応答性を大幅に向上させて装置
としての信頼性を大幅に向上させることができるととも
に、構成の簡略化および装置の小形化を図ることができ
、コストの低減を図る上で極めて効果的なことである。
Therefore, the load response of the reactor can be greatly improved and the reliability of the device can be greatly improved, and the configuration can be simplified and the device can be made smaller, which is an effective way to reduce costs. This is extremely effective.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第3図は本発明の一実施例を示す図で、第1
図は沸騰水型原子炉の概略構成を示す図、第2図および
第3図は効果を説明する為の線図、第4図は従来の沸騰
水型原子炉の概略構成を示す図である。 101・・・原子炉圧力容器、102・・・冷却材、1
03・・・炉心、104・・・シュラウド、131・・
・ジェットポンプ、132・・・再循環ポンプ、133
・・・再循環系配管、141・・・制御装置。
Figures 1 to 3 are diagrams showing one embodiment of the present invention.
The figure shows a schematic configuration of a boiling water reactor, Figures 2 and 3 are line diagrams for explaining effects, and Figure 4 shows a schematic configuration of a conventional boiling water reactor. . 101... Reactor pressure vessel, 102... Coolant, 1
03...core, 104...shroud, 131...
・Jet pump, 132...Recirculation pump, 133
...Recirculation system piping, 141...Control device.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)原子炉圧力容器とシュラウドとの間に配置された
複数のジェットポンプと、上記原子炉圧力容器の外部に
配置され上記ジェットポンプと再循環系配管を介して接
続された再循環ポンプとからなる再循環系を備え、この
再循環系により炉心冷却材流量を変化させることにより
出力制御を行なう沸騰水型原子炉において、上記再循環
ポンプの羽根を可変ピッチとするとともに、制御機構に
より原子炉出力要求信号が出力された時上記再循環ポン
プの羽根ピッチ角を変化させることにより炉心冷却材流
量を変化させ出力制御を行なうことを特徴とする沸騰水
型原子炉。
(1) A plurality of jet pumps arranged between the reactor pressure vessel and the shroud, and a recirculation pump arranged outside the reactor pressure vessel and connected to the jet pumps via recirculation system piping. In a boiling water reactor, the output is controlled by changing the flow rate of core coolant using the recirculation system, the blades of the recirculation pump have a variable pitch, and the control mechanism controls the A boiling water nuclear reactor characterized in that when a reactor output request signal is output, the blade pitch angle of the recirculation pump is changed to change the core coolant flow rate to perform output control.
(2)上記制御機構は、原子炉出力変化要求信号が出力
された時信号を出力する主制御器と、この主制御器から
の信号および再循環流量計測値とを比較して再循環ポン
プの羽根のピッチ角を制御する信号を出力する再循環流
量制御器と、この再循環流量制御器からの信号により上
記再循環ポンプの羽根のピッチ角を変更させる信号を出
力する羽根ピッチ角制御器とを具備したことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の沸騰水型原子炉。
(2) The above control mechanism compares the main controller that outputs a signal when the reactor output change request signal is output, and the signal from this main controller and the recirculation flow rate measurement value to control the recirculation pump. a recirculation flow rate controller that outputs a signal for controlling the pitch angle of the blade; and a blade pitch angle controller that outputs a signal for changing the pitch angle of the blade of the recirculation pump based on the signal from the recirculation flow rate controller. A boiling water nuclear reactor according to claim 1, characterized in that the boiling water nuclear reactor comprises:
JP59167520A 1984-08-10 1984-08-10 Boiling water type reactor Pending JPS6145995A (en)

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