JPS6148793A - 原子力プラント計装系の異常監視装置 - Google Patents

原子力プラント計装系の異常監視装置

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JPS6148793A
JPS6148793A JP59170035A JP17003584A JPS6148793A JP S6148793 A JPS6148793 A JP S6148793A JP 59170035 A JP59170035 A JP 59170035A JP 17003584 A JP17003584 A JP 17003584A JP S6148793 A JPS6148793 A JP S6148793A
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JP
Japan
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power plant
nuclear power
pump
abnormality
instrumentation system
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Application number
JP59170035A
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English (en)
Inventor
玉置 哲男
幸夫 園田
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Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Nippon Atomic Industry Group Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6148793A publication Critical patent/JPS6148793A/ja
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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
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (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。

Description

【発明の詳細な説明】 し発明の技術分野〕 本発明は、原子力プラントの主冷却系の運転・監視Jζ
使用される原子力プラント計装系の異常監視装置に関す
る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
例えば、大型の高速増殖炉発電プラントには、主冷却系
のナトリウム流血を制御するため)こ通常第2図に示す
ような流量制御系が設置されている。
今、1人生冷却系を例にとってプラント計装系について
説明すると、第2図の出力指令装置1(こよる流量設定
値GCI は原子炉出力レベルによらず原子炉出口ナト
リウム温度を一定とするよう;こ予め定められている。
流量ff1ll aEI器2は、ポンプ3の出口側の流
量を流量計4により測定した元量測定値Gが出力指令装
置lからの流量設定値Gd Iこ一致するようにポンプ
速度動水信号をポンプ3の小動部に出力する。そして、
ポンプ3の、駆動部トは回転計5により、また、ポンプ
3の出口圧力とま圧力計6によりそれぞれ計測される。
上述したよりな閉ループ構成の流量制御系においで、流
+1)t i’rl’ 4に異常が発生する・と、その
影響は閉ループ内を伝播し、プラントに外乱を与えるこ
とになる。しかし、流量計4の異常の状態に応じて影響
の度合いは様々であるが、流量計4の異常であることが
明らかである場合には、ポンプの速度制卸を手動で行な
う等によって閉ループを解除し、プラントIこ与える外
乱を抑制することにより不必要なプラント停止を回避す
る必要がある。
通常、主冷却系の循環ポンプにはポンプ回転速度を測定
する回転計が設置され、その信号は流量信号と同様にプ
ラント保護系に用いられる低運転監視にも用いられる。
従って、これら信号間の整合性を調べれば、流量計の異
常を検知することができる。
しかしながら、例えば流量計の指示に微小な偏りを生じ
た場合などには、制御動作によって偏りが補償されるた
めlこプラントは定常状態に維持され、運転員が異常に
気付かぬ可能性がある。逆に大きな偏りを生じた場合な
どにはプラントに大きな外乱が引起されることになる。
このような事態のとき、上記した整合性のチェックを運
転員が迅速的確に実行することは困難であることが想定
される。
れる。
し発明の目的〕 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、例えば高速増殖炉発電プラントの各運転サイクル中
(こおける流量制卸系の異常を速やかに検出して、計装
系の異常を検出するととも;こ異常な検出器の推定値を
表示して運転員の判断・操作を支援するようにした原子
力プラント計装系の異常監視装置を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は、上記目的を達成するために、原子力プラント
の各運転サイクル中における流量制卸系を、流量計、ポ
ンプ回転計、ポンプ吐出圧計等の検出器を用いて運転・
監視するようにした原子力プラント計装系の異常監視装
置において、前記各検出器から得られたそれぞれの測定
値と、当該検出器分粒いた他の検出器の測定値から当該
検出器に関する推定式と用いて算出されたそれぞれの推
定値とと比較することによって異常な検出器を診断する
ようにしたものである。しかして、検出器に関する推定
式は原子力プラントの正常な運転時の流量、ポンプ回転
数、ポンプ吐出圧力から得られたものである。
先ず、本発明の原理について説明する。
高速増殖炉発電プラントにおいて1次及び2次冷却系の
流動式は一般に次式で表現できる。
G −= a−p −bG’      ・・・・・・・・
・(1)t ここで、Gは冷却材流量、Pはポンプ吐出圧力であり、
係数a、bは流路断面積、流路長、系の圧損等で定まる
定数である。
一方、ポンプ吐出圧力Pは、ポンプ回転数Nげ、流量G
の関係として、次式のように近似されるポンプ特性曲線
より定まる。
P =C−N”+d−N−G+e−G”  開開−(2
)また、ポンプ回転数N )t 、ポンプの回転トルク
、負荷トルク、摩擦トルクによって定まる。回転トルク
Tmはポンプの駆動系によって与えられるが、負荷トル
クTpはポンプ特性曲線からポンプ吐出圧力Pと同様の
2次式で近似でき、また摩擦トルクTfはNt (ある
いはN)lこ比例すると考えられる。
従って、ポンプ回転数Nについては次式が成立するO ” = Tm −Tp −Tf = Tm−(It ・
N’ + t N−G + j −G” )・=(3)
t 以上の(1)、 (2>、 (3)式より3変数G 、
 P 、 Nは回転トルクT、、、によって定まり、定
常運転状態における値を添字″0”で表わすと、これら
3変数の間には、次の関係が成立する。
実際には、ポンプ停止状Bにおいてもカバー・ガス圧力
やナトリウムの自重によって吐田圧力Pは成る値をもつ
こと、また、流量計、回転計、圧力計ともに多少の誤差
金持つこと、などから第2図に示した定常運転状態にお
ける流fAGO,ポンプ吐出出力Po、ポンプ回転数N
□の夫々の測定例G。。
”(++NOの間の関係は次式で近似表現することがで
きる。
Go=α・NO+β      ・・・・・・・・・・
・・(5)PO=:=r*NO+δ      ・・・
・・・・・・・・・(6)この(5)式および(6)式
の各係数は、例えばポンプの分解点検前後で、或いは1
次系の場合に)ま炉心構成変更前後などで若干その値が
変化する。従って、これらの変更があった場合には、そ
の後の運転開始時に第3図のような測定データから、最
小二乗フィッティングIこより(5)式の係数を求めて
おく。
また、(5)式が定まれば、これらから他の表現式とし
て下記の各式を求めることができる。
。。=8、(凡−8,+ヤ、/  、1.、−、.1.
.17)P0=ζ・(Go−β)+δ ・・・・・・・
・・・・・・・・(8)NO−η・Go+ハ    ・
・・・・・・・・・・・・・・(9)−十 No=χ・(Po−δ)     、、、−、−0−0
−(10)ここで、ε=α・r−+、ζ=r・α−′、
η=α−゛、斉=−β・α−゛。
x=r−” このよう1ζしで、一旦(5)〜a@式が定まれば、以
後は適当な時間間隔でサンプリングされたG・N、Pの
測定値G、N、Pと、これらの値を上記各式の右辺に代
入して求められる左辺の値とを比較することによって各
測定値間の整合性がチェックできる。
例えば流量信号としては流量計より直接得られた百の他
にN、Pより(5)式、(力式の関係から次のようにし
て推定されたG、、GNがある。
−十 GP=ε(P−δ)+β    ・・・・・・・・・O
υG、l=αN+β      ・・・・・・・・・(
12正常状態においては、G、 GP、GN  のイ直
は、はゾ同じになるが、0Irr、置針が異常となった
場合(こトよ、Gのみが他の2つの値と異なってくる。
すなわち、これら3変数に対して2−out−of−3
の多数決論、理を適用することにより、どの検出器に・
異常を生じたかを検知し、さらiこ異常となった検出器
の出力の代替信ちとして、他の2変数からの推定値を用
いることができる。
なお、上記α9式、α3式は定常状態(こおける関係式
(5) 、 (力式を用いたものであるため、プラント
の過渡運転時においては3検出器共Iこ正常であっても
G、G、、GNの間に若干の差を生じる。従ってこれら
3変数の比較に当って、通常運転時1ζ生じ得る前記の
差を考慮することにより過渡運転中も継続して監視する
ことが可能である。
以上の説明は、流量計を例にとって本発明の原理を述べ
たものであるが、他の2検出器、すなわち、ポンプ吐出
圧力計、ポンプ回転計についても下記(13の推定式)
こより同様に処理することができる。
し発明の実施例〕 本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は、本発明の一実施例のブロック構成図であり、
同図に示すように、原子力プラント7の主冷却系の運転
・監視に使用される流量計、ポンプ回転計、ポンプ吐出
圧計などの計装系8の運転開始時におけるそれぞれの測
定データG。、NO+P。
をイハ号入力装置9(こ入力し、さらに代替信号推定式
作成装置10に入力する。この代替信号推定式作成装置
10では、これらの測定データを最小二乗フィンティン
グにより、前記(5)式および(6)式を求め、これら
の式から更Iこ前記(力〜UcjJ式を作成する。そし
てこれらの式の右辺を前記(11) 、α3 、 (1
3式の推定式として代替信号推定演算装置11に入力し
、この代替信号推定演算装置11で1′!この(lυ〜
U式の演算を一実行する。
次)こ、適当な時間間隔でサンプリングされた流量d1
゛、回転計、圧力計の測定データG、N、Pを信号人力
装置199を経て代替信号推定演算装置611に大入し
、推定式の前記(11) −(L3式の演算分実行して
、GP+GN;PotPN;NG+NPを得る。比較演
算装置12では測定データG、N、Pと推定式より算出
された対応する2つの4イL定値GPIGN;PotP
N;N0INFとの差が通常運転時の差より大きいか否
かを判断する。例えば、Gのみが他の2つの推定値G、
、ONと異なれば流量計の異常と判断して警報発生装置
13)こ入力して警報を出すととも(こ代替信号を表示
装置14にトレンド表示する。この表示装置14は正常
時は測定データそのものをトレンド表示するが、検出器
異常の時には前述したようにその代替信号をトレンド表
示する。
なお、本発明は高速増殖炉発電プラントのみIこ適用さ
れるものではなく、ポンプ出口部での吐出圧、流量及び
回転数に関する計装が備えられた系統fこ対して適用可
能であることは上記(5) 、 (6)式を一般的多項
式で表現すること(こ上り容易実施することができるこ
とは明らかである。
〔発明の効果〕
本発明の原子力プラント計装系の異常監視装置)こよれ
ば、プラント運転中に計装系に生じた異常を速やかに検
知できることから計装系の異常による不要な原子力プラ
ント停止を回避することができる。
したがって、原子力プラントの稼動率を向上することが
できるとともに異常信号の代替信号を運転員Iこ提供で
きることから原子力プラントの運転信頼性を向上させる
等のすぐれた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図トよ本発明の一実施例のブロック構成図、第2図
トま本発明が適用される原子力発電プラントの0に世制
御系の概略図、第3図は第2図のポンプ出口部での吐出
圧、流量及びポンプ回転数の測定例を表示した図である
。 1・・・出力指令装置  2・・・流量制御器3・・・
ポンプ     4・・・流量計5・・・回転計   
  6・・・圧力計7・・・原子力プラント 8・・・
計装系9・・・信号入力装置  10・・・代替信号推
定式作成装置11・・・代替信号推定演算装置 12・・・比較演算装置  13・・・警報発生装置1
4・・・表示装置 (8733)  代理人 弁理士 猪 股 祥 晃 (
はが1名)第 2 図 第3図 □〜0

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)原子力プラントの各運転サイクル中における流量
    制御系を、流量計、ポンプ回転計、ポンプ吐出圧計等の
    検出器を用いて運転監視するようにした原子力プラント
    計装系の異常監視装置において、前記各検出器から得ら
    れたそれぞれの測定値と、当該検出器を除いた他の検出
    器の測定値から当該検出器に関する推定式を用いて算出
    されたそれぞれの推定値とを比較することによつて異常
    な検出器を診断するようにしたことを特徴とする原子力
    プラントの計装系の異常監視装置。
  2. (2)検出器に関する推定式は原子力プラントの正常な
    運転時の流量、ポンプ回転数、ポンプ吐出圧力から得ら
    れている特許請求の範囲第1項記載の原子力プラントの
    計装系の異常監視装置。
JP59170035A 1984-08-16 1984-08-16 原子力プラント計装系の異常監視装置 Pending JPS6148793A (ja)

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JP59170035A JPS6148793A (ja) 1984-08-16 1984-08-16 原子力プラント計装系の異常監視装置

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JPS6148793A true JPS6148793A (ja) 1986-03-10

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ID=15897398

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JP59170035A Pending JPS6148793A (ja) 1984-08-16 1984-08-16 原子力プラント計装系の異常監視装置

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JP (1) JPS6148793A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01194813A (ja) * 1988-01-29 1989-08-04 Hitachi Ltd 保護継電システム
WO2015040683A1 (ja) * 2013-09-18 2015-03-26 株式会社日立製作所 センサ健全性判定方法およびセンサ健全性判定装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01194813A (ja) * 1988-01-29 1989-08-04 Hitachi Ltd 保護継電システム
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