JPS62113096A - 主蒸気管開閉制御装置 - 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、沸騰水型原子炉において：１蒸気管内の主蒸
気圧力を制御づるヨト蒸気管開閉制Ｗ装冒に関する。

〔発明の技術的背引とその問題点〕

一般に、沸騰水へ１１原子炉においては、原子炉圧力容
器内で発生した蒸気を蒸気タービンに導い−Ｃ仕事をさ
け、蒸気タービンに連設された発電機により発電１−る
ようにしている。このような沸騰水型原子炉においＣは
、主蒸気管開閉制御装置を設け、主蒸気圧力検出器によ
り１″蒸気圧力を検出し、この主蒸気圧力検出器からの
信号により１：蒸気管に介装されている主蒸気加減弁の
聞庶を適切イ１］−蒸気圧力が１ｑられるように調整し
ている。

まず、このような主蒸気管開閉制御装置の従来のものを
第４図ないし第６図を参照して説明づる。

第４図において、内部に炉心２が形成されている原子炉
圧力容器１内で発生した蒸気は、４本の主蒸気管３Ａ、
３Ｂ、３Ｇ、３Ｄ　（符″；Ｊｉ３にＪ、り総称する）
により蒸気タービン４に導入されるようになっており、
これらの１本の主蒸気管３Ａ〜３Ｄにか【Ｊて主蒸気ヘ
ッダ５が介装され、また、各主蒸気管３Ａ〜３１′）に
は、それぞれ↑魚気止砧弁６Ａ、６Ｂ、６０．６Ｄおよ
び主蒸気加減弁７Ａ、７８．７０．７ｒ）が介装されて
いる。前記蒸気タービン４には図示しない発電機が連設
されており、また、蒸気タービン４内での仕事を終えた
蒸気は復水器８内で凝縮されるようになっている。

でしＣ１前記主蒸気管開閉制御装置っけ、前記主蒸気管
３内の主蒸気圧力を測定づるため前記主蒸気ヘッダ５と
接続されており、この主蒸気圧力に応じ（各１−蒸気加
減弁７の開度を調整ＪるＪ、うになつ７いる。

前記ｌ蒸気管開閉制御装Ｈ９は、第５図に訂示されでい
るように、１１ｆｆ記主蒸気ヘツダ５内の主蒸気圧力を
測定するための圧力検出器１０を有しており、この圧力
検出器１０により測定された主蒸気圧力の信号１１は比
較器１２に入力されるようになってる。Ｊ：た、この比
較器１２には、圧力設定器１３により設定された設定圧
力信号１４が入力されるようになっており、比較器１２
は、これらの主蒸気圧力信号１１と設定圧力信号１４と
の差分をどり、このＸ・分信号１５が圧力調整器１６に
入力されるように＜ｆｆｉっている。このＦ「力調整器
１６番ま前記差分信号１５に基いて主蒸気加減弁７の開
度を演ｎ−するようになっており、この圧力調整器１６
による演算された主蒸気加減弁開度要求信号１７が低１
ｌｒ１１１先回路１８および比較器１９に出力されるよ
うになっている。

前記蒸気タービン４にはタービン回転速度検出器２０が
設けられており、こタービン回転速度検出器２０により
測定された蒸気タービン４のタービン回転速度信号２１
が比較器２２に入力されるようになっている。また、こ
の比較器２２には、速度負荷設定器２３により設定され
た速度０荷設定信号２４が入力されるようになっており
、比較器２２は、これらのタービン回転速度信号２１と
速度負荷設定信号２４どの差分をとり、この速度負荷信
号２５が前記低値優先回路１８に出力されるようになっ
ている。前記低値優先回路１８は、入力された主蒸気加
減弁開度要求信号１７および速度負荷信号２５を比較し
て低値信ｆ３２６を前記比較器１９およびサーボ機構２
７に出力するようになっており、このサーボ機構２７に
より主蒸気加減弁７の開度を調整して主蒸気圧力を定め
られた圧力に維持するようになっている。

前記主蒸気止め弁６の上流側の主蒸気管３には、主蒸気
を蒸気タービン４をバイパスして直接復水器Ｆ３に導入
するタービンバイパス管２８が接続され（よｊす、この
タービンバイパス管２８にはタービンバイパス弁２９が
介装されている。そして、前記比較器１つに入力された
主蒸気加減弁開度要求信号１７と低値信号２６とがこの
比較器１９においで比較され、この差分信号３０がサー
ボ機構３１に出力され、この］］Ｊ−ボ機構３により前
記タービンバイパス弁２９０開麿が調整されるようにな
っている。

前述した構成によれば、圧力検出器１０により測定され
た主蒸気圧力信号１１と、圧力設定器１３により設定さ
れた圧力設定信号１４とが比較器１２ににり比較され、
その差分信号１５が圧力調整器１６に入力され、この圧
力調整器１６により演詐された１Ｅ蒸気加減弁開度要求
信号１７が低値優先回路１８および比較器１９に出力さ
れる。

一方、タービン回転速度検出器２０により測定されたタ
ービン回転速醍信月２１と、速度負荷設定器２３により
設定された速度０荷設定信号２４とが比較器２２により
比較され、速度０荷信Ｉ＞　２　ｈが低ｆｌＴｉ優先回
路１８に出力３れる。

ところで、前記低値優先回路１８に入力される主蒸気加
減弁開度要求信号１７および速用０荷信号２５を比較器
ると、通常運転中は、速ｔ（ｉ負荷信号２５が主蒸気加
減弁開度要求信号１７より太さな値となっているので、
この低値優先四ｒｌｆ　１１１においては主蒸気加減弁
聞疫要求信号１７が選択され、低値信号２６どしてリー
ボ機構２７に入力され、主蒸気圧力が定められた圧力に
維持されるように主蒸気加減弁７の開度を調整する。

一方、タービン回転速度信号２１が大きくなり、速度負
荷信号２５が主蒸気加減弁開度要求信号１７より小さい
場合には、低値優先回路１８の出力信号たる低値信号２
６どじては、速度０荷信Ｙ（２５が選択され、号−ボ機
構２７により主蒸気加減弁７は絞り込まれるため、ター
ビン回転速度は減少する。この際、主蒸気７１１減弁聞
度要求信号１７と低値優先回路１８の低値信８２６とは
安＜ｉったものにｒ７るが、その差は比較器１９の出力
信号たる差分信号３０となり、リーーボ機１−３１にＪ
：リタービンバイパス弁２８を聞く。この結果、主蒸気
加減弁１３が絞り込まれたために不要となった原子炉■
−力容器１からの主蒸気をタービンバイパス管２　Ｂを
介して復水器８に導くことができる。

イ１お、前述した主蒸気管開閉制御装置９においては、
１１″力調整器１６が故障しても、圧力調整器１６内に
は、最大流量制限器が設（Ｊれられているので、１宗ｒ
炉出力にかかわらず最大でも定格主蒸気流ｈ１０１１５
％以ｌ−の主蒸気流量とならないように制限されている
。

また、主蒸気加減弁７△〜７Ｄのうちの１個が定格出力
運転中に故障１］急聞したどしても、主蒸気管開閉制御
Ｉ　装置９の作用により、残りの３個の主蒸気加減弁７
が絞り込まれ、主蒸気管３内の主蒸気圧力（Ｊ圧力設定
器１３による設定圧力まで戻されるので、原子炉は安定
な運転を継続することかできる。

しかしながら、２５％定格出力以下の低出力時においで
−１このような主蒸気加減弁７Ａ〜７Ｄのうちの１個が
０間すると、この急開した主蒸気加減弁７を通過する主
蒸気の流量が過大どなり、残り３個の主蒸気加減弁７番
３二よっては主蒸気管３内の主蒸気圧力を定められた圧
力に維持りることができない。このため、主蒸気管３内
の主蒸気圧力は次第に減少し−Ｃ主蒸気圧力低設定点に
至り、主蒸気止め弁６が閉鎖し、原子炉が停止１？Ｊる
か、あるいは原子炉圧力容器１内の水位が上昇して原子
炉水位高設定点に至り、主蒸気止め弁６が急閉して原子
炉が停止する。

この場合における各種パラメータの特性が第６図に示さ
れている。第６図中折曲線ａは急開した主蒸気加減弁７
０開度を示しており、この折曲線ａが全開近傍で急閉し
ているのは、曲線Ｃで示１原子炉水位が上昇し、原子炉
水位高設定点ｄに至り、主蒸気止め弁６が全弁閉鎖した
ためであり、この場合、原子炉停止に〒る。

また、故障していｔｉい残り３個の主蒸気加減弁７の開
度が曲線すで示されており、これらの主蒸気加減弁７は
故障した主蒸気加減弁７の急開侵、−を蒸気管開閉制神
装置９の作用により全閉りるが、これらの正常イ【主蒸
気加減弁７０聞度はもともと小さいので故障により全開
したに蒸気加減弁７０分を補償しきれず、曲線ｑで示す
主蒸気流量は増えたままとなっているため、曲線ｅで示
す主蒸気ｒｔ＝力は低下し、主蒸気圧力低設定点ずに至
り、主蒸気隔離弁が閉鎖することにＪ：り原子炉停止１
：に至り、この結果、曲線［）で示づ中Ｈ子朱は低下づ
ることにイｒる。

〔発１す１の目的〕 本発明は、このＪ：うな点を考慮してなされたもので、
低出力運転時に複数個ある主蒸気加減弁のうりのいくつ
かが急開しても、原子炉が停止に至ることのない安定性
の高い主蒸気管開閉制御装置を１１？供することを目的
としてる。

〔発明の概要〕

本発明（ま、それぞれ主蒸気止め弁および主蒸気加減弁
が介装され、原子炉圧力容器内で発生した蒸気を蒸気タ
ービンに供給する複数本の主蒸気管内の１＝蒸気圧力を
測定する圧力検出器と、この圧力検出器からの主蒸気圧
力ど設定圧力とを比較づる比較器と、この比較器の出力
信号により主蒸気加減弁の開度を演界ツ゛る圧力調整器
と、この月−力調整器の出力信号により主蒸気加減弁の
聞ｒａを調整するサーボ機構とを有しＣなる主蒸気管開
閉制御装置において、原子炉出力により主蒸気加減弁許
容開度を演算Ｊる関数発生器と、この関数発生器の出力
信号および主蒸気加減弁の開ＩＱを比較して特定の主蒸
気加減弁の開度が許容開度を越えたときにこの主蒸気加
減弁の介装されている主蒸気管の主蒸気止め弁を閉鎖す
る比較器とを有することを特徴としている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に」：り説明する。な
お、前述しＩこ従来のものと同一の構成については、図
面中に同一の符号を付し、その説明は省略する。

第１図は本発明の実施例を示Ｊ−ものであり、各サーボ
機構２７Ａ、２７８．２７Ｃ，２７１”）（省号２７で
総称する）は、低値優先回路１８からのイル１１ｔ１信
号２６に基いて駆動され、各り一−ボ機構２７Δ〜２７
［）ににり開閉される主蒸気加減弁７△へ・７Ｄからの
主蒸気加減弁開度信号３２Ａ。

３２Ｂ、３２Ｇ、３２ｒｌ　（符号３２で総称する）が
ぞれぞれ比較器３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｇ、３３Ｄ（符号
３３で総称する）に入力されるようになっＣいる。一方
、原子炉出力信号３４が関数発生器３；）に入力される
ようになっており、この関数発生器３５において原子炉
出力信号３４の関数としての１熱気加減弁許容量度信号
３６を発生さ１！る。この主蒸気加減弁許容開度信号３
６は各比較器３３に出力されるようになっており、各比
較器３３は主蒸気加減弁開度信号３２および主蒸気加減
弁許容開度信号３６を比較し、各主蒸気加減弁７０間度
が主蒸気加減弁許容開度を越えたときに対応Ｊる主蒸気
管３の主蒸気止め弁６を閉鎖するようになっている。

第２図は、主蒸気加減弁７の許容開度の設定例を示Ｊも
のであり、横軸には、関数発生器３５に入力される原子
炉出力と等価の主蒸気流量をとつでいる。この図の折曲
線ｉで示すように、主蒸気加減弁７の許容開度は低出力
運転時に低くなるように設定されている。なお、原子炉
出力と′６１ｉ１１ｉ　イを信号としては、主蒸気流量
のばか原子炉圧力あるいは炉心平均中性子束または熱流
束相当の中Ｍ子束信号を用いることができる。

つぎに、前述した実施例の作用について説明する。

原子炉の低出力運転中に何らかの原因で１個の主蒸気加
減弁７が急開したとすると、この急開した主蒸気加減弁
７の主蒸気加減弁開度信号３２が比較器３３に入力され
るが、この主蒸気加減弁開度信号３２は主蒸気加減弁許
容ｆＦｆＨＪｔ信号３６を越えているので、急開した主
蒸気加減弁７が介装されている主蒸気管３に介装されて
いる主蒸気止め弁６が閉鎖される。したがって第３図に
曲線ｊで示す原子炉水位はわずかじか上行せず、曲線に
で示す主蒸気管３内の主蒸気圧力も低下しイ１い。この
結果、曲線Ｉで示す主蒸気流量も殆んど変化けず、また
、曲線ｍで示す中性子束も下降拷ずに原１炉（１運転を
継続できる。

−・方、前述した主蒸気止め弁６の閉鎖に」：す、１蒸
気管３内の主蒸気圧力あるいは原子炉圧力は−１１，〜
的に十胃するが、残りの３個の主蒸気加減弁７が１Ｅ力
調整器１６の作用により補償動作を行なうため、圧力上
昇は０．５Ｋｇ／ｃｔｄｆＩｉ１度に止り、また、圧力
−１胃に伴う原子炉水位の低下は５　ｃｍｍ爪痕通常運
転ＩＩ？の変動範囲内に止まる。

さらに万一、２個以上の主蒸気加減弁７が誤開放したと
しでも、急開した主蒸気加減弁７が介装されている主蒸
気管３に介装されている主蒸気止め弁６は閉鎖するため
、この場合でも主蒸気圧力が主蒸気圧力低設定点に、ま
た原子炉水位が原子炉水位高設定点に至ることはない。

なお、この場合、２本以上の主蒸気管３が閉鎖するが、
第１図に図示を省略１）だタービンバイパス管２８（第
５図）は原子炉出力が２５％以下の場合には原子炉圧力
’ｆｆ器１においで発生した主蒸気のすべてを処理でき
る容量となっているため、急開していない主蒸気加減弁
７およびタービンバイパス弁２９がｆＦ力調整器１６か
らの信号で補償動作を行ない、原子炉は運転を継続する
ことができる。

〔発明の効宋〕

以上説明したように、本発明によれば、原子炉の低出力
運転＋１８に複数個の主蒸気加減弁のうらのいくつかが
急開しても、態量した三１：蒸気加減弁が介装されてい
る主蒸気管の十蒸気止砧弁を１′Ｊ１鎖するので、原子
炉を継続しＣ運転することができ、原子炉の安定性をさ
らに向上づることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る主魚気管開閉制ｉｌｌ袋間の実施
例を示す構成−、第２図は第１図の二１−蒸気管開閉制
御装首による主蒸気加減弁許容間度の設定の一例を示す
グラフ、第３図は第１図の主蒸気管開閉制御装置を備え
た原子炉における各秤パラメータの特性を示すグラフ、
第４図は従来の主蒸気管開閉制御装置を示′？ｌ構成図
、第５図（Ｌ第４図の主蒸気管開閉制御装置の詳細を示
すブ［１ツク図、第６図は第４図および第５図の主蒸気
９ｇ開閉制御装置６°をυｈえｌこ原子炉にお（〕る各
秤パラメータの特性を示リグラフである。 １・・・原子炉圧力容器、２・・・炉心、３・・・主蒸
気管、４・・・熱気タービン、５・・・主蒸気ヘッダ、
６・・・１：蒸気１１め弁、７・・・主蒸気加減弁、８
・・・復水器、９・・・三）二蒸気管開閉制御装置、１
０・・・圧力検出器、１２・・・比較器、′１３・・・
圧力設定器、１６・・・圧力調整器、１８・・・１１（
飴優先回路、１９・・・比較器、２０・・・タービン回
転速度検出器、２２・・・比較器、２３・・・速瓜ｔ１
萄設定器、２７・・・１ノ一ボ機構、２８・・・タービ
ンバイパス管、２９・・・タービンバイパス弁、３１・
・・リーボ機椙、３２・・・主蒸気加減弁開度信号、３
３・・・比較器、３５・・・関数発生器。 出願人代理人　　佐　　藤　　−Ｉｔ 主蒸気流量（Ｘ） 第２図 時間　（秒） 第４図 す 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、それぞれ主蒸気止め弁および主蒸気加減弁が介装さ
   れ、原子炉圧力容器内で発生した蒸気を蒸気タービンに
   供給する複数本の主蒸気管内の主蒸気圧力を測定する圧
   力検出器と、この圧力検出器からの主蒸気圧力と設定圧
   力とを比較する比較器と、この比較器の出力信号により
   主蒸気加減弁の開度を演算する圧力調整器と、この圧力
   調整器の出力信号により主蒸気加減弁の開度を調整する
   サーボ機構とを有してなる主蒸気管開閉制御装置におい
   て、原子炉出力により主蒸気加減弁許容開度を演算する
   関数発生器と、この関数発生器の出力信号および主蒸気
   加減弁の開度を比較して特定の主蒸気加減弁の開度が許
   容開度を越えたときにこの主蒸気加減弁の介装されてい
   る主蒸気管の主蒸気止め弁を閉鎖する比較器とを有する
   ことを特徴とする主蒸気管開閉制御装置。 ２、前記関数発生器に入力される原子炉出力が主蒸気流
   量とされている特許請求の範囲第１項記載の主蒸気管開
   閉制御装置。 ３、前記関数発生器に入力される原子炉出力が原子炉圧
   力とされている特許請求の範囲第１項記載の主蒸気管開
   閉制御装置。 ４、前記関数発生器に入力される原子炉出力が中性子束
   とされている特許請求の範囲第１項記載の主蒸気管開閉
   制御装置。