JPS62116804A - 原子炉給水制御装置 - 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ける原子炉給水ｉ１．ｌＩ
御装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に、沸騰水型原子炉においては原子炉水位を所定範
囲に保持して円肋な運転を継続するために原子炉給水制
御装置を設けている。

第５図は従来の原子炉給水制御装置によってｉ制御され
ている原子炉給水系を示している。

タービンの駆動に供された蒸気は復水器において復水と
され、復水ポンプ１によって給水配管２へ給水として送
給される。この給水配管２内の給水は、通常時には給水
配管２に並列して接続された２基のタービン駆動給水ポ
ンプ３．４によって給水ヘッダ５を経て原子炉給水系ｉ
ｔ！！６へ送給される。各タービン駆動給水ポンプ３，
４はそれぞれ原子炉の定格給水流量の５０％の８聞に形
成されており、蒸気タービン７．８によって駆動させら
れる。これらの蒸気タービン７．８はそれぞれ蒸気配管
９，１０に設けられた蒸気加減弁１１゜１２の弁開度を
制御することによって出力制御される。また、給水配管
２にはタービン駆ＩＪ給水ポンプ３およびタービン駆動
給水ポンプ４の予備機として２基の蒸気配管９．１０が
並列にして接続されている。各蒸気配管９．１０はそれ
ぞれ原子炉の定格給水流量の２５％の８毎に形成されて
おり、電動機（図示せず）によって駆動されるとともに
その吐出流ｍを下流側に設けた蒸気加減弁１１．１２に
よって調節される。そして、原子炉給水制御装置１７に
よって蒸気加減弁１１．１２、給水流量調節弁１５．１
６の動作を制御して給水流用の調整を行なっている。特
に蒸気加減弁１１゜１２は電気油圧式タービン制ｍ＋器
１８．１９を介して弁開度を制御される。

このようにして形成されている原子炉給水系にＪ３いて
は、通常時は蒸気タービン７．８によってタービン駆動
給水ポンプ３，４を駆動させて原子炉圧力容器６内へ所
定Ｍの給水を送給している。

この間ｆｆｉ動機駆動給水ポンプ１３．１４は予備機と
して停止状［ぶにして待機している。この待機状態にあ
る１を動改駆動給水ポンプ１３．１４は、タービン駆動
給水ポンプ３，４のいずれかがトリップすると、直りに
２基とも起動して、給水の低下を防止り゛るように形成
されている。

タービン駆動給水ポンプ３，４のトリップは、蒸気ター
ビン７．８がトリップすることによって生じる。

これらの蒸気タービン７．８は次の（ａ）（ｂ）（Ｃ）
の場合にトリップするように形成されている。

（ａ）　　タービン駆動給水ポンプおよび蒸気タービン
の保護上許容できない状態となった場合。

例えば、ポンプやタービンの軸受ヤ排 気室の頁空度に異常が生じたり、復水ポンプ１がトリッ
プしたり、ポンプの吸込圧力が低い場合である。

（ｂ）　　蒸気加減弁の駆動用の制御油の圧力が低下し
、蒸気加減弁の制御が不可能となった場合。

（Ｃ）　　電気油圧式タービン制ｉｚが故障した場合。

これらのいずれかの故障が生じると、蒸気加減弁の上流
側に設りられている蒸気止め弁（図示Ｕず）が閉鎖され
、その結果弁の制御油圧が低下し、蒸気タービンが１−
リップする。同時に弁のｆｌ、１１御油圧が低下したこ
とを検出することにＪ、す、この蒸気タービンがトリッ
プしたと判定し、２基の電動機駆動給水ポンプ１３．１
４が自動起動させられ、原子炉圧力容器６への給水流量
が確保される。

〔背理技術の問題点〕

従来の原子炉給水制御装＠１７によれば、ＴＸ動機駆動
給水ポンプ１３．１４が自動起動するのは蒸気タービン
７．８がトリップした場合に限られている。

ところが、蒸気タービン７．８がトリップする原因以外
の故障によりタービン駆動給水ポンプ３゜４の給水能力
が低下した場合には、蒸気タービン７．８がトリップし
ないため電動機駆動給水ポンプ１３．１４は自動起動Ｕ
ず、定格の給水塔を確保することができないという問題
点があった。この状態が継続すると原子炉水位が低下し
、発電プラン！・が停止してしまうおそれがある。

更に説明すると、電気ｉｌｔ＋圧式タービン制ａｌｌ器
１８．１９に異常が生じたが、故障とは判定されない設
定頭内の異常であると、蒸気タービン７゜８はトリップ
しないにもかかわらす°、原子炉給水系が必要としてい
る給水量を供給することができない状態となり、原子炉
水位の低下を誘発ザる可能性がある。

また、蒸気加減弁１１．１２に異常が生じｌこが、制御
油圧の低下を伴うものではなく、蒸気加減弁１１．１２
が固着したり急閉じたりした場合には、蒸気タービン７
．８はトリップされない。従って、給水流１ｆｌが減少
してム予備機である電動別駆動給水ポンプ１３．１／Ｉ
は自動起動しないので、原子炉水位が低下づる可能性が
あった。

（発明の目的〕 本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであリ、ター
ビン駆動給水ポンプ部分に発生するすべての異常を検出
して、この検出内容に応じて常に所定量の給水供給を行
なうことができ、原子炉水位の低下を防止して、プラン
トの安定的な継続的運転を可能とＪる原子炉給水制御装
置を捉供することを目的とする。

〔発明の概要） 本発明は、蒸気タービンによって駆動されるタービン駆
動給水ポンプと、予備機である電ｆｌＪ機駆動給水ポン
プとを、前記蒸気タービンがトリップした場合に前記電
動機駆動給水ポンプを自動起動させる原子炉給水制御装
置であって、前記タービン駆動給水ポンプによる給水原
石が低下づる原因となる異常を検出して前記蒸気タービ
ンをトリップさせる制ｍ＋ｔａｔ構を設けたことを特徴
としている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図から第４図について説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示す系統図である。

本実施例は一方の蒸気タービン７への蒸気供給母を調整
する蒸気加減弁１１の蒸気加減弁駆動機構の異常を検出
し−て蒸気タービン７をトリップさぜるにうに形成され
ている。他方の蒸気タービン８についても同様に形成さ
れている。

第１図にＪ３いては、蒸気タービン７が（・リップした
場合に電動機駆動給水ポンプ１３．１４を自動起動する
機構は従来と同構成のため省略している。

図中、符号２１は異常を検出して蒸気タービン７をトリ
ップさせる制御機構であり、従来の電気油圧式タービン
制ｔｌｌ各１８．１９部分に相当づ−る。

この制御機構２１へは、ポンプ回転数要求信号１７ａと
蒸気タービン７に添設した速度検出器２２からのタービ
ン速度信号２２ａとが加減演ｑ器２３へ入力されて来る
。この加減演ｆＨ！Ｓ２３はタービン速度偏差信号２３
ａを出力として制御器２４へ入力させる。この制ｍ器２
４はタービン速度偏差信号２３ａを条件として制御演算
し、加減弁開度要求信号２４ａを増幅器２５と加減演算
器２６とに出力する。この増幅器２５によって加減弁ｆ
７ｉ１度要求信号２４ａを増幅した出力が制御１１機構
２１の出力ずなわら制御機構出力２５ａとして出力され
る。この制御機構出力２５ａば電油変換器２７へ入力さ
れ、油圧信号２７８に′ａ換されて１へリップ用ダンプ
弁２８を経て蒸気加減弁１１へ入力される。蒸気加減弁
１１はこの油圧信号２７ａによって弁開度を制御される
。また、この蒸気加減弁１１には差動変圧器式の位置検
出固を用いた加減弁開度測定器２つが添設されてＪ３す
、その加減弁開度信号２９ａが加減演算器２６へ出力さ
れる。この加減演算器２６は、加減弁＃１度要求信号２
４ａと加減弁開度信号２９ａとを加減演算して加減弁開
度制御偏差信号２６ａを算出し、比較器３０へ出力する
。この比較器３０は加減弁開度制御偏差信号２６ａと設
定値とを比較し、加減弁開度制御偏差信号２６　ａ　／
Ｊ（設定値より大きい場合にトリップ用ダンプ弁２８へ
蒸気タービン７をトリップさせるためのトリップ信号３
０ａを出力する。このトリップ用ダンプ弁２８はトリッ
プ信号３０ａを受けた時だけ電油変換器２７から油圧信
号２７ａとして送給されて来る作動油を油ドレンライン
２８ａに排出して、蒸気加減弁１１へ送給される作動油
の圧力を低下させて油圧信号２７ａを低減さ「、蒸気加
減弁１１を開店させることにより蒸気タービン７をトリ
ップさせる。

次に、本実施例の作用を説明する。

蒸気タービン７が正常に運転している場合には、制御Ｉ
器２４が発する加減弁開度要求（ｆｉ　１２４　ａと、
加減弁開度測定器２９が発する加減弁開度信号２９ａと
の加減演ｔｓ器２６による加減弁開度制御２１１偏差信
号２６ａとは、比較器３０における設定値の範囲内にあ
り、トリップ信号３０ａは出力されない。従って、蒸気
加減弁１１へは電油変換器２７からの油圧信号２７ａが
トリップ用ダンス弁２８を通してそのまま入力され、制
御機構出力２５ａの大きさに応じて熱気加減弁１１を開
閉制御しながら蒸気タービン７の正常運転が継続される
。

一方、万−加減弁駆動機構である増幅器２５、電油変換
器２７、史に電油変換器２７ど蒸気加減弁１１との間の
比圧機構のいずれかに異常が生じ、加減弁ｍ１度要求信
号２４ａの値が一定であるにしかかわらず蒸気加減弁１
１が閉止したとする。この場合蒸気タービン７の回転数
は低下しで行き、給水流量の低下や原子炉水位の低下が
起こる。しかしながら、原子炉水位がスクラムレベルに
達する前に、蒸気加減弁１１が閉止することにより、加
減弁開度測定器２９の加減弁開度信号２９ａが低下し、
加減弁開度要求信号２４ａと加減弁開度信号２９ａとの
偏差である加減演算器２６の出力の加減弁開度制御偏差
信号２６ａが増加し、比較器３０の設定値の範囲を越え
るので、比較器３０からトリップ信号３０ａが発せられ
、トリップ用ダンプ弁２８が作動して作動油を油ドレン
ライン２８ａへ排出させ、油圧信号２７ａを低減させ、
蒸気加減弁１１を仝閉とさけて蒸気タービン７を確実に
トリップさせる。この蒸気タービン７がトリップするこ
とにより待機している予備機の２塁の電動機駆動給水ポ
ンプ１３．１４が直ちに自動起動し、給水流岳の低下分
を補充し、原子炉水位がスクラムレベルまで低下するの
を事前に抑え、原子炉の安定した正常運転を継続させる
。

本実施例においては、前記した蒸気加減弁１１の誤動作
による閉止の場合だけではなく、蒸気加減弁１１が固着
した時に給水流量要求が増加した場合においても、加減
弁開度信号２９ａが一定であるが加減弁開度要求信号２
４ａが増加するので、加減か開度制御偏差信号２６ａが
増加して比較器３０（１）設定値の範囲を越え、更にト
リップ信号３０ａが発せられ、前記と同様にして蒸気タ
ービン７が確実にトリップされる。

第２図は本発明の他の実施例を示す系統図である。

本実施例はポンプ吸込流量等の流量相当の信号にＪ：っ
てタービン駆動給水ポンプ３．４の異常を検出してトリ
ップ信号を発するように形成されている。

すなわち、原子炉が２基のタービン駆動給水ポンプ３，
４を駆動させて原子炉給水制御装置１７により自動運転
をしている時に、それぞれのポンプ３．４の吸込流量を
吸込側流＆［１３１，３２によって吸込流量信号３１ａ
、３２ａとして検出する。そして、一方のタービン駆動
給水ポンプ３の吸込流量信号３１ａと原子炉給水υ制御
装置１７から発せられる給水流量要求信号３３との差を
加減演算器３４において加減演算し、その差の絶対値３
４ａを比較器３５において設定値と比較し、設定値の範
囲を越えた時に異常信号３５ａを発する。

また、双方のタービン駆動給水ポンプ３，４の吸込流量
信号３１８．３２Ｈの差を加減演算器３６において加減
演篩し、その差の絶対ｌｌ１３６ａを比較器３７におい
て設定値と比較し、設定値の範囲を越えた時に異常信号
３７ａを発する。そして、双方の異常信号３５８．３７
ａが同時に出力された時にＡＮＤ回路３８において一方
のタービン駆動給水ポンプ３に異常が生じたと判定し、
タービン駆動給水ポンプ３を駆動す゛る蒸気タービン７
の蒸気加減弁１１への作動油供給を制御するトリップ用
ダンプ弁２８へ向けてトリップ信１ｉ１３３８ａを発し
、蒸気タービン７を１−リップさせる。

なお、本実施例にＪ３いて、加減演１Ｚ３４へ吸込流量
信号３１ａに代えて吸込流量信号３２ａを入力さぼれば
タービン駆動給水ポンプ４に異常が発生したか否かを判
定することができる。

このように形成することにより異常が発生したタービン
駆動給水ポンプ３，４のみをトリップさせることができ
る。

第３図および第４図はそれぞれ第２図に示した実施例の
変形例を示している。

第３図は、吸込流出信＠３１ａ、３２ａに代えてタービ
ン駆動給水ポンプ３．４の吐出側に設置プだ吐出側！ｆ
ｆ１ｉ＋３９．４０によって検出した吐出流量信号３９
ａ、４０ａを用いるとともに、給水流出要求信号３３に
代えて原子炉圧力容器６から導出されている主蒸気管４
１に設けた主蒸気流量Ｈ］４２によって検出した主蒸気
流量信号４２ａを用いていることにより、タービン駆動
給水ポンプ３．４の異常を検出するように形成している
。

第４図は、吸込流量信号３１ａ、３２ａに代えて蒸気タ
ービン７、・８に添設した速用検出器２２゜４３によっ
て検出したタービン速度信号２２ａ。

４３ａを用いることにより、タービン駆動給水ポンプ３
，４の異常を検出するように形成している。

また、本発明においては、従来の電気油圧式タービン制
御器１８．１９の故障をも検知してタービン駆動給水ポ
ンプ３，４の異常を検出するように形成してもよい。

前記各実施例に示寸ように、本発明においては、タービ
ン駆動給水ポンプ３，４部分に発生する異常を検出し、
原子炉水位がスクラムレベルに述する前に蒸気タービン
７．８をトリップさＵて電動機駆動給水ポンプ１３．１
４を自動起動させて給水流ωを十分に補充することがで
き、原子炉水位を常に安定レベルに維持しながら給水供
給することができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、タービン駆動給
水ポンプ部分に発生するすべての異常を検出して、この
検出内容に応じて常に所定量の給水供給を行なうことが
でき、原子炉水位の異常な低下を防止して、プラントの
安定的な継続運転を可能とし、プラントの稼働率を高く
することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図はそれぞれ本発明の原子炉給水１．Ｉ
Ｉ御装置の実施例を示す系統図、第５図は従来の原子炉
給水制御装置によって制御される原子炉給水系を示す系
統図である。 ２・・・給水配管、３．４・・・タービン駆動給水ポン
プ、７．８・・・蒸気タービン、１１．１２・・・蒸気
加減弁、１３．１４・・・電動機駆動給水ポンプ、２１
・・・制御８１１Ｍ、２３．２６・・・加減演算器、２
４・・・制ｍ器、２７・・・電油変換器、２８・・・ト
リップ用ダンプ弁、２９・・・加減弁開度測定高。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第４目 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸気タービンによって駆動されるタービン駆動給水
   ポンプと、予備機である電動機駆動給水ポンプとを、前
   記蒸気タービンがトリップした場合に前記電動機駆動給
   水ポンプを自動起動させる原子炉給水制御装置において
   、前記タービン駆動給水ポンプによる給水流量が低下す
   る原因となる異常を検出して前記蒸気タービンをトリッ
   プさせる制御機構を設けたことを特徴とする原子炉給水
   制御装置。 ２、制御機構は、蒸気タービンへの蒸気供給間を調整す
   る蒸気加減弁の蒸気加減弁駆動機構の異常を検出して、
   前記蒸気タービンをトリップさせることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の原子炉給水制御装置。