JPS62212597A - Load controller for nuclear reactor - Google Patents
Load controller for nuclear reactorInfo
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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】
〔産業上の利用分野〕
所内単独負荷運転能力を有する原子力発電所において、
制御が困難となる部分負荷遮断に対し、主遮断器を開放
することにより、発電機負荷を抑制し１円滑な運転継続
を図る負荷制御装置。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] In a nuclear power plant having on-site single load operation capability,
A load control device that opens the main circuit breaker to suppress the generator load and maintain smooth operation in the event of partial load shedding, which is difficult to control.
従来の装置は、特開昭５３−６０４８３号に記載のよう
に、負荷遮断として全負荷しゃ断のみを考慮し。Conventional devices consider only full load shedding as load shedding, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 53-60483.
原子炉の出力制御で運転継続することになっていた。し
かし部分負荷しゃ断については、−切配慮されておらず
、従って、部分負荷しゃ断時の発電機負荷制御について
も、−切触れられていなかった。It was supposed to continue operating by controlling the reactor's output. However, no particular consideration has been given to partial load shedding, and therefore no consideration has been given to generator load control during partial load shedding.
（発明が解決しようとする問題点〕
全容量のタービンバイパス系を有する沸騰水型原子炉に
おいては、全負荷遮断に対し、加減弁を急閉し、バイパ
ス弁を急閉するとともに、ｙＫ子炉出力の降下を図るこ
とで、所内単独負荷運転への移行が可能である。しかし
、部分負荷遮断に対しては、以下の理由から、運転継続
が困難となる場合がある。(Problem to be solved by the invention) In a boiling water reactor having a full-capacity turbine bypass system, in response to a full load cutoff, the moderation valve is suddenly closed, the bypass valve is suddenly closed, and the yK sub-reactor By reducing the output, it is possible to shift to in-house single load operation. However, in the case of partial load shedding, it may be difficult to continue operation for the following reasons.
（１）加減弁が急閉すると一定時間急閉状態が保持され
る１部分負荷遮断時、残留負荷が大きい場合には急激な
周波数降下が生じ、これに起因した原子炉パラメーター
変動から、運転継続が困難となる。(1) When the regulator valve suddenly closes, it remains in the suddenly closed state for a certain period of time. 1. During partial load interruption, if the residual load is large, a sudden frequency drop occurs, and the reactor parameters fluctuate due to this, resulting in continued operation. becomes difficult.
本発明においては、原子炉にとって制御が困難となる部
分負荷遮断量に対し、主遮断器で負荷抑制を図るもので
ある。In the present invention, the main circuit breaker is used to suppress the load in response to partial load interruption, which is difficult for the nuclear reactor to control.
部分負荷遮断が発生した場合、急激な周波数低下が生じ
、原子炉パラメーターの変動から原子炉停止に至る恐れ
がある。この効果的な防止策として、急激な周波数降下
を生じるような部分負荷しゃ断を検出し、主しゃ断器を
開放し、発電機負荷を減少し１周波数降下を抑制するこ
とが考えられる。一方１部分負荷しゃ断機の周波数降下
速度は発電機負荷によって、はぼ定まることに着目し。If a partial load shedding occurs, a sudden frequency drop will occur, which may lead to reactor shutdown due to fluctuations in reactor parameters. As an effective preventive measure, it may be possible to detect a partial load breaker that causes a sudden frequency drop, open the main breaker, reduce the generator load, and suppress the frequency drop by one frequency. On the other hand, we focused on the fact that the frequency drop rate of a single-load breaker is roughly determined by the generator load.
原子炉停止に至る恐れのある周波数降下速度となる負荷
しゃ断層を一義的に求めることが可能である０本発明に
おいては、負荷しゃ断信号として、加速リレー作動＜８
号、又はパワーロードアンバランスリレー４５号を、原
子炉停止に至る恐れのある部分負荷しゃ断の判定として
、発電機出力信号を採用し、主しゃ断器を開放すること
により、急激な周波数降下を抑え、運転継続を達成する
。It is possible to uniquely determine the load cutoff level that causes a frequency drop rate that may lead to reactor shutdown. In the present invention, as a load cutoff signal, acceleration relay operation
The power load unbalance relay No. 45 uses the generator output signal to determine partial load cutoff that may lead to reactor shutdown, and by opening the main breaker, it suppresses a sudden frequency drop. , achieve continuous operation.
部分負荷しゃ新発生時、パワーロードアンバランスリレ
ーは、負荷の急激な減少を検出して作動する。発電機負
荷は、系統に残った負荷に相当するだけ出力される。こ
のため、負荷しゃ断により一時的に上昇した周波数は、
パワーロードアンバランスリレーの作動で加減弁が急閉
するに伴ない減少に転じる０本発明においては、一定時
間経過した時点の発電機負荷を判定し、所定値以上の場
合には、主しゃ断器を開放する。この結果、発電機負荷
は所内負荷分だけとなり、加減弁が全閉して、タービン
出力が無い状態と均衡するため、周波数の急激な減少は
抑制され、安定な運転継続が達成できる。When a partial load failure occurs, the power load unbalance relay detects a sudden decrease in load and operates. The generator load is output in an amount corresponding to the load remaining in the grid. Therefore, the frequency that temporarily increases due to load shedding is
In the present invention, the generator load is determined after a certain period of time has elapsed, and if it exceeds a predetermined value, the main breaker is switched off. to open. As a result, the generator load is reduced to the station load, which is balanced with the state where the regulator valve is fully closed and there is no turbine output, so a sudden decrease in frequency is suppressed and stable continuous operation can be achieved.
以下、本発明の実施例を第１図、および第２図により説
明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
第２図において、原子炉１で発生した蒸気は、タービン
加減弁２又はタービンバイパス弁を経てタービン４およ
び復水器５に至り、給水ポンプ６により昇圧されて原子
炉１に戻る。原子炉１の出力制御は、再循環ポンプ７の
回転数を変化させ。In FIG. 2, steam generated in a nuclear reactor 1 passes through a turbine control valve 2 or a turbine bypass valve, reaches a turbine 4 and a condenser 5, is pressurized by a feed water pump 6, and returns to the reactor 1. The output of the reactor 1 is controlled by changing the rotation speed of the recirculation pump 7.
炉心流量を変化させるか、又は制御棒駆動装置！８で、
制御棒位置を変化させることにより行なわれる。Change the core flow rate or control rod drive! At 8,
This is done by changing the control rod position.
全負荷しゃ断が発生すると、発電機８の出力は急減する
。パワー・ロードアンバランスリレー１３は、タービン
第一段の圧力計１１からの信号と発電機出力計１２の信
号の偏差およびその変化率から負荷しゃ断を検出し、タ
ービン加減弁２を急閉させるとともに、１００％以上の
容量を有するタービンバイパス弁１．３を急開させる。When a full load cutoff occurs, the output of the generator 8 suddenly decreases. The power/load unbalance relay 13 detects load cutoff from the deviation between the signal from the turbine first stage pressure gauge 11 and the signal from the generator output meter 12 and its rate of change, and quickly closes the turbine control valve 2. , the turbine bypass valve 1.3 having a capacity of 100% or more is suddenly opened.
タービン加減弁２の急閉は、リミットスイッチ１４で検
出され、再循環ポンプ７にトリップ信号を発するととも
に制御棒駆動装置８に信号を発し、あらかじめ選択され
た制御棒を急速に挿入することにより、出力低減を図る
。通例、第３図に示す如く全負荷しゃ断が生じると、発
電機８の負荷は、所内変圧器９により消費される所内負
荷分相当まで急減する。この結果、負荷しゃ断を検出し
てタービン加減弁が急閉するが、タービン内残留蒸気等
の影響もあり、タービン速度は一時的に急上昇し、やが
て、所内負荷によるエネルギー損失からゆるやかに降下
する。全負荷しゃ断においては、タービン速度の一時的
急上昇から、タービン加減弁２の急閉とタービンバイパ
ス弁３の、急開機能が要求されるが、その後のタービン
速度の変化がゆるやかであるため１通常の制御速度で、
タービン加減弁２及びタービンバイパス弁３の制御が行
なわれる。The sudden closing of the turbine regulator valve 2 is detected by the limit switch 14, which issues a trip signal to the recirculation pump 7 as well as a signal to the control rod drive 8 to rapidly insert the preselected control rod. Try to reduce output. Generally, when a full load cutoff occurs as shown in FIG. 3, the load on the generator 8 is rapidly reduced to the amount equivalent to the station load consumed by the station transformer 9. As a result, a load cutoff is detected and the turbine control valve closes abruptly, but due to the influence of residual steam in the turbine, the turbine speed temporarily increases rapidly, and then gradually decreases due to energy loss due to the internal load. In full load shutoff, the temporary sudden rise in turbine speed requires quick closing of the turbine control valve 2 and quick opening of the turbine bypass valve 3, but since the subsequent change in turbine speed is gradual, 1. With a control speed of
The turbine control valve 2 and the turbine bypass valve 3 are controlled.
一方、８０％程度の部分負荷しゃ断時には、第４図に示
すごとく、２０％の系統負荷が残る。負荷しゃ断を検出
して、タービン加減弁２が急閉するのは、全負荷しゃ断
の例と同じであるが、系統負荷が残っているためタービ
ン速度の上昇は緩やかとなる。On the other hand, when a partial load of about 80% is cut off, 20% of the system load remains as shown in FIG. The sudden closing of the turbine control valve 2 upon detection of load cutoff is the same as in the case of full load cutoff, but since the system load remains, the turbine speed increases slowly.
一方、タービン加減弁２は、パワーロードアンバランス
リレー作動後、一定時間制御再開できない特性がある。On the other hand, the turbine control valve 2 has a characteristic that the control cannot be restarted for a certain period of time after the power load imbalance relay is activated.
この結果タービン４の出力が系統負荷に比べ不足した状
態となり、タービン速度Ｃは低下することになる。一定
時間経過後、タービン速度Ｃが、定格値近傍に復帰する
に従い、タービン加減弁２は開放し、タービンバイパス
弁３は閉鎖する。残留する発電機負荷が２０％程度と比
較的小さいため、タービン速度Ｃの降下は緩やかであり
、タービン加減弁２が制御再開可能になる以前に、ター
ビン速度Ｃが定格値近傍に復帰することはなく、制御を
再開していないタービン加減弁２に開要求信号が出るこ
とはない、この結果、制御信号とタービン加減弁２の開
度に著しい相違を生じることなく、従って原子炉パラメ
ーターの変動も、許容値を超えることなく運転継続が可
能である。As a result, the output of the turbine 4 becomes insufficient compared to the system load, and the turbine speed C decreases. After a certain period of time has elapsed, as the turbine speed C returns to near the rated value, the turbine control valve 2 opens and the turbine bypass valve 3 closes. Since the remaining generator load is relatively small at about 20%, the turbine speed C decreases gradually, and the turbine speed C is unlikely to return to near the rated value before the turbine control valve 2 can resume control. As a result, there is no significant difference between the control signal and the opening degree of the turbine control valve 2, and therefore, there is no change in reactor parameters. , it is possible to continue operation without exceeding the allowable value.
しかし、約５０％の部分負荷しゃ断が生じた場合には、
第５図に示すごとく異なった挙動を示す。However, if a partial load interruption of approximately 50% occurs,
As shown in Fig. 5, different behaviors are exhibited.
負荷しゃ断を検出し、タービン加減弁２が急閉し、ター
ビンバイパス弁が急開するが、系統負荷が大きいため、
タービン速度Ｃの上昇幅は全負荷しゃ断時の半分程度と
なる。一方、パワーロードアンバランスリレー作動後の
一定時間、タービン加減弁２は、制御再開できないため
、タービン速度Ｃは急速に降下する。この結果、タービ
ン加減弁２が制御を再開する以前に、タービン速度Ｃは
定格値近傍以下となり、タービン加減弁に急速な開要求
信号、タービンバイパス弁３には急速な閉鎖要求信号が
でる。急速なタービン加減弁２の開要求信号がきても、
タービン加減弁２は制御動作を再開しておらず、このた
め制御信号とタービン加減弁２の開度信号には大きな相
違が生じる。タービンバイパス弁３が急速に閉鎖するこ
とと合わせて原子炉圧力の急上昇を引き起こし、原子炉
パラメーターの変動から、原子炉停止に至る恐れが生じ
てくる。Load cutoff is detected, the turbine control valve 2 suddenly closes, and the turbine bypass valve suddenly opens, but since the system load is large,
The amount of increase in the turbine speed C is about half that when the full load is cut off. On the other hand, since the turbine control valve 2 cannot resume control for a certain period of time after the power load unbalance relay is activated, the turbine speed C rapidly decreases. As a result, before the turbine control valve 2 resumes control, the turbine speed C becomes close to or below the rated value, and a rapid opening request signal is issued to the turbine control valve and a rapid closing request signal is issued to the turbine bypass valve 3. Even if a rapid opening request signal for the turbine control valve 2 is received,
The turbine regulator valve 2 has not resumed its control operation, and therefore a large difference occurs between the control signal and the opening signal of the turbine regulator valve 2. Combined with the rapid closing of the turbine bypass valve 3, this causes a sudden increase in reactor pressure, and changes in reactor parameters may lead to reactor shutdown.
本発明においては、急激なタービン加減弁２およびター
ビンバイパス弁３の動きを引き起こすのは、パワーロー
ドアンバランスリレー１３が作動する部分の負荷しゃ断
で、系統に残された負荷が大きく、タービン回転数Ｃの
急激な低下を引き起こす場合であることに着目し、部分
負荷しゃ断検出袋Ｗｔ１５で、運転継続を困難にする恐
れのある部分負荷しゃ断を検出し、主しゃ断器１０を開
放することにより、発電機負荷を所内負荷相当に減少さ
せ、円滑な運転継続を可能ならしめている。In the present invention, the sudden movement of the turbine control valve 2 and the turbine bypass valve 3 is caused by the load cutoff in the part where the power load unbalance relay 13 operates, and the load remaining in the system is large and the turbine rotation speed is Focusing on this case, the partial load interruption detection bag Wt15 detects a partial load interruption that may make it difficult to continue operation, and opens the main circuit breaker 10 to prevent power generation. The machine load is reduced to the equivalent of the plant load, allowing smooth operation to continue.
第１図は部分負荷しゃ断検出装置のインターロックであ
る。パワーロードアンバランスリレーの作動信号により
、従来はタービン加減弁２の急閉。FIG. 1 shows an interlock of a partial load cutoff detection device. Conventionally, the turbine control valve 2 was suddenly closed by the activation signal of the power load unbalance relay.
およびタービンバイパス弁３の急開を行なっていたが、
この信号をそのまま負荷しゃ断信号として取り入れる。and the turbine bypass valve 3 was suddenly opened.
This signal is taken in as it is as a load cutoff signal.
一方残留負荷については、電力計１２の信号が、負荷し
ゃ断機変動することが予想される。このため時間遅れ要
素を通した信号が。On the other hand, regarding the residual load, it is expected that the signal of the wattmeter 12 will fluctuate at the load breaker. Therefore, the signal passes through a time delay element.
一定時間後許容値以上であった場合、原子炉停止に至る
恐れのある原子炉パラメーター変動を引き起こす可能性
のある部分負荷しゃ断であると判定し、主しゃ断器を開
放する。If the value exceeds the allowable value after a certain period of time, it is determined that this is a partial load shutdown that could cause reactor parameter fluctuations that could lead to reactor shutdown, and the main circuit breaker is opened.
第６図は、約５０％の部分負荷しゃ新発生時に本発明を
適用した場合のプラント挙動を示すものである。部分負
荷しゃ断により、一時上昇し始めたタービン速度Ｃは、
残留負荷の影響で急速に減少し始める。一方、本発明の
部分負荷しゃ断検出装置１５は、たとえば１秒後の残留
″負荷を検出し、規定値３０％以上であることを判定し
、主しゃ断器１０を開放する。FIG. 6 shows the behavior of the plant when the present invention is applied when a partial load failure of approximately 50% occurs. Turbine speed C, which temporarily started to increase due to partial load interruption,
It begins to decrease rapidly due to the residual load. On the other hand, the partial load cutoff detection device 15 of the present invention detects the residual "load" after, for example, one second, determines that it is equal to or higher than the specified value of 30%, and opens the main circuit breaker 10.
これにより発電機負荷ａは所内負荷相当に急減し、ター
ビン速度Ｃは、緩やかに降下し、全負荷しゃ断時の挙動
と似たものとなる。この結果、タービン加減弁２が制御
再開するまでに、タービン速度Ｃが定格値近傍まで降下
することはない。原子炉パラメーターの変動は、許容値
以内となり、円滑な運転継続が可能となる。As a result, the generator load a suddenly decreases to a level equivalent to the station load, and the turbine speed C gradually decreases, becoming similar to the behavior when the full load is cut off. As a result, the turbine speed C will not drop to near the rated value until the turbine control valve 2 resumes control. Fluctuations in reactor parameters will be kept within permissible values, allowing smooth operation to continue.
パワー・ロードアンバランスリレー１３が作動 １しな
い範囲の部分負荷しゃ断が生じた場合、主しゃ断器間の
ＡＮＤ条件をなす、パワーロードアンバランスリレー作
動信号が無いので、部分負荷しゃ断検出装置１５が誤動
作することはない。If a partial load cutoff occurs in the range where the power/load unbalance relay 13 does not operate, the partial load cutoff detection device 15 malfunctions because there is no power load unbalance relay activation signal that forms the AND condition between the main circuit breakers. There's nothing to do.
約８０％の部分負荷しゃ断が生じた場合、パワーロード
アンバランスリレー１５は作動するが。When a partial load cutoff of approximately 80% occurs, the power load unbalance relay 15 is activated.
１秒経過時点の発電機負荷は約２０％に低下しているの
で、主しゃ断器開信号が発生することはない。 本実施
例によれば、パワーロードアンバランスリレーが作動す
るに足るだけの部分負荷しや断が生じた場合、的確に、
運転継続を阻害する恐れのある部分負荷しゃ断電を検知
し、主しゃ断器を開放することにより、円滑に所内単独
負荷運転に移行させることが可能であり、全容量タービ
ンバイパスプラントの電源供給信頼性を大幅に向上させ
ることができる。Since the generator load at the time when 1 second has passed has decreased to about 20%, the main breaker open signal is not generated. According to this embodiment, when a partial load failure occurs that is sufficient to activate the power load unbalance relay, the
By detecting partial load power outages that may impede continued operation and opening the main circuit breaker, it is possible to smoothly transition to single load operation within the plant, improving power supply reliability for full capacity turbine bypass plants. can be significantly improved.
本発明によれば、従来技術では、運転継続が困難となる
恐れのある部分負荷しゃ断を的確に検出し、主しゃ断器
を開放することにより、負荷制限を行ない運転継続を可
能にすることができるので。According to the present invention, it is possible to accurately detect a partial load breaker that may make it difficult to continue operation, and to open the main circuit breaker, thereby limiting the load and making it possible to continue operation. So.
原子力発電プラントの稼動率向上に寄与するとともに、
系統復旧後、速やかにタービンを併入し系統に送電する
ことが可能となるので、電源供給信頼性を向上させるこ
とができる。また、負荷制限を行う必要のない部分負荷
しゃ断についても的確に識別し、従来通り系統へ送電を
続けるので、運転操作性の向上も期待できる等の効果が
ある。In addition to contributing to improving the operating rate of nuclear power plants,
After the grid is restored, it becomes possible to quickly add a turbine and transmit power to the grid, thereby improving the reliability of power supply. In addition, since partial load shedding that does not require load limiting is accurately identified and power continues to be transmitted to the grid as before, it is expected that operational operability will be improved.
第１図は本発明の実施例のインターロック線図第２図は
所内単独負荷運転能力を有するプラントに本発明を適用
した場合のシステム構成図、第３図は、全負荷しゃ新発
生時のプラント応答図、第４図は８０％部分負荷しゃ新
発生時のプラント応答図、第５図は５０％部分負荷しゃ
新発生時の従来プラント応答図、第６図は５０％部分負
荷しゃ新発生時の本発明適用プラントの応答図である。
１・・・原子炉、２・・・タービン加減弁、３・・・ダ
ービンバイパス弁、４・・・タービン、５・・・復水器
、６・・・給水ポンプ、７・・・循環ポンプ、８・・・
制御棒駆動装置、９・・・所内変圧器、１０・・・主し
ゃ断器、１１・・・圧力検出器、１２・・・出力計、１
３・・・パワーロードアンバランスリレー、１４・・・
リミットスイッチ、１５・・・部分負荷しゃ断検出装置
、ａ・・・発電機負荷、ｂ・・・タービン出力、Ｃ・・
・タービン速度、ｄ・・・中性子 、−１−束。Figure 1 is an interlock diagram of an embodiment of the present invention. Figure 2 is a system configuration diagram when the present invention is applied to a plant with in-house single load operation capability. Plant response diagram. Figure 4 is a plant response diagram when a new 80% partial load occurs. Figure 5 is a conventional plant response diagram when a 50% partial load occurs. Figure 6 is a diagram when a new 50% partial load occurs. FIG. 3 is a response diagram of a plant to which the present invention is applied. 1... Nuclear reactor, 2... Turbine control valve, 3... Durbin bypass valve, 4... Turbine, 5... Condenser, 6... Water supply pump, 7... Circulation pump , 8...
Control rod drive device, 9... Station transformer, 10... Main breaker, 11... Pressure detector, 12... Output meter, 1
3...Power load unbalance relay, 14...
Limit switch, 15... Partial load cutoff detection device, a... Generator load, b... Turbine output, C...
・Turbine speed, d...neutron, -1-flux.
Claims (1)
時に、加減弁を急閉し、バイパス弁を急開させることに
より、所内単独負荷運転を行なう能力を有するプラント
において、負荷遮断を検出する加速リレー、又はパワー
・ロード・アンバランスリレーの作動後、一定の時間経
過した時点で、発電機出力を判定し、所定の出力以上で
あった場合主遮断器を開放し、発電機負荷を制御する装
置。1. Detect load shedding in a plant that has a full-capacity turbine bypass system and has the ability to perform in-house single load operation by quickly closing the regulator valve and opening the bypass valve when a load shedding occurs. After a certain period of time has elapsed after activation of the acceleration relay or power load unbalance relay, the generator output is determined, and if the output exceeds the predetermined value, the main circuit breaker is opened and the generator load is controlled. device to do.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61054821A JPS62212597A (en) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | Load controller for nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61054821A JPS62212597A (en) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | Load controller for nuclear reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62212597A true JPS62212597A (en) | 1987-09-18 |
Family
ID=12981350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61054821A Pending JPS62212597A (en) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | Load controller for nuclear reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62212597A (en) |
-
1986
- 1986-03-14 JP JP61054821A patent/JPS62212597A/en active Pending
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