JPS6275002A - 給水タ−ビン制御装置 - 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】 ］　　　　置。

□ ：　　　　３、発明の詳細な説明 ｉ　　　　　　「発明０技術分野］ １　　　　　本発明は、特に原子力発電プラントにおけ
る原□ 子炉隔離時冷却用給水タービンを制御するのに好適な給
水タービン制御装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 原子炉隔離時冷却（Ｒｅａｃｔｏｒ　Ｃｏｒｅ　Ｉｓｏ
ｌａｔｊｏｎＣｏｏｌｉｎｇ　：以下、ＦｔＣＴＣと略
す）制御システムは原子力発電プラントにおいて、原子
炉が主蒸気系および給水系から隔離された時に、原子炉
に水を送り込み、必要な水位および冷却流量を確保する
ことを主目的として設置される。更に、このＲＣＩＣ制
御システムには、単にその目的を達成するだけでなく、
いち早く流量を確保し、安定な流量制御を行なうことが
要求される。

このため、　ＲＣＴＣ制御システムにおいては、流量設
定値と原子炉へ流入する実流量との偏差をＰＩＤ制御演
算器に入れて給水タービンの速度指令を算出するように
している。しかし、従来システムにおいては、主蒸気圧
力に対する考慮が全くなされていないため、第５図に示
すように、流量設定値を立ち一ヒげたとき、主蒸気圧力
が高い場合は、流量設定に対し実際の流量が大きくオー
バーシュートし、主蒸気圧力が低い場合は、実際の流量
が流量設定になかなか追従しないという問題点があった
。

［発明の目的］ 本発明は、主蒸気圧力の如何にかかわＩ−ず、給水流量
を安定に制御できる給水タービン制御装置を提供するこ
とを目的とする。

［発明の概要］ このため本発明は、流量設定値と実流量との差を入力し
て給水タービンの速度指令を算出する制御演算器の制御
パラメータを主蒸気圧力に応じて補正することにより、
主蒸気圧力の如何によらず常に良好な制御特性が得られ
るようにしたことを特徴としている。

［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るＲＣＴＣ制御システム
のブロック構成図を示したものである。図において、原
子炉１で発生する蒸気は蒸気加減弁２を介してＲＣＴ　
Ｃ，タービン４に供給されてＲＣ丁Ｃポンプ５を回わす
。これによ４１．復水貯蔵タンク６から原子炉１への給
水が行なわれる。このとき、蒸気加減弁２の開度を調節
してＲＣＴＣタービン４従ってＲＣＴｔ’：ポンプ５の
回転数を調整することにより、復水貯蔵タンク６から原
子炉１への給水流量を制御するため、ＲＣＴ　Ｃ，制御
装置７が設けられる。

このＲＣＴ　Ｃ，制御装置７は大きく分けて流量制御部
７１、速度制御部７２．弁開度制御部７３の３つの制御
部より構成される。

弁開度制御部７３は、被制御体への直接的出力である制
御装置出力即ち、弁開度制御信号ｖ５を演算出力する部
分で、本実施例では電気油圧式制御装置を使用したもの
として示している。従って、弁開度制御信号ｖ５は電油
変換器８を介し蒸気加減弁２に与えられる。

速度制御部７２は前記弁開度制御部７３の−Ｌ位に位置
し、後述する流量制御部７１からの速度指令ｖ１と、Ｒ
ＣＴＣタービン４に直結された電磁ピックアップ９から
速度信号■２との偏差■２を速度制御回路７２１に入力
して弁開度指令ｖ３を作成し、出力する。

流量制御部７１は、制御装置の最」１位に位置し、下位
の前記速度制御部７２に与える速度指令ｖ１を作成する
部分で、機能としては、起動時の速度指令ｖ１を作成す
る起動制御回路７１１と、起動完了後の常用時の速度指
令ｖ１を作成する常用制御回路７１２と、起動速度指令
１１１１あるいは常用速度指令ｚ８を選択する低値優先
回路７１３との３つの回路を備える。

上記起動制御回路７１１は起動指令によってＯから時間
と共に比例して増大するランプ信号を発生するものであ
る。上記常用制御回路７１２は、流量設定器１０１とＲ
Ｃ’ｆＣポンプ５の前後差圧を検出する圧力１−ランス
ミッタ１０からの流量信号Ｙ１との偏差ｚ１を加算器１
０２で算出して演算器１０３に入力し、常用速度指令ｚ
８を算出するものである。

この演算器１０３は本実施例の要部をなすもので、加算
器１０２から出力される偏差Ｚ１をＰＴＤ制御演算する
。このとき、主蒸気圧力を検出する圧力検出器１１から
の主蒸気圧力信号ｖ４に応じてＰＴＤ制御演算の制御パ
ラメータを補正する。

第２図は、その演算器１０３の具体的構成図を示したも
ので、演算器１０３は、加算器１０２からの偏差Ｚｌを
８丁り制御演算するＰＴＤ制御演算器１１１と、その演
算結果７２〜Ｚ４を加算して常用速度指令ｚ８を作成す
る加算器１１２と、ＰＴＤ制御演算器１１１の各制御パ
ラメータを蒸気圧力信号■４に応じて補正する補正器１
１３とから成る。更に、ＰＩＤ制御演算器１１１は偏差
Ｚ１を積分演算する積分器１２１と、偏差ｚ１を比例演
算する増幅器１２２と、偏差Ｚ１を微分演算する微分器
１２３から成る。また、補正器１１３は、積分器１２１
の時定数ｘ２を作成する補正器１３１、主蒸気圧力Ｙ４
の関数である比例増幅器１２２のゲイン×３を作成する
補正器１３２、主蒸気圧力Ｙ４の関数である微分器＋２
３の時定数を作成する補正器１３３とから構成される。

以上の構成で、原子炉ｌへの給水流量制御時、常用制御
回路７１２では、流量設定器】０１からの流量設定値ｘ
１と実流量■１との偏差Ｚ１を加算器１０２によって算
出する。その偏差ｚ１を演算器１０３の積分器１２１゜
増幅器１２２．微分器１２３に入力する。

一方、このとき補正器１３１〜１３３は主蒸気圧力ｖ４
を入力し、関数ｆ　ｌ（’／４）、ｆ　２　（Ｙ４）、
ｆ　３（Ｙ４）により。

主蒸気圧力ｙ４において最適な流量制御を行なう加算器
１２１．増幅器１２２．微分器１２３の積分時定数Ｘ２
．ゲイン×３．微分時定数×４を算出し、ＰＩＤ制御演
算器１１１へ出力する。

これにより、ＰｒＤ制御演算器１１】内の加算器１２１
゜増幅器１２２．微分器１２３は、加算器１０２から出
力される偏差Ｚ１を補正器１１３から出力される各制御
パラメータに基づき制御演算を行なって、そのときの蒸
気圧力に応じた最適の積分出力Ｚ２．比例出力Ｚ３゜微
分出力ｚ４を算出する。加算器１１２はこれらの積分出
力２２．比例出力２３．微分出力ｚ５を加算して速度指
令Ｚ８を出力する。

流量制御部７１は、この速度指令信号Ｚ８を低値優先回
路１３を介して速度指令信号ｖ１として速度制御部７２
に出力する。

速度制御部７２は、この速度指令ｖ１を電磁ピックアッ
プ９から得られるタービン速度信号Ｙ２と比較し、偏差
ｖ２を速度制御回路７２１で弁開度指令ｖ３に変換して
弁開度制御部７３に出力する。

弁開度制御部７３は、この弁開度指令ｖ３を蒸気加減弁
２に設けられた差動トランス３より得られる弁開度信号
Ｙ３と比較し、その偏差ｖ４を弁開度制御回路７３１で
弁開度制御信号ｖ５に変換して出力する。

電油変換器８は、この弁開度制御信号ｖ５を油圧信号に
変換して蒸気加減弁２に出力し、弁開度を調節する。

これにより、ＲＣＴＣタービン４へ流入する蒸気量が調
整されて、ＲＣＴＣポンプ５の回転数が調節されて、復
水貯蔵タンク６から原子炉１へ流入する給水流量Ｓｌが
制御される。

このとき、給水流量の制御はそのときの蒸気圧を考慮し
て行なわれるため、流量設定に対して極めて短時間に整
定することができ、良好な制御が行なわれる。

即ち、これを更に具体的に説明するに、第１図に示した
ＲＣＴＣシステムを伝達関数で表わすと、概略第３図に
示すブロックダイヤグラムが得られる。

この図から制御伝象の伝達関数は次式のように表わされ
る。

ここで、Ｓはラプラス演算子である。次にＰＴＤ制御装
置の伝達関数は、 と表わされる。制御系が安定な流量制御を行なうために
は、制御対象の伝達関数の極を補償するように、ＰＴＤ
制御器の定数を定める。

即ち。

へ 上記（３）、（４）式から、 □ のように、Ｋｐ、Ｔｔ＋を定める。また、上記（５）　
、　（６）式を用いてシステムの一巡伝達関数は、と表
わせるので、Ｔ３と制御系に対して要求される応答に応
して例えば１０％のオーバーシュートに抑えるためには
、 Ｔ１＝　１．４４Ｔ３　　　　　　　　　　・・・・・
（８）と求まる。ここで、ＴＩ、Ｔ２は主蒸気圧力Ｐに
略反比例した関数ｇ＋　（ｐ）、ｇ２（ｐ）となること
が知られていることから、いかなる主蒸気圧力において
も安定した流量制御を行なうためのにＰ、ＴＩ、ＴＤは
前記（５）　、　（６）　、　（８）より、Ｔｐ　　＝
　　］、　　４４Ｔ３　　＝　　ｆ　２（Ｐ）　　　　
　　　　　　　　　　・・・・・・　（１０）のように
主蒸気圧力の関数として一義的に求められる。このｆ＋
、ｆ２．ｆ３なる関係を補正器１３１，１３２゜１３３
の演算機能とする。

このように、ＰＴｎ制御演算器１１１の各制御パラメー
タをその時の主蒸気圧力を考慮し適した値に設定するこ
とにより、第５図に示した従来のような４丁蒸気圧力が
高いところでは振動的になったり、主蒸気圧力が低いと
ころでは応答が遅いという問題がなく、第４図に示すよ
うに安定した応答を得ることができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、ＰＴＤ制御演算器の制御
パラメータを主蒸気圧力に応じて最適な値に設定するよ
うにしたので、給水ポンプの出力である実流量を主蒸気
圧力の影響を受けることなく安定化し、流量制御の制御
特性を改善することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る制御システムのブロッ
ク構成図、第２図は第１図の流量制御部の詳細ブロック
構成図、第３図は第１図のＲＣＩＣ制御システムを伝達
関数を用いて表わした構成図、第４図は第１図のＲＣＴ
Ｃ制御システムにおける流量指令値および流量と時間と
の関係を示す相関図、第５図は従来例における流量指令
値および流量と時間との関係を示す相関図である。 １０１・・・流量設定器、１０２，１１２・・・加算器
、１０３・・・演算器、１１１・・・ＰＩＤ演算器、１
１３，１３１，１３２゜１３３・・・補正器、１２１・
・・積分器、１２２・・・増幅器、１２３・・・微分器
、７１２・・常閉制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 給水流量の設定値と実際値とを比較し、その偏差を制御
   演算して速度指令を算出し、その速度指令に基づいてタ
   ービンへの蒸気流入量を制御することによりタービン回
   転速度を制御し、そのタービンにより駆動されるポンプ
   からの給水流量を前記設定値通りに制御する給水タービ
   ン制御装置において、前記制御演算を行なう演算器の制
   御パラメータを前記タービンへ流入する蒸気圧力に応じ
   て補正をする補正器を設け、前記給水流量を安定に制御
   することを特徴とする給水タービン制御装置。