JPS63212897A - 原子炉減圧冷却装置 - 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】 本発明は、原子力発電所の主蒸気隔離弁が開いている時
に、タービンバイパス弁開度により原子炉圧力を制御し
て減圧冷却を行なうための原子炉減圧冷却装置に関する
。

第１図は従来の原子力発電システムのブロック図であり
、主蒸気隔離弁が開いている時に、タービンバイパス弁
開度を調整して原子炉圧力を制御して減圧冷却を行なう
例である。

原子力発電においては１Ｍ子炉１で発生した蒸気は、主
蒸気隔離弁２、タービン蒸気止弁３およびタービン加減
弁４を介して主タービン６に供給され発電機を駆動する
。使用が終った主タービン排蒸気は復水器７に送られ復
水される。

このような発電システムで原子炉１を停止させた場合に
は、制御棒を全挿入して中性子の発生を止めても炉心崩
壊熱により、引き続き蒸気が発生する。このため運転員
は、主蒸気隔離弁２が開いているときには、ＥＨＣの一
部を成す圧力制御装置１０を用いてタービンバイパス弁
５の開度を調整し、原子炉１に発生する余剰蒸気を復水
器７に逃すことにより、原子炉１の減圧冷却を行なって
いる。尚、再循環ポンプ８により、炉心の冷却を行なっ
ている。

このような制御を行なう圧力制御装置１１０は、加算器
１１．圧力設定器１２．制御演算回路１３゜高値優先回
路１４．所要圧力にするために何％にすべきかを設定す
る開度設定器１５より構成される０通常は、運転員によ
り圧力設定器１２に手動設定された設定圧力と主蒸気圧
力９との偏差量を加算器１１により演算し、制御演算回
路１３により前記偏差量を補償するに見合うバイパス弁
開度を演算してバイパス弁開度要求信号１６としている
。これにより、タービンバイパス弁５が制御され、原子
炉圧力は圧力設定器１２に設定された設定圧力に保たれ
る。原子炉圧力が約１０Ｋｇ／ｃｍ”ｇ以下では、制御
演算回路１３の制御上の問題により、圧力設定器１２を
用いた圧力制御が行なえない、このため、原子炉圧力が
約１０Ｋｇ／ｃｍ２ｇ以下では、直接バイパス弁開度を
設定して圧力を制御できるよう、開度設定器１５及び高
値優先回路１４を設けである。原子炉減圧冷却時の運転
は、原子炉圧力が１０Ｋｇ／ｃｍ”以上の時には、圧力
設定器１２の設定圧力を徐々に減少させることにより、
そして原子炉圧力が１０Ｋｇ／ａｍ”以下になると、開
度設定器の設定開度を徐々に更新して行なう、この場合
、原子炉１の材料の熱的制限により、原子炉水温度が、
運転技術仕様書で定められた温度下降率（５５℃／ｈｒ
）を越えないよう、再循環入口温度を監視しながら、前
記設定器の更新操作を行なっている。

以上説明したように従来技術による原子炉冷却操作では
、次のような問題点がある。

（１）圧力制御装置１ｏの制御演算回路１３に設定され
るゲイン定数は、原子炉１が定格出力（１００％）状態
で原子炉圧力を最適に制御するよう調整される。このた
め、原子炉冷却操作が行なわれる原子炉停止時のように
、原子炉の熱出力が極めて低い時には、前記ゲイン定数
が必要以上に作用する。これにより、圧力設定器１２の
設定値を徐々に更新する、炉圧１０にｇ／ｃ＋ａ２ｇ以
上の原子炉冷却操作では、設定値の更新時に、制御演算
回路１３が高利得のためバイパス弁の挙動が不安定にな
りプラント運転上好ましくない。

（２）プラント停止時のオペレータの操作負担が大きい
ため、温度下降の制約条件を守りながら運転するには、
熟練した技術が必要となる。

（３）温度変化率を循環系に設けた従来計装より、適確
に知ることは難しく、制約条件を厳密に守ることは、運
転効率の面からも思わしくない。

本発明の目的は、原子力発電所の減圧冷却操作を自動的
に行ない温度変化率の制約条件を維持しうる原子炉減圧
装置を提供することにある。

本発明の特徴は、原子炉よりタービンに蒸気を導く蒸気
配管に設けられた主蒸気隔離弁と、前記主蒸気隔離弁の
出口側で前記蒸気配管に接続されて復水器に蒸気を導く
バイパス配管に設けられたタービンバイパス弁と、実際
の炉水温度を求める手段と、前記実際の炉水温度と目標
炉水温度との偏差を求める手段と、得られたその偏差に
応じて前記主蒸気隔離弁の開放時における前記タービン
バイパス弁の開度操作量を求める手段とを備えたことに
ある。

第２図は本発明の実施例を示すブロック図である。第２
図においては第１図で用いたと同一部材であるものには
同一符号を付している。

構成としては、第１図の構成に冷却率制御装置２０を追
加し、圧力制御装置１０とで信号授受を行なわせるよう
にしたものである。

冷却率制御装置２０は、飽和蒸気圧力により飽和蒸気温
度を演算するため、主蒸気圧力信号９を取り込み、また
、演算結果の合理性チェックのために再循環ポンプ８の
吸込側より再循環入口温度信号８０を取り込む、これら
の入力信号よりバイパス弁開度を演算し、圧力制御装置
１０の開度設定器１５に、開度要求値設定信号１９を出
力するにの時、圧力制御回路１０の高値優先回路１４に
より、制御演算回路１３の出力信号によりタービンバイ
パス弁５を制御しないようにするため、冷却率制御装置
２０は、圧力制御袋＠１０の圧力設定器１２の設定値も
また制御する。このために、前記冷却率制御装置２０は
、圧力設定値信号１２０を取り込み、適切な演算を行な
ったのち、圧力設定器設定信号１８を出力している。

第３図は冷却率制御装置２０の詳細ブロック図である。

冷却率制御装置２０は、関数変換回路２１９合理性検出
回路２２．信号平均回路２３．目標温度発生回路２４．
制御演算回路２５．バイアス設定器２６．加算器２７．
制御演算回路２８より成る。

まず、圧力制御装置１０内の開度設定器１５の制御の場
合について説明する。

主蒸気圧力信号９を関数発生器２１に取り込んで、この
関数発生器２１で飽和蒸気温度信号２１１に変換する。

飽和蒸気温度信号２１１は１合理性検出回路により、そ
の信号値の合理性をチェックする。合理性検出回路２２
は、再循環入口温度信号（平均値）２３１を入力して、
その信号と飽和蒸気温度信号２１１との偏差量を監視し
、その偏差量が規定値以上である時、警報を発する事に
より合理性をチェックしている。ここで、再循環入口温
度信号（平均値）２３１は、２系統の再循環入口温度信
号８０を、信号平均回路２３で平均化して得られる出力
信号である。前記合理性検出回路２２の出力信号は炉水
温度信号２２１として加算器２３に入力される。加算器
２３は、目標炉水温度信号２４１と炉水温度信号２２１
との偏差量を（１）式により演算し、温度偏差信号２３
１として出力する。

εｒ＝　ＴＲＧ　−ＴＲ−（１） ここで、　　ｉｔ：炉水温度偏差（’Ｃ）ＴＲＯ：目標
炉水温度（’Ｃ） ＴＲ：炉水温度（℃） ここで、目標炉水温度信号２４１は、原子炉の炉水温度
変化率の制限値により時間関数として、目標温度発生回
路２４より得ている。前記温度偏差信号２３１は制御演
算回路２５により（２）式に示す演算を行ない、タービ
ンバイパス弁操作量として、前記開度設定器１５へ出力
している。

ΔＭｚ＝Ｋｚ・ＥＴ　　　　　　　−（２）ここで、Δ
Ｍ２：タービンバイパス弁操作量〔％／５ｅｅ） Ｋ２　：制御定数（％／℃・５ｅｃ） ＥＴ　二′炉水温度偏差（”Ｃ） 次に、圧力制御装置１０内の圧力設定器１２の制御方式
に関して説明する。即ち、冷却率制御装置２ｏは、圧力
設定器１２の現在の設定値である圧力設定値信号１２０
と、現在の主蒸気圧力信号９とを取り込み、バイアス設
定器２６にて得られるバイアス信号とともに加算器２７
へ入力している。加算器２７では、（３）式で示す演算
を行なうことにより現在の圧力設定値と主蒸気圧力との
偏差量を演算する。

ｉ　ｐ＝　Ｐｐｓ　−Ｐｓ　−ＰＢｔａｓ　　　　−（
３）ここで、　　ＥＰ：圧力偏差（にｇ／ｃｍ２ｇ）Ｐ
ｐｓ：圧力設定値（Ｋｇ／ｃｍ２ｇ）Ｐｓ　：主蒸気圧
力（Ｋｇ／ｃｍ２ｇ）ＰＢｔａｓ：制御バイアス（Ｋｇ
／ｃｍｚｇ）加算器２７の出力信号である圧力偏差信号
２７１は制御演算回路２８に入力し、（４）式の演算を
行ない、その結果を圧力設定器操作量１８として前記圧
力設定器１２へ出力している。

ここで、　　ＥＰ　：、圧力偏差（Ｋｇ／ｃｍｚｇ）Ｅ
Ｐ・：規定圧力偏差（Ｋｇ／ｃｍ２ｇ）６Ｍ１　：圧力
設定器操作量信号（Ｋｇ／Ｃｌ１１２ｇ６８ｅＣ） Ｋ１　：制御定数（１／　５ｅｅ） 以上の一連の処理をフローチャートで示したのが第４図
である。

なお、冷却率制御装置２０は、電子計算機を利用するこ
とによっても本願発明の目的を達成できる。

以上説明した本発明の実施例によれば、具体的に次のよ
うな効果が得られる。

（１）原子炉の減圧冷却操作を、温度下降率という制約
条件を守りながら、かつ効果的に行なうことができる。

さらに、減圧冷却操作を、自動的に行なうことにより、
運転員の操作負担軽減できる。

（２）タービンバイパス弁開度を直接制御して、原子炉
の減圧冷却操作を行なうため、安定したバイパス弁制御
を行なうことができ、プラント運転上、他系統に及ぼす
悪影響を減少できる。

以上より明らかなように本発明によれば、原子炉の減圧
冷却操作を制約条件を守りながら実施することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の原子力発電システムを示すブロック図で
あり、第２図は本発明の実施例を示すブロック図、第３
図は本発明に係る冷却率制御装置の詳細ブロック図、第
４図は第３図は装置の処理フローチャートである。 １・・・原子炉、２・・・主蒸気隔離弁、３・・・ター
ビン蒸気止弁、４・・・タービン加減弁、５・・・ター
ビンバイパス弁、６・・・主タービン、７・・・復水器
、１０・・・圧力制御装置、１１，２３，２７・・・加
算器、１２・・・圧力設定器、１３，２５．２８・・・
制御演算回路、１４・・・高値優先回路、１５・・・開
度設定器、２ｏ・・・冷却率制御装置、２１・・・関数
変換回路、２２・・・合理性検出回路、２３・・・信号
平均回路、２４・・・目標手続補正帯

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉よりタービンに蒸気を導く蒸気配管に設けら
   れた主蒸気隔離弁と、前記主蒸気隔離弁の出口側で前記
   蒸気配管に接続されて復水器に蒸気を導くバイパス配管
   に設けられたタービンバイパス弁と、実際の炉水温度を
   求める手段と、前記実際の炉水温度と目標炉水温度との
   偏差を求める手段と、得られたその偏差に応じて前記主
   蒸気隔離弁の開放時における前記タービンバイパス弁の
   開度操作量を求める手段とを備えた原子炉減圧冷却装置
   。 ２、主蒸気圧力と目標圧力との偏差を演算し、該偏差量
   に応じてバイパス弁開度操作量を算出し、該操作量及び
   バイパス弁開度設定値のいずれか高値を示す信号に基づ
   いて主蒸気隔離弁の開放時におけるタービンバイパス弁
   を制御し原子炉減圧冷却を行なう原子炉減圧冷却装置に
   おいて、前記主蒸気圧力と前記目標圧力設定値に基づき
   該目標圧力設定値を制御する手段と、前記主蒸気圧力及
   び目標炉水温度に基づいて実際の炉水温度を演算し前記
   バイパス弁開度操作量を設定する手段とを有する冷却率
   制限装置を備えたことを特徴とする原子炉減圧冷却装置
   。