JPS633203B2 - - Google Patents

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JPS633203B2
JPS633203B2 JP55073196A JP7319680A JPS633203B2 JP S633203 B2 JPS633203 B2 JP S633203B2 JP 55073196 A JP55073196 A JP 55073196A JP 7319680 A JP7319680 A JP 7319680A JP S633203 B2 JPS633203 B2 JP S633203B2
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JP
Japan
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water
flow rate
water supply
reactor
pump
Prior art date
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Application number
JP55073196A
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English (en)
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JPS56168008A (en
Inventor
Taku Oomori
Takao Watanabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS56168008A publication Critical patent/JPS56168008A/ja
Publication of JPS633203B2 publication Critical patent/JPS633203B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

Landscapes

  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、原子炉プラントの水位制御装置に係
り、特に、原子炉スクラム時における水位の過上
昇を制御し、スクラム後の水位制御を可能とする
に最適な原子炉プラントの水位制御装置を提供す
るにある。 本発明の目的は、原子炉スクラム時の過渡現象
終了時に原子炉水位を通常運転水位に簡単にしか
も確実に整定させることができ、その後の水位変
動の制御も容易に実施できる原子炉プラントの水
位制御装置を提供するにある。 本発明は、原子炉スクラム後、タービン駆動給
水ポンプがトリツプしないときにタービン駆動給
水ポンプトリツプ時刻(te)を予測計算し、te≦
0の時点でタービン駆動給水ポンプをトリツプせ
しめ、タービン駆動給水ポンプがトリツプしたと
き、モータ給水ポンプを起動させて、小流量給水
制御を実施するものである。 第1図は、本発明の実施例を示す構成図であ
る。原子炉として、ここでは沸騰水型原子炉(以
下BWRと略称する)を例にとつている。BWR
プラントの主給水ポンプはタービン駆動給水ポン
プ(以下T−RFPと略称)13a,13bが用
いられ、補助給水ポンプとしてモータ駆動給水ポ
ンプ(M−RFPと略称)14a,14bが設け
られている。タービン駆動給水ポンプ13a,1
3b及びモータ駆動給水ポンプ14a,14b
は、復水器4から原子炉1に給水を導く給水配管
に並列に配置されている。直列に配置された給水
調節弁26及び出口弁25が、モータ駆動給水ポ
ンプ14a及び14bの吐出側に連絡され、しか
もこれらの給水ポンプの吐出側で給水配管に設け
られている。さらに、直列に配置された小流量調
節弁27及び小流量出口弁24が、モータ駆動給
水ポンプ14a及び14bの吐出側に連絡され、
しかも給水調節弁26及び出口弁25と並列にな
るようにそれらの給水ポンプの吐出側で給水配管
に設置されている。 前述の各給水ポンプを用いた給水系の制御は、
1要素(原子炉水位信号)または3要素(原子炉
水位、原子炉に導かれる給水流量、及び原子炉か
ら吐出される主蒸気流量の各信号)を主給水制御
器16でPI(比例+積分)演算し、その出力信号
を給水ポンプ駆動タービン(REP−Tと略称)
制御器19及び、切替器18を通して、M−
RFPの給水調節弁26及び小流量調節弁27に
導いて行つている。これらの操作端のいずれを使
用するかは、原子炉出力レベル(又は給水流量)
によつてほぼ決められており、次のようである。 0<出力<数%…小流量調節弁(M−12FP) 数%<出力<約20%…流量調節弁(M−12FP) 約20%<出力<100%…RFP−T制御器(T−
RFP) また、小流量給水制御器17は、主給水制御器
16が自動投入不可の低出力(数%出力)時に使
用するもので本制御系の詳細は例えば特開昭54−
105857号がある。 他方、原子炉の排水系としては原子炉浄化系
(CUW系と略称)があり、その構成は次のようで
ある。原子炉再循環ポンプ5の吸込側より、隔離
弁7a、CUWポンプ8、熱交換器10、浄化器
9、熱交換器10、隔離弁7bを経て給水配管よ
り再び原子炉へ戻される。浄化器9の出口側にお
けるCUW系の配管よりブローダウン弁11を経
て主復水器4へ至る系が原子炉水に排水ラインで
ある。 小流量給水制御器17は、給水及び排水を制御
するが、その操作端は、M−RFP小流量調節弁
27及びブローダウン弁11である。 原子炉スクラムの発生をキヤツチして、過渡現
象が終了するまでの原子炉水位の統括制御は、制
御用計算機23によつて行われ、制御用計算機2
3は、統括制御に必要な以下に示すプラント信号
を取込んでいる。 ・ 原子炉水位、LR ・ 原子炉圧力、PR ・ 給水流量、mFW ・ 主蒸気流量、mSF ・ プラントトリツプ(スクラム)信号 ・ CUW隔離弁開閉 ・ T−RFP運転状態(A,B) ・ M−RFP運転状態(A,B) また、出力信号は次のシーケンサに信号を送ら
れる。 ・ 給水タービン停止シーケンサ20 …T−RFP(A,B)13a,13bをトリツ
プさせ停止に至らしめる機能を有する。 ・ M−RFP起動/停止シーケンサ21 …M−RFP(A,B)14a,14bを起動/
停止するとともに、出口弁25、小流量出口弁
24の開閉を行う。 ・ CUW起動シーケンサ22 …CUW系ポンプの起動及び、隔離弁7a,7
bの開放などの起動手順を遂する。 ・ 給水制御系切替器18 …主給水制御器16と小流量給水制御器17の
切替を行う。 次に、制御用計算機23の動作を説明する。第
2図は、制御用計算機23にて実行される処理内
容を示すフローチヤートである。この処理は、制
御用計算機23に内蔵するタイマ(図示せず)に
より定期的に実行される。まず、スクラム(プラ
ントトリツプ)を判定し、スクラム発生であれば
T−RFPの運転状態を確認する。次いで、原子
炉水位LRが目標水位Lsetより低下し、水位が上昇
にある過程で(ΔLR/Δt>0)、給水流量WFW
主蒸気流量mSFより大という条件でT−RFPトリ
ツプ予定時刻teを求める。第3図に予定時刻teを
求める動作説明を示す。 ここに、 ここで、βは第4図に示すように原子炉圧力
PRによる水位の変動効果を補正するものであり、
ΔPR/Δt=0のときはβ=1.0となる。KPについ
てはプラント固有の圧力係数として経験的に求め
られるものである。(1)式の第1項はΔLR/Δtの水
位上昇率で目標運転水位に到達するまでの所要時
間T1である。また、第2項はT−RFPトリツプ
時のmFW=mSFになるまでの所要時間T2の1/2の
時間である。T−RFPが1台または2台をトリ
ツプさせると給水流量はT−RFPの軸慣性定数
に依存するほぼ一定割合で減少する。その特性は
第3図に示すように初期の給水流量をmFWOとす
ると mFW=mFWO−aFW ……(3) で与えられる。ここにaFWはほぼ一定量でT−
RFP固有の値である。なお、(1)式の導出に関し
ては特願昭53−106260に詳しく述べられている。
さて、te>0であるときは未だT−RFPをトリツ
プさせず、te≦0となつた時点でT−RFPをトリ
ツプさせる。 その後は第2図の右側すなわちT−RFPトリ
ツプ後の処理を行う。プラントトリツプにより原
子炉水位は原子炉出力が高いほど大きく低下する
がこの低下によつて、CUW系が隔離されるイン
ターロツクが組まれている。これは、CUW系に
破断が発生したことを想定して原子炉から隔離す
るための安全措置である。しかし、プラントトリ
ツプ後の原子炉水位の調整には本系統を再起動さ
せて、使用可能状態とさせる必要がある。よつ
て、CUW隔離弁7a,7bの開閉状態をチエツ
クし原子炉水位LRが隔離水位L3より高ければ直
ちにCUW系を自動起動せしめる。次にM−RFP
(A)14aの出口弁25を閉じ、M−RFP(A)14
aの小流量出口弁24を開放し、小流量制御が可
能な状態とする。その後、切替指令を切替器18
に出力して切替器18の切替え接続状態が主給水
制御器16の出力信号の給水調整弁26への伝送
状態を小流量給水制御器17の出力信号の小流量
調整弁27への伝送状態になるように切替器18
を切替える。その後、待機状態にあるM−RFP
(A)14aを起動させる。この起動は、給水流量
mFWがmFW1(定格の5〜10%程度)以下の領域で
行う。従来のインターロツクによつてT−RFP
トリツプによつて待機状態にあるM−RFPが自
動起動する場合にはこれを阻止する。また、待機
状態にある他のM−RFPであるM−RFP(B)の起
動は阻止する。すなわち、M−RFPは1台のみ
が運転され、かつ小流量給水制御可能なラインア
ツプが行われる。 以上の手順によつて、スクラム発生後の過渡変
化が存在する長時間にわたつて、原子炉水位の制
御が自動化される。 このような本実施例は、原子炉スクラム後、原
子炉水位が上昇はじめた時点で、主給水ポンプト
リツプ時刻(te)を予測計算し、te≦0の時点で
主給水ポンプをトリツプせしめて目標運転水位に
整定させるとともに、補助給水ポンプ系、排水系
を起動させ、小流量給水制御系を使用可能とする
ものである。 第5図は原子力プラントのプラントトリツプ以
後の本実施例の適用による主要なプラント信号を
示したものである。本例はタービン、発電機の原
因によつて、プラントトリツプに至つた場合であ
る。プラントトリツプとともに原子炉内の水面下
にある蒸気泡が減少するため、原子炉水位が低下
する。原子炉圧力は、タービン加減弁または、主
蒸気止め弁急閉、バイパス弁全開としても、バイ
パス容量が約25%と少ないため、蒸気流の発生、
消費にミスマツチが生じ、原子炉圧力は上昇す
る。この圧力上昇も、前記蒸気泡の減少に寄与し
ている。主蒸気流量は、プラントトリツプによる
出力低下により、時間とともに減少する。給水流
量は原子炉水位低下により、増大し、許容される
最大限の流量を供給するようになる。原子炉水位
は、Lnioまで低下ののちは上昇に転ずる。この時
点で、水位の予測計算が開始され、時刻teで、T
−RFPトリツプ、CUW系起動、給水制御切替、
M−RFP出口弁開閉が行なわれる。M−RFP(A)
が起動されるのは、mFW≦mFW1となつた時点で
ある。このようにして、以後の水位制御は小流量
制御となり、原子炉への給水、排水により、原子
炉水位はほぼ一定に制御されるようになる。 なお、主給水制御器16の出力信号に基づく給
水調整弁26の制御は、原子炉プラントの通常の
起動時及び運転停止時に行われるものであり、本
実施例で示した原子炉スクラム時には行われな
い。このような主給水制御器16の出力信号が給
水調整弁26に、伝送されるように切替器18を
調整するのは、前述した原子炉出力レベル(又は
給水流量)範囲に対応して統括制御装置である制
御用計算機23が行う。原子炉プラントの通常運
転時におけるM−RFPを運転している場合での
主給水制御器16と、小流量制御器17とにより
給水流量制御の切替え、すなわち切替器18の切
替操作は、前述した原子炉出力レベルの設定値に
対応して制御用計算機23が制御するのである。 本発明によれば、原子炉スクラム時の過渡現象
終了時に原子炉水位を通常運転水位に簡単に、し
かも確実に整定させることができ、その後の低給
水流量時における水位変動の制御も容易に実施で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である沸騰水型原子
炉プラントの水位制御装置の構成図、第2図は、
第1図の制御用計算機にて実行されるプログラム
のフローチヤートを示す図、第3図は第1図の実
施例のタービン駆動給水ポンプのトリツプ時間を
求るる原理を示す説明図、第4図は、本実施例の
圧力補正項を示す説明図、第5図は本実施例の動
作例を示す図である。 1……原子炉、2……主蒸気管、3……タービ
ン、4……復水器、5……原子炉再循環ポンプ、
11……ブローダウン弁、13a,13b……タ
ービン駆動給水ポンプ、14a,14b……モー
タ駆動給水ポンプ、16……主給水制御器、17
……小流量給水制御器、18……切替器、23…
…制御用計算機、24……小流量出口弁、25…
…出口弁、26……給水調整弁、27……小流量
調整弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 タービン駆動給水ポンプ及びモータ駆動給水
    ポンプが並列に設置されて復水器より給水を導く
    給水配管が接続される原子炉、及び前記原子炉内
    の冷却水を前記給水ポンプより下流側の前記給水
    配管に導くと共に前記冷却水を浄水する手段が設
    けられた炉浄化系配管を備えた原子炉プラントの
    水位制御装置において、 前記モータ駆動給水ポンプの吐出側で前記給水
    配管に設置されて前記モータ駆動給水ポンプから
    吐出される給水流量を調節する第1流量調節弁
    と、この第1流量調節弁の下流側に配置されて前
    記第1流量調節弁に接続された第1出口弁と、前
    記モータ駆動給水ポンプの吐出側で前記第1流量
    調節弁と並列に給水配管に設置されて前記第1流
    量調節弁よりも低流量の領域で前記モータ駆動給
    水ポンプから吐出される給水流量を調節する第2
    流量調節弁と、この第2流量調節弁の下流側で前
    記第1出口弁と並列に配置されて前記第2流量調
    節弁に接続された第2出口弁と、前記炉浄化系配
    管から前記復水器に冷却水を導く排水管に設けら
    れたブローダウン弁と、前記原子炉の水位LR
    前記原子炉に供給される給水流量mFW及び前記原
    子炉から吐出される蒸気流量mSFに基づいて第1
    制御信号を出力する給水制御手段と、前記水位に
    基づいて前記第2流量調節弁及び前記ブローダウ
    ン弁を制御する第2制御信号を出力する小流量給
    水制御手段と、統括制御手段の出力である切替指
    令に基づいて前記第1流量調節弁への前記第1制
    御信号の伝送状態を前記第2流量調節弁及び前記
    ブローダウン弁への前記第2制御信号の伝送状態
    に切替える切替手段と、前記給水制御手段から出
    力された第1制御信号に基づいて前記タービン駆
    動給水ポンプを制御する給水ポンプ駆動タービン
    制御手段と、原子炉スクラム後において前記ター
    ビン駆動給水ポンプがトリツプしていないとき
    に、原子炉スクラム後における前記タービン駆動
    給水ポンプのトリツプ時刻teを前記水位LR、前記
    給水流量mFW、前記蒸気流量mSF及び前記原子炉
    の圧力PRに基づいて予測すると共に、te≦0 te=β(Lset−LR/ΔLR/Δt)−mFW−mSF/2aFW ここでβ=1−KP(ΔPR/Δt)であり、Lset
    目標水位、ΔLR/Δtは水位上昇率、KPはプラン
    ト固有の圧力係数、aFWは前記タービン駆動給水
    ポンプの固有値 の時点で前記タービン駆動給水ポンプをトリツプ
    させ、更に原子炉スクラム後において前記タービ
    ン駆動給水ポンプがトリツプしたときには、前記
    モータ駆動給水ポンプの起動を阻止し、前記第1
    出口弁を閉すると共に前記第2出口弁を開し、そ
    の後、前記切替指令を出力して前記給水流量mFW
    が所定値以下であるときに前記モータ駆動給水ポ
    ンプの起動信号を出力する前記統括制御手段とを
    備えたことを特徴とする原子炉プラントの水位制
    御装置。
JP7319680A 1980-05-30 1980-05-30 Water level control of steam generator Granted JPS56168008A (en)

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JPS56168008A JPS56168008A (en) 1981-12-24
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02116807U (ja) * 1989-03-03 1990-09-19

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5533534A (en) * 1978-09-01 1980-03-08 Hitachi Ltd Method of controlling feed water for steam generator

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