JPS636837B2 - - Google Patents

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JPS636837B2
JPS636837B2 JP54003888A JP388879A JPS636837B2 JP S636837 B2 JPS636837 B2 JP S636837B2 JP 54003888 A JP54003888 A JP 54003888A JP 388879 A JP388879 A JP 388879A JP S636837 B2 JPS636837 B2 JP S636837B2
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JP
Japan
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output
flow rate
reactor
core
neutron flux
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JP54003888A
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Japanese (ja)
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JPS5596499A (en
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Susumu Sumita
Toshikatsu Konda
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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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
    • 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
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉の再循環流量制御系に係り、
特に、中性子束が、所定の許容上限値を超えるよ
うな変化があつた場合に再循環流量をホールドさ
せ、燃料の健全性を維持する装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a recirculation flow control system for a nuclear reactor,
In particular, the present invention relates to a device that maintains the integrity of the fuel by holding the recirculation flow rate when the neutron flux changes to exceed a predetermined allowable upper limit value.

従来の原子力プラントでは、プラント負荷要求
が増したとき、中性子束は高中性子束スクラムレ
ベル(約120%定格)以下であれば問題なしとさ
れていたが、最近の実験によれば中性子束は定格
値を超えると、燃料破損の可能性が高まることが
分り、定格出力以下で運転するいわゆる
PCIOML運転をしなければならないが、これに
対する制御系での根本的な対策は講じられていな
い。
In conventional nuclear power plants, when plant load demands increase, it is considered that there is no problem if the neutron flux is below the high neutron flux scram level (approximately 120% rating), but recent experiments have shown that the neutron flux is lower than the rated value. It has been found that if the value is exceeded, the possibility of fuel damage increases, and so-called
PCIOML operation is required, but no fundamental countermeasures have been taken in the control system to deal with this.

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、再循環流量変化時に主制御器出力を制御
し、中性子束を一定値以下に押え燃料の健全性を
維持しあわせて高中性子束スクラムの可能性を少
なくすることのできる制御装置を提供することで
ある。
The purpose of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art described above, control the main controller output when the recirculation flow rate changes, suppress the neutron flux below a certain value, maintain the health of the fuel, and enable high neutron flux scram. It is an object of the present invention to provide a control device that can reduce the noise.

本発明の要部は、中性子束検出器で原子炉の中
性子束を検出し原子炉の出力、炉心流量、制御棒
パターンなどの炉心状態に対して中性子束の許容
上限値を設定し、中性子束が許容上限値を超えた
場合に、再循環流量制御系の主制御器出力をホー
ルドし中性子束の増加を防ぐものである。
The main part of the present invention is to detect the neutron flux of the nuclear reactor with a neutron flux detector, set the allowable upper limit value of the neutron flux for the reactor core conditions such as reactor output, core flow rate, control rod pattern, etc. exceeds the allowable upper limit, the main controller output of the recirculation flow rate control system is held to prevent an increase in neutron flux.

本装置は再循環流量制御を可変周波数のMGセ
ツトで行なう方式、弁開度による流量制御方式あ
るいは、炉心内に内挿されたインターナルポンプ
による流量制御方式のいずれに対しても適用でき
る。以下MGセツト方式を例にとり図面を参照し
て本発明の一実施例を説明する。第1図は再循環
流量制御系を示したもので、一点鎖線で囲んだ部
分が本発明を使用する場合の1例である。15は
原子炉の出力、炉心流量、制御棒パターンなどの
炉心状態に対応して決る中性子束上限値を関数発
生器、又は手動にて設定する中性子束上限設定器
である。この信号と、中性子束検出器16の信号
とを加算器17に入力し、その出力の正負により
主制御器13の出力をホールドできるホールド回
路12を信号103で動作させかつ、主制御器1
3の出力を信号104でホールド値と同じ値にト
ラツキングさせる論理回路14に加算器17の出
力を入力する。
This device can be applied to any of the following methods: recirculation flow control using a variable frequency MG set, flow control using valve opening, or flow control using an internal pump inserted within the reactor core. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings, taking the MG set system as an example. FIG. 1 shows a recirculation flow rate control system, and the area surrounded by a dashed line is an example of the use of the present invention. Reference numeral 15 denotes a neutron flux upper limit setting device for manually setting a neutron flux upper limit value determined in accordance with reactor core conditions such as reactor output, core flow rate, and control rod pattern. This signal and the signal from the neutron flux detector 16 are input to the adder 17, and the hold circuit 12, which can hold the output of the main controller 13 depending on the positive/negative of the output, is operated by the signal 103, and the main controller 1
The output of the adder 17 is inputted to a logic circuit 14 which tracks the output of the adder 3 to the same value as the hold value using a signal 104.

なお101は圧力制御系よりの制御信号、10
2は加算器10への入力信号である。信号102
は分岐して他の同じ系統の流量制御に使用され
る。
Note that 101 is a control signal from the pressure control system, and 10
2 is an input signal to the adder 10. signal 102
is branched off and used for flow control of other same systems.

ホールド回路12の出力信号102と、タコメ
ータ9から得られる交流発電機6の回転速度のフ
イードバツク信号は加算器10に入力される。そ
の偏差信号が速度制御器11に入力され、この速
度制御器11にて変換された出力が流継手7に入
力され、その結果、定速度で運転されている駆動
用誘導電動機8によつて、流体継手7を介して交
流発電機6は速度制御される。
The output signal 102 of the hold circuit 12 and the feedback signal of the rotational speed of the alternator 6 obtained from the tachometer 9 are input to an adder 10. The deviation signal is input to the speed controller 11, and the output converted by the speed controller 11 is input to the flow joint 7. As a result, the drive induction motor 8, which is operated at a constant speed, Via the fluid coupling 7 the alternator 6 is speed controlled.

交流発電機6の速度制御により、発電機出力周
波数が制御でき、その結果ポンプモータ5を速度
制御できる。
By controlling the speed of the alternator 6, the generator output frequency can be controlled and, as a result, the speed of the pump motor 5 can be controlled.

ポンプモータ5にはポンプ4が機械的に接続さ
れ、このポンプ4により再循環流量が制御され
る。そして、この再循環流量によつて、圧力容器
3内のジエツトポンプ2から押し出されるジエツ
トポンプ流量が制御される。その結果、原子炉炉
心1内を流れる炉心流量が制御されることになり
ボイド反応度変化による出力制御ができる。
A pump 4 is mechanically connected to the pump motor 5 and controls the recirculation flow rate. The flow rate of the jet pump pumped out from the jet pump 2 in the pressure vessel 3 is controlled by this recirculation flow rate. As a result, the core flow rate flowing through the reactor core 1 is controlled, and the output can be controlled by changing the void reactivity.

第2図は中性子束信号の代りに炉心流量を検出
しこの信号でホールド回路12を動作させる実施
例を示す。図中22は炉心流量検出器、21は炉
心流量上限設定器であり、この両者を加算器18
で加算しその差信号を論理回路14へ出力するも
のである。なおホールド回路12の他の実施例と
して第3図に示すように主制御器13の出力の変
化率を小さくする機能を持つ出力ゲイン変換器3
1を主制御器13の出力側に直列に接続させるこ
ともできる。なお前記出力ゲイン変換器31、主
制御器13は論理回路14から信号105,10
6を受けるよう接続されている。また第4図に示
すように主制御器13の出力側に直列にトラツキ
ング回路41、ホールド回路12を接続させても
よい。この場合にも前記主制御器13トラツキン
グ回路41、ホールド回路12は夫々論理回路1
4から信号107,108,109を受けるよう
に接続されている。なお第2図乃至第4図におい
て102は加算器10へ、101は圧力制御系へ
接続されるものである。
FIG. 2 shows an embodiment in which the core flow rate is detected instead of the neutron flux signal and the hold circuit 12 is operated using this signal. In the figure, 22 is a core flow rate detector, 21 is a core flow rate upper limit setter, and an adder 18
and outputs the difference signal to the logic circuit 14. As another embodiment of the hold circuit 12, as shown in FIG.
1 can also be connected in series to the output side of the main controller 13. Note that the output gain converter 31 and the main controller 13 receive signals 105 and 10 from the logic circuit 14.
It is connected to receive 6. Further, as shown in FIG. 4, a tracking circuit 41 and a hold circuit 12 may be connected in series to the output side of the main controller 13. In this case as well, the main controller 13 tracking circuit 41 and hold circuit 12 each have a logic circuit 1.
4 to receive signals 107, 108, and 109. In FIGS. 2 to 4, 102 is connected to the adder 10, and 101 is connected to the pressure control system.

なお本発明は中性子束又は炉心流量の代りに原
子炉出力に相当する他の信号(例えば擬似熱流
束、主蒸気流量など)を用いて実施することもで
きる。
Note that the present invention can also be implemented using other signals corresponding to reactor power (for example, pseudo heat flux, main steam flow rate, etc.) instead of neutron flux or core flow rate.

次に本発明の作用を説明する。原子炉が定格出
力近傍で運転中にプラント負荷要求が増加したと
きなど、原子炉再循環制御系が動作して、炉心流
量が増加し中性子束は、一時的に定格値を大幅に
上まわろうとする。中性子束上限設定器15は、
ほぼ定格値に設定されているため加算器17の出
力は正になり再循環制御系をホールドする必要が
あり、論理回路14の出力によりホールド回路1
2を動作させ及び主制御器13の出力をホールド
値にトラツキングさせる。このトラツキングはホ
ールド回路12が解除させたときスムーズに主制
御器13に切換が行い得るように主制御器13の
出力信号をホールド回路動作時点の値に保つ作用
をするものである。
Next, the operation of the present invention will be explained. When the plant load demand increases while the reactor is operating near its rated power, the reactor recirculation control system operates, causing the core flow rate to increase and the neutron flux to temporarily significantly exceed the rated value. do. The neutron flux upper limit setter 15 is
Since the output of the adder 17 is set to almost the rated value, the output of the adder 17 becomes positive and it is necessary to hold the recirculation control system.
2 is operated and the output of the main controller 13 is tracked to the hold value. This tracking functions to maintain the output signal of the main controller 13 at the value at the time of operation of the hold circuit so that the main controller 13 can be smoothly switched when the hold circuit 12 is released.

また、本制御装置の他の実施例として第1図の
中性子束検出器16、中性子束上限設定器15と
同様に第2図に示すように、炉心流量検出器2
2、炉心流量上限設定値21を設けて、中性子束
信号のみならず、炉心流量信号によつても、中性
子束のオーバーシユートや、定格値以上になるこ
とを抑制させることができる。
In addition, as another embodiment of the present control device, as shown in FIG. 2, a core flow rate detector 2 is installed, similar to the neutron flux detector 16 and neutron flux upper limit setting device 15 in FIG.
2. By providing a core flow rate upper limit set value 21, it is possible to suppress neutron flux overshoot and exceeding the rated value not only by the neutron flux signal but also by the core flow rate signal.

ホールド回路12の他の実施例として、第3図
に示すような出力ゲイン変換器31を主制御器1
3の出力側に接続し論理回路14の信号により動
作させる。この場合、前記出力ゲイン変換器31
は主制御器13の出力の変化率を小さくする機能
を有するため、この出力によつて原子炉再循環系
の流量変化率を低下させることができる。よつ
て、ホールド回路12を用いる場合よりも、原子
炉再循環系の流量変更等の動作を、なめらかにす
ることができる。
As another embodiment of the hold circuit 12, an output gain converter 31 as shown in FIG.
3 and is operated by a signal from the logic circuit 14. In this case, the output gain converter 31
has a function of reducing the rate of change in the output of the main controller 13, so this output can reduce the rate of change in the flow rate of the reactor recirculation system. Therefore, operations such as changing the flow rate of the reactor recirculation system can be made smoother than when using the hold circuit 12.

主制御器13とホールド回路12による回路構
成の他の実施例として、第4図に示すように主制
御器13の出力側にトラツキング回路41を設け
ホールド回路12に入力する。ホールド回路12
が解除されるときにもバンプレスに主制御器13
による制御が可能となる。
As another embodiment of the circuit configuration including the main controller 13 and the hold circuit 12, as shown in FIG. Hold circuit 12
Even when the main controller 13 is released, the main controller 13
control becomes possible.

以上説明のように本発明の原子炉再循環流量制
御装置は構成されているので、従来技術では原子
炉が負荷応策をするとき中性子束は許容上限値
(定格出力近傍だと100%定格)を大幅に超えてい
たが、本装置を用いると再循環流量をホールド
し、中性子束の増加を抑え、燃料保護の面でも高
中性子束スクラムを避ける上でも効果のあるもの
である。この例を第5図に示すがステツプ状負荷
要求信号A(一点鎖線)に対して、従来技術では
曲線C(破線)のような中性子束応答を示し中性
子束のオーバシユートが大きく生じていたが本装
置を用いると、曲線B(実線)に示すような応答
を示しこのオーバシユートを効果的に抑制し高中
性子束スクラムの設定レベルD以下とすることが
でき高出力運転時であつても安定性よく運転でき
る。
Since the reactor recirculation flow rate control device of the present invention is configured as explained above, in the conventional technology, when the reactor takes load countermeasures, the neutron flux reaches the allowable upper limit value (100% rating when near the rated output). However, this device holds the recirculation flow rate and suppresses the increase in neutron flux, which is effective both in terms of fuel protection and in avoiding high neutron flux scrams. An example of this is shown in Fig. 5. In the conventional technology, the neutron flux response to the step load request signal A (dotted chain line) was as shown by curve C (dashed line), and a large neutron flux overshoot occurred. When this device is used, it exhibits a response as shown in curve B (solid line), and this overshoot can be effectively suppressed and the high neutron flux scram can be kept below the set level D, resulting in good stability even during high-output operation. I can drive.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の原子炉再循環流量制御装置
の一実施例を示す説明図、第2図乃至第4図は、
本発明の原子炉再循環流量制御装置の他の実施例
を示すブロツク図、第5図は本発明の効果を示す
グラフで横軸は時間、縦軸は中性子束又は負荷要
求の変化を示す図である。 12…ホールド回路、13…主制御器、14…
論理回路、15…中性子束上限設定器、16…中
性子束検出器、10,17,18…加算器、21
…炉心流量上限設定器、22…炉心流量検出器、
31…出力ゲイン変換器、41…トラツキング回
路。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of the reactor recirculation flow rate control device of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are
A block diagram showing another embodiment of the reactor recirculation flow rate control device of the present invention, FIG. 5 is a graph showing the effects of the present invention, where the horizontal axis is time and the vertical axis is a graph showing changes in neutron flux or load requirements. It is. 12... Hold circuit, 13... Main controller, 14...
Logic circuit, 15... Neutron flux upper limit setter, 16... Neutron flux detector, 10, 17, 18... Adder, 21
...core flow rate upper limit setter, 22...core flow rate detector,
31...Output gain converter, 41...Tracking circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 原子炉炉心内を循環する炉心流量を調節して
原子炉の出力を制御する再循環流量制御系におい
て、前記原子炉炉心内の出力に対応して中性子束
の許容上限値を設定する第1の手段と、この第1
の手段の出力に対応する前記原子炉の中性子束を
検出する中性子束検出器と、この中性子束検出器
の出力と前記第1の手段の出力とを比較する比較
器と、この比較器によつて検出された値が許容上
限値を上回つたと判断された場合に第2の手段と
第3の手段の内の一手段が作動し、前記第2の手
段は原子炉再循環系駆動流量をホールドする手段
から成り、前記第3の手段は前記原子炉再循環系
の流量変化率を低下させる手段から成ることを特
徴とする原子炉再循環流量制御装置。 2 第2の手段は、再循環系制御器の出力をホー
ルドするホールド回路と、この制御器出力が、ホ
ールド回路出力と一致するようなトラツキング回
路とから構成されたことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の原子炉再循環流量制御装置。 3 原子炉炉心内を循環する炉心流量を調節して
原子炉の出力を制御する再循環流量制御系におい
て、前記原子炉炉心内の出力に対応して炉心流量
の許容上限値を設定する第4の手段と、この第4
の手段の出力に対応する前記原子炉の炉心流量を
検出する炉心流量検出器と、この炉心流量検出器
の出力と前記第4の手段の出力とを比較する比較
器と、この比較器によつて検出された値が許容上
限値を上回つたと判断された場合に第5の手段と
第6の手段の内の一手段が作動し、前記第5の手
段は原子炉再循環系駆動流量をホールドする手段
から成り、前記第6の手段は前記原子炉再循環系
の流量変化率を低下させる手段から成ることを特
徴とする原子炉再循環流量制御装置。 4 第5の手段は、再循環系制御器の出力をホー
ルドするホールド回路と、この制御器出力が、ホ
ールド回路出力と一致するようなトラツキング回
路とから構成されたことを特徴とする特許請求の
範囲第3項記載の原子炉再循環流量制御装置。
[Scope of Claims] 1. In a recirculation flow rate control system that controls the output of the reactor by adjusting the core flow rate circulating within the reactor core, an allowable upper limit of neutron flux is set in accordance with the output within the reactor core. a first means of setting a value;
a neutron flux detector for detecting the neutron flux of the nuclear reactor corresponding to the output of the first means; a comparator for comparing the output of the neutron flux detector with the output of the first means; When it is determined that the detected value exceeds the allowable upper limit value, one of the second means and the third means is activated, and the second means is configured to control the reactor recirculation system driving flow rate. 1. A nuclear reactor recirculation flow rate control device comprising means for holding a flow rate of the reactor recirculation system, and said third means comprising means for reducing a rate of change in flow rate of said reactor recirculation system. 2. The second means is comprised of a hold circuit that holds the output of the recirculation system controller, and a tracking circuit that causes the output of the controller to match the output of the hold circuit. A nuclear reactor recirculation flow control device according to scope 1. 3. In the recirculation flow rate control system that controls the output of the reactor by adjusting the core flow rate circulating in the reactor core, a fourth part sets an allowable upper limit value of the core flow rate in accordance with the output in the reactor core. means and this fourth
a core flow rate detector for detecting a core flow rate of the reactor corresponding to the output of the fourth means; a comparator for comparing the output of the core flow rate detector with the output of the fourth means; When it is determined that the detected value exceeds the allowable upper limit, one of the fifth means and the sixth means is activated, and the fifth means is configured to control the reactor recirculation system driving flow rate. 2. A nuclear reactor recirculation flow rate control device, characterized in that said sixth means comprises means for reducing a flow rate change rate of said reactor recirculation system. 4. The fifth means is comprised of a hold circuit that holds the output of the recirculation system controller, and a tracking circuit that causes the output of the controller to match the output of the hold circuit. A nuclear reactor recirculation flow control device according to scope 3.
JP388879A 1979-01-19 1979-01-19 Nuclear reactor recirculation flow rate control device Granted JPS5596499A (en)

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