JP2747122B2 - 冷却材ポンプ速度制御装置 - Google Patents

冷却材ポンプ速度制御装置

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JP2747122B2
JP2747122B2 JP3086863A JP8686391A JP2747122B2 JP 2747122 B2 JP2747122 B2 JP 2747122B2 JP 3086863 A JP3086863 A JP 3086863A JP 8686391 A JP8686391 A JP 8686391A JP 2747122 B2 JP2747122 B2 JP 2747122B2
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉の冷却材ポンプ
に対してその速度制御を行う装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、沸騰水型原子炉(BWR)にお
いて冷却材ポンプとして用いられる再循環ポンプ(イン
ターナルポンプ)の駆動系を示す構成図である。
【0003】この図において、母線1には、図示を省略
したタービンによって回転駆動される発電機から電力が
供給されている。母線1には、遮断器2を介して電動機
3が接続されており、この電動機3には動力伝達軸4を
介して発電機5が結合されている。
【0004】動力伝達軸4にはパルスジェネレータ6が
取付けられ、その検出信号と、発電機5の出力電圧の検
出信号とが自動電圧調整調整器(AVR)7に入力され
るようになっている。AVR7は、これらの検出信号に
基いて、発電機5の出力電圧と周波数との比が一定にな
るように、界磁磁束の制御を行う。なお、電動機3、発
電機5、及びAVR7等を一括してMGセットと称する
ことがある。
【0005】発電機5の出力は遮断器8を介して電源装
置9内の電力変換器10に供給される。そして、再循環
流量の制御を行う流量制御器11からの速度要求信号に
基いて速度制御回路12が制御信号を出力し、電力変換
器10の可変電圧可変周波数制御を行う。この電力変換
器10の出力により、インターナルポンプ12が可変速
駆動され、原子炉の再循環流量の制御が行なわれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、原子炉に何
らかの異常が発生した場合、タービンの運転が停止さ
れ、遮断器2が開放されることになる。この場合、電動
機3及び発電機5の慣性モーメントは比較的大きなもの
であるため、電源遮断状態となっても発電機5は直ちに
停止するわけではなく、ある程度の期間は、惰性によっ
て回転を継続する。
【0007】したがって、電力変換器10の入力も直ち
にゼロになるわけではなく、徐々に低下していくこと
(所謂コーストダウン)になる。しかし、電力変換器1
0としては、速度制御回路12からの制御指令が変わら
ない限り、つまり流量制御器11からの速度要求信号が
変わらない限り、それまでの出力を維持しようとする。
【0008】そのため、電力変換器10は入力電力を確
保するため、入力電圧が低下した分だけ、大きな電流を
自己の回路内に流そうとするが、電流変換器10には過
電流保護回路が設けられているため、この電流値が一定
以上大きくなると、電流変換器10の運転は自動的に停
止されることになる。
【0009】したがって、インターナルポンプ13の回
転も停止されるが、インターナルポンプ13の慣性モー
メントは発電機5ほどは大きくないために、電力変換器
10の運転停止後きわめて短時間(1秒程度)のうちに
回転を停止する。
【0010】しかし、このようにインターナルポンプ1
3が短時間のうちに停止することは、炉心流量の急激な
減少により冷却機能の極度の低下を招くことになる。そ
して、最悪の場合には、炉心の健全性にも大きな影響を
与えるおそれがあった。
【0011】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、電源遮断等によりMGセットがコーストダウンし
た場合に、炉心の健全性を損うことなく、インターナル
ポンプ等の冷却材ポンプの速度制御を行うことができる
冷却材ポンプ速度制御装置を提供することを目的として
いる。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、電動機で回転駆動される発電
機により電力変換器に電力を供給し、通常運転時は流量
制御器からの速度要求信号に基いてこの電力変換器を可
変電圧可変周波数制御して冷却材ポンプの速度制御を行
う冷却材ポンプ速度制御装置において、前記電動機がそ
の電源と遮断され、前記発電機が惰性による回転を始め
た場合に、この発電機の回転速度が一定レベル以下に低
下したことを判別することによって動力電源が遮断され
たことを検出する電源遮断検出手段と、前記電源遮断検
出手段が前記遮断を検出したときに、前記冷却材ポンプ
がその速度を徐々に低下させた後に停止するように、前
記電力変換器の可変電圧可変周波数制御を行う速度制御
手段と、を備えた構成としたものである。
【0013】
【作用】上記構成において、電動機が電源と遮断される
と、発電機は惰性による回転を開始し、その回転速度は
徐々に低下する。電源遮断検出手段は、この回転速度が
一定レベル以下に低下したことを判別することにより動
力電源が遮断されたことを検出し、その検出信号を速度
制御手段に出力する。
【0014】速度制御手段は、この検出信号が入力され
た時点で、それまで行なっていた流量制御器からの速度
要求信号に基く制御をやめ、所定の減速パターンに従っ
て電力変換器の出力を低減させた後、その運転を停止さ
せる。
【0015】したがって、冷却材ポンプは、通常の速度
で回転している状態からいきなり急に停止することはな
く、ある程度時間をかけて徐々に減速した後に回転を停
止する。したがって、炉心流量の急変が回避され、炉心
の健全性を損うことが防止される。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1乃至図3に基き
説明する。但し、図4と同様の構成要素には同一符号を
付し、その重複した説明を省略する。
【0017】図1は本発明の第1実施例の構成図であ
る。この図において、電源装置9内には電源遮断検出手
段としての周波数判別回路101が設けられている。こ
の周波数判別回路101は発電機5の出力電圧波形から
その周波数を検出し、一定レベル以下の周波数値を検出
したときに、動力電源が遮断された旨の判別信号を速度
制御回路12Aに出力するようになっている。
【0018】速度制御回路12A内には、インターナル
ポンプ13をランバック(回転速度を徐々に低下させて
いくこと)するためのランバック制御パターンが組込ま
れており、周波数判別回路101から判別信号が入力さ
れた場合、速度制御回路101はこのランバック制御パ
ターンに従って電力変換器10の制御を行うようになっ
ている。
【0019】次に、上記のように構成される本実施例の
動作につき説明する。通常運転時には、遮断器2が投入
されており、MGセットから電力変換器10に対して電
力が供給されている。そして、速度制御回路12Aは、
流量制御器11からの速度要求信号に基いて、電力変換
器10の出力電圧と出力周波数との比が一定になるよう
に可変電圧可変周波数制御を行なっており、これにより
インターナルポンプ13が可変速駆動される。
【0020】このような通常運転が行なわれているうち
に、原子炉に異常が発生し、タービンの運転が停止され
ると、遮断器2が開放され、電動機3の電源供給が遮断
される。すると、発電機5の回転速度は次第に遅くな
り、その出力周波数も次第に低下する。
【0021】周波数判別回路101は、この出力周波数
が一定値以下に低下したときに、MGセットの動力電源
が遮断されたものと判別し、その判別信号を速度制御回
路12Aに出力する。
【0022】速度制御回路12Aは、この判別信号を入
力すると、それまでの流量制御器11からの速度要求信
号に基く制御をやめ、上記のランバック制御パターンに
基く制御を行なう。このようなランバック制御は、電力
変換器10の出力電圧と出力周波数との比が一定になる
ように、電力変換器10内のサイリスタの点弧角を制御
し、出力電力及び出力周波数を所定のレートに従って低
下させることにより行なわれる。このとき、発電機5の
出力電圧すなわち電力変換器10の入力電圧が次第に低
下していくが、電力変換器10の出力電圧もこれに応じ
て低下するようになっているので、電力変換器10はそ
れまでの入力電力を確保しようとして過大な電流を自己
の回路に流す必要がない。したがって、過電流保護機能
の働きにより電力変換器10の出力が急に停止してしま
うことがない。
【0023】そして、このようにランバック制御が行な
われ、上記のランバック制御パターンにおいて所定レベ
ル以下まで電力変換器10の出力周波数が低下したとこ
ろで、この電力変換器10の運転が停止され、これによ
りインターナルポンプ13の運転も停止される。
【0024】この場合、速度制御回路12Aによるラン
バック制御が開始されてからインターナルポンプ13が
停止するまでには充分に長い時間(約5秒程度)がかけ
られている。したがって、炉心流量の急激な低下が回避
され、炉心の健全性が損なわれることが防止されてい
る。
【0025】図2は本発明の第2実施例の構成図であ
る。図1では周波数判別回路102が電源遮断検出手段
として機能していたが、この図2の構成では回転数判別
回路102が電源遮断検出手段として機能している。
【0026】すなわち、回転数判別回路102はパルス
ジェネレータ6からの信号により発電機5の回転数を検
出し、この回転数が一定レベル以下に低下したときにM
Gセットの動力電源が遮断された旨の判別信号を速度制
御回路12Aに出力するようになっている。以後の動作
は図1の場合と同様である。
【0027】図3は本発明の第3実施例の構成図であ
る。この実施例では遮断器2と電動機3との間に接続さ
れた交流不足電圧継電器103が電源遮断検出手段とし
て機能している。
【0028】なお、上記実施例はいずれも沸騰水型原子
炉に適用される場合を示しているが、もちろん本実施例
は加圧水型原子炉(PWR)にも適用可能なものであ
る。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、動力電
源の遮断を検出した場合には、流量制御器からの速度要
求信号とは無関係に、冷却材ポンプがその速度が徐々に
低下した後停止するように、電力変換器の可変電圧可変
周波数制御を行う構成としたので、炉心流量の急激な減
少により冷却機能が極度に低下するのを回避でき、炉心
の健全性に悪影響を与えるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の構成図。
【図2】本発明の第2実施例の構成図。
【図3】本発明の第3実施例の構成図。
【図4】従来例の構成図。
【符号の説明】
3 電動機 5 発電機 10 電力変換器 11 流量制御器 12A 速度制御手段(回路) 13 冷却材ポンプ(インターナルポンプ) 101 電源遮断検出手段(周波数判別回路) 102 電源遮断検出手段(回転数判別回路) 103 電源遮断検出手段(交流不足電圧継電器)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動機で回転駆動される発電機により電力
    変換器に電力を供給し、通常運転時は流量制御器からの
    速度要求信号に基いてこの電力変換器を可変電圧可変周
    波数制御して冷却材ポンプの速度制御を行う冷却材ポン
    プ速度制御装置において、前記電動機がその電源と遮断
    され、前記発電機が惰性による回転を始めた場合に、こ
    の発電機の回転速度が一定レベル以下に低下したことを
    判別することによって動力電源が遮断されたことを検出
    する電源遮断検出手段と、前記電源遮断検出手段が前記
    遮断を検出したときに、前記冷却材ポンプがその速度を
    徐々に低下させた後に停止するように、前記電力変換器
    の可変電圧可変周波数制御を行う速度制御手段と、を備
    えたことを特徴とする冷却材ポンプ速度制御装置。
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