JPH04264296A - 蒸気発生プラントの給水制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気発生器の水位制御
並びに給水ポンプ保護に係り、特に、沸騰水型原子力プ
ラントに適用するのに好適な蒸気発生プラントの給水制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の沸騰水型原子力プラントの給水制
御装置は、特開昭５７−１９７４９９号公報に示されて
いる。給水制御装置は、原子力圧力容器内の水位（以下
、原子炉水位という）、給水流量及び主蒸気流量の信号
値を取込んで、原子炉圧力容器に供給される給水流量を
制御し、原子炉水位を所定のレベルに保つ。

【０００３】モータ駆動給水ポンプを三台並列したプラ
ントでは、二台のモータ駆動給水ポンプが定速回転の電
動機で駆動されるため、モータ駆動給水ポンプ吐出側に
設けられた給水調節弁の開度を、給水制御装置から出力
された弁開度要求信号に従って制御することにより給水
流量を調整する。

【０００４】この様なプラントで、選択制御棒（ＳＲＩ
）の挿入等により原子炉水位低下が発生した場合、図４
に示す様に同じ反応度の投入量であっても、ＳＲＩのパ
ターンにより、実線で示した−１５ｃｍ程度の水位低下
になる場合と破線で示した−４０ｃｍ程度の水位低下と
なる場合がある。

【０００５】前者の場合、水位低下に合わせて給水制御
装置１１により給水調節弁が開けられ、給水流量が一時
的に１１０％まで増加するが、原子炉水位の回復に伴い
、給水流量も低下し、変化が終わる。

【０００６】一方、後者の場合、破線が示す様に初期の
原子炉水位低下に合わせて給水制御装置の信号で給水流
量が増加し、約１３５％まで達する。この時、給水ポン
プはランアウト状態となっており、給水ポンプが破損す
る可能性があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、給水
ポンプのランアウト保護や過負荷防止の点について考慮
されておらず、選択制御棒挿入等により、原子炉水位が
低下する事象が発生した場合に、給水流量を増加させ過
ぎるためランアウト流量を越える可能性があった。

【０００８】本発明の目的は、給水ポンプのランアウト
を防止するため、さらに、ランアウト防止機構起動直後
の、ランアウト設定値からの給水流量のオーバーシュー
ト量を低減させ、給水流量を給水流量ポンプトリップ値
へ至らせない給水制御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点は、給水流量
を検出する手段と、給水流量を規定値に制御するための
給水流量制御器を設け、給水流量が規定値を越えたとこ
ろで、水位制御から給水流量一定制御に切り替えること
により解決される。

【００１０】また、給水流量制御器をラウンアウト保護
回路が起動するまで、給水調節弁開度信号に、常時、タ
イバックさせておく事で、給水流量のオーバーシュート
を低減させ、給水ポンプトリップ値へ至る事から回避で
きる。

【００１１】

【作用】給水流量制御器は、ランアウト保護動作が行わ
れるまで、常に給水調節弁開度信号とタイバックしてい
る。このことにより、給水流量が規定値を上回ってラン
アウト保護機構が動作した時点で、給水調節弁開度要求
信号は、実際の給水調節弁位置まで値が上がり、その値
から比例・積分演算を行うので、給水ポンプ保護規定値
からのオーバーシュートを低減でき、給水ポンプトリッ
プ値に到達しなくなる。

【００１２】

【実施例】沸騰水型原子力プラントに本発明を適用した
場合の好適な一実施例である蒸気発生プラントの給水制
御装置を、図１，図２および図３に基づいて以下に説明
する。沸騰水型原子力プラントの圧力容器は蒸気発生器
である。

【００１３】沸騰水型原子力プラントの通常運転時、原
子炉圧力容器（蒸気発生器）１内の炉心２で加熱された
冷却水（給水）は蒸気となる。

【００１４】この蒸気は、原子炉圧力容器１から吐出さ
れ、主蒸気管３を通ってタービン４に送られる。タービ
ン４から排気された蒸気は、復水器５によって凝縮され
て水になる。復水器５から吐出された凝縮水、即ち、原
子炉の冷却水となる給水は、給水配管６で復水脱塩器（
図示せず）、復水ポンプ７、及び給水加熱器（図示せず
）に供給される。

【００１５】さらに、給水は、給水配管の分岐管８Ａ，
８Ｂ，８Ｃに設けられた三台のＭＤ−ＲＦＰ９Ａ，９Ｂ
，９Ｃのうちの二台により加圧され、さらに二台の給水
調節弁１０Ａ，１０Ｂが給水制御装置１１からの弁開度
指令信号１２により調節され適切な給水流量となり、原
子炉１に供給される。給水調節弁１０Ａ，１０Ｂによる
給水流量の制御は、原子炉圧力容器１内の水位を計測す
る水位計１３による水位信号１４，給水配管１５に設け
られた給水流量計１６による給水流量信号１７、及び主
蒸気配管３に設けられた主蒸気流量計１８による主蒸気
流量信号１９の３要素信号により、給水流量制御装置１
１により制御される。

【００１６】即ち、図２に示す様に、主蒸気流量信号１
９と給水流量信号１７の偏差信号に対しミスマッチゲイ
ン２０がかけられた信号と原子炉水位信号１４との和信
号と原子炉水位設定信号２１との差が水位偏差信号２２
となり水位制御器２３に入力され比例積分演算が行われ
、給水調節弁開度要求信号１２として給水制御装置から
出力される。

【００１７】本発明による給水制御装置を図２に示す。

【００１８】本制御装置は、三要素水位制御器に加えて
給水ポンプモータ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃそれぞれの遮
断器２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの閉状態を検出した信号２
６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃによりポンプ台数判定部２７で、
２アウトオブロジックで給水ポンプ一台運転中か二台運
転中か判断し、一台運転中信号２９か二台運転中信号２
８を給水流量制御判定部３０に送る。

【００１９】給水流量制御判定部３０では、給水流量信
号１７（ｃ）が、給水ポンプ二台運転中に規定値Ｄを上
回るか、或いは、給水ポンプ一台運転中に規定値Ｅを上
回った場合に、オアゲート３１で給水ポンプ保護信号３
２を出力する。本信号は自己保持がかかり、給水ポンプ
保護信号３３として出力される。

【００２０】本信号が出力されると、スイッチ３５で通
常時の百％の信号発生器３４から給水流量制御器３６に
切替えられる。

【００２１】給水流量制御器３６では、給水流量信号２
７と給水ポンプ台数判定部２７からの信号に従い、与え
られる給水ポンプ一台運転時或いは二台運転時の設定値
３８との偏差信号３９が入力され、比例・積分演算が行
われ、給水流量制御器出力信号として出力される。通常
運転時、即ち、給水ポンプ保護信号がオフの場合、給水
調節弁開度検出信号５２が給水流量制御器３６へタイバ
ックされるため、給水ポンプ保護信号３３がオンになる
と、給水流量制御出力３７はその時点の給水調節弁開度
検出信号５２と同じ値から制御を始めるため、給水流量
の規定値からのオーバーシュート量を低減し、一度も給
水ポンプトリツプ値へ至る事は無い。

【００２２】給水ポンプ保護信号３３がオンになると給
水流量制御器信号３７が、低値優先回路４２に入力され
水位制御器出力信号１２と比較され弁開度要求信号４１
として出力される。これにより給水流量が給水ポンプ運
転台数により定まる保護設定値を上回った場合に、給水
流量一定制御が行われる。

【００２３】一方、給水ポンプ保護がオンの場合、給水
流量制御器３６の出力信号４０にバイアス（＋１０％）
４２が加算された積分器上限制限値４３が水位制御器２
３に入力され、積分器出力の上限は、上記制御器２３に
入力され積分器出力の上限は、上記制限値に制限される
。

【００２４】これにより、給水ポンプ保護動作が長く続
いても、水位制御器の積分器は飽和する事が無いため原
子炉水位が回復した場合に低値優先回路を通して、水位
制御をすみやかに再開できる。

【００２５】また、水位制御器出力１２と低値優先回路
出力４１を給水ポンプ保護リセット判定部４４に入力し
、信号比較器４５で水位制御器出力信号１２が給水調節
弁開度要求信号３７よりも小さくなり、かつ、五秒程度
のタイマ４６遅れのあと、リセット信号４７が給水制御
判定部３０に送られ、自己保持回路をリセットすること
により、給水ポンプ保護信号３３はリセットされる。

【００２６】以下に本発明の実施例の詳細を示す。

【００２７】図５は、主蒸気隔離弁全閉時の、給水流量
，原子炉水位，制御器出力の変化を実線（従来の三要素
方式）及び破線で示したものである。

【００２８】従来方式（実線）では、主蒸気隔離弁閉に
よる原子炉水位低下に対応して水位制御器にて給水流量
を約１４０％まで増加させている。そのため、給水ポン
プ二台運転時のランアウトフロー設定値１１０％を上回
り、機器保護上問題となる。図６では、給水流量制御器
のタイバック先を、水位制御器出力信号（実線）にした
場合と、給水調節弁開度信号（破線，本発明）にした場
合の、給水流量，原子炉水位，制御器出力の変化を示し
たものである。

【００２９】水位制御器出力信号にタイバックしていた
場合は、給水ポンプ保護機構の作動直後の給水流量のオ
ーバーシュートが約１２０％に達している。なお、復水
ろ過装置及び復水脱塩装置が設置されているプラントで
は、一時的に給水ポンプトリツプ値に達している。

【００３０】一方、本発明では、給水流量の最大値は約
１１４％であり、これは、給水ポンプトリツプ値１１７
％を下回っており、給水ポンプが破損する事を避けられ
る。本発明の他の実施例について説明する。

【００３１】前実施例は、給水ポンプ保護動作がかかる
まで、給水流量制御器信号を、給水調節弁開度信号に一
致させていたが、図７に示すように、水位制御器出力信
号に、ある偏差（５％）を差し引いた値と、給水流量制
御器出力を一致させる。

【００３２】これにより、図６に示したと同様に、給水
ポンプトリツプ値に達する事を回避できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、主蒸気隔離弁閉等の急
激に原子炉水位が低下し、水位制御により給水流量が増
大し、給水ポンプ保護動作が行われた時に、給水流量の
規定値からのオーバーシュート量が減少し、給水ポンプ
の機器保護が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による給水制御装置と沸騰水型原子力プ
ラント系統図。

【図２】本発明による給水制御装置の詳細図。

【図３】本発明による給水制御装置の詳細図。

【図４】従来給水制御装置によるＳＲＩ挿入時のプラン
ト挙動説明図。

【図５】従来給水制御装置による主蒸気隔離弁閉時のプ
ラント挙動説明図。

【図６】本発明給水制御装置による主蒸気隔離弁閉時の
プラント挙動説明図。

【図７】本発明の他の実施例の系統図。

【符号の説明】

１…原子炉圧力容器、２…炉心、４…主蒸気配管、４…
タービン、５…復水器、６…給水配管、７…復水ポンプ
、８Ａ，８Ｂ，８Ｃ…給水分岐管、９Ａ，９Ｂ，９Ｃ…
電動駆動給水ポンプ、１０Ａ，１０Ｂ…給水調節弁、１
１…給水制御装置、１２…給水調節弁開度要求信号、１
３…原子炉水位検出器、１４…原子炉水位信号、１５…
給水配管、１６…給水流量検出器、１７…給水流量検出
信号、１８…主蒸気流量検出器、１９…主蒸気流量検出
信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気発生器の復水器、前記復水器から前記
   蒸気発生器に給水を導く給水配管と、前記給水配管に設
   けられた給水ポンプ及び給水流量を前記蒸気発生器の水
   位、給水流量，主蒸気流量の信号による三要素制御で調
   節する給水調節弁を備えた蒸気発生プラントの給水制御
   装置において、給水流量の検出手段と、前記給水流量検
   出手段から出力された給水流量信号が規定値を上回った
   場合に三要素制御から規定値に給水流量を制御する給水
   流量制御器を備えたランアウト保護機構中で、給水流量
   が規定値を上回るまでは、給水流量制御器の出力信号を
   、給水調節弁から出力される給水調節弁開度信号と一致
   させる手段を備えたことを特徴とする蒸気発生プラント
   の給水制御装置。