JPH06289174A - Output control for nuclear reactor and device therefor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To restore the nuclear reactor water level, without starting an emergency core cooling system, by speedily reducing the steam flow rate when all the supplied water is lost. CONSTITUTION:When the output of a nuclear reactor is judged by a load setting signal, and the trip signals of two water feeding pumps are generated in the operating state having the load set over 80%, a recirculation flow rate runback instruction for a recirculation flow rate controller is generated. When a motor- driven water supply pump is not started, a water supply disabled state is judged, and the nuclear reactor scram designation is outputted from a nuclear reactor emergency shutdown device 20.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、給復水系の故障に起因
して給水能力が喪失する時に、原子炉を停止し原子炉水
位の下降を抑制する、原子力プラントの原子炉出力制御
方法とその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nuclear reactor power output control method for stopping a reactor and suppressing a decrease in reactor water level when the water supply capacity is lost due to a failure of the water supply / condensation system. Regarding the device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】原子炉プラントの給水系統は図６に示す
ように構成され、原子炉１で発生した蒸気は、主蒸気管
２を通りタービン３にエネルギーを伝達した後、復水器
４で凝縮して水に戻る。復水器の水は、給復水ポンプ５
Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂにより原子炉１へ戻される。給水
ポンプの構成は、発電プラントによって異なるが、ここ
では、２台のタービン駆動給水ポンプ５Ａ（ＴＤＲＦＰ
−Ａ）、５Ｂ（ＴＤＲＦＰ−Ｂ）、２台のモータ駆動給
水ポンプ６Ａ（ＭＤＲＦＰ−Ａ）、６Ｂ（ＭＤＲＦＰ−
Ｂ）、から構成されたプラントを例に説明する。2. Description of the Related Art A water supply system of a nuclear reactor plant is constructed as shown in FIG. 6, in which steam generated in a nuclear reactor 1 transfers energy to a turbine 3 through a main steam pipe 2 and then in a condenser 4. It condenses and returns to water. The water in the condenser is the water supply / condensation pump 5
It is returned to the reactor 1 by A, 5B, 6A and 6B. The configuration of the water supply pump differs depending on the power generation plant, but here, two turbine driven water supply pumps 5A (TDRFP
-A), 5B (TDRFP-B), two motor driven water supply pumps 6A (MDRFP-A), 6B (MDRFP-
An example of a plant configured from B) will be described.

【０００３】定格出力での運転状態では、２台のタービ
ン駆動給水ポンプ５Ａ，５Ｂにより原子炉１への給水を
行っている。残された２台のモータ駆動給水ポンプ６
Ａ，６Ｂは運転中のポンプがトリップしたときのバック
アップとして用意されている。原子炉の出力変更は、再
循環ポンプ７の回転速度を再循環流量制御装置８により
操作し、原子炉炉心流量を増減させ、炉心反応度を制御
する事により行う。また、緊急に原子炉を停止させる場
合には、制御棒駆動系１０により制御棒９を挿入し、炉
心の中性子を吸収することにより行う。In the operating state at the rated output, water is supplied to the reactor 1 by the two turbine-driven water supply pumps 5A and 5B. The remaining two motor-driven water supply pumps 6
A and 6B are prepared as a backup when the pump in operation trips. The output of the reactor is changed by operating the rotation speed of the recirculation pump 7 by the recirculation flow rate control device 8 to increase or decrease the reactor core flow rate and control the core reactivity. When the reactor is to be stopped urgently, the control rod drive system 10 inserts the control rod 9 to absorb neutrons in the core.

【０００４】一般に、原子力プラントには、何等かの異
常が生じたときに原子炉を安全に停止させるため、制御
棒９を高速に挿入すべく制御棒駆動装置へ指令を与える
原子炉緊急停止装置が備えられている。原子炉緊急停止
装置では、原子炉水位にかんするロジックとして、原子
炉水位が所定の設定値（Ｌ３）を下回ったという信号
で、原子炉緊急停止（原子炉スクラム）指令を出すとい
うロジックが設けられている。Generally, in a nuclear power plant, in order to safely stop the reactor when some abnormality occurs, a reactor emergency stop device for giving a command to the control rod drive device to insert the control rod 9 at a high speed. Is provided. In the reactor emergency stop device, as logic for the reactor water level, a logic for issuing a reactor emergency stop (reactor scrum) command with a signal that the reactor water level has fallen below a predetermined set value (L3) is provided. ing.

【０００５】タービン駆動給水ポンプ５Ａ，５Ｂが２台
ともトリップするなどの全給水喪失が生じた時、原子炉
から出ていく蒸気流量との質量ミスマッチにより、原子
炉水位は急速に低下する。やがて、原子炉水位が設定値
Ｌ３に達し、原子炉緊急停止装置の動作により原子炉ス
クラム指令が出される。この原子炉スクラムにより、原
子炉から出ていく蒸気流量が減少するので、給水流量と
の質量ミスマッチが緩和される。しかし、給水流量との
質量ミスマッチは完全には解消しないため、原子炉水位
は傾きが緩やかになりながらも低下し続け、前記設定値
Ｌ３よりも下方に設けられた第２の設定値Ｌ２に達す
る。この時には、非常時炉心冷却系が起動し、原子炉に
注水を開始することにより原子炉水位が回復する。When the total water supply loss occurs, such as when both of the turbine driven water supply pumps 5A and 5B trip, the reactor water level drops rapidly due to a mass mismatch with the steam flow rate leaving the reactor. Eventually, the reactor water level reaches the set value L3, and a reactor scram command is issued by the operation of the reactor emergency stop device. This reactor scrum reduces the steam flow rate exiting the reactor, thus alleviating the mass mismatch with the feedwater flow rate. However, since the mass mismatch with the feed water flow rate is not completely eliminated, the reactor water level continues to decrease even though the slope becomes gentle, and reaches the second set value L2 provided below the set value L3. . At this time, the emergency core cooling system is activated, and water injection to the reactor is started to restore the reactor water level.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、全給水喪
失が生じたとき、非常時炉心冷却系が起動して、原子炉
水位の回復が初めて可能になる。しかしながら原子炉の
安全性を高めるために、非常時炉心冷却系はできるだけ
作動頻度を少なくし、予備機として残しておきたいとい
う要求がある。In this way, when the total water supply loss occurs, the emergency core cooling system is activated, and the reactor water level can be restored for the first time. However, in order to improve the safety of the nuclear reactor, there is a demand for the emergency core cooling system to be operated as infrequently as possible and left as a standby machine.

【０００７】原子炉水位の低下を抑制するために、例え
ば原子炉緊急停止装置の設定値Ｌ３をより上方に設定す
る方法があるが、それでは一時的に水位が低下したとき
に、原子炉スクラムが生じやすくなる。このような不必
要な原子炉スクラムの発生は、プラントの運転稼働率を
下げることになるので好ましくない。In order to suppress the decrease of the reactor water level, for example, there is a method of setting the set value L3 of the reactor emergency stop device to a higher value. However, when the water level temporarily decreases, the reactor scrum is It tends to occur. The generation of such unnecessary reactor scrum is not preferable because it reduces the operating rate of the plant.

【０００８】本発明の目的は、上記の点を考慮してなさ
れたものであり、全給水喪失時に蒸気流量の減少を早期
に行うことができ、非常時炉心冷却系を起動することな
く原子炉水位を回復し、非常時炉心冷却系はさらに予想
できない異常事態が生じたときの待機系として残してお
くことにより、原子炉の安全性をいっそう高めることの
できる原子炉出力制御方法とその装置を提供することに
ある。The object of the present invention was made in consideration of the above points, and the steam flow rate can be reduced at an early stage when the total feed water is lost, and the reactor is not started in the emergency core cooling system. A reactor power control method and equipment that can further enhance the safety of the reactor by recovering the water level and leaving the emergency core cooling system as a standby system in the event of an unexpected situation To provide.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、制御棒を挿入することにより原子炉を停止
させる制御棒駆動装置を備えた沸騰水型原子炉の出力制
御装置において、給水ポンプの運転状態信号と原子炉出
力信号から給水能力が喪失したと判定する判定手段と、
この判定結果により前記制御棒駆動装置に原子炉スクラ
ム指令を出して原子炉を停止させるスクラム指令発信手
段と、を設け原子炉水位の低下を抑制することを特徴と
している。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an output control device for a boiling water reactor equipped with a control rod drive device for stopping a nuclear reactor by inserting a control rod, Judgment means for judging that the water supply capacity is lost from the operation signal of the water supply pump and the reactor output signal,
A scram command transmitting means for issuing a reactor scram command to the control rod drive device to stop the reactor based on the result of this determination is provided to suppress a decrease in the reactor water level.

【００１０】[0010]

【作用】本発明によれば、給水ポンプの運転状態信号と
原子炉出力信号から給水能力が喪失したと判定し、前記
制御棒駆動装置に原子炉スクラム指令を出して原子炉を
停止させ、原子炉水位の低下を抑制する。According to the present invention, it is judged from the operation signal of the feedwater pump and the reactor output signal that the feedwater capacity has been lost, and the control rod drive unit issues a reactor scrum command to stop the reactor. Suppress the decrease in reactor water level.

【００１１】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図１は本発明の原子炉出力制御装置の構
成を示す系統図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram showing a configuration of a reactor power control system of the present invention.

【００１２】原子炉出力を負荷設定信号で判定し、負荷
設定が８０％以上の運転状態において、ＴＤＲＦＰ−Ａ
およびＴＤＲＦＰ−Ｂの２台の給水ポンプ５Ａ，５Ｂの
トリップ信号が発生したときに、再循環流量制御装置へ
再循環流量ランバック指令を発生する。これは、バック
アップのためにＭＤＲＦＰ６Ａ，６Ｂが２台とも起動し
たときでも給水能力が５０％にしかならないので、再循
環ポンプのランバック開始時期をできるだけ早め、原子
炉水位の低下を抑制しようという目的である。The reactor output is judged by the load setting signal, and when the load setting is 80% or more, the TDRFP-A
When a trip signal of the two water supply pumps 5A and 5B of TDRFP-B is generated, a recirculation flow rate runback command is generated to the recirculation flow rate control device. This is because the water supply capacity is only 50% even when both MDRFPs 6A and 6B are started for backup, so the purpose of the run-back start time of the recirculation pump is to be as early as possible to suppress the decrease in reactor water level. Is.

【００１３】再循環流量ランバックだけでは、４０％ま
でしか原子炉出力が下げられないので、ＭＤＲＦＰ６
Ａ，６Ｂが起動しなかった場合は、給水喪失状態だと判
定し、原子炉緊急停止装置２０により制御棒駆動装置へ
原子炉スクラム指令を出す。ただしＭＤＲＦＰが起動す
る可能性を考慮し、時間遅れ２１を設け、この遅れ時間
内にＭＤＲＦＰが起動すれば、給水喪失状態だと判定し
ない。Since the reactor power can be reduced only to 40% by only the recirculation flow rate runback, the MDRFP6
When A and 6B are not started, it is determined that the water supply is lost, and the reactor emergency stop device 20 issues a reactor scrum command to the control rod drive device. However, considering the possibility that the MDRFP is activated, a time delay 21 is provided, and if the MDRFP is activated within this delay time, it is not determined that the water supply has been lost.

【００１４】この時間遅れに設定すべき遅れ時間は、Ｍ
ＤＲＦＰが起動して給水を開始し、原子炉水位の下降を
抑制しＬ２に間に合う最長時間であり、あらかじめ解析
コードにより求めておくか、過去のＭＤＲＦＰ起動時の
実績から評価しておくかしてリセット付きメモリ２２に
設定する。The delay time which should be set to this time delay is M
It is the longest time that DRFP starts and starts water supply, suppresses the decrease in reactor water level, and can meet L2, whether it is obtained in advance from an analysis code or evaluated from past MDRFP start-up results. The memory 22 with reset is set.

【００１５】本実施例を使用するときの、給水ポンプ２
台トリップ時のプラント変数の過渡応答を図２に示し
た。時刻ｔ0 で、ＴＤＲＦＰ５Ａ，５Ｂが２台ともトリ
ップすると、本発明による原子炉出力制御装置により、
再循環ポンプランバック指令が出て炉心流量が減少し、
主蒸気流量が減少する。ＭＤＲＦＰ６Ａ，６Ｂのバック
アップがなかったので、設定した遅れ時間の分だけ遅れ
て時刻ｔ1 に原子炉スクラム指令が出される。時刻ｔ2
にＭＤＲＦＰ−Ａ６Ａが起動でき、原子炉水位はＬ２に
達せずに回復する。Water supply pump 2 when using this embodiment
Fig. 2 shows the transient response of plant variables when the machine trips. When both TDRFPs 5A and 5B trip at time t0, the reactor power control device according to the present invention causes
Recirculation pump runback command was issued and core flow rate decreased,
The main steam flow rate is reduced. Since there is no backup of MDRFP 6A, 6B, the reactor scram command is issued at time t1 with a delay of the set delay time. Time t2
The MDRFP-A6A can be started at the time of the start, and the reactor water level will recover without reaching L2.

【００１６】図３に本発明の第２の実施例を示す。第１
の実施例と異なるのは、時間遅れ２１とリセット付きメ
モリ２２の替わりに、原子炉水位が所定の設定値Ｌ４よ
り小さくなった時のロジックが加わったことである。こ
こで設定値Ｌ４は、通常水位よりも下方でかつ前記設定
値Ｌ３よりも上方に設定する。この設定値Ｌ４より下方
に水位があると、原子炉スクラムしても間に合わず、前
記設定値Ｌ２に達してしまう可能性のある水位設定値で
ある。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. First
What is different from the embodiment is that, instead of the time delay 21 and the memory with reset 22, a logic is added when the reactor water level becomes smaller than a predetermined set value L4. Here, the set value L4 is set below the normal water level and above the set value L3. If the water level is below the set value L4, it is a water level set value that may reach the set value L2 even if the reactor scram does not make it in time.

【００１７】本実施例によれば実炉水位を監視している
ので、第１の実施例と比較して、遅れ時間を設定する際
の解析コード等の誤差の影響を小さくできるという効果
がある。According to this embodiment, since the actual reactor water level is monitored, there is an effect that the influence of an error such as an analysis code when setting the delay time can be reduced as compared with the first embodiment. .

【００１８】図４に本発明の第３の実施例を示す。本実
施例においては、給水能力演算器２３が設けられ、この
給水能力演算器２３により、各給水ポンプのトリップ、
起動信号等の運転状態を表す信号（給水ポンプ運転状態
信号）から、現時点での給水能力ＡＦＷ０、およびバッ
クアップポンプが正常に起動した後の給水能力ＡＦＷ１
を計算する。図５にはこの給水能力演算器２３のロジッ
クが示されている。ここで、Ｐランバックは再循環ポン
プランバック後整定する原子炉出力の値を示している。FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, a water supply capacity calculator 23 is provided, and this water supply capacity calculator 23 causes trips of each water supply pump,
From the signal indicating the operating state such as the start signal (water supply pump operating state signal), the current water supply capacity AFW0 and the water supply capacity AFW1 after the backup pump has normally started
To calculate. FIG. 5 shows the logic of the water supply capacity calculator 23. Here, P runback indicates the value of the reactor power settled after the recirculation pump runback.

【００１９】給水ポンプがトリップすると、現時点での
給水能力ＡＦＷ０が負荷設定より小さくなる。また、Ａ
ＦＷ１が負荷設定よりも小さければ、バックアップポン
プが起動しても給水能力が足りないので、ただちに再循
環ポンプランバック指令を出し炉出力を下げる。一方、
原子炉水位がＬ４を下まわったとき、ＡＦＷ１が負荷設
定よりも小さければ、バックアップポンプが起動するの
を待つのをやめ、ただちに再循環ポンプランバック指令
を出し原子炉出力を下げる。さらに、ＡＦＷ１が再循環
ポンプランバック後の炉出力Ｐランバックよりも小さけ
れば、再循環ポンプランバックをしても給水能力が足り
ないので、給水喪失と判定し原子炉スクラム指令を出
す。When the water supply pump trips, the current water supply capacity AFW0 becomes smaller than the load setting. Also, A
If FW1 is smaller than the load setting, the water supply capacity will not be sufficient even if the backup pump is activated, so a recirculation pump runback command will be immediately issued to reduce the reactor output. on the other hand,
If AFW1 is smaller than the load setting when the reactor water level falls below L4, stop waiting for the backup pump to start, and immediately issue a recirculation pump runback command to lower the reactor output. Further, if AFW1 is smaller than the reactor output P runback after the recirculation pump runback, the water supply capacity is insufficient even if the recirculation pump runback is performed, so it is determined that the water supply has been lost and a reactor scram command is issued.

【００２０】この実施例では前記した実施例と比較し
て、より広範囲のプラント運転状態における給水喪失時
に対応できるので、どの原子炉出力での運転において
も、不必要な原子炉スクラムを避けつつ、早期に給水喪
失を判定することができる。Compared with the above-mentioned embodiment, this embodiment can cope with the loss of water supply in a wider range of plant operating conditions, so that in any operation of the reactor output, while avoiding unnecessary reactor scrum, Water loss can be determined early.

【００２１】[0021]

【発明の効果】本発明によれば、給水ポンプトリップ時
に、早期の原子炉スクラムにより原子炉水位の低下を抑
制でき、非常時炉心冷却系を使わずに予備機のままにし
ておいて原子炉の安全性を高めることができる。また、
バックアップ給水ポンプの起動により給水喪失が防げる
とき、もしくは再循環ポンプランバックにより水位の低
下が抑制できるときには、不必要な原子炉スクラムを避
けることができ、プラントの運転稼働率を向上すること
ができる。According to the present invention, when the feed water pump trips, it is possible to suppress the decrease in the reactor water level by the early reactor scrum, and the reactor is left as a standby unit without using the emergency core cooling system. Can increase the safety of. Also,
When the loss of water supply can be prevented by starting the backup water supply pump, or when the reduction in water level can be suppressed by the recirculation pump runback, unnecessary reactor scrum can be avoided and the operating rate of the plant can be improved. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第１の実施例を示す系統図。FIG. 1 is a system diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明を用いた場合における給水ポンプ２台ト
リップ時の原子炉水位制御の効果を示すグラフ。FIG. 2 is a graph showing the effect of reactor water level control when two feed pumps are tripped when the present invention is used.

【図３】本発明の第２の実施例を示す系統図。FIG. 3 is a system diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図４】本発明の第３の実施例を示す系統図。FIG. 4 is a system diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図５】第３の実施例における給水能力演算器のロジッ
クを示す図。FIG. 5 is a diagram showing the logic of a water supply capacity calculator in the third embodiment.

【図６】原子炉プラントの給水系を示す概略図。FIG. 6 is a schematic diagram showing a water supply system of a nuclear reactor plant.

【符号の説明】 １ 原子炉 ２ 主蒸気管 ３ タービン ４ 復水器 ５Ａ，５Ｂ タービン駆動給水ポンプ ６Ａ，６Ｂ モータ駆動給水ポンプ ７ 再循環ポンプ ８ 再循環流量制御装置 ９ 制御棒 １０ 制御棒駆動装置 ２０ 原子炉緊急停止装置 ２１ 時間遅れ ２２ メモリ回路 ２３ 給水能力演算器[Explanation of symbols] 1 reactor 2 main steam pipe 3 turbine 4 condenser 5A, 5B turbine driven water feed pump 6A, 6B motor driven water feed pump 7 recirculation pump 8 recirculation flow control device 9 control rod 10 control rod drive device 20 Reactor emergency stop device 21 Time delay 22 Memory circuit 23 Water supply capacity calculator

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】給水ポンプの運転状態信号から、現在の給
水能力推定値およびバックアップ給水ポンプが起動した
場合の給水能力予測値とを演算する給水能力演算器を備
え、前記給水能力推定値が原子炉出力より小さく、前記
給水能力予測値も原子炉出力より小さいとき再循環ポン
プランバック指令を出し、前記給水能力予測値が再循環
ポンプランバック後の原子炉出力より小さいときには給
水喪失と判定し、前記給水能力予測値が再循環ポンプラ
ンバック後の原子炉出力より大きいときにはバックアッ
プ給水ポンプの起動を待って、原子炉スクラム指令を出
す原子炉出力の制御方法。1. A water supply capacity calculator for calculating a current water supply capacity estimated value and a water supply capacity estimated value when a backup water supply pump is activated from a water supply pump operating state signal, wherein the water supply capacity estimated value is an atomic value. If it is smaller than the reactor power and the water supply capacity prediction value is also smaller than the reactor power, a recirculation pump runback command is issued, and if the water supply capacity prediction value is smaller than the reactor power after the recirculation pump runback, it is judged that the water supply is lost. A method for controlling the reactor output, which waits for activation of the backup water supply pump and issues a reactor scrum command when the predicted value of the water supply capacity is larger than the reactor output after the recirculation pump runback. 【請求項２】制御棒を挿入することにより原子炉を停止
させる制御棒駆動装置を備えた沸騰水型原子炉の出力制
御装置において、給水ポンプの運転状態信号と原子炉出
力信号から給水能力が喪失したと判定する判定手段と、
この判定結果により前記制御棒駆動装置に原子炉スクラ
ム指令を出して原子炉を停止させるスクラム指令発信手
段とを有する、原子炉水位の低下を抑制する原子炉出力
制御装置。2. A power control device for a boiling water reactor equipped with a control rod drive device for stopping a reactor by inserting a control rod, wherein a water supply capacity is determined from an operation state signal of a water supply pump and a reactor output signal. Judgment means to judge that it has been lost,
A reactor output control device for suppressing a decrease in reactor water level, comprising: a scram command transmission means for issuing a reactor scrum command to the control rod drive device based on the result of this determination to stop the reactor. 【請求項３】判定手段は、すべての給水ポンプからのト
リップ信号と原子炉出力信号から給水能力が喪失したと
判定し、前記スクラム指令発信手段は、再循環流量制御
装置へ再循環ポンプランバック指令を与え、前記制御棒
駆動装置に原子炉スクラム指令を出すことを特徴とする
請求項２の原子炉出力制御装置。3. The determining means determines from the trip signals and reactor output signals from all of the feed pumps that the feed water capacity has been lost, and the scrum command sending means sends the recirculation pump runback to the recirculation pump controller. The reactor output control device according to claim 2, wherein a command is given to issue a reactor scrum command to the control rod drive device. 【請求項４】判定手段は、すべての常用給水ポンプから
のトリップ信号と原子炉出力信号から給水能力が喪失し
たと判定し、前記スクラム指令発信手段は、再循環流量
制御装置へ再循環ポンプランバック指令を与え、バック
アップ給水ポンプが起動しない時に、前記制御棒駆動装
置に原子炉スクラム指令を出す請求項３の原子炉出力制
御装置。4. The determination means determines from the trip signals and reactor output signals from all the service water pumps that the water supply capacity has been lost, and the scrum command transmission means sends the recirculation pump run to the recirculation pump controller. The reactor power control system according to claim 3, wherein a back command is given, and when the backup feed pump is not started, a scram command is issued to the control rod drive device.