(57)【要約】【課題】  本発明は原子力プラントにおいて、タービントリップまたは負荷遮断のプラント異常時にＰＬＲポンプを高速，安全にトリップさせることを実現した原子力プラントを提供することにある。【解決手段】  本発明は原子炉冷却材再循環ポンプモータを有する原子力発電プラントにおいて、原子炉冷却材再循環ポンプモータへ給電する所内高圧母線と、所内高圧母線に接続される第１の遮断器と、この第１の遮断器に接続される電圧形インバータと、電圧形インバータの出力側に設けられた第２の遮断器とを備え、この第２の遮断器を介して原子炉冷却材再循環ポンプモータに給電することを特徴とするものである。【選択図】図１
2005201834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉冷却材再循環ポンプモータを有する原子力発電プラントにおいて、
前記原子炉冷却材再循環ポンプモータへ給電する所内高圧母線と、
該内高圧母線に接続される第１の遮断器と、
該第１の遮断器に接続される電圧形インバータと、
該電圧形インバータの出力側に設けられた第２の遮断器と、
該第２の遮断器を介して前記原子炉冷却材再循環ポンプモータに給電することを特徴とする原子力発電プラント。
【請求項２】
請求項１の原子力発電プラントにおいて、
前記第２の遮断器として２つの遮断器を設け、
前記原子炉冷却材再循環ポンプを緊急停止する再循環ポンプトリップ信号で、
前記電圧形インバータの出力側に設けた２つの遮断器を開放し、原子炉冷却材再循環ポンプモータを停止することを特徴とする原子力発電プラント。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の原子力発電プラントにおいて、
前記再循環ポンプトリップ信号で、前記電圧形インバータの運転を停止するとともに、電圧形インバータの出力側に設けた遮断器を開放することを特徴とする原子力発電プラント。
【請求項４】
請求項２の原子力発電プラントにおいて、
前記再循環ポンプトリップ信号の発生後、電圧形インバータの運転を停止する機能を備えることを特徴とする原子力発電プラント。
【請求項５】
可変速流体継手を有する原子炉冷却材再循環ポンプモータシステムを備えた原子力発電プラントのリプレース方法において、
前記可変速流体継手、前記可変速流体継手に接続される可変速流体継手用のモータ及び発電機を取り除き、
該可変速流体継手用のモータに接続していた遮断器の前記原子炉冷却材再循環ポンプモータ側に電圧形インバータを設け、
該電圧形インバータと前記原子炉冷却材再循環ポンプモータとを遮断器を介して接続させたことを特徴とする原子力発電プラントのリプレース方法。
【請求項６】
請求項５の原子力発電プラントのリブレース方法において、
該電圧形インバータと前記原子炉冷却材再循環ポンプモータとを２つの遮断器を介して接続させたことを特徴とする原子力発電プラントのリプレース方法。
【請求項７】
電流形インバータを有する原子炉冷却材再循環ポンプモータシステムを備えた原子力発電プラントのリプレース方法において、
前記電流形インバータを取り除き、
該電流形インバータに接続していた遮断器の前記原子炉冷却材再循環ポンプモータ側に電圧形インバータを設け、
該電圧形インバータと前記原子炉冷却材再循環ポンプモータとを遮断器を介して接続させたことを特徴とする原子力発電プラントのリプレース方法。
【請求項８】
請求項７の原子力発電プラントのリプレース方法において、
該電圧形インバータと前記原子炉冷却材再循環ポンプモータとを２つの遮断器を介して接続させたことを特徴とする原子力発電プラントのリプレース方法。
【請求項９】
原子炉冷却材再循環ポンプモータを有する原子力発電プラントの運転方法において、
前記原子炉冷却材再循環ポンプモータへ給電する所内高圧母線と、
該所内高圧母線に接続される第１の遮断器と、
該遮断器に接続される電圧形インバータと、
該電圧形インバータの出力側に設けられた第２の遮断器と、
前記原子炉冷却材再循環ポンプモータは前記第２の遮断器を介して給電され、
前記再循環ポンプトリップ信号の発生後、前記電圧形インバータの運転を停止することを特徴とする原子力発電プラントの運転方法。
【請求項１０】
原子炉冷却材再循環ポンプモータを有する原子力発電プラントにおいて、
前記原子炉冷却材再循環ポンプモータへ給電する所内高圧母線と、
該内高圧母線に接続された電圧形インバータと、
該電圧形インバータにより前記原子炉冷却材再循環ポンプモータに給電することを特徴とする原子力発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントに係り、特に原子炉冷却材再循環ポンプを運転，制御することに適した原子力発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、沸騰水型軽水炉（以下、ＢＷＲと称す）プラントの原子炉出力の出力制御については、炉心の流量制御を原子炉冷却材再循環系（以下Primary Loop Recircu1ation以下
ＰＬＲと略す）ポンプで行い、ＢＷＲプラントでは、原子炉冷却材再循環ポンプ電源装置として、ＰＬＲポンプのモータの回転速度を可変速制御するために可変速流体継手を備えた通称ＭｆＧセットを用いている。
【０００３】
このＭｆＧセットは所内高圧母線からの電力を、誘導電動機から可変速流体継手により運動エネルギーに変換した後、発電機に送ってこの発電機からＰＬＲポンプモータに電力を供給するものであり、炉心の流量を制御する際には原子炉再循環系制御部からの再循環系制御信号により、可変速流体継手の運動量を制御することでＰＬＲポンプモータの回転速度を調整して炉心流量を制御している。
【０００４】
一方、その他の従来例として、近年の大容量パワーデバイスの発展により、原子力プラントでＭｆＧセットのかわりに電流形インバータを適用した原子炉冷却材再循環ポンプ電源装置が特開平８−８００６１号公報に示されている。この従来例では電流形インバータの適用により、ＭｆＧセットの補機類である可変速流体継手、回転機そして油装置等が不要になるため保守性が向上し、低出力時の効率や速度制御の線形性が向上する特徴がある。
【０００５】
図２に原子炉冷却材再循環ポンプ電源装置に電流形インバータ１４を適用した従来の原子力プラントを示す。所内高圧母線１，所内高圧電源盤に内蔵されたインバータ受電遮断器１３，電流形インバータ１４からなる電源構成で、原子炉再循環制御部（ＲＦＣ）９からのインバータ制御信号１８で電流形インバータ１４を制御するインバータ制御部１２を備えて、ＰＬＲポンプモータ７に電力を供給しＰＬＲポンプ８を運転する。
【０００６】
ここで、電流形インバータ１４は電気回路的には電流源の役割を果たすため、インバータ出力側を開放する無負荷運転が出来ない。このため、タービントリップまたは負荷遮断のプラント異常時には、再循環ポンプトリップ制御部（ＲＰＴ）１０からのＲＰＴ信号
１７により、インバータ受電遮断器１３をトリップし、同時にインバータ制御部１２を介して電流形インバータ１４を停止することでＰＬＲポンプ８を２台トリップするようにしており、電流形インバータのためＰＬＲポンプを高速，安全にトリップさせることが困難であった。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−８００６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は原子力プラントにおいて、タービントリップまたは負荷遮断のプラント異常時にＰＬＲポンプを高速，安全にトリップさせることを実現した原子力プラントを提供することにある。
【０００９】
また、本発明は原子力プラントのリプレースにおいて、従来のＭｆＧセット又は電流形インバータを用いた原子力プラントからＰＬＲポンプを高速，安全にトリップさせることを実現した原子力プラントにリプレースする技術を提供することにある。
【００１０】
また、本発明は原子力プラントの運転方法において、ＰＬＲポンプを高速，安全にトリップさせることを実現した原子力プラントの運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を実現するために、本発明は原子炉冷却材再循環ポンプモータを有する原子力発電プラントにおいて、原子炉冷却材再循環ポンプモータへ給電する所内高圧母線と、所内高圧母線に接続される第１の遮断器と、この第１の遮断器に接続される電圧形インバータと、電圧形インバータの出力側に設けられた第２の遮断器とを備え、この第２の遮断器を介して原子炉冷却材再循環ポンプモータに給電することを特徴とするものである。
【００１２】
また、上記課題を実現するために、本発明は可変速流体継手を有する原子炉冷却材再循環ポンプモータシステムを備えた原子力発電プラントのリプレース方法において、可変速流体継手に接続される可変速流体継手用のモータ及び発電機を取り除き、可変速流体継手用のモータに接続していた遮断器の原子炉冷却材再循環ポンプモータ側に電圧形インバータを設け、この電圧形インバータと原子炉冷却材再循環ポンプモータとを遮断器を介して接続させたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記課題を実現するために、本発明は電流形インバータを有する原子炉冷却材再循環ポンプモータシステムを備えた原子力発電プラントのリプレース方法において、電流形インバータを取り除き、電流形インバータに接続していた遮断器の原子炉冷却材再循環ポンプモータ側に電圧形インバータを設け、電圧形インバータと原子炉冷却材再循環ポンプモータとを遮断器を介して接続させたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、上記課題を実現するために、本発明は原子炉冷却材再循環ポンプモータを有する原子力発電プラントの運転方法において、原子炉冷却材再循環ポンプモータへ給電する所内高圧母線と、所内高圧母線に接続される第１の遮断器と、遮断器に接続される電圧形インバータと、電圧形インバータの出力側に設けられた第２の遮断器と、原子炉冷却材再循環ポンプモータは第２の遮断器を介して給電され、再循環ポンプトリップ信号の発生後、電圧形インバータの運転を停止することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
以上示したように、本発明によれば、タービントリップまたは負荷遮断のプラント異常時にＰＬＲポンプを高速，安全にトリップさせる原子力プラントを提供出来る。
【００１６】
また、本発明によれば、従来のＭｆＧセット又は電流形インバータを用いた原子力プラントからＰＬＲポンプを高速，安全にトリップさせることを実現する原子力プラントのリプレース技術を提供出来る。
【００１７】
また、本発明によれば、ＰＬＲポンプを高速，安全にトリップさせることを実現した原子力プラントの運転方法を提供出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１に本発明の一実施例である原子力発電プラントを示す。以下、本図に沿って実施の形態を説明する。
【００２０】
図１の原子力発電プラントにおいて、原子炉冷却材再循環ポンプ電源装置は、所内高圧母線１と、所内高圧母線１に接続される遮断器２，遮断器２に接続される電圧形インバータ１５，前記電圧形インバータ１５の出力側に設置された２台のＲＰＴ遮断器６と、このＲＰＴ遮断器６より受電するＰＬＲポンプモータ７とから構成され、原子炉再循環制御部（以下、ＲＦＣと称す）９からの制御信号で電圧形インバータ１５を制御するインバータ制御部１２を備えて、ＰＬＲポンプモータ７に電力を供給し、ＰＬＲポンプ８を運転する。
【００２１】
所内高圧母線１に接続されている遮断器２は通常の開閉操作用のトリップコイルのみを備える構成になっている。
【００２２】
所内高圧母線１から前記遮断器２を介して受電する電圧形インバータ１５は、ＲＦＣ９からの信号を受けるインバータ制御部１２により制御されている。ＲＦＣ９は、炉心流量のプロセス値と指令値との偏差を小さくするインバータ制御信号１８をインバータ制御部１２に出力する。インバータ制御部１２では、インバータ制御信号１８に基づき、電圧形インバータ１５をＰＷＭ制御により、電圧／周波数一定で運転して、ＰＬＲポンプモータ７の回転速度の昇速，減速を行っている。
【００２３】
一般に原子力プラントでは、プラント運転中，タービントリップまたは負荷遮断が起きた場合、燃料の健全性を維持するため、原子炉スクラムと併用し、炉心流量を形成する
ＰＬＲポンプ８，１８を２台同時にトリップして炉心流量を急速に減少させ、原子炉１１の過渡出力上昇を緩和する再循環ポンプトリップ制御を行う。このような制御機能は、再循環ポンプトリップ制御部（以下、ＲＰＴと称す）１０で実施する。このＲＰＴではタービントリップによりタービン主蒸気止め弁が閉鎖した場合、または負荷遮断でタービン蒸気加減弁が閉鎖した場合、検出回路にて各々の弁の閉鎖動作を検知し、再循環ポンプトリップ信号１７（以下、ＲＰＴ信号と略す）を生成する。
【００２４】
ここで、ＲＰＴ信号１７は、２ out of ４論理で生成することにより信号の信頼性を高めており、機器の単一故障等によりＰＬＲポンプ８が誤トリップしないようにしている。さらに、プラント異常時に確実にＰＬＲポンプ８をトリップさせるため、ＲＰＴ信号１７でトリップする機器を多重化している。
【００２５】
本発明の実施例では、電圧形インバータ１５の出力側にＲＰＴによる遮断手段として
ＲＰＴ遮断器６を直列に２つ設けて、再循環ポンプトリップ制御部１０で独立に生成したＲＰＴ信号１７で、各々のＲＰＴ遮断器６を開放することでトリップ動作機器の多重化を図り、プラント異常時に確実にＰＬＲポンプ８をトリップする構成としている。
【００２６】
更に、再循環ポンプトリップ発生後は、インバータの運転が不要になるため、２つ設けたＲＰＴ遮断器６のいずれかの開放信号をインバータ制御部１２に入力して、電圧形インバータ１５を停止させる機能も備えている。
【実施例２】
【００２７】
上述の図１の実施例を変形させたものとして、図３に本発明の他の実施例である原子力発電プラントを示す。本実施例の原子力発電プラントの原子炉冷却材再循環ポンプ用電源装置は、所内高圧母線１と、所内高圧母線１に接続される遮断器２，遮断器２に接続される電圧形インバータ１５，電圧形インバータ１５の出力側に設置された一つのＲＰＴ遮断器６と、ＲＰＴ遮断器６より受電するＰＬＲポンプモータ７とからなる電源構成になっており、ＲＦＣ９からのインバータ制御信号１８で電圧形インバータ１５を制御するインバータ制御部１２を備えて、ＰＬＲポンプモータ７に電力を供給し、ＰＬＲポンプ８を運転する。さらに、タービントリップまたは負荷遮断が起きた場合、燃料の健全性を維持するため、前述の実施例同様、ＲＰＴ１０でＲＰＴ信号１７を生成する。
【００２８】
本実施例では、再循環ポンプトリップ制御部１０において、２ out of ４論理で独立して生成したＲＰＴ信号１７で、一つはＲＰＴ遮断器６を開放し、一つはインバータ制御部１２に入力して電圧形インバータ１５の運転停止する構成を採用している。これより、
ＲＰＴ信号でトリップする機器を多重化し、確実にＰＬＲポンプ８をトリップする構成としている。
【００２９】
尚、上述した実施例では新設の原子力発電プラントに本発明を適用した例を示したが、本発明は既に設けられた原子力発電プラントをリプレースすることによっても実現することが可能である。以下にリプレース工程を説明する。
【００３０】
既設プラントがＭｆＧセットの原子炉冷却材再循環ポンプ電源装置を備えた原子力プラントの場合、まず、可変速流体継手とこの可変速流体継手に接続される可変速流体継手用のモータ及び発電機をプラントから取り除く。そして、可変速流体継手用のモータに接続していた遮断器の原子炉冷却材再循環ポンプモータ側に電圧形インバータを設け、この電圧形インバータと原子炉冷却材再循環ポンプモータとを新たな遮断器を介して接続させることでリプレースが実現できる。
【００３１】
そして、このようにリプレースに適用した本発明によれば、原子力発電プラントをメンテナンスし、長寿命化する場合であっても、既設プラントの原子炉冷却材再循環ポンプ電源装置関係をリプレースする場合、以下の効果がある。
【００３２】
まず、既設プラントがＭｆＧセットの原子炉冷却材再循環ポンプ電源装置を備えた原子力プラントの場合、本発明によれば、ＭｆＧセット及びＭｆＧセット補機類に対する保守性，低出力運転時の効率や速度制御性の向上が実現出来る。さらに、既設のＲＰＴ遮断器及びＲＰＴ遮断器からＰＬＲポンプモータまでのケーブルが流用出来るので、リプレース時の改造工事を低減することが可能である。
【００３３】
更に既設の電流形インバータを有する原子力発電プラントのリブレースに本発明を適用することも可能である。以下にこのリプレース工程を説明する。
【００３４】
既設プラントが電流形インバータを有する原子炉冷却材再循環ポンプ電源装置を備えた原子力プラントの場合、まず、電流形インバータをプラントから取り除く。そして、電流形インバータに接続していた遮断器の原子炉冷却材再循環ポンプモータ側に電圧形インバータを設け、この電圧形インバータと原子炉冷却材再循環ポンプモータとを新たな遮断器を介して接続させることでリプレースが実現できる。
【００３５】
既設のＭｆＧセット等を備えた原子力プラントに対して従来技術で示した電流形インバータを用いた原子炉冷却材再循環ポンプ電源装置を設けるようにリプレースした場合、事前にＰＬＲポンプとの組合せ試験で電流インバータの制御定数を調整する必要があり、改造工事日数が多大になってしまう問題があった。また、電流形インバータを用いた場合、再循環ポンプトリップ機能を実現するため、所内高圧電源盤に特殊仕様であるダブルトリップコイルの遮断器を設ける必要があった。
【００３６】
これに対して、本発明によれば、原子力プラントに対して電圧形インバータを用いるのでＰＬＲポンプとの組合せ試験が基本的に不要であり、リプレース時の改造日数の低減可能を実現できる。
【００３７】
また、本発明の電圧形インバータを用いた原子力プラントによれば、原子炉冷却材再循環ポンプ電源装置に対する所内高圧電源盤の受電遮断器は、プラント補機の高圧モータに用いられている一般的なシングルトリップコイルと同様の遮断器を採用することが可能になるため、所内高圧電源盤に特殊仕様の電源ユニットを設ける必要がなく、電源盤のメンテナンスの容易さ，コスト低減が実現できるとともに、ＰＬＲポンプを高速，安全にトリップさせることを実現した原子力プラントを提供することを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を適用した一実施例の原力発電プラント。
【図２】インバータを用いた従来の原子炉冷却材再循環ポンプ用電源設備。
【図３】本発明の他の実施例の原力発電プラント。
【符号の説明】
【００３９】
１…所内高圧母線、２…遮断器、３…誘導電動機、４…可変速流体継手、５…発電機、
６…ＲＰＴ遮断器、７…ＰＬＲポンプモータ、８…ＰＬＲポンプ、９…原子炉再循環制御部、１０…再循環ポンプトリップ制御部、１１…原子炉、１２…インバータ制御部、１３…インバータ受電遮断器、１４…電流形インバータ、１５…電圧形インバータ、１６…原子炉再循環系制御信号、１７…ＲＰＴ信号、１８…インバータ制御信号。
【図１】
2005201834.tif 000003
【図２】
2005201834.tif 000004
【図３】
2005201834.tif 000005