(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器底部に設置されたインターナルポンプと、このインターナルポンプを駆動する電源装置とを備えたインターナルポンプ設備において、前記電源装置を一定時間オンとしてインターナルポンプを寸動する寸動手段と、寸動中の電流値およびポンプ回転数に関する情報を取り込み、これらの値が許容値内にあるか否かによりその後の連続運転の可否を判定する連続運転判定部と、この連続運転判定部により連続運転が可能と判断された場合に前記電源装置を連続オンとする起動制御装置を設けたことを特徴とするインターナルポンプ設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は沸騰水型原子力発電プラントにおけるインターナルポンプの停止時および再起動時等における操作ならびに監視等についての運転員の負担軽減あるいは機器の保護等を図ったインターナルポンプ設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水型原子力発電プラントのインターナルポンプ設備は、配管破断による原子炉冷却材喪失の阻止、あるいはプラントの出力の制御性向上等を目的として設置されている。
【０００３】
図７は、このようなインターナルポンプ設備の従来構成を示している。
【０００４】
この図７に示すように、原子炉圧力容器１の底部にインターナルポンプ２が設置され、中央制御室３にインターナルポンプ２の回転数を検出する回転数計４が導かれている。また、インターナルポンプ２には、可変周波数可変電圧電源装置５が接続され、この可変周波数可変電圧電源装置５には電流計６および周波数計７が設けられている。さらに、中央制御室３にはインターナルポンプ２の操作盤８が設けられ、この操作盤８には操作スイッチ９が設けられている。
【０００５】
また、図８は図７に示したインターナルポンプ２に設けられる従来のポンプ回転数検出手段を示している。この図８に示すように、インターナルポンプ２の回転部の外周面に被検体としての回転数検出用突起１０が設けられ、この突起１０をインターナルポンプ２の周方向に設置したセンサ１１によって検知し、このセンサ１１から１秒間に発生したパルスをカウンタ１２によって回転数に換算する構成とされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来のインターナルポンプの起動方法では、運転中のインターナルポンプを最低速度まで下げてから起動する。この方法とは別にインターナルポンプを１台起動した時の原子炉が受ける外乱が少ないことから、運転中のインターナルポンプの速度をなるべく高い状態で起動することによりプラントの稼働率を上げる起動方法もある。
【０００７】
しかしながら、この方法による起動では、場合によりインターナルポンプの軸受の静止摩擦力、および流体抵抗を原因とした渦電流によるトリップという問題がある。
【０００８】
また、原子炉出力運転中のインターナルポンプ停止時は自然循環力により無負荷で回転して原子炉インターナルポンプを損傷するという問題と、起動・停止時にインターナルポンプが回転したかどうか確認するための回転計は６０回転／分以下の回転数を検出できないという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、第１の目的は、起動時のトリップ防止、監視の容易化および起動の自動化等により運転員の負担軽減を図ることにある。
【００１０】
また、第２の目的は、インターナルポンプ停止時の損傷防止とともに、インターナルポンプ停止時の低回転数の検出を可能として停止を確実に行えるようにして運転員の負担軽減を図ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明では、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器底部に設置されたインターナルポンプと、このインターナルポンプを駆動する電源装置とを備えたインターナルポンプ設備において、前記電源装置を一定時間オンとしてインターナルポンプを寸動する寸動手段と、寸動中の電流値およびポンプ回転数に関する情報を取り込み、これらの値が許容値内にあるか否かによりその後の連続運転の可否を判定する連続運転判定部と、この連続運転判定部により連続運転が可能と判断された場合に前記電源装置を連続オンとする起動制御装置を設けたことを特徴とするインターナルポンプ設備を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
［第１実施形態］（図１）
本実施形態は、一旦停止したインターナルポンプを手動操作によって再起動する場合に好適なインターナルポンプ設備と、この起動時における操作方法とについてのものであり、図１はインターナルポンプ設備の全体構成を示している。
【００１４】
本実施形態のインターナルポンプ設備では、図１に示すように、原子炉圧力容器１の底部にインターナルポンプ２が設置され、中央制御室３にインターナルポンプ２の回転数を検出する回転数計４が導かれている。また、インターナルポンプ２には、可変周波数可変電圧電源装置５が接続され、この可変周波数可変電圧電源装置５には電流計６および周波数計７が設けられている。さらに、中央制御室３にはインターナルポンプ２の操作盤８が設けられている。
【００１５】
このものにおいて、中央制御室３に可変周波数可変電圧電源装置５からポンプ起動時の電流値、電圧値またはポンプ回転数に関する情報をとり込んでその表示を行う起動監視装置１３が設けられ、この起動監視装置１３は可変周波数可変電圧電源装置５の電流計６および周波数計７に信号伝送用のケーブル１４，１５によってそれぞれ接続されている。また、操作盤８には、ポンプ起動時の電流供給をオン・オフするための操作スイッチ９が設けられている。
【００１６】
操作員は、このような起動監視装置１３および操作スイッチ９を使用して、ポンプ起動時の電流値、電圧値またはポンプ回転数が許容値内にある場合にポンプ起動を行わせる操作を行う。
【００１７】
例えば、操作スイッチ９を一定時間オンとする寸動を実施し、起動監視装置１３によってインターナルポンプが回転し始めたことを確認するとともに、周波数の増加に伴って電流が増加ピークを形成し、そのピーク値が可変周波数可変電圧電源装置５の許容範囲内であることを確認した後、操作スイッチ９によりインターナルポンプ２を起動する。なお、周波数が上昇し始めても電流値にピーク値が現れず、同電流が継続して上昇傾向を示すような場合には、起動時の回転数が許容値を超えた異常と判断し、運転を停止する。
【００１８】
本実施形態によれば、インターナルポンプ２の再起動時に操作員が直接パラメータを監視することによりインターナルポンプ２または駆動装置の異常を容易に発見することができる。
【００１９】
［第２実施形態］（図２）
本実施形態は、一旦停止したインターナルポンプを自動操作によって再起動する場合に好適なインターナルポンプ設備と、その起動時における自動操作方法についてのものであり、図２は本実施形態自動操作用の起動制御装置を示す機能ブロック図である。なお、設備全体の構成については、図１に示すものと略同様であるから、図１を参照する。
【００２０】
本実施形態のインターナルポンプ設備では、図１に示す原子炉圧力容器１の底部に設置されたインターナルポンプ２と、このポンプを駆動する可変周波数可変電圧電源装置５とを備えたインターナルポンプ設備において、図２に示すように、起動制御装置１６として、可変周波数可変電圧電源装置を一定時間オンとしてポンプ寸動を行わせる寸動手段である切タイマ１７と、寸動中の電流値、電圧値またはポンプ回転数に関する情報をとり込み、それらの値が許容値内にあるか否かによりその後の連続運転の可否を判定する連続運転判定部１８と、この連続運転判定部１８によりその後の連続運転が可能と判断された場合に自動的に可変周波数可変電圧電源装置５を連続オンとする自動操作スイッチである入タイマ１９とを有している。
【００２１】
即ち、切タイマ１７は、インターナルポンプ起動信号Ｓ１を入力信号とし、例えば５秒後にオフにすることでインターナルポンプ寸動信号Ｓ２を出力するように構成されている。
【００２２】
連続運転判定部１８は、インターナルポンプ起動信号Ｓ１、可変周波数可変電圧電源装置５の電流信号Ｓ３および回転数信号Ｓ４を入力信号とし、インターナルポンプ運転信号Ｓ５を出力するように構成されている。
【００２３】
入タイマ１９は、連続運転判定部１８から入力される信号を例えば３０秒後にインターナルポンプ運転信号Ｓ５として出力するように構成されている。
【００２４】
このように構成された起動制御装置１６においては、次のような自動操作が行われる。即ち、インターナルポンプ起動信号Ｓ１は切タイマ１７によりインターナルポンプ寸動信号Ｓ２を５秒間出力することで、原子炉インターナルポンプの寸動を実施し、５秒後に停止する。
【００２５】
連続運転判定部１８は、５秒の間に、回転数信号Ｓ４の値が上昇し、回転数上昇に伴い電流信号Ｓ３に上昇ピークが発生し、かつ上昇ピークが許容値内に収まっているという条件を満たした場合に、入タイマ１９を通して３０秒後にインターナルポンプ運転信号Ｓ５を出力して、インターナルポンプを起動する。
【００２６】
また、上記の条件を満たさない場合には、インターナルポンプ運転信号Ｓ５を出力せず、インターナルポンプは起動しない。
【００２７】
本実施形態によれば、ポンプ起動時の電流値、電圧値またはポンプ回転数等が許容値内にある場合にのみポンプ起動を自動的に行わせることができるので、インターナルポンプ起動の自動化、信頼性の向上および運転員の負担軽減を図ることができる。
【００２８】
［第３実施形態］（図３）
本実施形態は、原子炉圧力容器底部に、複数のインターナルポンプが配置されている場合の全ポンプ停止を行う操作方法であって、原子炉出力運転時における逆流トルクおよび回転抵抗の差に基づいて最も停止し易い特性をもつポンプを、他のポンプから時間差をもって最後に停止させるようにしたものであり、図３はその一例を示す説明図である。
【００２９】
この図３に示すように、本実施形態では原子炉圧力容器１の底部に７体のインターナルポンプ２が環状に配置されており、そのうち一つのインターナルポンプ２ａが他のインターナルポンプ２ｂに比して最も停止し易い構成となっている（実機試験等によりデータ的に得られる）。
【００３０】
このように構成されたインターナルポンプ設備において、原子炉出力運転時に停止する場合、インターナルポンプ２を順次停止するが、その際に最も停止し易いインターナルポンプ２ａを最後に停止することで、自然循環力による回転を避けることができる。
【００３１】
このような手順で停止する本実施形態の操作方法によると、インターナルポンプ停止時の確実性の向上および損傷を防止することができる。
【００３２】
［第４実施形態］（図４）
本実施形態は、原子炉圧力容器底部に設置されたインターナルポンプの回転部に、その回転部の外周面に配置されて一体回転する被検体を設けるとともに、その回転部の周囲に配置されて被検体を検出することによりポンプ回転数を求めるようにしたインターナルポンプ設備において、被検体として、少数の高速回転検出用被検体と、周方向に等間隔で配置された複数の低速回転用被検体とを備えたものであり、図４はその一例を示す説明図である。
【００３３】
この図４に示すように、本実施形態ではインターナルポンプ２の回転部の外周面に被検体として複数、例えば図８個の回転数検出用突起１０が周方向に等間隔で設けられ、そのうち一つの突起１０ａが高回転用突起として長く、また他の突起１０ｂが低回転用突起として短く構成されている。そして、インターナルポンプ２の周方向に設置したセンサ１１によって各突起１０ａ，１０ｂを検知し、このセンサ１１から１秒間に発生したパルスをカウンタ１２によって回転数に換算する構成とされている。即ち、高回転時には長い突起１０ａのみによって回転数が検出され、短い突起１０ｂは外乱となるだけであるが、低回転時にはいずれの突起１０ａ，１０ｂによっても回転数が検出される。
【００３４】
このような回転数検出装置を有するインターナルポンプ設備において、インターナルポンプ２を停止して回転数が減少した場合には、１／８回転で１個配置された低回転数検出用突起１０ｂを検出して低回転数センサ１１が発生したパルスを回転数に変換するため、例えば７．５回転／分まで回転数を測定することができる。
【００３５】
したがって、本実施形態によれば、インターナルポンプの停止時における低回転数を検出することができるため、操作性の向上が図れるとともに、インターナルポンプの損傷を防止することができる。
【００３６】
［第５実施形態］（図５）
本実施形態は、原子炉圧力容器底部に設置されたインターナルポンプの回転部に、ポンプ停止手段として回転部の周辺側から制動力を付与するブレーキ装置を設けたものであり、図５はその一例を示す構成図である。
【００３７】
この図５に示すように、本実施形態ではインターナルポンプ２の外周側に等間隔で複数のブレーキ２０が設けられている。
【００３８】
このようなポンプ停止手段を有する本実施形態のインターナルポンプ装置によれば、インターナルポンプ２を停止しても回転数が減少しない場合に、各ブレーキ２８をインターナルポンプ２の回転部に押し付けることで、偏心のおそれなく制動力を作用させることができ、自然循環力による回転を避けることができる。
【００３９】
したがって、本実施形態によれば、インターナルポンプ停止時の回転を確実に避けることができ、損傷防止が有効的に図れるようになる。
【００４０】
［第６実施形態］（図６）
本実施形態は、ポンプ停止手段として、インターナルポンプと可変周波数可変電圧電源装置との間に、負荷接続によりインターナルポンプへの逆トルクを発生させる回生運転装置を設けたものであり、図６はその一例を示す構成図である。
【００４１】
この図６に示すように、本実施形態では、インターナルポンプ２と可変周波数可変電圧電源装置５との間に設置されるインターナルポンプ回生運転装置２１が、例えばポンプ停止時に切換スイッチによりインターナルポンプ２が負荷側に切換わることにより、インターナルポンプ２に逆起動力を発生させ、それによる逆起電力に基づく逆トルクで低回転運転となったインターナルポンプ２を停止させる構成となっている。
【００４２】
このように構成されたインターナルポンプ停止装置においては、インターナルポンプ２を停止する場合、停止操作と併せてインターナルポンプ回生運転装置２１によるインターナルポンプ２の回生運転を行う、そして、回生運転により発生した逆トルクが停止を容易にし、自然循環による回転を避けることができる。
【００４３】
したがって、本実施形態によっても、インターナルポンプ停止時の回転を避けることで損傷を防止することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によれば、電源装置を一定時間オンとする寸動を実施し、電流が継続して上昇傾向を示すような場合には、起動時の回転数が許容値を超えた異常と判断し、運転を停止することができる。したがって、駆動装置の異常を容易に発見することができ、インターナルポンプの損傷を防止することができる。また、インターナルポンプの再起動時に操作員が直接パラメータを監視することにより、ポンプ起動時の電流値、電圧値またはポンプ回転数等が許容値内にある場合にのみポンプ起動を自動的に行わせることができるので、インターナルポンプまたは駆動装置の異常を容易に発見することができ、インターナルポンプ起動の自動化、信頼性の向上および運転員の負担軽減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態を示す全体説明図。
【図２】  本発明の第２実施形態を示す部分説明図。
【図３】  本発明の第３実施形態を示す部分説明図。
【図４】  本発明の第４実施形態を示す部分説明図。
【図５】  本発明の第５実施形態を示す部分説明図。
【図６】  本発明の第６実施形態を示す部分説明図。
【図７】  従来例を示す全体説明図。
【図８】  従来例を示す部分説明図。
【符号の説明】
１  原子炉圧力容器
２，２ａ，２ｂ  インターナルポンプ
３  中央制御室
４  回転数計
５  可変周波数可変電圧電源装置
６  電流計
７  周波数計
８  操作盤
９  操作スイッチ
１０，１０ａ，１０ｂ  回転数検出用突起
１１  センサ
１２  カウンタ
１３  起動監視装置
１４，１５  ケーブル
１６  起動制御装置
１７  切タイマ
１８  連続運転判定部
１９  入タイマ
２０  ブレーキ
２１  インターナルポンプ回生運転装置
【図１】
0003875372.tif 000002
【図２】
0003875372.tif 000003
【図３】
0003875372.tif 000004
【図４】
0003875372.tif 000005
【図５】
0003875372.tif 000006
【図６】
0003875372.tif 000007
【図７】
0003875372.tif 000008
【図８】
0003875372.tif 000009