JP2006112402A - Nuclear power plant and method of operation control for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子炉圧力容器から蒸気タービンに供給される蒸気の圧力を一定に調整し、原子炉出力を一定に維持させるに好適な原子炉発電プラントおよびその運転制御方法に関する。 The present invention relates to a nuclear power plant suitable for adjusting the pressure of steam supplied from a reactor pressure vessel to a steam turbine to maintain a constant reactor output and an operation control method thereof.
沸騰水型原子力発電プラントでは、原子炉圧力容器の炉心内圧力が低下すると、炉水中ボイドの割合が増加して中性子を吸収するため、核分裂が抑制される。これに伴う原子炉出力の低下がないように調整するため、原子炉圧力容器からの蒸気を蒸気タービンに供給する際、蒸気圧力調整が行われており、その構成として図9に示すものがある。 In a boiling water nuclear power plant, when the pressure in the core of the reactor pressure vessel decreases, the proportion of voids in the reactor water increases and neutrons are absorbed, so that fission is suppressed. In order to adjust the reactor power so that there is no decrease in the reactor power, the steam pressure is adjusted when the steam from the reactor pressure vessel is supplied to the steam turbine. .
原子力発電プラントは、原子炉圧力容器1、高圧タービン2、組み合せ中間弁3、低圧タービン4、復水器5を備え、原子炉圧力容器1から発生した蒸気を高圧タービン2で膨張仕事して動力を発生させ、膨張仕事を終えた高圧タービン排気を組み合せ中間弁3を介して低圧タービン4に供給し、ここでも膨張仕事をして動力を発生させ、低圧タービン4で膨張仕事を終えた低圧タービン排気を復水器5で凝縮させ、復水・給水として原子炉圧力容器1に再び戻している。
The nuclear power plant includes a reactor pressure vessel 1, a high-
また、原子力発電プラントは、原子炉圧力容器1と高圧タービン2とを、例えば、4本の主蒸気管6および主蒸気リード管7で接続させている。
In the nuclear power plant, the reactor pressure vessel 1 and the high-
主蒸気管6および主蒸気リード管7には、管本数共用の圧力ヘッダ8のほかに、管本数に対応させて圧力計9、主蒸気止め弁10、蒸気加減弁11を備え、原子炉圧力容器1から供給された蒸気を一旦圧力ヘッダ8に集めた後、蒸気加減弁11で流量調整し、高圧タービン2に供給している。
The
また、圧力ヘッダ8は、途中にタービンバイパス弁12を介装させて復水器5に接続するタービンバイパス管14を備え、負荷遮断等緊急事象が発生したとき、主蒸気止め弁10または蒸気加減弁11を閉弁させ、原子炉圧力容器1から発生した蒸気を、直接、復水器13に流し、事故復帰までの間、原子炉圧力容器1を停止させずに待機運転を行わせている。
Further, the
このような構成を備える原子力発電プラントにおいて、原子炉圧力容器1から発生した蒸気を高圧タービン2に供給する際の蒸気圧力一定制御は、蒸気加減弁11が行っていた。
In the nuclear power plant having such a configuration, the
すなわち、蒸気加減弁11には、圧力計9から検出した実蒸気圧力信号のほかに、設定蒸気圧力信号、タービン速度信号、タービン負荷信号等を演算する演算回路(図示せず)が設けられており、これら各信号を演算回路で演算させて弁開閉信号を作り出し、作り出された演算信号に基づいて弁体を開閉させ、蒸気圧力一定に調整し、調整した蒸気圧力一定に基づいて原子炉出力を一定に維持させていた。
That is, the
なお、蒸気圧力一定に調整する発明には、例えば、特開平5−312995号公報(特許文献1)や特開昭61−218996号公報(特許文献2)等数多くの発明が開示されている。
上述特許文献1や特許文献2は、検出した蒸気圧力信号等を基にして演算し、弁開閉信号を作り出し、作り出した弁開閉信号を蒸気加減弁11に与え、原子炉圧力容器1からの蒸気圧力を一定に調整し、調整した蒸気圧力一定の基に原子炉一定出力を維持させているが、演算回路が比較的簡素であり、操作も容易であることから今日でもより多く使用されている。
In Patent Document 1 and
しかし、それでも幾つかの問題も抱えており、その一つに弁開閉の際に発生する圧力損失がある。 However, it still has some problems, one of which is the pressure loss that occurs when the valve opens and closes.
従来、蒸気加減弁11は、運転中、系統周波数が変動し、これに伴って蒸気圧力が変動した場合、直ぐさま弁体、例えば4個の弁体を開閉させている。その際、4弁体を同時に開閉させる絞り運転(フル・アーク・アドミッション)を行う関係上、発生する圧力損失が大きくなっている。
Conventionally, when the system frequency fluctuates during operation and the steam pressure fluctuates accordingly, the
圧力損失が大きくなると、電気出力(発電端出力)を発生させるに必要なエネルギ消費も大きくなり、例えば、100万kWクラスの発電所で蒸気加減弁の損失を1kg/cm2低下させるだけで、年間数千万円の電気料金に見合うだけの余分のエネルギが消費される。 When the pressure loss increases, the energy consumption required to generate the electrical output (power generation end output) also increases. For example, by reducing the loss of the steam control valve by 1 kg / cm 2 in a 1 million kW class power plant, Excess energy is consumed to meet the electricity bill of tens of millions of yen per year.
このため、タービン産業分野では、競争力強化の下、タービン性能向上の一環として、例えば、特開2002−97903号公報に見られるように、蒸気通路を簡素化させる構造上の改良が行われ、圧力損失をより一層少なくさせ、電気出力をより一層増加させる技術が提案され、最近の蒸気加減弁の圧力損失は少なくなっている。 For this reason, in the turbine industry field, as a part of improving turbine performance under strengthening competitiveness, for example, as seen in JP-A-2002-97903, structural improvements that simplify the steam passage are performed, A technique for further reducing the pressure loss and further increasing the electric output has been proposed, and the pressure loss of the recent steam control valve has been reduced.
しかし、その反面、蒸気加減弁11は、圧力損失を少なくするあまり、制御特性上、大きな圧力変動があってもそれを調整できるだけの余裕がない設計になっている。このため、蒸気加減弁11の入口側で設計上許される範囲を超えて大きな蒸気圧力変動があった場合、蒸気圧力を一定に調整することができず、蒸気圧力一定の下、原子炉出力を一定に維持させる設計思想に大きなダメージを与える一抹の不安が残されていた。
On the other hand, the
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、圧力損失を少なくさせた蒸気加減弁を有効に活用し、エネルギ損失を少なくさせて電気出力を増加させる一方、原子炉圧力容器からの蒸気の圧力が予め定められた圧力(定格圧力)よりも高低変動していても予め定められた圧力(定格圧力)に容易に調整でき、原子炉出力一定維持を充分に満たす原子力発電プラントおよびその運転制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on such circumstances, and effectively uses a steam control valve with reduced pressure loss, reduces energy loss and increases electrical output, while reducing the pressure from the reactor pressure vessel. A nuclear power plant that can be easily adjusted to a predetermined pressure (rated pressure) even if the steam pressure fluctuates higher or lower than a predetermined pressure (rated pressure), and that sufficiently maintains a constant reactor output, and its An object is to provide an operation control method.
本発明に係る原子力発電プラントは、上述の目的を達成するために、原子炉圧力容器と蒸気タービンを接続する主蒸気管に、圧力ヘッダ、主蒸気止め弁および蒸気加減弁を介装させ、前記原子炉圧力容器からの蒸気の流量を前記蒸気加減弁で制御して蒸気タービンに供給し、前記蒸気タービンで動力を発生させ、タービン排気を復水器で凝縮させて前記原子炉圧力容器に戻し、前記原子炉圧力容器からの蒸気を復水器に逃がすタービンバイパス管で前記圧力ヘッダと前記復水器とを接続する構成の原子力発電プラントにおいて、前記圧力ヘッダの下流側と前記蒸気加減弁の上流側の間の前記主蒸気管に入力側が接続され、前記原子炉圧力容器からの蒸気の圧力を調整する蒸気圧力調整装置を備えたものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the nuclear power plant according to the present invention includes a pressure header, a main steam stop valve, and a steam control valve in a main steam pipe connecting a reactor pressure vessel and a steam turbine, The steam flow from the reactor pressure vessel is controlled by the steam control valve and supplied to the steam turbine, power is generated by the steam turbine, and the turbine exhaust is condensed by the condenser and returned to the reactor pressure vessel. , In a nuclear power plant configured to connect the pressure header and the condenser with a turbine bypass pipe that allows steam from the reactor pressure vessel to escape to the condenser, the downstream side of the pressure header and the steam control valve An input side is connected to the main steam pipe between the upstream side, and a steam pressure adjusting device for adjusting the pressure of the steam from the reactor pressure vessel is provided.
また、本発明に係る原子力発電プラントは、上述の目的を達成するために、前記蒸気圧力調整装置の出力側を蒸気タービンの低圧タービンの入口側に接続させる構成にしたものである。 The nuclear power plant according to the present invention is configured to connect the output side of the steam pressure adjusting device to the inlet side of the low-pressure turbine of the steam turbine in order to achieve the above-described object.
また、本発明に係る原子力発電プラントは、上述の目的を達成するために、前記蒸気圧力調整装置は、リリーフ弁と蒸気リリーフ管とで構成したものである。 In addition, in the nuclear power plant according to the present invention, the steam pressure adjusting device includes a relief valve and a steam relief pipe in order to achieve the above-described object.
また、本発明に係る原子力発電プラントは、上述の目的を達成するために、前記蒸気リリーフ管は、減圧装置を備えたものである。 In addition, in the nuclear power plant according to the present invention, the steam relief pipe includes a decompression device in order to achieve the above-described object.
また、本発明に係る原子力発電プラントは、上述の目的を達成するために、原子炉圧力容器と蒸気タービンを接続する主蒸気管に、主蒸気止め弁および蒸気加減弁を介装させ、前記原子炉圧力容器からの蒸気の流量を前記蒸気加減弁で制御して蒸気タービンに供給し、前記蒸気タービンで動力を発生させ、タービン排気を復水器で凝縮させて前記原子炉圧力容器に戻す構成の原子力発電プラントにおいて、前記蒸気加減弁の上流側の間の前記主蒸気管と復水器との間に前記原子炉圧力容器からの蒸気の圧力を調整する蒸気圧力調整装置を備え、前記蒸気圧力調整装置には減圧装置を備えたものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the nuclear power plant according to the present invention includes a main steam stop valve and a steam control valve interposed in a main steam pipe connecting a reactor pressure vessel and a steam turbine. A configuration in which the steam flow from the reactor pressure vessel is controlled by the steam control valve and supplied to the steam turbine, power is generated by the steam turbine, and the turbine exhaust is condensed by a condenser and returned to the reactor pressure vessel. In the nuclear power plant, a steam pressure adjusting device for adjusting a pressure of steam from the reactor pressure vessel is provided between the main steam pipe and a condenser between the upstream side of the steam control valve, and the steam The pressure adjusting device includes a pressure reducing device.
また、本発明に係る原子力発電プラントは、上述の目的を達成するために、前記蒸気圧力調整装置は、リリーフ弁と蒸気リリーフ管とで構成したものである。 In addition, in the nuclear power plant according to the present invention, the steam pressure adjusting device includes a relief valve and a steam relief pipe in order to achieve the above-described object.
また、本発明に係る原子力発電プラントは、上述の目的を達成するために、前記蒸気圧力調整装置は、主蒸気管の管本数分設けたものである。 Further, in the nuclear power plant according to the present invention, in order to achieve the above-described object, the steam pressure adjusting device is provided by the number of main steam pipes.
また、本発明に係る原子力発電プラントは、上述の目的を達成するために、原子炉圧力容器と蒸気タービンを接続する主蒸気管に、圧力ヘッダ、主蒸気止め弁および蒸気加減弁を介装させ、前記原子炉圧力容器からの蒸気の流量を前記蒸気加減弁で制御して蒸気タービンに供給し、前記蒸気タービンで動力を発生させ、タービン排気を復水器で凝縮させて前記原子炉圧力容器に戻し、前記原子炉圧力容器からの蒸気を復水器に逃がすタービンバイパス管で前記圧力ヘッダと前記復水器とを接続する構成の原子力発電プラントにおいて、前記主蒸気管の管本数分主蒸気止め弁を備えるとともに、前記主蒸気管の管本数より少ない蒸気加減弁を備えたものである。 In order to achieve the above-described object, the nuclear power plant according to the present invention includes a main header connecting a reactor pressure vessel and a steam turbine with a pressure header, a main steam stop valve, and a steam control valve. The flow rate of steam from the reactor pressure vessel is controlled by the steam control valve and supplied to the steam turbine, power is generated by the steam turbine, and the turbine exhaust is condensed by a condenser, and the reactor pressure vessel In the nuclear power plant in which the pressure header and the condenser are connected by a turbine bypass pipe for returning the steam from the reactor pressure vessel to the condenser, the main steam for the number of the main steam pipes A stop valve is provided, and fewer steam control valves than the number of the main steam pipes are provided.
また、本発明に係る原子力発電プラントは、上述の目的を達成するために、原子炉圧力容器と蒸気タービンを接続する主蒸気管に、蒸気加減弁を備え、前記原子炉圧力容器から前記蒸気タービンに蒸気を供給する際、予め定められた圧力に対し、前記原子炉圧力容器から前記蒸気タービンに供給する蒸気の圧力が変動しているとき、前記蒸気加減弁に弁絞り開度を与えるとともに、前記蒸気タービンのうち、高圧タービンと低圧タービンとの中間に設けた組み合せ中間弁に弁絞り開度を与え、前記蒸気の圧力を調整するものである。 In order to achieve the above object, a nuclear power plant according to the present invention includes a steam control valve in a main steam pipe connecting a reactor pressure vessel and a steam turbine, and the steam turbine is connected to the steam turbine from the reactor pressure vessel. When supplying steam to the steam pressure when the pressure of the steam supplied from the reactor pressure vessel to the steam turbine is fluctuating with respect to a predetermined pressure, the steam control valve is given a valve opening degree, Among the steam turbines, a valve opening degree is given to a combination intermediate valve provided in the middle between the high-pressure turbine and the low-pressure turbine to adjust the pressure of the steam.
また、本発明に係る原子力発電プラントは、上述の目的を達成するために、原子炉圧力容器と蒸気タービンを接続する主蒸気管に、蒸気加減弁を備え、前記原子炉圧力容器から前記蒸気タービンに蒸気を供給する際、予め定められた圧力に対し、前記原子炉圧力容器から前記蒸気タービンに供給する蒸気の圧力が変動しているとき、前記蒸気加減弁の上流側の前記主蒸気管に設けた蒸気圧力調整装置のリリーフ弁に開弁指令を与えるものである。 In order to achieve the above object, a nuclear power plant according to the present invention includes a steam control valve in a main steam pipe connecting a reactor pressure vessel and a steam turbine, and the steam turbine is connected to the steam turbine from the reactor pressure vessel. When supplying steam to the main steam pipe upstream of the steam control valve, when the pressure of steam supplied from the reactor pressure vessel to the steam turbine fluctuates with respect to a predetermined pressure, A valve opening command is given to the relief valve of the provided steam pressure adjusting device.
また、本発明に係る原子力発電プラントは、上述の目的を達成するために、原子炉圧力容器と蒸気タービンを接続する主蒸気管の管本数に対応させて主蒸気止め弁を備えるとともに、前記管本数のうち、少なくとも1本以上に蒸気加減弁を備え、前記原子炉圧力容器から前記蒸気タービンに蒸気を供給する際、前記主蒸気止め弁のうち、第1の主蒸気止め弁を開弁させた後、前記蒸気加減弁を開弁させ、さらに第2の主蒸気止め弁を開弁させた後、前記蒸気加減弁を閉弁させ、さらに残りの主蒸気止め弁を開弁させる間に前記蒸気加減弁の開弁、閉弁を繰り返し、最後に前記蒸気加減弁を開弁させるものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the nuclear power plant according to the present invention includes a main steam stop valve corresponding to the number of main steam pipes connecting the reactor pressure vessel and the steam turbine. At least one of the number is provided with a steam control valve, and when supplying steam from the reactor pressure vessel to the steam turbine, the first main steam stop valve is opened among the main steam stop valves. Then, the steam control valve is opened, the second main steam stop valve is opened, the steam control valve is closed, and the remaining main steam stop valve is opened. The steam control valve is repeatedly opened and closed, and finally the steam control valve is opened.
また、本発明に係る原子力発電プラントは、上述の目的を達成するために、原子炉圧力容器と蒸気タービンを接続する主蒸気管の管本数に対応させて主蒸気止め弁を備えるとともに、前記管本数より少ない蒸気加減弁を備え、前記原子炉圧力容器から前記蒸気タービンに蒸気を供給する際、予め定められた圧力に対し、前記原子炉圧力容器から前記蒸気タービンに供給する蒸気の圧力が変動しているとき、前記蒸気加減弁に弁絞り開度を与えるか、あるいは下流側に前記蒸気加減弁をもつ主蒸気止め弁の一つを開弁させたまま、前記蒸気加減弁を閉弁させるとともに、前記主蒸気止め弁の残りを順次閉弁させるかを選択するものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the nuclear power plant according to the present invention includes a main steam stop valve corresponding to the number of main steam pipes connecting the reactor pressure vessel and the steam turbine. When supplying steam from the reactor pressure vessel to the steam turbine, the steam pressure supplied from the reactor pressure vessel to the steam turbine fluctuates with respect to a predetermined pressure. When the valve is open, give the valve opening degree to the steam control valve or close the steam control valve with one of the main steam stop valves having the steam control valve on the downstream side opened. At the same time, it is selected whether to sequentially close the remainder of the main steam stop valve.
本発明に係る原子力発電プラントおよびその運転制御方法は、原子炉圧力容器から主蒸気止め弁および蒸気加減弁を介して蒸気タービンに蒸気を供給する際、変動した蒸気圧力を制御するので、予め定められた蒸気圧力(定格圧力)に容易に制御でき、原子炉出力を一定に維持させることができる。 The nuclear power plant and the operation control method thereof according to the present invention control the fluctuating steam pressure when supplying steam from the reactor pressure vessel to the steam turbine through the main steam stop valve and the steam control valve. The steam pressure (rated pressure) can be easily controlled and the reactor power can be maintained constant.
以下、本発明に係る原子力発電プラントおよびその運転制御方法の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。 Hereinafter, embodiments of a nuclear power plant and an operation control method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings and the reference numerals attached to the drawings.
図1は、本発明に係る原子力発電プラントの第1実施形態を示す概略系統図である。 FIG. 1 is a schematic system diagram showing a first embodiment of a nuclear power plant according to the present invention.
本実施形態に係る原子力発電プラントは、主要構成要素として原子炉圧力容器20、高圧タービン21、組み合せ中間弁22、低圧タービン23、復水器24を備え、原子炉圧力容器20からの蒸気を高圧タービン21で膨張仕事をして動力を発生させ、膨張後の高圧タービン排気を組み合せ中間弁22を介して低圧タービン23に供給し、ここでも膨張仕事をして動力を発生させ、膨張後の低圧タービン排気を復水器24で凝縮させ、復水、給水として復水給水管33を介して原子炉圧力容器20に再び戻す閉サイクルになっている。
The nuclear power plant according to this embodiment includes a
また、本実施形態に係る原子力発電プラントは、原子炉圧力容器20と高圧タービン21とを、例えば、4本の主蒸気管25および主蒸気リード管26で接続させている。
In the nuclear power plant according to the present embodiment, the
主蒸気管25および主蒸気リード管26には、原子炉圧力容器20側から、管本数共用の圧力ヘッダ27、管本数に対応させて圧力計28、主蒸気止め弁29、蒸気加減弁30を備え、原子炉圧力容器20から供給された蒸気を一旦圧力ヘッダ27に集めた後、蒸気加減弁30で流量調整し、高圧タービン21に供給している。
From the
また、圧力ヘッダ27は、途中にタービンバイパス弁31を介装させて復水器24に接続するタービンバイパス管32を備え、負荷遮断等緊急事象が発生したとき、主蒸気止め弁29を閉弁させ、原子炉圧力容器20から発生した蒸気をタービンバイパス管32を介して復水器24に逃している。
The
また、圧力ヘッダ27の出口側と復水器24の間に、原子炉圧力容器20から発生した蒸気の圧力調整を行う蒸気圧力調整装置34を設けている。
Further, a steam
この蒸気圧力調整装置34は、原子炉圧力容器20から発生した蒸気の圧力が予め定められた圧力(定格圧力)よりも高低変動しているとき、予め定められた圧力に調整するので、途中にリリーフ弁35およびオリフィス36を介装させて復水器24に接続する蒸気リリーフ管37で構成される。
This steam
なお、蒸気リリーフ管37がオリフィス36を備えたのは、オリフィス36で高い蒸気圧を減圧させ、復水器24に供給するときの衝撃力を緩和させるためである。
The reason why the
原子炉圧力容器20から発生した蒸気の圧力が予め定められた圧力よりも高低変動しているとき、蒸気の圧力調整は、蒸気加減弁30および蒸気圧力調整装置34によって行われる。
When the pressure of the steam generated from the
まず、蒸気加減弁30の入口側で、原子炉圧力容器20から発生した蒸気の圧力が予め定められた圧力よりも低くなっていることを圧力計28が検出したとき、蒸気加減弁30は、例えば、4個の弁体を同時に弁絞り開度にし、原子炉圧力容器20からの蒸気の圧力を増加させる。
First, when the
一方、例えば、送電線系統に事故が発生し、負荷遮断が発生した場合、高,低圧タービン21,23および発電機(図示せず)は定格回転数を超えてオーバスピードになる。この場合、蒸気加減弁30は、オーバスピードを抑制するために弁体の開度を絞って蒸気量を減少させる方向に制御させる。このとき、原子炉圧力容器20からの蒸気の圧力が上昇しようとするが、蒸気圧力調整装置34は、リリーフ弁35を開弁させ、リリーフ弁35から流れる蒸気をオリフィス36および蒸気リリーフ管37を経て復水器24に供給し、高,低圧タービン21,23に供給する蒸気量を減少させ、高,低圧タービン21,23および発電機の回転数を定格回転数に整定させる。
On the other hand, for example, when an accident occurs in the transmission line system and a load interruption occurs, the high and
このように、本実施形態は、原子炉圧力容器20と高圧タービン21とを接続させる主蒸気管25における圧力ヘッダ27の出口側に蒸気圧力調整装置34を設け、原子炉圧力容器20からの蒸気の圧力が予め定められた圧力(定格圧力)よりも低いとき、蒸気加減弁30の弁体に弁絞り開度を与えて蒸気の圧力を増加させ、予め定められた圧力(定格圧力)に制御する一方、系統等の事故が発生し、蒸気加減弁30の弁体開度を絞る間に原子炉圧力容器20からの蒸気が予め定められた圧力(定格圧力)を超えたとき、蒸気圧力調整装置34で原子炉圧力容器20からの蒸気を復水器24に供給する構成にしたので、高,低圧タービン21,23等の回転数を定格回転数に容易に整定させることができる。
Thus, in the present embodiment, the steam
図2および図3は、第1の実施形態の原子力発電プラント運転制御方法を説明する際の線図である。 2 and 3 are diagrams for explaining the nuclear power plant operation control method according to the first embodiment.
図2は、原子炉圧力容器20から発生した蒸気を、圧力ヘッダ27、主蒸気止め弁29、蒸気加減弁30、高圧タービン21、組み合せ中間弁22、低圧タービン23、復水器24の順に流して運転している間に、例えば系統事故による負荷変動があると、過渡時、軸結合させていた高圧タービン21、低圧タービン23および発電機(図示せず)が定格回転数を超えてオーバスピードになることを抑制したもので、蒸気加減弁30の弁体に弁絞り開度を与え、一点鎖線BP1で示すように、蒸気を圧力降下させるとともに、組み合せ中間弁22の弁体にも弁絞り開度を与え、一点鎖線BP2で示すように、蒸気を圧力降下させたものである。
In FIG. 2, steam generated from the
このように、高,低圧タービン21,23等のオーバスピードを蒸気加減弁30の弁体へ弁絞り開度を与えるのみならず、組み合せ中間弁22の弁体にも弁絞り開度を与え、蒸気加減弁30の蒸気の圧力降下BP1に、組み合せ中間弁22の蒸気の圧力降下BP2を加えて蒸気供給系統のシステムロスを増加させたので、蒸気加減弁30の圧力降下BP1と組み合せ中間弁22の圧力降下BP2とのそれぞれ少ない分担率でも高,低圧タービン21,23等のオーバスピードを容易に定格回転数に整定させることができる。
In this way, not only the overspeed of the high and
図3は、図1で示した蒸気圧力調整装置34のリリーフ弁35を開弁させるときの頻度の数を多くし、繰返して行い、原子炉圧力容器20からの蒸気を復水器24に流出させたものである。
3 increases the frequency when the
従来、高,低圧タービン21,23等に系統事故による負荷変動があると、蒸気加減弁30は、図5の実線で示すように、全開に対し、大きな弁絞り開度を弁体に与えて原子炉圧力容器20からの蒸気の圧力を予め定められた圧力(定格圧力)に戻していた。
Conventionally, when there is a load fluctuation due to a system fault in the high and
しかし、図3では、蒸気圧力調整装置のリリーフ弁を、原子炉圧力が定格圧力を超えた時に開弁し、定格圧力以下になった時に閉弁させ、繰り返し、数多く開閉させているので、蒸気加減弁の弁体に与えられる弁絞り開度も全開に対して僅かで済む。 However, in FIG. 3, the relief valve of the steam pressure regulator is opened when the reactor pressure exceeds the rated pressure, closed when the reactor pressure falls below the rated pressure, and repeatedly opened and closed. The throttle opening degree given to the valve body of the adjusting valve is also small with respect to the full opening.
このように、リリーフ弁を開弁および閉弁させる回数をより多くし、繰り返して行うようにするので、蒸気加減弁の弁体の弁絞り開度を小さくさせて圧力損失を少なくさせることができ、少ない圧力損失の下、原子炉圧力容器からの蒸気の圧力を、予め定められた圧力(定格圧力)に容易に整定させることができる。 In this way, the number of times the relief valve is opened and closed is increased and repeated, so that the pressure loss can be reduced by reducing the valve opening degree of the valve body of the steam control valve. The pressure of the steam from the reactor pressure vessel can be easily set to a predetermined pressure (rated pressure) with a small pressure loss.
そして、本実施形態は、蒸気圧力調整装置34を流れる蒸気をオリフィスを介して復水器に供給するので、タービンバイパス管の役割を果す。
And this embodiment plays the role of a turbine bypass pipe, since the steam which flows through the steam
なお、本実施形態は、例えば、4本の主蒸気管25のうち、1本の主蒸気管25に蒸気圧力調整装置34を設けたが、この例に限らず、例えば、図4に示すように、主蒸気管25の管本数に対応させて蒸気圧力調整装置34a,34b,…を設けてもよい(第2実施形態)。
In the present embodiment, for example, the steam
また、例えば、図5に示すように、蒸気圧力調整装置34の蒸気リリーフ管37を組み合せ中間弁22の入口側に接続させてもよい(第3実施形態)。蒸気リリーフ管37を組み合せ中間弁22の入口側に設けた場合、回収した蒸気を低圧タービン23で膨張仕事をさせ、回収エネルギを再活用させる点で有効である。
For example, as shown in FIG. 5, the
図6は、本発明に係る原子力発電プラントの第4実施形態を示す概略系統図である。 FIG. 6 is a schematic system diagram showing a fourth embodiment of the nuclear power plant according to the present invention.
本実施形態は、原子炉圧力容器20に高圧タービン21を接続させる複数本、例えば、4本の主蒸気管25および主蒸気リード管26のうち、少なくとも1つ以上の管に蒸気加減弁30を設けたものである。なお、圧力ヘッダ27、圧力計28、主蒸気止め弁29は、第1実施形態と同じ実施形態を採っている。
In the present embodiment, the
このように、本実施形態は、原子炉圧力容器20に高圧タービン21を接続させる複数本、例えば4本の主蒸気管25および主蒸気リード管26のうち、少なくとも1つ以上に蒸気加減弁30を設け、主蒸気管25および主蒸気リード管26を流れる原子炉圧力容器20からの蒸気の圧力損失を少なくさせたので、高圧タービン21および低圧タービン23での膨張仕事を高くして電気出力を増加させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
図7は、第4実施形態の原子力発電プラント運転制御方法を説明する際の線図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining the nuclear power plant operation control method of the fourth embodiment.
図6で示した複数管本数、例えば、4本の主蒸気管25および主蒸気リード管26に、管本数に対応させて主蒸気止め弁29を設けるとともに、管本数の少なくとも1本以上に蒸気加減弁30を設けたことに伴って負荷上昇時、主蒸気止め弁29と蒸気加減弁30との開閉挙動モードに改良を加えたものである。
A plurality of pipes shown in FIG. 6, for example, four
すなわち、従来の原子力発電プラントは、図9に示すように、複数の管本数、例えば、4本の主蒸気管6および主蒸気リード管7の管本数に対応させて主蒸気止め弁10、蒸気加減弁11を設けていた。
That is, as shown in FIG. 9, the conventional nuclear power plant has a main
また、主蒸気管6および主蒸気リード管7の管本数に対応させて設けた主蒸気止め弁10、蒸気加減弁11の弁開度関係は、図10に示すように、4個の主蒸気止め弁10の全弁を全開させた後、4個の蒸気加減弁11の全弁を同時に開弁させ、その開度を徐々に増加させ、タービン負荷100%に至るまで弁開度増加を繰り返していた。
Further, as shown in FIG. 10, the valve opening relationship between the main
しかし、本実施形態は、例えば、4本の主蒸気管25および主蒸気リード管26に対し、管本数に対応させて主蒸気止め弁29を設けるとともに、複数の管本数のうち、少なくとも1つ以上の管本数に蒸気加減弁30を設けたため、タービン負荷上昇中、主蒸気止め弁29と蒸気加減弁30との弁開度関係を、図7に示すように、改良を加えたものである。
However, in this embodiment, for example, the main
図7は、主蒸気止め弁29と蒸気加減弁30との弁開度関係を示す線図で、起動当初、主蒸気止め弁29の全弁を全閉にし、蒸気加減弁30の、例えば1弁を全閉の状態から第1主蒸気止め弁を全開させる。
FIG. 7 is a diagram showing the valve opening relationship between the main
第1主蒸気止め弁が全開すると、蒸気加減弁を開弁させる。蒸気加減弁の全開後、第2主蒸気止め弁の開弁に合わせて蒸気加減弁を閉弁させ、第2主蒸気止め弁が全開すると同時に、蒸気加減弁は閉弁する。再び、蒸気加減弁を開弁させ、蒸気加減弁が全開後、第3主蒸気止め弁の開弁に合わせて蒸気加減弁を閉弁させ、第3主蒸気止め弁が全開すると同時に、蒸気加減弁を閉弁させる。 When the first main steam stop valve is fully opened, the steam control valve is opened. After the steam control valve is fully opened, the steam control valve is closed in accordance with the opening of the second main steam stop valve, and at the same time the second main steam stop valve is fully opened, the steam control valve is closed. The steam control valve is opened again. After the steam control valve is fully open, the steam control valve is closed in accordance with the opening of the third main steam stop valve. Close the valve.
このような弁開度挙動を、順次繰り返し、第4主蒸気止め弁を全開させた後、蒸気加減弁を全開させ、定格負荷に至らしめる。 Such valve opening behavior is sequentially repeated, and after the fourth main steam stop valve is fully opened, the steam control valve is fully opened to reach the rated load.
ところで、上述の主蒸気止め弁と蒸気加減弁との弁開度関係の下、負荷上昇運転中、または定格負荷運転中、原子炉圧力容器から供給された蒸気の圧力変動が比較的小さい場合、図8のA部で示すように、蒸気加減弁のみで対応させ、弁体に弁絞り開度を与えて蒸気圧力を上昇させる。 By the way, under the valve opening relationship between the main steam stop valve and the steam control valve described above, when the pressure fluctuation of the steam supplied from the reactor pressure vessel is relatively small during load increase operation or rated load operation, As shown by A part of FIG. 8, it respond | corresponds only by a steam control valve, gives a valve throttle opening to a valve body, and raises a steam pressure.
また、運転中、系統に事故が発生し、高低圧タービン等に比較的程度の低い負荷変動が生じ、主蒸気圧力にA部より大きな変動があった場合、本実施形態は、図8のB部で示すように、第1主蒸気止め弁を開弁させたまま、蒸気加減弁および第2主蒸気止め弁を閉弁させ、蒸気圧力を予め定められた圧力(定格圧力)に回復させる。 Further, when an accident occurs in the system during operation, a relatively low load fluctuation occurs in the high and low pressure turbines, and the main steam pressure fluctuates more than part A, this embodiment is shown in FIG. As shown in the section, the steam control valve and the second main steam stop valve are closed while the first main steam stop valve is opened, and the steam pressure is restored to a predetermined pressure (rated pressure).
さらにまた、大きな主蒸気圧力の変動(低下)があった場合、図8のC部で示すように、第1主蒸気止め弁を開弁させたまま、蒸気加減弁および第2主蒸気止め弁を閉弁させるほかに、残りの主蒸気止め弁の全弁を閉弁させ、蒸気圧を予め定められた圧力(定格圧力)に回復させる。 Furthermore, when there is a large fluctuation (decrease) in the main steam pressure, the steam control valve and the second main steam stop valve are kept open while the first main steam stop valve is opened, as shown in part C of FIG. In addition to closing the valve, all the remaining main steam stop valves are closed to restore the vapor pressure to a predetermined pressure (rated pressure).
このように、原子炉圧力容器と高圧タービンとを接続させる主蒸気管および主蒸気リード管が複数管本数のうち、例えば、4本の主蒸気管に対応させて主蒸気止め弁を4個備え、4本の主蒸気管のうち、少なくとも1本以上の管に対応させて蒸気加減弁を備えたことを条件とし、原子炉圧力容器から高圧タービンに供給される蒸気の圧力変動が大小の程度に応じて蒸気加減弁のみに弁絞り開度を与えるか、あるいは調整可能な蒸気加減弁のほかに第2〜第4種蒸気止め弁を閉弁させるので、原子炉圧力容器から供給される蒸気の圧力変動の大小に拘らず、容易に予め定められた圧力(定格圧力)に調整することができ、原子炉出力を一定に維持させることができる。 As described above, the main steam pipe and the main steam reed pipe for connecting the reactor pressure vessel and the high-pressure turbine are provided with four main steam stop valves corresponding to, for example, four main steam pipes among a plurality of pipes. Fluctuation in the pressure of steam supplied from the reactor pressure vessel to the high-pressure turbine is large or small on the condition that at least one of the four main steam pipes is provided with a steam control valve. Depending on the condition, the throttle opening is given only to the steam control valve, or in addition to the adjustable steam control valve, the second to fourth type steam stop valves are closed, so the steam supplied from the reactor pressure vessel Regardless of the pressure fluctuation, the pressure can be easily adjusted to a predetermined pressure (rated pressure), and the reactor power can be maintained constant.
1 原子炉圧力容器
2 高圧タービン
3 組み合せ中間弁
4 低圧タービン
5 復水器
6 主蒸気管
7 主蒸気リード管
8 圧力ヘッダ
9 圧力計
10 主蒸気止め弁
11 蒸気加減弁
12 タービンバイパス弁
14 タービンバイパス管
20 原子炉圧力容器
21 高圧タービン
22 組み合せ中間弁
23 低圧タービン
24 復水器
25 主蒸気管
26 主蒸気リード管
27 圧力ヘッダ
28 圧力計
29 主蒸気止め弁
30 蒸気加減弁
31 タービンバイパス弁
32 タービンバイパス管
33 復水・給水管
34,34a,34b 蒸気圧力調整装置
35,35a,35b リリーフ弁
36,36a,36b オリフィス
37,37a,37b 蒸気リリーフ管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (12)
前記圧力ヘッダの下流側と前記蒸気加減弁の上流側の間の前記主蒸気管に入力側が接続され、前記原子炉圧力容器からの蒸気の圧力を調整する蒸気圧力調整装置を備えたことを特徴とする原子力発電プラント。 A main steam pipe connecting the reactor pressure vessel and the steam turbine is provided with a pressure header, a main steam stop valve and a steam control valve, and the steam flow rate from the reactor pressure vessel is controlled by the steam control valve. A turbine bypass pipe that supplies power to the steam turbine, generates power in the steam turbine, condenses the turbine exhaust in the condenser and returns it to the reactor pressure vessel, and releases the steam from the reactor pressure vessel to the condenser In the nuclear power plant configured to connect the pressure header and the condenser,
An input side is connected to the main steam pipe between the downstream side of the pressure header and the upstream side of the steam control valve, and a steam pressure adjusting device for adjusting the pressure of steam from the reactor pressure vessel is provided. A nuclear power plant.
前記蒸気加減弁の上流側の間の前記主蒸気管と復水器との間に前記原子炉圧力容器からの蒸気の圧力を調整する蒸気圧力調整装置を備え、前記蒸気圧力調整装置には減圧装置を備えたことを特徴とする原子力発電プラント。 A main steam pipe connecting the reactor pressure vessel and the steam turbine is provided with a main steam stop valve and a steam control valve, and the steam flow rate from the reactor pressure vessel is controlled by the steam control valve. In a nuclear power plant configured to supply, generate power with the steam turbine, condense the turbine exhaust with a condenser and return it to the reactor pressure vessel,
A steam pressure adjusting device for adjusting the pressure of steam from the reactor pressure vessel is provided between the main steam pipe and the condenser between the upstream side of the steam control valve, and the steam pressure adjusting device is depressurized. A nuclear power plant characterized by comprising an apparatus.
前記主蒸気管の管本数分主蒸気止め弁を備えるとともに、前記主蒸気管の管本数より少ない蒸気加減弁を備えたことを特徴とする原子力発電プラント。 A main steam pipe connecting the reactor pressure vessel and the steam turbine is provided with a pressure header, a main steam stop valve and a steam control valve, and the steam flow rate from the reactor pressure vessel is controlled by the steam control valve. A turbine bypass pipe that supplies power to the steam turbine, generates power in the steam turbine, condenses the turbine exhaust in the condenser and returns it to the reactor pressure vessel, and releases the steam from the reactor pressure vessel to the condenser In the nuclear power plant configured to connect the pressure header and the condenser,
A nuclear power plant comprising a number of main steam pipes corresponding to the number of main steam pipes and a number of steam control valves less than the number of main steam pipes.
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