JP2008304264A - Nuclear power plant and its operation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は原子力プラント及びその運転方法に係り、特に、原子炉熱出力を増大させて発電容量を増大させるに好適な原子力プラント及びその運転方法に関する。 The present invention relates to a nuclear power plant and a method for operating the nuclear power plant, and more particularly to a nuclear power plant suitable for increasing power generation capacity by increasing a reactor heat output and a method for operating the nuclear power plant.
従来の新設の原子力プラントにおいては、例えば特許文献1に記載のように、電気出力を増大するために燃料構成、または燃料集合体の形状構成等を改良して、炉心出口における主蒸気の質量流量(以下、本明細書において「質量流量」を単に「流量」と称する)を増加させ、これにより電気出力を増大させるものが提案されている。
上述の従来の技術を、既設の原子力プラントに適用した場合、熱出力の増大に伴って給水温度が付随的に上昇する。このとき、給水のエンタルピも同時に上昇することから、原子炉或いは蒸気発生器内で熱を受けて沸騰するために必要なエンタルピ量、即ち原子炉または蒸気発生器の入口と出口のエンタルピ差が減少する。 When the above-described conventional technique is applied to an existing nuclear power plant, the feed water temperature rises incidentally as the heat output increases. At this time, the enthalpy of the feed water also rises at the same time, so the amount of enthalpy required to boil by receiving heat in the reactor or steam generator, that is, the difference in enthalpy between the inlet and outlet of the reactor or steam generator is reduced. To do.
一般に、原子炉の熱出力Qと、原子炉または蒸気発生器の入口と出口でのエンタルピ差Hと、原子炉または蒸気発生器で発生する主蒸気流量(原子炉または蒸気発生器への給水流量)Gとの間には、Q=H×Gの関係があることから、増出力時に原子炉または蒸気発生器の入口と出口でのエンタルピ差Hが減少することで、原子炉または蒸気発生器での主蒸気流量もしくは給水流量は、原子炉の熱出力Qの増大時に、この熱出力Qの増大量以上の大きい割合で増加してしまう。この主蒸気流量または給水流量の増加は、給水管、給水加熱器、給水ポンプ、蒸気乾燥器などの炉内構造物、主蒸気管、高圧タービン、低圧タービン及び復水器などほとんど全てのプラント機器の設計余裕について減少を招くことになる。 In general, the thermal output Q of the reactor, the enthalpy difference H at the inlet and outlet of the reactor or steam generator, and the main steam flow generated in the reactor or steam generator (feed water flow to the reactor or steam generator) ) Since there is a relationship of Q = H × G with G, the enthalpy difference H at the inlet and outlet of the reactor or steam generator decreases at the time of increased output, so that the reactor or steam generator When the heat output Q of the nuclear reactor is increased, the main steam flow rate or the feed water flow rate increases at a rate greater than the increase amount of the thermal output Q. This increase in main steam flow or feed water flow is caused by almost all plant equipment such as feed water pipes, feed water heaters, feed water pumps, steam dryers and other in-furnace structures, main steam pipes, high pressure turbines, low pressure turbines and condensers. The design margin will be reduced.
これを抑制する手法として、一つには給水加熱器への抽気蒸気流量を減少させて、給水温度を低下させることが挙げられる。しかし、給水加熱器用の抽気蒸気流量を単に全体的に減少させると、低圧タービンでの蒸気量が不足して熱効率が大幅に悪化し、電気出力がほとんど増えないため現実的ではない。また、同抽気蒸気流量を大幅に減少させることは、特に、上流側での抽気を前提として設計されている低圧タービンにおいて、極端な流量の増加をきたし、設計余裕の減少を招く可能性が高まる。 One method for suppressing this is to decrease the feed water temperature by reducing the flow rate of the extracted steam to the feed water heater. However, if the extraction steam flow rate for the feed water heater is simply reduced as a whole, the amount of steam in the low-pressure turbine is insufficient, the thermal efficiency is greatly deteriorated, and the electrical output hardly increases, which is not realistic. In addition, drastically reducing the flow rate of the extracted steam, particularly in a low-pressure turbine designed on the premise of upstream extraction, increases the extreme flow rate and increases the possibility of reducing the design margin. .
また、通常の沸騰水型原子炉を用いた原子力プラントでは、熱出力増大の計画に際して、主蒸気流量の増加による設計余裕の減少が最も支障をきたす可能性のあるプラント機器の一つに蒸気タービンがある。沸騰水型原子炉以外の原子力発電システムにおいても、蒸気タービンの設計余裕が比較的小さいプラントについては同様の課題があり、従来の技術を既設の原子力プラントに適用する場合、プラント機器の大規模な改良、交換が必要になっていた。 In nuclear power plants using ordinary boiling water reactors, steam turbines are one of the plant equipment where the reduction in design margin due to the increase in the main steam flow may cause the most trouble when planning to increase heat output. There is. In nuclear power generation systems other than boiling water reactors, there is a similar problem for plants with relatively small design margins for steam turbines. When applying conventional technology to existing nuclear power plants, large-scale plant equipment is required. Improvement and replacement were necessary.
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、原子力プラントにおけるプラント機器の構成を変更することなく、当該原子力プラントの増出力を実現できる原子力プラント及びその運転方法を提供することにある。 An object of the present invention is made in consideration of the above-described circumstances, and provides a nuclear power plant capable of realizing an increased output of the nuclear power plant without changing the configuration of the plant equipment in the nuclear power plant and an operation method thereof. There is.
本発明に係る原子力プラントの運転方法は、原子炉と、当該原子炉で発生した蒸気が供給される、原子炉出口から高圧タービンを経て低圧タービン入口までの高圧蒸気系と、前記低圧タービン入口から、当該低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器入口までの低圧蒸気系と、前記復水器、及び当該復水器から供給された給水を加熱する給水加熱器を備え、当該給水加熱器からの給水を前記原子炉へ供給する給水系と、を有する原子力プラントの運転方法において、前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させ、前記高圧蒸気系から抽気して前記給水加熱器に導く抽気蒸気の質量流量の、原子炉出口での主蒸気の質量流量に対する割合を、後の運転サイクルでは先の運転サイクルに比べて減少させることで、前記給水系から前記原子炉へ供給される給水の原子炉入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御することを特徴とするものである。 An operation method of a nuclear power plant according to the present invention includes a nuclear reactor, a high-pressure steam system to which steam generated in the nuclear reactor is supplied, from a reactor outlet to a low-pressure turbine inlet through a high-pressure turbine, and from the low-pressure turbine inlet A low-pressure steam system to a condenser inlet for condensing steam discharged from the low-pressure turbine, the condenser, and a feed water heater for heating the feed water supplied from the condenser, the feed water heating And a water supply system for supplying water from the reactor to the nuclear reactor, and a period from the start of the nuclear reactor until the operation of the nuclear reactor is stopped for fuel replacement in one operating cycle. The reactor heat output in the subsequent operation cycle is increased from the reactor heat output in the previous operation cycle before the subsequent operation cycle, and extracted from the high-pressure steam system. The ratio of the mass flow rate of the extracted steam leading to the feed water heater to the mass flow rate of the main steam at the reactor outlet is reduced in the subsequent operation cycle compared to the previous operation cycle, thereby allowing the water supply system to The enthalpy or temperature at the reactor inlet of the feed water supplied to the reactor is controlled in the subsequent operation cycle in the same manner as the previous operation cycle.
また、本発明に係る原子力プラントの運転方法は、原子炉と、当該原子炉で発生した蒸気が供給される高圧タービン及び低圧タービンを備えた蒸気系と、前記低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器、当該復水器から供給された給水を加熱する、当該復水器より下流側で且つ主給水ポンプより上流側に設置された低圧給水加熱器、及び前記主給水ポンプより下流側で且つ前記原子炉より上流側に設置された高圧給水加熱器を備え、当該高圧給水加熱器からの給水を前記原子炉へ供給する給水系と、を有する原子力プラントの運転方法において、前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させ、前記高圧給水加熱器での温度上昇量を、後の運転サイクルでは先の運転サイクルに比べて小さくすることで、前記給水系から前記原子炉へ供給される給水の原子炉入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御することを特徴とするものである。 The nuclear power plant operating method according to the present invention includes a reactor, a steam system including a high-pressure turbine and a low-pressure turbine to which steam generated in the reactor is supplied, and condensing steam discharged from the low-pressure turbine. A condenser, a low-pressure feed water heater that is installed downstream of the condenser and upstream of the main feed pump and that heats feed water supplied from the condenser, and downstream of the main feed pump And a high-pressure feed water heater installed upstream from the nuclear reactor, and a feed water system for supplying feed water from the high-pressure feed water heater to the nuclear reactor. When the period from the start-up of the reactor until the operation of the reactor is stopped for fuel replacement is defined as one operation cycle, the reactor heat output in the subsequent operation cycle is The temperature of the high-pressure feed water heater is increased in the subsequent operation cycle, and the amount of temperature increase in the later operation cycle is smaller than that in the previous operation cycle. It is characterized in that the enthalpy or temperature at the reactor inlet of supplied water is controlled in the subsequent operation cycle in the same manner as in the previous operation cycle.
更に、本発明に係る原子力プラントの運転方法は、原子炉と、当該原子炉で発生した蒸気が供給される高圧タービン及び低圧タービンを備えた蒸気系と、前記低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器、及び当該復水器から供給された給水を加熱する給水加熱器を備え、当該給水加熱器からの給水を前記原子炉へ供給する給水系と、前記高圧タービン側から蒸気を抽気して前記給水加熱器へ導く高圧抽気管を少なくとも1系統備えた抽気蒸気系と、を有する原子力プラントの運転方法において、前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させ、後の運転サイクルにおいては、先の運転サイクルにおいて抽気蒸気が所定流量で流れていた前記高圧抽気管の少なくとも1系統で、抽気蒸気を止め、または抽気蒸気の質量流量を所定流量以下に調整することで、前記給水系から前記原子炉へ供給される給水の原子炉入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御することを特徴とするものである。 The nuclear power plant operating method according to the present invention further comprises a nuclear reactor, a steam system including a high-pressure turbine and a low-pressure turbine to which steam generated in the nuclear reactor is supplied, and condensing the steam discharged from the low-pressure turbine. And a feed water heater for heating the feed water supplied from the condenser, a feed water system for feeding the feed water from the feed water heater to the reactor, and extracting steam from the high pressure turbine side And an extraction steam system having at least one high-pressure extraction pipe leading to the feed water heater, and the operation of the nuclear reactor is stopped for fuel replacement from the start-up of the nuclear reactor. When the period up to is one operation cycle, the reactor heat output in the subsequent operation cycle is increased from the reactor heat output in the previous operation cycle before the subsequent operation cycle. In the subsequent operation cycle, the extraction steam is stopped or the mass flow rate of the extraction steam is adjusted to be equal to or less than the predetermined flow rate in at least one system of the high-pressure extraction pipe in which the extraction steam was flowing at the predetermined flow rate in the previous operation cycle. Thus, the enthalpy or temperature at the reactor inlet of the feed water supplied from the feed water system to the reactor is controlled in the later operation cycle in the same manner as the previous operation cycle.
また、本発明に係る原子力プラントは、原子炉と、当該原子炉で発生した蒸気が供給される高圧タービン及び低圧タービンを備えた蒸気系と、前記低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器、及び当該復水器から供給された給水を加熱する給水加熱器を備え、当該給水加熱器からの給水を前記原子炉へ供給する給水系と、前記高圧タービン側から蒸気を抽気して前記給水加熱器へ導く高圧抽気管を少なくとも1系統備えた抽気蒸気系と、当該抽気蒸気系に設けられて抽気蒸気を調整する抽気蒸気調整手段とを有し、前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させたとき、前記抽気蒸気調整手段により抽気蒸気を調整して、前記給水系から前記原子炉へ供給される給水の原子炉入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御するよう構成されたことを特徴とするものである。 A nuclear power plant according to the present invention includes a nuclear reactor, a steam system including a high-pressure turbine and a low-pressure turbine to which steam generated in the nuclear reactor is supplied, and condensate for condensing the steam discharged from the low-pressure turbine. And a feed water heater that heats feed water supplied from the condenser, a feed water system that feeds feed water from the feed water heater to the reactor, and steam is extracted from the high-pressure turbine side to extract the steam An extraction steam system having at least one high-pressure extraction pipe leading to the feed water heater, and an extraction steam adjusting means provided in the extraction steam system for adjusting the extraction steam. Therefore, when the period until the operation of the reactor is stopped is defined as one operation cycle, the nuclear reactor heat output in the subsequent operation cycle is changed to the atom in the operation cycle prior to the subsequent operation cycle. When the heat output is increased, the extraction steam is adjusted by the extraction steam adjusting means, and the enthalpy or temperature at the reactor inlet of the feed water supplied from the feed water system to the reactor is changed in a later operation cycle. It is characterized by being configured to control in the same manner as the previous operation cycle.
本発明に係る原子力プラント及びその運転方法によれば、給水系から原子炉へ供給される給水の原子炉入口でのエンタルピ若しくは温度、または給水系から蒸気発生器へ供給される給水の蒸気発生器入口でのエンタルピ若しくは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御することから、原子炉または蒸気発生器の入口と出口のエンタルピ差を一定に確保できる。このため、原子炉または蒸気発生器における主蒸気流量もしくは給水流量が後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルよりも増加する増加割合を、原子炉熱出力が後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルよりも増大する増大割合と同等にすることができる。この結果、原子炉熱出力の増大に対し、原子炉または蒸気発生器における主蒸気流量もしくは給水流量の増加を抑制できるので、蒸気タービン、蒸気加減弁、給水管、主蒸気管、原子炉炉内構造物などのプラント機器の設計余裕を好適に維持でき、これらのプラント機器の構成を変更することなく、原子力プラントの増出力を実現できる。 According to the nuclear power plant and the operation method thereof according to the present invention, the enthalpy or temperature at the reactor inlet of feed water supplied from the feed water system to the reactor, or the steam generator of feed water supplied from the feed water system to the steam generator Since the enthalpy or temperature at the inlet is controlled to be equal to that in the previous operation cycle in the subsequent operation cycle, the enthalpy difference between the inlet and the outlet of the reactor or the steam generator can be kept constant. For this reason, the rate of increase in the main steam flow rate or feed water flow rate in the reactor or steam generator is higher than that in the previous operation cycle in the subsequent operation cycle. It can be made equal to the increasing rate of increase. As a result, the increase in the main steam flow rate or feed water flow rate in the reactor or steam generator can be suppressed against the increase in reactor heat output, so the steam turbine, steam control valve, feed water pipe, main steam pipe, The design margin of the plant equipment such as a structure can be suitably maintained, and the increased output of the nuclear power plant can be realized without changing the configuration of these plant equipment.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments.
[A]第1の実施の形態(図1〜図5)
図1は、本発明に係る原子力プラントの運転方法を、沸騰水型原子炉を具備する原子力プラントに適用した第1の実施の形態において、増出力時の構成を示す原子力プラントの系統構成図である。図2は、図1の原子力プラントの増出力前の構成を示す系統構成図である。
[A] First embodiment (FIGS. 1 to 5)
FIG. 1 is a system configuration diagram of a nuclear power plant showing a configuration at the time of increased output in the first embodiment in which the operation method of the nuclear power plant according to the present invention is applied to a nuclear power plant having a boiling water reactor. is there. FIG. 2 is a system configuration diagram showing the configuration of the nuclear power plant of FIG.
図1及び図2に示す原子力プラント10は、沸騰水型原子炉を具備した直接サイクル型のプラントであり、原子炉11、高圧蒸気系12、低圧蒸気系13、給水系14、高圧抽気系15及び低圧抽気系16を有して構成される。原子炉11は沸騰水型原子炉(軽水炉)であり、原子炉圧力容器19内に炉心及びジェットポンプを、原子炉圧力容器19外に再循環ポンプを備え、冷却材(水)を炉心で加熱して蒸気を発生する。
A
高圧蒸気系12は、原子炉11の出口から高圧タービン20を経て低圧タービン21の入口までの系統であり、原子炉11にて発生した蒸気を主蒸気管22及び蒸気加減弁23を介して高圧タービン20へ供給して動力を得る。この高圧蒸気系12は、高圧タービン20と低圧タービン21の間に湿分分離器、湿分分離加熱器または湿分分離再熱器のいずれか一つを備える。本実施の形態では湿分分離器32を備える。また、低圧蒸気系13は、低圧タービン21の入口から復水器25の入口までの系統であり、高圧タービン20から排出された蒸気を低圧タービン21へ導入して動力を得る。
The high-
給水系14は、復水器25、低圧給水加熱器27、高圧給水加熱器26及び主給水ポンプ28を備える。復水器25は、低圧タービン21から排出された蒸気を凝縮する。低圧給水加熱器27は、復水器25よりも下流側で且つ主給水ポンプ28によりも上流側に配置され、低圧抽気系16からの抽気蒸気により復水器25からの給水を加熱する。また、高圧給水加熱器26は、主給水ポンプ28よりも下流側で且つ原子炉11よりも上流側に設置され、低圧給水加熱器27からの給水を、高圧抽気系15からの抽気蒸気により更に加熱する。主給水ポンプ28は、高圧給水加熱器26及び低圧給水加熱器27にて加熱された給水を、給水管29を経て原子炉11へ供給する。
The
高圧抽気系15は、高圧タービン20側、つまり高圧タービン20の途中や出口からの蒸気を抽気して高圧給水加熱器26へ導く高圧抽気管30を、少なくとも一系統(1本)を備える。ここで、高圧タービン20の出口とは、高圧タービン20の出口から湿分分離器32、湿分分離加熱器または湿分分離再熱器の入口までの間を意味する。また、低圧抽気系16は、低圧タービン21側、例えば低圧タービン21の途中や湿分分離器32、湿分分離加熱器または湿分分離再熱器からの蒸気を抽気して低圧給水加熱器27へ導く低圧抽気管31を、少なくとも一系統(1本)を備える。
The high-
ところで、上述のように構成された原子力プラント10(図1、図2)において、原子炉11の熱出力増大運転を実施する際に、給水系14から原子炉11へ供給する給水流量を増加すると共に、図1に示すように、高圧抽気管30、低圧抽気管31のそれぞれに、抽気蒸気調整手段及び流量調整手段としての流量調整弁17、18を設置する。流量調整弁17によって、高圧抽気系15から抽気されて高圧給水加熱器26へ導入される抽気蒸気流量が調整される。また、流量調整弁18によって、低圧抽気系16から抽気されて低圧給水加熱器27へ導入される抽気蒸気流量が調整される。
By the way, in the nuclear power plant 10 (FIG. 1, FIG. 2) comprised as mentioned above, when implementing the heat output increase operation of the
尚、抽気蒸気調整手段は、流量調整弁17、18に限らず、オフィスなどの流量調整手段であってもよく、更に、高圧抽気管30、低圧抽気管31のそれぞれにおいて、少なくとも一系統内を流れる抽気蒸気の流れを止める閉止手段としての閉止弁または閉塞プラグ(プラギング)であってもよい。
The extraction steam adjustment means is not limited to the
つまり、原子炉11の起動から燃料交換のために当該原子炉11の運転を停止するまでの期間を一運転期間とし、後の運転サイクルである第(N+1)運転サイクルにおける原子炉熱出力を、この第(N+1)運転サイクルよりも前の先の運転サイクルである第N運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させる。このとき、(a)流量調整弁17により高圧抽気系15から高圧給水加熱器26へ導入される抽気蒸気を調整する。または、(b)流量調整弁17及び18により、高圧抽気系15から高圧給水加熱器26へ、及び低圧抽気系16から低圧給水加熱器27へそれぞれ導入される抽気蒸気を調整する。これらの(a)、(b)のいずれかにより、給水系14から原子炉11へ供給される給水の原子炉11入口でのエンタルピまたは温度を、第(N+1)運転サイクルにおいて第N運転サイクルと同等に制御する。ここで、第N運転サイクルは、例えば原子炉熱出力が100%の定格運転を行っている場合とする。
That is, the period from the start of the
前記(a)の場合として例えば、原子炉熱出力を増大させる第(N+1)運転サイクルでは、第N運転サイクルにおいて抽気蒸気が所定流量流れていた高圧抽気系15における高圧抽気管30の少なくとも一系統で、流量調整弁17により抽気蒸気の流量を所定流量以下に調整し、または閉止弁などにより抽気蒸気の流れを止める。これにより、高圧抽気系15から抽気して高圧給水加熱器26へ導入される抽気蒸気流量の、原子炉11出口での主蒸気流量に対する割合を、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルに比べて減少させる。これにより、高圧給水加熱器26での給水の温度上昇量が、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルに比べて小さくなる。この結果、給水系14から原子炉11へ供給される給水の原子炉11入口でのエンタルピまたは温度を、第(N+1)運転サイクルにおいて第N運転サイクルと同等に制御することが可能となる。
In the case of (a), for example, in the (N + 1) th operation cycle for increasing the reactor heat output, at least one system of the high-
また、前記(b)の場合として例えば、原子炉熱出力を増大させる第(N+1)運転サイクルでは、第N運転サイクルにおいて抽気蒸気が所定流量流れていた高圧抽気系15における高圧抽気管30の少なくとも一系統で、流量調整弁17により抽気蒸気流量を所定流量以下に調整し、もしくは閉止弁などにより抽気蒸気の流れを止める。更に、この第(N+1)運転サイクルでは、第N運転サイクルにおいて抽気蒸気が所定流量流れていた低圧抽気系16における低圧抽気管31の少なくとも一系統で、流量調整弁18により抽気蒸気流量を所定流量以下に調整し、もしくは閉止弁などにより抽気蒸気の流れを止める。
In the case of (b), for example, in the (N + 1) th operation cycle for increasing the reactor heat output, at least the high-
これにより、高圧抽気系15から抽気して高圧給水加熱器26へ導く抽気蒸気流量と、低圧抽気系16から抽気して低圧給水加熱器27へ導く抽気蒸気流量の、それぞれの原子炉11出口での主蒸気流量に対する割合を、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルに比べて共に減少させる。このうち、高圧抽気系15からの抽気蒸気流量の、原子炉11出口での主蒸気流量に対する割合が、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルに比べて減少する減少の程度を、低圧抽気系16からの抽気蒸気流量の、原子炉11出口での主蒸気流量に対する割合が、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルに比べて減少する減少の程度よりも大きくする。
Accordingly, the flow rate of the extraction steam extracted from the high-
これにより、高圧給水加熱器26及び低圧給水加熱器27による給水の全温度上昇量が、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルよりも小さくなると共に、当該全温度上昇量に対する高圧給水加熱器26による給水の温度上昇量の割合が、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルよりも小さくなる。この結果、給水系14から原子炉11へ導入される給水の原子炉11入口でのエンタルピまたは温度を、第(N+1)運転サイクルにおいて第N運転サイクルと同等に制御することが可能となる。
Thereby, the total temperature increase amount of the feed water by the high-pressure
ここで、給水系14から原子炉11へ供給される給水の原子炉11入口での給水温度を、第(N+1)運転サイクルにおいて第N運転サイクルと同等に制御するとは、第(N+1)運転サイクルにおける原子炉11への給水温度を、第N運転サイクルにおける原子炉11への給水温度に対して±1℃の温度範囲に制御することをいう。
Here, the control of the feed water temperature at the inlet of the feed water supplied from the
また、特に、高圧抽気系15からの抽気蒸気流量を減少させる抽気点は、高圧タービン20の途中または高圧タービン20の出口の抽気点であり、抽気点が複数ある場合には一番上流側の抽気点を選ぶことが最も効果的である。この場合、前述の如く、抽気蒸気流量を制御する流量調整弁17を設置して抽気蒸気流量を減少させても良い。この流量調整弁17に関しては、給水温度監視装置33により、第(N+1)運転サイクルでの給水温度が第N運転サイクル(定格時)での給水温度と同一となるように制御しても良い。
In particular, the extraction point at which the flow rate of the extraction steam from the high-
更に、高圧抽気管30の少なくとも1系統を完全に閉塞させても良い。閉塞させる方法は、高圧抽気管30の途中に閉止弁を設置するか、高圧抽気管30をプラギングすれば良い。高圧抽気管30を完全に閉塞させた場合には、抽気蒸気流量の制御系機器を不要にできると共に、運転制御も簡略化できる。抽気蒸気流量を制御するか、高圧抽気管30を完全に閉塞させるかは、原子力プラント10の熱バランスと増出力幅に依存する。例えば、増出力幅が小さい場合には、高圧抽気管30の一系統を完全に閉塞させると、原子炉11の入口での給水温度が低下しすぎるため、この場合には抽気蒸気流量を調整するか、または高圧抽気管30の閉塞下において原子炉11入口での給水温度が定格時と同等となるように設計・計画を行う。
Further, at least one system of the high
図3は、原子炉熱出力、主蒸気流量(原子炉11から主蒸気管22へ流入する主蒸気流量)及び抽気蒸気流量と運転サイクルとの関係を、運転サイクルが定格時と、本実施形態及び従来の増出力時の場合について示すグラフである。
FIG. 3 shows the relationship between the reactor heat output, the main steam flow rate (the main steam flow rate flowing from the
この図3に示す運転サイクルにおいて、第N運転サイクル及び第(N−1)運転サイクルは、本実施形態の増出力方法を適用する前の運転サイクルであり、このとき、原子炉熱出力はQ=100%(定格)である。この増出力前の原子力プラント10の系統構成を図2に示す。第(N+1))運転サイクルは、原子炉熱出力をα%増出力してQ=100+α%としたものであり、この増出力時の原子力プラント10の系統構成を図1に示す。なお、各運転サイクルは通常の運転状態を示しており、起動、停止時、過渡状態、更に事故の運転状態は除かれる。
In the operation cycle shown in FIG. 3, the Nth operation cycle and the (N−1) th operation cycle are operation cycles before the power increase method of the present embodiment is applied. At this time, the reactor heat output is Q = 100% (rated). The system configuration of the
原子炉熱出力を増出力させる手段としては、第(N+1)運転サイクルにおける制御棒の引き抜き量を第Nサイクルよりも大きくする、または第(N+1)運転サイクルにおける炉心での冷却材流量を再循環ポンプの回転数を上げることで第N運転サイクルよりも大きくする、または燃料集合体の種類を変更する方法で実現することが可能である。 As means for increasing the reactor heat output, the control rod extraction amount in the (N + 1) th operation cycle is made larger than that in the Nth cycle, or the coolant flow rate in the core in the (N + 1) th operation cycle is recirculated. It can be realized by increasing the number of rotations of the pump to make it larger than the Nth operation cycle or changing the type of the fuel assembly.
なお、原子力プラント10によっては一運転サイクル中の抽気蒸気流量や主蒸気流量を図4に示すように変化させることもある。このような運転サイクルは、燃料の燃焼末期においても原子炉熱出力を一定に維持するために、抽気蒸気流量を低下させて、給水系14から原子炉11へ供給される給水の温度を低下させるものである。図4のような運転サイクルをとる原子力プラント10の場合にも、熱バランス、抽気蒸気流量、主蒸気流量及び給水加熱量などは、起動・停止、事故・過渡事象発生時及び試運転を除く運転サイクル中で、主蒸気流量が最大となる運転で比較するものとする。
Depending on the
ところで、一般に、原子炉熱出力を増大させた場合には、その増大した分の熱を取得するために、給水系14から原子炉11へ供給する給水の流量を増加するか、または原子炉11(原子炉圧力容器19)の入口と出口の冷却材のエンタルピ差を拡大する必要がある。後者の場合、従来の増出力手法では、増出力時に給水系14から原子炉11へ供給される給水の温度及びエンタルピが上昇するので、原子炉11出口での主蒸気エンタルピを上昇させて上記エンタルピ差の拡大を図ることになる。しかし、原子炉11出口での主蒸気エンタルピの上昇は、原子炉圧力容器19内の高圧化、高温化など技術面及び安全面から困難であるため、給水エンタルピの上昇に伴って、原子炉11における冷却材の入口と出口のエンタルピ差はむしろ縮小する方向となり、このため、以下に述べる式(A)から、主蒸気流量を増加せざるを得ない。このように主蒸気流量を増加させた場合には、炉内構造物や蒸気タービン等のプラント機器の設計余裕が減少することになるので、これらの機器を変更しなければならない。従って、専ら前者の手法を取り、給水流量を増やしている。
By the way, in general, when the reactor heat output is increased, in order to acquire the increased heat, the flow rate of the feed water supplied from the
ここで、原子炉熱出力は、主蒸気流量と給水流量とが同一であると仮定した上で、原子炉11(原子炉圧力容器19)の入口と出口での冷却材のエンタルピ差と、給水流量または主蒸気流量との積として定義される。従って、定格時の原子炉熱出力Qは、定格時の原子炉11での入口と出口の冷却材のエンタルピ差をHとし、定格時の給水流量または主蒸気流量をGとして、以下のように示される。
[数1]
Q=H×G ……(A)
Here, the reactor heat output assumes that the main steam flow rate and the feed water flow rate are the same, and the difference in the enthalpy of the coolant at the inlet and outlet of the reactor 11 (reactor pressure vessel 19) and the feed water It is defined as the product of the flow rate or the main steam flow rate. Therefore, the reactor thermal output Q at the time of rating is as follows, where H is the enthalpy difference between the coolant at the inlet and outlet of the
[Equation 1]
Q = H × G (A)
また、従来の増出力法において、α%増出力後の熱出力の増大量ΔQ(Q>ΔQ>0)は、増出力後の給水のエンタルピ上昇量をΔH(H>ΔH>0)とし、α%増出力前後での主蒸気流量または給水流量の増加量をΔGとすれば、
[数2]
ΔQ={(H−ΔH)×(G+ΔG)}−(H×G)
となり、上式をΔGについて整理すると、次式(B)となる。
Further, in the conventional power increase method, the increase amount ΔQ (Q>ΔQ> 0) of the heat output after the α% increase power is set to ΔH (H>ΔH> 0) as the enthalpy increase amount of the feed water after the increase power If the amount of increase in the main steam flow rate or feed water flow rate before and after the α% increase output is ΔG,
[Equation 2]
ΔQ = {(H−ΔH) × (G + ΔG)} − (H × G)
When the above equation is arranged with respect to ΔG, the following equation (B) is obtained.
[数3]
ΔG=(ΔQ+ΔH×G)÷(H−ΔH)……(B)
[Equation 3]
ΔG = (ΔQ + ΔH × G) ÷ (H−ΔH) (B)
従って、この式(B)から、主蒸気流量または給水流量の増加量ΔGは、熱出力の増大量ΔQに対し正比例するのではなく、増出力の計画設計に依存する非線形性を有することがわかる。更に、上記式(B)及び図5の細線に示すように、この非線形性は、給水エンタルピの上昇量ΔHが大きいほど顕著であり、また、H>ΔH>0から、主蒸気流量または給水流量の増加の割合は、熱出力の増大の割合に対して、より鋭敏に増加する特性を有する。一方、給水エンタルピの上昇量ΔHは、熱出力の増大量ΔQの設定によって、この増大量ΔQに依存して変化する。 Therefore, from this equation (B), it can be seen that the increase amount ΔG of the main steam flow rate or the feed water flow rate is not directly proportional to the increase amount ΔQ of the heat output, but has nonlinearity that depends on the planned design of the increase output. . Furthermore, as shown by the above formula (B) and the thin line in FIG. 5, this nonlinearity becomes more significant as the feed water enthalpy increase ΔH is larger, and from H> ΔH> 0, the main steam flow rate or feed water flow rate The rate of increase has the property of increasing more sharply with respect to the rate of increase in heat output. On the other hand, the increase amount ΔH of the water supply enthalpy changes depending on the increase amount ΔQ depending on the setting of the increase amount ΔQ of the heat output.
これに対して、本実施の形態では、図1に示すように、増出力に際して従来と同様に、給水系14から原子炉11へ供給される給水流量を増加させると共に、原子炉11(原子炉圧力容器19)入口での冷却材エンタルピ(給水エンタルピ)を意図的に定格時と同等に計画・設計することで、原子炉11の入口と出口での冷却材のエンタルピ差を一定に確保している。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the flow rate of the feed water supplied from the
原子炉11の入口での給水エンタルピを増出力前後で同等に維持するためには、増出力の計画に際し、高圧蒸気系12及び低圧蒸気系13から抽気して給水加熱器26及び27に導く抽気蒸気流量を減少させれば良い。しかし、この抽気蒸気量を単に全体的に減少させると、低圧タービン21へ導かれる蒸気量が不足して熱効率が大きく減少し、発電量を増加させることができない。よって、高圧タービン20の途中または出口(ここで、高圧タービン20の出口は、実際には高圧タービン出口から湿分分離器32の入口までの間)から高圧抽気系15を経ての抽気蒸気流量を、低圧タービン21側に対して選択的に減少させる。このことで、低圧タービン21に流れる蒸気量を増加させて発電量を増大させることが可能となる。
In order to maintain the water supply enthalpy at the inlet of the
高圧タービン20の途中または出口からの抽気蒸気の多くは、主給水ポンプ28よりも下流側に設置された高圧給水加熱器26で使用されるため、本実施形態による増出力手法は、見方を変えると、主給水ポンプ28よりも下流側の給水加熱量を制御する手法となる。
Most of the extracted steam from the middle or outlet of the high-
なお、高圧タービン20の途中または出口から抽気される抽気蒸気流量が元来少ない原子力プラントの場合には、原子炉11への給水のエンタルピを定格時と同等にするために、低圧タービン21から低圧抽気系16を経て抽気される抽気蒸気流量も減少させて、原子炉11への給水温度を十分に低下させる必要がある。このような原子力プラントに本実施形態を適用する場合であっても、高圧タービン20の途中または出口からの抽気蒸気流量の方を、低圧タービン21側からの抽気蒸気流量よりも多く減少させることで、ある程度の効果が得られる。
In the case of a nuclear power plant where the flow rate of the extracted steam extracted from the middle or the outlet of the high-
このような本実施形態の増出力による原子炉11回りの熱バランスに関連する諸量の推移、及び特性の変化を図5に示す。本実施形態の適用の結果は太線に示す諸量の変化であり、従来の増出力手法は細線で示される諸量の変化である。本実施形態では、給水系14から原子炉11へ供給される給水のエンタルピを定格時と同等に維持した結果、原子炉11の入口と出口での冷却材のエンタルピ差を一定に確保でき、主蒸気流量または給水流量の増加の割合は、原子炉熱出力の増大の割合と同等となっている。これは、上述の式(B)において、以下のようにΔH=0とした場合の結果により示されるものである。つまり、式(B)において、ΔH=0を代入すると、
[数4]
ΔG=(ΔQ+0×G)÷(H−0)
ΔG=ΔQ÷H ……(C)
従って、主蒸気流量または給水流量の増加量ΔGは、熱出力の増大量ΔQに正比例する。
FIG. 5 shows changes in various quantities related to the heat balance around the
[Equation 4]
ΔG = (ΔQ + 0 × G) ÷ (H−0)
ΔG = ΔQ ÷ H (C)
Therefore, the increase amount ΔG of the main steam flow rate or the feed water flow rate is directly proportional to the increase amount ΔQ of the heat output.
即ち、主蒸気流量または給水流量の増加量ΔGの特性における従来の鋭敏な非線形性は、本実施形態の適用により消滅し、原子炉熱出力を第Nサイクルに対してα%増大する計画であっても、主蒸気流量または給水流量の増加量ΔGは、熱出力の増大量ΔQとの比例関係(式(C)参照)に基づきα%相当に抑制される。従来の増出力手法での100+α%の熱出力運用における主蒸気流量または給水流量は、本実施形態の適用下においては100+α+β%(β>0)の主蒸気流量または給水流量に相当する。 That is, the conventional sharp non-linearity in the characteristics of the increase amount ΔG of the main steam flow rate or the feed water flow rate is eliminated by the application of this embodiment, and the reactor heat output is increased by α% with respect to the Nth cycle. Even so, the increase amount ΔG of the main steam flow rate or the feed water flow rate is suppressed to α% or so on the basis of the proportional relationship with the increase amount ΔQ of the heat output (see formula (C)). The main steam flow rate or feed water flow rate in the heat output operation of 100 + α% in the conventional power increase method corresponds to the main steam flow rate or feed water flow rate of 100 + α + β% (β> 0) under the application of this embodiment.
従って、本実施形態では、従来と同一の原子炉熱出力の増大計画に対し主蒸気流量または給水流量の増加を抑制できるので、原子力プラント10の構成を大幅に変更せずに、この原子力プラント10の増出力が実現可能となる。或いは、本実施形態では、従来と同一の主蒸気流量または給水流量の増加計画において、熱出力の増大量の向上が可能となり、原子炉熱出力の増大の割合を大きくすることが可能となる。
Therefore, in this embodiment, since the increase in the main steam flow rate or the feed water flow rate can be suppressed with respect to the same increase plan of the reactor heat output as in the conventional case, the
これは、蒸気タービン20、21を含むプラント機器の設計余裕の範囲内に収まる増出力の計画可能範囲が実質的に拡大されることから、原子力プラント10の生涯発電量の向上を意味する。また、見方を変えれば、主要なプラント機器の変更なしに増出力の計画が可能になることから、熱出力の増大に対して最も支障をきたす可能性のあるプラント機器の一つである蒸気タービン20、21、ひいては当該蒸気タービンの最大飲込可能な蒸気量に対して支配的な蒸気加減弁23の交換を不要とする増出力計画の立案(即ち投資量の低減)の可能性を意味する。
This means that the planable range of the increased output that falls within the range of the design margin of the plant equipment including the
従って、本実施の形態によれば、次の効果(1)〜(3)を奏する。 Therefore, according to the present embodiment, the following effects (1) to (3) are obtained.
(1)給水系14から原子炉11へ供給される給水の、原子炉11(原子炉圧力容器19)入口でのエンタルピ若しくは温度を、第(N+1)運転サイクルにおいて第N運転サイクルと同等に制御することから、原子炉11の入口と出口の冷却材のエンタルピ差を一定に確保できる。このため、原子炉11の出口における主蒸気流量と原子炉11へ供給される給水流量が、第(N+1)運転サイクルにおいて第N運転サイクルよりも増加する増加割合を、原子炉熱出力が第(N+1)運転サイクルにおいて第N運転サイクルよりも増大する増大割合と同等にすることができる。この結果、発電量を増加させるべく実施した原子炉熱出力の増大に対し、原子炉11の出口における主蒸気流量及び原子炉11へ供給される給水流量の増加を共に抑制できるので、蒸気タービン20、21、蒸気加減弁23、給水管29、主蒸気管22、原子炉炉内構造物などのプラント機器へ作用する負荷を低減できる。このため、これらのプラント機器の設計余裕を好適に維持でき、これらのプラント機器を設計余裕の大きなものに変更する必要がないので、プラント機器の構成を変更することなく、原子力プラント10の増出力を実現できる。
(1) The enthalpy or temperature at the inlet of the reactor 11 (reactor pressure vessel 19) of the feed water supplied from the
(2)高圧蒸気系12における高圧タービン20の途中または出口から高圧抽気系15を経て抽気される抽気蒸気流量の、原子炉11出口における主蒸気流量に対する割合を、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルに比べて減少させる減少の程度が、低圧蒸気系13から低圧抽気系16を経て抽気される抽気蒸気流量の、原子炉11出口における主蒸気流量に対する割合を、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルに比べて減少させる減少の程度に比べて大きい。このことから、高圧タービン20を含む高圧蒸気系12から低圧タービン21へ導かれる蒸気量が良好に確保される。このため、第(N+1)運転サイクルにおいて高圧蒸気系12及び低圧蒸気系13から抽気される抽気蒸気流量を、第N運転サイクルに比べて単に全体的に減少させる場合や、給水系14から原子炉11へ供給される給水の温度を、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルよりも低くする場合と比較して、熱効率の低下を抑制でき、より大きな電気出力を得ることができる。
(2) The ratio of the extraction steam flow extracted from the middle of the high-
(3)給水系14から原子炉11(原子炉圧力容器19)に供給される給水の温度が、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクル(定格時)とほぼ同等に保たれるため、原子炉11の増出力に際して、炉心入口冷却材の温度変化による冷却材密度への影響が発生せず、熱出力の増大において支障となる該要素を排除することができる。
(3) Since the temperature of the feed water supplied from the
尚、この第1の実施の形態では、沸騰水型原子炉を具備した直接サイクル型の原子力プラントの場合を述べたが、直接サイクル型の他のプラント、例えば火力発電プラントに本発明を適用することが可能である。 In the first embodiment, the case of a direct cycle nuclear power plant equipped with a boiling water reactor has been described. However, the present invention is applied to another direct cycle type plant, for example, a thermal power plant. It is possible.
[B]第2の実施の形態(図6、図7)
図6は、本発明に係る原子力プラントの運転方法を、加圧水型原子炉を具備する原子力プラントに適用した第2の実施の形態において、増出力時の構成を示す原子力プラントの系統構成図である。図7は、図6の原子力プラントの増出力前の構成を示す系統構成図である。この第2の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
[B] Second embodiment (FIGS. 6 and 7)
FIG. 6 is a system configuration diagram of a nuclear power plant showing a configuration at the time of increased output in the second embodiment in which the operation method of the nuclear power plant according to the present invention is applied to a nuclear power plant having a pressurized water reactor. . FIG. 7 is a system configuration diagram showing the configuration of the nuclear power plant of FIG. 6 before the increased output. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified or omitted.
本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる点は、図6及び図7に示すように、本実施の形態の原子力プラント40が加圧水型原子炉41を具備した間接サイクル型の原子力プラントである点であり、高圧蒸気系12の主蒸気管22と給水系14の給水管29とは、原子炉41の原子炉容器42ではなく、蒸気発生器43に共に接続される。
The present embodiment differs from the first embodiment in that an indirect cycle type nuclear power plant in which the
蒸気発生器43は、原子炉41にて加熱された冷却材を熱源として蒸気(水蒸気)を発生し、原子炉41との間に1次系を構成する。蒸気発生器43にて発生した蒸気が高圧蒸気系12及び低圧蒸気系13へ順次導かれて高圧蒸気タービン20及び低圧蒸気タービン21により仕事をし、復水器24にて凝縮され、低圧給水加熱器27及び高圧給水加熱器26にて順次加熱されて蒸気発生器43へ戻り、この経路により2次系が構成される。尚、本実施の形態においては、高圧蒸気タービン20と低圧蒸気タービン21との間に湿分分離加熱器44が設置されているが、この湿分分離加熱器44は、湿分分離再熱器や湿分分離器であってもよい。
The
また、蒸気発生器43での交換熱量は、原子炉41の熱出力から1次系での熱リーク分を差し引いたものであるが、通常、熱リーク量は原子炉熱出力に比較して十分に小さい。このために、本実施形態において、蒸気発生器43での交換熱量と原子炉41の熱出力とは等しいとした。
The exchange heat quantity in the
ところで、上述のように構成された原子力プラント40(図6、図7)において、原子炉41の熱出力増大運転を実施する際に、給水系14から蒸気発生器43へ供給する給水流量を増加すると共に、図6に示すように、高圧抽気管30、低圧抽気管31のそれぞれに、抽気蒸気調整手段及び流量調整手段としての流量調整弁17、18を設置する。流量調整弁17によって、高圧抽気系15から抽気されて高圧給水加熱器26へ導入される抽気蒸気流量が調整される。また、流量調整弁18によって、低圧抽気系16から抽気されて低圧給水加熱器27へ導入される抽気蒸気流量が調整される。
By the way, in the nuclear power plant 40 (FIG. 6, FIG. 7) comprised as mentioned above, when implementing the thermal output increase operation of the
尚、抽気蒸気調整手段は、流量調整弁17、18に限らず、オフィスなどの流量調整手段であってもよく、更に、高圧抽気管30、低圧抽気管31のそれぞれにおいて、少なくとも一系統内を流れる抽気蒸気の流れを止める閉止手段としての閉止弁または閉塞プラグ(プラギング)であってもよい。
The extraction steam adjustment means is not limited to the
つまり、原子炉41の起動から燃料交換のために当該原子炉41の運転を停止するまでの期間を一運転期間とし、後の運転サイクルである第(N+1)運転サイクルにおける原子炉熱出力を、この第(N+1)運転サイクルよりも前の先の運転サイクルである第N運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させる。このとき、(a)流量調整弁17により高圧抽気系15から高圧給水加熱器26へ導入される抽気蒸気を調整する。または、(b)流量調整弁17及び18により、高圧抽気系15から高圧給水加熱器26へ、及び低圧抽気系16から低圧給水加熱器27へそれぞれ導入される抽気蒸気を調整する。これらの(a)、(b)のいずれかにより、給水系14から蒸気発生器43へ供給される給水の蒸気発生器43入口でのエンタルピまたは温度を、第(N+1)運転サイクルにおいて第N運転サイクルと同等に制御する。ここで、第N運転サイクルは、例えば原子炉熱出力が100%の定格運転を行っている場合とする。
That is, the period from the start of the
前記(a)の場合として例えば、原子炉熱出力を増大させる第(N+1)運転サイクルでは、第N運転サイクルにおいて抽気蒸気が所定流量流れていた高圧抽気系15における高圧抽気管30の少なくとも一系統で、流量調整弁17により抽気蒸気の流量を所定流量以下に調整し、または閉止弁などにより抽気蒸気の流れを止める。これにより、高圧抽気系15から抽気して高圧給水加熱器26へ導入される抽気蒸気流量の、蒸気発生器43出口での主蒸気流量に対する割合を、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルに比べて減少させる。これにより、高圧給水加熱器26での給水の温度上昇量が、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルに比べて小さくなる。この結果、給水系14から蒸気発生器43へ供給される給水の蒸気発生器43入口でのエンタルピまたは温度を、第(N+1)運転サイクルにおいて第N運転サイクルと同等に制御することが可能となる。
In the case of (a), for example, in the (N + 1) th operation cycle for increasing the reactor heat output, at least one system of the high-
また、前記(b)の場合として例えば、原子炉熱出力を増大させる第(N+1)運転サイクルでは、第N運転サイクルにおいて抽気蒸気が所定流量流れていた高圧抽気系15における高圧抽気管30の少なくとも一系統で、流量調整弁17により抽気蒸気流量を所定流量以下に調整し、もしくは閉止弁などにより抽気蒸気の流れを止める。更に、この第(N+1)運転サイクルでは、第N運転サイクルにおいて抽気蒸気が所定流量流れていた低圧抽気系16における低圧抽気管31の少なくとも一系統で、流量調整弁18により抽気蒸気流量を所定流量以下に調整し、もしくは閉止弁などにより抽気蒸気の流れを止める。
In the case of (b), for example, in the (N + 1) th operation cycle for increasing the reactor heat output, at least the high-
これにより、高圧抽気系15から抽気して高圧給水加熱器26へ導く抽気蒸気流量と、低圧抽気系16から抽気して低圧給水加熱器27へ導く抽気蒸気流量の、それぞれの蒸気発生器43出口での主蒸気流量に対する割合を、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルに比べて共に減少させる。このうち、高圧抽気系15からの抽気蒸気流量の、蒸気発生器43出口での主蒸気流量に対する割合が、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルに比べて減少する減少の程度を、低圧抽気系16からの抽気蒸気流量の、蒸気発生器43出口での主蒸気流量に対する割合が、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルに比べて減少する減少の程度よりも大きくする。
Accordingly, the
これにより、高圧給水加熱器26及び低圧給水加熱器27による給水の全温度上昇量が、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルよりも小さくなると共に、当該全温度上昇量に対する高圧給水加熱器26による給水の温度上昇量の割合が、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルよりも小さくなる。この結果、給水系14から蒸気発生器43へ導入される給水の蒸気発生器43入口でのエンタルピまたは温度を、第(N+1)運転サイクルにおいて第N運転サイクルと同等に制御することが可能となる。
Thereby, the total temperature increase amount of the feed water by the high-pressure
ここで、給水系14から蒸気発生器43へ供給される給水の蒸気発生器43入口での給水温度を、第(N+1)運転サイクルにおいて第N運転サイクルと同等に制御するとは、第(N+1)運転サイクルにおける蒸気発生器43への給水温度を、第N運転サイクルにおける蒸気発生器43への給水温度に対して±1℃の温度範囲に制御することをいう。
Here, controlling the feed water temperature at the inlet of the
図3は、原子炉熱出力、主蒸気流量(蒸気発生器43から主蒸気管22へ流入する主蒸気流量)及び抽気蒸気流量と運転サイクルとの関係を、運転サイクルが定格時と、本実施形態及び従来の増出力時の場合について示すグラフである。
FIG. 3 shows the relationship between the reactor heat output, the main steam flow rate (main steam flow rate flowing from the
この図3に示す運転サイクルにおいて、第N運転サイクル及び第(N−1)運転サイクルは、本実施形態の増出力方法を適用する前の運転サイクルであり、このとき、原子炉熱出力はQ=100%(定格)である。この増出力前の原子力プラント40の系統構成を図7に示す。第(N+1))運転サイクルは、原子炉熱出力をα%増出力してQ=100+α%としたものであり、この増出力時の原子力プラント40の系統構成を図6に示す。なお、各運転サイクルは通常の運転状態を示しており、起動、停止時、過渡状態、更に事故の運転状態は除かれる。
In the operation cycle shown in FIG. 3, the Nth operation cycle and the (N−1) th operation cycle are operation cycles before the power increase method of the present embodiment is applied. At this time, the reactor heat output is Q = 100% (rated). The system configuration of the
原子炉熱出力を増出力させる手段としては、第(N+1)運転サイクルにおける制御棒の引き抜き量を第Nサイクルよりも大きくする、または燃料集合体の種類を変更する方法で実現することが可能である。 The means for increasing the reactor heat output can be realized by a method in which the amount of control rods to be extracted in the (N + 1) th operation cycle is larger than that in the Nth cycle or the type of fuel assembly is changed. is there.
なお、原子力プラント40によっては一運転サイクル中の抽気蒸気流量や主蒸気流量を図4に示すように変化させることもある。このような運転サイクルは、燃料の燃焼末期においても原子炉熱出力を一定に維持するために、抽気蒸気流量を低下させて、給水系14から蒸気発生器43へ供給される給水の温度を低下させるものである。図4のような運転サイクルをとる原子力プラント40の場合にも、熱バランス、抽気蒸気流量、主蒸気流量及び給水加熱量などは、起動・停止、事故・過渡事象発生時及び試運転を除く運転サイクル中で、主蒸気流量が最大となる運転で比較するものとする。
Depending on the
ところで、一般に、原子炉熱出力を増大させた場合には、その増大した分の熱を取得するために、給水系14から蒸気発生器43へ供給する給水の流量を増加するか、または蒸気発生器43の入口と出口のエンタルピ差を拡大する必要がある。後者の場合、従来の増出力手法では、増出力時に給水系14から蒸気発生器43へ供給される給水の温度及びエンタルピが上昇するので、蒸気発生器43出口での主蒸気エンタルピを上昇させて上記エンタルピ差の拡大を図ることになる。しかし、蒸気発生器43出口での主蒸気エンタルピの上昇は、1次系の原子炉容器42内の高圧化、高温化など技術面及び安全面から困難であるため、蒸気発生器43への給水エンタルピの上昇に伴って、この蒸気発生器43における入口と出口のエンタルピ差はむしろ縮小する方向となり、前記式(A)から、蒸気発生器43での主蒸気流量または給水流量を増加せざるを得ない。従って、専ら前者の手法を取り、蒸気発生器43への給水流量を増やしている。
By the way, in general, when the reactor heat output is increased, in order to acquire the increased amount of heat, the flow rate of the feed water supplied from the
ここで、原子炉熱出力は、蒸気発生器43での主蒸気流量と給水流量とが同一であると仮定した上で、蒸気発生器43の入口と出口でのエンタルピ差と、蒸気発生器43での給水流量または主蒸気流量との積として定義されるので、前記式(A)の如く、上述の沸騰水型原子炉の場合と同様に示される。
Here, the reactor heat output assumes that the main steam flow rate and the feed water flow rate in the
また、一般に蒸気発生器43を有する原子力プラント40においては、原子炉熱出力の増大に伴い、蒸気発生器43での主蒸気圧力及びエンタルピが低下する傾向にあるが、この変化の割合は、蒸気発生器43への給水温度及びエンタルピを含む、蒸気発生器43周りの熱バランスに関連する諸量の変化の割合に比較して十分に小さい。従って、本実施形態では、原子炉41の増出力前後において蒸気発生器43での主蒸気エンタルピは等しいとした。
In general, in the
従来の増出力法においては、増出力の前後における蒸気発生器43での給水流量または主蒸気流量の増加量ΔGの特性は、沸騰水型原子炉の場合と同様に、前記式(B)から、熱出力の増大量ΔQに対し正比例するのではなく、増出力の計画・設計に依存する非線形性を有することがわかる。更に、前記式(B)及び図5の細線に示すように、この非線形性は、蒸気発生器43への給水エンタルピの上昇量ΔHが大きいほど顕著であり、また、H>ΔH>0から、蒸気発生器43での主蒸気流量または給水流量の増加の割合は、熱出力の増大の割合に対して、より鋭敏に増加する特性を有する。
In the conventional power increase method, the characteristic of the increase ΔG in the feed water flow rate or the main steam flow rate in the
これに対して、本実施の形態では、図6に示すように、増出力に際して従来と同様に、給水系14から蒸気発生器43へ供給される給水流量を増加させると共に、蒸気発生器43の入口での給水エンタルピを意図的に定格時と同等に計画・設計することで、蒸気発生器43の入口と出口でのエンタルピ差を一定に確保している。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the flow rate of the feed water supplied from the
蒸気発生器43の入口での給水エンタルピを増出力前後で同等に維持するためには、増出力の計画に際し、高圧蒸気系12及び低圧蒸気系13から抽気して給水加熱器26及び27に導く抽気蒸気流量を減少させれば良い。しかし、この抽気蒸気量を単に全体的に減少させると、低圧タービン21へ導かれる蒸気量が不足して熱効率が大きく減少し、発電量を増加させることができない。よって、高圧タービン20の途中または出口から高圧抽気系15を経ての抽気蒸気流量を、低圧タービン21側に対して選択的に減少させる。このことで、低圧タービン21に流れる蒸気量を増加させて発電量を増大させることが可能となる。
In order to maintain the same water supply enthalpy at the inlet of the
高圧タービン20の途中または出口からの抽気蒸気の多くは、主給水ポンプ28よりも下流側に設置された高圧給水加熱器26で使用されるため、本実施形態による増出力手法は、見方を変えると、主給水ポンプ28よりも下流側の給水加熱量を制御する手法となる。
Most of the extracted steam from the middle or outlet of the high-
なお、高圧タービン20の途中または出口から抽気される抽気蒸気流量が元来少ない原子力プラントの場合には、蒸気発生器43への給水のエンタルピを定格時と同等にするために、低圧タービン21から低圧抽気系16を経て抽気される抽気蒸気流量も減少させて、蒸気発生器43への給水温度を十分に低下させる必要がある。このような原子力プラントに本実施形態を適用する場合であっても、高圧タービン20の途中または出口からの抽気蒸気流量の方を、低圧タービン21側からの抽気蒸気流量よりも多く減少させることで、ある程度の効果が得られる。
In the case of a nuclear power plant where the flow rate of the extracted steam extracted from the middle or the outlet of the high-
このような本実施形態の増出力による原子炉41周りの熱バランスに関連する諸量の推移、及び特性の変化は、沸騰水型原子炉の場合と同様に図5に準ずる。本実施形態の適用の結果は太線に示す諸量の変化であり、従来の増出力手法は細線で示される諸量の変化である。本実施形態では、給水系14から蒸気発生器43へ供給される給水のエンタルピを定格時と同等に維持した結果、蒸気発生器43の入口と出口でのエンタルピ差を一定に確保でき、蒸気発生器43での主蒸気流量または給水流量の増加の割合は、前記式(C)及び図5から、原子炉熱出力の増大の割合と同等となっている。
The transition of various quantities related to the heat balance around the
即ち、蒸気発生器43での主蒸気流量または給水流量の増加量ΔGの特性における従来の鋭敏な非線形性は、本実施形態の適用により消滅し、原子炉熱出力を第Nサイクルに対してα%増大する計画であっても、主蒸気流量または給水流量の増加量ΔGは、熱出力の増大量ΔQとの比例関係(式(C)参照)に基づきα%相当に抑制される。従来の増出力手法での100+α%の熱出力運用における主蒸気流量または給水流量は、図5に示すように、本実施形態の適用下においては100+α+β%(β>0)の主蒸気流量または給水流量に相当する。
That is, the conventional sharp non-linearity in the characteristic of the increase amount ΔG of the main steam flow rate or the feed water flow rate in the
従って、本実施形態では、従来と同一の原子炉熱出力の増大計画に対し、蒸気発生器43での主蒸気流量または給水流量の増加を抑制できるので、原子力プラント40の構成を大幅に変更せずに、この原子力プラント40の増出力が実現可能となる。或いは、本実施形態では、従来と同一の蒸気発生器43での主蒸気流量または給水流量の増加計画において、熱出力の増大量の向上が可能となり、原子炉熱出力の増大の割合を大きくすることが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, the increase in the main steam flow rate or the feed water flow rate in the
これは、蒸気タービン20、21を含むプラント機器の設計余裕の範囲内に収まる増出力の計画可能範囲が実質的に拡大されることから、原子力プラント40の生涯発電量の向上を意味する。また、見方を変えれば、主要なプラント機器の変更なしに増出力の計画が可能になることから、熱出力の増大に対して最も支障をきたす可能性のあるプラント機器の一つである蒸気タービン20、21、ひいては当該蒸気タービンの最大飲込可能な蒸気量に対して支配的な蒸気加減弁23の交換を不要とする増出力計画の立案(即ち投資量の低減)の可能性を意味する。
This means that the planable range of the increased output that falls within the design margin of the plant equipment including the
本実施の形態によれば、次の効果(4)及び(5)を奏する。 According to the present embodiment, the following effects (4) and (5) are obtained.
(4)給水系14から蒸気発生器43へ供給される給水の、蒸気発生器43入口でのエンタルピ若しくは温度を、第(N+1)運転サイクルにおいて第N運転サイクルと同等に制御することから、蒸気発生器43の入口と出口のエンタルピ差を一定に確保できる。このため、蒸気発生器43の出口における主蒸気流量と蒸気発生器43へ供給される給水流量が、第(N+1)運転サイクルにおいて第N運転サイクルよりも増加する割合を、原子炉熱出力が第(N+1)運転サイクルにおいて第N運転サイクルよりも増大する増大割合と同等にすることができる。この結果、発電量を増加させるべく実施した原子炉熱出力の増大に対し、蒸気発生器43の出口における主蒸気流量及び蒸気発生器43へ供給される給水流量の増加を共に抑制できるので、蒸気タービン20、21、蒸気加減弁23、給水管29、主蒸気管22等のプラント機器へ作用する負荷を低減できる。このため、これらのプラント機器の設計余裕を好適に維持でき、これらのプラント機器を設計余裕の大きなものに変更する必要がないので、プラント機器の構成を変更することなく、原子力プラント40の増出力を実現できる。
(4) Since the enthalpy or temperature at the inlet of the
(5)高圧蒸気系12における高圧タービン20の途中または出口から高圧抽気系15を経て抽気される抽気蒸気流量の、蒸気発生器43出口における主蒸気流量に対する割合を、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルに比べて減少させる減少の程度が、低圧蒸気系13から低圧抽気系16を経て抽気される抽気蒸気流量の、蒸気発生器43出口における主蒸気流量に対する割合を、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルに比べて減少させる減少の程度に比べて大きい。このことから、高圧タービン20を含む高圧蒸気系12から低圧タービン21へ導かれる蒸気量が良好に確保される。このため、第(N+1)運転サイクルにおいて高圧蒸気系12及び低圧蒸気系13から抽気される抽気蒸気流量を、第N運転サイクルに比べて単に全体的に減少させる場合や、給水系14から蒸気発生器43へ供給される給水の温度を、第(N+1)運転サイクルでは第N運転サイクルよりも低くする場合と比較して、熱効率の低下を抑制でき、より大きな電気出力を得ることができる。
(5) The ratio of the extraction steam flow extracted from the middle of the high-
尚、この第2の実施の形態では、加圧水型原子炉を具備した間接サイクル型の原子力プラントの場合を述べたが、間接サイクル型の他のプラント、例えば地熱発電プラントなどに本発明を適用してもよい。 In the second embodiment, the case of an indirect cycle type nuclear power plant equipped with a pressurized water reactor has been described. However, the present invention is applied to other plants of the indirect cycle type, such as a geothermal power plant. May be.
10 原子力プラント
11 原子炉
12 高圧蒸気系
13 低圧蒸気系
14 給水系
15 高圧抽気系
16 低圧抽気系
17、18 流量調整弁
20 高圧タービン
21 低圧タービン
25 復水器
26 高圧給水加熱器
27 低圧給水加熱器
28 主給水ポンプ
30 高圧抽気管
40 原子力プラント
41 原子炉
43 蒸気発生器
DESCRIPTION OF
Claims (12)
当該原子炉で発生した蒸気が供給される、原子炉出口から高圧タービンを経て低圧タービン入口までの高圧蒸気系と、
前記低圧タービン入口から、当該低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器入口までの低圧蒸気系と、
前記復水器、及び当該復水器から供給された給水を加熱する給水加熱器を備え、当該給水加熱器からの給水を前記原子炉へ供給する給水系と、を有する原子力プラントの運転方法において、
前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させ、
前記高圧蒸気系から抽気して前記給水加熱器に導く抽気蒸気の質量流量の、原子炉出口での主蒸気の質量流量に対する割合を、後の運転サイクルでは先の運転サイクルに比べて減少させることで、
前記給水系から前記原子炉へ供給される給水の原子炉入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御することを特徴とする原子力プラントの運転方法。 A nuclear reactor,
A high-pressure steam system from the reactor outlet to the low-pressure turbine inlet to which steam generated in the reactor is supplied;
A low pressure steam system from the low pressure turbine inlet to a condenser inlet for condensing steam discharged from the low pressure turbine;
In a method for operating a nuclear power plant, comprising the condenser and a feed water heater that heats feed water supplied from the condenser, and a feed water system that supplies feed water from the feed water heater to the nuclear reactor. ,
When the period from the start-up of the reactor to the stop of the operation of the reactor for fuel replacement is defined as one operation cycle, the reactor heat output in the subsequent operation cycle is determined prior to the subsequent operation cycle. Increased from the reactor thermal power in the operating cycle of
The ratio of the mass flow rate of the extracted steam extracted from the high-pressure steam system and led to the feed water heater to the mass flow rate of the main steam at the reactor outlet is reduced in the subsequent operation cycle compared to the previous operation cycle. so,
An operation method of a nuclear power plant, wherein an enthalpy or temperature at a reactor inlet of feed water supplied from the feed water system to the reactor is controlled in a later operation cycle in the same manner as the previous operation cycle.
当該原子炉で発生した蒸気が供給される、原子炉出口から高圧タービンを経て低圧タービン入口までの高圧蒸気系と、
前記低圧タービン入口から、当該低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器入口までの低圧蒸気系と、
前記復水器、及び当該復水器から供給された給水を加熱する給水加熱器を備え、当該給水加熱器からの給水を前記原子炉へ供給する給水系と、を有する原子力プラントの運転方法において、
前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させ、
前記高圧蒸気系及び前記低圧蒸気系から抽気して前記給水加熱器に導く抽気蒸気の質量流量の、原子炉出口での主蒸気の質量流量に対するそれぞれの割合を、後の運転サイクルでは先の運転サイクルに比べて共に減少させ、
このうち、前記高圧蒸気系からの抽気蒸気の質量流量の、原子炉出口での主蒸気の質量流量に対する割合が後の運転サイクルでは先の運転サイクルに比べて減少する減少の程度を、前記低圧蒸気系からの抽気蒸気の質量流量の、原子炉出口での主蒸気の質量流量に対する割合が後の運転サイクルでは先の運転サイクルに比べて減少する減少の程度よりも大きくすることで、
前記給水系から前記原子炉へ供給される給水の原子炉入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御することを特徴とする原子力プラントの運転方法。 A nuclear reactor,
A high-pressure steam system from the reactor outlet to the low-pressure turbine inlet to which steam generated in the reactor is supplied;
A low pressure steam system from the low pressure turbine inlet to a condenser inlet for condensing steam discharged from the low pressure turbine;
In a method for operating a nuclear power plant, comprising the condenser and a feed water heater that heats feed water supplied from the condenser, and a feed water system that supplies feed water from the feed water heater to the nuclear reactor. ,
When the period from the start-up of the reactor to the stop of the operation of the reactor for fuel replacement is defined as one operation cycle, the reactor heat output in the subsequent operation cycle is determined prior to the subsequent operation cycle. Increased from the reactor thermal power in the operating cycle of
The ratio of the mass flow rate of the bleed steam extracted from the high pressure steam system and the low pressure steam system to the feed water heater, with respect to the mass flow rate of the main steam at the reactor outlet, Both compared to the cycle,
Of these, the ratio of the mass flow rate of the extracted steam from the high-pressure steam system to the mass flow rate of the main steam at the reactor outlet decreases in the later operation cycle as compared with the previous operation cycle, By making the ratio of the mass flow rate of the bleed steam from the steam system to the mass flow rate of the main steam at the reactor outlet larger than the degree of decrease compared to the previous operation cycle in the later operation cycle,
An operation method of a nuclear power plant, wherein an enthalpy or temperature at a reactor inlet of feed water supplied from the feed water system to the reactor is controlled in a later operation cycle in the same manner as the previous operation cycle.
当該原子炉で発生した蒸気が供給される高圧タービン及び低圧タービンを備えた蒸気系と、
前記低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器、当該復水器から供給された給水を加熱する、当該復水器より下流側で且つ主給水ポンプより上流側に設置された低圧給水加熱器、及び前記主給水ポンプより下流側で且つ前記原子炉より上流側に設置された高圧給水加熱器を備え、当該高圧給水加熱器からの給水を前記原子炉へ供給する給水系と、を有する原子力プラントの運転方法において、
前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させ、
前記高圧給水加熱器での温度上昇量を、後の運転サイクルでは先の運転サイクルに比べて小さくすることで、
前記給水系から前記原子炉へ供給される給水の原子炉入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御することを特徴とする原子力プラントの運転方法。 A nuclear reactor,
A steam system including a high-pressure turbine and a low-pressure turbine to which steam generated in the nuclear reactor is supplied;
A condenser for condensing the steam discharged from the low-pressure turbine, and a low-pressure feed water heater installed on the downstream side of the condenser and the upstream side of the main feed pump for heating the feed water supplied from the condenser. And a high-pressure feed water heater installed downstream from the main feed pump and upstream from the reactor, and a feed water system for supplying feed water from the high-pressure feed water heater to the reactor In the operation method of a nuclear power plant,
When the period from the start-up of the reactor to the stop of the operation of the reactor for fuel replacement is defined as one operation cycle, the reactor heat output in the subsequent operation cycle is determined prior to the subsequent operation cycle. Increased from the reactor thermal power in the operating cycle of
By reducing the amount of temperature increase in the high-pressure feed water heater in the subsequent operation cycle compared to the previous operation cycle,
An operation method of a nuclear power plant, wherein an enthalpy or temperature at a reactor inlet of feed water supplied from the feed water system to the reactor is controlled in a later operation cycle in the same manner as the previous operation cycle.
当該原子炉で発生した蒸気が供給される高圧タービン及び低圧タービンを備えた蒸気系と、
前記低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器、当該復水器から供給された給水を加熱する、当該復水器より下流側で且つ主給水ポンプより上流側に設置された低圧給水加熱器、及び前記主給水ポンプより下流側で且つ前記原子炉より上流側に設置された高圧給水加熱器を備え、当該高圧給水加熱器からの給水を前記原子炉へ供給する給水系と、を有する原子力プラントの運転方法において、
前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させ、
前記低圧給水加熱器と前記高圧給水加熱器での全温度上昇量に対する前記高圧給水加熱器での温度上昇量の割合を、後の運転サイクルでは先の運転サイクルよりも小さくすることで、
前記給水系から前記原子炉へ供給される給水の原子炉入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御することを特徴とする原子力プラントの運転方法。 A nuclear reactor,
A steam system including a high-pressure turbine and a low-pressure turbine to which steam generated in the nuclear reactor is supplied;
A condenser for condensing the steam discharged from the low-pressure turbine, and a low-pressure feed water heater installed on the downstream side of the condenser and the upstream side of the main feed pump for heating the feed water supplied from the condenser. And a high-pressure feed water heater installed downstream from the main feed pump and upstream from the reactor, and a feed water system for supplying feed water from the high-pressure feed water heater to the reactor In the operation method of a nuclear power plant,
When the period from the start-up of the reactor to the stop of the operation of the reactor for fuel replacement is defined as one operation cycle, the reactor heat output in the subsequent operation cycle is determined prior to the subsequent operation cycle. Increased from the reactor thermal power in the operating cycle of
By making the ratio of the temperature increase amount in the high pressure feed water heater to the total temperature increase amount in the low pressure feed water heater and the high pressure feed water heater smaller in the later operation cycle than in the previous operation cycle,
An operation method of a nuclear power plant, wherein an enthalpy or temperature at a reactor inlet of feed water supplied from the feed water system to the reactor is controlled in a later operation cycle in the same manner as the previous operation cycle.
当該原子炉で発生した蒸気が供給される高圧タービン及び低圧タービンを備えた蒸気系と、
前記低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器、及び当該復水器から供給された給水を加熱する給水加熱器を備え、当該給水加熱器からの給水を前記原子炉へ供給する給水系と、
前記高圧タービン側から蒸気を抽気して前記給水加熱器へ導く高圧抽気管を少なくとも1系統備えた抽気蒸気系と、を有する原子力プラントの運転方法において、
前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させ、
後の運転サイクルにおいては、先の運転サイクルにおいて抽気蒸気が所定流量で流れていた前記高圧抽気管の少なくとも1系統で、抽気蒸気を止め、または抽気蒸気の質量流量を所定流量以下に調整することで、
前記給水系から前記原子炉へ供給される給水の原子炉入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御することを特徴とする原子力プラントの運転方法。 A nuclear reactor,
A steam system including a high-pressure turbine and a low-pressure turbine to which steam generated in the nuclear reactor is supplied;
A water supply system comprising a condenser for condensing steam discharged from the low-pressure turbine, and a feed water heater for heating feed water supplied from the condenser, and supplying feed water from the feed water heater to the reactor When,
In a method for operating a nuclear power plant, comprising: an extraction steam system including at least one high-pressure extraction pipe that extracts steam from the high-pressure turbine side and guides the steam to the feed water heater;
When the period from the start-up of the reactor to the stop of the operation of the reactor for fuel replacement is defined as one operation cycle, the reactor heat output in the subsequent operation cycle is determined prior to the subsequent operation cycle. Increased from the reactor thermal power in the operating cycle of
In the subsequent operation cycle, the extraction steam is stopped or the mass flow rate of the extraction steam is adjusted to be equal to or less than the predetermined flow rate in at least one of the high-pressure extraction pipes in which the extraction steam was flowing at the predetermined flow rate in the previous operation cycle. so,
An operation method of a nuclear power plant, wherein an enthalpy or temperature at a reactor inlet of feed water supplied from the feed water system to the reactor is controlled in a later operation cycle in the same manner as the previous operation cycle.
当該原子炉で加熱された冷却材を熱源にして蒸気を発生する蒸気発生器と、
当該蒸気発生器で発生した蒸気が供給される、蒸気発生器出口から高圧タービンを経て低圧タービン入口までの高圧蒸気系と、
前記低圧タービン入口から、当該低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器入口までの低圧蒸気系と、
前記復水器、及び当該復水器から供給された給水を加熱する給水加熱器を備え、当該給水加熱器からの給水を前記蒸気発生器へ供給する給水系と、を有する原子力プラントの運転方法において、
前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させ、
前記高圧蒸気系から抽気して前記給水加熱器に導く抽気蒸気の質量流量の、蒸気発生器出口での主蒸気の質量流量に対する割合を、後の運転サイクルでは先の運転サイクルに比べて減少させることで、
前記給水系から前記蒸気発生器へ供給される給水の蒸気発生器入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御することを特徴とする原子力プラントの運転方法。 A nuclear reactor,
A steam generator that generates steam using a coolant heated in the reactor as a heat source;
A high-pressure steam system from the steam generator outlet to the low-pressure turbine inlet to which steam generated by the steam generator is supplied;
A low pressure steam system from the low pressure turbine inlet to a condenser inlet for condensing steam discharged from the low pressure turbine;
An operation method of a nuclear power plant comprising: the condenser, and a feed water heater that heats the feed water supplied from the condenser, and a feed water system that feeds the feed water from the feed water heater to the steam generator In
When the period from the start-up of the reactor to the stop of the operation of the reactor for fuel replacement is defined as one operation cycle, the reactor heat output in the subsequent operation cycle is determined prior to the subsequent operation cycle. Increased from the reactor thermal power in the operating cycle of
The ratio of the mass flow rate of the extracted steam that is extracted from the high-pressure steam system and led to the feed water heater to the mass flow rate of the main steam at the outlet of the steam generator is reduced in the subsequent operation cycle compared to the previous operation cycle. With that
An operation method of a nuclear power plant, wherein an enthalpy or temperature at a steam generator inlet of feed water supplied from the feed water system to the steam generator is controlled in a later operation cycle to be equal to a previous operation cycle.
当該原子炉で加熱された冷却材を熱源にして蒸気を発生する蒸気発生器と、
当該蒸気発生器で発生した蒸気が供給される、蒸気発生器出口から高圧タービンを経て低圧タービン入口までの高圧蒸気系と、
前記低圧タービン入口から、当該低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器入口までの低圧蒸気系と、
前記復水器、及び当該復水器から供給された給水を加熱する給水加熱器を備え、当該給水加熱器からの給水を前記蒸気発生器へ供給する給水系と、を有する原子力プラントの運転方法において、
前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させ、
前記高圧蒸気系及び前記低圧蒸気系から抽気して前記給水加熱器に導く抽気蒸気の質量流量の、蒸気発生器出口での主蒸気の質量流量に対するそれぞれの割合を、後の運転サイクルでは先の運転サイクルに比べて共に減少させ、
このうち、前記高圧蒸気系からの抽気蒸気の質量流量の、蒸気発生器出口での主蒸気の質量流量に対する割合が後の運転サイクルでは先の運転サイクルに比べて減少する減少の程度を、前記低圧蒸気系からの抽気蒸気の質量流量の、蒸気発生器出口での主蒸気の質量流量に対する割合が後の運転サイクルでは先の運転サイクルに比べて減少する減少の程度よりも大きくすることで、
前記給水系から前記蒸気発生器へ供給される給水の蒸気発生器入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御することを特徴とする原子力プラントの運転方法。 A nuclear reactor,
A steam generator that generates steam using a coolant heated in the reactor as a heat source;
A high-pressure steam system from the steam generator outlet to the low-pressure turbine inlet to which steam generated by the steam generator is supplied;
A low pressure steam system from the low pressure turbine inlet to a condenser inlet for condensing steam discharged from the low pressure turbine;
An operation method of a nuclear power plant comprising: the condenser, and a feed water heater that heats the feed water supplied from the condenser, and a feed water system that feeds the feed water from the feed water heater to the steam generator In
When the period from the start-up of the reactor to the stop of the operation of the reactor for fuel replacement is defined as one operation cycle, the reactor heat output in the subsequent operation cycle is determined prior to the subsequent operation cycle. Increased from the reactor thermal power in the operating cycle of
The ratio of the mass flow rate of the bleed steam extracted from the high pressure steam system and the low pressure steam system to the feed water heater with respect to the mass flow rate of the main steam at the outlet of the steam generator, Reduce both compared to the driving cycle,
Of these, the degree of reduction in which the ratio of the mass flow rate of the extracted steam from the high-pressure steam system to the mass flow rate of the main steam at the outlet of the steam generator decreases in the later operation cycle compared to the previous operation cycle, By making the ratio of the mass flow rate of the extracted steam from the low-pressure steam system to the mass flow rate of the main steam at the outlet of the steam generator larger than the degree of decrease that is reduced in the subsequent operation cycle compared to the previous operation cycle,
An operation method of a nuclear power plant, wherein an enthalpy or temperature at a steam generator inlet of feed water supplied from the feed water system to the steam generator is controlled in a later operation cycle to be equal to a previous operation cycle.
当該原子炉で加熱された冷却材を熱源にして蒸気を発生する蒸気発生器と、
当該蒸気発生器で発生した蒸気が供給される高圧タービン及び低圧タービンを備えた蒸気系と、
前記低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器、当該復水器から供給された給水を加熱する、当該復水器より下流側で且つ主給水ポンプより上流側に設置された低圧給水加熱器、及び前記主給水ポンプより下流側で且つ前記蒸気発生器より上流側に設置された高圧給水加熱器を備え、当該高圧給水加熱器からの給水を前記蒸気発生器へ供給する給水系と、を有する原子力プラントの運転方法において、
前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させ、
前記高圧給水加熱器での温度上昇量を、後の運転サイクルでは先の運転サイクルに比べて小さくすることで、
前記給水系から前記蒸気発生器へ供給される給水の蒸気発生器入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御することを特徴とする原子力プラントの運転方法。 A nuclear reactor,
A steam generator that generates steam using a coolant heated in the reactor as a heat source;
A steam system including a high-pressure turbine and a low-pressure turbine to which steam generated by the steam generator is supplied;
A condenser for condensing the steam discharged from the low-pressure turbine, and a low-pressure feed water heater installed on the downstream side of the condenser and the upstream side of the main feed pump for heating the feed water supplied from the condenser. And a high-pressure feed water heater installed downstream from the main feed pump and upstream from the steam generator, and a feed water system for supplying feed water from the high-pressure feed water heater to the steam generator; In a method of operating a nuclear power plant having
When the period from the start-up of the reactor to the stop of the operation of the reactor for fuel replacement is defined as one operation cycle, the reactor heat output in the subsequent operation cycle is determined prior to the subsequent operation cycle. Increased from the reactor thermal power in the operating cycle of
By reducing the amount of temperature increase in the high-pressure feed water heater in the subsequent operation cycle compared to the previous operation cycle,
An operation method of a nuclear power plant, wherein an enthalpy or temperature at a steam generator inlet of feed water supplied from the feed water system to the steam generator is controlled in a later operation cycle to be equal to a previous operation cycle.
当該原子炉で加熱された冷却材を熱源にして蒸気を発生する蒸気発生器と、
当該蒸気発生器で発生した蒸気が供給される高圧タービン及び低圧タービンを備えた蒸気系と、
前記低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器、当該復水器から供給された給水を加熱する、当該復水器より下流側で且つ主給水ポンプより上流側に設置された低圧給水加熱器、及び前記主給水ポンプより下流側で且つ前記蒸気発生器より上流側に設置された高圧給水加熱器を備え、当該高圧給水加熱器からの給水を前記蒸気発生器へ供給する給水系と、を有する原子力プラントの運転方法において、
前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させ、
前記低圧給水加熱器と前記高圧給水加熱器での全温度上昇量に対する前記高圧給水加熱器での温度上昇量の割合を、後の運転サイクルでは先の運転サイクルよりも小さくすることで、
前記給水系から前記蒸気発生器へ供給される給水の蒸気発生器入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御することを特徴とする原子力プラントの運転方法。 A nuclear reactor,
A steam generator that generates steam using a coolant heated in the reactor as a heat source;
A steam system including a high-pressure turbine and a low-pressure turbine to which steam generated by the steam generator is supplied;
A condenser for condensing the steam discharged from the low-pressure turbine, and a low-pressure feed water heater installed on the downstream side of the condenser and the upstream side of the main feed pump for heating the feed water supplied from the condenser. And a high-pressure feed water heater installed downstream from the main feed pump and upstream from the steam generator, and a feed water system for supplying feed water from the high-pressure feed water heater to the steam generator; In a method of operating a nuclear power plant having
When the period from the start-up of the reactor to the stop of the operation of the reactor for fuel replacement is defined as one operation cycle, the reactor heat output in the subsequent operation cycle is determined prior to the subsequent operation cycle. Increased from the reactor thermal power in the operating cycle of
By making the ratio of the temperature increase amount in the high pressure feed water heater to the total temperature increase amount in the low pressure feed water heater and the high pressure feed water heater smaller in the later operation cycle than in the previous operation cycle,
An operation method of a nuclear power plant, wherein an enthalpy or temperature at a steam generator inlet of feed water supplied from the feed water system to the steam generator is controlled in a later operation cycle to be equal to a previous operation cycle.
当該原子炉で加熱された冷却材を熱源にして蒸気を発生する蒸気発生器と、
当該蒸気発生器で発生した蒸気が供給される高圧タービン及び低圧タービンを備えた蒸気系と、
前記低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器、及び当該復水器から供給された給水を加熱する給水加熱器を備え、当該給水加熱器からの給水を前記蒸気発生器へ供給する給水系と、
前記高圧タービン側から蒸気を抽気して前記給水加熱器へ導く高圧抽気管を少なくとも1系統備えた抽気蒸気系と、を有する原子力プラントの運転方法において、
前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させ、
後の運転サイクルにおいては、先の運転サイクルにおいて抽気蒸気が所定流量で流れていた前記高圧抽気管の少なくとも1系統で、抽気蒸気を止め、または抽気蒸気の質量流量を所定流量以下に調整することで、
前記給水系から前記蒸気発生器へ供給される給水の蒸気発生器入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御することを特徴とする原子力プラントの運転方法。 A nuclear reactor,
A steam generator that generates steam using a coolant heated in the reactor as a heat source;
A steam system including a high-pressure turbine and a low-pressure turbine to which steam generated by the steam generator is supplied;
A water supply comprising a condenser for condensing the steam discharged from the low-pressure turbine, and a feed water heater for heating the feed water supplied from the condenser, and supplying the feed water from the feed water heater to the steam generator The system,
In a method for operating a nuclear power plant, comprising: an extraction steam system including at least one high-pressure extraction pipe that extracts steam from the high-pressure turbine side and guides the steam to the feed water heater;
When the period from the start-up of the reactor to the stop of the operation of the reactor for fuel replacement is defined as one operation cycle, the reactor heat output in the subsequent operation cycle is determined prior to the subsequent operation cycle. Increased from the reactor thermal power in the operating cycle of
In the subsequent operation cycle, the extraction steam is stopped or the mass flow rate of the extraction steam is adjusted to be equal to or less than the predetermined flow rate in at least one of the high-pressure extraction pipes in which the extraction steam was flowing at the predetermined flow rate in the previous operation cycle. so,
An operation method of a nuclear power plant, wherein an enthalpy or temperature at a steam generator inlet of feed water supplied from the feed water system to the steam generator is controlled in a later operation cycle to be equal to a previous operation cycle.
当該原子炉で発生した蒸気が供給される高圧タービン及び低圧タービンを備えた蒸気系と、
前記低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器、及び当該復水器から供給された給水を加熱する給水加熱器を備え、当該給水加熱器からの給水を前記原子炉へ供給する給水系と、
前記高圧タービン側から蒸気を抽気して前記給水加熱器へ導く高圧抽気管を少なくとも1系統備えた抽気蒸気系と、
当該抽気蒸気系に設けられて抽気蒸気を調整する抽気蒸気調整手段とを有し、
前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させたとき、
前記抽気蒸気調整手段により抽気蒸気を調整して、前記給水系から前記原子炉へ供給される給水の原子炉入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御するよう構成されたことを特徴とする原子力プラント。 A nuclear reactor,
A steam system including a high-pressure turbine and a low-pressure turbine to which steam generated in the nuclear reactor is supplied;
A water supply system comprising a condenser for condensing steam discharged from the low-pressure turbine, and a feed water heater for heating feed water supplied from the condenser, and supplying feed water from the feed water heater to the reactor When,
An extraction steam system comprising at least one high-pressure extraction pipe for extracting steam from the high-pressure turbine side and guiding it to the feed water heater;
An extraction steam adjusting means provided in the extraction steam system for adjusting the extraction steam;
When the period from the start-up of the reactor to the stop of the operation of the reactor for fuel replacement is defined as one operation cycle, the reactor heat output in the subsequent operation cycle is determined prior to the subsequent operation cycle. When increased from the reactor thermal power in the operating cycle of
The extraction steam is adjusted by the extraction steam adjusting means, and the enthalpy or temperature at the reactor inlet of the feed water supplied from the feed water system to the reactor is controlled in the later operation cycle in the same manner as the previous operation cycle. A nuclear power plant configured as described above.
当該原子炉で加熱された冷却材を熱源にして蒸気を発生する蒸気発生器と、
当該蒸気発生器で発生した蒸気が供給される高圧タービン及び低圧タービンを備えた蒸気系と、
前記低圧タービンから排出された蒸気を凝縮する復水器、及び当該復水器から供給された給水を加熱する給水加熱器を備え、当該給水加熱器からの給水を前記蒸気発生器へ供給する給水系と、
前記高圧タービン側から蒸気を抽気して前記給水加熱器へ導く高圧抽気管を少なくとも1系統備えた抽気蒸気系と、
当該抽気蒸気系に設けられて抽気蒸気を調整する抽気蒸気調整手段とを有し、
前記原子炉の起動から燃料交換のために当該原子炉の運転を停止するまでの期間を一運転サイクルとしたとき、後の運転サイクルにおける原子炉熱出力を、当該後の運転サイクルより前の先の運転サイクルにおける原子炉熱出力よりも増大させたとき、
前記抽気蒸気調整手段により抽気蒸気を調整して、前記給水系から前記蒸気発生器へ供給される給水の蒸気発生器入口でのエンタルピまたは温度を、後の運転サイクルにおいて先の運転サイクルと同等に制御するよう構成されたことを特徴とする原子力プラント。 A nuclear reactor,
A steam generator that generates steam using a coolant heated in the reactor as a heat source;
A steam system including a high-pressure turbine and a low-pressure turbine to which steam generated by the steam generator is supplied;
A water supply comprising a condenser for condensing the steam discharged from the low-pressure turbine, and a feed water heater for heating the feed water supplied from the condenser, and supplying the feed water from the feed water heater to the steam generator The system,
An extraction steam system comprising at least one high-pressure extraction pipe for extracting steam from the high-pressure turbine side and guiding it to the feed water heater;
An extraction steam adjusting means provided in the extraction steam system for adjusting the extraction steam;
When the period from the start-up of the reactor to the stop of the operation of the reactor for fuel replacement is defined as one operation cycle, the reactor heat output in the subsequent operation cycle is determined prior to the subsequent operation cycle. When increased from the reactor thermal power in the operating cycle of
The extraction steam is adjusted by the extraction steam adjusting means, and the enthalpy or temperature at the steam generator inlet of the feed water supplied from the feed water system to the steam generator is made equal to the previous operation cycle in the subsequent operation cycle. A nuclear power plant configured to control.
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JP2007150686A JP2008304264A (en) | 2007-06-06 | 2007-06-06 | Nuclear power plant and its operation method |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012140959A (en) * | 2011-01-03 | 2012-07-26 | General Electric Co <Ge> | Power generation apparatus |
JP7489340B2 (en) | 2021-01-25 | 2024-05-23 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | Nuclear power plant output control device and output control method |
-
2007
- 2007-06-06 JP JP2007150686A patent/JP2008304264A/en active Pending
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