JP2515797B2 - Turbin controller - Google Patents

Turbin controller

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JP2515797B2
JP2515797B2 JP62116864A JP11686487A JP2515797B2 JP 2515797 B2 JP2515797 B2 JP 2515797B2 JP 62116864 A JP62116864 A JP 62116864A JP 11686487 A JP11686487 A JP 11686487A JP 2515797 B2 JP2515797 B2 JP 2515797B2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蒸気発生プラントのタービン制御装置に係
り、特に沸騰水型原子炉に適用するのに好適なタービン
制御装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a turbine control device for a steam generating plant, and more particularly to a turbine control device suitable for application to a boiling water reactor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の原子力発電プラントのタービン制御装置の負荷
設定器は、基底負荷信号と中央給電指令所からの自動周
波数制御(Automatic Frequency Control,AFC)信号を
入力信号とし、これらの信号と負荷設定器バイアス信号
との加算信号を負荷設定器出力信号とする構成である。
また、AFC信号に振幅制限,変化率制限を行つた信号をA
FC信号の代りとして負荷設定器の入力信号とすることも
ある。タービン出力制御装置は、原子炉圧力を制御する
圧力制御系と、タービン速度を制御する速度制御系から
構成され、速度制御系の出力信号と負荷設定器出力信号
との加算信号、及び圧力制御器の出力信号は、低値選択
回路の入力信号となる。この低値選択回路の出力信号に
よりタービン加減弁を制御し、また、圧力制御系の出力
信号と低値選択回路の出力信号との偏差によりタービン
バイパス弁を制御する。通常は、負荷設定器バイアス信
号のため、速度制御系の出力信号と負荷設定器出力信号
との加算信号は、圧力制御系の出力信号より高値とな
る。このため、低値選択回路は圧力制御系の出力信号を
選択し、原子炉圧力制御を優先する制御となり、この場
合はタービンバイパス弁は動作しない。
The load setter of the turbine control device of the conventional nuclear power plant uses the base load signal and the Automatic Frequency Control (AFC) signal from the central power supply command center as input signals, and these signals and the load setter bias signal. In this configuration, the addition signal of and is used as the load setter output signal.
In addition, the AFC signal is amplitude-limited and rate-of-change limited.
It may be used as the input signal of the load setting device instead of the FC signal. The turbine output control device is composed of a pressure control system for controlling the reactor pressure and a speed control system for controlling the turbine speed. The addition signal of the output signal of the speed control system and the output signal of the load setter, and the pressure controller. The output signal of is the input signal of the low value selection circuit. The output signal of the low value selection circuit controls the turbine control valve, and the deviation of the output signal of the pressure control system from the output signal of the low value selection circuit controls the turbine bypass valve. Normally, because of the load setting device bias signal, the sum signal of the speed control system output signal and the load setting device output signal has a higher value than the pressure control system output signal. For this reason, the low value selection circuit selects the output signal of the pressure control system to give priority to the reactor pressure control, and in this case, the turbine bypass valve does not operate.

原子炉出力の制御は、基底負荷信号とAFC信号の加算
信号と発電機出力信号との偏差により再循環流量制御装
置を駆動することで対応する。
Control of the reactor output is achieved by driving the recirculation flow rate control device by the deviation between the addition signal of the base load signal and the AFC signal and the generator output signal.

なお、この種のタービン制御装置を示したものとして
は、例えば特開昭59-54997号公報「沸騰水型原子力発電
プラントの出力制御装置」等がある。
As an example of this type of turbine control device, there is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-54997, "Output control device for boiling water nuclear power plant".

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来技術は、原子力発電プラントにおいて負荷追
従運転をする場合に、原子炉出力を設定するのに必要な
負荷設定器に関するものであるが、以下の問題点があ
る。すなわち、通常、10%の負荷設定器バイアス信号の
ため低値選択回路は圧力制御系の出力信号を選択する
が、±5%のAFC信号に対する原子炉出力の変化幅が10
%あること、また原子炉出力変化すなわち圧力制御系の
出力変化に応答遅れがあることから、速度制御系の出力
信号と負荷設定器出力信号との加算信号が圧力制御系の
出力信号により低値となる時間帯がある。タービンバイ
パス弁は、圧力制御系の出力信号と低値選択回路の出力
信号との偏差により動作するため、低値選択回路が速度
制御系の出力信号と負荷設定器出力信号との加算信号を
選択した場合は、タービンバイパス弁が動作することに
なる。負荷追従運転時におけるこの様なタービンバイパ
ス弁の動作は不必要なものであり、好ましくない。
The above-mentioned conventional technology relates to a load setting device necessary for setting the reactor output when performing load following operation in a nuclear power plant, but has the following problems. That is, normally, the low value selection circuit selects the output signal of the pressure control system because of the load setter bias signal of 10%, but the variation range of the reactor output with respect to the AFC signal of ± 5% is 10%.
% And there is a response delay in the reactor output change, that is, the pressure control system output change, the sum signal of the speed control system output signal and the load setter output signal has a low value due to the pressure control system output signal. There are times when Since the turbine bypass valve operates by the deviation between the output signal of the pressure control system and the output signal of the low value selection circuit, the low value selection circuit selects the addition signal of the speed control system output signal and the load setter output signal. If so, the turbine bypass valve will operate. Such operation of the turbine bypass valve during load following operation is unnecessary and not preferable.

また、負荷設定器の入力信号であるAFC信号に振幅制
限,変化率制限を行つた場合は、原子炉出力の変化が抑
えられ圧力制御系の出力変化が小さくなることから、タ
ービンバイパス弁の不必要な動作を防止できるものの負
荷追従性が低下する問題がある。
When the AFC signal, which is the input signal of the load setting device, is subjected to amplitude limit and rate of change limit, the change in the reactor output is suppressed and the change in the pressure control system output is reduced. Although the required operation can be prevented, there is a problem that the load following property is deteriorated.

本発明の目的は、負荷追従運転時において、負荷追従
性を低減させることなく、タービンバイパス弁の不必要
な動作を防止できるタービン制御装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a turbine control device capable of preventing unnecessary operation of a turbine bypass valve during load follow-up operation without reducing load followability.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するために、基底負荷信号とAFC信号
及び負荷設定器バイアス信号との加算信号を蒸気発生器
出力制御装置に出力するとともに、上記加算信号に対し
て位相補償演算を行つて得られる信号と速度制御器の出
力信号との加算信号を低値選択回路に入力するように構
成した点にある。
In order to achieve the above object, the addition signal of the base load signal and the AFC signal and the load setter bias signal is output to the steam generator output control device, and phase compensation calculation is performed on the addition signal. The point is that the addition signal of the signal and the output signal of the speed controller is input to the low value selection circuit.

〔作用〕[Action]

前述の問題点を解決するための手段により、低値選択
回路の一方の入力信号となる位相補償演算(例えば一次
遅れ演算)を行なつた信号と速度制御器の出力信号との
加算信号に対し、低値選択回路の他方の入力信号である
圧力制御器の出力信号を低値となるようにすることがで
きる。すなわち、通常の負荷追従運転時においては、低
値選択回路は圧力制御器の出力信号のみを選択するた
め、タービンバイパス弁が動作することはない。また、
AFC信号及び負荷設定器バイアス信号を基底負荷信号と
加算して蒸気発生器出力制御装置への出力信号としてい
るため、負荷追従性を低下させることもない。
By the means for solving the above-mentioned problems, for the added signal of the signal for which the phase compensation calculation (for example, the first-order delay calculation) which is one input signal of the low value selection circuit is performed and the output signal of the speed controller, The output signal of the pressure controller, which is the other input signal of the low value selection circuit, can be set to a low value. That is, during the normal load following operation, the low value selection circuit selects only the output signal of the pressure controller, so the turbine bypass valve does not operate. Also,
Since the AFC signal and the load setter bias signal are added to the base load signal as the output signal to the steam generator output control device, the load followability is not deteriorated.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の好適な一実施例である蒸気発生プラン
トのタービン制御装置を第1図及び第2図を用いて詳細
に説明する。
Hereinafter, a turbine control device for a steam generating plant, which is a preferred embodiment of the present invention, will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

本実施例は、蒸気発生プラントして沸騰水型原子炉プ
ラントを対象にしたものである。第2図に基づいて沸騰
水型原子炉プラントの概要を説明する。原子炉圧力容器
1内にて発生した蒸気は、主蒸気管2を通り蒸気加減弁
3を介してタービン4へ導かれ、タービン4を回転させ
る。沸騰水型原子炉プラントの原子炉圧力容器1は、蒸
気発生器の一種である。タービン4の回転によりタービ
ン4に連結された発電機8は電気を発生し、図示してい
ない電力系統に電気を供給する。タービン4を回転させ
た蒸気は復水器5にて凝縮されて水になる。この凝縮水
は、給水として復水ポンプ6及び給水ポンプ7にて昇圧
され、給水配管23を介して原子炉圧力容器1に戻され
る。タービンバイパス配管24が、蒸気加減弁3より上流
側で主蒸気管2に接続されるとともに復水器5に連絡さ
れる。タービンバイパス弁9がタービンバイパス配管24
に設けられる。電力系統の事故等によりタービン4の回
転数が急上昇した場合は、タービン制御装置11の作用に
より、タービン4を保護するためにタービン加減弁3が
絞られてタービン4への蒸気の供給が制限され、タービ
ン4の過速を防止する。また、タービン加減弁3が絞ら
れることによる原子炉圧力容器1の圧力上昇を防ぐため
に、タービン制御装置11はタービンバイパス弁9を開
き、余剰な蒸気をタービンバイパス配管24を介して直接
復水器5へ導く。
The present embodiment is intended for a boiling water reactor plant as a steam generation plant. An outline of a boiling water reactor plant will be described based on FIG. The steam generated in the reactor pressure vessel 1 passes through the main steam pipe 2 and is guided to the turbine 4 via the steam control valve 3 to rotate the turbine 4. The reactor pressure vessel 1 of a boiling water reactor plant is a kind of steam generator. The generator 8 coupled to the turbine 4 by the rotation of the turbine 4 generates electricity and supplies the electricity to a power system (not shown). The steam that rotates the turbine 4 is condensed into water by the condenser 5. This condensed water is boosted as feed water by the condensate pump 6 and the feed water pump 7, and is returned to the reactor pressure vessel 1 through the feed water pipe 23. The turbine bypass pipe 24 is connected to the main steam pipe 2 on the upstream side of the steam control valve 3 and is connected to the condenser 5. Turbine bypass valve 9 is turbine bypass piping 24
It is provided in. When the rotation speed of the turbine 4 suddenly rises due to a power system accident or the like, the turbine control device 11 acts to restrict the turbine control valve 3 to protect the turbine 4 and restrict the supply of steam to the turbine 4. , Prevent the turbine 4 from overspeeding. Further, in order to prevent the pressure rise in the reactor pressure vessel 1 due to the throttle of the turbine control valve 3, the turbine control device 11 opens the turbine bypass valve 9 and the excess steam is directly condensed through the turbine bypass pipe 24 into the condenser. Lead to 5.

原子炉圧力容器1から吐出される蒸気圧力を検出する
圧力計10が主蒸気管2に設けられ、タービン4の回転速
度を検出する回転計25が設けられている。
A pressure gauge 10 for detecting the steam pressure discharged from the reactor pressure vessel 1 is provided in the main steam pipe 2, and a tachometer 25 for detecting the rotation speed of the turbine 4 is provided.

本実施例の蒸気発生プラントのタービン制御装置は、
第1図に詳細に示すタービン出力制御装置11及び負荷設
定器16を有している。
The turbine control device of the steam generation plant of the present embodiment,
It has a turbine output control device 11 and a load setting device 16 which are shown in detail in FIG.

負荷設定器16は、負荷設定調整器17及び加算器26A及
び26Bを有している。負荷設定調整器17は、加算器26Bを
介して加算器26Aに接続されている。
The load setting device 16 has a load setting adjuster 17 and adders 26A and 26B. The load setting adjuster 17 is connected to the adder 26A via the adder 26B.

タービン出力制御装置11は、圧力制御器18,速度制御
器19,低値選択回路20,速度信号調整器21及び加算器27A
〜27Fを有している。圧力制御器18は、加算器27Aを介し
て圧力計10に、速度制御器19は加算器27Bを介して回転
計25にそれぞれ接続される。速度制御器19の出力端は、
加算器27Cを介して低値選択回路20に、また速度信号調
整器21を介して加算器27Dに接続される。加算器27Cの他
の入力端は、負荷設定器16の負荷設定調整器17に連絡さ
れる。加算器27Dの他の入力端は、負荷設定器16の加算
器26Bの出力端に連絡されている。圧力制御器18の出力
端は、加算器27Eを介して再循環流量制御装置12に、低
値選択回路20に、さらには加算器27Fにそれぞれ接続さ
れる。加算器27Eの入力端は、加算器27Dの出力端にも接
続されている。低値選択回路20の出力端は、加減弁駆動
装置14及び加算器27Eに連絡される。加算器27Fの出力端
は、バイパス弁駆動装置15に連絡される。なお、再循環
流量制御装置12は、再循環ポンプ13のモータに接続され
ている。再循環ポンプ13は、原子炉圧力容器1に接続さ
れる再循環配管28に設置される。
The turbine output control device 11 includes a pressure controller 18, a speed controller 19, a low value selection circuit 20, a speed signal adjuster 21, and an adder 27A.
Has ~ 27F. The pressure controller 18 is connected to the pressure gauge 10 via the adder 27A, and the speed controller 19 is connected to the tachometer 25 via the adder 27B. The output end of the speed controller 19 is
It is connected to the low value selection circuit 20 via the adder 27C and to the adder 27D via the speed signal adjuster 21. The other input end of the adder 27C is connected to the load setting adjuster 17 of the load setting device 16. The other input end of the adder 27D is connected to the output end of the adder 26B of the load setting device 16. The output end of the pressure controller 18 is connected to the recirculation flow rate controller 12 via the adder 27E, to the low value selection circuit 20, and further to the adder 27F. The input end of the adder 27E is also connected to the output end of the adder 27D. The output terminal of the low value selection circuit 20 is connected to the regulator valve drive device 14 and the adder 27E. The output end of the adder 27F is connected to the bypass valve drive device 15. The recirculation flow controller 12 is connected to the motor of the recirculation pump 13. The recirculation pump 13 is installed in the recirculation pipe 28 connected to the reactor pressure vessel 1.

このような構成を有するタービン制御装置の作用につ
いて以下説明する。
The operation of the turbine control device having such a configuration will be described below.

負荷設定器16は、中央給電指令所(図示せず)からの
自動周波数制御(AFC)信号S7及び基底負荷信号S8を入
力し、負荷設定器出力信号S11及び負荷設定調整器出力
信号S12を出力する。すなわち、入力したAFC信号S7及び
基底負荷信号S8を入力する加算器26Aは、これらの信号
を加算して負荷設定要求信号S9を出力する。加算器26B
は、この負荷設定要求信号S9に負荷設定器バイアス信号
S10を加算して負荷設定器出力信号11を出力する。通
常、負荷設定器バイアス信号S10は、10%が設定され
る。負荷設定器出力信号S11は、負荷設定調整器17の入
力信号となる。負荷設定調整器17は、入力した負荷設定
器出力信号S11に対してゲイン/位相補償演算を行な
い、負荷設定調整器出力信号S12を出力する。この負荷
設定調整器17にて行なわれるゲイン/位相補償演算とし
ては、一次遅れ及び二次遅れ等の遅れ演算、変化率制限
演算及び入力に対して出力を遅延させる遅延演算のいず
れか1つの演算が用いられる。負荷設定調整出力信号S1
2は、タービン出力制御装置11の加算器27Cに出力され
る。また負荷設定器出力信号S11は、タービン出力制御
装置11の加算器27Dに出力される。
The load setter 16 inputs an automatic frequency control (AFC) signal S7 and a base load signal S8 from a central power supply command center (not shown), and outputs a load setter output signal S11 and a load setting adjuster output signal S12. To do. That is, the adder 26A, which receives the input AFC signal S7 and the input base load signal S8, adds these signals and outputs the load setting request signal S9. Adder 26B
Is the load setting bias signal to this load setting request signal S9.
The load setter output signal 11 is output by adding S10. Normally, the load setter bias signal S10 is set to 10%. The load setting device output signal S11 becomes an input signal of the load setting adjuster 17. The load setting adjuster 17 performs gain / phase compensation calculation on the input load setting device output signal S11 and outputs a load setting adjuster output signal S12. As the gain / phase compensation calculation performed by the load setting adjuster 17, any one of a delay calculation such as a first-order lag and a second-order lag, a change rate limit calculation, and a delay calculation for delaying an output with respect to an input. Is used. Load setting adjustment output signal S1
2 is output to the adder 27C of the turbine output control device 11. Further, the load setting device output signal S11 is output to the adder 27D of the turbine output control device 11.

圧力計10から出力されたタービン入口圧力信号S1は、
タービン出力制御装置11の加算器27Aに入力される。加
算器27Aにて求められたタービン入口圧力信号S1と圧力
設定信号S17との偏差は、圧力偏差信号S18として圧力制
御器18に入力される。圧力制御器18は、入力した圧力偏
差信号S18に対して進み/遅れ補償演算、圧力調定率の
逆数の乗算演算を行い、全蒸気流量要求信号S19を求
め、この信号を出力する。一方、回転計25から出力され
たタービン速度信号S2は、加算器27Bに入力される。加
算器27Bにて求められたタービン速度信号S2と速度設定
信号S15との偏差は、速度偏差信号S16として速度制御器
19に入力される。速度制御器19は、入力した速度偏差信
号S16に対して速度調定率の逆数の乗算演算を行い、速
度制御器出力信号S13を求め、この信号を出力する。速
度信号調整器21は、入力した速度制御器出力信号S13に
基づいて速度信号調整器出力信号S20を出力する。この
速度信号調整器21は、低周波フイルター等により再循環
流量制御装置12に送るべき所定の周波数帯の信号、すな
わち速度信号調整器出力信号S20を取り出す。
The turbine inlet pressure signal S1 output from the pressure gauge 10 is
It is input to the adder 27A of the turbine output control device 11. The deviation between the turbine inlet pressure signal S1 and the pressure setting signal S17 obtained by the adder 27A is input to the pressure controller 18 as a pressure deviation signal S18. The pressure controller 18 performs lead / lag compensation calculation and multiplication calculation of the reciprocal of the pressure regulation rate on the input pressure deviation signal S18, obtains the total steam flow rate request signal S19, and outputs this signal. On the other hand, the turbine speed signal S2 output from the tachometer 25 is input to the adder 27B. The deviation between the turbine speed signal S2 and the speed setting signal S15 obtained by the adder 27B is used as the speed deviation signal S16 and the speed controller
Entered in 19. The speed controller 19 multiplies the input speed deviation signal S16 by the reciprocal of the speed adjustment rate to obtain the speed controller output signal S13, and outputs this signal. The speed signal adjuster 21 outputs a speed signal adjuster output signal S20 based on the input speed controller output signal S13. The speed signal adjuster 21 takes out a signal in a predetermined frequency band to be sent to the recirculation flow rate control device 12, that is, the speed signal adjuster output signal S20 by a low frequency filter or the like.

加算器27Dは、負荷設定器16の出力である負荷設定器
出力信号S11と、速度信号調整器出力信号S20とを加算
し、負荷要求信号S21を出力する。また、加算器27Cは、
負荷設定器16のもう1つの出力である負荷設定調整器出
力信号S12と速度制御器出力信号S13との加算により、修
正負荷要求信号S14を出力する。修正負荷要求信号S14
は、低値選択回路20に入力される。
The adder 27D adds the load setter output signal S11 output from the load setter 16 and the speed signal adjuster output signal S20, and outputs a load request signal S21. Also, the adder 27C is
The modified load request signal S14 is output by adding the load setting adjuster output signal S12, which is the other output of the load setting device 16, and the speed controller output signal S13. Correction load request signal S14
Is input to the low value selection circuit 20.

圧力制御器18の出力である全蒸気流量要求信号S19、
負荷要求信号S21及び負荷設定器バイアス信号S10相当の
バイアス信号S22によつて求められた偏差信号である負
荷追従誤差信号S5は、加算器27により再循環流量制御装
置12に送られる。再循環流量制御装置12は、入力した負
荷追従誤差信号S5に基づいて再循環ポンプ13の回転数を
制御し、炉心に供給される冷却水流量を調節する。この
冷却水流量の調節により原子炉出力が制御される。再循
環流量制御装置12は一種の蒸気発生器出力制御装置であ
り、再循環ポンプ13は原子炉出力(蒸気発生器出力)制
御手段である。
The total steam flow rate request signal S19, which is the output of the pressure controller 18,
The load follow-up error signal S5, which is a deviation signal obtained by the load request signal S21 and the bias signal S22 corresponding to the load setter bias signal S10, is sent to the recirculation flow rate controller 12 by the adder 27. The recirculation flow rate control device 12 controls the rotation speed of the recirculation pump 13 based on the input load following error signal S5 to adjust the flow rate of the cooling water supplied to the core. The reactor output is controlled by adjusting the flow rate of the cooling water. The recirculation flow rate control device 12 is a kind of steam generator output control device, and the recirculation pump 13 is a reactor output (steam generator output) control means.

全蒸気流量要求信号S19は、修正負荷要求信号S14と同
様に低値選択回路20に入力される。低値選択回路20は、
入力した全蒸気流量要求信号S19及び修正負荷要求信号S
14のうちいずれか低値の信号を選択し、これを加減弁開
度要求信号S3として出力する。加減弁開度要求信号S3
は、加減弁駆動装置14に伝送される。加減弁駆動装置14
は、信号S3に基づいて蒸気加減弁3の開度を制御する。
The total steam flow rate request signal S19 is input to the low value selection circuit 20, similarly to the modified load request signal S14. The low value selection circuit 20 is
Input total steam flow rate request signal S19 and corrected load request signal S
A signal having a lower value out of 14 is selected, and this is output as the adjustment valve opening degree request signal S3. Control valve opening request signal S3
Is transmitted to the regulator valve drive device 14. Adjustable valve drive device 14
Controls the opening degree of the steam control valve 3 based on the signal S3.

さらに加算器27Fは、全蒸気流量要求信号S19、低値選
択回路20の出力である加減弁開度要求信号S3、及びチヤ
タリング防止用バイアス信号S23を入力してこれらの信
号の偏差を求め、これをバイパス弁開度要求信号S4とし
て出力する。バイパス弁開度要求信号S4は、バイパス弁
駆動装置15に伝えられる。バイパス弁駆動装置15は、信
号S4に基づいてタービンバイパス弁9の開度を制御す
る。
Further, the adder 27F inputs the total steam flow rate request signal S19, the regulating valve opening request signal S3 which is the output of the low value selection circuit 20, and the chattering prevention bias signal S23 to obtain the deviation of these signals, and Is output as a bypass valve opening request signal S4. The bypass valve opening request signal S4 is transmitted to the bypass valve drive device 15. The bypass valve drive device 15 controls the opening degree of the turbine bypass valve 9 based on the signal S4.

以上述べた負荷設定器16を有するタービン制御装置
は、原子炉圧力(蒸気発生器出力)変動の抑制、原子炉
出力の設定及び負荷遮断等におけるタービン4の保護等
の機能を有する。まず、原子炉圧力変動の抑制機能につ
いて述べる。これは、全蒸気流量要求信号S19を修正負
荷要求信号S14よりも負荷設定器バイアス信号S10相当だ
け低値とすることにより実現している。このため、通
常、低値選択回路20は全蒸気流量要求信号19を選択する
ので、蒸気加減弁3はタービン入口圧力の変動すなわち
原子炉圧力変動を抑制する制御動作となる。
The turbine control device having the load setting device 16 described above has the functions of suppressing fluctuations in the reactor pressure (steam generator output), setting the reactor output, and protecting the turbine 4 when the load is cut off. First, the function of suppressing reactor pressure fluctuations will be described. This is achieved by setting the total steam flow rate request signal S19 to be lower than the modified load request signal S14 by a value corresponding to the load setter bias signal S10. Therefore, since the low value selection circuit 20 normally selects the total steam flow rate request signal 19, the steam control valve 3 performs a control operation of suppressing fluctuations in turbine inlet pressure, that is, reactor pressure fluctuations.

次に、原子炉出力の設定機能について述べる。この設
定は負荷設定器16における基底負荷信号S8及びAFC信号S
7の設定により行う。すなわち、基底負荷信号S8,AFC信
号S7及び負荷設定器バイアス信号S10の加算である負荷
設定器出力信号S11を原子炉出力の設定信号とし、この
設定信号に基づいて再循環流量制御装置12により原子炉
出力制御を行う。この時、原子炉出力の応答に伴う全蒸
気流量要求信号S19の変化に応じて、負荷設定調整器出
力信号S12が変化するように負荷設定調整器17を構成し
ている。このため、全蒸気流量要求信号S19は、修正負
荷要求信号S14より負荷設定器バイアス信号S10相当だけ
低値となる。
Next, the function of setting the reactor power will be described. This setting is based on the base load signal S8 and the AFC signal S8 in the load setter 16.
Set according to 7. That is, the base load signal S8, the AFC signal S7 and the load setter bias signal S10 is a load setter output signal S11, which is a setting signal of the reactor output, and based on this set signal Performs furnace power control. At this time, the load setting adjuster 17 is configured such that the load setting adjuster output signal S12 changes according to the change in the total steam flow rate request signal S19 accompanying the response of the reactor output. Therefore, the total steam flow rate request signal S19 becomes lower than the modified load request signal S14 by a value corresponding to the load setter bias signal S10.

最後に、負荷遮断等におけるタービン4の保護につい
て述べる。この保護は、次の様にして対応する。すなわ
ち、負荷遮断等によりタービン速度S2が負荷設定器バイ
アス信号S10相当を超えて急上昇した場合、修正負荷要
求信号S14は減少することになり、全蒸気流量要求信号S
19より低値となる。このため、低値選択回路20は、原子
炉圧力変動の抑制機能からタービン過速保護機能へ切換
わるため、修正負荷要求信号S14を選択するようにな
る。すなわち、タービン速度変動を抑制するために、修
正負荷要求信号S14にて蒸気加減弁3の開度を絞り、タ
ービン4の過速を防止する。また、これに伴う原子炉圧
力容器内の余剰蒸気による原子炉圧力の上昇を防ぐた
め、全蒸気流量要求信号S19とタービン加減弁開度要求
信号S3すなわち修正負荷要求信号S14との偏差に基づい
たバイパス弁開度要求信号S4により、タービンバイパス
弁9の開度を制御し、余剰な蒸気をタービン4をバイパ
スして放出する。
Lastly, protection of the turbine 4 in load shedding etc. will be described. This protection is dealt with as follows. That is, if the turbine speed S2 suddenly rises above the load setter bias signal S10 equivalent due to load shedding, etc., the modified load request signal S14 will decrease, and the total steam flow rate request signal S
Lower than 19 Therefore, the low value selection circuit 20 switches from the reactor pressure fluctuation suppression function to the turbine overspeed protection function, and thus selects the modified load request signal S14. That is, in order to suppress turbine speed fluctuations, the opening of the steam control valve 3 is reduced by the modified load request signal S14 to prevent the turbine 4 from overspeeding. Further, in order to prevent the reactor pressure from rising due to excess steam in the reactor pressure vessel due to this, based on the deviation between the total steam flow rate request signal S19 and the turbine control valve opening request signal S3, that is, the modified load request signal S14. The opening degree of the turbine bypass valve 9 is controlled by the bypass valve opening degree request signal S4, and excess steam is discharged by bypassing the turbine 4.

第3図は、本実施例のタービン制御装置の制御特性を
示したものである。基底負荷信号S8を80%、AFC信号S7
を第3図(A)のように±5%と設定した場合の制御特
性を説明する。ただし、速度制御器出力信号S13は“0"
とする。この時、負荷要求信号S21は、負荷設定要求信
号S9に対し負荷設定器バイアス信号S10相当分だけ高値
となる。この負荷設定器バイアス信号S10は、負荷要求
信号S21からバイアス信号S22を減じることで取り除かれ
る。したがつて、再循環流量制御装置12は、振幅制限,
変化率制限等を行わない負荷設定要求信号S9に基づいて
原子炉出力を制御することになる。このため、原子炉出
力相当信号である全蒸気流量要求信号S19は、負荷設定
要求信号S9に対する応答を示すことになる。また、全蒸
気流量要求信号S19の応答に対応して、加減弁開度要求
信号S3は定まることになり、負荷追従性は従来技術と比
較12も低下することはない。
FIG. 3 shows the control characteristics of the turbine control device of this embodiment. 80% of base load signal S8, AFC signal S7
The control characteristics in the case where is set to ± 5% as shown in FIG. 3 (A) will be described. However, the speed controller output signal S13 is "0".
And At this time, the load request signal S21 becomes higher than the load setting request signal S9 by an amount corresponding to the load setter bias signal S10. The load setter bias signal S10 is removed by subtracting the bias signal S22 from the load request signal S21. Therefore, the recirculation flow controller 12 limits the amplitude,
The reactor output is controlled based on the load setting request signal S9 that does not limit the rate of change. Therefore, the total steam flow rate request signal S19, which is a signal corresponding to the reactor output, shows a response to the load setting request signal S9. Further, the control valve opening / closing request signal S3 is determined in correspondence with the response of the total steam flow rate request signal S19, and the load followability does not deteriorate 12 compared with the conventional technique.

さらに、負荷設定調整器17を一次遅れ演算要素から構
成した場合、負荷設定調整器出力信号S12は、第3図
(B)のように、負荷設定器出力信号S11(ここでは負
荷要求信号S21と同等)の一次遅れ信号となる。これ
は、全蒸気流量要求信号S19に負荷設定器バイアス信号S
10を加算した信号とほぼ同じである。すなわち、全蒸気
流量要求信号S19は、修正負荷要求信号S14より負荷設定
器バイアス信号S10相当分(10%)だけ低値となる。こ
のため、低値選択回路20は、全蒸気流量要求信号S19を
選択し、全蒸気流量要求信号S19が加減弁開度要求信号S
3となる(第3図(C))。この時、バイパス弁開度要
求信号S4は“0"となり(第3図(D))、タービンバイ
パス弁9は動作しない。これは、従来のタービン制御装
置の負荷設定器では、負荷設定調整器出力信号S12が負
荷要求信号S21と同一信号となつた場合に対応する。す
なわち、修正負荷要求信号S14は負荷要求信号S21と同一
となり、全蒸気流量要求信号S19の応答によつては、修
正負荷要求信号S14が低値となる時間帯が発生する。こ
の時間帯においては、全蒸気流量要求信号S19と修正負
荷要求信号S14との偏差に基づいて、タービンバイパス
弁9が動作することになる。しかしながら、本実施例の
タービン制御装置の負荷設定器16では、この様な負荷追
従運転においては、本来不必要なタービンバイパス弁9
の動作は発生しない。
Further, when the load setting adjuster 17 is composed of the first-order delay calculation element, the load setting adjuster output signal S12 is the load setting adjuster output signal S11 (here, the load request signal S21 and the load request signal S21 as shown in FIG. 3B). Equivalent) first-order lag signal. This is the load setter bias signal S
It is almost the same as the signal with 10 added. That is, the total steam flow rate request signal S19 becomes lower than the modified load request signal S14 by a value corresponding to the load setter bias signal S10 (10%). Therefore, the low value selection circuit 20 selects the total steam flow rate request signal S19, and the total steam flow rate request signal S19 is the control valve opening degree request signal S19.
It becomes 3 (Fig. 3 (C)). At this time, the bypass valve opening request signal S4 becomes "0" (FIG. 3 (D)), and the turbine bypass valve 9 does not operate. This corresponds to the case where the load setting adjuster output signal S12 is the same signal as the load request signal S21 in the load setting device of the conventional turbine control device. That is, the modified load request signal S14 becomes the same as the load request signal S21, and depending on the response of the total steam flow rate request signal S19, there occurs a time zone in which the modified load request signal S14 has a low value. During this time period, the turbine bypass valve 9 operates based on the deviation between the total steam flow rate request signal S19 and the modified load request signal S14. However, in the load setting device 16 of the turbine control device of the present embodiment, the turbine bypass valve 9 which is originally unnecessary in such load following operation is used.
Does not occur.

以上のように、負荷設定器16を有するタービン制御装
置の機能である原子炉出力の設定に関して、本実施例が
従来技術より好ましい制御特性となる。原子炉圧力変動
の抑制機能は、従来技術と同等であることは明白であ
る。また、負荷遮断等におけるタービン保護機能につい
ては、全蒸気流量要求信号S19が修正負荷要求信号S14よ
り負荷設定器バイアス信号S10だけ低値となることか
ら、従来技術と何ら変るところはない。
As described above, with respect to the setting of the reactor output, which is the function of the turbine control device having the load setting device 16, the present embodiment has the preferable control characteristics as compared with the prior art. It is obvious that the function of suppressing the reactor pressure fluctuation is equivalent to that of the prior art. Further, regarding the turbine protection function in load shedding, etc., the total steam flow rate request signal S19 is lower than the modified load request signal S14 by the load setter bias signal S10, so there is no difference from the prior art.

さらに、本実施例のタービン制御装置の負荷設定器16
の入力信号の一つとして、基底負荷信号をあげたが、負
荷パターン発生装置あるいは負荷パターン修正装置の出
力であつても、同様な負荷設定器を構成できることは明
らかである。また、速度制御器出力信号が“0"でなくて
も、同様の制御動作を得ることができることは明白であ
る。
Further, the load setting device 16 of the turbine control device of the present embodiment
Although the base load signal is given as one of the input signals of the above, it is obvious that a similar load setting device can be configured even with the output of the load pattern generating device or the load pattern correcting device. It is also clear that the same control operation can be obtained even if the speed controller output signal is not "0".

なお、本実施例のタービン制御装置の負荷設定器16に
おいて、負荷設定器バイアス信号S10を10%とし、AFC信
号を±5%とした。この負荷設定器バイアス信号S10
は、蒸気加減弁3の開度制御が原子炉圧力変動の抑制か
らタービン速度変動の抑制に切換わるために必要なター
ビン速度上昇の程度を示すものである。したがつて、負
荷遮断等に伴うタービン速度の上昇に対するタービン4
の耐久性が向上した場合には、負荷設定器バイアス信号
S10を増加することができる。これにより、負荷追従運
転時において、不必要にタービンバイパス弁9が動作す
ることを低減できるが、本実施例のタービン制御装置の
負荷設定器と組み合せることにより、不必要なタービン
バイパス弁9の動作をさらに防止することができる。
In the load setting device 16 of the turbine control device of this embodiment, the load setting device bias signal S10 was set to 10% and the AFC signal was set to ± 5%. This load setter bias signal S10
Shows the degree of turbine speed increase required for switching the control of the opening degree of the steam control valve 3 from suppression of reactor pressure fluctuation to suppression of turbine speed fluctuation. Therefore, the turbine 4 against the increase in turbine speed due to load shedding, etc.
The load setter bias signal
S10 can be increased. This can reduce unnecessary operation of the turbine bypass valve 9 during load following operation, but by combining with the load setting device of the turbine control device of the present embodiment, unnecessary turbine bypass valve 9 can be prevented. The operation can be further prevented.

第4図は、タービン制御装置の他の実施例を示したも
のである。本実施例が第1図の実施例と異なる点は、加
算器27Gを設けて加算器27Gにより負荷要求信号S21、発
電機出力信号S24及び負荷設定器バイアス信号S10相当の
バイアス信号S22の偏差を求め、この偏差を負荷追従誤
差信号S5とし、再循環流量制御装置12への入力信号とし
ている点である。これは、負荷要求信号S21は、発電機
出力の要求信号であるため、実際の発電機出力信号S24
を負荷要求信号S21に帰還することにより、必要とする
発電機出力を得るものである。
FIG. 4 shows another embodiment of the turbine control device. The present embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 in that an adder 27G is provided and the load request signal S21, the generator output signal S24, and the bias signal S22 corresponding to the load setter bias signal S10 are adjusted by the adder 27G. This is the point that this deviation is used as the load following error signal S5 and is used as the input signal to the recirculation flow rate control device 12. This is because the load request signal S21 is a generator output request signal, so the actual generator output signal S24
Is fed back to the load request signal S21 to obtain the required generator output.

本発明は、沸騰水型原子炉プラント以外の蒸気発生プ
ラント、すなわち蒸気発生器を有する加圧水型原子炉プ
ラント及び高速増殖炉プラント、及び蒸気発生器である
ボイラを有する火力プラントにも適用することができ
る。加圧水型原子炉プラント及び高速増殖炉プラントに
おける蒸気発生器出力制御装置は、出力制御手段である
制御棒を操作する。火力プラントにおける蒸気発生器出
力制御装置は、蒸気発生器出力制御手段であるボイラの
ガバナを調節する。
The present invention may be applied to a steam generation plant other than a boiling water reactor plant, that is, a pressurized water reactor plant and a fast breeder reactor plant having a steam generator, and a thermal power plant having a boiler that is a steam generator. it can. A steam generator output control device in a pressurized water reactor plant and a fast breeder reactor plant operates a control rod that is output control means. A steam generator output control device in a thermal power plant adjusts a governor of a boiler, which is steam generator output control means.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明のタービン制御装置によれば、負荷追従運転時
において、負荷追従性能を低下させることなく、また、
タービン出力制御装置の機能を低下させることなくター
ビンバイパス弁の不必要な動作を防止できる。
According to the turbine control device of the present invention, during load following operation, without lowering the load following performance,
Unnecessary operation of the turbine bypass valve can be prevented without degrading the function of the turbine output control device.

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

第1図は沸騰水型原子炉プラントに適用した本発明の好
適な一実施例であるタービン制御装置の詳細なブロツク
図、第2図は第1図の実施例を適用した沸騰水型原子炉
プラントの概略を示した構成図、第3図は第1図の実施
例における制御特性を示す説明図、第4図は本発明の他
の実施例の構成図である。 1……原子炉圧力容器、3……蒸気加減弁、4……ター
ビン、8……発電機、9……タービンバイパス弁、10…
…圧力計、11……タービン出力制御装置、12……再循環
流量制御装置、13……再循環ポンプ、16……負荷設定
器、17……負荷設定調整器、18……圧力制御器、19……
速度制御器、20……低値選択回路、21……速度信号調整
器、25……回転計。
FIG. 1 is a detailed block diagram of a turbine controller which is a preferred embodiment of the present invention applied to a boiling water reactor plant, and FIG. 2 is a boiling water reactor to which the embodiment of FIG. 1 is applied. FIG. 3 is a configuration diagram showing an outline of the plant, FIG. 3 is an explanatory diagram showing control characteristics in the embodiment of FIG. 1, and FIG. 4 is a configuration diagram of another embodiment of the present invention. 1 ... Reactor pressure vessel, 3 ... Steam control valve, 4 ... Turbine, 8 ... Generator, 9 ... Turbine bypass valve, 10 ...
… Pressure gauge, 11 …… Turbine output control device, 12 …… Recirculation flow rate control device, 13 …… Recirculation pump, 16 …… Load setting device, 17 …… Load setting adjuster, 18 …… Pressure controller, 19 ……
Speed controller, 20 ... low value selection circuit, 21 ... speed signal adjuster, 25 ... tachometer.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】蒸気発生器と、タービンと、前記蒸気発生
器にて発生した蒸気を前記タービンに導く蒸気配管と、
前記タービンから排気された蒸気を凝縮する復水器と、
前記蒸気配管と前記復水器とを連絡するバイパス配管
と、前記バイパス配管との分岐点より下流側で前記蒸気
配管に設けられた蒸気流量調節弁と、前記バイパス配管
に設けられたバイパス弁と、前記蒸気発生器の出力を調
節する出力制御手段とを備えた蒸気発生プラントのター
ビン制御装置において、 前記タービンに導く蒸気の圧力を検出する手段と、前記
タービンの回転速度を検出する手段と、前記圧力検出手
段の出力を入力する圧力制御器と、前記回転速度検出手
段の出力を入力する速度制御器と、自動周波数制御信号
と基底負荷信号及び負荷設定器バイアス信号とを加算す
る第1加算手段と、前記第1加算手段の出力を入力して
位相補償を行う負荷調整手段と、前記負荷調整手段の出
力信号と前記速度制御器の出力信号とを加算する第2加
算手段と、前記圧力制御器及び第2加算手段の出力信号
のうち低値の出力信号を前記蒸気流量調節弁の開度制御
信号として選択する低値選択手段と、前記開度制御信号
を入力して前記蒸気流量調節弁の開度を調節する手段
と、前記圧力制御器の出力信号に基づいて前記バイパス
弁の開度を調節する手段と、前記第1加算手段の出力信
号に基づいて前記出力制御手段を操作する制御手段とを
備えたことを特徴とする蒸気発生プラントのタービン制
御装置。
1. A steam generator, a turbine, and steam piping for guiding steam generated by the steam generator to the turbine,
A condenser that condenses the steam exhausted from the turbine;
A bypass pipe connecting the steam pipe and the condenser, a steam flow control valve provided in the steam pipe at a downstream side of a branch point with the bypass pipe, and a bypass valve provided in the bypass pipe. In the turbine control device of the steam generation plant, which comprises an output control means for adjusting the output of the steam generator, a means for detecting the pressure of steam introduced to the turbine, a means for detecting the rotation speed of the turbine, First addition for adding a pressure controller for inputting the output of the pressure detecting means, a speed controller for inputting the output of the rotation speed detecting means, and an automatic frequency control signal and a base load signal and a load setter bias signal Means, load adjusting means for inputting the output of the first adding means and performing phase compensation, and means for adding an output signal of the load adjusting means and an output signal of the speed controller 2 addition means, low value selection means for selecting a low-value output signal of the output signals of the pressure controller and the second addition means as the opening control signal of the steam flow control valve, and the opening control signal Based on the input means for adjusting the opening of the steam flow control valve, the means for adjusting the opening of the bypass valve based on the output signal of the pressure controller, and the output signal of the first adding means A turbine control device for a steam generating plant, comprising: a control unit that operates the output control unit.
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