JP2523153B2 - 給水加熱器ドレン水位制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子力発電所や火力発電所に設置される蒸
気原動機プラントに設けられる給水加熱器のドレイン水
位を制御する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

発電プラントの給水加熱器は、第３図に示す様に発電
所熱効率向上のために、復水器66で凝縮した復水82をタ
ービン抽気76〜81により加熱しており、上記のタービン
抽気は給水加熱器70〜75内で凝縮してドレンとなる。給
水加熱器ドレン水位制御装置は、前記ドレンを規定レベ
ルに制御し、給水加熱器の性能確保を行つている。

前記ドレンは、それぞれ下段（図において右側）の給
水加熱器を通つて復水器66に戻るが、プラント起動時又
は、過渡的な水位上昇時は、バイパス管（図示せず）を
通して直接復水器66へ排出する。

従来の給水加熱器ドレン水位制御装置としては、特開
昭59−46403に示されるように、給水加熱器ドレン水位
を検出して制御目標値との偏差を演算し、偏差量に応じ
て給水加熱器出口側に位置する常用水位調節弁をPI制御
することに依りドレン水位を規定値に制御するものが知
られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来技術は、通常運転中は、給水加熱器出口側に
位置する１個の常用水位調節弁のみでドレン水位制御を
行つていた。

しかし、上記の常用水位調節弁は、ベースロード運転
時のドレン水位制御を前提とした弁容量であることか
ら、負荷追従運転等ドレン発生量が急変する場合には、
１個の常用水位調節弁のみでは制御し切れず、ドレン水
位が常用制御レベル（NWL）から非常用制御レベル（DWL
＝NWL＋50mm）迄上昇してしまい、バイパスラインに設
けられている非常用水位調節弁に依つてドレンを直接復
水器へ排出してしまう場合が有つた。

本発明の目的は、例えば負荷追従運転等の如くドレン
発生量が急変する場合のある運転条件下においても、常
用水位調節弁によるカスケード熱回収運転を安定した状
態で継続することができ、非常用水位調整弁を作動せし
めることが必要な状態の発生を少なからしめ得る、給水
加熱器ドレン水位制御装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、給水加熱器ドレン水位を、（イ）当該給
水加熱器出口側に位置する常用水位調節弁、及び、
（ロ）当該給水加熱器の入口側に位置する、ドレン排出
元である隣接給水加熱器の常用水位調節弁の２弁で制御
することに依り達成される。

〔作用〕

上記の手段を講じた水位制御装置によれば、給水加熱
器出口側に位置する常用水位調節弁及び、入口側に位置
するドレン排出元給水加熱器常用水位調節弁の２弁でド
レイン水位制御を行うので、カスケード熱回収運転制御
を安定化する事が出来る。

〔実施例〕

以下、発明の実施例を図面を用いて説明する。第１図
は本発明の特徴を最も良く表わしている給水加熱器ドレ
ン水位制御装置の制御ロジツク図、第２図は給水加熱器
ドレン水位制御系構成図、第３図は沸騰水型原子力発電
プラントに於けるタービン設備系統全体構成図である。

先ず、第３図及び第２図を用いて、本発明適用対象で
ある沸騰水型原子力発電プラントに於ける給水加熱器ド
レン水位制御の概要を説明する。

復水器66で凝縮された復水は、復水ポンプ67,給水ポ
ンプ68,69で昇圧され、給水加熱器70〜75内部でタービ
ン抽気76〜81に依つて加熱されながら原子炉86へ送られ
る。タービン抽気は、各給水加熱器内部で凝縮してドレ
ンとなる。

前記の各タービン抽気76〜81は、上流側即ち原子炉86
に近い側の給水加熱器程、高温高圧であり、前記ドレン
も上流側程高温高圧であることから、復水82の流れとは
逆に、下流側即ち復水器86により近い側の次段給水加熱
器へ送られて、次段給水加熱器内部で熱源として復水82
を加熱する。

前記ドレン水位は、給水加熱器の性能確保を目的とし
て設定値に制御する。

次に、第１図及び第２図によりドレン制御の詳細を説
明する。

第２図は、第３図に示す一連の給水加熱器の一部分を
抜枠して、ドレン制御系構成品を図示したものである。
以下、給水加熱器３を例として、ドレン水位制御を説明
する。

水位検出器９は、給水加熱器３内部の滞留するドレン
水位を検出し、水位信号26を演算器１に入力する。

上記の演算器１は演算結果を弁制御信号29として出力
する。上記の弁制御信号29は、E/Pコンバータ15に依
り、４〜20mAの電気信号から0.2〜1kgの空気信号に変換
し、常用水位調節弁６の開度を制御する。

第４図は、負荷追従運転等に依りドレン発生量が急変
した場合の各弁の動作を示したものであつて、 第４図（Ａ）は、制御対象である給水加熱器３のドレ
ン水位の経時変化を示す。

同図（Ｂ）〜（Ｆ）は、上記（Ａ）と共通の横軸（時
間軸）をとり、（Ｂ）は上記給水加熱器３の常用水位調
節弁の開閉状態を示し、（Ｃ）は参考の為に示したもの
で非常用水位調節弁の開閉状態を示す。本発明はこの非
常用水位調節弁が開くような事態の発生を予防するもの
である。

同図（Ｄ）は、制御対象である給水加熱器３に対して
ドレンを送り込んでいる（ドレン排出元である）給水加
熱器２のドレン水位を示し、（Ｅ）は該給水加熱器２の
常用水位調節弁の開閉状態、（Ｆ）は同じく非常用水位
調節弁の開閉状態を示す図表である。給水加熱器３に於
て、ドレン水位をNWLに制御中、負荷変動に依りドレン
発生量が急増して、該給水加熱器３のドレンレベルが上
昇した場合、演算器１は上記ドレン水位の上昇を抑制す
べく、常用水位調節弁６の開度をさらに大きくする。

常用水位調節弁６が全開となつた後も給水加熱器３の
ドレン水位の上昇が続く場合には、その上流側に位置す
る給水加熱器２の常用水位調整弁５の開度を一時的に絞
り込むことに依り給水加熱器３のドレン流入量を減ら
し、該給水加熱器３のドレン水位上昇を抑制する。

第１図に示した演算部１内部の制御ロジツク動作を説
明する。

給水加熱器３の水位伝送器９から送られて来る水位信
号26と、制御目標値発生回路54の出力値との偏差に見合
つた弁制御信号29をPI演算器55で演算する。

モニタ回路56は、上記の弁制御信号29を監視し、常用
水位調整弁６開度が全開に達した事を検出したときには
信号「１」を出力する。

水位信号26を微分回路51で微分し、微分値を正負判定
回路で判定し、正、即ち増加傾向であることを検出した
ときは信号「１」を出力する。

上記モニタ回路56及び正負判定回路52の出力信号が共
「１」である事をAND回路53で検出したときは、給水加
熱器３に於て、常用水位調節弁６が全開状態でドレン水
位が上昇状態に有るものと判断する。

一方、上流側の給水加熱器２のドレン水位も同様に水
位検出器８からのドレン水位信号25と制御目標値発生回
路41の出力値との偏差に見合つた弁制御信号28に依つて
制御されている。

絞り込み運転許可レベル設定回路43の出力信号と、ド
レン水位信号25との偏差を、制御余裕判定回路44により
判定し、給水加熱器２が制御余裕を有する場合即ち、絞
り込み運転可能な状態である場合には、前記制御余裕判
定回路44の出力を「１」とする。

前記AND回路53及び前記制御余裕判定回路44の出力信
号が何れも「１」であることをAND回路45で検出する。

絞り込み運転許可レベル設定回路41出力信号と、ドレ
ン水位信号25との偏差信号をもとに、PI演算回路46に依
り、絞り込み運転時の常用水位調節弁制御信号を発生さ
せる。

信号切換回路47は、外部条件即ち前記AND回路45の出
力に依り、給水加熱器３の常用水位調節弁5PI制御する
回路42の出力信号と、前記PI演算回路46の出力信号即ち
絞り込み運転時の常用水位調節弁制御信号の切換を行
う。

以上の制御ロジツク動作に依り、演算器１は、常用水
位調節弁５の絞り込み運転を行う。

上記絞り込み運転により、給水加熱器３のドレン水位
上昇は抑制される為、絞り込み運転を行わない場合に
は、DWL迄水位が上昇して非常用水位調節弁12を開し復
水器へ排出していたドレンを給水加熱器２に一時的に蓄
えた後、給水加熱器３へ排出出来ることから、常用水位
調節弁６に依るドレン水位制御を安定化し、カスケード
熱回収運転効率を向上することが出来る。

前記実施例に於て、PI演算回路46は、全閉信号発生回
路でも良く、前記信号切換回路47に依り、前記PI制御回
路42出力信号と切換を行い、前記水位調節弁５を全閉制
御することに依り前記実施例と同一の効果を得ることが
できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、給水加熱器ドレン水位を、該給水加
熱器の出口側に位置する常用水位調節弁、及び、同じく
入口側に位置する、ドレン排出元である隣接給水加熱器
の常用水位調節弁との２弁で制御することができるの
で、ドレン水位制御を安定化し、カスケード熱回収運転
効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である給水加熱器ドレン水
位制御装置の制御ブロツク図、第２図は給水加熱器ドレ
ン水位制御系構成図、第３図は沸騰水型原子力発電プラ
ントに於けるタービン設備系統の全体構成図、第４図
は、前記実施例におけるドレン発生量急変時の、弁動作
タイムチヤートである。 １……演算器、３……給水加熱器、5,6……常用水位調
節弁、９……水位検出器、44……制御余裕判定回路、4
5,53……AND回路、46……PI演算回路、47……信号切換
回路、51……微分回路、52……正負判定回路、、56……
モニタ回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】復水器からの復水を加熱する直列に接続さ
   れた複数の給水加熱器と、各給水加熱器の加熱源となる
   タービン抽気及び該タービン抽気のドレインを前記復水
   の流れとは逆方向に各給水加熱器に直列に送るタービン
   抽気経路と、該タービン抽気経路の各給水加熱器出口側
   に設けられ当該給水加熱器内に滞留するドレンの水位を
   設定水位に制御する常用水位調節弁とを備えるプラント
   の給水加熱器ドレン水位制御装置において、いずれかの
   給水加熱器のドレン水位が設定水位より上昇して当該給
   水加熱器出口側の第１常用水位調節弁が全開となっても
   ドレイン水位の上昇が続く場合にはドレン排出元給水加
   熱器のドレン水位と所定値との偏差を求め該偏差により
   ドレン排出元給水加熱器のドレン水位に余裕が有ると判
   断したときに限り前記第１常用水位調節弁を全開のまま
   該ドレン排出元給水加熱器出口側の第２常用水位調節弁
   を絞る水位制御手段を備えることを特徴とする給水加熱
   器ドレン水位制御装置。