JP2614279B2 - 給復水制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、給水加熱器から排出されるドレンをドレン
タンクに回収・蓄積し、このドレンを昇圧ポンプにより
昇圧して復水・給水系統へ注入する給水加熱器ドレン系
統を有する原子力発電プラントの如き蒸気タービンプラ
ントの復給水ポンプ制御装置に関する。

（従来の技術および発明が解決しようとする課題） 一般に、原子力発電所においては、高圧給水加熱器か
らの排出ドレンを低圧給水加熱器に注入し、低圧給水加
熱器からの排出ドレンを復水器に注入するような給水加
熱器ドレン系統が設けられている。

一方、最近では高圧給水加熱器からの排出ドレン或は
低圧給水加熱器からの排出ドレンをドレンタンクに回収
・蓄積し、このドレンを昇圧ポンプにより昇圧して、給
水ポンプの吸込側或は高圧復水ポンプの吸込側のような
復水系統に注入することにより、プラント効率を高める
ようにした給水加熱器ドレン系統が採用されつつある。
すなわち、上述の如き給水加熱器ドレン系統を採用すれ
ば、全給水流量のうち約15％が低圧給水加熱器ドレンに
よって供給され、また約30％が高圧給水加熱器ドレンに
よって供給されるので、全給水が復水から供給される場
合に比しプラント効率が向上し、低圧復水ポンプ、高圧
復水ポンプおよび復水系配管等の設備の縮小化が図られ
る。

しかしならが、上述の如き構成の給水加熱器ドレン系
統を原子力発電所に適用した場合には、次のような問題
点が考えられる。すなわち、原子炉給水ポンプおよび高
圧復水ポンプは、ポンプ保護の観点からその吸込圧力が
異常に低下した場合には、各ポンプをトリップさせる機
能を給復水ポンプ制御装置にもたせているが、何らかの
原因により低圧復水ポンプまたは低圧ドレンポンプがト
リップしたような場合には、高圧復水ポンプの吸込圧力
が異常に低下し、最悪の場合にはポンプが全台とも吸込
圧力低信号によってトリップして全給水喪失となり、結
果的に原子炉水位が低下してプラントの運転が停止する
ことになる。これは高圧復水ポンプや高圧ドレンポンプ
がトリップした場合に、原子炉給水ポンプが吸込圧力の
異常な低下により全台トリップし、全給水喪失に至る場
合も同様である。

そこで、このような場合においても全給水喪失に至る
ことがないように、上流側のポンプの総容量が下流側ポ
ンプの総容量を下回らないように、下流側ポンプの起動
阻止或はトリップを行うインタロックを給復水制御装置
に設置する必要がある。

ところが、上記インタロックを給復水制御装置に設け
た場合には、次のような問題がある。

すなわち、給水加熱器ドレンは一般に給水加熱器間の
器内圧力差により流れるため、器内圧力差が小さい低負
荷時はドレンが流れず、非常に不安定な状態になってい
る。したがって、給水加熱器ドレンポンプが起動され、
ドレンが給復水系に注入されるのは給水加熱器ドレン系
が安定になる50％出力以降である。

第１表は、上記給水加熱器ドレンポンプを含む給復水
系ポンプのプラント起動時の運転台数および容量を示す
ものであって、第１表に示されたように、原子炉圧力7k
g/cm²〜出力50％の範囲では低圧復水ポンプの容量が高
圧復水ポンプの容量を下回り、出力25％〜50％の範囲で
は高圧復水ポンプの容量がタービン駆動給水ポンプの容
量を下回っている。

したがって、上述の如き運転モードを採用するプラン
トにおいては、給水流量が低圧復水ポンプ或は高圧復水
ポンプの容量以上になった場合には、下流側の高圧復水
ポンプ或はタービン駆動給水ポンプの吸込圧力が維持で
きなくなる等の問題がある。

本発明はこのような点に鑑み、低出力時は低圧復水ポ
ンプの容量が高圧復水ポンプの容量を下回り、高圧復水
ポンプの容量がタービン駆動給水ポンプの容量と下回る
運転モードを許容することにより、給水加熱器ドレンポ
ンプアップシステムを有するプラントの起動を可能にす
るとともに、高出力時においては従来と同様に各ポンプ
の吸込圧力を維持してポンプ全台停止による全給水喪失
を防止し得る給復水制御装置を得ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 第１の発明は、低圧給水加熱器ドレンを高圧復水ポン
プの上流側に注入するとともに、高圧給水加熱器ドレン
を給水ポンプの上流側に注入するようにした蒸気タービ
ンプラントの給復水制御装置において、低圧復水ポン
プ、高圧復水ポンプ、給水ポンプ、および低圧給水加熱
器ドレンを高圧復水ポンプの上流側に注入する低圧ドレ
ンポンプ並びに高圧給水加熱器ドレンを給水ポンプの上
流側に注入する高圧ドレンポンプのそれぞれのポンプ運
転台数を検出する運転台数検出器と、給水流量を検出す
る給水流量検出器と、各ポンプの運転機の総容量を演算
する演算器と、運転中の低圧復水ポンプの容量と低圧ド
レンポンプの容量の和を演算し、この値が給水流量を下
回った時に信号を出力する装置と、上記運転中の低圧復
水ポンプと低圧ドレンポンプの容量の和が運転台数に対
応する高圧復水ポンプの容量を下回った時に信号を出力
する装置と、上記２つの信号が同時に出力された場合に
高圧復水ポンプトリップ装置にトリップ信号を出力する
高圧復水ポンプ台数アンバランス演算器とを有すること
を特徴とする。

また、第２の発明は、上記構成に加えて、運転中の高
圧復水ポンプの容量と高圧ドレンポンプの容量の和を演
算し、この値が給水流量を下回った時に信号を出力する
装置と、上記運転中の高圧復水ポンプと高圧ドレンポン
プの容量の和が運転台数に対応する給水ポンプの容量を
下回ったときに信号を出力する装置と、上記２つの信号
が同時に出力された場合に、給水ポンプトリップ装置に
トリップ信号を出力する給水ポンプ台数アンバランス演
算器とを有することを特徴とする。

（作 用） タービンプラントの作動中、低圧復水ポンプの運転台
数および低圧ドレンポンプの運転台数に応じて、運転中
の低圧復水ポンプおよび低圧ドレンポンプの総容量が演
算され、その両者の和が給水流量および高圧復水ポンプ
の運転台数に対応する容量とそれぞれ比較される。そし
て、上記運転中のポンプの総容量が給水流量より小さ
く、かつ、運転中の高圧復水ポンプの容量より小さい場
合にのみ、高圧復水ポンプ台数アンバランス演算器から
トリップ信号が出力し、高圧復水ポンプトリップ装置が
作動され、高圧復水ポンプがトリップされ或は起動阻止
が行なわれる。

また、第２の発明においては、さらに運転中の高圧復
水ポンプの容量と高圧ドレンポンプの容量の和が演算さ
れ、その値が給水流量および運転中の給水ポンプの容量
とそれぞれ比較される。そして、上記運転中のポンプの
総容量が給水流量より小さく、かつ運転台数に対応する
給水ポンプの容量より小さい場合にのみ、給水ポンプ台
数アンバランス演算器からトリップ信号が出力し、給水
ポンプトリップ装置が作動され、給水ポンプがトリップ
され或は起動阻止が行なわれる。

（実施例） 第２図は、本発明が適用される原子力発電所の給復水
系統図であり、復水器１で復水された復水は低圧復水ポ
ンプ２により昇圧され、復水過装置３および復水脱塩
装置４を通って高圧復水ポンプ５へ送られる。この高圧
復水ポンプ５によって昇圧された復水は低圧給水加熱器
６を通り、さらに給水ポンプ７で昇圧されて高圧給水加
熱器８に送られ、そこで加熱された後原子炉９に送られ
る。

ところで、上記低圧復水ポンプ２は約28％容量のポン
プが互いに並列に３台設置されており、高圧復水ポンプ
５は約35％容量のポンプが互いに並列に３台設置され、
それぞれ常時２台運転で１台は予備機となっている。ま
た、給水ポンプ７は50％容量のタービン駆動給水ポンプ
２台と25％容量の電動機駆動給水ポンプ１台とを互いに
並列に接続することにより構成され、上記電動機駆動給
水ポンプが予備機となっている。

一方、高圧給水加熱器８で給水と熱交換して発生した
ドレンは高圧ドレンタンク10に蓄積された後、高圧ドレ
ンポンプ11により昇圧され給水ポンプ７の吸込側に注入
されるようにしてある。また低圧給水加熱器６で給水と
熱交換して発生したドレンは低圧ドレンタンク12に蓄積
された後、低圧ドレンポンプ13により昇圧され復水過
装置３と復水脱塩装置４との間に注入回収されるように
してある。ここで、上記高圧ドレンポンプ11および低圧
ドレンポンプ13はそれぞれ15％および７％容量のポンプ
が２台設置されており、常時２台運転が行なわれる。

ところで、上記低圧復水ポンプ２、高圧復水ポンプ
５、給水ポンプ７、高圧ドレンポンプ11および低圧ドレ
ンポンプ13には、それぞれ低圧復水ポンプ運転台数検出
器14、高圧復水ポンプ運転台数検出器15、給水ポンプ運
転台数検出器16、高圧ドレンポンプ運転台数検出器17お
よび低圧ドレンポンプ運転台数検出器18が設けられてお
り、また原子炉９への給水管路には給水流量検出器19が
設けられている。そして、各運転台数検出器14,15,16,1
7,18および給水流量検出器19で検出された運転台数信号
および給水流量信号は全て給復水制御装置20に入力され
る。

第１図は上記給復水制御装置20の機能ブロック図であ
り、給復水制御装置20には低圧復水ポンプ運転台数検出
器14、低圧ドレンポンプ運転台数検出器18、高圧復水ポ
ンプ運転台数検出器15、高圧ドレンポンプ運転台数検出
器17、および給水ポンプ運転台数検出器16からの検出信
号が入力され、低圧復水ポンプ容量演算器21、低圧ドレ
ンポンプ容量演算器22、高圧復水ポンプ容量演算器23、
高圧ドレンポンプ容量演算器24および給水ポンプ容量演
算器25においてそれぞれ運転しているポンプの総容量が
演算される。

上記低圧復水ポンプ容量演算器21および低圧ドレンポ
ンプ演算器22の出力信号は演算器26に入力され、そこで
互いに加算され、その加算信号が比較器27および28にそ
れぞれ入力される。上記比較器27には前記給水流量検出
器19からの出力信号も入力されており、そこで、低圧復
水ポンプと低圧ドレンポンプの容量の和と、給水流量と
が比較され、低圧復水ポンプと低圧ドレンポンプの容量
の和が給水流量より少ない場合に信号が出力される。一
方前記比較器28には高圧復水ポンプ容量演算器23からの
出力信号も入力され、そこで前記低圧復水ポンプと低圧
ドレンポンプの容量の和と比較され、低圧復水ポンプと
低圧ドレンポンプの容量の和が高圧復水ポンプの容量よ
り少ない場合に信号が出力される。この比較器27および
28からの出力信号は高圧復水ポンプ台数アンバランス演
算器29に入力され、両比較器27,28からの出力信号が同
時に入力された場合には、高圧復水ポンプトリップ装置
30に高圧復水ポンプトリップ信号が出力され、これによ
って高圧復水ポンプトリップまたは起動阻止が行なわれ
る。

同様に、高圧復水ポンプ容量演算器23および高圧ドレ
ンポンプ容量演算器24の出力信号は演算器31に入力さ
れ、そこで加算され、その加算信号が比較器32および33
にそれぞれ入力される。上記比較器32には前記給水流量
検出器19からの出力信号も入力されており、そこで高圧
復水ポンプ容量と高圧ドレンポンプ容量との和が給水流
量と比較され、高圧復水ポンプおよび高圧ドレンポンプ
の容量の和が給水流量より少ない場合に信号が出力され
る。一方前記比較器33には給水ポンプ容量演算器25から
の出力信号も入力され、そこで前記高圧復水ポンプ容量
と高圧ドレンポンプ容量との和と比較され、高圧復水ポ
ンプと高圧ドレンポンプの容量の和が給水ポンプの容量
より少ない場合に信号が出力される。この比較器32,33
からの出力信号は、給水ポンプ台数アンバランス演算器
34に入力され、両比較器32,33からの出力信号が同時に
入力されると、給水ポンプトリップ装置35にトリップ信
号が出力され、これによって給水ポンプトリップまたは
その起動阻止が行なわれる。

すなわち、上記給復水制御装置20では、各ポンプの運
転台数信号から各ポンプの容量を演算し、さらに低圧復
水ポンプと低圧ドレンポンプの容量の和と、給水流量並
びに高圧復水ポンプの容量とをそれぞれ比較し、上記両
ポンプの容量の和が給水流量および高圧復水ポンプの容
量をともに下回った場合には、高圧復水ポンプがトリッ
プさせられ、新たな高圧復水ポンプが起動されるのが阻
止される。しかして、低出力時には低圧復水ポンプと低
圧ドレンポンプの容量の和が高圧復水ポンプの容量より
下回った状態での運転が許容されるとともに、低圧復水
ポンプまたは低圧ドレンポンプがトリップした場合に高
圧復水ポンプが吸込圧力低信号によって全台停止するよ
うなことが防止される。さらに、高圧復水ポンプと高圧
ドレンポンプの容量の和が、給水流量および給水ポンプ
の容量とそれぞれ比較され、上記両ポンプの容量の和が
給水流量および給水ポンプの容量よりともに下回った場
合には給水ポンプがトリップされる。

しかして、給水流量が少ない低出力時は、低圧復水ポ
ンプと低圧ドレンポンプの容量の和が高圧復水ポンプを
下回ったり、高圧復水ポンプと高圧ドレンポンプの容量
の和が給水ポンプ容量を下回った状態でプラントを起動
することが可能となり、同時に出力上昇後に低圧復水ポ
ンプ或は低圧ドレンポンプがトリップした場合には高圧
復水ポンプを、また高圧復水ポンプ或は高圧ドレンポン
プがトリップした場合には給水ポンプをそれぞれトリッ
プさせることによって、給水ポンプ全台の停止が防止さ
れる。

なお、給水流量信号としては、復水流量信号、主蒸気
流量信号、或は主蒸気加減弁の開度信号のような主蒸気
流量信号に相当するような信号を用いてもよい。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように構成したので、給水加熱器ドレ
ンポンプアップシステムを有するものにおいて、給水加
熱器ドレン系が安定し低圧ドレンポンプや高圧ドレンポ
ンプが起動可能となる50％出力までは、低圧復水ポンプ
の容量が高圧復水ポンプの容量を下回ったとき、或は高
圧復水ポンプの容量が給水ポンプの容量を下回った状態
でも、高圧復水ポンプまたは給水ポンプが吸込圧力低信
号によってポンプ全台がトリップすることなしに安定し
てプラントを起動していくことができ、さらに低圧復水
ポンプや低圧ドレンポンプがトリップした場合には、高
圧復水ポンプをトリップさせ、或は高圧復水ポンプや高
圧ドレンポンプがトリップした場合には給水ポンプをト
リップさせることにより、全給水喪失によるプラントト
リップを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の給復水制御装置の機能ブロック図、第
２図は本発明が適用される原子力発電所の給復水系の系
統図である。 ２……低圧復水ポンプ、５……高圧復水ポンプ、６……
低圧給水加熱器、７……給水ポンプ、８……高圧給水加
熱器、11……高圧ドレンポンプ、13……低圧ドレンポン
プ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低圧給水加熱器ドレンを高圧復水ポンプの
   上流側に注入するとともに、高圧給水加熱器ドレンを給
   水ポンプの上流側に注入するようにした蒸気タービンプ
   ラントの給復水制御装置において、低圧復水ポンプ、高
   圧復水ポンプ、給水ポンプ、および低圧給水加熱器ドレ
   ンを高圧復水ポンプの上流側に注入する低圧ドレンポン
   プ並びに高圧給水加熱器ドレンを給水ポンプの上流側に
   注入する高圧ドレンポンプのそれぞれのポンプ運転台数
   を検出する運転台数検出器と、給水流量を検出する給水
   流量検出器と、各ポンプの運転機総容量を演算する演算
   器と、運転中の低圧復水ポンプの容量と低圧ドレンポン
   プの容量の和を演算し、この値が給水流量を下回った時
   に信号を出力する装置と、上記運転中の低圧復水ポンプ
   と低圧ドレンポンプの容量の和が運転台数に対応する高
   圧復水ポンプの容量を下回った時に信号を出力する装置
   と、上記２つの信号が同時に出力された場合に高圧復水
   ポンプトリップ装置にトリップ信号を出力する高圧復水
   ポンプ台数アンバランス演算器とを有することを特徴と
   する、給復水制御装置。
2. 【請求項２】運転中の高圧復水ポンプの容量と高圧ドレ
   ンポンプの容量の和を演算し、この値が給水流量を下回
   った時に信号を出力する装置と、上記運転中の高圧復水
   ポンプと高圧ドレンポンプの容量の和が運転台数に対応
   する給水ポンプの容量を下回ったときに信号を出力する
   装置と、上記２つの信号が同時に出力された場合に、給
   水ポンプトリップ装置にトリップ信号を出力する給水ポ
   ンプ台数アンバランス演算器とを有することを特徴とす
   る、請求項１記載の給復水制御装置。