JP4230638B2 - 原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉で発生した蒸気の圧力に基づきタービンバイパス弁の開度を調整する調整用コントローラを備えた原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２２は、従来の原子力発電プラントの主蒸気系統及びタービンバイパス系統を説明するための系統図である。主蒸気系統０１は、原子炉１で発生した蒸気を、主蒸気ヘッダ４、主蒸気止め弁５及び蒸気加減弁（ＣＶ）６を順次介して蒸気タービン８に供給されるように構成した配管系統である。
【０００３】
具体的には、原子炉１で発生した蒸気は、原子炉格納容器３の外側に配置された主蒸気ヘッダ４に供給される。主蒸気ヘッダ４に供給された蒸気は、主蒸気止め弁５及び蒸気加減弁６を介して蒸気タービン８に供給される。主蒸気止め弁５は蒸気タービン８を停止する場合に蒸気タービン８への蒸気を遮断するものであり、蒸気加減弁６は、原子炉１で発生し蒸気タービン８に流入する蒸気流量を調整するものである。蒸気タービン８に流入した蒸気により蒸気タービン８は回転し、蒸気タービン８に直結された発電機９により電気出力が得られる。
【０００４】
また、タービンバイパス系統０２は、主蒸気系統０１とは別に構成され、主蒸気ヘッダ４から分岐し、主蒸気ヘッダ４に供給された蒸気をタービンバイパス弁７を経由して復水器１０に供給できるように構成した配管系統である。
【０００５】
通常運転時には、原子炉１で発生した蒸気の圧力、具体的には主蒸気圧力検出器２で検出された主蒸気ヘッダ４の圧力、又は原子炉ドーム圧力検出器１１で検出された圧力が、その圧力設定値になるように蒸気加減弁６によって調節され、このときタービンバイパス弁７は全閉に保持されている。一方、プラント起動停止時や送電系統に事故が発生した場合などには、蒸気加減弁６の開度が制限を受けることから、主蒸気ヘッダ４の主蒸気圧力２はタービンバイパス弁７により調節される。
【０００６】
また、発電機９の負荷遮断あるいはタービントリップといった負荷の喪失時には、主蒸気止め弁５および蒸気加減弁６を急速に閉止し、蒸気タービン８への蒸気を遮断するため、原子炉１および主蒸気圧力が上昇する。これを緩和するためにタービンバイパス弁７を急速に開放し主蒸気は復水器１０へバイパスされる。
【０００７】
以下、図２３を参照して原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置の従来例について説明する。蒸気加減弁６及びタービンバイパス弁７の開度は、次に述べる蒸気タービン制御装置１２における調整制御用コントローラ１３によって制御される。
【０００８】
主蒸気ヘッダ４に設置された主蒸気圧力検出器２から出力される主蒸気圧力信号は、蒸気タービン制御装置１２に入力され、主蒸気圧力設定器２３の圧力設定値と比較されて第１の圧力偏差演算器２４により圧力偏差が演算される。ここで得られた圧力偏差信号２９は圧力制御演算器２５に入力され、偏差に比例した信号が圧力制御信号３０として第１の低値選択器１８に入力される。
【０００９】
第１の低値選択器１８において圧力制御信号３０は、速度／負荷制御演算器１５からの速度／負荷制御信号、負荷制限器１６の負荷制限信号、最大流量制限器１７からの最大流量制限信号と比較される。そして、第１の低値選択器１８は、これらの信号のうち最も低値の信号を選択して蒸気加減弁６の開度指令信号として出力する。
【００１０】
また、圧力制御演算器２５で演算された圧力制御信号３０と蒸気加減弁開度指令信号との偏差信号を第１の偏差演算器２０で求め、一方、最大流量制限器１７で演算された最大流量制限信号と蒸気加減弁開度指令信号との偏差信号を第２の偏差演算器２１で求める。
【００１１】
そして、これら第１の偏差演算器２０及び第２の偏差演算器２１の信号は第２の低値選択器２２に入力され、比較された後に、その低値がタービンバイパス弁７の開度指令信号３１として出力される。
【００１２】
調整制御用コントローラ１３から出力されたタービンバイパス弁開度指令信号３１は弁開度信号と指令信号３１との偏差を求めアンプ器を有する弁位置制御部３２を介し、サーボ弁３３に入力される。サーボ弁３３は、タービンバイパス弁７を駆動する油筒３８の油量を調整し蒸気タービン制御装置１２から要求された必要な弁開度にタービンバイパス弁７を調整する。
【００１３】
このタービンバイパス弁７の油筒３８には、タービンバイパス弁急開指令３６により、緊急時に急速な弁開動作および動作確認試験を行うことが可能な様にタービンバイパス弁用急速作動電磁弁３７が設けられている。通常は、タービンバイパス弁急開指令３６が成立していないため、サーボ弁３３による調整制御が行われているが、図２３の例の様にパワーロードアンバランス（負荷遮断検出）信号によるタービンバイパス弁急開指令３６が成立するとサーボ弁３３の制御信号の如何に係わらずタービンバイパス弁７は全開する。タービンバイパス弁７は一般に複数設けられているが、この時全開する弁は、タービンバイパス弁急開指令３６が成立した弁となる。
【００１４】
なお、主蒸気圧力検出器２、調整制御用コントローラ１２は信頼性向上のため一般的に多重化されているため、図２３では三重化された主蒸気圧力検出器２の中間値を第１の中間値選択器２７により選択し、三重化された調整制御用コントローラ１２で圧力制御信号３０および弁位置制御部３２を制御に使用する構成を示す。
【００１５】
また、一般的に原子力発電プラントの出力よりタービンバイパス弁７は複数設けられその数が異なるが、図２３におけるタービンバイパス弁７とこれに接続する弁位置制御部３２、サーボ弁３３、急速作動電磁弁３７および油筒３８は、複数の弁毎に同様の構成をしているため１弁分の構成を示す。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の従来の調整制御用コントローラ１３が一般的に多重化された原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置１２においては、通常運転中に調整制御用コントローラ１３に単一故障が発生した場合でも残りの正常系統により制御が継続され、故障個所が告知された場合は故障個所の復旧を行うことができるが、調整制御用コントローラ１３のソフトウェアおよびハードウェアの共通要因による故障が発生した場合に、故障が検知できずに運転を継続する可能性がある。
【００１７】
前記故障のうち２系統以上の多重故障が発生し調整制御用コントローラ１３においてタービンバイパス弁７の開度調整器が喪失し、かつ、その故障を検出しきれないままの状態でタービントリップが発生した場合、主蒸気止め弁５が全閉した後本来開動作するはずのタービンバイパス弁７が不作動に至ることがある。この時、タービンバイパス弁７は全閉状態が継続するため、前記原子炉１の圧力が急激に上昇し原子炉１は機器保護上の観点からは熱的に厳しい状態に至る。
【００１８】
本発明はかかる従来の事情に対処するためなされたものであり、その目的はタービントリップ発生時にタービンバイパス弁の調整制御機能が喪失していても、タービンバイパス弁が開路するため、原子炉の圧力が急激に上昇することを防止することができ、原子炉圧力を減圧することが可能となる原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、原子炉で発生した蒸気が主蒸気系統を介して蒸気タービンに流入するように構成され、前記蒸気が前記蒸気タービンをバイパスし復水器に導かれるように構成したバイパス系統にタービンバイパス弁を備え、且つ該原子炉で発生した蒸気の圧力に基づき該タービンバイパス弁の開度を調整するものであって、１個または複数個の多重化された調整用コントローラを備えた原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置において、
前記蒸気タービンがトリップしたことを検出するタービントリップ検出手段と、
前記タービンバイパス弁が全閉状態であることを検出するタービンバイパス弁全閉検出手段と、
前記タービントリップ検出時に前記タービンバイパス弁が開不動作となることを条件に、前記調整制御用コントローラとは独立して、前記タービンバイパス弁を全開させるタービンバイパス弁全開指令信号を出力し、タービンバイパス弁制御を前記圧力制御信号による調整制御からオン−オフ制御により切替えるオン−オフ制御用コントローラと、
を具備したことを特徴とする原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２２】
前記目的を達成するため、請求項２に対応する発明は、前記オン−オフ制御用コントローラは、前記タービンバイパス弁全開指令信号により、前記タービンバイパス弁が開動作後一定時間経過した時、前記タービンバイパス弁全開指令信号を自動的に解除する解除手段を具備したことを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２３】
前記目的を達成するため、請求項３に対応する発明は、前記解除手段を、複数のタービンバイパス弁にそれぞれ対応して設けたことを特徴とする請求項２に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２４】
前記目的を達成するため、請求項４に対応する発明は、前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号が一定時間継続後、保持して出力されるタービンバイパス弁全開指令信号に、前記原子炉で発生した蒸気の圧力が所定値以下になったことを検出する信号判定手段と、前記信号判定手段からの信号により前記タービンバイパス弁全開指令保持信号を解除する全開指令保持信号解除手段とを更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２５】
前記目的を達成するため、請求項５に対応する発明は、前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号が一定時間出力される弁不動作検出信号出力手段とを更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２６】
前記目的を達成するため、請求項６に対応する発明は、前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号を保持した信号と、複数のタービンバイパス弁毎に前記原子炉で発生した蒸気の圧力が所定値以上になったことを検出する信号判定手段とを更に具備し、該信号判定手段からの信号により複数のタービンバイパス弁毎に全開指令信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２７】
前記目的を達成するため、請求項７に対応する発明は、前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号を保持した信号と、複数のタービンバイパス弁毎に前記原子炉で発生した蒸気の圧力と蒸気圧力設定値との偏差が所定値以上になったことを検出する信号判定手段とを更に具備し、該信号判定手段からの信号により複数のタービンバイパス弁毎に全開指令信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２８】
前記目的を達成するため、請求項８に対応する発明は、前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号を保持した信号と、複数のタービンバイパス弁毎に前記原子炉で発生した蒸気の圧力と蒸気圧力設定との偏差に圧力制御演算部を介し制御演算器出力が所定値以上になったことを検出する信号判定手段とを更に具備し、該信号判定手段からの信号により複数のタービンバイパス弁毎に全開指令信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２９】
前記目的を達成するため、請求項９に対応する発明は、前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号およびこれを保持した信号により、サーボ弁の入力信号を強制的に全閉とする全閉手段とを更に具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００３０】
前記目的を達成するため、請求項１０に対応する発明は、前記タービンバイパス弁不動作検出信号を、原子炉出力が所定値以上になったことを検出する信号判定手段から出力が得られている場合に出力する出力手段とを更に具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００３１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに対応する発明によれば、タービントリップが発生したときに、タービンバイパス弁の調整制御コントローラ故障により開動作しなかった場合でも、オン−オフ制御コントローラによりタービンバイパス弁が開することで原子炉の急激な圧力上昇を抑制し機器保護を図ることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置の実施形態を説明する。
【００３３】
図１は、本発明の第１の実施形態を説明するためのブロック構成図である。第１の実施形態は、概ね図２２の原子炉１で発生した蒸気が主蒸気系統０１を介して蒸気タービン８に流入するように構成され、前記蒸気が前記蒸気タービン８をバイパスし復水器１０に導かれるように構成したバイパス系統０２にタービンバイパス弁７を備え、且つ図２３に示すように該タービンバイパス弁７の開度を調整するものであって、多重化された調整用コントローラ１３を備えた原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置において、前記調整制御用コントローラ１３が故障したときであっても前記タービンバイパス弁７を開閉制御可能な構成例えばオン−オフ制御用コントローラ１４を新たに設けた原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００３４】
以下、この第１の実施形態について具体的に説明する。図２３に示した従来例に対し、蒸気加減弁６およびタービンバイパス弁７の開度を制御する調整制御用コントローラ１３とは独立して、タービンバイパス弁用急速作動電磁弁３７を動作させて急速に弁開動作を行うことができるオン−オフ制御用コントローラ１４を新たに追加したものである。その他の構成は、図２３に示す従来例と同一であるので、同一の構成要素には同一符号を付しその説明は省略する。
【００３５】
コントローラ１４は、論理積４１とオンディレイタイマ４３を備えており、論理積４１はタービンバイパス弁７が全閉状態であることを検出するタービンバイパス弁全閉検出器３９並びに蒸気タービン８がトリップしたことを検出するタービントリップ検出器４０の検出信号をそれぞれ入力して両検出信号が共に存在したときタービンバイパス弁不動作検出信号４２を出力するものである。
【００３６】
図２は、オン−オフ制御用コントローラ１４の機能、すなわち図１の作用効果を説明するための図である。オンディレイタイマ４３は、図２（ｂ）に示すように論理積４１からのタービンバイパス弁不動作検出信号４２が一定時間（オンディレイ時間）例えば０．１秒継続したときタービンバイパス弁全開指令信号４４を出力、すなわちオンディレイタイマ４３を介して急速作動電磁弁３７にタービンバイパス弁全開指令信号４４を出力する様に構成したものである。
【００３７】
このオンディレイタイマ４３は、図２（ａ）に示すように調整制御用コントローラ１３が正常な場合にタービントリップが発生すると、調整制御によりタービンバイパス弁７を開動作させるため、タービントリップ検出器４０からの検出信号が発生してからタービンバイパス弁７が開くまで遅れが生じることから、誤ってタービンバイパス弁不動作検出信号４２によるタービンバイパス弁全開指令信号４４を出力しない様に設けている。
【００３８】
以上述べた第１の実施形態によれば、調整制御用コントローラ１３によるタービンバイバス弁制御を圧力制御信号による調整制御から、オン−オフ制御用コントローラ１４でオン−オフ制御動作を継続する手段を備えたことにより、タービントリップが発生した時に調整制御コントローラ１３の故障によりタービンバイパス弁７が開動作しなかった場合でも、オン−オフ制御コントローラ１４で急速作動電磁弁３７を動作させることにより、タービンバイパス弁７が開動作することで原子炉１の急激な圧力上昇を抑制でき機器保護を図ることができる。
【００３９】
なお、図１の実施形態では、オン−オフ制御用コントローラ１４は１重系で示しているが、オン−オフ制御用コントローラ１４を多重化し、タービンバイパス弁全開信号４４を出力するための信号選択機能を備えることでも実現することができる。
【００４０】
図３は、本発明の第２の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のみを示すブロック構成図であり、図４はその作用効果を説明するためのタイムチャートである。第２の実施形態は、図１に示した実施形態のオン−オフ制御用コントローラ１４において、オンディレイタイマ４３の出力側にオフディレイタイマ４４を設け、これによりタービンバイパス弁全開指令信号４４が、タービンバイパス弁開動作後一定時間経過して自動的に解除するようにしたものである。これ以外の点は第１の実施形態と同一である。
【００４１】
このように構成することにより、次のような作用効果が得られる。すなわち、図４に示すようにタービントリップ検出器４０によりタービントリップを検出したときであって、タービンバイパス弁全閉検出器３９によりタービンバイパス弁７の全閉状態を検出すると、論理積４１からタービンバイパス弁不動作検出信号４２が出力され、この信号４２は一定時間継続した場合すなわちオンディレイタイマ４３で設定されているオンディレイ時間経過後、オフディレイタイマ４５に入力され、ここで設定されているオフディレイ時間経過後、オフディレイタイマ４５からタービンバイパス弁全開指令信号４４が出力される。この結果、タービンバイパス弁全開指令信号４４が解除され、再度タービンバイパス弁不動作検出信号４２を検出してタービンバイパス弁７が開閉を繰り返すことが抑制される。
【００４２】
本実施形態によれば、図１に示した第１の実施形態におけるタービントリップ検出器４０によりタービントリップ検出時であって、タービンバイパス弁全閉検出器３９によりタービンバイパス弁全閉状態を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号４２がタービンバイパス弁７の開動作によりリセットされ、タービンバイパス弁７が閉動作後、再度タービンバイパス弁全閉検出器３９により検出してタービンバイパス弁７が開閉動作を繰返すことを抑制し、初期のタービンバイパス弁７の開動作により原子炉１の圧力をより安全側へ下げることが可能である。
【００４３】
図５は、本発明の第３の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のみを示すブロック構成図であり、図６はその作用効果を説明するためのタイムチャートである。
【００４４】
第３の実施形態は、図２２で示したタービンバイパス弁７が複数個（ここでは３個）存在する場合であって、各タービンバイパス弁７毎にオフディレイタイマ（オフディレイ時間がＴ１のタイマ）４５ａ、オフディレイタイマ（オフディレイ時間がＴ２のタイマ）４５ｂ、オフディレイタイマ（オフディレイ時間がＴ３のタイマ）４５ｃを設け、オフディレイタイマ４５ａ、４５ｂ、４５ｃの入力側に、図３と同様にオンディレイタイマ４３を介して論理積４１が接続され、論理積４１にはタービンバイパス弁全閉検出器３９及びタービントリップ検出器４０で検出された信号が入力されるようになっている。これ以外の点は第１の実施形態と同一である。
【００４５】
このような構成の実施形態において、タービントリップ検出器４０によりタービントリップ検出時であって、タービンバイパス弁全閉検出器３９でタービンバイパス弁全閉を検出した時に論理積４１から出力されるタービンバイパス弁不動作検出信号４２がオンディレイタイマ４３を用いて一定時間継続した場合に出力されるタービンバイパス弁全開指令信号４４に、オフディレイタイマ４５ａ、４５ｂ、４５ｃを複数のタービンバイパス弁毎に追加するようにしたものである。
【００４６】
この結果、タービンバイパス弁全開指令信号４４が成立後即タービンバイパス弁全開指令信号４４が解除されて一旦タービンバイパス弁７が閉動作することにより、再度タービンバイパス弁不動作検出信号４２を検出してタービンバイパス弁７が開閉動作を繰り返すことを抑制するように構成したものである。
【００４７】
本実施形態によれば、タービンバイパス弁７が同時に開動作した後、タービンバイパス弁閉動作により原子炉１の圧力が再度上昇することを抑制すると共に、初期のタービンバイパス弁７の開動作により原子炉１の圧力をより安全側へ下げ圧力の低下に追従してタービンバイパス弁７を閉動作することが可能となる。
【００４８】
これにより、タービンバイパス弁開動作後、タービンバイパス弁全開指令信号を予め定めた順番でタービンバイパス弁を全閉させるため、弁開閉による原子炉圧力の必要以上の低下および上昇を防止することができる。
【００４９】
なお、図５に示した第３の実施形態に示すタービンバイパス弁全開指令信号４４ａ、４４ｂ、４４ｃはタービンバイパス弁７が３弁分で構成された例を示す。タービンバイパス弁７毎に追加したオフディレイタイマ４５ａ、４５ｂ、４５ｃの設定はタービンバイパス弁７の閉動作により原子炉１の圧力が回復傾向になるため、煽り返しによる圧力上昇を低減できるように複数のタービンバイパス弁毎に異なった設定が可能である。
【００５０】
図７は、本発明の第４の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のみを示すブロック構成図であり、図８はその作用効果を説明するためのタイムチャートである。
【００５１】
この第４の実施形態は、図１の実施形態に、自己保持回路５１と信号判定器例えば圧力α以下検出器５２を追加したものであり、自己保持回路５１は論理和４９と、図示しないが論理否定と論理積を有したワイプアウト回路５０とから構成され、オンディレイタイマ４３の出力側が接続されている。また、圧力α以下検出器５２は、主蒸気圧力検出器２の検出信号のうちの中間値を選択する第２の中間値選択器６４からの第２の主蒸気圧力信号６５を入力し、圧力α以下検出器５２の検出信号によりタービンバイパス弁全開指令保持信号を解除するものである。これ以外の点は第１の実施形態と同一である。
【００５２】
このような構成のものにおいて、タービンバイパス弁全閉検出器３９によりタービンバイパス弁全閉を検出したときであって、タービントリップ検出器４０によりタービントリップを検出したとき、論理積４１からタービンバイパス弁不動作検出信号４２を出力する。タービンバイパス弁不動作検出信号４２は、オンディレイタイマ４３を介して自己保持回路５１に入力され、自己保持回路５１により保持して出力されるタービンバイパス弁全開指令信号４４は、以下のように処理される。すなわち、主蒸気圧力信号６５がある値（α）以下になったことを圧力α以下検出器５２が検出したとき、圧力α以下検出器５２からの解除信号によりタービンバイパス弁全開指令保持信号が解除される。圧力α以下検出器５２はタービンバイパス弁７が開動作したことにより原子炉１の圧力が低下し機器保護上問題ない圧力に設定することを考慮したものである。
【００５３】
第４の実施形態によれば、タービントリップによる主蒸気圧力上昇のピークが抑えられた後、主蒸気圧力信号６５が一定値以下まで低下していれば、全開しているタービンバイパス弁７を自動で復帰することができる。
【００５４】
尚、主蒸気圧力検出器２は信頼性向上のため一般的に多重化されているため、図７では三重化された主蒸気圧力検出器２をオン−オフ制御コントローラ１４に入力し中間値を第２の中間値選択器６４により選択し、第２の主蒸気圧力信号６５を自己保持回路５１の解除条件として用いた構成を示している。
【００５５】
図９は、本発明の第５の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のみを示すブロック構成図であり、図１０はその作用効果を説明するためのタイムチャートである。この第５の実施形態は、図７に示した実施形態において、タービンバイパス弁全閉検出器３９の出力と論理積４１の入力の間に、ワンショット回路５５を接続したものである。ワンショット回路５５は、図示しないが論理否定と論理積を有したワイプアウト回路５４と、ワイプアウト回路５４に対して並列にオンディレイタイマ５３の出力側が接続されている。これ以外の点は第１の実施形態と同一である。
【００５６】
このような構成のワンショット回路５５を追加したことにより、図１０に示すように主蒸気圧力信号６５が低下してタービンバイパス弁全開指令信号４４がリセットされタービンバイパス弁７が全閉したことにより、再度、タービンバイパス弁全開指令信号４４が成立してタービンバイパス弁７の開閉動作を繰り返すことを抑制し、最初にタービンバイパス弁全閉検出信号４２による動作のみにすることが可能となる。
【００５７】
第５の実施形態によれば、タービンバイパス弁７全開後に圧力低下し、タービンバイパス弁全開指令信号４４が解除されタービンバイパス弁７が全閉したことにより、再度、タービンバイパス弁全開指令信号４４が出力される様な繰り返し動作を抑制することができる。
【００５８】
図１１は、本発明の第６の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のブロック構成図であり、図１２は図１１の信号判定器例えば圧力β以上検出器の詳細を説明するための図である。この第６の実施形態は、図２２で示したタービンバイパス弁７が複数個（ここでは３個）存在する場合であって、オン−オフ制御用コントローラ１４を以下に述べる構成としたものである。
【００５９】
オン−オフ制御用コントローラ１４は、例えば３個の主蒸気圧力検出器２からの検出信号を入力してこれらのうちの中間値を選択する第２の中間値選択器６４と、中間値選択器６４により選択された主蒸気圧力信号６５がある値（β）以上になったことを検出する信号判定器例えば圧力β１以上検出器５８、圧力β２以上検出器５９、圧力β３以上検出器６０と、各検出器５８，５９，６０からの検出信号、すなわち圧力β１以上検出信号６７、圧力β２以上検出信号６８、圧力β３以上検出信号６９と、タービンバイパス弁全閉検出器３９で検出されたタービンバイパス弁全閉検出信号並びにタービントリップ検出器４０で検出したタービントリップ検出信号を入力して両検出信号が共に存在したときタービンバイパス弁不動作検出信号４２を出力する論理積４１と、タービンバイパス弁不動作検出信号４２を入力して所定時間（オンディレイ時間）後に信号を出力するオンディレイタイマ４３と、論理和４９と、図示しないが論理否定と論理積を有したワイプアウト回路５０とからなる自己保持回路５１と、自己保持回路５１の出力信号と圧力β１以上検出信号６７を入力し両者の信号が共に存在したときタービンバイパス弁全開指令信号４４ａを出力する論理積６１aと、自己保持回路５１の出力信号と圧力β２以上検出信号６８を入力し両者の信号が共に存在したときタービンバイパス弁全開指令信号４４ｂを出力する論理積６１ｂと、自己保持回路５１の出力信号と圧力β３以上検出信号６７を入力し両者の信号が共に存在したときタービンバイパス弁全開指令信号４４ｃを出力する論理積６１ｃとから構成されている。これ以外の構成は、図１の実施形態と同一である。
【００６０】
図１２は圧力β１以上検出器５８、圧力β２以上検出器５９、圧力β３以上検出器６０の詳細構成を説明するための図である。圧力β１以上検出器５８は、タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定器７０と、主蒸気圧力信号６５とのタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力偏差信号７６を演算するタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力偏差演算器７３と、圧力偏差信号７６を入力して圧力β１以上検出信号６７を求めるタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力比較器７９とからなっている。
【００６１】
圧力β２以上検出器５９は、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定器７１と、主蒸気圧力信号６５とのタービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力偏差信号７７を演算するタービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力偏差演算器７４と、圧力偏差信号７７を入力して圧力β２以上検出信号６８を求めるタービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力比較器８０とからなっている。
【００６２】
以上述べた第６の実施形態によれば、タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号を保持した信号と、複数のタービンバイパス弁毎に主蒸気圧力がある値（β）以上になったことを検出する信号判定機能を備え、信号判定機能からの信号により複数のタービンバイパス弁毎に全開指令信号を出力する機能を備えている。これにより、圧力上昇および低下の度合いにより必要な蒸気量分の弁数を開閉することで不要な圧力上昇および圧力低下を防止すると共に、圧力偏差信号による調整制御に酷似した弁の動作が可能となる。
【００６３】
また、第６の実施形態において、タービンバイパス弁全開指令信号４４の自己保持回路５１は、オン−オフ制御コントローラ１４に手動リセット操作器５６を入力し、この手動リセット操作信号５７を自己保持回路５１のワイプアウト回路５０に用いることにより、手動により解除することができる。
【００６４】
図１３は、本発明の第７の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のブロック構成図であり、図１４は図１２の信号判定器例えば圧力以上検出器の詳細を説明するための図である。
【００６５】
第７の実施形態は、図１１の論理積６１ａ、６１ｂ、６１ｃの入力側に設けられている圧力β１以上検出器５８、圧力β２以上検出器５９、圧力β３以上検出器６０の代りに、圧力偏差γ１以上検出器８６、圧力偏差γ２以上検出器８７、圧力γ３以上検出器８８をそれぞれ設け、また図１１の主蒸気圧力検出器２と検出器５８、５９、６０の間に配設されている第２の中間値選択器６４の代りに、圧力α以下検出器５２と、圧力α以下検出器５２で検出された第２の主蒸気圧力信号６５と主蒸気圧力設定器８２で設定された設定値との主蒸気圧力偏差信号８４を求める圧力偏差演算器８３とからなり、圧力偏差演算器８３で求められた圧力偏差信号８４を前記検出器８６、８７，８８に入力するように構成した点が、図１１とは異なる。
【００６６】
図１４は、前記検出器８６、８７，８８の詳細構成を説明するための図である。圧力γ１以上検出器８６は、主蒸気圧力偏差信号８４とタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定器１２０で設定された設定値とのタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力偏差信号１２６を演算するタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力偏差演算器１２３と、圧力偏差信号１２６を入力して圧力γ１以上検出信号８９を求めるタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力比較器１２９とからなっている。
【００６７】
圧力γ２以上検出器８７は、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定器１２１と、主蒸気圧力信号８４とのタービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力偏差信号１２７を演算するタービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力偏差演算器１２４と、圧力偏差信号１２７を入力して圧力γ２以上検出信号９０を求めるタービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力比較器１３０とからなっている。
【００６８】
圧力γ３以上検出器８８は、タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定器１２２と、主蒸気圧力信号８４とのタービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力偏差信号１２８を演算するタービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力偏差演算器１２５と、圧力偏差信号１２８を入力して圧力γ３以上検出信号９１を求めるタービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力比較器１３１とからなっている。
【００６９】
圧力設定器１２０（γ１）、１２１（γ２）、１２２（γ３）の設定は、各弁毎に異なる設定とし予め決めておいた開順序（シーケンシャル）に開閉させることにより、通常の圧力制御による第１の圧力偏差器１２３および第２の圧力偏差器１２４から出力されるタービンバイパス弁調整制御と近似した設定を行うことにより、連続制御を行うことが可能となる。
【００７０】
また、検出器８６、８７、８８の復帰は設定値に対して切断差（設定値−Ｘ１〜Ｘ３）を設け設定値付近での繰返し動作を防止することも可能なようにしている。
【００７１】
また、タービンバイパス弁全開指令信号４４の自己保持回路５１は、オン−オフ制御コントローラ１４に手動リセット操作器５６を入力し、この手動リセット操作信号５７を自己保持回路５１のワイプアウト回路５０に用いることにより、手動により解除することができる。
【００７２】
第７の実施形態によれば、圧力上昇および低下の度合いにより必要な蒸気量分の弁数を開閉することで不要な圧力上昇および圧力低下を防止すると共に、圧力偏差信号による調整制御に酷似した弁の動作が可能となる。また、運転員が原子炉圧力が安定している状態を確認してから、手動リセット器５６を用いて容易に復旧することができる。
【００７３】
図１５は、本発明の第８の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のブロック構成図であり、図１６は図１５の作用効果を説明するための図である。
【００７４】
この第８の実施形態は、図１３に示した実施形態において、圧力偏差演算器８３と論理積６１ａ、６１ｂ、６１ｃの間に配設されている検出器８６、８７、８８の代りに、圧力制御演算器８５と、圧力制御演算出力δ１以上検出器９２、圧力制御演算出力δ２以上検出器９３、圧力制御演算出力δ３以上検出器９４を図のように設けたものである。
【００７５】
オン−オフ制御コントローラ１４に主蒸気圧力検出器２を入力し中間値選択器５２を介した主蒸気圧力信号６５と調節制御用コントローラ１３の主蒸気圧力設定器２３と同等の機能を有するオン−オフ用コントローラ１４用主蒸気圧力設定器８２との圧力偏差信号８４を積分する機能を有する圧力制御演算器８５を介し制御演算器出力８４ａがある値（δ）以上になったことを検出する検出器９２（δ１）、９３（δ２）、９４（δ３）を設け、この検出器９２〜９４からの信号とタービントリップ検出時タービンバイパス弁全閉検出器３９にタービンバイパス弁全閉タービントリップ検出器４０を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号４２が一定時間経過した信号を論理和４９とワイプアウト回路５０から成る自己保持回路５１により保持した信号とから論理積６１を介して複数のタービンバイパス弁毎に全開指令信号４４ａ、４４ｂ、４４ｃを出力する。
【００７６】
検出器９２（δ１）、９３（δ２）、９４（δ３）の設定は各弁毎に異なる設定とし予め決めておいた開順序（シーケンシャル）に開閉させることにより、通常の圧力制御による第１の圧力偏差器２０および第２の圧力偏差器２１から出力されるタービンバイパス弁調整制御と近似した設定を行うことにより、連続制御を行うことが可能となる。また、検出器９２（δ１例えば５％）、９３（δ２例えば３５％）、９４（δ３例えば６５％）の復帰は設定値に対して切断差（設定値−Ｘ１〜Ｘ３）を設け設定値付近での繰返し動作を防止することも可能なようにしている。
【００７７】
図１６はこれら制御演算器出力８４ａがδ１、δ２、δ３で全開動作し、δ１−Ｘ１、δ２−Ｘ２、δ３−Ｘ３で全閉する例を示したものである。
【００７８】
また、タービンバイパス弁全開指令信号４４の自己保持回路５１は、オン−オフ制御コントローラ１４に手動リセット操作器５６を入力し、この手動リセット操作信号５７を自己保持回路５１のワイプアウト回路５０に用いることにより、手動により解除することができる例を示す。
【００７９】
本実施形態によれば、圧力設定値を変更した場合でも、圧力設定値に対して常に同じタイミングでタービンバイパス弁７を開閉させることが可能となる。また、運転員が原子炉圧力が安定している状態を確認してから、手動リセット器５６を用いて容易に復旧することができる。
【００８０】
図１７は図１５の変形例を説明するための図であり、図１５の圧力偏差演算器８３のみを省いても図１５と同様な作用と効果が得られる。
【００８１】
図１８は本発明の第９の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のブロック構成図である。本実施形態は、図１２に示した実施形態の検出器８６、８７、８８の代りに、以下に述べる圧力ε以上検出器を設けたものである。具体的には、圧力設定器７０、７１、７２を設けない代りに、圧力ε１以上検出器９９、圧力ε２以上検出器１００、圧力ε３以上検出器１０１を設けたものである。
【００８２】
タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定加算器１０５に、主蒸気圧力設定信号９８とタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定バイアス（ε１）１０８を入力して得られる信号を圧力偏差演算器７３に入力させるように構成したものである。
【００８３】
タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定加算器１０６に、主蒸気圧力設定信号９８とタービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定バイアス（ε２１）１０９を入力して得られる信号を圧力偏差演算器７４に入力させるように構成したものである。
【００８４】
タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定加算器１０７に、主蒸気圧力設定信号９８とタービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定バイアス（ε３）１１０を入力して得られる信号を圧力偏差演算器７５に入力させるように構成したものである。
【００８５】
本実施形態によれば、圧力設定値を変更した場合でも、圧力設定値に対して常に同じタイミングでタービンバイパス弁７を開閉させることが可能となる。
【００８６】
図１９は本発明の第１０の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４を示すブロック構成図である。図１に示した実施形態に、サーボ弁３３と弁位置制御部３２の間に、弁開度指令信号切替器１２２に追加し、切替器１２２に手動リセット操作器５６と、論理和１２４とワイプアウト回路１２５からなる自己保持回路１２６からの弁開度指令信号切替信号１２７を与えるように構成し、弁位置制御部３２からのタービンバイパス弁弁開度指令信号１２１と全閉指令信号１２０のいずれかをサーボ弁３３の入力であるサーボ弁入力信号１２３として与えるようにしたものである。
【００８７】
このような構成とすることにより、オン−オフ制御コントローラ１４にてタービントリップ検出時タービンバイパス弁全閉検出器３９にタービンバイパス弁全閉タービントリップ検出器４０を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号４２が一定時間経過した信号タービンバイパス弁全開信号４４を論理和１２４とワイプアウト回路１２５により構成された自己保持回路１２６で保持し、弁開度信号切替信号１１２７を受けて、弁開度指令信号切替器１２２の接続状態がａ−ｃ間から、ｂ−ｃ間に切り替わり、サーボ弁入力信号１２３が通常制御コントローラ １３から出力されるタービンバイパス弁弁開度指令信号１２１から全閉指令信号１２０へ切替る。また、自己保持回路１２６は手動リセット操作器５６からの手動リセット操作信号５７により解除される。
【００８８】
この結果、本実施形態によれば、オン−オフ制御コントローラ１４にてタービンバイパス弁全開信号４４の成立、不成立により急速作動電磁弁３７を動作させても、調整制御用コントローラ１３が異常信号を出力している状態で急速作動電磁弁３７によりタービンバイパス弁７を全開または全閉にすることができなくなることを、サーボ弁入力信号１２２を強制的に全閉させることで可能にしたもの。
【００８９】
図２０は、本発明の第１１の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４を示すブロック構成図である。図１に示した第１の実施形態において、原子炉出力信号６２をオン−オフ制御コントローラ１４に入力し原子炉出力がある値（ζ）以上になったことを検出する信号判定器６３を備え、原子炉出力がタービンバイパス弁７を開動作させなくてはならない出力ζ以上を検出した信号６６を、タービントリップ信号タービンバイパス弁全閉検出器３９とタービンバイパス弁全閉信号タービントリップ検出器４０と論理積４１をとりタービンバイパス弁不動作検出信号４２として構成したものである。
【００９０】
尚、原子炉出力信号６２は、一般的に原子力発電プラントに有する原子炉出力調整装置出力、給水流量、主蒸気流量、発電機出力、高圧タービン第１段後蒸気室圧力などが用いられる。
【００９１】
本実施形態によれば、原子炉出力が低くタービンバイパス弁開動作が不要な原子炉出力状態での開動作を制限することが可能となる。
【００９２】
図２１は本発明の第１２の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４を示すブロック構成図である。図１に示した実施形態において、調整制御用コントローラ１３およびオン−オフ制御用コントローラ１４に用いている主蒸気圧力信号２に代えて原子炉１の圧力を検出する原子炉ドーム圧力信号１１を用いて調整制御用圧力信号２８とオン−オフ制御用圧力信号６５を構成したものである。
【００９３】
本実施形態によれば、原子炉ドーム圧力制御器を有する原子力発電プラントにおいても主蒸気圧力制御を有する原子力発電プラントと同様に、タービントリップが発生したときにタービンバイパス弁の調整制御コントローラ故障１３により開動作しなかった場合でも、オン−オフ制御コントローラ１４によりタービンバイパス弁７が開することで原子炉１の急激な圧力上昇を抑制することができる。
【００９４】
本発明は、以上述べた実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように実施することができる。すなわち、以上述べた実施形態の速度／負荷制御演算器１５、負荷制限器１６、最大流量制限器１７、第１の低値選択器１８、第１の偏差演算器２０、第２の第２の偏差演算器２１、第２の低値選択器２２、主蒸気圧力設定器２３、第１の圧力偏差演算器２４、圧力制御演算器２５、第１の中間値選択器２７、論理積４１、論理和４９、ワイプアウト回路５０、自己保持回路５１、圧力α以下検出器５２、ワイプアウト回路５４、ワンショット回路５５、手動リセット操作器５６、圧力β１以上検出器５８、圧力β２以上検出器５９、圧力β３以上検出器６０、論理積６１、出力γ以上検出器６３、第２の中間値選択器６４、タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定器（β１）７０、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定器（β２）７１、タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定器（β３）７２、タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力偏差演算器７３、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力偏差演算器７４、タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力偏差演算器７５、タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力比較器７９、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力比較器８０、タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力比較器８１、主蒸気圧力設定器８２、圧力偏差演算器８３、圧力制御演算器８５、圧力偏差γ１以上検出器８６、圧力偏差γ２以上検出器８７、圧力偏差γ３以上検出器８８、圧力制御演算出力δ１以上検出器９２、圧力制御演算出力δ２以上検出器９３、圧力制御演算出力δ３以上検出器９４、圧力ε１以上検出器９９、圧力ε２以上検出器１００、圧力ε３以上検出器１０１、タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定加算器１０５、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定加算器１０６、タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定加算器１０７、タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定偏差演算器１１１、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定偏差演算器１１２、タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定偏差演算器１１３、タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力比較器１１７、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力比較器１１８、タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力比較器１１９、弁開度指令信号切替器１２２、論理和１２４、ワイプアウト回路１２５、自己保持回路１２６は、いずれもハードウェア構成に限らず、例えばプログラムが格納されたメモリ及びこのメモリ内容を読み出し演算出力可能なＣＰＵ（中央演算処理回路）からなる手段、あるいはこれらに類似した手段のいずれかで構成してもよい。
【００９５】
また、前述した実施形態では、原子炉で発生した蒸気の圧力としては、具体的には原子炉格納容器３の外部に配設されている主蒸気圧力検出器２で検出した信号又は原子炉格納容器３の内部に配設されている原子炉ドーム圧力検出器１１で検出した信号を使用したが、主蒸気圧力検出器２及び原子炉ドーム圧力検出器１１で検出された信号を使用しても、前述の実施形態と同様な作用効果が得られる。
【００９６】
更に、前述した実施形態では、調整制御用コントローラ１３は主として複数個の構成で多重化されたものを例にあげて説明したが、調整制御用コントローラ１３は１個であっても前述の実施形態と同様な作用効果が得られる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、タービントリップ発生時にタービンバイパス弁の調整制御機能が喪失していても、タービンバイパス弁が開路するため、原子炉の圧力が急激に上昇することを防止することができ、原子炉圧力を減圧することが可能となる原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すブロック構成図。
【図２】図１の作用効果を説明するためのタイムチャート。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すブロック構成図。
【図４】図３の作用効果を説明するためのタイムチャート。
【図５】本発明の第３の実施形態を示すブロック構成図。
【図６】図５の作用効果を説明するためのタイムチャート。
【図７】本発明の第４の実施形態を示すブロック構成図。
【図８】図７の作用効果を説明するためのタイムチャート。
【図９】本発明の第５の実施形態を示すブロック構成図。
【図１０】図９の作用効果を説明するためのタイムチャート。
【図１１】本発明の第６の実施形態を示すブロック構成図。
【図１２】図１１の検出器を詳細に示す図。
【図１３】本発明の第７の実施形態を示すブロック構成図。
【図１４】図１３の検出器を詳細に示す図。
【図１５】本発明の第８の実施形態を示すブロック構成図。
【図１６】図１５の作用効果を説明するためのタイムチャート。
【図１７】本発明の第９の実施形態を示すブロック構成図。
【図１８】図１７の検出器を詳細に示す図。
【図１９】本発明の第１０の実施形態を示すブロック構成図。
【図２０】本発明の第１１の実施形態を示すブロック構成図。
【図２１】本発明の第１２の実施形態を示すブロック構成図。
【図２２】従来及び本発明の原子炉発電プラントの主蒸気系統及びタービンバイパス系統の系統図。
【図２３】従来の原子炉発電プラントの蒸気タービン制御装置のブロック構成図。
【符号の説明】
０１…主蒸気系統、０２…タービンバイパス系統、１…原子炉、２…主蒸気圧力検出器、３…原子炉格納容器、４…主蒸気ヘッダ、５…主蒸気止め弁、６…蒸気加減弁、７…タービンバイパス弁、８…蒸気タービン、９…発電機、１０…復水器、１１…原子炉ドーム圧力検出器、１２…蒸気タービン制御装置、１３…調整制御用コントローラ、１４…オン−オフ制御用コントローラ、１５…速度／負荷制御演算器、１６…負荷制限器、１７…最大流量制限器、１８…第１の低値選択器、２０…第１の偏差演算器、２１…第２の偏差演算器、２２…第２の低値選択器、２３…主蒸気圧力設定器、２４…第１の圧力偏差演算器、２５…圧力制御演算器、２６…主蒸気圧力検出器、２７…第１の中間値選択器、２８…主蒸気圧力信号、２９…圧力偏差信号、３０…圧力制御信号、３１…タービンバイパス弁開度指令、３２…弁位置制御部、３３…サーボ弁、３６…タービンバイパス弁急開指令、３７…急速作動電磁弁、３８…タービンバイパス弁油筒、３９…タービンバイパス弁全閉検出器、４０…タービントリップ検出器、４１…論理積、４２…タービンバイパス弁不動作検出信号、４３…オンディレイタイマ、４４…タービンバイパス弁全開指令信号、４４ａ…タービンバイパス弁Ｎｏ．１全開指令信号、４４ｂ…タービンバイパス弁Ｎｏ．２全開指令信号、４４ｃ…タービンバイパス弁Ｎｏ．３全開指令信号、４５…オフディレイタイマ、４５ａ…タービンバイパス弁Ｎｏ．１オフディレイタイマ（Ｔ１）、４５ｂ…タービンバイパス弁Ｎｏ．２オフディレイタイマ（Ｔ２）、４５ｃ…タービンバイパス弁Ｎｏ．３オフディレイタイマ（Ｔ３）、４９…論理和、５０…ワイプアウト回路、５１…自己保持回路、５２…圧力α以下検出器、５３…オンディレイタイマ、５４…ワイプアウト回路、５５…ワンショット回路、５６…手動リセット操作器、５７…手動リセット操作信号、５８…圧力β１以上検出器、５９…圧力β２以上検出器、６０…圧力β３以上検出器、６１…論理積、６２…原子炉出力信号、６３…出力γ以上検出器、６４…第２の中間値選択器、６５…第２の主蒸気圧力信号、６６…出力γ以上検出信号、６７…圧力β１以上検出信号、６８…圧力β２以上検出信号、６９…圧力β３以上検出信号、７０…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定器（β１）、７１…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定器（β２）、７２…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定器（β３）、７３…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力偏差演算器、７４…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力偏差演算器、７５…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力偏差演算器、７６…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力偏差信号、７７…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力偏差信号、７８…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力偏差信号、７９…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力比較器、８０…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力比較器、８１…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力比較器、８２…主蒸気圧力設定器、８３…圧力偏差演算器、８４…圧力偏差信号、８５…圧力制御演算器、８６…圧力偏差γ１以上検出器、８７…圧力偏差γ２以上検出器、８８…圧力偏差γ３以上検出器、８９…圧力偏差γ１以上検出信号、９０…圧力偏差γ２以上検出信号、９１…圧力偏差γ３以上検出信号、９２…圧力制御演算出力δ１以上検出器、９３…圧力制御演算出力δ２以上検出器、９４…圧力制御演算出力δ３以上検出器、９５…圧力制御演算出力δ１以上検出信号、９６…圧力制御演算出力δ２以上検出信号、９７…圧力制御演算出力δ３以上検出信号、９８…主蒸気圧力設定信号、９９…圧力ε１以上検出器、１００…圧力ε２以上検出器、１０１…圧力ε３以上検出器、１０２…圧力ε１以上検出信号、１０３…圧力ε２以上検出信号、１０４…圧力ε３以上検出信号、１０５…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定加算器、１０６…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定加算器、１０７…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定加算器、１０８…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定バイアス（ε１）、１０９…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定バイアス（ε２）、１１０…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定バイアス（ε３）、１１１…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定偏差演算器、１１２…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定偏差演算器、１１３…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定偏差演算器、１１４…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定偏差信号、１１５…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定偏差信号、１１６…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定偏差信号、１１７…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力比較器、１１８…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力比較器、１１９…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力比較器、１２０…全閉指令信号、１２１…タービンバイパス弁弁開度指令信号、１２２…弁開度指令信号切替器、１２３…サーボ弁入力信号、１２４…論理和、１２５…ワイプアウト回路、１２６…自己保持回路、１２７…弁開度指令信号切替信号。
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉で発生した蒸気の圧力に基づきタービンバイパス弁の開度を調整する調整用コントローラを備えた原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２２は、従来の原子力発電プラントの主蒸気系統及びタービンバイパス系統を説明するための系統図である。主蒸気系統０１は、原子炉１で発生した蒸気を、主蒸気ヘッダ４、主蒸気止め弁５及び蒸気加減弁（ＣＶ）６を順次介して蒸気タービン８に供給されるように構成した配管系統である。
【０００３】
具体的には、原子炉１で発生した蒸気は、原子炉格納容器３の外側に配置された主蒸気ヘッダ４に供給される。主蒸気ヘッダ４に供給された蒸気は、主蒸気止め弁５及び蒸気加減弁６を介して蒸気タービン８に供給される。主蒸気止め弁５は蒸気タービン８を停止する場合に蒸気タービン８への蒸気を遮断するものであり、蒸気加減弁６は、原子炉１で発生し蒸気タービン８に流入する蒸気流量を調整するものである。蒸気タービン８に流入した蒸気により蒸気タービン８は回転し、蒸気タービン８に直結された発電機９により電気出力が得られる。
【０００４】
また、タービンバイパス系統０２は、主蒸気系統０１とは別に構成され、主蒸気ヘッダ４から分岐し、主蒸気ヘッダ４に供給された蒸気をタービンバイパス弁７を経由して復水器１０に供給できるように構成した配管系統である。
【０００５】
通常運転時には、原子炉１で発生した蒸気の圧力、具体的には主蒸気圧力検出器２で検出された主蒸気ヘッダ４の圧力、又は原子炉ドーム圧力検出器１１で検出された圧力が、その圧力設定値になるように蒸気加減弁６によって調節され、このときタービンバイパス弁７は全閉に保持されている。一方、プラント起動停止時や送電系統に事故が発生した場合などには、蒸気加減弁６の開度が制限を受けることから、主蒸気ヘッダ４の主蒸気圧力２はタービンバイパス弁７により調節される。
【０００６】
また、発電機９の負荷遮断あるいはタービントリップといった負荷の喪失時には、主蒸気止め弁５および蒸気加減弁６を急速に閉止し、蒸気タービン８への蒸気を遮断するため、原子炉１および主蒸気圧力が上昇する。これを緩和するためにタービンバイパス弁７を急速に開放し主蒸気は復水器１０へバイパスされる。
【０００７】
以下、図２３を参照して原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置の従来例について説明する。蒸気加減弁６及びタービンバイパス弁７の開度は、次に述べる蒸気タービン制御装置１２における調整制御用コントローラ１３によって制御される。
【０００８】
主蒸気ヘッダ４に設置された主蒸気圧力検出器２から出力される主蒸気圧力信号は、蒸気タービン制御装置１２に入力され、主蒸気圧力設定器２３の圧力設定値と比較されて第１の圧力偏差演算器２４により圧力偏差が演算される。ここで得られた圧力偏差信号２９は圧力制御演算器２５に入力され、偏差に比例した信号が圧力制御信号３０として第１の低値選択器１８に入力される。
【０００９】
第１の低値選択器１８において圧力制御信号３０は、速度／負荷制御演算器１５からの速度／負荷制御信号、負荷制限器１６の負荷制限信号、最大流量制限器１７からの最大流量制限信号と比較される。そして、第１の低値選択器１８は、これらの信号のうち最も低値の信号を選択して蒸気加減弁６の開度指令信号として出力する。
【００１０】
また、圧力制御演算器２５で演算された圧力制御信号３０と蒸気加減弁開度指令信号との偏差信号を第１の偏差演算器２０で求め、一方、最大流量制限器１７で演算された最大流量制限信号と蒸気加減弁開度指令信号との偏差信号を第２の偏差演算器２１で求める。
【００１１】
そして、これら第１の偏差演算器２０及び第２の偏差演算器２１の信号は第２の低値選択器２２に入力され、比較された後に、その低値がタービンバイパス弁７の開度指令信号３１として出力される。
【００１２】
調整制御用コントローラ１３から出力されたタービンバイパス弁開度指令信号３１は弁開度信号と指令信号３１との偏差を求めアンプ器を有する弁位置制御部３２を介し、サーボ弁３３に入力される。サーボ弁３３は、タービンバイパス弁７を駆動する油筒３８の油量を調整し蒸気タービン制御装置１２から要求された必要な弁開度にタービンバイパス弁７を調整する。
【００１３】
このタービンバイパス弁７の油筒３８には、タービンバイパス弁急開指令３６により、緊急時に急速な弁開動作および動作確認試験を行うことが可能な様にタービンバイパス弁用急速作動電磁弁３７が設けられている。通常は、タービンバイパス弁急開指令３６が成立していないため、サーボ弁３３による調整制御が行われているが、図２３の例の様にパワーロードアンバランス（負荷遮断検出）信号によるタービンバイパス弁急開指令３６が成立するとサーボ弁３３の制御信号の如何に係わらずタービンバイパス弁７は全開する。タービンバイパス弁７は一般に複数設けられているが、この時全開する弁は、タービンバイパス弁急開指令３６が成立した弁となる。
【００１４】
なお、主蒸気圧力検出器２、調整制御用コントローラ１２は信頼性向上のため一般的に多重化されているため、図２３では三重化された主蒸気圧力検出器２の中間値を第１の中間値選択器２７により選択し、三重化された調整制御用コントローラ１２で圧力制御信号３０および弁位置制御部３２を制御に使用する構成を示す。
【００１５】
また、一般的に原子力発電プラントの出力よりタービンバイパス弁７は複数設けられその数が異なるが、図２３におけるタービンバイパス弁７とこれに接続する弁位置制御部３２、サーボ弁３３、急速作動電磁弁３７および油筒３８は、複数の弁毎に同様の構成をしているため１弁分の構成を示す。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の従来の調整制御用コントローラ１３が一般的に多重化された原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置１２においては、通常運転中に調整制御用コントローラ１３に単一故障が発生した場合でも残りの正常系統により制御が継続され、故障個所が告知された場合は故障個所の復旧を行うことができるが、調整制御用コントローラ１３のソフトウェアおよびハードウェアの共通要因による故障が発生した場合に、故障が検知できずに運転を継続する可能性がある。
【００１７】
前記故障のうち２系統以上の多重故障が発生し調整制御用コントローラ１３においてタービンバイパス弁７の開度調整器が喪失し、かつ、その故障を検出しきれないままの状態でタービントリップが発生した場合、主蒸気止め弁５が全閉した後本来開動作するはずのタービンバイパス弁７が不作動に至ることがある。この時、タービンバイパス弁７は全閉状態が継続するため、前記原子炉１の圧力が急激に上昇し原子炉１は機器保護上の観点からは熱的に厳しい状態に至る。
【００１８】
本発明はかかる従来の事情に対処するためなされたものであり、その目的はタービントリップ発生時にタービンバイパス弁の調整制御機能が喪失していても、タービンバイパス弁が開路するため、原子炉の圧力が急激に上昇することを防止することができ、原子炉圧力を減圧することが可能となる原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、原子炉で発生した蒸気が主蒸気系統を介して蒸気タービンに流入するように構成され、前記蒸気が前記蒸気タービンをバイパスし復水器に導かれるように構成したバイパス系統にタービンバイパス弁を備え、且つ該原子炉で発生した蒸気の圧力に基づき該タービンバイパス弁の開度を調整するものであって、１個または複数個の多重化された調整用コントローラを備えた原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置において、
前記蒸気タービンがトリップしたことを検出するタービントリップ検出手段と、
前記タービンバイパス弁が全閉状態であることを検出するタービンバイパス弁全閉検出手段と、
前記タービントリップ検出時に前記タービンバイパス弁が開不動作となることを条件に、前記調整制御用コントローラとは独立して、前記タービンバイパス弁を全開させるタービンバイパス弁全開指令信号を出力し、タービンバイパス弁制御を前記圧力制御信号による調整制御からオン−オフ制御により切替えるオン−オフ制御用コントローラと、
を具備したことを特徴とする原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２２】
前記目的を達成するため、請求項２に対応する発明は、前記オン−オフ制御用コントローラは、前記タービンバイパス弁全開指令信号により、前記タービンバイパス弁が開動作後一定時間経過した時、前記タービンバイパス弁全開指令信号を自動的に解除する解除手段を具備したことを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２３】
前記目的を達成するため、請求項３に対応する発明は、前記解除手段を、複数のタービンバイパス弁にそれぞれ対応して設けたことを特徴とする請求項２に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２４】
前記目的を達成するため、請求項４に対応する発明は、前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号が一定時間継続後、保持して出力されるタービンバイパス弁全開指令信号に、前記原子炉で発生した蒸気の圧力が所定値以下になったことを検出する信号判定手段と、前記信号判定手段からの信号により前記タービンバイパス弁全開指令保持信号を解除する全開指令保持信号解除手段とを更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２５】
前記目的を達成するため、請求項５に対応する発明は、前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号が一定時間出力される弁不動作検出信号出力手段とを更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２６】
前記目的を達成するため、請求項６に対応する発明は、前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号を保持した信号と、複数のタービンバイパス弁毎に前記原子炉で発生した蒸気の圧力が所定値以上になったことを検出する信号判定手段とを更に具備し、該信号判定手段からの信号により複数のタービンバイパス弁毎に全開指令信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２７】
前記目的を達成するため、請求項７に対応する発明は、前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号を保持した信号と、複数のタービンバイパス弁毎に前記原子炉で発生した蒸気の圧力と蒸気圧力設定値との偏差が所定値以上になったことを検出する信号判定手段とを更に具備し、該信号判定手段からの信号により複数のタービンバイパス弁毎に全開指令信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２８】
前記目的を達成するため、請求項８に対応する発明は、前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号を保持した信号と、複数のタービンバイパス弁毎に前記原子炉で発生した蒸気の圧力と蒸気圧力設定との偏差に圧力制御演算部を介し制御演算器出力が所定値以上になったことを検出する信号判定手段とを更に具備し、該信号判定手段からの信号により複数のタービンバイパス弁毎に全開指令信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００２９】
前記目的を達成するため、請求項９に対応する発明は、前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号およびこれを保持した信号により、サーボ弁の入力信号を強制的に全閉とする全閉手段とを更に具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００３０】
前記目的を達成するため、請求項１０に対応する発明は、前記タービンバイパス弁不動作検出信号を、原子炉出力が所定値以上になったことを検出する信号判定手段から出力が得られている場合に出力する出力手段とを更に具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００３１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに対応する発明によれば、タービントリップが発生したときに、タービンバイパス弁の調整制御コントローラ故障により開動作しなかった場合でも、オン−オフ制御コントローラによりタービンバイパス弁が開することで原子炉の急激な圧力上昇を抑制し機器保護を図ることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置の実施形態を説明する。
【００３３】
図１は、本発明の第１の実施形態を説明するためのブロック構成図である。第１の実施形態は、概ね図２２の原子炉１で発生した蒸気が主蒸気系統０１を介して蒸気タービン８に流入するように構成され、前記蒸気が前記蒸気タービン８をバイパスし復水器１０に導かれるように構成したバイパス系統０２にタービンバイパス弁７を備え、且つ図２３に示すように該タービンバイパス弁７の開度を調整するものであって、多重化された調整用コントローラ１３を備えた原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置において、前記調整制御用コントローラ１３が故障したときであっても前記タービンバイパス弁７を開閉制御可能な構成例えばオン−オフ制御用コントローラ１４を新たに設けた原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置である。
【００３４】
以下、この第１の実施形態について具体的に説明する。図２３に示した従来例に対し、蒸気加減弁６およびタービンバイパス弁７の開度を制御する調整制御用コントローラ１３とは独立して、タービンバイパス弁用急速作動電磁弁３７を動作させて急速に弁開動作を行うことができるオン−オフ制御用コントローラ１４を新たに追加したものである。その他の構成は、図２３に示す従来例と同一であるので、同一の構成要素には同一符号を付しその説明は省略する。
【００３５】
コントローラ１４は、論理積４１とオンディレイタイマ４３を備えており、論理積４１はタービンバイパス弁７が全閉状態であることを検出するタービンバイパス弁全閉検出器３９並びに蒸気タービン８がトリップしたことを検出するタービントリップ検出器４０の検出信号をそれぞれ入力して両検出信号が共に存在したときタービンバイパス弁不動作検出信号４２を出力するものである。
【００３６】
図２は、オン−オフ制御用コントローラ１４の機能、すなわち図１の作用効果を説明するための図である。オンディレイタイマ４３は、図２（ｂ）に示すように論理積４１からのタービンバイパス弁不動作検出信号４２が一定時間（オンディレイ時間）例えば０．１秒継続したときタービンバイパス弁全開指令信号４４を出力、すなわちオンディレイタイマ４３を介して急速作動電磁弁３７にタービンバイパス弁全開指令信号４４を出力する様に構成したものである。
【００３７】
このオンディレイタイマ４３は、図２（ａ）に示すように調整制御用コントローラ１３が正常な場合にタービントリップが発生すると、調整制御によりタービンバイパス弁７を開動作させるため、タービントリップ検出器４０からの検出信号が発生してからタービンバイパス弁７が開くまで遅れが生じることから、誤ってタービンバイパス弁不動作検出信号４２によるタービンバイパス弁全開指令信号４４を出力しない様に設けている。
【００３８】
以上述べた第１の実施形態によれば、調整制御用コントローラ１３によるタービンバイバス弁制御を圧力制御信号による調整制御から、オン−オフ制御用コントローラ１４でオン−オフ制御動作を継続する手段を備えたことにより、タービントリップが発生した時に調整制御コントローラ１３の故障によりタービンバイパス弁７が開動作しなかった場合でも、オン−オフ制御コントローラ１４で急速作動電磁弁３７を動作させることにより、タービンバイパス弁７が開動作することで原子炉１の急激な圧力上昇を抑制でき機器保護を図ることができる。
【００３９】
なお、図１の実施形態では、オン−オフ制御用コントローラ１４は１重系で示しているが、オン−オフ制御用コントローラ１４を多重化し、タービンバイパス弁全開信号４４を出力するための信号選択機能を備えることでも実現することができる。
【００４０】
図３は、本発明の第２の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のみを示すブロック構成図であり、図４はその作用効果を説明するためのタイムチャートである。第２の実施形態は、図１に示した実施形態のオン−オフ制御用コントローラ１４において、オンディレイタイマ４３の出力側にオフディレイタイマ４４を設け、これによりタービンバイパス弁全開指令信号４４が、タービンバイパス弁開動作後一定時間経過して自動的に解除するようにしたものである。これ以外の点は第１の実施形態と同一である。
【００４１】
このように構成することにより、次のような作用効果が得られる。すなわち、図４に示すようにタービントリップ検出器４０によりタービントリップを検出したときであって、タービンバイパス弁全閉検出器３９によりタービンバイパス弁７の全閉状態を検出すると、論理積４１からタービンバイパス弁不動作検出信号４２が出力され、この信号４２は一定時間継続した場合すなわちオンディレイタイマ４３で設定されているオンディレイ時間経過後、オフディレイタイマ４５に入力され、ここで設定されているオフディレイ時間経過後、オフディレイタイマ４５からタービンバイパス弁全開指令信号４４が出力される。この結果、タービンバイパス弁全開指令信号４４が解除され、再度タービンバイパス弁不動作検出信号４２を検出してタービンバイパス弁７が開閉を繰り返すことが抑制される。
【００４２】
本実施形態によれば、図１に示した第１の実施形態におけるタービントリップ検出器４０によりタービントリップ検出時であって、タービンバイパス弁全閉検出器３９によりタービンバイパス弁全閉状態を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号４２がタービンバイパス弁７の開動作によりリセットされ、タービンバイパス弁７が閉動作後、再度タービンバイパス弁全閉検出器３９により検出してタービンバイパス弁７が開閉動作を繰返すことを抑制し、初期のタービンバイパス弁７の開動作により原子炉１の圧力をより安全側へ下げることが可能である。
【００４３】
図５は、本発明の第３の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のみを示すブロック構成図であり、図６はその作用効果を説明するためのタイムチャートである。
【００４４】
第３の実施形態は、図２２で示したタービンバイパス弁７が複数個（ここでは３個）存在する場合であって、各タービンバイパス弁７毎にオフディレイタイマ（オフディレイ時間がＴ１のタイマ）４５ａ、オフディレイタイマ（オフディレイ時間がＴ２のタイマ）４５ｂ、オフディレイタイマ（オフディレイ時間がＴ３のタイマ）４５ｃを設け、オフディレイタイマ４５ａ、４５ｂ、４５ｃの入力側に、図３と同様にオンディレイタイマ４３を介して論理積４１が接続され、論理積４１にはタービンバイパス弁全閉検出器３９及びタービントリップ検出器４０で検出された信号が入力されるようになっている。これ以外の点は第１の実施形態と同一である。
【００４５】
このような構成の実施形態において、タービントリップ検出器４０によりタービントリップ検出時であって、タービンバイパス弁全閉検出器３９でタービンバイパス弁全閉を検出した時に論理積４１から出力されるタービンバイパス弁不動作検出信号４２がオンディレイタイマ４３を用いて一定時間継続した場合に出力されるタービンバイパス弁全開指令信号４４に、オフディレイタイマ４５ａ、４５ｂ、４５ｃを複数のタービンバイパス弁毎に追加するようにしたものである。
【００４６】
この結果、タービンバイパス弁全開指令信号４４が成立後即タービンバイパス弁全開指令信号４４が解除されて一旦タービンバイパス弁７が閉動作することにより、再度タービンバイパス弁不動作検出信号４２を検出してタービンバイパス弁７が開閉動作を繰り返すことを抑制するように構成したものである。
【００４７】
本実施形態によれば、タービンバイパス弁７が同時に開動作した後、タービンバイパス弁閉動作により原子炉１の圧力が再度上昇することを抑制すると共に、初期のタービンバイパス弁７の開動作により原子炉１の圧力をより安全側へ下げ圧力の低下に追従してタービンバイパス弁７を閉動作することが可能となる。
【００４８】
これにより、タービンバイパス弁開動作後、タービンバイパス弁全開指令信号を予め定めた順番でタービンバイパス弁を全閉させるため、弁開閉による原子炉圧力の必要以上の低下および上昇を防止することができる。
【００４９】
なお、図５に示した第３の実施形態に示すタービンバイパス弁全開指令信号４４ａ、４４ｂ、４４ｃはタービンバイパス弁７が３弁分で構成された例を示す。タービンバイパス弁７毎に追加したオフディレイタイマ４５ａ、４５ｂ、４５ｃの設定はタービンバイパス弁７の閉動作により原子炉１の圧力が回復傾向になるため、煽り返しによる圧力上昇を低減できるように複数のタービンバイパス弁毎に異なった設定が可能である。
【００５０】
図７は、本発明の第４の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のみを示すブロック構成図であり、図８はその作用効果を説明するためのタイムチャートである。
【００５１】
この第４の実施形態は、図１の実施形態に、自己保持回路５１と信号判定器例えば圧力α以下検出器５２を追加したものであり、自己保持回路５１は論理和４９と、図示しないが論理否定と論理積を有したワイプアウト回路５０とから構成され、オンディレイタイマ４３の出力側が接続されている。また、圧力α以下検出器５２は、主蒸気圧力検出器２の検出信号のうちの中間値を選択する第２の中間値選択器６４からの第２の主蒸気圧力信号６５を入力し、圧力α以下検出器５２の検出信号によりタービンバイパス弁全開指令保持信号を解除するものである。これ以外の点は第１の実施形態と同一である。
【００５２】
このような構成のものにおいて、タービンバイパス弁全閉検出器３９によりタービンバイパス弁全閉を検出したときであって、タービントリップ検出器４０によりタービントリップを検出したとき、論理積４１からタービンバイパス弁不動作検出信号４２を出力する。タービンバイパス弁不動作検出信号４２は、オンディレイタイマ４３を介して自己保持回路５１に入力され、自己保持回路５１により保持して出力されるタービンバイパス弁全開指令信号４４は、以下のように処理される。すなわち、主蒸気圧力信号６５がある値（α）以下になったことを圧力α以下検出器５２が検出したとき、圧力α以下検出器５２からの解除信号によりタービンバイパス弁全開指令保持信号が解除される。圧力α以下検出器５２はタービンバイパス弁７が開動作したことにより原子炉１の圧力が低下し機器保護上問題ない圧力に設定することを考慮したものである。
【００５３】
第４の実施形態によれば、タービントリップによる主蒸気圧力上昇のピークが抑えられた後、主蒸気圧力信号６５が一定値以下まで低下していれば、全開しているタービンバイパス弁７を自動で復帰することができる。
【００５４】
尚、主蒸気圧力検出器２は信頼性向上のため一般的に多重化されているため、図７では三重化された主蒸気圧力検出器２をオン−オフ制御コントローラ１４に入力し中間値を第２の中間値選択器６４により選択し、第２の主蒸気圧力信号６５を自己保持回路５１の解除条件として用いた構成を示している。
【００５５】
図９は、本発明の第５の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のみを示すブロック構成図であり、図１０はその作用効果を説明するためのタイムチャートである。この第５の実施形態は、図７に示した実施形態において、タービンバイパス弁全閉検出器３９の出力と論理積４１の入力の間に、ワンショット回路５５を接続したものである。ワンショット回路５５は、図示しないが論理否定と論理積を有したワイプアウト回路５４と、ワイプアウト回路５４に対して並列にオンディレイタイマ５３の出力側が接続されている。これ以外の点は第１の実施形態と同一である。
【００５６】
このような構成のワンショット回路５５を追加したことにより、図１０に示すように主蒸気圧力信号６５が低下してタービンバイパス弁全開指令信号４４がリセットされタービンバイパス弁７が全閉したことにより、再度、タービンバイパス弁全開指令信号４４が成立してタービンバイパス弁７の開閉動作を繰り返すことを抑制し、最初にタービンバイパス弁全閉検出信号４２による動作のみにすることが可能となる。
【００５７】
第５の実施形態によれば、タービンバイパス弁７全開後に圧力低下し、タービンバイパス弁全開指令信号４４が解除されタービンバイパス弁７が全閉したことにより、再度、タービンバイパス弁全開指令信号４４が出力される様な繰り返し動作を抑制することができる。
【００５８】
図１１は、本発明の第６の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のブロック構成図であり、図１２は図１１の信号判定器例えば圧力β以上検出器の詳細を説明するための図である。この第６の実施形態は、図２２で示したタービンバイパス弁７が複数個（ここでは３個）存在する場合であって、オン−オフ制御用コントローラ１４を以下に述べる構成としたものである。
【００５９】
オン−オフ制御用コントローラ１４は、例えば３個の主蒸気圧力検出器２からの検出信号を入力してこれらのうちの中間値を選択する第２の中間値選択器６４と、中間値選択器６４により選択された主蒸気圧力信号６５がある値（β）以上になったことを検出する信号判定器例えば圧力β１以上検出器５８、圧力β２以上検出器５９、圧力β３以上検出器６０と、各検出器５８，５９，６０からの検出信号、すなわち圧力β１以上検出信号６７、圧力β２以上検出信号６８、圧力β３以上検出信号６９と、タービンバイパス弁全閉検出器３９で検出されたタービンバイパス弁全閉検出信号並びにタービントリップ検出器４０で検出したタービントリップ検出信号を入力して両検出信号が共に存在したときタービンバイパス弁不動作検出信号４２を出力する論理積４１と、タービンバイパス弁不動作検出信号４２を入力して所定時間（オンディレイ時間）後に信号を出力するオンディレイタイマ４３と、論理和４９と、図示しないが論理否定と論理積を有したワイプアウト回路５０とからなる自己保持回路５１と、自己保持回路５１の出力信号と圧力β１以上検出信号６７を入力し両者の信号が共に存在したときタービンバイパス弁全開指令信号４４ａを出力する論理積６１aと、自己保持回路５１の出力信号と圧力β２以上検出信号６８を入力し両者の信号が共に存在したときタービンバイパス弁全開指令信号４４ｂを出力する論理積６１ｂと、自己保持回路５１の出力信号と圧力β３以上検出信号６７を入力し両者の信号が共に存在したときタービンバイパス弁全開指令信号４４ｃを出力する論理積６１ｃとから構成されている。これ以外の構成は、図１の実施形態と同一である。
【００６０】
図１２は圧力β１以上検出器５８、圧力β２以上検出器５９、圧力β３以上検出器６０の詳細構成を説明するための図である。圧力β１以上検出器５８は、タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定器７０と、主蒸気圧力信号６５とのタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力偏差信号７６を演算するタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力偏差演算器７３と、圧力偏差信号７６を入力して圧力β１以上検出信号６７を求めるタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力比較器７９とからなっている。
【００６１】
圧力β２以上検出器５９は、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定器７１と、主蒸気圧力信号６５とのタービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力偏差信号７７を演算するタービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力偏差演算器７４と、圧力偏差信号７７を入力して圧力β２以上検出信号６８を求めるタービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力比較器８０とからなっている。
【００６２】
以上述べた第６の実施形態によれば、タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号を保持した信号と、複数のタービンバイパス弁毎に主蒸気圧力がある値（β）以上になったことを検出する信号判定機能を備え、信号判定機能からの信号により複数のタービンバイパス弁毎に全開指令信号を出力する機能を備えている。これにより、圧力上昇および低下の度合いにより必要な蒸気量分の弁数を開閉することで不要な圧力上昇および圧力低下を防止すると共に、圧力偏差信号による調整制御に酷似した弁の動作が可能となる。
【００６３】
また、第６の実施形態において、タービンバイパス弁全開指令信号４４の自己保持回路５１は、オン−オフ制御コントローラ１４に手動リセット操作器５６を入力し、この手動リセット操作信号５７を自己保持回路５１のワイプアウト回路５０に用いることにより、手動により解除することができる。
【００６４】
図１３は、本発明の第７の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のブロック構成図であり、図１４は図１２の信号判定器例えば圧力以上検出器の詳細を説明するための図である。
【００６５】
第７の実施形態は、図１１の論理積６１ａ、６１ｂ、６１ｃの入力側に設けられている圧力β１以上検出器５８、圧力β２以上検出器５９、圧力β３以上検出器６０の代りに、圧力偏差γ１以上検出器８６、圧力偏差γ２以上検出器８７、圧力γ３以上検出器８８をそれぞれ設け、また図１１の主蒸気圧力検出器２と検出器５８、５９、６０の間に配設されている第２の中間値選択器６４の代りに、圧力α以下検出器５２と、圧力α以下検出器５２で検出された第２の主蒸気圧力信号６５と主蒸気圧力設定器８２で設定された設定値との主蒸気圧力偏差信号８４を求める圧力偏差演算器８３とからなり、圧力偏差演算器８３で求められた圧力偏差信号８４を前記検出器８６、８７，８８に入力するように構成した点が、図１１とは異なる。
【００６６】
図１４は、前記検出器８６、８７，８８の詳細構成を説明するための図である。圧力γ１以上検出器８６は、主蒸気圧力偏差信号８４とタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定器１２０で設定された設定値とのタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力偏差信号１２６を演算するタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力偏差演算器１２３と、圧力偏差信号１２６を入力して圧力γ１以上検出信号８９を求めるタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力比較器１２９とからなっている。
【００６７】
圧力γ２以上検出器８７は、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定器１２１と、主蒸気圧力信号８４とのタービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力偏差信号１２７を演算するタービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力偏差演算器１２４と、圧力偏差信号１２７を入力して圧力γ２以上検出信号９０を求めるタービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力比較器１３０とからなっている。
【００６８】
圧力γ３以上検出器８８は、タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定器１２２と、主蒸気圧力信号８４とのタービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力偏差信号１２８を演算するタービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力偏差演算器１２５と、圧力偏差信号１２８を入力して圧力γ３以上検出信号９１を求めるタービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力比較器１３１とからなっている。
【００６９】
圧力設定器１２０（γ１）、１２１（γ２）、１２２（γ３）の設定は、各弁毎に異なる設定とし予め決めておいた開順序（シーケンシャル）に開閉させることにより、通常の圧力制御による第１の圧力偏差器１２３および第２の圧力偏差器１２４から出力されるタービンバイパス弁調整制御と近似した設定を行うことにより、連続制御を行うことが可能となる。
【００７０】
また、検出器８６、８７、８８の復帰は設定値に対して切断差（設定値−Ｘ１〜Ｘ３）を設け設定値付近での繰返し動作を防止することも可能なようにしている。
【００７１】
また、タービンバイパス弁全開指令信号４４の自己保持回路５１は、オン−オフ制御コントローラ１４に手動リセット操作器５６を入力し、この手動リセット操作信号５７を自己保持回路５１のワイプアウト回路５０に用いることにより、手動により解除することができる。
【００７２】
第７の実施形態によれば、圧力上昇および低下の度合いにより必要な蒸気量分の弁数を開閉することで不要な圧力上昇および圧力低下を防止すると共に、圧力偏差信号による調整制御に酷似した弁の動作が可能となる。また、運転員が原子炉圧力が安定している状態を確認してから、手動リセット器５６を用いて容易に復旧することができる。
【００７３】
図１５は、本発明の第８の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のブロック構成図であり、図１６は図１５の作用効果を説明するための図である。
【００７４】
この第８の実施形態は、図１３に示した実施形態において、圧力偏差演算器８３と論理積６１ａ、６１ｂ、６１ｃの間に配設されている検出器８６、８７、８８の代りに、圧力制御演算器８５と、圧力制御演算出力δ１以上検出器９２、圧力制御演算出力δ２以上検出器９３、圧力制御演算出力δ３以上検出器９４を図のように設けたものである。
【００７５】
オン−オフ制御コントローラ１４に主蒸気圧力検出器２を入力し中間値選択器５２を介した主蒸気圧力信号６５と調節制御用コントローラ１３の主蒸気圧力設定器２３と同等の機能を有するオン−オフ用コントローラ１４用主蒸気圧力設定器８２との圧力偏差信号８４を積分する機能を有する圧力制御演算器８５を介し制御演算器出力８４ａがある値（δ）以上になったことを検出する検出器９２（δ１）、９３（δ２）、９４（δ３）を設け、この検出器９２〜９４からの信号とタービントリップ検出時タービンバイパス弁全閉検出器３９にタービンバイパス弁全閉タービントリップ検出器４０を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号４２が一定時間経過した信号を論理和４９とワイプアウト回路５０から成る自己保持回路５１により保持した信号とから論理積６１を介して複数のタービンバイパス弁毎に全開指令信号４４ａ、４４ｂ、４４ｃを出力する。
【００７６】
検出器９２（δ１）、９３（δ２）、９４（δ３）の設定は各弁毎に異なる設定とし予め決めておいた開順序（シーケンシャル）に開閉させることにより、通常の圧力制御による第１の圧力偏差器２０および第２の圧力偏差器２１から出力されるタービンバイパス弁調整制御と近似した設定を行うことにより、連続制御を行うことが可能となる。また、検出器９２（δ１例えば５％）、９３（δ２例えば３５％）、９４（δ３例えば６５％）の復帰は設定値に対して切断差（設定値−Ｘ１〜Ｘ３）を設け設定値付近での繰返し動作を防止することも可能なようにしている。
【００７７】
図１６はこれら制御演算器出力８４ａがδ１、δ２、δ３で全開動作し、δ１−Ｘ１、δ２−Ｘ２、δ３−Ｘ３で全閉する例を示したものである。
【００７８】
また、タービンバイパス弁全開指令信号４４の自己保持回路５１は、オン−オフ制御コントローラ１４に手動リセット操作器５６を入力し、この手動リセット操作信号５７を自己保持回路５１のワイプアウト回路５０に用いることにより、手動により解除することができる例を示す。
【００７９】
本実施形態によれば、圧力設定値を変更した場合でも、圧力設定値に対して常に同じタイミングでタービンバイパス弁７を開閉させることが可能となる。また、運転員が原子炉圧力が安定している状態を確認してから、手動リセット器５６を用いて容易に復旧することができる。
【００８０】
図１７は図１５の変形例を説明するための図であり、図１５の圧力偏差演算器８３のみを省いても図１５と同様な作用と効果が得られる。
【００８１】
図１８は本発明の第９の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４のブロック構成図である。本実施形態は、図１２に示した実施形態の検出器８６、８７、８８の代りに、以下に述べる圧力ε以上検出器を設けたものである。具体的には、圧力設定器７０、７１、７２を設けない代りに、圧力ε１以上検出器９９、圧力ε２以上検出器１００、圧力ε３以上検出器１０１を設けたものである。
【００８２】
タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定加算器１０５に、主蒸気圧力設定信号９８とタービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定バイアス（ε１）１０８を入力して得られる信号を圧力偏差演算器７３に入力させるように構成したものである。
【００８３】
タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定加算器１０６に、主蒸気圧力設定信号９８とタービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定バイアス（ε２１）１０９を入力して得られる信号を圧力偏差演算器７４に入力させるように構成したものである。
【００８４】
タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定加算器１０７に、主蒸気圧力設定信号９８とタービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定バイアス（ε３）１１０を入力して得られる信号を圧力偏差演算器７５に入力させるように構成したものである。
【００８５】
本実施形態によれば、圧力設定値を変更した場合でも、圧力設定値に対して常に同じタイミングでタービンバイパス弁７を開閉させることが可能となる。
【００８６】
図１９は本発明の第１０の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４を示すブロック構成図である。図１に示した実施形態に、サーボ弁３３と弁位置制御部３２の間に、弁開度指令信号切替器１２２に追加し、切替器１２２に手動リセット操作器５６と、論理和１２４とワイプアウト回路１２５からなる自己保持回路１２６からの弁開度指令信号切替信号１２７を与えるように構成し、弁位置制御部３２からのタービンバイパス弁弁開度指令信号１２１と全閉指令信号１２０のいずれかをサーボ弁３３の入力であるサーボ弁入力信号１２３として与えるようにしたものである。
【００８７】
このような構成とすることにより、オン−オフ制御コントローラ１４にてタービントリップ検出時タービンバイパス弁全閉検出器３９にタービンバイパス弁全閉タービントリップ検出器４０を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号４２が一定時間経過した信号タービンバイパス弁全開信号４４を論理和１２４とワイプアウト回路１２５により構成された自己保持回路１２６で保持し、弁開度信号切替信号１１２７を受けて、弁開度指令信号切替器１２２の接続状態がａ−ｃ間から、ｂ−ｃ間に切り替わり、サーボ弁入力信号１２３が通常制御コントローラ １３から出力されるタービンバイパス弁弁開度指令信号１２１から全閉指令信号１２０へ切替る。また、自己保持回路１２６は手動リセット操作器５６からの手動リセット操作信号５７により解除される。
【００８８】
この結果、本実施形態によれば、オン−オフ制御コントローラ１４にてタービンバイパス弁全開信号４４の成立、不成立により急速作動電磁弁３７を動作させても、調整制御用コントローラ１３が異常信号を出力している状態で急速作動電磁弁３７によりタービンバイパス弁７を全開または全閉にすることができなくなることを、サーボ弁入力信号１２２を強制的に全閉させることで可能にしたもの。
【００８９】
図２０は、本発明の第１１の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４を示すブロック構成図である。図１に示した第１の実施形態において、原子炉出力信号６２をオン−オフ制御コントローラ１４に入力し原子炉出力がある値（ζ）以上になったことを検出する信号判定器６３を備え、原子炉出力がタービンバイパス弁７を開動作させなくてはならない出力ζ以上を検出した信号６６を、タービントリップ信号タービンバイパス弁全閉検出器３９とタービンバイパス弁全閉信号タービントリップ検出器４０と論理積４１をとりタービンバイパス弁不動作検出信号４２として構成したものである。
【００９０】
尚、原子炉出力信号６２は、一般的に原子力発電プラントに有する原子炉出力調整装置出力、給水流量、主蒸気流量、発電機出力、高圧タービン第１段後蒸気室圧力などが用いられる。
【００９１】
本実施形態によれば、原子炉出力が低くタービンバイパス弁開動作が不要な原子炉出力状態での開動作を制限することが可能となる。
【００９２】
図２１は本発明の第１２の実施形態を説明するためのオン−オフ制御用コントローラ１４を示すブロック構成図である。図１に示した実施形態において、調整制御用コントローラ１３およびオン−オフ制御用コントローラ１４に用いている主蒸気圧力信号２に代えて原子炉１の圧力を検出する原子炉ドーム圧力信号１１を用いて調整制御用圧力信号２８とオン−オフ制御用圧力信号６５を構成したものである。
【００９３】
本実施形態によれば、原子炉ドーム圧力制御器を有する原子力発電プラントにおいても主蒸気圧力制御を有する原子力発電プラントと同様に、タービントリップが発生したときにタービンバイパス弁の調整制御コントローラ故障１３により開動作しなかった場合でも、オン−オフ制御コントローラ１４によりタービンバイパス弁７が開することで原子炉１の急激な圧力上昇を抑制することができる。
【００９４】
本発明は、以上述べた実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように実施することができる。すなわち、以上述べた実施形態の速度／負荷制御演算器１５、負荷制限器１６、最大流量制限器１７、第１の低値選択器１８、第１の偏差演算器２０、第２の第２の偏差演算器２１、第２の低値選択器２２、主蒸気圧力設定器２３、第１の圧力偏差演算器２４、圧力制御演算器２５、第１の中間値選択器２７、論理積４１、論理和４９、ワイプアウト回路５０、自己保持回路５１、圧力α以下検出器５２、ワイプアウト回路５４、ワンショット回路５５、手動リセット操作器５６、圧力β１以上検出器５８、圧力β２以上検出器５９、圧力β３以上検出器６０、論理積６１、出力γ以上検出器６３、第２の中間値選択器６４、タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定器（β１）７０、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定器（β２）７１、タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定器（β３）７２、タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力偏差演算器７３、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力偏差演算器７４、タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力偏差演算器７５、タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力比較器７９、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力比較器８０、タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力比較器８１、主蒸気圧力設定器８２、圧力偏差演算器８３、圧力制御演算器８５、圧力偏差γ１以上検出器８６、圧力偏差γ２以上検出器８７、圧力偏差γ３以上検出器８８、圧力制御演算出力δ１以上検出器９２、圧力制御演算出力δ２以上検出器９３、圧力制御演算出力δ３以上検出器９４、圧力ε１以上検出器９９、圧力ε２以上検出器１００、圧力ε３以上検出器１０１、タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定加算器１０５、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定加算器１０６、タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定加算器１０７、タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定偏差演算器１１１、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定偏差演算器１１２、タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定偏差演算器１１３、タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力比較器１１７、タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力比較器１１８、タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力比較器１１９、弁開度指令信号切替器１２２、論理和１２４、ワイプアウト回路１２５、自己保持回路１２６は、いずれもハードウェア構成に限らず、例えばプログラムが格納されたメモリ及びこのメモリ内容を読み出し演算出力可能なＣＰＵ（中央演算処理回路）からなる手段、あるいはこれらに類似した手段のいずれかで構成してもよい。
【００９５】
また、前述した実施形態では、原子炉で発生した蒸気の圧力としては、具体的には原子炉格納容器３の外部に配設されている主蒸気圧力検出器２で検出した信号又は原子炉格納容器３の内部に配設されている原子炉ドーム圧力検出器１１で検出した信号を使用したが、主蒸気圧力検出器２及び原子炉ドーム圧力検出器１１で検出された信号を使用しても、前述の実施形態と同様な作用効果が得られる。
【００９６】
更に、前述した実施形態では、調整制御用コントローラ１３は主として複数個の構成で多重化されたものを例にあげて説明したが、調整制御用コントローラ１３は１個であっても前述の実施形態と同様な作用効果が得られる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、タービントリップ発生時にタービンバイパス弁の調整制御機能が喪失していても、タービンバイパス弁が開路するため、原子炉の圧力が急激に上昇することを防止することができ、原子炉圧力を減圧することが可能となる原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すブロック構成図。
【図２】図１の作用効果を説明するためのタイムチャート。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すブロック構成図。
【図４】図３の作用効果を説明するためのタイムチャート。
【図５】本発明の第３の実施形態を示すブロック構成図。
【図６】図５の作用効果を説明するためのタイムチャート。
【図７】本発明の第４の実施形態を示すブロック構成図。
【図８】図７の作用効果を説明するためのタイムチャート。
【図９】本発明の第５の実施形態を示すブロック構成図。
【図１０】図９の作用効果を説明するためのタイムチャート。
【図１１】本発明の第６の実施形態を示すブロック構成図。
【図１２】図１１の検出器を詳細に示す図。
【図１３】本発明の第７の実施形態を示すブロック構成図。
【図１４】図１３の検出器を詳細に示す図。
【図１５】本発明の第８の実施形態を示すブロック構成図。
【図１６】図１５の作用効果を説明するためのタイムチャート。
【図１７】本発明の第９の実施形態を示すブロック構成図。
【図１８】図１７の検出器を詳細に示す図。
【図１９】本発明の第１０の実施形態を示すブロック構成図。
【図２０】本発明の第１１の実施形態を示すブロック構成図。
【図２１】本発明の第１２の実施形態を示すブロック構成図。
【図２２】従来及び本発明の原子炉発電プラントの主蒸気系統及びタービンバイパス系統の系統図。
【図２３】従来の原子炉発電プラントの蒸気タービン制御装置のブロック構成図。
【符号の説明】
０１…主蒸気系統、０２…タービンバイパス系統、１…原子炉、２…主蒸気圧力検出器、３…原子炉格納容器、４…主蒸気ヘッダ、５…主蒸気止め弁、６…蒸気加減弁、７…タービンバイパス弁、８…蒸気タービン、９…発電機、１０…復水器、１１…原子炉ドーム圧力検出器、１２…蒸気タービン制御装置、１３…調整制御用コントローラ、１４…オン−オフ制御用コントローラ、１５…速度／負荷制御演算器、１６…負荷制限器、１７…最大流量制限器、１８…第１の低値選択器、２０…第１の偏差演算器、２１…第２の偏差演算器、２２…第２の低値選択器、２３…主蒸気圧力設定器、２４…第１の圧力偏差演算器、２５…圧力制御演算器、２６…主蒸気圧力検出器、２７…第１の中間値選択器、２８…主蒸気圧力信号、２９…圧力偏差信号、３０…圧力制御信号、３１…タービンバイパス弁開度指令、３２…弁位置制御部、３３…サーボ弁、３６…タービンバイパス弁急開指令、３７…急速作動電磁弁、３８…タービンバイパス弁油筒、３９…タービンバイパス弁全閉検出器、４０…タービントリップ検出器、４１…論理積、４２…タービンバイパス弁不動作検出信号、４３…オンディレイタイマ、４４…タービンバイパス弁全開指令信号、４４ａ…タービンバイパス弁Ｎｏ．１全開指令信号、４４ｂ…タービンバイパス弁Ｎｏ．２全開指令信号、４４ｃ…タービンバイパス弁Ｎｏ．３全開指令信号、４５…オフディレイタイマ、４５ａ…タービンバイパス弁Ｎｏ．１オフディレイタイマ（Ｔ１）、４５ｂ…タービンバイパス弁Ｎｏ．２オフディレイタイマ（Ｔ２）、４５ｃ…タービンバイパス弁Ｎｏ．３オフディレイタイマ（Ｔ３）、４９…論理和、５０…ワイプアウト回路、５１…自己保持回路、５２…圧力α以下検出器、５３…オンディレイタイマ、５４…ワイプアウト回路、５５…ワンショット回路、５６…手動リセット操作器、５７…手動リセット操作信号、５８…圧力β１以上検出器、５９…圧力β２以上検出器、６０…圧力β３以上検出器、６１…論理積、６２…原子炉出力信号、６３…出力γ以上検出器、６４…第２の中間値選択器、６５…第２の主蒸気圧力信号、６６…出力γ以上検出信号、６７…圧力β１以上検出信号、６８…圧力β２以上検出信号、６９…圧力β３以上検出信号、７０…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定器（β１）、７１…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定器（β２）、７２…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定器（β３）、７３…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力偏差演算器、７４…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力偏差演算器、７５…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力偏差演算器、７６…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力偏差信号、７７…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力偏差信号、７８…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力偏差信号、７９…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力比較器、８０…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力比較器、８１…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力比較器、８２…主蒸気圧力設定器、８３…圧力偏差演算器、８４…圧力偏差信号、８５…圧力制御演算器、８６…圧力偏差γ１以上検出器、８７…圧力偏差γ２以上検出器、８８…圧力偏差γ３以上検出器、８９…圧力偏差γ１以上検出信号、９０…圧力偏差γ２以上検出信号、９１…圧力偏差γ３以上検出信号、９２…圧力制御演算出力δ１以上検出器、９３…圧力制御演算出力δ２以上検出器、９４…圧力制御演算出力δ３以上検出器、９５…圧力制御演算出力δ１以上検出信号、９６…圧力制御演算出力δ２以上検出信号、９７…圧力制御演算出力δ３以上検出信号、９８…主蒸気圧力設定信号、９９…圧力ε１以上検出器、１００…圧力ε２以上検出器、１０１…圧力ε３以上検出器、１０２…圧力ε１以上検出信号、１０３…圧力ε２以上検出信号、１０４…圧力ε３以上検出信号、１０５…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定加算器、１０６…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定加算器、１０７…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定加算器、１０８…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定バイアス（ε１）、１０９…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定バイアス（ε２）、１１０…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定バイアス（ε３）、１１１…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定偏差演算器、１１２…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定偏差演算器、１１３…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定偏差演算器、１１４…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力設定偏差信号、１１５…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力設定偏差信号、１１６…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力設定偏差信号、１１７…タービンバイパス弁Ｎｏ．１圧力比較器、１１８…タービンバイパス弁Ｎｏ．２圧力比較器、１１９…タービンバイパス弁Ｎｏ．３圧力比較器、１２０…全閉指令信号、１２１…タービンバイパス弁弁開度指令信号、１２２…弁開度指令信号切替器、１２３…サーボ弁入力信号、１２４…論理和、１２５…ワイプアウト回路、１２６…自己保持回路、１２７…弁開度指令信号切替信号。
Claims (10)
- 原子炉で発生した蒸気が主蒸気系統を介して蒸気タービンに流入するように構成され、前記蒸気が前記蒸気タービンをバイパスし復水器に導かれるように構成したバイパス系統にタービンバイパス弁を備え、且つ該原子炉で発生した蒸気の圧力に基づき該タービンバイパス弁の開度を調整するものであって、１個または複数個の多重化された調整用コントローラを備えた原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置において、
前記蒸気タービンがトリップしたことを検出するタービントリップ検出手段と、
前記タービンバイパス弁が全閉状態であることを検出するタービンバイパス弁全閉検出手段と、
前記タービントリップ検出時に前記タービンバイパス弁が開不動作となることを条件に、前記調整制御用コントローラとは独立して、前記タービンバイパス弁を全開させるタービンバイパス弁全開指令信号を出力し、タービンバイパス弁制御を前記圧力制御信号による調整制御からオン−オフ制御により切替えるオン−オフ制御用コントローラと、
を具備したことを特徴とする原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置。 - 前記オン−オフ制御用コントローラは、前記タービンバイパス弁全開指令信号により、前記タービンバイパス弁が開動作後一定時間経過した時、前記タービンバイパス弁全開指令信号を自動的に解除する解除手段を具備したことを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置。
- 前記解除手段を、複数のタービンバイパス弁にそれぞれ対応して設けたことを特徴とする請求項２に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置。
- 前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号が一定時間継続後、保持して出力されるタービンバイパス弁全開指令信号に、前記原子炉で発生した蒸気の圧力が所定値以下になったことを検出する信号判定手段と、
前記信号判定手段からの信号により前記タービンバイパス弁全開指令保持信号を解除する全開指令保持信号解除手段と、
を更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置。 - 前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号が一定時間出力される弁不動作検出信号出力手段と、
を更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置。 - 前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号を保持した信号と、複数のタービンバイパス弁毎に前記原子炉で発生した蒸気の圧力が所定値以上になったことを検出する信号判定手段と、
を更に具備し、該信号判定手段からの信号により複数のタービンバイパス弁毎に全開指令信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置。 - 前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号を保持した信号と、複数のタービンバイパス弁毎に前記原子炉で発生した蒸気の圧力と蒸気圧力設定値との偏差が所定値以上になったことを検出する信号判定手段と、
を更に具備し、該信号判定手段からの信号により複数のタービンバイパス弁毎に全開指令信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置。 - 前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号を保持した信号と、複数のタービンバイパス弁毎に前記原子炉で発生した蒸気の圧力と蒸気圧力設定との偏差に圧力制御演算部を介し制御演算器出力が所定値以上になったことを検出する信号判定手段と、
を更に具備し、該信号判定手段からの信号により複数のタービンバイパス弁毎に全開指令信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置。 - 前記タービントリップ検出時にタービンバイパス弁の全閉を検出したタービンバイパス弁不動作検出信号およびこれを保持した信号により、サーボ弁の入力信号を強制的に全閉とする全閉手段と、
を更に具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置。 - 前記タービンバイパス弁不動作検出信号を、原子炉出力が所定値以上になったことを検出する信号判定手段から出力が得られている場合に出力する出力手段と、
を更に具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の原子力発電プラントの蒸気タービン制御装置。
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