JP7508389B2 - Nuclear power plant output control device and output control method - Google Patents

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Description

本発明は原子力発電プラントの出力制御装置及び出力制御方法に関する。 The present invention relates to an output control device and an output control method for a nuclear power plant.

従来、沸騰水型の原子力発電プラントにおける発電機の出力制御は、発電機の出力目標値と現在の発電機の実際の出力値(発電機の実出力値)との間に偏差が生じた場合、まず偏差量に応じて原子炉出力を調整し、その後原子炉出力に応じた蒸気をタービンに送ることで発電機の実出力値を出力目標値に調整している。すなわち、原子炉内の圧力が急変しないように、原子炉から送りだされる蒸気(以下、「主蒸気」と記す)の量を調整している。これは、沸騰水型の原子力発電プラントにおいて、原子炉内の圧力が急変すると冷却材内の蒸気泡(以下、ボイドと記す)の状態が変わり、原子炉の出力が変化するためである。 Conventionally, in boiling water nuclear power plants, when a deviation occurs between the generator output target value and the current actual output value of the generator (actual generator output value), the reactor output is first adjusted according to the deviation amount, and then steam according to the reactor output is sent to the turbine to adjust the actual generator output value to the output target value. In other words, the amount of steam (hereinafter referred to as "main steam") sent out from the reactor is adjusted so that the pressure inside the reactor does not change suddenly. This is because in boiling water nuclear power plants, a sudden change in pressure inside the reactor changes the state of the steam bubbles (hereinafter referred to as voids) in the coolant, causing a change in the reactor output.

特許文献1には、従来の出力制御装置の一例が示されている。この例では、発電機の出力目標と発電機の実出力値との間の偏差量に基づいて再循環ポンプ速度要求信号が出力され、原子炉の出力が変化し、原子炉の出力変更により原子炉から発生する蒸気量が変化してタービン入口圧力が変化する。そして、タービン入口圧力の変化に比例して、タービン加減弁の開度が調整され、タービンへの蒸気量が調整されることにより発電機の実出力値が発電機の出力目標値に一致するように制御される。このような従来の制御方式において、特許文献1には、発電機の出力目標値と発電機の実出力値の制御遅れを抑制することを目的として、本来の発電機の出力目標値とは別に、制御用の発電機の出力目標値を設定し、これにより制御遅れを先行的に補償する出力制御方法が開示されている。 Patent Document 1 shows an example of a conventional output control device. In this example, a recirculation pump speed request signal is output based on the deviation between the generator output target and the generator's actual output value, and the reactor output is changed, and the change in reactor output changes the amount of steam generated from the reactor, which changes the turbine inlet pressure. The opening of the turbine control valve is then adjusted in proportion to the change in turbine inlet pressure, and the amount of steam to the turbine is adjusted so that the generator's actual output value matches the generator output target value. In this conventional control method, Patent Document 1 discloses an output control method in which a control generator output target value is set separately from the original generator output target value in order to suppress the control delay between the generator output target value and the generator's actual output value, thereby proactively compensating for the control delay.

また、特許文献2には、従来の出力制御装置に加えて、主蒸気からの抽気量を制御することで発電機の実出力値を調節する出力制御装置及び方法の例が示されている。この例では、原子炉の出力を発電機の出力目標値と発電機の実出力値との間の偏差量に基づいて上昇され、それでも発電機の出力目標値と発電機の実出力値との間に偏差が生じる場合に、主蒸気からの抽気量を制御することによって発電機出力を上昇させるものである。 In addition to conventional output control devices, Patent Document 2 also shows an example of an output control device and method that adjusts the actual output value of the generator by controlling the amount of extracted steam from the main steam. In this example, the output of the nuclear reactor is increased based on the deviation between the output target value of the generator and the actual output value of the generator, and if a deviation still occurs between the output target value of the generator and the actual output value of the generator, the amount of extracted steam from the main steam is controlled to increase the generator output.

特開昭64-91095号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-91095 特開2017-194312号公報JP 2017-194312 A

特許文献1,2に開示された従来技術は、以下に説明するように、原子力発電プラントの負荷追従性能を向上させることが要望されていた。 The conventional techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 have been in demand for improving the load following performance of nuclear power plants, as explained below.

近年、温室効果ガスの排出量削減を目標として、太陽光や風力発電に代表される再生可能エネルギーの導入、火力発電所の廃止が進んでいる。これに伴い、電力の需給バランスを調節するための調整力と呼ばれる機能が重要となりつつあり、調整力を対象とした市場も開始されている。これに伴い、これまで定格出力一定での運転が前提だった原子力発電プラントにも、電力系統からの指令に応じて負荷追従運転をすることが期待されている。 In recent years, with the goal of reducing greenhouse gas emissions, renewable energy sources such as solar and wind power have been introduced and thermal power plants have been phased out. As a result, a function known as balancing power, which adjusts the balance between power supply and demand, is becoming increasingly important, and a market for balancing power has also been established. As a result, nuclear power plants, which were previously assumed to operate at a constant rated output, are now expected to operate in a load-following manner in response to commands from the power grid.

負荷追従運転は、変更出力の大きさと周期によっていくつかのカテゴリに分類される。例えば、負荷追従運転は、日負荷追従運転と呼ばれる運転と周波数制御運転と呼ばれる運転とに分類される。日負荷追従運転は、昼夜での需要の変動に合わせて、昼間に発電機出力を大きくし、夜間に発電機出力を抑制する運転である。出力変化幅は最大で定格の50%を超えるケースもあるが、数時間かけて出力を変更するため、速応答は要求されない。一方、周波数制御運転は、系統内の周波数を一定に保つように、数秒から数分程度の時間で変化する電力需要に合わせて発電機出力を調整する運転である。出力変化幅は10%程度と小さいが、速応答が要求される。 Load following operation is classified into several categories depending on the magnitude and period of the change in output. For example, load following operation is classified into an operation called daily load following operation and an operation called frequency control operation. Daily load following operation is an operation in which the generator output is increased during the day and reduced at night in accordance with fluctuations in demand between day and night. The output change range can exceed 50% of the rated output in some cases, but as the output is changed over several hours, a fast response is not required. On the other hand, frequency control operation is an operation in which the generator output is adjusted to match the power demand that changes over a period of a few seconds to a few minutes in order to keep the frequency in the system constant. The output change range is small, at around 10%, but a fast response is required.

前記したように、沸騰水型の原子力発電プラントにおいては、発電機出力を調整するために、まず再循環ポンプ速度や制御棒位置を制御して原子炉の出力を変更し、出力に応じた蒸気量をタービンに送出することにより発電機出力を調整する。そのため、発電機の出力目標値の変化率が大きいときには、発電機の実出力値の遅れが顕著に生じる。遅れの主要因としては、制御棒が引抜された際の核反応が増加するまでの遅れや、増加した核反応により燃料内で発生した熱が冷却材に伝わるまでの遅れが挙げられる。この時間の遅れを考慮して、炉心の出力を急激に変化させようとすると、炉心の燃料棒の健全性が課題となり、原子力発電プラントを安全に運転することが困難となる。 As mentioned above, in boiling water nuclear power plants, in order to adjust the generator output, the recirculation pump speed and control rod position are first controlled to change the reactor output, and then the amount of steam corresponding to the output is sent to the turbine to adjust the generator output. Therefore, when the rate of change of the generator output target value is large, there is a noticeable delay in the generator's actual output value. The main causes of the delay include the delay until the nuclear reaction increases when the control rod is withdrawn, and the delay until the heat generated in the fuel by the increased nuclear reaction is transferred to the coolant. If an attempt is made to suddenly change the output of the core while taking this time delay into account, the integrity of the fuel rods in the core becomes an issue, making it difficult to operate the nuclear power plant safely.

原子力発電プラントの負荷追従運転の幅を広げるため、従来の炉心の出力上げに加えて、原子炉内に蓄積されている蒸気を利用して発電機出力を上昇させる方法がある。例えば、主蒸気の抽気絞りによって、必要となる蒸気をタービンに送ることが考えられる。しかしながら、この手法ではあくまで炉出力の上げ速度を前提としており、主蒸気の抽気絞りによって必要となる蒸気をタービンに送ることができない場合、炉出力が急激に上昇することにより、上記と同じく原子力発電プラントを安全に運転することが困難となる。 In order to expand the range of load following operation of nuclear power plants, in addition to the conventional method of increasing the power output of the reactor core, there is a method of increasing the generator output by using the steam stored in the reactor. For example, it is possible to send the required steam to the turbine by throttling the main steam extraction. However, this method is premised on the speed at which the reactor output can be increased, and if the required steam cannot be sent to the turbine by throttling the main steam extraction, the reactor output will increase suddenly, making it difficult to operate the nuclear power plant safely, just as above.

原子炉の炉出力上げ速度に制限があることから、原子力発電プラントの負荷追従に関しては、上記の主蒸気の抽気絞りで実施することが考えられる。しかしながら、主蒸気の抽気絞りは、負荷上げ量も小さく、また抽気先の給水加熱器の抽気が閉ざされることになる。そのため、抽気絞りによる出力の増加は一時的なものであるため、出力を上げた後、その出力を維持することができないという課題がある。 Since there is a limit to the speed at which the reactor power output can be increased, it is possible to implement load following at a nuclear power plant by throttling the main steam bleed as described above. However, throttling the main steam bleed only increases the load by a small amount, and the bleed of the feedwater heater to which the bleed is directed is closed. As a result, the increase in power output caused by throttling the bleed is only temporary, and there is an issue in that after the power output has been increased, it cannot be maintained.

本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、原子力発電プラントの負荷追従性能を向上させた原子力発電プラントの出力制御装置及び出力制御方法を提供することを主な目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its main objective is to provide an output control device and an output control method for a nuclear power plant that improves the load following performance of the nuclear power plant.

前記目的を達成するため、本発明は、原子力発電プラントの出力制御装置であって、原子炉で発生した蒸気により駆動されるタービンと、前記タービンにより駆動されて電力を発生する発電機と、前記タービンから流出した抽気蒸気の流量を調整する抽気弁と、前記タービンの排気系統に設置された排気弁と、を備える原子力発電プラントに対して、前記原子力発電プラントの出力目標値と前記発電機の実出力値とに基づいて、前記抽気弁と前記排気弁の開度を制御する信号処理部と、前記原子炉の炉出力を設定する炉出力設定部と、を備え、前記タービンの負荷上げ時に、前記信号処理部は、前記抽気弁と前記排気弁の開度を絞ることで、一時的に前記タービンの負荷上げ量を増加させるとともに、一時的に前記負荷上げ量を増加させている間に、前記炉出力設定部は、前記炉出力を上げる制御を行う構成とする。
その他の手段は、後記する。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an output control device for a nuclear power plant, the device comprising: a turbine driven by steam generated in a nuclear reactor, a generator driven by the turbine to generate electric power, an extraction valve for adjusting the flow rate of extraction steam flowing out from the turbine, and an exhaust valve installed in an exhaust system of the turbine; a signal processing unit for controlling openings of the extraction valve and the exhaust valve based on an output target value of the nuclear power plant and an actual output value of the generator; and a reactor power setting unit for setting a reactor power of the reactor, wherein, when a load is increased on the turbine, the signal processing unit reduces the openings of the extraction valve and the exhaust valve to temporarily increase the amount of load increase on the turbine, and while the amount of load increase is being temporarily increased, the reactor power setting unit performs control to increase the reactor power.
Other means will be described later.

本発明によれば、原子力発電プラントの負荷追従性能を向上させることができる。 The present invention can improve the load following performance of a nuclear power plant.

実施形態1に係る出力制御装置を備えた原子力発電プラントの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a nuclear power plant equipped with an output control device according to a first embodiment. 実施形態1に係る出力制御装置の抽気弁開度設定部と排気弁開度設定部の制御ブロック図である。FIG. 2 is a control block diagram of an exhaust valve opening setting unit and an exhaust valve opening setting unit of the output control device according to the first embodiment. 実施形態2に係る出力制御装置を備えた原子力発電プラントの概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a nuclear power plant equipped with an output control device according to a second embodiment. 実施形態2に係る出力制御装置の抽気弁開度設定部と排気弁開度設定部と原子炉の制御ブロック図である。FIG. 11 is a control block diagram of a bleed valve opening setting unit, an exhaust valve opening setting unit, and a reactor of a power control device according to a second embodiment. 実施形態3に係る出力制御装置を備えた原子力発電プラントの概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a nuclear power plant equipped with an output control device according to a third embodiment. 実施形態3に係る出力制御装置の抽気弁開度設定部と排気弁開度設定部と原子炉の制御ブロック図である。FIG. 11 is a control block diagram of a bleed valve opening setting unit, an exhaust valve opening setting unit, and a nuclear reactor of a power control device according to a third embodiment. 実施形態4に係る出力制御装置を備えた原子力発電プラントの概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a nuclear power plant equipped with an output control device according to a fourth embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」と称する)について詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示しているに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。 Below, an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "this embodiment") will be described in detail with reference to the drawings. Note that each figure merely shows a schematic view to the extent that the present invention can be fully understood. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated examples. In addition, in each figure, common or similar components are given the same reference numerals, and duplicate explanations thereof will be omitted.

[実施形態1]
<原子力発電プラントの出力制御装置の構成>
以下、図1及び図2を参照して、本実施形態1に係る出力制御装置11の構成について説明する。図1は、本実施形態1に係る出力制御装置11を備えた原子力発電プラント10の概略構成図である。図2は、出力制御装置11の抽気弁開度設定部54と排気弁開度設定部55の制御ブロック図である。
[Embodiment 1]
<Configuration of the output control device of a nuclear power plant>
The configuration of the output control device 11 according to the present embodiment 1 will be described below with reference to Fig. 1 and Fig. 2. Fig. 1 is a schematic configuration diagram of a nuclear power plant 10 equipped with the output control device 11 according to the present embodiment 1. Fig. 2 is a control block diagram of an extraction valve opening setting unit 54 and an exhaust valve opening setting unit 55 of the output control device 11.

図1に示すように、本実施形態1に係る出力制御装置11は、原子力発電プラント10に対して用いられる。出力制御装置11は、原子力発電プラント10の動作を制御する装置である。 As shown in FIG. 1, the output control device 11 according to the first embodiment is used for a nuclear power plant 10. The output control device 11 is a device that controls the operation of the nuclear power plant 10.

原子力発電プラント10は、出力制御装置11と、原子炉12と、高圧タービン14(以下、単に「タービン」と称する場合がある)と、気水分離機15と、低圧タービン16と、発電機17と、低圧給水加熱器18と、給水加熱器19と、高圧給水加熱器20と、ドレンタンク21と、を有している。 The nuclear power plant 10 has a power control device 11, a nuclear reactor 12, a high-pressure turbine 14 (hereinafter sometimes simply referred to as the "turbine"), a steam separator 15, a low-pressure turbine 16, a generator 17, a low-pressure feedwater heater 18, a feedwater heater 19, a high-pressure feedwater heater 20, and a drain tank 21.

原子炉12は、複数の燃料集合体を内部に装荷し、燃料集合体に対して制御棒13の引抜及び挿入を行うことで原子核分裂連鎖反応の進行速度を制御して、原子エネルギーを徐々にとり出す装置である。
高圧タービン14(タービン)は、原子炉12で発生した主蒸気の圧力で回転する回転体である。
気水分離機15は、蒸気と水とを分離する装置である。
低圧タービン16は、高圧タービン14から排出された蒸気の圧力で回転する回転体である。
発電機17は、高圧タービン14及び低圧タービン16の回転に伴って回転して電力を発生する装置である。発電機17は、図示せぬシャフトを介して高圧タービン14及び低圧タービン16と接続されている。
低圧給水加熱器18は、低圧タービン16から排出された蒸気を加熱する装置である。
給水加熱器19は、低圧タービン16から排出されて低圧給水加熱器18で加熱された蒸気及び高圧タービン14から排出された蒸気を加熱する装置である。
高圧給水加熱器20は、高圧タービン14から流出した抽気蒸気(低圧タービン16を通った蒸気を含む)を加熱する加熱手段である。
ドレンタンク21は、給水加熱器19で加熱された蒸気を一時的に貯蔵するタンクである。
The nuclear reactor 12 is a device that has a plurality of fuel assemblies loaded therein, and gradually extracts atomic energy by controlling the rate at which a nuclear fission chain reaction proceeds by inserting and withdrawing control rods 13 into and from the fuel assemblies.
The high-pressure turbine 14 (turbine) is a rotor that rotates with the pressure of the main steam generated in the nuclear reactor 12 .
The steam-water separator 15 is a device that separates steam and water.
The low-pressure turbine 16 is a rotor that rotates by the pressure of the steam discharged from the high-pressure turbine 14 .
The generator 17 is a device that generates electric power by rotating in conjunction with the rotation of the high-pressure turbine 14 and the low-pressure turbine 16. The generator 17 is connected to the high-pressure turbine 14 and the low-pressure turbine 16 via a shaft (not shown).
The low-pressure feed water heater 18 is a device that heats the steam discharged from the low-pressure turbine 16 .
The feed water heater 19 is a device that heats the steam discharged from the low-pressure turbine 16 and heated by the low-pressure feed water heater 18 , and the steam discharged from the high-pressure turbine 14 .
The high-pressure feed water heater 20 is a heating means that heats the extracted steam (including the steam that has passed through the low-pressure turbine 16 ) flowing out from the high-pressure turbine 14 .
The drain tank 21 is a tank that temporarily stores the steam heated by the feed water heater 19 .

原子炉12と高圧タービン14とは配管31で接続されている。
また、高圧タービン14と気水分離機15とは、配管32で接続されている。
また、気水分離機15と低圧タービン16とは、配管33で接続されている。
また、低圧タービン16と低圧給水加熱器18とは、配管34で接続されている。
また、低圧給水加熱器18と給水加熱器19とは、配管35で接続されている。
また、給水加熱器19と高圧給水加熱器20とは、配管36で接続されている。
また、高圧給水加熱器20と原子炉12とは、配管37で接続されている。
また、高圧タービン14と高圧給水加熱器20とは、配管38で接続されている。
また、配管32と給水加熱器19とは、配管39で接続されている。
The reactor 12 and the high-pressure turbine 14 are connected by a pipe 31 .
In addition, the high-pressure turbine 14 and the steam separator 15 are connected by a pipe 32 .
In addition, the steam separator 15 and the low-pressure turbine 16 are connected by a pipe 33 .
In addition, the low-pressure turbine 16 and the low-pressure feed water heater 18 are connected by a pipe 34 .
In addition, the low pressure feed water heater 18 and the feed water heater 19 are connected by a pipe 35 .
In addition, the feed water heater 19 and the high-pressure feed water heater 20 are connected by piping 36.
Furthermore, the high pressure feed water heater 20 and the reactor 12 are connected by a pipe 37 .
In addition, the high-pressure turbine 14 and the high-pressure feed water heater 20 are connected by a pipe 38 .
Furthermore, the pipe 32 and the feed water heater 19 are connected by a pipe 39 .

配管38は、高圧タービン14を通った後の低圧タービン16に供給しない蒸気を高圧給水加熱器20に導く配管である。
配管39は、高圧タービン14から気水分離機15側に送られた抽気蒸気のうち、低圧タービン16に供給しない排気を給水加熱器19に導く、排気系統の配管である。
The pipe 38 is a pipe that guides the steam that has passed through the high-pressure turbine 14 but is not supplied to the low-pressure turbine 16 to the high-pressure feed water heater 20 .
The pipe 39 is an exhaust system pipe that guides the exhaust gas, which is not supplied to the low-pressure turbine 16 and is part of the extracted steam sent from the high-pressure turbine 14 to the steam separator 15 side, to the feed water heater 19 .

原子炉12で発生した主蒸気は、配管31を通って高圧タービン14に供給される。配管31の途中には、原子炉12から高圧タービン14に供給される主蒸気の量を制御する蒸気加減弁40(以下、単に「加減弁」と称する場合がある)が配置されている。 The main steam generated in the reactor 12 is supplied to the high-pressure turbine 14 through piping 31. A steam control valve 40 (hereinafter sometimes simply referred to as the "control valve") is disposed in the middle of piping 31 to control the amount of main steam supplied from the reactor 12 to the high-pressure turbine 14.

また、配管38の途中には、抽気弁41が配置されている。抽気弁41は、高圧タービン14から流出した抽気蒸気の流量を調整する。
また、配管39の途中には、排気弁42が配置されている。排気弁42は、高圧タービン14から流出した抽気蒸気のうち、低圧タービン16に供給しない排気の流量を調整する。
Further, a bleed valve 41 is disposed in the pipe 38. The bleed valve 41 adjusts the flow rate of the bleed steam flowing out from the high-pressure turbine 14.
An exhaust valve 42 is disposed in the pipe 39. The exhaust valve 42 adjusts the flow rate of the exhaust of the extracted steam flowing out from the high-pressure turbine 14 that is not supplied to the low-pressure turbine 16.

また、高圧タービン14の周囲には、高圧タービン14を通過した主蒸気を凝縮して水に戻す図示せぬ復水器が配置されている。また、図示せぬ復水器と原子炉12との間には、図示せぬ復水器で主蒸気から復水された水を原子炉12に戻す図示せぬ再循環ポンプが配置されている。 A condenser (not shown) is disposed around the high-pressure turbine 14 to condense the main steam that has passed through the high-pressure turbine 14 back into water. A recirculation pump (not shown) is disposed between the condenser (not shown) and the reactor 12 to return the water condensed from the main steam by the condenser (not shown) to the reactor 12.

信号処理部50は、タービン負荷設定部51と、偏差計算部52と、加減弁開度設定部53と、抽気弁開度設定部54と、排気弁開度設定部55と、を有している。 The signal processing unit 50 has a turbine load setting unit 51, a deviation calculation unit 52, a regulator valve opening setting unit 53, an extraction valve opening setting unit 54, and an exhaust valve opening setting unit 55.

タービン負荷設定部51は、出力目標値A11に基づいて、タービンの負荷量を設定する設定手段である。
偏差計算部52は、出力目標値A11と実出力値A12との間の偏差量を計算する計算手段である。
加減弁開度設定部53は、蒸気加減弁40の開度の速度及び大きさを設定する設定手段である。
抽気弁開度設定部54は、抽気弁41の開度の速度及び大きさを設定する設定手段である。
排気弁開度設定部55は、排気弁42の開度の速度及び大きさを設定する設定手段である。
The turbine load setting unit 51 is a setting means for setting the load amount of the turbine based on the output target value A11.
The deviation calculation unit 52 is a calculation means that calculates the amount of deviation between the output target value A11 and the actual output value A12.
The regulating valve opening setting unit 53 is a setting means for setting the speed and magnitude of the opening of the steam regulating valve 40 .
The bleed valve opening setting unit 54 is a setting means for setting the speed and magnitude of the opening of the bleed valve 41 .
The exhaust valve opening setting unit 55 is a setting means for setting the speed and magnitude of the opening of the exhaust valve 42 .

また、炉出力設定部60は、制御棒引抜挿入指令部62と、再循環流量制御部63と、を有している。 The reactor power setting unit 60 also has a control rod withdrawal/insertion command unit 62 and a recirculation flow control unit 63.

制御棒引抜挿入指令部62は、原子炉12の内部に配置された制御棒の図示せぬ支持手段に制御棒の引抜又は挿入を指令して炉出力を制御する制御手段である。
再循環流量制御部63は、図示せぬ復水器で主蒸気から復水された冷却水を原子炉12に戻す際の再循環流量を制御する制御手段である。
The control rod withdrawal/insertion command unit 62 is a control means for controlling the reactor power by commanding a support means (not shown) for the control rods arranged inside the reactor 12 to withdraw or insert the control rods.
The recirculation flow rate control unit 63 is a control means for controlling the recirculation flow rate when the cooling water condensed from the main steam in a condenser (not shown) is returned to the reactor 12 .

信号処理部50には、外部から原子力発電プラント10の出力目標値A11と、発電機17の実出力値A12とが入力される。出力目標値A11は、タービン負荷設定部51と、偏差計算部52とに入力される。また、出力目標値A11は、偏差計算部52に入力される。 The output target value A11 of the nuclear power plant 10 and the actual output value A12 of the generator 17 are input to the signal processing unit 50 from the outside. The output target value A11 is input to the turbine load setting unit 51 and the deviation calculation unit 52. The output target value A11 is also input to the deviation calculation unit 52.

タービン負荷設定部51は、出力目標値A11に基づいて、タービンの負荷量を設定し、設定されたタービンの負荷量を表すタービン負荷設定信号A13を加減弁開度設定部53に出力する。加減弁開度設定部53は、タービン負荷設定信号A13に基づいて、蒸気加減弁40の開度の速度及び大きさを設定し、設定された蒸気加減弁40の開度の速度及び大きさを表す加減弁開度設定信号A14を蒸気加減弁40に出力する。蒸気加減弁40の駆動手段(図示せぬ加減弁サーボ)は、加減弁開度設定信号A14に基づいて、設定された速度及び大きさに蒸気加減弁40の開度を調整する。 The turbine load setting unit 51 sets the turbine load based on the output target value A11, and outputs a turbine load setting signal A13 representing the set turbine load to the regulating valve opening setting unit 53. The regulating valve opening setting unit 53 sets the speed and magnitude of the opening of the steam regulating valve 40 based on the turbine load setting signal A13, and outputs a regulating valve opening setting signal A14 representing the set speed and magnitude of the opening of the steam regulating valve 40 to the steam regulating valve 40. The drive means of the steam regulating valve 40 (regulating valve servo, not shown) adjusts the opening of the steam regulating valve 40 to the set speed and magnitude based on the regulating valve opening setting signal A14.

また、偏差計算部52は、出力目標値A11と実出力値A12との間の偏差量を計算し、計算した偏差量を表す偏差信号A15を抽気弁開度設定部54と排気弁開度設定部55とに出力する。 The deviation calculation unit 52 also calculates the deviation between the output target value A11 and the actual output value A12, and outputs a deviation signal A15 representing the calculated deviation to the extraction valve opening setting unit 54 and the exhaust valve opening setting unit 55.

抽気弁開度設定部54は、偏差信号A15に基づいて、抽気弁41の開度の速度及び大きさを設定し、設定された抽気弁41の開度の速度及び大きさを表す抽気弁開度設定信号A16を抽気弁41に出力する。抽気弁41の駆動手段(図示せぬ抽気弁サーボ)は、抽気弁開度設定信号A16に基づいて、設定された速度及び大きさに抽気弁41の開度を調整する。 The bleed valve opening setting unit 54 sets the speed and magnitude of the opening of the bleed valve 41 based on the deviation signal A15, and outputs an bleed valve opening setting signal A16 representing the set speed and magnitude of the opening of the bleed valve 41 to the bleed valve 41. The drive means for the bleed valve 41 (a bleed valve servo, not shown) adjusts the opening of the bleed valve 41 to the set speed and magnitude based on the bleed valve opening setting signal A16.

また、排気弁開度設定部55は、偏差信号A15に基づいて、排気弁42の開度の速度及び大きさを設定し、設定された排気弁42の開度の速度及び大きさを表す排気弁開度設定信号A17を排気弁42に出力する。排気弁42の駆動手段(図示せぬ排気弁サーボ)は、排気弁開度設定信号A17に基づいて、設定された速度及び大きさに排気弁42の開度を調整する。 The exhaust valve opening setting unit 55 also sets the speed and magnitude of the opening of the exhaust valve 42 based on the deviation signal A15, and outputs an exhaust valve opening setting signal A17 representing the set speed and magnitude of the opening of the exhaust valve 42 to the exhaust valve 42. The drive means for the exhaust valve 42 (exhaust valve servo, not shown) adjusts the opening of the exhaust valve 42 to the set speed and magnitude based on the exhaust valve opening setting signal A17.

炉出力設定部60には、原子炉12から炉出力を表す炉出力信号A18が入力される。炉出力信号A18は、制御棒引抜挿入指令部62と、再循環流量制御部63とに入力される。 The reactor power setting unit 60 receives a reactor power signal A18 representing the reactor power from the reactor 12. The reactor power signal A18 is input to the control rod withdrawal/insertion command unit 62 and the recirculation flow control unit 63.

制御棒引抜挿入指令部62は、炉出力信号A18に基づいて、制御棒の位置を設定し、設定された位置への制御棒の移動を指示する制御棒引抜挿入指令A19を制御棒の図示せぬ支持手段に出力する。図示せぬ支持手段は、制御棒引抜挿入指令A19に基づいて、設定された位置へ制御棒を移動させて、原子炉12の内部に配置された制御棒の支持手段に制御棒の引抜又は挿入を指令して炉出力を制御する。 The control rod withdrawal/insertion command unit 62 sets the position of the control rod based on the reactor power signal A18, and outputs a control rod withdrawal/insertion command A19 to a support means (not shown) for the control rod, which instructs the control rod to move to the set position. Based on the control rod withdrawal/insertion command A19, the support means (not shown) moves the control rod to the set position, and commands the support means for the control rod arranged inside the reactor 12 to withdraw or insert the control rod, thereby controlling the reactor power.

また、再循環流量制御部63は、炉出力信号A18に基づいて、再循環流量を設定し、設定された再循環流量を表す再循環流量制御信号A20を図示せぬ再循環ポンプに出力する。図示せぬ再循環ポンプは、再循環流量制御信号A20に基づいて、図示せぬ復水器で主蒸気から復水された冷却水を原子炉12に戻す。これにより、出力制御装置11は、原子炉12の内部の水位を設定水位に保つ。 The recirculation flow rate control unit 63 also sets the recirculation flow rate based on the reactor power signal A18, and outputs a recirculation flow rate control signal A20 representing the set recirculation flow rate to a recirculation pump (not shown). The recirculation pump (not shown) returns the cooling water condensed from the main steam in a condenser (not shown) to the reactor 12 based on the recirculation flow rate control signal A20. In this way, the power control device 11 maintains the water level inside the reactor 12 at the set water level.

このように、出力制御装置11は、原子炉12で発生した蒸気により駆動されるタービン(高圧タービン14)と、タービンにより駆動されて電力を発生する発電機17と、タービンから流出した抽気蒸気の流量を調整する抽気弁41と、タービンの排気系統に設置された排気弁42と、を備える原子力発電プラント10に対して用いられる。また、出力制御装置11は、原子力発電プラントの出力目標値A11と発電機の実出力値A12とに基づいて、抽気弁と排気弁の開度を制御する信号処理部50と、原子炉の炉出力を設定する炉出力設定部60と、を備えている。 In this way, the output control device 11 is used for a nuclear power plant 10 that includes a turbine (high-pressure turbine 14) driven by steam generated in the nuclear reactor 12, a generator 17 that is driven by the turbine to generate electricity, an extraction valve 41 that adjusts the flow rate of the extraction steam flowing out from the turbine, and an exhaust valve 42 installed in the exhaust system of the turbine. The output control device 11 also includes a signal processing unit 50 that controls the opening of the extraction valve and the exhaust valve based on the output target value A11 of the nuclear power plant and the actual output value A12 of the generator, and a reactor power setting unit 60 that sets the reactor power of the nuclear reactor.

そして、高圧タービン14(タービン)の負荷上げ時に、信号処理部50は、抽気弁41と排気弁42の開度を絞ることで、一時的に高圧タービン14の負荷上げ量を増加させるとともに、一時的に負荷上げ量を増加させている間に、炉出力設定部60は、炉出力を上げる制御を行う。 When the load on the high-pressure turbine 14 (turbine) is increased, the signal processing unit 50 temporarily increases the load increase on the high-pressure turbine 14 by narrowing the opening of the extraction valve 41 and the exhaust valve 42, and while the load increase is being temporarily increased, the reactor power setting unit 60 controls the reactor power to increase.

このような出力制御装置11は、高圧タービン14(タービン)の負荷上げ時に、抽気弁41と排気弁42の開度を絞ることで、一時的に負荷上げ量を増加させるとともに、一時的に負荷上げ量を増加させている間に炉出力を上げる。これにより、出力制御装置11は、負荷上げした後も発電機の出力を上げたままに維持することが可能である。 When the load on the high-pressure turbine 14 (turbine) is increased, this type of output control device 11 narrows the opening of the extraction valve 41 and the exhaust valve 42 to temporarily increase the amount of load increase and to increase the reactor output while the amount of load increase is being temporarily increased. This allows the output control device 11 to maintain the generator output at an increased level even after the load is increased.

また、高圧タービン14(タービン)の負荷下げ時に、信号処理部50は、抽気弁41と排気弁42の開度を広げることで、一時的に高圧タービン14の負荷下げ量を増加させるとともに、一時的に負荷下げ量を増加させている間に、炉出力設定部60は、炉出力を下げる制御を行う。 When the load on the high-pressure turbine 14 (turbine) is reduced, the signal processing unit 50 temporarily increases the amount of load reduction on the high-pressure turbine 14 by widening the opening of the extraction valve 41 and the exhaust valve 42, and while the amount of load reduction is temporarily increased, the reactor power setting unit 60 performs control to reduce the reactor power.

このような出力制御装置11は、高圧タービン14(タービン)の負荷下げ時に、抽気弁41と排気弁42の開度を広げることで、一時的に負荷下げ量を増加させるとともに、一時的に負荷下げ量を増加させている間に炉出力を下げる。これにより、出力制御装置11は、負荷下げした後も発電機の出力を下げたままに維持することが可能である。 When the load on the high-pressure turbine 14 (turbine) is reduced, this type of output control device 11 increases the opening of the extraction valve 41 and the exhaust valve 42 to temporarily increase the amount of load reduction and reduce the reactor output while the amount of load reduction is being temporarily increased. This allows the output control device 11 to maintain the generator output at a reduced level even after the load is reduced.

以下、図1及び図2を用いて、出力制御装置11の動作について説明する。ここでは、高圧タービン14(タービン)の負荷上げ時の動作を重点的に説明し、高圧タービン14(タービン)の負荷下げ時の動作については説明を省略する(他の実施形態も同様)。また、ここでは、偏差計算部52から抽気弁開度設定部54と排気弁開度設定部55とに信号を送信する際の出力制御装置11の動作について重点的に説明する。 The operation of the output control device 11 will be described below with reference to Figures 1 and 2. Here, the operation when the load on the high-pressure turbine 14 (turbine) is increased will be mainly described, and the operation when the load on the high-pressure turbine 14 (turbine) is decreased will not be described (this also applies to other embodiments). In addition, the operation of the output control device 11 when a signal is sent from the deviation calculation unit 52 to the extraction valve opening setting unit 54 and the exhaust valve opening setting unit 55 will be mainly described.

図1に示すように、出力制御装置11の信号処理部50には、外部から原子力発電プラント10の出力目標値A11と発電機17の実出力値A12とが入力される。そして、出力目標値A11と実出力値A12とが偏差計算部52に入力される。 As shown in FIG. 1, the output target value A11 of the nuclear power plant 10 and the actual output value A12 of the generator 17 are input from the outside to the signal processing unit 50 of the output control device 11. The output target value A11 and the actual output value A12 are then input to the deviation calculation unit 52.

偏差計算部52は、出力目標値A11と実出力値A12との間の偏差量を計算し、計算した偏差量を表す偏差信号A15を抽気弁開度設定部54と排気弁開度設定部55とに出力する。 The deviation calculation unit 52 calculates the deviation between the output target value A11 and the actual output value A12, and outputs a deviation signal A15 representing the calculated deviation to the extraction valve opening setting unit 54 and the exhaust valve opening setting unit 55.

抽気弁開度設定部54は、偏差信号A15に基づいて、抽気弁41の開度の速度及び大きさを設定し、設定された抽気弁41の開度の速度及び大きさを表す抽気弁開度設定信号A16を抽気弁41に出力する。ここでは、このとき出力される抽気弁開度設定信号A16が例えば図2に示す抽気量変化グラフB11のような動作を抽気弁41の駆動手段(図示せぬ抽気弁サーボ)に指示する内容になっているものとして説明する。抽気量変化グラフB11は、抽気量の変化を表している。図2に示す例では、抽気量変化グラフB11は、偏差信号A15に基づいて、初めは定格値である抽気量を時刻aから時刻bまでの間下げさせる内容になっている。抽気弁41の駆動手段(図示せぬ抽気弁サーボ)は、抽気弁開度設定信号A16に基づいて、設定された速度及び大きさに抽気弁41の開度を調整する。 The bleed valve opening setting unit 54 sets the speed and magnitude of the opening of the bleed valve 41 based on the deviation signal A15, and outputs the bleed valve opening setting signal A16 representing the set speed and magnitude of the opening of the bleed valve 41 to the bleed valve 41. Here, the bleed valve opening setting signal A16 output at this time is described as having contents that instruct the drive means of the bleed valve 41 (bleed valve servo, not shown) to operate as shown in the bleed amount change graph B11 shown in FIG. 2. The bleed amount change graph B11 represents the change in the bleed amount. In the example shown in FIG. 2, the bleed amount change graph B11 is set to reduce the bleed amount, which is initially a rated value, from time a to time b based on the deviation signal A15. The drive means of the bleed valve 41 (bleed valve servo, not shown) adjusts the opening of the bleed valve 41 to the set speed and magnitude based on the bleed valve opening setting signal A16.

また、排気弁開度設定部55は、偏差信号A15に基づいて、排気弁42の開度の速度及び大きさを設定し、設定された排気弁42の開度の速度及び大きさを表す排気弁開度設定信号A17を排気弁42に出力する。ここでは、このとき出力される排気弁開度設定信号A17が例えば図2に示す排気量変化グラフB12のような動作を排気弁42の駆動手段(図示せぬ排気弁サーボ)に指示する内容になっているものとして説明する。排気量変化グラフB12は、排気量の変化を表している。図2に示す例では、排気量変化グラフB12は、偏差信号A15に基づいて、初めは定格値である抽気量を時刻cから時刻dまでの間下げさせる内容になっている。排気弁42の駆動手段(図示せぬ排気弁サーボ)は、排気弁開度設定信号A17に基づいて、設定された速度及び大きさに排気弁42の開度を調整する。 The exhaust valve opening setting unit 55 sets the speed and magnitude of the opening of the exhaust valve 42 based on the deviation signal A15, and outputs an exhaust valve opening setting signal A17 representing the set speed and magnitude of the opening of the exhaust valve 42 to the exhaust valve 42. Here, the exhaust valve opening setting signal A17 output at this time is described as having contents that instruct the driving means of the exhaust valve 42 (exhaust valve servo, not shown) to operate as shown in the exhaust volume change graph B12 shown in FIG. 2. The exhaust volume change graph B12 represents the change in the exhaust volume. In the example shown in FIG. 2, the exhaust volume change graph B12 is configured to reduce the extraction volume, which is initially the rated value, from time c to time d based on the deviation signal A15. The driving means of the exhaust valve 42 (exhaust valve servo, not shown) adjusts the opening of the exhaust valve 42 to the set speed and magnitude based on the exhaust valve opening setting signal A17.

また、加減弁開度設定部53は、タービン負荷設定信号A13に基づいて、蒸気加減弁40の開度の速度及び大きさを設定し、設定された蒸気加減弁40の開度の速度及び大きさを表す加減弁開度設定信号A14を蒸気加減弁40に出力する。蒸気加減弁40の駆動手段(図示せぬ加減弁サーボ)は、加減弁開度設定信号A14に基づいて、設定された速度及び大きさに蒸気加減弁40の開度を調整する。 The control valve opening setting unit 53 also sets the speed and magnitude of the opening of the steam control valve 40 based on the turbine load setting signal A13, and outputs a control valve opening setting signal A14 representing the set speed and magnitude of the opening of the steam control valve 40 to the steam control valve 40. The drive means of the steam control valve 40 (control valve servo, not shown) adjusts the opening of the steam control valve 40 to the set speed and magnitude based on the control valve opening setting signal A14.

また、炉出力設定部60Aの制御棒引抜挿入指令部62は、炉出力信号A18に基づいて、制御棒の位置を設定し、設定された位置への制御棒の移動を指示する制御棒引抜挿入指令A19を制御棒の図示せぬ支持手段に出力する。図示せぬ支持手段は、制御棒引抜挿入指令A19に基づいて、設定された位置へ制御棒を移動させて、原子炉12の内部に配置された制御棒の支持手段に制御棒の引抜又は挿入を指令して炉出力を制御する。 The control rod withdrawal/insertion command unit 62 of the reactor power setting unit 60A sets the position of the control rod based on the reactor power signal A18, and outputs a control rod withdrawal/insertion command A19 to a support means (not shown) for the control rod, which instructs the control rod to move to the set position. Based on the control rod withdrawal/insertion command A19, the support means (not shown) moves the control rod to the set position, and commands the support means for the control rod arranged inside the reactor 12 to withdraw or insert the control rod, thereby controlling the reactor power.

また、炉出力設定部60Aの再循環流量制御部63は、炉出力信号A18に基づいて、再循環流量を設定し、設定された再循環流量を表す再循環流量制御信号A20を図示せぬ再循環ポンプに出力する。図示せぬ再循環ポンプは、再循環流量制御信号A20に基づいて、図示せぬ復水器で主蒸気から復水された冷却水を原子炉12に戻す。これにより、出力制御装置11は、原子炉12の内部の水位を設定水位に保つ。 The recirculation flow rate control unit 63 of the reactor power setting unit 60A sets the recirculation flow rate based on the reactor power signal A18, and outputs a recirculation flow rate control signal A20 representing the set recirculation flow rate to a recirculation pump (not shown). The recirculation pump (not shown) returns the cooling water condensed from the main steam in a condenser (not shown) to the reactor 12 based on the recirculation flow rate control signal A20. In this way, the power control device 11 maintains the water level inside the reactor 12 at the set water level.

抽気弁41の駆動手段(図示せぬ抽気弁サーボ)が抽気弁41の開度を調整するとともに排気弁42の駆動手段(図示せぬ排気弁サーボ)が排気弁42の開度を調整することにより、発電機17の実出力値は、図2に示す出力変化グラフB14の実線のように変化する。このときの発電機17の実出力値の変化は、出力変化グラフB14に点線で示す抽気の絞りのみの場合の変化よりも速度が速く、また、変化量が大きくなっている。 The drive means for the bleed valve 41 (bleed valve servo, not shown) adjusts the opening of the bleed valve 41, and the drive means for the exhaust valve 42 (exhaust valve servo, not shown) adjusts the opening of the exhaust valve 42, so that the actual output value of the generator 17 changes as shown by the solid line in the output change graph B14 in FIG. 2. The change in the actual output value of the generator 17 at this time is faster and larger than the change in the case of only throttling the bleed air, as shown by the dotted line in the output change graph B14.

このような出力制御装置11は、発電機出力への短時間での出力変更要求に対して、主蒸気の抽気及び排気により発電機出力を一時的に増加させ、その間に燃料棒の健全性を確保した状態で炉出力を上げることができる。これにより、原子力発電プラント10の負荷追従性能を向上させることができる。 In response to a request to change the generator output in a short period of time, this type of output control device 11 can temporarily increase the generator output by extracting and exhausting main steam, while increasing the reactor output while ensuring the integrity of the fuel rods. This can improve the load following performance of the nuclear power plant 10.

なお、時刻a、b、c、及びdは、偏差計算部52から出力される偏差信号A15に基づいて、設定可能である。出力制御装置11は、このような制御を行うことによって、出力目標値A11と実出力値A12との間の偏差量から、抽気量及び排気量を変化させることが可能となる。 The times a, b, c, and d can be set based on the deviation signal A15 output from the deviation calculation unit 52. By performing this type of control, the output control device 11 can change the extraction air volume and the exhaust volume based on the deviation between the output target value A11 and the actual output value A12.

また、排気絞りによる出力向上は、抽気絞りによる出力向上と比較して、一時的に出力が上がるピーク動作を有するという利点がある。これは、排気絞り時に出力上げの律速(速さを律する、つまり、制御する要素)となる排気圧について、排気圧が飽和値となるまで一定の時間がかかるため、排気圧が飽和値になるまで出力上げの範囲が拡大することに起因する。そのため、原子力発電プラント10の制御によって、図2の出力変化グラフB14に示す通り、排気絞りによる発電機出力のピーク動作と、抽気絞りによる発電機出力上げを組み合わせることで、一時的な負荷追従性能の拡大と、排気圧が飽和した後の出力上げ量を増加させることが可能となる。 In addition, compared to power improvement by bleed throttling, power improvement by exhaust throttling has the advantage of having a peak operation that temporarily increases power. This is because it takes a certain amount of time for the exhaust pressure, which is the rate-limiting (i.e., controlling) factor for power increase during exhaust throttling, to reach a saturated value, and so the range of power increase expands until the exhaust pressure reaches a saturated value. Therefore, by controlling the nuclear power plant 10, as shown in the output change graph B14 in Figure 2, by combining the peak operation of the generator output by exhaust throttling and the generator output increase by bleed throttling, it is possible to temporarily improve load following performance and increase the amount of power increase after the exhaust pressure is saturated.

なお、本実施形態では出力上げ時の出力制御装置11の制御動作について説明したが、出力制御装置11は、出力下げ時にも同様の制御動作を行うことができる。 In this embodiment, the control operation of the output control device 11 when increasing the output has been described, but the output control device 11 can also perform a similar control operation when decreasing the output.

以上の通り、本実施形態1に係る出力制御装置11によれば、発電機出力への短時間での出力変更要求に対して、主蒸気の抽気及び排気により発電機出力を一時的に増加させ、その間に燃料棒の健全性を確保した状態で炉出力を上げることができる。これにより、原子力発電プラント10の負荷追従性能を向上させることができる。 As described above, according to the output control device 11 of this embodiment 1, in response to a request to change the generator output in a short period of time, the generator output can be temporarily increased by extracting and exhausting the main steam, and during that time, the reactor output can be increased while ensuring the integrity of the fuel rods. This makes it possible to improve the load following performance of the nuclear power plant 10.

[実施形態2]
前記した実施形態1に係る出力制御装置11の抽気及び排気絞りによる発電機出力の向上は、抽気及び排気先の給水加熱器19やドレンタンク21の健全性の観点から、ある一定の期間しか開度を調節することができない可能性がある。したがって、前記した実施形態1に係る出力制御装置11の発電機出力の向上は、一過的なものになる可能性がある。
[Embodiment 2]
The improvement in generator output by throttling the bleed air and exhaust gas of the output control device 11 according to the first embodiment described above may only be possible for a certain period of time from the viewpoint of the soundness of the feed water heater 19 and the drain tank 21 to which the bleed air and exhaust gas are applied. Therefore, the improvement in generator output of the output control device 11 according to the first embodiment described above may be temporary.

そこで、本実施形態では、発電機出力の上昇後にも、上昇後の出力を維持できるよう、抽気及び排気絞りによる発電機出力の向上に加えて炉出力の向上も加えた制御を実現する出力制御装置11Aを提供する。 Therefore, in this embodiment, an output control device 11A is provided that realizes control that improves the generator output by bleed and exhaust throttling, as well as the furnace output, so that the increased output can be maintained even after the generator output has increased.

以下、図3及び図4を参照して、本実施形態2に係る出力制御装置11Aの構成について説明する。図3は、本実施形態2に係る出力制御装置11Aを備えた原子力発電プラント10の概略構成図である。図4は、出力制御装置11Aの抽気弁開度設定部54と排気弁開度設定部55と原子炉12の制御ブロック図である。 The configuration of the output control device 11A according to the second embodiment will be described below with reference to Figs. 3 and 4. Fig. 3 is a schematic diagram of a nuclear power plant 10 equipped with the output control device 11A according to the second embodiment. Fig. 4 is a control block diagram of the extraction valve opening setting unit 54 and the exhaust valve opening setting unit 55 of the output control device 11A, and the reactor 12.

図3に示すように、本実施形態2に係る出力制御装置11Aは、実施形態1に係る出力制御装置11(図1参照)と比較すると、信号処理部50の代わりに信号処理部50Aを有するとともに、炉出力設定部60の代わりに炉出力設定部60Aを有する点で相違している。 As shown in FIG. 3, the output control device 11A of this embodiment 2 differs from the output control device 11 of embodiment 1 (see FIG. 1) in that it has a signal processing unit 50A instead of the signal processing unit 50, and a reactor power setting unit 60A instead of the reactor power setting unit 60.

信号処理部50A(図3参照)は、信号処理部50(図1参照)と比較すると、以下の点で相違している。
(1)出力目標値A11と実出力値A12との間の偏差量を計算する偏差計算部56が付加されている点。
(2)偏差計算部56によって計算された出力目標値A11と実出力値A12との間の偏差量(以下、「第1偏差量」と称する場合がある)を表す偏差信号A31が後記するタービン負荷偏差計算部57と炉出力偏差計算部61とに入力される点。
(3)タービン負荷設定部51と加減弁開度設定部53との間に、タービン負荷設定信号A13が表すタービンの負荷量と偏差信号A31が表す第1偏差量との間の偏差量(以下、「第2偏差量」と称する場合がある)を計算するタービン負荷偏差計算部57が付加されている点。
(4)タービン負荷偏差計算部57によって計算された第2偏差量を表す偏差信号A32が加減弁開度設定部53に入力される点。
The signal processing unit 50A (see FIG. 3) is different from the signal processing unit 50 (see FIG. 1) in the following respects.
(1) A deviation calculation unit 56 is added that calculates the amount of deviation between the output target value A11 and the actual output value A12.
(2) A deviation signal A31 representing the deviation amount (hereinafter, sometimes referred to as the "first deviation amount") between the output target value A11 and the actual output value A12 calculated by the deviation calculation unit 56 is input to a turbine load deviation calculation unit 57 and a reactor power deviation calculation unit 61 described below.
(3) A turbine load deviation calculation unit 57 is added between the turbine load setting unit 51 and the regulating valve opening setting unit 53. The turbine load deviation calculation unit 57 calculates the deviation amount (hereinafter sometimes referred to as the “second deviation amount”) between the turbine load amount represented by the turbine load setting signal A13 and the first deviation amount represented by the deviation signal A31.
(4) The deviation signal A32 representing the second deviation amount calculated by the turbine load deviation calculation unit 57 is input to the regulator valve opening setting unit 53.

また、炉出力設定部60A(図3参照)は、炉出力設定部60(図1参照)と比較すると、以下の点で相違している。
(1)炉出力信号A18と偏差信号A31との間の偏差量(以下、「第3偏差量」と称する場合がある)を計算する炉出力偏差計算部61が付加されている点。
(2)炉出力偏差計算部61によって計算された第3偏差量を表す偏差信号A33が制御棒引抜挿入指令部62と再循環流量制御部63とに入力される点。
Moreover, the reactor power setting unit 60A (see FIG. 3) is different from the reactor power setting unit 60 (see FIG. 1) in the following points.
(1) A reactor power deviation calculation unit 61 is added to calculate the deviation amount between the reactor power signal A18 and the deviation signal A31 (hereinafter, sometimes referred to as the "third deviation amount").
(2) A deviation signal A33 indicating the third deviation amount calculated by the reactor power deviation calculation unit 61 is input to the control rod withdrawal/insertion command unit 62 and the recirculation flow rate control unit 63.

ところで、炉出力の向上による発電機出力の変更は、抽気及び排気絞りによる発電機出力の変更と比較すると、速度は遅いものの、出力上昇後もその出力を維持できる利点がある。つまり、抽気及び排気絞りによる発電機出力の変更は、出力上げ後の出力を維持することが容易でない代わりに、出力上げ速度に優れた炉出力上げ制御を実現することができる。一方、炉出力上げによる発電機出力の変更は、出力上げ速度に劣る代わりに、出力上げ後の出力を維持することが容易な炉出力上げ制御を実現することができる。本実施形態2に係る出力制御装置11Aは、抽気及び排気絞りによる発電機出力の変更と、炉出力上げによる発電機出力の変更とを組み合わせた制御を実現する構成になっている。このような本実施形態2に係る出力制御装置11Aは、出力上げ速度が速く、かつ出力上げ後の出力を維持する原子力発電プラント10の出力制御を行うことができる。 By the way, the change in generator output by increasing the reactor power output is slower than the change in generator output by bleed and exhaust throttling, but has the advantage that the output can be maintained even after the output is increased. In other words, the change in generator output by bleed and exhaust throttling is not easy to maintain the output after the output is increased, but it can realize a reactor power increase control with excellent output increase speed. On the other hand, the change in generator output by increasing the reactor power output is inferior in output increase speed, but it can realize a reactor power increase control with easy to maintain the output after the output is increased. The output control device 11A according to this embodiment 2 is configured to realize a control that combines the change in generator output by bleed and exhaust throttling and the change in generator output by increasing the reactor power output. Such an output control device 11A according to this embodiment 2 can perform output control of the nuclear power plant 10 with a fast output increase speed and maintaining the output after the output is increased.

以下、図3及び図4を用いて、出力制御装置11Aの動作について説明する。ここでは、偏差計算部52から抽気弁開度設定部54と排気弁開度設定部55とに信号を送信する際の出力制御装置11Aの動作について重点的に説明する。 The operation of the output control device 11A will be described below with reference to Figures 3 and 4. Here, the operation of the output control device 11A when sending a signal from the deviation calculation unit 52 to the extraction valve opening setting unit 54 and the exhaust valve opening setting unit 55 will be mainly described.

図3に示すように、出力制御装置11Aの信号処理部50には、外部から原子力発電プラント10の出力目標値A11と発電機17の実出力値A12とが入力される。そして、出力目標値A11と実出力値A12とが偏差計算部52と偏差計算部56とに入力される。 As shown in FIG. 3, the output target value A11 of the nuclear power plant 10 and the actual output value A12 of the generator 17 are input from the outside to the signal processing unit 50 of the output control device 11A. The output target value A11 and the actual output value A12 are then input to the deviation calculation unit 52 and the deviation calculation unit 56.

実施形態1に係る出力制御装置11と同様に、本実施形態に係る出力制御装置11Aでは、偏差計算部52は、出力目標値A11と実出力値A12との間の偏差量を計算し、計算した偏差量を表す偏差信号A15を抽気弁開度設定部54と排気弁開度設定部55とに出力する。 Similar to the output control device 11 according to the first embodiment, in the output control device 11A according to this embodiment, the deviation calculation unit 52 calculates the deviation between the output target value A11 and the actual output value A12, and outputs a deviation signal A15 representing the calculated deviation to the extraction valve opening setting unit 54 and the exhaust valve opening setting unit 55.

抽気弁開度設定部54は、偏差信号A15に基づいて、抽気弁41の開度の速度及び大きさを設定し、設定された抽気弁41の開度の速度及び大きさを表す抽気弁開度設定信号A16を抽気弁41に出力する。ここでは、このとき出力される抽気弁開度設定信号A16が例えば図2及び図4に示す抽気量変化グラフB11のような動作を抽気弁41の駆動手段(図示せぬ抽気弁サーボ)に指示する内容になっているものとして説明する。抽気弁41の駆動手段(図示せぬ抽気弁サーボ)は、抽気弁開度設定信号A16に基づいて、設定された速度及び大きさに抽気弁41の開度を調整する。 The bleed valve opening setting unit 54 sets the speed and magnitude of the opening of the bleed valve 41 based on the deviation signal A15, and outputs an bleed valve opening setting signal A16 representing the set speed and magnitude of the opening of the bleed valve 41 to the bleed valve 41. Here, the bleed valve opening setting signal A16 output at this time will be described as having contents that instruct the drive means of the bleed valve 41 (bleed valve servo, not shown) to operate as shown in the bleed volume change graph B11 shown in Figures 2 and 4. The drive means of the bleed valve 41 (bleed valve servo, not shown) adjusts the opening of the bleed valve 41 to the set speed and magnitude based on the bleed valve opening setting signal A16.

また、排気弁開度設定部55は、偏差信号A15に基づいて、排気弁42の開度の速度及び大きさを設定し、設定された排気弁42の開度の速度及び大きさを表す排気弁開度設定信号A17を排気弁42に出力する。ここでは、このとき出力される排気弁開度設定信号A17が例えば図2及び図4に示す排気量変化グラフB12のような動作を排気弁42の駆動手段(図示せぬ排気弁サーボ)に指示する内容になっているものとして説明する。排気弁42の駆動手段(図示せぬ排気弁サーボ)は、排気弁開度設定信号A17に基づいて、設定された速度及び大きさに排気弁42の開度を調整する。 The exhaust valve opening setting unit 55 sets the speed and magnitude of the opening of the exhaust valve 42 based on the deviation signal A15, and outputs an exhaust valve opening setting signal A17 representing the set speed and magnitude of the opening of the exhaust valve 42 to the exhaust valve 42. Here, the exhaust valve opening setting signal A17 output at this time is described as having contents that instruct the drive means of the exhaust valve 42 (exhaust valve servo, not shown) to operate as shown in the exhaust volume change graph B12 shown in Figures 2 and 4. The drive means of the exhaust valve 42 (exhaust valve servo, not shown) adjusts the opening of the exhaust valve 42 to the set speed and magnitude based on the exhaust valve opening setting signal A17.

一方、実施形態1に係る出力制御装置11と異なり、本実施形態に係る出力制御装置11Aでは、偏差計算部56は、出力目標値A11と実出力値A12との間の偏差量(第1偏差量)を計算し、計算した第1偏差量を表す偏差信号A31をタービン負荷偏差計算部57と炉出力設定部60Aの炉出力偏差計算部61とに出力する。 Meanwhile, unlike the output control device 11 according to embodiment 1, in the output control device 11A according to this embodiment, the deviation calculation unit 56 calculates the deviation amount (first deviation amount) between the output target value A11 and the actual output value A12, and outputs the deviation signal A31 representing the calculated first deviation amount to the turbine load deviation calculation unit 57 and the reactor power deviation calculation unit 61 of the reactor power setting unit 60A.

タービン負荷偏差計算部57は、タービン負荷設定信号A13と第1偏差量を表す偏差信号A31との間の偏差量(第2偏差量)を計算し、計算した第2偏差量を表す偏差信号A32を加減弁開度設定部53に出力する。 The turbine load deviation calculation unit 57 calculates the deviation amount (second deviation amount) between the turbine load setting signal A13 and the deviation signal A31 representing the first deviation amount, and outputs the deviation signal A32 representing the calculated second deviation amount to the regulator valve opening setting unit 53.

加減弁開度設定部53は、第2偏差量を表す偏差信号A32に基づいて、蒸気加減弁40の開度の速度及び大きさを設定し、設定された蒸気加減弁40の開度の速度及び大きさを表す加減弁開度設定信号A14aを蒸気加減弁40に出力する。蒸気加減弁40の駆動手段(図示せぬ加減弁サーボ)は、加減弁開度設定信号A14aに基づいて、設定された速度及び大きさに蒸気加減弁40の開度を調整する。 The control valve opening setting unit 53 sets the speed and magnitude of the opening of the steam control valve 40 based on the deviation signal A32 representing the second deviation amount, and outputs a control valve opening setting signal A14a representing the set speed and magnitude of the opening of the steam control valve 40 to the steam control valve 40. The drive means of the steam control valve 40 (control valve servo, not shown) adjusts the opening of the steam control valve 40 to the set speed and magnitude based on the control valve opening setting signal A14a.

また、炉出力設定部60Aの炉出力偏差計算部61は、炉出力信号A18と第1偏差量を表す偏差信号A31との間の偏差量(第3偏差量)を計算し、計算した第3偏差量を表す偏差信号A33を制御棒引抜挿入指令部62と再循環流量制御部63とに出力する。 In addition, the reactor power deviation calculation unit 61 of the reactor power setting unit 60A calculates the deviation amount (third deviation amount) between the reactor power signal A18 and the deviation signal A31 representing the first deviation amount, and outputs the deviation signal A33 representing the calculated third deviation amount to the control rod withdrawal/insertion command unit 62 and the recirculation flow rate control unit 63.

制御棒引抜挿入指令部62は、第3偏差量を表す偏差信号A33に基づいて、制御棒の位置を設定し、設定された位置への制御棒の移動を指示する制御棒引抜挿入指令A19aを制御棒の図示せぬ支持手段に出力する。図示せぬ支持手段は、制御棒引抜挿入指令A19aに基づいて、設定された位置へ制御棒を移動させて、原子炉12の内部に配置された制御棒の支持手段に制御棒の引抜又は挿入を指令して炉出力を制御する。 The control rod withdrawal/insertion command unit 62 sets the position of the control rod based on the deviation signal A33 representing the third deviation amount, and outputs a control rod withdrawal/insertion command A19a to a support means (not shown) for the control rod, which commands the control rod to move to the set position. The support means (not shown) moves the control rod to the set position based on the control rod withdrawal/insertion command A19a, and commands the support means for the control rod arranged inside the reactor 12 to withdraw or insert the control rod, thereby controlling the reactor power.

また、再循環流量制御部63は、第3偏差量を表す偏差信号A33に基づいて、再循環流量を設定し、設定された再循環流量を表す再循環流量制御信号A20aを図示せぬ再循環ポンプに出力する。図示せぬ再循環ポンプは、再循環流量制御信号A20aに基づいて、図示せぬ復水器で主蒸気から復水された冷却水を原子炉12に戻す。これにより、出力制御装置11Aは、原子炉12の内部の水位を設定水位に保つ。 The recirculation flow rate control unit 63 also sets the recirculation flow rate based on the deviation signal A33 representing the third deviation amount, and outputs a recirculation flow rate control signal A20a representing the set recirculation flow rate to a recirculation pump (not shown). The recirculation pump (not shown) returns the cooling water condensed from the main steam in a condenser (not shown) to the reactor 12 based on the recirculation flow rate control signal A20a. As a result, the power control device 11A maintains the water level inside the reactor 12 at the set water level.

出力制御装置11Aは、加減弁開度設定信号A14aによる蒸気加減弁40の開度の調整制御、制御棒引抜挿入指令A19aによる制御棒の引抜又は挿入制御、及び、再循環流量制御信号A20aによる再循環流量の調整制御により、例えば図4に示す炉出力制御パターンB13のように変化する炉出力制御を実現することができる。 The power control device 11A can realize reactor power control that changes, for example, like the reactor power control pattern B13 shown in Figure 4, by controlling the adjustment of the opening of the steam control valve 40 using the control valve opening setting signal A14a, controlling the withdrawal or insertion of the control rod using the control rod withdrawal/insertion command A19a, and controlling the adjustment of the recirculation flow rate using the recirculation flow rate control signal A20a.

その結果、出力制御装置11Aは、図4に示す出力変化グラフB14aの実線のように変化する発電機17の実出力値を実現することができる。このときの発電機17の実出力値の変化は、出力変化グラフB14aに点線で示す抽気の絞りのみの場合の変化よりも速度が速く、また、変化量が大きくなっている。しかも、本実施形態2に係る出力制御装置11Aで実現される実出力値は、実施形態1に係る出力制御装置11で実現される実出力値(図2の出力変化グラフB14参照)と比較すると、一旦、出力目標値A11付近まで上昇した後に低下し、その後に、出力目標値A11まで再度上昇するように変化する点で相違している。 As a result, the output control device 11A can realize an actual output value of the generator 17 that changes as shown by the solid line in the output change graph B14a in FIG. 4. The change in the actual output value of the generator 17 at this time is faster and the amount of change is greater than the change in the case where only the bleed air is throttled, as shown by the dotted line in the output change graph B14a. Moreover, the actual output value realized by the output control device 11A of this embodiment 2 differs from the actual output value realized by the output control device 11 of the first embodiment (see the output change graph B14 in FIG. 2) in that it first rises to near the output target value A11, then drops, and then rises again to the output target value A11.

つまり、抽気弁及び排気弁の開度制御の動作については、本実施形態に係る出力制御装置11Aの動作は、実施形態1に係る出力制御装置11の動作と同様である。一方、炉出力の制御の動作については、本実施形態に係る出力制御装置11Aの動作は、実施形態1に係る出力制御装置11の動作と比較すると、出力目標値A11と実出力値A12との間の第1偏差量を表す偏差信号A31が炉出力設定部60に送られる点で相違している。そして、本実施形態に係る出力制御装置11Aは、例えば図4に示す炉出力制御パターンB13のように炉出力を変化(上昇)させる。炉出力上げの時刻は、排気絞りを開始する時刻cと同時刻に設定される。出力制御装置11Aは、図4に示す出力変化グラフB14aのように、排気絞りによる一時的な出力上げ制御が行われている間に、炉出力を上昇させることにより、目的となる発電機出力をより素早く達成することが可能となる。 That is, the operation of the output control device 11A according to this embodiment is the same as that of the output control device 11 according to the first embodiment in terms of the operation of controlling the opening degree of the extraction valve and the exhaust valve. On the other hand, the operation of the output control device 11A according to this embodiment is different from that of the output control device 11 according to the first embodiment in terms of the operation of controlling the reactor power in that a deviation signal A31 representing a first deviation amount between the output target value A11 and the actual output value A12 is sent to the reactor power setting unit 60. The output control device 11A according to this embodiment changes (increases) the reactor power, for example, as in the reactor power control pattern B13 shown in FIG. 4. The time of increasing the reactor power is set to the same time as the time c when exhaust throttling is started. The output control device 11A increases the reactor power while temporary power increase control by exhaust throttling is being performed, as shown in the output change graph B14a shown in FIG. 4, thereby making it possible to achieve the target generator output more quickly.

なお、本実施形態では出力上げ時の出力制御装置11Aの制御動作について説明したが、出力制御装置11Aは、出力下げ時にも同様の制御動作を行うことができる。 In this embodiment, the control operation of the output control device 11A when increasing the output has been described, but the output control device 11A can also perform a similar control operation when decreasing the output.

以上の通り、本実施形態2に係る出力制御装置11Aによれば、実施形態1に係る出力制御装置11と同様に、原子力発電プラント10の負荷追従性能を向上させることができる。 As described above, the output control device 11A according to the second embodiment can improve the load following performance of the nuclear power plant 10, similar to the output control device 11 according to the first embodiment.

[実施形態3]
実施形態2に係る出力制御装置11Aでは、出力目標値A11と実出力値A12との差が大きくなり、炉出力を急激に上昇(変化)させる場合に、炉心の燃料棒が急激な温度変化により破損する等の障害が発生する可能性があるため、燃料棒の健全性を保つことが好ましい。
[Embodiment 3]
In the power control device 11A of embodiment 2, when the difference between the power target value A11 and the actual power value A12 becomes large and the reactor power is suddenly increased (changed), there is a possibility that the fuel rods in the core may be damaged due to a sudden change in temperature, and other problems may occur, so it is preferable to maintain the integrity of the fuel rods.

そこで、本実施形態では、そのような燃料棒の健全性を保つことができる出力制御装置11Bを提供する。 Therefore, in this embodiment, we provide a power control device 11B that can maintain the integrity of such fuel rods.

以下、図5及び図6を参照して、本実施形態3に係る出力制御装置11Bの構成について説明する。図5は、本実施形態3に係る出力制御装置11Bを備えた原子力発電プラント10の概略構成図である。図6は、出力制御装置11Bの抽気弁開度設定部54と排気弁開度設定部55と原子炉12の制御ブロック図である。 The configuration of the output control device 11B according to the third embodiment will be described below with reference to Figs. 5 and 6. Fig. 5 is a schematic diagram of a nuclear power plant 10 equipped with the output control device 11B according to the third embodiment. Fig. 6 is a control block diagram of the extraction valve opening setting unit 54, the exhaust valve opening setting unit 55, and the reactor 12 of the output control device 11B.

図5に示すように、本実施形態3に係る出力制御装置11Bは、実施形態2に係る出力制御装置11A(図3参照)と比較すると、信号処理部50Aの代わりに信号処理部50Bを有する点で相違している。 As shown in FIG. 5, the output control device 11B according to the third embodiment differs from the output control device 11A according to the second embodiment (see FIG. 3) in that it has a signal processing unit 50B instead of the signal processing unit 50A.

信号処理部50B(図5参照)は、信号処理部50A(図3参照)と比較すると、以下の点で相違している。
(1)偏差計算部56とタービン負荷偏差計算部57との間及び偏差計算部56と炉出力設定部60の炉出力偏差計算部61との間に、変化率制限部59が付加されている点。
(2)外部に配置された評価装置58から燃料棒の健全性の評価を表す燃料棒健全性評価信号A99が変化率制限部59に入力される点。
(3)変化率制限部59は、燃料棒の健全性に問題がある場合に、偏差信号A31の代わりに、炉出力の変更に制限をかける内容になっている偏差信号A31aをタービン負荷偏差計算部57と炉出力設定部60の炉出力偏差計算部61とに出力する点。
(4)制御棒引抜挿入指令部62は、制御棒引抜挿入速度に制限をかけるとともに、再循環流量制御部63は、再循環流量に制限をかける点。
The signal processing unit 50B (see FIG. 5) is different from the signal processing unit 50A (see FIG. 3) in the following respects.
(1) A change rate limiting unit 59 is added between the deviation calculation unit 56 and the turbine load deviation calculation unit 57 and between the deviation calculation unit 56 and the reactor power deviation calculation unit 61 of the reactor power setting unit 60.
(2) A fuel rod integrity evaluation signal A99 representing an evaluation of the integrity of the fuel rod is input to the change rate limiting unit 59 from an externally disposed evaluation device 58.
(3) When there is a problem with the soundness of the fuel rod, the change rate limiting unit 59 outputs a deviation signal A31a, which places a limit on changes in reactor power, to the turbine load deviation calculation unit 57 and the reactor power deviation calculation unit 61 of the reactor power setting unit 60, instead of the deviation signal A31.
(4) The control rod withdrawal/insertion command unit 62 limits the control rod withdrawal/insertion speed, and the recirculation flow rate control unit 63 limits the recirculation flow rate.

なお、燃料棒の健全性に問題があるか否かの評価は、炉心燃料棒の最大線出力密度に基づいて行うことができる。又は、燃料棒の健全性に問題があるか否かの評価は、燃料棒の燃焼度履歴に基づいて行うこともできる。又は、燃料棒の健全性に問題があるか否かの評価は、原子炉12に対して設定された安全最小限界出力比に基づいて行うこともできる。 The evaluation of whether or not there is a problem with the integrity of the fuel rods can be performed based on the maximum linear power density of the core fuel rods. Alternatively, the evaluation of whether or not there is a problem with the integrity of the fuel rods can be performed based on the burnup history of the fuel rods. Alternatively, the evaluation of whether or not there is a problem with the integrity of the fuel rods can be performed based on the minimum safe critical power ratio set for the reactor 12.

以下、図5及び図6を用いて、出力制御装置11Bの動作について説明する。ここでは、偏差計算部52から抽気弁開度設定部54と排気弁開度設定部55とに信号を送信する際の出力制御装置11Bの動作について重点的に説明する。 The operation of the output control device 11B will be described below with reference to Figures 5 and 6. Here, the operation of the output control device 11B when sending a signal from the deviation calculation unit 52 to the extraction valve opening setting unit 54 and the exhaust valve opening setting unit 55 will be mainly described.

図5に示すように、出力制御装置11Bの信号処理部50には、外部から原子力発電プラント10の出力目標値A11と発電機17の実出力値A12とが入力される。そして、出力目標値A11と実出力値A12とが偏差計算部52と偏差計算部56とに入力される。 As shown in FIG. 5, the output target value A11 of the nuclear power plant 10 and the actual output value A12 of the generator 17 are input from the outside to the signal processing unit 50 of the output control device 11B. Then, the output target value A11 and the actual output value A12 are input to the deviation calculation unit 52 and the deviation calculation unit 56.

他の実施形態に係る出力制御装置11,11Aと同様に、本実施形態に係る出力制御装置11Bでは、偏差計算部52は、出力目標値A11と実出力値A12との間の偏差量を計算し、計算した偏差量を表す偏差信号A15を抽気弁開度設定部54と排気弁開度設定部55とに出力する。本実施形態に係る出力制御装置11Bの抽気弁開度設定部54と排気弁開度設定部55の動作は、他の実施形態に係る出力制御装置11,11Aの抽気弁開度設定部54と排気弁開度設定部55の動作と同じである。また、本実施形態に係る出力制御装置11Bの偏差計算部56の動作は、他の実施形態に係る出力制御装置11,11Aの偏差計算部56の動作と同じである。 As with the output control devices 11 and 11A according to the other embodiments, in the output control device 11B according to the present embodiment, the deviation calculation unit 52 calculates the deviation between the output target value A11 and the actual output value A12, and outputs a deviation signal A15 representing the calculated deviation to the bleed valve opening setting unit 54 and the exhaust valve opening setting unit 55. The operation of the bleed valve opening setting unit 54 and the exhaust valve opening setting unit 55 of the output control device 11B according to the present embodiment is the same as the operation of the bleed valve opening setting unit 54 and the exhaust valve opening setting unit 55 of the output control device 11 and 11A according to the other embodiments. In addition, the operation of the deviation calculation unit 56 of the output control device 11B according to the present embodiment is the same as the operation of the deviation calculation unit 56 of the output control device 11 and 11A according to the other embodiments.

ただし、他の実施形態に係る出力制御装置11,11Aと異なり、本実施形態に係る出力制御装置11Bでは、偏差計算部56によって計算された第1偏差量を表す偏差信号A31が変化率制限部59に入力される。また、外部に配置された評価装置58から燃料棒の健全性の評価を表す燃料棒健全性評価信号A99が変化率制限部59に入力される。評価装置58は、燃料棒の健全性を評価する装置である。 However, unlike the output control devices 11 and 11A according to the other embodiments, in the output control device 11B according to this embodiment, a deviation signal A31 representing the first deviation amount calculated by the deviation calculation unit 56 is input to the change rate limiting unit 59. In addition, a fuel rod soundness evaluation signal A99 representing an evaluation of the soundness of the fuel rod is input to the change rate limiting unit 59 from an external evaluation device 58. The evaluation device 58 is a device that evaluates the soundness of the fuel rod.

変化率制限部59は、燃料棒健全性評価信号A99に基づいて、燃料棒の健全性に問題があるか否かを判定する。そして、燃料棒の健全性に問題がある場合に、変化率制限部59は、偏差計算部56から出力された偏差信号A31の代わりに、偏差信号A31aをタービン負荷偏差計算部57と炉出力設定部60の炉出力偏差計算部61とに出力する。 The change rate limiting unit 59 determines whether or not there is a problem with the integrity of the fuel rod based on the fuel rod integrity evaluation signal A99. If there is a problem with the integrity of the fuel rod, the change rate limiting unit 59 outputs the deviation signal A31a to the turbine load deviation calculating unit 57 and the reactor power deviation calculating unit 61 of the reactor power setting unit 60, instead of the deviation signal A31 output from the deviation calculating unit 56.

偏差信号A31aが入力されたタービン負荷偏差計算部57は、タービン負荷設定信号A13と偏差信号A31aとの間の偏差量(第2偏差量)を計算し、計算した第2偏差量を表す偏差信号A32aを加減弁開度設定部53に出力する。 The turbine load deviation calculation unit 57, to which the deviation signal A31a is input, calculates the deviation amount (second deviation amount) between the turbine load setting signal A13 and the deviation signal A31a, and outputs the deviation signal A32a representing the calculated second deviation amount to the regulator valve opening setting unit 53.

加減弁開度設定部53は、第2偏差量を表す偏差信号A32aに基づいて、蒸気加減弁40の開度の速度及び大きさを設定し、設定された蒸気加減弁40の開度の速度及び大きさを表す加減弁開度設定信号A14bを蒸気加減弁40に出力する。この加減弁開度設定信号A14bは、実施形態2の加減弁開度設定信号A14a(図3参照)と異なり、蒸気加減弁40の開度の速度及び大きさに制限をかける内容を含んでいる。蒸気加減弁40の駆動手段(図示せぬ加減弁サーボ)は、加減弁開度設定信号A14bに基づいて、設定された速度及び大きさに蒸気加減弁40の開度を調整する。 The control valve opening setting unit 53 sets the speed and magnitude of the opening of the steam control valve 40 based on the deviation signal A32a representing the second deviation amount, and outputs a control valve opening setting signal A14b representing the set speed and magnitude of the opening of the steam control valve 40 to the steam control valve 40. Unlike the control valve opening setting signal A14a (see FIG. 3) of the second embodiment, this control valve opening setting signal A14b includes content that limits the speed and magnitude of the opening of the steam control valve 40. The drive means of the steam control valve 40 (control valve servo, not shown) adjusts the opening of the steam control valve 40 to the set speed and magnitude based on the control valve opening setting signal A14b.

また、炉出力設定部60の炉出力偏差計算部61は、炉出力信号A18と第1偏差量を表す偏差信号A31aとの間の偏差量(第3偏差量)を計算し、計算した第3偏差量を表す偏差信号A33aを制御棒引抜挿入指令部62と再循環流量制御部63とに出力する。 In addition, the reactor power deviation calculation unit 61 of the reactor power setting unit 60 calculates the deviation amount (third deviation amount) between the reactor power signal A18 and the deviation signal A31a representing the first deviation amount, and outputs the deviation signal A33a representing the calculated third deviation amount to the control rod withdrawal/insertion command unit 62 and the recirculation flow rate control unit 63.

制御棒引抜挿入指令部62は、第3偏差量を表す偏差信号A33aに基づいて、制御棒の位置を設定し、設定された位置への制御棒の移動を指示する制御棒引抜挿入指令A19bを制御棒の図示せぬ支持手段に出力する。この制御棒引抜挿入指令A19bは、実施形態2の制御棒引抜挿入指令A19a(図3参照)と異なり、制御棒引抜挿入速度に制限をかける内容を含んでいる。図示せぬ支持手段は、制御棒引抜挿入指令A19bに基づいて、設定された位置へ制御棒を移動させて、原子炉12の内部に配置された制御棒の支持手段に制御棒の引抜又は挿入を指令して炉出力を制御する。 The control rod withdrawal/insertion command unit 62 sets the position of the control rod based on the deviation signal A33a representing the third deviation amount, and outputs a control rod withdrawal/insertion command A19b to a support means (not shown) for the control rod, which commands the control rod to move to the set position. Unlike the control rod withdrawal/insertion command A19a (see FIG. 3) of the second embodiment, this control rod withdrawal/insertion command A19b includes content that limits the control rod withdrawal/insertion speed. Based on the control rod withdrawal/insertion command A19b, the support means (not shown) moves the control rod to a set position and commands the support means for the control rod arranged inside the reactor 12 to withdraw or insert the control rod, thereby controlling the reactor power.

また、再循環流量制御部63は、第3偏差量を表す偏差信号A33aに基づいて、再循環流量を設定し、設定された再循環流量を表す再循環流量制御信号A20bを図示せぬ再循環ポンプに出力する。この再循環流量制御信号A20bは、実施形態2の再循環流量制御信号A20a(図3参照)と異なり、再循環流量に制限をかける内容を含んでいる。図示せぬ再循環ポンプは、再循環流量制御信号A20bに基づいて、図示せぬ復水器で主蒸気から復水された冷却水を原子炉12に戻す。これにより、出力制御装置11Bは、原子炉12の内部の水位を設定水位に保つ。 The recirculation flow rate control unit 63 also sets the recirculation flow rate based on the deviation signal A33a representing the third deviation amount, and outputs a recirculation flow rate control signal A20b representing the set recirculation flow rate to a recirculation pump (not shown). Unlike the recirculation flow rate control signal A20a (see FIG. 3) of the second embodiment, this recirculation flow rate control signal A20b includes content that limits the recirculation flow rate. The recirculation pump (not shown) returns the cooling water condensed from the main steam in a condenser (not shown) to the reactor 12 based on the recirculation flow rate control signal A20b. As a result, the power control device 11B maintains the water level inside the reactor 12 at the set water level.

このような出力制御装置11Bでは、制御棒引抜挿入指令部62は、制御棒引抜挿入速度に制限をかける。また、炉出力偏差計算部61は、再循環流量(原子炉12に戻す冷却水の流量)に制限をかける。 In this type of power control device 11B, the control rod withdrawal/insertion command unit 62 limits the control rod withdrawal/insertion speed. In addition, the reactor power deviation calculation unit 61 limits the recirculation flow rate (the flow rate of cooling water returned to the reactor 12).

出力制御装置11Bは、加減弁開度設定信号A14bによる蒸気加減弁40の開度の調整制御、制御棒引抜挿入指令A19bによる制御棒の引抜又は挿入制御、及び、再循環流量制御信号A20bによる再循環流量の調整制御により、例えば図6に示す炉出力制御パターンB13bのように変化する炉出力制御を実現することができる。 The power control device 11B can realize reactor power control that changes, for example, like the reactor power control pattern B13b shown in FIG. 6, by controlling the adjustment of the opening of the steam control valve 40 using the control valve opening setting signal A14b, controlling the withdrawal or insertion of the control rod using the control rod withdrawal/insertion command A19b, and controlling the adjustment of the recirculation flow rate using the recirculation flow rate control signal A20b.

その結果、出力制御装置11Bは、図6に示す出力変化グラフB14bの実線のように変化する発電機17の実出力値を実現することができる。本実施形態3に係る出力制御装置11Bで実現される実出力値は、実施形態2に係る出力制御装置11Aで実現される実出力値(図4の出力変化グラフB14a参照)と比較すると、制限値AZが設定されている点で相違している。 As a result, the output control device 11B can realize an actual output value of the generator 17 that changes as shown by the solid line in the output change graph B14b in FIG. 6. The actual output value realized by the output control device 11B of this embodiment 3 is different from the actual output value realized by the output control device 11A of embodiment 2 (see output change graph B14a in FIG. 4) in that a limit value AZ is set.

つまり、抽気弁及び排気弁の開度制御の動作については、本実施形態に係る出力制御装置11Bの動作は、他の実施形態に係る出力制御装置11,11Aの動作と同様である。一方、炉出力の制御の動作については、本実施形態に係る出力制御装置11Bの動作は、実施形態2に係る出力制御装置11Aの動作と比較すると、実出力値A12に制限を設定している点で相違している。具体的には、本実施形態に係る出力制御装置11Bは、出力目標値A11と実出力値A12との間の第1偏差量を表す偏差信号A31aが炉出力設定部60に送られる。これを受けて、出力制御装置11Bは、例えば図6に示す炉出力制御パターンB13bのように炉出力を変化(上昇)させる。炉出力上げの時刻は、排気絞りを開始する時刻cと同時刻に設定される。出力制御装置11Bは、偏差信号A31と燃料棒健全性評価信号A99とを変化率制限部59で比較し、炉出力上げ要求の速度が燃料棒健全性評価信号A99で規定された速度を上回った場合に、変化率制限部59で設定された値以下に炉出力速度を設定する。これにより、本実施形態に係る出力制御装置11Bは、図6に示す出力変化グラフB14bのように、原子力発電プラント10の負荷追従運転時に、燃料棒の健全性の制限値AZを超えない範囲で、負荷追従運転が可能となる。この偏差出力信号と、燃料棒の健全性を評価する評価装置58からの燃料棒健全性評価信号A99とを変化率制限部59で比較し、変化率制限部59からの信号を炉出力上げ要求の速度が上回った場合は、炉出力速度を変化率制限部で設定された値以下とする。この原子力発電プラントの制御による出力変化グラフB14bに示す通り、原子力発電プラントの負荷追従時に燃料棒健全性の制限値AZを超えない範囲での負荷追従が可能となる。 That is, the operation of the output control device 11B according to this embodiment is the same as the operation of the output control devices 11 and 11A according to the other embodiments in terms of the operation of the opening control of the extraction valve and the exhaust valve. On the other hand, the operation of the output control device 11B according to this embodiment is different from the operation of the output control device 11A according to the second embodiment in that a limit is set on the actual output value A12. Specifically, in the output control device 11B according to this embodiment, a deviation signal A31a representing a first deviation amount between the output target value A11 and the actual output value A12 is sent to the reactor power setting unit 60. In response to this, the output control device 11B changes (increases) the reactor power, for example, as shown in the reactor power control pattern B13b in FIG. 6. The time of increasing the reactor power is set to the same time as the time c at which the exhaust throttling starts. The output control device 11B compares the deviation signal A31 with the fuel rod soundness evaluation signal A99 in the rate of change limiting unit 59, and when the rate of the reactor power increase request exceeds the rate specified by the fuel rod soundness evaluation signal A99, the reactor power speed is set to a value equal to or lower than the value set in the rate of change limiting unit 59. As a result, the output control device 11B according to this embodiment is capable of load following operation within a range not exceeding the limit value AZ of the soundness of the fuel rods during the load following operation of the nuclear power plant 10, as shown in the output change graph B14b in FIG. 6. The deviation output signal is compared with the fuel rod soundness evaluation signal A99 from the evaluation device 58 that evaluates the soundness of the fuel rods in the rate of change limiting unit 59, and when the rate of the reactor power increase request exceeds the signal from the rate of change limiting unit 59, the reactor power speed is set to a value equal to or lower than the value set in the rate of change limiting unit. As shown in the output change graph B14b due to the control of this nuclear power plant, load following of the nuclear power plant is possible within a range that does not exceed the limit value AZ for the integrity of the fuel rods.

制限値AZは、原子力発電プラント10の負荷追従運転時に燃料棒の健全性を確保するための制限値である。制限値AZは、炉心燃料棒の最大線出力密度、燃料棒の燃焼度履歴、原子炉12に対して設定された安全最小限界出力比等から設定される。制限値AZは、燃料棒健全性評価信号A99に含むようにしてもよい。又は、制限値AZは、変化率制限部59が燃料棒健全性評価信号A99に基づいて設定するようにしてもよい。 The limit value AZ is a limit value for ensuring the integrity of the fuel rods during load following operation of the nuclear power plant 10. The limit value AZ is set based on the maximum linear power density of the core fuel rods, the burnup history of the fuel rods, the safe minimum limit power ratio set for the reactor 12, and the like. The limit value AZ may be included in the fuel rod integrity evaluation signal A99. Alternatively, the limit value AZ may be set by the change rate limiting unit 59 based on the fuel rod integrity evaluation signal A99.

以上の通り、本実施形態3に係る出力制御装置11Bによれば、他の実施形態に係る出力制御装置11,11Aと同様に、原子力発電プラント10の負荷追従性能を向上させることができる。 As described above, the output control device 11B according to this embodiment 3 can improve the load following performance of the nuclear power plant 10, similar to the output control devices 11 and 11A according to the other embodiments.

[実施形態4]
本実施形態では、原子力発電プラント10で過去に実施されたタービンの負荷変更運転時の実績レートを記憶部に記憶しておき、その実績レートを利用するようにした出力制御装置11Cを提供する。
[Embodiment 4]
In this embodiment, an output control device 11C is provided that stores in a storage unit the actual rates at the time of turbine load change operations previously performed in the nuclear power plant 10, and utilizes the actual rates.

以下、図7を参照して、本実施形態4に係る出力制御装置11Cの構成について説明する。図7は、本実施形態4に係る出力制御装置11Cを備えた原子力発電プラント10の概略構成図である。 The configuration of the output control device 11C according to the fourth embodiment will be described below with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a schematic diagram of a nuclear power plant 10 equipped with the output control device 11C according to the fourth embodiment.

図7に示すように、本実施形態4に係る出力制御装置11Cは、実施形態1に係る出力制御装置11(図1参照)と比較すると、実績レート記憶部71を有する点で相違している。 As shown in FIG. 7, the output control device 11C of this embodiment 4 differs from the output control device 11 of embodiment 1 (see FIG. 1) in that it has an actual rate memory unit 71.

実績レート記憶部71は、原子力発電プラント10で過去に実施されたタービンの負荷変更運転時の実績レートを記憶する記憶部である。実績レート記憶部71には、原子力発電プラント10で過去に実施されたタービンの負荷上げ運転時の負荷上げ実績レートA71aとタービンの負荷下げ運転時の負荷下げ実績レートA71bとが記憶されている。なお、実績レート記憶部71は、出力制御装置11Cの外部に配置するようにしてもよい。 The actual rate memory unit 71 is a memory unit that stores actual rates during turbine load change operations previously performed in the nuclear power plant 10. The actual rate memory unit 71 stores a load increase actual rate A71a during turbine load increase operations previously performed in the nuclear power plant 10 and a load reduction actual rate A71b during turbine load reduction operations. The actual rate memory unit 71 may be arranged outside the output control device 11C.

負荷上げ実績レートA71aと負荷下げ実績レートA71bは、原子力発電プラント10の運転時に実績レート記憶部71からタービン負荷設定部51に出力される。 The load increase actual rate A71a and the load decrease actual rate A71b are output from the actual rate memory unit 71 to the turbine load setting unit 51 during operation of the nuclear power plant 10.

タービン負荷設定部51は、タービンの負荷上げ時に、実績レート記憶部71に記録された負荷上げ実績レートA71aよりも現在のタービンの負荷量が低くなるように設定する。 When increasing the turbine load, the turbine load setting unit 51 sets the current turbine load to be lower than the load increase actual rate A71a recorded in the actual rate memory unit 71.

また、タービン負荷設定部51は、タービンの負荷下げ時に、実績レート記憶部71に記録された負荷下げ実績レートA71bよりも現在のタービンの負荷量が高くなるように設定する。 In addition, when the turbine load is reduced, the turbine load setting unit 51 sets the current turbine load to be higher than the load reduction actual rate A71b recorded in the actual rate memory unit 71.

このような本実施形態4に係る出力制御装置11Cによれば、他の実施形態に係る出力制御装置11,11A,11Bと同様に、原子力発電プラント10の負荷追従性能を向上させることができる。
しかも、出力制御装置11Cによれば、タービンの負荷上げ時に、過去に記録された負荷上げ実績レートA71aよりも現在のタービンの負荷量が低くなるように、原子力発電プラント10を制御することができる。また、タービンの負荷下げ時に、過去に記録された負荷下げ実績レートA71bよりも現在のタービンの負荷量が高くなるように、原子力発電プラント10を制御することができる。
According to the output control device 11C of this fourth embodiment, like the output control devices 11, 11A, and 11B of the other embodiments, the load following performance of the nuclear power plant 10 can be improved.
Moreover, according to the output control device 11C, the nuclear power plant 10 can be controlled so that, when the turbine load is increased, the current turbine load is lower than the load increase actual rate A71a recorded in the past, and, when the turbine load is decreased, the nuclear power plant 10 can be controlled so that the current turbine load is higher than the load decrease actual rate A71b recorded in the past.

本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に他の構成を加えることも可能である。また、各構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes various modified examples. For example, the above-described embodiment has been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to having all of the configurations described. In addition, it is possible to replace part of the configuration of the embodiment with another configuration, and it is also possible to add another configuration to the configuration of the embodiment. In addition, it is possible to add, delete, or replace part of each configuration with another configuration.

10 原子力発電プラント
11,11A,11B 出力制御装置
12 原子炉
13 制御棒
14 高圧タービン(タービン)
15 気水分離機
16 低圧タービン
17 発電機
18 低圧給水加熱器
19 給水加熱器
20 高圧給水加熱器
21 ドレンタンク
31,32,33,34,35,36,37,38 配管
39 配管(排気系統)
40 蒸気加減弁(加減弁)
41 抽気弁
42 排気弁
50,50A,50B 信号処理部
51 タービン負荷設定部
52 偏差計算部
53 加減弁開度設定部
54 抽気弁開度設定部
55 排気弁開度設定部
56 偏差計算部
57 タービン負荷偏差計算部
58 評価装置
59 変化率制限部
60,60A 炉出力設定部
61 炉出力偏差計算部
62 制御棒引抜挿入指令部
63 再循環流量制御部
71 実績レート記憶部(記憶部)
A11 出力目標値
A12 実出力値
A13 タービン負荷設定信号
A14,A14a 加減弁開度設定信号
A15 偏差信号
A16 抽気弁開度設定信号
A17 排気弁開度設定信号
A18 炉出力信号(炉出力)
A19,A19a,A19b 制御棒引抜挿入指令(位置)
A20,A20a,A20b 再循環流量制御信号(再循環流量)
A31,A31a 偏差信号(第1偏差量)
A32,A32a 偏差信号(第2偏差量)
A33,A33a 偏差信号(第3偏差量)
A71a 負荷上げ実績レート
A71b 負荷下げ実績レート
A99 燃料棒健全性評価信号(燃料棒健全性評価)
AZ 制限値
B11 抽気量変化グラフ
B12 排気量変化グラフ
B13,B13b 炉出力制御パターン
B14,B14a,B14b 出力変化グラフ
10 Nuclear power plant 11, 11A, 11B Output control device 12 Nuclear reactor 13 Control rod 14 High pressure turbine (turbine)
15 Steam/water separator 16 Low pressure turbine 17 Generator 18 Low pressure feed water heater 19 Feed water heater 20 High pressure feed water heater 21 Drain tank 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 Piping 39 Piping (exhaust system)
40 Steam control valve (control valve)
Description of the Reference Signs 41 Bleed valve 42 Exhaust valve 50, 50A, 50B Signal processing unit 51 Turbine load setting unit 52 Deviation calculation unit 53 Regulating valve opening setting unit 54 Bleed valve opening setting unit 55 Exhaust valve opening setting unit 56 Deviation calculation unit 57 Turbine load deviation calculation unit 58 Evaluation device 59 Change rate limiting unit 60, 60A Reactor power setting unit 61 Reactor power deviation calculation unit 62 Control rod withdrawal/insertion command unit 63 Recirculation flow rate control unit 71 Actual rate storage unit (storage unit)
A11 Output target value A12 Actual output value A13 Turbine load setting signal A14, A14a Regulating valve opening setting signal A15 Deviation signal A16 Extraction valve opening setting signal A17 Exhaust valve opening setting signal A18 Furnace output signal (furnace output)
A19, A19a, A19b Control rod withdrawal/insertion command (position)
A20, A20a, A20b Recirculation flow control signal (recirculation flow rate)
A31, A31a Deviation signal (first deviation amount)
A32, A32a: deviation signal (second deviation amount)
A33, A33a Deviation signal (third deviation amount)
A71a Load increase actual rate A71b Load decrease actual rate A99 Fuel rod integrity evaluation signal (fuel rod integrity evaluation)
AZ limit value B11 Extraction amount change graph B12 Exhaust amount change graph B13, B13b Reactor power control pattern B14, B14a, B14b Power change graph

Claims (12)

原子炉で発生した蒸気により駆動されるタービンと、前記タービンにより駆動されて電力を発生する発電機と、前記タービンから流出した抽気蒸気の流量を調整する抽気弁と、前記タービンの排気系統に設置された排気弁と、を備える原子力発電プラントに対して、前記原子力発電プラントの出力目標値と前記発電機の実出力値とに基づいて、前記抽気弁と前記排気弁の開度を制御する信号処理部と、
前記原子炉の炉出力を設定する炉出力設定部と、を備え、
前記タービンの負荷上げ時に、前記信号処理部は、前記抽気弁と前記排気弁の開度を絞ることで、一時的に前記タービンの負荷上げ量を増加させるとともに、一時的に前記負荷上げ量を増加させている間に、前記炉出力設定部は、前記炉出力を上げる制御を行う
ことを特徴とする原子力発電プラントの出力制御装置。
a signal processing unit for controlling openings of the extraction valve and the exhaust valve based on an output target value of the nuclear power plant and an actual output value of the generator, for a nuclear power plant including a turbine driven by steam generated in a nuclear reactor, a generator driven by the turbine to generate electric power, an extraction valve for adjusting a flow rate of the extraction steam flowing out from the turbine, and an exhaust valve provided in an exhaust system of the turbine;
A reactor power setting unit that sets the reactor power of the reactor,
2. An output control device for a nuclear power plant, comprising: a signal processing unit that, when a load is increased on the turbine, reduces openings of the extraction valve and the exhaust valve to temporarily increase an amount of load increase on the turbine; and, while the amount of load increase is being temporarily increased, the reactor power setting unit performs control to increase the reactor power.
請求項1に記載の原子力発電プラントの出力制御装置において、
前記タービンの負荷下げ時に、前記信号処理部は、前記抽気弁と前記排気弁の開度を広げることで、一時的に前記タービンの負荷下げ量を増加させるとともに、一時的に前記負荷下げ量を増加させている間に、前記炉出力設定部は、前記炉出力を下げる制御を行う
ことを特徴とする原子力発電プラントの出力制御装置。
2. The output control device for a nuclear power plant according to claim 1,
2. An output control device for a nuclear power plant, comprising: a signal processing unit that, when a load on the turbine is reduced, increases an amount of load reduction on the turbine temporarily by increasing an opening degree of the extraction valve and the exhaust valve; and, while the amount of load reduction is temporarily increased, the reactor power setting unit performs control to reduce the reactor power.
請求項1に記載の原子力発電プラントの出力制御装置において、
前記信号処理部は、
前記出力目標値に基づいて、前記タービンの負荷量を設定するタービン負荷設定部と、
前記タービン負荷設定部によって設定された前記タービンの負荷量に基づいて、前記タービンに供給される主蒸気の量を制御する加減弁の開度を設定する加減弁開度設定部と、
前記出力目標値と前記実出力値との間の偏差量を計算する偏差計算部と、
前記偏差計算部によって計算された偏差量に基づいて前記抽気弁の開度を設定する抽気弁開度設定部と、
前記偏差計算部によって計算された偏差量に基づいて前記排気弁の開度を設定する排気弁開度設定部と、を有する
ことを特徴とする原子力発電プラントの出力制御装置。
2. The output control device for a nuclear power plant according to claim 1,
The signal processing unit includes:
a turbine load setting unit that sets a load amount of the turbine based on the output target value;
a regulator valve opening setting unit that sets an opening of a regulator valve that controls an amount of main steam supplied to the turbine based on a load amount of the turbine set by the turbine load setting unit;
a deviation calculation unit that calculates a deviation amount between the output target value and the actual output value;
an air bleed valve opening setting unit that sets an opening of the air bleed valve based on the deviation amount calculated by the deviation calculation unit;
an exhaust valve opening setting unit that sets an opening of the exhaust valve based on the deviation amount calculated by the deviation calculation unit.
請求項3に記載の原子力発電プラントの出力制御装置において、
前記信号処理部は、前記タービン負荷設定部と前記加減弁開度設定部との間に、前記出力目標値と前記実出力値との間の第1偏差量とし、前記タービン負荷設定部によって設定された前記タービンの負荷量と前記第1偏差量との間の第2偏差量を計算するタービン負荷偏差計算部を有し、
前記加減弁開度設定部は、前記第2偏差量に基づいて、前記加減弁の開度を設定する
ことを特徴とする原子力発電プラントの出力制御装置。
4. The output control device for a nuclear power plant according to claim 3,
the signal processing unit has a turbine load deviation calculation unit, between the turbine load setting unit and the regulating valve opening setting unit, which calculates a first deviation amount between the output target value and the actual output value, and a second deviation amount between the load amount of the turbine set by the turbine load setting unit and the first deviation amount,
4. An output control device for a nuclear power plant, wherein the control valve opening setting unit sets the opening of the control valve based on the second deviation amount.
請求項1に記載の原子力発電プラントの出力制御装置において、
前記炉出力設定部は、
前記原子炉の内部に配置された制御棒の支持手段に前記制御棒の引抜又は挿入を指令して炉出力を制御する制御棒引抜挿入指令部と、
復水器で主蒸気から復水された水を前記原子炉に戻す際の再循環流量を制御する再循環流量制御部と、を有し、
前記制御棒引抜挿入指令部は、前記原子炉の炉出力に基づいて、前記制御棒の位置を設定するとともに、
前記再循環流量制御部は、前記原子炉の炉出力に基づいて、前記再循環流量を設定する
ことを特徴とする原子力発電プラントの出力制御装置。
2. The output control device for a nuclear power plant according to claim 1,
The reactor power setting unit includes:
a control rod withdrawal/insertion command unit that controls reactor power by commanding a support means for a control rod disposed inside the reactor to withdraw or insert the control rod;
a recirculation flow rate control unit for controlling a recirculation flow rate when water condensed from the main steam in a condenser is returned to the reactor,
The control rod withdrawal/insertion command unit sets the position of the control rod based on the reactor power of the reactor, and
2. A power control device for a nuclear power plant, wherein the recirculation flow rate control unit sets the recirculation flow rate based on a reactor power of the nuclear reactor.
請求項5に記載の原子力発電プラントの出力制御装置において、
前記炉出力設定部は、前記出力目標値と前記実出力値との間の第1偏差量とし、前記原子炉の炉出力と前記第1偏差量との間の第3偏差量を計算する炉出力偏差計算部を有し、
前記制御棒引抜挿入指令部は、前記第3偏差量に基づいて、前記制御棒の位置を設定するとともに、
前記再循環流量制御部は、前記第3偏差量に基づいて、前記再循環流量を設定する
ことを特徴とする原子力発電プラントの出力制御装置。
6. The output control device for a nuclear power plant according to claim 5,
the reactor power setting unit has a reactor power deviation calculation unit that calculates a first deviation amount between the power target value and the actual power value, and a third deviation amount between the reactor power of the reactor and the first deviation amount,
The control rod withdrawal/insertion command unit sets a position of the control rod based on the third deviation amount, and
4. An output control device for a nuclear power plant, wherein the recirculation flow rate control unit sets the recirculation flow rate based on the third deviation amount.
請求項5に記載の原子力発電プラントの出力制御装置において、
評価装置によって評価された燃料棒の健全性に問題がある場合に、前記制御棒引抜挿入指令部は、制御棒引抜挿入速度に制限をかけるとともに、前記再循環流量制御部は、前記再循環流量に制限をかける
ことを特徴とする原子力発電プラントの出力制御装置。
6. The output control device for a nuclear power plant according to claim 5,
An output control device for a nuclear power plant, characterized in that when there is a problem with the integrity of the fuel rod evaluated by the evaluation device, the control rod withdrawal/insertion command unit limits the control rod withdrawal/insertion speed, and the recirculation flow rate control unit limits the recirculation flow rate.
請求項7に記載の原子力発電プラントの出力制御装置において、
前記燃料棒の健全性に問題があるか否かの評価は、最大線出力密度に基づいて行われる
ことを特徴とする原子力発電プラントの出力制御装置。
8. The output control device for a nuclear power plant according to claim 7,
13. A power control device for a nuclear power plant, wherein the evaluation of whether or not there is a problem with the soundness of the fuel rods is performed based on the maximum linear heat generation density.
請求項7に記載の原子力発電プラントの出力制御装置において、
前記燃料棒の健全性に問題があるか否かの評価は、燃焼度履歴に基づいて行われる
ことを特徴とする原子力発電プラントの出力制御装置。
8. The output control device for a nuclear power plant according to claim 7,
13. A power control device for a nuclear power plant, wherein the evaluation of whether or not there is a problem with the soundness of the fuel rods is performed based on a burnup history.
請求項7に記載の原子力発電プラントの出力制御装置において、
前記燃料棒の健全性に問題があるか否かの評価は、安全最小限界出力比に基づいて行われる
ことを特徴とする原子力発電プラントの出力制御装置。
8. The output control device for a nuclear power plant according to claim 7,
1. A power control device for a nuclear power plant, wherein the evaluation of whether or not there is a problem with the soundness of the fuel rods is performed based on a minimum safe critical power ratio.
請求項3に記載の原子力発電プラントの出力制御装置において、
前記原子力発電プラントで過去に実施された前記タービンの負荷上げ運転時の負荷上げ実績レートと前記タービンの負荷下げ運転時の負荷下げ実績レートとを記録する記録部を更に備え、
前記タービン負荷設定部は、
前記タービンの負荷上げ時に、前記記録部に記録された前記負荷上げ実績レートよりも現在の前記タービンの負荷量が低くなるように設定するとともに、
前記タービンの負荷下げ時に、前記記録部に記録された前記負荷下げ実績レートよりも現在の前記タービンの負荷量が高くなるように設定する
ことを特徴とする原子力発電プラントの出力制御装置。
4. The output control device for a nuclear power plant according to claim 3,
a recording unit that records an actual load increase rate during a load increase operation of the turbine and an actual load reduction rate during a load reduction operation of the turbine that have been previously performed in the nuclear power plant,
The turbine load setting unit is
When the load of the turbine is increased, a current load amount of the turbine is set to be lower than the load increase actual rate recorded in the recorder,
1. An output control device for a nuclear power plant, comprising: a control unit for controlling a load on the turbine, the control unit controlling the load on the turbine being increased by a current ...
原子炉で発生した蒸気により駆動されるタービンと、前記タービンにより駆動されて電力を発生する発電機と、前記タービンから流出した抽気蒸気の流量を調整する抽気弁と、前記タービンの排気系統に設置された排気弁と、を備える原子力発電プラントに対して、前記タービンの負荷上げ時に、前記抽気弁と前記排気弁の開度を絞ることで、一時的に前記タービンの負荷上げ量を増加させるとともに、一時的に前記負荷上げ量を増加させている間に、前記原子炉の炉出力を上げる制御を行い、一方、前記タービンの負荷下げ時に、前記抽気弁と前記排気弁の開度を広げることで、一時的に前記タービンの負荷下げ量を増加させるとともに、一時的に前記負荷下げ量を増加させている間に、前記原子炉の炉出力を下げる制御を行う
ことを特徴とする原子力発電プラントの出力制方法。
1. A method for controlling output of a nuclear power plant comprising: a turbine driven by steam generated in a nuclear reactor; a generator driven by the turbine to generate electric power; an extraction valve for adjusting the flow rate of extraction steam flowing out from the turbine; and an exhaust valve provided in an exhaust system of the turbine, the method comprising the steps of: when a load is increased on the turbine, narrowing the openings of the extraction valve and the exhaust valve to temporarily increase the amount of load increase on the turbine, and performing control to increase the reactor output of the nuclear reactor while the amount of load increase is temporarily increased; and when a load is decreased on the turbine, widening the openings of the extraction valve and the exhaust valve to temporarily increase the amount of load decrease on the turbine, and performing control to decrease the reactor output of the nuclear reactor while the amount of load decrease is temporarily increased.
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