JPH01222101A

JPH01222101A - 給水ポンプ制御方法および装置

Info

Publication number: JPH01222101A
Application number: JP4699288A
Authority: JP
Inventors: Osamu Okubo; 修大久保
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1989-09-05
Anticipated expiration: 2012-12-03
Also published as: JP2685204B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、蒸気タービンの抽気と復水との熱交換により
給水加熱器において発生したヒータドレンを、ドレンポ
ンプによって昇圧して復水管に注入するとともに、復水
およびタービンドレンを互いに並列に接続された複数の
給水ポンプおよび予備給水ポンプによって蒸気発生装置
に供給するようにした蒸気タービンプラントにおける給
水ポンプの制御方法およびその装置に関する。

（従来の技術）一般に、蒸気タービンプラントにおいては、給水加熱器
において発生したヒータドレンをドレンポンプによって
昇圧して復水管に注入するヒータドレンポンプアップシ
ステムが採用されている。

すなわち、第４図は上記ヒータドレンポンプアップシス
テムを採用した蒸気タービンプラントの概略系統図であ
って、原子炉１で発生した主蒸気は、主蒸気弁２を経て
高圧タービン３に供給され、そこで仕事を行なった主蒸
気は気水分離加熱装置４を経て低圧タービン５に至り、
その後復水器６において海水で冷却されて復水せしめら
れる。この復水は互いに並列に接続された複数の低圧復
水ポンプ７によって昇圧された後、空気抽出器８および
グランド蒸気復水器９を経て互いに並列に接続された複
数の高圧復水ポンプ１０に送給され、そこで昇圧された
復水は低圧給水加熱器１１で昇温され、さらに互いに並
列に接続された複数の給水ポンプ１２で昇圧された後高
圧給水加熱器１３で昇温され、原子炉１に給水される。

、５、高圧タービン３からの抽気は高圧給水加熱器１３
で給水と熱交換した後ヒータドレンとなり高圧ドレンタ
ンク１４に集められる。そして、この高圧ドレンタンク
１４に集められたヒータドレンは、高圧ドレンポンプ１
５によって昇圧された後に給水ポンプ１２の吸込側に注
入される。なおこの場合、高圧ドレンポンプ１５の吐出
側に設置された水位調節弁１６によっ゛て高圧ドレンタ
ンク１４の水位が一定に保たれるように制御される。

また、低圧タービン５から抽気された蒸気が低圧給水加
熱器１１に送られ、そこで復水と熱交換せしめられた後
ヒータドレンとなり低圧ドレンタンク１７に集められる
。そして、上記低圧ドレンタンク１７に集められたヒー
タドレンは低圧ドレンポンプ１８によって昇圧された後
に高圧復水ポンプ１０の吸込側に注入される。なお、図
中符号１９は低圧ドレンタンク１７の水位を一定に保つ
ように制御される水位調節弁である。

ところで、高圧ドレンポンプ１５および低圧ドレンポン
プ１８は、復水系の圧力が高い低負荷時には運転されず
、復水系の圧力が高圧ドレンポンプ１５および低圧ドレ
ンポンプ１８の吐出圧力とほぼ同等になる約５０％負荷
時に運転開始される。

第５図に給水ポンプのシステムへラドカーブを示す。

すなわち、プラント出力が約５０％未満ではヒータドレ
ンは復水系に注入されず直接復水器に回収されるため、
ヒータドレンポンプアップシステムを構成するポンプの
うち運転しているのは低圧復水ポンプと高圧復水ポンプ
１ｏと給水ポンプ１２である。このため、プラント出力
が約５０％になるまでの給水ポンプの吸込圧力は低圧復
水ポンプと高圧復水ポンプによって確保されている。

そこで、プラント出力が約５０％になると高圧ドレンポ
ンプ１５および低圧ドレンポンプ１８が運転開始するた
め、給水ポンプの吸込圧力は高くなる。これは、高圧ド
レンポンプ１５および低圧ドレンポンプ１８によって給
水流量の一部が送水されるために、低圧復水ポンプおよ
び高圧復水ポンプの吐出流量が減少してポンプめ流量−
吐出圧力特性（以下Ｑ−Ｈ特性という）により吐出圧力
が高くなるからである。

また、給水ポンプの吸込圧力は下記の式で求めることか
できる。

ＰＲＥＰ　”　ＰＬＰＣＰ＋ＰＨＰＣＰ−△Ｐ１−ΔＰ
２・・・・・・・・・　（１）ここで、ＰＲＥＦは給水ポンプの吸込圧力ＰＬＰＣＰは
低圧復水ボジブのＱ−Ｈ特性から求まる低圧復水ポンプ
の吐出圧力ＰＨＰＣＰは高圧復水ポンプのＱ−Ｈ特性から求まる高
圧復水ポンプの吐出圧力 ΔＰ、は復水器から給水ポンプに至るまでの機器圧力損
失と配管圧力損失の和 △Ｐ２は静水頭一方、各ポンプの吐出流量は次のようになる。

ここで、Ｑは給水流量Ｑｌは運転中の低圧復水ポンプ（通常運転中は２台運転）の吐出流量の和Ｑ２は運転中の高圧復水ポンプ（通常運転中は２台運転）の吐出流量の和Ｑｌｌは運転中の高圧ドレンポンプの吐出流量の和ＱＬは運転中の低圧ドレンポンプの吐出流量の和ところで、一般的なヒータドレンポンプアップシステム
におけるＱ、、Ｑ２．ＱＨ，Ｑ、、とＱとの関係は次の
ようである。

Ｑ１ζ０．５５ＸＱＱ、岬０．１５ＸＱ　　　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（３）Ｑ２崎０．７ＸＱＱＩｔ師０．３ＸＱ（２）式と（３）式に示すように、高圧ドレンポンプと
低圧ドレンポンプが運転を開始する約５０％以上のプラ
ント出力では、高圧復水ポンプと低圧復水ポンプと給水
ポンプの吐出流量は同じではなく、Ｑ＞Ｑ２〉Ｑｌ　・・・・・・・・・・・・・・・叫・
・　（４）の関係が成り立つ。

また、ポンプの容量は１００％プラント出力時の各ポン
プの吐出流量を基に設′計するため、各ポンプ１台の容
量は第１表に示すようになる。

第１表（発明が解決しようとする課題）ヒータドレンポンプアップシステムにおいては、各ポン
プの設：１容量が第１表に示すにようにしであるため、
通常運転中において高圧ドレンポンプ及び低圧ドレンポ
ンプからの送水が喪失した場合には、低圧復水ポンプと
高圧復水ポンプが過流量運転になり、ポンプのＱ−Ｈ特
性により吐出圧力が減少する。ところが、このように低
圧復水ポンプおよび高圧復水ポンプの吐出圧力が減少す
ると、（１）式からも明らかなように、給水ポンプの吸
込圧力が低ドして、給水ポンプにキャビテーションが発
生するｎ■能性がある。そこで、上記給水ポンプのキャ
ビテーション発生を防＋Ｌするため、−般には吸込圧力
が一定の値より低下した場合には、給水ポンプを全て停
止１−させるようにしである。

第６図は、一般的なポンプのＱ−Ｈ特性を示す図であっ
て、ポンプの吐出圧力は流量が増加していくと減少して
いくが、設計最大流量を越えると吐出圧力が急激に低下
して、結果的にポンプによる送水が不可能になる。この
事象を給水ポンプのシステムヘッドカーブから説明する
と、第７図のようになる。

すなわち、高圧ドレンポンプおよび低圧ドレンポンプの
吐出流量が喪失した場合には、第１表における給水ポン
プの吐出流量の和を高圧復水ポンプと低圧復水ポンプで
送水することになる。この　　　゛ため、高圧復水ポン
プにおいては、約１５０％（１１０，７Ｘ１００）、ま
た゛低圧復水ポンプにおいては約１８０％（１１０，５
５Ｘ１００）の過流量運転になる可能性がある。しかし
て、各復水ポンプとも第６図で示す設計最大流量を越え
て吐出圧力が急激に低下し、この低圧復水ポンプと高圧
復水ポンプめ吐出圧力の低下によって、第７図の曲線Ａ
で示すように給水ポンプの吸込圧力が低下し、給水ポン
プ全台停止になる設定圧力Ｂ以下になって、給水ポンプ
が全台停止されることとなる笠の問題がある。

ところで、高圧ドレンポンプと低圧ドレンポンプからの
送水が喪失する原因としては、タービンの流入蒸気が喪
失した場合がある。すなわち、高圧ドレンポンプ１５と
低圧ドレンポンプ１８は、高圧タービン３と低圧タービ
ン５から抽気した蒸気が給水或は復水と熱交換して発生
したヒータドレンを送水しているため、タービンの流入
蒸気が喪失した場合には、ドレンタンク１４．１７に流
入するヒータドレンが無くなってしまうこととなり、ド
レンタンク１４．１７の水位が低下し、水位調節弁１６
．１９がそれぞれ徐々に閉まっていきやがて全閉し、両
ドレンポンプ１５．１８からの送水が喪失することとな
る。

また、タービンの流入蒸気が喪失する事象の代表的なも
のとして、原子炉スクラムがある。一般に原子炉スクラ
ムが発生した場合には、原子炉の水位が低下するために
、原子炉からは通常運転時より多くの給水量が給水ポン
プに要求される。しかし、原子炉スクラム時には高圧ド
レンポンプと低圧ドレンポンプによる送水がなくなるの
で、低圧復水ポンプと高圧復水ポンプが過流量運転とな
り、前述のように給水ポンプが全台停止することとなる
。すなわち、上述のように原子炉スクラム時には、給水
ポンプが通常運転時より多くの給水が要求されているに
かかわらず、給水ポンプの全台が停＋ｌ　Ｌでしまう可
能性がある等の問題がある。

本発明はこのような点に鑑み、給水ポンプによる給水の
要求があるときに給水ポンプが全台とも停止１−シてし
まうようなことがないようにした給水ポンプ制御方法お
よび装置を得ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、蒸気タービンの抽気と復水との熱交換により
給水加熱器において発生したヒータドレンを、ドレンポ
ンプによって昇圧して復水管に注入するとともに、復水
およびヒータドレンを互いに並列に接続された複数の給
水ポンプおよびｒ備給水ポンプによって蒸気発生装置に
給水するようにしたものにおいて、タービンへの流入蒸
気がしゃ断された場合には、１台の給水ポンプを停止さ
せ、かつ予備給水ポンプの起動を阻Ｉ卜するようにした
ことを特徴とするものである。

また、上記方法を実施するために、タービンへの流入蒸
気がしゃ断されたことを示す信号によって１台の給水ポ
ンプを停止させる給水ポンプ停止装置と、上記信号によ
って予備給水ポンプの起動を阻止するインタロックを設
けたことを特徴とするものである。

（作　用）原子炉スクラム信号等によって、タービンへの流入蒸気
が喪失したことが検出されると、その信号によって給水
ポンプ停止装置が作動され、互いに並列に接続された給
水ポンプの１台が停止せしめられ、またこれと同時にイ
ンタロックが作動してｒ＃ｉ給水ポンプの起動が阻止さ
れる。しかして、タービン流入蒸気が喪失する原子炉ス
クラム時等において、給水ポンプによる給水が必要にも
かかわらず給水ポンプが全台停止二してしまうようなこ
とが確実に防Ｉトされ、少なくとも１台の給水ポンプが
継続運転を行なうことができ、しがち上記給水ポンプの
吸込圧力の低下をも防止することができる。

（実施例）以下、第１図乃至第３図を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。なお、第１図中第４図と同一部分には同
一符号を付しその詳細な説明は省略する。

第１図において、ｎ号２０は原子炉スクラム信号発生器
であって、この原子炉スクラム信号発生器２０から原子
炉スクラム信号が発生すると、このスクラム信号が給水
ポンプ停止装置２１に加えられ、この給水ポンプ停止装
置２１によって、互いに並列に接続された２つの給水ポ
ンプ１２のいずれか一方の運転が停止せしめられるよう
にしである。

また、上記２つの給水ポンプ１２と並列に接続されたｒ
６ｆ給水ポンプ１２ａにはインタロック２２が設けられ
ており、前記原子炉スクラム信号発生器２０からの原子
炉スクラム信号が上記インターロック２２に加えらるよ
うにしである。

しかして、原子炉スクラムが発生すると、その原子炉ス
クラム信号が前記給水ポンプ停正装置２１およびインタ
ロック２２に加えられ、１つの給水ポンプ１２が運転停
止せしめられるとともに予備給水ポンプ１２Ｈの起動が
阻止される。

すなわち、第２図（ａ）に示すように、従来から給水ポ
ンプ停止条件として用いられている「吸込圧力紙」、「
手動トリップ信号」等とともに、「原子炉スクラムＪ　
１ｍ号が加えられるとともに、ｒ備給水ポンプの起動条
件として、従来の「復水系ポンプ起動」および「吸込圧
力が低くない」等の条件に［原子炉スクラムＮ０ＴＪす
なわち［原子炉スクラムが発生していない」ことが新た
に加えらでいる（第２図（ｂ））。

したがって、原子炉スクラム信号により給水ポンプが１
台停止トされるとともに予備給水ポンプの起動が阻止さ
れることにより、給水ポンプの運転台数および低圧復水
ポンプと高圧復水ポンプの運転台数は第２表のようにな
り、その各ポンプの吐出流量の関係は、Ｑ’　−Ｑ　　
’　−Ｑ２’　−０，５５０となり、低圧復水ポンプ７
と高圧復水ポンプ１０の設計最大流量を上回ることはな
い。

ところで、通常の原子カプラントにおいては、発電機負
荷しゃ断およびタービントリップが発生すると原子炉は
スクラムするが、例えば１００％タービンバイパスシス
テムを有する原子カプラントでは必ずしも原子炉スクラ
ムは発生しない。そこで、タービンの流入蒸気が喪失し
ても原子炉スクラム１．７号が検出できない事象が発生
した場合に、給水ポンプの全台停止１°、を防＋Ｌする
ために、第３図（ａ）、　　（ｂ）に示すように、原子
炉スクラム信号以外に、発電機負荷しゃ断信号やタービ
ントリップ１３号が発生したときにも、これらをタービ
ンの流入蒸気喪失信号に代えて使用して１台の給水ポン
プをトリップさせるとともに予備給水ポンプの起動阻止
を行なわせるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明はタービンへの流入蒸気が
しゃ断された場合に１台の給水ポンプを停止させ、かつ
Ｔ−備給水ポンプの起動を阻１にするようにしたので、
上記タービンへの流入蒸気が喪失したときに給水ポンプ
の吸込圧力が異常に低下し、給水ポンプによる給水要求
があるにもかかわらず給水ポンプが全台停止してしまう
ようなことが防止され、少なくとも１台の給水ポンプが
継続される等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の給水ポンプ制御装置を用いた蒸気ター
ビンプラントの概略系統図、第２図（ａ）、（ｂ）はそ
れぞれ本発明の作動説明図、第３図（ａ）、　　（ｂ）
はそれぞれ本発明の他の実施例の作動説明図、第４図は
ヒータドレンポンプアップシステムを採用した蒸気ター
ビンプラントの概略系統図、第５図は給水ポンプのシス
テムヘッドカーブを示す図、第６図はポンプのＱ−Ｈ特
性線図、第７図はドレンポンプが運転していないと仮定
した場合の給水ポンプ９システムへラドカーブを示す図
である。１・・・原子炉、３・・・高圧タービン、５・・・低圧
タービン、７・・・低圧復水ポンプ、１０・・・高圧復
水ポンプ、１２・・・給水ポンプ、１４・・・高圧ドレ
ンタンク、１５・・・高圧ドレンポ・ンブ、１７・・・
低圧ドレンタンク、１８・・・低圧ドレンポンプ、”２
０・・・原子炉スクラム信号発生器、２１・・・給水ポ
ンプ停止装置、２２・・・インタロツタ。出願人代理人　　佐　　藤　　−雄第２　図（ａ）第３　図第５　図コ土　山　；九　量第　６　図給水流量第ソ図

Claims

【特許請求の範囲】１、蒸気タービンの抽気と復水との熱交換により給水加
熱器において発生したヒータドレンを、ドレンポンプに
よって昇圧して復水管に注入するとともに、復水および
ヒータドレンを互いに並列に接続された複数の給水ポン
プおよび予備給水ポンプによって蒸気発生装置に給水す
るようにしたものにおいて、タービンへの流入蒸気がし
ゃ断された場合には、１台の給水ポンプを停止させ、か
つ予備給水ポンプの起動を阻止するようにしたことを特
徴とする、給水ポンプ制御方法。２、蒸気タービンの抽気と復水との熱交換により給水加
熱器において発生したヒータドレンを、ドレンポンプに
よって昇圧して復水管に注入するとともに、復水および
ヒータドレンを互いに並列に接続された複数の給水ポン
プおよび予備給水ポンプによって蒸気発生装置に給水す
るようにしたものにおいて、タービンへの流入蒸気がし
ゃ断されたことを示す信号によって１台の給水ポンプを
停止させる給水ポンプ停止装置と、上記信号によって予
備給水ポンプの起動を阻止するインタロックを設けたこ
とを特徴とする、給水ポンプ制御装置。