JPH0224883Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、原子力タービンから出た比較的湿分
を多く含んだ蒸気を湿分分離再熱器に送つて再加
熱する際に、湿分分離再熱器の熱負荷が均等にな
るよう再加熱源としての蒸気を好適に調整し得る
再熱式原子力タービンの制御装置の改良に関す
る。

近年、原子力発電所が国内各地域に建設され、
または運転されるようになつてくるにつれ、国内
総発電量に対する原子力発電量の占める割合も可
及的に増加している。また、電力1KW当りの発
生に占める発電コストも火力発電のそれと競合す
るまでに至り、極く近い将来、原子力発電が主流
を占めるといわれている。これに関連して原子力
発電所の熱効率向上が多面的に検討が加えられて
おり、その一つに、タービンから出た蒸気を湿分
分離再熱器に送つて再加熱する際に、生起する湿
分分離再熱器の熱的不平衡の問題がある。

ところで、従来の原子力発電所は、第１図に示
されるように、原子炉１、高圧タービン５、湿分
分離再熱器６、低圧タービン１０等を有してい
る。原子炉１から出た蒸気は、主蒸気止メ弁３、
蒸気加減弁４を有する主蒸気管２１を経て高圧タ
ービン５に至り、ここで仕事をした比較的湿分を
多く含んだ蒸気１２は湿分分離再熱器６に流れ
る。湿分分離再熱器６の加熱源として高圧タービ
ン５の抽気７が採用されており、この抽気７によ
つて加熱された蒸気１２は、再度、主蒸気管２か
ら分岐された再熱蒸気管８の蒸気によつて加熱さ
れている。したがつて、高圧タービン５を出た蒸
気は、ほぼ湿分が取り除かれる。このように湿分
のほとんど取り除かれた蒸気は、再熱弁９を経て
低圧タービン１０に入り、仕事を終えた後、復水
器１１で凝結されるようになつている。

上記構成の原子力発電において、通常運転時、
高圧タービン５から出た蒸気１２と再熱蒸気管８
からの蒸気とは熱的にバランスしており、この点
では湿分分離再熱器６内に生起する熱負荷も容器
全体としてほぼ均一になつている。

ところが、原子力発電の運用上、定格運転のみ
が続行されるとは限らず、時には部分負荷運転が
あり、また急速負荷しや断もある。この場合、原
子炉１からは一定量の蒸気が送り出されているけ
れども、高圧タービン５に至る間には、蒸気加減
弁４がその蒸気量をコントロールしており、その
コントロールされた蒸気量が高圧タービン５を経
て湿分分離再熱器６に流れる。しかしながら、原
子炉１から再熱蒸気管８を経て湿分分離再熱器６
に流れる蒸気は、何らコントロールされておら
ず、このため上述部分負荷運転があつた場合、高
圧タービン５から湿分分離再熱器６の流れる蒸気
が定格時よりも極端に少ないかまたはほぼ無の状
態にあるにもかかわらず、原子炉１から再熱蒸気
管８を経て湿分分離再熱器６に流れる蒸気はほぼ
定格量になつており、ここに湿分分離再熱器６の
熱負荷が熱的バランスを失つて不平衡になる。し
たがつて、このような熱的不平衡を放置しておけ
ば、経済的に得策でないことはもとより、湿分分
離再熱器に与える破損等の損耗を招来する結果に
なる。

そこで、本考案は上記の点に鑑み、原子炉から
再熱蒸気管を経て直接湿分分離再熱器に送られる
蒸気をコントロールするために調整弁を設け、こ
の調整弁を蒸気加減弁の開閉度合との関係で、良
好に制御することによつて湿分分離再熱器に生起
する熱的不平衡を解消しようとする再熱式原子力
タービンの制御装置を提供することを目的とす
る。

上記目的達成のため、本考案は、原子炉と湿分
分離再熱器とを結ぶ再熱蒸気管に調整弁を設け、
この調整弁を開閉制御するに当り、速度制御回路
からの出力信号と圧力制御回路からの出力制御回
路からの出力信号のうち、いずれか低値信号を選
択的に取り出す低値優先回路を備え、この低値優
先回路から取り出す信号の一部を蒸気加減弁の開
閉制御信号として与え、同時にその残りの信号に
定数を加えて上記調整弁の開閉制御信号として与
える関数発生器を備えることを特徴とする。

以下図面を参照しながら、本考案の一実施例を
説明する。

第２図は、本考案の一実施例を示し、主蒸気止
メ弁３、蒸気加減弁４を有する主蒸気管２が原子
炉１と高圧タービン５とを結ぶ。主蒸気止メ弁３
の上流側（入口）の主蒸気管２から分岐される再
熱蒸気管８が設けられており、この再熱蒸気管８
は調整弁１４を有し、湿分分離再熱器６に至る。

なお、本実施例では、主蒸気管２と再熱蒸気管
８との取り合点を主蒸気止メ弁３の上流側に求め
たが、これにとらわれず、例えば第５図に示すよ
うに、主蒸気止メ弁３の下流側（出口）にしても
良い。というのは、タービンがトリツプすると、
主蒸気止メ弁３が閉じ、原子炉１から出る蒸気は
高圧タービン５、湿分分離再熱器６にもはや流れ
なくなり、湿分分離再熱器６の熱負荷の不平衡の
問題は解消されるからである。

ところで、上記調整弁１４を開閉制御するに当
り、その制御装置が必要であり、本考案では第３
図に示す実施例が採用されるが、その説明に先立
ち、従来の蒸気加減弁４が制御装置を説明する。

一般に、原子力タービンの負荷制御は、蒸気加
減弁４によつて行なわれており、その制御要素は
大別して速度制御と圧力制御とがある。すなわ
ち、原子力タービンの回転数が検出されると、そ
の信号は速度制御回路１５に送られ、ここで予じ
め定められた速度設定値（図示せず）と比較され
る。

比較後偏差が生じると、その偏差信号に速度調
定率の逆数が演算器１６において掛け合わされ、
その出力信号は加算器１７に送られ、ここで負荷
設定器１８からの信号と突合わされる。突合わさ
れた信号は、加算器１７を出て低値優先装置１９
に送られ、負荷制限器２０からの信号と比較さ
れ、両者のうちいずれか小さい信号が取り出され
て低値優先回路２１に送られるようになつてい
る。

一方、原子炉１から出た蒸気は、その圧力が検
出されており、検出信号は圧力制御回路２２に送
られ、ここで演算され、その出力信号は低値優先
回路２１と演算器２４に送られるようになつてい
る。

しかして、低値優先回路２１に入力する速度制
御信号と圧力制御信号との両者のうち、いずれか
低値信号が選択的に取り出され、その出力信号は
蒸気加減弁開度制御回路２３を経て蒸気加減弁４
の開閉制御信号となつている。また、低値優先回
路２１の出力信号のうち、その一部は演算器２４
に送られ、ここで圧力制御回路２２からの出力信
号と突合わされ、その突合わせられた信号はバイ
パス制御回路２５を経て図示しないバイパス弁の
開閉制御信号となつている。なお、バイパス制御
回路２５は、蒸気タービンの起動・負荷制限運転
時に使用されたものであり、本考案の実施とは直
接結びつかないので、その詳細説明は省略する。

上記の実施例は従来の原子力タービンの制御装
置であり、本考案では、従来の構成を巧み利用し
て本考案にかかる調整弁１４の開閉制御を、蒸気
加減弁４の開閉度合との関係で好適に行うもので
ある。すなわち、低値優先回路２１には関数発生
器２６が追設されており、この関数発生器２６は
低値優先回路２１の出力信号に定数を加えて弁開
閉制御信号として調整弁１４に与えられるように
なつている。したがつて、今、原子力タービンに
部分負荷指令等が入ると、それに見合うように低
値優先回路２１から調整弁１４および蒸気加減弁
４のそれぞれに適格な開閉制御信号が入力される
結果、両弁の開度の歩調は同一となる。第４図
は、本考案にかかる関数発生器２６からの開閉制
御信号を受ける調整弁１４と低値優先回路２１か
らの開閉制御信号を受ける蒸気加減弁４との弁開
度特性を示す図であつて、この図からも両弁の開
度の歩調が同一であることが容易に理解されるで
あろう。

以上説明したように、本考案によれば、主蒸気
管から分岐し、湿分分離再熱器に至る再熱蒸気管
に調整弁を設け、この調整弁を、蒸気加減弁の開
閉度合との関係で開閉制御する際、速度制御信
号、圧力制御信号のうち、いずれか低値信号を選
択し、その選択信号の一部を蒸気加減弁の開閉制
御信号として与え、同時にその残りの信号に定数
を加えて上記調整弁の開閉制御信号として与える
関数発生器を有するから、高圧タービンから湿分
分離再熱器に流れる蒸気と、再熱蒸気管から湿分
分離再熱器に流れる蒸気とはバランスし、これに
より従来から湿分分離再熱器の熱授受の際、生起
する熱負荷はほぼ均一になる。その結果、原子力
タービンの安全かつ信頼性の高い運行が続行でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の再熱式原子力タービンの概略系
統図、第２図は本考案にかかる再熱式原子力ター
ビンの概略系統図、第３図は本考案にかかる再熱
式原子力タービンの概略制御ブロツク図、第４図
は本考案にかかる蒸気加減弁と調整弁との弁特性
を示す線図、第５図は本考案の他の実施例を示す
再熱式原子力タービンの概略系統図である。 ２……主蒸気、３……主蒸気止メ弁、４……蒸
気加減弁、５……高圧タービン、６……湿分分離
再熱器、８……再熱蒸気管、１４……調整弁、１
５……速度制御回路、２１……低値優先回路、２
２……圧力制御回路、２３……蒸気加減弁開度制
御回路、２６……関数発生器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 原子炉と高圧タービンとの間に主蒸気止メ弁、
   蒸気加減弁等を備える主蒸気管を介挿入し、その
   主蒸気管から分岐して湿分分離再熱器に結ぶ再熱
   蒸気管を備え、高圧タービンから出た湿り蒸気を
   湿分分離再熱器に送り、ここで再熱蒸気管からの
   蒸気で再加熱する再熱式原子力タービンにおい
   て、上記再熱蒸気管に調整弁を設ける一方、速度
   制御信号、圧力制御信号のうちいずれか低値信号
   を選び出す低値優先回路を備え、この低値優先回
   路からの出力の信号の一部を上記蒸気加減弁に開
   閉制御信号として与え、同時にその残りの出力信
   号に定数を加えて上記調整弁に開閉制御信号とし
   て与える関数発生器を備えることを特徴とする再
   熱式原子力タービンの制御装置。