JPH02262097A - タービン駆動給水ポンプ制御装置 - Google Patents

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） 本発明は原子カプラントに係り、特に原子炉に給水を送
るタービン駆動給水ポンプの運転台数切替操作中の制御
性を高めるのに好適なタービン駆動給水ポンプ制御装置
に関する。

（従来の技術） 原子カプラントにおいては原子炉給水を供給するための
設備としてタービン駆動の２台の給水ポンプ（常用）と
、電動機駆動の２台の給水ポンプ（予備段＠）とが備え
られる。このタービン駆動給水ポンプ（以下、Ｔ／ＤＲ
ＦＰと称する）は締切運転による回転部分の過熱を避け
るために、また安定した運転を続けることができるよう
に必要最少流量（ミニマムフロー）が決められており、
原子炉の給水要求量がこのミニマムフローを下回る場合
にはミ・ニマムフロー系統を用いてｉＱ水器へ給水を環
流させるようにしている。

以下、このミニマムフロー系統を有するＴ／ＤＲＦＰを
図面を参照して説明する。

第２図において、原子炉１で発生した蒸気はタービン２
に送られ、そこで仕事を行ない、復水器３に排出される
。この蒸気は復水器３内にて冷却されて復水し、その底
部に溜められる。この復水は低圧復水ポンプ４によって
抽出され、さらに高圧復水ポンプ５により昇圧されて低
圧給水加熱器６に送られて加熱される。加熱された復水
はＴ／ＤＲＦＰ７ａ、７ｂにより原子炉１へ送水可能な
圧力まで加圧され、この後給水と呼び名を変え、高圧給
水加熱器８を通って原子炉１に供給され、炉心で生じた
熱を受は取り、蒸発させられる。なお、電動機駆動給水
ポンプ（以下、Ｍ／ＤＲＦＰと称する）９ａ、９ｂはＴ
／ＤＲＦＰ７ａ、７ｂの故障に備えるために、またプラ
ントの始動、停止においては蒸気量の確保が難しいため
にＴ／ＤＲＦＰ７ａ、７ｂに代って用いられる。ここで
、これらのＴ／ＤＲＦＰ７ａ、７ｂおよびＭ／ＤＲＦＰ
９ａ、９ｂにはその吐出側と復水器３とを結ぶ第１ミニ
マムフロー管１０ａ、１０ｂおよび第２ミニマムフロー
管１１ａ、ｌｌｂが各々設けられ、それぞれの経路を流
れるミニマムフローが調節弁１２によって調節されるよ
うになっている。

すなわち、原子炉１の給水要求量とミニマムフローとが
比較され、偏差に応じて調節弁１２の開度が調節される
ようになっている。

ところで、上記したミニマムフローを調節する調節弁１
２は比較的容量の大きな弁であることから、開閉動作を
あまり急激に行なうと、給水制御に大きな乱れを生じて
しまう。このため、調節弁１２の動作速度を遅くして外
乱を与えることのないよう計画されているが、Ｔ／ＤＲ
ＦＰ７ａ、７ｂに対する速度指令が急減するような場合
には動作速度を速くしないと間に合わないため、急激に
開度を開く操作モードも設けられている。また、通常運
転中、Ｔ／ＤＲＦＰ７ａ、７ｂは原子炉１の水位を一定
とするような速度指令により自動運転されているが、そ
の始動、停止に臨んでは速度指令と切離し、回転数を任
意に設定する手動運転に切換えられる。

一方、Ｔ／ＤＲＦＰ７ａ、７ｂの運転台数が変わるよう
な場合にも原子炉１の水位制御に大きな外乱を与えない
ようにするため、Ｔ／ＤＲＦＰ７ａ　％　７　ｂの運転
台数切換と同時に調節弁１２の開度を全開位置に固定す
る制御方法が用いられる。

例えば、２台運転の状態から１台を停止する場合、Ｔ／
ＤＲ′ＦＰ７　ａを自動から手動に投入すると、第１ミ
ニマムフロー管１０ａの系統にある調節弁１２は全開か
ら徐々に開かれて全開位置に移行し、Ｔ／ＤＲＦＰ７ａ
の停止後に全閉する制御回路を組込んでいる。

（発明が解決しようとする課題） 上記したＴ／ＤＦＲＰ７ａ、７ｂの２台運転の状態から
１台を停止する場合の給水流量の変化について詳しく説
明する。第３図はＴ／ＤＲＦＰ７　ａ　ｓ　７　ｂの流
ｆｆｉ　（Ｑ）−揚程（Ｈ）特性を示している。ここで
、Ｔ／ＤＲＦＰ７ａ、７ｂの双方が運転されているとき
のポンプ運転点は回転数Ｎ１における揚程曲線Ｉから与
えられる。また、１台を停止したときの運転、継続中の
ポンプ運転点が回転数Ｎ２における揚程曲線■から与え
られる。

Ｔ／ＤＲＦＰ７ａ、７ｂの２台のうち、１台が停止（上
記と同じようにＴ／ＤＲＦＰ７ａが自動から手動に投入
）されると、運転継続中のＴ／ＤＲＦＰ７ｂの回転数が
ＮｌからＮ２まで上昇し、揚程をＨｌからＮ２まで上げ
て給水流量を確保する。つまり揚程曲線Ｉ上の運転点Ａ
から揚程曲線■上の運転点Ｂへとポンプ運転点が変化し
、この結果給水流量はＱｌからＱ２へ増加する。一方、
停止されるＴ／ＤＲＦＰ７ａの回転数は一定に保持され
るため、ポンプ運転点は揚程曲線Ｉ上の運転点Ｃに移り
、この結果給水流量はＱｌからＱＯまで減少する。

先に述べたようにＴ／ＤＲＦＰ７ａ、７ｂの運転台数切
換時には停止されるＴ／ＤＲＦＰ７ａと結ばれる第１ミ
ニマムフロー管１０ａの調節弁１２は原子炉１の水位制
御を安定に保つために徐々に開かれるのが望ましいが、
Ｔ／ＤＲＦＰ７ａの回転数を一定に保ったままで給水流
量を確保する上記のやり方では次のような問題が発生す
る。

すなわち、−船釣に、第１ミニマムフロー管１０ａの調
節弁１２が開かれると、復水流量が増すことによりポン
プ吸込圧力が低下し、このとき給水流量は一時的に減少
して行くが、自動運転中のＴ／ＤＲＦＰ７ｂの回転数が
上昇しく第３図のＮ１−Ｎ２　）　、給水流量はそれま
でと同じ値に保たれる。しかし、このとき揚程はそれま
でよりも高くなっており（Ｈｌ　−Ｎ２　）　、停止さ
れるＴ／ＤＲＦＰ７ａの揚程もこれと平衡するため、吐
出流量は減少させられる（Ｑｌ　−０２）。ここで、第
１ミニマムフロー管１０ａの調節弁１２が一定の割合い
で開かれるとすると、ポンプ吸込流量は同じような割合
いで増加して行くので、揚程が上がったことに伴なう吐
出流量の減少に追従できなくなり、吸込流量が異常に下
がり過ぎてＴ／ＤＲＦＰ７ａの保護のために調節弁１２
が急開され、結果として原子炉１の水位制御に外乱を与
えてしまうことになる。

したがって、本発明の目的はＴ／ＤＲＦＰの運転台数切
換操作中のミニマムフロー系統に備えられる調節弁の急
開動作を抑制するようにしたタービン駆動給水ポンプ制
御装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明によるタービン駆動給水ポンプ制御装置は２台の
タービン駆動給水ポンプを有し、自動運転時、原子炉水
位を一定に制御する速度指令信号が各タービン駆動給水
ポンプに備えられる制御装置に対して、また手動運転時
、回転数を一定に保つ速度設定信号が２台のうちの停止
される１台のタービン駆動給水ポンプの制御装置に与え
られるようになっているタービン駆動給水ポンプ制御装
置において、タービン駆動給水ポンプが自動運転から手
動運転に切換えられたとき、制御信号を出力する運転モ
ード検出器と、この運転モード検出器からの制御信号を
受けたとき、手動運転に切換わった側のタービン駆動給
水ポンプの速度設定信号に補正バイアスを加える速度補
正回路とを備えることを特徴とするものである。

（作用） ２台備えられたＴ／ＤＲＦＰのうち、１台のＴ／ＤＲＦ
Ｐが運転停止される場合、ミニマムフロー系統の調節弁
が開かれるのと同時に、ポンプ吸込圧力は低下するが、
本発明は自動運転から手動運転さの切換操作中に停止さ
れるＴ／ＤＲＦＰの回転数を一定量上昇せしめる。すな
わち、Ｔ／ＤＲＦＰの運転状態を検出する運転モード検
出器により速度補正回路を働かせ、給水制御装置から与
えられる回転数を一定に保つ速度設定信号に正の補正バ
イアスを加える。速度設定信号はこの正の値のバイアス
が上乗せされることにより高値化され、これを受ける駆
動タービンの蒸気加減弁の駆動装置制御回路により開度
が開かれて蒸気量が増加する。この結果、駆動タービン
の回転数が上昇し、Ｔ／Ｄ　ＲＦ　Ｐの吸込流量が低下
するのを防止することができる。

（実施例） 本発明の実施例を第１図を参照して説明する。

符号２１は給水ポンプ制御装置であって、この給水ポン
プ制御装置２１により駆動タービンに導かれる蒸気量が
調節され、Ｔ／ＤＲＦ　Ｐ　７　ａ、　７　ｂの回転数
が制御される。回転数を決める速度指令信号は給水ポン
プ制御装置２１の演算器２２を経て比較器２３の入力端
に、また駆動タービンの回転数を検出している回転数検
出器２４からの回転数信号は信号を安定に保つ進み／遅
れ演算回路２５および演算器２６を経て低値優先回路２
７の入力端に、また回転数検出器２４から与えられる回
転数信号に従って始動時の速度上昇を図る昇速回路２８
の速度信号は別の入力端にそれぞれ入力され、両者の間
で信号値の大小が比較され、何れか小さい値のみが駆動
タービンの蒸気加減弁の開度を定める駆動装置制御回路
２９に出力される。さらに、給水ポンプ制御装置２１に
は回転数を決める速度指令信号に対し、バイアスを付加
する速度補正回路３０が接続されている。この速度補正
回路３０はランプ信号回路３１、接点３２、演算器３３
から構成され、接点３２が閉じられる間だけランプ信号
が演算器２６の偏差信号が入る入力端とは別の入力端に
加えられるため、偏差信号は漸増させられる。

また、給水制御装置３４内に備えられる給水ポンプ自動
−手動切換スイッチ３５と接続される運転モード検出器
３６が設けられ、その出力信号は速度補正回路３０の接
点３２に与えられるようになっている。

なお、図中符号３７はバイアス設定器を示している。

次に、上記構成による作用を説明する。通常運転中、給
水制御装置３４内の給水ポンプ自動−手動切換スイッチ
３５はＴ／ＤＲＦＰ７　ａ、７ｂ共に自動側に投入され
ており、運転モード検出器３６からの信号で開閉する接
点３２は開かれたままであり、演算器２６に対する補正
バイアスの加算は行なわれない。したがって、原子炉１
の水位を一定に保つように給水制御装置３４から出力さ
れる速度指令信号と、回転数検出器２４で検出される実
際の回転数との間で制御偏差が求められ、この偏差信号
に従って駆動タービンの蒸気加減弁の開度が調節される
。

一方、Ｔ／ＤＲＦＰ７　ａ、７ｂの運転台数切換時、例
えばＴ／ＤＲＦＰ７ａが停止されるものとすると、その
給水ポンプ自動−手動切換スイッチ３５が手動側に投入
され、この切換が運転モード検出器３６によって検出さ
れ、その出力信号で接点３２が閉じられる。この結果、
ランプ信号回路３１から出力されるランプ信号が演算器
２６に与えられ、Ｔ／ＤＲＦＰ７ａが手動運転に入って
以後、給水制御装置３４から出力される回転数を一定に
保つ速度設定信号に補正バイアスが加えられる。この補
正バイアスは正の値であり、速度設定信号に上乗せされ
、これが低値優先回路２７を経て蒸気加減弁の駆動装置
制御回路２９に出力される。これにより蒸気加減弁の開
度は変化し、蒸気量が増して駆動タービンの回転数は上
昇させられる°。したがって、Ｔ／ＤＲＦＰ７ａは吸込
流量が低下するのを免れることができ、ミニマムフロー
系統の調節弁１２の急開動作を回避することが可能であ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のタービン駆動給水ポンプ
制御装置はタービン駆動給水ポンプが自動運転から手動
運転に切換えられたとき、運転モード検出器によりこれ
を検出し、手動運転に切換わった側のタービン駆動給水
ポンプの速度補正回路に出力し、速度設定信号に補正バ
イアスを加算するように構成しているから、Ｔ／ＤＲＦ
Ｐの運転台数切換操作中におけるミニマムフロー系統の
調節弁の急開動作をなくすことができ、原子炉の水位制
御か安定に保たれるという゛効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るタービン駆動給水ポンプ制御装置
の一実施例を示す機能ブロック図、第２図は従来のミニ
マムフロー系統を有する原子カプラントの一例を示す系
統図、第３図は給水ポンプの流ｆｆｉ　（Ｑ）−揚程（
Ｈ）特性を示す線図である。 ７ａ、７ｂ・・・タービン駆動給水ポンプ１０ａ、　Ｉ
Ｑｂ・・・ミニマムフロー管１２・・・・・・・・・調
節弁 ２１・・・・・・・・・給水ポンプ制御装置２３・・・
・・・・・・比較器 ２６．３３・・・演算器 ２７・・・・・・・・・低値優先回路 ３０・・・・・・・・・速度補正回路 ３６・・・・・・・・・運転モード検出器代理人　弁理
士　則　近　憲　佑 同　　　　第子丸　　健 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２台のタービン駆動給水ポンプを有し、自動運転時、原
   子炉水位を一定に制御する速度指令信号が前記各タービ
   ン駆動給水ポンプに備えられる制御装置に対して、また
   手動運転時、回転数を一定に保つ速度設定信号が２台の
   うちの停止される１台の前記タービン駆動給水ポンプの
   前記制御装置に与えられるようになっているタービン駆
   動給水ポンプ制御装置において、前記タービン駆動給水
   ポンプが自動運転から手動運転に切換えられたとき、制
   御信号を出力する運転モード検出器と、この運転モード
   検出器からの制御信号を受けたとき、手動運転に切換わ
   った側の前記タービン駆動給水ポンプの速度設定信号に
   補正バイアスを加える速度補正回路とを備えることを特
   徴とするタービン駆動給水ポンプ制御装置。