JPH0295703A - 蒸気調整弁制御装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば原子力タービンプラントにおいて、蒸
気タービンに流入する蒸気量を調節する蒸気加減弁ある
いは蒸気タービンの負荷減少時に蒸気タービンをバイパ
スして復水器に導かれる蒸気量を調節するバイパス調整
弁に適用される蒸気調整弁制御装置に関する。

（従来の技術） 原子力タービンプラントのタービン系の構成は原子炉か
ら送られる微量の湿分を含む蒸気を膨張させて動力を得
る高圧タービンと、湿り度の増した高圧タービンの排気
（通常、１０〜１２％）を湿分分離器に導いて湿分を除
去し、これをほぼ真空域まで膨張させて動力を得る複数
の低圧タービンとの組合わせからなっており、各タービ
ンの蒸気量を調節するために、高圧タービンには主蒸気
加減弁が、また低圧タービンには中間蒸気加減弁がそれ
ぞれ設けられる。

以下、図面を参照して上記タービン系の構成について詳
しく説明する。

第２図において、原子炉１で発生した蒸気は蒸気ヘッダ
２に送られて一旦蓄えられた後、主蒸気管３を介して高
圧タービン４に導かれ、決められた圧力まで膨張を遂げ
る。なお、この導入の際に主蒸気加減弁５によって蒸気
量が制御されるが、制御動作の詳細については後記する
。高圧タービン４で仕事を終えた蒸気は蒸気管６を通し
て湿分分離器７に流れ、そこで湿分が除去された後、低
圧タービン８に導かれ、排気側に備えられる復水器９の
器内圧力と平衡する圧力まで膨張を遂げる。

なお、この各低圧タービン８の導入の際にも中間蒸気加
減弁１０により蒸気量が制御される。

以上のタービン系の構成の他に原子力タービンプラント
にはタービンバイパス系が設けられる。

これは、例えば、主蒸気加減弁５が負荷の急激により一
定の開度に閉じられた場合に余分の蒸気を復水器９に逃
がす必要があり、主蒸気加減弁５の閉動作に合わせてバ
イパス調整弁１１は開動作させられる。この結果、蒸気
はタービンバイパス管１２を経て復水器９に排出される
。

ところで、高圧および低圧タービン４．８における流入
蒸気量の調節は主蒸気および中間蒸気加減弁５．１０な
らびにバイパス調整弁１１の開度を制御する蒸気調整弁
制御装置によって行なわれる。第３図はこの蒸気調整弁
制御装置１３の一例を示すもので、主蒸気および中間蒸
気加減弁５．１０ならびにバイパス調整弁１１にそれぞ
れ同様の装置が設けられている。なお、ここでは主蒸気
加減弁５に備えられるものを例としてその蒸気調整弁制
御装置１３について説明する。

第４図において、タービン制御装置１４から出力される
弁開度信号Ａと主蒸気加減弁５に設けられた開度検出器
１５から出力される弁開度信号Ｂとの間の偏差が加算器
１６によって演算され、その偏差Ｃは増幅器１７により
増幅され、さらに信号切換器１８および制限器１９を経
て弁位置制御信号り、Ｅとして駆動装置２０に入力され
る。駆動装置２０では偏差Ｃが正の値の場合、すなわち
弁開度指令信号Ａが弁開度信号Ｂより大きい場合に主蒸
気加減弁５を開方向に動作させ、−力偏差Ｃが負の値の
場合に主蒸気加減弁５を閉方向に動作させる。この制御
動作中、開閉速度については弁位置制御信号Ｅの大きさ
に比例し、制限器１９では弁位置制御信号りが開方向に
動作させるような極性の場合に、一定の値を越えないよ
うに制限をかける。つまり、制限器１９に設定された値
は開方向の速度の最大値を定めるものである。

ところで、原子力タービンプラントにおける主蒸気およ
び中間蒸気加減弁５．１０ならびにバイパス調整弁１１
は第２図に示されるように各々複数個設けられ、プラン
ト運転中は、主蒸気および中間蒸気加減弁５．１０につ
いてはすべて開状態またバイパス調整弁１１については
すべて閉状態に置かれている。一方、負荷変動が生じた
場合は、負荷に見合うように高圧および低圧タービン４
．８に向かう蒸気量を減少させる必要があり、時を移さ
ずすべての主蒸気および中間蒸気加減弁５．１０は閉方
向に、また、すべてのバイパス調整弁１１は開方向に制
御される。

従来、プラント運転中にこのような制御動作のための条
件を設定し、それぞれの機器の動き、つまり開状態の主
蒸気および中間蒸気加減弁５．１０については閉動作、
閉状態のバイパス調整弁１１については開動作を確める
テストが実施されている。このテストを完遂させるため
に蒸気調整弁制御装置１３には次の機能が持たされてい
る。すなわち、弁テスト許可信号Ｆおよびテストスイッ
チ２１が「ＯＮ」の状態で成立する信号の双方がアンド
回路２２に入力されると、弁テスト信号Ｇが出力されて
主蒸気加減弁５が閉方向に動作する。

より詳しく説明すると、弁テスト許可信号Ｆは、通常、
他の主蒸気加減弁がテスト中でないこと等の条件下に成
立する。これは、２個以上の主蒸気加減弁５が同時にテ
ストに入ってしまうのを防止するためのものである。ア
ンド回路２２においては論理積が演算されて弁テスト信
号Ｇがつくられる。この弁テスト信号Ｇは信号切換器１
８に伝えられて接点が切り換わり、弁位置制御信号りが
遮断され、信号設定器２３から与えられる弁テスト速度
信号Ｈが駆動装置２０に出力される。この結果、主蒸気
加減弁５は閉方向に動作し、それまで流れていた蒸気が
止められる。なお、この場合にも主蒸気加減弁５の開閉
速度は信号の大きさに比例するが、弁テスト速度信号Ｈ
としては主蒸気加減弁５を一定の速度で閉方向に動作さ
せるような値が信号設定器２３に予め与えられることに
なる。

したがって、プラント運転中、主蒸気加減弁５は何れも
開状態を保ち続けるが、テストスイッチ２１が「ＯＮ」
の状態にある間は第４図の弁開度信号Ｂ（実線）に示さ
れるように一定速度で閉方向に動作する。通常、テスト
スイッチ２１は開度が零となるまで運転員によって押し
続けられ、テストスイッチ２１から手を離すと信号はｒ
ＯＦＦＪの状態に移行する。このとき、アンド回路２２
に与えられる信号が切られるため、その瞬間に弁テスト
信号Ｇが遮断され、信号切換器１８の接点は増幅器１７
からの信号を制限器１９に導くように切り換わる。この
過程で第４図に示されるように弁開度指令信号Ａに対し
て実際の開度は大きく下回るため、偏差Ｃが正の側に大
きな値となり、テストを実施した主蒸気加減弁５を急速
に関するような弁位置制御信号りが増幅器１７から出力
される。しかし、上述したようにこの場合の弁位置制御
信号りは制限器１９によりある一定の値を超えることが
ないように制御されるので、第４図に示されるように主
蒸気加減弁５は一定の速度でテスト実施前の開度に戻っ
て行く。

以上の説明は主蒸気加減弁５についてのものであるが、
中間蒸気加減弁１０についても同様なテストが実施でき
るように蒸気調整弁制御装置を構成している。また、バ
イパス調整弁１１についてはプラント運転中は全閉状態
であるため、テストではそれぞれのバイパス調整弁１１
か開方向に正しく動作するかを見極めることになる。こ
のため、第３図の信号設定器２３には一定速度でバイパ
ス調整弁１１が開くような値が与えられており、また制
限器１９の信号制限のための設定は開閉速度がある決め
られた値を越えないようにその値を定めている。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように主蒸気加減弁５等のテストでは運転員が
テスト対象の蒸気調整弁制御装置１３のテストスイッチ
２１を継続して押し続ける必要があり、多数設けられる
主蒸気および中間蒸気加減弁５．１０ならびにバイパス
調整弁１１のすべてについて、このような操作を強いら
れる運転員の負担が非常に大きい。

また、テスト実施中といえども主蒸気加減弁５等でのテ
ストを中止しなければならないような事態がプラントに
生じることがある。この場合も運転員の判断によって進
行中のテストを中止することになるが、事態を見極める
のが難しい場合もあり、誤った判断を下してしまうこと
が予想され、また、瞬間的に事態に対応しなければなら
ないために判断ミスや誤操作をする危険性がある。

本発明の目的は、主蒸気加減弁等のテスト中における運
転員の負担を可能な限り軽減することのできる蒸気調整
弁制御装置を提供することにある。

また、別な目的は主蒸気加減弁等のテストにおける判断
ミスや誤操作等の危険性を除き、信頼性を高めるように
した蒸気調整弁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） 本発明による蒸気調整弁制御装置は蒸気タービンに流入
する蒸気量を調節する複数の蒸気加減弁あるいは蒸気タ
ービンの負荷減少時に蒸気タービンをバイパスして復水
器に導かれる蒸気量を調節する複数のバイパス調整弁を
それぞれ備え、蒸気加減弁あるいはバイパス調整弁の開
閉動作テストが実施される間、タービン制御装置によっ
て与えられる弁位置制御信号を遮断し、開閉動作テスト
のために出力される弁テスト速度信号を蒸気加減弁ある
いはバイパス調整弁の駆動装置に対して出力させるよう
に弁テスト信号を信号切換器に対して出力させるように
構成したものにおいて、開閉動作テストの実施中、信号
切換器に対する弁テスト信号を継続して保つ自己保持回
路を設けたことを特徴とするものである。

また、別の発明による蒸気調整弁制御装置は蒸気タービ
ンに流入する蒸気量を調節する複数の蒸気加減弁あるい
は蒸気タービンの負荷減少時に蒸気タービンをバイパス
して復水器に導かれる蒸気量を調節する複数のバイパス
調整弁をそれぞれ備え、蒸気加減弁あるいはバイパス調
整弁の開閉動作テストが実施される間、タービン制御装
置によって与えられる弁位置制御信号を遮断し、開閉動
作テストのために出力される弁テスト速度信号を蒸気加
減弁あるいはバイパス調整弁の駆動装置に対して出力さ
せるように弁テスト信号を信号切換器に対して出力させ
るように構成したものにおいて、開閉動作の実施中、信
号切換器に対する弁テスト信号を継続して保つ自己保持
回路を設けると共に、弁テスト信号を弁テスト中止信号
が与えられた場合に遮断し、与えられないときには出力
させる装置を設けたことを特徴とするものである。

（作用） 上記の構成からなる本発明において、例えば、主蒸気加
減弁の開閉動作を確認する場合、テストスイッチを押す
操作により信号切換器に対する弁テスト信号が成立して
テストが始まり、さらに自己保持回路によってその状態
が継続して保たれる。

この後、順調にテストが進んだ場合には主蒸気加減弁の
開度が零になったところでその検出信号により自己保持
回路によって保たれている弁テスト信号が断たれる。

また、別の構成からなる発明において、プラン゛トに不
測の事態が生じた場合にはその生起した現象の異常を感
知する手段から発せられる弁テスト中止信号を入力信号
としている装置が働き、弁テスト信号を成立させている
出力信号が断たれる。

このため、テストの進行状態の如何んにかかわらず、弁
テスト信号が遮断され、主蒸気加減弁のテストは直ちに
中止される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

なお、第１図中、第３図に示される構成と同一のものに
は同一の符号を付しており、これらについては説明を省
略する。

第１図において、弁テスト許可信号Ｆおよびテストスイ
ッチ２１が「ＯＮ」の状態で成立する信号はア〉・ド回
路２２の入力端にそれぞれ与えられ、論理積に従う演算
により弁テスト開始信号工と（７てオア回路２４に出力
される。オア回路２４０入力端に弁テスト開始信号工が
与えられると、論理和に従う演算により弁テスト信号Ｊ
がつくられ、アンド回路２５に向けて出力される。同時
に、この弁テスト信号Ｊは自己保持のため、アンド回路
２６にも出力される。アンド回路２６の出力である自己
保持１４号には弁テスト信号Ｊおよび自己保持解除信号
りが不成立の場合に限り与えられる信号の双方から論理
積に従う演算によってつくられる。

しかして、弁テスト信号Ｊおよびテスト中止信号Ｍが不
成立の場合に限って与えられる信号の双方からアンド回
路２５にて論理積が演算され、弁テスト信号Ｇがつくら
れ、これが信号切換器１８に出力されて接点が切り換え
られる。このとき、信号設定器２３からは弁テスト速度
信号Ｈが出力されており、これが駆動装置２０に伝えら
れ、主蒸気加減弁５は開閉動作させられる。

一方、開度検出器１５によって検出される弁開度信号Ｂ
は比較器２８で信号レベルが判定され、設定値を超えた
場合に弁テスト完了信号Ｎとしてオア回路２つに出力さ
れる。このとき比較器２８に与えられる設定値は主蒸気
および中間蒸気加減弁５．１０の場合、開度零か、それ
に近似する開度、一方バイパス調整弁１１の場合、開度
１００％か、それに近似する開度相当の値である。オア
回路２９の入力端に弁テスト完了信号Ｎが与えられると
、論理和に従う演算により自己保持解除信号りがつくら
れる。この自己保持解除信号りが信号反転回路３０に出
力されてそれまで継続していたアンド回路２６の一方の
入力端に与えられた信号が切られ、論理積に従う演算に
よりアンド回路２６の出力、つまり自己保持信号Ｋが断
たれる。この結果、弁テスト信号Ｊ、、Ｇが遮断されて
信号切換器］８の接点が切り換わり、駆動装置２０には
増幅器１７から構成される装置制御信号りが制限器１つ
を介して伝えられる。また、符号３１は弁テスト中止ス
イッチを示しており、ｒｏＮＪの状態でオア回路２９か
ら自己保持解除信号りが単独に出力される。

上記の構成からなる蒸気調整弁制御装置においてはテス
トスイッチ２１を押すことにより主蒸気加減弁５のテス
トが始まり、テストスイッチ２１から手を離しても自己
保持信号Ｋが成立している間は継続してテストが実施さ
れている。この後、テストが順調に進んだときには適用
対象に従い、主蒸気および中間蒸気加減弁５．１０の場
合には開度零か、それに近似する開度、一方バイパス制
御弁１］の場合には開度１００％か、それに近似する開
度に達したときに自己保持信号Ｋか不成立となり、弁テ
スト信号Ｇが遮断されてテストが完了させられる。

また、プラントに不測の事態（例えば原子炉１での中性
子束高など）が発生したときにはテストの進行状態の如
何んにかかわらず、弁テスト中止信号Ｍがそれらを感知
する手段から発せられ、弁テスト信号Ｇが断たれる。こ
れにより主蒸気加減弁５は駆動装置２０によって然るべ
き方向に動作させられる。

さらに、テストの実施中において、何らかの原因によっ
てテストの中止を迫られた場合、テスト中止スイッチ３
１によって弁テスト信号Ｇを切り、テストを直ちに中止
することが可能である。すなわち、テスト中止スイッチ
３１が押されると、自己保持解除信号りが比較器２８の
出力と関係なく単独に出され、これにより信号切換器１
８に対する弁テスト信号Ｇが遮断されてリセット状態に
移行させられる。

かくして、このような蒸気調整弁制御装置によれば、主
蒸気加減弁５等のテストの初期にテストスイッチ２１の
ボタンを操作するたけの簡単な作業でテスト完了までの
すべての機能が自動的に果たされ、かかるテストのため
に運転員が直接手を下していた労力の大部分を省くこと
ができ、運転員の負担を大幅に軽減することか可能であ
る。

また、テスト進行中にプラントに不測の事態が生じても
それらを感知する手段からの制御信号に基づいてテスト
を自動的に中止することが可能であり、人為的な操作が
介在することによる判断ミスや誤操作の危険性をすべて
除くことかでき、信頼性向上に大きく寄与するものであ
る。

［発明の効果コ 以上の説明から明らかなように本発明は主蒸気および中
間蒸気加減弁ならびにバイパス調整弁の開閉動作テスト
中、弁テスト信号を継続して保つ自己保持回路を設けて
いるので、運転員がこのテストのために直接手を下して
いた労力の大部分を省くことができ、運転員の負担が軽
減されるという有用な効果を奏する。

また、別の発明は主蒸気および中間蒸気加減弁ならびに
バイパス調整弁の開閉動作中、弁テスト信号を継続して
保つ自己保持回路を設けると共に、弁テスト信号を弁テ
スト中止信号か与えられた場合に遮断し、与えられない
ときには出力させる装置を設けているから、テストの進
行状態に関係なくこれを自動的に中止することができ、
運転員による誤操作の危険性がなくなるという優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による蒸気調整弁制御装置の一実施例を
示す構成図、第２図は従来の原子力タービンプラントの
タービン系およびタービンバイパス系の主要な構成を示
す系統図、第３図は従来の蒸気調整弁制御装置を示す構
成図、第４図は主蒸気加減弁テスト時の開度の時間に対
する変化を示す特性図である。 ５・・・・・・・・・主蒸気加減弁 １０・・・・・・・・・中間蒸気加減弁１１・・・・・
・・・・バイパス調整弁１４・・・・・・・・・タービ
ン制御装置１６・・・・・・・・・加算器 １８・・・・・・・・・信号切換器 ２１・・・・・・・・・テストスイッチ２２．２５．２
６・・・アンド回路 ２３・・・・・・・・・信号設定器 ２４．２９・・・オア回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸気タービンに流入する蒸気量を調節する複数の
   蒸気加減弁あるいは前記蒸気タービンの負荷減少時に該
   蒸気タービンをバイパスして復水器に導かれる蒸気量を
   調節する複数のバイパス調整弁をそれぞれ備え、前記蒸
   気加減弁あるいはバイパス調整弁の開閉動作テストが実
   施される間、タービン制御装置によって与えられる弁位
   置制御信号を遮断し、開閉動作テストのために出力され
   る弁テスト速度信号を前記蒸気加減弁あるいはバイパス
   調整弁の駆動装置に対して出力させるように弁テスト信
   号を信号切換器に対して出力させるように構成したもの
   において、開閉動作の実施中、前記信号切換器に対する
   弁テスト信号を継続して保つ自己保持回路を設けたこと
   を特徴とする蒸気調整弁制御装置。
2. （２）蒸気タービンに流入する蒸気量を調節する複数の
   蒸気加減弁あるいは前記蒸気タービンの負荷減少時に該
   蒸気タービンをバイパスして復水器に導かれる蒸気量を
   調節する複数のバイパス調整弁をそれぞれ備え、前記蒸
   気加減弁あるいはバイパス調整弁の開閉動作テストが実
   施される間、タービン制御装置によって与えられる弁位
   置制御信号を遮断し、開閉動作テストのために出力され
   る弁テスト速度信号を前記蒸気加減弁あるいはバイパス
   調整弁の駆動装置に対して出力させるように弁テスト信
   号を信号切換器に対して出力させるように構成したもの
   において、開閉動作の実施中、前記信号切換器に対する
   弁テスト信号を継続して保つ自己保持回路を設けると共
   に、弁テスト信号を弁テスト中止信号が与えられた場合
   に遮断し、与えられないときには出力させる装置を設け
   たことを特徴とする蒸気調整弁制御装置。