JPH04179804A - タービン制御装置 - 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） 本発明は沸騰水形原子力発電プラントのタービン制御装
置に係り、特に電力系統外乱発生によりタービン速度変
動が生じたとき、原子炉が緊急停止に至るのを防止し、
プラントの運転を継続させるのに好適なタービン制御装
置に関する。

（従来の技Ｉり 原子力発電プラントにおけるタービン蒸気系統の一例を
第３図に示す。

第３図において、原子炉１で発生した蒸気は、主蒸気止
め弁２および蒸気加減弁３を通ってタービン４に流入し
、復水器５で復水される。

また蒸気の一部は主蒸気止め弁２の手前からタービンバ
イパス弁６を通ってタービン４をバイパスし復水器５に
流される。

常時は主蒸気止め弁２を全開とし、蒸気加減弁３とター
ビンバイパス弁６の弁開度を調節してタービン速度およ
びタービン入口蒸気圧力の制御が行なわれる。なお、符
号７は主蒸気の圧力を検出する圧力検出器を示している
。

従来のタービン制御系の一例を第４図に示す。

第４図において、原子炉又は主蒸気配管に設置した圧力
検出器７で検出された圧力信号１１とあらかじめ設定さ
れた圧力設定値１２との偏差信号は、フィルター回路１
３を通り、圧力制御回路１４に入力される。圧力制御回
路１４はその偏差信号により全土蒸気流量信号（以下Ｉ
ＰＲ信号）１５を作成する。

一方、タービン速度検出器（図示せず）により検出され
たタービン速度信号１８とタービン速度設定値１９との
偏差信号は、速度制御回路２０に入力され、そこでター
ビン速度制御信号２１となる。速度制御信号２１は更に
、負荷設定器２３の出力信号である負荷設定値２２を付
加され、速度／負荷制御信号２４となる。これらのＩＰ
Ｒ信号１５と速度／負荷制御信号２４は、低値優先回路
２５に入力される。低値優先選択の結果、両者のうち低
い方の信号が加減弁流量要求信号２６となり、蒸気加減
弁制御回路２７によって蒸気加減弁３の開度が制御され
る。

尚、負荷設定器２３にはパワーロードアンバランス回路
２８からの信号も入力されておりパワーロードアンバラ
ンス回路２８は中間蒸気圧力信号と発電機電流信号とを
取り込んでいる。

上記系統で制御される蒸気加減弁３に対し、タービンバ
イパス弁６は、ＩＰＲ信号１５から蒸気加減弁流量要求
信号２６と通常運転時のタービンバイパス弁チャタリン
グ防止用バイアス信号１６とを減算したタービンバイパ
ス弁流量要求信号１７を得てタービンバイパス弁制御回
路２９によって制御される。

沸騰水形原子力発電プラントでは、炉心内のボイド率に
より原子炉出力を調整しているので、中性子束は圧力変
化に対し敏感に反映する。従って。

通常運転時は圧力信号１１によるＩＰＲ信号１５で蒸気
加減弁３が優先的に制御され、タービン速度の比較的小
さな変動に反応して蒸気加減弁３が動作しないように負
荷設定値２２をＩＰＲ信号１５のｌθ％程度上に設定し
である。速度要求信号２１が一１０％以内（−数的に速
度調定率は１００％制御信号１５％速度変化であり、５
０Ｈｚの場合０．２５Ｈｚに相当する。）となるタービ
ン速度上昇に対しては蒸気加減弁３は応答せず圧力制御
が優先される。一方。

１０％以上に速度／負荷制御信号２４が減少するような
タービン速度上昇（すなわち、０．２５Ｈｚ以上の周波
数上昇）に対しては、速度／負荷制御信号２４がＩＰＲ
信号１５以下となり、蒸気加減弁３が絞られる。この蒸
気加減弁３の絞り動作により余剰となった蒸気はＩＰＲ
信号１５から蒸気加減弁流量要求信号２６とバイアス信
号１６とを減算した信号、すなわち、タービンバイパス
弁流量要求信号１７でタービンバイパス弁６を開いて処
理される。このように蒸気加減弁３とタービンバイパス
弁６とを協調動作させると、原子炉圧力はほとんど変化
することなく、プラント運転が継続できることになる。

なお、図中符号３０．３１は蒸気加減弁急閉回路および
タービンバイパス弁急開回路を示している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、原子力発電プラントの電気出力は送電系統を
通して各需要家に送られているが、この送電系統におい
て落雷等の事故が発生すると。

送電系しゃ断器が動作しプラント負荷が喪失する。

一般に、プラント負荷が比較的大きい場合に送電系統が
しゃ断されると、パワーロードアンバランス検出回路２
２が働いて蒸気加減弁急開回路３１が動作し、蒸気加減
弁３が急閉されると同時に負荷設定器２３がセットバッ
クされ、負荷設定値２２が０％となる。負荷設定値２２
が０％となると、速度／負荷制御信号２４が０％以下に
なり、低値優先選択回路２５にてＩＰＲ信号１５と比較
され、速度／負荷制御信号２４が選択され、蒸気加減弁
流量要求信号２６が０％となる。一方、蒸気加減弁流量
要求信号２６が０％となると、ＩＰＲ信号１５からバイ
アス信号１６だけ減算されたものがタービンバイパス弁
流量要求信号１７どなるので、タービンバイパス弁制御
回路２９が飽和し、その飽和を検出したタービンバイパ
ス弁急開回路３１が動作し、タービンバイパス弁６が急
開させられるが、このとき、タービンバイパス弁６の容
量が原子炉定格流量に満たないプラントでは蒸気加減弁
３の急閉により原子炉１が停止する。しかし、タービン
バイパス弁６の容量が原子炉定格流量の１００％以上の
プラントでは、蒸気加減弁３の急閉、タービンバイパス
弁６の急開を経た後に原子炉出力が下げられ、タービン
バイパス弁６にて原子炉圧力が制御され、最終的に所内
単独運転に移行させられる。

しかしながら、このタービンバイパス弁６の容量の大き
いプラントにおいて、パワーロードアンバランス回路２
８の動作が解除される前にタービン回転数が下がって定
格回転数以下になるような状況が発生すると、加減弁流
量要求信号２６は増加するにもかかわらず、パワーロー
ドアンバランス検出回路２８の動作により蒸気加減弁急
閉回路３０が動作するために蒸気加減弁３が開かれず、
逆にタービンバイパス弁流量要求信号１７が減少し、タ
ービンバイパス弁６が閉動作に入ることから原子炉圧力
が上昇し、結果的に中性子束が規定値を越えてしまい原
子炉１が緊急停止する可能性がある。

本発明の目的は送電系統の事故によるパワーロードアン
バランス検出回路動作時にタービン回転数が定格回転数
以下とならないように、負荷しゃ断の発生で一旦タービ
ン回転数が上昇した後に。

タービン回転数が降下する過程ではパワーロードアンバ
ランス検出部を解除せしめるようにしたタービン制御装
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） 上記目的を達成するために本発明はタービンに導入され
る蒸気量を調節する蒸気加減弁と、タービンをバイパス
して復水器に排出される蒸気量を調節するタービンバイ
パス弁と、検出されたタービンに送られる蒸気圧力信号
およびタービン速度信号の双方に基づいて蒸気加減弁お
よびタービンバイパス弁の双方の開度を協調制御するタ
ービン制御部と、検出された発電機電流信号および中間
蒸気圧力信号の双方に基づいて負荷しゃ断が生じたとき
、蒸気加減弁を急閉動作させる制御信号を出力するパワ
ーロードアンバランス検出部とを具備してなるタービン
制御装置において、パワーロードアンバランス検出部に
蒸気加減弁の急閉後にタービン回転数低下信号が与えら
れたとき、蒸気加減弁急閉制御信号を解除する回路手段
を設けたことを特徴とするものである。

（作用） 送電系統における事故はその後発電機負荷の喪失を招き
、いわゆる負荷しゃ断に至る。このとき、タービン回転
数の上昇とともにパワーロー、ドアンバランス回路が働
き、蒸気加減弁は急閉され、同時にタービンバイパス弁
が急開される。この後、タービンは降速し始めるが、こ
のとき検出された回転数低下信号がパワーロードアンバ
ランス検出部に導かれ、この信号により蒸気加減弁急閉
制御信号を断つ回路手段が動作し、それ以降タービン制
御部から蒸気加減弁流量要求信号およびタービンバイパ
ス弁流量要求信号がそれぞれ蒸気加減弁およびタービン
バイパス弁に出方され、タービン回転数は定格回転数付
近に整定される。

したがって、タービンはその回転数が定格回転数以下に
なることなく、安定して運転を続けられる。

（実施例） 以下１本発明の一実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

第１図において、タービン速度検出器（図示せず）によ
り検出されたタービン速度信号１８が回転数低下検出回
路３２の入力端に導かれ、ここで回転数設定値と比較さ
れてタービン回転数低下信号３３として取出される。

このタービン回転数低下信号３３は中間蒸気圧力信号３
４および発電機電流信号３５と共にパワーロードアンバ
ランス検出回路２８に入力される。このパワーロードア
ンバランス検出回路２８では次の検出信号が作られる。

すなわち、第２ｍＩＩにおいて１発電機電流信号３５は
電流／負荷変換器３６で負荷信号に変換され、変化率大
検出回路３７によって変化重大が検出され、アンド回路
３８の入力端に与えられる。一方、中間蒸気圧力信号３
４は圧力／出力変換器３９にて出力信号に変換され、こ
の出力信号と上記の負荷信号との間で偏差が演算され、
偏差大検出回路４０によって偏差大が検出され、この出
力はアンド回路３８の入力端に導かれる。アンド回路３
８にて変化重大および偏差大の双方から論理積が成立す
ると、オア回路４１を経てパワーロードアンバランス回
路２８から蒸気加減弁急閉回路３０への検出信号が出力
される。この検出信号の自己保持はタービン回転数低下
信号３３をノット回路４２で反転して与えられる信号を
入力しているアンド回路４３によって双方の論理積が成
立している間係たれ、−方、タービン回転数低下信号３
３の入力によって不成立になると、自己保持が解除され
る。なお、図中符号４４はノット回路、４５はワープア
ウト回路を示している。

次に、上記構成による作用を説明する。

送電系統で事故が発生し、負荷が喪失すると、タービン
回転数の上昇とともにパワーロードアンバランス検出回
路２Ｂが働き、蒸気加減弁３は急閉され、またタービン
バイパス弁６は急開される。

この後、タービン回転数が降下し始め回転数低下検出回
路３２がタービン回転数低下を検出して、タービン回転
数低下信号３３がパワーロードアンバランス検出回路２
８に入力される。このとき、アンド回路４３における自
己保持のための論理積条件が成立しなくなり、これ以降
はＩＰＲ信号１５と速度／負荷制御信号２４から求まる
蒸気加減弁流量要求信号２６およびタービンバイパス弁
流量要求信号１７により蒸気加減弁３およびタービンバ
イパス弁６が制御される。これによりタービン回転数が
定格回転数付近に整定することになる。

かくして１本実施例によれば、負荷しゃ断時にタービン
回転数が定格回転数以下になり蒸気加減弁３が開かれず
、タービンバイパス弁６が閉動作に入って原子炉１が緊
急停止するようなことはなくなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、送電系統の事故に
よる負荷喪失が発生した場合にタービン昇速パワーロー
ドアンバランス検出部が動作した場合、−旦蒸気加減弁
を急開させ、タービンバイパス弁を全閉させた後、ター
ビン降速過程ではパワーロードアンバランス検出回路を
解除せしめるようにしたから、原子炉は停止に至らず、
安定に発電プラントの運転を継続することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るタービン制御装置の一実施例を示
す機能ブロック図、第２図はパワーロードアンバランス
検出回路の一実施例を示す構成図、第３図は従来のター
ビン蒸気系統の一例を示す系統図、第４図は従来のター
ビン制御装置を示す機能ブロック図。 ３・・・蒸気加減弁　　６・・・タービンバイパス弁１
４・・・圧力制御回路　　２０・・・速度制御回路２８
・・・パワーロードアンバランス検出回路３０・・・蒸
気加減弁急閉回路 ３２・・・回転数低下信号検出回路 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タービンに導入される蒸気量を調節する蒸気加減弁と、
   タービンをバイパスして復水器に排出される蒸気量を調
   節するタービンバイパス弁と、検出されたタービンに送
   られる蒸気圧力信号およびタービン速度信号の双方に基
   づいて前記蒸気加減弁およびタービンバイパス弁の双方
   の開度を協調制御するタービン制御部と、検出された発
   電機電流信号および中間蒸気圧力信号の双方に基づいて
   負荷しゃ断が生じたとき、前記蒸気加減弁を急閉動作さ
   せる制御信号を出力するパワーロードアンバランス検出
   部とを具備してなるタービン制御装置において、前記パ
   ワーロードアンバランス検出部に前記蒸気加減弁の急閉
   後にタービン回転数低下信号が与えられたとき、蒸気加
   減弁急閉制御信号を解除する回路手段を設けたことを特
   徴とするタービン制御装置。