JPH042842B2

JPH042842B2 -

Info

Publication number: JPH042842B2
Application number: JP9319585A
Authority: JP
Priority date: 1985-04-30
Filing date: 1985-04-30
Publication date: 1992-01-21
Also published as: JPS61252404A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は高速増殖炉の水蒸気系配管に配置され
る過熱器の通気量を制御する過熱器通気量制御装
置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］一般に、液体金属冷却形高速増殖炉プラント
は、液体金属冷却形高速増殖炉で発生した核エネ
ルギを中間熱交換器に移送する１次冷却系と、中
間熱交換器からのエネルギを蒸発器に移送する２
次冷却系と、蒸発器で得たエネルギにより蒸気タ
ービンを駆動する水・蒸気系とから主体部分が構
成されている。

第５図は、このような液体金属冷却形高速増殖
炉プラントの一つである液体金属ナトリウム冷却
形高速増殖炉プラントの一例を示すもので、この
プラントは、１次ナトリウム系１、２次ナトリウ
ム系２および水・蒸気系３とから主体部分が構成
されている。

１次ナトリウム系１は、原子炉４で発生した核
エネルギを液体金属ナトリウムを介して中間熱交
換器５に移送するために設けられており、原子炉
４に液体金属ナトリウムを循環させる一次系配管
６には、上流から順に、中間熱交換器５、１次系
ポンプ７が設けられている。

２次ナトリウム系２は、中間熱交換器５で得た
エネルギを液体金属ナトリウムを介して過熱器８
に移送するために設けられており、中間熱交換器
５で熱交換されエネルギを得た液体金属ナトリウ
ムを循環させる２次系配管９には過熱器８、蒸発
器１０および２次系ポンプ１１が順に設けられて
いる。

水・蒸気系３は、過熱器８および蒸発器１０で
得たエネルギにより蒸気タービン１２を駆動する
ために設けられており、過熱器８で熱交換した蒸
気を循環させる水・蒸気系配管１３には蒸気ター
ビン１２、給水ポンプ１４、蒸発器１０および気
水分離器１５が設けられている。

すなわち、過熱器８で熱交換され高温となつた
蒸気は、隔離弁１６、主蒸気止め弁１７、蒸気加
減弁１８が設置された配管を通り蒸気タービン１
２に導かれ、蒸気タービン１２を駆動した後、復
水器１９により復水とされて、復水ポンプ２０、
低圧給水過熱器２１、を順に経て給水ポンプ１４
に導かれる。

なお、蒸気タービン１２の入口側配管には主蒸
気止め弁１７の上流側から分岐し、一端を復水器
１９に接続され、タービンバイパス弁２２を介挿
されたタービンバイパス配管２３が配設されてい
る。

そして、給水ポンプ１４に導かれた水は、高圧
給水過熱器２４、給水制御弁２５を通り蒸発器１
０に流入し、ここで蒸気とされた後、気水分離器
１５に流入し、隔離弁２６を経て過熱器８に導か
れる。

なお、気水分離器１５から隔離弁２６を介して
過熱器８に至る配管に隔離弁２６の上流側から分
岐し過熱器８の低温出口側配管の隔離弁１６の上
流側に一端を接続され、過熱器バイパス弁２７を
介挿された過熱器バイパス配管２８が配設されて
いる。

以上のように構成された液体金属ナトリウム冷
却形高速増殖炉プラントでは、原子炉４で発生し
た核エネルギは、１次ナトリウム系１、２次ナト
リウム系２、水・蒸気系３を介して蒸気タービン
１２を駆動するエネルギとして用いられる。

しかしながら、以上のように構成された高速増
殖炉発電プラントでは、過熱器８の通気量を増大
させる場合には、原子炉熱出力の増加に合せて蒸
発器１０廻りのヒートバランスを保ちながら行な
う必要があり、従来は過熱器出口ナトリウム温度
を所定の値に保つことにより制御が行なわれてい
るが、冷却材、たとえばナトリウムを流通する二
次冷却系配管９の無駄時間、時定数等により蒸発
器１０回りのヒートバランスを保ちながら過熱器
８の通気量の増大を図ることは非常に困難であつ
た。

［発明の目的］本発明はかかる従来の事情に対処してなされた
もので、過熱器の通気量を増大させる場合に、熱
出力の増加に合せて蒸発器廻りのヒートバランス
を保ちながら過熱器の通気量を安定して増大させ
ることのできる過熱器通気量制御装置を提供しよ
うとするものである。

［発明の概要］すなわち、本発明は水蒸気系配管に上流側から
順に蒸発器、気水分離器および過熱器を配置し、
前記過熱器および蒸発器において二次冷却系配管
を流れる冷却材と熱交換を行なう高速増殖炉の過
熱器の通気量を制御する過熱器通気量制御装置に
おいて、前記水蒸気系配管の過熱器出口側に配置
される流量計からの過熱器通気量、前記二次冷却
系配管の過熱器入口側に配置される温度検出器か
らの過熱器入口側冷却材温度、前記気水分離器に
配置される圧力計からの気水分離器圧力をそれぞ
れ入力し、前記気水分離器に配置されるドレン弁
の開度を操作することを特徴とする過熱器通気量
制御装置である。

［発明の実施例］以下、本発明の詳細を図面に示す一実施例につ
いて説明する。

第１図は本発明の過熱器通気量制御装置の入出
力関係を示すので、図において符号１３は水蒸気
系配管を示している。この水蒸気系配管１３に
は、上流側から順に蒸発器１０、気水分離器１５
および過熱器８が配置されている。気水分離器１
５にはドレン配管２９が接続されており、このド
レン配管２９にはドレン弁３０が介挿されてい
る。また気水分離器１５には気水分離器１５内の
圧力を測定する圧力計３１が配置されている。水
蒸気系配管１３の過熱器８下流側には過熱器通気
量を測定する流量計３２が配置されている。

図において符号９は冷却材、たとえば液体金属
ナトリウムを流通する二次冷却系配管を示してお
り、この二次冷却系配管９内の冷却材は過熱器８
で水蒸気配管１３の蒸気と熱交換した後、さらに
蒸発器１０において水蒸気系配管１３の給水と熱
交換される。

図において符号３３は本発明の過熱器通気量制
御装置を示しており、この過熱器通気量制御装置
は、水蒸気系配管１３の過熱器８出口側に配置さ
れる流量計３２からの過熱器通気量、二次冷却系
配管９の過熱器８入口側に配置される温度検出器
３４からの過熱器入口側冷却材温度、気水分離器
１５に配置される圧力計３１からの気水分離器圧
力をそれぞれ入力し、気水分離器１５に配置され
るドレン弁３０の開度を操作する。なお、この過
熱器通気量制御装置にはデイジタル計算機を用い
た計算機直接制御（DDC）が用いられている。

第２図は過熱器通気量制御装置の詳細を示すも
ので、この装置では、入力された過熱器入口側冷
却材温度に基づいてあらかじめ定められたプログ
ラムにより過熱器通気量が設定され、この過熱器
通気量と流量計３２で測定された過熱器通気量と
の偏差が求められ、この偏差信号はPI演算され
低値優先回路（LVG）に出力される。一方、気
水分離器１５の圧力計３１から入力された気水分
離器圧力と、圧力設定値との偏差がとられ、この
偏差信号はPI演算された後、低値優先回路に出
力される。低値優先回路からは過熱器通気量に基
づく信号あるいは気水分離器圧力に基づく信号の
うち低い方の値が選択され、この値はドレン弁の
非線形補償f₂（ｘ）を加えられた後、気水分離器
１５のドレン弁３０の開度が操作される。

第３図は第２図で示したプログラムの関数f₁
（ｘ）をグラフで示すもので、横軸には過熱器入
口側冷却材温度が、縦軸には過熱器通気量がとら
れており、曲線ａは第２図のf₁（ｘ）を示してい
る。

第４図は以上のように構成された過熱器通気量
制御装置により過熱器通気量を制御したときの各
位置における流量、あるいは温度を示すもので、
横軸には時間がとられている。すなわち図におい
て曲線ｂは過熱器通気量を、曲線ｃは過熱器入口
側冷却材温度を、曲線ｄは過熱器出口側冷却材温
度を、また破線で示す曲線ｅは気水分離器１５の
ドレン弁流量をそれぞれ示している。図から明ら
かなように、過熱器通気量は第３図に示すプログ
ラム曲線ａに従つて非常によく制御されている。

すなわち以上のように構成された過熱器通気量
制御装置では、過熱器入口側冷却材温度の温度上
昇に合せて過熱器通気量を増大させる制御を計算
機直接制御により行なつたので、蒸発器１０廻り
のヒートバランスを保ちながら安定して過熱器８
の通気量を増大させることができる。また計算機
直接制御のためドレン弁３０の非線形補償を容易
に行なうことができ、制御性の向上を図ることが
できる。

また、以上述べた実施例では、計算機直接制御
を用いたので、この結果、運転員の労力の削減を
図ることができ、また誤動作を防止することがで
きるので、制御装置の信頼性を従来より大幅に向
上することができる。

［発明の効果］以上述べたように、本発明の過熱器通気量制御
装置によれば、運転員の操作を介さずに過熱器通
気量を安定に制御することができ、制御性および
経済性の向上を図ることができる。また過熱器の
出口側冷却材温度をほぼ一定に保つことができる
ため、蒸発器および過熱器の健全性を向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の過熱器通気量制御装置の入出
力関係を示す配管系統図、第２図は本発明の過熱
器通気量制御装置の一実施例を示すブロツク図、
第３図は第２図のプログラムに用いられる過熱器
入口側冷却材温度と過熱器通気量との関係を示す
グラフ、第４図は第２図に示す過熱器通気量制御
装置により制御された過熱器通気量を示すグラ
フ、第５図は従来の高速増殖炉プラントを示す配
管系統図である。８……過熱器、９……二次冷却系配管、１０…
…蒸発器、１３……水蒸気系配管、１５……気水
分離器、３０……ドレン弁、３１……圧力計、３
２……流量計、３４……温度検出器。

Claims

【特許請求の範囲】

１水蒸気系配管に上流側から順に蒸発器、気水
分離器および過熱器を配置し、前記過熱器および
蒸発器において二次冷却系配管を流れる冷却材と
熱交換を行なう高速増殖炉の前記過熱器の通気量
を制御する過熱器通気量制御装置において、前記
水蒸気系配管の過熱器出口側に配置される流量計
からの過熱器通気量、前記二次冷却系配管の過熱
器入口側に配置される温度検出器からの過熱器入
口側冷却材温度、前記気水分離器に配置される圧
力計からの気水分離器圧力をそれぞれ入力し、前
記気水分離器に配置されるドレン弁の開度を操作
することを特徴とする過熱器通気量制御装置。