JPH0443996A - 高速炉プラントの蒸気流量制御装置 - 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） 本発明は高速増殖炉（以下、高速炉と記す）の発電プラ
ントにおいて過熱器を通過する蒸気の流量を制御するた
めの高速炉プラントの蒸気流量制御装置に関する。

（従来の技術） 高速炉の発電プラントはたとえば第５図に示したような
系統で構成されている。すなわち、第５図に示した蒸発
器１および過熱器３には図示してない高速炉で加熱され
た二次系冷却材たとえば液体ナトリウムが流入出して給
水および蒸気を加熱する。

プラントの定格運転時には、給水は蒸発器１により図示
してない二次系冷却材と熱交換して蒸気となり、気水分
離器２により水分が分離され、さらに蒸気は過熱器３で
再び２次系冷却材と熱交換し高温の過熱蒸気となる。こ
の高温の過熱蒸気は蒸気加減弁１８を通りタービン４に
送られ、タービン４を回転させて発電機５を駆動し発電
させる。

タービン４の回転に供せられた蒸気は復水器６で凝縮さ
れて復水になり、復水は復水ポンプ７、低圧給水加熱器
８．脱気器９．給水ポンプ１０、高圧給水加熱器１１を
経て給水として蒸気器１へ還流される。

また、定格運転時は図示していないタービン油気のライ
ンからタービン油気を低圧給水加熱器８゜脱気器９、高
圧給水加熱器１１に送り込み熱回収を行う。

一方、プラントの起動過程においては、蒸発器１からの
発生蒸気の一部を気水分離器２及び気水分離器２の下部
に接続されたドレン弁１２を通してフラッシュタンク１
３へ送り込みフラッシュさせる。

フラッシュタンク１３でフラッシュされた蒸気は低圧給
水加熱器８．脱気器９および高圧給水加熱器１１に送り
込まれ熱回収が行われる。なお起動過程ではタービン抽
気を熱回収として使用できない。

また、蒸発器１から蒸気が発生するようになった時点で
は、所内ボイラーからの補助蒸気による熱回収の必要も
なくなるので、このような熱回収の方法をとっている。

この場合、二次系冷却材の温度は上昇し、蒸発器１で充
分な熱交換が行われるまでは、蒸発器１から発生する蒸
気は全量気水分離器２を通してフラッシュタンク１３へ
流出する。気水分離器２の圧力は圧力検出器１４からの
信号に基づきドレン弁１２を開閉操作することで一定に
制御される。原子炉の核加熱に伴ない二次系冷却材の温
度が上昇し。

蒸発器１での熱交換が充分行われるようになってからは
、ドレン弁１２は気水分離器２の図示していない出口圧
力制御器から切り離され一定開度を保持する。過熱器３
の下流側の主蒸気ラインに設置される主蒸気圧力検出１
１１７からの信号に基づき。

蒸気加減弁１８及びタービンバイパス弁１９を開閉操作
することによって主蒸気の圧力が一定に制御される。主
蒸気がタービン４を通過することによりタービン抽気が
低圧給水加熱器８．脱気器９、高圧給水加熱器１１の熱
回収に使用可能となる。ドレン弁１２を徐閉操作するこ
とにより過熱器３の通過蒸気流量を増大させ、最終的に
ドレン弁１２を全閉して蒸発器１から発生する蒸気は全
量過熱器３を通過し、タービン側へ送り込まれる。この
際、過熱器３の熱過渡緩和の観点から二次主冷却系の過
熱器３の呂ロニ次系冷却材の温度がほぼ一定温度を保持
しながら過熱器３の通過蒸気流量を調節することが好ま
しい、また、蒸発器１に流入する給水は一定流量に制御
されていることにより、過熱器３の通過蒸気流量の調節
は、二次系冷却材の過熱器３の入口二次系冷却材の温度
の上昇に伴い定められた割合でドレン流量検出器１５ま
たはドレン弁１２の開度検出器１６からの信号を監視し
ながら実施することとなる。

次に、従来のドレン弁１２の制御回路について第６図に
より説明する。

ドレン弁１２は、Ｍ／Ａ　（手動／自動）切替器２３が
自動制御側（Ａ）である場合、気水分離器２の出口側に
設置された圧力検出器１４からの圧力信号と出口圧力設
定器２０からの信号の偏差をＰＩ演算器２１によりＰＩ
演算した出力指令信号により開閉操作が実施される。ま
た、Ｍ／Ａ切替器２３が手動操作側ＣＭ）である場合に
は、運転員の手動操作器の操作により、開閉操作が実施
される。

よって、過熱器３の通過蒸気流量の調節はＭ／Ａ切替器
２３を自動制御側から手動制御側に切替えることでドレ
ン弁１２を圧力制御から切り離し、運転員が手動操作器
２２を操作しドレン弁１２の開閉を行うことで実施され
る。

（発明が解決しようとする課題） 前述したように過熱器３の通過蒸気流量を調節する際、
ドレン弁１２の制御回路のＭ／ム切替器２３を手動操作
側に切替え、運転員が過熱器３の入口二次系冷却材の温
度上昇に伴って、対応する過熱器３の通過蒸気流量が確
保されるようにドレン流量検出器１５または開度検出器
１６からの信号を監視しながら手動でドレン弁（１２）
の開閉操作を行う必要がある。そのため、運転員の負担
が大きく、しかも誤操作等を招く課題がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
、過熱器の入口二次系冷却材の温度に対応した過熱器の
通過蒸気流量が確保されるように自動的にドレン弁の開
閉操作を行うことができる高速炉プラントの蒸気流量制
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） 本発明は高速炉で加熱された二次系冷却材で加熱する構
造の蒸発器で発生した蒸気を気水分離器に流入して気水
分離し、その蒸気を前記二次系冷却材で加熱する構造の
過熱器に流入して加熱し、その加熱蒸気をタービンに流
入し、このタービンで仕事を終えた蒸気を復水器で復水
し、この復水を給水加熱器を通して加熱し前記蒸発器に
流入する循環経路を有し、かつ前記気水分離器にドレン
弁およびドレン流量検出器を介してフラッシュタンクを
設けるとともに前記気水分離器の出口圧力を一定に制御
する前記ドレン弁の制御回路を設け、この制御回路は前
記過熱器の入口から流入する前記二次系冷却材の温度に
対応した前記気水分離器のドレン流量指令信号を出力す
る関数発生器と、前記気水分離器のドレン流量との偏差
を制御演算する演算器と、前記気水分離器の出口圧力制
御信号と高値選択を行う高値選択回路とからなることを
特徴とする。

（作　用） 過熱器の入口二次系冷却材の温度を関数発生器に入力し
、対応する指令値とドレン流量の偏差を演算した信号と
圧力制御信号の高値選択を行ってドレン弁に出力する。

気水分離器の出口圧力設定値を高くして圧力制御を切り
離した時点でドレン弁は過熱器の入口二次系冷却材の温
度に対応したドレン流量制御が行われ、過熱器の通過蒸
気流量が自動的に調節される。

（実施例） 第１図および第２図を参照しながら本発明に係る高速炉
プラントの蒸気流！制御装置の第１の実施例を説明する
。

なお、本発明が従来例と異なる点は気水分離器に付設し
たドレン弁の制御回路に過熱器の入口二次系冷却材の温
度を入力して自動的に操作指令信号を出力できるような
設定回路および切替回路を組込んで過熱器の入口二次系
冷却材の温度に対応して自動的に過熱器の通過蒸気流量
を調節することにある。したがって、第１図中、第５図
に示した部分と同一部分には同一符号を付すとともに高
速炉プラントにおける循環系路と、その重複する部分の
説明は省略する。

第１図において、気水分離器２の呂ロ圧力検出器１４と
ドレン流量検出器１５および過熱器３の入口二次系冷却
材の温度検出器２４の信号を取り出す。

出口圧力検出器１４の信号は気水分離器２の出口圧力設
定器２０の信号とともにＰＩ演算器２１に入力されて演
算されＰＩ演算器２１の出力信号は高値選択回路２６に
入力される。

一方、温度検出器２４の信号は関数発生器２５に入力さ
れ、ドレン流量検出器１５の信号とともに偏差を制御す
る演算器２１で演算され、その出力信号は高値選択回路
２６に入力する。この高値選択回路２６の出力信号はＭ
／Ａ切替器２３に入力してドレン弁１２を開閉操作する
。

第２図は気水分離器のドレン流量と過熱器の入口二次系
冷却材の温度との関係を示している。

しかして、過熱器３の入口二次系冷却材の温度検出器２
４の信号を関数発生器２５に入力し、気水分離器２のド
レン流量検出器１５からの信号との偏差をとり、ＰＩ演
算器２１によりＰＩ演算して高値選択回路２６に出力す
る。高値選択回路２６ではドレン弁１２の制御装置の圧
力制御信号との高値を選択し、阿／＾切替器２３が自動
制御側（Ａ）となっている場合にはその信号によってド
レン弁１２の開閉操作が行われる。また、関数発生器２
５では第２図に示したように過熱器３の入口二次系冷却
材の温度に対応したドレン流量指令信号が出力される。

ドレン弁１２が気水分離器２の出口圧力を一定制御する
場合には圧力制御信号がドレン流量制御信号より高値と
なるため、前記信号によってドレン弁１２の開閉操作が
行われる。一方、出口圧力設定器２０の設定値を実圧力
よりも成る値だけ高くすることによって圧力制御信号が
ゼロとなる。そして。

ドレン弁１２は圧力制御から切り離され、高値選択回路
２６によりドレン流量制御信号が選択され、以降、過熱
器３の入口二次系冷却材の温度に対応して気水分離器２
のドレン流量がドレン弁１２の開閉操作により調節され
、過熱器３の通過蒸気流量は規定値が確保される。

さらに、上記状態では圧力制御回路も実質上は働いてい
るため、万一、主蒸気の圧力制御によって圧力上昇が吸
収できないような場合には高値選択回路２６により再度
圧力制御を行うことができる。

第３図および第４図は本発明の第２の実施例を示したも
のである。

第３図中、第１図と同一部分には同一符号を付して重複
する部分の説明を省略する。また、第４図は第２図と対
応したものである。

この実施例では第１の実施例における気水分離器２のド
レン流量検出器１５からの信号の代りにドレン弁１２の
開度検出器１６からの信号をフィードバック信号として
使用した他は、第１の実施例と同様の構成である。

この実施例によれば関数発生器２５で気水分離器２のド
レン流量に相当する開度設定を行うことによって第１の
実施例と同様の機能をもたせることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば過熱器の入口二次系冷却材の温度に対応
して自動的に気水分離器に付設したドレン弁の開閉操作
を行うことができるので、必要な過熱器の通過蒸気流量
を確実に確保できる。

よって、高速炉プラントの運転における運転員の負荷軽
減および信頼性の向上等に大きく寄与することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る高速炉プラントの蒸気流量制御装
置の第１の実施例を示すブロック図、第２図は第１図に
おける気水分離器のドレン流量と過熱器の二次系冷却材
温度との関係を示す特性図、第３図は本発明の第２の実
施例を示すブロック図、第４図は第３図における気水分
離器と過熱器の二次系冷却材温度との関係を示す特性図
、第５図は従来例を説明するための高速炉プラントの蒸
気・給水循環系路を示す系統図、第６図は第５図におけ
る気水分離器のドレン弁制御ブロック図である。 １・・・蒸発器　　　　　　　２・・・気水分離器３・
・・過熱器　　　　　　　４・・・タービン５・・・発
電機　　　　　　　６・・・復水器７・・・復水ポンプ
　　　　　８・・・低圧給水加熱器９・・・脱気器　　
　　　　　１０・・・給水ポンプ１１−・・高圧給水加
熱器　　　１２・・・ドレン弁１３・・・フラッシュタ
ンク　　１４・・・出口圧力検出器１５・・・ドレン流
量検出器　　１６・・・ドレン弁開度検出器１７・・・
主蒸気圧力検出器　　１８・・・蒸気加減弁１９・・・
タービンバイパス弁　２０・・・出口圧力設定器２１・
・・Ｐ１演算器　　　　　２２・・・手動操作器２３・
・・Ｍ／Ａ切替器 ２４・・・過熱器入口二次冷却材の温度検出器２５・・
・関数発生器　　　　　２６・・・高値選択回路差　２
　図 第 圀

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高速炉で加熱された二次系冷却材で加熱する構造の蒸発
   器で発生した蒸気を気水分離器で気水分離し、その蒸気
   を前記二次系冷却材で加熱する構造の過熱器で加熱し、
   その加熱蒸気をタービンに流入し、このタービンで仕事
   を終えた蒸気を復水器で復水し、この復水を給水加熱器
   を通して加熱し前記蒸発器に流入する循環系路を有し、
   かつ前記気水分離器にドレン弁およびドレン流量検出器
   を介してフラッシュタンクを設けるとともに前記気水分
   離器の出口圧力を一定に制御する前記ドレン弁の制御回
   路を設け、この制御回路は前記過熱器の入口から流入す
   る前記二次系冷却材の温度に対応した前記気水分離器の
   ドレン流量指令信号を出力する関数発生器と、前記気水
   分離器のドレン流量との偏差を制御演算する演算器と、
   前記気水分離器の出口圧力制御信号と高値選択を行う高
   値選択回路とからなることを特徴とする高速炉プラント
   の蒸気流量制御装置。