JPH05100088A - 発電プラントのフラツシユタンク圧力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】起動過程等において、フラッシュタンクの出口
圧力を一定値に制御してしている定常状態において最適
なＰＩ演算器の定数を設定しても、負荷しゃ断時にフラ
ッシュタンクの出口圧力がフラッシュタンク安全弁の動
作設定値に達することなく制御できるようにした発電プ
ラントのフラッシュタンク圧力制御装置を提供する。 【構成】本発明に係る発電プラントのフラッシュタンク
圧力制御装置は、フラッシュタンクの圧力を一定に保持
する際に発生する余剰蒸気をフラッシュタンク圧力調節
弁１７を介して復水器へ導くラインを備え、前記フラッ
シュタンクの出口圧力を前記フラッシュタンク圧力調節
弁１７を操作することで制御する発電プラントのフラッ
シュタンク圧力制御装置において、負荷しゃ断検出信号
を受けて前記フラッシュタンク圧力調節弁１７の圧力設
定値を定常値から下げ一定時間経過後に徐々に定常値に
復帰させるプログラム設定器２８を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、負荷しゃ断時に気水分
離器ドレン弁を開いて気水分離器を流れる主蒸気の一部
をフラッシュタンクへ流入させる際、このフラッシュタ
ンク出口圧力の過大な上昇を防止するようにした発電プ
ラントのフラッシュタンク圧力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に係る発電プラントの系統構成を
ＦＢＲ発電プラントを例にとって図３に従い説明する。

【０００３】発電プラントの定常運転時に、給水は蒸発
器１により図示していない２次主冷却系と熱交換して蒸
気となり、発生した蒸気は気水分離器２に送られて気液
分離される。水分を分離した蒸気はさらに過熱器３に送
られ、ここで再び２次主冷却系と熱交換して高温の過熱
蒸気となる。この高温の過熱蒸気は、蒸気加減弁４を介
して蒸気タービン５に送られ、蒸気タービン５を回転さ
せて発電機６を駆動して発電させる。蒸気タービン５で
仕事をした蒸気は、復水器７で凝縮されて復水となった
後、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を介して蒸発器１へ
還流させられる。

【０００４】また、定格運転時には、図示していないタ
ービン抽気ラインからのタービン抽気を低圧給水加熱器
９、脱気器１０、高圧給水加熱器１２に送り込み熱回収
が行われる。

【０００５】一方、発電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１部を気水分離器２及び
気水分離器ドレン弁１３を介してフラッシュタンク１４
へ送り込みフラッシュさせる。フラッシュタンク１４で
フラッシュされた蒸気は、フラッシュタンク発生蒸気止
め弁１５を開くことで、低圧給水加熱器９、脱気器１
０、高圧給水加熱器１２に送り込まれ熱回収が行われ
る。

【０００６】この時、フラッシュタンク１４の出口圧力
を一定に保持するため、熱回収に使用されない余剰蒸気
は、フラッシュタンク１４の出口に取り付けられた圧力
検出器１６からの信号をフィードバックしフラッシュタ
ンク圧力調節弁１７を開閉操作することで復水器７へ送
られる。

【０００７】また、低圧給水加熱器９、脱気器１０及び
高圧給水加熱器１２は、それぞれの圧力検出器１８，１
９，２０からの信号をフィードバックし、低圧給水加熱
器圧力調節弁２１、脱気器圧力調節弁２２及び高圧給水
加熱器圧力調節弁２３を開閉操作することで器内圧力を
一定に制御し給水を所定の温度に保持している。

【０００８】起動過程では、タービン抽気を熱回収とし
て使用できず、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
を採っている。

【０００９】また、ＦＢＲプラントでは、特に２次主冷
却系の冷却材であるナトリウムの過冷却防止のため、常
に給水温度をある一定値以上に保持する必要があり、こ
のため、負荷しゃ断等で蒸気加減弁４が全閉し蒸気ター
ビン５へ流入する蒸気がしゃ断されてタービン抽気が熱
回収として使用できなくなるという場合にも、気水分離
器ドレン弁１３とフラッシュタンク発生蒸気止め弁１５
とを開き、蒸発器１から発生した蒸気をフラッシュタン
ク１４に送り込みフラッシュされた蒸気を熱回収のため
に使用している。

【００１０】一方、フラッシュタンク１４の器内圧力を
一定に保持するため、熱回収に使用されない余剰蒸気
は、起動過程と同様にフラッシュタンク圧力調節弁１７
の開閉操作により復水器７へ送られる。この際、気水分
離器ドレン弁１３を開くことで急激にフラッシュタンク
１４内へ主蒸気が流入するが、フラッシュタンク１４の
内部圧力の過大な上昇に起因したフラッシュタンク安全
弁２４の動作による蒸気の大気放出を回避する必要があ
る。

【００１１】次に、フラッシュタンク圧力調節弁１７に
よるフラッシュタンク１４の出口圧力を一定に制御する
圧力制御装置の一般的な従来例を図４に従って説明す
る。

【００１２】フラッシュタンク圧力調節弁１７は、フラ
ッシュタンク１４の出口に取り付けられた圧力検出器１
６からの圧力信号より、固定設定器２５から出力される
圧力目標値を減算器２６により減算し、比例積分（Ｐ
Ｉ）演算器２７よりＰＩ演算した信号により開閉操作が
行われるようになっており、この圧力制御装置の圧力外
乱に対する制御力は、ＰＩ演算器２７の定数により調節
することが可能となっている。

【００１３】一方、負荷しゃ断発生時における前記圧力
制御装置による圧力の応答波形を図５に示す。負荷しゃ
断発生時刻ｔ1 より時間経過に従って、実線及び一点鎖
線の応答波形とも圧力制御目標値Ｓ1 に収束している
が、実線の応答波形では、フラッシュタンク安全弁２４
の動作圧力Ｓ2 をオーバーした後、目標値Ｓ1 に収束す
るようになっている。この実線と一点鎖線の応答波形の
差は、前述したように、圧力制御装置のＰＩ演算器２７
の定数設定に起因している。

【００１４】フラッシュタンク１４の出口圧力の過大な
上昇によるフラッシュタンク安全弁２４の動作を回避す
ることが必要なため、ＰＩ演算器２７において適切な定
数設定を行うことで、圧力制御装置により負荷しゃ断発
生時におけるフラッシュタンク１４内への急激な蒸気の
流入による圧力の過大な上昇が抑制されるようになって
いる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の圧力制御装置の
場合、負荷しゃ断時に急激にフラッシュタンク１４内へ
蒸気が流入したとしても、フラッシュタンク圧力調節弁
１７が圧力の変動に対し感度よく大きな開閉動作を行う
ため問題はない。

【００１６】しかし、発電プラントの起動経過等におい
て、フラッシュタンク１４内の圧力を一定値に制御して
いる際、微少な圧力変動に対してもフラッシュタンク圧
力調節弁１７が感度よく大きな開閉動作を行うため、器
内圧力が振動的になってしまう。これは、定常状態での
圧力制御が必ずしも安定に行われないことにより、ヒー
トマスバランスに影響を与える他、下流側に配置された
高圧給水加熱器１２、脱気器１０及び低圧給水加熱器９
の圧力制御と制御系間の干渉を誘発する可能性もあり好
ましくない。

【００１７】この問題点を回避するために、フラッシュ
タンク１４の出口圧力設定値を下げ、フラッシュタンク
安全弁２４の動作設定値との差を大きくすることで、負
荷しゃ断時に急激に蒸気がフラッシュタンク１４内に流
入しても、圧力上昇中の早い時点でフラッシュタンク圧
力調節弁１７が動作を開始するようにし、これによっ
て、ＰＩ演算器２７の定数を定常状態における制御感度
を最適にするように設定しても、フラッシュタンク１４
の出口圧力がフラッシュタンク安全弁２４の動作設定値
に達するのを回避するようにすることができる。

【００１８】しかし、この場合、定常状態において、フ
ラッシュタンク１４と下流の低圧給水加熱器９、脱気器
１０及び高圧給水加熱器１２との間の各差圧が小さくな
るため、給水加熱に充分な蒸気を供給するためには、低
圧給水加熱器調節弁２１、脱気器圧力調節弁２２及び高
圧給水加熱器調節弁のサイジングを大きくする必要が生
じ、新たな問題点が発生する。

【００１９】また、負荷しゃ断時に主蒸気をフラッシュ
タンク１４に流入させる時、気水分離器ドレン弁１３の
開操作の速度を小さくすることで、フラッシュタンク１
４内へ急激に蒸気が流入するのを避け、これによって、
ＰＩ演算器２７の定数を定常状態における制御感度が最
適になるように設定しても、フラッシュタンク１４の出
口圧力がフラッシュタンク安全弁２４の動作設定値に達
するのを回避するようにすることもできる。

【００２０】しかし、この場合は、給水加熱に必要な蒸
気を低圧給水加熱器９、脱気器１０及び高圧給水加熱器
１２へ供給するのが遅れ、給水温度が低下してしまう可
能性がある。

【００２１】本発明は上述した事情を考慮してなされた
ものであり、起動過程等において、フラッシュタンクの
出口圧力を一定値に制御してしている定常状態において
最適なＰＩ演算器の定数を設定しても、負荷しゃ断時に
フラッシュタンクの出口圧力がフラッシュタンク安全弁
の動作設定値に達することなく制御できるようにした発
電プラントのフラッシュタンク圧力制御装置を提供する
ことを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る発電プラントのフラッシュタンク圧力
制御装置は、気水分離器を流れる主蒸気の一部を気水分
離器より分岐したラインから気水分離器ドレン弁を介し
てフラッシュするフラッシュタンクと、このフラッシュ
タンクの圧力を一定に保持する際に発生する余剰蒸気を
フラッシュタンク圧力調節弁を介して復水器へ導くライ
ンとを備え、前記フラッシュタンクの出口圧力を前記フ
ラッシュタンク圧力調節弁を操作することで制御する発
電プラントのフラッシュタンク圧力制御装置において、
負荷しゃ断時に、前記フラッシュタンク圧力調節弁の圧
力設定値を定常値から下げ一定時間経過後に徐々に定常
値に復帰させるプログラム設定器を備えたことを特徴と
するものである。

【００２３】

【作用】上記のように構成した本発明によれば、負荷し
ゃ断発生時にフラッシュタンクの出口圧力目標値を下げ
ることで、フラッシュタンクの出口圧力上昇過程におい
て早い時点でフラッシュタンク圧力調節弁の制御操作を
開始させ、圧力が整定してから設定値の定常値への復帰
に伴い、フラッシュタンクの出口圧力も定常値に制御す
ることができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に従って説明
するが、上記従来例と同じ構成については図３を参照し
つつ説明する。

【００２５】本実施例における発電プラントのフラッシ
ュタンク圧力制御装置には、固定設定器２５の他にプロ
グラム設定器２８が備えられ、この固定設定器２５とプ
ログラム設定器２８とは、負荷しゃ断検出信号を入力し
てこの固定設定器２５とプログラム設定器２８との切替
を行う切替器２９に並列的に接続される一方、この切替
器２９は減算器２６に接続されている。

【００２６】この系統構成によって、通常時、フラッシ
ュタンク圧力調節弁１７は、従来例と同様に、フラッシ
ュタンク１４の出口に取り付けられた圧力検出器１６か
らの圧力信号より、固定設定器２５から切替器２９を介
して出力される圧力目標値を減算器２６により減算し、
ＰＩ演算器２７よりＰＩ演算した信号により開閉操作が
行われる。一方、負荷しゃ断発生時は、負荷しゃ断検出
信号を切替器２９に入力し、圧力目標値の出力を固定設
定器２５からプログラム設定器２８に切替えるよう構成
されている。

【００２７】このプログラム設定器２８では、切替器２
９で選択された時点より圧力目標値を定常値Ｓ1 よりも
小さい値Ｓ3 に保持し、時間ｔ2経過後から時間ｔ3 ま
で一定の変化率で定常値Ｓ1 より小さな値Ｓ3 から定常
値Ｓ1 に除々に変化させるよう圧力目標値が設定されて
いる。

【００２８】図１に示すフラッシュタンク圧力制御装置
を用いた場合の負荷しゃ断時のフラッシュタンク１４の
出口圧力応答波形を図２に示す。

【００２９】負荷しゃ断発生時ｔ1 よりフラッシュタン
ク１４の出口圧力が上昇するが、フラッシュタンク圧力
調節弁１７は、圧力目標値Ｓ1 に達した時点で開動作す
るため圧力の上昇はフラッシュタンク安全弁２４の動作
設定値Ｓ2 に達することなく圧力目標値Ｓ2 に整定す
る。その後、時間ｔ2 より圧力目標値が徐々に上昇して
いくため、フラッシュタンク１４の出口圧力もそれに追
従して上昇し、時間ｔ3にて圧力目標値が定常時Ｓ1に達
した時点でフラッシュタンク１４の出口圧力も定常値Ｓ
1 に整定することになる。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る発電プラントのフラッシュ
タンク圧力制御装置は上記のような構成であるので、起
動過程等において、フラッシュタンクの出口圧力を一定
値に安定して制御することができることは勿論、負荷し
ゃ断時にフラッシュタンク内への急激に蒸気が流入した
際も、フラッシュタンク出口圧力の過大な上昇を回避す
ることができ、これによって、プラント運転上の安全
性、信頼性等に大きく寄与することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る発電プラントのフラッシュタンク
圧力制御装置の一実施例を示すもので、フラッシュタン
ク圧力調節弁の制御ブロック図。

【図２】図１に示す実施例の負荷しゃ断時におけるフラ
ッシュタンク出口圧力応答波形図。

【図３】ＦＢＲ発電プラントの蒸気タービン系統の構成
図。

【図４】従来の圧力制御装置を示すフラッシュタンク圧
力調節弁の制御ブロック図。

【図５】図４に示す従来例の負荷しゃ断時におけるフラ
ッシュタンク出口圧力応答波形図。

【符号の説明】

２ 気水分離器 １３ 気水分離器ドレン弁 １４ フラッシュタンク １６ 圧力検出器 １７ フラッシュタンク圧力調節弁 ２５ 固定設定器 ２８ プログラム設定器 ２９ 切替器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気水分離器を流れる主蒸気の一部をこの
   気水分離器より分岐したラインから気水分離器ドレン弁
   を介してフラッシュするフラッシュタンクと、このフラ
   ッシュタンクの圧力を一定に保持する際に発生する余剰
   蒸気をフラッシュタンク圧力調節弁を介して復水器へ導
   くラインとを備え、前記フラッシュタンクの出口圧力を
   前記フラッシュタンク圧力調節弁を操作することで制御
   する発電プラントのフラッシュタンク圧力制御装置にお
   いて、負荷しゃ断時に前記フラッシュタンク圧力調節弁
   の圧力設定値を定常値から下げ一定時間経過後に徐々に
   定常値に復帰させるプログラム設定器を備えたことを特
   徴とする発電プラントのフラッシュタンク圧力制御装
   置。