JPH0690306B2 - 負荷ランバツク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は原子力タービンプラントに係り、特に給水系に
注入される給水加熱器ドレンの流動が不安定な状態にな
った場合に給水流量の制限を図り、かつプラント出力を
部分負荷に移行させて安定した運転が継続して行なえる
ようにした負荷ランバック装置に関する。

（従来の技術） 原子力タービンプラントの復水系および給水系にはサイ
クルの熱効率を高めるために給水加熱器が設けられてい
る。この給水加熱器では高圧タービンあるいは低圧ター
ビンから抽出された蒸気により給水が加熱され、この熱
交換の際に蒸気が凝縮して大量のドレンが発生する。通
常、給水加熱器ドレンは保有している熱量が高く、その
すべてをサイクルで回収することができれば熱効率の改
善を図るうえで充分なものがある。

かかる観点から給水加熱器ドレンをポンプを用いて昇圧
し、給水系に直接注入する方法が注目を集めている。以
下、この方法を中心として従来の技術を説明する。すな
わち、第３図において、原子炉１で発生して蒸気は高圧
タービン２に流入しそこで膨張して一定の仕事を行な
う。この膨張により温度、圧力が低下するために蒸気は
湿分分離器と加熱器とを組合わせて構成した湿分分離再
加熱器３に送られ、そこで湿分が除去され、かつ加熱蒸
気によって加熱されて温度が高められる。この蒸気は低
圧タービン４に送られて再び膨張し、一定の仕事を行な
う。つまり、負荷としての発電機５を回して電力を生じ
させる。この後、蒸気は復水器６へと流れ、そのすべて
が復水として回収される。復水は復水ポンプ７により抽
出されて低圧給水加熱器８に送られ、そこで低圧タービ
ン４からの抽気で加熱される。さらに復水は給水ポンプ
９に送られ，そこで加圧されて給水として高圧給水加熱
器10に流れ、高圧タービン２から送られる抽気によって
加熱され、さらに温度上昇して原子炉１へ供給される。
以後、この循環が繰返される。

ここで、給水加熱器ドレンの給水中への注入方法を説明
すると、高圧給水加熱器10で生じた給水加熱器ドレンは
ドレンタンク11に一旦集められ、その後ドレンポンプ12
によって抽出されて給水ポンプ９の吸込側に導かれる圧
力の低い給水中に注入され、両者が混合して流れるよう
になっている。なお、図中符号13は調節弁であり、給水
加熱器ドレンの流量を水位検出器14の出力信号により制
御するように構成される。

（発明が解決しようとする問題点） 給水加熱器ドレンを直接給水中に注入する方法は従来の
やり方、つまり給水加熱器ドレンを復水器６へ回収する
方法と比べて機器を損傷から護り、また給水流量を安定
に確保する点で大きな不安がある。すなわち、一般に、
原子炉１の給水要求量はプラント出力に対応したもので
あり、給水系はこの要求量に応えられるようになってい
なければならないが、たとえばドレンポンプ12が何らか
の事故で異常停止したような場合でも原子炉１側はプラ
ント出力に見合う給水要求量を給水系に対して要求して
くるため、給水ポンプ９はドレンポンプ12が停止する前
の給水流量を送り続けなければならない。このため、上
流側の復水ポンプ７が給水加熱器ドレンの減少分を補う
過大な吐出流量での運転を強いられることになる。

さらに、全給水流量に占める給水加熱器ドレンの割合は
30％以上であり、給水加熱器ドレンの注入が全くなくな
ると、給水流量の確保が難しくなることも考えられる。

また、給水ポンプ９の吸込側圧力が給水加熱器ドレンの
注入がなくなった時点から低下するために必要な押込圧
力が確保されず、給水ポンプ９がキャビテーション等の
ために損傷する危険性があり、給水ポンプ９の運転停止
が避けられなくなって原子炉１への給水が止まるためプ
ラントは緊急停止を強いられることになる。

したがって、本発明の目的は給水加熱器ドレンの注入量
が不安定に推移しても原子炉側の給水要求量を給水系に
て安定して供給可能な給水流量に近づけて運転し、もっ
て安定にプラントを部分負荷に移行させることのできる
負荷ランバック装置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明に係る負荷ランバック装置は給水ポンプを駆動す
る蒸気タービンの回転数を制御して給水流量を調節する
給水流量制御装置と、原子炉の出力を調節する出力制御
装置と、制御信号が入力されたときに給水流量制御装置
に対して給水流量を所定の流量に引き下げる制御信号を
出力する一方、出力制御装置に対して原子炉出力を予め
決められた値に減少せしめる制御信号を出力する異常判
別装置とを備え、異常判別装置はドレンタンクの水位が
設定水位以下に低下したときに出力される信号、ドレン
ポンプの働きが異常な場合に出力される信号、給水加熱
器ドレンの流量を調節する調節弁の働きが異常な場合に
出力される信号、給水加熱器ドレンの流量が設定流量以
下に低下したときに出力される信号の何れか一つの信
号、あるいは二つ以上の信号が同時に入力された場合に
給水流量制御装置および出力制御装置に対してそれぞれ
制御信号を出力するように構成されていてことを特徴と
するものである。

（作用） プラントが正常に運転されている間、給水加熱器ドレン
はドレンポンプの働きにより給水中に注入されるが、給
水加熱器ドレンの注入が様々な要因から難しくなる。ド
レンタンクに流れるべき給水加熱器ドレンがそこに流れ
てこないとき、ドレンポンプが不測の事故のため停止し
てしまったとき、給水加熱器ドレンの流れが停滞して必
要な流量が確保できないとき等である。

そこで、これらの異常を検出して異常判別装置に制御信
号として入力させ、その何れか一つの信号、あるいは同
時に加えられる二つ以上の信号で給水流量を所定の流量
に引き下げる一方、原子炉の出力を予め決められた値に
下げる。これにより原子炉側の給水要求量と給水系側の
安定して供給可能な給水流量との適合がなされ、給水加
熱器ドレンの注入が全くなくなるような場合でもプラン
トは安定に部分負荷に移行させられる。

（実施例） 以下、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。なお、第１図に示される構成のうち、第３
図に示されるものと同一のものには同一の符号を付して
その説明を省略する。

第１図において、ドレンタンク11には給水加熱器ドレン
の水位がある水準よりも低下したときに水位低下信号を
出力する液面検出器21を設ける。また、ドレンポンプ12
にはドレンポンプ12の作動状態が異常であるときに不作
動信号を出力するポンプ作動検出器22a、22bを設けるさ
らに、調節弁13には調節弁13の作動状態が異常であると
きに不作動信号を出力する調節弁作動検出器23を設け
る。これらの検出要素に加えて給水加熱器ドレンの流量
がある値よりも低下したときに流量低下信号を出力する
流量検出器24を設ける。

そして、これらの液面検出器21、ポンプ作動検出器22
a、22b、調節弁作動検出器23および流量検出器24の各出
力信号は異常判別装置25の入力信号として加えられ、後
述するゲートを通ってその出力が給水流量を調節する給
水流量制御装置26および原子炉１の出力を調節する出力
制御装置27に与えられるようになっている。

第２図は異常判別装置25で用いられる制御回路の一例を
示している。すなわち、ここでは液面検出器21から送ら
れるドレンタンク12の水位低下信号S1、ポンプ作動検出
器22a、22bから出力される不作動信号S2、調節弁作動検
出器23から送られる不作動信号S3、流量検出器24からの
流量低下信号S4の何れか一つの信号が入力されると、オ
ア回路28から給水流量を所定の流量に引下げる一方、原
子炉１の出力を予め決められた値に下げるランバック信
号が出力される。なお、図中符号29はバイアス設定器で
あり出力毎に適当なバイアスを与えて異常が過渡的なも
のであるか、否かが見極められる。

上記の構成において、プラント運転中、高圧給水加熱器
10からドレンタンク11に排出される給水加熱器ドレンが
何らかの原因で著しく減少したり、あるいはドレンポン
プ12が事故等のために停止して給水加熱器ドレンの抽出
が不能となったり、あるいは調節弁13の働きが正常でな
くなり、このため給水加熱器ドレンの流れが滞ると、液
面検出器21、ポンプ作動検出器22a、22b、調節弁作動検
出器23および流量検出器24の何れかがこの状態を検出
し、オア回路28から給水流量を所定の値に引き下げる一
方、原子炉１の出力を一定の値に下げる制御信号が給水
流量制御装置26および出力制御装置27に出力されるすな
わちプラントは予め設定した値まで出力が落とされ、こ
れにより給水系に対する給水要求量は部分負荷に相当す
るものとなる。このため復水ポンプ７の吐出流量は部分
負荷に見合うものとなり、過大な吐出流量になることは
ない。さらに、プラントが部分負荷に移行し、給水流量
が減少すれば、特に給水加熱器ドレンの注入がなくても
給水流量の不足を心配する必要はなく、一方、給水ポン
プ９の押込み圧力が小さくなるためにギャビテーション
等も起こらない。

なお、上記実施例ではオア回路28に入力される信号を各
検出要素の単独の信号により構成しているが、たとえば
調節弁作動検出器23からの不作動信号S3と、流量検出器
24からの流量低下信号S4とをアンド回路に入れ、その出
力信号をオア回路28に接続するようにしてもよく、かか
る制御信号を組み合わせを変えることは任意である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は給水加熱器ドレンを給水系
に注入する際の機器の異常を検出して給水流量を所定の
流量に引き下げる一方、原子炉の出力を予め決められた
値に落とすようにしているので、原子炉側の給水要求量
と給水系側の安定して供給可能な給水流量との適合を図
ることができ、プラントを安定に部分負荷に移行させら
れるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る負荷ランバック装置の一実施例を
示す構成図、第２図は異常判別装置の制御回路の一例を
示すブロック図、第３図は従来技術による原子力タービ
ンプラントの構成を示す系統図である。 １……原子炉 ２……高圧タービン ３……低圧タービン ６……復水器 ９……給水ポンプ 10……高圧給水加熱器 11……ドレンタンク 12……ドレンポンプ 13……調節弁 21……液面検出器 22a、22b……ポンプ作動検出器 23……調節弁作動検出器 24……流量検出器 25……異常判別装置 26……給水流量制御装置 27……出力制御装置 28……オア回路 29……バイアス設定器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給水ポンプを駆動する蒸気タービンの回転
   数を制御して給水流量を調節する給水流量制御装置と、
   原子炉の出力を調節する出力制御装置と、制御信号が入
   力されたときに前記給水流量制御装置に対して給水流量
   を所定の流量に引き下げる制御信号を出力する一方、前
   記出力制御装置に対して原子炉出力を予め決められた値
   に減少せしめる制御信号を出力する異常判別装置とを備
   え、前記異常判別装置はドレンタンクの水位が設定水位
   以下に低下したときに出力される信号、ドレンポンプの
   働きが異常な場合に出力される信号、給水加熱器ドレン
   の流量を調節する調節弁の働きが異常な場合に出力され
   る信号、給水加熱器ドレンの流量が設定流量以下に低下
   したときに出力される信号の何か一つの信号、あるいは
   二つ以上の信号が同時に入力された場合に前記給水流量
   制御装置および出力制御装置に対してそれぞれ制御信号
   を出力するように構成されていることを特徴とする負荷
   ランバック装置。