JPH0737792B2 - ポンプ運転台数の制御装置 - Google Patents

ポンプ運転台数の制御装置

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JPH0737792B2
JPH0737792B2 JP61030254A JP3025486A JPH0737792B2 JP H0737792 B2 JPH0737792 B2 JP H0737792B2 JP 61030254 A JP61030254 A JP 61030254A JP 3025486 A JP3025486 A JP 3025486A JP H0737792 B2 JPH0737792 B2 JP H0737792B2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

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  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発電プラントにおける復水給水系ポンプの運
転制御に係り、特に原子炉給水ポンプの予備機を1台可
した場合の給水ポンプ駆動タービンの危険回転数での運
転を防止するのに好適な、ポンプ運転台数の制御装置に
関する。
〔従来技術〕
発電プラントにおいて、タービン駆動原子炉給水ポンプ
(以下T−RFPと略す)の予備機として、電動機駆動原
子炉給水ポンプ(以下M−RFPと略す)を1台のみ設置
した場合には、プラント起動時のM−RFP1台運転時は予
備機がなく故障によりトリツプした場合は全給水喪失と
なる。原子炉出力がある程度高い段階で全給水喪失が生
じると、原子炉水位の低下量が大きく非常用系の原子炉
炉心スプレー系が作動してしまうという問題が有る。こ
の対策として、原子炉出力が小さい段階でT−RFPを運
転投入する事により、T−RFPトリツプ時は予備機であ
るM−RFPが起動し原子炉給水を確保することができ
る。
以上の様に、M−RFPを1台化した場合は、T−RFPの運
転範囲が従来は20%〜25%負荷以上であったが、10%〜
15%負荷以上より運転する必要があり、給水ポンプ駆動
用タービン(以下RFP−Tと略す)の危険回転数域での
運転が必要となつてしまう。
従来の復水給水系統において、原子炉の冷却水を供給す
る原子炉給水ポンプは、約50%容量のタービン駆動原子
炉給水ポンプ(以下T−RFPと略す)2台と約25%容量
の予備の電動機駆動原子炉給水ポンプ(以下M−RFPと
略す)2台によつて構成されていた。M−RFPはプラン
ト起動、低支持の低負荷時に1台運転し1台は待機状態
にあり、運転中のM−RFPが故障によりトリツプした場
合は待機中のM−RFPが急速に起動し原子炉への給水を
確保していた。これは、T−RFPはタービン(以下RFP−
Tと略す)によつて駆動されるが、プラントが低負荷時
は原子炉給水流量も小さくT−RFPを運転すると危険回
転数で運転され、T−RFPの振動による損傷が有り運転
できないからである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
RFP−Tの危険回転数運転を防止する方法として、特公
昭59−32672があるが、これは、T−RFP出口に流量調整
弁と、その制御装置を設置するものであるが、使用法と
して、プラント低負荷時で給水流量が小さい場合は、RF
P−Tの回転数を、危険回転数以上に固定しておき、出
口の流量調節弁によつて原子炉給水流量を制御し、プラ
ント負荷が上昇し給水流量が増大し、RFP−Tの危険回
転数以上の運転が可能になれば、流量調節弁の開度を全
開近くで固定し、RFP−Tの回転数を制御し、給水流量
を制御するものである。
しかしながら、この方法では以下に示すデメリツトが有
る。
(1)T−RFPの制御として、回転数制御の他に、流量
調節弁及び流量制御装置を設置して流量制御も行う為
に、制御が複雑となつてしまう。
(2)T−RFP出口に流量調節弁を設置するので、圧力
損失があり、原子炉に給水する為にT−RFPの揚程を大
きする必要があると共に、RFP−Tの軸動力も大きくす
る必要がある。さらに、RFP−Tの軸動力が増大する、
よつてRFP−Tを駆動する主タービン抽気蒸気量が増大
するので、発電機の出力が約100KW減少してしまう。こ
れは相当建設費に換算すると数千万円の損失になる。
(3)流量調節弁及び制御装置が必要であるので、設置
として、約1〜2億円を必要とし効果なものとなつてし
まう。
復水給水系は、原子炉給水ポンプの上流に、約50%容量
の低圧復水ポンプ3台と、約50%容量の高圧復水ポンプ
3台を設置しており、通常は2台運転であり1台は予備
機として待機している。
原子炉への給水は、復水器を出て、低圧復水ポンプによ
つ昇圧されて高圧復水ポンプで更に昇圧され原子炉給水
ポンプで原子炉に給水される。
ポンプの運転台数は、ポンプの性能を確保する事及び、
吸込圧力の低下によるキヤビテーシヨン発生によりポン
プが損傷する事を防止する目的で上流側ポンプ運転台数
は下流側ポンプ運転台数以上となる様な運転法及びイン
ターロツクとしている。
例えば、通常運転中は低圧復水ポンプ2台、高圧復水2
台、T−RFPが2台それぞれ運転しているが、低圧復水
ポンプが1台故障によりトリツプすると、高圧復水ポン
プ及びT−RFPの吸込力が低下1キヤビテーシヨンを発
生するので、この場合、高圧復水ポンプ1台とT−RFP1
台を強制的に停止し下流側ポンプ運転台数が大きくなら
ない様にし、下流側ポンプの吸込圧力の低下を防止する
インターロツクを使用している。ここで、低圧復水ポン
プの予備機が起動すれば、高圧復水ポンプの予備機及
び、M−RFPが起動していた。
上流側ポンプ運転台数によつて下流側ポンプ運転台数が
問題となるのは給水流量が多く、圧力損失が大きくなる
事により吸込圧力が低下するプラント高負荷時である。
しかし従来の方法では、上流量運転台数を常時多くする
インターロツクを採用しているので、プラント起動・停
止時の給水流量が、小さい時でも、上流側ポンプ運転台
数が多く必要であり、T−RFPの吸込圧力が必要以上に
高くなり、RFP−Tは危険回転数での低回転運転が必と
なり、T−RFP、RFP−Tの損傷の問題があつた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
発電プラント復水給水系において、プラント低負荷時の
原子炉給水ポンプ駆動用タービンの危険回転数運転を防
止し、給水ポンプ及びタービンの健全性を確保し、また
原子炉水位変動量を小さくして原子炉給水ポンプ予備機
の1台化を可能とする、ポンプ運転台数の制御装置を提
供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のポンプ運転台数の制御装置は、複数台を並列に
設置した低圧の復水ポンプと、その下流に複数台に並列
に設置した高圧の復水ポンプと、その下流に複数台のタ
ービン駆動の給水ポンプおよび1台の電動機駆動の給水
ポンプを並列に設置した発電プラントにおいて、プラン
ト負荷または給水ポンプの吸込圧力を検出する検出手段
と、該検出手段の検出出力に基づいてポンプの運転台数
を変化させる制御手段とを有し、前記検出手段によりプ
ラントの負荷の低下及び給水ポンプの吸込圧力の増大の
少なくともいずれか一方が検出された場合には前記制御
手段は、低圧の復水ポンプ及び高圧の復水ポンプの運転
台数を少なくするように制御することを特徴とする。
M−RFP1台化する場合は、プラント起動停止時にはM−
RFP1台運転となり、故障によりトリツプが生じた場合
は、全給水喪失となり原子炉水位が異常に低下してしま
う。よつて原子炉出力が低く、給水流量が小さい段階
で、T−RFPを運転可能にし、M−RFPを予備機として待
機させる事ができれば、M−RFPの1台化は可能とな
る。
従来の復水給水系ポンプ運転台数の制御方法では、M−
RFPによつてプラント起動し、T−RFPを投入する段階で
は、給水ポンプが2台となるので、上流の低圧復水ポン
プ、高圧復水ポンプもそれぞれ2台運転する必要があつ
た。この為、T−RFP吸込圧力が必要以上に高くなり、R
FP−Tの運転に必要な回転数が小さくなり危険回転数で
運転されてしまう。
本発明においては、復水給水系のポンプ運転台数を、プ
ラント負荷によつて制御し、プラント起動時の低負荷時
は給水流量が小さいので、T−RFP上流の低圧復水ポン
プ、高圧復水ポンプをそれぞれ1台運転となる様制御
し、T−RFP吸込圧力を適正にし、RFP−T回転数を高く
できる様にして危険回転数運転を防止し、制御装置及び
設備を簡素にして、M−RFPを1台とする事を可能にす
るものである。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を第1図により説明する。
まず流体の流れを説明する。
原子炉1によつて発生した蒸気は高圧タービン2に入
り、その排気は低圧タービン3に流入し、タービンを駆
動する。タービン排気蒸気は復水器4によつて凝縮され
復水となる。復水器4で凝縮した復水は低圧復水ポンプ
5で昇圧され、復水濾過装置6、復水脱塩装置7で浄化
処理された後、高圧復水ポンプ8に送られる。高圧復水
ポンプ8で更に昇圧され、低圧給水加熱器9で、低圧タ
ービン3の抽気蒸気により昇温され、タービン駆動給水
ポンプ10、電動機駆動給水ポンプ11によつて昇圧され原
子炉1に給水される。
タービン駆動給水ポンプ10は、原子炉1発生蒸気又は高
圧タービン2排気蒸気によつて駆動する給水ポンプ駆動
タービン21によつて駆動される。電動機駆動給水ポンプ
11は、電動機22によつて駆動される。プラント起動・停
止時は電動機駆動給水ポンプ11の1台で給水し、低負荷
時はタービン駆動給水ポンプ10の1台で給水し、高負荷
時はタービン駆動給水ポンプ10、10の2台で給水する。
次に制御方法の一実施例について説明する。
原子炉1への給水流量の制御は図示しない給水流量制御
装置によつて、電動機駆動給水ポンプ11を運転する場合
は給水流量調整弁20の開度を制御して行い、タービン駆
動給水ポンプ10を運転する場合は給水ポンプ駆動タービ
ン21の回転数を制御して行う。
復水給水系ポンプ運転台数の制御は、切替装置14によつ
て、プラント負荷に相当する信号として給水流量を流量
検出装置13によつて検出、入力しプラント負荷によつて
ポンプ運転台数を指示する。低圧復水ポンプ5の運転台
数を検出装置18によつて検出し、高圧復水ポンプ8の運
転台数を検出装置16によつて検出し、切替装置14の信号
により、検出装置18,16によつて検出した現状の運転台
数と比較し、低圧復水ポンプ5の運転台数を指示装置19
によつて指示し、高圧復水ポンプ8の運転台数を指示装
置17によつて指示し、タービン駆動給水ポンプ10及び電
動機駆動給水ポンプ11の運転台数を指示装置15によつ
て、それぞれ指示する。
次に、第2図によりポンプ運転台数の制御方法の一実施
例について説明する。
プラント負荷に相当する信号として給水流量を流量検出
装置13により検出し切替装置14に入力する。プラント負
荷に相当する信号としては、他に高圧タービン2の初段
後圧力であつても、図示しない発電機出力でもかまわな
い。
切替装置14には、低圧復水ポンプ5及び高圧復水ポンプ
8がそれぞれ1台運転で、タービン駆動給水ポンプ10及
び電動機駆動給水ポンプ11が2台以上運転しても、吸込
圧力が充分高く、ポンプに損傷を及ぼさない負荷として
25%負荷相当信号を設定してある。プラント負荷が25%
以下の場合には、低圧復水ポンプ5(第2図ではLPCPと
略す)及び、高圧復水ポンプ8(第2図ではHPCPと略
す)の運転台数を指示装置19,17によつて1台運転と
し、タービン駆動給水ポンプ10運転時の吸込圧力が必要
以上に高くなる事を防止して、給水ポンプ駆動タービン
の危険回転数運転を防止する。
プラント負荷25%以上の場合には、逆に、給水ポンプ駆
動タービン21の回転数は高くなり危険回転数運転の問題
はなくなるが、タービン駆動給水ポンプ10及び電動機駆
動給水ポンプ11の吸込圧力を高く保つ為に、検出装置18
によつて低圧復水ポンプ5の運転台数が1台以下の場合
は、指示装置17により高圧復水ポンプ8の運転台数を1
台以下とし、指示装置15により給水ポンプ(第2図では
RFPと略す)の運転台数を指示装置15により1台以下と
する。
次に本発明における、給水ポンプ駆動タービン10の危険
回転数運転の防止と、タービン駆動給水ポンプ10及び電
動機駆動給水ポンプ11の吸込圧力の確保について説明す
る。
第3図により給水ポンプ駆動タービン10の危険回転数運
転の防止について説明する。
第3図は、低圧復水ポンプ5、高圧復水ポンプ8がそれ
ぞれ、1台運転の場合と、2台運転の場合のシステムヘ
ツド曲線と、タービン駆動給水ポンプ10が1台運転と、
2台運転の場合で、給水ポンプ駆動タービン21が危険回
転数で運転される場合の揚程曲線を示す。ここで、ター
ビン駆動給水ポンプ10は、システムヘツド曲線と、揚程
曲線の交点で運転される。
プラント起動時、電動機駆動給水ポンプ11を運転し、プ
ラント負荷10%からタービン駆動給水ポンプ10を1台運
転投入するが、従来の電動制御法では、この時、供給ポ
ンプ運転台数が電動機駆動給水ポンプ11と、タービン駆
動給水ポンプ10の2台の運転なるので、低圧復水ポンプ
5及び高圧復水ポンプ9をそれぞれ2台運転する必要が
あつたので、給水ポンプ駆動タービン21の回転数は危険
回転数を下回つて運転される。よつて負荷上昇により、
給水ポンプ駆動タービン21の回転数は約18%プラント負
荷で危険回転数運転をされる事になつてしまい、振動に
よる損傷が発生してしまつたが、本発明では、25%プラ
ント負荷以下では低圧復水ポンプ5及び高圧復水ポンプ
8はそれぞれ1台運転に制御されるので、給水ポンプ駆
動タービン21の回転数は常に、危険回転数以上に有り機
器損傷を防止可能となる。
第4図によりタービン駆動給水ポンプ10及び、電動機駆
動給水ポンプ22の吸込圧力確保について説明する。
第4図は、プラント負荷に対する、低圧復水ポンプ5及
び高圧復水ポンプ8がぞれぞれ1台運転時のタービン駆
動給水ポンプ10と電動機駆動給水ポンプ11の吸込圧力の
変化を示している。
タービン駆動給水ポンプ10及び電動機駆動給水ポンプ11
の必要吸込圧力30atgに対して、プラント負荷25%以下
では30atg以上あり低圧復水ポンプ5及び高圧復水ポン
プ8はそれぞれ1台運転であつても問題ない。又、プラ
ント負荷25%以上では、低圧復水ポンプ5及び高圧復水
ポンプ8は2台運転するので吸込圧力は高く保たれる。
よつて吸込圧力の低下によるキヤビテーシヨン発生によ
るポンプの損傷は防止可能となる。
本発明によるポンプ運転台数の制御方法の他の実施例を
第5,6図によつて説明する。
第5図はプラント設備と制御設備の構成を示す。流体の
流れ及び機能は第1図に示す実施例と同一であるが、タ
ービン駆動給水ポンプ10と電動機駆動給水ポンプ11の入
口に圧力検出装置23を設置している事を特徴としてい
る。
切替装置14への入力信号は圧力検出装置23よりの給水ポ
ンプ吸込圧力として30atgを設定している。
第6図により制御方法を説明する。
圧力検出装置23で検出したタービン駆動給水ポンプ10及
び電動機駆動給水ポンプ11の入口圧力が30atg以下か以
上かを切替装置14によつて判定する。判定後の復水給水
系ポンプの運転台数の制御は、第2図に示す実施例と同
一である。
このような実施例によれば、第1図に示す実施例の効果
をそのまま有すると同時に、給水ポンプ入口圧力によつ
てポンプ運転台数を制御するのでポンプトリツプ時等の
過渡時においても速応性の有る制御が可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明したことから明らかなように、本発明によれ
ば、プラント負荷によつて、復水給水系ポンプ運転台数
を制御可能となるので、給水ポンプ駆動タービンの危険
回転数での運転を防止可能とすることができ、振動によ
る給水ポンプ及び駆動タービンの損傷を防止できるよう
になる。更に、給水ポンプ吸込圧力の確保が可能である
のでポンプのキアビテーシヨン発生による損傷を防止で
きるという効果を奏する。
更に制御装置としても簡素である為、制御が単純であ
り、高価な設備を必要としない効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の系統図、第2図は本発明実施例
の制御ロジツク図、第3図は給水ポンプ運転特性のグラ
フ、第4図は給水ポンプ入口圧力のグラフ、第5図は他
の実施例の系統図、第6図は他の実施例の制御ロジツク
図を示す。 1……原子炉、2……高圧タービン、3……低圧タービ
ン、4……復水器、5……低圧復水ポンプ、6……復水
濾過装置、7……復水脱塩装置、8……高圧復水ポン
プ、9……低圧給水加熱器、10……タービン駆動給水ポ
ンプ、11……電動機駆動給水ポンプ、12……高圧給水加
熱器、13……流量検出装置、14……切替装置、15,17,19
……指示装置、18,16……検出装置、20……流量調節
弁、21……給水ポンプ駆動タービン、22……電動機、23
……圧力検出装置。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−113989(JP,A) 特開 昭51−84401(JP,A) 特開 昭55−36709(JP,A) 実開 昭57−122600(JP,U) 特公 昭59−32672(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数台を並列に設置した低圧の復水ポンプ
    と、その下流に複数台を並列に設置した高圧の復水ポン
    プと、その下流に複数台のタービン駆動の給水ポンプお
    よび1台の電動機駆動の給水ポンプを並列に設置した発
    電プラントにおいて、 プラント負荷または給水ポンプの吸込圧力を検出する検
    出手段と、 該検出手段の検出出力に基づいてポンプの運転台数を変
    化させる制御手段とを有し、前記検出手段によりプラン
    ト負荷の低下及び給水ポンプの吸込圧力の増大のすくな
    くともいずれか一方が検出された場合には前記制御手段
    は、低圧の復水ポンプ及び高圧の復水ポンプの運転台数
    を少なくするように制御することを特徴とするポンプ運
    転台数の制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110195700A (zh) * 2019-04-26 2019-09-03 秦皇岛秦热发电有限责任公司 一种凝结水泵自动程控停止系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110195700A (zh) * 2019-04-26 2019-09-03 秦皇岛秦热发电有限责任公司 一种凝结水泵自动程控停止系统
CN110195700B (zh) * 2019-04-26 2020-06-30 秦皇岛秦热发电有限责任公司 一种凝结水泵自动程控停止系统

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