JPH081121B2 - 蒸気タ−ビン制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は迅速ガス安定した起動特性を得るための蒸気
タービン制御装置に関するものである。

（従来の技術） 本発明の対象とする蒸気タービンシステムを原子炉隔
離時冷却系（以下、RCICという）のタービンシステムを
代表例として説明する。

RCICというのは、原子炉がタービン復水器から隔離さ
れた時に、復水貯蔵タンクから原子炉へ冷却水を補給し
て原子炉の水位を維持し、炉心の冷却を行なうための原
子炉補助設備であり、第２図に示すような系統構成を持
っている。

第２図においてRCICは格納容器１内に収納された原子
炉２の補助設備として設置されている。原子炉２内で発
生された蒸気は主蒸気ライン３から分岐され、、電動弁
４、蒸気止め弁５及び蒸気加減弁６を有するRCIC蒸気ラ
イン７を介してRCICタービン（以下、単にタービンと略
称する）８に導かれてこれを駆動する。原子炉２への給
水は給水ライン９を介して行なわれる。

タービン８の軸、すなわちRCICタービン駆動軸（以
下、タービン軸という）10には復水貯蔵タンク11から原
子炉２へ冷却水を供給するRCIC給水ポンプ（以下、給水
ポンプという）12が直結されている。

このように構成されたRCICは、原子力発電システムに
おいて原子炉給水が停止するなどの緊急時に原子炉２が
隔離され、炉水位が低下することによって電動弁４が開
き始め、既に開いた状態で待機している蒸気止め弁５及
び蒸気加減弁７を介して原子炉蒸気を通すことによりタ
ービン８が起動され、これにより給水ポンプ12を駆動し
て復水貯蔵タンク11から原子炉２へ冷却水を供給して炉
心を冷却するという機能を持っている。給水ポンプ12は
所定給水量を確保して原子炉２に冷却水を供給しなけれ
ばならないため、タービン８はRCIC起動信号を受けたら
できるだけ急速に起動し、かつ安定運転に入らなければ
ならない。

第３図はタービン８の制御装置を示すものである。制
御装置は起動制御部と流量制御部とから構成される。起
動制御部はタービン８の起動時の昇速率を一定に保持す
るためのもので、タービン起動指令信号13によりランプ
回路14を始動し、時間と共に所定の傾斜で増加するラン
プ状の起動時目標速度信号15を作る部分である。

流量制御部は給水ポンプ12の吐出流量を一定に制御す
るためのもので、給水ポンプ流量信号16と給水ポンプ流
量設定器17からの給水ポンプ流量設定信号18を流量偏差
演算器19で比較して求めた流量偏差信号20を流量制御器
21に入力して流量制御用目標速度信号22を作る部分であ
る。

起動制御部からの起動時目標速度信号15と流量制御部
からの流量制御用目標速度信号22は低値優先回路23によ
り選択されて目標速度信号24となる。

目標速度信号24は速度偏差演算器25にてタービン速度
信号26と比較されてタービン速度制御信号27が作られ、
タービン速度制御信号27により蒸気加減弁６が操作さ
れ、タービン速度が制御されることにより給水ポンプ12
の流量が制御される。

タービン８の起動時には給水ポンプ流量信号16が零の
ため流量制御用目標速度信号22が起動時目標速度信号15
よりも大きく、目標速度信号24として起動時目標速度信
号15が低値優先回路23により選択され、目標速度信号24
は起動時目標速度信号15に従ってランプ状に上昇する。
目標速度信号24の上昇に伴ないタービン回転数が上昇し
給水ポンプ12より給水が開始されることにより流量制御
用目標速度信号22が起動時目標速度信号15より小さくな
り、目標速度信号24として流量制御用目標速度信号22が
選択され、給水ポンプ流量設定器17で設定した流量とな
るようにタービン８の速度が制御される。

（発明が解決しようとする問題点） RCICは、その性質上、規定された広範囲な原子炉圧力
にて使用可能であり、かつ、急速起動により所定時間内
に所定流量を確保することが要求されている。

タービン８を駆動する蒸気は原子炉２の発生蒸気であ
り、駆動蒸気圧力は原子炉圧力とほぼ等しくなる。ター
ビン８の駆動エネルギーは蒸気加減弁６の開度が同一の
場合には駆動蒸気圧力が低、すなわち原子炉圧力が低の
ほど小さくなる。

従って、原子炉圧力が低のほどタービン速度制御信号
27の変化に対するタービン８の駆動エネルギーの変化は
小であり、タービン速度の変化は小となる。

すなわち、原子炉圧力が低のほどタービン速度制御信
号27の変化に対するタービン速度の応答は遅くなり、所
定流量を確保した安定運転状態に到達するまでの時間が
長くなる。この時間が長くなり、所定時間を越えること
は原子炉の安全性に影響を及ぼし望ましくない。

本発明は以上の事情を考慮してなされたもので、駆動
蒸気圧力が低の場合における自立駆動式タービンの急速
起動から安定運転状態に至るまでの時間を短縮すること
により、プラント全体の安定化を達成しうる蒸気タービ
ン制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、蒸気源から蒸気
加減弁を介して供給される蒸気によって駆動される蒸気
タービンに、少なくとも前記蒸気源に冷却水を供給する
ための給水ポンプが連結されており、タービン起動指令
により所定のランプ関数に従って前記蒸気タービンの目
標速度が上昇するように速度制御する蒸気タービン制御
装置において、前記冷却水が供給される蒸気源の圧力を
検出する圧力検出器と、この圧力検出器により検出され
た圧力に従って前記目標速度にバイアス信号を加える手
段とを設けたことを特徴とするものである。

（作 用） 流量制御回路のリミッタには流量設定・炉圧に基づき
目標回転数を演算する回路が接続され、本回路により起
動時ランプ回路より給水制御回路への切替が最短時間に
て行なわれる。炉圧が定格以下の場合には、目標回転数
は定格時よりも低い設定のためPID制御開始時のLVG入力
は目標値よりも低くなり必要給水が確保できない。回転
数偏差バイアス回路により炉圧が定格以下の場合に回転
数指令値が必要給水となるようにバイアスを加える。

その結果、炉圧の変動による給水流量の変動を抑える
ことができる。

（実施例） 次に、本発明を既に述べたRCIC蒸気タービンポンプシ
ステムに適用した場合の実施例について詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示すものである。ここ
で、第３図のものと同一、もしくは対応する構成部分に
は同一の符号が付けられており、それらの個々の説明は
省略する。

第１図と第３図の装置の相違は、前者には蒸気源とし
ての原子炉２の圧力を検出する圧力検出器28が設けら
れ、これによって得られた炉圧信号29に応じて速度バイ
アス発生器30によって発生される速度バイアス信号31が
目標速度信号24に対するバイアス信号として速度偏差演
算器25に加えられていることである。

速度バイアス発生器30は原子炉２の圧力が低の場合に
は大きな速度バイアス信号31を出力し、原子炉２の圧力
が高の場合には小さな速度バイアス信号31を出力する。

目標速度信号24とタービン速度信号26が原子炉２の圧
力が低と高の両場合において同一と仮定してタービン速
度制御信号27を比較すると、原子炉２の圧力が低の場合
の方が速度バイアス値が大きいためにタービン速度制御
信号27も大きくなる。

原子炉２の圧力が低の場合には大きなタービン速度制
御信号27が蒸気加減弁６に出力されることとなり、これ
によりタービン速度の応答は速くなり、所定流量を確保
した安定運転状態に到達するまでの時間を短縮すること
ができる。このようにして原子炉２の安全を確保するこ
とができる。

以上、本発明を原子炉設備におけるRCICタービンの制
御の場合について説明したが、既に述べた通り、本発明
はいわゆる自立駆動式蒸気タービンに一般的に適用する
ことができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば駆動蒸気圧力が低い
場合におけるタービン起動から安定運転状態に到るまで
の時間を短縮することにより、プラント全体の安定化を
達成するのに有効な蒸気タービン制御装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
原子力発電システムにおける原子炉隔離時冷却系の系統
図、第３図は従来の原子炉隔離時冷却系におけるタービ
ン制御装置のブロック図である。 ２……原子炉、６……蒸気加減弁 ８……RCICタービン、12……RCIC給水ポンプ 19……流量偏差演算器、25……速度偏差演算器 27……タービン速度制御信号 28……圧力検出器、30……速度バイアス発生器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気源から蒸気加減弁を介して供給される
   蒸気によって駆動される蒸気タービンに、少なくとも前
   記蒸気源に冷却水を供給するための給水ポンプが連結さ
   れており、タービン起動指令により所定のランプ関数に
   従って前記蒸気タービンの目標速度が上昇するように速
   度制御する蒸気タービン制御装置において、前記冷却水
   が供給される蒸気源の圧力を検出する圧力検出器と、こ
   の圧力検出器により検出された圧力に従って前記目標速
   度にバイアス信号を加える手段とを設けたことを特徴と
   する蒸気タービン制御装置。