JPS58102003A - 液体金属冷却形高速増殖炉プラント - Google Patents

液体金属冷却形高速増殖炉プラント

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JPS58102003A
JPS58102003A JP56201081A JP20108181A JPS58102003A JP S58102003 A JPS58102003 A JP S58102003A JP 56201081 A JP56201081 A JP 56201081A JP 20108181 A JP20108181 A JP 20108181A JP S58102003 A JPS58102003 A JP S58102003A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid metal
flow rate
fast breeder
breeder reactor
sodium
Prior art date
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Pending
Application number
JP56201081A
Other languages
English (en)
Inventor
桜木 正範
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Nippon Genshiryoku Jigyo KK
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Nippon Genshiryoku Jigyo KK
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Genshiryoku Jigyo KK, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd, Nippon Atomic Industry Group Co Ltd filed Critical Nippon Genshiryoku Jigyo KK
Priority to JP56201081A priority Critical patent/JPS58102003A/ja
Publication of JPS58102003A publication Critical patent/JPS58102003A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

Landscapes

  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

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】 本発明は、液体金属冷却形高速増殖炉プラントに関する
一般に、液体金属冷却形高速増殖炉プラントは。
液体金属冷却形高速増殖炉で発生した核エネルギを中間
熱交換器に移送する1次冷却系と、中間熱交換器からの
エネルギを蒸気発生器に移送する2次冷却系と、蒸気発
生器で得たエネルギにより蒸気タービンを駆動する水・
蒸気系とから主体部分が構成されている。
第1図は、このような液体金属冷却形高速増殖炉プラン
トの一つである液体金属ナトリウム冷却形高速増殖炉プ
ラントの一実施例を示すもので。
このプラントは、1次ナトリウム系1.2次ナトリウム
系2および水・蒸気系3とから主体部分が構成されてい
る。
1次ナトリウム系1は、原子炉4で発生した核エネルギ
を液体金属ナトリウムを介して中間熱交換器5に移送す
るために設けられておシ、原子炉4に液体金属ナトリウ
ムを循環させる1次系配管6には、上流から順に、1次
系ポンプ7、中間熱交換器5、逆上弁8が設けられてい
る。
2次ナトリウム系2は、中間熱交換器5で得たエネルギ
を液体金属ナトリウムを介して過熱器9に移送するため
Kfllけられており、中間熱交換器5で熱交換されエ
ネルギを得た液体金属ナトリウムを循環させる2次系配
管10には隔離弁11゜過熱器9、蒸発器12a * 
12b 、隔離弁13および2次系ポンプ14が順に設
けられている。
なお、ここで蒸発器12a v 12bは、2次系配管
10に並列に配設されている。
水・蒸気系3は、過熱器9および蒸発器12a。
12bで得たエネルギにより蒸気タービン15を駆動す
るために設けられており、過熱器9で熱交換した蒸気を
循環させる水・蒸気系配管16には蒸気タービン15、
給水ポンプ17、蒸気ドラム189再循環ポンプ19a
 v 19bおよび蒸発器1za l 12bが設けら
れている。
すなわち、過熱器9で熱交換され高温となった蒸気は、
流量計20、隔離弁21、逆止弁22、主蒸気止め弁2
3、蒸気加減弁24が設置された配管を通り蒸気タービ
ン15に導かれ、蒸気タービン15を駆動した後、復水
器25により復水とされて、図示しない復水ポンプ、復
水脱塩装置、昇圧ポンプ、低圧給水加熱器、脱気器等を
順に経て給水ポンプ17に導かれる。
そして、給水ポンプ17に導かれた水は、蒸気ドラム1
8、給水−\ラダ26を通り再循環ポンプ19a t 
19b K導かれ、逆止弁271L t 27b 、隔
離弁28” + zsbを通り蒸発器12m 、 12
b K111人し、ここで蒸気とされた後、隔離弁29
1 、29bを通り、再び蒸気ドラム18に流入した後
、隔離弁30を経て過熱器9に導かれる。
なお、蒸気ドラム18から蒸発器12a t 12bを
介して蒸気ドラム18に至る2本の配管31m、31b
は、並列に配設されており、逆止弁271と隔離弁28
aとの間および逆上弁27bと隔離弁28bとの間に介
挿される均圧管32により接続されている。
また、蒸気ドラム18の上部には、開閉弁33を介して
逃がし弁34が設けられている。
以上のように構成された液体金属ナトリウム冷却形高速
増殖炉プラントでは、原子炉4で発生した核エネルギは
、1次ナトリウム系1.2次ナトリウム系2.水・蒸気
系3tl′介して、蒸気タービン15を駆動するエネル
ギとして用いられる。
このように構成された液体金属ナトリウム冷却形高速増
殖炉プラントでは、2次系配管10 t’#れる液体金
属ナトリウムは、過熱器9を通運した後、並列に配設さ
れる蒸発器12a t 12bにそれぞれ分流される。
このとき、蒸発器12m 、 12bに分流される液体
金属す) 13ウムの流量が経年変化などの原因により
蒸発器12mと蒸発器12bとで相違するいわゆるアン
バランス現象が発生するおそれがあり、しかも最悪の場
合には、蒸発器12&、12bにおける水・蒸気側の流
動不安定現象を誘発し、それによる運転停止、あるいは
蒸発器12m 、12b出ロナトリウム温度高によりて
、原子炉のスクラムに到るおそれがある。
本発明者は、かかる従来の問題を解決するため、先に液
体金属を循環する2次ナトリウム系に複数基並列に配設
される蒸発器と、この蒸発器を流れる前記液体金属の流
量を測定する流量計と、前記蒸発器に流入する前記液体
金属の流量を調整する流量調整弁と、前記流量計の測定
値を入力し、この値が設定値と一致するように前記流量
調整弁を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする
液体金属冷却形高速増殖炉プラントを発明し出願した。
すなわち、この液体金属冷却形高速増殖炉プラントでは
、第2図にその実施例を示すように、第1図で示した蒸
発器12a t 12bの入口配管341!34bに、
それぞれ流量調整弁35a t 35bおよび橢量計3
6a v 36bが設けられており、また流量計36a
 w 36bからの流量信号Ss + Sbを人力して
諸量調整弁35a t 35bの開度な制御する制御装
置37が設けられている。
以上のように構成された液体金属ナトリウム冷却形高速
増殖炉プラントでは、過熱器9′1に通り、蒸発器12
a * 12b KR人する液体金属ナトリウムの流量
は流量計36a t 36bからの流量信号S5’8に
として制御装置37に入力され、制御装置37 K設定
される流量設定値からずれたときには、制御装置37に
より、流量調整弁3ss I 35b o開度が、蒸発
器12a t 12bにそれぞれ流人する液体金属ナト
リウムの流量が流量設定値と一致するように制御される
ため、蒸発器12a t 1Zb KR人する液体金属
ナトリウムの流量は等しくなり、アンバランス現象を完
全に解消することができる。
しかしながら、このように構成された液体金属冷却形高
速増殖炉プラントでは、2次ナトリウム系2に流量調整
弁35m 、 35bが介挿されることとなるため、こ
の流量調整弁35a v 35bの開度賢化により、2
次系ポンプ14に加わる負荷が大幅に変化し、効率の低
下を招ねき、はなはだしい場合は2次系ポンプ14を損
傷するおそれがある。
本発明は、かかる事情に対処してなされたもので、2次
ナトリウム系に液体金属を循環する2次系ポンプと、前
記2次ナトリウム系に複数基並列に配設される蒸発器と
、この蒸発器に流入する前記液体金属の流量を調整する
流量調整弁と、この諸量調整弁の上流の1点と下流の1
点との圧力差Y II定する差圧計と、この差圧計の値
を入力し、この値が設定値と一致するように前記2次系
ポンプの回転数を制御する圧力制御装置とを備えたこと
を特徴とする液体金属冷却形高速増殖炉プラントを提供
しようとするものである。
以下本発明の詳細を図面に示す一実施例につ−て説明す
る。
第3図に示す液体金属ナトリウム冷却形高速増殖炉では
、第2図で示した、諸量調整弁35m t35bおよび
蒸発器12m v 12bの間の圧力差を測定するため
、差圧計40が設けられている。
そして、差圧計40からの差圧信号ΔSを人力して2次
系ポンプ14を駆動する電動機Vの回転数を制御する制
御装置41が設けられている。
なお、上記以外は、第2図に示した液体金属冷却形高速
増殖炉と同様に構成されているので同一部材には同一符
号を付して説明を省略する。
以上のように構成された液体金属ナトリウム冷却形高速
増殖炉では、流量調整弁35a * 35b 、蒸発器
12m v 12b前後の圧力差は、差圧計40からの
差圧信号ΔSとして制御装置41 K人力され、制御装
置41に設定される差圧設定値からずれ九ときには、制
御装置41により、2次系ポンプ14の電動機Mの回転
数は、差圧信号ΔSが差圧設定値に一致するように制御
されるため、流量調整弁35a v 35b 、蒸発器
121 y 12b !!I後の圧力差は差圧設定値に
保たれる。
したがって、2次ナトリウム系2のループ圧損は適正(
保持され、この結果2次系ポンプ14の負荷は、流量調
整弁35m 、 35bの開度変化により大幅に変化す
ることはなくなシ、2次系ポンプ14を安定に、かつ、
効率よく運転することができる。
すなわち、制御装置41は、第4図に示すように、差圧
値入力部42、負荷要求信号入力部44、関数発生器4
5、計算部46、電動機回転数制御部47とから構成さ
れている。
ここで差圧値入力部42は、差圧計40で測定された差
圧信号ΔSを入力する。
負荷要求信号入力部44は、プラント制御系から負荷要
求信号Sを入力する。
関数発生器45は、負荷要求信号入力部44 K人力さ
れた負荷要求信号Sに応じて、この負荷要求信号Sにみ
あつた流量調整弁35a t 35b 、蒸発器12m
 + 12b前後の圧力差を設定する。
計算部46は、差圧値入力部42に入力された差圧信号
△Sと関数発生器45で求められ諸量調整弁35a v
 3sb 、蒸発器12a t 12b前後の圧力差の
設定値との圧力差ΔVを計算する。
電動機回転数制御部47は、この圧力差ΔVが零となる
ように電動機yの回転数を制御する。
なお、電動機回転数制御部47にはプロセス調節計が用
し為られておシ、この電動機回転数制御部47はいわゆ
るPID制御を行なっている。
以上述べた賽施例では、流量調整弁35m 、 35b
蒸発器12m v 12b前後の圧力差ΔVを測定し、
この圧力差ΔVが関数発生器45で求められる設定値と
なるように、電動機Mの回転数を制御した例について説
明したが、圧力差ΔVの測定位置は。
流量調整弁35a v 35b 、蒸発器121912
b @後のものに限定されるものではなく、以下に述べ
るような位置の圧力差を測定し、この圧力差が関数発生
器で求められる設定値となるように電動機Mの回転数を
制御するようにしてもよい。なお、この場合には、関数
発生器で求められる設定値は、測定位置に応じて変化さ
せる。
すなわち。
■ 流量調整弁35a y 35b前後の差圧Δv1お
よびΔv2を測定する。この場合には、Δv1とハ′2
との平均値又は、重み付けされた値が差圧信号べ1とし
て用いられる。
この方法は感度が高く、また信頼性も高いが、コストが
かかり、複雑である。
■ 流量調整弁35&、又は35bのうちいずれか1つ
の諸量調整弁前後の差圧Δv3を測定する。
感度は高いが、■に比較して信頼性に欠ける。
■ 過熱器9上流と蒸発器12m 、 12b出日共通
配管との間の差圧Δv4を測定する。
感度は■、■に比較して低下するが、信頼性は高く、コ
ストが低い。
■ 2次系ポンプ14前後の圧力差Δv5を測定する。
感度は■、■、■に比較して低下するが、信頼性は高く
、コストが低い。
以上述べたように、本発明の液体金属冷却形高速増殖炉
プラントでは、2次ナトリウムポンプの回転数を制御す
ることにより目的とする流路の圧力損失を設定値に制御
することができるので2次ナトリウム系のループ正相な
適正に保持することができ、2次系ポンプの負荷は、流
量調整弁の一度変化により大幅に変化することはなくな
り、2次系ポンプを安定に、かつ、効率よく運転するこ
とができる。
そして、2次ナトリウム系全体としての橢量制御の観点
からは、プラント負荷の変動に対して、安定な制御範囲
を広げることができるという利点を有する。
なお、以上述べた冥施例では、圧力制御装置をアナログ
方式で構成した例にっVhて述べたが、本発明は、これ
に限定されることなく、圧力制御装置をデジタル方式ま
たはハイブリッド方式で構成しても良いことは勿論であ
る。
まえ、本発明は蒸発器を2基として説明したが。
複数基の並列運転であれば適用できるものであることは
言うまでも注い。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の液体金属ナトリウム冷却形高速増殖炉プ
ラントの一実施例を示す配管系統図、第2図は本発明者
が先に発明した液体金属す) IJウム冷却形高速増殖
炉プラントの一実施例を示す配管系統図、第3図は本発
明の液体金属ナトリウム冷却形高速増殖炉プラントの一
実施例を示す配管系統図、第4図は第3図に示す制御装
置のブロック図である。 1 ・・・・・・・・・・・・ 1次ナトリウム系2 
・・・・・・・・・・・・ 2次ナトリウム系3 ・・
・・・・・・・・・・水・蒸気系4 ・・・・・・・・
・・・・原子炉 5 ・・・・・・・・・・・・ 中間熱交換器9・・・
・・・・・・・・・過熱器 12m + 121>・・・蒸発器 15  ・・・・・・・・・・・・蒸気タービン18 
 ・・・・・・・・・−・・蒸気ドラム1’lν19b
 ・・・再循環ポンプ 35a v 35b ・・・流量調整弁37  ・・・
・・・・・・・・・流量制御装置40 ・・・・・・・
−・・・・差圧計41  ・・・・・・・・・・・・圧
力制御装置M・・・・・・・・・・・・電動機 代理人弁理士 頭出 佐−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 2次す) IJウム系に液体金属を循環する2次系ポン
    プと、前記2次ナトリウム系に複数基並列に配設される
    蒸発器と、この蒸発器に流入する前記液体金属の流量を
    調整する流量調整弁と、この流量調整弁の上流の1点と
    下流の1点との圧力差を測定する差圧針と、この差圧計
    の値を入力し、この値が設定値と一致するように前記2
    次系ポンプの回転数を制御する圧力制御装置とを備えた
    ことを%微とする液体金属冷却形高速増殖炉プラント。
JP56201081A 1981-12-14 1981-12-14 液体金属冷却形高速増殖炉プラント Pending JPS58102003A (ja)

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