JPS5999008A - 蒸気発生プラントの制御方法 - Google Patents

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、蒸気発生プラントの制御方法に係り、特に、
サイドストリーム式復水器の第２ホツトウエルの水位を
低下させる弁または復水浄化系ポンプが故障した場合の
復本給水系ポンプ及び蒸気発生プラントの制御方法に関
するものである。

沸騰水型原子炉等に設けられるサイドストＩＪ　−ム式
復水器の水位制御としては、第１及び第２ホットウェル
の水位制御方式（特願昭５４−３９８０５号）ヤ、第２
ホツトウエルのオーバーフロ一方式（特願昭５４−１０
５５１３１　　などがある。これらのホットウェルの水
位制御方式では、サイトスドリー統）のポンプ２台（運
転中）の一方のトリップにより、またはサイトス）　Ｉ
Ｊ−ム系の弁類の故障により、サイドストリーム系の凝
縮水（以下給水という）流量が蒸気発生器である沸騰水
型原子炉の必要流緻以下となった場合は、第２ホツトウ
エルの水位が低下し、給水喪失によるプラント停止につ
ながるという欠点があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠ガをなくし、プ
ラントの稼動率を高める蒸気発生プラントの制御方法を
提供することにある。

本発明の特徴は、サイトス）　Ｉ）−ム式復水器の第２
ホツトウエル内の凝縮水の水位を低下させる弁または復
水浄化系ポンプが故障した場合、その凝縮水が供給され
る給水系統の流量を抑制または蒸気発生器の蒸気発生量
を抑制することにある。

沸騰水型原子力発電所に適用した本発明の好適な一実施
例を第１図に基づいて説明する。原子炉圧力容器１内の
冷却水は、再循環ポンプ１８の駆動によって再循環系配
管３１を通り原子炉圧力容器１内に存在する炉心（図示
せず）に導入される。

図示されていないが、核分裂性物質であるウラン−２３
５が内部に充填された複数の燃料棒からなる多数あ燃料
素合体が、炉心に装荷されている。

冷却水は、炉心を上昇する間にウラン−２３５の核分裂
によっ゛て発生する熱によって加熱され、蒸気となる。

この蒸気は、弁２１を有する主蒸気管３２を通って発電
機３が連結されるタービン２に導かれる。タービン２か
ら排気された蒸気は、復水器４内で凝縮される。この蒸
気の凝縮水は、復水器４内の第１ホツトウエル５に溜ま
る。第１ホツトウエル５内の凝縮水は、サイドストリー
ムポンプ６の駆動によりサイドストリーム配管３３を通
って復水器４内の第２ホツトウエル８内に導かれる。サ
イドストリーム配管３３を流れる凝縮水は、復水浄化装
置７で浄化される。第１ホツトウエル５と第２ホツトウ
エル８は、隔壁３４によって仕切られている。第２ホツ
トウエル８内の凝縮水は、隔壁３４を越えて第１ホツト
ウエル５に流入できるようになっている。第２ホツトウ
エル８内の凝縮水は給水として、給水配管３５を通って
原子炉圧力容器１内に供給される。すなわち復水ポンプ
９およびタービン駆動の給水ポンプ１１が駆動され、第
２ホツトウエル８内の給水は、低圧給水加熱器１０およ
び高圧給水加熱器１３によって加熱され、原子炉圧力容
器１内に供給される。

沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器１は、１種の蒸気発生
器である。給水ポンプ１１は、主蒸気管３２に接続され
る抽気管３６によって抽気される蒸気によって駆動され
る。

原子炉圧力容器１への給水流量制御は、三要素制御によ
り制御される。すなわち、原子−圧力容器１に設けられ
る水位計１４、主蒸気管３２に設けられる蒸気流量計１
５および給水配管３５に設けられる給水流量計１６のそ
れぞれの測定値を給水制御装置１７に入力し、その制御
装置１７の出力信号で給水ポンプ１１の駆動蒸気の供給
量を調節するバルブ２９の開度を調節する。給水ポンプ
１１の予備機であるモータ駆動の給水ポンプ１２が駆動
されている時には、給水制御装置１７の出力信号を給水
ポンプ１２の吐出側に設けられるバルブ２８の開度を調
節することにより給水流量が制御される。

復水器４の第１ホツトウエル５内の給水の液面は、復水
器４に設けられた水位計２２により測定される。第１゛
ホツトウエル５内の給水液面が所定値のＬ５よりも低下
した場合は、水位計２２の出力信号が伝えられる制御器
２６および２７の作用により、スピールオーバ弁２４が
閉じ、補給水弁２５が開く。したがって、サイドストリ
ーム配管３３内の給水の復水貯蔵タンク２３への供給が
停止され、復水貯蔵タンク２３内の水が第１ホツトウエ
ル５内に導かれる。このようにして、第１ホツトウエル
５内の給水液面が所定値Ｌ５に保持される。

（ユズ丁イ？≧ｉ：１１７） 本実施例は、第２ホツトウエル８内の液面が所定値以下
に低下したことによる稼動率低下を防止する給水流量抑
制制御装置を有している。この制御装置は、サイドスト
リームポンプ６に設けられるポンプ）　ＩＪツブ検出器
７１およびポンプ１台トリップ予備機起動阻止装置７０
からなっている。

ここで蒸気発生量抑制装置は従来の制御装置で、原子炉
圧力容器１内の水位が規定値以下に達した時、制御装置
１９は再循環ポンプ１８の回転数を低下させ原子炉圧力
容器１からの蒸気発生量を抑制するものである。

サイトス）　ＩＪ−ム系のポンプ、弁または機器等の不
具合により給水配管３５内の給水流量が所定量確保する
ことができない場合、または、給水配管３５と復水器４
を接続している給水戻り管の弁の不具合により給水配管
３５の給水流量が過大になる場合は、第２ホツトウエル
８内の給水の喪失により第２ホツトウエル８内の給水液
面が低下する。

運転中の２台のサイドストリームポンプ６の１台がトリ
ップし、予備機の１台のサイドストリームポンプ６が起
動しない場合を例に取って本実施例の第２ホツトウエル
８内の給水喪失時の制御について説明する。その前に予
備機のサイドストリームホンプロが起動される過渡状態
の現象について説明する。第３図が、その過渡状態を示
している。運転中の２台のサイドストリームポンプ６の
内の１台がトリップすると、そのポンプによる給水の吐
出量は特性５１のように低下する。これに伴って他の運
転中のサイトスｌ−’Ｊ−ムボンプ６からの給水の吐出
量は特性５２のように変化し、サイドストリーム配管３
３より第２ホツトウエル８内に供給される給水流量も特
性５４Ａのように低下する。その後、待機状態にあった
予備の１台のサイドストリームポンプ６が駆動されると
、そのポンプから吐出される給水流量は特性５３のよう
に増大し、第２ホツトウエル８内に供給される給水流量
も特性５４Ｂのように増大する。しかし、必要な給水流
量を示す特性５６と特性５４Ａおよび５４Ｂによって囲
まれる斜線で示した領域５５に相当する給水流量が−、
ミスマツチ量となる。このため、第２ホツトウエル８内
の水位が、隔壁３４の上端の位置で決定される第１位Ｌ
１よりも低下する。しかし、このミスマツチ量は、第２
ホツトウエル８内の第１水位Ｌｌと第２水位Ｌ２との間
に存在する容積■１の給水によって補充される。容積ｖ
１の給水によって復水ポンプ９の押込圧力を十分確保す
ることができる。

サイドストリームポンプ６が１台トリップし、予備のサ
イドストリームポンプ６が起動しない場合は、第３図の
特性５３のような給水流量の増加はなく、第２ホツトウ
エル８内の給水液面が第２水位Ｌ２よりも低下し、復水
ポンプ９の全台トリップになる第４水位Ｌ４まで低下す
ると給水喪失により原子炉スクラムとなる。そこで本発
明ではサイドストリームポンプトリップ検出器７１によ
り、通渚２台運転中のボン戸？リップ予備機不起動の信
号を発する。この時、制御装置７０は通常２台運転中の
タービン駆動給水ポンプ１１のうち１台をトリップさせ
、予備機１２の起動を■止する。この操作により原子炉
圧力容器１への給水流量が不足し、原子炉圧力容器１内
の水位が規定水位に低下した時、制御装置１９は一再循
環ボンプ１８゛の回転数を低下させ、原子炉圧力容器１
内の炉心部を流れる冷却水流量を減少させる。この冷却
水流量の減少によって、原子炉の出力が低下し、核加熱
による冷却水の加熱か抑えられ、蒸気発生量が抑制され
る。

給水ポンプ１１の１台トリップ及び蒸気発生量の減少は
、原子炉圧力容器１内に供給する給水流量の必要量を減
少させることにつながる。このため、第２ホツトウエル
８内の給水喪失を回避することができる。蒸気発生量は
、当然のことながら１台のサイドストリームポンプ６で
供給可能な給水流量によってまかなえる程度に抑制され
る。すなわち、第４図の特性５７のように発生する蒸気
流量（主蒸気流量）が減少し、やがて、蒸気流量は特性
５９で一定に保持される。領域５８が・蒸気流量の減少
分である。したがって、第２ホツトウエル８の給水液面
が所定値（例えば、第２水位Ｌ２）以下に低下した場合
でも、原子炉をスクラムさせる必要はな（、沸騰水型原
子力発電所の稼動率が向上する。本実施例では、制御装
置１９の出力信号で再循環ポンプ１８の回転数を調節し
たが、原子炉圧力容器１に設けられている制御棒を操作
する制御棒駆動装置（図示せず）を制御装置１９の出力
信号で制御して炉心部内に制御棒を挿入し蒸気発生量を
抑制してもよい。

また本実施例では、サイトスｌ−ＩＪ−ムポンプ６の１
台トリップ予備機の１台起動失敗の場合を例にとって説
明したが、この他第２ホットウェル８の水位低下の原因
となる、水位調節弁２５の故障、復水浄化装置７の流量
調節弁（図示せず）の故障、給水ポンプ１１のミニマム
フロー調節弁（図示せず）の故障等の信号によって給水
ポンプ１台トリップし、予備機起動阻止を行うことによ
り、原子炉の給水喪失を回避することが可能である。

なお、第２図中、Ｌ３は原子炉出力降下時の最低水位、
Ｌ４’は復水ポンプ９が第２ホツトウエル８から給水を
抽出可能にする最低水位、Ｌ５はサイドストリームポン
プ６が第１ホツトウエル５から給水を抽出可能にする最
低水位である。

ウェル８内の液面を低下させる弁またはポンプの故障に
よる稼動率低下を防止する蒸気発生量抑制制御装置を有
している。この制御装置はサイドストリームポンプ６に
設けられるトリップ検出装置７１および制御装置７３か
らなる。

第１の実施例と同じ（、運転中の２台のサイトス）　Ｉ
Ｊ−ムポンプ６の１台がトリップし予備機が起動しない
場合を例にとって制御法につき説明する。

サイトストリームポンプ６が起動しない場合は、トリッ
プ検出器７１の信号が制御装置７３に人力される。この
時、制御装置７３は、再循環ポンプ１８の回転数を低下
させ、原子炉圧力容器１内の炉心部を流れる冷却水流量
を減少させる。この冷却水流量の減少によって、原子炉
の出力が低下し、核加熱による冷却水の加熱が抑えられ
、蒸気発生量が抑制される。蒸気発生量の減少は、原子
炉圧力容器１内に供給する給水流量の必要量を減少させ
ることにつながる。このため、第２ホツトウエル８内の
給水喪失を回避することができる。蒸気発生量は、当然
のことながら１台のサイドストリームポンプ６で供給可
能な給水流量によってまかなえる程度に抑制される。す
なわち、第４図の特性５７のように発生する蒸気流量（
主蒸気流量）が減少し、やがて、蒸気流量は特性５９で
一定に１呆持される。領域５８が、蒸気流量の減少分で
ある。したがって、第２ホツトウエル８の給水液面が所
定値（例えば１第２水位Ｌ２１以下に低下した場合でも
、原子炉をスクラムさせる必要はな（、沸騰水型原子力
発電所の稼動率が向上する。

第１図の他の応用例を第３図に示す。

第１図と異なる点は、第２ホツトウエル８の水位を低下
させる弁またはポンプの故障時に、復水ポンプ９を制御
装置７０によって、１台トリップし予備機の起動を阻止
することである。復水ポンプ９の２台運転中１台トリッ
プにより自動的に給水ポンプ１１が１台トリップし、結
果として、第１図の実施例と同じく、原子炉への給水喪
失を回避可能である。

と」ノＴ公ｈ） 本発明は、加圧水型原子炉および高速増殖炉に設けられ
る蒸気発生器の給水配管にサイトストリーム式復水器を
設けた場合にも適用できる。また蒸気発生器としてボイ
ラを用いた蒸気発電プラントに適用することができる。

この場合は、制御装置７３の出力信号でボイラに供給す
る燃料流量を調節すればよい。

本発明によれば、プラントを停止させる必要がないので
プラントの稼動率を著しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸騰水型原子力発電所に適用した本発明の好適
な一実施例の系統図、第２図は第１図に示すサイトスト
リ−ム式復水器の局部拡大図、第３図はサイドストリー
ムポンプ１台トリップ時の過渡状態における給水流量の
変化を示す特性図、第４図は第１図の実施例を適用した
場合の蒸気流量の変化を示す特性図である。第５図及び
第６図は他の実施例°の説明図である。 ｌ・・・原子炉圧力容器、２・・・タービン、４・・・
復水器、５・・・第１ホツトウエル、６・・・サイドス
トリームポンプ、８・・・第２ホットウェル、９・・・
復水ポンプ、１８・・・再循環ポンプ、１９・・・制御
装置、３０・・・水位計、３３・・・サイドストリーム
配管、３５・・・給水配管。 茅２　目 ヲ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ど革３　目 端間 ＄４　固 絣百 手続補正書 特許庁長官若杉和夫　殿 事件の表示 昭和５７年特許願第２０７９（ｉＢ　　号発明の名称 蒸気発生プラントのｆｕ制御方法 補正をする者 Ｉ＋４！Ｉとの関係　　特許出願人 イ）　　所　東京都千代田区丸の内−丁目５番１号名　
　称（ｓｈｏ）株式会社　日　立　製　イ乍　所代表者
　三　１）勝　茂 住　所　茨城県日立市幸町３丁目２番１号名　称　日立
エンジニアリング株式会社代表者　山崎珀二 代　　　理　　　人 居　　所　東京都千代田区丸の内−丁目５番１号以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸気発生装置と、前記蒸気発生装置で発生した蒸気
   が導かれるタービンと、タービンから排気後に導かれる
   第２ホットウェルを有するサイドストリーム式復水器と
   、前記第２ホツトウエル内の前記凝縮水を前記蒸気発生
   装置に導（手段とからなる蒸気発生プラントの制御方法
   において、前記第２ホツトウエル内の前記凝縮水の水位
   を低下させる系統の故障信号によって前記蒸気発生器の
   蒸気発生量を抑制することを特徴とする蒸気発生プラン
   トの制御方法。 ２　蒸気発生装置と、前記蒸気発生装置で発生した蒸気
   が導かれるタービンと、タービンから排気された蒸気の
   凝縮水を溜める第１ホツトウエルおよび前記第１ホツト
   ウエル内の前記凝縮水が復水浄化系及びポンプを譬義導
   かれる第２ホツトウエルを有するサイドストリーム式復
   水器と、前記第２ホツトウエル内の前記凝縮水を前記蒸
   気発生装置に導く復水給水系及びポンプからなる蒸気発
   生プラントの制御方法において、前記第２ホツトウエル
   内の前記凝縮水の水位を低下させる系統の故障が発生し
   た時、前記復水給水系のポンプを停止