JPS5999396A - 原子力発電プラント - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、原子力発電プラントに係り、特に部分負荷運
転時における原子炉熱出力を効果的に抑制し得るように
した原子力発電プラントに関する。

〔発明の技術的背景およびその問題点〕一般に、発電プ
ラントにおいては、電１力系統からの負荷要求の変化に
対応して蒸気タービン等の出力をこれに追従させるよう
な運転方法が採用されている。

ところで、現在ペースロード運転をしている原子力発電
プラントも、電力系統の要求によっては定格負荷運転の
みではなく定格出力の半分以下で運転されることも珍ら
しくない。ところが、一般に再生サイクルを有する発電
プラントの給水温度は、はツブラントの負荷に比例して
増減するが、原子力発電プラントにおいて給水温度低下
幅が或値以上になると、次のような不都合を生じる可能
性がある。

すなわち、沸騰水形炉心は第１図に示されるように、チ
ャフネルボックス／内に多数の燃料１１２を収容した燃
料集合体３を約７５０体乃至ｇｇｏ体集めて構成されて
いる。そこで、冷却材すなわち給水は炉心の下部より燃
料集合体３０チヤンネルボツクス／内に流れ、その中で
核分裂反応によって発生した熱を受けて気泡ｆを生成し
つつ上部へ脱出する。しかしながら、入口部での給水の
温度が低下すると、上記気泡ｆの発生が減少し、高速中
性子の減速材として作用する給水の密度が高くなるため
、核分裂に寄与する熱中性子束が増加して炉心に正の反
応度を付加し、原子炉出力が上昇する方向に変化する。

したがって、もし蒸気タービンが部分負荷で運転されて
いる場合には、給水温度が定格運転時より低下するため
、原子炉出力を抑制する必要があり、さらに炉心の安定
化のためには、給水の沸騰は燃料集合体−の入口部にお
いて生ずるようにする必要がある。

そこで、従来このような場合には、第２図に示すように
、負荷が３Ｓ係を超える場合であれば、原子炉に付設さ
れている再循環ポンプの炉心流量の制御により出力制御
を行ない、またそれ以下であれば制御棒の駆動操作によ
りそれぞれ出力制御を行なっていた。

しかしながら、前者の場合には出力制御のために炉心流
量を減らしたときに過渡的に炉心が不安定となることが
あり、特に原子炉内蔵形の再循環ポンプを用いるプラン
トにおいてはこの傾向が強くなる等の問題点がある。一
方、後者の場合には制御の応答性が緩慢であり、スムー
ズに対処し得ない等の不都合がある。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点に鑑み、プラントの部分負荷運転
時における原子炉熱出力を十分抑制することができると
ともに、炉心の安定化を画ることかできるようにした原
子力発電プラントを得ることを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、主蒸気の一部を加熱蒸気として再熱器に導く
ようにした再熱形原子力発電プラントにおいて、高圧給
水加熱器と原子炉とを結ぶ経路にさらに別の給水加熱器
を設け、再熱器に連設された再熱器ドレンタンクを上記
給水加熱器および高圧給水加熱器にそれぞれ導管を介し
て接続し、上記再熱器ドレンタンクからドレンを給水加
熱用の加熱媒体として両給水加熱器に導くようにすると
ともに、上記側導管に、プラントの負荷に対応して開閉
調節される調節弁をそれぞれ設けたことを特徴とするも
のであって、プラントの部分負荷運転時に上記調節弁の
調節によって給水温度を調節し、原子炉の出力上昇を抑
制するとともに、炉心の安定化を画ることかできるよう
にしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、第３図を参照して本発明の一実施例について説明
する。

第３図において、符号１０は原子炉であって、この原子
炉／θで発生した蒸気は主蒸気管／／を通り、主蒸気止
め弁１２および蒸気加減弁１３を経て高圧タービン／ダ
に導入される。高圧タービン１４ｔに導入された蒸気は
そこで仕事を行ない、仕事を終えた蒸気は湿分分離器／
、ｊで湿分を除去された後再熱器／６で再熱され、再熱
蒸気止め弁／７およびインターセプト弁／ｇを経て低圧
タービン／９に供給され、そこで仕事を行ない、その後
復水器Ｊに排出される。

ところで、上記高圧タービン／４１’と低圧タービン１
９とは互いにカップリング（図示せず）によって連結す
れており、各タービンによって発生した動力は、低圧タ
ービン１９に連結されている発電機２１に伝えられ電力
が発生される。

一方、前記復水器乃に流入した蒸気はそこで復水せしめ
られ、復水ポンプ〃によって低圧給水加熱器刃に送られ
、さらに給水ポンプ２ｑにより昇圧され高圧給水加熱器
Ｊに送られる。上記低圧給水加熱器ｎおよび高圧給水加
熱器Ｊには、それぞれ低圧タービン／９および高圧ター
ビン／ダの途中段落から抽出された抽気が加熱媒体とし
て供給され、そこで給水と熱交換して給水を加熱し、そ
れ自体はドレンとなる。高圧給水加熱器Ｊで生じたドレ
ンは低圧給水加熱器２３に導入され、さらに低圧給水加
熱器ｎで発生したドレンは復水器〃に返流される。

また、高圧給水加熱器Ｊで昇温された給水は、上記間圧
給水加熱器ノＳと原子炉１０とを結ぶ経路に設けられた
他の給水加熱器ムを経て原子炉１０へと還流される。

ところで、前記再熱器１６には、主蒸気管ｌ／の途中か
ら分岐導出された分岐導管２７によって、主蒸気の一部
が加熱媒体として供給されるようにしてあり、そこで高
圧タービン／グからの排気を加熱した後、再熱器ドレン
タンク２ｇに導入される。

上記再熱器ドレンタンク２ｇは、第７の導管２９を介し
て前記高圧給水加熱器Ｊに接続されるとともに、その第
７の導管、２９から分岐導出された第一の導管３０を介
して給水加熱器２乙に接続されている。

上記第１の導管コ９には、第一の導管３Ｑの分岐点より
下流側に調節弁３／が設けられ、さらに第λの導管３０
にも調節弁３−が設けられており、両調節弁３／。

３．２は、再熱器ドレンタンクＩに設けられた水位計３
３によってそれぞれ開閉調節されその水位を調節し得る
ようにしである。

しかして、原子炉１０で発生した高温、高圧（約２ｇ３
°Ｃ９約６りρ４ｆｇ　）の蒸気すなわち主蒸気は、前
述のように主蒸気管ｌ／を通って高圧タービン／ｌＩに
入りそこで仕事を行なうが、その主蒸気の一部は高圧タ
ービン／りで仕事をして温度か低下した蒸気を加熱する
ために再熱器／Ｓに送給される。そしてこの再熱器１５
に送られた加熱蒸気は、熱交換によってドレンとなって
再熱器ドレンタンク２ｇに送られる。

ところで、プラントの通常運転時には調節弁３２は全閉
されており、そのため再熱器ドレンタンクＸ内のドレン
は第１の導管コツを通り、調節弁３／による調節のもと
に高圧給水器Ｊへ導かれ給水加熱源の一部とされる。し
たがって、この場合には高圧給水加熱器Ｊによって決ま
る温度の給水か原子炉／θに供給される。

一方、上記通常運転から部分負荷運転に移行すると、蒸
気加減弁１３の制御によって高圧タービン／４’に供給
される蒸気量が減少し、高圧タービンｌダから高圧給水
加熱器君に送られる蒸気量も減少する。したがって、高
圧給水加熱器Ｊから流出する給水の温度は定格運転時の
温度に比べてかなり低下することとなる。

そこで、上記部分負荷運転への移行と同時に、調節弁３
２のインクロックが解除されその調節弁３２が開らかれ
、これに伴なって調節弁３／の開度が絞り方向に制御さ
れる。そのため、再熱器ドレンタンク２ｇ内の高温ドレ
ンが第２の導管３θを経て給水加熱器２乙に導入され、
高圧給水加熱器Ｊから流出する給水が、さらに上記給水
加熱器２乙において再熱器ドレンタンクｘｇから導入さ
れたドレンによって加熱される。

すなわち、再熱器ドレンタンクｄ内のドレン温度は、一
般に主蒸気圧力が一定にコントロールされるためプラン
トの負荷に関係なくはｓ　ｇｏ　’ｃの高温である。こ
れに対し、定格負荷での給水温度はコｔＳ″Ｃ程度であ
って、部分負荷になるにしたがって低下していく。しか
して、第を図に示すように負荷を定格負荷Ａから次第に
下げると、高圧給水加熱器おから流出する給水温度は実
線で示すように低下する。そこで、負荷がＢ点に達した
ときに再熱器ドレンタンク２ｇの水位調整を調節弁３２
に調節弁３／かう移行させ、負荷が０点に達したときに
調節弁３／を全閉させる。そのため、再熱器ドレンタン
ク２ｇからのドレンの高圧給水加熱器おへの供給は全く
なくなるが、とのドレンの熱量の補充は高圧タービンか
らの抽気量の増加によって補われ、高圧給水加熱器Ｊの
出口温度は、実線で示すようにＴ、→Ｔ２→Ｔ、へと順
次変化する。

一方、前記調節弁３／の閉方向への制御とともに、調節
弁３コが開らかれるため、再熱器ドレンタンク２ｇ内の
ドレンは調節弁３２を経て給水加熱器ムに導入され、そ
こで高圧給水加熱器Ｊから流出した給水がさらに加熱さ
れる。したがって、プラント負荷がＢ点以下になると、
原子炉に供給される給水温度は、第を図で点線で示すよ
うに□順次Ｔ２→Ｔ４→Ｔ、へと変化する。つまり従来
の装置における給水温度は実線で示すように、負荷の減
少に応じてＴ、→Ｔ２→Ｔ、と変化するのに対し、本発
明によれば負荷の減少に応じて給水温度はＴ１→Ｔ２→
Ｔ４→Ｔ、へと変化する。

したがって、プラント負荷の減少に応じて再熱器ドレン
タンク内のドレンを高圧給水加熱器の下流０Ｉｌｊに設
けた給水加熱器に供給することによって、給水をさらに
加熱し、給水温度の変化幅を少なく押さえることができ
る。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、プラントの部分負荷運転時
において高圧給水加熱器から出た給水をさらに給水加熱
器によって加熱しその温度を上げろことができるので、
給水温度の低下幅を、Ｗ〜３０°Ｃも小さくすることが
でき、炉心内における沸騰の減少を防止でき、原子炉出
力増加が抑制され、給水温度の低下によって引き起され
る炉心の不安定現象を未然に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉炉心内における給水の流れを示す説明図
、第２図は原子力発電プラントにおける給水流量と原子
力出力との制御関係を示す線図、第３図は本発明の原子
力発電プラントの一実施例を示す系統図、第９図はプラ
ント負荷に対する給水温度の関係線図である。 １０・・・原子炉、／か・・主蒸気管、／ダ・・高圧タ
ービン、／訃・・再熱器、／９・・・低圧タービン、〃
・・・復水器、Ｊ・・・高圧給水加熱器、２６・・・給
水加熱器１．２ｑ・・第１の導管、３θ・・・第２の導
管、３／　、　３２・・・調節弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主蒸気の一部を加熱蒸気として再熱器に導くようにした
   再熱形態子カ発電プラントにおいて、高圧給水加熱器と
   原子炉とを結ぶ経路にさらに別の給水加熱器を設け、再
   熱器に連設された再熱器ドレンタンクを上記給水加熱器
   および高圧給水加熱器にそれぞれ導管を介して接続し、
   上記再熱器ドレンタンクからドレンを給水加熱用の加熱
   媒体として両給水加熱器に導くようにするとともに、上
   記両溝管に、プラントの負荷に対応して開閉調節される
   調節弁をそれぞれ設けたことを特徴とする、原子力発電
   プラント。