JPS62196505A - 給水流量制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発電プラン）Ｋ係シ、特に回転数制御によって
流量制御されるポンプと、流量調節弁によって流量制御
されるポンプとを並列運転する場合に好適な、原子炉給
水流量制御装置に関するものである。

〔従来技術〕

この種の流量制御装置に関する最新の技術としては特許
公報昭６０−１５９１７号に記載の発明が公知である。

上記の公知技術においては１回転数を制御して流量制御
を行うタービンによって駆動される給水ポンプと、流量
調整弁の開度を制御して流量制御を行うモータ駆動給水
ポンプとのそれぞれの制御は、給水流量を増減して原子
炉水位を一定に保つ為の主水位制御器からの信号によっ
て行っている。

主水位制御器の制御信号は、タービン駆動給水ポンプと
、モータ駆動給水ポンプとに同一に与えられているので
１両ポンプが並列運転される場合には常時、同一流量比
率で運転されるようになっている。

よって、２台のタービン駆動給水ポンプを運転している
場合に、その内の１台が故障によシ停止し、タービ／駆
動給水ポンプ１台と、モータ駆動給水ポンプ１台との並
列運転を行った場合に、両ポンプの流量比率は通常運転
時と同一である為に、原子炉給水流量は７５％に減少し
てしまう。そのままでは原子炉水位が低下し続ける為に
、プラント出力を低下させて所要原子炉給水流量を７５
％に低下させる必要があった。

この様に、従来の装置では、２台のモータ駆動給水ポン
プ中の１台が起動失敗した場合や、設備として１台しか
設置されていない場合に、２台のタービン駆動給水ポン
プ中の１台が停止すると。

原子炉給水流量が低下してしまい、プラント出力を低下
させなければならないという問題点につ込ては配慮され
ていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術によるタービン駆動給水ポンプとモータ駆
動給水ポンプの流量制御において、（１）タービン駆動
給水ポンプ２台運転中にその内の１台が故障により停止
したとき、待機中の２台のモータ駆動給水ポンプ中の１
台が起動失敗して１合しか起動しない場合や、　（１１
）設備としてモータ駆動給水ポンプが１台しかないとき
２台のタービン駆動給水ポンプ中の１台が故障した場合
には、タービン駆動給水ボッ１１台と、モータ駆動給水
ポンプ１台の並列運転と彦る。この場合、原子炉水位を
一定に保つ為に、原子炉給水流量の増減指示信号を発生
する主水位制御器の指示信号は、タービン駆動給水ポン
プとモータ駆動給水ポンプとに同一に与えられる為１合
計の原子炉給水流量は５タービン駆動給水ポンプの定格
流量５０％と、モータ駆動給水ポンプの定格流量２５％
で１合計７５％給水流量となってしまう。

一方、原子炉の所要給水流量は１００％であシ。

７５％では不足する為、原子炉水位は低下し続け。

やがては原子炉水位低下により原子炉が停止してしまう
ので、このような事態を回避するためプラント出力を７
５％まで低下させて、原子炉所要給水流量を７５％まで
低下させる必要が生じてしまう。

上記したように、従来技術の原子炉給水流量制御では、
（１）タービン駆動給水ポンプ２台運転中１台故障停止
時における、モータ駆動給水ポンプ２台中１台起動失敗
した場合や、　（＋＋）設備としてモータ駆動給水ポン
プが１台しか設置されていないプラントにお込て２台の
タービン駆動給水ポンプの内の１台が故障した場合に原
子炉給水流量を必要量確保する点について配慮が為され
て込ながった。

このような場合原子炉給水流量が低下してしまい、原子
炉水位低下による原子炉停止を招くので、これを防止す
る為やむをえずプラント出力を低下させて原子炉の所要
給水流量を低下させなければならず、電力供給上、著し
い経済的損失が発生するという問題があった。

本発明の目的は、上記した事象発生時において。

原子炉給水流量を最大限に高く保ち、原子炉水位の低下
を防止して、プラント出力の低下を防止することにある
。

〔問題点を解決する為の手段〕

上記の目的を達成する為に創作した本発明に係る制御装
置の基本的原理を略述すると次の如くである。即ち、原
子炉水位を一定に保つ為の給水流量の増減指示信号を与
える主水位制御器の指示信号を、タービン駆動給水ポン
プと、モータ駆動給水ポンプとに同一に与えず、大容量
であシ給水供給能力の大きいタービン駆動給水ポンプの
方に。

偏差信号として犬きく与えて１両ポンプの流量比率を変
更できる様にして、給水流量を最大限に確保できる様に
構成する。

上述の原理に基づいて前記の目的を達成する為。

本発明に係る原子力発電プラント給水流量制御装置は１
回転数を制御する為の流量調整弁を備えたタービンによ
って駆動される給水ポンプと、吐出量を制御する為の流
量調整弁を備えた給水ポンプとを設置し、かつ、上記双
方の流量調整弁に給水流量要求信号を与えて開度制御す
る制御装置を設けた原子力発電プラントの給水系におい
て、前記双方の給水ポンプを並列に接続し得るように配
管し、かつ、前記の回転数制御用流量調整弁に偏差信号
を与える手段を設けて、前記双方の給水ポンプの流量比
率を任意に選定し得べく構成したことを特徴とする。

〔作用〕

上記のように構成すると１通常運転時と同様の制御状態
のままでは給水流量が不足となるような事態が発生した
とき、容量的に余裕のあるタービン駆動給水ポンプに偏
差信号を与えて吐出流量を増加させ、原子炉運転の維持
に必要な給水流量を確保することができ、最悪の情況下
においても原子炉の出力低下を最小限に抑制することが
出来る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

まず全体構成として流体の流れを説明する。

原子炉１で発生した蒸気は、主蒸気管２を通って主ター
ビン３に送られ、主タービン３を駆動することにより発
電機４によって発電を行う。

主タービン３の排気蒸気は復水器５によって冷却されて
凝縮し復水となる。復水器５内の復水は図示しない低圧
復水ポンプと高圧復水ポンプとによって昇圧されて、タ
ービン駆動給水ポンプ６及びモータ駆動給水ポンプ７に
送られ、これらのタービン駆動給水ポンプ６及びモータ
駆動給水ポンプ７によって昇圧され給水管１０を通って
原子炉１に給水される。

次に２本実施例における制御系統の構成と機能とについ
て説明する。

原子炉１の水位を一定に保つために、給水流量の制御を
行うが、原子炉１の水位を水位検出器１２によって検出
し、主蒸気管２に流れる主蒸気流量を流量検°出器１３
によって検出し、給水管１０に流れる給水流量を流量検
出器１１によって検出し、たれそれの検出信号は主水位
制御器１４に入力される。

主水位制御器１４は原子炉１の水位を一定に保つために
、給水流量の増減指示信号を発生する。

主水位制御器１４の給水流量増減指示信号は、タービン
駆動給水ポンプ６の蒸気加減弁８と、モータ駆動給水ポ
ンプ７の流量調整弁９とに与えられる。タービン駆動給
水ポンプ６は、主タービン３の抽気によって駆動され、
蒸気加減弁８によって抽気蒸気量を変化させてタービン
駆動給水ポンプ６の回転数を制御する事によって給水流
量を制御している。モータ駆動給水ポンプ７はモータに
よって一定回転数に駆動されており、流量調整弁９の開
度を制御する事によってモータ駆動給水ポンプ７の給水
流量を制御している。

ここで、主水位制御器１４から蒸気加減弁８への給水流
量増減指示信号経路中に偏差信号発生器１５を設置しで
ある。該偏差信号発生器１５は。

偏差信号設定器１７．１８の偏差信号を、タービン駆動
給水ポンプ６の蒸気加減弁８に与える。

偏差信号設定器１７はプラント通常運転時に偏差信号発
生器１５に入力する偏差信号１．０．すなわち、主水位
制御器１４からの給水流量指示信号の１．０倍を蒸気加
減弁８に入力するよう設定されている。

偏差信号設定器１８は、タービン駆動給水ポンプ６１台
トリップ時に偏差信号発生器１５に入力する偏差量を１
．３２ならしめる信号を発生する。

すなわち、主水位制御器１“４からの給水流量指示信号
の１．３２倍を蒸気加減弁８に入力するよう設定されて
いる。

偏差信号設定器１７．１８の切替えは、切替器１６によ
って行う。切替器１６には、タービン駆動給水ポンプ６
とモータ駆動給水ポンプ７が運転中であるか、停止中で
あるかが入力されていると同時に、発電機４よシブラン
ト運転出力が入力されている。ここでプラント運転出力
は、他に、原子炉給水流量や、主タービン第１段段後圧
力を検出して使用することもできる。

次に運転動作と作用について説明する。

本実施例は、５０％容量の、２台のタービン駆動給水ポ
ンプ６と、予備の２５％容量の、１台のモータ駆動給水
ポンプ７とを設けた例である。ここでタービン駆動給水
ポンプ６とモータ駆動給水ポンプ７との仕様点流量は、
原子炉給水流量換算でそれぞれ５５％、２７．５％の容
量を有している。

すなわち、主水位制御器１４の流量指示信号の１００％
が入力されると、タービン駆動給水ポンプ６は５５％の
給水流量を、モータ駆動給水ボンブ７は２７．５％の給
水流量をそれぞれ送水する。

プラント出力が約２０％以下の低負荷状態では。

モータ駆動給水ポンプ７を運転し、出力上昇に伴ってタ
ービン駆動給水ポンプ６に切替えてモータ駆動給水ポン
プ７は停止する。又、モータ駆動給水ポンプ７はタービ
ン駆動給水ポンプ６が故障により停止した場合に起動す
る予備機としての機能を有している。

プラント出力１００％で運転中はタービン駆動給水ポン
プ６が２台運転し、主水位制御器１４からの流量指示信
号により偏差発生器１５を介して、蒸気加減弁８が制御
されて、タービン駆動給水ポンプ６の回転数を所定値に
保ち、１００％給水流量を確保している。

ここで切替器１６はプラント出力を発電機４により８２
．５％以上である事が入力されており、又。

タービン駆動給水ポンプ６が２台運転中である事を検出
して、偏差設定器１７の偏差信号１．０を偏差信号発生
器１５に力えているので７主水位制御器１４の給水流量
指示信号によシ、タービン駆動給水ポンプ６はそれぞれ
５０％の給水流量で運転され１合計１００％の給水流量
を確保している。

１００％プラント出力運転中に２台のタービン駆動給水
ポンプの中の１台が故障により停止した場合には、モー
タ駆動給水ポンプ７が自動起動して給水流量を確保しよ
うとする。この場合、主水位制御器１４から、給水離着
増加の指示信号が発生するが、指示信号の最大１００％
が出力されても、タービン駆動給水ポンプ６は５５％流
量で運転され、又、モータ駆動給水ポンプ７も２７．５
％流量で運転されるので合計給水流量は８２．５％しか
確保できないので、このままで放置すると原子炉１の水
位は低下し続け、原子炉１が水位低下により停止してし
まう虞れがある。このためプラント出力を８２．５％に
低下させて、原子炉１の所要給水流量を８２．５％に低
下させて原子炉１の水位を一定に保たなければならなく
なる。

そこで１本実施例では、２台のタービン駆動給水ポンプ
６の内の１台の停止を切替器１６によって検出し、切替
器１６は偏差信号設定器１７を偏差信号設定器１８に切
替えて、核偏差信号設定器１７の設定値を偏差信号発生
器１５に与え、主水位制御器１４の給水流量指示信号を
１．３２倍して。

残りの１台のタービン駆動給水ポンプ６に与える。

該残りの１台のタービン駆動給水ポンプ６は５５％Ｘ１
．３２＝７Ｚ６％で運転され、　−Ｅ　−＊、［動給水
ポンプ７の２７．５％と合せて７合計１００％の給水流
量を確保する事ができるので、原子炉１の水位も低下す
る事がない。このようにして、プラント出力１００％の
ままで、出力低下する事なく運転継続することができる
。

ここで、タービン駆動給水ポンプ６は、仕様点流量の約
１３０％で運転される事になるが、一般的にも大容量ポ
ンプは、仕様点流量の約１３０％まで運転可能でありポ
ンプとして特に問題はない。

次Ｋ、第２図により１本発明の実施例における偏差信号
発生器１６の作用による、タービン駆動給水ポンプ６の
流量制御法について説明する。

プラント出力が８２．５％以下であれば、タービン駆動
給水ポンプ６とモータ駆動給水ポンプ７とにより合計８
２．５％の給水流量を確保可能である為、偏差信号設定
器１７により偏差信号１，０を偏差信号発生器１６に与
える。

プラント出力が８２．５％以上で、２台のタービン駆動
給水ポンプ６の内の１台が故障により停止した場合には
、このままでは給水流量が低下してしまうので、偏差信
号設定器１８により偏差信号１．３２を偏差信号発生機
１６に与えて（ステップ■）、タービン駆動給水ポンプ
６の運転流量を最大に保ち５合計給水流量を１００％に
保つ事ができる。

上述の作用と同様の原理によシ、モータ駆動給水ポンプ
７の設備台数が１台しかなく、タービン駆動給水ポンプ
６との合計容」が、例えば８２．５％と１００％以下で
あっても、タービン駆動給水ポンプ６が１台故障により
停止してしまっても。

タービン駆動給水ポンプ１台とモータ駆動給水ポンプ７
．１台の並列運転において１００％の給水流量を確保す
ることができるので、プラント出力を低下させる必要は
々い。

一 よって、モータ駆動給水ポンプ７を２台設置する必要が
なく、１台化する事によって設備費として数億円の低減
が可能となるという効果がある。

さらに、タービン駆動給水ポンプ６が１台故障により停
止した場合でも、プラント出力を低下させる必要がなく
、燃料コストの高い火力プラントによって不足電力外を
補う必要が生じないので。

燃料コスト面でも大きい利益（失費の回避）が得られる
。

第３図に１本発明の他の実施例を示す。

流体の流れ及び作用は、第１図と同様である。

第１図の実施例に比較して異なるところは、５０％容量
のタービン駆動給水ポンプ６を２台と。

２５％容量のモータ駆動給水ポンプ７を２台設置してい
る事にある。

第４図に本例（第３図）の作用を示すが、プラント出力
が８２．５％以上で運転中に、タービン駆動給水ポンプ
６を２台運転中にその中の１台が故障により停止した場
合で、予備機であるモータ駆動給水ポンプ７０２台中、
１台が起動失敗し１両ポンプ１台ずつの並列運転であっ
ても、１００％給水流量を確保する事が可能となり、プ
ラント出力を低下させる必要がない。

本発明によれば、タービン駆動給水ポンプが２台運転中
にその内の１台が故障により停止してタービン駆動給水
ポンプ１台とモータ駆動給水ポンプ１台とを並列運転す
る時に、両ポンプの仕様点流量の合計が１００％以下で
あっても、給水能力の太き一タービン駆動給水ポンプに
偏差信号を与える事によってポンプが可能な最大流量で
運転できるので、１００％給水流量を確保する事ができ
る。このためプラント出力を低下させる必要がなくなる
。

よって電動機駆動原子炉給水ポンプを２台設置する必要
がなく１台化できるので設備費として数億円の低減が可
能となる。

さらに、プラント出力を低下させる必要がなくなるので
、電気出力の減少による損害を未然に防止することがで
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系統図、第２図は上記
実施例の作用を説明するための制御ロジック図である。 第３図は上記と異なる実施例の系統図、第４図はその作
動を示すブロック図である。 １・・・原子炉、２・・・主蒸気管、３・・・主タービ
ン、４・・・発電機、５・・・復水器、６・・・タービ
ン駆動給水ポンプ、７・・・モータ駆動給水ポンプ、８
・・・加減弁。 ９・・・流量調整弁、１０・・・給水管、１１・・・流
量検出器、１２・・・水位検出器、１３・・・流量検出
器、１４・・・主水位制御器、１５・・・偏差信号発生
器、１６・・・切替器、１７・・・偏差信号設定器、１
８・・・偏差信号設定器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、回転数を制御する為の流量調整弁を備えたタービン
   によつて駆動される給水ポンプと、吐出量を制御する為
   の流量調整弁を備えた給水ポンプとを設置し、かつ、上
   記双方の流量調整弁に給水流量要求信号を与えて開度制
   御する制御装置を設けた原子力発電プラントの給水系に
   おいて、前記双方の給水ポンプを並列に接続し得るよう
   に配管し、かつ、前記の回転数制御用流量調整弁に偏差
   信号を与える手段を設けて、前記双方の給水ポンプの流
   量比率を任意に選定し得べく構成したことを特徴とする
   原子力発電プラントの給水流量制御装置。