JPS6249103A - 原子力発電設備 - 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、原子炉圧力容器からタービンへ導かれる主蒸
気の全Ｍを必要に応じてタービンをバイパスさせて復水
器へ導びくことのできる原子力発電設備に関する。

〔発明の技術的前頭とその問題点〕

一般に、原子力発電設備においては電力系統に事故が生
じた場合にも、原子炉の運転を継続づ−ることができる
ような工夫がなされている。

すなわち、電力系統の要求する負拘が低下した場合に、
発電機を駆動するタービンを低速回転させるために、原
子炉圧力容器からタービンへ導かれる主蒸気の一部を復
水器へバイパスさせるバイパスラインを設けている。

ところが、電力系統の事故のうら最も厳しい全負荷遮断
が発生した場合に、バイパス容量が小さい原子力発電設
備においては、タービンへの主蒸気の送給を遮断するこ
とができない。そこで、原子力発電設備側には運転を緊
急停止する必要が全くないにも拘らず、タービンを停止
させるために原子炉をスクラムさけなければならなかっ
た。

そのため、従来は第２図に示すように、バイパス容量を
大きくして、原子炉圧力容器から送給される定格蒸気流
量の主蒸気の全部をバイパスすることのできる原子力発
電設備を１７１発している。

この第２図の原子力発電設備における通常運転は次のよ
うにして行なわれる。

原子炉圧力容器１より主蒸気ライン２内へ導かれた主蒸
気は、途中の主蒸気止め弁３、タービン蒸気加減弁４を
経て高圧タービン５内へ流入して高圧タービン５の駆動
に供され、更に連結ライン６を通して低圧タービン７内
へ流入して低圧タービン７の駆動に供される。これによ
り高圧タービン５および低圧タービン７に回転軸８をも
って同一軸的に連結されている発電機９が回転させられ
所定量の発電を行なう。そして、低圧タービン７の駆動
に供された蒸気は、復水器１０に導かれて復水ゼしめら
れ、復水ポンプ１１および給水ポンプ１２の輸送力によ
って給水ライン１３を通して原子炉圧力容器１へ給水と
して還流させられる。

この給水は給水ライン１３の途中に設けられた給水加熱
器１４．１５において、各タービン抽気ライン１６．１
７を通して低圧タービン７および高圧タービン５から導
かれる抽気を熱源として加熱され、適温の状態で原子炉
圧力容器１内へ還流させられる。

一方、電力系統の事故により全負荷遮断が発生すると、
タービン圧力制御器１８によってタービン蒸気加減弁４
を全開するとともに、主蒸気止め弁３の上流側の主蒸気
ライン２から分岐し復水器１０に接続されているバイパ
スライン１９の途中に設けられたバイパス弁２０を全開
とし、定格流量の主蒸気の全量をバイパスライン１９を
通して高圧タービン５および低圧タービン７をバイパス
させて復水器１０へ導びく。同時に予め選択された制御
棒を炉心内（共に図示せず）に挿入させて、原子炉を低
出力状態での所内単独運転に移行させる。

ここで選択制御棒挿入（Ｓｅｌｅｃｔ　Ｒｏｄ　Ｉｎ５
ｅｒｔ　　：以下ＳＲＩという。）を行なうのは、所内
単独運転移行時に、高圧タービン５および低圧タービン
７から各給水加熱器１５．１４へ導かれるタービンの抽
気が失なわれて、給水の温度が低下することにより、原
子炉の出力上管が生じ、中性子束高となってスクラムが
生じるのを防止するために、予め原子炉の出力を抑制す
るものである。

ところが、この従来の原子力発電設備においては、全負
荷遮断が発生した後に、ＳＲＩが行なわれるので、炉内
ボイドが急激に消滅したり、急速な出力低下に伴って原
子炉圧力容器１からの主蒸気流出出と原子炉圧力容器１
内への給水流入量との不一致が生ずる等の大きな過度変
化が生じてしまう。そのため原子炉水位制御に大きな負
担がかかり、場合によっては炉水位高低スクラムが発生
するおそれがある。

また、ＳＲＩを行なうべき選択制御棒を各制御棒パター
ンに応じて予め計算により選択してＪ３かなければなら
ない。そのための予測計韓や選択セットに手間がかかり
、管理が困難であった。また、炉心内に装荷されでいる
燃料の燃焼度が予測饋と相違している場合や、燃焼度が
不均一・であったりして、必ずしも目的の印加反応度が
得られないというおそれがあった。

更に、ＳＲ）を行なって原子炉の出力を低下させるもの
であるから、電力系統の事故が修復された後に初期の出
力まで復旧させるのに長時間を要し、この分だけ発電量
が低下づるという不都合があった。

（発明の目的） 本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、発電
機への全負荷遮断が発生しても、給水の温度の低下を防
止することができ、しかもＳＲＩを行なうことなく、原
子炉出力を減少さｔ！ないぐ所内単独運転へ円滑に移行
することのできる原子力発電設備を提供することを目的
とする。

〔発明の概要〕

本発明の原子力発電設備は、原子炉圧力容器からタービ
ンへ主蒸気を導びく主蒸気ラインの途中より、定格蒸気
流量の主蒸気を全部前記タービンをバイパスさせて復水
器へ導びくバイパスラインと、前記タービンからの抽気
を給水加熱器へ熱源として導びくタービン抽気ラインと
を有する原子力発電設備においで、前記バイパスライン
の途中からの抽気を前記給水加熱器へ熱源として尋びく
バイパス抽気ラインを設け、このバイパス抽気ラインと
前記タービン抽気ラインとを前記給水加熱器へ切換え接
続する切換え機構を設けて形成したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図について説明する。

第１図において従来と同一部分には同一符号を付しであ
る。

本実施例においては、全負荷遮断時においても各給水加
熱Ｚ１４．１５へ熱源としてバイパスライン１９内から
の抽気を導びくために、バイパスライン１９のバイパス
弁２０より下流側と各給水加熱器１４．１５との間をバ
イパス抽気ライン２１．２２によってそれぞれ連結して
いる。そして、通常時には各タービン抽気ライン１６．
１７から各給水加熱器１４．１５へタービンの抽気を導
びき、全負荷遮断時には他方の各バイパス抽気ライン２
１．２２から各給水加熱器１４．１５へバイパスライン
１９からの抽気を導びくために切換えＦｓ構２３を設け
ている。この切換え機構２３は各タービン抽気ライン１
６．１７と各バイパス抽気ライン２１．２２との各給水
加熱器１４゜１５への接続状態を切換えるものであり、
その構成各部は第１図において信号を示す破線をもって
相互に連結されている。本実施例においては、切換え機
構２３としてタービン蒸気加減弁４およびバイパス弁２
０の他に、各バイパス抽気ライン２１．２２に抽気大口
弁２４．２５をそれぞれ設置ノ、更に発電機９の出力と
負荷のバランスを監視する出力負荷不平衡検出器２６と
、この出力負荷不平衡検出器２６からの指令を受けて合
弁４゜２０．２４．２５を開閉制御するタービン制御器
２７とを設けている。

次に、本実施例の作用を説明する。

通常運転時には、切換え機構２３のタービン制御器２７
によってタービン蒸気加減弁４を全開、バイパス弁２０
．各抽気入口弁２４．２５を仝閉とさせ、従来と同様に
、原子炉圧力容器１からの主蒸気を全部高圧タービン５
および低圧タービン７に導ひいて発電機９を駆動さけて
発電を行なっている。同時に各給水加熱器１４．１５へ
は低圧タービン７、高圧タービン５の抽気が各タービン
抽気ライン１６．１７を通して送給される。これにより
所定温度に加熱された給水が給水ライン１３を通して原
子炉圧力容器１内へ還流させられて行く。

一方、何らかの原因にＪ：り電力系統に事故が発生し、
全負荷遮断が発生すると、発電機９の出力と負荷とのア
ンバランスを切換え漂構２３の出力負荷不平衡検出器２
６が検知し、タービン制御器２７へ出力負荷アンバラン
ス信号を送る。このタービン制御器２７は出力負荷アン
バランス信号を受けるとタービン蒸気加減弁４へ急閉信
号を送って全開とさせ、バイパス弁２０へ急閉信号を送
って全開どさせ、原子炉圧力容器１から送出されて来る
定格蒸気流量の主蒸気全部をバイパスライン１９を通し
て復水器１０ヘバイパスさＵる。このバイパス時には、
低圧タービン７および高圧タービン５からの抽気が各給
水加熱器１４．，１５へ送給されなくなるので、タービ
ン制６［１器２７は更に各抽気入口弁２４．２５へも開
信号を送って仝聞とさせ、バイパスライン１９を流れる
主蒸気の−・部を抽気して各バイパス抽気ライン２１．
２２を通して各給水加熱器１４．１５へ熱源として送給
させる。これにより全負荷遮断後においても、給水ライ
ン１３を流れる給水を各給水加熱３１４゜１５によって
所定温度まで加熱した状態で原子炉圧力容器１内へ還流
させることが′Ｃ：きる。従って、給水の１ノ゛ブクー
ル増加を防止して、Ｉ６■子炉出力の上！Ｉや中性子束
高１へリップ等を防ぐことができる。

また、従来行なっていたＳＲＩも必要なくなり、出力低
下時の外乱の印加もなくなり、Ｓ　ＲＩを行なうための
複貨［な選択制御棒の管理も不要となる。

このように本実施例に５３いては全負荷遮断後において
も、原子炉出力を変化させることなく円滑に所内単独運
転に移行づることができる。

その後、電気系統の事故が修復されると切換え機構２３
のタービン制御器２７からタービン蒸気加減弁４へ全開
信号を送って全開とさせ、バイパスか２０、各抽気大口
弁２４．２５へ全開信号を送って全開とさせ、高圧ター
ビン５および低圧タービン７を駆動させて発電機９によ
る通常の発電を再開させる。この発電の再開前において
も、原子炉は定格運転を継続しているものであるから、
発電機９による通常の発電を再開するまでに要ｌる復旧
時間は極めて短時間で済み、発電機の低下を防止するこ
とができる。

〔発明の効果〕

このように本発明の原子力発電設備は、発電機への全負
荷遮断が発生しても、給水の温度の低下を防止すること
ができ、しかもＳＲＩを行なうことなく、原子炉出力を
減少さけないで所内単独運転へ円滑に移行することがで
きる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原子力発電設備の一実施例を示す系統
図、第２図は従来例の原子力発電設備を示ず系統図であ
る。 １・・・原子炉圧力容器、２・・・主蒸気ライン、４・
・・タービン蒸気加減弁、５・・・高圧タービン、７・
・・低圧タービン、１０・・・復水器、１４．１５・・
・給水加熱器、１６．１７・・・タービン抽気ライン、
１９・・・バイパスライン、２０・・・バイパス弁、２
１．２２・・・バイパス抽気ライン、２３・・・切換え
機構、２４゜２５・・・抽気入口弁、２６・・・出力負
荷不平衡検出器、２７・・・タービン制御器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉圧力容器からタービンへ主蒸気を導びく主蒸
   気ラインの途中より、定格蒸気流量の主蒸気を全部前記
   タービンをバイパスさせて復水器へ導びくバイパスライ
   ンと、前記タービンからの抽気を給水加熱器へ熱源とし
   て導びくタービン抽気ラインとを有する原子力発電設備
   において、前記バイパスラインの途中からの抽気を前記
   給水加熱器へ熱源として導びくバイパス抽気ラインを設
   け、このバイパス抽気ラインと前記タービン抽気ライン
   とを前記給水加熱器へ切換え接続する切換え機構を設け
   たことを特徴とする原子力発電設備。 ２、切換え機構は、主蒸気ラインの途中に設けたタービ
   ン蒸気加減弁と、バイパスラインの途中に設けたバイパ
   ス弁と、バイパス抽気ラインの途中に設けた抽気入口弁
   と、発電量と負荷とのアンバランスを検出する出力負荷
   不平衡検出装置と、この出力負荷不平衡検出装置からの
   指令を受けて前記各弁を開閉させるタービン制御器とに
   より形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の原子力発電設備。