JPS6394194A - 発電プラント制御装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は崩壊熱除去装置を備えた原子力発電プラントに
おいて、プラント効率を向上させた発電プラント制御装
置に関する。

（従来の技術） 高速増殖型原子力発電プラントには、負荷遮断時や負荷
喪失時等においても発電プラントを継続的に運転できる
よう崩壊熱除去装置が設置されている。

第３図は高速増殖型原子力発電プラントの梢成例を示す
もので、図において高速増殖型原子炉１の発生熱を吸熱
した液体金属ナトリウムは１次冷却材として中間熱交換
器２に移送され、ここで２次冷却材である液体金属ナト
リウムと熱交換して冷却された後、１次循環ポンプ３に
より原子炉１に戻り、再び原子炉１の発生熱を吸収して
１次冷部系を循環する。

中間熱交換器２において加熱された２次冷却系ナトリウ
ムは蒸気発生器入口止め弁４を経て蒸気発生器５に導入
され、ここで、ヘリカルチューブ内を流れる水・蒸気系
と熱交換し、自身は冷却された後、２次主冷却系循環ポ
ンプ６により中間熱交換器２に戻り、以下同様に循環す
る。

この２次主冷却系には前記蒸気発生器入口止め弁４およ
び蒸気発生器５をバイパスして崩壊熱除去装置７と出口
止め弁８とを備えた崩壊熱除去系が設けられている。

蒸気発生器５において２次冷却材との熱交換により発生
した過熱蒸気は蒸気加減弁９を介して高圧タービン１０
に入り、ここで仕事をした後、低圧タービン１１に入り
、ここで再び仕事をして発電機１２を回転させた後、復
水器１３に入り、復水化される。

復水器１３に貯えられた復水は復水ポンプ１４で加圧さ
れ、給水加熱器１５、給水ポンプ１６、給水加熱器１７
、給水調節弁１８を通って蒸気発生器５に戻り、以下同
様に循環する。

なお、第３図中、符号１９は主蒸気配管に介挿した主蒸
気逃し弁であり、２０はタービン１０゜１１をバイパス
するバイパス配管に介挿したタービンバイパス弁を示す
。

上述のように構成した高速増殖型原子力発電プラントに
おいて、通常時には崩壊熱除去装置出口止め弁８、主蒸
気逃し弁１９およびタービンバイパス弁２０はいずれも
閉塞されており、原子炉１の発生熱は１次冷却材および
２次冷却材を介して蒸気発生器５に伝熱され、発生した
高圧蒸気によって高圧タービン１０および低圧タービン
１１が駆動され、発電機１２を回転させる。この場合、
発？Ｗｔｌｌ１２の出力は蒸気加減弁９およびタービン
バイパス弁２０の開度に応じて制御されるが、負荷遮断
等が発生した場合には主蒸気逃し弁１９が開路して余剰
の主蒸気を大気中に放出させると共に、出口止め弁８が
開路して崩壊熱除去装置７を作動させ、蒸気発生器５へ
の流入熱量を減少させる。

第４図は蒸気発生器５回りの水・蒸気系の制御装置を例
示するもので、主蒸気配管には主蒸気圧力検出器２１が
取付けられ、その出力は主蒸気圧力制御装置２２に入力
される。この主蒸気圧力制御装置２２はあらかじめ設定
された設定値および主蒸気圧力検出器２１からの信号を
演算し、主蒸気加減弁９、タービンバイパス弁２０およ
び主蒸気逃し弁１９に出力を送る。また、タービンバイ
パス弁２０にはタービンバイパス弁開度検出器２３が設
置されており、この検出器の出力は出力指令装置２４に
入力される。

蒸気発生器５の出口側配管には蒸気発生器出口蒸気温度
検出器２５が取付けられており、この検出器の出力は蒸
気発生器出口蒸気温度制御装置２６に入力され、給水流
量制御装置２７を介して給水調節弁１８に入力される。

給水調節弁１８にはその人出口側をバイバネして給水調
節弁差圧検出器２８が接続され、この給水調節弁差圧検
出器の出力は給水調節弁差圧制御装置２９を介して給水
ポンプ１６を制御する。

次に、上述のように構成した発電プラント制御装置にお
ける主蒸気圧力制御系の作動を説明する。

通常運転時に出力指令装置２４から発せられるプラント
出力指令によって原子炉側の出力を変更させた場合、そ
の結果生じる主蒸気圧力の変動を主蒸気圧力検出器２１
によって検出し、これを主蒸気圧力制御装置２２に入力
し、主蒸気圧力が一定となるように主蒸気圧力制御装置
２２で蒸気加減弁９を掻作し、プラント出力に追従して
所定の負荷となるよう制御する。

この際、蒸気加減弁９が絞られ、主蒸気圧力が上昇する
と、この圧力値を所定の値に維持するため、主蒸気圧力
制御装置２２によりタービンバイパス弁２０を開いて主
蒸気圧力の低下を図り、それにも拘らず、さらに圧力が
上昇して所定の値に達した場合には主蒸気逃し弁１９が
作動し、蒸気を大気中に放出し、主蒸気圧力のそれ以上
の上昇を阻止する。

前述の出力指令装置２４は所定の変化率を持ったプラン
ト出力指令を発信して原子炉側の出力を変更させるもの
で、通常運転時にはタービンバイパス弁２０の開動作信
号をタービンバイパス弁開度検出器２３より入力し、予
め設定した降下率に従ってプラントの出力指令を降下さ
せる。その結果、タービンバイパス弁２０は全閉し、主
蒸気圧力は蒸気加減弁９によって制御される状態に戻る
。

次に、給水流量制御系の作動を説明する。

通常運転時に給水流量を自動制御している場合には蒸気
発生器出口蒸気温度検出器２５からの信号が蒸気発生器
出口蒸気温度制御装置２６に入力され、蒸気発生器出口
の蒸気温度が一定になるよう指令信号を給水流量制御装
置２７に送り、給水調節弁１８の開度を制御する。また
、給水調節弁１８の開度変化の結果、変化した給水調節
弁出入口の差圧は給水調節弁差圧検出器２８により検出
されて給水調節弁差圧制御装置２９に入力され、給水調
節弁１８の出入口差圧が一定値となるよう給水ポンプ１
６の回転数を制御し、合計給水流量を調整する。

次に、４０％以上の負荷遮断が発生した際のロジックを
第４図および第５図を参照して説明する。

４０％以上の負荷遮断が発生した場合、負荷遮断信号が
入力Ｓ１すると、蒸気加減弁９はタービン回転数の上昇
を制御するため、主蒸気圧力制御装置２２から切離され
て急閉Ｓ２Ｌ、またタービンバイパス弁２０は主蒸気圧
力制御装置２２による開操作に先行して急開Ｓ３Ｌ、負
荷遮断に伴う主蒸気の圧力上昇を阻止する。その結果、
タービンバイパス弁開度検出器２３からの信号が出力指
令装置２４に入力され、プラント出力指令が出力指令装
Ｗ２４に入力されてプラント出力指令が予め定められた
変化率に従ってセットパックＳ４される。

次に、逃し弁７の起動ロジックを第３図および第６図を
参照して説明する。

原子炉トリップ遮断器の開信号Ｒ１または崩壊熱除去装
置７の手動起動信号Ｒ２は論理回路Ｒ３において論理演
算され、条件成立時に、１次主冷却系循環ポンプ３およ
び２次主冷却系循環ポンプ６をトリップＲ４させ、１次
・２次主冷却系循環ポンプのポニーモータ−（図示せず
）を起動Ｒ３させる。これらのポニーモータ−は１次・
２次主冷却系の冷却材を少流量で循環させるものであり
、従って、前述のように蒸気発生器入口止め弁４が全閉
Ｒ６して蒸気発生器５を隔零し、また崩壊熱除去装置出
口止め弁８の開度を制御ＲｙＬっつ崩壊熱除去装置７を
起動Ｒ６させることによって、２次主冷却系冷却材は流
量が一定になるよう制御されながら崩壊熱除去装置７へ
導入され、プラント停止後の崩壊熱除去が行われる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記において、負荷遮断前の負荷がタービンバイパス弁
２０の容量以下であれば、負荷遮断時に蒸気加減弁９が
急閉しても、タービンバイパス弁２０の急開によって余
剰蒸気は復水器１３に給送される。従って、主蒸気圧力
は上昇せず、所内単独運転への移行も可能であり、問題
はない。

しかしながら、負荷遮断時における負荷遮断信号荷がタ
ービンバイパス弁の容量よりも大きな場合には、蒸気加
減弁９を急閉すると、タービンバイパス弁２０が急開し
ても余剰蒸気２０のすべてをタービンバイパス弁２０を
流過させることができず、主蒸気圧力は上昇する。その
結果、主蒸気逃し弁１９が動作して余剰蒸気を大気中に
放出することになり、所内単独運転が不可能となる上、
エネルギーロスを伴い、安全上も好ましくない。

上述の不都合を回避するため、タービンバイパス弁の容
量以上の負荷遮断時に給水流量をタービンバイパス弁容
量まで強制的に絞り込むことも考えられるが、その場合
、プラント出力指令のセットパックは予め定められた変
化率に従って行なわれるため、その間、蒸気発生器の出
口蒸気温度が上昇し、プラントトリップを惹起する恐れ
がある上、プラントの安全運転および稼ω率の点からも
好ましくない。

し発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は背景技術における上述のごとき欠点を除去すべ
くなされたもので、本発明の発電プラント制御装置は、
蒸気発生器と、この蒸気発生器への供給熱量を制限する
崩壊熱除去装置および崩壊熱除去装置出口止め弁と、前
記蒸気発生器の発生蒸気を蒸気タービンに導く蒸気加減
弁と、この蒸気加減弁および前記蒸気タービンをバイパ
スし、前記蒸気発生器からの蒸気を直接復水器へ導くタ
ービンバイパス弁と、この復水器と前記蒸気発生器の間
に介挿した給水調節弁とを備えた発電プラントにおいて
、前記タービンバイパス弁容量以上の負荷遮断または負
荷喪失時に前記蒸気発生器に供給される給水流量を前記
タービンバイパス弁容量に応じた値に制御する給水流量
制御装置を具備することを特徴とするものである。

（作　用） 上述のように構成した本発明の発電プラント制御装置に
おいては、タービンバイパス弁の容量以上の負荷遮［ｔ
ｌｒ発生時に、給水流量制御装置の設定値をタービンバ
イパス弁容量と同一値に固定し、給水流量を絞り込むよ
うにしたので、蒸気発生器から発生する蒸気はすべてタ
ービンバイパス弁に吸収され、主蒸気の圧力上昇に伴う
主蒸気逃し弁の開放は阻止される。従って、主蒸気逃し
弁の作動による蒸気の大気中への放出を防止される。

また、蒸気発生器出口蒸気温度制御装置からの指令信号
を給水流量制御装置から崩壊熱除去流量制御装置に切換
え、崩壊熱除去装置を起動させるようにしたので、蒸気
発生器出口蒸気温度の上昇を防止することができる。

（実施例） 以下、第１図および第２図を参照して本発明の詳細な説
明する。なお、第１図中、第４図におけると同一部分に
は同一の符号を付しである。

第１図は本発明の発電プラント制御装置における蒸気発
生器回り水・蒸気系の制御装置を例示するもので、蒸気
発生器５の出口側配管には蒸気発生器出口蒸気温度検出
器２５が取付けられており、この検出器２５の出力は蒸
気発生器出口蒸気温度制御装置２６に入力され、崩壊熱
除去流量制御装置！　３０を介して崩壊熱除去装置出口
止め弁８に入力される。

給水流量設定値Ｗ２７によって制御される給水調節弁１
８にはその人出口側をバイパスして給水調節弁差圧検出
器２８が接続され、この給水調節弁差圧検出器の出力は
給水調節弁差圧制御装置２９を介して給水ポンプ１６を
制御する。

上述のように構成した本発明の実施例においては、第２
図に示すようにタービンバイパス弁２０の容量以上の負
荷遮ｌ！ｌｉ　’Ｉ”　＋が発生したときは、従来と同
様に蒸気加減弁９を急閉Ｔ２Ｌ、タービンバイパス弁２
０を急開ＴｘＩ、て原子炉出力指令を予め定められた変
化率に従ってセットバックＴ４すると共に、給水流量￥
Ａ御装Ｔ！２７の給水流量設定値をタービンバイパス弁
２０の容量と同一値に固定Ｔ５し、さらに崩壊熱除去装
置７を起動Ｔ６すると共に崩壊熱除去装置の出口止め弁
８を崩壊熱除去流量制御装置３０により開度制御Ｔ了す
る。

この場合、崩壊熱除去装置出口止め弁８による流量制御
は蒸気発生器出口蒸気温度制御装置２６からの指令信号
を崩壊熱除去流量制御装置３０に入力し、蒸気発生器出
口蒸気温度が一定となるように制御することにより行わ
れる。

また、従来の原子炉トリップによる崩壊熱除去装置７の
起動ロジックの場合と異なり、２次主冷却系循環ポンプ
６のトリップおよび蒸気発生器入口止め弁４の全閉によ
る蒸気発生器５の隔離は行なわれない。

上述の如く、本発明の発電プラント制御装置においては
、タービンバイパス弁容量以上の負荷遮断発生時には給
水流量がタービンバイパス弁容量まで絞り込まれること
により、蒸気発生器５で２次主冷却系冷却材との熱交換
で発生ずる蒸気はすべてタービンバイパス弁２０で吸収
され、余剰蒸気による主蒸気圧力上昇に伴う主蒸気逃し
弁の動作および主蒸気の大気中への放出は防止され、所
内単独運転への移行が可能となる。また、給水流量を絞
り込むことにより生じる蒸気発生器出口蒸気温度の上昇
は蒸気発生器出口蒸気温度制御装置２６の指令信号を崩
壊熱除去流量制御装置３０から崩壊熱除去装置出口止め
弁８に導いて流量制御を行うことで、プラント出力指令
のセットバックに先立ち余剰熱量を除去することができ
るので、防止される。

なお、本実施例では崩壊熱除去装置７が２次主冷却系の
分岐ラインに設置されている場合について説明したが、
これが１次主冷却系の中間熱交換器や原子炉容器に取付
けられている場合も同様である。

さらに、本実施例では、タービンバイパス弁容量以上の
負荷遮断発生時について説明したが、タービンバイパス
弁容量以上の負荷喪失の発生時にも同様の効果が得られ
る。

［発明の効果］ 本発明の発電プラント制御装置によれば、タービンバイ
パス弁容量以上の負荷遮断あるいは負荷喪失の発生時に
も主蒸気圧力が上昇し主蒸気逃し弁が動作することで蒸
気が大気へ放出されることがなくなり、また給水流量を
絞り込むことによる蒸気発生器出口蒸気温度の上昇も防
止でき、安全に所内単独運転に移行することが可能とな
り、発電プラント全体の！！働率、安全性等を大きく向
上する効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の発電プラント制御装置の実施例を示す
系統図、第２図は第１図の装置においてタービンバイパ
ス弁以上の負荷遮断が発生した時のロジック図、第３図
は従来の高速増殖型原子力発電プラントの全体構成を示
す系統図、第４図は従来の蒸気発生器の水・蒸気系制御
装置の系統図、第５図と第６図は従来装置における負荷
遮断時および崩壊熱除去装置の起動ロジック図である。 １・・・・・・原子炉 ２・・・・・・１次冷却系 ５・・・・・・蒸気発生器 ７・・・・・・崩壊熱除去装置 ９・・・・・・蒸気加減弁 １０・・・・・・高圧タービン １１・・・・・・低圧タービン １２・・・・・・発電機 １３・・・・・・復水器 １４・・・・・・復水ポンプ １５．１７・・・給水加熱器 １６・・・・・・給水ポンプ １８・・・・・・給水調節弁 １９・・・・・・主蒸気逃し弁 ２０・・・・・・タービンバイパス弁 ２２・・・・・・主蒸気圧力制御装置 ２４・・・・・・出力指令装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸気発生器と、この蒸気発生器への供給熱量を制
   限する崩壊熱除去装置および崩壊熱除去装置出口止め弁
   と、前記蒸気発生器の発生蒸気を蒸気タービンに導く蒸
   気加減弁と、この蒸気加減弁および前記蒸気タービンを
   バイパスし、前記蒸気発生器からの蒸気を直接復水器へ
   導くタービンバイパス弁と、この復水器と前記蒸気発生
   器の間に介挿した給水調節弁とを備えた発電プラントに
   おいて、前記タービンバイパス弁容量以上の負荷遮断ま
   たは負荷喪失時に前記蒸気発生器に供給される給水流量
   を前記タービンバイパス弁容量に応じた値に制御する給
   水流量制御装置を具備することを特徴とする発電プラン
   ト制御装置。
2. （２）蒸気発生器の蒸気出口温度が所定の値を越えた際
   に崩壊熱除去装置出口止め弁に開信号を出力する崩壊熱
   除去流量制御装置とを具備することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の発電プラント制御装置。