JPH0217499A - 原子力発電プラントのタービン制御装置 - Google Patents
原子力発電プラントのタービン制御装置Info
- Publication number
- JPH0217499A JPH0217499A JP63166763A JP16676388A JPH0217499A JP H0217499 A JPH0217499 A JP H0217499A JP 63166763 A JP63166763 A JP 63166763A JP 16676388 A JP16676388 A JP 16676388A JP H0217499 A JPH0217499 A JP H0217499A
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- Japan
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- signal
- pressure
- turbine
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- load
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔商業上の利用分野〕
本発明は、原子力発電プラントの原子炉圧力、及び、タ
ービン・発電機負荷を制御する制御系に係り、特に、原
子炉圧力の変動を少く制御可能なタービン制御装置に関
する。
ービン・発電機負荷を制御する制御系に係り、特に、原
子炉圧力の変動を少く制御可能なタービン制御装置に関
する。
原子力発電プラントのタービン制御装置として、特に、
原子炉圧力設定の過渡状態においても、原子力発電プラ
ント全体に影響を与えないように、その設定値に従って
制御し、原子炉圧力を一定に保持することを主要な課題
としたものには、例えば、特公昭６０−４１７５９号公
報がある。この例では、原子炉圧力制御動作と、再循環
流量制御による原子炉出力制御動作の協調を図った圧力
制御装置の例が示されている。
原子炉圧力設定の過渡状態においても、原子力発電プラ
ント全体に影響を与えないように、その設定値に従って
制御し、原子炉圧力を一定に保持することを主要な課題
としたものには、例えば、特公昭６０−４１７５９号公
報がある。この例では、原子炉圧力制御動作と、再循環
流量制御による原子炉出力制御動作の協調を図った圧力
制御装置の例が示されている。
公知例では、タービン蒸気流量の制御信号である圧力調
整信号、および、原子炉内の状態量（例えば中性子束）
が増加したとき原子炉出力が減少するように、原子炉の
再循環流量を減少させるような制御系をとる。
整信号、および、原子炉内の状態量（例えば中性子束）
が増加したとき原子炉出力が減少するように、原子炉の
再循環流量を減少させるような制御系をとる。
この従来技術では、再循環流量の変化から原子炉出力変
化、および、原子炉圧力変化に至る過渡応答時間がター
ビンの制御弁変化による原子炉圧力変化の応答時間より
も長いので、タービン・発電機負荷設定点の変化時のよ
うに、比較的ゆっくりとした過渡変化時の圧力制御安定
化には効果が大きい。しかし、圧力設定点のステップ変
化時に相当するような速い変化の外乱が発生した場合に
、制御応答を改善する効果は少いと考える。
化、および、原子炉圧力変化に至る過渡応答時間がター
ビンの制御弁変化による原子炉圧力変化の応答時間より
も長いので、タービン・発電機負荷設定点の変化時のよ
うに、比較的ゆっくりとした過渡変化時の圧力制御安定
化には効果が大きい。しかし、圧力設定点のステップ変
化時に相当するような速い変化の外乱が発生した場合に
、制御応答を改善する効果は少いと考える。
本発明の目的は、発電プラントの運転中の比較的速い圧
力外乱の発生時にも、安定、かつ、応答性の良い圧力制
御が可能なタービン制御装置を提供することにある。
力外乱の発生時にも、安定、かつ、応答性の良い圧力制
御が可能なタービン制御装置を提供することにある。
上記目的は、原子炉圧力信号をタービンの加減弁開度要
求信号に直接反映させるようなフィードバックループを
、従来制御ループの内側に新たに付加したニループ制御
系により達成される。
求信号に直接反映させるようなフィードバックループを
、従来制御ループの内側に新たに付加したニループ制御
系により達成される。
原子力発電プラントの圧力制御系を制御装置と制御対象
に分けて考えた場合、簡単化して主要部分のみをモデル
化すると、制御装置は圧力調整器で制御対象は原子炉圧
力容器となる。この場合、制御対象は基本的には積分特
性をもつが、応答速度向上のための制御定数調整には、
制御特性の安定領域内の要求からの制限があり、それは
制御対象の時定数に依存する２本発明の基本的者えは制
御理論にもとづき、制御特性解析から得たもので、圧力
調整器の出力側に原子炉圧力信号をフィードバックして
マイナループを構成し、そのマイナループ全体を新たな
制御対象とみなすことにより、制御対象の基本的特性を
制御性能向上に寄与するように変更させるものである。
に分けて考えた場合、簡単化して主要部分のみをモデル
化すると、制御装置は圧力調整器で制御対象は原子炉圧
力容器となる。この場合、制御対象は基本的には積分特
性をもつが、応答速度向上のための制御定数調整には、
制御特性の安定領域内の要求からの制限があり、それは
制御対象の時定数に依存する２本発明の基本的者えは制
御理論にもとづき、制御特性解析から得たもので、圧力
調整器の出力側に原子炉圧力信号をフィードバックして
マイナループを構成し、そのマイナループ全体を新たな
制御対象とみなすことにより、制御対象の基本的特性を
制御性能向上に寄与するように変更させるものである。
すなわち、フィードバックゲインと加算器出力側のゲイ
ンを適切に設定することにより、拡大された制御対象は
所望の時定数をもつ一次遅れ特性となり、安定性を確保
しつつ、従来よりも応答速度を向上させることができる
。
ンを適切に設定することにより、拡大された制御対象は
所望の時定数をもつ一次遅れ特性となり、安定性を確保
しつつ、従来よりも応答速度を向上させることができる
。
以下１本発明のタービン制御装置を沸騰水形原子力発電
所に適用した場合の実施例を、第１図および第２図によ
り説明する。
所に適用した場合の実施例を、第１図および第２図によ
り説明する。
まず、全体構成を第２図で説明する。原子炉１で発生し
た蒸気は主蒸気管１３を介してタービン２に導かれる。
た蒸気は主蒸気管１３を介してタービン２に導かれる。
タービン２を通った蒸気は、復水器４で凝縮した後、給
・復水管を介して復水ポンプ１０及び、給水ポンプ９に
より再び原子炉１内に注水される。タービン制御装置１
１は、圧力計１２から原子炉ドーム圧力１３とタービン
速度１５、及び、タービン入口圧力１６をとりこみ、タ
ービンの加減弁開度要求信号１７．バイパス弁開度要求
信号１８及び再循環流量要求信号１９を出力する。
・復水管を介して復水ポンプ１０及び、給水ポンプ９に
より再び原子炉１内に注水される。タービン制御装置１
１は、圧力計１２から原子炉ドーム圧力１３とタービン
速度１５、及び、タービン入口圧力１６をとりこみ、タ
ービンの加減弁開度要求信号１７．バイパス弁開度要求
信号１８及び再循環流量要求信号１９を出力する。
実施例のタービン制御装置１１の構成を第１図により説
明する。速度制御器２７は、タービン速度１５と同設定
値２５と突合わせて得る速度偏差をとりこみ、速度調定
率の逆数を乗じて負荷変動要求信号を出力する６負荷変
動要求信号に負荷設定値２９を加算して負荷要求信号３
５を得る。
明する。速度制御器２７は、タービン速度１５と同設定
値２５と突合わせて得る速度偏差をとりこみ、速度調定
率の逆数を乗じて負荷変動要求信号を出力する６負荷変
動要求信号に負荷設定値２９を加算して負荷要求信号３
５を得る。
方、圧力調整器２８は原子炉ドーム圧力１３と同設定値
２６を突合せて得る圧力偏差をとりこみ、進み遅れ補償
を行った後に圧力調整率の逆数を乗じ、全蒸気流量要求
信号３６を出力する。なお、圧力調整器２８の演算動作
については、進み遅れ補償の他に通常良く用いられる比
例、積分演算（ＰＩコントローラ）でも良く、本発明で
は特に限定しない。次に全蒸気流量要求信号３６と、タ
ービン入口圧力１６をゲイン３３に通した信号を加算器
３５で加算し、ゲイン３４を通して修正全蒸気流量要求
信号３７を得る。負荷要求信号３５と修正全蒸気流量要
求信号３７のうち低い方の値が低値選択値３ｏにより選
択されて、加減弁開度要求信号１７となる。原子力発電
プラントの通常運転状態である基底負荷運転状態では、
負荷設定値２９にバイアスｈを含ませているので、加減
弁開度要求信号１７は、全蒸気流量要求信号３６（本実
施例では修正全蒸気流量信号３７）が選択されている。
２６を突合せて得る圧力偏差をとりこみ、進み遅れ補償
を行った後に圧力調整率の逆数を乗じ、全蒸気流量要求
信号３６を出力する。なお、圧力調整器２８の演算動作
については、進み遅れ補償の他に通常良く用いられる比
例、積分演算（ＰＩコントローラ）でも良く、本発明で
は特に限定しない。次に全蒸気流量要求信号３６と、タ
ービン入口圧力１６をゲイン３３に通した信号を加算器
３５で加算し、ゲイン３４を通して修正全蒸気流量要求
信号３７を得る。負荷要求信号３５と修正全蒸気流量要
求信号３７のうち低い方の値が低値選択値３ｏにより選
択されて、加減弁開度要求信号１７となる。原子力発電
プラントの通常運転状態である基底負荷運転状態では、
負荷設定値２９にバイアスｈを含ませているので、加減
弁開度要求信号１７は、全蒸気流量要求信号３６（本実
施例では修正全蒸気流量信号３７）が選択されている。
第１図に示す本発明の実施例において、タービン入口圧
力１６のフィードバックの効果は、次のような制御動作
をもたらす。いま、圧力制御系への外乱入力を模擬し、
圧力設定２６のステップ状増加の場合を考える。圧力調
整器２８の出力である全蒸気流量要求信号３６が減少し
、加減弁の開度要求信号１７も減少して主蒸気流量が減
少し、原子炉ドーム圧力１３、及び、タービン入口圧力
１６が上昇する。一方、タービン入口圧力１６の増加は
、加算器３５を介してフィードバックされ、修正全蒸気
流量要求信号３７の過度の減少を抑制する。すなねち、
圧力調整器２８の出力値に対して原子炉圧力（原子炉ド
ーム圧力及びタービン入口圧力）が追従していくような
自己制御性を、フィードバックループを含めた拡大制御
対象に備えていると考えることができる。
力１６のフィードバックの効果は、次のような制御動作
をもたらす。いま、圧力制御系への外乱入力を模擬し、
圧力設定２６のステップ状増加の場合を考える。圧力調
整器２８の出力である全蒸気流量要求信号３６が減少し
、加減弁の開度要求信号１７も減少して主蒸気流量が減
少し、原子炉ドーム圧力１３、及び、タービン入口圧力
１６が上昇する。一方、タービン入口圧力１６の増加は
、加算器３５を介してフィードバックされ、修正全蒸気
流量要求信号３７の過度の減少を抑制する。すなねち、
圧力調整器２８の出力値に対して原子炉圧力（原子炉ド
ーム圧力及びタービン入口圧力）が追従していくような
自己制御性を、フィードバックループを含めた拡大制御
対象に備えていると考えることができる。
上述の実施例の、制御系統図を第３図に示す。
この図では、圧力調整器２８の制御演算が比例・制御演
算の場合として、ＰＩコントローラ３８で表す。制御対
象の伝達関数は、原子炉圧力のマイナフィードバックが
ない従来技術では、次式のように圧力容器モデル３９で
示す積分特性を示す。
算の場合として、ＰＩコントローラ３８で表す。制御対
象の伝達関数は、原子炉圧力のマイナフィードバックが
ない従来技術では、次式のように圧力容器モデル３９で
示す積分特性を示す。
ここで、ＫＲは積分ゲイン、Ｓはラプラス変数である。
一方、図のマイナフィードバックを含めた拡大制御対象
の伝達関数は、次のようになる。
の伝達関数は、次のようになる。
ただし、Ｔｐ”：１／ （Ｋｔ・Ｋ１・ＫＲ）である。
これらの伝達関数は、ＰＩコントローラ３８の出力の変
化分に対する原子炉圧力の応答特性を表わすにれらの式
から明らかなように、拡大制御対象は一次遅れ特性を示
し、その時定数ＴＲはゲイン３３．３４を調節すること
により適当な値に設定することがある。
化分に対する原子炉圧力の応答特性を表わすにれらの式
から明らかなように、拡大制御対象は一次遅れ特性を示
し、その時定数ＴＲはゲイン３３．３４を調節すること
により適当な値に設定することがある。
本発明のタービン制御装置の他の実施例を第４図により
説明する。この実施例では、タービン入口圧力１８のフ
ィードバック点を低値選択器３０の出力側に移したこと
が、前述の実施例と異なる点である。この実施例でも、
通常の圧力制御運転を実施している場合は前述の実施例
と全く同様な制御ブロック図（第３図）で表わすことが
できる。
説明する。この実施例では、タービン入口圧力１８のフ
ィードバック点を低値選択器３０の出力側に移したこと
が、前述の実施例と異なる点である。この実施例でも、
通常の圧力制御運転を実施している場合は前述の実施例
と全く同様な制御ブロック図（第３図）で表わすことが
できる。
しかし、例えば、負荷設定値２９のバイアスｈを負とし
た場合には、前述の実施例でマイナフィードバックの効
果が消えるのに対し、この実施例では圧力制御安定化の
効果は変わることはない。すなわち、この実施例によれ
ば、原子炉の圧力制御が行われていない状況でも、マイ
ナフィードバック効果によって圧力制御の安定化が図ら
れる。
た場合には、前述の実施例でマイナフィードバックの効
果が消えるのに対し、この実施例では圧力制御安定化の
効果は変わることはない。すなわち、この実施例によれ
ば、原子炉の圧力制御が行われていない状況でも、マイ
ナフィードバック効果によって圧力制御の安定化が図ら
れる。
原子炉の圧力設定点をステップ状に変更した場合の、原
子炉圧力応答のシミュレーション結果を第５図に示す。
子炉圧力応答のシミュレーション結果を第５図に示す。
従来例では、制御ゲインを上げて応答を上げると、この
図に示すようにオーバシュートが発生してやや振動的と
なっているが、本実施例ではオーバシュートがなく、か
つ、振動のない安定な制御特性を示している。
図に示すようにオーバシュートが発生してやや振動的と
なっているが、本実施例ではオーバシュートがなく、か
つ、振動のない安定な制御特性を示している。
本発明によれば、原子炉の圧力制御の制御応答性と安定
性を従来技術よりも、更に、向上させることができる。
性を従来技術よりも、更に、向上させることができる。
第１図は本発明の一実施例の制御系統図、第２図はター
ビン制御装置を含む沸騰水形原子力発電プラントの系統
図、第３図は実施例の圧力制御系統図、第４図は本発明
の他の実施例を示す制御系統図、第５図は圧力設定値変
更時のシミュレーション結果を示す特性図である。
ビン制御装置を含む沸騰水形原子力発電プラントの系統
図、第３図は実施例の圧力制御系統図、第４図は本発明
の他の実施例を示す制御系統図、第５図は圧力設定値変
更時のシミュレーション結果を示す特性図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、原子炉圧力とその設定値の偏差信号に基づき全蒸気
流量要求信号を出力する圧力調整器と、蒸気タービンの
速度信号及び負荷設定信号に基づき前記蒸気タービンの
負荷要求信号を出力するタービン速度制御器と、前記全
蒸気流量要求信号と前記負荷要求信号に基づき蒸気ター
ビンの加減弁とバイパス弁の開度要求信号を出力する分
配演算器と、原子炉圧力信号を他信号に加算するための
加算器とからなり、前記全蒸気流量要求信号に前記原子
炉圧力信号を加算して新たな全蒸気流量要求信号を得る
ことを特徴とする原子力発電プラントのタービン制御装
置。 ２、原子炉圧力とその設定値の偏差信号に基づき全蒸気
流量要求信号を出力する圧力調整器と、蒸気タービンの
速度信号及び負荷設定信号に基づき前記蒸気タービンの
負荷要求信号を出力するタービン速度制御器と、前記全
蒸気流量要求信号と前記負荷要求信号に基づきタービン
の加減弁とバイパス弁の開度要求信号を出力する分配演
算器と、原子炉圧力信号を他信号に加算するための加算
器とからなり、前記加減弁の前記開度要求信号に前記原
子炉圧力信号を加算して新たな開度要求信号を得ること
を特徴とする原子力発電プラントのタービン制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63166763A JPH0217499A (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 原子力発電プラントのタービン制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63166763A JPH0217499A (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 原子力発電プラントのタービン制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0217499A true JPH0217499A (ja) | 1990-01-22 |
Family
ID=15837256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63166763A Pending JPH0217499A (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 原子力発電プラントのタービン制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0217499A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007120012A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Shigeru Yaguchi | 浸水防止用人工地盤 |
-
1988
- 1988-07-06 JP JP63166763A patent/JPH0217499A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007120012A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Shigeru Yaguchi | 浸水防止用人工地盤 |
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