JPH04194503A - 蒸気発生プラントの給水制御装置 - 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〕 本発明は蒸気発生プラントの給水制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の給水制御装置による給水ポンプ切替は、例えばタ
ービン駆動給水ポンプ（以下Ｔ　Ｄ　−ＲＦＰ）を起動
しモータ駆動給水ポンプ（以下Ｍ　Ｄ　−ＲＦＰ）を停
止する場合、ＴＤ−ＲＦＰのＭ／Ａ操作器を手動モード
とし、給水制御装置より増指令を出力しタービンの回転
数を増加させる。タービン回転数の増加により給水ポン
プ回転数が増加し、給水流量が増加する。給水流量が増
加すると炉出力は一定であるため、原子炉水位が上昇す
る。Ｍ　Ｄ　−ＲＦＰは自動モードとなっており、原子
炉水位の上昇により生じる水位偏差（実水位と水位設定
値の差）を抑えるよう、主水位制御器の比例・積分演算
により給水流量を絞る方向、すなわち減操作を行う。Ｔ
Ｄ−ＲＦＰへの増指令は、ＭＤ−ＲＦＰの出力信号が０
となるまで行うことにより、炉出カ一定のままＴＤ、Ｍ
Ｄの切替えを行うことができる。

また、給水ポンプを起動すると、最低流量を確保するた
め、再循環弁が急開するが、ポンプの回転数が上り所定
の吸込流量以上となると再循環弁は全閉する。逆に出力
運転中のポンプを停止する場合−送流量を絞り・前記値
以下１なると・再　−循環弁が急関し、給水ポンプの最
低流量を確保する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術の問題点を以下に示す。

ＭＤ−ＲＦＰ−転状態から□、ＴＤ−ＲＦＰを起動しポ
ンプ切替を行う場合、自動モードとなっているＭＤ−Ｒ
ＦＰは、原子炉水位に変動が生じてから、その変動を抑
えるよう制御演算を行い給水流量を調節するため、遅れ
が生しる。また、ＴＤ−ＲＦＰの再循環弁は、ＴＤ−Ｒ
ＦＰの出力を増加している途中で吸込流量が所定の値を
上回るため、急速全閉する。再循環弁は一般の給水ポン
プの定格流量の約２５％の容量をもっているため、再循
環弁が全閉することによって生しる給水流量の増加によ
り、原子炉水位はさらに変動（上昇）する。

再循環弁の開閉による原子炉水位の変動は、ポンプ切替
時だけでなく、二台目のＴＤ−ＲＦＰ（ＭＤ−ＲＦＰだ
けのプラントの場合は二台目ＭＤ−ＲＦ”Ｐ）追加、停
止時にも発生する事象である。

本発明の目的は、前述の操作もしくは事象発生時の、原
子炉水位の変動を極力小さく抑えるため、給水ポンプ切
替時は、ＴＤ−ＲＦＰに出力する増指令と同時に、符号
の異なる減指令を主制御器に加えることにより、先行的
にＭ　Ｄ　−ＲＦ　Ｐの給水調節弁開度を制御し、また
、再循環弁の開閉時は、再循環弁の開閉によって生じる
給水流量の変化を補う様な補正信号を増減指令と共に加
えることにより原子炉水位変動を先行的に抑制すること
トある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため１本発明は、ＴＤ−ＲＦＰの回
転数増指令（ＭＤ−＋ＴＤ切替時）、もしくは、ＭＤ−
ＲＦＰ給水給水調節弁開積増指令Ｄ→ＭＤ切替時ニブラ
ント停止時）の逆符号の指令信号を、給水制御装置の主
制御器出力信号に印加する手段と、再循環弁の弁開度を
検出する手段、及び弁開度信号から給水流量補正指令を
作成し給水ポンプの制御信号に印加する手段を設けた。

〔作用〕

例えば、ＭＤ−ＲＦＰ運転中から、ＴＤ　−ＲＦＰを起
動してＭＤ−＋ＴＤ切替を行う場合、ＴＤ−ＲＦＰは手
動モードとし、ある一定のレートで増指令を出力する。

一方、増指令と逆符号のｌｌＡ４令を主制御器に印加す
ることによって、ＴＤ−ＲＦＰの増指令によって増加す
る給水流量によって炉水位上昇が起こる前に、自動モー
ド運転を行っているＭＤ−ＲＦＰの給水調節弁を絞る方
向に制御するため、ＴＤ−ＲＦＰの増指令と相まって炉
水位は大きく変動することなく安定に制御することがで
きる。

また、再循環弁の弁開度信号から補正信号を作成しポン
プ（ＴＤ、ＭＤいずれも）の制御信号に加えることによ
って、再循環弁の開閉による給水流量の変動を先行的に
抑えることが出来るため、水位変動を小さく抑えること
ができる。

〔実施例〕

沸騰水型原子カプラントに適用した本発明の好適な一実
施例である蒸気発生プラントの給水制御装置を第１図と
第２図に基づいて以下に説明する。

沸騰水型原子カプラントの原子炉圧力容器は蒸気発生器
である。

第１図は、ＴＤ−ＲＦＰ二台及び丁Ｄ−ＲＦＰのバック
アップであるＭＤ−ＲＦＰ二台をもった沸騰水型原子カ
プラントの例である。通常運転時原子炉圧力容器１で発
生した蒸気は、主蒸気配管３３を通ってタービン（図示
していない）へ送られる。タービンから排気された蒸気
は、復水器で凝縮され水になる。凝縮された水、すなわ
ち原子炉の冷却水となる給水は、給水配管２にて復水脱
塩器、復水ポンプ及び低圧給水加熱器に供給される。さ
らに、給水は、給水配管の分岐管２Ａ及び２Ｂに設けら
れた二台のＴ　Ｄ　−ＲＦ−’Ｐ　４Ａ及び４Ｂで加圧
され、高圧給水加熱器で加熱され、原子炉圧力容器１へ
供給される。

ＴＤ−ＲＦＰ４Ａ及び４Ｂは、タービンから油気管１５
Ａ及び１５Ｂで抽気された蒸気をタービン３Ａ及び３Ｂ
にそれぞれ供給することにより駆動される。ＴＤ−ＲＦ
Ｐ４Ａ及び４Ｂの回転数制御は、タービン３Ａ及び３Ｂ
に供給する抽気蒸気の流量を蒸気加減弁５Ａ及び５Ｂの
開閉により調節して行なわれる。給水配管２の分岐管２
ｃ及び２Ｄに設けられるＭＤ−ＲＦＰ７Ａ及び７Ｂは、
原子炉の通常運転中にはＴＤ−ＲＦＰ４Ａ、、４Ｂのバ
ックアップ用として待機状態にある。ＭＤ−ＲＦＰ７Ａ
は、原子炉の起動時及び停止時に訃動される。ＭＤ−Ｒ
ＦＰ７ＢはＭＤ−ＲＦＰ７Ａのバックアップとしても用
いられる。ＭＤ−＝ＲＦＰ７Ａ及び７Ｂで供給される給
水の流量制御は、給水調節弁１０Ａ及びＩＯＢで行われ
る。給水配管２の分岐管２Ａ、２Ｂ、２Ｃ及び２Ｄに設
けられテイル再循環弁８Ａ、８Ｂ、８Ｃ及び８ＤはＴＤ
＝ＲＦＰ及びＭＤ−ＲＦＰの起動、停止時に開き、各ポ
ンプの機器保護のため、最低流量を確保している。再循
環弁８Ａ、８Ｂ、８Ｃ及び８Ｄにより流れる給水流量は
、再び、復水器へ戻される。例えば、ＴＤ−ＲＦＰ４Ａ
を起動すると再循環弁８Ａはステップ状に全閉する。そ
の後、蒸気力ｐ減弁５を開き、徐々に回転数を上げ、、
ＴＤ７Ｒ１”Ｐ４Ａの吸込流量が設定値（１１００ＭＷ
ｅプラントで２６５０ｔ／ｈ）を超えると、再循環弁８
Ａはランプ状に閉動作を行い全閉する。また、プラント
停止過程で、ＴＤ−Ｒｊｐの回転数を徐々に下げＴＤ−
ＲＦＰの吸込流量が設定値（例えば１１００ＭＷｅプラ
ントで１２５９　ｔ　／　ｈ）を下回ると、再循環弁が
ランプ状に開き、所定の吸込流量を確保し、ＴＤ−ＲＦ
Ｐ停止と同時に全閉する。ＭＤ７ＲＦＰ？Ａ及び７Ｂの
再循環弁８Ｃ及び８Ｄも同様の動作となる。

タービン蒸気加減弁５Ａ及び５Ｂ、給水調節弁１０Ａ及
びＩＯＨによる給水流量の制御は、原子炉圧力容器１内
の水位を測る水位計１３．給水配管２に設けられた給水
流量計１３及び主蒸気配管３３に設けられた主蒸気流量
計１２の計副値を入力している給水制御装置１４で行わ
れる。

第２図に給水制御装置１４の一実施例を示す。

水位計１３にて検出された原子炉水位信号は、水位設定
器１９により設定される設定値と比較され水位偏差を算
出する。また、給水流量１１で検出された給水流量信号
と主蒸気流量計２２で検出された主蒸気流量信号の偏差
信号にゲインに２ｏを乗じ、水位偏差信号を算出し、前
述の水位偏差信号とさらに偏差をとり主制御器２１に入
力される。

主制御器では比例・積分演算により給水流量要求信号を
出力する。プラント通常運転中はＴＤ−ＲＦＰ二台運台
運転るため、ＴＤ−ＲＦＰのＭ／Ａ操作器２４は自動モ
ードとなり、主制御器からの要求信号で、タービン蒸気
加減弁５Ａ及び５Ｂの制御信号Ｓ０及びｓ２　を出力す
る。一方、ＭＤ−ＲＦＰ７Ａ及び７Ｂは待機状態にある
が、Ｍ／Ａ操作器２９は自動モートとなっており、給水
調節弁１０Ａ及びＩＯＢは、ある一定の開度で制御され
ている。

プラントを起動し、出方が約２５％まではＭＤ−ＲＦＰ
−台で給水流量を制御し、その後、ＴＤ−ＲＦＰＩ台を
起動し、ＭＤ−ＲＦＰと切替える。

ＭＤ−ＲＦＰとＴＤ−ＲＦＰの切替え時の本実施例の効
果について、以下に説明する。

プラント出力を上昇させ、原子炉出力が約２０％になる
と出力を一定に保ち、給水ポンプの切替操作を開始する
。’１’　Ｄ　−ＲＦ　Ｐ　４　Ａを起動し、タービン
３Ａを所定の回転数（例えば２．５Ｃ）Ｏ回転）まで昇
速すると制御可能状態となる。Ｔｐ−ＲＦＰ４ＡのＭ／
Ａ操作器は手動モ〒ド（ｂｃ間ＯＮ）となっており、給
水ポンプ切替開始で、信号発生器２２より出力増信号を
出方する。信号発生器２２への駆動信号Ｓｇは、プラン
ト全体を監視する計算機システム、もしくは、運転員に
よる手動指令で与えられる。信号発生器２２より出力さ
れる増指令信号は同時に、符号変換器２１により逆符号
の指令信号となり、主制御器の積分器出力に加算される
。すなわち、主制御器からは、ＭＤ−ＲＦ、　Ｐに対し
減信号を出力する。この時の主要パラメータの挙動を第
４図に示す。ポンプ切替開始（■）から、Ｔ、Ｉ）−Ｒ
ＦＰ４Ａには増指令、ＭＤ−ＲＦＰ７Ａには減指令を同
時に出力するため、給水流量、炉水位いずれも安定に制
御される。

ＴＤ−ＲＦＰ４Ａの制御信号とＭＤ−ＲＦＰ７Ａの制御
信号が一致した時点（■）で、ＴＤ−ＲＦＰ増指令信号
は停止し、Ｍ／Ａ操作器２４を自動モード（ａｃ間ＯＮ
）とする。次に、ＭＤ−ＲＦＰ７Ａを手動モード（ｄｆ
間ＯＮ）としく■）信号発生器２８より、減指令を出力
する。信号発生器２８からの減指令信号は符号変換器２
７により逆符号の指令信号、すなわち増信号となり、主
制御器の積分器８力に加算される。主制御器からの増指
令は自動モードとなっているＴＤ−ＲＦＰ制御信号とな
り、ＴＤ−ＲＦＰの回転数を増加させる。

従って、第４図に示す様に、ＭＤ−ＲＦＰ７Ａの減少と
ＴＤ−ＲＦＰ４Ａの増加割合が等しいため、給水流量も
一定に制御される。

次に、Ｍ　Ｄ　−ＲＦ　Ｐ　？　Ａの出方を徐々に低下
させていくと、ＭＤ−ＲＦＰ７Ａの吸込流量が、再循環
弁８ｃの開設定値（例えば６５０ｔ／ｈ）を下回り、再
循環弁８Ｃが開開始する。再循環弁８Ｃ（８Ａ、８Ｂ、
８Ｄも同様）には開度計９０（９Ａ、９Ｂ、９Ｄ）が取
り付けられており、開度計９Ｃにより検出された弁開度
信号Ｓｓは給水制御装置１４に取込まれる。弁開度信号
Ｓ６は補正回路３０により補正信号となり、ＭＤ−ＲＦ
Ｐ７Ａの制御信号に加算される。この補正回路３０の詳
細を第３図に示す。弁開度信号Ｓ８は一次遅れ３３のか
かった信号と差し引きされ開度を流量に変換する関数発
生器を通り給水流量補正信号が作られる。前述の信号は
ＭＤ−ＲＦＰ７ＡのＭ／Ａ操作器２９の出力側に加算さ
れ、再循環弁８Ｃが開くことによる給水流量の低下を補
正する様な給水流量増加信号となる。従って、第４図に
示す様に（■以降）、再循環弁８Ｃが開いても、給水流
量はほぼ一定に制御されることとなる。

第５図に従来の給水制御装置の詳細を示す。本図は本実
施例の第２図に相当する。また、第６図に従来給水制御
装置での給水ポンプ切替時の挙動を示す。ポンプ切替開
始（■）から、ＴＤ−ＲＦＰに対し増指令を出力する。

ＴＤ−ＲＦＰの増指令により、給水流量が増加し炉水位
が上昇する。

ＭＤ−ＲＦＰは自動モードとなっているため、炉水位の
上昇を検知し、炉水位を下げる方向、すなわち、減指令
を出力する。ＴＤ−ＲＦＰとＭＤ−ＲＦＰの出力が一致
しく■）、次にＭＤ−ＲＦＰを手動モードとし滅指令を
出方する（■）。ＭＤ−Ｒ，ＦＰの吸込流量が６’５−
Ｏｔ／ｈを下回ると、ＭＤ−ＲＦＰの再循環弁が開く（
■）。再循環弁が開くと、給水流量が低下するため、炉
水位も低下する。ＴＤ−ＲＦＰは自動モードとなってい
るため、炉水位の急激な低下を抑えるため、増信号を出
力する。以上の様に従来技術では、給水流量及び炉水位
の変動が大きく安定な制御にはならない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、給水ポンプ切替時、及び再循環弁が開
閉した時も、炉水位の変動を待たずに、先行的に補正信
号を作成し、出力するため、給水流量及び炉水位は安定
に制御できる・。また、炉水位はほぼ一定に保たれるた
め、運転員の負担も軽減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は本発明の
給水制御装置の系統図、第３図は本発明の再循環弁補正
回路の説明図、第４図は本発明による給水ポンプ切替時
の挙動の説明図、第５図は従来技術の給水制御装置の系
統図、第６図は従来技術による給水ポンプ切替時の挙動
の説明図である。 １・・原子炉圧力容器、２・給水配管、３’Ａ、３Ｂ・
・・ＲＦＰタービン、４Ａ、４Ｂ・・・ＴＤ−ＲＦＰ、
５Ａ、５Ｂ・蒸気加減弁、６Ａ、６Ｂ・・・給水ポンプ
駆動モータ、７Ａ、７Ｂ　・給水ポンプ、８Ａ。 ８Ｂ、８Ｃ，８Ｄ・・再循環弁、９Ａ、、９Ｂ、９Ｃ。 ９Ｄ・・・開度検出器、ＩＯＡ、ＩＯＢ・・・給水調節
弁、１１・・・給水流量計、１２・・・主蒸気流量計、
１３・・・水位計、１４・・・給水制御装置、１５Ａ、
、１５Ｂ・・・抽気管、１９・・水位設定器、２ｏ・変
換定数、２１・・主制御器、２２．２８・・信号発生器
、２４゜２９・・・Ｍ／Ａ操作器、２５．３０・・再循
環弁補正回路、３２・・・加算器。 代理人　弁理士　小川勝馬に、、：　：、、。 ｃｉ）ｃＯ Ｉ／）　　　　地 第３図 第４図 ’　　　　　　　　　　　　　”ｔｒｌｌ（分）第６図 ル丹閣　（偉ン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モータ駆動給水ポンプとタービン駆動給水ポンプと
   を含む蒸気発生プラントの給水制御装置において、 ポンプ切替時、一方に出力増指令、他方に出力減指令を
   同時に出力することを特徴とする蒸気発生プラントの給
   水制御装置。 ２、請求項１において、前記モータ駆動給水ポンプおよ
   び前記タービン駆動給水ポンプの再循環弁の開度を検出
   する手段と、前記再循環弁の開度に応じて水位変動を補
   償する制御指令を出力する給水制御装置。