JPH0733891B2 - プラントのウオ−ミング制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、高速増殖炉発電プラント等において蒸気発生
器で発生した蒸気を過熱する過熱器や過熱器の入口配管
及び出口配管等のウォーミングを行なうプラントのウォ
ーミング制御装置に関する。

（従来の技術） 高速増殖炉発電プラントは、一般に液体ナトリウムを冷
却材とする原子炉と、この原子炉内で発生した熱エネル
ギーを一次冷却材を介して中間熱交換器へ移送する一次
冷却系と、中間熱交換器で一次冷却材と熱交換を行なっ
た二次冷却材を蒸気発生器へ移送する二次冷却系と、蒸
気発生器で発生した蒸気を発電タービンへ移送する水・
蒸気系から構成されている。

このような高速増殖炉発電プラントにおける水・蒸気系
は、蒸気発生器で発生した蒸気を過熱器で過熱蒸気にし
てから発電タービンへ送るようになっており、蒸気発生
器からの蒸気を過熱器に急激に導入すると過熱器やその
入口配管及び出口配管に過大なサーマルストレスが生ず
る。このため、従来ではプラントの起動時に過熱器をウ
ォーミングし、サーマルストレスを低減している。この
ウォーミングは通常補助ボイラの低温蒸気を用い、運転
員が過熱器の入口温度や出口温度及びその温度上昇率等
を監視し、ウォーミング用調整弁を操作して過熱器への
低温蒸気量を調整している。

しかしながら、このようなウォーミング操作は熟練した
運転員の経験を必要とするばかりでなく、運転員数の増
加および運転員への負担増加を招き、また運転員の操作
ミスにより過熱器およびその入口配管や出口配管に過大
なサーマルストレスが加わり、プラントの健全性が損わ
れる可能性があった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように従来では過熱器の入口温度および出口温
度，その温度上昇率等を運転員が監視しながら過熱器ウ
ォーミング用調整弁の弁開度を操作していたため、熟練
した運転員の経験を必要とし、さらに運転員数の増加お
よび運転員への負担増加を招いていた。また、運転員の
操作ミスにより過熱器およびその入口配管や出口配管に
過大なサーマルストレスが加わり、プラントの健全性が
損なわれる可能性もあった。

本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
その目的は、過熱器及びその入口配管や出口配管のウォ
ーミングを運転員の手を介さず自動的に行なうことがで
き、運転員の削減および負担軽減を図ることができると
ともに、プラントの信頼性向上を図ることができるプラ
ントのウォーミング制御装置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、蒸気を過熱する過
熱器の入口温度を検出する過熱器入口温度検出器と、前
記過熱器の出口温度を検出する過熱器出口温度検出器
と、前記過熱器にウォーミング用補助蒸気を供給するウ
ォーミング用補助蒸気配管と、このウォーミング用補助
蒸気配管に設けられたウォーミング用補助蒸気流量調整
弁と、前記過熱器入口温度検出器で検出された過熱器入
口温度および前記過熱器出口温度検出器で検出された過
熱器出口温度をそれぞれ設定値と比較して偏差の高いほ
うの値を温度偏差信号とし、前記過熱器入口温度および
過熱器出口温度の変化率をそれぞれ設定値と比較して偏
差の低いほうの値を温度変化率偏差積分信号とし、前記
温度偏差信号と温度変化率偏差積分信号とを比較して値
の低いほうの信号を比例積分して前記ウォーミング用補
助蒸気流量調整弁の弁開度を制御する弁開度制御装置と
を具備したものである。

（作用） 本発明に係るウォーミング制御装置は、過熱器の入口温
度及び出口温度をそれぞれ温度検出器で検出し、これら
の温度検出器からの信号を予め定められた設定値と比較
して偏差の高いほうの値を温度偏差信号とし、上記過熱
器の入口温度及び出口温度の温度変化率をそれぞれ設定
値と比較して偏差の低いほうの値を温度変化率偏差積分
信号とし、これらの温度偏差信号と温度変化率偏差積分
信号とを比較して低いの値の信号を比例積分してウォー
ミング用補助蒸気流量調整弁の弁開度制御信号とするも
のである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示し、高速増殖炉発電プラ
ントにおけるウォーミング制御装置の構成を示したもの
である。図中符号１は蒸気発生器２に水を供給する給水
配管で、この給水配管１より供給された給水が蒸気発生
器２で蒸気化される。そして、蒸気発生器２で蒸気化さ
れた給水は過熱器入口配管３を通って過熱器４に導入さ
れ、この過熱器４で過熱蒸気となり、過熱器出口配管５
を通って図示しない発電タービンへ送られるようになっ
ている。なお、蒸気発生器２および過熱器３の加熱側に
はそれぞれ二次冷却系の液体ナトリウム配管６が接続さ
れている。

前記過熱器入口配管３にはウォーミング用補助蒸気配管
７が接続されている。このウォーミング用補助蒸気配管
７にはウォーミング用補助蒸気流量調整弁８が設けら
れ、この流量調整弁８でウォーミング用補助蒸気の流量
調整を行なうようになっている。なお、ウォーミング用
補助蒸気は図示しない補助ボイラから供給され、その温
度は約200℃程度である。また、前記過熱器入口配管３
および過熱器出口配管５にはそれぞれ温度検出器9,10が
設けられている。これらの温度検出器9,10からの信号T
1,T2は弁開度制御装置11に入力され、この弁開度制御装
置11から出力される制御信号で前記ウォーミング用補助
蒸気流量調整弁８の弁開度制御が行なわれるようになっ
ている。

第２図は上記弁開度制御装置11の構成を示すもので、上
記温度検出器9,10からの信号T1,T2は、弁開度制御装置1
1の比較器12,13でそれぞれ入口温度設定値S1及び出口温
度設定値S2と比較される。そして、高値選択回路14によ
って偏差の高いほうの値が温度偏差信号Ｓとして選択さ
れる。

また、上記温度検出器9,10からの信号T1,T2は弁開度制
御装置11の微分回路15,16でそれぞれ温度変化率に変換
された後、比較器17,18でそれぞれ入口温度変化率設定
値L1および出口温度変化率設定値L2と比較され、さらに
積分回路19,20で積分された後、低値選択回路21によっ
て積分値の低いほうの値が温度変化率偏差積分信号Ｌと
して選択される。そして、前記高値選択回路14から出力
される温度偏差信号Ｓおよび低値選択回路21から出力さ
れる温度変化率偏差積分信号Ｌは、低値選択回路22を介
して比例積分回路23に入力され、この比例積分回路23の
出力信号を前記ウォーミング用補助蒸気流量調整弁８に
供給する構成となっている。

このような構成において、過熱器４及びその入口配管３
は出口配管５のウォーミングは、ウォーミング用補助蒸
気配管７よりウォーミング用補助蒸気を導入し、入口配
管３、過熱器４、出口配管５の順でウォーミングを行な
うが、ウォーミング用補助蒸気を急激に導入すると過熱
器４及びその入口配管３へ出口配管５にサーマルストレ
スが発生する可能性があるため、ある一定の温度変化率
でウォーミングを行なう必要がある。ここで、ウォーミ
ング開始時においては温度検出器9,10からの信号T1,T2
はほぼ常温に近い値であるのに対し、過熱器入口温度設
定値S1および過熱器出口温度設定値S2は過熱器４の運転
時に合わせた高い温度設定となっている。従って、ウォ
ーミング開始時に高値選択回路14から出力される温度偏
差信号Ｓは大きな正の値となり、その結果、比例積分回
路23からはウォーミング用補助蒸気流量調整弁８を
“開”に操作する制御信号が出力される。

このようにしてウォーミング用補助蒸気流量調整弁８が
開となり、ウォーミング用補助蒸気配管７から過熱器入
口配管３にウォーミング用補助蒸気が導入されると、入
口温度検出信号T1または出口検出温度信号T2は入口温度
変化率設定値L1または出口温度変化率設定値L2を越えて
急激に上昇する。このとき、低値選択回路21から出力さ
れる温度変化率偏差積分信号Ｌは負の値となり、比例積
分回路23からウォーミング用補助蒸気流量調整弁８を
“開”に操作する制御信号が出力される。そして、この
とき正の温度偏差信号Ｓと零近傍の温度変化率偏差積分
信号Ｌとでは後者が低値選択されるため、過熱器４の入
口温度及び出口温度は入口温度変化率設定値L1及び出口
温度変化率設定値L2を越えない範囲で昇温されることに
なる。

次にウォーミングが十分に行なわれ、温度検出器９で検
出された過熱器入口温度T1が入口温度設定値S1に近づく
と、高値選択回路14は比較器13からの温度偏差信号つま
り過熱器出口温度T2と出口温度設定値S2との偏差を選択
する。このとき、入口温度T1及び出口温度T2の温度上昇
率はほぼ零に近い値となっているので、低値選択回路21
から出力される信号は高値選択回路14から出力される信
号よりも高い値となる。

したがって、過熱器入口温度T1が入口温度設定値S1に近
づくと、低値選択回路22は高値選択回路14からの信号
（過熱器出口温度T2と出口温度設定値S2との偏差）を選
択することになるので、過熱器４の入口温度と出口温度
をその温度上昇率をサーマルストレスが発生しない制限
値以下に保ちながら設定温度にほぼ同時に上昇させるこ
とが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、蒸気を過熱する過熱器の
入口温度を検出する過熱器入口温度検出器と、前記過熱
器の出口温度を検出する過熱器出口温度検出器と、前記
過熱器にウォーミング用補助蒸気を供給するウォーミン
グ用補助蒸気配管と、このウォーミング用補助蒸気配管
に設けられたウォーミング用補助蒸気流量調整弁と、前
記過熱器入口温度検出器で検出された過熱器入口温度お
よび前記過熱器出口温度検出器で検出された過熱器出口
温度をそれぞれ設定値と比較して偏差の高いほうの値を
温度偏差信号とし、前記過熱器入口温度および過熱器出
口温度の変化率をそれぞれ設定値と比較して偏差の低い
ほうの値を温度変化率偏差積分信号とし、前記温度偏差
信号と温度変化率偏差積分信号とを比較して値の低いほ
うの信号を比例積分して前記ウォーミング用補助蒸気流
量調整弁の弁開度を制御する弁開度制御装置とを具備し
たので、過熱器やその入口配管及び出口配管をウォーミ
ングする際に、過熱器の入口温度と出口温度をその温度
上昇率をサーマルストレスが発生しない制限値以下に保
ちながら設定温度にほぼ同時に上昇させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示し、第１図
はウォーミング制御装置の構成図、第２図は弁開度制御
装置の構成図である。 １……給水配管、２……蒸気発生器、３……過熱器入口
配管、４……過熱器、５……過熱器出口配管、６……液
体ナトリウム配管、７……ウォーミング用補助蒸気配
管、８……ウォーミング用補助蒸気流量調整弁、９……
過熱器入口温度検出器、10……過熱器出口温度検出器、
11……弁開度制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気を過熱する過熱器の入口温度を検出す
   る過熱器入口温度検出器と、 前記過熱器の出口温度を検出する過熱器出口温度検出器
   と、 前記過熱器にウォーミング用補助蒸気を供給するウォー
   ミング用補助蒸気配管と、 このウォーミング用補助蒸気配管に設けられたウォーミ
   ング用補助蒸気流量調整弁と、 前記過熱器入口温度検出器で検出された過熱器入口温度
   および前記過熱器出口温度検出器で検出された過熱器出
   口温度をそれぞれ設定値と比較して偏差の高いほうの値
   を温度偏差信号とし、前記過熱器入口温度および過熱器
   出口温度の変化率をそれぞれ設定値と比較して偏差の低
   いほうの値を温度変化率偏差積分信号とし、前記温度偏
   差信号と温度変化率偏差積分信号とを比較して値の低い
   ほうの信号を比例積分して前記ウォーミング用補助蒸気
   流量調整弁の弁開度を制御する弁開度制御装置とを具備
   したことを特徴とするプラントのウォーミング制御装
   置。