JPH0751887B2 - タ−ビン過速抑制系統 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発電プラントのタービン入口蒸気を直接復水
器へ導入する装置に係り、特に、タービン負荷の緊急切
り離しに伴う供給蒸気の遮断（トリツプ）が発生したと
き、タービン回転数が上昇するのを抑制するに好適なタ
ービンオーバースピード抑制系統に関するものである。

〔従来技術〕 従来のタービン過速抑制系統の１例として沸騰水型原子
力発電所のタービンサイクルの構成を第３図に示す。

原子炉容器１で発生した蒸気は、主蒸気管2,主蒸気ヘツ
ダ３を通り主蒸気止め弁4,蒸気加減弁５及び高圧タービ
ン入口管（リード管）６を介して高圧タービン７に供給
されて仕事を行う。高圧タービン７で仕事をした蒸気
は、クロスアラウンド管８を介し、湿分分離器９で蒸気
中の湿分を除去し、組合せ中間弁10,アクセプト弁11,低
圧タービン入口管12を介して低圧タービン13に供給され
て仕事をした後、復水器14に於て冷却され、復水となつ
て復水ポンプ15により復水器14から吸み出され、低圧給
水加熱器16,17、により昇温された後、給水ポンプ18に
より、さらに昇圧され、高圧給水加熱器19,20により昇
温し、再び原子炉容器１へ戻される。

一方、高圧給水加熱器19,20及び低圧給水加熱器16,17へ
は、給水及び復水の加熱の為に、高圧タービン７出口或
はタービンの中間段落から抽気された蒸気が抽気管21,2
2,23,24、及び抽気逆止弁26,27,28,29を介して導入され
る。

さらに、タービントリツプが発生したときは、高圧ター
ビン７の入口に設置された主蒸気止め弁4,蒸気加減弁
５、及び低圧タービン13の入口に設置された組合せ中間
弁10,アクセプト弁11が閉鎖されるため、タービンへの
蒸気供給が遮断される。

また、この時には、低圧給水加熱器16,17及び高圧給水
加熱器19,20のドレンフラツシユによるタービンの過速
防止の為に抽気逆止弁25,26,27,28も閉鎖する。一方、
タービントリツプ以降、タービン7,13への流路を遮断さ
れたことによる原子炉圧力上昇を低減する為に、主蒸気
管２を介して主蒸気ヘツダ３から送られてくる蒸気ター
ビンバイパス管29を通り、タービンバイパス弁30を介
し、直接復水器14へ導かれ、復水器14にて復水となつた
後、再び原子炉容器１へ送られる。

なお、この種の装置に関する公知技術としては例えば特
開昭55−3197,特開昭55−48699等が挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術においては、タービントリツプしたとき
は、高圧タービン７の入口に設置された主蒸気止め弁4,
蒸気加減弁５、及び低圧タービン13の入口に設置された
組合せ中間弁10,アクセプト弁11が閉鎖される。又この
時は、低圧給水加熱気16,17及び高圧給水加熱器19,20内
のドレンフラツシユによるタービンの過速を防止するた
め、抽気逆止弁25,26,27,28、を設置しているが、高圧
タービン入口管６、低圧タービン入口管12、抽気管21,2
2,23,24高圧タービン７及び低圧タービン13の内部蒸気
残留エネルギーによつて、タービンが過速される虞れが
ある。また、上記管内の内部蒸気残留エネルギーを低減
するため、主蒸気止め弁4,蒸気加減弁5,組合せ中間弁1
0,アクセプト弁11及び抽気逆止弁25,26,27,28の配置設
計に制約条件が必要となり、配置設計を困難ならしめて
いた。

本発明の目的とすることは、タービン過速の要因となる
ところの、上記内部蒸気残留エネルギーを低減し、抽気
逆止弁の削除を可能ならしめると共に、配置設計の制約
条件を緩和し、かつ信頼性を向上させることのできるタ
ービン過速抑制系統を得ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前述の目的を達成する為に創作した本発明の基本的な原
理について次に略述する。本発明においては、タービン
過速の要因となる高圧タービン入口管６、低圧タービン
入口管12、抽気管21,22,23,24、高圧タービン７及び低
圧タービン13の内部蒸気残留エネルギーを低減する。

特に、高圧タービン入口管6,低圧タービン入口管12,高
圧タービン７及び低圧タービン13の内部蒸気残留エネル
ギーは、全体の70％以上をしめており、上記、内部蒸気
残留エネルギーを低減するし、タービン過速を防止す
る。

実用上充分な程度にタービン過速を防止するため本発明
者は、内部蒸気残留エネルギーを全体の70％以上をしめ
る部分から内部蒸気残留エネルギーを取り出すことによ
りタービン過速を防止することができることに着目し
た。

また内部蒸気残留エネルギーの取り出し先としては、タ
ービンバイパス運転時においても負圧となる復水器に導
入することが適切であると考えられる。

上述の原理に基づいて前記の目的（トリツプ時のオーバ
ーランニング防止）を達成するため、本発明に係る系統
は、蒸気発生装置と蒸気タービンと復水器とを設けた発
電プラントにおいて、前記の蒸気タービンに対して蒸気
を供給する管路と復水器とを、弁を備えた配管によつて
接続したことを特徴とする。

〔作用〕

上記のように構成した抑制系統によれば、前記の弁を開
弁して、蒸気タービンの上記側管路内の高温高圧蒸気を
復水器に導入してエネルギーを取り除き、トリツプされ
た蒸気タービンのオーバーランニングを防止することが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図により説明
する。第１図は本実施例における全体的系統図、第２図
は、同要部抽出詳細図である。

従来の系統構成（第３図）に比して異なる点は、高圧タ
ービン入口管６から分岐せしめて高圧タービンバイパス
管34及び高圧タービンバイパス弁32を設け、さらに、低
圧タービン入口管12から分岐せしめて低圧タービンバイ
パス管35及び低圧タービンバイパス弁33を設けたことで
ある。

本発明を実施する場合、高圧タービン入口管６、高圧タ
ービン７、低圧タービン入口管12、低圧タービン13、抽
気管21,22,23,24、の内部蒸気残留エネルギーを最小限
に少なくすることが望ましい。本実施例においては、主
蒸気止め弁４、蒸気加減弁５、組合せ中間弁10、アクセ
プト弁11、抽気逆止弁25,26,27,28、をタービンの近傍
に設け、配長を短くし、内部蒸気残留エネルギーを小さ
くしている。

しかし、配置計画及び配管ルート計画との関係から、上
記弁をタービン近傍に設けることは非常にむずかしい場
合がある。特に近年の原子力プラントにおいては、建屋
スペースの縮小化を計るため、第４図に示す如く、低圧
給水加熱16,17、を復水器14に内蔵しており、抽気逆止
弁の設置位置が固定化している。しかし、本発明を適用
してタービン近傍の内部蒸気残留エネルギーを、高圧タ
ービン入口管６から高圧タービンバイパス管34,高圧タ
ービンバイパス弁32を介して復水器14に導入すると共
に、低圧タービン入口管12の内部蒸気残留エネルギー
を、低圧タービン入口管12から低圧タービンバイパス管
35,低圧タービンバイパス弁33を介して復水器14へ導入
すると、タービン近傍の内部蒸気残留エネルギーが少な
くなり抽気管23,24に逆止弁を設ける必要が無くなる。
逆止弁を省略し得ることによつて製造コストが低減され
ることは勿論、設計上の制約が少なくなつて設計し易く
なる。

本実施例（第１図）においては、タービントリツプ時に
油圧制御装置31が作動して主蒸気止め弁4,蒸気加減弁5,
組合せ中間弁10及びアクセプト弁11が閉鎖される。ま
た、タービントリツプの信号により油圧制御装置31が作
動し、タービンバイパス弁30は約0.3秒で全開する。

一方、従来装置におけるタービンの過速は、タービント
リツプ後約３秒で最大となる、従つて、タービントリツ
プの信号により油圧制御装置31を作動させて（前記のタ
ービンバイパス弁30と同様に）高圧タービンバイパス弁
32と低圧タービンバイパス弁33とを全開させることによ
り、タービンの過速を防止可能となる。すなわち、この
ように高圧タービン及び低圧タービンともにタービンバ
イパス管及びタービンバイパス弁を設けているので、タ
ービントリツプ時における高圧タービン及び低圧タービ
ン中の蒸気の残留エネルギーを減少させることができる
と共に、高圧タービン及び低圧タービンともに過速を防
止することができる。更に低圧タービン内の蒸気の残留
エネルギーを減少させることによって、次のような効果
が得られる。

（ａ）低圧給水加熱器のフラツシユ蒸気を防止するため
の抽気逆止弁が削除可能となる。

（ｂ）特に近年の原子力プラントにおいては、低圧給水
加熱を復水器に内蔵しているため、抽気逆止弁の削除に
より、抽気管を復水器内で処理可能となり、大口径の抽
気管が約30％程度短縮でき、設備コストの低減及び省ス
ペース化が図れる。

（ｃ）また、復水器内で抽気管が処理できるため、大口
径の復水器座が少なくなり、リークポテンシヤルが緩和
され、信頼性向上が計れる。

といつた効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のタービン過速抑制系統を
適用すると、発電プラントの蒸気タービンがトリツプし
たとき、該蒸気タービンの過速を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御系統の１実施例を設けた発電
プラントの系統図、第２図は上記実施例におけるタービ
ンバイパス装置の系統図、第３図は従来形発電プラント
の系統図、第４図は従来例の復水器の構成説明図であ
る。 １……原子炉圧力容器、２……主蒸気管、３……主蒸気
ヘツダ、４……主蒸気止め弁、５……蒸気加減弁、６…
…高圧タービン入口管、７……高圧タービン、８……ク
ロスアラウンド管、９……湿分分離器、10……組合せ中
間弁、11……アクセプト弁、12……低圧タービン入口
管、13……低圧タービン、14……復水器、15……復水器
ポンプ、16……低圧給水加熱器、17……低圧給水加熱
器、18……給水ポンプ、19……高圧第１給水加熱器、20
……高圧第２給水加熱器、21……第１抽気管、22……第
２抽気管、23……第３抽気管、24……第４抽気管、25…
…第１抽気逆止弁、26……第２抽気逆止弁、27……第３
抽気逆止弁、28……第４抽気逆止弁、29……タービンバ
イパス管、30……タービンバイパス弁、31……油圧制御
装置、32……高圧タービンバイパス弁、33……低圧ター
ビンバイパス弁、34……高圧タービンバイパス管、35…
…低圧タービンバイパス管、36……低圧第１給水加熱
器、37……低圧第２給水加熱器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気発生装置1,高圧タービン7,低圧タービ
   ン13,及び復水器14を設けた発電プラントにおけるター
   ビン過速抑制系統において、前記蒸気発生器１により発
   生した蒸気を前記高圧タービン７へ導く主蒸気管２上に
   設けられた主蒸気止め弁4,蒸気加減弁5,及び前記高圧タ
   ービン７から流出された蒸気を低圧タービン13に導く低
   圧タービン入口管12上に設けられた組合せ中間弁10,ア
   クセプト弁11,前記主蒸気止め弁4,蒸気加減弁５より蒸
   気下流側の高圧タービン入口管６から分岐して前記復水
   器14へ蒸気を導く高圧タービンバイパス管34,該高圧タ
   ービンバイパス管34上に設けられた高圧タービンバイパ
   ス弁32,及び前記組合せ中間弁10,アクセプト弁11より蒸
   気下流側の低圧タービン入口管12から分岐して前記復水
   器14へ蒸気を導く低圧タービンバイパス管35,該低圧タ
   ービンバイパス管35上に設けられた低圧タービンバイパ
   ス弁33、タービントリップを検出したときに前記主蒸気
   止め弁4,蒸気加減弁５及び前記組合せ中間弁10,アクセ
   プト弁11を全閉にすると共に、前記高圧タービンバイパ
   ス弁32,低圧タービンバイパス弁33を全開する制御装置3
   1を設けてなることを特徴とするタービン過速抑制系
   統。