JPH0788931B2 - 湿分分離器ドレン水位制御装置 - Google Patents

湿分分離器ドレン水位制御装置

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JPH0788931B2
JPH0788931B2 JP60022392A JP2239285A JPH0788931B2 JP H0788931 B2 JPH0788931 B2 JP H0788931B2 JP 60022392 A JP60022392 A JP 60022392A JP 2239285 A JP2239285 A JP 2239285A JP H0788931 B2 JPH0788931 B2 JP H0788931B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は発電プラントのタービンに導く蒸気の湿分を分
離する湿分分離器のドレン水位制御装置に係り、特に原
子力発電プラントにおけるタービン弁の機能試験時に湿
分分離器内で発生するドレン水位異常上昇を抑制するこ
とのできる湿分分離器のドレン水位制御装置に関するも
のである。
〔発明の背景〕
この種の湿分分離器は、周知のとおり、発電プラントの
タービンに導く蒸気の湿分を除去するものである。かか
る湿分分離器は、第6図の概略系統図に示すように、蒸
気タービンの蒸気系統に適用されており、その構成を以
下に説明する。
第6図において、図示しない原子炉から発生する蒸気
は、主蒸気配管1,主蒸気止め弁2,加減弁3を通して高圧
タービン4に導かれる。その高圧タービン4からの排気
は、湿分分離器5に導かれ、湿分を除去される。湿分を
除去された蒸気は、中間蒸気止め弁(ISV)6,インター
セプト弁(IV)7を通つて低圧タービン8に導かれ、発
電機9により電気出力が得られる。低圧タービン8の排
気は復水器16で冷却される。一方、湿分分離器5で除去
されたドレンは、通常水位に制御する湿分分離器通常水
位制御弁11を通して給水加熱器13に回収されるものの、
ドレン水位が非常水位以上になると、湿分分離器非常水
位制御弁12を通して復水器16に排出される。同様に、給
水加熱器13においてもドレン水位は、給水加熱器通常水
位制御弁14により制御され、ドレン水位が非常水位以上
になると、給水加熱器非常水位制御弁15を通して復水器
16に排出される。
タービンバイパス弁10は、主蒸気圧力上昇時開き、余剰
蒸気を復水器16に排出する。
第7図は、従来の湿分分離器ドレン水位制御装置を示す
系統図である。
まず、常用水位制御系について説明する。
湿分分離器のドレン17の通常水位範囲を検出する水位検
出器18からの水位信号19と、通常の水位設定信号20とは
加算器21に入力され、両信号が比較される。その加算器
21の偏差出力は比例積分器22を通すことにより制御弁開
度指令信号23となり、電空変換器24に与えられる。電空
変換器24では、前記開度指令信号23の電気信号が空気信
号に変換され、湿分分離器通常水位制御弁11に供給され
て、これを開閉制御する。これによりドレンの通常水位
が維持される。
次に、非常用水位制御系について説明する。
非常用水位制御系も通常水位制御系と同様な構成であ
る。
非常用水位範囲を検出する水位検出器25からの水位信号
26と非常の水位設定信号27とは加算器28に入力され、両
信号が比較される。前記加算器28の偏差出力は比例積分
器29を通すことにより、制御弁開度指令信号30となり、
これが電空変換器31に供給される。電空変換器31では前
記開度指令信号30の電気信号が空気信号に変換されて、
湿分分離器非常水位制御弁12に供給され、これを開閉制
御する。これにより、ドレンの異常水位上昇が抑制され
ることになる。
湿分分離ドレン水位は、低圧タービン8への湿分流入に
よるタービン損傷を避けるために水位異常高にてタービ
ントリツプさせるプロセス量である。このドレン水位
は、特に、原子力発電プラントの運転とつては、重要な
制御対象項目に入り、信頼性を向上させる目的で、前述
の如く常用水位制御系と非常用水位制御系をもつて水位
制御しているのである。しかしながら、非常用水位制御
弁12の開動作は一般的に遅いため、タービン負荷急減時
等には、湿分分離器ドレン水位は異常に上昇してしまう
ことになる。
従来、このような湿分分離器ドレン水位変化特性に対処
する方策としては、特開昭56−52510号公報に示されて
いる技術がある。かかる従来技術は、極めて発生頻度の
少ないタービン負荷急減を検知することにより、非常用
水位制御弁12を先行的に強制開させ、これによりドレン
水位の異常上昇を抑制するようにしたものである。
この従来技術によれば、ドレン水位の異常上昇を抑制す
ることができるものである。
しかしながら、従来技術は、タービン負荷急減時の外
に、毎日、毎週というように一定期間毎に実施されるタ
ービン回りの各種の弁の機能試験、つまり加減弁の閉テ
スト、中間蒸気止め弁6・インターセプト弁7の組み合
わせ閉テスト、あるいはタービンバイパス弁10の開テス
ト時にも同様に湿分分離器のドレン水位が異常上昇現象
が発生しているが、これに対する配慮がなされていなか
つた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、湿分分離器ドレン水位異常上昇を引き
起こすタービン弁の機能状態を検出し、これに基づいて
ドレン水位の異常上昇を防止するようにした湿分分離器
ドレン水位制御装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため、本発明は、発電プラントのタ
ービンに導く蒸気中の湿分を除去する湿分分離器におけ
るドレン水位を、その水位を検出する水位検出器からの
検出信号と、基準水位信号とを比較した偏差信号に基づ
いて生成される制御弁開度指令信号で水位制御弁を開閉
制御することにより一定水位に制御する構成としてなる
湿分分離器ドレン水位制御装置において、上記発電プラ
ントのタービン弁機能試験指令および発電プラントの発
電機の出力信号を取り込み、当該機能試験に応じた水位
制御弁強制開指令原信号を発電機出力信号で補正し、補
正した信号の変化率を所定の範囲に制限して水位制御弁
強制開指令信号とする制御部と、前記制御弁開度指令信
号と水位制御弁強制開指令信号を比較して大きい開度を
指令する信号を選択する高値選択器とを設け、選択され
た信号が水位制御弁に与えられてタービン弁機能試験時
のドレン水位上昇を防止できるように構成してなること
を特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す系統図である。第1図
に示す実施例において、第7図の構成と同一部材には同
一の符号を付して説明を省略する。
第1実施例が第7図のものと異なるところは、発電機出
力信号を取り込むと共に、加減弁3、中間蒸気止め弁6,
インターセプト弁7、タービンバイパス弁10の機能試験
指令を取り込み、これら試験指令に対応した弁の所定の
弁強制開開度原信号を前記発電機出力信号に基づいた値
をもつて補正し、弁強制開開度信号を形成する制御部10
0と、該制御部100からの弁強制開開度信号を取り込むと
共に、比例積分器22からの制御弁開度指令信号23を取り
込み、これらのうちの大きい値の信号の方を電空変換器
24に与える高値選択器200と設けた点にある。
第2図は上記第1図の実施例で用いられる制御部100の
詳細構成を示すブロツク回路図である。この構成におい
ても上記実施例と同一部材には同一符号を用いる。制御
回路100は、弁強制開信号発生器32,33,34と、発電機出
力信号35を取り込んで一定の関係の信号を出力する関数
発生器36と、論理和接続された接点Z1a,Z2a,Z3aと、ア
ナログメモリ37と、乗算器38と、変化率制限器39と、接
点Qa,Qbと、接点Z1aを開閉する加減弁テスト指令検出回
路40と、接点Z2aを開閉する中間蒸気止め弁(IV),イ
ンターセプト弁(ISV)テスト指令検出回路41と、接点Z
3aを開閉する。タービンバイパス弁テスト指令検出回路
42と、接点Qa,Qbを開閉する指令検出回路動作回路43と
を含んでいる。
信号発生器32,33または34は、100%定格負荷における加
減弁3のテスト,中間蒸気止め弁6,インターセプト弁7
のテストおよびタービンバイパス弁10のテスト等各種弁
テスト実施時の通常制御弁強制開開度に見合つた原信号
を発生するものである。これら信号発生器32,33または3
4からの原信号は、弁テストの種類に応じて弁強制開指
令接点Z1a,Z2a,Z3aが閉成されることにより、選択され
て乗算器38に入力されるようになつている。
また、部分負荷において、弁テストが実施された場合、
通常水位制御弁を開け過ぎないようにするために、発電
機出力信号35を関数発生器36に与え、その出力をアナロ
グメモリ37に記憶させるようになつている。該アナログ
メモリ37の出力は乗算器38に入力されるようになつてい
る。
前記信号発生器32,33または34からの開度信号のうちの
選択された制御弁強制開開度原信号は乗算器38に取り込
まれ、既に取り込んである前記アナログメモリ37に記憶
された発電機出力信号35をもつて補正されて制御弁強制
開度信号を形成するようになつている。乗算器からの制
御弁強制開信号はステツプ状の信号であるので、弁開動
作を緩やかにするために、弁テスト時閉する接点Qaと、
変化率制限器39によりランプ状の信号にかえられ、比例
積分器22の出力信号と共に、高値選択器200に入力され
る。これにより比例積分器22出力信号よりも高い信号が
制御弁開度指令23に与えられ通常水位制御弁が強制開さ
れる。発電機出力信号35に比例したアナログメモリ37の
入力信号は、接点Qbが開くので、弁テスト時直前の値に
保持され、弁テスト中はカツトされている。
指令検出回路40,41および42は弁強制開指令接点Z1a,Z2a
およびZ3aについての回路であり、指令検出回路動作確
認回路43はQaおよびQbについての回路である。
加減弁テスト指令検出回路40は、no.1〜no.4加減弁テス
ト指令節点51と、時限Ta1のタイマー52と、時限Ta2のタ
イマー53と、補助リレー54とを備えており、各接点は図
示の如く接続されている。
No.1〜No.4加減弁テスト指令接点51のいずれかがオン
(ON)すると、タイマー52が励磁され、Ta1時間後接点X
1aがONとなり、加減弁テスト中の信号が保持される。こ
れは、No.1〜No.4加減テスト指令接点51がオフ(OFF)
されても、弁強制開指令を出し続けなければならないか
らである。
一方、接点X1aがONされると、タイマー53と、リレー54
が励磁されることになるので、接点Z1aがONし、ほぼ同
時に接点QaがONすることになりこの時点で初めて通常水
位制御弁強制開信号が発せられることになる。
この時点からTa2時間後、接点Y1bがOFFしタイマー52が
無励磁となると、接点X1aがOFFしタイマー53,リレー54
が無励磁となる。これにより接点Z1aがOFFした後接点Qa
がOFFし、通常水位制御弁強制開信号が停止されること
になる。
IV/ISVテスト指令検出回路41は、No.1〜No.6IV/ISVテス
ト指令接点55と、時限Tb1のタイマー56と、時限Tb2のタ
イマー57と、時限Tb3のタイマー58と、補助リレー59と
を備えており、各接点は図示の如く接続されている。
No.1〜No.6のIV/ISVテスト指令接点55のうちのいずれか
がONすると、タイマー56が励磁されTb1時間後接点X2a
ONし、IV/ISVテスト中の信号が保持される。これによ
り、タイマー57が励磁され、Tb2時間後に接点Y2aがONと
なる。この時点で、初めてタイマー58とリレー59が励磁
されて接点Z2a、続いてQaがONし、通常制御弁強制開信
号が発せられる。これは、IV/ISVテスト時には、テスト
指令接点がOFFされた後、湿分分離器ドレン水位が上昇
する現象のために講じた手段である。
さらに、この時点からTb3時間後、接点P2bがOFFし、タ
イマー56が無励磁となると、接点X2aがOFFしてタイマー
57が無励磁となる。
これにより接点Y2aがOFFすると、タイマー58とリレー59
が無励磁となり、接点Z2aがOFF、つづいて接点QaがOFF
し通常制御弁強制開信号が停止されることになる。
タービンバイパス弁テスト指令検出回路42は、No.1〜N
o.4タービンバイパス弁テスト指令接点60と、時限tc1
タイマー61と、時限Tc2のタイマー62と、補助リレー63
とを備えており、各接点は図示の如く接続されている。
No.1〜No.4タービンバイパス弁テスト指令接点60のうち
のいずれかがONすると、タイマー61が励磁され、Tc1
間後接点X3aがONし、タービンバイパス弁テスト中の信
号が保持されることになる。
一方、接点X3aがONされると、タイマー62と、リレー63
とが励磁されるので接点Z3aがONとなり、その後QaがON
となる。この時点で、初めて通常制御弁強制開信号が発
せられることになる。
この時点からTc2時間後、接点Y3bがOFFするのでタイマ
ー61が無励磁となり、これにより接点X3aがOFFし、タイ
マー62,リレー63が無励磁となる。これにより接点Z3a
OFFした後、接点QaがOFFし、通常制御弁強制開信号が停
止されることになる。
次に、本実施例の作用を第3図ないし第5図を参照しな
がら説明する。
第3図はNo.1加減弁閉テスト時のテスト指令接点51、通
常水位制御弁強制開指令接点Z1a,No.1加減弁開度、湿分
分離器ドレン水位、通常水位制御弁開度、非常水位制御
弁開度、および発電機出力信号35の挙動を、従来技術の
ものと一緒に示したものであり、破線は実施例の動作結
果を示すものである。
時間0において、No.1加減弁テスト指令信号は発せられ
ると、テスト指令接点51がONし、かつNo.1加減弁開度が
全開から全閉に動作する。接点51がONなのでタイマー52
が動作して時間Ta1経過後、通常水位制御弁強制開指令
接点Z1aが閉成し変化率制限器39、高値選択器200により
通常水位制御弁11が通常水位時の開度Paから徐々に強制
開されることになる。しかしながら、通常水位制御弁11
は乗算器38によつて開度Pa以上には開かない。
次に、時間Ta3経過後に(ただし、Ta3<Ta1)、No.1加
減弁テスト指令接点51はOFFしてNo.1加減弁は元の開度
に戻るが、通常水位制御弁強制開指令接点Z1aはONのま
まである。このように接点Z1aをONのままとしておく理
由は、従来装置の場合、この時点では、湿分分離器ドレ
ン水位は上昇したままであるので、これを防止するため
である。タイマー53により時間Ta1+Ta2経過後、通常水
位制御弁強制開指令接点Z1aがOFFとなり、変化率制限器
39により通常水位制御弁11の開度はPaから徐々にPnに復
帰する。
以上の動作により、非常水位制御弁12を開くことなく湿
分分離器ドレン水位を第3図の破線に示す如く抑制する
ことができる。
一方、加減弁テスト中は、発電機出力が低下するが、ア
ナログメモリ37によつて、弁テスト直前の発電機出力に
保持され弁強制開最大開度の計算に使用されているた
め、弁テスト中であつても最大開度は変化しないことに
なる。
第4図はNo.1IV/ISV閉テスト時のテスト指令接点55、通
常水位制御弁強制開指令接点Z2a、No.1IV・ISV開度、湿
分分離器ドレン水位、通常水位制御弁開度、非常水位制
御弁開度および発電機出力信号35の挙動を示したもので
あり、破線は本実施例の動作結果を示すものである。
時間0において、No.IV/ISVテスト指令信号が発せられ
ると、テスト指令接点55がONし、No.1IV/ISVが全開から
全閉に動作することになる。
テスト指令接点55がOFFすると、No.1IV/ISVは全閉から
全開方向に復帰するが、湿分分離器ドレン水位上昇は、
弁テスト中には発生しない。そこで、時間Tb1+Tb2経過
後、初めて通常水位制御弁強制開指令接点Z2aが動作し
変化率制限器39,高値選択器200により、通常水位制御弁
11が通常水位時の開度Paから少し下つた開度Plから、徐
々に強制開されることになるが、乗算器38により開度Pb
以上には開かない。
次に、時間Tb1+Tb2+Tb3後通常水位制御弁強制開指令
接点Z2aはOFFし、変化率制限器39により、通常水位制御
弁11の開度はPbから徐々にPnに復帰する。
以上の動作により、非常水位制御弁12を開くことなく湿
分分離器ドレン水位を第4図の破線に示す如く抑制する
ことができる。
第5図は、No.1タービンバイパス弁テスト時のテスト指
令接点60、通常水位制御弁強制開指令接点Z3a、No.1タ
ービンバイパス弁開度,湿分分離器ドレン水位,通常水
位制御弁開度,非常水位制御弁開度および発電機出力信
号35の挙動を示したものであり、破線は本実施例の動作
適用を示す。
時間0において、No.1タービンバイパステスト指令信号
が発せられると、テスト指令接点60がONし、No.1タービ
ンバイパス弁10が全閉から全開に動作する。接点60がON
となると、タイマー61により時間Tc1経過後、通常水位
制御弁強制開指令接点Z3aが動作し、変化率制限器39,高
値選択器200により、通常水位制御弁が通常水位時の開
度Pnから、徐々に強制開されるが、乗算器38により開度
Pc以上には開かない。
次に、時間Tc1+Tc2経過後通常水位制御弁強制開指令接
点Z3aはOFFし、変化率制限器39により、通常水位制御弁
11の開度はPcから徐徐にPnに復帰する。
一方テスト指令接点60はT3後OFFとなる。このようにす
ることは、湿分分離器ドレン水位の上昇がタービンバイ
パス弁テスト時間内に発生するからである。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、タービン弁の機能試
験時における湿分分離器ドレン水位が異常上昇すること
を防止できるので、タービントリツプとなることを回避
できると共に、ドレン非常用水位制御弁の開動作を回避
できるので、熱回収機能の低下を防止できる。また、弁
テスト時に、発電機出力条件、弁テスト条件以外の条件
が変化してドレン水位が上昇しても、それに対応できる
開度となり、異常上昇を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る湿分分離器ドレン水位制御装置の
実施例を示す系統図、第2図は本発明に係る湿分分離器
ドレン水位制御装置の実施例に用いられる制御部の構成
例を示す回路図、第3図は本発明における加減弁テスト
時の動作を説明するために示すタイムチヤート、第4図
は本発明におけるIV/ISVテスト時の動作を説明するため
に示すタイムチヤート、第5図は本発明のタービンバイ
パス弁テストの動作を説明するために示すタイムチヤー
ト、第6図は原子力発電プラントの湿分分離器回りの概
略系統を示す系統図、第7図は従来の湿分分離器ドレン
水位制御装置を示す系統図である。 1……主蒸気配管、2……主蒸気止め弁、3……加減
弁、4……高圧タービン、5……湿分分離器、6……中
間蒸気止め弁(ISV)、7……インターセプト弁(I
V)、8……低圧タービン、10……タービンバイパス
弁、11……湿分分離器通常水位制御弁、12……湿分分離
器非常水位制御弁、16……復水器、18,25……水位検出
器、20,27……水位設定値信号、21,28……加算器、22,2
9……比例積分演算器、24,31……電空変換器、32,33,34
……信号発生器、36……関数発生器、37……アナログメ
モリー、38……乗算器、39……変化率制限器、100……
制御部、200……高値選択器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発電プラントのタービンに導く蒸気中の湿
    分を除去する湿分分離器におけるドレン水位を、その水
    位を検出する水位検出器からの検出信号と、基準水位信
    号とを比較した偏差信号に基づいて生成される制御弁開
    度指令信号で水位制御弁を開閉制御することにより一定
    水位に制御する構成としてなる湿分分離器ドレン水位制
    御装置において、上記発電プラントのタービン弁機能試
    験指令および発電プラントの発電機の出力信号を取り込
    み、当該機能試験に応じた水位制御弁強制開指令原信号
    を発電機出力信号で補正し、補正した信号の変化率を所
    定の範囲に制限して水位制御弁強制開指令信号とする制
    御部と、前記制御弁開度指令信号と水位制御弁強制開指
    令信号を比較して大きい開度を指令する信号を選択する
    高値選択器とを設け、選択された信号が水位制御弁に与
    えられてタービン弁機能試験時のドレン水位上昇を防止
    できるように構成してなることを特徴とする湿分分離器
    ドレン水位制御装置。
JP60022392A 1985-02-07 1985-02-07 湿分分離器ドレン水位制御装置 Expired - Lifetime JPH0788931B2 (ja)

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JPS5977205A (ja) * 1982-10-27 1984-05-02 株式会社日立製作所 水位制御装置

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