JPH0833774B2 - 原子炉圧力制御装置 - Google Patents
原子炉圧力制御装置Info
- Publication number
- JPH0833774B2 JPH0833774B2 JP62028051A JP2805187A JPH0833774B2 JP H0833774 B2 JPH0833774 B2 JP H0833774B2 JP 62028051 A JP62028051 A JP 62028051A JP 2805187 A JP2805187 A JP 2805187A JP H0833774 B2 JPH0833774 B2 JP H0833774B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- pressure
- reactor pressure
- control device
- bypass valve
- Prior art date
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-
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- 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 Fluid Pressure (AREA)
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、沸騰水型原子力発電所の原子炉圧力を制御
するための原子炉圧力制御装置に関する。
するための原子炉圧力制御装置に関する。
(従来の技術) 従来、沸騰水型原子力発電所の原子炉を停止するに
は、まず原子炉からタービンへの主蒸気配管に設けられ
た主止弁を全閉する。次に、原子炉圧力制御装置を用い
て、原子炉からタービンをバイパスして復水器へ向かう
蒸気配管に設けられたバイパス弁を制御し、原子炉から
の主蒸気を直接復水器へ送って原子炉圧力を定格圧力か
ら除々に減圧し、制御棒を操作することにより原子炉を
停止していた。
は、まず原子炉からタービンへの主蒸気配管に設けられ
た主止弁を全閉する。次に、原子炉圧力制御装置を用い
て、原子炉からタービンをバイパスして復水器へ向かう
蒸気配管に設けられたバイパス弁を制御し、原子炉から
の主蒸気を直接復水器へ送って原子炉圧力を定格圧力か
ら除々に減圧し、制御棒を操作することにより原子炉を
停止していた。
このとき、原子炉の圧力容器には機械的な熱応力の制
約があり、炉水温度の急激な変化は好ましくない。
約があり、炉水温度の急激な変化は好ましくない。
このため、原子炉圧力制御装置は炉水温度の変化率を
一定範囲内に保ちながら減圧制御を行なっていた。
一定範囲内に保ちながら減圧制御を行なっていた。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、従来の原子炉圧力制御装置は、原子炉
圧力を検出するための圧力検出器としてブルドン管と差
動トランスを使用しており、定格圧力付近で線形の検出
特性を持たせているため、10kg/cm2g以下の低圧力領域
では非線形の検出特性となっている。このため、低圧力
領域での原子炉圧力を正しく検出することができず、10
kg/cm2g以下は制御範囲外となっており、運転員による
手動操作にて減圧制御を行なわなければならない。とこ
ろが、低圧力領域ではバイパス弁の操作量も多く、運転
員による長時間にわたる手動操作では負担が大きく、炉
水温度の変化率を一定範囲内に保つ減圧制御が難かしい
という問題点があった。
圧力を検出するための圧力検出器としてブルドン管と差
動トランスを使用しており、定格圧力付近で線形の検出
特性を持たせているため、10kg/cm2g以下の低圧力領域
では非線形の検出特性となっている。このため、低圧力
領域での原子炉圧力を正しく検出することができず、10
kg/cm2g以下は制御範囲外となっており、運転員による
手動操作にて減圧制御を行なわなければならない。とこ
ろが、低圧力領域ではバイパス弁の操作量も多く、運転
員による長時間にわたる手動操作では負担が大きく、炉
水温度の変化率を一定範囲内に保つ減圧制御が難かしい
という問題点があった。
そこで本発明は、原子炉圧力が10kg/cm2g以下の低圧
力領域でも炉水温度の変化率を一定範囲内に保ちながら
自動的に減圧制御を行なうことのできる原子炉圧力制御
装置を提供することを目的とする。
力領域でも炉水温度の変化率を一定範囲内に保ちながら
自動的に減圧制御を行なうことのできる原子炉圧力制御
装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明は、バイパス弁オープニングジャッキと、低圧
力領域の原子炉圧力を正しく検出するために、原子炉圧
力を検出する圧力検出器の低圧力領域の非線形特性を線
形特性に補正する非線形補償要素と、炉水温度を入力し
て炉水温度と飽和蒸気圧の関係より所定の時間間隔毎の
原子炉圧力目標値を算出するための圧力目標値算出手段
とを設けて、非線形補償要素からの補正された原子炉圧
力が圧力目標値算出手段の算出する原子炉圧力目標値に
追従すべくバイパス弁オープニングジャッキを用いてバ
イパス弁を制御するものである。
力領域の原子炉圧力を正しく検出するために、原子炉圧
力を検出する圧力検出器の低圧力領域の非線形特性を線
形特性に補正する非線形補償要素と、炉水温度を入力し
て炉水温度と飽和蒸気圧の関係より所定の時間間隔毎の
原子炉圧力目標値を算出するための圧力目標値算出手段
とを設けて、非線形補償要素からの補正された原子炉圧
力が圧力目標値算出手段の算出する原子炉圧力目標値に
追従すべくバイパス弁オープニングジャッキを用いてバ
イパス弁を制御するものである。
(作用) これにより、原子炉圧力が10kg/cm2g以下の低圧力領
域においても、自動的に炉水温度の変化率を一定範囲内
に保ちつつ減圧制御を行なうことができる。
域においても、自動的に炉水温度の変化率を一定範囲内
に保ちつつ減圧制御を行なうことができる。
(実施例) 本発明の一実施例による原子炉圧力制御装置を沸騰水
型原子力発電所に適用したシステム構成を第1図に示
す。
型原子力発電所に適用したシステム構成を第1図に示
す。
原子炉1からの蒸気は主蒸気配管2を通り、一方は主
止弁3を介して発電機4に直結された蒸気タービン5へ
送られる。もう一方はタービンバイパス弁6を介して復
水器7へ送られる。蒸気タービン5の出口蒸気は復水器
7で冷却されて復水となって復水管8を通り復水ポンプ
9により給水加熱器10に送られる。復水はこの給水加熱
器10により加熱され給水ポンプ11により再び原子炉1に
送られる。
止弁3を介して発電機4に直結された蒸気タービン5へ
送られる。もう一方はタービンバイパス弁6を介して復
水器7へ送られる。蒸気タービン5の出口蒸気は復水器
7で冷却されて復水となって復水管8を通り復水ポンプ
9により給水加熱器10に送られる。復水はこの給水加熱
器10により加熱され給水ポンプ11により再び原子炉1に
送られる。
一方、原子炉1内の原子炉圧力および炉水温度はそれ
ぞれ圧力検出器12および温度検出器13により検出され
る。圧力検出器12からの原子炉圧力Pは原子炉圧力制御
装置14内のサンプリング周期毎に信号を入力するサンプ
ラー15Aを介して原子炉圧力Pを補正するための非線形
補償要素16に入力される。温度検出器13からの炉水温度
Tは同じく原子炉圧力制御装置14内のサンプラー15Aを
介して圧力目標値算出手段17に入力される。この圧力目
標値算出手段17は入力した炉水温度Tより目標圧力変化
率PDを算出するための関数発生器18と、サンプラー15A
がサンプリングを開始したとき、すなわち制御開始時の
原子炉圧力Pを初期値とし、これに関数発生器18の算出
した目標圧力変化率PDをサンプリング周期毎に加算し加
算結果を原子炉圧力目標値PAとして出力する積分器19よ
りなる。この原子炉圧力目標値PAと、前述した非線形補
償要素16からの補正された原子炉圧力PCは、加算器20に
入力され、その偏差はA制御要素21、B制御要素22およ
びサンプラー15Aと連動してサンプリング周期毎に信号
を出力するサンプラー15Bを介してバイパス弁制御装置2
3へ弁開度要求信号aとなって出力される。ここで、A
制御要素21は加算器20からの偏差をバイパス弁制御装置
23への弁開度要求信号aに変換するためのものであり、
B制御要素22はその変化が大きい場合あるいは一定範囲
内でない場合に所定の制限を与えるためのものである。
バイパス弁制御装置23内のバイパス弁オープニングジャ
ッキ開度設定器24は原子炉圧力制御装置14からの弁開度
要求信号aを入力してバイパス弁6の弁開度目標値a′
を算出するためのものである。このバイパス弁オープニ
ングジャッキ開度設定器24により算出された弁開度目標
値a′は、バイパス弁6の弁開度信号bを入力したC制
御要素25からの実際の弁開度b′と共に加算器26に入力
される。加算器26はこれら入力した弁開度目標値a′お
よび実際の弁開度b′の偏差をとるためのものであり、
その偏差はバイパス弁オープニングジャッキ開度制御器
27に入力されて制御信号cとなってバイパス弁6に出力
される。
ぞれ圧力検出器12および温度検出器13により検出され
る。圧力検出器12からの原子炉圧力Pは原子炉圧力制御
装置14内のサンプリング周期毎に信号を入力するサンプ
ラー15Aを介して原子炉圧力Pを補正するための非線形
補償要素16に入力される。温度検出器13からの炉水温度
Tは同じく原子炉圧力制御装置14内のサンプラー15Aを
介して圧力目標値算出手段17に入力される。この圧力目
標値算出手段17は入力した炉水温度Tより目標圧力変化
率PDを算出するための関数発生器18と、サンプラー15A
がサンプリングを開始したとき、すなわち制御開始時の
原子炉圧力Pを初期値とし、これに関数発生器18の算出
した目標圧力変化率PDをサンプリング周期毎に加算し加
算結果を原子炉圧力目標値PAとして出力する積分器19よ
りなる。この原子炉圧力目標値PAと、前述した非線形補
償要素16からの補正された原子炉圧力PCは、加算器20に
入力され、その偏差はA制御要素21、B制御要素22およ
びサンプラー15Aと連動してサンプリング周期毎に信号
を出力するサンプラー15Bを介してバイパス弁制御装置2
3へ弁開度要求信号aとなって出力される。ここで、A
制御要素21は加算器20からの偏差をバイパス弁制御装置
23への弁開度要求信号aに変換するためのものであり、
B制御要素22はその変化が大きい場合あるいは一定範囲
内でない場合に所定の制限を与えるためのものである。
バイパス弁制御装置23内のバイパス弁オープニングジャ
ッキ開度設定器24は原子炉圧力制御装置14からの弁開度
要求信号aを入力してバイパス弁6の弁開度目標値a′
を算出するためのものである。このバイパス弁オープニ
ングジャッキ開度設定器24により算出された弁開度目標
値a′は、バイパス弁6の弁開度信号bを入力したC制
御要素25からの実際の弁開度b′と共に加算器26に入力
される。加算器26はこれら入力した弁開度目標値a′お
よび実際の弁開度b′の偏差をとるためのものであり、
その偏差はバイパス弁オープニングジャッキ開度制御器
27に入力されて制御信号cとなってバイパス弁6に出力
される。
以上の構成で、原子炉1が通常に運転されているとき
は、バイパス弁6は閉じており、主止弁3が開いてい
る。これにより、原子炉1からの主蒸気は主蒸気配管2
を通り、主止弁3を通って蒸気タービン5を駆動し、発
電機4を回転させて発電機出力を得ている。
は、バイパス弁6は閉じており、主止弁3が開いてい
る。これにより、原子炉1からの主蒸気は主蒸気配管2
を通り、主止弁3を通って蒸気タービン5を駆動し、発
電機4を回転させて発電機出力を得ている。
この状態から原子炉1を停止するときは、発電機4と
系統を遮断し、主止弁3を閉じて蒸気タービン5への主
蒸気の供給を遮断し、蒸気タービン5を停止する。
系統を遮断し、主止弁3を閉じて蒸気タービン5への主
蒸気の供給を遮断し、蒸気タービン5を停止する。
次に、図示せぬ従来の原子炉圧力制御装置を用いてバ
イパス弁6を除々に開き原子炉1からの主蒸気を復水器
7へ送り、炉水温度Tの変化率を一定範囲内(−55℃/H
以下)に保ちながら定格圧力10kg/cm2gまで減圧する。
イパス弁6を除々に開き原子炉1からの主蒸気を復水器
7へ送り、炉水温度Tの変化率を一定範囲内(−55℃/H
以下)に保ちながら定格圧力10kg/cm2gまで減圧する。
さて、原子炉圧力Pが10kg/cm2gとなったとき、原子
炉圧力制御装置14を起動する。すると、サンプラー15A
が所定のサンプリング周期で圧力検出器12からの原子炉
圧力Pおよび温度検出器13からの炉水温度Tを原子炉圧
力制御装置内に入力する。圧力目標値算出手段17内の関
数発生器18は、第2図に示すように、現在の炉水温度T1
を入力し、サンプリング周期Δt秒後の炉水温度T2をT2
=T1+Δt×(目標降温率)として算出する。さらに、
炉水温度Tと原子炉1の飽和圧力との関係より炉水温度
がT1,T2の時の原子炉圧力P1,P2を求め、目標圧力変化率
PDをPD=P2−P1により算出し、これを積分器19に出力す
る。積分器19は、原子炉圧力制御装置14が時刻t1で起動
したときの原子炉圧力P1を初期値とし、入力した目標圧
力変化率PD(=P2−P1)を加算し、これを圧力目標値PA
(=P2)として出力する。
炉圧力制御装置14を起動する。すると、サンプラー15A
が所定のサンプリング周期で圧力検出器12からの原子炉
圧力Pおよび温度検出器13からの炉水温度Tを原子炉圧
力制御装置内に入力する。圧力目標値算出手段17内の関
数発生器18は、第2図に示すように、現在の炉水温度T1
を入力し、サンプリング周期Δt秒後の炉水温度T2をT2
=T1+Δt×(目標降温率)として算出する。さらに、
炉水温度Tと原子炉1の飽和圧力との関係より炉水温度
がT1,T2の時の原子炉圧力P1,P2を求め、目標圧力変化率
PDをPD=P2−P1により算出し、これを積分器19に出力す
る。積分器19は、原子炉圧力制御装置14が時刻t1で起動
したときの原子炉圧力P1を初期値とし、入力した目標圧
力変化率PD(=P2−P1)を加算し、これを圧力目標値PA
(=P2)として出力する。
一方、非線形補償要素16は圧力検出器12の検出する原
子炉圧力Pが10kg/cm2g以下の場合、非線形特性となり
正しい原子炉圧力が検出されないため、第3図に示すよ
うな非線形関数により、入力した圧力検出器12からの原
子炉圧力Pの線形化を行ない、補正した原子炉圧力PCを
出力する。
子炉圧力Pが10kg/cm2g以下の場合、非線形特性となり
正しい原子炉圧力が検出されないため、第3図に示すよ
うな非線形関数により、入力した圧力検出器12からの原
子炉圧力Pの線形化を行ない、補正した原子炉圧力PCを
出力する。
加算器20は積分器19からの圧力目標値PAと非線形補償
要素16からの補正した原子炉圧力PCとの偏差をA制御要
素21に出力する。A制御要素21はこれをバイパス弁6へ
の弁開度要求信号aに変換する一方、B制御要素22はこ
れに所定の制限を加え、サンプラー15Bを介して弁開度
要求信号aをバイパス弁制御装置23に出力する。バイパ
ス弁オープニングジャッキ制御装置23内のバイパス弁オ
ープニングジャッキ開度設定器24はこの弁開度要求信号
aに基づいてバイパス弁6の弁開度目標値a′を算出す
る。加算器26はこの弁開度目標値a′とC制御要素25か
らの実際の弁開度b′を入力して、その偏差分をバイパ
ス弁オープニングジャッキ開度制御器27に出力する。バ
イパス弁オープニングジャッキ開度制御器27はこれに基
づいて制御信号Cを出力してバイパス弁6を操作し、原
子炉1からバイパス弁6を介して復水器7へ送る主蒸気
を制御し、原子炉圧力PをΔt秒間にP1よりP2まで減圧
する。これにより、Δt秒後の飽和蒸気圧によって定ま
る炉水温度TをT2にすることができる。
要素16からの補正した原子炉圧力PCとの偏差をA制御要
素21に出力する。A制御要素21はこれをバイパス弁6へ
の弁開度要求信号aに変換する一方、B制御要素22はこ
れに所定の制限を加え、サンプラー15Bを介して弁開度
要求信号aをバイパス弁制御装置23に出力する。バイパ
ス弁オープニングジャッキ制御装置23内のバイパス弁オ
ープニングジャッキ開度設定器24はこの弁開度要求信号
aに基づいてバイパス弁6の弁開度目標値a′を算出す
る。加算器26はこの弁開度目標値a′とC制御要素25か
らの実際の弁開度b′を入力して、その偏差分をバイパ
ス弁オープニングジャッキ開度制御器27に出力する。バ
イパス弁オープニングジャッキ開度制御器27はこれに基
づいて制御信号Cを出力してバイパス弁6を操作し、原
子炉1からバイパス弁6を介して復水器7へ送る主蒸気
を制御し、原子炉圧力PをΔt秒間にP1よりP2まで減圧
する。これにより、Δt秒後の飽和蒸気圧によって定ま
る炉水温度TをT2にすることができる。
一般に、n回目のサンプリング周期において、炉水温
度がTnならば目標とするΔt秒後の炉水温度Tn+1をTn+1
=Tn+Δt×(目標降温率)とし、炉水温度tn+1に対応
する原子炉圧力Pn+1を求め、目標圧力変化率PDをPD=Pn
+1−Pnとし、原子炉圧力目標値PAを とする。このように算出した原子炉圧力目標値PAを目標
値として、バイパス弁6バイパス弁オープニングジャッ
キ制御装置23により調節して、非線形補償要素16からの
補正された原子炉圧力PCをフィードバック制御すること
により、Δt秒後に炉水温度TをTn+1とすることができ
る。
度がTnならば目標とするΔt秒後の炉水温度Tn+1をTn+1
=Tn+Δt×(目標降温率)とし、炉水温度tn+1に対応
する原子炉圧力Pn+1を求め、目標圧力変化率PDをPD=Pn
+1−Pnとし、原子炉圧力目標値PAを とする。このように算出した原子炉圧力目標値PAを目標
値として、バイパス弁6バイパス弁オープニングジャッ
キ制御装置23により調節して、非線形補償要素16からの
補正された原子炉圧力PCをフィードバック制御すること
により、Δt秒後に炉水温度TをTn+1とすることができ
る。
以上のように本実施例によれば、低圧力領域におい
て、炉水温度Tの変化率を一定範囲内に保ちながら、自
動的に原子炉の減圧制御を行なうことができる。
て、炉水温度Tの変化率を一定範囲内に保ちながら、自
動的に原子炉の減圧制御を行なうことができる。
尚、本実施例では、10kg/cm2g以下の減圧制御につい
て説明したが、従来の原子炉圧力制御装置をまったく使
用せず定格圧力より10kg/cm2g以下までの減圧制御もす
べてこの原子炉圧力制御装置14に行なわせることももち
ろん可能である。
て説明したが、従来の原子炉圧力制御装置をまったく使
用せず定格圧力より10kg/cm2g以下までの減圧制御もす
べてこの原子炉圧力制御装置14に行なわせることももち
ろん可能である。
[発明の効果] 以上のように本発明によれば、10kg/cm2g以下の低圧
力領域においても炉水温度変化率を一定範囲内に保ちな
がら自動的に減圧制御を行なうことができ、原子炉停止
時の運転員による長時間に渡る減圧操作をなくし、プラ
ントの稼動率向上に大巾に貢献する原子炉圧力制御装置
が得られる。
力領域においても炉水温度変化率を一定範囲内に保ちな
がら自動的に減圧制御を行なうことができ、原子炉停止
時の運転員による長時間に渡る減圧操作をなくし、プラ
ントの稼動率向上に大巾に貢献する原子炉圧力制御装置
が得られる。
第1図は本発明の一実施例による原子炉圧力制御装置を
沸騰水型原子力発電所に適用したシステム構成図、第2
図はプラント停止時の原子炉圧力と炉水温度の特性変化
説明図、第3図は第1図の非線形補償要素の入出力特性
説明図である。 1……原子炉、2……主蒸気配管、3……主止弁、4…
…発電機、5……蒸気タービン、6……バイパス弁、7
……復水器、8……復水管、9……復水ポンプ、10……
給水加熱器、11……給水ポンプ、12……圧力検出器、13
……温度検出器、14……原子炉圧力制御装置、15A,15b
……サンプラー、16……非線形補償要素、17……圧力目
標値算出手段、18……関数発生器、19……積分器、20,2
6……加算器、21,22,25……制御要素、23……バイパス
弁オープニングジャッキ制御装置、24……バイパス弁オ
ープニングジャッキ開度設定器、27……バイパス弁オー
プニングジャッキ開度制御器。
沸騰水型原子力発電所に適用したシステム構成図、第2
図はプラント停止時の原子炉圧力と炉水温度の特性変化
説明図、第3図は第1図の非線形補償要素の入出力特性
説明図である。 1……原子炉、2……主蒸気配管、3……主止弁、4…
…発電機、5……蒸気タービン、6……バイパス弁、7
……復水器、8……復水管、9……復水ポンプ、10……
給水加熱器、11……給水ポンプ、12……圧力検出器、13
……温度検出器、14……原子炉圧力制御装置、15A,15b
……サンプラー、16……非線形補償要素、17……圧力目
標値算出手段、18……関数発生器、19……積分器、20,2
6……加算器、21,22,25……制御要素、23……バイパス
弁オープニングジャッキ制御装置、24……バイパス弁オ
ープニングジャッキ開度設定器、27……バイパス弁オー
プニングジャッキ開度制御器。
Claims (1)
- 【請求項1】原子炉からタービンをバイパスして復水器
へ向かう蒸気配管に設けられたバイパス弁の開度を制御
して、炉水温度の変化率を一定範囲内に保ちながら原子
炉の減圧制御を行なう原子炉圧力制御装置において、検
出した炉水温度より原子炉圧力目標値を算出する圧力目
標値算出手段と、原子炉圧力を検出する圧力検出器の非
線形特性を補正するための非線形補償要素と、この非線
形補償要素で補正された原子炉圧力値と前記圧力目標値
算出手段により算出された原子炉圧力目標値との偏差に
応じて前記バイパス弁を制御するバイパス弁オープニン
グジャッキ制御装置とを備えることを特徴とする原子炉
圧力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62028051A JPH0833774B2 (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 原子炉圧力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62028051A JPH0833774B2 (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 原子炉圧力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63196912A JPS63196912A (ja) | 1988-08-15 |
| JPH0833774B2 true JPH0833774B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=12237954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62028051A Expired - Lifetime JPH0833774B2 (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 原子炉圧力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0833774B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6935156B2 (en) * | 2003-09-30 | 2005-08-30 | Rosemount Inc. | Characterization of process pressure sensor |
| KR101275301B1 (ko) * | 2011-12-15 | 2013-06-17 | 한국전력기술 주식회사 | 증기우회제어계통의 자동 제어를 위한 압력치 설정신호의 출력제어장치 및 방법과 이를 따른 증기우회제어계통의 자동 제어장치 및 방법 |
-
1987
- 1987-02-12 JP JP62028051A patent/JPH0833774B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63196912A (ja) | 1988-08-15 |
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