JPH10111392A - ドレンポンプアップシステム制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 応答に優れ、安定した制御をする。 【解決手段】 ドレンタンクレベル検出手段４５により
レベルＰＶ値８１が検出され、ドレンタンクレベル設定
手段４４によって設定されるレベルＳＶ値８２とレベル
ＰＶ値８１とが偏差算出手段９２によって算出がされ、
得られる偏差から、ドレンポンプ流量設定演算手段３８
により流量ＳＶ値８４が算出される。流量検出手段４２
により流量ＰＶ値８３が検出され、流量ＰＶ値８３と流
量ＳＶ値８４とが偏差算出手段９２によって偏差の算出
がされ得られる偏差からドレンポンプ流量制御手段４３
へ出力され、流量ＰＶ値８３と流量ＳＶ値８４との偏差
を制御演算して得られるバルブ操作出力値９１を操作値
出力手段４０へ出力してドレンバルブ２５、２８を制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電プラントの給
水加熱器において生じたドレンを効率的に上流側で回収
するドレンポンプアップシステムを制御するドレンポン
プアップシステム制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電プラントのプラント熱効率を上げる
ことは、単位燃料当たりの仕事量を増せるため、従来の
発電設備においても、数種の手法が用いられている。

【０００３】例えば、火力発電所のボイラーへの給水温
度を上昇させることは、同一熱量の蒸気を発生させるた
めの、ボイラー内の発生熱量を低く押さえることができ
るため、従来から使用されている手法である。

【０００４】従来の原子力発電所の給水系統の構成例を
図１０に示す。

【０００５】原子炉１で発生した主蒸気２が高圧タービ
ン３を回転させ、高圧タービン３を回転させた後の高圧
排気４が低圧タービン５を回転させ、高圧タービン３と
低圧タービン５の回転が発電機６に作用し、発電を行
う。

【０００６】低圧タービン５を回転させた高圧排気４は
復水器７で水に戻され、復水８として、低圧復水ポンプ
９、復水ろ過装置１０、復水脱塩装置１１、高圧復水ポ
ンプ１２を通過して低圧給水加熱器１３に入る。

【０００７】低圧給水加熱器１３は、低圧タービン５を
回転させた高圧排気４を低圧タービン抽気１４として取
り込み、加熱されている。このため、復水８は低圧給水
加熱器１３を通過する毎に、加熱され徐々に温度が高く
なる。

【０００８】復水８を加熱した低圧タービン抽気１４は
低圧ドレン１５となり、下段の低圧給水加熱器１３を低
圧給水加熱器１３のドレンレベルを制御するバルブ３０
を介して通過した後、最終段のバルブ３１を通過しドレ
ンタンク１６に蓄えられ、最終的に復水器７に戻され
る。さらに、復水８は給水ポンプ１７を通過して給水１
８になり、高圧給水加熱器１９に入る。

【０００９】高圧給水加熱器１９は、高圧タービン３を
回転させた主蒸気２を高圧タービン抽気２０として取り
込み、加熱されている。給水１８は、高圧給水加熱器１
９を通過する毎に、加熱され、さらに温度が高くなった
状態で、原子炉１に給水される。給水１８を加熱した高
圧タービン抽気２０は高圧ドレン２１となり、高圧給水
加熱器１９のドレンレベルを制御するバルブ３２を介し
て通過した後に低圧給水加熱器１３のドレンレベルを制
御する最終段のバルブ３３を通過した後、ドレンタンク
１６に蓄えられ、最終的に復水器７に戻される。

【００１０】前述のごと〈、原子炉１で発生した主蒸気
２が、復水器７で復水８に戻された後、低圧給水加熱器
１３、高圧給水加熱器１９を通過することで、加熱され
原子炉１に給水されるため、プラントの熱効率を上げる
ことができた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１０で説
明した従来技術においては、プラントの熱効率を上げる
工夫はなされているものの、給水加熱器で発生した熱カ
ロリーの高い排水ドレンが有効に利用されていなかっ
た、この場合、排水を復水器の出口側に戻すなどの熱効
率の改善の余地が考えられる。

【００１２】かかる新たな熱効率改善手段を実現する場
合、設計上の要求から給水加熱器で発生したドレン専用
貯水タンクのレベル制御や給復水系統にドレンを注水す
るためのポンプ流量制御など、新たな調節制御方法の開
発が急務である。この場合、前述した新たな調節制御方
法が適当でないと、新たな熱効率改善手段がプラントの
中で外乱を発生する発生源となり、最悪の場合は原子炉
水位への外乱要素となるおそれがある。

【００１３】そこで、本発明は、プラント熱効率を向上
させるドレンポンプアップ設備のドレンタンクレベル制
御とドレン流量制御とを協調して制御する制御性に優れ
たドレンポンプアップシステム制御装置を提供すること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、発電
プラントに設けられる給水加熱器により生じる排水ドレ
ンをドレンタンクへ回収し、このドレンタンクから前記
排水ドレンをドレンバルブを介してドレンポンプによっ
て前記給水加熱器の上流側に注入するドレンポンプアッ
プシステムを制御するドレンポンプアップシステム制御
装置であって、ドレンタンクのドレンタンクレベル検出
信号とドレンタンク設定信号との偏差信号に基づいて生
成されるドレンポンプ流量設定信号にドレンポンプ流量
検出信号が追従するようにドレンバルブの開度を増減さ
せる制御手段を設けるようにしたものである。この手段
によれば、ドレンタンクレベル検出信号とドレンタンク
設定信号との偏差に基づいてドレンポンプ流量設定信号
が生成され、ドレンポンプ流量設定信号にドレンボンプ
流量検出信号が追従制御がされる。これによって、ドレ
ンタンクレベルに変動があったときドレンタンクレベル
が所定値となるように流量を確保するように制御され、
ドレンタンクレベルが安定となると、ドレンポンプ流量
が変動しないように安定に制御がされる。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１記載のドレン
ポンプアップシステム制御装置において、制御手段は、
発電機出力信号とドレンタンクのドレンの流入流出量と
の関係を予測するデータに基づいて、発電機出力信号の
大きさに応じてドレンタンクレベル流量設定信号を増減
させる手段を付加するようにしたものである。この手段
によれば、ドレンタンクレベル検出信号とドレンタンク
設定信号との偏差に基づいてドレンポンプ流量設定信号
が生成され、ドレンポンプ流量設定信号にドレンボンプ
流量検出信号が追従制御がされる。これによって、ドレ
ンタンクレベルに変動があったときドレンタンクレベル
が所定値となるように流量を確保するように制御され、
ドレンタンクレベルが安定となると、ドレンポンプ流量
が変動しないように安定に制御がされる。この場合に、
予め発電機出力値とドレンタンクへの流入量が考慮され
ドレンポンプ流量設定信号が算出される。これによっ
て、ドレンタンクへの流入量が先行的にドレンポンプ流
量設定信号に考慮して定められるので、ドレンタンクレ
ベルの急変に対応してドレンタンクレベルを即座に所定
値に維持することができ、ドレンレベルが安定した後に
ドレンポンプ流量が安定するように制御される。

【００１６】請求項３の発明は、発電プラントに設けら
れる給水加熱器により生じる排水ドレンをドレンタンク
へ回収し、このドレンタンクから前記排水ドレンをドレ
ンバルブを介してドレンポンプによって前記給水加熱器
の上流側に注入するドレンポンプアップシステムを制御
するドレンポンプアップシステム制御装置であって、ド
レンタンクのドレンタンクレベル検出信号とドレンタン
クレベル設定信号との偏差信号に基づいてドレンタンク
レベル制御信号を生成するドレンレベル制御手段と、ド
レンポンプ流量検出信号とドレンポンプ流量設定信号と
の偏差信号に基づくドレンポンプ流量制御信号を生成す
るドレンポンプ流量制御手段と、ドレンタンクレベル制
御信号とドレンポンプ流量制御信号とにそれぞれ所定の
比率分担を施す比率分担手段と、この比率分担手段によ
ってそれぞれ比率分担を重み付けとして施された各制御
信号を合成した信号によってドレンバルブの開度を増減
させる信号合成手段とを有する制御手段を設けるように
したものである。この手段によれば、予めドレンタンク
レベル制御とドレンポンプ流量制御との所定の分担を定
めておき、ドレンタンクレベル制御とドレンポンプ流量
制御への重み付けがされる。例えば、ドレンレベルとド
レンレベル設定値の差が大きいとき、主にドレンレベル
制御をするようにする。

【００１７】請求項４の発明は、請求項３記載のドレン
ポンプアップシステム制御装置において、比率分担手段
は、発電機出力信号とドレンタンクへのドレンの流入流
出量との関係を予測するデータに基づいて、発電機出力
信号に応じて所定の各比率分担をそれぞれ重み付けとし
てドレンタンクレベル制御信号およびドレンポンプ流量
制御信号に施すようにしたものである。この手段によれ
ば、発電機出力値に対してドレンタンクへの流入量が増
減することに着目して、予めドレンタンクレベル制御と
ドレンポンプ流量制御とへの分担を発電機出力値に応じ
て定めておき、発電機出力値に応じてドレンタンクレベ
ル制御とドレンポンプ流量制御への重み付けがされる。
例えば、発電機出力値が小さいとき、ドレンレベルが低
いとしてドレンタンクレベル制御に対して重み付けを大
きくしてドレンタンクレベル低低等のドレンポンプトリ
ップが回避できる。また、発電機出力値が大きくなって
安定した後、給水流量を原子炉へ供給する必要があり、
主に、分担として重みをドレンポンプ流量制御に大きく
割当て安定した流量がされる。

【００１８】請求項５の発明は、請求項３記載のドレン
ポンプアップシステム制御装置において、比率分担手段
は、ドレンタンクレベル検出信号に応じて所定の各比率
分担をそれぞれ重み付けとしてドレンタンクレベル制御
信号およびドレンポンプ流量制御信号に施すようにした
ものである。この手段によれば、ドレンタンクレベルが
大きいとき、ドレンタンクレベル制御による制御信号に
重み付けを大きくして主にドレンタンクレベル制御がさ
れる。また、ドレンタンクレベルが小さいとき、ドレン
ポンプ流量制御による制御信号に重み付けを大きくして
主にドレンポンプ流量制御がされる。これによって、ド
レンタンクレベルが過渡的に変動してもドレンタンク低
低によるドレンポンプトリップを回避することができ
る。

【００１９】請求項６の発明は、請求項３記載のドレン
ポンプアップシステム制御装置において、比率分担手段
は、ドレンタンクレベル検出信号とドレンタンクレベル
設定信号の偏差信号に応じて所定の各比率分担をそれぞ
れ重み付けとしてドレンタンクレベル制御信号およびド
レンポンプ流量制御信号に施すようにしたものである。
この手段によれば、ドレンタンクレベルとドレンタンク
レベル設定との偏差が大きいとき、ドレンタンクレベル
制御による制御信号に重み付けを大きくして主にドレン
タンクレベル制御がされる。また、ドレンタンクレベル
とドレンタンクレベル設定との偏差が小さいとき、ドレ
ンポンプ流量制御による制御信号に重み付けを大きくし
て主にドレンポンプ流量制御がされる。これによって、
ドレンタンクレベルが過渡的に変動してもドレンタンク
低低によるドレンポンプトリップを回避することができ
る。

【００２０】請求項７の発明は、発電プラントに設けら
れる給水加熱器により生じる排水ドレンをドレンタンク
へ回収し、このドレンタンクから前記排水ドレンをドレ
ンバルブを介してドレンポンプによって前記給水加熱器
の上流側に注入するドレンポンプアップシステムを制御
するドレンポンプアップシステム制御装置であって、ド
レンタンクのドレンタンクレベル検出信号とドレンタン
クレベル設定信号との偏差信号に基づくドレンタンクレ
ベル制御信号を生成するドレンタンクレベル制御手段
と、発電機出力信号とドレンタンクへのドレンの流入流
出量との関係を予測するデータに基づいて、発電機出力
信号に対するドレンタンクレベル制御信号を増減して修
正するフィードフォワード制御信号を生成出力するフィ
ードフォワード制御手段と、ドレンタンクレベル制御信
号とフィードフォワード制御信号とを合成した制御信号
によってドレンバルブを制御する信号合成手段とを設け
るようにしたものである。この手段によれば、発電機出
力値に対するドレンタンクのドレンの流入流出量を予測
したデータに基づいてドレンタンクレベル制御信号を修
正する信号が出力される。この信号とドレンタンクレベ
ル制御信号とが合成されてドレンバルブが制御される。
これによって、単一にドレンタンクレベル制御がされる
のに比べ、外乱に対して応答が速く、安定することがで
きる。

【００２１】請求項８の発明は、発電プラントに設けら
れる給水加熱器により生じる排水ドレンをドレンタンク
へ回収し、このドレンタンクから前記排水ドレンをドレ
ンバルブを介してドレンポンプによって前記給水加熱器
の上流側に注入するドレンポンプアップシステムを制御
するドレンポンプアップシステム制御装置であって、ド
レンポンプ流量検出信号とドレンポンプ流量設定信号と
の偏差信号に基づくドレンポンプ流量制御信号を生成す
るドレンポンプ流量制御手段と、発電機出力信号とドレ
ンタンクへのドレンの流入流出量との関係を予測するデ
ータに基づいて、発電機出力信号に対するドレンポンプ
流量制御信号を増減して修正するフィードフォワード制
御信号を生成するフィードフォワード制御手段と、ドレ
ンポンプ流量制御信号とフィードフォワード制御信号と
を合成した制御信号によってドレンバルブを制御する信
号合成手段とを設けるようにしたものである。この手段
によれば、予め発電機出力値に対するドレンタンクのド
レンの流入流出量を定めたデータに基づいてドレンポン
プ流量制御に対する修正量としての信号が出力されてド
レンポンプ流量制御信号に合成される。これにより、単
なるドレンポンプ流量制御に比べ外乱に対する応答が速
く、過渡的な変化に対してドレンタンクレベル低低の発
生によるドレンポンプトリップを回避できる。

【００２２】請求項９の発明は、発電プラントに設けら
れる給水加熱器により生じる排水ドレンをドレンタンク
へ回収し、このドレンタンクから前記排水ドレンをドレ
ンバルブを介してドレンポンプによって前記給水加熱器
の上流側に注入するドレンポンプアップシステムを制御
するドレンポンプアップシステム制御装置であって、発
電機出力信号とドレンタンクへのドレンの流入流出量と
の関係を予測するデータに基づいて、発電機出力信号に
応じてドレンポンプ流量設定信号を生成するドレンポン
プ流量設定手段と、ドレンポンプ流量検出信号がドレン
ポンプ設定信号となるようにドレンバルブを制御する制
御信号を出力する流量制御手段とを設けるようにしたも
のである。この手段によれば、予め定めた発電機出力値
に対するドレンタンクへのドレンの流入流出量のデータ
に基づいてドレンポンプ流量設定値が設定され、制御が
される。従って、ドレンポンプ流量制御が外乱に対して
迅速に応答し、安定へ移行する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２４】図１は、本発明の第１実施の形態を示すド
レンポンプアップ設備を採用した原子力発電所の給水系
統の構成図であり、図２はドレンポンプアップシステム
制御装置の構成図である。

【００２５】ドレンポンプアップ設備２２は、図示鎖線
内に配置されており、低圧ドレン１５を低圧ドレンタン
ク２３に一時蓄え、復水器７には戻さずに低圧ドレンポ
ンプ２４と低圧ドレンバルブ２５によって上流側である
復水ろ過装置１０と復水脱塩装置１１の間に復水２９と
して流込む。

【００２６】また、高圧ドレン２１も高圧ドレンタンク
２６に一時蓄え、高圧ドレンポンプ２７と高圧ドレンバ
ルブ２８によって、上流側である給水ポンプ１７の吸込
み側へ復水２９として流込む。そして、低圧ドレンタン
ク２３のレベルがタンクレベルセンサ３６によって検出
され低圧ドレンバルブ２５の開閉により所定値に制御さ
れる一方、高圧ドレンタンク２６のレベルがタンクレベ
ルセンサ３７によって検出され、高圧ドレンバルブ２８
の開閉によって所定値に制御される。

【００２７】前述ドレンポンプアップ設備２２の採用に
より、高温の低圧ドレン１５および高圧ドレン２１を復
水２９として復水系統へ戻すため、復水２９の温度が上
昇し結果としてプラント熱効率を大幅に向上させること
ができる。

【００２８】次に、図１に示すドレンポンプアップ設備
を制御するドレンポンプアップシステム制御装置につい
て図２を参照して説明する。

【００２９】まず、ドレンタンクレベルセンサ３６また
はドレンタンクレベルセンサ３７を介してドレンタンク
レベル検出手段４５によりレベルＰＶ値８１が検出され
る。そして、ドレンタンクレベル設定手段４４によって
設定されるレベルＳＶ値８２とレベルＰＶ値８１とが偏
差算出手段９２によって算出がされ、得られる偏差か
ら、ドレンポンプ流量設定演算手段３８により流量ＳＶ
値８４が算出される。

【００３０】一方、ドレンポンプ流量センサ３４または
ドレンポンプ流量センサ３５を介してドレンボンプ流量
検出手段４２により流量ＰＶ値８３が検出される。そし
て、流量ＰＶ値８３と流量ＳＶ値８４とが偏差算出手段
９３によって偏差の算出がされ得られる偏差からドレン
ポンプ流量制御手段４３へ出力される。ドレンポンプ流
量制御手段４３では、流量ＰＶ値８３と流量ＳＶ値８４
との偏差を制御演算して得られるバルブ操作出力値９１
を操作値出力手段４０へ出力し、低圧ドレンバルブ２５
または高圧ドレンバルブ２８を制御する。例えば、今、
低圧ドレンタンク２３または高圧ドレンタンク２６のド
レンレベルが急低下したとき、まず、ドレンポンプ流量
設定演算手段３８によって低圧ドレンバルブ２５または
高圧ドレンバルブ２８を閉方向とするように流量ＳＶ値
８４を減少させる。これによって、流量ＰＶ値８３が流
量ＳＶ値８４へ追従するように低圧ドレンバルブ２５ま
たは高圧ドレンバルブ２８の開度が減少される。

【００３１】また、逆にドレンレベルが急上昇したと
き、まず、ドレンポンプ流量設定演算手段３８によって
低圧ドレンバルブ２５または高圧ドレンバルブ２８を開
方向とするように流量ＳＶ値８４を増加させる。これに
よって、流量ＰＶ値８３が流量ＳＶ値８４へ追従するよ
うに低圧ドレンバルブ２５または高圧ドレンバルブ２８
の開度が増加される。従って、ドレンレベルの急激な変
化に対して即座に追従してレベルＳＶ値８２に近づける
と共に、ドレン流量の変化も最小限に抑えることができ
る。

【００３２】このように第１実施の形態によれば、ドレ
ンタンクレベルとドレンタンクレベル設定値をパラメー
タとしてドレンポンプ流量設定値を算出し、ドレンポン
プ流量とドレンポンプ流量設定値をもとにドレンポンプ
流量制御を行い、バルブ操作出力値を算出する。これに
よれば、ドレンタンクレベルの変動分がドレンポンプ流
量設定値のパラメータとして求め、ドレンタンクレベル
の変動量からドレンポンプ流量を調整する。従って、タ
ンクレベルの変化に対して時間遅れなしで流量変化に置
き換え、ドレンポンプ流量制御を行うことができる。こ
のため流量変動が小さくてすみ、また、水位が一定にな
るために必要な流量でバルブが制御されることから、水
位の一定制御がされる。

【００３３】図３に本発明による第２実施の形態の構成
を示す。

【００３４】第２実施の形態は図２に示す第１実施の形
態に発電機出力検出手段４８を追従して発電機出力値８
５に応じて流量ＳＶ値８４を増減させるようにした点に
特徴を有する。

【００３５】まず、ドレンタンクレベルセンサ３６また
はタンクレベルセンサ３７を介してドレンタンクレベル
検出手段４５によりレベルＰＶ値８１が検出される。そ
して、ドレンタンクレベル設定手段４４によって設定さ
れるレベルＳＶ値８２とレベルＰＶ値８１との偏差とが
偏差算出手段９２によって算出され、得られる偏差がド
レンポンプ流量設定演算手段３８へ出力される。また、
発電機出力４７が発電機出力検出手段４８により検出さ
れ発電機出力値８５がドレンポンプ流量設定演算手段３
８へ入力される。ドレンポンプ流量設定演算手段３８で
は、入力された偏差に対して発電機出力値８５を加え
て、予め定めた発電機出力４７の変化と低圧ドレンタン
ク２３または高圧ドレンタンク２６のドレンの流入流出
量との関係式によって発電機出力４７に応じた流量ＳＶ
値８４を演算して偏差算出手段９３へ出力する。

【００３６】一方、ドレンポンプ流量センサ３４または
ドレンポンプ流量センサ３５を介してドレンボンプ流量
検出手段４２により流量ＰＶ値８３が検出され、この流
量ＰＶ値８３と流量ＳＶ値８４の偏差が偏差算出手段９
３によって算出される。ドレンポンプ流量制御手段４３
ではバルブ操作出力値９１を算出し、操作値出力手段４
０から低圧ドレンバルブ２５または高圧ドレンバルブ２
８に信号が渡される。

【００３７】このように第２実施の形態によれば、ドレ
ンポンプ流量設定値を算出するときに、プラント状態を
表すパラメータの１つである発電機出力をドレンポンプ
流量設定値のパラメータとして付加することにより、最
適なドレンポンプ流量設定値とすることが可能である。
つまり、プラント起動時等の発電機出力が低いときはド
レンタンクへのドレンの流入量が少ないため、ドレンポ
ンプ流量設定値を手動で小さくする必要があり、また定
格運転時等の発電機出力が大きいときは、タンクへのド
レンの注入量が多いためドレンポンプ流量設定値を手動
で大きくする必要があったが、発電機出力を用いればプ
ラント状態を考慮したドレンポンプ流量設定値の設定を
自動で行うことが可能であり、安定的なドレンポンプア
ップシステムの制御が可能となる。

【００３８】図４に本発明による第３実施の形態の構成
を示す。

【００３９】まず、ドレンタンクレベルセンサ３６また
はドレンタンクレベルセンサ３７を介してドレンタンク
レベル検出手段４５によりレベルＰＶ値８１が検出さ
れ、また、ドレンポンプ流量センサ３４またはドレンポ
ンプ流量センサ３５を介してドレンポンプ流量検出手段
４２により流量ＰＶ値８３が検出される。

【００４０】次に、ドレンタンクレベル設定手段４４に
よって設定されるレベルＳＶ値８２とレベルＰＶ値８１
との偏差が偏差算出手段９４によって算出される。ドレ
ンタンク水位制御手段４６では、偏差算出手段９４から
の偏差に対して制御演算がされ得られる制御出力７１が
信号合成手段６１へ出力される。一方、発電機出力４７
が発電機出力検出手段４８により検出され発電機出力値
８５をもとに比率分担手段５０によって比率分担５０ａ
が算出される。信号合成手段６１では、比率分担５０ａ
とドレンタンク水位制御手段４６からの偏差とを入力し
て偏差に対して比率分担５０ａを加味する所定の演算を
行いＭＶ値５２を出力する。

【００４１】ドレンポンプ流量設定手段４１によって設
定される流量ＳＶ値８４と流量ＰＶ値８３との偏差が偏
差算出手段９５によって算出される。ドレンポンプ流量
制御手段４３では、偏差算出手段９５からの偏差に対し
て制御演算され得られる制御出力７２とが信号合成手段
６２へ出力される。信号合成手段６２では、発電機出力
値８５をもとに比率分担手段５１で算出される比率分担
５１ａを制御出力７２へ加味して合成しＭＶ値５４が算
出される。

【００４２】次に、ＭＶ値５２とＭＶ値５４とは信号合
成手段６０により合成され、操作値出力手段４０から低
圧ドレンバルブ２５または高圧ドレンバルブ２８に信号
が渡される。

【００４３】このように第３実施の形態によれば、ドレ
ンポンプアッブシステムが、ドレンポンプ流量制御とド
レンタンク水位制御の２要素から制御されたときは、ド
レンポンプ流量制御またはドレンタンク水位制御の単一
制御に比べて、より安定した制御が可能である。しか
し、単純にドレンポンプ流量制御とドレンタンク水位制
御の２要素から制御されると、過渡的変化が発生した
際、ドレンタンクレベル及びドレンポンプ流量が不安定
となる場合がある。これは、ドレンタンク水位制御出力
とドレンポンプ流量制御出力が互いに背反な出力となる
ことで、一過的にバルブ操作出力値が保持あるいはハン
チングするためである。前述の不安定を小さくするため
単純なドレンポンプ流量制御とドレンタンク水位制御の
２要素制御ではなく、発電機出力によってドレンタンク
水位制御出力とドレンポンプ流量制御出力の重み付けを
行うことで、プラント状態に応じてバルブ操作出力値に
占める割合を決め、バルブ操作出力値が不安定状態にな
らない様にできる。つまり、定格出力（発電機出力１０
０％）の時は、流量を原子炉に常に供給することが必要
であるからドレンポンプ流量制御をメインにし、また、
プラント起動時，プラント停止時はドレンタンク水位制
御をメインにすることで、ドレンポンプアップシステム
をより安定に制御することができる。

【００４４】図５に本発明による第４実施の形態の構成
を示す。

【００４５】ドレンタンクレベルセンサ３６またはドレ
ンタンクレベルセンサ３７を介してドレンタンクレベル
検出手段４５によりレベルＰＶ値８１が検出され、ま
た、ドレンポンプ流量センサ３４またはドレンポンプ流
量センサ３５を介してドレンポンプ流量検出手段４２に
より流量ＰＶ値８３が検出される。

【００４６】次に、ドレンタンクレベル設定手段４４に
よって設定されるレベルＳＶ値８２とレベルＰＶ値８１
との偏差が偏差算出手段９４により算出され、ドレンタ
ンク水位制御手段４６へ入力され、ドレンタンク水位制
御手段４６の制御出力７１が信号合成手段６１へ入力さ
れる。比率分担手段５０では、レベルＰＶ値８１をもと
に比率分担５０ａが算出され信号合成手段６１で合成さ
れＭＶ値５２が算出される。

【００４７】一方、ドレンポンプ流量設定手段４１によ
って設定される流量ＳＶ値８４と流量ＰＶ値８３との偏
差が偏差算出手段９５により算出されドレンポンプ流量
制御手段４３へ入力されドレンポンプ流量制御手段４３
の制御出力７２が信号合成手段６２へ入力される。比率
分担手段５１では、レベルＰＶ値８１をもとに比率分担
５１ａを信号合成手段６２で合成しＭＶ値５４が算出さ
れる。

【００４８】ＭＶ値５２とＭＶ値５４とは信号合成手段
６０により合成され、操作値出力手段４０から低圧ドレ
ンバルブ２５または高圧ドレンバルブ２８に信号が渡さ
れる。

【００４９】このように第４実施の形態によれば、ドレ
ンタンク水位制御出力とドレンポンプ流量制御出力の重
み付けを行う条件として、ドレンタンクレベルをもとに
重み付けを行うことにより過渡変化時のドレンタンクレ
ベルを安定に保てるようにする。つまり、ドレンタンク
レベルが大きいときはドレンタンク水位制御により算出
したＭＶ値５２をバルブ操作出力値とし、また、ドレン
タンクレベルが小さいときはドレンポンプ流量制御によ
り算出したＭＶ値５４をバルブ操作出力値になるように
重み付けを行う。前述の動作により、ドレンタンクレベ
ルに過渡的な変動が生じたときにおいても、ドレンタン
クレベル低の警報及びドレンタンクレベル低低によるド
レンポンプトリツプを回避できる。

【００５０】図６に本発明による第５実施の形態の構成
を示す。

【００５１】まず、ドレンタンクレベルセンサ３６また
はドレンタンクレベルセンサ３７を介してドレンタンク
レベル検出手段４５によりレベルＰＶ値８１が検出さ
れ、また、ドレンポンプ流量センサ３４またはドレンポ
ンプ流量センサ３５を介してドレンポンプ流量検出手段
４２により流量ＰＶ値８３が検出される。

【００５２】ドレンタンクレベル設定手段４４によって
設定されるレベルＳＶ値８２とレベルＰＶ値８１との偏
差が偏差算出手段９４によって算出され、ドレンタンク
水位制御手段４６へ入力され、ドレンタンク水位制御手
段４６の制御出力７１が信号合成手段６１へ入力され
る。比率分担手段５０では、レベル偏差信号８６をもと
に比率分担５０ａが算出され信号合成手段６１で合成さ
れＭＶ値５２が算出される。

【００５３】ドレンポンプ流量設定手段４１によって設
定される流量ＳＶ値８４と流量ＰＶ値８３との偏差が偏
差算出手段９５によって算出されドレンポンプ流量制御
手段４３へ入力され、ドレンポンプ流量制御手段４３の
制御出力７２が信号合成手段６２へ入力される。比率分
担手段５１では、レベル偏差信号８６をもとに比率分担
５１ａが算出され信号合成手段６２で合成されＭＶ値５
４が算出される。

【００５４】ＭＶ値５２とＭＶ値５４とは信号合成手段
６０により合成され、操作値出力手段４０から低圧ドレ
ンバルフ２５または高圧ドレンバルブ２８に信号が渡さ
れる。

【００５５】このように第５実施の形態によれば、ドレ
ンタンク水位制御出力とドレンポンプ流量制御出力の重
み付けを行う条件として、ドレンタンクレベルとドレン
タンクレベル設定値との偏差をもとに重み付けを行うこ
とにより過渡変化時のドレンタンクレベルを安定に保て
るようにする。つまり、ドレンタンクレベルとドレンタ
ンクレベル設定値との差が大きいときはドレンタンク水
位制御により算出したＭＶ値５２をバルブ操作出力値と
し、また、ドレンタンクレベルとドレンタンクレベル設
定値との差が小さいときはドレンポンプ流量制御により
算出したＭＶ値５４をバルブ操作出力値になるように重
み付けを行う。前述の動作により、ドレンタンクレベル
に過渡的な変動が生じたときにおいても、ドレンタンク
レベル低の警報及びドレンタンクレベル低低によるドレ
ンポンプトリップを回避できる。

【００５６】図７に本発明による第６実施の形態の構成
を示す。

【００５７】まず、ドレンタンクレベルセンサ３６また
はドレンタンクレベルセンサ３７を介してドレンタンク
レベル検出手段４５によりレベルＰＶ値８１が検出さ
れ、ドレンタンクレベル設定手段４４によって設定され
るレベルＳＶ値８２とレベルＰＶ値８１との偏差が偏差
算出手段９６によって算出されドレンタンク水位制御手
段４６へ出力される。ドレンタンク水位制御手段４６で
は、ＭＶ値５２が算出される。

【００５８】発電機出力４７が発電機出力検出手段４８
により発電機出力値８５として検出され、発電機出力値
８５からフィードフォワード制御手段４９によりＭＶ値
５７が算出される。フィードフォワード制御手段４９
は、予め発電機出力値８５に対するドレンタンクへの流
入流出を予測して設定しており、発電機出力値８５に対
してＭＶ値５７を出力する。

【００５９】ＭＶ値５２とＭＶ値５７とが信号合成手段
６０により合成され、操作値出力手段４０から低圧ドレ
ンバルブ２５または高圧ドレンバルブ２８に信号が渡さ
れる。

【００６０】このように第６実施の形態によれば、ドレ
ンタンクレベルとドレンタンクレベル設定値からドレン
タンク水位制御を行い、ＭＶ値５２を算出し、また、プ
ラント状態を表すパラメータの１つである発電機出力か
らドレンタンクへの流入出量を予測しＭＶ値５７を算出
し、ＭＶ値５２とＭＶ値５７を合成することで、バルブ
操作出力値とする。従って、単なるドレンタンク水位制
御の単一制御に比べて、外乱に対する応答性が高まり、
過渡現象発生時においても、ドレンタンクレベル低の警
報及びドレンタンクレベル低低によるドレンポンプトリ
ップを回避できる。つまり、プラント起動時等の発電機
出力値が低いときはドレンタンクへのドレンの流入出量
が少なく、また、定格運転時等の発電機出力が大きいと
きはドレンタンクへのドレンの流入出量が多いことを予
測した制御が可能であり、ドレンタンク水位制御の単一
制御より優れたドレンポンプアップシステムの制御が可
能となる。

【００６１】図８に本発明による第７実施の形態の構成
を示す。

【００６２】まず、ドレンポンプ流量センサ３４または
ドレンボンプ流量センサ３５を介してドレンポンプ流量
検出手段４２により流量ＰＶ値８３が検出され、ドレン
ポンプ流量設定手段４１によって設定される流量ＳＶ値
８４と流量ＰＶ値８３との偏差が偏差算出手段９７によ
って算出されドレンポンプ流量制御手段４３へ出力され
る。ドレンポンプ流量制御手段４３では、ＭＶ値５４を
算出して信号合成手段６０へ出力する。

【００６３】発電機出力４７が発電機出力検出手段４８
により発電機出力値８５として検出され、発電機出力値
８５からフィードフォワード制御手段４９によりＭＶ値
５７が算出される。

【００６４】ＭＶ値５４とＭＶ値５７とが信号合成手段
６０により合成され操作値出力手段４０から低圧ドレン
バルブ２５または高圧ドレンバルブ２８に信号が渡され
る。

【００６５】このように第７実施の形態によれば、ドレ
ンポンプ流量とドレンポンプ流量設定値からドレンポン
プ流量制御を行い、ＭＶ値５４を算出し、また、プラン
ト状態を表すパラメータの１つである発電機出力からド
レンタンクへの流入出量を予測しＭＶ値５７を算出し、
ＭＶ値５４とＭＶ値５７を合成することで、バルブ操作
出力値する。前述動作によれば単なるドレンポンプ流量
制御の単一制御に比べて、外乱に対する応答性が高ま
り、過渡現象発生時においてもドレンボンプ流量の変動
幅を小さくすることができる。このため、復水２９がよ
り安定的に制御され、原子炉水位への外乱要素を抑える
ことができる。

【００６６】図９に本発明による第８実施の形態の構成
を示す。

【００６７】まず、ドレンポンプ流量センサ３４または
ドレンポンプ流量センサ３５を介してドレンボンプ流量
検出手段４２により流量ＰＶ値８３が検出される。そし
て、発電機出力４７が発電機出力検出手段４８により発
電機出力値８５として検出される。発電機出力値８５が
ドレンポンプ流量設定手段４１へ出力され、発電機出力
値８５に応じてドレンポンプ流量設定手段４１の流量Ｓ
Ｖ値８４を増減させる。流量ＳＶ値８４と流量ＰＶ値８
３とが偏差算出手段９８へ入力され、得られる偏差がド
レンポンプ流量制御手段４３へ出力される。

【００６８】このように第８実施の形態によれば、ドレ
ンポンプアップシステムに用いられるドレンポンプ流量
制御において、プラント状態を表すパラメータの１つで
ある発電機出力からドレンポンブ流量設定値を算出し、
ドレンポンプ流量とドレンポンプ流量設定値をもとにド
レンポンプ流量制御を行いバルブ操作出力値を求める。
発電機出力値によってドレンタンクへのドレンの流入出
量が異なることを予め予測し、ドレンポンプ流量設定値
を定めることが可能である。つまり、プラント起動時等
の発電機出力が低いときはドレンタンクへのドレンの流
入量が少ないため、ドレンポンプ流量設定値を手動で小
さくする必要があり、また定格運転時等の発電機出力が
大きいときは、タンクへのドレンの注入量が多いためド
レンポンプ流量設定値を手動で大きくする必要があった
が、発電機出力を用いればプラント状態を考慮したドレ
ンポンプ流量設定値の設定を自動で行うことが可能であ
り、安定的なドレンポンプアップシステムの制御が可能
となる。

【００６９】なお、本発明は、原子力発電所や発電プラ
ント設備に限らず、タンクに排出用のポンプを付加した
設備において、ドレンタンクレベルとドレンポンプ流量
の２つのパラメータで排出用のバルブを制御する設備
に、本発明を適用することにより、従来制御以上に制御
応答性を向上させることができる。また、本発明は、低
圧側あるいは高圧側のドレンアップシステム設備の一方
または双方のいずれにも適用して以上の効果得ることが
できる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、ドレンタンクレベル検出信号とドレンタンク設定
信号との偏差に基づくドレンポンプ流量設定信号にドレ
ンボンプ流量検出信号を追従制御させるようにしたの
で、ドレンタンクレベルに変動があったときドレンタン
クレベルが所定値となるように流量を確保するように制
御でき、ドレンタンクレベルが安定となると、ドレンポ
ンプ流量が変動しないように安定に制御することができ
る。

【００７１】請求項２の発明によれば、発電機出力値と
ドレンタンクへの流入流出量に基づく予測データによっ
てドレンポンプ流量設定信号が算出されるので、ドレン
タンクレベルの急変に対応してドレンタンクレベルを即
座に所定値に維持することができ、ドレンレベルが安定
した後にドレンポンプ流量が安定するように制御するこ
とができる。

【００７２】請求項３の発明によれば、予めドレンタン
クレベル制御とドレンポンプ流量制御との所定の分担を
定めておき、ドレンタンクレベル制御とドレンポンプ流
量制御への重み付けがされ、ドレンレベルとドレンレベ
ル設定値の差が大きいとき、主にドレンレベル制御をす
るようにすることができる。

【００７３】請求項４の発明によれば、発電機出力値に
対してドレンタンクへの流入流出量が増減することに着
目して、発電機出力値に応じてドレンタンクレベル制御
とドレンポンプ流量制御への重み付けがされ、発電機出
力値が小さいとき、ドレンレベルが低いとしてドレンタ
ンクレベル制御に対して重み付けを大きくしてドレンタ
ンクレベル低低等のドレンポンプトリップを回避するこ
とができ、また、発電機出力値が大きくなって安定した
後、給水流量を原子炉へ供給する必要があり、主に、分
担として重みをドレンポンプ流量制御に大きく割当て安
定した流量制御をすることができる。

【００７４】請求項５の発明によれば、ドレンタンクレ
ベルが大きいとき、ドレンタンクレベル制御による制御
信号に重み付けを大きくして主にドレンタンクレベル制
御がされ、ドレンタンクレベルが小さいとき、ドレンポ
ンプ流量制御による制御信号に重み付けを大きくして主
にドレンポンプ流量制御がされ、ドレンタンクレベルが
過渡的に変動してもドレンタンク低低によるドレンポン
プトリップを回避することができる。

【００７５】請求項６の発明によれば、ドレンタンクレ
ベルとドレンタンクレベル設定との偏差が大きいとき、
ドレンタンクレベル制御による制御信号に重み付けを大
きくして主にドレンタンクレベル制御がされ、また、ド
レンタンクレベルとドレンタンクレベル設定との偏差が
小さいとき、ドレンポンプ流量制御による制御信号に重
み付けを大きくして主にドレンポンプ流量制御がされる
ので、ドレンタンクレベルが過渡的に変動してもドレン
タンク低低によるドレンポンプトリップを回避すること
ができる。

【００７６】請求項７の発明によれば、発電機出力値に
対するドレンタンクのドレンの流入流出量を予測したデ
ータに基づいてドレンタンクレベル制御信号を修正する
信号が出力されるので、単一にドレンタンクレベル制御
をするのに比べ、外乱に対して応答が速く、安定するこ
とができる。

【００７７】請求項８の発明によれば、予め発電機出力
値に対するドレンタンクのドレンの流入流出量を定めた
データに基づいてドレンポンプ流量制御に対する修正量
としての信号が出力されてドレンポンプ流量制御信号に
合成されるので、単なるドレンポンプ流量制御に比べ外
乱に対する応答が速く、過渡的な変化に対してドレンタ
ンクレベル低低の発生によるドレンポンプトリップを回
避できる。

【００７８】請求項９の発明によれば、予め定めた発電
機出力信号とドレンタンクの流入流出量のデータに基づ
きドレンポンプ流量設定値が設定され、制御ができるの
で、ドレンポンプ流量制御が外乱に対して迅速に応答
し、安定へ移行する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する原子力発電所のドレンポンプ
アップ設備の系統図である。

【図２】本発明の第１実施の形態を示すドレンポンプア
ップシステム制御装置の構成図である。

【図３】本発明の第２実施の形態を示すドレンポンプア
ップシステム制御装置の構成図である。

【図４】本発明の第３実施の形態を示すドレンポンプア
ップシステム制御装置の構成図である。

【図５】本発明の第４実施の形態を示すドレンポンプア
ップシステム制御装置の構成図である。

【図６】本発明の第５実施の形態を示すドレンポンプア
ップシステム制御装置の構成図である。

【図７】本発明の第６実施の形態を示すドレンポンプア
ップシステム制御装置の構成図である。

【図８】本発明の第７実施の形態を示すドレンポンプア
ップシステム制御装置の構成図である。

【図９】本発明の第８実施の形態を示すドレンポンプア
ップシステム制御装置の構成図である。

【図１０】従来の原子力発電所の給水系統図である。

【符号の説明】

１ 原子炉 ３ 高圧タービン ５ 低圧タービン ７ 復水器 ９ 低圧復水ポンプ １０ 復水ろ過装置 １１ 復水脱塩装置 １２ 高圧復水ポンプ １３ 低圧給水加熱器 １４ 低圧タービン抽気 １５ 低圧ドレン １６ ドレンタンク １７ 給水ポンプ １８ 給水 １９ 高圧給水加熱器 ２０ 高圧タービン抽気 ２１ 高圧ドレン ２２ ドレンポンプアップ設備 ２３ 低圧ドレンタンク ２４ 低圧ドレンポンプ ２５ 低圧ドレンバルブ ２６ 高圧ドレンタンク ２７ 高圧ドレンポンプ ２８ 高圧ドレンバルブ ２９ 復水 ３４，３５ ドレンポンプ流量センサ ３６，３７ ドレンタンクレベルセンサ ３８ ドレンポンプ流量設定演算手段 ４０ 操作値出力手段 ４１ ドレンポンプ流量設定手段 ４２ ドレンボンプ流量検出手段 ４３ ドレンポンプ流量制御手段 ４４ ドレンタンクレベル設定手段 ４５ ドレンタンクレベル検出手段 ４６ ドレンタンク水位制御手段 ４８ 発電機出力検出手段 ４９ フィードフォワード制御手段 ５０，５１ 比率分担手段 ６０，６１，６２ 信号合成手段 ９２，９３，９４，９５，９６，９７，９８ 偏差算出
手段

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電プラントに設けられる給水加熱器に
   より生じる排水ドレンをドレンタンクへ回収し、このド
   レンタンクから前記排水ドレンをドレンバルブを介して
   ドレンポンプによって前記給水加熱器の上流側に注入す
   るドレンポンプアップシステムを制御するドレンポンプ
   アップシステム制御装置であって、 前記ドレンタンクのドレンタンクレベル検出信号とドレ
   ンタンク設定信号との偏差信号に基づいて生成されるド
   レンポンプ流量設定信号にドレンポンプ流量検出信号が
   追従するように前記ドレンバルブの開度を増減させる制
   御手段を備えることを特徴とするドレンポンプアップシ
   ステム制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、発電機出力信号と前記
   ドレンタンクのドレンの流入流出量との関係を予測する
   データに基づいて、発電機出力信号の大きさに応じて前
   記ドレンタンクレベル流量設定信号を増減させる手段を
   付加することを特徴とする請求項１記載のドレンポンプ
   アップシステム制御装置。
3. 【請求項３】 発電プラントに設けられる給水加熱器に
   より生じる排水ドレンをドレンタンクへ回収し、このド
   レンタンクから前記排水ドレンをドレンバルブを介して
   ドレンポンプによって前記給水加熱器の上流側に注入す
   るドレンポンプアップシステムを制御するドレンポンプ
   アップシステム制御装置であって、 前記ドレンタンクのドレンタンクレベル検出信号とドレ
   ンタンクレベル設定信号との偏差信号に基づいてドレン
   タンクレベル制御信号を生成するドレンレベル制御手段
   と、 ドレンポンプ流量検出信号とドレンポンプ流量設定信号
   との偏差信号に基づくドレンポンプ流量制御信号を生成
   するドレンポンプ流量制御手段と、 前記ドレンタンクレベル制御信号と前記ドレンポンプ流
   量制御信号とにそれぞれ所定の比率分担を施す比率分担
   手段と、 この比率分担手段によってそれぞれ比率分担を重み付け
   として施された各制御信号を合成した信号によって前記
   ドレンバルブの開度を増減させる信号合成手段とを有す
   る制御手段を備えることを特徴とするドレンポンプアッ
   プシステム制御装置。
4. 【請求項４】 前記比率分担手段は、発電機出力信号と
   前記ドレンタンクへのドレンの流入流出量との関係を予
   測するデータに基づいて、発電機出力信号に応じて前記
   所定の各比率分担をそれぞれ重み付けとして前記ドレン
   タンクレベル制御信号および前記ドレンポンプ流量制御
   信号に施すことを特徴とする請求項３記載のドレンポン
   プアップシステム制御装置。
5. 【請求項５】 前記比率分担手段は、ドレンタンクレベ
   ル検出信号に応じて前記所定の各比率分担をそれぞれ重
   み付けとして前記ドレンタンクレベル制御信号および前
   記ドレンポンプ流量制御信号に施すことを特徴とする請
   求項３記載のドレンポンプアップシステム制御装置。
6. 【請求項６】 前記比率分担手段は、ドレンタンクレベ
   ル検出信号とドレンタンクレベル設定信号の偏差信号に
   応じて前記所定の各比率分担をそれぞれ重み付けとして
   前記ドレンタンクレベル制御信号および前記ドレンポン
   プ流量制御信号に施すことを特徴とする請求項３記載の
   ドレンポンプアップシステム制御装置。
7. 【請求項７】 発電プラントに設けられる給水加熱器に
   より生じる排水ドレンをドレンタンクへ回収し、このド
   レンタンクから前記排水ドレンをドレンバルブを介して
   ドレンポンプによって前記給水加熱器の上流側に注入す
   るドレンポンプアップシステムを制御するドレンポンプ
   アップシステム制御装置であって、 前記ドレンタンクのドレンタンクレベル検出信号とドレ
   ンタンクレベル設定信号との偏差信号に基づくドレンタ
   ンクレベル制御信号を生成するドレンタンクレベル制御
   手段と、 発電機出力信号と前記ドレンタンクへのドレンの流入流
   出量との関係を予測するデータに基づいて、発電機出力
   信号に対する前記ドレンタンクレベル制御信号を増減し
   て修正するフィードフォワード制御信号を生成出力する
   フィードフォワード制御手段と、 前記ドレンタンクレベル制御信号と前記フィードフォワ
   ード制御信号とを合成した制御信号によって前記ドレン
   バルブを制御する信号合成手段とを備えることを特徴と
   するドレンポンプアップシステム制御装置。
8. 【請求項８】 発電プラントに設けられる給水加熱器に
   より生じる排水ドレンをドレンタンクへ回収し、このド
   レンタンクから前記排水ドレンをドレンバルブを介して
   ドレンポンプによって前記給水加熱器の上流側に注入す
   るドレンポンプアップシステムを制御するドレンポンプ
   アップシステム制御装置であって、 ドレンポンプ流量検出信号とドレンポンプ流量設定信号
   との偏差信号に基づくドレンポンプ流量制御信号を生成
   するドレンポンプ流量制御手段と、 発電機出力信号と前記ドレンタンクへのドレンの流入流
   出量との関係を予測するデータに基づいて、発電機出力
   信号に対する前記ドレンポンプ流量制御信号を増減して
   修正するフィードフォワード制御信号を生成するフィー
   ドフォワード制御手段と、 前記ドレンポンプ流量制御信号と前記フィードフォワー
   ド制御信号とを合成した制御信号によって前記ドレンバ
   ルブを制御する信号合成手段とを備えることを特徴とす
   るドレンポンプアップシステム制御装置。
9. 【請求項９】 発電プラントに設けられる給水加熱器に
   より生じる排水ドレンをドレンタンクへ回収し、このド
   レンタンクから前記排水ドレンをドレンバルブを介して
   ドレンポンプによって前記給水加熱器の上流側に注入す
   るドレンポンプアップシステムを制御するドレンポンプ
   アップシステム制御装置であって、 発電機出力信号と前記ドレンタンクへのドレンの流入流
   出量との関係を予測するデータに基づいて、発電機出力
   信号に応じてドレンポンプ流量設定信号を生成するドレ
   ンポンプ流量設定手段と、 ドレンポンプ流量検出信号が前記ドレンポンプ設定信号
   となるように前記ドレンバルブを制御する制御信号を出
   力する流量制御手段とを備えることを特徴とするドレン
   ポンプアップシステム制御装置。