JPS5993103A - 原子力発電プラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子力発４プラントに係ｐ１特に部分負荷運
転時に原子炉出力を抑制するのに好適な原子力発電プラ
ントに、関する。

周知のように、光’４プラントでは負荷である発′屯容
量の変化に対応して原動機、すなわち火力。

原子カプラントにおいては蒸気タービンの出力をこれに
追従する形で変える運転方法を採用するのが−・般的で
ある。この場合、蒸気タービンの出力は定格出力の半分
以下に落すことも珍しくなく、このような部分負荷によ
る運転では、蒸気タービンを駆動するのに多貝の蒸気を
必要としないのも当然のことである。しかし、蒸気ター
ビンに送られる蒸気箪が減少するとなるとこれからの抽
出蒸気を加熱蒸気として用いる原子力発電プラントの給
水系統では、加熱蒸気圧力が減少した分給水の温度も低
下することとなシ、この給水の温度低下が予想以上に大
きくなると、次のような不都合を生ずる心配がある。す
なわち、沸騰水形原子炉の炉心は第１図に示されるよう
にチャンネルボックス１内に多数の燃料棒２を収容した
燃料集合体８を約７５０体、ないし８８０体集めて構成
されている。

ここで、冷却Ｕ１すなわち給水は炉心の下部より燃料集
合体３のチャンネルへと流れ、モこで核反応によシ発生
した熱を受けて蒸気泡Ｊ゛を生成しりつ、上部へ脱出す
るが、入口部での給水の温度が低下すると、燃料集合体
８の中を流れている間はなかなか沸騰に至らず、このた
め蒸気ｆ１Ｍｆが減少して炉心全体の蒸気泡ｆの割合が
小さくなる。このことは換言すれば水の割合が多くなる
ことであシ、冷却材である給水は同時に減速材としての
役目を負っているため、減速材の密度が定格運転時に比
べ高くなシ、結果として原子炉出力が上昇する方向に変
化する。

しかるに、この状況において求められるのは蒸気タービ
ン側では既に部分負荷運転中であるため、原子炉出力は
抑制する方向であシ、さらに炉心の安定化のためには給
水の沸騰は燃料集合体８の入口部において生じるように
することである。そこて、従来、このような場合は、第
２図に示されるように負荷が８５チを超える場合であれ
ば、原子炉に付設されている再循環ポンプの給水流量の
制御によシ、またそれ以下であれば制御棒の駆動操作に
よシ、それぞれ…力制御を行なっていた。

しかしながら、前者の場合は出力抑制のために給水流量
を減らした時に過渡的に炉心が不安定化することがあシ
、特に原子炉内臓形の再循環ポンプを用いるプラントに
おいては、この傾向、が強まる難点がある。

一方、後者の場合は、制御の応答性が緩慢であシ、スム
ーズに対処し得ない欠点がある。

本発明の目的は、部分負荷運転における原子炉出力を給
水流量、を変えることなく抑制し、これによシ、炉心の
安定化に多大に寄与せしめるようにした原子力発電プラ
ントを提供することにある。

以下、本発明の一実施例を第８図を参照して説明する。

％８図において、符号１は原子炉であって、この原子炉
１は主蒸気管２を介して、タービン８と結ばれておシ、
このタービン８には負荷となる発電機４が連結されてい
る。さらにタービン８はその排気を回収して再び系内に
循環させる復水器５と連通させている。この復水器６は
復水ポンプ６を介して低圧ヒータ７と連絡させ、この低
圧ヒータ７とタービン８とは、第１抽気管８によって、
互に結ばれている。さらに低圧ヒータ７は給水ポンプ９
を介して高圧ヒータ１０と連絡しておシ、この高圧ヒー
タ１０とタービン８とが第２抽気管１１によって、互に
結ばれている。しかして、高圧ヒータ１０と、原子炉１
とを結ぶ経路には、アディショナルヒータ１２が設けら
れており、このアディショナルヒータ１２に対して加熱
蒸気を導く高温蒸気管１３が、第２抽気管１１から分岐
されている。

また、高温蒸気管１８には駆動機１５を有する圧縮機１
４と、調節弁１６とが設けられている。

この圧縮機１４、および調節弁１６の制御回路は原子炉
１の入口給水温度を検出する温度検出器１７、およびそ
の出力信号を電気信号に変換して圧縮機１Ｂの駆動指令
信号、ならびに調節弁１６の弁開戚指令信号を与える調
節器１８によシ構成されている。

さらに、＾圧ヒータ１０と原子炉ｌと結ぶ経路には、ア
ディショナルヒータ１２を迂回するように開閉弁１９を
有するバイパス管２０が設けられている。なお、図中符
号２１および２２は主蒸気止め弁、および蒸気加減弁を
、また、符号２８および２４は、ヒータ入口弁およびヒ
ータ出口弁をそれぞれ示している。

次に、作用を説明する。

■　通常運転時 原子炉１から送られる高温、高圧の蒸気、すなわち主蒸
気は、主蒸気管２を通って、タービン８に入シ、ここで
タービン軸に直結されている発電（幾４を駆１１ｂ　し
て仕事を終える。続いて、タービン８の排気は復水器５
に回収され、ここで図示しないポンプによって送られる
冷却水と熱交換して復水となる。この復水は、復水ポン
プ６によって抽出され、低圧ヒータ７に送られ、ここで
第１抽気管８を介して送られるタービン８の抽出蒸気に
よって第１次の加熱が行なわれる。さらに復水は給水ポ
ンプ９によって高圧ヒータ１０へと送られ、この高圧ヒ
ータｌＯにおいて第２次の加熱が行なわれるが、ここで
の復水は、給水と呼び名を変える。高圧ヒータ１０では
給水が第２抽気管１１を通して送られる抽気によってさ
らに高温に加熱される。続いで給水はヒータ人ロブＰ２
Ｂの手前においてアディショナルヒータ１２を迂回し、
バイパス管２０を通って原子炉１に入り、ここで再度熱
せられて蒸気となシ、上述したサイクルをＮ／ｆ４シ返
す。なお、この間調節弁１６は、全閉されており、アデ
ィショナルヒータ１２への蒸気の流れはない。

ｌ　部分負荷運転時 通常運転から部分負荷運転に移行すると、ヒータ入口弁
２８、およびヒータ出口弁２４が全開され、また、バイ
パス管２０の経路にある開閉弁１９が全閉される。この
間、タービン８へ送うレる蒸気ｌは蒸気加減弁２２の開
度が狭められて少なくなっておυ、タービン８から低圧
ヒータ７、および高圧ヒータ１０に送られる蒸気も減少
している。かくして給水の温度は定格運転時に比べ、か
なシ低下することが免れない。ここでＷＩＡＩ節弁１６
を開き、また圧縮機１４を駆動して、第２抽気管１１を
通して送られる抽出蒸気の一部を高温蒸気管１８を通し
て加圧し、アディショナルヒータ１２に導く。ずなわち
、第２抽気管１１に送られてくる抽出蒸気の一部を圧縮
機１４により加圧することによシ蒸気の有するポテンシ
ャルエネルギーを高め、高圧ヒータ１０の器内上刃より
高く設定されたアディショナルヒータ１２に導き、ここ
を通る給水に熱を与える。これによシ給水の温度は炉心
内における沸騰を促進するように高められ、原子炉出力
が抑制される。この間給水流度は特に変化させず、給水
温度だけを温度検出器１７、および調節器１８により調
節弁１６または圧縮機１４を駆動し、制御する。この嚇
合、調節弁１６は全開とし、圧縮機１４を回転数制御す
ることによし、加熱蒸気量、および加熱圧力を制御する
方式と、圧縮機１４を一定回転とし、調節弁１６により
、加熱蒸気量、および加熱圧力を制御する２方式が考え
られるが、いずれの方式も本発明に包含される。

以上述べたように本発明は、プラントの部分負荷運転時
においても給水温度の低下を抑制し、これによって引き
起こされる炉心の不安定化現象を未然に回避し得るとい
う優れた効果を有し、かつ、部分負曲時の給水温度の低
下にともなうプラントの性能低トーを抑制するという優
れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は炉心内における給水の流れ等を示す説明図、第
２図は原子力発電プラントにおける出カー流財制御の関
係を示す線１図、第３図は本発明による原子力発電プラ
ントの一実施例を示す系統図である。 １・・・原子炉　　　　　８・・・タービン５・・・復
水器　　　　　７・・・低圧ヒータ８・・・弗１抽気ｌ
　　　１．０・・・高圧ヒータ１１・・・第２油気・ｕ
　　１２・・・アディショナルヒータ１３・・・高温蒸
気管　　１４・・・圧縮機１５・・・駆動機　　　　１
６・・・調節弁１７・・・温度検出器　　１８・・・調
節器１９・・・開閉弁　　　　２０・・・バイノ９ス管
２３・・・ヒータ入口弁　２４・・・ヒータ出口弁（７
８１７）代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（ほか１名
）第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高圧ヒータど原子炉とを結ぶ経路に設けられ、通常運転
   時は、これを迂回して給水を高圧ヒータより直接原子炉
   へ導くバイパス管を；ｆｆするアディショナルヒータと
   、このアディショナルヒータにタービンから抽出される
   蒸気を加熱媒体として導く高温蒸気管と、この高温蒸気
   管の経路内にあって、前記アディショナルヒータに導入
   される蒸気を加圧して圧力を一定の範囲に高める圧縮機
   と、前記アディショナルヒータに導入される蒸気の流抵
   を弁開度を変化させて、ｉ＃４節する調節弁とを具備し
   てなる原子力発電プラント。