JPS6060401A - 蒸気発生プラントにおけるポンプの運転方法 - 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】 本発明は蒸気発生プラントにおけるポンプの運転方法、
特に加圧木型原子力発電プラントにおける給水ポンプに
適用するに好適なポンプの運転方法に関する。

第１図に加圧水型原子力発電プラントの主給水系統が示
され、第１図において、（１１はモータ定速駆動の遠心
型給水ポンプ、（２）はＭｌのタービン可変速駆動の遠
心型給水ポンプ、（３）は第２のタービン可変速駆動の
遠心型給水ポンプ、（４）はモータ駆動給水ポンプ（１
）の吐出管に介装されたポジショナ付空気作動の出口弁
、（５）は第１のタービン駆動給水ポンプ（２）の吐出
管に介装さ牙また逆止弁、（６）は第２のタービンＪ２
＜動給水ポンプ（３）の吐出管に介装された逆止弁、（
６）は主給水ヘッダ、（７）は第１の蒸気発生器、（８
）は第２の蒸気発生器、（９）は第３の式気発生器、０
０）は第１の蒸気発生器（７）の流入管に介装された第
１の給水制御弁、（１１）は第２の蒸気発生器（８）の
流入管に介装された第２の給水制御弁、（１２）＋ま第
５の蒸気発生器（９）の流入管に介装された第６の給水
制御弁、鰻は主蒸気ヘッダー、Ｏａは脱気器である。脱
気器０４）で脱気された給水は６つに分岐して並列に接
続されたモータ駆動給水ポンプ（１）、第１のタービン
駆動給水ポンプ（２）および第２のタービン駆動給水ポ
ンプ（３）にそれぞれ吸込まれ、各ポンプ（１）（２）
（３）で賦勢された後これらの吐出管に介装された出口
弁（４）および逆止弁軸６１）を通って主給水ヘッダ（
６）に送られる。給水ヘッダ（６）から流出した給水は
６つに分岐し、並列に接続された第１、第２および第６
の蒸気発生器（７）（８ｊ（９１にそ才１ぞれの流入管
に介装された第１、第２および第６の給水制御弁θ（）
）θυαつを経て流入し、第１、第２および第３のガｑ
気発生器（７１（８）（９ｉで加熱さ牙１て蒸気となり
、これら蒸気は主蒸気ヘッダー０３）に送らねろ。各蒸
気発生器０１７７（Ｉｌｌα２）内の水位はそれぞれ水
位トランスミッタ０５）θＧ＋　（１７＋で検知されて
水位制御装置（Ｉ（至）（１！ＩＩ（２■に送られ、各
水位制御装置ＱａＯ！１）ｃ７＋＋＋からの出方によっ
て第１、第２および第６の給水制御弁Ｑｏ！Ｑｌ）（１
：１の開度な調節することにより、各蒸気発生器Ｏｆ１
＋（＋１）（１２１内の水位が所定値に二維持される。

主を気ヘッダ（１３＋１７ｉの圧力は圧力ドランスミッ
タ（２＋）により検知されて差圧制御装置ｅ（イ）に送
られる。また、第１のタービン駆動給水ポンプ（２）の
吐出圧力は圧力ドランスミッタ（２５）Ｋより検知され
、＆１２のタービン駆動給水ポンプ（３）の吐出圧力は
圧力ドランスミッタ（２（優により検知され、給水ヘッ
ダ（６）内の圧力は圧力ドランスミッタ０ηにより検知
され、これらＩＥカドランスミッタＱ５１（イ）（２力
の各々の出力は差出制御装置（２４）に送られる。差圧
ｆ！ｉ’制御装置０イ）の出力にょってモータ駆動給水
ポンプ（Ｉ）の出口弁（４）のリフトおよび第１のクー
ビン駆動給水ポンプ（２）、第２のクービン駆動給水ポ
ンプ（３）のそれぞれの回転速度が制御されるようにな
っている。

従来のこの種プラントにおいては、特に明確な運転指針
もな（全て手動操作で運転していたが、これら給水ポン
プの起動、切換、停止はプラントで最も制御の困難な蒸
気発生器の水位に大きな外乱を与え、プラントの緊急停
止（以下トリップという）に至り易いので、慎重な操作
と職人的船殊技術が要求されていた。

本発明は上記に鑑み、運転員の特殊技術に頼らなくても
給水ポンプを安全、かつ、効果的に運転し、蒸気発生プ
ラントを安全にしかも効率よく運転しようとするもので
あって、その要旨とするところは、その吐出管に出口弁
が介装された１台のモータ駆動給水ポンプとその吐出管
に逆止弁が介装された少くとも１台以上のタービン駆動
給水ポンプとを並列に接続し、上記各ポンプから吐出さ
れた給水が主給水ヘッダ、互に並列に括続されその流入
管に介装された給水制御弁によって水位が制御される複
数の蒸気発生器、主蒸気ヘッダをこの順に流過し、上記
主蒸気ヘッダ内圧力と上記主給水ヘッダ内圧力との差圧
が主蒸気流量に対応して予じめ設定されたプログラム差
圧になるよう上記出目弁の開度および上記クービン駆動
給水ポンプの回転速度を制御する蒸気発生プラントにお
いて、上記モータ駆動給水ポンプから上記タービン駆動
給水ポンプへの切換に際し、上記主蒸気ヘッダ内圧力と
タービン駆動給水ポンプの出口圧力との差圧が別に設定
された差圧パターンに従うよう上記タービン駆動給水ポ
ンプの回転速度を制御するとともに上記出１０弁の開度
を別に設定されたパターンに従って閉止することを％徴
とする蒸気発生プラントにおけるポンプ運転方法にある
。

本発明においては、上記構成を具えているので、モータ
駆動給水ポンプからタービン駆動給水ポンプへのνｊ換
に際し、主給水系統の圧力損失が１個所に集中するのを
防止し、以って、蒸気発生器の水位が不安定になること
を阻止し、プラントのトリップを未然に防止できる。

以下、本発明を第２図ないし第４図に示す１実施例を参
照しｔ訪ち具体的に説明する。

第２図は第１図の差圧制御装置０４）の構成を示すブロ
ック図で、第２図において、（至）は圧力切換器で、こ
れを切換えることにより、圧力ドランスミッタｅ７功・
ら出力された給水ヘッダ（６）内の圧力と圧力ドランス
ミッタ（２つから出力された第１のタービン駆動給水ポ
ンプ（２）（以下、第１のＴ／ＤＦＷＰ　という）の吐
出圧力の℃・ずれかを演算器（伽に送り、ここで圧力ド
ランスミッタ（２１）から出力された主蒸気ヘッダ０■
内の圧力と比較され、その測定差圧が演算器０濠に送ら
れる。Ｃ３７）はプログラム差圧設定器で主蒸気流ｇ（
発電機出力）が入力されると所定のプログラムに従って
設定された差圧信号を演勢器（４４ｊおよび高値選択器
０１）に出力する。筒値選択器Ｃ３］＋ではプログラム
差圧設定器Ｃ３７）からの差圧信号と差圧プログラム増
加／減少設定器Ｃ３力において設定された差圧イキ号と
を比較しいずれか高い方の設定差圧信号を演算器（４ふ
に出力する。演η器りでは高値選択器Ｃ３１）から出力
された設定差圧（ｔｊ＠と演算器（４２；から出力され
−た測定差圧を比較し、その偏差を演算器（４（イ）：
＋６よび比例積分制御器０りに出力する。

スイッチ關がＯＮのとき比例・積分制御器（ハ）からの
出力力ζ自動・手動切換器θ〜を介してアナログメモリ
（至）に入力され、゛１ナロクメモリ０！Ｉの値はバイ
アス増減設定器θＤにより変化させることができる。ア
ナログメモリ０９）の出力と自動・手動切換器ｃ１４）
の出力は演ｑ器（４つに入力されて演算された稜、その
出力は自動・手動切換器（４（′ｔＩを釘て第２のＴ／
ＤｎＰ（３１への回転速度指令となる。一方自動・手動
切換器（３４）の出力口自動・手動切換器Ｇ９を経て第
１のＴ／Ｄ　ＦＷＰ（２＋への回転速度指令となる。

演賀器（４イ）の出力ヲ１．自動・手動切換器（４Ｇ）
に入り、これが手動のとき、Ｍ／Ｄ　ＦＷＰ出ロ弁リフ
す増７ＪＩＶ減少設定器（３０によりその出力か増減さ
れてモータ駆動給水ポンプ（１）（以下、Ｍ／Ｄ　ＦＷ
Ｐという）の出口弁（／Ｉ）のリフト指令となる。

プラント起動のためにＦ気発生器（以］、ＳＧという）
へ給水を行なうにあたり、先ず、Ｍ／ＤＦ’Ｗ）’（１
！が起動される。発電機、出力（以−ト、出力という）
が２５％になればＭ／Ｄ　ＦＷＰ（１１から第１のＴ／
Ｄ　ＦＷＰ　（２！に切換えられる。更に出力が４０％
になれば第２のＴ／Ｄ　ＦＷＰ　（３）が追加起動され
以後出力が１００％出力まで第１及び第２のＴ／ｉ）　
Ｉｉ’Ｗ）’（２１（３＋が同時に連転される。

上記起動手順は第６図に示されている。又、出力を低下
させ光重５機を解列する場合は起動と全く逆の順序を辿
る。

以下、部分的な各動作の詳細を次に説、明する。

（１）　プラント起動に伴５　Ｍ／Ｄ　ＦＷＰ　（１）
の起動モータ駆動給水ポンプ（１）の出口弁（４）を手
動で全開として、Ｍ／ＤＦＷＤ　（１）を起動する。こ
の時水位制御装置（１８１（ｔｌ（イ）により各蒸気発
生器（７）（８）（！１の水位は自動割引１される。な
お、Ｍ／ＤＦＷＰ　（１）の出口圧力は約８５ｋｇ７’
ｃｗｌである。

（２＋　Ｍ／Ｄ　ＦＷＰ　（１）から第１のＴ／Ｄ　Ｆ
ＷＰ（２＋への切換＋２１−１　第１のＴ７’Ｄ　ＦＷ
Ｐ　（２＋の起動及びその吐出圧力の上昇 プラント発電出力が約２５％になれば、スイッチ（至）
をＯＮとするとと傾より第１のＴ／Ｄ　ＦＷＰ（２）か
起動される。そして、第１のＴ／Ｄ　ＦＷＰ（２）の出
口圧力と主蒸気ヘッダＱ３内圧力の差を制御対象とする
ため、圧力切換器□□□か第１のＴ／Ｄ　ＦＷ）’（２
）の出口圧力側に切換られる。制御設定値は高値選択器
ｌ３１）選択されたもので、この場合差圧プログラム増
加／減少設定器６４から与えられる。

第１のＴ／Ｄ　ＦＷＩ（２＋の起動後、比例積分制御器
α３）自動・手動切換器ｌ３４）、Ｃ（５＋を自動とし
ておき、差圧プロプラム増加／減少設定器Ｃ３２＋の値
を自動で漸次増加サセ、Ｍ／Ｄ　ＦＷＰ（１）カラｆｆ
４１（７）　Ｔ／Ｄ　Ｆ′ｗｐ（２）への切換に際し、
プログラム差圧を上昇させて、給水系全体の圧力損出に
占める圧力損失の割合を減少させるようにし、そしてそ
の状態で待機させる。こめ時、第１のＴ／ＤＦＷＰ（２
１の出口圧力は約７５ｋｇ／ｃｗ？に上昇しているがＭ
／ＤＦＷＰ（１）の出口圧力が約８５ｋｊＪ／ｃｔｌあ
るので第１のＴ／Ｄ　ＦＷＰ（２１からは給水されてい
ない。

（２＋　−２Ｍ／Ｄ　ＦＷＰ（１１の出口弁（４）の漸
次閉止Ｍ／Ｄ　ＦＷＰ（，１）の出口弁（４）を漸次閉
止し、給水負荷をＭ／ＤＦＷＰ（１）から第１のＴ／Ｄ
　ＦＷＰ（２（へ）移行させる。この際Ｍ／Ｄ　ＦＷＰ
出ロ弁リフす増加／減少設定器（７）により自動で出口
弁（４）を漸次閉止して行く。Ｍ／ＤＦＷＰ（＋１の出
口弁（４）の全閉で給水負荷は全てＭ／ＤＦＷＰ（１）
から第１のＴ／Ｄ　ＦＷＰ（２）へ移行する０ （２）−３第１のＴ／’Ｄ　ＦＷＰ（２１のプログラム
制御への移行圧力切換器翰を給水ヘッダ（６）のハ二力
側へ切換える。この時Ｍ／Ｄ　ＦＷＰ（１）は停止して
いるので、給水ヘッダ（６）の圧力と第２のＴ／ＤＦＷ
Ｐ（３＋の川口圧力とは、はぼ等しいので次にプログラ
ム差圧設定器Ｏりの値を自動で漸次減少させる。高値選
択器６１）により差圧プログラム増加／減少設定器０■
の値がプログラム差圧設定器Ｃ３７１の値以下になると
通常のプログラム差圧制御となる。

（３）　第２のＴ／Ｄ　ＦＷＰ　（３１の起動プラント
発電機出力が約４０％にプＺれは第２のＴ／Ｄ　ＦＷ’
Ｐ（３１が起動する。その除スイッチ州はＯＮとしてあ
り、アナログメモリＣａｌの出力は自動・手動切換器ｃ
３４）にトラッキングしている。従って、自動・手動切
換器０１の入力は零となっている。

次に自動・手動切換器（４ｆ）を自動とし、スイッチ（
２）をＯＦＦとすると、アナログメモリ０！モはその時
の値を保持する。又第２のＴ／Ｄ　ＦＷＰ（３）に給水
負荷を分担させるために、ノミイアス増減設定器Ｉｌｌ
によりアナログメモリーの出力を自動で漸次減少させる
ことによって、自動・手動切換器（４［）の入力は次第
に上昇し、第２のＴ／Ｄ　ＦｗＰ（３１の負荷は増大す
る。（主蒸気ヘッダθ騰内圧力ー主給水ヘッダ（６）内
圧力）の差圧制御系により比例積分制御器０（資）の出
力は減少する。その結果第１のＴ／Ｄ　ＦＷＰ（２１の
負荷は、第２のＴ／ＤＦＷＰ（３＋の増加分だけ減少す
る。そして、アナログメモリＣｔｌＯ値が零になれば、
第２のＴ／Ｄ　ＦＷＰ（３）の追加起動は完了する。以
ってこの状態でプラントは１００チ出力まで運転される
。

（４）　プラント発電出力の減少に伴う第２の、Ｔ／Ｄ
ＦＷＰ（３１の停止 発電機出力か約４０チになれば、第２のＴ／ＤＦＷＰ（
３）を停止することによってスイッチ（ハ）をま開とな
っているが、アナログメモリ翰は零になっている。そし
てバイアス増減設定器（４０を自動で漸次減少させ、自
動・手動切換器（４１０入力（ま減少し第２のＴ／Ｄ　
ＦＷＰ（３）の負荷は低下する。又比例積分制御器□□
□の差圧制御によって、第１のＴ／Ｄ　ＦＷＰ（２１の
負荷は上昇する。以うて自動・手動切換器０１０入力が
零になれば第２のＴ／ＤＦＷＰ（３）のサービスアウト
は完了する。

（５１ｉ　１　（１）　Ｔ／Ｄ　ＦＷＰ（２＋力ラＭ／
Ｄ　ＦＷＰＣＩ）へ１７）切換（５１−’Ｉ　差圧制御
設定値の上昇 差圧プレグラム増加／減少設定器０４を漸次自動上昇さ
せる。この時第１のＴ／Ｄ　ＦＷＰ（２＋の出口圧力は
約７６ｋｙ／−になるので圧力切換器（イ）を第１のＴ
／Ｄ　ＦＷＰ（２１の出口圧力側へ切換える。

（５）　−２Ｍ／Ｄ　ＦＷＰ（１）起動及び第１０Ｔ／
ＤＦｗＰ（２）カラＭ／′Ｄ　ＦＷＰ（１１へ（７）　
切換Ｍ／’Ｄ　ＦＷＰ（１）の出口弁（４）を全閉とし
てＭ／Ｄ　ＦＷ）（１）を起動する。又Ｍ／Ｄ　ＦＷＰ
出口弁り７ト増加／減少設定器弼により、出口弁（４）
を漸次間とするそして全開になれは給水負荷は全てＭ／
Ｄ　ＦＷＰ（１）へ移行するので、第１のＴ／Ｄ　ＦＷ
Ｐ（２）４ま停止する。各自動・手動切換器θ阻（財）
、（へ）、ＧＩＩ、の切換態様および時期が第４図に示
されている。なお、第４図において、Ｍは手動、人は自
動を意味する。

以上の制御について概要説明したか、Ｔ／Ｄ　ＦＷｆ（
２＋（３１の起動停止は、！＠１及び第２のいずれから
も可能な様にすることができる。

Ｍ／Ｄ　ＦＷＰ（１１から第１のＴ／Ｄ　ＦＷＰの切換
時に出口弁（イ）だけを単にｇ４Ｈ作して行なうと、給
水系統の圧力損失の大部分が１時に出口弁（４）に集中
して、Ｓ／Ｇの水位制御系が不安定になるが、上記装置
においては、第１０ＦＷＰ　（２）の回転数を増してそ
の吐出圧力を上昇させることかできるので、給水系統の
圧力搾失の分布を許容範囲内に収めることができる。そ
して、第２のＴ／Ｄ　ＦＷＰの追加起動及び停−止に際
しては、バイアス増減設定器（４１）によりバイアスを
増減することにより大きな外乱が加わらないようにする
ことができる。そして、上記のようＫ　、　Ｍ／Ｄ　Ｆ
ＷＰ（１）から第１のＴ／Ｄ　ＦＷＰ（２）への切換、
第２のＴ／Ｄ　）’ＷＰ（３ｊの追加起動（サービスイ
ン）とその停止（サービスアウト）ならびに第１の′１
７ＤＦＷＰ　（２）からＭ／Ｄ　ＦＷＰ（１）への切換
の各掃作を自動的に行なわせることができるので、特殊
な運転技術に頼もなくても蒸気プラントの安全で効率の
よい運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される蒸気発生プラントの主給水
系統図、第２図ないし第４図は本発明の１実施例を示し
、第２図は制御ブロック図、第６図はＴＩ！：ンプの起
動手順を示す図、第４図は自動・手動切換器の切換態様
及び時期を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. その吐出管に出口弁が介装された１台のモータ駆動給水
   ポンプとその吐出管に逆止弁が介装された少くとも１台
   以上のタービン駆動給水ポンプとを並列に接続し、上記
   各ポンプから吐出された給水が主給水ヘッダ、互に並列
   に接続されその流入管に介装された給水制御弁によって
   水位が制御される複数の蒸気発生器、主蒸気ヘッダをこ
   の順に流過し、上記主蒸気ヘッダ内圧力と上記主給水ヘ
   ッダ内圧力との差圧が主蒸気流量に対応して予じめ設定
   されたプログラム差圧になるよう上記出目弁の開度およ
   び上記タービン駆動給水ポンプの回転速度を制御する蒸
   気発生プラントにおいて、上記モータ駆動給水ポンプか
   ら上記タービン駆動給水ポンプへの切換に際し、上記主
   蒸気ヘッダ内圧力とタービン駆動給水ポンプの出口圧力
   との差圧が別に設定された差圧／ξターンに従うよう上
   記タービン駆動給水ポンプの回転速度を制御するととも
   に上記出目弁の開度を別に設定されたパターンに従って
   閉止することを％徴とする蒸気発生プラントにおり−る
   ポンプ運転方法。