JPS63295997A - プラントのウォ−ミング制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、高速増殖炉発電プラント等において蒸気を過
熱する過熱器やその過熱器の入口配管および出口配管等
のウオーミングを行なうためのプラ□ントのウオーミン
グ制御装置に関する。

（従来の技術） 高速贈殖炉発電プラントは、一般に液体ナトリウムを冷
却材とする原子炉と、この原子炉内で発生した熱エネル
ギを一次冷却材を介して中間熱交換器へ移送する一次冷
却系と、中間熱交換器で一次冷却材と熱交換を行なった
二次冷却材を蒸気発生器へ移送する二次冷却系と、蒸気
発生器で発生した蒸気を蒸気タービンへ移送する水・蒸
気系から構成される装置 このような高速増殖炉発電プラントにおける水・蒸気系
は、蒸発器で発生した蒸気を過熱器で過熱してから蒸気
タービンへ送る構成となっているが、プラントの起動運
転時には上記過熱器および過熱器の入口配管や出口配管
等は常温となっているため、ウオーミングを行なって過
熱器等に加わるサーマルストレスを低減する必要がある
。このウオーミングは通常補助ボイラからの低温蒸気を
用いて行なわれ、運転員が過熱器の入口温度および出口
温度、その温度上昇率等を監視しながら過熱器ウオーミ
ング用調整弁の弁開度を操作して行なっている。

しかしながら、このようなウオーミング操作は熟練した
運転員の経験を必要とするばかりでなく、運転員数の増
加および運転員への負担増加を招き、また運転員の操作
ミスにより過熱器および過熱器の入口配管や出口配管等
に過大なサーマルストレスが加わり、プラントの健全性
が損われる可能性があった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように従来例では過熱器の入口温度および出口
温度、その温度上昇率等を運転員が監視しながら過熱器
ウオーミング用調整弁の弁開度を操作していたため、熟
練した運転員の経験を必要とし、さらに運転員数の増加
および運転員への負担増加を招いていた。また、運転員
の操作ミスにより過熱器および過熱器の入口配管や出口
配管に過大なサーマルストレスが加わり、プラントの健
全性が損われる可能性もあった。

また、通常補助ボイラからの蒸気は例えば２００℃の低
温度であるため、過熱器の入口側に補助蒸気ラインを設
け、過熱器を通過させた高温蒸気で過熱器出口配管等を
過熱器の通気温度、例えば４５０℃までウオーミングを
行なう。ここで過熱器のナトリウム側はｉｔ、ｌＪ　Ｉ
ｎ棒の引抜操作に対応して昇温するため、過熱器を通過
した蒸気温度も次第に高くなり、このようなウオーミン
グ用蒸気温度の変化に対応した制御装置が要求されてい
た。

本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、そ
の目的は、過熱器や過熱器の入口配管および出口配管等
のウオーミングを運転員の手を介さず自動的に行なうこ
とができ、運転員の削減および負担軽減を図ることがで
きるとともに、プラントの信頼性向上を図ることができ
るプラントのウオーミング制御装置を提供することにあ
る。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、過熱器に蒸気を導入する過熱器入口配管に設
けられ過熱器の入口温度を検出する過熱器入口温度検出
器と、前記過熱器で過熱された蒸気を導出する過熱器出
口配管に設けられ、過熱器の出口温度を検出する過熱器
出口温度検出器と、前記過熱器にナトリウムを導入する
過熱器ナトリウム側入口配管に設けられ、過熱器のナト
リウム側入口温度を検出する過熱器入口ナトリウム温度
検出器と、前記過熱器入口配管に接続されウオーミング
用補助蒸気を導入するウオーミング用補助蒸気配管と、
このウオーミング用蒸気の流量を調整するウオーミング
用補助蒸気流量調整弁と、前記過熱器入口温度検出器、
過熱器出口温度検出器および過熱器入口ナトリウム温度
検出器からの検出信号に基づいて前記ウオーミング用補
助蒸気流量調整弁の弁開度を制御する弁開度制御装置と
を具備したことを特徴としている。

（作用） 本発明に係るプラントのウオーミング制御装置は、過熱
器入口温度検出器および過熱器出口温度検出器で検出さ
れた過熱器入口温度および過熱器出口温度をそれぞれ固
定設定値と過熱器入口ナトリウムの温度の関数で定まる
設定値と比較して偏差の高い方の値を温度偏差信号とし
、上記過熱器入口温度および過熱器出口温度の温度変化
率をそれぞれ固定設定値と比較して偏差の低い方の値を
温度変化率偏差積分信号とし、これらの温度偏差信号と
湿度変化率偏差積分信号とを比較して低い値の信号を比
例積分してウオーミング用補助蒸気流量調整弁の弁開度
制御信号とするものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示し、′ｉ：Ｓ速増殖炉発
電プラントにおけるウオーミング制御装置の構成を示し
たものである。図中符号１は蒸発器で発生した蒸気を過
熱器２に供給する過熱器入口配管であり、この過熱器２
で過熱された蒸気が過熱器出口配管３を通って図示しな
い蒸気タービンへ送られるようになっている。過熱器入
口配管１および過熱器出口配管３にはそれぞれ止め弁４
，５が設けられており、それぞれ規定の過熱度を有さな
い蒸気が蒸発器から過熱器２に流入しないように、また
ウオーミング蒸気がタービンに流入しないように、ウオ
ーミング時には閉としている。

前記過熱器入口配管１にはウオーミング用補助蒸気配管
６が接続されている。このウオーミング用補助蒸気配管
６にはウォーミング用補助蒸気流量調整弁７／ＪすＱけ
られ、この流量調整弁７でウオーミング用補助蒸気の流
は調整を行なうようになっている。ウオーミング用補助
蒸気は図示しない補助ボイラから供給され、その温１食
は約２００℃程度である。

また、過熱器入口配管１および過熱器出口配管３にはそ
れぞれ過熱器人口ドレン配管８および過熱器出口ドレン
配管９が設けられており、図示しないドレンタンクに接
続されている。前記過熱器入口ドレン配管８および過熱
器出口ドレン配管９には、それぞれ過熱器人口ドレン弁
１０および過熱器出口ドレン弁１１が設けられている。

また、過熱器入口配管１および過熱器出口配管３にはそ
れぞれ過熱器入口温度検出器１２および過熱器出口温度
検出器１３が取付けられている。

過熱器２には過熱器ナトリウム側入口配管１４および過
熱器ナトリウム側出口配管１５も接続されており、前者
には過熱器入口ナトリウム温度検出器１６が取付けられ
ている。これらの温度検出器１２，１３．１６からの信
号は弁開度制御装置１７に入力され、この弁開度制御装
置１７から出力される制御信号で前記ウオーミング用補
助蒸気流量調整弁７の弁開度制御が行なわれるようにな
っている。

第２図は弁開度制御装置１Ｆ１７の構成を示すもので、
過熱器入口温度検出器１２から入力される過熱器入口温
度検出信号Ｔ１および過熱器出口温度検出器１３から入
力される過熱器出口温度検出信号Ｔ２は、弁開度制御装
置１７の比較器２１．２２でそれぞれ過熱器入口温度設
定値Ｓ１および過熱器出口温度設定値Ｓ２と比較された
接、高値選択回路２３によって偏差の高い方の値が温度
偏差信号Ｓとして選択される。′ 温度検出器１６から入力される過熱器の入口ナトリウム
温度検出信号Ｔ３は関数演算器２４に入力され、その演
算結果が過熱器出口温度設定値Ｓ２となる。

また、過熱器入口温度検出信号Ｔ１および過熱器出口温
度検出信号Ｔ２は弁開度制御装置１７の微分回路２５．
２６でそれぞれ温度変化率に変換された後、比較器２７
．２８でそれぞれ過熱器入口温度変化率設定値Ｌ１Ｊ５
よび過熱器出口温度変化率設定値Ｌ２と比較され、さら
に積分回路２９゜３０で積分された模、低値選択回路３
１によって積分値の低い方の値が温度変化率ｌｉ；ｉ差
積分信号しとして選択される。そして、前記高値選択回
路２３から出力される温度偏差信号Ｓおよび低値選択回
路３１から出力される温度変化率偏差積分信号りは、低
値選択回路３２を介して比例積分回路３３に入力され、
この比例積分回路３３の出力信号を前記ウオーミング用
補助蒸気流量調整弁７に供給する構成となっている。

このような構成において、過熱器２、過熱器入口配管１
および過熱器出口配管３のウオーミングを行なう場合は
過熱器入口ドレン弁１０および過熱器出口ドレン弁１１
を「開」とした後にウオーミング用補助蒸気配管６より
ウオーミング用補助蒸気を導入し、過熱器入口配管１、
過熱器２、過熱器出口配管３の順でウオーミングを行な
うが、ウオーミング用補助蒸気を急激に導入すると過熱
器入口配管１や過熱器２および過熱器出口配管３にサー
マルストレスが加わる恐れがあるため、ある一定の温度
変化率に従って昇温させる必要がある。

ウオーミング開始時においては、過熱器入口温度検出器
１２および過熱器出口温度検出器１３から出力される過
熱器入口温度検出信号Ｔ１および過熱器出口温度検出信
号Ｔ２はほぼ常温に近い値であるのに対し、過熱器入口
温度設定値Ｓ１および過熱器出口温度設定値Ｓ２は過熱
器２の運転時に合せた高い温度設定（例えば２００℃に
近い値）となっている。したがって、ウオーミング開始
時に高値選択回路２３から出力される温度偏差信号Ｓは
大きな正の値となり、その結果、比例積分回路３３から
はウオーミング用補助蒸気流量調整弁７を「開」に操作
する制御信号が出力される。

このようにしてウオーミング用補助蒸気流量調整弁７が
開となり、ウオーミング用補助蒸気配管６から過熱器入
口配管１にウオーミング用補助蒸気が導入されると、過
熱器入口温度検出信号Ｔ１または過熱器出口温度検出信
号Ｔ２は過熱器入口温度変化率設定値Ｌ１または過熱器
出口温度変化率設定（ｉＩＬ２を超えて急激に上昇する
。このとき、低値選択回路３１から出力される温度変化
率偏差積分信号りは負の値となり、比例積分回路３２か
らはウオーミング用補助蒸気流過調整弁７を「閉」に操
作する制御信号が出力される。

このとき正の温度偏差信号Ｓと零近傍の温度変化率偏差
積分信号りとでは後者が低値選択されるため、過熱器２
の入口温度および出口温度は過熱器入口温度変化率設定
値Ｌ１および過熱器出口温度変化率設定値し２を超えな
い範囲で昇温されることになる。

一方、通常補助ボイラからのウオーミング蒸気の温度は
約２００℃程度であり、過熱器入口配管１はこの温度ま
でウオーミングされる。過熱器入口温度設定値Ｓ１はこ
の近傍として設定する。しかし、過熱器出口配管３はウ
オーミング蒸気が過熱器２を過熱するときにほぼ過熱器
入口ナトリウム温度Ｔ３近傍まで過熱される。過熱器人
口す１−リウム温度Ｔ３は制御棒の引抜により温度上昇
し、これに伴って過熱器２出口の蒸気温度も上昇する。

過熱器出口温度Ｔ２は最終的に過熱器通気温度（例えば
４５０℃）に保持されればよい。

ここで、過熱器出口温度設定Ｓ２をこの過熱器通気温度
に固定設定すると、ウオーミング開始時点においては過
熱器出口配管側に大きな正の偏差信号が出力され、常に
過熱器出口温度検出信号Ｔ２で温度制御が行なわれ、過
熱器入口温度検出信号Ｔ１が無視される。ウオーミング
時に常に過熱器入口配管１、過熱器出口配管３をバラン
スよく温度制御するためには、過熱器出口温度設定値Ｓ
２を過熱器入口ナトリウム温度の関数とする必要があり
、関数演算器２４に第３図に示す特性を設定する。

次に、ウオーミングが充分性なわれ、過熱器入口温度検
出信号Ｔ１および過熱器出口温度検出信号Ｔ２がほぼ過
熱器入口温度設定値Ｓ１および過熱器出口温度設定値Ｓ
２に近付くと、温度上昇が飽和状態となり、それぞれの
温度変化率は零近くとなる。このとき過熱器入口温度変
化率設定値Ｌ１および過熱器出口温度変化率設定値Ｌ２
は正の１直であるため、温度変化率偏差積分信号しは正
の値となる。

一方、過熱器入口温度検出信号Ｔ１および過熱器出口温
度検出信号Ｔ２はそれぞれ過熱器入口温度設定値Ｓ１お
よび過熱器出口温度設定値Ｓ２に近付くため、その偏差
の高値選択値である温度偏差信号Ｓは零近傍の値となる
。この零近傍の温度偏差信号Ｓと正の温度変化率偏差積
分信号りとでは前者が低値選択されるため、過熱器２の
入口温度および出口温度はそれぞれ過熱器入口温度設定
値Ｓ１．１５よび過熱器出口温度設定値＄２近傍に保た
れることになる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、ウオーミング用補助蒸気
流石調整弁の弁開度を過熱器入口温度検出器および過熱
器出口温度検出器の検出信号に基づいて制御するように
したので、過熱器の入口温度および出口温度を所定の温
度変化率に沿って昇温させることができ、しかもその温
度状態を運転開始まで保つことができる。また、過熱器
出口温度設定値を過熱器入口ナトリウム温度の関数とし
たため過熱器のナトリウム側の温度が変化しても過熱器
入口配管、出口配管のバランスのとれたウオーミングが
可能である。したがって、過熱器および過熱器の入口配
管と出口配管のウオーミングを運転員の手を介さず自動
的に行なうことができるとともに、運転員の削減および
負担軽減を図ることができ、プラントの信頼性を大幅に
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の一実論例を説明するための
もので、第１図はウオーミング制御装置を示す構成図、
第２図は弁開度制御装置を示す構成図、第３図は関数演
算器に設定する関数を示す特性図である。 １・・・過熱器入口配管、２・・・過熱器、３・・・過
熱器出口配管、４，５・・・止め弁、６・・・ウオーミ
ング用補助蒸気配管、７・・・ウオーミング用補助蒸気
流准調整弁、８・・・過熱器人口ドレン配管、９・・・
過熱器出口ドレン配管、１０・・・過熱器人口ドレン弁
、１１・・・過熱器出口ドレン弁、１２・・・過熱器入
口温度検出器、１３・・・過熱器出口温度検出器、１４
・・・過熱器ナトリウム側入口配管、１５・・・過熱器
ナトリウム側出口配管、１６・・・過熱器人口すｌ・リ
ウム温度検出器、１７・・・弁開度制御装置、２１．２
２・・・比較器、２３・・・高値選択回路、２４・・・
関数演痺器、２５．２６・・・微分回路、２７．２８・
・・比較器、２９．３０・・・積分回路、３１．３２・
・・低値選択回路、３３・・・比例積分回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 過熱器に蒸気を導入する過熱器入口配管に設けられ過熱
   器の入口温度を検出する過熱器入口温度検出器と、前記
   過熱器で過熱された蒸気を導出する過熱器出口配管に設
   けられ、過熱器の出口温度を検出する過熱器出口温度検
   出器と、前記過熱器にナトリウムを導入する過熱器ナト
   リウム側入口配管に設けられ、過熱器のナトリウム側入
   口温度を検出する過熱器入口ナトリウム湿度検出器と、
   前記過熱器入口配管に接続されウォーミング用補助蒸気
   を導入するウォーミング用補助蒸気配管と、このウォー
   ミング用蒸気の流量を調整するウォーミング用補助蒸気
   流量調整弁と、前記過熱器入口温度検出器、過熱器出口
   温度検出器および過熱器入口ナトリウム湿度検出器から
   の検出信号に基づいて前記ウォーミング用補助蒸気流量
   調整弁の弁開度を制御する弁開制御装置とを具備したこ
   とを特徴とするプラントのウォーミング制御装置。