JPS637244B2 - - Google Patents
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- JPS637244B2 JPS637244B2 JP9984581A JP9984581A JPS637244B2 JP S637244 B2 JPS637244 B2 JP S637244B2 JP 9984581 A JP9984581 A JP 9984581A JP 9984581 A JP9984581 A JP 9984581A JP S637244 B2 JPS637244 B2 JP S637244B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
- F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、原子力プラント等における汽水分離
再熱装置の加熱蒸気等を制御する制御方法並びに
制御装置に関する。
再熱装置の加熱蒸気等を制御する制御方法並びに
制御装置に関する。
一般に、沸騰水型あるいは加圧水型軽水炉から
発生する蒸気は、化石燃料を用いるボイラーから
の発生蒸気に比べ低圧、低温であり、飽和状態の
蒸気条件である。そのために、高圧タービンでの
膨張過程において多量の湿分が発生し、そのまま
この蒸気を低圧タービンに導けば、湿分によるタ
ービン内部効率の低下とエロージヨンによる翼の
損傷を招いてしまう。したがつて、従来は、高圧
タービンと低圧タービンの管路の中途に汽水分離
再熱装置を配設し、低圧タービンに導かれる前
に、過熱蒸気状態に変化させている。該汽水分離
再熱装置２は汽水分離装置と第一段再熱装置及び
第２段再熱装置とによつて構成され、前記の第１
段再熱装置の加熱蒸気は高圧タービンの中途から
抽気した蒸気を用い、第２段再熱装置の加熱蒸気
は原子炉からの主蒸気から分岐した蒸気を用いて
いる。夫々の加熱蒸気は複数の伝熱管群によつて
構成された管束を介して、被加熱蒸気と熱交換し
てほとんどの蒸気は凝縮液となつてドレン管を介
して汽水分離再熱装置より給水加熱器に導かれ
る。
発生する蒸気は、化石燃料を用いるボイラーから
の発生蒸気に比べ低圧、低温であり、飽和状態の
蒸気条件である。そのために、高圧タービンでの
膨張過程において多量の湿分が発生し、そのまま
この蒸気を低圧タービンに導けば、湿分によるタ
ービン内部効率の低下とエロージヨンによる翼の
損傷を招いてしまう。したがつて、従来は、高圧
タービンと低圧タービンの管路の中途に汽水分離
再熱装置を配設し、低圧タービンに導かれる前
に、過熱蒸気状態に変化させている。該汽水分離
再熱装置２は汽水分離装置と第一段再熱装置及び
第２段再熱装置とによつて構成され、前記の第１
段再熱装置の加熱蒸気は高圧タービンの中途から
抽気した蒸気を用い、第２段再熱装置の加熱蒸気
は原子炉からの主蒸気から分岐した蒸気を用いて
いる。夫々の加熱蒸気は複数の伝熱管群によつて
構成された管束を介して、被加熱蒸気と熱交換し
てほとんどの蒸気は凝縮液となつてドレン管を介
して汽水分離再熱装置より給水加熱器に導かれ
る。
上記のような汽水分離再熱装置では、管束を構
成する伝熱管が長大であるために、ある運転状態
では、最も熱負荷の大きい管の内部で相当量の加
熱蒸気が凝縮することがある。また、これらの伝
熱管に流入する加熱蒸気が伝熱管の出口端の手前
で完全に凝縮すると、過冷却した凝縮液の溜りが
できる恐れがある。この凝縮液の過冷却現象に伴
なう不都合な問題は、伝熱管に局部的に発生する
熱応力、熱変形あるいは伝熱管内部を流れる蒸気
−凝縮液の二相流流れの不安定現象をもたらし、
伝熱管の信頼性を著しく損う可能性がある。この
問題を軽減するために、伝熱管入口端にオリフイ
スを設けたり、伝熱管内を掃気する蒸気を付加す
ると効果があるという提案がある。しかし、オリ
フイスを設ける方法並びにその代りの手段は、凝
縮液の過冷却並びに汽水分離再熱装置における関
連した不安定性の問題に対する完全な解決法にな
らないのが普通である。オリフイスを設けること
が完全な解決法にならない一つの理由は、任意の
所定のオリフイスを設けた場合、蒸気の流れをあ
る動作条件に対する理論的な熱伝達の需要を充た
すように、かつ夫々の管に分配するように実施し
ても、あらゆる動作条件、特に負荷変化が急激な
場合には理想的な設計をすることが困難である。
また、実際には、極めて膨大な数の伝熱管により
管束が構成されるために、夫々の管の流動状態を
適正にするようにオリフイスを設計することも極
めて難しいことである。
成する伝熱管が長大であるために、ある運転状態
では、最も熱負荷の大きい管の内部で相当量の加
熱蒸気が凝縮することがある。また、これらの伝
熱管に流入する加熱蒸気が伝熱管の出口端の手前
で完全に凝縮すると、過冷却した凝縮液の溜りが
できる恐れがある。この凝縮液の過冷却現象に伴
なう不都合な問題は、伝熱管に局部的に発生する
熱応力、熱変形あるいは伝熱管内部を流れる蒸気
−凝縮液の二相流流れの不安定現象をもたらし、
伝熱管の信頼性を著しく損う可能性がある。この
問題を軽減するために、伝熱管入口端にオリフイ
スを設けたり、伝熱管内を掃気する蒸気を付加す
ると効果があるという提案がある。しかし、オリ
フイスを設ける方法並びにその代りの手段は、凝
縮液の過冷却並びに汽水分離再熱装置における関
連した不安定性の問題に対する完全な解決法にな
らないのが普通である。オリフイスを設けること
が完全な解決法にならない一つの理由は、任意の
所定のオリフイスを設けた場合、蒸気の流れをあ
る動作条件に対する理論的な熱伝達の需要を充た
すように、かつ夫々の管に分配するように実施し
ても、あらゆる動作条件、特に負荷変化が急激な
場合には理想的な設計をすることが困難である。
また、実際には、極めて膨大な数の伝熱管により
管束が構成されるために、夫々の管の流動状態を
適正にするようにオリフイスを設計することも極
めて難しいことである。
一方、伝熱管内の流れが不安定にならないよう
に、加熱蒸気に掃気蒸気を単に付加するという手
段だけでは、相当量の蒸気を浪費するために、プ
ラントの熱効率低下を招いてしまう。
に、加熱蒸気に掃気蒸気を単に付加するという手
段だけでは、相当量の蒸気を浪費するために、プ
ラントの熱効率低下を招いてしまう。
本発明の目的は、原子力発電プラントの汽水分
離再熱装置を構成する再熱器の伝熱管内部の流動
不安定現象を回避し、過冷却問題に起因する不具
合を防止して再熱器の信頼性向上を図つた汽水分
離再熱装置の制御方法及び制御装置を提供するこ
とにある。
離再熱装置を構成する再熱器の伝熱管内部の流動
不安定現象を回避し、過冷却問題に起因する不具
合を防止して再熱器の信頼性向上を図つた汽水分
離再熱装置の制御方法及び制御装置を提供するこ
とにある。
本発明の特徴は、再熱器を経た加熱流体である
加熱蒸気と凝縮液の加熱蒸気量並びに凝縮液量を
検出し、夫々の流量に基づいて伝熱管内部の流動
状態を判定し、さらに凝縮液の過冷却、不安定な
流動が発生しない流動状態を選定できるように再
熱器を流下した加熱蒸気の蒸気流量を制御する汽
水分離再熱装置の制御方法並びに制御装置を提供
するものである。
加熱蒸気と凝縮液の加熱蒸気量並びに凝縮液量を
検出し、夫々の流量に基づいて伝熱管内部の流動
状態を判定し、さらに凝縮液の過冷却、不安定な
流動が発生しない流動状態を選定できるように再
熱器を流下した加熱蒸気の蒸気流量を制御する汽
水分離再熱装置の制御方法並びに制御装置を提供
するものである。
以下、本発明の具体的内容について実施例を用
いて詳しく説明する。第１図に示す如く、高圧タ
ービン１と低圧タービン６の管路１７と１８の中
途に汽水分離再熱装置２を配設し、低圧タービン
６に導かれる前に、過熱蒸気状態に変化させてい
る。該汽水分離再熱装置２は汽水分離装置３と第
一再熱装置４及び第２段再熱装置５とによつて構
成され、前記の第１段再熱装置４の加熱蒸気配管
２０に導く加熱蒸気は高圧タービン１の中途から
抽気した蒸気を用い、第２段再熱装置５の加熱蒸
気配管１９に導く加熱蒸気は原子炉からの主蒸気
管１５から分岐した蒸気を用いている。夫々の加
熱蒸気は複数の伝熱管群（図示せず）によつて構
成された管束３１，３２を介して、蒸気配管１７
を通じて導かれる被加熱蒸気と熱交換してリザー
ブタンク３３，７３に導入される。そしてこれら
リザーブタンク３３，７３から蒸気は弁３８，７
８を備えた蒸気配管３９，７９を通じて、凝縮し
たドレンは弁３５，７５を備えたドレン管３４，
７４を通じて、それぞれ給水加熱器１３，１４に
導かれている。また、前記加熱蒸気配管１９，２
０には弁７７，６７が設置されている。この様な
構成の汽水分離再熱装置においては、加熱蒸気の
凝縮を伴なう場合の再熱器伝熱管内部の流れは、
通常第４図に示すように、伝熱管の管長に対して
管入口端から管出口端に向かつてほぼ直線的に加
熱蒸気の乾き度ｘが減少し、逆に、伝熱管内部断
面積を凝縮液が占有する面積が増大する傾向にな
る。しかし、この蒸気相と凝縮液相との二相流の
流動様式は、気相側の流量と液相側の流量割合に
よつて、変化し第２図に示すような複雑なフロー
パターンマツプによつて流動様式が分類される。
第２図は横軸にGl／Gg・・ψ、縦軸にGg／で示 したもので、 Gg：蒸気流量 Gl：凝縮液流量 、ψは特性値で流体の物性値によつて変化す
る量であり、（Ft−lb）単位では次式で表わせる。
いて詳しく説明する。第１図に示す如く、高圧タ
ービン１と低圧タービン６の管路１７と１８の中
途に汽水分離再熱装置２を配設し、低圧タービン
６に導かれる前に、過熱蒸気状態に変化させてい
る。該汽水分離再熱装置２は汽水分離装置３と第
一再熱装置４及び第２段再熱装置５とによつて構
成され、前記の第１段再熱装置４の加熱蒸気配管
２０に導く加熱蒸気は高圧タービン１の中途から
抽気した蒸気を用い、第２段再熱装置５の加熱蒸
気配管１９に導く加熱蒸気は原子炉からの主蒸気
管１５から分岐した蒸気を用いている。夫々の加
熱蒸気は複数の伝熱管群（図示せず）によつて構
成された管束３１，３２を介して、蒸気配管１７
を通じて導かれる被加熱蒸気と熱交換してリザー
ブタンク３３，７３に導入される。そしてこれら
リザーブタンク３３，７３から蒸気は弁３８，７
８を備えた蒸気配管３９，７９を通じて、凝縮し
たドレンは弁３５，７５を備えたドレン管３４，
７４を通じて、それぞれ給水加熱器１３，１４に
導かれている。また、前記加熱蒸気配管１９，２
０には弁７７，６７が設置されている。この様な
構成の汽水分離再熱装置においては、加熱蒸気の
凝縮を伴なう場合の再熱器伝熱管内部の流れは、
通常第４図に示すように、伝熱管の管長に対して
管入口端から管出口端に向かつてほぼ直線的に加
熱蒸気の乾き度ｘが減少し、逆に、伝熱管内部断
面積を凝縮液が占有する面積が増大する傾向にな
る。しかし、この蒸気相と凝縮液相との二相流の
流動様式は、気相側の流量と液相側の流量割合に
よつて、変化し第２図に示すような複雑なフロー
パターンマツプによつて流動様式が分類される。
第２図は横軸にGl／Gg・・ψ、縦軸にGg／で示 したもので、 Gg：蒸気流量 Gl：凝縮液流量 、ψは特性値で流体の物性値によつて変化す
る量であり、（Ft−lb）単位では次式で表わせる。
＝〔（γg／0.075）（γl／62.3）〕1/2
ψ＝73／σ〔μl（62.3／γl）2〕1/3
γg：蒸気の比重量
γl：凝縮液の比重量
σ：表面張力
μl：凝縮液の粘性係数
この図から明らかなように、気相と液相の流量
によつて層状流、波状流、環状流、噴霧流、せん
状流、スラグ流、気泡流の７つの領域に分けられ
る。第３図に示した各フローパターンのスケツチ
図をみると明らかな如く、層状流、環状流、噴霧
流などは安定した流れ状態であるが、波状流、せ
ん状流、スラグ流は極めて不安定な流動様式で、
凝縮液の閉塞に伴なう水撃現象を起し、圧力変動
が大きい非定常な流れ現象や、過冷却現象の誘因
となる可能性が大きい。したがつて、汽水分離再
熱装置の伝熱管内部流れのような凝縮を伴なう二
相流れの安定性を確立し、凝縮液の過冷却による
伝熱管の熱応力、熱変形、流れの不安定を除去す
るためには、上記の安定なフローパターンを選定
する手段が最も有効である。そのためには、液相
側と気相側の流量を的確に検出、制御する手段が
必要になつてくる。本発明は、上述の如き気液二
相流の流れ現象をとらえたうえで、夫々の流量、
流量比、状態量などを情報量として検出し、適正
なフローパターンに修正する制御手段を提供する
ものである。
によつて層状流、波状流、環状流、噴霧流、せん
状流、スラグ流、気泡流の７つの領域に分けられ
る。第３図に示した各フローパターンのスケツチ
図をみると明らかな如く、層状流、環状流、噴霧
流などは安定した流れ状態であるが、波状流、せ
ん状流、スラグ流は極めて不安定な流動様式で、
凝縮液の閉塞に伴なう水撃現象を起し、圧力変動
が大きい非定常な流れ現象や、過冷却現象の誘因
となる可能性が大きい。したがつて、汽水分離再
熱装置の伝熱管内部流れのような凝縮を伴なう二
相流れの安定性を確立し、凝縮液の過冷却による
伝熱管の熱応力、熱変形、流れの不安定を除去す
るためには、上記の安定なフローパターンを選定
する手段が最も有効である。そのためには、液相
側と気相側の流量を的確に検出、制御する手段が
必要になつてくる。本発明は、上述の如き気液二
相流の流れ現象をとらえたうえで、夫々の流量、
流量比、状態量などを情報量として検出し、適正
なフローパターンに修正する制御手段を提供する
ものである。
第５図は本発明を適用した汽水分離再熱装置の
加熱蒸気量制御手段を示したもので、この図では
簡略化するために汽水分離再熱装置２は第１段の
再熱装置４のみで構成されているが、再熱装置が
複数段から構成される場合にでも勿論適用できる
制御技術である。第５図においても、高圧タービ
ン１からの排気蒸気は蒸気管１７を介して汽水分
離再熱装置２に流入し、該汽水分離再熱装置２は
汽水分離装置３、再熱装置４で構成された円胴形
のシエルになつている。汽水分離装置３で蒸気中
の湿分を分離、除去された蒸気は、再熱装置４に
流入し、複数の伝熱管群から成る管束３１の管外
を通過することによつて加熱側蒸気と熱交換を行
ない、過熱蒸気と状態変化して低圧タービン入口
管１８を経て、後続する低圧タービンへ導かれ
る。加熱蒸気管２０の再熱装置４入口部には、加
熱蒸気量制御弁６７が配置される。該加熱蒸気量
制御弁６７は、タービン負荷の変化に応じ、負荷
変化率演算器５５の制御信号を、再熱装置４の出
口の被加熱蒸気温度を設定する温度設定器５４に
入力する。該温度設定器５４から制御出力信号７
０と再熱装置４出口の被加熱蒸気温度を温度検出
器４８によつて検出した検出信号７１とを比較す
る比較器５３に入力される。該比較器５３では設
定温度と検出温度の差を比較して、比較器５３か
らの制御信号は前記の加熱蒸気制御弁６７の開度
設定手段４９に入力される。該制御弁開度設定手
段４９は可変温度演算器５０、可変流量演算器５
１、可変弁開度演算器５２によつて構成される。
前記比較器５３からの設定温度と検出温度との偏
差によつて、タービン出力に応じた被加熱蒸気温
度に修正するための温度量を演算する。次いで、
修正温度にするための加熱蒸気の修正量を該可変
流量演算器５１によつて演算する。さらに、前記
可変流量演算器５１からの加熱蒸気修正量を可変
弁開度演算器５２に入力することによつて、加熱
蒸気量制御弁６７の修正弁開度を決定し、可変弁
開度演算器５２からの制御信号６６を加熱蒸気量
制御弁６７に入力し、制御弁６７の開度修正を行
ない、適正加熱蒸気量が決定される。
加熱蒸気量制御手段を示したもので、この図では
簡略化するために汽水分離再熱装置２は第１段の
再熱装置４のみで構成されているが、再熱装置が
複数段から構成される場合にでも勿論適用できる
制御技術である。第５図においても、高圧タービ
ン１からの排気蒸気は蒸気管１７を介して汽水分
離再熱装置２に流入し、該汽水分離再熱装置２は
汽水分離装置３、再熱装置４で構成された円胴形
のシエルになつている。汽水分離装置３で蒸気中
の湿分を分離、除去された蒸気は、再熱装置４に
流入し、複数の伝熱管群から成る管束３１の管外
を通過することによつて加熱側蒸気と熱交換を行
ない、過熱蒸気と状態変化して低圧タービン入口
管１８を経て、後続する低圧タービンへ導かれ
る。加熱蒸気管２０の再熱装置４入口部には、加
熱蒸気量制御弁６７が配置される。該加熱蒸気量
制御弁６７は、タービン負荷の変化に応じ、負荷
変化率演算器５５の制御信号を、再熱装置４の出
口の被加熱蒸気温度を設定する温度設定器５４に
入力する。該温度設定器５４から制御出力信号７
０と再熱装置４出口の被加熱蒸気温度を温度検出
器４８によつて検出した検出信号７１とを比較す
る比較器５３に入力される。該比較器５３では設
定温度と検出温度の差を比較して、比較器５３か
らの制御信号は前記の加熱蒸気制御弁６７の開度
設定手段４９に入力される。該制御弁開度設定手
段４９は可変温度演算器５０、可変流量演算器５
１、可変弁開度演算器５２によつて構成される。
前記比較器５３からの設定温度と検出温度との偏
差によつて、タービン出力に応じた被加熱蒸気温
度に修正するための温度量を演算する。次いで、
修正温度にするための加熱蒸気の修正量を該可変
流量演算器５１によつて演算する。さらに、前記
可変流量演算器５１からの加熱蒸気修正量を可変
弁開度演算器５２に入力することによつて、加熱
蒸気量制御弁６７の修正弁開度を決定し、可変弁
開度演算器５２からの制御信号６６を加熱蒸気量
制御弁６７に入力し、制御弁６７の開度修正を行
ない、適正加熱蒸気量が決定される。
一方、前記汽水分離再熱装置２の再熱装置４の
加熱蒸気は、管束３１を構成する伝熱管の内部に
おいて、被加熱蒸気との熱交換によつて部分的に
凝縮し、伝熱管の出口では蒸気と凝縮液との二相
流となつてドレン管６８を経由してリザーブタン
ク３３に流入する。リザーブタンク３３の内部で
は、凝縮したドレン７３とベント蒸気７２とに分
離される。ベント蒸気７２はリザーブタンク３３
の上部蒸気室と接続したベント蒸気管３７を介し
て、ベント蒸気量制御弁３８へ導かれる。ベント
蒸気管３７の中途にはベント蒸気量を検出する流
量検出器４２が配置され、ベント蒸気量検出信号
４３は流量演算器５７に入力される。また、リザ
ーブタンク３３の下部のドレン７３はドレン管３
４を介して、ドレン量制御弁３５に導かれる。ド
レン管３４の中途にはドレン量を検出する流量検
出器４５が配置され、該流量検出器４５のドレン
量検出信号４６は流量演算器５７に入力される。
前記の流量演算器５７はベント蒸気量演算器５８
とドレン量演算器５９とから構成され、該流量演
算器５７の出力信号としてベント蒸気量及びドレ
ン量がフローパターン判定手段６０に入力され
る。このフローパターン判定手段６０はフローパ
ターン判定器６１とベント蒸気量修正器６２で構
成され、該フローパターン判定器６１では、前記
の流量演算器５７より入力されたベント蒸気量
Gg、ドレン量Glを用いてGl／Gg及び前記の特性
パラメータ、ψを決定し、（Gl／Gg）・・ψ
とGg／との相関性を表わす第２図に示したフ
ローパターンマツプから伝熱管内部の二相流の流
動様式を判定する。流動様式が第２図の斜線で示
した領域、即ち層状流、環状流、噴霧流の領域で
あればベント蒸気量の修正なしに運転可能とな
り、もし波状流、スラグ流、せん状流、気泡流な
どの不安定な流動現象を呈する領域であれば安定
な領域に移向させるようにベント蒸気量修正器６
２に制御信号を送り、該ベント蒸気量修正器６２
によつてベント蒸気量の修正量を決定し、該修正
器６２の制御信号６５をベント蒸気量制御弁３８
に与えて適正流量になるように制御弁３８の開度
調整を行なう。
加熱蒸気は、管束３１を構成する伝熱管の内部に
おいて、被加熱蒸気との熱交換によつて部分的に
凝縮し、伝熱管の出口では蒸気と凝縮液との二相
流となつてドレン管６８を経由してリザーブタン
ク３３に流入する。リザーブタンク３３の内部で
は、凝縮したドレン７３とベント蒸気７２とに分
離される。ベント蒸気７２はリザーブタンク３３
の上部蒸気室と接続したベント蒸気管３７を介し
て、ベント蒸気量制御弁３８へ導かれる。ベント
蒸気管３７の中途にはベント蒸気量を検出する流
量検出器４２が配置され、ベント蒸気量検出信号
４３は流量演算器５７に入力される。また、リザ
ーブタンク３３の下部のドレン７３はドレン管３
４を介して、ドレン量制御弁３５に導かれる。ド
レン管３４の中途にはドレン量を検出する流量検
出器４５が配置され、該流量検出器４５のドレン
量検出信号４６は流量演算器５７に入力される。
前記の流量演算器５７はベント蒸気量演算器５８
とドレン量演算器５９とから構成され、該流量演
算器５７の出力信号としてベント蒸気量及びドレ
ン量がフローパターン判定手段６０に入力され
る。このフローパターン判定手段６０はフローパ
ターン判定器６１とベント蒸気量修正器６２で構
成され、該フローパターン判定器６１では、前記
の流量演算器５７より入力されたベント蒸気量
Gg、ドレン量Glを用いてGl／Gg及び前記の特性
パラメータ、ψを決定し、（Gl／Gg）・・ψ
とGg／との相関性を表わす第２図に示したフ
ローパターンマツプから伝熱管内部の二相流の流
動様式を判定する。流動様式が第２図の斜線で示
した領域、即ち層状流、環状流、噴霧流の領域で
あればベント蒸気量の修正なしに運転可能とな
り、もし波状流、スラグ流、せん状流、気泡流な
どの不安定な流動現象を呈する領域であれば安定
な領域に移向させるようにベント蒸気量修正器６
２に制御信号を送り、該ベント蒸気量修正器６２
によつてベント蒸気量の修正量を決定し、該修正
器６２の制御信号６５をベント蒸気量制御弁３８
に与えて適正流量になるように制御弁３８の開度
調整を行なう。
また、実際の運転状態では、前述の負荷変化率
演算器５５、温度設定器５４、再熱装置出口温度
検出器４８による検出信号、制御信号によつて制
御される加熱蒸気量制御弁６７と前記のベント蒸
気量制御弁３８との開度調整に時間遅れが生ずる
可能性がある。したがつて、この場合にはベント
蒸気量制御弁３８単独での伝熱管内部流れの流動
様式を的確に制御することが難しくなる場合もあ
り得る。この不都合を回避、解消するために、負
荷変化に応じて作動する加熱蒸気量制御弁６７の
開度設定手段４９に組み込まれた可変流量演算器
５１からの制御信号６３を流量変化率演算器５６
に入力し、該流量変化率演算器５６から制御信号
６４を前記のベント蒸気量修正器６２に与えるこ
とによつてベント蒸気量制御弁３８と加熱蒸気量
制御弁６７との関連を予測して再熱装置４の運転
状態を最適条件に制御する手段を用いる。一方、
制御信号６４によつて、フローパターン判定手段
６０においては、修正したベント蒸気量で適正な
流動様式になつているか否かをフローパターン判
定器６１とベント蒸気量修正器６２で繰返し制御
（６１と６２とのFeed Back制御）が実施可能な
ことを特徴としている。
演算器５５、温度設定器５４、再熱装置出口温度
検出器４８による検出信号、制御信号によつて制
御される加熱蒸気量制御弁６７と前記のベント蒸
気量制御弁３８との開度調整に時間遅れが生ずる
可能性がある。したがつて、この場合にはベント
蒸気量制御弁３８単独での伝熱管内部流れの流動
様式を的確に制御することが難しくなる場合もあ
り得る。この不都合を回避、解消するために、負
荷変化に応じて作動する加熱蒸気量制御弁６７の
開度設定手段４９に組み込まれた可変流量演算器
５１からの制御信号６３を流量変化率演算器５６
に入力し、該流量変化率演算器５６から制御信号
６４を前記のベント蒸気量修正器６２に与えるこ
とによつてベント蒸気量制御弁３８と加熱蒸気量
制御弁６７との関連を予測して再熱装置４の運転
状態を最適条件に制御する手段を用いる。一方、
制御信号６４によつて、フローパターン判定手段
６０においては、修正したベント蒸気量で適正な
流動様式になつているか否かをフローパターン判
定器６１とベント蒸気量修正器６２で繰返し制御
（６１と６２とのFeed Back制御）が実施可能な
ことを特徴としている。
上述の制御方式において、負荷変動がない場合
には流量変化率演算器５６を用いる必要なく、負
荷変化率の大小によつて流量変化率演算器５６を
バイパスして直接ベント蒸気制御弁３８を制御す
る。したがつて負荷が定常な場合には、再熱装置
４内の伝熱性能、被加熱側蒸気の状態変化（例え
ば、入口湿り度の変化など）などに対応して伝熱
管内部流れを安定な流動様式に維持する制御が可
能となる。
には流量変化率演算器５６を用いる必要なく、負
荷変化率の大小によつて流量変化率演算器５６を
バイパスして直接ベント蒸気制御弁３８を制御す
る。したがつて負荷が定常な場合には、再熱装置
４内の伝熱性能、被加熱側蒸気の状態変化（例え
ば、入口湿り度の変化など）などに対応して伝熱
管内部流れを安定な流動様式に維持する制御が可
能となる。
第６図と第７図には再熱装置の加熱蒸気量及び
ベント蒸気量を制御しない場合と本発明を適用し
て制御した場合との再熱装置の被加熱側蒸気温
度、ベント蒸気量、凝縮液量の負荷変化に対する
変化具合を比較したものである。従来のように、
加熱蒸気量を制御しない場合には、凝縮液量Glと
ベント蒸気量Ggとの関係は再熱装置の伝熱性能
により一義的に決められ、Gl／Ggの割合は負荷
上昇とともに増加する傾向となり、流動様式が不
安定になり易く、さらに被加熱側の蒸気温度Ｔの
変化も大きくなる。しかし、本発明の如き制御を
実施すれば、低負荷側において被加熱蒸気の加熱
に関与しない加熱蒸気を最少限に抑えることがで
き、プラント熱効率向上に大幅に寄与することが
可能であるとともに、凝縮液量Gl′とベント蒸気
量Gg′の割合も負荷変化に対して大幅に変ること
がないので再熱装置４の管束３１内部流動の安定
化を図り得る。また、第５図に示したようにベン
ト蒸気は制御弁３８、蒸気管３９を介して後続す
る給水加熱器（図示せず）に導かれるが、タービ
ン内部からの抽気蒸気だけで給水を加熱するサイ
クルに比べ、プラントの熱効率を向上させること
が可能である。
ベント蒸気量を制御しない場合と本発明を適用し
て制御した場合との再熱装置の被加熱側蒸気温
度、ベント蒸気量、凝縮液量の負荷変化に対する
変化具合を比較したものである。従来のように、
加熱蒸気量を制御しない場合には、凝縮液量Glと
ベント蒸気量Ggとの関係は再熱装置の伝熱性能
により一義的に決められ、Gl／Ggの割合は負荷
上昇とともに増加する傾向となり、流動様式が不
安定になり易く、さらに被加熱側の蒸気温度Ｔの
変化も大きくなる。しかし、本発明の如き制御を
実施すれば、低負荷側において被加熱蒸気の加熱
に関与しない加熱蒸気を最少限に抑えることがで
き、プラント熱効率向上に大幅に寄与することが
可能であるとともに、凝縮液量Gl′とベント蒸気
量Gg′の割合も負荷変化に対して大幅に変ること
がないので再熱装置４の管束３１内部流動の安定
化を図り得る。また、第５図に示したようにベン
ト蒸気は制御弁３８、蒸気管３９を介して後続す
る給水加熱器（図示せず）に導かれるが、タービ
ン内部からの抽気蒸気だけで給水を加熱するサイ
クルに比べ、プラントの熱効率を向上させること
が可能である。
以上、本発明について実施例を具体的に説明し
たが、本発明によつて得られる効果を示すと次の
ようになる。
たが、本発明によつて得られる効果を示すと次の
ようになる。
(1) 再熱装置の伝熱管内部における気相二相流の
流動不安定性を解消し、凝縮液の過冷却に伴な
う不具合を防止する信頼性の高い汽水分離再熱
装置の制御方法並びに制御装置が実現出来る。
流動不安定性を解消し、凝縮液の過冷却に伴な
う不具合を防止する信頼性の高い汽水分離再熱
装置の制御方法並びに制御装置が実現出来る。
第１図は、本発明の対象となる汽水分離再熱装
置を備えた原子力発電プラントのサイクル構成
図、第２図は伝熱管内部におけるフローパターン
を判定するマツプ図、第３図はフローパターンを
表わす模式的図、第４図は凝縮を伴なう場合の加
熱蒸気湿り度変化を示す図、第５図は本発明を適
用した汽水分離再熱装置の制御装置を示す制御系
統図、第６図及び第７図は本発明を適用した場合
の蒸気量、凝縮液量の負荷に対する変化を表わし
た図である。 ２……汽水分離再熱器、３……汽水分離装置、
４……再熱装置、４８……温度検出器、３１……
伝熱管管束、３８……ベント蒸気量制御弁、４９
……制御弁開度設定手段、５０……可変温度演算
器、５１……可変流量演算器、５２……可変弁開
度演算器、５３……比較器、５４……温度設定
器、５５……負荷変化率演算器、５６……流量変
化率演算器、５７……流量演算器、５８……ベン
ト蒸気演算器、５９……ドレン量演算器、６０…
…フローパターン判定手段、６１……フローパタ
ーン判定器、６２……ベント蒸気量修正器、６７
……加熱蒸気量制御弁。
置を備えた原子力発電プラントのサイクル構成
図、第２図は伝熱管内部におけるフローパターン
を判定するマツプ図、第３図はフローパターンを
表わす模式的図、第４図は凝縮を伴なう場合の加
熱蒸気湿り度変化を示す図、第５図は本発明を適
用した汽水分離再熱装置の制御装置を示す制御系
統図、第６図及び第７図は本発明を適用した場合
の蒸気量、凝縮液量の負荷に対する変化を表わし
た図である。 ２……汽水分離再熱器、３……汽水分離装置、
４……再熱装置、４８……温度検出器、３１……
伝熱管管束、３８……ベント蒸気量制御弁、４９
……制御弁開度設定手段、５０……可変温度演算
器、５１……可変流量演算器、５２……可変弁開
度演算器、５３……比較器、５４……温度設定
器、５５……負荷変化率演算器、５６……流量変
化率演算器、５７……流量演算器、５８……ベン
ト蒸気演算器、５９……ドレン量演算器、６０…
…フローパターン判定手段、６１……フローパタ
ーン判定器、６２……ベント蒸気量修正器、６７
……加熱蒸気量制御弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 再熱器を備えた汽水分離再熱装置の制御方法
において、加熱流体が前記再熱器を経て状態変化
した蒸気並びにドレンの流量をそれぞれ検出し、
これらの流量から前記再熱器の伝熱管を流下する
加熱流体の気液２相流の流動状況を演算により推
定し、該推定結果に基づいて前記再熱器の伝熱管
を流下するベント蒸気量を制御するようにした事
を特徴とする汽水分離再熱装置の制御方法。 ２ 再熱器を備えた汽水分離再熱装置の制御装置
において、前記再熱器を経た加熱流体である蒸気
及びドレンを導出させる蒸気配管並びにドレン配
管にそれぞれ流量検出器を設け、該流量検出器か
らの検出値に基づいて前記再熱器の伝熱管を流下
する加熱流体の気液２相流の流動状況を演算する
フローパターン演算装置を設け、該演算装置の演
算結果に基づいて前記蒸気配管に設置された制御
弁の開度を制御する流量制御装置を設けたことを
特徴とする汽水分離再熱装置の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9984581A JPS582403A (ja) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | 汽水分離再熱装置の制御方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9984581A JPS582403A (ja) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | 汽水分離再熱装置の制御方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS582403A JPS582403A (ja) | 1983-01-08 |
| JPS637244B2 true JPS637244B2 (ja) | 1988-02-16 |
Family
ID=14258135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9984581A Granted JPS582403A (ja) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | 汽水分離再熱装置の制御方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS582403A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003344363A (ja) * | 2002-05-30 | 2003-12-03 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 気液二相流のフローパターン判別方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58158305A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蒸気タ−ビンの温度制御方法 |
| JP2008175072A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 湿分分離加熱器のドレン処理装置 |
| JP5292347B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2013-09-18 | 株式会社日立製作所 | 発電プラント、および発電プラントの運用方法 |
| CN110388239B (zh) * | 2019-07-23 | 2022-01-04 | 岭澳核电有限公司 | 核电站汽水分离再热器系统 |
| CN114233423B (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-13 | 山东核电有限公司 | 核电厂供热装置控制系统及方法 |
-
1981
- 1981-06-26 JP JP9984581A patent/JPS582403A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003344363A (ja) * | 2002-05-30 | 2003-12-03 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 気液二相流のフローパターン判別方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS582403A (ja) | 1983-01-08 |
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