JP2024067252A - Control method and control device - Google Patents

Abstract

【課題】急激な負荷上昇や電力供給量の急激な低下に対応して、急速に原子力発電プラントの発電電力を増加させることができる、原子力発電プラントの制御方法を提供する。【解決手段】制御方法は、原子力発電プラントから供給する電力の低下又は負荷の増加に応じて、発電電力を一時的に増加させる負荷応答運転を行うか否かを判定するステップと、負荷応答運転を行うと判定すると、蒸気タービンから抽気する蒸気の抽気量を低下させるステップと、負荷応答運転を行うと判定すると、外部電源を起動するステップと、外部電源を前記電力系統に接続する接続タイミングを判定するステップと、接続タイミングが到来すると外部電源を前記電力系統に接続するステップと、抽気量を戻すタイミングを判定するステップと、戻すタイミングが到来すると、原子炉の出力が規定値よりも上昇しないように前記抽気量を戻すステップと、を有する。【選択図】図１[Problem] To provide a control method for a nuclear power plant that can rapidly increase the power generation of the nuclear power plant in response to a sudden load increase or a sudden drop in the power supply amount. [Solution] The control method includes the steps of: determining whether or not to perform a load response operation for temporarily increasing the power generation amount in response to a drop in the power supplied from the nuclear power plant or an increase in the load; reducing the amount of steam extracted from the steam turbine when it is determined that the load response operation is to be performed; starting up an external power source when it is determined that the load response operation is to be performed; determining a connection timing for connecting the external power source to the power system; connecting the external power source to the power system when the connection timing arrives; determining the timing to return the amount of extracted air; and returning the amount of extracted air when the return timing arrives so that the output of the nuclear reactor does not rise above a specified value. [Selected Figure] Figure 1

Description

本開示は、制御方法及び制御装置に関する。 This disclosure relates to a control method and a control device.

近年、全発電電力量に占める再生可能エネルギーの割合は増加しており、電力系統の周波数の不安定化が避けられない状況となっている。例えば、発電システムにおいて、急激な負荷上昇や電力供給量の低下が生じた場合、発電システムからの電力供給が直ぐには追い付かないため、一時的に系統周波数が低下する。系統周波数が低下すると、発電システム側に急激な出力増加要求がなされる。この出力増加要求に対する、負荷等の変動直後の短期的な負荷応答のことをプライマリレスポンスと呼び、その状態を維持する負荷応答のことをセカンダリレスポンスと呼ぶ。一般に原子力発電プラントは急激な出力変動に対応する機能を有しておらず、これまでは、火力発電所がプライマリレスポンス及びセカンダリレスポンスを担ってきた。従って、全発電電力量に占める火力発電の割合を一定以上下げることができず、社会の脱炭素化に限界が生じている。 In recent years, the proportion of renewable energy in total power generation has been increasing, making it inevitable that the frequency of the power grid will become unstable. For example, in a power generation system, if a sudden load increase or a decrease in power supply occurs, the power supply from the power generation system cannot immediately keep up, and the system frequency will temporarily drop. When the system frequency drops, a sudden increase in output is requested from the power generation system. The short-term load response to this output increase request immediately after the load fluctuation is called the primary response, and the load response that maintains that state is called the secondary response. Generally, nuclear power plants do not have the ability to respond to sudden output fluctuations, and thermal power plants have been responsible for the primary and secondary responses up until now. Therefore, the proportion of thermal power generation in total power generation cannot be reduced beyond a certain level, and there are limits to the decarbonization of society.

特許文献１には、ボイラや原子炉等の蒸気発生源で発生した高温高圧の蒸気で蒸気タービンを駆動して発電を行う汽力プラントにおいて、脱気器へ供給する復水の流量を急減させることで、蒸気タービンからの抽気蒸気を減らし、その分、蒸気タービンの出力を上昇させる復水絞り運転が開示されている。しかし、復水絞り運転による出力上昇は一時的なものであって、その状態を維持することができない。また、原子力発電プラントは火力発電所と違い、原子炉の定格出力を超えて運転することができないという制限があるため、原子炉出力を上昇させて蒸気タービンへ供給する蒸気量を増大させることにより、復水絞り運転によって一時的に増大した出力が低下した後の出力を補うことができない。 Patent Document 1 discloses a condensate throttling operation in which, in a steam power plant that generates power by driving a steam turbine with high-temperature, high-pressure steam generated in a steam generation source such as a boiler or a nuclear reactor, the flow rate of condensate supplied to a deaerator is suddenly reduced to reduce the amount of extracted steam from the steam turbine and increase the output of the steam turbine accordingly. However, the increase in output due to the condensate throttling operation is temporary, and this state cannot be sustained. In addition, unlike thermal power plants, nuclear power plants are restricted from operating beyond the rated output of the reactor, and therefore cannot compensate for the output after the output temporarily increased by the condensate throttling operation has decreased by increasing the reactor output and increasing the amount of steam supplied to the steam turbine.

特開２０２０－１３４０５４号公報JP 2020-134054 A

原子力発電プラントにおいても、急激な負荷上昇や電力供給量の急激な低下に対応して、急速に発電電力を増加させる運転を行うことが求められている。 Nuclear power plants are also required to operate in a way that rapidly increases the amount of power generated in response to a sudden increase in load or a sudden drop in the amount of power supply.

本開示は、上記課題を解決することができる制御方法及び制御装置を提供する。 This disclosure provides a control method and a control device that can solve the above problems.

本開示の制御方法は、原子炉と、前記原子炉により直接発生させた蒸気又は前記原子炉の熱との熱交換により間接的に発生させた蒸気により駆動する蒸気タービンと、を備え、前記蒸気タービンの駆動により発電した発電電力を電力系統へ供給する原子力発電プラントの制御方法であって、前記原子力発電プラントから供給する電力の低下又は負荷の増加に応じて、前記発電電力を一時的に増加させる負荷応答運転を行うか否かを判定するステップと、前記負荷応答運転を行うと判定すると、前記蒸気タービンから抽気する蒸気の抽気量を低下させるステップと、前記負荷応答運転を行うと判定すると、外部電源を起動するステップと、前記外部電源を前記電力系統に接続するタイミングを判定するステップと、前記接続するタイミングが到来すると、前記外部電源を前記電力系統に接続するステップと、前記抽気量を戻すタイミングを判定するステップと、前記抽気量を戻すタイミングが到来すると、前記原子炉の出力が規定値よりも上昇しないように前記抽気量を戻すステップと、を有する。 The control method disclosed herein is a control method for a nuclear power plant that includes a nuclear reactor and a steam turbine driven by steam generated directly by the nuclear reactor or steam generated indirectly by heat exchange with the heat of the nuclear reactor, and supplies the generated power generated by driving the steam turbine to a power system, and includes the steps of: determining whether to perform a load response operation in which the generated power is temporarily increased in response to a decrease in the power supplied from the nuclear power plant or an increase in the load; reducing the amount of steam extracted from the steam turbine when it is determined that the load response operation is to be performed; starting an external power source when it is determined that the load response operation is to be performed; determining the timing to connect the external power source to the power system; connecting the external power source to the power system when the connection timing arrives; determining the timing to return the amount of extracted air; and returning the amount of extracted air when the timing to return the amount of extracted air arrives so that the output of the nuclear reactor does not rise above a specified value.

本開示の制御装置は、原子炉と、前記原子炉により直接発生させた蒸気又は前記原子炉の熱との熱交換により間接的に発生させた蒸気により駆動する蒸気タービンと、を備え、前記蒸気タービンの駆動により発電した発電電力を電力系統へ供給する原子力発電プラントの制御装置であって、前記原子力発電プラントから供給する電力の低下又は負荷の増加に応じて、前記発電電力を一時的に増加させる負荷応答運転を行うか否かを判定する手段と、前記負荷応答運転を行うと判定すると、前記蒸気タービンから抽気する蒸気の抽気量を低下させる手段と、前記負荷応答運転を行うとの判定に基づいて起動された外部電源を前記電力系統に接続するタイミングを判定する手段と、前記抽気量を戻すタイミングを判定する手段と、前記抽気量を戻すタイミングが到来すると、前記原子炉の出力が規定値よりも上昇しないように前記抽気量を戻す手段と、を有する。 The control device disclosed herein is a control device for a nuclear power plant that includes a nuclear reactor and a steam turbine driven by steam generated directly by the reactor or steam generated indirectly by heat exchange with the heat of the reactor, and supplies the generated power generated by driving the steam turbine to a power system. The control device has a means for determining whether to perform a load response operation to temporarily increase the generated power in response to a decrease in the power supplied from the nuclear power plant or an increase in the load, a means for reducing the amount of steam extracted from the steam turbine when it is determined that the load response operation is to be performed, a means for determining the timing to connect an external power source activated based on the determination that the load response operation is to be performed to the power system, a means for determining the timing to return the amount of extracted steam, and a means for returning the amount of extracted steam when the timing to return the amount of extracted steam arrives so that the output of the nuclear reactor does not rise above a specified value.

上述の制御方法及び制御装置によれば、急激な負荷上昇や電力供給量の急激な低下に対応して、急速に原子力発電プラントの発電電力を増加させることができる。 The above-mentioned control method and control device can rapidly increase the power generation of a nuclear power plant in response to a sudden increase in load or a sudden decrease in the power supply.

実施形態に係る原子力発電プラントの一例を示す系統図である。1 is a system diagram illustrating an example of a nuclear power plant according to an embodiment. 実施形態の負荷応答運転に関する系統周波数および出力の経時的変化の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of changes over time in a system frequency and an output regarding a load response operation of the embodiment. 実施形態に係る負荷応答運転の制御について説明する図である。4 is a diagram illustrating control of a load response operation according to the embodiment. FIG. 実施形態に係る負荷応答運転の制御の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an example of control of a load responsive operation according to the embodiment. 実施形態に係る原子力発電プラントの他の例を示す系統図である。FIG. 2 is a system diagram showing another example of a nuclear power plant according to an embodiment.

＜実施形態＞
以下、本開示の負荷応答制御について図面を参照して説明する。
（構成）
図１は、実施形態に係る原子力発電プラントの一例を示す系統図である。
本実施形態の原子力発電プラント１は、原子炉１０と、蒸気発生器１２と、蒸気タービン２０と、発電機５０と、外部電源７０と、制御装置１００等を備える。原子炉１０と蒸気発生器１２は、一次冷却水を循環させる流路１１によって接続され、この流路１１を、原子炉１０を冷却する一次冷却水が循環する。蒸気発生器１２は、流路１１を循環する一次冷却水と、蒸気タービン２０を流通する二次冷却水（復水）とを熱交換させて、二次冷却水を加熱し、蒸気を発生させる。 <Embodiment>
Hereinafter, the load response control of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
(composition)
FIG. 1 is a system diagram showing an example of a nuclear power plant according to an embodiment.
The nuclear power plant 1 of this embodiment includes a nuclear reactor 10, a steam generator 12, a steam turbine 20, a generator 50, an external power source 70, a control device 100, etc. The nuclear reactor 10 and the steam generator 12 are connected by a flow path 11 that circulates primary cooling water, and the primary cooling water that cools the nuclear reactor 10 circulates through this flow path 11. The steam generator 12 exchanges heat between the primary cooling water circulating through the flow path 11 and secondary cooling water (condensate) flowing through the steam turbine 20, heating the secondary cooling water and generating steam.

蒸気タービン２０は、高圧蒸気タービン２１と、主蒸気止め弁２２と、蒸気加減弁２３と、湿分分離器２４と、湿分分離加熱器２５，２６と、低圧蒸気タービン２７と、再熱蒸気止め弁２８と、インターセット弁２９と、復水器３０と、復水ポンプ３１と、脱気器水位制御弁３２と、低圧第１給水加熱器３３と、低圧第２給水加熱器３４と、低圧第３給水加熱器３５と、低圧第４給水加熱器３６と、脱気器３７と、主給水ポンプ３８と、給水ブースターポンプ３９と、高圧第６給水加熱器３Ａと、を備える。 The steam turbine 20 includes a high-pressure steam turbine 21, a main steam stop valve 22, a steam control valve 23, a moisture separator 24, moisture separator heaters 25, 26, a low-pressure steam turbine 27, a reheat steam stop valve 28, an interset valve 29, a condenser 30, a condensate pump 31, a deaerator water level control valve 32, a low-pressure first feedwater heater 33, a low-pressure second feedwater heater 34, a low-pressure third feedwater heater 35, a low-pressure fourth feedwater heater 36, a deaerator 37, a main feedwater pump 38, a feedwater booster pump 39, and a high-pressure sixth feedwater heater 3A.

蒸気発生器１２と高圧蒸気タービン２１とは、主蒸気管Ｌ１を介して接続されている。蒸気発生器１２が発生させた蒸気は、蒸気管Ｌ１を通じて高圧蒸気タービン２１へ供給される。主蒸気管Ｌ１には、主蒸気止め弁２２と、蒸気加減弁２３とが設けられている。主蒸気止め弁２２を閉にすることで、蒸気発生器１２から高圧蒸気タービン２１への蒸気の供給が遮断される。蒸気加減弁２３の開度を調整することにより、蒸気発生器１２から高圧蒸気タービン２１へ供給される蒸気の流量が制御される。 The steam generator 12 and the high-pressure steam turbine 21 are connected via a main steam pipe L1. The steam generated by the steam generator 12 is supplied to the high-pressure steam turbine 21 through the steam pipe L1. The main steam pipe L1 is provided with a main steam stop valve 22 and a steam control valve 23. By closing the main steam stop valve 22, the supply of steam from the steam generator 12 to the high-pressure steam turbine 21 is cut off. By adjusting the opening of the steam control valve 23, the flow rate of steam supplied from the steam generator 12 to the high-pressure steam turbine 21 is controlled.

高圧蒸気タービン２１の出口側と湿分分離器２４は、蒸気管Ｌ２を介して接続される。湿分分離器２４は、高圧蒸気タービン２１が排気した蒸気に含まれる湿分を分離する。分離後の蒸気は湿分分離加熱器２５へ供給され、分離された水分はドレン管Ｌ２１を介して脱気器３７へ供給される。湿分分離加熱器２５は、蒸気管Ｌ３を介して高圧蒸気タービン２１と接続されている。湿分分離加熱器２５では、高圧蒸気タービン２１から蒸気管Ｌ３を通じて供給される蒸気によって、湿分分離器２４から供給される蒸気が再加熱されるとともに湿分が分離される。分離された水分や湿分分離加熱器２５での熱交換によって冷却され凝縮した水分はドレン管Ｌ２２を介して高圧第６給水加熱器３Ａへ供給される。湿分分離加熱器２５にて湿分の分離と加熱が行われた後の蒸気は、湿分分離加熱器２６へ供給される。湿分分離加熱器２６は、蒸気管Ｌ４を介して蒸気発生器１２と接続されている。湿分分離加熱器２６では、蒸気管Ｌ４を通じて供給される蒸気によって湿分分離加熱器２５から供給される蒸気が加熱されるとともに湿分が分離される。分離された水分や湿分分離加熱器２６での熱交換によって冷却され凝縮した水分はドレン管Ｌ２３を介して高圧第６給水加熱器３Ａへ供給される。 The outlet side of the high-pressure steam turbine 21 and the moisture separator 24 are connected via a steam pipe L2. The moisture separator 24 separates moisture contained in the steam exhausted by the high-pressure steam turbine 21. The steam after separation is supplied to the moisture separator heater 25, and the separated moisture is supplied to the deaerator 37 via a drain pipe L21. The moisture separator heater 25 is connected to the high-pressure steam turbine 21 via a steam pipe L3. In the moisture separator heater 25, the steam supplied from the moisture separator 24 is reheated and moisture is separated by the steam supplied from the high-pressure steam turbine 21 through the steam pipe L3. The separated moisture and the moisture cooled and condensed by heat exchange in the moisture separator heater 25 are supplied to the high-pressure sixth feed water heater 3A via a drain pipe L22. The steam after moisture separation and heating in the moisture separator heater 25 is supplied to the moisture separator heater 26. The moisture separator heater 26 is connected to the steam generator 12 via a steam pipe L4. In the moisture separator heater 26, the steam supplied from the moisture separator heater 25 is heated by the steam supplied through the steam pipe L4, and moisture is separated. The separated moisture and the moisture cooled and condensed by heat exchange in the moisture separator heater 26 are supplied to the high-pressure sixth feed water heater 3A through the drain pipe L23.

湿分分離加熱器２６にて湿分分離と加熱が行われた後の蒸気は、蒸気管Ｌ５を介して低圧蒸気タービン２７へ供給される。蒸気管Ｌ５には、再熱蒸気止め弁２８と、インターセット弁２９が設けられている。再熱蒸気止め弁２８を閉にすることで、低圧蒸気タービン２７への蒸気の供給が遮断される。インターセット弁２９の開度を調整することにより、低圧蒸気タービン２７へ供給される蒸気の流量が制御される。低圧蒸気タービン２７は、発電機５０と連結されている。低圧蒸気タービン２７は、湿分分離加熱器２６から供給された蒸気によって回転駆動され、発電機５０を駆動する。発電機５０の駆動により発電した電力は電力系統６０へ供給される。電力系統６０には、系統周波数を計測する周波数計６１が設けられている。 The steam after moisture separation and heating in the moisture separator heater 26 is supplied to the low-pressure steam turbine 27 via the steam pipe L5. The steam pipe L5 is provided with a reheat steam stop valve 28 and an interset valve 29. Closing the reheat steam stop valve 28 cuts off the supply of steam to the low-pressure steam turbine 27. The flow rate of steam supplied to the low-pressure steam turbine 27 is controlled by adjusting the opening of the interset valve 29. The low-pressure steam turbine 27 is connected to a generator 50. The low-pressure steam turbine 27 is driven to rotate by the steam supplied from the moisture separator heater 26, and drives the generator 50. The electricity generated by driving the generator 50 is supplied to the power system 60. The power system 60 is provided with a frequency meter 61 that measures the system frequency.

低圧蒸気タービン２７の回転駆動に用いられた蒸気は復水器３０へ供給される。復水器３０は、低圧蒸気タービン２７から排出された蒸気を水に戻す。復水器３０と蒸気発生器１２とは、復水ラインＬ６によって接続されている。復水ラインＬ６には、復水ポンプ３１、脱気器水位制御弁３２、低圧第１給水加熱器３３、低圧第２給水加熱器３４、低圧第３給水加熱器３５、低圧第４給水加熱器３６、脱気器３７、主給水ポンプ３８、給水ブースターポンプ３９、高圧第６給水加熱器３Ａが、復水器３０から蒸気発生器１２へ向けてこの順で設けられている。復水器３０で生成された復水は、復水ポンプ３１によって、低圧第１給水加熱器３３、低圧第２給水加熱器３４、低圧第３給水加熱器３５、低圧第４給水加熱器３６へ順に送出される。低圧第１給水加熱器３３は抽気管Ｌ７を介して低圧蒸気タービン２７と接続されている。低圧第１給水加熱器３３に送出された復水は、抽気管Ｌ７を通じて供給される抽気蒸気によって加熱される。低圧第１給水加熱器３３で加熱された復水は、低圧第２給水加熱器３４へ供給される。低圧第２給水加熱器３４は抽気管Ｌ８を介して低圧蒸気タービン２７と接続されている。低圧第２給水加熱器３４に送出された復水は、抽気管Ｌ８を通じて供給される抽気蒸気によって加熱され、低圧第３給水加熱器３５へ供給される。同様に、低圧第３給水加熱器３５と低圧第４給水加熱器３６はそれぞれ抽気管Ｌ９，Ｌ１０を介して低圧蒸気タービン２７と接続されており、低圧第３給水加熱器３５と低圧第４給水加熱器３６に送出された復水は、それぞれ抽気管Ｌ９，Ｌ１０を通じて供給される抽気蒸気によって加熱される。低圧第２給水加熱器３４で加熱された復水は、低圧第３給水加熱器３５へ供給され、低圧第３給水加熱器３５で加熱された復水は、低圧第４給水加熱器３６へ供給される。低圧第４給水加熱器３６で加熱された復水は、脱気器３７へ供給される。 The steam used to drive the low-pressure steam turbine 27 is supplied to the condenser 30. The condenser 30 converts the steam discharged from the low-pressure steam turbine 27 back into water. The condenser 30 and the steam generator 12 are connected by a condensate line L6. The condensate line L6 is provided with a condensate pump 31, a deaerator water level control valve 32, a low-pressure first feedwater heater 33, a low-pressure second feedwater heater 34, a low-pressure third feedwater heater 35, a low-pressure fourth feedwater heater 36, a deaerator 37, a main feedwater pump 38, a feedwater booster pump 39, and a high-pressure sixth feedwater heater 3A, in this order, from the condenser 30 to the steam generator 12. The condensate generated by the condenser 30 is sent by the condensate pump 31 to the low-pressure first feedwater heater 33, the low-pressure second feedwater heater 34, the low-pressure third feedwater heater 35, and the low-pressure fourth feedwater heater 36 in this order. The low-pressure first feedwater heater 33 is connected to the low-pressure steam turbine 27 via an extraction pipe L7. The condensate sent to the low-pressure first feedwater heater 33 is heated by the extraction steam supplied through the extraction pipe L7. The condensate heated by the low-pressure first feedwater heater 33 is supplied to the low-pressure second feedwater heater 34. The low-pressure second feedwater heater 34 is connected to the low-pressure steam turbine 27 via an extraction pipe L8. The condensate sent to the low-pressure second feedwater heater 34 is heated by the extraction steam supplied through the extraction pipe L8, and supplied to the low-pressure third feedwater heater 35. Similarly, the low-pressure third feedwater heater 35 and the low-pressure fourth feedwater heater 36 are connected to the low-pressure steam turbine 27 via the extraction pipes L9 and L10, respectively, and the condensate sent to the low-pressure third feedwater heater 35 and the low-pressure fourth feedwater heater 36 is heated by the extraction steam supplied through the extraction pipes L9 and L10, respectively. The condensate heated by the low-pressure second feedwater heater 34 is supplied to the low-pressure third feedwater heater 35, and the condensate heated by the low-pressure third feedwater heater 35 is supplied to the low-pressure fourth feedwater heater 36. The condensate heated by the low-pressure fourth feedwater heater 36 is supplied to the deaerator 37.

脱気器３７は、高圧蒸気タービン２１と抽気管Ｌ１１を介して接続されている。脱気器３７では、ドレン管Ｌ２１を介して脱気器３７へ供給された水分と、低圧第４給水加熱器３６から供給された復水とを抽気管Ｌ１１を通じて供給された抽気蒸気によって加熱し、脱気する。脱気された復水は、脱気器３７にて貯留される。脱気器水位制御弁３２は、脱気器３７にて貯留される復水の水位を調整する。脱気器水位制御弁３２は、例えば、空気作動弁であり、急閉することができる。また、脱気器３７には、貯留される水位を計測する水位計３７１が設けられている。 The deaerator 37 is connected to the high-pressure steam turbine 21 via an extraction pipe L11. In the deaerator 37, the moisture supplied to the deaerator 37 via the drain pipe L21 and the condensate supplied from the low-pressure fourth feed water heater 36 are heated and deaerated by the extraction steam supplied through the extraction pipe L11. The deaerator 37 stores the deaerator 37. The deaerator water level control valve 32 adjusts the water level of the condensate stored in the deaerator 37. The deaerator water level control valve 32 is, for example, an air-operated valve, and can be quickly closed. The deaerator 37 is also provided with a water level gauge 371 that measures the stored water level.

脱気器３７と蒸気発生器１２の間には、復水流れ方向の上流側から順に、主給水ポンプ３８、給水ブースターポンプ３９、高圧第６給水加熱器３Ａが設置されている。主給水ポンプ３８と給水ブースターポンプ３９は、脱気器３７からの復水を、高圧第６給水加熱器３Ａを介して蒸気発生器１２へ送出する。高圧第６給水加熱器３Ａは、抽気管Ｌ１２を介して高圧蒸気タービン２１と接続されている。高圧第６給水加熱器３Ａは、ドレン管Ｌ２２、Ｌ２３を介して供給された水分と脱気器３７から供給された復水とを、抽気管Ｌ１２を通じて供給された抽気蒸気によって加熱する。加熱後の復水（上述した二次冷却水）は、蒸気発生器で一次冷却水と熱交換することで加熱され蒸気となる。蒸気となった復水は、これまでに説明した経路を経て循環し、発電機５０を駆動する。 Between the deaerator 37 and the steam generator 12, in order from the upstream side in the condensate flow direction, the main feedwater pump 38, the feedwater booster pump 39, and the high-pressure sixth feedwater heater 3A are installed. The main feedwater pump 38 and the feedwater booster pump 39 send the condensate from the deaerator 37 to the steam generator 12 via the high-pressure sixth feedwater heater 3A. The high-pressure sixth feedwater heater 3A is connected to the high-pressure steam turbine 21 via the extraction pipe L12. The high-pressure sixth feedwater heater 3A heats the moisture supplied via the drain pipes L22 and L23 and the condensate supplied from the deaerator 37 with the extraction steam supplied via the extraction pipe L12. The heated condensate (the above-mentioned secondary cooling water) is heated and becomes steam by heat exchange with the primary cooling water in the steam generator. The condensate that has become steam circulates via the path described above to drive the generator 50.

外部電源７０は、原子力発電プラント１に外部からの電力供給が停止したときに発電を行う、例えば、同期式のディーゼル発電機である。原子力発電プラント１では、非常時に安全系設備を動作させるための電源として、非常用のディーゼル発電機が、冗長性を考慮して複数台設けられている。これらのディーゼル発電機は大容量であり、普段は使用されていない。本実施形態では、これらの非常用電源を外部電源７０として活用する。外部電源７０は、非常時に原子力発電プラント１の安全系設備に電力を供給するだけでなく、遮断器７２を閉じることにより、電源線７１を介して電力系統６０に接続（併入）することができるように構成されている。 The external power source 70 is, for example, a synchronous diesel generator that generates power when the power supply from outside to the nuclear power plant 1 is stopped. In the nuclear power plant 1, multiple emergency diesel generators are provided as power sources for operating the safety system equipment in an emergency, taking redundancy into consideration. These diesel generators have a large capacity and are not normally used. In this embodiment, these emergency power sources are utilized as the external power source 70. The external power source 70 is configured not only to supply power to the safety system equipment of the nuclear power plant 1 in an emergency, but also to be connected (concurrently added) to the power grid 60 via the power line 71 by closing the circuit breaker 72.

制御装置１００は、原子力発電プラント１を制御する。例えば、主蒸気止め弁２２、蒸気加減弁２３、再熱蒸気止め弁２８と、インターセット弁２９、脱気器水位制御弁３２、復水ポンプ３１、主給水ポンプ３８、給水ブースターポンプ３９は制御装置１００と接続されており、制御装置１００によって制御される。制御装置１００は、データ取得部１０１と、判定部１０２と、制御部１０３と、記憶部１０４と、を備える。 The control device 100 controls the nuclear power plant 1. For example, the main steam stop valve 22, the steam control valve 23, the reheat steam stop valve 28, the interset valve 29, the deaerator water level control valve 32, the condensate pump 31, the main feedwater pump 38, and the feedwater booster pump 39 are connected to the control device 100 and controlled by the control device 100. The control device 100 includes a data acquisition unit 101, a determination unit 102, a control unit 103, and a memory unit 104.

データ取得部１０１は、各種の入力インタフェースやスイッチ、ボタン、キーボード等の入力装置を含んで構成される。データ取得部１０１は、周波数計６１、水位計３７１、外部電源７０等と接続され、周波数計６１が計測した電力系統６０の系統周波数、水位計３７１が計測した脱気器３７の水位、外部電源７０の稼働状況を示す情報（例えば、同期式発電機の回転数など）を取得する。また、データ取得部１０１は、入力装置を用いてユーザが入力した情報を取得する。データ取得部１０１は、取得した各種の情報を記憶部１０４に記録する。 The data acquisition unit 101 is configured to include various input devices such as input interfaces, switches, buttons, and keyboards. The data acquisition unit 101 is connected to the frequency meter 61, the water level gauge 371, the external power source 70, etc., and acquires the system frequency of the power system 60 measured by the frequency meter 61, the water level of the deaerator 37 measured by the water level gauge 371, and information indicating the operating status of the external power source 70 (e.g., the rotation speed of a synchronous generator, etc.). The data acquisition unit 101 also acquires information entered by the user using the input device. The data acquisition unit 101 records the various acquired information in the memory unit 104.

判定部１０２は、データ取得部１０１が取得した情報を用いて、負荷応答運転を実行するか否かを判定する。ここで、負荷応答運転とは、電力系統６０の周波数変動や電力需要変動に対応できるように原子力発電プラント１の出力を制御する運転である。具体的には、電力系統６０に接続された負荷が上昇するか、原子力発電プラント１から電力系統６０へ供給する電力が低下したときに急速に出力を増加させる運転である。例えば、判定部１０２は、周波数計６１が計測した電源周波数が所定の閾値以上低下すると、負荷応答運転を実行すると判定する。 The determination unit 102 uses the information acquired by the data acquisition unit 101 to determine whether or not to execute load response operation. Here, load response operation is an operation that controls the output of the nuclear power plant 1 so as to respond to frequency fluctuations and power demand fluctuations in the power grid 60. Specifically, it is an operation that rapidly increases the output when the load connected to the power grid 60 increases or the power supplied from the nuclear power plant 1 to the power grid 60 decreases. For example, the determination unit 102 determines that load response operation is to be executed when the power supply frequency measured by the frequency meter 61 drops by a predetermined threshold value or more.

制御部１０３は、判定部１０２が負荷応答運転を実行すると判定すると、原子力発電プラント１を制御し、負荷応答運転を実行する。負荷応答運転は、短期的な負荷応答であるプライマリレスポンスと、プライマリレスポンスによる出力増加を維持するセカンダリレスポンスから構成される。例えば、制御部１０３は、後述する復水絞り運転により出力を増加させる（プライマリレスポンス）。続いて、制御部１０３は、外部電源７０を起動させて電力系統６０に併入することにより出力増加状態を維持する（セカンダリレスポンス）。また、制御部１０３は、時間を計測するタイマを有している。
記憶部１０４は、データ取得部１０１が取得した情報、負荷応答運転に必要な閾値などを記憶している。 When the determining unit 102 determines that a load response operation is to be performed, the control unit 103 controls the nuclear power plant 1 to perform the load response operation. The load response operation is composed of a primary response, which is a short-term load response, and a secondary response, which maintains the increase in output due to the primary response. For example, the control unit 103 increases the output by a condensate throttling operation, which will be described later (primary response). Next, the control unit 103 starts up the external power source 70 and couples it to the power grid 60 to maintain the increased output state (secondary response). The control unit 103 also has a timer that measures time.
The storage unit 104 stores the information acquired by the data acquisition unit 101, threshold values necessary for load response operation, and the like.

制御装置１００は、コンピュータで構成される。制御装置１００は、データ取得部１０１に含まれる入力インタフェース、判定部１０２や制御部１０３の機能を実現するためのプログラムが記憶されている外部記憶装置と、このプログラムを実行するＣＰＵと、ＣＰＵの実行結果等が展開される主記憶装置と、を有して構成される。記憶部１０４は、この場合の外部記憶装置および主記憶装置に対応する。制御装置１００は、負荷応答運転以外の制御も行うが、本明細書では他の制御に関する機能の説明を省略する。 The control device 100 is composed of a computer. The control device 100 is composed of an input interface included in the data acquisition unit 101, an external storage device in which programs for implementing the functions of the determination unit 102 and control unit 103 are stored, a CPU that executes the programs, and a main storage device in which the results of the CPU's execution are expanded. The storage unit 104 corresponds to the external storage device and main storage device in this case. The control device 100 also performs controls other than load response operation, but this specification will omit explanations of functions related to other controls.

次に図２、図３を参照して、本実施形態に係る負荷応答運転について説明する。
図２は、実施形態の負荷応答運転に関する系統周波数および出力の経時的変化の一例を示す図である。図２の上図Ｇ２１は負荷応答運転時の電力系統６０の系統周波数の推移を示し、下図Ｇ２２は負荷応答運転時の原子力発電プラント１の出力の推移を示している。上図Ｇ２１の縦軸は電力周波数（Ｈｚ）、横軸は時間を示す。下図Ｇ２２の縦軸は発電電力（Ｗ）、横軸は時間を示す。上図Ｇ２１と下図Ｇ２２の縦軸の同じ位置は同じ時刻を示している。電力系統６０の周波数が時刻ｔ１に定格の周波数よりも閾値Δｆ以上低下すると、判定部１０２が負荷応答運転を実行すると判定する。すると、制御部１０３が、プライマリレスポンスを開始する（時刻ｔ１）。プライマリレスポンスを開始すると、急速に出力がΔＬ（ｗ）増加する。以下で説明するようにプライマリレスポンスでは、例えば、復水絞り運転（脱気器水位制御弁３２を絞って脱気器３７へ供給される復水の流量を低下させる運転）を行うが、この運転は一定の時間（例えば、５分以内）だけ実行することができる。復水絞り運転が実行できなくなるとΔＬだけ増加した出力が低下してしまう。そこで、制御部１０３は、復水絞り運転を行うことができる時間内（例えば、時刻ｔ２）に外部電源７０を活用したセンカンダリレスポンスを開始する。プライマリレスポンスによってΔＬだけ出力が増加すると、センカンダリレスポンスでは、この出力増加ΔＬ分を維持できるように出力制御が行われる。これにより、急激な負荷上昇や電力供給量の低下が補償される。また、上図Ｇ２１に示すように、プライマリレスポンス、セカンダリレスポンスによる原子力発電プラント１の出力増加によって、系統周波数は回復する。 Next, the load response operation according to this embodiment will be described with reference to FIG. 2 and FIG.
FIG. 2 is a diagram showing an example of the time-dependent change in the system frequency and output regarding the load response operation of the embodiment. The upper diagram G21 of FIG. 2 shows the transition of the system frequency of the power system 60 during the load response operation, and the lower diagram G22 shows the transition of the output of the nuclear power plant 1 during the load response operation. The vertical axis of the upper diagram G21 indicates the power frequency (Hz), and the horizontal axis indicates the time. The vertical axis of the lower diagram G22 indicates the generated power (W), and the horizontal axis indicates the time. The same position on the vertical axis of the upper diagram G21 and the lower diagram G22 indicates the same time. When the frequency of the power system 60 falls below the rated frequency by a threshold value Δf or more at time t1, the determination unit 102 determines that the load response operation is to be performed. Then, the control unit 103 starts the primary response (time t1). When the primary response is started, the output increases rapidly by ΔL (w). As described below, in the primary response, for example, a condensate throttling operation (an operation in which the deaerator water level control valve 32 is throttled to reduce the flow rate of the condensate supplied to the deaerator 37) is performed, but this operation can be performed for a certain period of time (for example, within 5 minutes). If the condensate throttling operation cannot be performed, the output increased by ΔL will decrease. Therefore, the control unit 103 starts a secondary response using the external power source 70 within a time period in which the condensate throttling operation can be performed (for example, at time t2). When the output increases by ΔL due to the primary response, the secondary response performs output control so that this output increase ΔL can be maintained. This compensates for a sudden load increase and a decrease in the amount of power supply. In addition, as shown in G21 in the above figure, the system frequency is restored by the increase in output of the nuclear power plant 1 due to the primary response and secondary response.

図３は、実施形態に係る負荷応答運転の制御について説明する図である。図３の上図Ｇ３１は発電機５０の出力変動を示し、下図Ｇ３２は外部電源７０の出力変動を示している。上図Ｇ３１，Ｇ３２の縦軸は出力変動の大きさ及び方向（上昇するか低下するか）を示し、横軸は時間を示す。制御部１０３は、時刻ｔ１に復水絞り運転を開始する。復水絞り運転とは、脱気器水位制御弁３２の開度を所定の開度まで急閉させることによって、復水器３０から、低圧第１給水加熱器３３～低圧第４給水加熱器３６を介して脱気器３７に供給される復水の流量を低下させる運転である。低圧第１給水加熱器３３～低圧第４給水加熱器３６を流れる復水の流量が低下すると、加熱器３３～３６の復水を加熱する抽気蒸気の流量が自然と減少する。加熱器３３～３６は、復水によって蒸気を冷やして水に戻す装置である。加熱器３３～３６では、低圧蒸気タービン２７からの抽気蒸気が冷やされて水になると体積が減り、新たな蒸気が低圧蒸気タービン２７から引っ張られて抽気が供給されるというプロセスが自動的に連続して繰り返されており、これにより低圧蒸気タービン２７からの抽気蒸気が加熱器３３～３６へ供給される仕組みとなっている。脱気器水位制御弁３２の急閉により、復水の流量が減ると、加熱器３３～３６において水に戻る蒸気の量が減るため、低圧蒸気タービン２７から引っ張られる抽気量が減る。低圧蒸気タービン２７から抽気される抽気蒸気の量が減少すれば、低圧蒸気タービン２７の蒸気が増加するため、低圧蒸気タービン２７の出力が増加する。これにより、発電機５０の発電量も増加する。しかし、復水器３０から脱気器３７へ供給される復水の流量が低下すると、脱気器３７の水位が低下する。脱気器３７の水位が低下しすぎると、主給水ポンプ３８、給水ブースターポンプ３９が渦を吸い込んで損傷するおそれがある。なお、脱気器３７の水位が低下しすぎない程度に下げた状態で維持すると、供給される復水の流量が一定となり、抽気蒸気の流量も一定となるため、低圧蒸気タービン２７の出力増加につながらない。また、脱気器３７の水位を低下した状態で維持すると、その間に出力を増加させなければならない場合に「復水絞り運転」による対応ができなくなるため好ましくない。従って、脱気器３７の水位が低下しすぎる前に脱気器水位制御弁３２を開いて復水流量を増加させて脱気器３７の水位を回復させなければならない。また、このとき急速に脱気器３７へ供給する復水の流量を増加させると、低圧蒸気タービン２７からの抽気蒸気が増加する。結果的に蒸気タービン２０（低圧蒸気タービン２７）が蒸気発生器１２から飲み込む蒸気量が増え、原子炉１０の定格出力を上回る可能性がある。原子炉の出力は、定格出力を上回らないように制御することが法令等で定められている。従って、制御部１０３は、原子炉出力が定格出力を上回らないように復水流量を戻し、緩やかに脱気器３７の水位を回復させることによって、プライマリレスポンスを終了させる。例えば、制御部１０３は、時刻ｔ３にゆっくりと脱気器水位制御弁３２をプライマリレスポンス開始時の開度よりも所定の開度だけ大きく開き、その開度をしばらく維持することにより、原子炉出力に影響を与えない速度で水位の回復を図る。 Figure 3 is a diagram explaining the control of the load response operation according to the embodiment. The upper diagram G31 of Figure 3 shows the output fluctuation of the generator 50, and the lower diagram G32 shows the output fluctuation of the external power source 70. The vertical axis of the upper diagrams G31 and G32 shows the magnitude and direction (whether it increases or decreases) of the output fluctuation, and the horizontal axis shows time. The control unit 103 starts the condensate throttling operation at time t1. The condensate throttling operation is an operation in which the opening degree of the deaerator water level control valve 32 is suddenly closed to a predetermined opening degree to reduce the flow rate of condensate supplied from the condenser 30 to the deaerator 37 via the low-pressure first feedwater heater 33 to the low-pressure fourth feedwater heater 36. When the flow rate of condensate flowing through the low-pressure first feedwater heater 33 to the low-pressure fourth feedwater heater 36 decreases, the flow rate of the extraction steam that heats the condensate of the heaters 33 to 36 naturally decreases. The heaters 33 to 36 are devices that cool steam by condensation and return it to water. In the heaters 33 to 36, the volume of the extracted steam from the low-pressure steam turbine 27 is reduced as it cools and turns into water, and new steam is drawn from the low-pressure steam turbine 27 to supply the extracted steam. This process is automatically and continuously repeated, and the extracted steam from the low-pressure steam turbine 27 is supplied to the heaters 33 to 36. When the flow rate of the condensate is reduced by the sudden closure of the deaerator water level control valve 32, the amount of steam that returns to water in the heaters 33 to 36 is reduced, and the amount of extracted steam drawn from the low-pressure steam turbine 27 is reduced. If the amount of extracted steam extracted from the low-pressure steam turbine 27 decreases, the steam of the low-pressure steam turbine 27 increases, and the output of the low-pressure steam turbine 27 increases. This also increases the amount of power generated by the generator 50. However, if the flow rate of the condensate supplied from the condenser 30 to the deaerator 37 decreases, the water level of the deaerator 37 decreases. If the water level of the deaerator 37 drops too much, the main feedwater pump 38 and the feedwater booster pump 39 may be damaged by absorbing vortices. If the water level of the deaerator 37 is kept at a level that is not too low, the flow rate of the condensate supplied becomes constant, and the flow rate of the extracted steam also becomes constant, so that the output of the low-pressure steam turbine 27 does not increase. If the water level of the deaerator 37 is kept at a low level, it is not preferable because it is not possible to use the "condensate throttling operation" when the output needs to be increased during that time. Therefore, the deaerator water level control valve 32 must be opened to increase the condensate flow rate and restore the water level of the deaerator 37 before the water level of the deaerator 37 drops too low. If the flow rate of the condensate supplied to the deaerator 37 is rapidly increased at this time, the extracted steam from the low-pressure steam turbine 27 increases. As a result, the amount of steam that the steam turbine 20 (low-pressure steam turbine 27) takes in from the steam generator 12 increases, and there is a possibility that the rated output of the reactor 10 will be exceeded. It is stipulated by laws and regulations that the reactor output must be controlled so as not to exceed the rated output. Therefore, the control unit 103 ends the primary response by returning the condensate flow rate so that the reactor output does not exceed the rated output and slowly restoring the water level of the deaerator 37. For example, at time t3, the control unit 103 slowly opens the deaerator water level control valve 32 to a predetermined opening larger than the opening at the start of the primary response, and maintains that opening for a while, thereby restoring the water level at a speed that does not affect the reactor output.

復水絞り運転により時刻ｔ１にプライマリレスポンスが開始されると、制御部１０３は、セカンダリレスポンスの準備を開始する。具体的には、図３の下図Ｇ３２に示すように、所定時間Ｔ１だけ待機した後に外部電源７０を起動する。時間Ｔ１待機するのは、この間に系統周波数が通常範囲に復旧する可能性があるためである。待機中に系統周波数が元に戻った場合には、セカンダリレスポンスを中止することができる。また、外部電源７０を起動し、電力系統６０に接続できるような状態となるまでは数分間を要するため、プライマリレスポンスが開始されると外部電源７０を起動し、セカンダリレスポンスに備える。外部電源７０を起動し、ディーゼル発電機の回転数が所定値に達すると、電力系統６０に併入する（セカンダリレスポンス）。電力系統６０への併入は、脱気器３７の水位が下限値に達する前に実施することが望ましい。図３上図Ｇ３１の時刻ｔ３とは、例えば、脱気器３７の水位が下限値に低下する前までのある時刻であり、外部電源７０の併入後のある時刻（又は実際に併入する前であっても、外部電源７０が併入可能な状態となっている時刻）である。外部電源７０の併入後は、発電機５０の出力（復水絞り運転を終えて復水の流量を戻しているので出力は低下傾向となる。）と外部電源７０の出力の合計が、プライマリレスポンス実行時の発電機５０の出力が維持できるように（負荷と等しくなるように）、ディーゼル発電機へ投入する燃料を調整する等して外部電源７０の出力を制御する。これにより、従来は火力発電所が担っていた電力系統６０の急速な周波数変動や負荷変動に対応する負荷応答運転を、原子力発電プラント１においても実施することができる。 When the primary response is started at time t1 by the condensate throttling operation, the control unit 103 starts preparation for the secondary response. Specifically, as shown in the lower diagram G32 of FIG. 3, the external power source 70 is started after waiting for a predetermined time T1. The reason for waiting for the time T1 is that the system frequency may recover to the normal range during this time. If the system frequency returns to normal during the standby period, the secondary response can be stopped. In addition, since it takes several minutes for the external power source 70 to be started and to be in a state where it can be connected to the power grid 60, the external power source 70 is started when the primary response is started in preparation for the secondary response. When the external power source 70 is started and the rotation speed of the diesel generator reaches a predetermined value, it is connected to the power grid 60 (secondary response). It is desirable to connect to the power grid 60 before the water level of the deaerator 37 reaches the lower limit. Time t3 in the upper diagram G31 of FIG. 3 is, for example, a time before the water level of the deaerator 37 falls to the lower limit, and a time after the external power source 70 is connected (or a time before the external power source 70 is actually connected and is ready for connection). After the external power source 70 is connected, the output of the external power source 70 is controlled by adjusting the fuel input to the diesel generator, etc., so that the sum of the output of the generator 50 (the output tends to decrease because the condensate flow rate is returned after the condensate throttling operation is completed) and the output of the external power source 70 maintains the output of the generator 50 during the execution of the primary response (so that it is equal to the load). This makes it possible to perform load response operation in the nuclear power plant 1 in response to rapid frequency fluctuations and load fluctuations in the power system 60, which was previously handled by thermal power plants.

（動作）
図４は、実施形態に係る負荷応答運転の制御の一例を示すフローチャートである。
データ取得部１０１が、周波数計６１から系統周波数を取得する（ステップＳ１）。データ取得部１０１は、系統周波数を判定部１０２へ出力する。次に判定部１０２が負荷応答運転を行うか否かを判定する（ステップＳ２）。判定部１０２は、系統周波数が、定格の周波数から所定値Δｆ以上低下していれば、負荷応答運転を行うと判定し、そうでなければ負荷応答運転を行わないと判定する。判定部１０２が、負荷応答運転を行わないと判定した場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、図４のフローチャートを終了する。 (motion)
FIG. 4 is a flowchart showing an example of control of a load responsive operation according to the embodiment.
The data acquisition unit 101 acquires the system frequency from the frequency meter 61 (step S1). The data acquisition unit 101 outputs the system frequency to the determination unit 102. Next, the determination unit 102 determines whether or not to perform load response operation (step S2). If the system frequency has dropped from the rated frequency by a predetermined value Δf or more, the determination unit 102 determines that load response operation is to be performed, and if not, determines that load response operation is not to be performed. If the determination unit 102 determines that load response operation is not to be performed (step S2; No), the flowchart of FIG. 4 is terminated.

判定部１０２が、負荷応答運転を行うと判定した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、制御部１０３が負荷応答運転を実行する。まず、制御部１０３は、抽気量を低下させる（ステップＳ３）。例えば、制御部１０３は、脱気器水位制御弁３２の開度を所定の開度まで急閉させる復水絞り運転を行うことによって、復水器３０から脱気器３７へ供給される復水の流量を急閉前の３０～５０％に低下させる。すると、低圧蒸気タービン２７から抽気される蒸気の抽気量が自然と低下し、蒸気タービン２０を流れる蒸気の流量が増大する。これにより、蒸気タービン２０の出力が上昇し、発電機５０の出力が上昇する（プライマリレスポンス）。また、脱気器水位制御弁３２の急閉により、脱気器３７の水位は徐々に低下する。次に外部電源７０を起動する（ステップＳ４）。例えば、制御部１０３又は運転員は、原子力発電プラント１の非常用発電機を起動する。外部電源７０は、抽気量を低下させる制御が開始されてから所定時間（例えば３０秒）だけ待機した後に起動してもよい。この待機中に系統周波数が回復すれば外部電源起動せずに抽気量をゆっくりと戻して負荷応答運転を終了してもよい。 When the determination unit 102 determines that a load response operation is to be performed (step S2; Yes), the control unit 103 executes the load response operation. First, the control unit 103 reduces the amount of extracted steam (step S3). For example, the control unit 103 performs a condensate throttling operation in which the opening degree of the deaerator water level control valve 32 is suddenly closed to a predetermined opening degree, thereby reducing the flow rate of the condensate supplied from the condenser 30 to the deaerator 37 to 30 to 50% of the flow rate before the sudden closure. Then, the amount of steam extracted from the low-pressure steam turbine 27 naturally decreases, and the flow rate of steam flowing through the steam turbine 20 increases. As a result, the output of the steam turbine 20 increases, and the output of the generator 50 increases (primary response). In addition, the water level of the deaerator 37 gradually decreases due to the sudden closure of the deaerator water level control valve 32. Next, the external power source 70 is started (step S4). For example, the control unit 103 or an operator starts the emergency generator of the nuclear power plant 1. The external power supply 70 may be started after waiting for a predetermined time (e.g., 30 seconds) after the control to reduce the amount of extracted air is started. If the system frequency recovers during this waiting period, the amount of extracted air may be slowly returned to normal without starting the external power supply, and the load response operation may be terminated.

次に制御部１０３は、外部電源７０を電力系統６０に接続するタイミングを判定する（ステップＳ５）。例えば、制御部１０３は、外部電源７０が電力系統６０に接続できる状態となると、電力系統６０に接続すると判定する。具体的には、制御部１０３は、外部電源７０の回転数が安定して、系統周波数に応じた同期速度以上となると電力系統６０に接続すると判定する。また、例えば、制御部１０３は、抽気量の低下により一時的に上昇した発電電力が低下するまで（例えば、抽気量低下の開始から最長で５分後まで）に起動した外部電源７０を電力系統に接続すると判定する。より具体的には、制御部１０３は、脱気器３７の水位が下限値に達するまでに、外部電源７０を電力系統６０に接続すると判定する。これは、脱気器３７の水位が下限値に達すると脱気器水位制御弁３２の開度を戻し始めるのでそれまでには外部電源７０を電力系統６０に接続し、蒸気タービン２０の出力低下に備えるためである。外部電源７０を電力系統６０に接続しないと判定した場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、接続するタイミングが到来するまで待機する。外部電源７０を電力系統６０に接続すると判定すると（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、外部電源７０を電力系統６０に接続する（ステップＳ６）。例えば、制御部１０３又は運転員は、遮断器７２を閉じて外部電源７０を電力系統６０に接続する。次に、原子力発電プラント１の出力を調整する（ステップＳ７）。例えば、制御部１０３又は運転員は、蒸気タービン２０による発電電力と、外部電源７０が供給する電力の和が所定の目標値となるように、外部電源７０の出力を制御する。外部電源７０を電力系統６０に接続し、出力の調整を行うことがセカンダリレスポンスに対応する。 Next, the control unit 103 determines the timing to connect the external power source 70 to the power grid 60 (step S5). For example, the control unit 103 determines that the external power source 70 is to be connected to the power grid 60 when the external power source 70 is in a state where it can be connected to the power grid 60. Specifically, the control unit 103 determines that the external power source 70 is to be connected to the power grid 60 when the rotation speed of the external power source 70 stabilizes and reaches or exceeds the synchronous speed corresponding to the system frequency. Also, for example, the control unit 103 determines that the external power source 70 that was started up until the generated power that temporarily increased due to the reduction in the amount of extracted air decreases (for example, up to 5 minutes after the start of the reduction in the amount of extracted air) is to be connected to the power grid. More specifically, the control unit 103 determines that the external power source 70 is to be connected to the power grid 60 before the water level of the deaerator 37 reaches the lower limit. This is because the opening degree of the deaerator water level control valve 32 begins to be returned when the water level of the deaerator 37 reaches the lower limit, so that the external power source 70 is connected to the power grid 60 by that time to prepare for a reduction in the output of the steam turbine 20. If it is determined that the external power source 70 is not to be connected to the power grid 60 (step S5; No), the system waits until the timing for connection arrives. If it is determined that the external power source 70 is to be connected to the power grid 60 (step S5; Yes), the system connects the external power source 70 to the power grid 60 (step S6). For example, the control unit 103 or the operator closes the circuit breaker 72 to connect the external power source 70 to the power grid 60. Next, the output of the nuclear power plant 1 is adjusted (step S7). For example, the control unit 103 or the operator controls the output of the external power source 70 so that the sum of the power generated by the steam turbine 20 and the power supplied by the external power source 70 becomes a predetermined target value. Connecting the external power source 70 to the power grid 60 and adjusting the output corresponds to the secondary response.

次に制御部１０３は、抽気量を戻すタイミングを判定する（ステップＳ８）。例えば、制御部１０３は、データ取得部１０１が水位計３７１から取得した脱気器３７の復水の水位が下限値に達すると、抽気量を戻すと判定する。あるいは、制御部１０３は、外部電源７０の電力系統６０への接続が完了すると、抽気量を戻すと判定する。接続の完了は、運転員が接続完了信号を制御装置１００に入力してもよいし、例えば、制御部１０３が遮断器７２の開閉状態を検知して判断してもよい。又は、実際に接続せずとも外部電源７０が接続可能な回転数となると、制御部１０３は、抽気量を戻すと判定してもよい。抽気量を戻すと判定しない場合（ステップＳ８；Ｎｏ）、抽気量を戻すタイミングが到来するまで待機する。抽気量を戻すと判定すると（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、制御部１０３は、抽気量を戻す制御を行う（ステップＳ９）。ここで、ステップＳ３で所定の開度まで低下させた脱気器水位制御弁３２の開度を急速に開いて、脱気器３７の水位を回復させようとすると抽気量が増え、その結果、蒸気発生器１２から蒸気タービン２０へ引っ張られる蒸気量が増大し、このことで原子炉１０の定格出力を上回る可能性がある。そこで、制御部１０３は、脱気器水位制御弁３２の開度を所定の開度までゆっくり開いて、脱気器３７の水位をゆっくりと回復させる。脱気器３７の水位をゆっくりと回復させることにより、蒸気発生器１２から蒸気タービン２０へ引っ張られる蒸気量の増大を抑え、原子炉１０の出力上昇を抑えることができる。例えば、制御部１０３は、脱気器水位制御弁３２を、ゆっくりと抽気量を低下させる前の開度よりも所定値だけ大きい水位回復用の開度で開き、その状態を維持することにより、脱気器３７の水位をゆっくりと回復させる。そして、制御部１０３は、脱気器３７の水位が抽気量を低下させる前の水位に戻るまで、水位回復用の開度を維持する。脱気器３７の水位が元に戻ると、制御部１０３は、脱気器水位制御弁３２の開度を、抽気量を低下させる前の開度に戻す。 Next, the control unit 103 determines the timing to return the extraction amount (step S8). For example, when the water level of the condensate of the deaerator 37 acquired by the data acquisition unit 101 from the water level gauge 371 reaches a lower limit, the control unit 103 determines to return the extraction amount. Alternatively, the control unit 103 determines to return the extraction amount when the connection of the external power source 70 to the power system 60 is completed. The completion of the connection may be determined by the operator inputting a connection completion signal to the control device 100, or, for example, by the control unit 103 detecting the open/closed state of the circuit breaker 72. Alternatively, the control unit 103 may determine to return the extraction amount when the rotation speed of the external power source 70 becomes connectable without actually connecting. If it is not determined to return the extraction amount (step S8; No), the control unit 103 waits until the timing to return the extraction amount arrives. If it is determined to return the extraction amount (step S8; Yes), the control unit 103 performs control to return the extraction amount (step S9). Here, if the opening degree of the deaerator water level control valve 32, which has been lowered to a predetermined opening degree in step S3, is rapidly opened to restore the water level of the deaerator 37, the amount of extracted steam increases, and as a result, the amount of steam drawn from the steam generator 12 to the steam turbine 20 increases, which may exceed the rated output of the reactor 10. Therefore, the control unit 103 slowly opens the opening degree of the deaerator water level control valve 32 to a predetermined opening degree to slowly restore the water level of the deaerator 37. By slowly restoring the water level of the deaerator 37, it is possible to suppress an increase in the amount of steam drawn from the steam generator 12 to the steam turbine 20 and suppress an increase in the output of the reactor 10. For example, the control unit 103 opens the deaerator water level control valve 32 at a water level restoration opening degree that is larger by a predetermined value than the opening degree before the amount of extracted steam is slowly reduced, and maintains this state to slowly restore the water level of the deaerator 37. Then, the control unit 103 maintains the opening degree for water level recovery until the water level of the deaerator 37 returns to the water level before the amount of extracted air was reduced. When the water level of the deaerator 37 returns to the original level, the control unit 103 returns the opening degree of the deaerator water level control valve 32 to the opening degree before the amount of extracted air was reduced.

上記の説明では、脱気器水位制御弁３２の開度を調整することによる復水絞り運転によってプライマリレスポンスを実行することとしたが、図５に示すように、原子力発電プラント１´を、抽気管Ｌ７～Ｌ１２にそれぞれ抽気量調節弁４０～４５を設ける構成とし、制御部１０３は、ステップＳ３にて抽気量調節弁４０～４５の開度を所定の開度まで低下させることによって蒸気タービン２０からの抽気量を低下させ、ステップＳ９では、原子炉１０の出力上昇を招かないように抽気量調節弁４０～４５の開度をゆっくりと元の開度に戻すように制御してプライマリレスポンスを実行してもよい。また、ステップＳ７では、外部電源７０に加えて蒸気加減弁２３の開度を調整することにより（原子炉１０の出力上昇を招かない範囲で）蒸気タービン２０の出力を調整してもよい。 In the above description, the primary response is performed by condensate throttling operation by adjusting the opening of the deaerator water level control valve 32. However, as shown in FIG. 5, the nuclear power plant 1' may be configured to have the extraction amount control valves 40-45 provided on the extraction pipes L7-L12, respectively, and the control unit 103 may execute the primary response by controlling the opening of the extraction amount control valves 40-45 to a predetermined opening in step S3 to reduce the amount of extraction air from the steam turbine 20, and in step S9 to slowly return the opening of the extraction amount control valves 40-45 to their original opening so as not to increase the output of the reactor 10. Also, in step S7, the output of the steam turbine 20 may be adjusted by adjusting the opening of the steam control valve 23 in addition to the external power source 70 (within a range that does not increase the output of the reactor 10).

（効果）
一般に原子力発電プラントでは、原子炉の出力を定格出力以内に抑えなければならないために蒸気発生器から蒸気タービンへ供給する蒸気を増大させることによって出力増加を図ることができず、そのため、急激な負荷や系統周波数の変動に対応する負荷応答運転（プライマリレスポンス、セカンダリレスポンス）を実施することができない。これに対し、本実施形態では、原子力発電プラント１、１´に備えられた非常用発電機を活用し、これと復水絞り運転とを組み合わせることで、負荷応答運転を実現することができる。 (effect)
In general, in a nuclear power plant, the output of the reactor must be kept within the rated output, so it is not possible to increase the output by increasing the steam supplied from the steam generator to the steam turbine, and therefore it is not possible to perform a load response operation (primary response, secondary response) that responds to a sudden load or fluctuation in system frequency. In contrast, in this embodiment, the load response operation can be realized by utilizing an emergency generator provided in the nuclear power plants 1, 1' and combining this with a condensate throttling operation.

上記の実施形態では、原子力発電プラント１が加圧水型炉（PWR：Pressurized Water Reactor）の場合を例に説明を行ったが、本実施形態の制御方法および制御装置は、沸騰水型炉（BWR：Boiling Water Reactor）にも適用することができる。即ち、原子力発電プラント１は、原子炉１０により加熱された一次冷却水と熱交換を行って間接的に発生させた蒸気により蒸気タービン２０を駆動する構成（PWR）に代えて、原子炉内で直接発生させた蒸気により蒸気タービン２０を駆動する構成（BWR）を有していてもよい。 In the above embodiment, the nuclear power plant 1 is a pressurized water reactor (PWR), but the control method and control device of this embodiment can also be applied to a boiling water reactor (BWR). That is, the nuclear power plant 1 may have a configuration (BWR) in which the steam turbine 20 is driven by steam generated directly in the reactor, instead of a configuration (PWR) in which the steam turbine 20 is driven by steam indirectly generated by heat exchange with primary cooling water heated by the reactor 10.

以上のとおり、本開示に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As described above, several embodiments of the present disclosure have been described, but all of these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope of the invention and its equivalents as described in the claims, as well as in the scope and gist of the invention.

＜付記＞
各実施形態に記載の制御方法及び制御装置は、例えば以下のように把握される。 <Additional Notes>
The control method and the control device described in each embodiment can be understood, for example, as follows.

（１）第１の態様に係る制御方法は、原子炉と、前記原子炉により直接発生させた蒸気又は前記原子炉の熱との熱交換により間接的に発生させた蒸気により駆動する蒸気タービンと、を備え、前記蒸気タービンの駆動により発電した発電電力を電力系統へ供給する原子力発電プラントの制御方法であって、前記原子力発電プラントから供給する電力の低下又は負荷の増加に応じて、前記発電電力を一時的に増加させる負荷応答運転を行うか否かを判定するステップと、前記負荷応答運転を行うと判定すると、前記蒸気タービンから抽気する蒸気の抽気量を低下させるステップと、前記負荷応答運転を行うと判定すると、外部電源を起動するステップと、前記外部電源を前記電力系統に接続するタイミングを判定するステップと、前記接続するタイミングが到来すると、前記外部電源を前記電力系統に接続するステップと、前記抽気量を戻すタイミングを判定するステップと、前記抽気量を戻すタイミングが到来すると、前記原子炉の出力が規定値よりも上昇しないように前記抽気量を戻すステップと、を有する。
これにより、急激な負荷上昇や電力供給量の急激な低下に対応して、急速に原子力発電プラントの発電電力を増加させる負荷応答運転を行うことができる。 (1) A control method according to a first aspect is a control method for a nuclear power plant including a nuclear reactor and a steam turbine driven by steam generated directly by the reactor or by steam indirectly generated by heat exchange with the reactor heat, and supplying power generated by driving the steam turbine to an electric power system, the control method including the steps of: determining whether to perform a load response operation for temporarily increasing the generated power in response to a decrease in power supplied from the nuclear power plant or an increase in load; reducing an amount of steam extracted from the steam turbine when it is determined that the load response operation is to be performed; starting up an external power source when it is determined that the load response operation is to be performed; determining a timing to connect the external power source to the electric power system; connecting the external power source to the electric power system when the connection timing arrives; determining a timing to return the extraction air amount; and returning the extraction air amount when the timing to return the extraction air amount arrives so that the output of the nuclear power plant does not rise above a specified value.
This makes it possible to perform a load response operation that rapidly increases the power generation of the nuclear power plant in response to a sudden increase in load or a sudden decrease in the amount of power supply.

（２）第２の態様に係る制御方法は、（１）の制御方法であって、前記原子力発電プラントは、前記蒸気タービンが排出した蒸気から復水を生成する復水器と、前記復水器が生成した復水を加熱及び脱気する脱気器と、を備え、前記抽気量を低下させるステップでは、前記蒸気タービンの後段に設けられた前記復水器から前記脱気器に供給する前記復水の流量を調節する復水量調節弁（脱気器水位制御弁３２）の開度を所定の開度に低下させる。
これにより、負荷応答運転のうちプライマリレスポンスを実行することができる。 (2) A control method according to a second aspect is the control method of (1), wherein the nuclear power plant includes a condenser that generates condensate from steam discharged by the steam turbine, and a deaerator that heats and deaerators the condensate generated by the condenser, and in the step of reducing the extraction amount, the aperture of a condensate amount control valve (degasser water level control valve 32) that adjusts the flow rate of the condensate supplied from the condenser provided downstream of the steam turbine to the deaerator is reduced to a predetermined aperture.
This makes it possible to execute the primary response of the load response operation.

（３）第３の態様に係る制御方法は、（１）～（２）の制御方法であって、前記原子力発電プラントは、前記蒸気タービンが排出した蒸気から生成される復水を、前記蒸気タービンから抽気した前記蒸気により加熱する加熱器を備え、前記抽気量を低下させるステップでは、前記蒸気タービンから前記加熱器へ抽気する前記蒸気の抽気量を調節する抽気量調節弁の開度を所定の開度に低下させる。
これにより、負荷応答運転のうちプライマリレスポンスを実行することができる。 (3) A control method according to a third aspect is the control method of (1) to (2), wherein the nuclear power plant is provided with a heater that heats condensate generated from steam discharged by the steam turbine using the steam extracted from the steam turbine, and in the step of reducing the extraction amount, an opening degree of an extraction amount control valve that adjusts the extraction amount of the steam extracted from the steam turbine to the heater is reduced to a predetermined opening degree.
This makes it possible to execute the primary response of the load response operation.

（４）第４の態様に係る制御方法は、（２）の制御方法であって、前記抽気量を低下させるステップでは、前記復水量調節弁の開度を低下させることにより、前記復水の流量を３０～５０％に低下させる。
これにより、負荷応答運転のうちプライマリレスポンスを実行することができる。 (4) A fourth aspect of the control method is the control method of (2), wherein in the step of reducing the extraction air volume, the flow rate of the condensate is reduced to 30 to 50% by reducing an aperture of the condensate volume control valve.
This makes it possible to execute the primary response of the load response operation.

（５）第５の態様に係る制御方法は、（２）の制御方法であって、前記抽気量を戻すステップでは、前記復水量調節弁を、前記抽気量を低下させる前の開度よりも所定値だけ大きい回復開度で開いた状態を維持する。
これにより、原子炉出力の増加を抑えつつ、脱気器の水位を回復させることができる。 (5) A control method according to a fifth aspect is the control method of (2), wherein, in the step of returning the bleed air volume, the condensate control valve is maintained open at a recovery opening degree that is larger by a predetermined value than the opening degree before the bleed air volume was reduced.
This makes it possible to restore the water level in the deaerator while suppressing an increase in reactor power.

（６）第６の態様に係る制御方法は、（５）の制御方法であって、前記抽気量を戻すステップでは、前記脱気器の水位が前記抽気量を低下させる前の水位に戻るまで、前記復水量調節弁の前記回復開度を維持する。
これにより、プライマリレスポンスを終了させ、負荷応答運転前の運転状態に戻すことができる。 (6) A sixth aspect of the control method is the control method of (5), wherein, in the step of returning the extraction air volume, the recovery opening of the condensate volume control valve is maintained until the water level in the deaerator returns to the water level before the extraction air volume was reduced.
This allows the primary response to be terminated and the operation state to be restored to the state before the load response operation.

（７）第７の態様に係る制御方法は、（２）の制御方法であって、前記抽気量を低下させるステップでは、前記復水量調節弁を所定の第１開度まで急閉し、前記抽気量を戻すステップでは、前記復水量調節弁を所定の第２開度まで、前記原子炉の出力が規定値よりも上昇しない速度で開ける。
これにより、原子炉出力の増加を抑えつつ、プライマリレスポンスを実行することができる。 (7) A control method according to a seventh aspect is the control method of (2), wherein in the step of reducing the bleed air volume, the condensate amount control valve is rapidly closed to a predetermined first opening degree, and in the step of returning the bleed air volume, the condensate amount control valve is opened to a predetermined second opening degree at a speed that does not cause the output of the reactor to increase above a specified value.
This makes it possible to execute the primary response while suppressing an increase in reactor power.

（８）第８の態様に係る制御方法は、（１）～（７）の制御方法であって、前記負荷応答運転を行うか否かを判定するステップでは、前記電力系統の周波数が所定値以下に低下すると前記発電電力を増加させると判定する。
これにより、負荷応答運転を実行するか否かを判定することができる。 (8) A control method according to an eighth aspect is the control method of (1) to (7), wherein in the step of determining whether to perform load response operation, it is determined that the generated power is to be increased when the frequency of the power grid falls below a predetermined value.
This makes it possible to determine whether or not to execute the load response operation.

（９）第９の態様に係る制御方法は、（１）～（８）の制御方法であって、前記外部電源は同期式の発電機であって、前記外部電源を前記電力系統に接続するタイミングを判定するステップでは、前記発電機の回転数が所定値以上となると前記電力系統に接続すると判定する。
これにより、外部電源を電力系統に接続し、セカンダリレスポンスを実行することができる。 (9) A ninth aspect of the control method is the control method of (1) to (8), wherein the external power source is a synchronous generator, and in the step of determining the timing to connect the external power source to the power grid, it is determined that the external power source is to be connected to the power grid when the rotation speed of the generator becomes equal to or greater than a predetermined value.
This allows the external power source to be connected to the power grid and a secondary response to be performed.

（１０）第１０の態様に係る制御方法は、（１）～（９）の制御方法であって、前記外部電源を前記電力系統に接続するタイミングを判定するステップでは、前記蒸気の抽気量を低下させることにより一時的に上昇した前記蒸気タービンによる前記発電電力が低下するまでに前記電力系統に接続すると判定する。
これにより、蒸気発生器１２の出力増加によるセカンダリレスポンスの実行ができない原子力発電プラントにおいてもセカンダリレスポンスを実行することができる。 (10) A control method according to a tenth aspect is the control method of (1) to (9), wherein in the step of determining the timing to connect the external power source to the power grid, it is determined that the external power source will be connected to the power grid before the generated power by the steam turbine, which has temporarily increased due to a reduction in the amount of steam extraction, decreases.
This makes it possible to execute a secondary response even in a nuclear power plant in which a secondary response by increasing the output of the steam generator 12 cannot be executed.

（１１）第１１の態様に係る制御方法は、（１）～（１０）の制御方法であって、前記外部電源を前記電力系統に接続するタイミングを判定するステップでは、前記脱気器の水位が下限値に達するまでに前記電力系統に接続すると判定する。
これにより、脱気器の水位が低下することによって発生する下流に設けられたポンプの故障を回避することができる。 (11) A control method according to an eleventh aspect is the control method of (1) to (10), wherein in the step of determining the timing to connect the external power source to the power grid, it is determined that the external power source will be connected to the power grid before the water level of the deaerator reaches a lower limit value.
This makes it possible to avoid failure of a pump provided downstream due to a drop in the water level in the deaerator.

（１２）第１２の態様に係る制御方法は、（１）～（１１）の制御方法であって、前記抽気量を戻すタイミングを判定するステップでは、前記脱気器の水位が下限値に達すると、前記抽気量を戻すと判定する。
これにより、脱気器の水位が低下することによって発生する下流に設けられたポンプの故障を回避することができる。 (12) A control method according to a twelfth aspect is the control method of (1) to (11), wherein in the step of determining the timing to return the bleed air amount, it is determined that the bleed air amount is to be returned when the water level of the deaerator reaches a lower limit value.
This makes it possible to avoid failure of a pump provided downstream due to a drop in the water level in the deaerator.

（１３）第１３の態様に係る制御方法は、（１）～（１２）の制御方法であって、前記抽気量を戻すタイミングを判定するステップでは、前記外部電源の前記電力系統への接続が完了すると、前記抽気量を戻すと判定する。
これにより、プライマリレスポンスにより一時的に上昇した出力を維持することができる。 (13) A control method according to a thirteenth aspect is any of the control methods (1) to (12), wherein in the step of determining the timing to return the bleed air amount, it is determined that the bleed air amount is to be returned when connection of the external power source to the power grid is completed.
This makes it possible to maintain the output that was temporarily increased by the primary response.

（１４）第１４の態様に係る制御方法は、（１）～（１３）の制御方法であって、前記外部電源を起動するステップでは、前記抽気量を低下させるステップによって前記抽気量を低下させる制御を開始してから所定時間だけ待機した後に前記外部電源を起動し、前記外部電源を前記電力系統に接続するタイミングを判定するステップでは、前記抽気量を低下させる制御を継続できる所定の制限時間（例えば、脱気器３７の水位が下限に達するまでの時間）が経過するまでに前記電力系統に接続すると判定する。
これにより、系統の負荷変動などがごく短期間で終わった場合には、プライマリレスポンスのみで対応し、無暗に外部電源の起動を行うことを防ぐことができる。また、プライマリレスポンスを継続できる時間内に外部電源による出力補償に切り替えることで、負荷応答運転にて要求された出力を維持することができる。 (14) A control method according to a fourteenth aspect is the control method of (1) to (13), wherein in the step of starting the external power source, the external power source is started after waiting a predetermined time from the start of control to reduce the bleed air amount by the step of reducing the bleed air amount, and in the step of determining the timing to connect the external power source to the power grid, it is determined that the external power source will be connected to the power grid before a predetermined limit time during which control to reduce the bleed air amount can be continued (for example, the time until the water level of the deaerator 37 reaches a lower limit) has elapsed.
This makes it possible to respond with only the primary response when the load fluctuation in the grid is over in a very short period of time, and to prevent unnecessary startup of the external power source. Also, by switching to output compensation by the external power source within the time that the primary response can be continued, the output required by the load response operation can be maintained.

（１５）第１５の態様に係る制御方法は、（１）～（１４）の制御方法であって、前記抽気量の低下を開始した後の前記原子力発電プラントの出力を調整するステップ、をさらに有し、前記調整するステップでは、前記蒸気タービンによる前記発電電力と、前記外部電源が供給する電力の和が所定の目標値となるように、前記蒸気タービンへ供給する蒸気流量を調整する蒸気加減弁の開度および／又は前記外部電源の出力を制御する。
これにより、プライマリレスポンスにより一時的に上昇した出力を維持することができる。 (15) A control method according to a fifteenth aspect is a control method according to any one of (1) to (14), further comprising a step of adjusting an output of the nuclear power plant after starting to reduce the extraction steam amount, and in the adjusting step, an opening degree of a steam control valve that adjusts the steam flow rate supplied to the steam turbine and/or an output of the external power source are controlled so that the sum of the power generated by the steam turbine and the power supplied by the external power source becomes a predetermined target value.
This makes it possible to maintain the output that is temporarily increased by the primary response.

（１６）第１６の態様に係る制御方法は、（１）～（１５）の制御方法であって、前記外部電源は、原子力発電プラントの非常用発電機である。
原子力発電プラントに備えられた、普段は使用しない、複数台の大容量の非常用発電機を有効に活用することができる。 (16) A control method according to a sixteenth aspect is any one of (1) to (15), in which the external power source is an emergency generator of a nuclear power plant.
This makes it possible to effectively utilize multiple large-capacity emergency generators installed in nuclear power plants that are not normally used.

（１７）第１７の態様に係る制御装置は、原子炉と、前記原子炉により直接発生させた蒸気又は前記原子炉の熱との熱交換により間接的に発生させた蒸気により駆動する蒸気タービンと、を備え、前記蒸気タービンの駆動により発電した発電電力を電力系統へ供給する原子力発電プラントの制御装置であって、前記原子力発電プラントから供給する電力の低下又は負荷の増加に応じて、前記発電電力を一時的に増加させる負荷応答運転を行うか否かを判定する手段と、前記負荷応答運転を行うと判定すると、前記蒸気タービンから抽気する蒸気の抽気量を低下させる手段と、前記負荷応答運転を行うとの判定に基づいて起動された外部電源を前記電力系統に接続するタイミングを判定する手段と、前記抽気量を戻すタイミングを判定する手段と、前記抽気量を戻すタイミングが到来すると、前記原子炉の出力が規定値よりも上昇しないように前記抽気量を戻す手段と、を有する。 (17) The control device according to the seventeenth aspect is a control device for a nuclear power plant that includes a nuclear reactor and a steam turbine driven by steam generated directly by the nuclear reactor or steam generated indirectly by heat exchange with the heat of the nuclear reactor, and supplies the generated power generated by driving the steam turbine to a power system. The control device has a means for determining whether to perform a load response operation to temporarily increase the generated power in response to a decrease in the power supplied from the nuclear power plant or an increase in the load, a means for reducing the amount of steam extracted from the steam turbine when it is determined that the load response operation is to be performed, a means for determining the timing to connect an external power source started based on the determination that the load response operation is to be performed to the power system, a means for determining the timing to return the amount of extracted steam, and a means for returning the amount of extracted steam when the timing to return the amount of extracted steam arrives so that the output of the nuclear reactor does not rise above a specified value.

１、１´・・・原子力発電プラント、１０・・・原子炉、１２・・・蒸気発生器、２１・・・高圧蒸気タービン、２２・・・主蒸気止め弁、２３・・・蒸気加減弁、２４・・・湿分分離器、２５、２６・・・湿分分離加熱器、２７・・・低圧蒸気タービン、２８・・・再熱蒸気止め弁、２９・・・インターセット弁、３０・・・復水器、３１・・・復水ポンプ、３２・・・脱気器水位制御弁、３３・・・低圧第１給水加熱器、３４・・・低圧第２給水加熱器、３５・・・低圧第３給水加熱器、３６・・・低圧第４給水加熱器、３７・・・脱気器、３７１・・・水位計、３８・・・主給水ポンプ、３９・・・給水ブースターポンプ、３Ａ・・・高圧第６給水加熱器、４０～４５・・・抽気量調節弁、５０・・・発電機、６０・・・電力系統、６１・・・周波数計、７０・・・外部電源、７１・・・電源線、７２・・・遮断器、１００・・・制御装置、１０１・・・データ取得部、１０２・・・判定部、１０３・・・制御部、１０４・・・記憶部、L１～Ｌ５・・・蒸気管、Ｌ６・・・復水ライン、L７～L１２・・・抽気管 1, 1'...nuclear power plant, 10...nuclear reactor, 12...steam generator, 21...high pressure steam turbine, 22...main steam stop valve, 23...steam control valve, 24...moisture separator, 25, 26...moisture separator heater, 27...low pressure steam turbine, 28...reheat steam stop valve, 29...interset valve, 30...condenser, 31...condensate pump, 32...degasser water level control valve, 33...low pressure first feedwater heater, 34...low pressure second feedwater heater, 35...low pressure third feedwater heater, 36...low pressure fourth 4 Feedwater heater, 37... Deaerator, 371... Water level gauge, 38... Main feedwater pump, 39... Feedwater booster pump, 3A... High pressure sixth feedwater heater, 40-45... Extraction amount control valve, 50... Generator, 60... Power system, 61... Frequency meter, 70... External power source, 71... Power line, 72... Circuit breaker, 100... Control device, 101... Data acquisition unit, 102... Determination unit, 103... Control unit, 104... Memory unit, L1-L5... Steam pipe, L6... Condensate line, L7-L12... Extraction pipe

Claims (17)

原子炉と、前記原子炉により直接発生させた蒸気又は前記原子炉の熱との熱交換により間接的に発生させた蒸気により駆動する蒸気タービンと、を備え、前記蒸気タービンの駆動により発電した発電電力を電力系統へ供給する原子力発電プラントの制御方法であって、
前記原子力発電プラントから供給する電力の低下又は負荷の増加に応じて、前記発電電力を一時的に増加させる負荷応答運転を行うか否かを判定するステップと、
前記負荷応答運転を行うと判定すると、前記蒸気タービンから抽気する蒸気の抽気量を低下させるステップと、
前記負荷応答運転を行うと判定すると、外部電源を起動するステップと、
前記外部電源を前記電力系統に接続するタイミングを判定するステップと、
前記接続するタイミングが到来すると、前記外部電源を前記電力系統に接続するステップと、
前記抽気量を戻すタイミングを判定するステップと、
前記抽気量を戻すタイミングが到来すると、前記原子炉の出力が規定値よりも上昇しないように前記抽気量を戻すステップと、
を有する制御方法。 A method for controlling a nuclear power plant comprising: a nuclear reactor; and a steam turbine driven by steam directly generated by the nuclear reactor or steam indirectly generated by heat exchange with heat of the nuclear reactor, the method comprising the steps of: driving the steam turbine to generate electric power and supplying the electric power to an electric power grid, the method comprising the steps of:
a step of determining whether or not to perform a load response operation for temporarily increasing the generated power in response to a decrease in power supplied from the nuclear power plant or an increase in load;
reducing an extraction amount of steam extracted from the steam turbine when it is determined that the load response operation is to be performed;
starting up an external power source when it is determined that the load response operation is to be performed;
determining a timing to connect the external power source to the power grid;
connecting the external power source to the power grid when the timing to connect arrives;
determining a timing for returning the bleed air amount;
When a timing for returning the bleed air amount arrives, returning the bleed air amount so that the power output of the reactor does not increase above a specified value;
The control method includes: 前記原子力発電プラントは、前記蒸気タービンが排出した蒸気から復水を生成する復水器と、前記復水器が生成した復水を加熱及び脱気する脱気器と、を備え、
前記抽気量を低下させるステップでは、
前記蒸気タービンの後段に設けられた前記復水器から前記脱気器に供給する前記復水の流量を調節する復水量調節弁の開度を所定の開度に低下させる、
請求項１に記載の制御方法。 The nuclear power plant includes a condenser that generates condensate from steam discharged by the steam turbine, and a deaerator that heats and deaerates the condensate generated by the condenser,
In the step of reducing the bleed air amount,
reducing an opening degree of a condensate amount control valve that adjusts a flow rate of the condensate supplied from the condenser provided in a downstream stage of the steam turbine to the deaerator to a predetermined opening degree;
The control method according to claim 1 . 前記原子力発電プラントは、前記蒸気タービンが排出した蒸気から生成される復水を、前記蒸気タービンから抽気した前記蒸気により加熱する加熱器を備え、
前記抽気量を低下させるステップでは、
前記蒸気タービンから前記加熱器へ抽気する前記蒸気の抽気量を調節する抽気量調節弁の開度を所定の開度に低下させる、
請求項１に記載の制御方法。 the nuclear power plant includes a heater that heats condensate generated from steam discharged by the steam turbine, by the steam extracted from the steam turbine;
In the step of reducing the bleed air amount,
reducing an opening degree of an extraction amount control valve that adjusts an extraction amount of the steam extracted from the steam turbine to the heater to a predetermined opening degree;
The control method according to claim 1 . 前記抽気量を低下させるステップでは、
前記復水量調節弁の開度を低下させることにより、前記復水の流量を３０～５０％に低下させる、
請求項２に記載の制御方法。 In the step of reducing the bleed air amount,
The flow rate of the condensate is reduced to 30 to 50% by reducing the opening degree of the condensate amount control valve.
The control method according to claim 2 . 前記抽気量を戻すステップでは、
前記復水量調節弁を、前記抽気量を低下させる前の開度よりも所定値だけ大きい回復開度で開いた状態を維持する、
請求項２に記載の制御方法。 In the step of returning the bleed air amount,
maintaining the condensate amount control valve open at a recovery opening degree that is larger than the opening degree before the extraction air amount is reduced by a predetermined value;
The control method according to claim 2 . 前記抽気量を戻すステップでは、
前記脱気器の水位が前記抽気量を低下させる前の水位に戻るまで、前記復水量調節弁の前記回復開度を維持する、
請求項５に記載の制御方法。 In the step of returning the bleed air amount,
maintain the recovery opening of the condensate amount control valve until the water level of the deaerator returns to the water level before the extraction amount is reduced;
The control method according to claim 5. 前記抽気量を低下させるステップでは、前記復水量調節弁を所定の第1開度まで急閉し、
前記抽気量を戻すステップでは、前記復水量調節弁を所定の第２開度まで、前記原子炉の出力が規定値よりも上昇しない速度で開ける、
請求項２に記載の制御方法。 In the step of reducing the extraction amount, the condensate amount control valve is suddenly closed to a predetermined first opening degree,
In the step of returning the extraction amount, the condensate amount control valve is opened to a predetermined second opening degree at a speed that does not cause the power output of the reactor to increase above a specified value.
The control method according to claim 2 . 前記負荷応答運転を行うか否かを判定するステップでは、
前記電力系統の周波数が所定値以下に低下すると前記発電電力を増加させると判定する、
請求項１又は請求項２に記載の制御方法。 In the step of determining whether to perform a load response operation,
determining that the generated power is to be increased when the frequency of the power grid falls below a predetermined value;
The control method according to claim 1 or 2. 前記外部電源は同期式の発電機であって、
前記外部電源を前記電力系統に接続するタイミングを判定するステップでは、
前記発電機の回転数が所定値以上となると前記電力系統に接続すると判定する、
請求項１又は請求項２に記載の制御方法。 The external power source is a synchronous generator,
In the step of determining a timing to connect the external power source to the power grid,
When the rotation speed of the generator becomes equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the generator is to be connected to the power grid.
The control method according to claim 1 or 2. 前記外部電源を前記電力系統に接続するタイミングを判定するステップでは、
前記蒸気の抽気量を低下させることにより一時的に上昇した前記蒸気タービンによる前記発電電力が低下するまでに前記電力系統に接続すると判定する、
請求項1又は請求項２に記載の制御方法。 In the step of determining a timing to connect the external power source to the power grid,
determining that the steam turbine should be connected to the power grid before the power generation amount by the steam turbine, which has temporarily increased due to the reduction in the amount of extracted steam, decreases;
The control method according to claim 1 or 2. 前記外部電源を前記電力系統に接続するタイミングを判定するステップでは、
前記脱気器の水位が下限値に達するまでに前記電力系統に接続すると判定する、
請求項２に記載の制御方法。 In the step of determining a timing to connect the external power source to the power grid,
determining that the deaerator is to be connected to the power grid before the water level of the deaerator reaches a lower limit;
The control method according to claim 2 . 前記抽気量を戻すタイミングを判定するステップでは、
前記脱気器の水位が下限値に達すると、前記抽気量を戻すと判定する、
請求項２に記載の制御方法。 In the step of determining a timing to return the bleed air amount,
When the water level of the deaerator reaches a lower limit value, it is determined that the amount of extracted air is to be returned.
The control method according to claim 2 . 前記抽気量を戻すタイミングを判定するステップでは、
前記外部電源の前記電力系統への接続が完了すると、前記抽気量を戻すと判定する、
請求項１又は請求項２に記載の制御方法。 In the step of determining a timing to return the bleed air amount,
when the connection of the external power source to the power grid is completed, it is determined that the amount of extracted air is to be returned.
The control method according to claim 1 or 2. 前記外部電源を起動するステップでは、
前記抽気量を低下させるステップによって前記抽気量を低下させる制御を開始してから所定時間だけ待機した後に前記外部電源を起動し、
前記外部電源を前記電力系統に接続するタイミングを判定するステップでは、
前記抽気量を低下させる制御を継続できる所定の制限時間が経過するまでに前記電力系統に接続すると判定する、
請求項１又は請求項２に記載の制御方法。 In the step of starting up the external power supply,
starting the external power supply after waiting for a predetermined time from when the control for reducing the amount of bleed air is started by the step of reducing the amount of bleed air;
In the step of determining a timing to connect the external power source to the power grid,
determining to connect to the electric power grid before a predetermined time limit during which the control to reduce the amount of extracted air can be continued elapses;
The control method according to claim 1 or 2. 前記抽気量の低下を開始した後の前記原子力発電プラントの出力を調整するステップ、をさらに有し、
前記調整するステップでは、
前記蒸気タービンによる前記発電電力と、前記外部電源が供給する電力の和が所定の目標値となるように、前記蒸気タービンへ供給する蒸気流量を調整する蒸気加減弁の開度および／又は前記外部電源の出力を制御する、
請求項１又は請求項２に記載の制御方法。 adjusting an output of the nuclear power plant after starting to reduce the amount of extraction air;
In the adjusting step,
controlling an opening degree of a steam control valve that adjusts a steam flow rate supplied to the steam turbine and/or an output of the external power source so that a sum of the power generated by the steam turbine and the power supplied by the external power source becomes a predetermined target value;
The control method according to claim 1 or 2. 前記外部電源は、原子力発電プラントの非常用発電機である、
請求項１又は請求項２に記載の制御方法。 The external power source is an emergency generator of a nuclear power plant.
The control method according to claim 1 or 2. 原子炉と、前記原子炉により直接発生させた蒸気又は前記原子炉の熱との熱交換により間接的に発生させた蒸気により駆動する蒸気タービンと、を備え、前記蒸気タービンの駆動により発電した発電電力を電力系統へ供給する原子力発電プラントの制御装置であって、
前記原子力発電プラントから供給する電力の低下又は負荷の増加に応じて、前記発電電力を一時的に増加させる負荷応答運転を行うか否かを判定する手段と、
前記負荷応答運転を行うと判定すると、前記蒸気タービンから抽気する蒸気の抽気量を低下させる手段と、
前記負荷応答運転を行うとの判定に基づいて起動された外部電源を前記電力系統に接続するタイミングを判定する手段と、
前記抽気量を戻すタイミングを判定する手段と、
前記抽気量を戻すタイミングが到来すると、前記原子炉の出力が規定値よりも上昇しないように前記抽気量を戻す手段と、
を有する制御装置。 A control device for a nuclear power plant comprising a nuclear reactor and a steam turbine driven by steam directly generated by the nuclear reactor or steam indirectly generated by heat exchange with heat of the nuclear reactor, the control device supplying electric power generated by driving the steam turbine to an electric power system, the control device comprising:
a means for determining whether or not to perform a load response operation for temporarily increasing the generated power in response to a decrease in power supplied from the nuclear power plant or an increase in load;
a means for reducing an amount of steam extracted from the steam turbine when it is determined that the load response operation is to be performed;
a means for determining a timing to connect an external power source, which has been started based on the determination that a load response operation is to be performed, to the power grid;
A means for determining a timing for returning the bleed air amount;
a means for returning the amount of extracted air when a timing for returning the amount of extracted air arrives so that the output of the reactor does not increase above a specified value;
A control device having the above configuration.

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