JPS6235592B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、火力および原子力蒸気プラントの復
水配管系統の復水の一部または全部を復水器に循
環させる復水系統ミニマムフロー制御装置に関す
るものである。

第１図に原子力発電プラントの復水配管系統を
示し、第２図に復水流量と、低圧復水ポンプ出口
圧力と、高圧復水ポンプのReNPSHおよび入口圧
力の関係を示し、第３図に従来の復水系統ミニマ
ムフロー制御装置を示す。

その第１図に示される原子力発電プラントの復
水配管系統は、復水器１より復水低圧ポンプ２に
よつて復水を汲み上げ、その復水を復水配管１２
に通し、空気抽出器３、グランドコンデンサ４、
復水脱塩装置５を経て高圧復水ポンプ６に送水
し、該高圧復水ポンプ６で昇圧した後、低圧給水
加熱器７を経て原子炉給水ポンプ８に送る。

前記原子炉給水ポンプ８でさらに加圧して給水
管１３に通し、高圧給水加熱器９を経て原子炉１
０に給水する。

前記原子炉１０に送られた給水は、加熱されて
蒸気となり、主蒸気管１４を通つてタービン１１
に導入され、タービン１１で仕事をし、仕事をし
た蒸気は復水器１に排出され、ここで冷却されて
復水となり、再び低圧復水ポンプ２によつて汲み
上げられるように構成されている。

そして、前記復水および給水は、プラント出力
が増加すれば流量が増加し、プラント出力が減少
すれば流量も減少する特性があるが、復水系統に
設けられた前記空気抽出器３とグランドコンデン
サ４とを正常に運転するためには、規定流量以上
の復水を常に確保する必要があるので、前記復水
脱塩装置５の出口より復水を復水器１に戻す復水
再循環配管系統が設けられている。

この復水再循環配管系統は、復水脱塩装置５の
出口に設けられた復水流量トランスミツタ２１、
高圧復水ポンプ６の上流側において復水配管１２
から分岐された復水再循環配管１６、これに設け
られた復水ミニマムフロー調節弁２３とを備えて
おり、前記復水流量トランスミツタ２１と復水ミ
ニマムフロー調節弁２３とは復水系統ミニマムフ
ロー制御装置を介して接続されている。

前記復水系統ミニマムフロー制御装置の従来の
ものは、第３図に示されるように、復水器ミニマ
ムフロー調節計２５を有している。

また、前記復水流量トランスミツタ２１、復水
器ミニマムフロー調節計２５、復水ミニマムフロ
ー調節弁２３には、それぞれ空気源４１が接続さ
れている。

そして、前記復水流量トランスミツタ２１によ
り復水流量を測定し、その信号２６を復水ミニマ
ムフロー調節計２５に入力し、この復水ミニマム
フロー調節計２５で復水流量トランスミツタ２１
からの信号２６と設定流量の偏差を比例＋積分演
算し、その出力である制御信号２７を復水ミニマ
ムフロー調節弁２３に入力し、この制御信号２７
により復水ミニマムフロー調節弁２３を制御し、
復水系統のミニマムフローを確保するようになつ
ている。

また、復水ミニマムフロー調節弁２３、復水ミ
ニマムフロー調節計２５および復水流量トランス
ミツタ２１の操作用の空気源２４あるいは電源が
喪失した場合においても、復水系統のミニマムフ
ローを確保するため、制御信号増加で復水ミニマ
ムフロー調節弁２３を閉じ、制御信号減少で復水
ミニマムフロー調節弁２３を開く特性、すなわち
フエイルオープン特性とするのが一般である。

高負荷運転中においては、復水流量は設定流量
以上であるため、復水ミニマムフロー調節計２５
の出力は、復水ミニマムフロー調節弁２３を全閉
させる制御信号２７を出している。

この場合に、復水流量トランスミツタ２１、復
水ミニマムフロー調節計２５または復水ミニマム
フロー調節弁２３のポジシヨナルのいずれかが故
障し、あるいは操作用の空気源２４もしくは電源
が喪失すると、制御信号２７が出なくなるため、
復水ミニマムフロー調節弁２３は全開となり、復
水再循環配管系統より復水器１に復水が循環され
るので、復水流量が増加し、第２図に示すごと
く、高圧復水ポンプ入口圧力が低下し、高圧復水
ポンプ６へキヤビテーシヨンが生じる恐れがあ
る。

このため、高圧復水ポンプ入口圧力が規定圧力
以下となつた場合には、高圧復水ポンプ６を保護
するために、高圧復水ポンプ入口圧力スイツチに
よりその圧力を検出し、高圧復水ポンプをトリツ
プさせることが多い。

現在多く実用化されているBWR型原子力発電
プラントは、低圧復水ポンプ２、高圧復水ポンプ
６、原子炉給水ポンプ８が復水、給水配管系統上
にシリーズに継がつているため、高圧復水ポンプ
６のトリツプによつて原子炉給水ポンプ８もトリ
ツプし、原子炉給水喪失となつて原子炉スクラム
となり、原子力発電プラントを停止させることに
なるという問題があつた。

また、前述したところは原子力発電プラントに
ついて説明したが、火力発電プラントにおいて
も、高圧復水ポンプのトリツプによつてプラント
運転継続がむずかしくなること、同様である。

本発明の目的は、原子力発電プラントまたは火
力発電プラントとして最も多く運用される高負荷
運転中において、復水流量制御系の操作用の空気
源または電源等の故障時に、復水ミニマム流量調
節弁が開く不具合を未然に防止しうる安全な復水
系統ミニマムフロー制御装置を提供するにある。

本発明の特徴は、復水配管から分岐され、復水
流量トランスミツタと復水ミニマムフロー調節計
と復水ミニマムフロー調節弁とを有し、前記復水
流量トランスミツタで常時復水流量を測定し、前
記復水ミニマムフロー調節計で復水流量と規定流
量とを比例＋積分演算を行ない、しかもプラント
の低負荷運転時には復水ミニマムフロー調節弁を
開いて復水器に復水を再循環させかつ高負荷運転
時には復水ミニマムフロー調節弁を全閉させる復
水再循環系統とを備えた蒸気プラントにおいて、
前記復水ミニマムフロー調節弁に、前記復水流量
トランスミツタと復水ミニマムフロー調節計とは
別個に、復水流量と関数関係にある給水流量、タ
ービン抽気圧力、発電機等の出力、蒸気タービン
第１段後圧力の少なくとも一つを測定するトラン
スミツタと、該トランスミツタからの信号を常時
モニタしかつ前記復水ミニマムフロー調節計の規
定流量とを比較して該規定流量を超える設定値以
上になつたときに信号を発するモニタスイツチ
と、該モニタスイツチからの信号により前記復水
ミニマムフロー調節計よりの信号を除外して前記
復水ミニマムフロー調節弁を強制的に全閉させる
制御弁とを具備しているところに存し、この構成
により前記目的を確実に達成することができたも
のである。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第４図および第５図は、本発明の第１実施例を
示すもので、復水流量トランスミツタ２１に接続
されかつ復水ミニマムフロー調節弁２３を制御す
る復水ミニマムフロー調節計２５とは別に、給水
流量トランスミツタ２２に接続された給水流量モ
ニタスイツチ２９と、該給水流量モニタスイツチ
２９に接続されかつ復水ミニマムフロー調節弁２
３を制御する電磁弁３０とを具備している。

前記復水ミニマムフロー調節弁２３は、弁本体
２３ａ、ポジシヨナ２３ｂおよびアクチエータ２
３ｃとを有している。

前記復水流量トランスミツタ２１、復水ミニマ
ムフロー調節計２５、復水ミニマムフロー調節弁
２３、給水流量トランスミツタ２２、電磁弁３０
はそれぞれ空気源２４に接続されている。一方、
前記給水流量モニタスイツチ２９は電源２８に接
続されている。

そして、前記復水流量トランスミツタ２１は、
復水脱塩装置５の出口の復水流量を測定し、復水
ミニマムフロー調節計２５に信号２６を送る。

前記復水ミニマムフロー調節計２５は、復水流
量トランスミツタ２１から送られてくる信号２６
と設定流量の偏差を比例＋積分演算し、設定流量
より測定流量が少ない場合は復水ミニマムフロー
調節弁２３を開動作させる制御信号２７を発し、
逆に設定流量より測定流量が多い場合は復水ミニ
マムフロー調節弁２３を閉動作させる制御信号７
７を発し、復水ミニマムフロー調節弁２３を制御
し、復水再循環配管１６を通じて復水の必要流量
を復水器１に戻し、常に復水流量が復水系統のミ
ニマム流量以下にならないように制御する。

発電機１５の出力が増加し、給水流量が増加す
るに伴つて復水流量が増加し、やがて復水流量が
復水ミニマムフロー調節計２５の設定流量以上に
なると、前述のごとく復水ミニマムフロー調節計
２５の制御信号２７によつて復水ミニマムフロー
調節弁２３は全閉となる。前記発電機１５の出力
が、さらに増加するに従い、給水流量および復水
流量が増加するため、各計器および調節弁が正常
であれば復水ミニマムフロー調節弁２３は開くこ
とはない。

前記給水流量トランスミツタ２２は、給水管１
３を通つて原子炉１０に送られる給水流量を測定
し、給水流量モニタスイツチ２９に信号３１を送
る。

前記給水流量モニタスイツチ２９は、給水流量
トランスミツタ２２から送られてくる信号３１を
常時モニタし、設定値以上かどうか判定信号を出
す。前記設定値は、復水ミニマムフロー調節計２
５の規定流量に約10％程度の余裕を加えた値に設
定される。そして、給水流量モニタスイツチ２９
は給水流量が前記設定値以上になつたとき、電磁
弁３０に制御信号３２を送る。

前記電磁弁３０は、給水流量モニタスイツチ２
９からの制御信号３２により励磁され、復水ミニ
マムフロー調節弁２３のアクチエータ２３ｃに空
気３３を送り、前記復水ミニマムフロー調節計２
５からの制御信号２７の作動を除外して復水ミニ
マムフロー調節弁２３を全閉させる。

したがつて、プラントの高負荷運転中において
は、給水流量トランスミツタ２２と給水モニタス
イツチ２９と電磁弁３０との連係動作によつて、
復水ミニマムフロー調節弁２３は強制的に全閉と
され、その結果復水流量トランスミツタ２１、復
水ミニマムフロー調節計２５または復水ミニマム
フロー調節弁２３のポジシヨナ２３ｂのいずれか
が故障し、あるいは空気源２４が喪失した場合に
おいても、復水ミニマムフロー調節弁２３は全閉
とされ、復水再循環系統には復水は流れない。

なお、他の部材および部分の構成、作用は第１
図について説明したところと同様である。

次に、第６図および第７図は本発明の第２実施
例を示すもので、この実施例では復水配管１２
に、オリフイス（図示せず）を跨いで復水流量ト
ランスミツタ２１とモニタ用復水流量トランスミ
ツタ３４を設け、該モニタ用復水流量トランスミ
ツタ３４に復水流量モニタスイツチ３５を接続
し、この復水流量モニタスイツチ３５でモニタ用
復水流量トランスミツタ３４からの復水流量の信
号３６と設定値とを比較し、信号36＞設定値で電
磁弁３０に制御信号３７を送り、励磁するように
している外は、前記第１実施例と同様である。

ついで、第８図および第９図は本発明の第３実
施例を示し、この実施例では発電機１５に、発電
機出力トランスミツタ３８を設け、これに発電機
出力モニタスイツチ３９を接続し、該発電機出力
モニタスイツチ３９で発電機出力トランスミツタ
３８からの発電出力の信号４０と設定値とを比較
し、信号40＞設定値で電磁弁３０に制御信号４１
を送り、励磁するように構成されている外は、前
記第１実施例と同様である。

さらに、第１０図および第１１図は本発明の第
４実施例を示し、この実施例ではタービン抽気管
４２に、タービン抽気圧力トランスミツタ４３を
設け、これにタービン抽気圧力モニタスイツチ４
４を接続し、該タービン抽気圧力モニタスイツチ
４４で前記タービン抽気圧力トランスミツタ４３
の測定圧力の信号４５と設定値とを比較し、信号
45＞設定値において電磁弁３０に制御信号４６を
送り、励磁するように構成されている外は、前記
第１実施例と同様である。

また、本発明では復水流量と関数関係にあるタ
ービン第１段後圧力を測定し、これに基づいて復
水ミニマムフロー調節弁２３を制御するようにし
てもよい。

さらに、各計器および調節弁の操作は空気源、
電源に限らず、他の操作源を用いることもでき
る。

また、図面では原子力発電プラントについて説
明したが、火力発電プラント等にも適用できるこ
と勿論である。

なお、第１図〜第１１図において同一部材には
同一符号を付して説明している。

本発明は、以上説明した構成、作用のもので、
本発明によれば復水器に再循環させる必要がない
高負荷運転時には、復水ミニマムフロー調節計よ
り復水ミニマムフロー調節弁への制御信号を除外
して、復水流量トランスミツタと復水ミニマムフ
ロー調節計とは別個に設けられたトランスミツタ
とモニタスイツチと制御弁との連係動作により、
復水ミニマムフロー調節弁を強制的に全閉させ、
各計器または調節弁の故障による復水ミニマムフ
ロー調節弁の誤動作を未然に防止できるので、プ
ラントの安全性を著しく向上しうる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉発電プラントの系統図、第２図
は第１図に示されるプラントの復水流量と低圧復
水ポンプ出口圧力と高圧復水ポンプのReNSHお
よび入口圧力の関係を示す特性図、第３図は従来
技術を示す復水ミニマムフロー制御系統図であ
る。第４図および第５図は本発明の第１実施例を
示すもので、第４図は第１実施例を適用したプラ
ントの系統図、第５図は要部の詳細を示す系統図
である。第６図および第７図は同第２実施例を示
し、第６図は第２実施例を適用したプラントの系
統図、第７図は要部の詳細を示す系統図である。
第８図および第９図は同第３実施例を示し、第８
図はこの第３実施例を適用したプラントの系統
図、第９図は要部の詳細を示す系統図である。さ
らに、第１０図および第１１図は同第４実施例を
示し、第１０図は第４実施例を適用したプラント
の系統図、第１１図はその要部の詳細を示す図で
ある。 １……復水器、１０……原子炉、１１……蒸気
タービン、１２……復水管、１３……給水管、１
４……蒸気管、１５……発電機、１６……復水再
循環配管、２１……復水流量トランスミツタ、２
３……復水ミニマムフロー調節弁、２５……復水
ミニマムフロー調節計、２６……復水の測定流量
の信号、２７……復水ミニマムフロー調節弁の制
御信号、２２，３４，３８，４３……復水流量と
関数関係にある流量、圧力測定用のトランスミツ
タ、２９，３５，３９，４４……モニタスイツ
チ、３０……復水ミニマムフロー調節弁である電
磁弁、３１，３６，４０，４５……トランスミツ
タの出力である信号、３２，３７，４１，４６…
…モニタスイツチの判定結果である制御出力信
号、４２……タービン抽気管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 復水器から蒸気発生源に復水を給水する系統
   と、蒸気発生源から蒸気タービンに蒸気を供給す
   る主系統と、蒸気タービンで仕事をした蒸気を復
   水器に戻す系統と、復水配管から分岐され、復水
   流量トランスミツタと復水ミニマムフロー調節計
   と復水ミニマムフロー調節弁とを有し、前記復水
   流量トランスミツタで常時復水流量を測定し、前
   記ミニマムフロー調節計で復水流量と設定流量と
   の偏差を比例＋積分演算し、しかもプラントの低
   負荷運転時には復水ミニマムフロー調節弁を開い
   て復水器に復水を再循環させかつ高負荷運転時に
   は復水ミニマムフロー調節弁を全閉させる復水再
   循環系統とを備えた蒸気プラントにおいて、前記
   復水ミニマムフロー調節弁に前記復水流量トラン
   スミツタと復水ミニマムフロー調節計とは別個
   に、復水流量と関数関係にある給水流量、タービ
   ン抽気圧力、発電機等の出力、蒸気タービン第１
   段後圧力の少なくとも一つを測定するトランスミ
   ツタと、該トランスミツタからの信号を常時モニ
   タしかつ前記復水ミニマムフロー調節計の設定流
   量より多い流量に設定し設定値以上になつたとき
   に信号を発するモニタスイツチと、該モニタスイ
   ツチからの信号により前記復水ミニマムフロー調
   節計の作動を除外して前記復水ミニマムフロー調
   節弁を強制的に全閉させる制御弁とを具備してい
   ることを特徴とする復水系統ミニマムフロー制御
   装置。