JPS6312201B2

JPS6312201B2 -

Info

Publication number: JPS6312201B2
Application number: JP56078124A
Authority: JP
Inventors: Toyohiko Masuda; Hirotsugu Nagai; Hitoshi Ishimaru
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1981-05-25
Filing date: 1981-05-25
Publication date: 1988-03-17
Also published as: JPS57192712A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、給水加熱器のドレン制御装置に係
り、特に原子力発電所に用いられる給水加熱器の
ドレン制御装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a drain control device for a feedwater heater, and particularly to a drain control device for a feedwater heater used in a nuclear power plant.

原子力プラント、例えば沸騰水型原子力プラン
トを例にとつて説明する。蒸気発生装置である原
子炉で発生した蒸気は、タービンを通つて復水器
に送られ、復水器にて凝縮される。蒸気の凝縮に
よつて生じた復水、すなわち冷却水は、脱塩器等
の浄化装置および給水加熱器を通つて原子炉内に
導かれる。タービンより抽気された蒸気は、給水
加熱器に供給され、そこを通過する冷却水を加熱
する。給水加熱器は、給水配管の上流側に配置さ
れる低圧給水加熱器と給水配管の下流側に配置さ
れる高圧給水加熱器があり、それぞれ複数系例が
並列に配置されている。高圧および低圧給水加熱
器は、一系列に複数段設置されている。抽気蒸気
は、給水配管の下流側に配置された給水加熱器内
で凝縮されてドレンになり、給水配管の上流側に
配置された次段の給水加熱器に順次導かれる。 A nuclear power plant, for example a boiling water nuclear power plant, will be explained as an example. Steam generated in a nuclear reactor, which is a steam generator, is sent to a condenser through a turbine and condensed in the condenser. Condensate, ie, cooling water, produced by condensing steam is led into the reactor through a purification device such as a demineralizer and a feedwater heater. Steam extracted from the turbine is supplied to the feed water heater and heats the cooling water passing through it. The feedwater heaters include a low-pressure feedwater heater placed on the upstream side of the water supply pipe and a high-pressure feedwater heater placed on the downstream side of the water supply pipe, and a plurality of systems of each are arranged in parallel. High-pressure and low-pressure feed water heaters are installed in multiple stages in one series. The extracted steam is condensed and becomes a drain in the feed water heater located downstream of the water supply pipe, and is sequentially guided to the next feed water heater located upstream of the water supply pipe.

給水加熱器でチヨーキング現象が発生して給水
加熱器内のドレン水位が上昇すると、タービン側
にドレンが侵入してウオーターインダクシヨンを
引起こす可能性がある。 If a choke phenomenon occurs in the feedwater heater and the drain water level in the feedwater heater rises, the drain may enter the turbine side and cause water induction.

本発明の目的は、チヨーキング現象が発生する
給水加熱器からドレンを安定に排出することにあ
る。 An object of the present invention is to stably discharge drain from a feed water heater where the choke phenomenon occurs.

本発明の特徴は、給水配管の一部であつてしか
もそれぞれに複数の給水加熱器が設けられる並列
に存在する複数の分岐管部の１つへの給水の供給
が停止された時、他の分岐管部に設けられる給水
加熱器に流入するドレン量を制限することにあ
る。 A feature of the present invention is that when the supply of water to one of the plurality of parallel branch pipe sections that are part of the water supply piping and each of which is provided with a plurality of feed water heaters is stopped, the water supply to the other branch pipe section is stopped. The objective is to limit the amount of drain flowing into the feed water heater provided in the branch pipe section.

本発明は、給水加熱器で発生するチヨーキング
現象を詳細に検討し、その原因を究明することに
よつてなされたものである。その結果を以下に述
べる。 The present invention was achieved by studying in detail the choke phenomenon that occurs in feed water heaters and investigating the cause thereof. The results are described below.

給水配管に接続される低圧給水加熱器として、
復水器に取付けられ、タービンより復水器内に排
出される蒸気によつて加熱されるものが用いられ
ている。この低圧給水加熱器は、復水器の蒸気流
入口と復水器内に設けられて内部に海水が流れる
冷却管群との間の狭い空間に設置されるため、直
径を小さくして長さを長くする必要がある。低圧
給水加熱器内に設けられるドレンクーラも、幅が
狭くなつて長さが長くなる。したがつて、低圧給
水加熱器内のドレン流路の圧力損失は、構造上大
きなものになつている。このような構造であつて
も、三系列の低圧給水加熱器が正常に働いている
場合には別段問題はない。しかし、原子炉の定格
運転時に一系列の１つの低圧給水加熱器が破損し
てその系列への冷却水の供給を停止するヒータカ
ツトを行なうと、原子炉の出力を保持するために
他の二系列の低圧給水加熱器によつて今まで三系
列に流していた冷却水量を加熱する必要がある。
このため、二系列の個々の低圧給水加熱器に供給
される抽気蒸気量が増大し、低圧給水加熱器内に
おいて蒸気の凝縮によつて発生したドレン流量が
増大する。もともと、構造上、圧力損失が大きい
上に、ドレン流量が著しく増大するので、低圧給
水加熱器のドレンクーラ部における流動抵抗すな
わち、圧力損失が急増する。したがつて、低圧給
水加熱器のドレン出口の前におけるドレンの圧力
が、ドレンの飽和圧力まで降下し、ドレンがフラ
ツシユ（自己蒸発）する。低圧給水加熱器のドレ
ン出口では、気液二相流となる。このような二相
流の発生によつて低圧給水加熱器の圧力損失がさ
らに増大し、所定のドレン量を低圧給水加熱器か
ら排出することが困難になる。この現象をチヨー
キング現象という。チヨーキング現象の発生によ
り当該低圧給水加熱器内のドレン水位が上昇し、
蒸気抽気管を通つてタービン側にドレンが逆流す
ると、ウオーターインダクシヨンという大事故が
引起こす。 As a low pressure water heater connected to water supply piping,
A device that is attached to a condenser and heated by steam discharged into the condenser from a turbine is used. This low-pressure feedwater heater is installed in a narrow space between the steam inlet of the condenser and a group of cooling tubes installed inside the condenser through which seawater flows, so the diameter is reduced and the length is reduced. need to be made longer. The drain cooler installed in the low-pressure feed water heater also becomes narrower and longer. Therefore, the pressure loss in the drain passage in the low-pressure feedwater heater is structurally large. Even with this structure, there is no particular problem as long as the three series low-pressure feed water heaters are working normally. However, if one low-pressure feedwater heater in one train is damaged during rated operation of the reactor and a heater cut is performed to stop the supply of cooling water to that train, the other two trains must be cut off to maintain the reactor's output. It is necessary to heat the amount of cooling water that was previously flowing through three lines using a low-pressure feedwater heater.
Therefore, the amount of extracted steam supplied to each of the two series of low-pressure feedwater heaters increases, and the flow rate of condensate generated by condensation of steam in the low-pressure feedwater heaters increases. Originally, the pressure loss is large due to the structure, and the drain flow rate increases significantly, so the flow resistance, that is, the pressure loss in the drain cooler section of the low-pressure feed water heater increases rapidly. Therefore, the pressure of the drain before the drain outlet of the low-pressure feedwater heater drops to the saturation pressure of the drain, causing the drain to flash (self-evaporate). At the drain outlet of the low-pressure feedwater heater, a gas-liquid two-phase flow occurs. The generation of such two-phase flow further increases the pressure loss of the low pressure feed water heater, making it difficult to discharge a predetermined amount of drain from the low pressure feed water heater. This phenomenon is called the yoking phenomenon. Due to the occurrence of the choke phenomenon, the drain water level in the low pressure feed water heater rises,
If condensate flows back into the turbine through the steam bleed pipe, a serious accident called water induction can occur.

発明者等は、このようなチヨーキング現象が生
じた場合の対策を種々検討した結果、低圧給水加
熱器内のドレン流量が急激に増大する場合でも、
低圧給水加熱器内のドレン流量を排出可能な適正
なドレン流量にすればよいとの結論に達した。ド
レン出口でチヨーキング現象を生じている低圧給
水加熱器には、低圧タービンから抽気された蒸気
が直接供給されるほかに、当該低圧給水加熱器の
上段に存在する高圧給水加熱器および低圧給水加
熱器から吐出されるドレンが流入している。これ
ら上段に存在する給水加熱器からのドレンの流入
を停止すれば、当該低圧給水加熱器におけるチヨ
ーキング現象を回避できることがわかつた。 As a result of examining various countermeasures when such a choke phenomenon occurs, the inventors found that even if the drain flow rate in the low-pressure feed water heater increases rapidly,
The conclusion was reached that the drain flow rate in the low-pressure feedwater heater should be set to an appropriate drain flow rate that would allow for discharge. The low-pressure feedwater heater that is experiencing the choke phenomenon at the drain outlet is directly supplied with steam extracted from the low-pressure turbine, as well as the high-pressure feedwater heater and low-pressure feedwater heater that are located on the upper stage of the low-pressure feedwater heater. Drain discharged from the drain is flowing in. It has been found that by stopping the inflow of condensate from the feed water heaters located in the upper stages, the choke phenomenon in the low pressure feed water heaters can be avoided.

上記の検討結果に基づく本発明の好適な一実施
例を第１図、第２図、第３図および第４図に基づ
いて説明する。第１図は、沸騰水型原子炉の系統
図である。原子炉１で発生した蒸気は、主蒸気管
２を通つて高圧タービン３に送られ、さらに湿分
分離器４を介して低圧タービン６に導かれる。低
圧タービン６から排出された蒸気は、復水器７内
で海水により凝縮されて給水となる。この復水
は、冷却水として原子炉１内に供給される。給水
（以下、冷却水という）は、給水配管１０によつ
て復水過脱塩器および復水脱塩器等の復水浄化
装置１１に送られ、浄化される。冷却水は、２台
の復水ポンプ１２Ａおよび１２Ｂにより昇圧され
る。 A preferred embodiment of the present invention based on the above study results will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4. FIG. 1 is a system diagram of a boiling water reactor. Steam generated in the nuclear reactor 1 is sent to a high pressure turbine 3 through a main steam pipe 2, and further guided to a low pressure turbine 6 via a moisture separator 4. Steam discharged from the low pressure turbine 6 is condensed with seawater in the condenser 7 and becomes feed water. This condensate is supplied into the reactor 1 as cooling water. Feed water (hereinafter referred to as cooling water) is sent through a water supply pipe 10 to a condensate purification device 11 such as a condensate super-demineralizer and a condensate demineralizer, where it is purified. The pressure of the cooling water is increased by two condensate pumps 12A and 12B.

復水ポンプ１２Ａおよび１２Ｂの下流で、給水
配管１０は、３本の給水配管１０Ａ，１０Ｂおよ
び１０Ｃに分岐される。４基の低圧給水加熱器１
３，１４，１５および１６が、給水配管１０Ａ，
１０Ｂおよび１０Ｃにそれぞれ設けられる。給水
配管１０Ａ，１０Ｂおよび１０Ｃには、給水止め
弁２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２３Ａ，２３Ｂおよ
び２３Ｃがそれぞれ設けられる。給水配管１０Ａ
に設けられる４基の低圧給水加熱器１３，１４，
１５および１６は、第２図および第３図に示すよ
うに復水器７に取付けられる。具体的には、４基
の低圧給水加熱器の伝熱管部は、復水器７内に挿
入されて復水器７の冷却管群８Ａおよび８Ｂの上
方で蒸気入口の下方に配置される。９は、冷却管
群８Ａおよび８Ｂに海水を供給する配管である。
沸騰水型原子力発電所は、３台の低圧タービン６
を有し、それぞれの低圧タービン６に復水器７が
１基ずつ設けられている。給水配管１０Ｂおよび
１０Ｃにそれぞれ設けられる４基の低圧給水加熱
器は、給水配管１０Ａの場合と同様に、他の復水
器に設置される。これらの低圧給水加熱器は、復
水器７内の蒸気の圧力損失を低くする要求があり
しかも設置場所が狭いので、前述したように直径
が小さくて長さが長いものになつている。 Downstream of the condensate pumps 12A and 12B, the water supply pipe 10 is branched into three water supply pipes 10A, 10B, and 10C. 4 low pressure feed water heaters 1
3, 14, 15 and 16 are water supply pipes 10A,
10B and 10C, respectively. Water supply pipes 10A, 10B and 10C are provided with water supply stop valves 22A, 22B, 22C, 23A, 23B and 23C, respectively. Water supply pipe 10A
Four low-pressure feed water heaters 13, 14,
15 and 16 are attached to the condenser 7 as shown in FIGS. 2 and 3. Specifically, the heat exchanger tube portions of the four low-pressure feedwater heaters are inserted into the condenser 7 and arranged above the cooling tube groups 8A and 8B of the condenser 7 and below the steam inlet. 9 is a pipe that supplies seawater to the cooling pipe groups 8A and 8B.
A boiling water nuclear power plant consists of three low pressure turbines6
Each low pressure turbine 6 is provided with one condenser 7. The four low-pressure feed water heaters provided in the water supply pipes 10B and 10C, respectively, are installed in other condensers as in the case of the water supply pipe 10A. These low-pressure feed water heaters are required to reduce the pressure loss of the steam in the condenser 7, and the installation space is narrow, so as mentioned above, they are small in diameter and long in length.

低圧タービン６に接続される抽気配管３０Ａ，
３０Ｂ，３０Ｃおよび３０Ｄによつて抽気された
蒸気が、それぞれの低圧給水加熱器に供給され
る。復水ポンプ１２Ａおよび１２Ｂから吐出され
た冷却水は、給水配管１０Ａ，１０Ｂおよび１０
Ｃ内に分かれて流れ、これらの給水配管を流れる
間に低圧給水加熱器１３，１４，１５および１６
によつて加熱される。冷却水の加熱を、第４図に
示す低圧給水加熱器１４を用いて詳細に説明す
る。給水配管１０Ａから下部水室１７に流入した
冷却水は、Ｕ字状の伝熱管１９内を通り、上部水
室１８に達する。一方、抽気配管３０Ｂを流れる
抽気蒸気は、シエル２０内に流入し、伝熱管１９
内を流れる冷却水を加熱する。蒸気の凝縮によつ
て生じたドレンは、ドレンクーラ２１内を流れ、
その潜熱によつて伝導管１９内を流れる冷却水を
加熱する。加熱された冷却水は、給水ポンプ２４
Ａおよび２４Ｂでさらに昇圧され、２つの給水配
管２５Ａおよび２５Ｂに分流される。高圧給水加
熱器２６および２７が、給水配管２５Ａおよび２
５Ｂにそれぞれ設けられている。高圧給水加熱器
２６および２７には、高圧タービン３に連絡され
る抽気配管３０Ｅおよび３０Ｆによつて抽気され
た蒸気が供給される。高圧給水加熱器２６および
２７によつて加熱された高温の冷却水が、原子炉
１内に導入される。給水止め弁２８Ａ，２８Ｂ，
２９Ａおよび２９Ｂが、給水配管２５Ａおよび２
５Ｂに設けられる。 extraction piping 30A connected to the low pressure turbine 6;
Steam extracted by 30B, 30C and 30D is supplied to respective low pressure feed water heaters. The cooling water discharged from the condensate pumps 12A and 12B flows through the water supply pipes 10A, 10B and 10.
The low-pressure feed water heaters 13, 14, 15 and 16
heated by. Heating of the cooling water will be explained in detail using the low pressure feed water heater 14 shown in FIG. The cooling water flowing into the lower water chamber 17 from the water supply pipe 10A passes through the U-shaped heat transfer tube 19 and reaches the upper water chamber 18. On the other hand, the extracted steam flowing through the extraction pipe 30B flows into the shell 20 and the heat exchanger tube 19
Heats the cooling water flowing inside. Drain generated by condensation of steam flows inside the drain cooler 21,
The latent heat heats the cooling water flowing inside the conduction pipe 19. The heated cooling water is supplied to the water supply pump 24.
The pressure is further increased at A and 24B, and the water is divided into two water supply pipes 25A and 25B. High-pressure feed water heaters 26 and 27 are connected to water supply pipes 25A and 2
5B respectively. The high-pressure feedwater heaters 26 and 27 are supplied with steam extracted by extraction pipes 30E and 30F connected to the high-pressure turbine 3. High-temperature cooling water heated by high-pressure feedwater heaters 26 and 27 is introduced into reactor 1 . Water supply stop valve 28A, 28B,
29A and 29B are water supply pipes 25A and 2
It is provided in 5B.

高圧給水加熱器２７に流入した蒸気が凝縮する
ことによつて発生したドレンは、ドレン配管３３
Ａを通つて高圧給水加熱器２６内に流入する。湿
分分離器ドレンタンク５内の高温のドレンは、制
御弁３２を有するドレン配管３１を通つて高圧給
水加熱器２６に流入する。ドレン配管３３および
配管３１より流入したドレンおよび高圧給水加熱
器２６内で蒸気の凝縮により発生したドレンは、
合流し、ドレン配管３３Ｂを通つて低圧給水加熱
器１６に流入する。このドレンは、それぞれの低
圧給水加熱器で発生するドレンを加えながらドレ
ン配管３３Ｃ，３３Ｄおよび３３Ｅを通つて下流
側（ドレンの流れ方向で）の低圧給水加熱器内に
順次導入される。最終的には、ドレンは、ドレン
配管３３Ｆを通つて復水器７に送られる。水位制
御弁３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ，３４Ｅお
よび３４Ｆが、ドレン配管３３Ａ，３３Ｂ，３３
Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅおよび３３Ｆに設けられる。
各給水加熱器と復水器７とをそれぞれ直接連絡す
る非常用ドレン配管３５Ａ〜３５Ｆが、設けられ
る。制御弁３６Ａ〜３６Ｆが、各々の非常用ドレ
ン配管３５Ａ〜３５Ｆに取付けられる。制御弁３
８を有する３７の配管も非常用ドレン配管であ
り、復水器７と直接連絡している。 Drain generated by condensation of steam flowing into the high-pressure feed water heater 27 is drained from the drain pipe 33.
A into the high pressure feed water heater 26. The hot condensate in the moisture separator drain tank 5 flows into the high pressure feed water heater 26 through a drain line 31 having a control valve 32 . The drain flowing in from the drain piping 33 and the piping 31 and the drain generated by condensation of steam in the high-pressure feed water heater 26 are
The water joins together and flows into the low pressure feed water heater 16 through the drain pipe 33B. This condensate is sequentially introduced into the downstream (in the flow direction of the condensate) low-pressure feedwater heaters through drain pipes 33C, 33D, and 33E, adding condensate generated in each low-pressure feedwater heater. Finally, the drain is sent to the condenser 7 through the drain pipe 33F. The water level control valves 34A, 34B, 34C, 34D, 34E and 34F are connected to the drain pipes 33A, 33B, 33
C, 33D, 33E and 33F.
Emergency drain pipes 35A to 35F are provided that directly connect each feed water heater and the condenser 7, respectively. Control valves 36A-36F are attached to each emergency drain pipe 35A-35F. control valve 3
The pipe number 37 having No. 8 is also an emergency drain pipe and is in direct communication with the condenser 7.

第４図に本実施例の具体的な構成を示す。給水
止め弁２２Ａ，２２Ｂおよび２２Ｃの開度を検出
する開度検出器４１Ａ，４１Ｂおよび４１Ｃが設
けられる。開度検出器４１Ｂおよび４１Ｃの出力
が開度制限器４２Ａに伝えられる。開度制御器４
２Ａは、給水配管１０Ａに設けられる水位制御弁
３４Ｄの開閉を操作する。一系列の４基の低圧給
水加熱器のうちチヨーキング現象を起こす低圧給
水器は、原子炉１への給水流量および抽気蒸気量
等によりあらかじめ決まつてしまう。本実施例で
は、低圧給水加熱器１４でチヨーキング現象が生
じる。したがつて、開度制限器４２Ａの出力は、
低圧給水加熱器１４にドレンを導入するドレン配
管３３Ｄに設けられる水位制御弁３４Ｄに伝え
る。図示されていないが、開度検出器４１Ａおよ
び４１Ｃの出力を入力する開度制限器と開度検出
器４１Ａおよび４１Ｂの出力を入力する開度検出
器が設けられる。前者の開度検出器は、給水配管
１０Ｂに設けられる低圧給水加熱器１４にドレン
を導くドレン配管の水位制御弁を操作する。後者
の開度制限器は、給水配管１０Ｃに設けられる低
圧給水加熱器１ケにドレンを導くドレン配管の水
位制御弁を操作する。 FIG. 4 shows the specific configuration of this embodiment. Opening degree detectors 41A, 41B and 41C are provided to detect the opening degrees of water supply stop valves 22A, 22B and 22C. The outputs of the opening degree detectors 41B and 41C are transmitted to the opening degree limiter 42A. Opening controller 4
2A operates the opening/closing of the water level control valve 34D provided in the water supply pipe 10A. Among the four low-pressure feed water heaters in one series, the low-pressure water feeder that causes the choke phenomenon is determined in advance by the flow rate of water feed to the reactor 1, the amount of extracted steam, and the like. In this embodiment, a choke phenomenon occurs in the low pressure feed water heater 14. Therefore, the output of the opening limiter 42A is:
The information is transmitted to a water level control valve 34D provided in a drain pipe 33D that introduces drain into the low-pressure feed water heater 14. Although not shown, an opening limiter inputting the outputs of the opening detectors 41A and 41C and an opening detector inputting the outputs of the opening detectors 41A and 41B are provided. The former opening degree detector operates the water level control valve of the drain pipe that guides drain to the low-pressure feed water heater 14 provided in the water supply pipe 10B. The latter opening limiter operates the water level control valve of the drain pipe that guides the drain to one low-pressure water heater provided in the water supply pipe 10C.

水位計３９が、各々の低圧および高圧給水加熱
器に設けられ、その出力信号が水位制御器４０に
入力される。水位制御器４０の出力信号は、水位
計３９が設けられる給水加熱器からドレンを排出
するドレン配管および非常用ドレン配管にそれぞ
れ設けられる水位制御弁および制御弁に入力され
る。 A water level gauge 39 is provided at each low pressure and high pressure feed water heater, and its output signal is input to a water level controller 40. The output signal of the water level controller 40 is input to a water level control valve and a control valve provided in a drain pipe and an emergency drain pipe, respectively, which discharge drain from the feed water heater in which the water level gauge 39 is provided.

沸騰水型原子力プラントの通常運転時、例えば
定格出力（100％出力）運転時に、給水配管１０
Ａ，１０Ｂおよび１０Ｃの三系列の各々の低圧給
水加熱器が正常に機能している場合は、前述した
ように各々の給水配管１０Ａ，１０Ｂおよび１０
Ｃに冷却水が供給される。しかし、一系列、例え
ば、給水配管１０Ｂに設けられる低圧給水加熱器
１５の伝導管が破損した場合には、その低圧給水
加熱器１５への冷却水の供給を停止するために、
給水止め弁２２Ｂおよび２３Ｂが、閉鎖される。
沸騰水型原子力発電所の定格出力運転を維持する
ためには、冷却水の原子炉１への供給量を今まで
通り維持する必要があり、給水配管１０Ｂに供給
していた冷却水量は給水配管１０Ａおよび１０Ｃ
に振分けられる。給水止め弁２２Ｂおよび２３Ｂ
の閉鎖とともに給水配管１０Ｂの各低圧給水加熱
器への抽気蒸気の供給が停止され、給水配管１０
Ａおよび１０Ｃの各低圧給水加熱器に供給される
抽気蒸気量が、圧力バランスによつて自動的に増
大する。このため、給水配管１０Ａおよび１０Ｃ
への冷却水量が増大しても、冷却水温度は三系列
の低圧給水加熱器で加熱していた場合と同じにな
る。しかし、抽気蒸気量の増大は、各低圧給水加
熱器のドレンクーラ２１内を流れるドレン量を増
大させることになる。 During normal operation of a boiling water nuclear power plant, for example, when operating at rated output (100% output), the water supply piping 10
If the low-pressure feed water heaters of each of the three series A, 10B and 10C are functioning normally, each of the water supply pipes 10A, 10B and 10C as described above.
Cooling water is supplied to C. However, if one series, for example, the conduction pipe of the low-pressure feed water heater 15 provided in the water supply pipe 10B is damaged, in order to stop the supply of cooling water to the low-pressure feed water heater 15,
Water supply stop valves 22B and 23B are closed.
In order to maintain the rated output operation of a boiling water nuclear power plant, it is necessary to maintain the amount of cooling water supplied to the reactor 1 as before, and the amount of cooling water that was being supplied to the water supply pipe 10B is reduced to the water supply pipe 10B. 10A and 10C
be distributed to. Water supply stop valves 22B and 23B
With the closure of the water supply pipe 10B, the supply of extracted steam to each low pressure water heater of the water supply pipe 10B is stopped.
The amount of bleed steam supplied to each of the A and 10C low pressure feedwater heaters is automatically increased by pressure balance. For this reason, water supply pipes 10A and 10C
Even if the amount of cooling water increases, the temperature of the cooling water will remain the same as when heating with three series of low-pressure feed water heaters. However, an increase in the amount of bleed steam increases the amount of drain flowing through the drain cooler 21 of each low pressure feed water heater.

給水止め弁の開閉操作は、発電所の中央操作室
にいる操作員のボタン操作で行なわれる。給水止
め弁２２Ｂが全閉されると、開度検出器４１Ｂは
それを検出し、その旨の信号を開度制限器４２Ａ
に入力する。開度制限器４２Ａは、給水止め弁２
２Ｂおよび２２Ｃのいずれか一方の信号を出力し
た場合に水位制御弁３４Ｄを全閉する機能を有す
る。開度検出器４１Ａおよび４１Ｃの信号を入力
する開度制限器と開度検出器４１Ａおよび４１Ｂ
の信号を入力する開度制限器は、１つの開度検出
器の全閉信号を入力することによつて所定の水位
制御弁を全閉する。給水止め弁２２Ｂの全閉に伴
つて水位制御弁３４Ｄが全閉される。このため、
ドレン配管３３Ｄを通してのチヨーキング現象を
起こす低圧給水加熱器１４へのドレン供給が停止
される。低圧給水加熱器１４のドレンクーラ２１
内を流れるドレン量は、抽気配管３０Ｂから供給
された抽気蒸気が凝縮した分だけになり、水位制
御弁３４Ｄを閉鎖しない場合に比べて著しく減少
する。ドレンクーラ２１内では気液二相流が発生
せず、低圧給水加熱器１４からのドレンの排出が
安定に行なわれる。水位制御弁３４Ｄを閉鎖する
ことによつて、低圧給水加熱器１５内のドレン水
位が上昇する。この水位上昇は水位計３９によつ
て検出され、所定水位以上になると水位制御器４
０は、制御弁３６Ｄを開く（制御弁３６Ａ〜３６
Ｆは、通常閉じている）。低圧給水加熱器１５内
のドレンは、非常用ドレン配管３５Ｃを通つて直
後復水器７に導かれる。三系列のすべての低圧給
水加熱器が正常に機能している時に低圧給水加熱
器のドレン水位が上昇した場合には、水位制御器
４０が作動して水位制御弁を開き、水位制御弁が
開いてもなおドレン水位が低下しない場合には非
常用ドレン配管の制御弁がさらに開く。これによ
り低圧給水加熱器からドレンを速やかに排出す
る。開度制限器が機能している場合は、水位制御
器による水位制御弁の開操作は、機能しない。開
度制限器からの出力信号で水位制御弁３４Ｄを開
くと同時に制御弁３６Ｄを開くようにしてもよ
い。 The water supply stop valve is opened and closed by an operator located in the power plant's central control room by pressing a button. When the water supply stop valve 22B is fully closed, the opening detector 41B detects this and sends a signal to that effect to the opening limiter 42A.
Enter. The opening limiter 42A is the water stop valve 2
It has a function of fully closing the water level control valve 34D when either one of the signals 2B and 22C is output. Opening limiter and opening detectors 41A and 41B that input signals from opening detectors 41A and 41C
The opening limiter inputting the signal fully closes a predetermined water level control valve by inputting the fully closed signal of one opening detector. As the water supply stop valve 22B is fully closed, the water level control valve 34D is fully closed. For this reason,
The drain supply to the low-pressure feed water heater 14, which causes the choke phenomenon, through the drain pipe 33D is stopped. Drain cooler 21 of low pressure feed water heater 14
The amount of drain flowing therein is only the condensed bleed steam supplied from the bleed pipe 30B, and is significantly reduced compared to the case where the water level control valve 34D is not closed. No gas-liquid two-phase flow occurs within the drain cooler 21, and the drain from the low-pressure feed water heater 14 is stably discharged. By closing the water level control valve 34D, the drain water level in the low pressure feed water heater 15 rises. This water level rise is detected by the water level gauge 39, and when the water level rises above a predetermined level, the water level controller 4
0 opens the control valve 36D (control valves 36A to 36
F is normally closed). The drain in the low-pressure feed water heater 15 is immediately led to the condenser 7 through the emergency drain pipe 35C. If the drain water level of the low-pressure feedwater heater rises while all the low-pressure feedwater heaters in the three series are functioning normally, the water level controller 40 operates to open the water level control valve; If the drain water level still does not drop, the emergency drain piping control valve opens further. This quickly drains condensate from the low-pressure feed water heater. If the opening limiter is functioning, the opening operation of the water level control valve by the water level controller will not work. The control valve 36D may be opened at the same time as the water level control valve 34D is opened by the output signal from the opening limiter.

本実施例の効果を第５図および第６図を用いて
説明する。第５図は、給水配管１０Ａ，１０Ｂお
よび１０Ｃに設けられたすべての低圧給水加熱器
が機能している場合における低圧給水加熱器１４
の特性を示している。特性５０は低圧給水加熱器
１４の内圧力、特性５１は低圧給水加熱器１４内
のドレンクーラ出口部のドレンの飽和圧力、特性
５２はドレン配管の下流側の次段の低圧給水加熱
器１３の内圧力および特性５３Ａは低圧給水加熱
器１４のドレンクーラ出口部の圧力である。すべ
ての低圧給水加熱器が正常に機能している場合に
は、沸騰水型原子力発電プラントの負荷の増大に
伴つて各々の圧力は上昇するが、ドレンクーラ出
口部の圧力はドレンクーラ出口部のドレンの飽和
圧力よりも常に高くなつている。このため、低圧
給水加熱器１４よりドレンを安定な状態で排出で
きる。５４はサブクール度、５５は水位制御弁差
および正常運転時のドレンクーラの圧力損失を示
している。一方、給水配管１０Ｂへの冷却水の供
給を停止するヒータカツト運動を行なつた場合に
おいて本実施例の開度制限器４２Ａを機能を停止
させる場合とそれを機能させない場合の低圧給水
加熱器１４の特性を第６図に示す。第５図と同一
の特性は、同一符号で示す。特性５３Ｂは開度制
限器４２Ａを機能させない場合の低圧給水加熱器
１４のドレンクーラ２１の出口部の圧力、特性５
３Ｃは開度制限器４２Ａを機能させた場合の低圧
給水加熱器１４のドレンクーラ２１の出口部の圧
力、５６Ｂは開度制限器４２Ａを機能させない場
合のドレンクーラ２１の圧力損失および５６Ｃは
開度制限器４２Ａを機能させた場合のドレンクー
ラ２１の圧力損を示している。開度制限器４２Ａ
を機能させない場合には、沸騰水型原子力発電プ
ラントの負荷がP₁以上になると、ドレンクーラ
出口部の圧力（特性５３Ｂ）は、ドレンクーラ出
口部のドレンの飽和圧力（特性５１）よりも低下
してしまう。この場合には、前述したように二相
流が発生し、ドレンクーラ２１の圧力損失が増加
し、低圧給水加熱器１４にチヨーキング現象が発
生する。しかし、本実施例の開度制限器４２Ａを
機能させた場合には、すべての低圧給水加熱器が
正常に機能する場合と同様に、ドレンクーラ出口
部の圧力はドレンクーラ出口部のドレンの飽和圧
力も常に高くなつている。したがつて、気液二相
流が発生しなく、低圧給水加熱器１４のドレン出
口でチヨーキング現象が発生しない。ドレンは、
低圧給水加熱器１４から安定に排出される。ドレ
ンの抽気配管３０Ｂ逆流によるタービンのウオー
タインダクシヨンを、完全に防止できる。本実施
例によれば、一系列の低圧給水加熱器への冷却水
の供給を停止すると同時にチヨーキング現象が発
生する所定の低圧給水加熱器１４へのドレン流入
を阻止することができ、チヨーキング現象の発生
を事前に防止できる。さらに低圧給水加熱器１４
のドレンクーラ２１での局所的な高流速の二相流
の発生を防止することができるので、低圧給水加
熱器１４の胴体、伝熱管１９およびドレン配管３
３Ｄのエロージヨン作用による減肉を防止でき
る。 The effects of this embodiment will be explained using FIGS. 5 and 6. FIG. 5 shows the low pressure water heater 14 when all the low pressure water heaters installed in the water supply pipes 10A, 10B and 10C are functioning.
It shows the characteristics of Characteristic 50 is the internal pressure of the low-pressure feed water heater 14, characteristic 51 is the saturation pressure of the drain at the outlet of the drain cooler in the low-pressure feed water heater 14, and characteristic 52 is the internal pressure of the low-pressure feed water heater 13 at the next stage downstream of the drain piping. Pressure and characteristic 53A is the pressure at the drain cooler outlet of the low pressure feed water heater 14. If all the low-pressure feedwater heaters are functioning normally, their pressures will rise as the load of the boiling water nuclear power plant increases, but the pressure at the drain cooler outlet will be lower than that of the drain at the drain cooler outlet. It is always higher than the saturation pressure. Therefore, the drain can be discharged from the low-pressure feed water heater 14 in a stable state. 54 indicates the subcool degree, and 55 indicates the water level control valve difference and the pressure loss of the drain cooler during normal operation. On the other hand, when performing a heater cut motion to stop the supply of cooling water to the water supply pipe 10B, the opening limiter 42A of this embodiment is deactivated and the low pressure water heater 14 is deactivated. The characteristics are shown in Figure 6. Characteristics that are the same as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals. Characteristic 53B is the pressure at the outlet of the drain cooler 21 of the low-pressure feed water heater 14 when the opening limiter 42A is not activated. Characteristic 5
3C is the pressure at the outlet of the drain cooler 21 of the low pressure feed water heater 14 when the opening limiter 42A is activated, 56B is the pressure loss of the drain cooler 21 when the opening limiter 42A is not activated, and 56C is the opening restriction. It shows the pressure loss of the drain cooler 21 when the container 42A is operated. Opening limiter 42A
If the load of the boiling water nuclear power plant exceeds P ₁ , the pressure at the outlet of the drain cooler (characteristic 53B) will drop below the saturation pressure of the drain at the outlet of the drain cooler (characteristic 51). Put it away. In this case, as described above, a two-phase flow occurs, the pressure loss of the drain cooler 21 increases, and a choke phenomenon occurs in the low-pressure feed water heater 14. However, when the opening limiter 42A of this embodiment is operated, the pressure at the outlet of the drain cooler reaches the saturation pressure of the drain at the outlet of the drain cooler, as in the case where all low-pressure feed water heaters function normally. It's always getting higher. Therefore, a gas-liquid two-phase flow does not occur, and a choke phenomenon does not occur at the drain outlet of the low-pressure feed water heater 14. The drain is
The water is stably discharged from the low pressure feed water heater 14. Turbine water induction due to backflow of the drain bleed pipe 30B can be completely prevented. According to this embodiment, it is possible to stop the supply of cooling water to one series of low-pressure feed water heaters and at the same time to prevent the drain from flowing into a predetermined low-pressure feed water heater 14 where the choke phenomenon occurs, thereby preventing the choke phenomenon. Occurrence can be prevented in advance. Furthermore, low pressure feed water heater 14
Because it is possible to prevent the occurrence of local high-velocity two-phase flow in the drain cooler 21 of
Thickness reduction due to 3D erosion effect can be prevented.

前述した実施例のように開度制限器４２Ａの作
用により水位制御弁３４Ｄの開度を全閉する必要
はなく、低圧給水加熱器１４にチヨーキング現象
が生じない程度であれば、ドレン配管３３Ｄを通
してドレンを供給してもよい。すなわち、給水止
め弁２２Ｂが閉鎖された時、水位制御弁３４Ｄの
開度を1/4にする程度でもよい。 It is not necessary to fully close the opening of the water level control valve 34D due to the action of the opening limiter 42A as in the embodiment described above, and as long as the choke phenomenon does not occur in the low pressure feed water heater 14, the opening of the water level control valve 34D is not required to be completely closed through the drain piping 33D. Drainage may be supplied. That is, when the water supply stop valve 22B is closed, the opening degree of the water level control valve 34D may be reduced to 1/4.

第４図に示す実施例では、開度制限器４２Ａに
開度検出器４１Ｂおよび４１Ｃの出力信号を入力
しているが、開度検出器を設けないで、中央操作
室で操作員が給水止め弁２２Ｂまたは２２Ｃを操
作した時の操作信号を直接開度制限器４２Ａに入
力して水位制御弁３４Ｄの操作を行なうようにし
てもよい。他の二つの開度制限器についても同様
である。本実施例も前述の実施例と同様な効果が
得られ、しかも、開度検出器が不要であり、プラ
ントの運転状態により操作員の判断で自由に水位
制御弁の開度制限ができるという効果が生じる。 In the embodiment shown in FIG. 4, the output signals of the opening detectors 41B and 41C are input to the opening limiter 42A, but the opening detector is not provided and the operator turns off the water supply in the central operation room. The operation signal obtained when the valve 22B or 22C is operated may be directly input to the opening limiter 42A to operate the water level control valve 34D. The same applies to the other two opening limiters. This embodiment also has the same effect as the above-mentioned embodiment, and has the advantage that an opening detector is not required, and the opening of the water level control valve can be freely restricted at the operator's discretion depending on the operating status of the plant. occurs.

本発明の他の実施例を第７図に基づいて説明す
る。第１図と同一の構成は同一符号で示し、異な
る部分について説明する。本実施例は、開度制限
器６０が給水止め弁２３Ａ，２３Ｂまたは２３Ｃ
の閉鎖信号を入力してドレン配管３１に設けられ
る制御弁３２を閉鎖する。これにより湿分分離器
４で分離された多量のドレンがドレン配管３１を
通して高圧給水加熱器２６に流入することを阻止
できる。抽気蒸気は凝縮しても給水加熱器から排
出するドレン量をそれほど増加させることにはな
らない。ドレン配管３１から流入する液体のドレ
ンが、給水加熱器内を流れるドレン量の多くを占
めている。ドレン配管３１からのドレンの流入を
阻止することによつて低圧給水加熱器１４内を流
れるドレン量を減少させることができ、チヨーキ
ング現象の発生を回避できる。湿分分離器ドレン
タンク５内のドレン水位が、制御弁３２を閉鎖す
ることにより上昇する。この水位上昇は、水位計
６１にて検出される。水位計６１で検出した値が
所定水位以上になると、水位制御器６２によつて
制御弁３８が開く。湿分分離ドレンタンク５内の
ドレンは、非常用ドレン配管３７を通つて復水器
７内に送られる。本実施例においても、前述した
実施例と同様な効果を得ることができる。 Another embodiment of the present invention will be described based on FIG. The same components as in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals, and different parts will be explained. In this embodiment, the opening limiter 60 is set to the water supply stop valve 23A, 23B or 23C.
The control valve 32 provided in the drain pipe 31 is closed by inputting the closing signal. This can prevent a large amount of drain separated by the moisture separator 4 from flowing into the high-pressure feed water heater 26 through the drain pipe 31. Even if the bleed steam condenses, it does not significantly increase the amount of condensate discharged from the feed water heater. The liquid drain flowing from the drain pipe 31 accounts for most of the amount of drain flowing inside the feed water heater. By blocking the flow of drain from the drain pipe 31, the amount of drain flowing through the low pressure feed water heater 14 can be reduced, and the occurrence of the choke phenomenon can be avoided. The drain level in the moisture separator drain tank 5 is raised by closing the control valve 32. This water level rise is detected by the water level gauge 61. When the value detected by the water level gauge 61 exceeds a predetermined water level, the water level controller 62 opens the control valve 38 . Drain in the moisture separation drain tank 5 is sent into the condenser 7 through an emergency drain pipe 37. In this embodiment as well, effects similar to those of the above-mentioned embodiment can be obtained.

前述した実施例は、給水止め弁の開閉状態態に
よつて水位制御弁３４Ｄまたは制御弁３２の開度
を制限しているが、給水配管１０Ａ，１０Ｂおよ
び１０Ｃの冷却水流量を検出し、いずれかの給水
配管の冷却水流量が零になることによつて上記の
制御弁の開度を制限してもよい。冷却水流量が零
になることは、その給水配管の給水止め弁が閉鎖
されたことを意味する。また給水止め弁が開いて
いる給水配管の冷却水流量は設定流量よりも著し
く増加するのでこれを検出しても水位制御弁等を
閉鎖してもよい。さらに開度制限器４２Ａによつ
て水位制御弁３４Ｃ〜３４Ｆを閉鎖してもよい。 In the embodiment described above, the opening degree of the water level control valve 34D or the control valve 32 is limited depending on the open/close state of the water supply stop valve, but the cooling water flow rate of the water supply pipes 10A, 10B and 10C is detected, and when The opening degree of the control valve may be limited by reducing the flow rate of the cooling water in the water supply pipe to zero. When the cooling water flow rate becomes zero, it means that the water supply stop valve of the water supply pipe is closed. Further, since the flow rate of cooling water in the water supply piping when the water supply stop valve is open increases significantly more than the set flow rate, the water level control valve etc. may be closed even if this is detected. Furthermore, the water level control valves 34C to 34F may be closed by the opening limiter 42A.

本発明は、低圧給水加熱器が復水器に取付けら
れていないものであつても、直径が小さくて長さ
が長くドレンクーラ部の圧力損失の大きなものを
用いる場合においても適用できる。さらに、沸騰
水型原子力発電プラントだけでなく、加圧水型原
子力発電プラント、高速増殖炉および重水炉を用
いた原子力発電プラントにも、適用できる。火力
発電プラントは、沸騰水型および加圧水型等の原
子力発電プラントに比べてタービンに供給される
蒸気の過熱度が大きいため、給水加熱器に供給さ
れる抽気蒸気量が少なくて発生するドレン量が少
ない。それだけ前述したチヨーキング現象が生じ
にくいが、本発明を蒸気発生装置としてボイラを
用いる火力発電プラントに適用することによつて
さらに給水加熱器の直径を小さくでき、給水加熱
器がよりコンパクトになる。 The present invention can be applied even when the low-pressure feedwater heater is not attached to the condenser, and when using a low-pressure feedwater heater that is small in diameter, long in length, and has a large pressure loss in the drain cooler section. Furthermore, it is applicable not only to boiling water nuclear power plants, but also to pressurized water nuclear power plants, fast breeder reactors, and nuclear power plants using heavy water reactors. In thermal power plants, the degree of superheating of the steam supplied to the turbine is greater than in boiling water type and pressurized water type nuclear power plants, so the amount of extracted steam supplied to the feedwater heater is small and the amount of condensate generated is small. few. Although the aforementioned choke phenomenon is less likely to occur, by applying the present invention to a thermal power plant that uses a boiler as a steam generator, the diameter of the feedwater heater can be further reduced, making the feedwater heater more compact.

本発明によれば、ヒータカツト運転を行なつた
場合でも給水加熱器のチヨーキング現象の発生を
防止でき、給水加熱器からのドレンを常に安定に
排出できる。 According to the present invention, even when the heater cut operation is performed, the occurrence of the choke phenomenon of the feed water heater can be prevented, and the drain from the feed water heater can be constantly and stably discharged.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例を適用する沸騰水型
原子力発電プラントの系統図、第２図は第１図に
示す復水器での低圧給水加熱器の取付け状態を示
す説明図、第３図は第２図の−矢視図、第４
図は本発明の好適な一実施例の構成図、第５図お
よび第６図は原子力発電プラントの負荷と圧力と
の関係を示す特性図、第７図は本発明の他の実施
例の系統図である。１……原子炉、３……高圧タービン、６６……
低圧タービン、７……復水器、１０……給水配
管、１３，１４，１５，１６……低圧給水加熱
器、２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ……給水止め弁、３
３Ｄ，３３Ｅ……ドレン配管、３４Ｄ，３４Ｅ…
…水位制御弁、３５Ｄ，３５Ｅ……非常用ドレン
配管、３６Ｄ，３６Ｅ……制御弁、３９……水位
計、４０……水位制御器、４１Ｂ，４１Ｃ……開
度検出器、４２Ａ……開度制限器。 FIG. 1 is a system diagram of a boiling water nuclear power plant to which an embodiment of the present invention is applied, FIG. Figure 3 is a - arrow view of Figure 2, and Figure 4.
The figure is a configuration diagram of a preferred embodiment of the present invention, Figures 5 and 6 are characteristic diagrams showing the relationship between the load and pressure of a nuclear power plant, and Figure 7 is a system diagram of another embodiment of the present invention. It is a diagram. 1...Nuclear reactor, 3...High pressure turbine, 66...
Low pressure turbine, 7... Condenser, 10... Water supply piping, 13, 14, 15, 16... Low pressure feed water heater, 22A, 22B, 22C... Water supply stop valve, 3
3D, 33E...Drain piping, 34D, 34E...
...Water level control valve, 35D, 35E...Emergency drain piping, 36D, 36E...Control valve, 39...Water level gauge, 40...Water level controller, 41B, 41C...Opening degree detector, 42A...Open degree limiter.

Claims

【特許請求の範囲】１複数の給水加熱器を直列に配置した分岐配管
が複数並列に配置されて給水系統を構成して蒸気
発生器に給水するとともに、各給水加熱器は蒸気
と給水との熱交換を行ない、これにより発生した
ドレンをドレン弁を有するドレン配管を介してそ
の分岐配管の給水上流側の給水加熱器に供給する
ようにされた給水加熱器のドレン制御装置におい
て、並列配置された複数の分岐配管の一部が停止さ
れたことを検出する検出器、該検出器出力に応じ
て他の健全な分岐配管上の給水加熱器で発生した
ドレンをその分岐配管の給水上流側の給水加熱器
に供給するための前記ドレン配管上のドレン弁開
度を操作してドレン供給量を制限する手段を備え
分岐配管停止の際に蒸気発生器出力を低減せずに
運転継続することを特徴とする給水加熱器のドレ
ン制御装置。[Scope of Claims] 1. A plurality of branch pipes in which a plurality of feed water heaters are arranged in series are arranged in parallel to form a water supply system and supply water to a steam generator, and each feed water heater connects steam and feed water. In a drain control device for a feed water heater that performs heat exchange and supplies the resulting drain via a drain pipe having a drain valve to the feed water heater on the upstream side of the water supply of the branch pipe, A detector detects that a part of multiple branch pipes has been stopped, and depending on the output of the detector, the drain generated in the feed water heater on another healthy branch pipe is transferred to the upstream side of the water supply of the branch pipe. It is equipped with a means for controlling the opening degree of the drain valve on the drain pipe for supplying to the feed water heater to limit the amount of drain supplied, and it is possible to continue operation without reducing the steam generator output when the branch pipe is stopped. Features: Drain control device for feed water heaters.