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公開番号2024139441
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-09
出願番号2023050383
出願日2023-03-27
発明の名称給水制御方法および給水制御装置
出願人三菱重工業株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G21D 3/08 20060101AFI20241002BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】負荷急減時に蒸気発生器の水位が過度に上昇する事態を防ぐこと。
【解決手段】蒸気発生器4内の二次冷却材と原子炉冷却系100の一次冷却材との熱交換により二次冷却材から蒸気を発生させて蒸気タービン12で発電を行う原子力施設1にて、蒸気発生器4へ二次冷却材を供給するように蒸気発生器4に接続された給水管14と、給水管14に設けられた給水弁42と、を備える給水装置30を制御するための給水制御方法であって、蒸気タービン12のタービン入口圧力に基づいて蒸気発生器4内の二次冷却材の水位が一定となるように給水弁42の開度を制御する一方、蒸気タービン12のタービン入口圧力によって蒸気タービン12の負荷急減を検知した場合、前記負荷急減に起因するパラメータに基づいて給水弁42の開度を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
蒸気発生器内の二次冷却材と原子炉冷却系の一次冷却材との熱交換により前記二次冷却材から蒸気を発生させて蒸気タービンで発電を行う原子力施設にて、前記蒸気発生器へ前記二次冷却材を供給するように前記蒸気発生器に接続された給水管と、前記給水管に設けられた給水弁と、を備える給水装置を制御するための給水制御方法であって、
前記蒸気タービンのタービン入口圧力に基づいて前記蒸気発生器内の二次冷却材の水位が一定となるように前記給水弁の開度を制御する一方、前記タービン入口圧力において前記蒸気タービンの負荷急減を検知した場合、前記負荷急減に起因するパラメータに基づいて前記給水弁の開度を制御する、給水制御方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記蒸気タービンの負荷急減を検知した場合、前記負荷急減に起因するパラメータに基づいて、前記蒸気発生器内の二次冷却材の水位を一定とする前記給水弁の開度の設定値を補正する、請求項１に記載の給水制御方法。
【請求項３】
前記タービン入口圧力に基づいて前記蒸気発生器内の二次冷却材の水位が一定となるように前記給水弁の開度を制御する第一制御と、
前記蒸気タービンの負荷急減を検知した場合、前記負荷急減に起因するパラメータに基づいて前記給水弁の開度を制御する第二制御と、
を含み、
前記蒸気タービンの負荷急減を検知した場合、前記第一制御を前記第二制御に差し換える、請求項１に記載の給水制御方法。
【請求項４】
前記負荷急減に起因するパラメータは、前記タービン入口圧力、前記蒸気発生器から前記蒸気タービンへ蒸気を送る蒸気管における蒸気流量、または前記蒸気管における蒸気圧力である、請求項１に記載の給水制御方法。
【請求項５】
蒸気発生器内の二次冷却材と原子炉冷却系の一次冷却材との熱交換により前記二次冷却材から蒸気を発生させて蒸気タービンで発電を行う原子力施設にて、前記蒸気発生器へ前記二次冷却材を供給するように前記蒸気発生器に接続された給水管と、前記給水管に設けられた給水弁と、を備える給水装置を制御するための給水制御装置であって、
前記蒸気タービンのタービン入口圧力に基づいて前記蒸気発生器内の二次冷却材の水位が一定となるように前記給水弁の開度制御信号を出力する第一制御部と、
前記タービン入口圧力において前記蒸気タービンの負荷急減を検知した場合、前記負荷急減に起因するパラメータに基づいて開度制御信号を出力する第二制御部と、
を含む、給水制御装置。
【請求項６】
前記蒸気タービンの負荷急減を検知した場合、前記第二制御部のパラメータに基づいて前記第一制御部の設定値を補正する、請求項５に記載の給水制御装置。
【請求項７】
前記蒸気タービンの負荷急減を検知した場合、前記第一制御部の設定値を、前記第二制御部の設定値に差し換える、請求項５に記載の給水制御装置。
【請求項８】
前記負荷急減に起因するパラメータは、前記タービン入口圧力、前記蒸気発生器から前記蒸気タービンへ蒸気を送る蒸気管における蒸気流量、または前記蒸気管における蒸気圧力である、請求項５に記載の給水制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、給水制御方法および給水制御装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、給水流量の変動を抑制して、蒸気発生器内の水位を好適に目標水位に維持するように、給水制御を行うことを目的とした給水装置が示されている。この給水装置は、給水管に設けられた定格容量の大きな主給水弁と、バイパス管に設けられた定格容量の小さな給水バイパス弁と、蒸気発生器内の冷却材の水位を検出可能な水位計と、蒸気発生器への給水流量を制御可能な給水制御部と、を備える。給水制御部は、検出水位に基づいて、主給水弁と給水バイパス弁とを制御して、蒸気発生器への給水流量を制御可能な給水制御部が、目標水位と検出水位との水位偏差が微小変化領域内である場合、微小変化領域を主給水弁の不感帯として主給水弁を制御しない一方で、給水バイパス弁を制御して給水流量を制御し、水位偏差が微小変化領域を超えて変化する場合、主給水弁および給水バイパス弁を制御して給水流量を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５７３３９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発電を行うため、蒸気発生器は、蒸気を蒸気タービンに放出する。ここで、電力需要側の電力の需要が急減した場合、過剰な発電量を抑制するため、蒸気発生器から蒸気タービンに流入する二次系側の蒸気流量が急減する。この状況を負荷急減という。負荷急減になると、蒸気発生器に二次冷却水を供給している主給水と、蒸気発生器から放出される主蒸気の質量バランスから見れば、出ていく側の主蒸気が減っているので、給水量の方が多くなり蒸気発生器の内に保有する水量は増える。一方で、主蒸気の流量が減るので蒸気の行き場がなくなって蒸気発生器の圧力が上がる。蒸気発生器の圧力が上がると、蒸気発生器の内部の伝熱管部の二次冷却水の沸点が上がる。このため、蒸気発生器の中で沸騰を開始しているポイントの高さが変わる。結果的に、蒸気発生器の内に保有する水量は増えているにもかかわらず、蒸気発生器の水位が見かけ上は下がってしまっているように見える。
【０００５】
この場合、従来の給水制御は、圧力上昇による水位低下ととらえて、蒸気発生器の圧力が上昇することを考慮せず、水位が下がったことで給水を増やす制御をする。しかし、実際には、蒸気発生器の保有水量は減っておらず、むしろ増える傾向にある。さらに、負荷急減が起きた後は、蒸気タービン側に蒸気を送ることができなくなっているが、タービンバイパス弁を開けて蒸気を逃がしているので、一度上がった蒸気発生器の圧力は下がる。そうすると、蒸気発生器の圧力が下がり、蒸気発生器の中で沸騰を開始しているポイントが変わって水位が上がる。この結果、制御系が働くことで水位が上がる効果と、タービンバイパス弁が開いて水位が上がる効果によって、水位が過度に上昇してしまうこととなる。
【０００６】
本開示は、上述した課題を解決するものであり、負荷急減時に蒸気発生器の水位が過度に上昇する事態を防ぐことのできる給水制御方法および給水制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本開示の一態様に係る給水制御方法は、蒸気発生器内の二次冷却材と原子炉冷却系の一次冷却材との熱交換により前記二次冷却材から蒸気を発生させて蒸気タービンで発電を行う原子力施設にて、前記蒸気発生器へ前記二次冷却材を供給するように前記蒸気発生器に接続された給水管と、前記給水管に設けられた給水弁と、を備える給水装置を制御するための給水制御方法であって、前記蒸気タービンのタービン入口圧力に基づいて前記蒸気発生器内の二次冷却材の水位が一定となるように前記給水弁の開度を制御する一方、前記タービン入口圧力において前記蒸気タービンの負荷急減を検知した場合、前記負荷急減に起因するパラメータに基づいて前記給水弁の開度を制御する。
【０００８】
上述の目的を達成するために、本開示の一態様に係る給水制御装置は、蒸気発生器内の二次冷却材と原子炉冷却系の一次冷却材との熱交換により前記二次冷却材から蒸気を発生させて蒸気タービンで発電を行う原子力施設にて、前記蒸気発生器へ前記二次冷却材を供給するように前記蒸気発生器に接続された給水管と、前記給水管に設けられた給水弁と、を備える給水装置を制御するための給水制御装置であって、前記蒸気タービンのタービン入口圧力に基づいて前記蒸気発生器内の二次冷却材の水位が一定となるように前記給水弁の開度制御信号を出力する第一制御部と、前記タービン入口圧力において前記蒸気タービンの負荷急減を検知した場合、前記負荷急減に起因するパラメータに基づいて開度制御信号を出力する第二制御部と、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示は、負荷急減時に蒸気発生器の水位が過度に上昇する事態を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施形態１の給水装置を備えた原子力施設の概略構成図である。
図２は、実施形態１の給水制御装置の制御ブロック図である。
図３は、実施形態１の給水制御方法のフローチャートである。
図４は、実施形態１の給水制御装置の動作の説明図である。
図５は、実施形態２の給水制御装置の制御ブロック図である。
図６は、実施形態２の給水制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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