(57)【要約】【課題】復水ポンプ或いは復水ブースターポンプのいずれか１台がトリップした際に行う負荷ランバック時に、残留ポンプを保護しながら最大限の復水量を脱気器に送ることができ、電力負荷の減少幅を少なくすることが可能な脱気器水位制御弁の制御方法、及びそれを用いた発電プラントを提供する。【解決手段】複数台で構成された復水系ポンプ（６或いは７）のいずれか１台がトリップした際に行う負荷ランバック時に、まず脱気器水位制御弁１０を絞り込んで脱気器１２の圧力低下を抑制し、しかる後に、前記復水系ポンプの残留ポンプが過流量とならないように、開度に制限をかけつつ脱気器水位制御弁１０を再び開け、脱気器１２内の水位を回復させる制御方法を採用する。【選択図】　　　図１
2004020069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台で構成された復水系ポンプのいずれか１台がトリップした際に行う負荷ランバック時に、まず脱気器水位制御弁を絞り込んで脱気器の圧力低下を抑制し、しかる後に、前記復水系ポンプの残留ポンプが過流量とならないように、開度に制限をかけつつ前記脱気器水位制御弁を再び開き、前記脱気器内の水位を回復させることを特徴とする脱気器水位制御弁の制御方法。
【請求項２】
前記復水系ポンプは、複数台で構成された復水ポンプ及びこれに直列に接続され複数台で構成された復水ブースターポンプより成り、前記復水ポンプ及び復水ブースターポンプ各々の出口の流量に基づき、前記脱気器水位制御弁の開度に制限をかけることを特徴とする請求項１に記載の脱気器水位制御弁の制御方法。
【請求項３】
前記復水系ポンプ直後の復水の一部を用いてタービンバイパススプレーする際に、前記復水系ポンプの出口の流量に基づき、前記脱気器水位制御弁の開度に制限をかけることを特徴とする請求項２に記載の脱気器水位制御弁の制御方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の脱気器水位制御弁の制御方法を採用する復水給水系統を備えたことを特徴とする発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば原子力発電プラントや火力発電プラントの復水給水系統における、脱気器水位制御弁の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば原子力発電プラントや火力発電プラントにおいては、復水給水系統が採用されている。図２は、このような従来の発電プラントにおける復水給水系統の一例を模式的に示す図であり、原子力発電プラントの場合を例示している。同図において、図示しない原子炉からの熱により蒸気発生器１で発生した蒸気は、高圧蒸気タービン２さらには低圧蒸気タービン３を駆動し、これにより発電機４にて発電が行われる。なお、火力発電の場合は原子炉の代わりにボイラーが採用される。
【０００３】
これら蒸気タービンにて発電に寄与した蒸気は、復水器５にて図示しない海水と熱交換され、凝縮し復水となって復水器５内に一時貯蔵される。復水器５内に一時貯蔵された復水は、互いに並列に配設された２台の復水ポンプ６により昇圧され、さらに、前記復水ポンプ６と直列に接続され互いに並列に配設された２台の復水ブースターポンプ７によりさらに昇圧される。なお、このような復水ポンプ或いは復水ブースターポンプを総称して復水系ポンプと呼ぶ。また、これらポンプの台数は、２台に限らず３台以上としても良い。
【０００４】
そして、脱気器水位制御弁１０を介して加熱器１１で加熱された後、脱気器１２へと流入する。脱気器１２へ流入した復水は、給水ポンプ１３により昇圧され、加熱器１４で加熱された後、蒸気発生器１へ給水される。また図示しないが、給水ポンプ１３に給水ブースターポンプを直列に接続しても良い。
【０００５】
また、何らかの理由で電力負荷を降下させるいわゆる負荷ランバックを行う時には、原子炉（或いはボイラー）からの余分な熱を逃がすため、蒸気発生器１からの蒸気の一部を、蒸気タービンを介さずに弁１５を介して復水器５へ排出する。このとき、復水器５の温度が急激に上昇しないように、復水器５からの復水で蒸気を冷やしつつ行う。具体的には、復水系ポンプ直後の復水の一部を、弁１６およびスプレーノズル（図示省略）を介して減温器１７へ供給し、ここで弁１５を経てきた蒸気と混合して、タービンバイパスとして復水器５に排出する。
【０００６】
ところで、同図に示したように、復水ポンプ６及び復水ブースターポンプ７は、それぞれ２台ずつ互いに並列に配設されている。そして、それぞれ２台のポンプが所定の流量を５０％ずつ受け持ち、予備機を持たない構成となっている。このとき、復水ポンプ６或いは復水ブースターポンプ７の２台のポンプの内、いずれか１台がトリップすると、２台分の流量を１台で賄うことになるため、そのままでは運転を継続しているポンプは過流量状態となる。
【０００７】
そこで従来、電力負荷を降下させて、運転を継続しているポンプの流量を減少させる制御を行うが、それだけでは、電力負荷が降下する途中に、運転を継続しているポンプは過流量となる恐れが高く、これを防止するために、脱気器水位制御弁１０を、トリップと同時に所定の弁開度まで絞る制御方法が採用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の構成において、脱気器水位制御弁１０の弁開度の設定値は、タービンバイパススプレーした際や、復水器スピルオーバー弁（不図示）を開いた際等のポンプ過流量を考慮して、安全側に設定する必要があった。ところが、このように、脱気器水位制御弁１０の弁開度を安全側に取ると、それに合わせて負荷ランバック時の負荷減少幅を大きくしなければならなくなる。
【０００９】
具体的には、電力負荷を例えば３０％程度になるまで降下させるといったことになる。これについては、電力負荷減少に対しての原子炉やボイラーの追従性が悪いことや、電力系統全体への悪影響（例えば電圧変動や周波数変動等）が大きくなること等があり、問題となっていた。
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑み、復水ポンプ或いは復水ブースターポンプのいずれか１台がトリップした際に行う負荷ランバックでは、残留ポンプを保護しながら最大限の復水量を脱気器に送ることができ、電力負荷の減少幅を少なくすることが可能な脱気器水位制御弁の制御方法、及びそれを用いた発電プラントを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、複数台で構成された復水系ポンプのいずれか１台がトリップした際に行う負荷ランバックでは、まず脱気器水位制御弁を絞り込んで脱気器の圧力低下を抑制し、しかる後に、前記復水系ポンプの残留ポンプが過流量とならないように、開度に制限をかけつつ前記脱気器水位制御弁を再び開き、前記脱気器内の水位を回復させる制御方法を採用する。
【００１２】
また、前記復水系ポンプは、複数台で構成された復水ポンプ及びこれに直列に接続され複数台で構成された復水ブースターポンプより成り、前記復水ポンプ及び復水ブースターポンプ各々の出口の流量に基づき、前記脱気器水位制御弁の開度に制限をかける制御方法を採用する。
【００１３】
また、前記復水系ポンプ直後の復水の一部を用いてタービンバイパススプレーする際に、前記復水系ポンプの出口の流量に基づき、前記脱気器水位制御弁の開度に制限をかける制御方法を採用する。
【００１４】
また、前記いずれかに記載の脱気器水位制御弁の制御方法を採用する復水給水系統を備えた発電プラントとする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る発電プラントにおける復水給水系統の一実施形態を模式的に示す図であり、原子力発電プラントの場合を例示している。同図においては、前記従来例と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略する。同図に示すように、本実施形態では、脱気器１２にその内部の水位を検知する水位センサー１８を設けている。また、復水ブースターポンプ７の出口には流量計１９を設けており、復水ポンプ６の出口には流量計２０を設けている。
【００１６】
さて、復水ポンプ６或いは復水ブースターポンプ７の２台のポンプの内、いずれか１台がトリップすると、電力負荷を急減させる負荷ランバックが実行される。このとき、いわゆるＮＰＳＨ（Ｎｅｔ　Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　Ｓｕｃｔｉｏｎ　Ｈｅａｄ：正味有効吸込水頭）制御が働く。ここではまず、脱気器１２に冷たい復水があまり入らないように、脱気器水位制御弁１０を絞り込む。これにより、脱気器１２内の圧力をできるだけゆっくりと降下させ、脱気器１２から給水ポンプへの押込圧力の低下を抑制する。ちなみに、通常この給水ポンプへの押込圧力は、タービンの抽気によって１２気圧程度に保たれているものである。
【００１７】
ところが、脱気器水位制御弁１０を絞ると、脱気器１２内の水位が低下するので、この水位が許容限界を下回らないように、水位センサー１８からの信号に基づいて、脱気器水位制御弁１０を再び開けるが、このとき、脱気器１２内の水位を上げることを優先させてしまうと、復水ポンプ６或いは復水ブースターポンプ７の残る１台が過流量となるので、これを防止するため、流量計１９からの信号に基づき、脱気器水位制御弁１０の開度に制限をかけ、徐々に水位が回復するようにする。
【００１８】
また、特に復水ポンプ６の１台がトリップした際には、流量計２０からの信号に基づき、脱気器水位制御弁１０の開度に制限をかけることにより、上述したタービンバイパススプレーした際や、図示しない復水器スピルオーバー弁を開いた際においても、復水ポンプ６の過流量を防止することができる。このように、流量計１９からの信号に基づく制御及び流量計２０からの信号に基づく制御を併用することにより、脱気器水位制御弁１０の開度制御をより正確に行うことができる。
【００１９】
なお、図示しないが、復水ポンプ６或いは復水ブースターポンプ７からのトリップ信号を受けて、負荷ランバックを行い、流量計１９及び２０並びに水位センサー１８からの信号に基づき、脱気器水位制御弁１０の開度制御を行う制御部が設けられている。
【００２０】
以上述べたように、本実施形態におけるような脱気器水位制御弁の制御方法を採用することにより、タービンバイパススプレーした場合でも復水流量を調節することができるため、復水ポンプ或いは復水ブースターポンプの過流量を防止することができる。加えて、常にポンプ性能上の最大流量（例えば定格の１２０％、実用的には１１５％）まで流すことが可能となるため、タービンバイパススプレーしないとき等には、従来の制御システムと比較して、脱気器への送水量を増やすことが出来るので、結果として電力負荷を多くとることが可能となる。
【００２１】
具体的には、上記ポンプ１台トリップでの負荷ランバック時でも、電力負荷を通常時の５０〜６０％程度までとることができる。ちなみに、本実施形態における復水ポンプは定格の流量が３２５０ｍ３　／ｈのものが採用され、復水ブースターポンプは定格の流量が２８００ｍ３　／ｈのものが採用される。そして、復水ブースターポンプ直後の流量は、通常５０４０ｔ／ｈ（比重０．９９１で換算）程度となっている。また、脱気器は貯水量が通常５００〜６００ｍ３と比較的小型のものが採用される。勿論、これら具体的な数値には限定されるものではない。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、復水ポンプ或いは復水ブースターポンプのいずれか１台がトリップした際に行う負荷ランバック時に、残留ポンプを保護しながら最大限の復水量を脱気器に送ることができ、電力負荷の減少幅を少なくすることが可能な脱気器水位制御弁の制御方法、及びそれを用いた発電プラントを提供することができる。
【００２３】
またこれにより、負荷ランバック時に原子炉やボイラーにかかる負担を低減することや、電力系統全体への悪影響を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発電プラントにおける復水給水系統の一実施形態を模式的に示す図。
【図２】従来の発電プラントにおける復水給水系統の一例を模式的に示す図。
【符号の説明】
１　　蒸気発生器
２　　高圧蒸気タービン
３　　低圧蒸気タービン
４　　発電機
５　　復水器
６　　復水ポンプ
７　　復水ブースターポンプ
１０　　脱気器水位制御弁
１１　　加熱器
１２　　脱気器
１３　　給水ポンプ
１４　　加熱器
１５，１６　　弁
１７　　減温器（スプレーノズル内蔵）
１８　　水位センサー
１９，２０　　流量計
【図１】
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【図２】
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