(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023086015
(43)【公開日】2023-06-21
(54)【発明の名称】原子力発電プラント
(51)【国際特許分類】
G21D 3/00 20060101AFI20230614BHJP
G21D 3/12 20060101ALI20230614BHJP
G21D 3/04 20060101ALI20230614BHJP
【ＦＩ】
G21D3/00 D
G21D3/12 B
G21D3/04 T
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021200383
(22)【出願日】2021-12-09
(71)【出願人】
【識別番号】507250427
【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000925
【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】池側 智彦
(57)【要約】
【課題】需要側からの負荷追従指令に対して、抽気絞り運転の出力制御幅を拡大可能な、原子力発電プラントを提供する。
【解決手段】原子炉と、タービンと、発電機と、復水器と、給水加熱器と、原子炉で発生した蒸気の一部を抽気蒸気として給水加熱器に供給する抽気ラインと、抽気ラインの流量を調整する抽気弁と、抽気弁の弁開度を制御する制御部と、を備え、発電機の出力が一定で運転される第１運転モード、発電機の出力が負荷に追従するように調整されて運転される第２運転モード、発電機の出力が一定で運転される第３運転モード、の３つの運転モードからいずれか１つが選択されて運転が実行され、第３運転モードでは、第１運転モードと比較して、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされる原子力発電プラントを構成する。
【選択図】図１
【解決手段】原子炉と、タービンと、発電機と、復水器と、給水加熱器と、原子炉で発生した蒸気の一部を抽気蒸気として給水加熱器に供給する抽気ラインと、抽気ラインの流量を調整する抽気弁と、抽気弁の弁開度を制御する制御部と、を備え、発電機の出力が一定で運転される第１運転モード、発電機の出力が負荷に追従するように調整されて運転される第２運転モード、発電機の出力が一定で運転される第３運転モード、の３つの運転モードからいずれか１つが選択されて運転が実行され、第３運転モードでは、第１運転モードと比較して、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされる原子力発電プラントを構成する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
原子炉と、
前記原子炉で発生した蒸気により駆動されるタービンと、
前記タービンにより駆動されて電力を発生する発電機と、
前記タービンの排気蒸気を凝縮させる復水器と、
前記復水器で凝縮された凝縮水を抽気蒸気で加熱する給水加熱器と、
前記原子炉と前記復水器との間に設置され、前記原子炉で発生した蒸気の一部を前記抽気蒸気として前記給水加熱器に供給する抽気ラインと、
前記抽気ラインの流量を調整する抽気弁と、
前記抽気弁の弁開度を制御する制御部と、
を備えた原子力発電プラントであって、
前記原子力発電プラントは、前記発電機の出力が一定で運転される第１運転モード、前記発電機の出力が負荷に追従するように調整されて運転される第２運転モード、前記発電機の出力が一定で運転される第３運転モード、の３つの運転モードを持ち、前記３つの運転モードからいずれか１つの運転モードが選択されて、運転が実行され、
前記第２運転モードでは、前記制御部の制御により、前記発電機の出力が負荷に追従するように、前記抽気弁の弁開度が調整され、
前記第３運転モードでは、前記制御部の制御により、前記第１運転モードと比較して、少なくとも一部の前記抽気弁の弁開度が大きい状態とされる
ことを特徴とする原子力発電プラント。
前記原子炉で発生した蒸気により駆動されるタービンと、
前記タービンにより駆動されて電力を発生する発電機と、
前記タービンの排気蒸気を凝縮させる復水器と、
前記復水器で凝縮された凝縮水を抽気蒸気で加熱する給水加熱器と、
前記原子炉と前記復水器との間に設置され、前記原子炉で発生した蒸気の一部を前記抽気蒸気として前記給水加熱器に供給する抽気ラインと、
前記抽気ラインの流量を調整する抽気弁と、
前記抽気弁の弁開度を制御する制御部と、
を備えた原子力発電プラントであって、
前記原子力発電プラントは、前記発電機の出力が一定で運転される第１運転モード、前記発電機の出力が負荷に追従するように調整されて運転される第２運転モード、前記発電機の出力が一定で運転される第３運転モード、の３つの運転モードを持ち、前記３つの運転モードからいずれか１つの運転モードが選択されて、運転が実行され、
前記第２運転モードでは、前記制御部の制御により、前記発電機の出力が負荷に追従するように、前記抽気弁の弁開度が調整され、
前記第３運転モードでは、前記制御部の制御により、前記第１運転モードと比較して、少なくとも一部の前記抽気弁の弁開度が大きい状態とされる
ことを特徴とする原子力発電プラント。
【請求項2】
前記制御部は、前記運転モードの状態を保持するための運転モード記録装置と、前記第１運転モード及び前記第３運転モードのいずれかで運転されているときに、前記発電機の出力及び前記抽気弁の弁開度を記録する通常運転状態記録装置と、前記第１運転モードのときに、前記発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、前記抽気弁の弁開度を増加させると共に前記第３運転モードに変更する機能と、前記第３運転モードのときに、前記発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、前記抽気弁の弁開度を前記第１運転モードの時の状態に戻すと共に第１運転モードに変更する機能とを有する熱バランス変更装置と、前記第２運転モードで運転されているときに、前記発電機の出力を調整する指令が入力された際に、複数の前記抽気弁の弁開度を調整するための抽気弁制御装置とを、有する請求項１に記載の原子力発電プラント。
【請求項3】
前記抽気弁制御装置が、前記発電機の出力を調整する指令に対して複数の前記抽気弁の弁開度を調整する際に、複数の前記抽気弁の弁開度を定数倍する制御を行う、請求項２に記載の原子力発電プラント。
【請求項4】
前記抽気弁は、第１抽気弁と第２抽気弁の２種類から構成され、
前記第１抽気弁は、前記第１運転モード及び前記第３運転モードにおいて同じ弁開度とされ、
前記第２抽気弁は、前記第３運転モードでは、前記第１運転モードと比較して、弁開度が大きい状態とされる請求項１に記載の原子力発電プラント。
前記第１抽気弁は、前記第１運転モード及び前記第３運転モードにおいて同じ弁開度とされ、
前記第２抽気弁は、前記第３運転モードでは、前記第１運転モードと比較して、弁開度が大きい状態とされる請求項１に記載の原子力発電プラント。
【請求項5】
前記第１運転モード及び前記第３運転モードのときに、前記第１抽気弁は全開状態とされ、
前記第１運転モードのときに、前記第２抽気弁は全閉状態とされ、
前記制御部は、前記第１運転モードのときに、前記発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、前記第２抽気弁を全開状態にすると共に前記第３運転モードに変更する機能と、前記第３運転モードのときに、前記発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、前記第２抽気弁を全閉状態にすると共に前記第１運転モードに変更する機能とを有する熱バランス変更装置と、前記第２運転モードで運転されているときに、前記発電機の出力を調整する指令が入力された際に、複数の前記抽気弁の弁開度を調整するための抽気弁制御装置とを、有する請求項４に記載の原子力発電プラント。
前記第１運転モードのときに、前記第２抽気弁は全閉状態とされ、
前記制御部は、前記第１運転モードのときに、前記発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、前記第２抽気弁を全開状態にすると共に前記第３運転モードに変更する機能と、前記第３運転モードのときに、前記発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、前記第２抽気弁を全閉状態にすると共に前記第１運転モードに変更する機能とを有する熱バランス変更装置と、前記第２運転モードで運転されているときに、前記発電機の出力を調整する指令が入力された際に、複数の前記抽気弁の弁開度を調整するための抽気弁制御装置とを、有する請求項４に記載の原子力発電プラント。
【請求項6】
１つの前記給水加熱器に前記抽気蒸気を供給する前記抽気ラインが２本接続され、２本の前記抽気ラインのうち、供給する蒸気の温度の高い方の前記抽気ラインに前記第２抽気弁が設けられ、供給する蒸気の温度の低い方の前記抽気ラインに前記第１抽気弁が設けられている、請求項４に記載の原子力発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、需要側からの負荷追従指令（出力上昇）に対して、給水加熱器を加熱するための抽気蒸気を瞬間的に減少させてタービン仕事量（発電機出力）を増加させる、抽気絞り運転（ＣＴ）を行う原子力発電プラントに関する。
【背景技術】
【0002】
地球温暖化防止のため、発電時にＣＯ２が発生しない再生可能エネルギー（太陽光発電や風力発電等）が全発電量に占める割合が増加している。
従来、原子力発電プラントは、定格熱出力一定運転を行うことで、ほぼ一定量の電気を安定して供給する役割を担っていた。
しかし、今後、天候に大きく左右されるために発電量が不安定な、再生可能エネルギーの量の増加に伴い、電力需要や再生可能エネルギーの変動等に起因する系統からの電力要求（系統要求）に対応して、電気出力を柔軟に変化させる負荷追従運転への対応ニーズが高まることが予想される。
従来、原子力発電プラントは、定格熱出力一定運転を行うことで、ほぼ一定量の電気を安定して供給する役割を担っていた。
しかし、今後、天候に大きく左右されるために発電量が不安定な、再生可能エネルギーの量の増加に伴い、電力需要や再生可能エネルギーの変動等に起因する系統からの電力要求（系統要求）に対応して、電気出力を柔軟に変化させる負荷追従運転への対応ニーズが高まることが予想される。
【0003】
原子力発電プラントは、燃料破損防止の観点から、定格熱出力（１００％）を超える系統要求に対して、炉心の熱出力を増加させる対策を採れない。
このような系統要求に対しては、発電用タービンに流れ込む蒸気量を瞬間的に増加させることで、発電量を向上させる方法が必要となる。具体的には、復水器で凝縮された後の低温の給水を加温するために給水ライン上に設置される給水加熱器への抽気蒸気量を一時的に絞り、タービンへの流入蒸気量を増加させる。このような運転方法を、抽気絞り運転（ＣＴ）と呼ぶ。
このような系統要求に対しては、発電用タービンに流れ込む蒸気量を瞬間的に増加させることで、発電量を向上させる方法が必要となる。具体的には、復水器で凝縮された後の低温の給水を加温するために給水ライン上に設置される給水加熱器への抽気蒸気量を一時的に絞り、タービンへの流入蒸気量を増加させる。このような運転方法を、抽気絞り運転（ＣＴ）と呼ぶ。
【0004】
一般的な原子力発電プラントには、複数の給水加熱器及び複数の抽気ラインが備わっており、それらを制御してＣＴを行う方法は、公知である（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１７－１９４３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記の特許文献１には、従来技術として、複数の抽気ライン上に備えた複数の抽気弁の弁開度を、抽気弁制御装置で制御することで、原子力発電プラントの出力を制御する方法が記載されている（特許文献１の図１１を参照）。
しかしながら、ＣＴで制御可能な出力上昇範囲は、給水加熱器への抽気蒸気量分のみであり、これ以上の負荷変更要求に対する出力上昇手段がなかった。
しかしながら、ＣＴで制御可能な出力上昇範囲は、給水加熱器への抽気蒸気量分のみであり、これ以上の負荷変更要求に対する出力上昇手段がなかった。
【0007】
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、需要側からの負荷追従指令（出力上昇）に対して、給水加熱器を加熱するための抽気蒸気を瞬間的に減少させてタービン仕事量（発電機出力）を増加させる抽気絞り運転（ＣＴ）の出力制御幅を拡大可能な、原子力発電プラントを提供することを目的とする。
【0008】
また、本発明の上記の目的及びその他の目的と本発明の新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の原子力発電プラントは、原子炉と、原子炉で発生した蒸気により駆動されるタービンと、タービンにより駆動されて電力を発生する発電機と、タービンの排気蒸気を凝縮させる復水器と、復水器で凝縮された凝縮水を抽気蒸気で加熱する給水加熱器と、原子炉と復水器との間に設置され、原子炉で発生した蒸気の一部を抽気蒸気として給水加熱器に供給する抽気ラインと、抽気ラインの流量を調整する抽気弁と、抽気弁の弁開度を制御する制御部と、を備えた原子力発電プラントである。
そして、本発明の原子力発電プラントは、発電機の出力が一定で運転される第１運転モード、発電機の出力が負荷に追従するように調整されて運転される第２運転モード、発電機の出力が一定で運転される第３運転モード、の３つの運転モードを持ち、３つの運転モードからいずれか１つの運転モードが選択されて、運転が実行される。
また、本発明の原子力発電プラントは、第２運転モードでは、制御部の制御により、発電機の出力が負荷に追従するように、抽気弁の弁開度が調整され、第３運転モードでは、制御部の制御により、第１運転モードと比較して、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされる。
そして、本発明の原子力発電プラントは、発電機の出力が一定で運転される第１運転モード、発電機の出力が負荷に追従するように調整されて運転される第２運転モード、発電機の出力が一定で運転される第３運転モード、の３つの運転モードを持ち、３つの運転モードからいずれか１つの運転モードが選択されて、運転が実行される。
また、本発明の原子力発電プラントは、第２運転モードでは、制御部の制御により、発電機の出力が負荷に追従するように、抽気弁の弁開度が調整され、第３運転モードでは、制御部の制御により、第１運転モードと比較して、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされる。
【発明の効果】
【0010】
上述の本発明の原子力発電プラントによれば、第１運転モードと比較して、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされる第３運転モードを含む３つの運転モードからいずれか１つの運転モードが選択されて、運転が実行される。
第３運転モードでは、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされるので、第３運転モードから第２運転モードに移行させれば、第１運転モードから移行させる場合と比較して、抽気弁の弁開度の制御幅を大きくできる。
これにより、需要側からの負荷追従指令（出力上昇）に対して、給水加熱器を加熱するための抽気蒸気を瞬間的に減少させてタービン仕事量（発電機出力）を増加させる抽気絞り運転（ＣＴ）の出力制御幅を拡大できる。
第３運転モードでは、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされるので、第３運転モードから第２運転モードに移行させれば、第１運転モードから移行させる場合と比較して、抽気弁の弁開度の制御幅を大きくできる。
これにより、需要側からの負荷追従指令（出力上昇）に対して、給水加熱器を加熱するための抽気蒸気を瞬間的に減少させてタービン仕事量（発電機出力）を増加させる抽気絞り運転（ＣＴ）の出力制御幅を拡大できる。
【0011】
なお、上述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明に係る原子力発電プラントの実施の形態について図面を参照して説明する。各実施形態において、同様の部分には同一の符号を付し重複する説明は省略する。なお、各図は本発明を十分に理解できる程度に概略的に示してあるに過ぎず、以下の内容及び図示の内容に何ら限定されず、本発明の効果を著しく損なわない範囲で任意に変形または組み合わせて実施できる。
【0014】
本発明の原子力発電プラントは、原子炉と、原子炉で発生した蒸気により駆動されるタービンと、タービンにより駆動されて電力を発生する発電機と、タービンの排気蒸気を凝縮させる復水器と、復水器で凝縮された凝縮水を抽気蒸気で加熱する給水加熱器と、原子炉と復水器との間に設置され、原子炉で発生した蒸気の一部を抽気蒸気として給水加熱器に供給する抽気ラインと、抽気ラインの流量を調整する抽気弁と、抽気弁の弁開度を制御する制御部と、を備えた原子力発電プラントである。
即ち、本発明の原子力発電プラントは、抽気ラインの流量を調整する抽気弁の弁開度を制御することにより、抽気絞り運転（ＣＴ）を実行することが可能となる構成である。
即ち、本発明の原子力発電プラントは、抽気ラインの流量を調整する抽気弁の弁開度を制御することにより、抽気絞り運転（ＣＴ）を実行することが可能となる構成である。
【0015】
また、本発明の原子力発電プラントは、発電機の出力が一定で運転される第１運転モード、発電機の出力が負荷に追従するように調整されて運転される第２運転モード、発電機の出力が一定で運転される第３運転モード、の３つの運転モードを持ち、３つの運転モードからいずれか１つの運転モードが選択されて、運転が実行される。
また、本発明の原子力発電プラントは、第２運転モードでは、制御部の制御により、発電機の出力が負荷に追従するように、抽気弁の弁開度が調整され、第３運転モードでは、制御部の制御により、第１運転モードと比較して、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされる。
即ち、本発明の原子力発電プラントは、従来の抽気絞り運転（ＣＴ）を実行する原子力発電プラントで実行される運転モードと同様の、第１及び第２運転モードに加えて、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされる、第３運転モードが追加されている。
また、本発明の原子力発電プラントは、第２運転モードでは、制御部の制御により、発電機の出力が負荷に追従するように、抽気弁の弁開度が調整され、第３運転モードでは、制御部の制御により、第１運転モードと比較して、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされる。
即ち、本発明の原子力発電プラントは、従来の抽気絞り運転（ＣＴ）を実行する原子力発電プラントで実行される運転モードと同様の、第１及び第２運転モードに加えて、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされる、第３運転モードが追加されている。
【0016】
本発明の原子力発電プラントの構成によれば、第１運転モードと比較して、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされる第３運転モードを含む３つの運転モードからいずれか１つの運転モードが選択されて、運転が実行される。
第３運転モードでは、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされるので、第３運転モードから第２運転モードに移行させれば、第１運転モードから移行させる場合と比較して、抽気弁の弁開度の制御幅を大きくできる。
これにより、需要側からの負荷追従指令（出力上昇）に対して、給水加熱器を加熱するための抽気蒸気を瞬間的に減少させてタービン仕事量（発電機出力）を増加させる抽気絞り運転（ＣＴ）の出力制御幅を拡大できる。
第３運転モードでは、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされるので、第３運転モードから第２運転モードに移行させれば、第１運転モードから移行させる場合と比較して、抽気弁の弁開度の制御幅を大きくできる。
これにより、需要側からの負荷追従指令（出力上昇）に対して、給水加熱器を加熱するための抽気蒸気を瞬間的に減少させてタービン仕事量（発電機出力）を増加させる抽気絞り運転（ＣＴ）の出力制御幅を拡大できる。
【0017】
上記の原子力発電プラントの構成において、制御部が、運転モードの状態を保持するための運転モード記録装置と、第１運転モード及び第３運転モードのいずれかで運転されているときに、発電機の出力及び抽気弁の弁開度を記録する通常運転状態記録装置と、第１運転モードのときに、発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、抽気弁の弁開度を増加させると共に第３運転モードに変更する機能と、第３運転モードのときに、発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、抽気弁の弁開度を第１運転モードの時の状態に戻すと共に第１運転モードに変更する機能とを有する熱バランス変更装置と、第２運転モードで運転されているときに、発電機の出力を調整する指令が入力された際に、複数の抽気弁の弁開度を調整するための抽気弁制御装置とを、有する構成とすることができる。
即ち、この構成の場合には、熱バランス変更装置によって、発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、抽気弁の弁開度を増減させると共に、第１運転モードと第３運転モードとの一方から他方に変更する。これにより、発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、具体的に抽気弁の弁開度を変化させて、第１運転モードと第３との間で運転モードを切り替えることができる。
即ち、この構成の場合には、熱バランス変更装置によって、発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、抽気弁の弁開度を増減させると共に、第１運転モードと第３運転モードとの一方から他方に変更する。これにより、発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、具体的に抽気弁の弁開度を変化させて、第１運転モードと第３との間で運転モードを切り替えることができる。
【0018】
この構成の原子力発電プラントにおいて、さらに、抽気弁制御装置が、発電機の出力を調整する指令に対して複数の抽気弁の弁開度を調整する際に、複数の抽気弁の弁開度を定数倍する制御を行う構成とすることができる。
これにより、複数の抽気弁の弁開度を定数倍する制御を行って複数の抽気弁の弁開度を調整するので、比較的簡便な構成及び方法で、抽気量を調整して発電機の出力を調整することができる。
これにより、複数の抽気弁の弁開度を定数倍する制御を行って複数の抽気弁の弁開度を調整するので、比較的簡便な構成及び方法で、抽気量を調整して発電機の出力を調整することができる。
【0019】
上記の原子力発電プラントの構成において、抽気弁が第１抽気弁と第２抽気弁の２種類から構成され、第１抽気弁は、第１運転モード及び第３運転モードにおいて同じ弁開度とされ、第２抽気弁は、第３運転モードでは、第１運転モードと比較して、弁開度が大きい状態とされる構成とすることができる。
これにより、第１運転モード及び第３運転モードにおける第１抽気弁の弁開度と、第１運転モードと第３運転モードとの間の第２抽気弁の弁開度の変化とを、合わせた量まで、抽気絞り運転（ＣＴ）の出力制御幅を拡大できる。従って、第１抽気弁のみ、もしくは、第２抽気弁のみで可能な出力制御幅よりも、出力制御幅を拡大することが可能になる。
これにより、第１運転モード及び第３運転モードにおける第１抽気弁の弁開度と、第１運転モードと第３運転モードとの間の第２抽気弁の弁開度の変化とを、合わせた量まで、抽気絞り運転（ＣＴ）の出力制御幅を拡大できる。従って、第１抽気弁のみ、もしくは、第２抽気弁のみで可能な出力制御幅よりも、出力制御幅を拡大することが可能になる。
【0020】
この構成の原子力発電プラントにおいて、さらに、第１運転モード及び第３運転モードのときに、第１抽気弁は全開状態とされ、第１運転モードのときに、第２抽気弁は全閉状態とされ、制御部は、第１運転モードのときに、発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、第２抽気弁を全開状態にすると共に第３運転モードに変更する機能と、第３運転モードのときに、発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、第２抽気弁を全閉状態にすると共に第１運転モードに変更する機能とを有する熱バランス変更装置と、第２運転モードで運転されているときに、発電機の出力を調整する指令が入力された際に、複数の抽気弁の弁開度を調整するための抽気弁制御装置とを、有する構成とすることができる。
即ち、この構成の場合には、熱バランス変更装置によって、発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、第２抽気弁の弁開度を増減させると共に、第１運転モードと第３運転モードとの一方から他方に変更する。これにより、発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、具体的に第２抽気弁の弁開度を変化させて、第１運転モードと第３運転モードとの間で運転モードを切り替えることができる。
また、この構成の場合には、第１抽気弁は、第１運転モード及び第３運転モードのときに、共に全開状態であり、第２抽気弁は、第１運転モードと第３運転モードとの間で変更するときに、全閉状態及び全開状態の一方から他方まで弁開度が変化する。
これにより、第１運転モードと第３運転モードとの間で変更する際の第１抽気弁及び第２抽気弁の弁開度の制御を簡素化することができる。
また、第２抽気弁は、全閉状態及び全開状態の一方から他方まで弁開度が変化するので、第１運転モードと第３運転モードとの間での弁開度の変化を大きくすることができることから、給水加熱器の熱交換器の設計熱交換容量を増やさずにすむ。これにより、第２抽気弁を設けない場合と比較して、給水加熱器のコストを低減することができる。
そして、第１抽気弁及び第２抽気弁の弁開度の制御を簡素化できることと、給水加熱器のコストを低減することができることとから、原子力発電プラントの設備構成を合理化することができる。
即ち、この構成の場合には、熱バランス変更装置によって、発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、第２抽気弁の弁開度を増減させると共に、第１運転モードと第３運転モードとの一方から他方に変更する。これにより、発電機の出力の調整幅を変更する指令が入力された際に、具体的に第２抽気弁の弁開度を変化させて、第１運転モードと第３運転モードとの間で運転モードを切り替えることができる。
また、この構成の場合には、第１抽気弁は、第１運転モード及び第３運転モードのときに、共に全開状態であり、第２抽気弁は、第１運転モードと第３運転モードとの間で変更するときに、全閉状態及び全開状態の一方から他方まで弁開度が変化する。
これにより、第１運転モードと第３運転モードとの間で変更する際の第１抽気弁及び第２抽気弁の弁開度の制御を簡素化することができる。
また、第２抽気弁は、全閉状態及び全開状態の一方から他方まで弁開度が変化するので、第１運転モードと第３運転モードとの間での弁開度の変化を大きくすることができることから、給水加熱器の熱交換器の設計熱交換容量を増やさずにすむ。これにより、第２抽気弁を設けない場合と比較して、給水加熱器のコストを低減することができる。
そして、第１抽気弁及び第２抽気弁の弁開度の制御を簡素化できることと、給水加熱器のコストを低減することができることとから、原子力発電プラントの設備構成を合理化することができる。
【0021】
この構成の原子力発電プラントにおいて、さらに、１つの給水加熱器に抽気蒸気を供給する抽気ラインが２本接続され、２本の抽気ラインのうち、供給する蒸気の温度の高い方の抽気ラインに第２抽気弁が設けられ、供給する蒸気の温度の低い方の抽気ラインに第１抽気弁が設けられている構成とすることができる。
これにより、第２抽気弁の開閉による抽気蒸気のエネルギーの変化量を大きくすることができるので、給水加熱器の熱交換器の設計熱交換容量をより低減することが可能になる。
これにより、第２抽気弁の開閉による抽気蒸気のエネルギーの変化量を大きくすることができるので、給水加熱器の熱交換器の設計熱交換容量をより低減することが可能になる。
【0022】
上記の原子力発電プラントの構成において、第３運転モードでは、第１運転モードと比較して、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされる。即ち、全部の抽気弁の弁開度を大きい状態とするか、あるいは、複数の抽気弁のうちの一部の抽気弁の弁開度を大きい状態とする。
第３運転モードでは、第１運転モードと比較して、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされているので、第３運転モードから第２運転モードに移行すれば、第１運転モードから移行する場合よりも、抽気弁の弁開度の調整幅を拡大できる。
第３運転モードでは、第１運転モードと比較して、少なくとも一部の抽気弁の弁開度が大きい状態とされているので、第３運転モードから第２運転モードに移行すれば、第１運転モードから移行する場合よりも、抽気弁の弁開度の調整幅を拡大できる。
【0023】
なお、実際の運転において、しばらくの間出力を変化させない場合には、第１運転モードを採用して、第１運転モードで運転される時間が最も長くなるようにすることが望ましい。
第２運転モードに移行する前に、抽気弁の弁開度の調整幅を拡大するときには、第１運転モードから第３運転モードに変更される。しかし、予定の変更等により、第２運転モードに移行する予定がしばらくなくなった場合には、第３運転モードから第１運転モードへ戻すことが望ましい。第３運転モードでは、第１運転モードと比較して、抽気弁の弁開度を大きくしているので、抽気蒸気の量が多くなり、その分タービンに向かう蒸気が減って、原子炉の出力に対する発電量の効率が下がることから、長時間の運転には適していないからである。
第２運転モードに移行する前に、抽気弁の弁開度の調整幅を拡大するときには、第１運転モードから第３運転モードに変更される。しかし、予定の変更等により、第２運転モードに移行する予定がしばらくなくなった場合には、第３運転モードから第１運転モードへ戻すことが望ましい。第３運転モードでは、第１運転モードと比較して、抽気弁の弁開度を大きくしているので、抽気蒸気の量が多くなり、その分タービンに向かう蒸気が減って、原子炉の出力に対する発電量の効率が下がることから、長時間の運転には適していないからである。
【0024】
続いて、本発明の原子力発電プラントの具体的な実施の形態を説明する。
【0025】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の原子力発電プラントの第１の実施の形態のシステム系統図である。
図１は、本発明の原子力発電プラントの第１の実施の形態のシステム系統図である。
【0026】
本実施の形態の原子力発電プラントは、図１に示すように、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１、高圧タービン４、湿分分離器５、低圧タービン６、復水器７、発電機８、複数台の給水加熱器１１，１２，１３，１４を備えている。
【0027】
原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１には、炉心２が内包されている。
また、原子炉圧力容器１は、主蒸気ライン３を介して、高圧タービン４、湿分分離器５、低圧タービン６に接続されている。
低圧タービン６の下流側には、復水器７が設置されている。復水器７は、給水ライン１５によって原子炉圧力容器１に接続されている。給水ライン１５上には、復水ポンプ９、複数台の給水加熱器（第１段給水加熱器１１、第２段給水加熱器１２、第３段給水加熱器１３、第４段給水加熱器１４）、給水ポンプ１０が設置されている。
高圧タービン４及び低圧タービン６は、発電機８に接続される。なお、図１では、高圧タービン４と発電機８との接続の図示を省略している。
また、原子炉圧力容器１は、主蒸気ライン３を介して、高圧タービン４、湿分分離器５、低圧タービン６に接続されている。
低圧タービン６の下流側には、復水器７が設置されている。復水器７は、給水ライン１５によって原子炉圧力容器１に接続されている。給水ライン１５上には、復水ポンプ９、複数台の給水加熱器（第１段給水加熱器１１、第２段給水加熱器１２、第３段給水加熱器１３、第４段給水加熱器１４）、給水ポンプ１０が設置されている。
高圧タービン４及び低圧タービン６は、発電機８に接続される。なお、図１では、高圧タービン４と発電機８との接続の図示を省略している。
【0028】
湿分分離器５は、凝縮水排出ライン１７を介して、第３段給水加熱器１３の熱交換器の胴側に接続されている。
主蒸気ライン３は、高圧タービン４と湿分分離器５の間で分岐し、分岐したラインが、第４段給水加熱器への抽気ライン２４及び第４段給水加熱器への抽気弁２５を介して、第４段給水加熱器１４の熱交換器の胴側に接続されている。
また、低圧タービン６から、３本のラインが分岐している。左から１本目のラインは、第３段給水加熱器への抽気ライン２２及び第３段給水加熱器への抽気弁２３を介して、第３段給水加熱器１３の胴側に接続されている。左から２本目のラインは、第２段給水加熱器への抽気ライン２０及び第２段給水加熱器への抽気弁２１を介して、第２段給水加熱器１２の胴側に接続されている。左から３本目のラインは、第１段給水加熱器への抽気ライン１８及び第１段給水加熱器への抽気弁１９を介して、第１段給水加熱器１１の熱交換器の胴側に胴側に接続されている。そして、これらの給水加熱器１３，１２，１１の熱交換器の胴側は、ドレンライン１６を介して復水器７に接続されている。
主蒸気ライン３は、高圧タービン４と湿分分離器５の間で分岐し、分岐したラインが、第４段給水加熱器への抽気ライン２４及び第４段給水加熱器への抽気弁２５を介して、第４段給水加熱器１４の熱交換器の胴側に接続されている。
また、低圧タービン６から、３本のラインが分岐している。左から１本目のラインは、第３段給水加熱器への抽気ライン２２及び第３段給水加熱器への抽気弁２３を介して、第３段給水加熱器１３の胴側に接続されている。左から２本目のラインは、第２段給水加熱器への抽気ライン２０及び第２段給水加熱器への抽気弁２１を介して、第２段給水加熱器１２の胴側に接続されている。左から３本目のラインは、第１段給水加熱器への抽気ライン１８及び第１段給水加熱器への抽気弁１９を介して、第１段給水加熱器１１の熱交換器の胴側に胴側に接続されている。そして、これらの給水加熱器１３，１２，１１の熱交換器の胴側は、ドレンライン１６を介して復水器７に接続されている。
【0029】
第１段給水加熱器への抽気弁１９、第２段給水加熱器への抽気弁２１、第３段給水加熱器への抽気弁２３、及び第４段給水加熱器への抽気弁２５の弁開度を制御するための制御装置として、抽気弁制御装置３４、熱バランス変更装置３５、通常運転状態記録装置３６、及び運転モード記録装置３８が設置されている。そして、入出力接続機構４３で、４つの装置３４，３５，３６，３８の入出力が接続されている。
入出力接続機構４３内に設けられた、抽気弁制御装置３４、熱バランス変更装置３５、通常運転状態記録装置３６、及び運転モード記録装置３８は、本発明の原子力発電プラントにおける、抽気弁の弁開度を制御するための前述した制御部を構成する。
入出力接続機構４３内に設けられた、抽気弁制御装置３４、熱バランス変更装置３５、通常運転状態記録装置３６、及び運転モード記録装置３８は、本発明の原子力発電プラントにおける、抽気弁の弁開度を制御するための前述した制御部を構成する。
【0030】
また、入出力接続機構４３には、外部からの入力信号として、第１段給水加熱器１１への抽気弁１９、第２段給水加熱器１２への抽気弁２１、第３段給水加熱器１３への抽気弁２３、及び第４段給水加熱器１４への抽気弁２５の弁開度の情報、発電機出力調整指令３９、発電機出力調整幅変更指令４０、及び発電機出力４２が接続されている。
【0031】
以下、本実施の形態の原子力発電プラントにおける、給水加熱器を加熱するために抽気蒸気を瞬間的に減少させてタービン仕事量（発電機出力）を増加させる、抽気絞り運転（ＣＴ）時の具体的な出力制御幅の拡大方法について説明する。
【0032】
炉心２で発生した蒸気は、主蒸気ライン３を介して、高圧タービン４及び低圧タービン６に送られ、タービン翼を回す仕事が発電機８を介して電力に変換され、系統側に送電される。低圧タービン６で仕事を終えた蒸気は、復水器７で海水等によって冷却されることで、低温の凝縮水となる。低温の凝縮水は、給水ライン１５に送られ、複数台の給水加熱器１１，１２，１３，１４を通過する際に加熱・昇温され、復水ポンプ９及び給水ポンプ１０によって加圧された後、原子炉圧力容器１に戻される。
原子炉圧力容器１に戻された給水の一部が、炉心２で蒸気となり、再度、タービン４，６に送られることで、図１に示すシステム系統図は、蒸気及び給水に係る閉ループを形成している。
原子炉圧力容器１に戻された給水の一部が、炉心２で蒸気となり、再度、タービン４，６に送られることで、図１に示すシステム系統図は、蒸気及び給水に係る閉ループを形成している。
【0033】
給水加熱器の熱交換器の管側を通過する給水を加熱するために、熱交換器の胴側に湿分を含んだ高温蒸気が供給される。
本実施の形態では、高圧タービン４を通過した後の蒸気を、第４段給水加熱器への抽気ライン２４及び第４段給水加熱器への抽気弁２５を介して第４段給水加熱器１４の熱交換器の胴側に供給している。
同様に、低圧タービン６からの３本の抽気蒸気を、第３段給水加熱器への抽気ライン２２及び第３段給水加熱器への抽気弁２３を介して第３段給水加熱器１３に、第２段給水加熱器への抽気ライン２０及び第２段給水加熱器への抽気弁２１を介して第２段給水加熱器１２に、第１段給水加熱器への抽気ライン１８及び第１段給水加熱器への抽気弁１９を介して第１段給水加熱器１１の熱交換器の胴側に供給している。
熱交換器で低温の給水と熱交換することで凝縮した蒸気（凝縮水）は、ドレンライン１６を介して復水器７に送られ、給水の一部となる。
本実施の形態では、高圧タービン４を通過した後の蒸気を、第４段給水加熱器への抽気ライン２４及び第４段給水加熱器への抽気弁２５を介して第４段給水加熱器１４の熱交換器の胴側に供給している。
同様に、低圧タービン６からの３本の抽気蒸気を、第３段給水加熱器への抽気ライン２２及び第３段給水加熱器への抽気弁２３を介して第３段給水加熱器１３に、第２段給水加熱器への抽気ライン２０及び第２段給水加熱器への抽気弁２１を介して第２段給水加熱器１２に、第１段給水加熱器への抽気ライン１８及び第１段給水加熱器への抽気弁１９を介して第１段給水加熱器１１の熱交換器の胴側に供給している。
熱交換器で低温の給水と熱交換することで凝縮した蒸気（凝縮水）は、ドレンライン１６を介して復水器７に送られ、給水の一部となる。
【0034】
原子力発電プラントの通常運転時は、タービン４，６への流入蒸気量、給水加熱器１１，１２，１３，１４への抽気蒸気量、給水加熱器１１，１２，１３，１４での給水の加熱量等が一定となるように、即ち定常状態で運転されている。
【0035】
抽気絞り運転（ＣＴ）を行う従来の原子力発電プラントでは、通常運転時の出力が一定の運転モードと、負荷に追従させるために発電機の出力を調整する運転モードとの、２つの運転モードを切り替えて運転を行っている。
これに対して、本実施の形態の原子力発電プラントでは、以下の３つの運転モードを採用し、これらの運転モードを切り替えて運転を行う。
運転モード１は、通常運転時であって、発電機の出力が一定の運転モードである。
運転モード２は、負荷に追従させるために発電機の出力を調整する運転モードである。
運転モード３は、通常運転時であって、発電機の出力が一定の運転モードであるが、運転モード１と比較して、抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度が大きい運転モードである。
これに対して、本実施の形態の原子力発電プラントでは、以下の３つの運転モードを採用し、これらの運転モードを切り替えて運転を行う。
運転モード１は、通常運転時であって、発電機の出力が一定の運転モードである。
運転モード２は、負荷に追従させるために発電機の出力を調整する運転モードである。
運転モード３は、通常運転時であって、発電機の出力が一定の運転モードであるが、運転モード１と比較して、抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度が大きい運転モードである。
【0036】
ここで、図１の原子力発電プラントの運転モード記録装置３８の概略構成図を、図２に示す。図２では、運転モード記録装置３８で行われる処理の各ステップＳ１１～Ｓ１３と、運転モード記録装置３８内の運転モード記録器３８Ａを、ブロック図で示している。
【0037】
図２に示す運転モード記録装置３８には、運転モード４１が入力される。現在運転中の運転モードが設定されている場合には、設定されている運転モードを示す信号が運転モード４１として入力される。運転モードが設定されていない場合には、運転モード４１は入力されない。
ステップＳ１１では、運転モード４１の入力がないか判断して、入力がある場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１２に進み、入力がない場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３では、運転モード４１が存在しない場合の初期値である運転モード１にセットして、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、運転モード２ではないかどうか判断して、運転モード２ではない場合（Ｙｅｓ）は、運転モード記録器３８Ａに進む。なお、運転モード２である場合（Ｎｏ）は、何も実行しない。
運転モード記録器３８Ａでは、運転モード（運転モード１あるいは運転モード３）の状態を、記録値４１ｓとして記録して、その状態の記録値４１ｓを運転モード記録装置３８から外部に出力する。
なお、運転モード４１は、詳細は後述するが、図４に示す熱バランス変更装置３５、もしくは、図５に示す抽気弁制御装置３４によって上書きされる。そして、運転モード４１が上書きされる度に、図２に示す運転モード記録装置３８によって、運転状態の記録値４１ｓが変更される。
ステップＳ１１では、運転モード４１の入力がないか判断して、入力がある場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１２に進み、入力がない場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３では、運転モード４１が存在しない場合の初期値である運転モード１にセットして、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、運転モード２ではないかどうか判断して、運転モード２ではない場合（Ｙｅｓ）は、運転モード記録器３８Ａに進む。なお、運転モード２である場合（Ｎｏ）は、何も実行しない。
運転モード記録器３８Ａでは、運転モード（運転モード１あるいは運転モード３）の状態を、記録値４１ｓとして記録して、その状態の記録値４１ｓを運転モード記録装置３８から外部に出力する。
なお、運転モード４１は、詳細は後述するが、図４に示す熱バランス変更装置３５、もしくは、図５に示す抽気弁制御装置３４によって上書きされる。そして、運転モード４１が上書きされる度に、図２に示す運転モード記録装置３８によって、運転状態の記録値４１ｓが変更される。
【0038】
次に、図１の原子力発電プラントの通常運転状態記録装置３６の概略構成図を、図３に示す。図３では、通常運転状態記録装置３６で行われる処理のステップＳ２１と、通常運転状態記録装置３６内の通常運転状態記録器３６Ａを、ブロック図で示している。
【0039】
図３に示す通常運転状態記録装置３６には、発電機出力４２と、図１に示す４つの抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度とが、入力される。
ステップＳ２１では、運転モード２ではないかどうか判断して、運転モード２ではない場合（Ｙｅｓ）は、通常運転状態記録器３６Ａに進む。なお、運転モード２である場合（Ｎｏ）は、何も実行しない。
通常運転状態記録器３６Ａでは、４つの抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度及び発電機出力４２を、記録値１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓ，４２ｓとして記録して、記録した記録値を通常運転状態記録装置３６から外部に出力する。
ステップＳ２１では、運転モード２ではないかどうか判断して、運転モード２ではない場合（Ｙｅｓ）は、通常運転状態記録器３６Ａに進む。なお、運転モード２である場合（Ｎｏ）は、何も実行しない。
通常運転状態記録器３６Ａでは、４つの抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度及び発電機出力４２を、記録値１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓ，４２ｓとして記録して、記録した記録値を通常運転状態記録装置３６から外部に出力する。
【0040】
【0041】
図４に示す熱バランス変更装置３５には、発電機出力調整幅変更指令４０と、運転モードの記録値４１ｓとが、入力される。
ステップＳ３１では、運転モードを判断して、運転モード１の場合はステップＳ３２及びステップＳ３３に進み、運転モード３の場合はステップＳ３４及びステップＳ３５に進む。
ステップＳ３２では、抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度を、全開に変更して、変更した弁開度を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
ステップＳ３３では、運転モードを運転モード３に変更して、変更した運転モード４１を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
ステップＳ３４では、抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度を、運転モード１（通常運転時）の弁開度に変更して、変更した弁開度を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
ステップＳ３５では、運転モードを運転モード１に変更して、変更した運転モード４１を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
ステップＳ３１では、運転モードを判断して、運転モード１の場合はステップＳ３２及びステップＳ３３に進み、運転モード３の場合はステップＳ３４及びステップＳ３５に進む。
ステップＳ３２では、抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度を、全開に変更して、変更した弁開度を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
ステップＳ３３では、運転モードを運転モード３に変更して、変更した運転モード４１を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
ステップＳ３４では、抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度を、運転モード１（通常運転時）の弁開度に変更して、変更した弁開度を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
ステップＳ３５では、運転モードを運転モード１に変更して、変更した運転モード４１を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
【0042】
次に、図１の原子力発電プラントの抽気弁制御装置３４の概略構成図を、図５に示す。図５では、抽気弁制御装置３４で行われる処理のステップＳ４１～Ｓ４５と、減算を行う演算器や乗算を行う演算器を、ブロック図で示している。
【0043】
図５に示す抽気弁制御装置３４には、発電機出力調整指令３９と、発電機出力の記録値４２ｓと、運転モードの記録値４１ｓとが、入力される。そして、発電機出力調整指令３９と発電機出力の記録値４２ｓとの差分（３９－４２ｓ）が計算される。
ステップＳ４１では、入力された運転モードの記録値４１ｓから、運転モードが判別され、運転モード１の場合はステップＳ４２に進み、運転モード３の場合はステップＳ４３に進む。
ステップＳ４２では、先に計算された差分をグラフの横軸として、当該差分とグラフにおいて対応する抽気弁開度倍率を求める。求めた抽気弁開度倍率は、抽気弁ごとの個別の演算器において、それぞれ各抽気弁の通常運転時の弁開度の記録値１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓと乗算されて、変更後の弁開度が計算される。計算された弁開度は、それぞれ抽気弁制御装置３４の外部に出力する。
ステップＳ４３では、先に計算された差分をグラフの横軸として、当該差分とグラフにおいて対応する抽気弁開度倍率を求める。求めた抽気弁開度倍率は、抽気弁ごとの個別の演算器において、それぞれ各抽気弁の通常運転時の弁開度の記録値１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓと乗算されて、変更後の弁開度が計算される。計算された弁開度は、それぞれ抽気弁制御装置３４の外部に出力する。なお、ステップＳ４３は、ステップＳ４２と同様の操作であるが、差分と抽気弁開度倍率の関係のグラフが異なっている。
ステップＳ４４では、発電機出力調整指令３９の入力があるか判断され、入力がある場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ４５に進む。入力がない場合（Ｎｏ）には何も実行しない。
ステップＳ４５では、運転モードを運転モード２に変更して、変更した運転モード４１を抽気弁制御装置３４の外部に出力する。
ステップＳ４１では、入力された運転モードの記録値４１ｓから、運転モードが判別され、運転モード１の場合はステップＳ４２に進み、運転モード３の場合はステップＳ４３に進む。
ステップＳ４２では、先に計算された差分をグラフの横軸として、当該差分とグラフにおいて対応する抽気弁開度倍率を求める。求めた抽気弁開度倍率は、抽気弁ごとの個別の演算器において、それぞれ各抽気弁の通常運転時の弁開度の記録値１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓと乗算されて、変更後の弁開度が計算される。計算された弁開度は、それぞれ抽気弁制御装置３４の外部に出力する。
ステップＳ４３では、先に計算された差分をグラフの横軸として、当該差分とグラフにおいて対応する抽気弁開度倍率を求める。求めた抽気弁開度倍率は、抽気弁ごとの個別の演算器において、それぞれ各抽気弁の通常運転時の弁開度の記録値１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓと乗算されて、変更後の弁開度が計算される。計算された弁開度は、それぞれ抽気弁制御装置３４の外部に出力する。なお、ステップＳ４３は、ステップＳ４２と同様の操作であるが、差分と抽気弁開度倍率の関係のグラフが異なっている。
ステップＳ４４では、発電機出力調整指令３９の入力があるか判断され、入力がある場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ４５に進む。入力がない場合（Ｎｏ）には何も実行しない。
ステップＳ４５では、運転モードを運転モード２に変更して、変更した運転モード４１を抽気弁制御装置３４の外部に出力する。
【0044】
続いて、図１～図５を参照して、本実施の形態の原子力発電プラントの動作について説明する。
まず、通常の抽気絞り運転（ＣＴ）時の動作を説明し、その後、本実施の形態の出力制御幅を拡大したＣＴの動作原理を説明する。
まず、通常の抽気絞り運転（ＣＴ）時の動作を説明し、その後、本実施の形態の出力制御幅を拡大したＣＴの動作原理を説明する。
【0045】
系統要求、即ち、発電機出力調整指令３９が図５に示す抽気弁制御装置３４に入力されると、ステップＳ４４において入力ありと判断されて、ステップＳ４５において運転モードが運転モード２に変更されると共に、定常運転時の発電機出力４２ｓとの差分（発電機出力増加幅）が計算される。
通常のＣＴでは、通常運転時の運転モード４１ｓ＝１（運転モード１）であり、図５のステップＳ４２に差分信号が伝播する。ステップＳ４２では、差分信号を入力として、グラフに基づいて、抽気弁の弁開度に乗じる開度倍率を計算する。ステップＳ４２のグラフ中のａは、通常のＣＴで制御可能な最大の発電機出力上昇幅を表す。
差分がａのときは、開度倍率が０になる。差分がマイナス及び０のときは、開度倍率が１．０になる。０＜差分＜ａのときは、グラフの直線に対応した開度倍率になる。
最大の発電機出力上昇幅は、４つの抽気弁１９，２１，２３，２５を、通常運転時の弁開度１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓから全閉状態にすることで得られる、最大の発電機出力上昇幅として評価できる。差分から計算される抽気弁開度倍率を、通常運転状態記録装置３６に記録されている通常運転時の抽気弁の弁開度１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓに乗じることで、抽気弁の弁開度を絞り、発電機出力調整指令３９に相当する発電量増加を実現する。これにより、発電機出力を「定格出力＋ａ」に増加できる。
通常のＣＴでは、通常運転時の運転モード４１ｓ＝１（運転モード１）であり、図５のステップＳ４２に差分信号が伝播する。ステップＳ４２では、差分信号を入力として、グラフに基づいて、抽気弁の弁開度に乗じる開度倍率を計算する。ステップＳ４２のグラフ中のａは、通常のＣＴで制御可能な最大の発電機出力上昇幅を表す。
差分がａのときは、開度倍率が０になる。差分がマイナス及び０のときは、開度倍率が１．０になる。０＜差分＜ａのときは、グラフの直線に対応した開度倍率になる。
最大の発電機出力上昇幅は、４つの抽気弁１９，２１，２３，２５を、通常運転時の弁開度１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓから全閉状態にすることで得られる、最大の発電機出力上昇幅として評価できる。差分から計算される抽気弁開度倍率を、通常運転状態記録装置３６に記録されている通常運転時の抽気弁の弁開度１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓに乗じることで、抽気弁の弁開度を絞り、発電機出力調整指令３９に相当する発電量増加を実現する。これにより、発電機出力を「定格出力＋ａ」に増加できる。
【0046】
次に、本実施の形態における、出力制御幅を拡大したＣＴの動作原理を説明する。
ＣＴの出力上昇幅を拡大するために、本実施形態の原子力発電プラントでは、図１及び図４に示した熱バランス変更装置３５を備える。
運転モードの記録値４１ｓ＝１（運転モード１）の時に、熱バランス変更装置３５に発電機出力調整幅変更指令４０を入力すると、図４のステップＳ３１からステップＳ３２及びステップＳ３３に指令信号が伝播する。これにより、ステップＳ３２において、運転モード１のときに必要な抽気蒸気量となるように、弁開度が制御されていた４つの抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度が全開状態となると共に、ステップＳ３３において、運転モード１から運転モード３に切り替わる。
４つの抽気弁１９，２１，２３，２５が全開となることで、発電機の出力を一定で運転する運転モード（通常運転時）のときのシステムの定常状態（タービンへの流入蒸気量、給水加熱器への抽気蒸気量、給水加熱器での給水の加熱量等）が変化するが、原子力発電プラントの制御系の働きにより、原子力発電プラントが新たな定常状態（定常状態２）に整定される。
ＣＴの出力上昇幅を拡大するために、本実施形態の原子力発電プラントでは、図１及び図４に示した熱バランス変更装置３５を備える。
運転モードの記録値４１ｓ＝１（運転モード１）の時に、熱バランス変更装置３５に発電機出力調整幅変更指令４０を入力すると、図４のステップＳ３１からステップＳ３２及びステップＳ３３に指令信号が伝播する。これにより、ステップＳ３２において、運転モード１のときに必要な抽気蒸気量となるように、弁開度が制御されていた４つの抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度が全開状態となると共に、ステップＳ３３において、運転モード１から運転モード３に切り替わる。
４つの抽気弁１９，２１，２３，２５が全開となることで、発電機の出力を一定で運転する運転モード（通常運転時）のときのシステムの定常状態（タービンへの流入蒸気量、給水加熱器への抽気蒸気量、給水加熱器での給水の加熱量等）が変化するが、原子力発電プラントの制御系の働きにより、原子力発電プラントが新たな定常状態（定常状態２）に整定される。
【0047】
なお、運転モード３の状態で、熱バランス変更装置３５に発電機出力調整幅変更指令４０が入力されると、ステップＳ３５において、運転モード３から運転モード１に戻されると共に、ステップＳ３４において、抽気弁の弁開度も運転モード１の状態に戻される。
即ち、熱バランス変更装置３５は、発電機出力調整幅変更指令４０をトリガとして、運転モード１と運転モード３を切り替える機能を有する。
即ち、熱バランス変更装置３５は、発電機出力調整幅変更指令４０をトリガとして、運転モード１と運転モード３を切り替える機能を有する。
【0048】
運転モード３の状態は、図２の運転モード記録装置３８によって記録値４１ｓとして記録される。また、全開状態となった４つの抽気弁の弁開度１９，２１，２３，２５及び定常状態２における発電機出力４２は、図３の通常運転状態記録装置３６内の運転状態記録器３６Ａに記録値１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓ，４２ｓとして記録される。
【0049】
この状態で、図５に示す抽気弁制御装置３４に発電機出力調整指令３９が入力されると、通常のＣＴと同様に、ステップＳ４５において運転モードが運転モード２に切り替わると共に、ステップＳ４３に差分信号（発電機出力増加幅信号）が伝播する。
運転モード３の状態では、４つの抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度が通常状態よりも大きくなっているので、抽気弁を全閉にすることで得られる最大の発電機出力上昇幅が、ａからａ＋ｂに増加する。
即ち、図１のシステム系統図に示すように、４つの装置（抽気弁制御装置３４、熱バランス変更装置３５、通常運転状態記録装置３６、及び運転モード記録装置３８）を用いることで、ＣＴ時の発電機出力上昇幅を、ａからａ＋ｂに増加させることが可能となる。
運転モード３の状態では、４つの抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度が通常状態よりも大きくなっているので、抽気弁を全閉にすることで得られる最大の発電機出力上昇幅が、ａからａ＋ｂに増加する。
即ち、図１のシステム系統図に示すように、４つの装置（抽気弁制御装置３４、熱バランス変更装置３５、通常運転状態記録装置３６、及び運転モード記録装置３８）を用いることで、ＣＴ時の発電機出力上昇幅を、ａからａ＋ｂに増加させることが可能となる。
【0050】
本実施の形態の原子力発電プラントによれば、運転モード３において、運転モード１と比較して、抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度が大きい状態とされる。従って、運転モード３から運転モード２（負荷に追随させるために発電機の出力を調整する運転モード）に移行させたときに、運転モード１から移行させる場合と比較して、抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度の制御幅を大きくできる。
これにより、需要側からの負荷追従指令（出力上昇）に対して、抽気絞り運転（ＣＴ）の出力制御幅を拡大できる。
これにより、需要側からの負荷追従指令（出力上昇）に対して、抽気絞り運転（ＣＴ）の出力制御幅を拡大できる。
【0051】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の原子力発電プラントの第２の実施の形態のシステム系統図である。
また、図６の原子力発電プラントの通常運転状態記録装置３６の概略構成図を図７に示し、図６の原子力発電プラントの抽気弁制御装置３４の概略構成図を図９に示す。
図６は、本発明の原子力発電プラントの第２の実施の形態のシステム系統図である。
また、図６の原子力発電プラントの通常運転状態記録装置３６の概略構成図を図７に示し、図６の原子力発電プラントの抽気弁制御装置３４の概略構成図を図９に示す。
【0052】
第２の実施の形態の原子力発電プラントが第１の実施の形態の原子力発電プラントと異なるところは、４つの給水加熱器１１，１２，１３，１４に抽気蒸気を供給する抽気ラインが、第１の実施の形態の４本（１８，２０，２２，２４）に加えて、更に４本（２６，２８，３０，３２）追加されている点、及び、第１の実施の形態の４つの抽気弁（ここでは第１抽気弁と記す）１９，２１，２３，２５に加えて、追加された４本の抽気ライン上に、第２抽気弁２７，２９，３１，３３が追加されている点にある。
以下、この第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同様の抽気ライン１８，２０，２２，２４を第１抽気ラインとし、追加された抽気ライン２６，２８，３０，３２を第２抽気ラインとする。
以下、この第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同様の抽気ライン１８，２０，２２，２４を第１抽気ラインとし、追加された抽気ライン２６，２８，３０，３２を第２抽気ラインとする。
【0053】
なお、追加された４本の第２抽気ライン２６，２８，３０，３２の、タービン４，６もしくは主蒸気ライン３からの抽気場所は、図１と共通の第１抽気ライン１８，２０，２２，２４よりも上流側（高温側）としている。
【0054】
また、４つの第２抽気弁２７，２９，３１，３３は、運転モード１のときに、全閉状態で維持する。
【0055】
ここで、図６の原子力発電プラントの通常運転状態記録装置３６の概略構成図を、図７に示す。図７では、通常運転状態記録装置３６で行われる処理のステップＳ５１と、通常運転状態記録装置３６内の通常運転状態記録器３６Ａを、ブロック図で示している。
【0056】
図７に示す通常運転状態記録装置３６には、発電機出力４２と、図６に示す８つの抽気弁１９，２１，２３，２５，２７，２９，３１，３３の弁開度とが、入力される。
ステップＳ５１では、運転モード２ではないかどうか判断して、運転モード２ではない場合（Ｙｅｓ）は、通常運転状態記録器３６Ａに進む。なお、運転モード２である場合（Ｎｏ）は、何も実行しない。
通常運転状態記録器３６Ａでは、８つの抽気弁１９，２１，２３，２５，２７，２９，３１，３３の弁開度及び発電機出力４２を、記録値１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓ，２７ｓ，２９ｓ，３１ｓ，３３ｓ，４２ｓとして記録して、記録した記録値を通常運転状態記録装置３６から外部に出力する。
ステップＳ５１では、運転モード２ではないかどうか判断して、運転モード２ではない場合（Ｙｅｓ）は、通常運転状態記録器３６Ａに進む。なお、運転モード２である場合（Ｎｏ）は、何も実行しない。
通常運転状態記録器３６Ａでは、８つの抽気弁１９，２１，２３，２５，２７，２９，３１，３３の弁開度及び発電機出力４２を、記録値１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓ，２７ｓ，２９ｓ，３１ｓ，３３ｓ，４２ｓとして記録して、記録した記録値を通常運転状態記録装置３６から外部に出力する。
【0057】
【0058】
図８に示す熱バランス変更装置３５には、図４に示した第１の実施の形態の熱バランス変更装置３５と同様に、発電機出力調整幅変更指令４０と、運転モードの記録値４１ｓとが、入力される。
ステップＳ６１では、運転モードを判断して、運転モード１の場合はステップＳ６２及びステップＳ６３に進み、運転モード３の場合はステップＳ６４及びステップＳ６５に進む。
ステップＳ６２では、第２抽気弁２７，２９，３１，３３の弁開度を、全開に変更して、変更した弁開度を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
ステップＳ６３では、運転モードを運転モード３に変更して、変更した運転モード４１を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
ステップＳ６４では、第２抽気弁２７，２９，３１，３３の弁開度を、全閉に変更して、変更した弁開度を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
ステップＳ６５では、運転モードを運転モード１に変更して、変更した運転モード４１を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
ステップＳ６１では、運転モードを判断して、運転モード１の場合はステップＳ６２及びステップＳ６３に進み、運転モード３の場合はステップＳ６４及びステップＳ６５に進む。
ステップＳ６２では、第２抽気弁２７，２９，３１，３３の弁開度を、全開に変更して、変更した弁開度を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
ステップＳ６３では、運転モードを運転モード３に変更して、変更した運転モード４１を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
ステップＳ６４では、第２抽気弁２７，２９，３１，３３の弁開度を、全閉に変更して、変更した弁開度を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
ステップＳ６５では、運転モードを運転モード１に変更して、変更した運転モード４１を熱バランス変更装置３５の外部に出力する。
【0059】
次に、図６の原子力発電プラントの抽気弁制御装置３４の概略構成図を、図９に示す。図９では、抽気弁制御装置３４で行われる処理のステップＳ７１～Ｓ７４と、減算を行う演算器や乗算を行う演算器を、ブロック図で示している。
【0060】
図９に示す抽気弁制御装置３４には、発電機出力調整指令３９と、発電機出力の記録値４２ｓとが、入力される。そして、発電機出力調整指令３９と発電機出力の記録値４２ｓとの差分（３９－４２ｓ）が計算される。
ステップＳ７１では、先に計算された差分をグラフの横軸として、当該差分とグラフにおいて対応する抽気弁開度倍率を求める。求めた抽気弁開度倍率は、抽気弁ごとの個別の演算器において、それぞれ各第１抽気弁の弁開度の記録値１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓと乗算されて、変更後の弁開度が計算される。計算された弁開度は、それぞれ抽気弁制御装置３４の外部に出力する。
ステップＳ７２では、先に計算された差分をグラフの横軸として、当該差分とグラフにおいて対応する抽気弁開度倍率を求める。求めた抽気弁開度倍率は、抽気弁ごとの個別の演算器において、それぞれ各第２抽気弁の通常運転時の弁開度の記録値２７ｓ，２９ｓ，３１ｓ，３３ｓと乗算されて、変更後の弁開度が計算される。計算された弁開度は、それぞれ抽気弁制御装置３４の外部に出力する。なお、ステップＳ７２は、ステップＳ７１と比較して、差分と抽気弁開度倍率の関係のグラフが異なっている。
ステップＳ７３では、発電機出力調整指令３９の入力があるか判断され、入力がある場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ７４に進む。入力がない場合（Ｎｏ）には何も実行しない。
ステップＳ７４では、運転モードを運転モード２に変更して、変更した運転モード４１を抽気弁制御装置３４の外部に出力する。
ステップＳ７１では、先に計算された差分をグラフの横軸として、当該差分とグラフにおいて対応する抽気弁開度倍率を求める。求めた抽気弁開度倍率は、抽気弁ごとの個別の演算器において、それぞれ各第１抽気弁の弁開度の記録値１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓと乗算されて、変更後の弁開度が計算される。計算された弁開度は、それぞれ抽気弁制御装置３４の外部に出力する。
ステップＳ７２では、先に計算された差分をグラフの横軸として、当該差分とグラフにおいて対応する抽気弁開度倍率を求める。求めた抽気弁開度倍率は、抽気弁ごとの個別の演算器において、それぞれ各第２抽気弁の通常運転時の弁開度の記録値２７ｓ，２９ｓ，３１ｓ，３３ｓと乗算されて、変更後の弁開度が計算される。計算された弁開度は、それぞれ抽気弁制御装置３４の外部に出力する。なお、ステップＳ７２は、ステップＳ７１と比較して、差分と抽気弁開度倍率の関係のグラフが異なっている。
ステップＳ７３では、発電機出力調整指令３９の入力があるか判断され、入力がある場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ７４に進む。入力がない場合（Ｎｏ）には何も実行しない。
ステップＳ７４では、運転モードを運転モード２に変更して、変更した運転モード４１を抽気弁制御装置３４の外部に出力する。
【0061】
このような構成とすることで、本実施の形態の原子力発電プラントは、第１の実施の形態の原子力発電プラントと比較して、以下の点が改善される。
【0062】
第１の実施の形態では、ＣＴ時の出力上昇幅を増加させるために、発電機出力一定運転モード（通常運転時）時の４つの第１抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度を全開ではない状態（中間開度状態）に維持しておき、運転モードを運転モード３に切り替える際に、４つの第１抽気弁の弁開度を全開状態に変更することで、負荷追従運転時（発電機出力調整運転モード（負荷追従時））のＣＴの発電機出力上昇幅を拡大する方法を採っていた。
しかしながら、この出力上昇幅拡大方法を採る場合は、４つの第１抽気弁１９，２１，２３，２５が全開状態においても、完全凝縮させた蒸気（凝縮水）は、ドレンライン１６を介して復水器７に送る必要があるため、４つの給水加熱器１１，１２，１３，１４における設計熱交換容量を、４つの第１抽気弁が全開状態になる可能性を想定して大きめに設計しておく必要がある。そのため、発電機出力一定運転モード（通常運転時）時、即ち４つの第１抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度が中間開度状態にある時には、４つの給水加熱器１１，１２，１３，１４の熱交換量は、設計仕様（設計熱交換容量）未満となり、熱出力一定運転（定常運転）時の給水加熱器が過剰スペックとなる欠点が生じる。
しかしながら、この出力上昇幅拡大方法を採る場合は、４つの第１抽気弁１９，２１，２３，２５が全開状態においても、完全凝縮させた蒸気（凝縮水）は、ドレンライン１６を介して復水器７に送る必要があるため、４つの給水加熱器１１，１２，１３，１４における設計熱交換容量を、４つの第１抽気弁が全開状態になる可能性を想定して大きめに設計しておく必要がある。そのため、発電機出力一定運転モード（通常運転時）時、即ち４つの第１抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度が中間開度状態にある時には、４つの給水加熱器１１，１２，１３，１４の熱交換量は、設計仕様（設計熱交換容量）未満となり、熱出力一定運転（定常運転）時の給水加熱器が過剰スペックとなる欠点が生じる。
【0063】
これに対して、本実施の形態では、高温蒸気を給水加熱器に導くための４本の第２抽気ライン２６，２８，３０，３２、及び４つの第２抽気弁２７，２９，３１，３３を追加することで、給水加熱器が過剰スペックとなる欠点を解消すると共に、抽気弁の制御を簡素化することができる。
【0064】
以下、上記の利点を示すために、本実施の形態における、出力制御幅を拡大したＣＴの動作原理を説明する。
なお、運転モード記録装置３８は、第１の実施の形態に同じく、図２に示した構成の運転モード記録装置３８で実現できるため、動作説明を省略する。
なお、運転モード記録装置３８は、第１の実施の形態に同じく、図２に示した構成の運転モード記録装置３８で実現できるため、動作説明を省略する。
【0065】
運転モードの記録値４１ｓ＝１（運転モード１）の時に、熱バランス変更装置３５に発電機出力調整幅変更指令４０を入力すると、図８のステップＳ６１からステップＳ６２及びステップＳ６３に、指令信号が伝播する。これにより、ステップＳ６２において、運転モード１のときに全閉状態にあった４つの第２抽気弁２７，２９，３１，３３の弁開度が全開状態となると共に、ステップＳ６３において、運転モード１から運転モード３に切り替わる。
４つの第２抽気弁２７，２９，３１，３３が全開となることで、発電機の出力を一定で運転する運転モード（通常運転時）のときのシステムの定常状態（タービンへの流入蒸気量、給水加熱器への抽気蒸気量、給水加熱器での給水の加熱量等）が変化するが、第１の実施の形態と同様に、原子力発電プラントの制御系の働きにより、原子力発電プラントは新たな定常状態（定常状態２’）に移行する。
本実施の形態では、定常状態２’に移行するにあたり、第１抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度（蒸気流量）を調整する代わりに、第２抽気弁２７，２９，３１，３３を全閉から全開に変更することで、高温蒸気を追加している。本実施の形態では、この点が第１の実施の形態と異なっている。
４つの第２抽気弁２７，２９，３１，３３が全開となることで、発電機の出力を一定で運転する運転モード（通常運転時）のときのシステムの定常状態（タービンへの流入蒸気量、給水加熱器への抽気蒸気量、給水加熱器での給水の加熱量等）が変化するが、第１の実施の形態と同様に、原子力発電プラントの制御系の働きにより、原子力発電プラントは新たな定常状態（定常状態２’）に移行する。
本実施の形態では、定常状態２’に移行するにあたり、第１抽気弁１９，２１，２３，２５の弁開度（蒸気流量）を調整する代わりに、第２抽気弁２７，２９，３１，３３を全閉から全開に変更することで、高温蒸気を追加している。本実施の形態では、この点が第１の実施の形態と異なっている。
【0066】
本実施の形態では、第１の実施の形態の原子力発電プラントと比較して、各給水加熱器１１，１２，１３，１４に供給される蒸気の平均温度が増加する。
一般に、熱交換器の熱交換量は、胴側の流体の温度（蒸気温度）と管側の流体の温度（給水温度）の差分に比例するため、本実施の形態では、第１の実施の形態に示すような、大きな熱交換容量の給水加熱器を用いずとも、給水加熱器における熱交換量を増加させることができる。
以上の効果により、本実施の形態では、給水加熱器の設備コストを抑制することが可能となる。
一般に、熱交換器の熱交換量は、胴側の流体の温度（蒸気温度）と管側の流体の温度（給水温度）の差分に比例するため、本実施の形態では、第１の実施の形態に示すような、大きな熱交換容量の給水加熱器を用いずとも、給水加熱器における熱交換量を増加させることができる。
以上の効果により、本実施の形態では、給水加熱器の設備コストを抑制することが可能となる。
【0067】
なお、運転モード３の状態で、熱バランス変更装置３５に発電機出力調整幅変更指令４０が入力されると、ステップＳ６５において、運転モード３から運転モード１に戻されると共に、ステップＳ６４において、第２抽気弁の弁開度も運転モード１の時の状態（全閉状態）に戻される。
即ち、熱バランス変更装置３５は、発電機出力調整幅変更指令４０をトリガとして、運転モード１と運転モード３を切り替える機能を有する。
図４と図８とを比較すると、図４では、運転モード３の分岐（ステップＳ３４）において、４つの抽気弁を中間開度状態に制御する必要があるのに対して、図８では、４つの第２抽気弁を全閉状態に制御するだけでよい。従って、本実施の形態では、運転モード切替時の弁制御を簡素化できる利点がある。
即ち、熱バランス変更装置３５は、発電機出力調整幅変更指令４０をトリガとして、運転モード１と運転モード３を切り替える機能を有する。
図４と図８とを比較すると、図４では、運転モード３の分岐（ステップＳ３４）において、４つの抽気弁を中間開度状態に制御する必要があるのに対して、図８では、４つの第２抽気弁を全閉状態に制御するだけでよい。従って、本実施の形態では、運転モード切替時の弁制御を簡素化できる利点がある。
【0068】
運転モード３の状態は、図２の運転モード記録装置３８によって記録値４１ｓとして記録される。また、全開状態となった８つの抽気弁１９，２１，２３，２５，２７，２９，３１，３３の弁開度及び定常状態２’における発電機出力４２は、図７の通常運転状態記録装置３６内の運転状態記録器３６Ａに記録値１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓ，２７ｓ，２９ｓ，３１ｓ，３３ｓ，４２ｓとして記録される。
【0069】
この状態で、図９に示す抽気弁制御装置３４に発電機出力調整指令３９が入力されると、通常のＣＴや第１の実施の形態と同様に、ステップＳ７４において運転モード２に切り替わる。
本実施の形態では、第１の実施の形態とは異なり、抽気弁制御装置３４において運転モードに係る分岐はなく、代わりに、第１抽気弁の制御（図９の上側の４つの弁制御）と第２抽気弁の制御（図９の下側の４つの弁制御）が同時に行われる。
本実施の形態では、第１の実施の形態とは異なり、抽気弁制御装置３４において運転モードに係る分岐はなく、代わりに、第１抽気弁の制御（図９の上側の４つの弁制御）と第２抽気弁の制御（図９の下側の４つの弁制御）が同時に行われる。
【0070】
本実施の形態では、第１抽気弁１９，２１，２３，２５から、弁開閉制御を行う。図９において、第１抽気弁の弁開度を全開から全閉状態にすることで得られる発電機出力上昇幅をａと表記した。
そして、発電機出力調整指令３９と発電機出力４２ｓとの差分信号の値がａよりも大きい場合に限り、第１抽気弁に加えて、ＣＴ時の出力上昇幅を増加させる場合に全閉状態を全開状態に変更する第２抽気弁２７，２９，３１，３３の弁開度も制御される。図９において、第２抽気弁の弁開度を全開から全閉状態にすることで得られる発電機出力上昇幅をｃと表記した。
第１抽気弁と第２抽気弁を共に、発電機出力上昇幅（差分）に応じた抽気弁開度倍率を計算し、通常運転状態記録装置３６に記録された定常状態の抽気弁の弁開度１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓ，２７ｓ，２９ｓ，３１ｓ，３３ｓに乗じることで、負荷追従運転時の抽気弁開度を計算し、８つの抽気弁の弁開度を調整する。これにより、発電機出力を「定格出力＋ａ＋ｃ」まで増加させることが可能となる。
そして、発電機出力調整指令３９と発電機出力４２ｓとの差分信号の値がａよりも大きい場合に限り、第１抽気弁に加えて、ＣＴ時の出力上昇幅を増加させる場合に全閉状態を全開状態に変更する第２抽気弁２７，２９，３１，３３の弁開度も制御される。図９において、第２抽気弁の弁開度を全開から全閉状態にすることで得られる発電機出力上昇幅をｃと表記した。
第１抽気弁と第２抽気弁を共に、発電機出力上昇幅（差分）に応じた抽気弁開度倍率を計算し、通常運転状態記録装置３６に記録された定常状態の抽気弁の弁開度１９ｓ，２１ｓ，２３ｓ，２５ｓ，２７ｓ，２９ｓ，３１ｓ，３３ｓに乗じることで、負荷追従運転時の抽気弁開度を計算し、８つの抽気弁の弁開度を調整する。これにより、発電機出力を「定格出力＋ａ＋ｃ」まで増加させることが可能となる。
【0071】
以上のように、本実施の形態の原子力発電プラントは、第１の実施の形態と比較すると、高温蒸気を給水加熱器に供給するための４本の第２抽気ライン２６，２８，３０，３１及び第２抽気弁２７，２９，３１，３３を追加する必要が生じるものの、給水加熱器の設計熱交換容量の増加が不要となって、給水加熱器コストを低減できると共に、第１抽気弁及び第２抽気弁の制御方法を簡素化することが可能となり、設備構成を合理化することができる。
【0072】
本実施の形態の原子力発電プラントによれば、第２抽気弁２７，２９，３１，３３の弁開度が、運転モード３では全開状態で、運転モード１では全閉状態であり、運転モード３における第２抽気弁２７，２９，３１，３３の弁開度が大きい。従って、運転モード３から運転モード２（負荷に追随させるために発電機の出力を調整する運転モード）に移行させたときに、運転モード１から移行させる場合と比較して、抽気弁全体（第１抽気弁及び第２抽気弁）の弁開度の制御幅を大きくできる。
これにより、需要側からの負荷追従指令（出力上昇）に対して、抽気絞り運転（ＣＴ）の出力制御幅を拡大できる。
これにより、需要側からの負荷追従指令（出力上昇）に対して、抽気絞り運転（ＣＴ）の出力制御幅を拡大できる。
【0073】
さらに、本実施の形態の原子力発電プラントによれば、上述したように、給水加熱器コストを低減できると共に、第１抽気弁及び第２抽気弁の制御方法を簡素化することが可能となり、設備構成を合理化することができる。
【0074】
（変形例）
上述した各実施の形態では、給水加熱器を４段として、それぞれの給水加熱器１１，１２，１３，１４に、第１の実施の形態では１本の抽気ラインを接続し、第２の実施の形態では２本の抽気ラインを接続していた。
本発明の原子力発電プラントでは、給水加熱器の段数や、各給水加熱器に接続される抽気ラインの本数は、各実施の形態の個数には限定されず、他の個数としてもよい。
給水加熱器が１個以上、抽気ラインが１本以上、それぞれ設けられていれば、本発明を適用して、第１運転モード～第３運転モードの３つの運転モードで運転することが可能である。
上述した各実施の形態では、給水加熱器を４段として、それぞれの給水加熱器１１，１２，１３，１４に、第１の実施の形態では１本の抽気ラインを接続し、第２の実施の形態では２本の抽気ラインを接続していた。
本発明の原子力発電プラントでは、給水加熱器の段数や、各給水加熱器に接続される抽気ラインの本数は、各実施の形態の個数には限定されず、他の個数としてもよい。
給水加熱器が１個以上、抽気ラインが１本以上、それぞれ設けられていれば、本発明を適用して、第１運転モード～第３運転モードの３つの運転モードで運転することが可能である。
【0075】
上述した各実施の形態では、図５及び図９において、４つの抽気弁の弁開度を求めるために乗算する開度倍率は、同一の倍率としている。
これに対して、各抽気ラインの抽気蒸気の温度の違い等を考慮して、複数個の抽気弁の各抽気弁に係数を付与して重み付けをして乗算することも可能である。
また、複数個の抽気弁の弁開度を変更する際に、抽気弁を開閉するタイミングは、全ての抽気弁を一斉に開閉するようにしても、高温側あるいは低温側の抽気弁から順次開閉していくようにしても、どちらでも可能である。
これに対して、各抽気ラインの抽気蒸気の温度の違い等を考慮して、複数個の抽気弁の各抽気弁に係数を付与して重み付けをして乗算することも可能である。
また、複数個の抽気弁の弁開度を変更する際に、抽気弁を開閉するタイミングは、全ての抽気弁を一斉に開閉するようにしても、高温側あるいは低温側の抽気弁から順次開閉していくようにしても、どちらでも可能である。
【0076】
上述した第２の実施の形態では、第１抽気弁を、第１運転モード及び第３運転モードで共に全開状態として、第２抽気弁を、第１運転モードでは全閉状態として、第３運転モードでは全開状態としていた。
第１運転モードと第３運転モードとのそれぞれにおける、第１抽気弁及び第３抽気弁の弁開度の状態は、その他の構成とすることも可能である。
例えば、前述したように、第１抽気弁を、第１運転モード及び第３運転モードにおいて同じ弁開度にして、第２抽気弁を、第３運転モードでは、第１運転モードと比較して、弁開度が大きい状態とする場合が考えられる。この場合、第１運転モード及び第３運転モードにおける第１抽気弁の弁開度と、第１運転モードと第３運転モードとの間の第２抽気弁の弁開度の変化とを、合わせた量まで、抽気絞り運転（ＣＴ）の出力制御幅を拡大できる。従って、第１抽気弁のみ、もしくは、第２抽気弁のみで可能な出力制御幅よりも、出力制御幅を拡大することが可能になる。
また例えば、第１抽気弁を、第２の実施の形態と同様に、第１運転モード及び第３運転モードで共に全開状態として、第２抽気弁を、第２の実施の形態とは異なる弁開度とする場合が考えられる。この場合、第１運転モードにおいて全開状態の第１抽気弁によって抽気蒸気の量を多く確保できるので、給水加熱器の設計熱交換容量の増加が不要となって、給水加熱器コストを低減できる。
また例えば、第１抽気弁を、第１抽気弁を、第１運転モード及び第３運転モードにおいて同じ弁開度にして、第２抽気弁を、第２の実施の形態と同様の弁開度とする場合が考えられる。この場合、第１抽気弁は弁開度が同じであって、第２抽気弁は全閉状態と全開状態とで変化するので、第１抽気弁及び第２抽気弁の制御方法を簡素化することが可能となる。
第１運転モードと第３運転モードとのそれぞれにおける、第１抽気弁及び第３抽気弁の弁開度の状態は、その他の構成とすることも可能である。
例えば、前述したように、第１抽気弁を、第１運転モード及び第３運転モードにおいて同じ弁開度にして、第２抽気弁を、第３運転モードでは、第１運転モードと比較して、弁開度が大きい状態とする場合が考えられる。この場合、第１運転モード及び第３運転モードにおける第１抽気弁の弁開度と、第１運転モードと第３運転モードとの間の第２抽気弁の弁開度の変化とを、合わせた量まで、抽気絞り運転（ＣＴ）の出力制御幅を拡大できる。従って、第１抽気弁のみ、もしくは、第２抽気弁のみで可能な出力制御幅よりも、出力制御幅を拡大することが可能になる。
また例えば、第１抽気弁を、第２の実施の形態と同様に、第１運転モード及び第３運転モードで共に全開状態として、第２抽気弁を、第２の実施の形態とは異なる弁開度とする場合が考えられる。この場合、第１運転モードにおいて全開状態の第１抽気弁によって抽気蒸気の量を多く確保できるので、給水加熱器の設計熱交換容量の増加が不要となって、給水加熱器コストを低減できる。
また例えば、第１抽気弁を、第１抽気弁を、第１運転モード及び第３運転モードにおいて同じ弁開度にして、第２抽気弁を、第２の実施の形態と同様の弁開度とする場合が考えられる。この場合、第１抽気弁は弁開度が同じであって、第２抽気弁は全閉状態と全開状態とで変化するので、第１抽気弁及び第２抽気弁の制御方法を簡素化することが可能となる。
【0077】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した各実施の形態及び実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【0078】
１：原子炉圧力容器（ＲＰＶ）、２：炉心、３：主蒸気ライン、４：高圧タービン、５：湿分分離器、６：低圧タービン、７：復水器、８：発電機、９：復水ポンプ、１０：給水ポンプ、１１：第１段給水加熱器、１２：第２段給水加熱器、１３：第３段給水加熱器、１４：第４段給水加熱器、１５：給水ライン、１６：ドレンライン、１７：凝縮水排出ライン、１８：第１段給水加熱器への（第１）抽気ライン、１９：第１段給水加熱器への（第１）抽気弁、２０：第２段給水加熱器への（第１）抽気ライン、２１：第２段給水加熱器への（第１）抽気弁、２２：第３段給水加熱器への（第１）抽気ライン、２３：第３段給水加熱器への（第１）抽気弁、２４：第４段給水加熱器への（第１）抽気ライン、２５：第４段給水加熱器への（第１）抽気弁、２６：第１段給水加熱器への第２抽気ライン、２７：第１段給水加熱器への第２抽気弁、２８：第２段給水加熱器への第２抽気ライン、２９：第２段給水加熱器への第２抽気弁、３０：第３段給水加熱器への第２抽気ライン、３１：第３段給水加熱器への第２抽気弁、３２：第４段給水加熱器への第２抽気ライン、３３：第４段給水加熱器への第２抽気弁、３４：抽気弁制御装置、３５：熱バランス変更装置、３６：通常運転状態記録装置、３８：運転モード記録装置、３９：発電機出力調整指令、４０：発電機出力調整幅変更指令、４１：運転モード、４２：発電機出力、４３：入出力接続機構
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】