(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】P2024139441
(43)【公開日】2024-10-09
(54)【発明の名称】給水制御方法および給水制御装置
(51)【国際特許分類】
G21D 3/08 20060101AFI20241002BHJP
【ＦＩ】
G21D3/08 T
G21D3/08 R
G21D3/08 W
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023050383
(22)【出願日】2023-03-27
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大槻 昇平
(72)【発明者】
【氏名】住田 裕之
(72)【発明者】
【氏名】鶴岡 北斗
(57)【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
【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。
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。
【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。
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。
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。
【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】
【特許文献1】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】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【0012】
図１は、本実施形態に係る給水装置を備えた原子力施設の概略構成図である。
【0013】
原子力施設１は、原子炉２を有する。原子炉２は、例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）が用いられる。この加圧水型の原子炉２を用いた原子力施設１は、原子炉２を含む原子炉冷却系（一次冷却系）１００と、原子炉冷却系１００と熱交換するタービン系（二次冷却系）２００とで構成される。原子炉冷却系１００は、一次冷却材が流通し、タービン系２００は、二次冷却材が流通する。
【0014】
原子炉冷却系１００は、コールドレグ３ａおよびホットレグ３ｂを介して原子炉２に接続された蒸気発生器４を有する。ホットレグ３ｂは、加圧器５が設けられ、コールドレグ３ａは、一次冷却材ポンプ６が設けられている。そして、原子炉２、コールドレグ３ａ、ホットレグ３ｂ、蒸気発生器４、加圧器５および一次冷却材ポンプ６は、原子炉格納容器７に収容されている。
【0015】
原子炉２は、上記したように加圧水型原子炉であり、その内部は一次冷却材で満たされる。一次冷却材は、中性子減速材として用いられるホウ素が溶解した軽水である。また、原子炉２は、その内部に、多数の燃料集合体８が収容され、この各燃料集合体８に対し、燃料集合体８の核分裂を制御する多数の制御棒９が抜差し可能に設けられている。
【0016】
原子力施設１の原子炉冷却系１００における一連の動作について説明する。原子炉２内において、制御棒９により核分裂反応を制御しながら燃料集合体８を核分裂させると、核分裂により熱エネルギーが発生する。この熱エネルギーにより、原子炉２内の一次冷却材が加熱されると、加熱された一次冷却材は、一次冷却材ポンプ６によりホットレグ３ｂを介して蒸気発生器４に送られる。ホットレグ３ｂを通過する高温の一次冷却材は、加圧器５により加圧されることで沸騰が抑制され、高温高圧となった状態で、蒸気発生器４に流入する。蒸気発生器４に流入した高温高圧の一次冷却材は、二次冷却材と熱交換を行うことにより冷却され、冷却された一次冷却材は、一次冷却材ポンプ６によりコールドレグ３ａを介して原子炉２に送られる。そして、冷却された一次冷却材が原子炉２に流入することで、原子炉２が冷却される。このように、一次冷却材は、原子炉２と蒸気発生器４とを循環している。
【0017】
タービン系２００は、蒸気管１１を介して蒸気発生器４に接続された蒸気タービン１２、蒸気タービン１２に接続された復水器１３、および復水器１３と蒸気発生器４とを接続する給水管１４に介設された給水ポンプ１５、を有している。そして、蒸気タービン１２は、発電機１６が接続されている。また、蒸気管１１と復水器１３の冷却管１７とは、タービンバイパス管４０を介して接続されている。タービンバイパス管４０は、タービンバイパス弁４１が設けられている。
【0018】
原子力施設１のタービン系２００における一連の動作について説明する。蒸気管１１を介して蒸気発生器４から蒸気が蒸気タービン１２に流入すると、蒸気タービン１２は回転を行う。蒸気タービン１２が回転すると、蒸気タービン１２に接続された発電機１６は、発電を行う。この後、蒸気タービン１２から流出した蒸気は復水器１３に流入する。復水器１３は、その内部に冷却管１７が配設されており、冷却管１７の一方には冷却水（例えば、海水）を供給するための取水管１８が接続され、冷却管１７の他方には冷却水を排水するための排水管１９が接続されている。この復水器１３は、蒸気タービン１２から流入した蒸気を冷却管１７により冷却することで、蒸気を液体に戻す。液体となった二次冷却材は、給水ポンプ１５により給水管１４を介して蒸気発生器４に送られる。蒸気発生器４に送られた二次冷却材は、蒸気発生器４において一次冷却材と熱交換を行うことにより再び蒸気となる。タービンバイパス弁４１は、通常の発電を行う場合は閉状態とされ、例えば、発電を行わない場合に、蒸気発生器４から蒸気が蒸気タービン１２に送られないようにするために開状態とされる。タービンバイパス弁４１が開状態とされると、蒸気発生器４から蒸気がタービンバイパス管４０を経て蒸気タービン１２を介さず復水器１３の冷却管１７に送られる。
【0019】
上記した原子力施設１において、二次冷却材は、上記の給水管１４および給水ポンプ１５を含む給水装置３０により、その流量が制御されながら、蒸気発生器４へ向けて供給される。
【0020】
給水装置３０は、図１に示すように、上記の給水管１４と、上記の給水ポンプ１５と、給水管１４に設けられた給水弁４２と、蒸気発生器４に設けられた水位計４３と、給水管１４に設けられた給水流量計４４と、蒸気管１１に設けられた蒸気流量計４５と、蒸気管１１に設けられた蒸気圧力計４６と、蒸気タービン１２の入口に設けられたタービン入口圧力計４７と、コールドレグ３ａに設けられた第一温度センサ４８と、ホットレグ３ｂに設けられた第二温度センサ４９と、を備える。この給水装置３０は、給水制御装置５１，５１’により制御される。
【0021】
給水弁４２は、給水管１４において給水ポンプ１５の下流側に設けられている。水位計４３は、蒸気発生器４内に設けられており、蒸気発生器４内の二次冷却材の水位を計測する。水位計４３は、例えば、蒸気発生器４の二次系の内部の上下の圧力差によって蒸気発生器４内の二次冷却材の水位を計測する。給水流量計４４は、給水弁４２の下流側で給水管１４に設けられ、給水管１４内を流れる液相の二次冷却材の給水流量を計測する。この給水流量計４４は、給水弁４２の容量に対応し、給水弁４２を経て流れる二次冷却材における給水流量を計測する。蒸気流量計４５は、蒸気管１１内を流れる蒸気（気相の二次冷却材）における蒸気流量を計測する。蒸気圧力計４６は、蒸気管１１内を流れる蒸気（気相の二次冷却材）における蒸気圧力を計測する。タービン入口圧力計４７は、蒸気タービン１２の入口圧力であって、蒸気タービン１２における流入口周りである第一段静翼周りの蒸気圧力［タービン第一段圧力］を計測する。第一温度センサ４８は、コールドレグ３ａに流通する一次冷却材の温度を検出する。第二温度センサ４９は、ホットレグ３ｂに流通する一次冷却材の温度を検出する。
【0022】
給水制御装置５１，５１’は、給水装置３０を統括的に制御する。給水制御装置５１，５１’は、水位計４３、給水流量計４４、蒸気流量計４５、蒸気圧力計４６、タービン入口圧力計４７、第一温度センサ４８、および第二温度センサ４９に接続され、さらに、給水弁４２に接続されている。給水制御装置５１，５１’は、水位計４３、給水流量計４４、蒸気流量計４５、蒸気圧力計４６、タービン入口圧力計４７、第一温度センサ４８、および第二温度センサ４９からの入力に基づいて給水弁４２を制御することにより、蒸気発生器４への給水制御を行う。
【0023】
【0024】
給水制御装置５１は、図２に示すように、第一水位設定部５２と、第一可変ゲイン設定部５３と、第一ＰＩ制御部（第一フィードバック制御部）５４と、第二可変ゲイン設定部５５と、第二ＰＩ制御部（第二フィードバック制御部）５６と、第三可変ゲイン設定部５７と、ＮＯＴ回路５８と、第一アナログゲート５９と、第二アナログゲート６０と、を有している。
【0025】
第一水位設定部５２は、蒸気タービン１２のタービン入口圧力［タービン第一段圧力］に応じて蒸気発生器４内の目標水位を設定する。水位設定値は、図２に示すグラフＧ１に基づいて設定される。グラフＧ１は、予め定められたもので、横軸がタービン第一段圧力となっており、縦軸が水位設定値となっている。なお、図２における横軸のタービン第一段圧力は、定格運転時の圧力を１００％とした相対値で示している。給水制御装置５１は、第一水位設定部５２においてタービン第一段圧力の信号が入力されると、タービン第一段圧力と第一水位設定部５２のグラフＧ１とに基づいて水位設定値を導出する。
【0026】
第一可変ゲイン設定部５３は、可変する第一比例ゲインを設定する。第一比例ゲインの大きさは、第一温度センサ４８で得られるコールドレグ３ａの温度と、第二温度センサ４９で得られるホットレグ３ｂの温度との温度差ΔＴ（ループΔＴ）に基づいて設定される。温度差ΔＴは、第一温度センサ４８および第二温度センサ４９からの入力に基づいて給水制御装置５１で導出され、原子炉２の出力の指標である。給水制御装置５１は、導出した温度差ΔＴに基づいて、図２に示すグラフＧ２から第一比例ゲインを導出する。グラフＧ２は、横軸が温度差ΔＴとなっており、縦軸が第一比例ゲインとなっている。グラフＧ２では、第一比例ゲインは、温度差ΔＴが０からＴ１までは、予め設定された下限比例ゲインとなっており、Ｔ１からＴ２までは、下限比例ゲインから、予め設定された上限比例ゲインまで増大し、Ｔ２以上は、上限比例ゲインとなっている。
【0027】
第一ＰＩ制御部５４は、第一可変ゲイン設定部５３の出力側に接続されている。第一ＰＩ制御部５４は、第一水位設定部５２で設定した目標水位と水位計４３で計測された蒸気発生器４内の二次冷却材の水位との水位偏差である制御入力信号（第一制御入力信号）ＩＳ１に対し、第一比例ゲインを用いた比例制御と、積分制御とを行うことで、制御入力信号をフィードバック制御（ＰＩ制御）する。また、第一ＰＩ制御部５４は、制御入力信号（第一制御入力信号）ＩＳ１に対し、第三比例ゲインを用いた比例制御と、積分制御とを行うことで、制御入力信号をフィードバック制御（ＰＩ制御）する。そして、第一ＰＩ制御部５４は、ＰＩ制御後の制御入力信号を制御出力信号（第一制御出力信号）ＯＳ１として出力する。
【0028】
第二可変ゲイン設定部５５は、その入力側に第一ＰＩ制御部５４と給水流量計４４と蒸気流量計４５とが接続され、その出力側に第二ＰＩ制御部５６が接続されている。そして、第二可変ゲイン設定部５５は、可変する第二比例ゲインを設定する。第二比例ゲインの大きさは、第一ＰＩ制御部５４から出力された制御出力信号ＯＳ１と、給水流量計４４で計測された給水管１４内の給水流量と蒸気流量計４５で計測された蒸気管１１内の蒸気流量との流量偏差である制御入力信号（第二制御入力信号）ＩＳ２とから導出された導出信号の制御値に基づいて設定される。導出信号の制御値は、第一ＰＩ制御部５４から出力された制御出力信号ＯＳ１であるＰＩ制御後の水位偏差と、制御入力信号ＩＳ２である流量偏差とを考慮した偏差値である。給水制御装置５１は、導出信号の制御値に基づいて、図２に示すグラフＧ３から第二比例ゲインを導出する。グラフＧ３は、横軸が導出信号の制御値となっており、縦軸が第二比例ゲインとなっている。グラフＧ３では、第二比例ゲインは、制御値が０、すなわち偏差が０のときは、予め設定された下限比例ゲインとなっている。一方、第二比例ゲインは、制御値が０からＳ１までは、下限比例ゲインから予め設定された上限比例ゲインまで増大し、Ｓ１よりも大きい場合は上限比例ゲインとなっている。同様に、第二比例ゲインは、制御値が０から－Ｓ１までは、下限比例ゲインから予め設定された上限比例ゲインまで増大し、－Ｓ１よりも小さい場合は、上限比例ゲインとなっている。
【0029】
第二ＰＩ制御部５６は、第二可変ゲイン設定部５５の出力側に接続されている。第二ＰＩ制御部５６は、導出信号に対し、第二比例ゲインを用いた比例制御と、積分制御とを行うことで、導出信号をフィードバック制御（ＰＩ制御）する。第二ＰＩ制御部５６は、ＰＩ制御後の導出信号を、給水弁４２を制御するための給水弁開度制御信号（第二制御出力信号）ＯＳ２として出力する。
【0030】
第三可変ゲイン設定部５７は、可変する第三比例ゲインを設定する。第三比例ゲインの大きさは、蒸気発生器４から蒸気タービン１２へ二次系側の蒸気流量が急減した負荷急減に起因するパラメータに基づいて設定される。このパラメータは、タービン入口圧力計４７によって計測される蒸気タービン１２のタービン入口圧力、蒸気流量計４５によって計測される蒸気管１１における蒸気流量、または蒸気圧力計４６によって計測される蒸気管１１における蒸気圧力である。第三可変ゲイン設定部５７は、第一可変ゲイン設定部５３の出力側に接続され、第一ＰＩ制御部５４の入力側に接続される。即ち、第三可変ゲイン設定部５７は、第一可変ゲイン設定部５３と第一ＰＩ制御部５４との間に接続される。給水制御装置５１は、上記パラメータに基づいて、図２に示すグラフＧ４から第三比例ゲインを導出する。グラフＧ４は、横軸がパラメータとなっており、縦軸が第三比例ゲインとなっている。グラフＧ４では、第三比例ゲインは、第一ＰＩ制御部５４において、フィードバック制御（ＰＩ制御）のＰ値（図２のＫ３０）を小さく補正するものである。
【0031】
ＮＯＴ回路５８は、入力信号が受信されていないときのみ出力信号を出す。ＮＯＴ回路５８は、蒸気タービン１２のタービン入口圧力［タービン第一段圧力］に基づく負荷急減信号を入力する。従って、ＮＯＴ回路５８は、負荷急減信号が受信されていないときのみ出力信号を出す。負荷急減信号とは、蒸気発生器４から蒸気タービン１２へ二次系側の蒸気流量が急減した場合に発信されるもので、タービン入口圧力の急減がタービン入口圧力計４７によって計測されたときに発信される。
【0032】
第一アナログゲート５９は、制御論理入力が受信されたときのみ、アナログ信号を伝送する。第一アナログゲート５９は、第三可変ゲイン設定部５７を迂回し、第一可変ゲイン設定部５３の出力側と第一ＰＩ制御部５４の入力側との間に接続されている。また、第一アナログゲート５９は、ＮＯＴ回路５８の出力側に接続されている。従って、第一アナログゲート５９は、ＮＯＴ回路５８の出力信号が入力されたときのみ、第一可変ゲイン設定部５３の出力信号を第一ＰＩ制御部５４に伝送する。
【0033】
第二アナログゲート６０は、制御論理入力が受信されたときのみ、アナログ信号を伝送する。第二アナログゲート６０は、第一可変ゲイン設定部５３の出力側と第三可変ゲイン設定部５７の入力側との間に接続されている。また、第二アナログゲート６０は、負荷急減信号を入力する。従って、第二アナログゲート６０は、負荷急減信号が入力されたときのみ、第一可変ゲイン設定部５３の出力信号を第三可変ゲイン設定部５７に伝送する。
【0034】
そして、給水制御装置５１は、図２および図３に示すように、タービン入口圧力を入力する（ステップＳ１）。給水制御装置５１は、第一水位設定部５２において、入力したタービン入口圧力に応じて蒸気発生器４内の目標水位を設定する（ステップＳ２）。次に、給水制御装置５１は、第一可変ゲイン設定部５３において、温度差ΔＴに基づいて第一比例ゲインを設定する（ステップＳ３）。次に、給水制御装置５１は、負荷急減信号を入力したかを判断する（ステップＳ４）。ステップＳ４について、負荷急減信号を入力していない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、給水制御装置５１は、ＮＯＴ回路５８で出力信号を出し、第一アナログゲート５９にて第一可変ゲイン設定部５３の出力信号（第一比例ゲイン）を第一ＰＩ制御部５４に出力する（ステップＳ５）。次に、給水制御装置５１は、第一ＰＩ制御部５４において、第一比例ゲインを用いた第一制御出力信号ＯＳ１を出力する（ステップＳ６）。また、給水制御装置５１は、第二可変ゲイン設定部５５において、第一制御出力信号ＯＳ１を用いて第二比例ゲインを設定する（ステップＳ７）。そして、給水制御装置５１は、第二ＰＩ制御部５６において、第二比例ゲインを用いた給水弁開度制御信号ＯＳ２を出力し（ステップＳ８）、本制御を終了する。
【0035】
一方、ステップＳ４について、負荷急減信号を入力している場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、給水制御装置５１は、第二アナログゲート６０が負荷急減信号を入力されたことで、第一可変ゲイン設定部５３の出力信号を第三可変ゲイン設定部５７に伝送する。これにより、給水制御装置５１は、第三可変ゲイン設定部５７において、第一可変ゲイン設定部５３の出力信号（第一比例ゲイン）を補正した第三比例ゲインを設定し、第一ＰＩ制御部５４に出力する（ステップＳ９）。次に、給水制御装置５１は、第一ＰＩ制御部５４において、第三比例ゲインを用いた第一制御出力信号ＯＳ１を出力する（ステップＳ１０）。その後、給水制御装置５１は、上記と同等に、ステップＳ７、ステップＳ８を実行し、本制御を終了する。
【0036】
このような給水制御装置５１の動作では、負荷急減信号を入力していない場合、第一可変ゲイン設定部５３の第一比例ゲインに基づき、蒸気発生器４の水位を目標水位とするように、第一制御出力信号ＯＳ１を出力すると共に、第一制御出力信号ＯＳ１を用いた第二比例ゲインに基づいて給水弁開度制御信号ＯＳ２を出力して給水弁４２の開度を制御する。これにより、蒸気発生器４の水位は、目標水位となる。この制御は、給水制御装置５１において、第一水位設定部５２と、第一可変ゲイン設定部５３と、第一ＰＩ制御部５４と、第二可変ゲイン設定部５５と、第二ＰＩ制御部５６と、ＮＯＴ回路５８と、第一アナログゲート５９と、を含む第一制御部Ａで実行される第一制御という。
【0037】
ここで、負荷急減が生じた場合、図４に示すように、当初は、蒸気発生器４の水位が低下する傾向となるが、その後、蒸気タービン１２へ送る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４の圧力が上がり、沸点が上がるため、蒸気発生器４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４の内に保有する水量は増える。しかし、本実施形態の給水制御装置５１を適用しない場合は、負荷急減が生じても、蒸気発生器４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。このため、図４に二点鎖線で示すような水位に過度の給水制御をしてしまうおそれがある。
【0038】
しかし、実施形態の給水制御装置５１は、負荷急減が生じた場合、第三可変ゲイン設定部５７の第三比例ゲインによって、第一可変ゲイン設定部５３の第一比例ゲインを低く補正する。これにより、図４に実線で示すように、過度の給水制御をしてしまうことがなく、蒸気発生器４の水位は、目標水位となる。この制御は、給水制御装置５１において、第一水位設定部５２と、第一可変ゲイン設定部５３と、第一ＰＩ制御部５４と、第二可変ゲイン設定部５５と、第二ＰＩ制御部５６と、第三可変ゲイン設定部５７と、ＮＯＴ回路５８と、第一アナログゲート５９と、第二アナログゲート６０と、を含む第二制御部Ｂで実行される第二制御という。
【0039】
このように、上述した実施形態の給水制御方法は、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。
【0040】
この給水制御方法によれば、負荷急減を検知していない通常時では、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の開度を制御することができ、負荷急減を検知した場合では、この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。このため、実施形態の給水制御方法は、負荷急減時に蒸気発生器４の水位が過度に上昇する事態を防ぐことができる。
【0041】
また、実施形態の給水制御方法では、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、蒸気発生器４内の二次冷却材の水位を一定とする給水弁４２の開度の設定値を補正する。
【0042】
この給水制御方法によれば、負荷急減を検知した場合、負荷急減を検知していない通常時での給水弁４２の開度の設定値を利用して補正する。このため、実施形態の給水制御方法は、極度の変更を行わず安全な制御を実施しつつ、負荷急減時に蒸気発生器４の水位が過度に上昇する事態を防ぐことができる。
【0043】
また、実施形態の給水制御方法では、負荷急減に起因するパラメータは、タービン入口圧力、蒸気発生器４から蒸気タービン１２へ蒸気を送る蒸気管１１における蒸気流量、または蒸気管１１における蒸気圧力である。
【0044】
この給水制御方法によれば、タービン入口圧力は、負荷急減時に大きく低下するため検知性を高めることができ、かつ信号の絶対値が大きくノイズの影響がないため応答性に優れる。また、蒸気管１１における蒸気流量は、負荷急減時に蒸気の閉じ込めにより上昇するため検知性を高めることができ、信号の絶対値が大きくノイズの影響がないため応答性に優れ、蒸気発生器４内のボイド増減の要因である蒸気発生器４内の圧力の直接の指標としやすく、かつ蒸気管１１での検知であるため各冷却材の循環系別の動作に対応が可能である。また、蒸気管１１における蒸気圧力は、負荷急減時に大きく低下するため検知性を高めることができ、かつ蒸気管１１での検知であるため各冷却材の循環系別の動作に対応が可能である。
【0045】
また、上述した実施形態の給水制御装置５１は、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装置５１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の開度制御信号ＳＯ２を出力する第一制御部Ａと、タービン入口圧力において蒸気タービン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開度制御信号ＳＯ２を出力する第二制御部Ｂと、を含む。
【0046】
この給水制御装置５１によれば、負荷急減を検知していない通常時では、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の開度を制御することができ、負荷急減を検知した場合では、この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。このため、実施形態の給水制御装置５１は、負荷急減時に蒸気発生器４の水位が過度に上昇する事態を防ぐことができる。
【0047】
また、実施形態の給水制御装置５１では、蒸気タービン１２の負荷急減を検知した場合、第二制御部Ｂのパラメータに基づいて第一制御部Ａの設定値を補正する。
【0048】
この給水制御装置５１によれば、負荷急減を検知した場合、負荷急減を検知していない通常時での給水弁４２の開度の設定値を利用して補正する。このため、実施形態の給水制御装置５１は、極度の変更を行わず安全な制御を実施しつつ、負荷急減時に蒸気発生器４の水位が過度に上昇する事態を防ぐことができる。
【0049】
また、実施形態の給水制御装置５１では、負荷急減に起因するパラメータは、タービン入口圧力、蒸気発生器４から蒸気タービン１２へ蒸気を送る蒸気管１１における蒸気流量、または蒸気管１１における蒸気圧力である。
【0050】
この給水制御装置５１によれば、タービン入口圧力は、負荷急減時に大きく低下するため検知性を高めることができ、かつ信号の絶対値が大きくノイズの影響がないため応答性に優れる。また、蒸気管１１における蒸気流量は、負荷急減時に蒸気の閉じ込めにより上昇するため検知性を高めることができ、信号の絶対値が大きくノイズの影響がないため応答性に優れ、蒸気発生器４内のボイド増減の要因である蒸気発生器４内の圧力の直接の指標としやすく、かつ蒸気管１１での検知であるため各冷却材の循環系別の動作に対応が可能である。また、蒸気管１１における蒸気圧力は、負荷急減時に大きく低下するため検知性を高めることができ、かつ蒸気管１１での検知であるため各冷却材の循環系別の動作に対応が可能である。
【0051】
【0052】
本実施形態の給水制御装置５１’は、上述した実施形態１の給水制御装置５１の第三可変ゲイン設定部５７、ＮＯＴ回路５８、第一アナログゲート５９、および第二アナログゲート６０に換えて、配置が異なる第三可変ゲイン設定部５７’、ＮＯＴ回路５８’、第一アナログゲート５９’、および第二アナログゲート６０’を有する。従って、実施形態２では、実施形態１の給水制御装置５１と同等部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【0053】
第三可変ゲイン設定部５７’は、可変する第三比例ゲインを設定する。第三比例ゲインの大きさは、蒸気タービン１２から蒸気発生器４に戻る二次系側の蒸気流量が急減した負荷急減に起因するパラメータに基づいて設定される。このパラメータは、タービン入口圧力計４７によって計測される蒸気タービン１２のタービン入口圧力、蒸気流量計４５によって計測される蒸気管１１における蒸気流量、または蒸気圧力計４６によって計測される蒸気管１１における蒸気圧力である。第三可変ゲイン設定部５７’は、第一ＰＩ制御部５４の入力側に接続される。給水制御装置５１は、上記パラメータに基づいて、図２に示すグラフＧ４から第三比例ゲインを導出する。グラフＧ４は、横軸がパラメータとなっており、縦軸が第三比例ゲインとなっている。グラフＧ４では、第三比例ゲインは、第一ＰＩ制御部５４において、フィードバック制御（ＰＩ制御）のＰ値（図２のＫ３０）を小さく補正するものである。
【0054】
ＮＯＴ回路５８’は、入力信号が受信されていないときのみ出力信号を出す。ＮＯＴ回路５８’は、蒸気タービン１２のタービン入口圧力［タービン第一段圧力］に基づく負荷急減信号を入力する。
【0055】
第一アナログゲート５９’は、制御論理入力が受信されたときのみ、アナログ信号を伝送する。第一アナログゲート５９’は、第一水位設定部５２の出力側と第一可変ゲイン設定部５３の入力側との間に接続されている。また、第一アナログゲート５９’は、ＮＯＴ回路５８’の出力側に接続されている。従って、第一アナログゲート５９’は、ＮＯＴ回路５８’の出力信号が入力されたときのみ、第一水位設定部５２の出力信号を第一可変ゲイン設定部５３に伝送する。このため、給水制御装置５１’は、負荷急減信号を受信していないときのみ、第一可変ゲイン設定部５３において第一比例ゲインを設定する。
【0056】
第二アナログゲート６０’は、制御論理入力が受信されたときのみ、アナログ信号を伝送する。第二アナログゲート６０’は、第三可変ゲイン設定部５７’の出力側と第一ＰＩ制御部５４の入力側との間に接続されている。また、第二アナログゲート６０’は、負荷急減信号を入力する。従って、第二アナログゲート６０’は、負荷急減信号が入力されたときのみ、第三可変ゲイン設定部５７’の出力信号を第一ＰＩ制御部５４に伝送する。このため、給水制御装置５１’は、負荷急減信号を受信したときのみ、第三可変ゲイン設定部５７’において第三比例ゲインを設定する。
【0057】
そして、給水制御装置５１’は、図５および図６に示すように、タービン入口圧力を入力する（ステップＳ１１）。給水制御装置５１’は、第一水位設定部５２において、入力したタービン入口圧力に応じて蒸気発生器４内の目標水位を設定する（ステップＳ１２）。次に、給水制御装置５１’は、第一可変ゲイン設定部５３において、温度差ΔＴに基づいて第一比例ゲインを設定する（ステップＳ１３）。次に、給水制御装置５１’は、負荷急減信号を入力したかを判断する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４について、負荷急減信号を入力していない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、給水制御装置５１’は、ＮＯＴ回路５８’で出力信号を出し、第一アナログゲート５９’にて第一水位設定部５２の出力信号を第一可変ゲイン設定部５３に出力することで、第一可変ゲイン設定部５３の出力信号（第一比例ゲイン）を第一ＰＩ制御部５４に出力する（ステップＳ１５）。次に、給水制御装置５１’は、第一ＰＩ制御部５４において、第一比例ゲインを用いた第一制御出力信号ＯＳ１を出力する（ステップＳ１６）。また、給水制御装置５１’は、第二可変ゲイン設定部５５において、第一制御出力信号ＯＳ１を用いて第二比例ゲインを設定する（ステップＳ１７）。そして、給水制御装置５１’は、第二ＰＩ制御部５６において、第二比例ゲインを用いた給水弁開度制御信号ＯＳ２を出力し（ステップＳ１８）、本制御を終了する。
【0058】
一方、ステップＳ１４について、負荷急減信号を入力している場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、給水制御装置５１’は、第二アナログゲート６０’が負荷急減信号を入力されたことで、第三可変ゲイン設定部５７’で設定した第三比例ゲインである出力信号を第一ＰＩ制御部５４に出力する（ステップＳ１９）。次に、給水制御装置５１’は、第一ＰＩ制御部５４において、第三比例ゲインを用いた第一制御出力信号ＯＳ１を出力する（ステップＳ２０）。その後、給水制御装置５１’は、上記と同等に、ステップＳ１７、ステップＳ１８を実行し、本制御を終了する。
【0059】
このような給水制御装置５１’の動作では、負荷急減信号を入力していない場合、第一可変ゲイン設定部５３の第一比例ゲインに基づき、蒸気発生器４の水位を目標水位とするように、第一制御出力信号ＯＳ１を出力すると共に、第一制御出力信号ＯＳ１を用いた第二比例ゲインに基づいて給水弁開度制御信号ＯＳ２を出力して給水弁４２の開度を制御する。これにより、蒸気発生器４の水位は、目標水位となる。この制御は、給水制御装置５１’において、第一水位設定部５２と、第一可変ゲイン設定部５３と、第一ＰＩ制御部５４と、第二可変ゲイン設定部５５と、第二ＰＩ制御部５６と、ＮＯＴ回路５８’と、第一アナログゲート５９’と、を含む第一制御部Ａ’で実行される第一制御という。
【0060】
ここで、負荷急減が生じた場合、図４に示すように、当初は、蒸気発生器４の水位が低下する傾向となるが、その後、蒸気タービン１２へ送る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４の圧力が上がり、沸点が上がるため、蒸気発生器４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４の内に保有する水量は増える。しかし、本実施形態の給水制御装置５１’を適用しない場合は、負荷急減が生じても、蒸気発生器４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。このため、図４に二点鎖線で示すような水位に過度の給水制御をしてしまうおそれがある。
【0061】
しかし、実施形態の給水制御装置５１’は、負荷急減が生じた場合、第三可変ゲイン設定部５７’の第三比例ゲインに基づき、第一制御出力信号ＯＳ１を出力する。これにより、図４に実線で示すように、過度の給水制御をしてしまうことがなく、蒸気発生器４の水位は、目標水位となる。この制御は、給水制御装置５１’において、第一ＰＩ制御部５４と、第二可変ゲイン設定部５５と、第二ＰＩ制御部５６と、第三可変ゲイン設定部５７’と、ＮＯＴ回路５８’と、第一アナログゲート５９’と、第二アナログゲート６０’と、を含む第二制御部Ｂ’で実行される第二制御という。
【0062】
このように、上述した実施形態の給水制御方法は、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。
【0063】
この給水制御方法によれば、負荷急減を検知していない通常時では、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の開度を制御することができ、負荷急減を検知した場合では、この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。このため、実施形態の給水制御方法は、負荷急減時に蒸気発生器４の水位が過度に上昇する事態を防ぐことができる。
【0064】
また、実施形態の給水制御方法では、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の開度を制御する第一制御と、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の開度を制御する第二制御と、を含み、蒸気タービン１２の負荷急減を検知した場合、第一制御を第二制御に差し換える。
【0065】
この給水制御方法によれば、負荷急減を検知した場合、負荷急減を検知していない通常時での第一制御から第二制御に差し換える。このため、実施形態の給水制御方法は、迅速な制御を実施しつつ、負荷急減時に蒸気発生器４の水位が過度に上昇する事態を防ぐことができる。
【0066】
また、実施形態の給水制御方法では、負荷急減に起因するパラメータは、タービン入口圧力、蒸気発生器４から蒸気タービン１２へ蒸気を送る蒸気管１１における蒸気流量、または蒸気管１１における蒸気圧力である。
【0067】
この給水制御方法によれば、タービン入口圧力は、負荷急減時に大きく低下するため検知性を高めることができ、かつ信号の絶対値が大きくノイズの影響がないため応答性に優れる。また、蒸気管１１における蒸気流量は、負荷急減時に蒸気の閉じ込めにより上昇するため検知性を高めることができ、信号の絶対値が大きくノイズの影響がないため応答性に優れ、蒸気発生器４内のボイド増減の要因である蒸気発生器４内の圧力の直接の指標としやすく、かつ蒸気管１１での検知であるため各冷却材の循環系別の動作に対応が可能である。また、蒸気管１１における蒸気圧力は、負荷急減時に大きく低下するため検知性を高めることができ、かつ蒸気管１１での検知であるため各冷却材の循環系別の動作に対応が可能である。
【0068】
また、上述した実施形態の給水制御装置５１’は、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装置５１’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の開度制御信号ＳＯ２を出力する第一制御部Ａ’と、タービン入口圧力において蒸気タービン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開度制御信号ＳＯ２を出力する第二制御部Ｂ’と、を含む。
【0069】
この給水制御装置５１’によれば、負荷急減を検知していない通常時では、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の開度を制御することができ、負荷急減を検知した場合では、この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。このため、実施形態の給水制御装置５１’は、負荷急減時に蒸気発生器４の水位が過度に上昇する事態を防ぐことができる。
【0070】
また、実施形態の給水制御装置５１’では、蒸気タービン１２の負荷急減を検知した場合、第一制御部Ａ’の設定値を、第二制御部Ｂ’の設定値に差し換える。
【0071】
この給水制御装置５１’によれば、負荷急減を検知した場合、負荷急減を検知していない通常時での第一制御部Ａ’の設定値から第二制御部Ｂ’の設定値に差し換える。このため、実施形態の給水制御装置５１’は、迅速な制御を実施しつつ、負荷急減時に蒸気発生器４の水位が過度に上昇する事態を防ぐことができる。
【0072】
また、実施形態の給水制御装置５１’では、負荷急減に起因するパラメータは、タービン入口圧力、蒸気発生器４から蒸気タービン１２へ蒸気を送る蒸気管１１における蒸気流量、または蒸気管１１における蒸気圧力である。
【0073】
この給水制御装置５１’によれば、タービン入口圧力は、負荷急減時に大きく低下するため検知性を高めることができ、かつ信号の絶対値が大きくノイズの影響がないため応答性に優れる。また、蒸気管１１における蒸気流量は、負荷急減時に蒸気の閉じ込めにより上昇するため検知性を高めることができ、信号の絶対値が大きくノイズの影響がないため応答性に優れ、蒸気発生器４内のボイド増減の要因である蒸気発生器４内の圧力の直接の指標としやすく、かつ蒸気管１１での検知であるため各冷却材の循環系別の動作に対応が可能である。また、蒸気管１１における蒸気圧力は、負荷急減時に大きく低下するため検知性を高めることができ、かつ蒸気管１１での検知であるため各冷却材の循環系別の動作に対応が可能である。
【0074】
本開示は、以下の発明を含む。
［発明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。
［発明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、発明１に記載の給水制御方法。
［発明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、発明１に記載の給水制御方法。
［発明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、発明１から３のいずれか１つに記載の給水制御方法。
［発明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。
［発明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、発明５に記載の給水制御装置。
［発明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、発明５に記載の給水制御装置。
［発明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、発明５から７のいずれか１つに記載の給水制御装置。
［発明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。
［発明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、発明１に記載の給水制御方法。
［発明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、発明１に記載の給水制御方法。
［発明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、発明１から３のいずれか１つに記載の給水制御方法。
［発明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。
［発明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、発明５に記載の給水制御装置。
［発明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、発明５に記載の給水制御装置。
［発明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、発明５から７のいずれか１つに記載の給水制御装置。
【符号の説明】
【0075】
１ 原子力施設
４ 蒸気発生器
１１ 蒸気管
１２ 蒸気タービン
１４ 給水管
３０ 給水装置
４２ 給水弁
５１，５１’ 給水制御装置
５２ 第一水位設定部（第一制御部Ａ，Ａ’、第二制御部Ｂ）
５３ 第一可変ゲイン設定部（第一制御部Ａ，Ａ’、第二制御部Ｂ）
５４ 第一ＰＩ制御部（第一制御部Ａ，Ａ’、第二制御部Ｂ，Ｂ’）
５５ 第二可変ゲイン設定部（第一制御部Ａ，Ａ’、第二制御部Ｂ，Ｂ’）
５６ 第二ＰＩ制御部（第一制御部Ａ，Ａ’、第二制御部Ｂ，Ｂ’）
５７ 第三可変ゲイン設定部（第二制御部Ｂ）
５７’ 第三可変ゲイン設定部（第二制御部Ｂ’）
５８ ＮＯＴ回路（第一制御部Ａ、第二制御部Ｂ）
５８’ ＮＯＴ回路（第一制御部Ａ’、第二制御部Ｂ’）
５９ 第一アナログゲート（第一制御部Ａ、第二制御部Ｂ）
５９’ 第一アナログゲート（第一制御部Ａ’、第二制御部Ｂ’）
６０ 第二アナログゲート（第二制御部Ｂ）
６０’ 第二アナログゲート（第二制御部Ｂ’）
１００ 原子炉冷却系
４ 蒸気発生器
１１ 蒸気管
１２ 蒸気タービン
１４ 給水管
３０ 給水装置
４２ 給水弁
５１，５１’ 給水制御装置
５２ 第一水位設定部（第一制御部Ａ，Ａ’、第二制御部Ｂ）
５３ 第一可変ゲイン設定部（第一制御部Ａ，Ａ’、第二制御部Ｂ）
５４ 第一ＰＩ制御部（第一制御部Ａ，Ａ’、第二制御部Ｂ，Ｂ’）
５５ 第二可変ゲイン設定部（第一制御部Ａ，Ａ’、第二制御部Ｂ，Ｂ’）
５６ 第二ＰＩ制御部（第一制御部Ａ，Ａ’、第二制御部Ｂ，Ｂ’）
５７ 第三可変ゲイン設定部（第二制御部Ｂ）
５７’ 第三可変ゲイン設定部（第二制御部Ｂ’）
５８ ＮＯＴ回路（第一制御部Ａ、第二制御部Ｂ）
５８’ ＮＯＴ回路（第一制御部Ａ’、第二制御部Ｂ’）
５９ 第一アナログゲート（第一制御部Ａ、第二制御部Ｂ）
５９’ 第一アナログゲート（第一制御部Ａ’、第二制御部Ｂ’）
６０ 第二アナログゲート（第二制御部Ｂ）
６０’ 第二アナログゲート（第二制御部Ｂ’）
１００ 原子炉冷却系
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】