特許 7556153 蒸気発生器システム、蒸気発生器の圧力制御システム及びその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-13

(45)【発行日】2024-09-25

(54)【発明の名称】蒸気発生器システム、蒸気発生器の圧力制御システム及びその制御方法

(51)【国際特許分類】

   G21D 3/08 20060101AFI20240917BHJP

   G21D 1/00 20060101ALI20240917BHJP

【ＦＩ】

G21D3/08 L

G21D1/00 S

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2023538761

(86)(22)【出願日】2021-09-30

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-10

(86)【国際出願番号】 CN2021122297

(87)【国際公開番号】W WO2022134730

(87)【国際公開日】2022-06-30

【審査請求日】2023-07-24

(31)【優先権主張番号】202011573183.8

(32)【優先日】2020-12-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】516267290

【氏名又は名称】中広核研究院有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＣＨＩＮＡ ＮＵＣＬＥＡＲ ＰＯＷＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＣＯ．， ＬＴＤ

(73)【特許権者】

【識別番号】513047316

【氏名又は名称】中国広核集団有限公司

(73)【特許権者】

【識別番号】519063462

【氏名又は名称】中国広核電力股▲フン▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】朱建敏

(72)【発明者】

【氏名】陳天銘

(72)【発明者】

【氏名】王娜

(72)【発明者】

【氏名】胡友森

(72)【発明者】

【氏名】張薇

(72)【発明者】

【氏名】盧向暉

(72)【発明者】

【氏名】周▲ミン▼稼

(72)【発明者】

【氏名】王凱

(72)【発明者】

【氏名】王暁▲ティン▼

(72)【発明者】

【氏名】王▲ウェイ▼如

(72)【発明者】

【氏名】衛丹靖

(72)【発明者】

【氏名】李炳文

(72)【発明者】

【氏名】劉亦然

(72)【発明者】

【氏名】胡藝嵩

(72)【発明者】

【氏名】高雅心

【審査官】佐藤 海

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１１１７８００８９（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０４７５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平０３－５０４４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２３３９９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ２１Ｄ １／００，３／０８

Ｆ２２Ｄ ５／２８－５／３０

Ｆ０１Ｋ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

貫流式蒸気発生器の圧力制御システムであって、
貫流式蒸気発生器（１０）、蒸気タービン（２０）及び給水調整弁群（５０）を含み、更に、
前記貫流式蒸気発生器（１０）の出口圧力値を測定するための圧力偏差制御チャネル（３１）と、
前記出口圧力値と目標圧力設定値の大きさを比較して圧力偏差信号を選択的に出力するための第１制御モジュラブロック（４１）と、
前記貫流式蒸気発生器（１０）の出口流量値及び前記給水調整弁群（５０）の入口流量値を測定するための蒸気－水流量偏差制御チャネル（３２）と、
前記出口流量値と前記入口流量値の差分値を計算し、前記差分値と前記圧力偏差信号を重畳して、微調整制御信号を出力する第２制御モジュラブロック（４２）と、
前記蒸気タービン（２０）の入口蒸気圧力値を測定するための負荷要求制御チャネル（３３）と、
前記入口蒸気圧力値と切替閾値を比較して、高低負荷信号を選択的に出力するための第３制御モジュラブロック（４３）と、を含み、
前記給水調整弁群（５０）は、第１弁（５１）と第２弁（５２）を含み、前記第１弁（５１）は前記高低負荷信号に基づき選択的に開放又は閉止され、前記第２弁（５２）は前記高低負荷信号に基づき選択的に開放又は閉止される、ことを特徴とする貫流式蒸気発生器の圧力制御システムであって、
前記微調整制御信号は微調整開度データを含み、前記第２弁（５２）は、更に、前記微調整制御信号の前記微調整開度データに基づき第２弁開度が設定されることを特徴とする貫流式蒸気発生器の圧力制御システム。

【請求項2】

前記高低負荷信号は粗調整開度データを含み、前記第１弁（５１）は、更に、前記粗調整開度データに基づき第１弁開度が設定されることを特徴とする請求項１に記載の貫流式蒸気発生器の圧力制御システム。

【請求項3】

前記システムは圧力制御装置（４０）を更に含み、前記圧力制御装置（４０）は、前記第１制御モジュラブロック（４１）と、前記第２制御モジュラブロック（４２）と、前記第３制御モジュラブロック（４３）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の貫流式蒸気発生器の圧力制御システム。

【請求項4】

前記蒸気－水流量偏差制御チャネル（３２）は、第１蒸気－水流量偏差制御チャネル（３２１）と第２蒸気－水流量偏差制御チャネル（３２２）を含み、前記第１蒸気－水流量偏差制御チャネル（３２１）は前記貫流式蒸気発生器（１０）の出口流量値を測定するために用いられ、前記第２蒸気－水流量偏差制御チャネル（３２２）は前記給水調整弁群（５０）の入口流量値を測定するために用いられ、前記第１蒸気－水流量偏差制御チャネル（３２１）は、第２圧力トランスミッタと、第２アナログ量調整分配カードと、第２アナログ量入力基板カードと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の貫流式蒸気発生器の圧力制御システム。

【請求項5】

前記圧力偏差制御チャネル（３１）は、第１圧力トランスミッタ、第１アナログ量調整分配カード及び第１アナログ量入力基板カードを含むことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の貫流式蒸気発生器の圧力制御システム。

【請求項6】

前記負荷要求制御チャネル（３３）は、第３圧力トランスミッタと、第３アナログ量調整分配カードと、第３アナログ量入力基板カードと、を含むことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の貫流式蒸気発生器の圧力制御システム。

【請求項7】

貫流式蒸気発生器の圧力制御方法であって、
請求項１～６のいずれか１項に記載の貫流式蒸気発生器の圧力制御システムによって、
Ｓ１．前記貫流式蒸気発生器（１０）の出口圧力値を測定し、前記出口圧力値が目標圧力設定値よりも大きいか否かを判断して、大きい場合には圧力偏差信号を出力し、
Ｓ２．前記貫流式蒸気発生器（１０）の出口流量値及び前記給水調整弁群（５０）の入口流量値を測定して、前記出口流量値と前記入口流量値の差分値を計算し、前記差分値と前記圧力偏差信号を重畳して微調整制御信号を出力し、
Ｓ３．前記蒸気タービン（２０）の入口蒸気圧力値を測定し、前記入口蒸気圧力値が切替閾値を超えているか否かを判断して、超えている場合には、高低負荷信号を出力して前記第１弁（５１）と前記第２弁（５２）を同時に開放し、超えていない場合には、前記第１弁（５１）を閉止し、前記第２弁（５２）を開放する、
とのステップを実行することを特徴とする貫流式蒸気発生器の圧力制御方法。

【請求項8】

前記高低負荷信号は粗調整開度データを更に含み、前記方法は、前記第１弁（５１）が、更に、前記粗調整開度データに基づき第１弁開度が設定される、とのステップを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の貫流式蒸気発生器の圧力制御方法。

【請求項9】

前記微調整制御信号は微調整開度データを含み、前記方法は、前記第２弁（５２）が、更に、前記微調整制御信号の前記微調整開度データに基づき第２弁開度が設定される、とのステップを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の貫流式蒸気発生器の圧力制御方法。

【請求項10】

蒸気発生器の圧力制御システムであって、
蒸気発生器（１０）の出口圧力値を測定し、前記出口圧力値と予め設定されている目標圧力値を比較して圧力偏差値を取得するための第１制御モジュール（６１）と、
蒸気発生器（１０）の出口流量値及び給水調整弁群（５０）の入口流量値を測定し、前記出口流量値と前記入口流量値の流量差分値を算出して、前記流量差分値と前記圧力偏差値を重畳することで、前記給水調整弁群（５０）の第１弁（５１）を制御する第１開度値を取得するための第２制御モジュール（６２）と、
蒸気タービン（２０）の入口蒸気圧力値を測定し、前記入口蒸気圧力値と予め設定されている基準閾値を比較することで、前記給水調整弁群（５０）の第２弁（５２）を制御する第２開度値を取得するための第３制御モジュール（６３）と、を含むことを特徴とする蒸気発生器の圧力制御システム。

【請求項11】

前記第２弁（５２）の第２開度値は第２開度データを含み、前記第１弁（５１）は、更に、前記第２開度データに基づき第１弁開度が設定されることを特徴とする請求項１０に記載の蒸気発生器の圧力制御システム。

【請求項12】

前記第１弁（５１）の第１開度値は第１開度データを含み、前記第２弁（５２）は、更に、前記第１開度データに基づき第２弁開度が設定されることを特徴とする請求項１０に記載の蒸気発生器の圧力制御システム。

【請求項13】

前記第１制御モジュール（６１）は、第１制御チャネル（３１）及び第１制御モジュラブロック（４１）を含み、前記第１制御チャネル（３１）は、蒸気発生器（１０）の出口圧力値を測定するために用いられ、前記第１制御モジュラブロック（４１）は、前記出口圧力値と予め設定されている目標圧力値を比較して、圧力偏差値を取得するために用いられることを特徴とする請求項１０～１２のいずれか１項に記載の蒸気発生器の圧力制御システム。

【請求項14】

前記第２制御モジュール（６２）は、第２制御チャネル（３２）及び第２制御モジュラブロック（４２）を含み、前記第２制御チャネル（３２）は、蒸気発生器（１０）の出口流量値及び給水調整弁群（５０）の入口流量値を測定するために用いられ、前記第２制御モジュラブロック（４２）は、前記出口流量値と前記入口流量値の流量差分値を算出して、前記流量差分値と前記圧力偏差値を重畳するために用いられることを特徴とする請求項１０～１２のいずれか１項に記載の蒸気発生器の圧力制御システム。

【請求項15】

前記第２制御チャネル（３２）は、第１偏差制御チャネル（３２１）と第２偏差制御チャネル（３２２）を含み、前記第１偏差制御チャネル（３２１）は前記蒸気発生器（１０）の出口流量値を測定するために用いられ、前記第２偏差制御チャネル（３２２）は前記給水調整弁群（５０）の入口流量値を測定するために用いられることを特徴とする請求項１４に記載の蒸気発生器の圧力制御システム。

【請求項16】

前記第３制御モジュール（６３）は、第３制御チャネル（３３）及び第３制御モジュラブロック（４３）を含み、前記第３制御チャネル（３３）は、蒸気タービン（２０）の前記入口蒸気圧力値を測定するために用いられ、前記第３制御モジュラブロック（４３）は、前記入口蒸気圧力値と予め設定されている基準閾値を比較することで、前記給水調整弁群（５０）の第２弁（５２）を制御する第２開度値を取得するために用いられることを特徴とする請求項１０～１２のいずれか１項に記載の蒸気発生器の圧力制御システム。

【請求項17】

蒸気発生器の圧力制御方法であって、
Ｓ１．蒸気発生器（１０）の出口圧力値を測定し、前記出口圧力値と予め設定されている目標圧力値を比較して圧力偏差値を取得し、
Ｓ２．蒸気発生器（１０）の出口流量値及び給水調整弁群（５０）の入口流量値を測定し、前記出口流量値と前記入口流量値の流量差分値を算出して、前記流量差分値と前記圧力偏差値を重畳することで、前記給水調整弁群（５０）の第１弁（５１）を制御する第１開度値を取得し、
Ｓ３．蒸気タービン（２０）の入口蒸気圧力値を測定し、前記入口蒸気圧力値と予め設定されている基準閾値を比較することで、前記給水調整弁群（５０）の第２弁（５２）を制御する第２開度値を取得する、
ことを含む、ことを特徴とする蒸気発生器の圧力制御方法。

【請求項18】

前記ステップＳ１は、
Ｓ１１．蒸気発生器（１０）の出口圧力値を測定し、
Ｓ１２．前記出口圧力値と予め設定されている目標圧力値を比較して圧力偏差値を取得する、
ことを含む、ことを特徴とする請求項１７に記載の蒸気発生器の圧力制御方法。

【請求項19】

前記ステップＳ２は、
Ｓ２１．蒸気発生器（１０）の出口流量値及び給水調整弁群（５０）の入口流量値を測定し、
Ｓ２２．前記出口流量値と前記入口流量値の流量差分値を算出し、前記流量差分値と前記圧力偏差値を重畳する、
ことを含む、ことを特徴とする請求項１７に記載の蒸気発生器の圧力制御方法。

【請求項20】

前記ステップＳ２１は、
Ｓ２１１．前記蒸気発生器（１０）の出口流量値を測定し、
Ｓ２１２．前記給水調整弁群（５０）の入口流量値を測定する、
ことを含む、ことを特徴とする請求項１７に記載の蒸気発生器の圧力制御方法。

【請求項21】

前記ステップＳ３は、
Ｓ３１．蒸気タービン（２０）の前記入口蒸気圧力値を測定し、
Ｓ３２．前記入口蒸気圧力値と予め設定されている基準閾値を比較することで、前記給水調整弁群（５０）の第２弁（５２）を制御する第２開度値を取得する、
ことを含む、ことを特徴とする請求項１７に記載の蒸気発生器の圧力制御方法。

【請求項22】

原子力発電所の蒸気発生器システムであって、
蒸気発生器（１０）と、蒸気タービン（２０）と、給水調整弁群（５０）と、請求項１０～１６のいずれか１項に記載の蒸気発生器の圧力制御システム（１００）と、
を含むことを特徴とする原子力発電所の蒸気発生器システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、原子力発電の技術分野に関し、特に、蒸気発生器システム、蒸気発生器の圧力制御システム及びその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

貫流式蒸気発生器は、原子炉の設計における重要デバイスである。蒸気発生器が導出する一次回路冷却材の熱に対し十分な水を供給し、飽和蒸気を発生させて二次回路の動力装置に供給する。加圧水型原子炉原子力発電所の設計では、貫流式蒸気発生器の圧力自動制御システムにより蒸気発生器の圧力を設計値付近に制御することで、原子炉の正常且つ安定的な稼働を保証している。

【0003】

現在開示されている技術では、通常、圧力の偏差と蒸気－水流量の偏差を用いて貫流式蒸気発生器の出口圧力を制御しており、貫流式蒸気発生器における迅速な反応特性と、原子炉の炉心における反応の遅れとのミスマッチについては合わせて考慮していない。

【0004】

従来技術には、制御システムのアクチュエータに対する要求が高く、弁の動作幅が大きいため、システムの安定性にとって不利であるとの欠点がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする技術的課題は、上記の欠点に対し、改良された蒸気発生器システム、蒸気発生器の圧力制御システム及びその制御方法を提供し、貫流式蒸気発生器における出口圧力制御の要求を満たし、貫流式蒸気発生器の正常且つ安定的な稼働を保証することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明が技術的課題を解決するために採用する技術方案は、以下の通りである。

【0007】

貫流式蒸気発生器、蒸気タービン及び給水調整弁群を含む貫流式蒸気発生器の圧力制御システムを提供する。前記システムは、更に、前記貫流式蒸気発生器の出口圧力値を測定するための圧力偏差制御チャネルと、前記出口圧力値と目標圧力設定値の大きさを比較して圧力偏差信号を選択的に出力するための第１制御モジュラブロックと、前記貫流式蒸気発生器の出口流量値及び前記給水調整弁群の入口流量値を測定するための蒸気－水流量偏差制御チャネルと、前記出口流量値と前記入口流量値の差分値を計算し、前記差分値と前記圧力偏差信号を重畳して、微調整制御信号を出力する第２制御モジュラブロックと、前記蒸気タービンの入口蒸気圧力値を測定するための負荷要求制御チャネルと、前記入口蒸気圧力値と切替閾値を比較して、高低負荷信号を選択的に出力するための第３制御モジュラブロック、を含む。

【0008】

前記給水調整弁群は、第１弁と第２弁を含む。前記第１弁は前記高低負荷信号に基づき選択的に開放又は閉止され、前記第２弁は前記高低負荷信号に基づき選択的に開放又は閉止される。

【0009】

好ましくは、前記高低負荷信号は粗調整開度データを含み、前記第１弁は、更に、前記粗調整開度データに基づき第１弁開度が設定される。

【0010】

好ましくは、前記第２弁は、更に、前記微調整制御信号の前記微調整開度データに基づき第２弁開度が設定される。

【0011】

好ましくは、前記システムは圧力制御装置を更に含む。前記圧力制御装置は、前記第１制御モジュラブロック、前記第２制御モジュラブロック及び前記第３制御モジュラブロックを含む。

【0012】

好ましくは、前記蒸気－水流量偏差制御チャネルは、第１蒸気－水流量偏差制御チャネルと第２蒸気－水流量偏差制御チャネルを含む。前記第１蒸気－水流量偏差制御チャネルは前記貫流式蒸気発生器の出口流量値を測定するために用いられ、前記第２蒸気－水流量偏差制御チャネルは前記給水調整弁群の入口流量値を測定するために用いられる。前記第１蒸気－水流量偏差制御チャネルは、第２圧力トランスミッタ、第２アナログ量調整分配カード及び第２アナログ量入力基板カードを含む。

【0013】

好ましくは、前記圧力偏差制御チャネルは、第１圧力トランスミッタ、第１アナログ量調整分配カード及び第１アナログ量入力基板カードを含む。

【0014】

好ましくは、前記負荷要求制御チャネルは、第３圧力トランスミッタ、第３アナログ量調整分配カード及び第３アナログ量入力基板カードを含む。

【0015】

更に、貫流式蒸気発生器の圧力制御方法を提供する。当該方法は、上記の貫流式蒸気発生器の圧力制御システムによって、以下のステップを実行する。

【0016】

Ｓ１．前記貫流式蒸気発生器の出口圧力値を測定し、前記出口圧力値が目標圧力設定値よりも大きいか否かを判断して、大きい場合には圧力偏差信号を出力する。

【0017】

Ｓ２．前記貫流式蒸気発生器の出口流量値及び前記給水調整弁群の入口流量値を測定して、前記出口流量値と前記入口流量値の差分値を計算し、前記差分値と前記圧力偏差信号を重畳して微調整制御信号を出力する。

【0018】

Ｓ３．前記蒸気タービンの入口蒸気圧力値を測定し、前記入口蒸気圧力値が切替閾値を超えているか否かを判断して、超えている場合には、高低負荷信号を出力して前記第１弁と前記第２弁を同時に開放し、超えていない場合には、前記第１弁を閉止し、前記第２弁を開放する。

【0019】

好ましくは、前記高低負荷信号は粗調整開度データを更に含む。前記方法は、前記第１弁が、更に、前記粗調整開度データに基づき第１弁開度が設定される、とのステップを更に含む。

【0020】

好ましくは、前記方法は、前記第２弁が、更に、前記微調整制御信号の前記微調整開度データに基づき第２弁開度が設定される、とのステップを更に含む。

【0021】

更に、蒸気発生器の圧力制御システムを提供する。当該システムは、蒸気発生器の出口圧力値を測定し、前記出口圧力値と予め設定されている目標圧力値を比較して圧力偏差値を取得するための第１制御モジュールと、蒸気発生器の出口流量値及び給水調整弁群の入口流量値を測定し、前記出口流量値と前記入口流量値の流量差分値を算出して、前記流量差分値と前記圧力偏差値を重畳することで、前記給水調整弁群の第１弁を制御する第１開度値を取得するための第２制御モジュールと、及び、蒸気タービンの入口蒸気圧力値を測定し、前記入口蒸気圧力値と予め設定されている基準閾値を比較することで、前記給水調整弁群の第２弁を制御する第２開度値を取得するための第３制御モジュールと、を含む。

【0022】

好ましくは、前記第２弁の第２開度値は第２開度データを含み、前記第１弁は、更に、前記第２開度データに基づき第１弁開度が設定される。

【0023】

好ましくは、前記第１弁の第１開度値は第１開度データを含み、前記第２弁は、更に、前記第１開度データに基づき第２弁開度が設定される。

【0024】

好ましくは、前記第１制御モジュールは、第１制御チャネル及び第１制御モジュラブロックを含む。前記第１制御チャネルは、蒸気発生器の出口圧力値を測定するために用いられる。前記第１制御モジュラブロックは、前記出口圧力値と予め設定されている目標圧力値を比較して、圧力偏差値を取得するために用いられる。

【0025】

好ましくは、前記第２制御モジュールは、第２制御チャネル及び第２制御モジュラブロックを含む。前記第２制御チャネルは、蒸気発生器の出口流量値及び給水調整弁群の入口流量値を測定するために用いられる。前記第２制御モジュラブロックは、前記出口流量値と前記入口流量値の流量差分値を算出して、前記流量差分値と前記圧力偏差値を重畳するために用いられる。

【0026】

好ましくは、前記第２制御チャネルは、第１偏差制御チャネルと第２偏差制御チャネルを含む。前記第１偏差制御チャネルは前記蒸気発生器の出口流量値を測定するために用いられ、前記第２偏差制御チャネルは前記給水調整弁群の入口流量値を測定するために用いられる。

【0027】

好ましくは、前記第３制御モジュールは、第３制御チャネル及び第３制御モジュラブロックを含む。前記第３制御チャネルは、蒸気タービンの前記入口蒸気圧力値を測定するために用いられる。前記第３制御モジュラブロックは、前記入口蒸気圧力値と予め設定されている基準閾値を比較することで、前記給水調整弁群の第２弁を制御する第２開度値を取得するために用いられる。

【0028】

更に、蒸気発生器の圧力制御方法を提供する。当該方法は、以下を含む。

【0029】

Ｓ１．蒸気発生器の出口圧力値を測定し、前記出口圧力値と予め設定されている目標圧力値を比較して圧力偏差値を取得する。

【0030】

Ｓ２．蒸気発生器の出口流量値及び給水調整弁群の入口流量値を測定し、前記出口流量値と前記入口流量値の流量差分値を算出して、前記流量差分値と前記圧力偏差値を重畳することで、前記給水調整弁群の第１弁を制御する第１開度値を取得する。

【0031】

Ｓ３．蒸気タービンの入口蒸気圧力値を測定し、前記入口蒸気圧力値と予め設定されている基準閾値を比較することで、前記給水調整弁群の第２弁を制御する第２開度値を取得する。

【0032】

好ましくは、前記ステップＳ１は、以下を含む。

【0033】

Ｓ１１．蒸気発生器の出口圧力値を測定する。

【0034】

Ｓ１２．前記出口圧力値と予め設定されている目標圧力値を比較して圧力偏差値を取得する。

【0035】

好ましくは、前記ステップＳ２は、以下を含む。

【0036】

Ｓ２１．蒸気発生器の出口流量値及び給水調整弁群の入口流量値を測定する。

【0037】

Ｓ２２．前記出口流量値と前記入口流量値の流量差分値を算出し、前記流量差分値と前記圧力偏差値を重畳する。

【0038】

好ましくは、前記ステップＳ２１は、以下を含む。

【0039】

Ｓ２１１．前記蒸気発生器の出口流量値を測定する。

【0040】

Ｓ２１２．前記給水調整弁群の入口流量値を測定する。

【0041】

好ましくは、前記ステップＳ３は、以下を含む。

【0042】

Ｓ３１．蒸気タービンの前記入口蒸気圧力値を測定する。

【0043】

Ｓ３２．前記入口蒸気圧力値と予め設定されている基準閾値を比較することで、前記給水調整弁群の第２弁を制御する第２開度値を取得する。

【0044】

更に、蒸気発生器、蒸気タービン、給水調整弁群及び上述した蒸気発生器の圧力制御システムを含む原子力発電所の蒸気発生器システムを提供する。

【発明の効果】

【0045】

本発明を実施することによる有益な効果は次の通りである。即ち、本発明の蒸気発生器システム、蒸気発生器の圧力制御システム及びその制御方法において、蒸気発生器の圧力制御システムは、第１制御モジュール、第２制御モジュール及び第３制御モジュールにより給水調整弁群の開閉状況を制御する。３つの制御モジュールにより粗調整と微調整のニーズを区別して、第１弁と第２弁の開閉をそれぞれ制御することで、粗調整と微調整のニーズを同時に満たすとの点が実現される。

【0046】

本発明における蒸気発生器システム、蒸気発生器の圧力制御システム及びその制御方法によれば、貫流式蒸気発生器は、微小摂動過渡過程における圧力の精密な調整を満たし得るとともに、大幅な過渡変化の発生時にも、迅速且つ安定的に目標状態に調整可能である。

【0047】

原子炉の正常稼働時の過渡過程において、迅速且つ正確に貫流式蒸気発生器の出口圧力を制御可能となる。また、貫流式蒸気発生器における迅速な反応特性と原子炉の炉心における反応の遅れとのミスマッチを合わせて考慮することで、原子炉の一次、二次回路における調和の取れた制御が実現される。これにより、制御システムの反応とアクチュエータの動作がより合理的となるため、原子炉システムの安定的な稼働に有利となる。

【0048】

以下に、図面と実施例を組み合わせて、本発明につき更に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0049】

【図1】図１は、本発明のいくつかの実施例における貫流式蒸気発生器の圧力制御システムの概略原理図である。

【図2】図２は、本発明のいくつかの実施例における蒸気－水流量偏差制御チャネルの概略原理図である。

【図3】図３は、図１における圧力制御装置の概略原理図である。

【図4】図４は、本発明のいくつかの実施例における給水調整弁群の概略原理図である。

【図5】図５は、本発明のいくつかの実施例における貫流式蒸気発生器の圧力制御方法の概略フローチャートである。

【図6】図６は、本発明の別のいくつかの実施例における原子力発電所の蒸気発生器システムの概略原理図である。

【図7】図７は、図６における蒸気発生器の圧力制御システムの概略原理図である。

【図8】図８は、図７における第１制御モジュールの概略原理図である。

【図9】図９は、図７における第２制御モジュールの概略原理図である。

【図10】図１０は、図７における第３制御モジュールの概略原理図である。

【図11】図１１は、本発明の別のいくつかの実施例における蒸気発生器の圧力制御方法の概略フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0050】

本発明の技術的特徴、目的及び効果がより明瞭に理解されるよう、ここで、図面を参照して、本発明の具体的実施形態につき詳細に説明する。

【0051】

図１は、本発明のいくつかの実施例における貫流式蒸気発生器の圧力制御システムを示している。当該システムは、貫流式蒸気発生器１０が、微小摂動過渡過程における圧力の精密な調整を満たし得るとともに、大幅な過渡変化の発生時にも、迅速且つ安定的に目標状態に調整し得るよう制御するために用いられる。図１～４の組み合わせに示されるように、本発明の実施例における貫流式蒸気発生器の圧力制御システムは、貫流式蒸気発生器１０、蒸気タービン２０、給水調整弁群５０、圧力偏差制御チャネル３１、蒸気－水流量偏差制御チャネル３２、負荷要求制御チャネル３３及び圧力制御装置４０を含む。圧力偏差制御チャネル３１、蒸気－水流量偏差制御チャネル３２及び負荷要求制御チャネル３３は、それぞれ、出口圧力値、出口流量値、入口流量値及び入口蒸気圧力値を測定する。圧力制御装置４０は、出口圧力値、出口流量値、入口流量値及び入口蒸気圧力値に基づき計算を行い、粗調整状態と微調整状態を区別する。そして、微調整制御信号及び高低負荷信号を出力することで、給水調整弁群５０の開閉状況を制御する。

【0052】

圧力偏差制御チャネル３１は、貫流式蒸気発生器１０の出口圧力値を測定するために用いられる。圧力偏差制御チャネル３１の入口は貫流式蒸気発生器１０の出口に接続され、圧力偏差制御チャネル３１の出口は圧力制御装置４０に接続される。選択的に、いくつかの実施例において、圧力偏差制御チャネル３１は、第１圧力トランスミッタ、第１アナログ量調整分配カード及び第１アナログ量入力基板カードを含んでもよい。理解し得るように、圧力偏差制御チャネル３１の圧力測定、アナログ量調整及び入力方式はその他の形式としてもよい。従って、ここでは具体的に制限せず、関連の機能を実現できればよい。

【0053】

図１、図２、図４の組み合わせに示されるように、蒸気－水流量偏差制御チャネル３２は、貫流式蒸気発生器１０の出口流量値及び給水調整弁群５０の入口流量値を測定するために用いられる。いくつかの実施例において、蒸気－水流量偏差制御チャネル３２は、第１蒸気－水流量偏差制御チャネル３２１と第２蒸気－水流量偏差制御チャネル３２２を含む。第１蒸気－水流量偏差制御チャネル３２１は貫流式蒸気発生器１０の出口流量値を測定するために用いられ、第２蒸気－水流量偏差制御チャネル３２２は給水調整弁群５０の入口流量値を測定するために用いられる。選択的に、いくつかの実施例において、第１蒸気－水流量偏差制御チャネル３２１は、第２圧力トランスミッタ、第２アナログ量調整分配カード及び第２アナログ量入力基板カードを含んでもよい。理解し得るように、蒸気－水流量偏差制御チャネル３２の圧力測定、アナログ量調整及び入力方式はその他の形式としてもよい。従って、ここでは具体的に制限せず、関連の機能を実現できればよい。

【0054】

負荷要求制御チャネル３３は、蒸気タービン２０の入口蒸気圧力値を測定するために用いられる。負荷要求制御チャネル３３の入口は蒸気タービン２０の入口に接続され、負荷要求制御チャネル３３の出口は圧力制御装置４０に接続される。選択的に、いくつかの実施例において、負荷要求制御チャネル３３は、第３圧力トランスミッタ、第３アナログ量調整分配カード及び第３アナログ量入力基板カードを含んでもよい。理解し得るように、負荷要求制御チャネル３３の圧力測定、アナログ量調整及び入力方式はその他の形式としてもよい。従って、ここでは具体的に制限せず、関連の機能を実現できればよい。

【0055】

図１～４の組み合わせに示されるように、圧力制御装置４０は、第１制御モジュラブロック４１、第２制御モジュラブロック４２及び第３制御モジュラブロック４３を含む。理解し得るように、第１制御モジュラブロック４１、第２制御モジュラブロック４２及び第３制御モジュラブロック４３は、ソフトウェア方式、回路基板カード等の方式で実現してもよい。従って、ここでは一部に制限せず、関連の機能を実現できればよい。

【0056】

第１制御モジュラブロック４１は、出口圧力値と目標圧力設定値の大きさを比較して、圧力偏差信号を選択的に出力するために用いられる。理解し得るように、ここで言う目標圧力設定値は、具体的要求に基づき設定すればよい。従って、ここでは具体的に制限せず、関連の機能を実現できればよい。

【0057】

第２制御モジュラブロック４２は、出口流量値と入口流量値の差分値を計算し、差分値と圧力偏差信号を重畳して、微調整制御信号を出力する。好ましくは、微調整制御信号は微調整開度データを含む。

【0058】

第３制御モジュラブロック４３は、入口蒸気圧力値と切替閾値を比較して、高低負荷信号を選択的に出力するために用いられる。好ましくは、高低負荷信号は粗調整開度データを含む。

【0059】

給水調整弁群５０は、第１弁５１と第２弁５２を含む。第１弁５１は高低負荷信号に基づき選択的に開放又は閉止され、第２弁５２は高低負荷信号に基づき選択的に開放又は閉止される。

【0060】

いくつかの実施例において、第１弁５１は、更に、粗調整開度データに基づき第１弁開度が設定される。また、第２弁５２は、更に、微調整制御信号の微調整開度データに基づき第２弁開度が設定される。

【0061】

図６は、本発明の別のいくつかの実施例における原子力発電所の蒸気発生器システムを示している。当該システムは、蒸気発生器１０、蒸気タービン２０、給水調整弁群５０及び蒸気発生器の圧力制御システム１００を含む。図４、図６、図７の組み合わせに示されるように、給水調整弁群５０は第１弁５１と第２弁５２を含む。蒸気発生器の圧力制御システム１００は、第１制御モジュール６１、第２制御モジュール６２及び第３制御モジュール６３を含む。第１制御モジュール６１は、圧力偏差値を取得するために用いられる。第２制御モジュール６２は、給水調整弁群５０の第１弁５１を制御する第１開度値を取得するために用いられる。第３制御モジュール６３は、給水調整弁群５０の第２弁５２を制御する第２開度値を取得するために用いられる。蒸気発生器の圧力制御システム１００は、第１制御モジュール６１、第２制御モジュール６２及び第３制御モジュール６３によって給水調整弁群５０の開閉状況を制御する。これにより、蒸気発生器１０が、微小摂動過渡過程における圧力の精密な調整を満たすとともに、大幅な過渡変化の発生時にも、迅速且つ安定的に目標状態に調整し得るよう制御する。

【0062】

いくつかの実施例において、蒸気発生器１０は、貫流式蒸気発生器であってもよいし、原子力発電の分野で一般的なその他の形式の蒸気発生器であってもよい。従って、ここでは具体的に制限せず、関連の機能を実現できればよい。また、蒸気タービン２０は、上記の実施例と同じであってもよいし、原子力発電の分野で一般的なその他の形式の蒸気タービン２０であってもよい。従って、ここでは具体的に制限せず、関連の機能を実現できればよい。

【0063】

図１、図４、図６の組み合わせに示されるように、給水調整弁群５０は第１弁５１と第２弁５２を含む。第１弁５１は第１開度値に基づき選択的に開放又は閉止され、第２弁５２は第２開度値に基づき選択的に開放又は閉止される。

【0064】

いくつかの実施例において、第１弁５１は、更に、第２開度値の第２開度データに基づき第１弁開度が設定される。また、第２弁５２は、更に、第１開度値の第１開度データに基づき第２弁開度が設定される。好ましくは、第１弁５１の第１開度値は第１開度データを含み、第２弁５２は、更に、第１開度データに基づき第２弁開度が設定される。

【0065】

図１、図６、図７の組み合わせに示されるように、本発明のいくつかの好ましい実施例において、蒸気発生器の圧力制御システム１００は、第１制御モジュール６１、第２制御モジュール６２及び第３制御モジュール６３を含む。第１制御モジュール６１は、圧力偏差値を取得するために用いられる。第２制御モジュール６２は、給水調整弁群５０の第１弁５１を制御する第１開度値を取得するために用いられる。第３制御モジュール６３は、給水調整弁群５０の第２弁５２を制御する第２開度値を取得するために用いられる。

【0066】

図１、図６～図８の組み合わせに示されるように、第１制御モジュール６１は、蒸気発生器１０の出口圧力値を測定し、出口圧力値と予め設定されている目標圧力値を比較して、圧力偏差値を取得するために用いられる。具体的に、第１制御モジュール６１は、第１制御チャネル３１及び第１制御モジュラブロック４１を含む。第１制御チャネル３１は、蒸気発生器１０の出口圧力値を測定するために用いられる。第１制御モジュラブロック４１は、出口圧力値と予め設定されている目標圧力値を比較して、圧力偏差値を取得するために用いられる。

【0067】

図１、図６、図７、図９の組み合わせに示されるように、第２制御モジュール６２は、蒸気発生器１０の出口流量値及び給水調整弁群５０の入口流量値を測定し、出口流量値と入口流量値の流量差分値を算出して、流量差分値と圧力偏差値を重畳することで、給水調整弁群５０の第１弁５１を制御する第１開度値を取得するために用いられる。好ましくは、第１弁５１の第１開度値は第１開度データを含み、第２弁５２は、更に、第１開度データに基づき第２弁開度が設定される。

【0068】

具体的に、第２制御モジュール６２は、第２制御チャネル３２及び第２制御モジュラブロック４２を含む。第２制御チャネル３２は、蒸気発生器１０の出口流量値及び給水調整弁群５０の入口流量値を測定するために用いられる。第２制御モジュラブロック４２は、出口流量値と入口流量値の流量差分値を算出して、流量差分値と圧力偏差値を重畳するために用いられる。

【0069】

いくつかの実施例において、第２制御チャネル３２は、第１偏差制御チャネル３２１と第２偏差制御チャネル３２２を含む。第１偏差制御チャネル３２１は蒸気発生器１０の出口流量値を測定するために用いられ、第２偏差制御チャネル３２２は給水調整弁群５０の入口流量値を測定するために用いられる。

【0070】

図１、図６、図７、図１０の組み合わせに示されるように、第３制御モジュール６３は、蒸気タービン２０の入口蒸気圧力値を測定し、入口蒸気圧力値と予め設定されている基準閾値を比較することで、給水調整弁群５０の第２弁５２を制御する第２開度値を取得するために用いられる。好ましくは、第２弁５２の第２開度値は第２開度データを含み、第１弁５１は、更に、第２開度データに基づき第１弁開度が設定される。

【0071】

具体的に、第３制御モジュール６３は、第３制御チャネル３３及び第３制御モジュラブロック４３を含む。第３制御チャネル３３は、蒸気タービン２０の入口蒸気圧力値を測定するために用いられる。第３制御モジュラブロック４３は、入口蒸気圧力値と予め設定されている基準閾値を比較することで、給水調整弁群５０の第２弁５２を制御する第２開度値を取得するために用いられる。

【0072】

本実施例における原子力発電所の蒸気発生器システムのその他の部分は、上述した実施例における貫流式蒸気発生器の圧力制御システムと同じであるため、ここでは詳述しない。

【0073】

次に、図１～５を組み合わせて、本発明のいくつかの実施例における貫流式蒸気発生器の圧力制御方法の具体的ステップについて説明する。本発明の実施例において、貫流式蒸気発生器の圧力制御方法は、以下のステップＳ１～Ｓ３を含む。

【0074】

Ｓ１．貫流式蒸気発生器１０の出口圧力値を測定し、出口圧力値が目標圧力設定値よりも大きいか否かを判断して、大きい場合には圧力偏差信号を出力する。

【0075】

Ｓ２．貫流式蒸気発生器１０の出口流量値及び給水調整弁群５０の入口流量値を測定する。そして、出口流量値と入口流量値の差分値を計算し、差分値と圧力偏差信号を重畳して、微調整制御信号を出力する。

【0076】

Ｓ３．蒸気タービン２０の入口蒸気圧力値を測定し、入口蒸気圧力値が切替閾値を超えているか否かを判断する。そして、超えている場合には、高低負荷信号を出力して、第１弁５１と第２弁５２を同時に開放する。また、超えていない場合には、第１弁５１を閉止し、第２弁５２を開放する。

【0077】

いくつかの実施例において、高低負荷信号は粗調整開度データを更に含む。当該方法は、第１弁５１が、更に、粗調整開度データに基づき第１弁開度が設定されるとのステップを更に含む。好ましくは、第２弁５２は、更に、微調整制御信号の微調整開度データに基づき第２弁開度が設定される。

【0078】

本実施例における貫流式蒸気発生器の圧力制御方法は、上述した実施例における貫流式蒸気発生器の圧力制御システムと一致しているため、ここでは詳述しない。

【0079】

次に、図６～１１を組み合わせて、本発明のいくつかの好ましい実施例における蒸気発生器の圧力制御方法の具体的ステップについて説明する。本実施例において、蒸気発生器の圧力制御方法は、更に以下のステップＳ１～Ｓ３を含む。

【0080】

Ｓ１．蒸気発生器１０の出口圧力値を測定し、出口圧力値と予め設定されている目標圧力値を比較して、圧力偏差値を取得する。好ましくは、ステップＳ１は、更に、以下のステップＳ１１及びステップＳ１２を含む。

【0081】

Ｓ１１．蒸気発生器１０の出口圧力値を測定する。

【0082】

Ｓ１２．出口圧力値と予め設定されている目標圧力値を比較して、圧力偏差値を取得する。

【0083】

Ｓ２．蒸気発生器１０の出口流量値及び給水調整弁群５０の入口流量値を測定し、出口流量値と入口流量値の流量差分値を算出する。そして、流量差分値と圧力偏差値を重畳することで、給水調整弁群５０の第１弁５１を制御する第１開度値を取得する。

【0084】

具体的に、ステップＳ２は以下を含む。

【0085】

Ｓ２１．蒸気発生器１０の出口流量値及び給水調整弁群５０の入口流量値を測定する。

【0086】

Ｓ２２．出口流量値と入口流量値の流量差分値を算出し、流量差分値と圧力偏差値を重畳する。

【0087】

好ましくは、ステップＳ２１は、更に、ステップＳ２１１及びステップＳ２１２を含む。

【0088】

Ｓ２１１．蒸気発生器１０の出口流量値を測定する。

【0089】

Ｓ２１２．給水調整弁群５０の入口流量値を測定する。

【0090】

Ｓ３．蒸気タービン２０の入口蒸気圧力値を測定し、入口蒸気圧力値と予め設定されている基準閾値を比較することで、給水調整弁群５０の第２弁５２を制御する第２開度値を取得する。

【0091】

好ましくは、ステップＳ３は、更に、ステップＳ３１及びステップＳ３２を含む。

【0092】

Ｓ３１．蒸気タービン２０の入口蒸気圧力値を測定する。

【0093】

Ｓ３２．入口蒸気圧力値と予め設定されている基準閾値を比較することで、給水調整弁群５０の第２弁５２を制御する第２開度値を取得する。

【0094】

別のいくつかの実施例において、本発明は、更に、図６～７に示す蒸気発生器の圧力制御システム１００を提供する。本実施例における蒸気発生器の圧力制御システム１００は上述した実施例と同じであるため、ここでは詳述しない。本発明における貫流式蒸気発生器の圧力制御方法及びシステムによれば、貫流式蒸気発生器１０は、微小摂動過渡過程における圧力の精密な調整を満たし得るとともに、大幅な過渡変化の発生時にも、迅速且つ安定的に目標状態に調整可能である。

【0095】

原子炉の正常稼働時の過渡過程において、迅速且つ正確に貫流式蒸気発生器１０の出口圧力を制御可能となる。また、貫流式蒸気発生器１０における迅速な反応特性と原子炉の炉心における反応の遅れとのミスマッチを合わせて考慮することで、原子炉の一次、二次回路における調和の取れた制御が実現される。これにより、制御システムの反応とアクチュエータの動作がより合理的となるため、原子炉システムの安定的な稼働に有利となる。

【0096】

以上の記載は本発明の好ましい実施形態にすぎず、本発明の保護の範囲は上記の実施例に限らない。よって、本発明の構想に属する技術方案は、いずれも本発明の保護の範囲に属する。指摘すべき点として、当業者にとって、本発明の原理を逸脱しないことを前提とした若干の改良及び補足は、本発明の保護の範囲とみなすべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】